JPH08248438A - Liquid crystal light valve and its production - Google Patents
Liquid crystal light valve and its productionInfo
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Landscapes
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、高輝度投射型画像表示
装置、空間光変調素子、二次元光演算素子等に用いられ
る液晶ライトバルブの製造方法に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method of manufacturing a liquid crystal light valve used for a high-luminance projection type image display device, a spatial light modulator, a two-dimensional light operation element, and the like.
【０００２】[0002]
【従来の技術】従来より、液晶ライトバルブは、光変調
器として高輝度投射型画像表示装置や光情報処理等に用
いられている。例えば、上記液晶ライトバルブは、図１
７に示すように、読み出し光１１０の強度変化を電圧変
化によって変調する液晶層１０７、読み出し光１１０を
反射させる誘電体多層膜で構成された光反射層１０４、
光反射層１０４からの透過光を遮断する遮光層１０３、
書き込み光１０９の強度によりインピーダンスを変化さ
せ、液晶層１０７にかかる電圧を制御する光導電層１０
２から成り、これらの各層を透明導電膜１０１ａ・１０
１ｂの形成されたガラス等の透光性基板１００ａ・１０
０ｂで挟んだサンドイッチ構造をしている。2. Description of the Related Art Conventionally, a liquid crystal light valve has been used as an optical modulator in a high-luminance projection type image display device, optical information processing and the like. For example, the liquid crystal light valve is shown in FIG.
As shown in FIG. 7, a liquid crystal layer 107 that modulates the intensity change of the read light 110 by a voltage change, a light reflection layer 104 formed of a dielectric multilayer film that reflects the read light 110,
A light-blocking layer 103 that blocks the transmitted light from the light-reflecting layer 104,
The photoconductive layer 10 that controls the voltage applied to the liquid crystal layer 107 by changing the impedance according to the intensity of the writing light 109.
2 and each of these layers is connected to the transparent conductive film 101a.
1b formed transparent substrate 100a, 10 made of glass or the like
It has a sandwich structure sandwiched between 0b.
【０００３】上記液晶層１０７は、光反射層１０４上に
形成された、液晶分子を配向させる配向膜１０５ａと、
透明導電膜１０１ｂ上に形成された、液晶分子を配向さ
せる配向膜１０５ｂとの間に、スペーサ１０６・１０６
を介して液晶が封入されて形成されている。また、上記
透明導電膜１０１ａ・１０１ｂには、交流電圧を発生す
る駆動電源１１１が接続されている。The liquid crystal layer 107 includes an alignment film 105a formed on the light reflection layer 104 for aligning liquid crystal molecules,
Spacers 106 and 106 are formed between the alignment film 105b formed on the transparent conductive film 101b and aligning the liquid crystal molecules.
A liquid crystal is sealed in through. A drive power supply 111 that generates an AC voltage is connected to the transparent conductive films 101a and 101b.
【０００４】上記構成の液晶ライトバルブの動作につい
て、図１８に示す等価回路を用いて説明する。図中、等
価抵抗１１２と等価容量１１５とで液晶層１０７を示
し、等価抵抗１１３と等価容量１１６とで中間層（配向
膜１０５ａ、光反射層１０４、遮光層１０３）を示し、
等価抵抗１１４（可変抵抗器）と等価容量１１７とで光
導電層１０２を示す。また、液晶層１０７の合成インピ
ーダンスをＺ１、中間層の合成インピーダンスをＺ２、
光導電層１０２の合成インピーダンスをＺ３で示す。上
記構成の液晶ライトバルブは、駆動電源１１１によって
矩形波状あるいは正弦波状の駆動電圧Ｖが印加される。
したがって、液晶層１０７に分圧される電圧Ｖ１ｃは、
Ｖ１ｃ＝｛Ｚ１／（Ｚ１＋Ｚ２＋Ｚ３）｝×Ｖで示され
る。The operation of the liquid crystal light valve having the above structure will be described with reference to the equivalent circuit shown in FIG. In the figure, the equivalent resistance 112 and the equivalent capacitance 115 indicate the liquid crystal layer 107, and the equivalent resistance 113 and the equivalent capacitance 116 indicate the intermediate layer (the alignment film 105a, the light reflection layer 104, the light shielding layer 103),
The equivalent resistance 114 (variable resistor) and equivalent capacitance 117 represent the photoconductive layer 102. Further, the synthetic impedance of the liquid crystal layer 107 is Z1, the synthetic impedance of the intermediate layer is Z2,
The combined impedance of the photoconductive layer 102 is indicated by Z3. To the liquid crystal light valve having the above configuration, a driving voltage V having a rectangular wave shape or a sine wave shape is applied by the driving power supply 111.
Therefore, the voltage V1c divided by the liquid crystal layer 107 is
V1c = {Z1 / (Z1 + Z2 + Z3)} × V.
【０００５】つまり、上記構成の液晶ライトバルブで
は、上記光導電層１０２に書込み光１０９による光の照
射がなされない時には、等価抵抗１１４は高抵抗状態と
なり、光導電層１０２の合成インピーダンスＺ３は高イ
ンピーダンスとなる。一方、光導電層１０２に書込み光
１０９による光が照射された時には、光導電層１０２の
等価抵抗１１４は低抵抗状態となり、合成インピーダン
スＺ３は低インピーダンスとなる。That is, in the liquid crystal light valve having the above structure, when the photoconductive layer 102 is not irradiated with the writing light 109, the equivalent resistance 114 is in a high resistance state and the combined impedance Z3 of the photoconductive layer 102 is high. It becomes impedance. On the other hand, when the photoconductive layer 102 is irradiated with the writing light 109, the equivalent resistance 114 of the photoconductive layer 102 becomes a low resistance state, and the combined impedance Z3 becomes a low impedance.
【０００６】即ち、上記の液晶ライトバルブは、光導電
層１０２に書き込み光１０９が照射されない状態（暗状
態）では光導電層１０２の等価抵抗１１４は高インピー
ダンスとなるが、光導電層１０２に書き込み光１０９が
照射された状態（明状態）では光導電効果により光導電
層１０２の等価抵抗１１４は低インピーダンスとなるた
め、液晶層１０７に印加される電圧Ｖ１ｃが閾値電圧を
越え、液晶層１０７の配向状態が変化する。この配向状
態の変化を読み出し光１１０の強度変化として、偏光ビ
ームスプリッタ等を通してスクリーンに投影することで
画像信号として取り出すようになっている。That is, in the above liquid crystal light valve, the equivalent resistance 114 of the photoconductive layer 102 has a high impedance when the writing light 109 is not applied to the photoconductive layer 102 (dark state), but the writing is performed in the photoconductive layer 102. In the state where the light 109 is irradiated (bright state), the equivalent resistance 114 of the photoconductive layer 102 has a low impedance due to the photoconductive effect. Therefore, the voltage V1c applied to the liquid crystal layer 107 exceeds the threshold voltage and the liquid crystal layer 107 has The orientation state changes. This change in the orientation state is taken as the change in the intensity of the read light 110 and projected on a screen through a polarization beam splitter or the like to be extracted as an image signal.
【０００７】また、液晶ライトバルブを使用した投射型
画像表示装置は、図１９に示すように、ＣＲＴ（Cathod
e Ray Tube) １２２によって形成された画像がファイバ
ープレート等により液晶ライトバルブ１２３に書き込ま
れる一方、読み出し光源１２１から出射された読み出し
光が光学レンズ１２５ａ、偏光ビームスプリッタ１２４
を介して液晶ライトバルブ１２３に入射され、液晶ライ
トバルブ１２３内で画像に応じて変調された後、再び偏
光ビームスプリッタ１２４、光学レンズ１２５ｂを介し
てスクリーン１２６上に画像が投影される。Further, a projection type image display device using a liquid crystal light valve has a CRT (Cathod) as shown in FIG.
The image formed by the e Ray Tube) 122 is written in the liquid crystal light valve 123 by a fiber plate or the like, while the reading light emitted from the reading light source 121 is read by the optical lens 125a and the polarization beam splitter 124.
The light is incident on the liquid crystal light valve 123 via the light source, is modulated according to the image in the liquid crystal light valve 123, and then the image is projected again on the screen 126 via the polarization beam splitter 124 and the optical lens 125b.
【０００８】このようにして、図１７に示す液晶ライト
バルブは、投射型画像表示装置や光情報処理等に用いら
れる光変調器として使用されている。In this way, the liquid crystal light valve shown in FIG. 17 is used as a light modulator used in a projection type image display device, optical information processing and the like.
【０００９】ところで、上記光導電層１０２には、特開
昭５８−３４４３５号公報、特開昭５８−３４４３６号
公報、特開昭５８−１９９３２７号公報、特開昭５９−
８１６２７号公報、特開昭５９−１７０８２０号公報に
開示されているように、非晶質水素化シリコン（以下、
ａ−Ｓｉ：Ｈと称する）が用いられている。By the way, the photoconductive layer 102 is provided in JP-A-58-34435, JP-A-58-34436, JP-A-58-199327, and JP-A-59-.
As disclosed in Japanese Patent Publication No. 81627 and Japanese Patent Publication No. 59-170820, amorphous hydrogenated silicon (hereinafter, referred to as
a-Si: H) is used.
【００１０】また、液晶ライトバルブの表示性能とし
て、高コントラストを実現するためには、液晶層に印加
される電圧比（暗状態と明状態で液晶層に印加される電
圧の比）を大きくする必要があり、このために、光導電
層の明状態と暗状態とで得られるインピーダンスの比
（スイッチング比）を大きくする必要がある。したがっ
て、上記したａ−Ｓｉ：Ｈからなる光導電層のスイッチ
ング比を大きくするために、以下の方法が採用されてい
る。In order to realize high contrast as the display performance of the liquid crystal light valve, the voltage ratio applied to the liquid crystal layer (the ratio of the voltage applied to the liquid crystal layer in the dark state and the bright state) is increased. Therefore, it is necessary to increase the impedance ratio (switching ratio) obtained between the bright state and the dark state of the photoconductive layer. Therefore, in order to increase the switching ratio of the photoconductive layer made of a-Si: H, the following method is adopted.
【００１１】 光導電層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）にボロン
（Ｂ）をドーピングすることにより光導電層を真性半導
体とし、暗状態での抵抗値を大きくし、光導電層のスイ
ッチング比を大きくする方法。By doping the photoconductive layer (a-Si: H) with boron (B), the photoconductive layer is made to be an intrinsic semiconductor, the resistance value in the dark state is increased, and the switching ratio of the photoconductive layer is increased. Method.
【００１２】 光導電層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の膜厚を厚
くして暗状態での抵抗値を大きくし、光導電層のスイッ
チング比を大きくする方法。A method of increasing the film thickness of the photoconductive layer (a-Si: H) to increase the resistance value in the dark state and increase the switching ratio of the photoconductive layer.
【００１３】 光導電層（ａ−Ｓｉ：Ｈ）の見掛け上
の抵抗値を上げるために、光導電層に接触する透明電極
としてショットキーコンタクトを形成する金属材料に半
透明薄膜を用い、これに逆バイアスを印加することによ
り実効的な抵抗を大きくし、光導電層のスイッチング比
を大きくする方法。尚、上記光導電層の成膜には、一般
的にプラズマＣＶＤ法（化学気相成長法）やスパッタ法
が採用されている。In order to increase the apparent resistance of the photoconductive layer (a-Si: H), a semitransparent thin film is used as a metal material for forming a Schottky contact as a transparent electrode in contact with the photoconductive layer. A method of increasing the effective resistance by applying a reverse bias and increasing the switching ratio of the photoconductive layer. A plasma CVD method (chemical vapor deposition method) or a sputtering method is generally used for forming the photoconductive layer.
【００１４】[0014]
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記〜
の各方法により製造した光導電層では、以下のような問
題が生じている。However, the above-mentioned
The photoconductive layer produced by each of the above methods has the following problems.
【００１５】 ａ−Ｓｉ：Ｈにボロンをドーピングし
て真性半導体とした光導電層の場合、図２０に示すよう
な特性を示す。即ち、ごく限られたボロンの微量添加領
域（Ａ領域）では、ボロンを添加して行くと、暗状態の
導電率σｄは小さくなり、明状態の導電率（光導電率）
σｐは僅かに小さくなる。それ以外のＢ領域では、ボロ
ンを添加して行くとσｄとσｐとは共に大きくなる。こ
の特性に基づいて、光導電層の光導電率σｐを大きくす
るためにボロンをドープすることが有効な手段となり得
ることが分かる。しかし、ドーピング量が多すぎると、
暗導電率σｄも大きくなってしまうので、液晶ライトバ
ルブのスイッチング比は反対に低下してしまう。したが
って、ボロンをドーピングすることで、光導電率σｐが
大きく、しかもスイッチング比の高い光導電層を実現す
るには、制御性良くドーピングすることが重要である。In the case of a photoconductive layer formed by doping a-Si: H with boron to form an intrinsic semiconductor, the photoconductive layer has characteristics as shown in FIG. That is, in a very limited area (A area) where boron is added in a very small amount, as boron is added, the conductivity σd in the dark state becomes smaller, and the conductivity (photoconductivity) in the bright state becomes smaller.
σp becomes slightly smaller. In the other B region, both σd and σp increase as boron is added. Based on this characteristic, it can be seen that boron doping can be an effective means for increasing the photoconductivity σp of the photoconductive layer. However, if the doping amount is too high,
Since the dark conductivity σd also increases, the switching ratio of the liquid crystal light valve decreases on the contrary. Therefore, in order to realize a photoconductive layer having a large photoconductivity σp and a high switching ratio by doping with boron, it is important to dope with good controllability.
【００１６】さらに、ボロンをドーピングする際、設定
したボロンのドーピング量となるようにガス流量を調整
しても、ボロンガスは自己分解性の強いガスであるた
め、余分量のボロン濃度の制御が困難であり、膜質の再
現性が悪く、液晶ライトバルブを作成しても、デバイス
性能に大きなバラツキが生じていた。Further, when boron is doped, even if the gas flow rate is adjusted so that the boron doping amount is set, it is difficult to control the excess boron concentration because the boron gas has a strong self-decomposing property. However, the reproducibility of the film quality was poor, and even if a liquid crystal light valve was created, there was a large variation in device performance.
【００１７】以上のことから、膜質の再現性を良く、し
かもスイッチング比を高くするには、ボロンのドーピン
グ濃度を低く、しかも精度良く制御する必要があること
が分かる。しかしながら、光導電層の成膜法としての一
般的に採用されているプラズマＣＶＤ法やスパッタ法で
はボロン濃度を精度良く制御することが困難であり、ま
た、このようなプラズマＣＶＤ法やスパッタ法によっ
て、ボロンのドーピング濃度を低く、しかも精度良く制
御するためには、成膜速度を十分に小さく、5 Å/ 秒以
下で行わなければならず、成膜に時間を要し、生産性の
低下を招く。From the above, it is understood that in order to improve the reproducibility of the film quality and to increase the switching ratio, it is necessary to control the doping concentration of boron with low accuracy. However, it is difficult to control the boron concentration with high accuracy by the plasma CVD method or the sputtering method which is generally adopted as the film forming method of the photoconductive layer, and the plasma CVD method or the sputtering method is used. In order to control the boron doping concentration at a low level and with high accuracy, the film formation rate must be sufficiently low and less than 5 Å / sec, which requires a long time for film formation and reduces productivity. Invite.
【００１８】また、特開平４−１１９３３０号公報で
は、ａ−Ｓｉ：Ｈにボロンをドーピングすることで光導
電層の応答速度を低下させた液晶ライトバルブを作成し
ている。しかし、そこには、導電率や製造方法の問題点
について、全く開示されていない。Further, in Japanese Patent Laid-Open No. 4-119330, a liquid crystal light valve in which the response speed of the photoconductive layer is lowered by doping a-Si: H with boron is produced. However, there is no disclosure about problems in conductivity and manufacturing method.
【００１９】以上のように、ａ−Ｓｉ：Ｈにボロンをド
ーピングすることで、光導電率σｐが大きく、しかも、
液晶ライトバルブのスイッチング比も向上するようなア
モルファスシリコン系の光導電層は実現されなかった。
さらに、再現性と生産性との両方に優れた液晶ライトバ
ルブのアモルファスシリコン系の光導電層の製造方法も
見いだすことができなかった。As described above, by doping a-Si: H with boron, the photoconductivity σp is large, and moreover,
An amorphous silicon-based photoconductive layer that improves the switching ratio of liquid crystal light valves has not been realized.
Further, it has not been possible to find a method for producing an amorphous silicon photoconductive layer of a liquid crystal light valve which is excellent in both reproducibility and productivity.
【００２０】 上記したように光導電層の成膜には、
プラズマＣＶＤ法やスパッタ法が広く用いられている
が、この場合、成膜速度を十分に小さくする必要がある
ので、膜厚を厚くするには時間がかかりコスト高になる
という問題が生じる。敢えて、プラズマＣＶＤ法により
高速成膜を行なった場合、（ＳｉＨ）ｎのポリマー粉が
反応室内に発生し、これが成膜中に基板表面に付着し、
膜欠陥を生じるという問題が生じている。As described above, in forming the photoconductive layer,
Although the plasma CVD method and the sputtering method are widely used, in this case, since it is necessary to sufficiently reduce the film forming rate, it takes time to increase the film thickness, which causes a problem of high cost. When high-speed film formation is performed by the plasma CVD method, polymer powder of (SiH) n is generated in the reaction chamber and adheres to the substrate surface during film formation.
There is a problem that a film defect occurs.
【００２１】 光導電層に接触する透明電極としてシ
ョットキーコンタクトを形成する金属材料に半透明薄膜
を用いた場合、光の透過率が低下し、光情報書込みデバ
イスとしての感度が低下する。また、ショットキーコン
タクトを維持するためには、直流モードでしか使用でき
ないので、液晶層へ直流電流が印加され、液晶が劣化し
デバイスの信頼性が低下してしまうという問題が生じて
いる。When a semitransparent thin film is used as a metal material forming a Schottky contact as a transparent electrode that contacts the photoconductive layer, the light transmittance is lowered, and the sensitivity as an optical information writing device is lowered. Further, in order to maintain the Schottky contact, since it can be used only in the direct current mode, a direct current is applied to the liquid crystal layer, the liquid crystal deteriorates, and the reliability of the device deteriorates.
【００２２】本発明は、上記の各問題点に鑑みなされた
ものであって、その目的は、ボロンを非晶質半導体に混
在させたときの成膜時の膜欠陥を無くすと共に、光導電
層のスイッチング比を大きくし、表示性能としてのコン
トラストの高い液晶ライトバルブの生産性を向上させる
ことにある。The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to eliminate film defects at the time of film formation when boron is mixed in an amorphous semiconductor and to provide a photoconductive layer. To increase the switching ratio and improve the productivity of liquid crystal light valves with high contrast as display performance.
【００２３】[0023]
【課題を解決するための手段】請求項１の液晶ライトバ
ルブは、対向面側に透光性導電膜が形成されると共に、
基板間に液晶層と光導電層とを挟持した一対の透光性基
板を有し、上記光導電層は、シリコンを主成分とし、ボ
ロンを混在した非晶質半導体から形成されると共に、暗
状態での導電率が１０-9Ｓ／ｃｍ以下に設定されている
ことを特徴としている。According to another aspect of the present invention, there is provided a liquid crystal light valve, wherein a light-transmitting conductive film is formed on the opposite surface side,
A pair of translucent substrates sandwiching a liquid crystal layer and a photoconductive layer between the substrates are provided, and the photoconductive layer is formed of an amorphous semiconductor containing silicon as a main component and mixed with boron, and a dark substrate. It is characterized in that the electric conductivity in the state is set to 10 -9 S / cm or less.
【００２４】請求項２の液晶ライトバルブの製造方法
は、対向面側に透光性導電膜が形成され、基板間に液晶
層を挟持した一対の透光性基板を有し、一方の基板にお
ける基板対向面に、シリコンを主成分とし、ボロンを混
在した非晶質半導体からなる光導電層が形成された光書
込み型の液晶ライトバルブの製造方法であって、上記光
導電層を、パルス放電プラズマ化学気相成長法を用いて
形成することを特徴としている。According to a second aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a liquid crystal light valve, comprising a pair of translucent substrates in which a translucent conductive film is formed on opposite sides, and a liquid crystal layer is sandwiched between the substrates. What is claimed is: 1. A method of manufacturing a photo-writing type liquid crystal light valve, wherein a photoconductive layer made of an amorphous semiconductor containing silicon as a main component and mixed with boron is formed on a surface facing a substrate. It is characterized in that it is formed by using the plasma chemical vapor deposition method.
【００２５】[0025]
【作用】一般に、明状態の導電率σｐが大きく、しかも
液晶ライトバルブのスイッチング比も向上するような光
導電層の導電率の設定について以下に述べる。In general, the setting of the conductivity of the photoconductive layer so that the conductivity σp in the bright state is large and the switching ratio of the liquid crystal light valve is improved will be described below.
【００２６】液晶ライトバルブのスイッチング比は前述
の合成インピーダンスで議論される。液晶ライトバルブ
の暗状態の導電率σｄと暗状態のインピーダンスＺｄと
の関係を図１５に示す。この図から、σｄが１０-9（Ｓ
／ｃｍ）以下であれば、σｄが増加してもインピーダン
スＺｄの低下を抑えることができる。即ち、暗状態で液
晶層に電圧が印加されない状態を維持できるためスイッ
チング比が低下しないことが分かる。これにより、暗状
態の導電率σｄを１０-9（Ｓ／ｃｍ）以下に保つことが
できる領域でボロンをドーピングすれば明状態の導電率
σｐが大きくなり、液晶ライトバルブのスイッチング比
も向上することが分かる。The switching ratio of the liquid crystal light valve is discussed in the above-mentioned synthetic impedance. FIG. 15 shows the relationship between the dark state conductivity σd and the dark state impedance Zd of the liquid crystal light valve. From this figure, σd is 10 -9 (S
/ Cm) or less, the decrease in impedance Zd can be suppressed even if σd increases. That is, it can be seen that the switching ratio does not decrease because the state where no voltage is applied to the liquid crystal layer can be maintained in the dark state. As a result, if boron is doped in a region where the conductivity σd in the dark state can be kept below 10 −9 (S / cm), the conductivity σp in the bright state increases and the switching ratio of the liquid crystal light valve also improves. I understand.
【００２７】したがって、請求項１記載の液晶ライトバ
ルブのように、暗状態の導電率σｄを１０-9（Ｓ／ｃ
ｍ）以下となるようにボロンをドーピングすることで、
光導電層の暗時のインピーダンスと明時のインピーダン
スとの比、即ちスイッチング比を大きくすることができ
るので、液晶層に印加される電圧比（暗時と明時に液晶
に印加される電圧の比）を大きくすることができ、この
結果、液晶ライトバルブの表示性能として高コントラス
ト化を実現することができる。Therefore, as in the liquid crystal light valve according to the first aspect, the conductivity σd in the dark state is 10 −9 (S / c).
m) by doping with boron such that
Since the ratio of the dark impedance to the light impedance of the photoconductive layer, that is, the switching ratio can be increased, the voltage ratio applied to the liquid crystal layer (the ratio of the voltage applied to the liquid crystal during the dark time and the light time ) Can be increased, and as a result, high contrast can be realized as the display performance of the liquid crystal light valve.
【００２８】また、請求項２記載の製造方法のように、
パルス放電プラズマ化学気相成長法を用いることによ
り、高速で成膜した場合、成膜中の（ＳｉＨ）ｎのポリ
マー粉の発生を低減させることができるので、高速成膜
時における膜欠陥を防止することができる。これによ
り、ボロンを低濃度で精度良く非晶質半導体に混在させ
ることができるので、スイッチング比の大きい光導電層
を速く、且つ歩留り良く生産することができ、この結
果、高表示性能の液晶ライトバルブの生産性を向上させ
ることができる。Further, as in the manufacturing method according to claim 2,
By using the pulse discharge plasma chemical vapor deposition method, it is possible to reduce the generation of polymer powder of (SiH) n during film formation at the time of film formation at a high speed, and thus prevent film defects during high-speed film formation. can do. As a result, boron can be mixed in the amorphous semiconductor with a low concentration and with high accuracy, so that a photoconductive layer having a large switching ratio can be produced quickly and with a high yield. As a result, a liquid crystal light with high display performance can be obtained. The productivity of the valve can be improved.
【００２９】[0029]
〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図６
および図１６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。[Embodiment 1] An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
The following is a description with reference to FIG.
【００３０】本実施例に係る液晶ライトバルブは、図１
に示すように、読み出し光２０の強度変化を電圧変化に
よって変調する液晶層１７、読み出し光２０を反射させ
る誘電体多層膜で構成された誘電体ミラー層１４、誘電
体ミラー層１４からの透過光を遮断する遮光層１３、書
き込み光１９の強度によりインピーダンスを変化させ、
液晶層１７にかかる電圧を制御する光導電層１２を備
え、これら各層を、透明電極１１ａおよび透光性の対向
電極１１ｂが対向面側に形成された透光絶縁性のガラス
基板（透光性基板）１０ａ・１０ｂで挟んだサンドイッ
チ構造をしている。The liquid crystal light valve according to this embodiment is shown in FIG.
As shown in, the liquid crystal layer 17 that modulates the intensity change of the read light 20 by a voltage change, the dielectric mirror layer 14 formed of a dielectric multilayer film that reflects the read light 20, and the transmitted light from the dielectric mirror layer 14. The impedance is changed by the intensity of the light shielding layer 13 and the writing light 19 for blocking the
A photoconductive layer 12 for controlling the voltage applied to the liquid crystal layer 17 is provided, and each of these layers is provided with a transparent electrode 11a and a transparent counter electrode 11b formed on the facing surface side thereof. It has a sandwich structure sandwiched between substrates 10a and 10b.
【００３１】尚、上記ガラス基板１０ｂの読み出し光２
０側表面には、読み出し光２０の反射を防止する反射防
止膜１８が形成されている。The reading light 2 of the glass substrate 10b is used.
On the 0-side surface, an antireflection film 18 that prevents the reading light 20 from being reflected is formed.
【００３２】また、上記誘電体ミラー層１４および対向
電極１１ｂ上には、液晶分子を配向させる配向膜１５ａ
・１５ｂが形成され、この配向膜１５ａ・１５ｂ間にス
ペーサ１６・１６を介して液晶を封入することで上記液
晶層１７が形成される。また、上記透明電極１１ａおよ
び対向電極１１ｂには、交流電圧を発生する駆動電源
（図示せず）が接続されている。An alignment film 15a for aligning liquid crystal molecules is formed on the dielectric mirror layer 14 and the counter electrode 11b.
15b is formed, and the liquid crystal layer 17 is formed by enclosing a liquid crystal between the alignment films 15a and 15b via the spacers 16 and 16. A drive power supply (not shown) that generates an AC voltage is connected to the transparent electrode 11a and the counter electrode 11b.
【００３３】上記構成の液晶ライトバルブは、光導電層
１２に書き込み光１９による画像信号の入力がない状態
（暗状態）では光導電層１２は高インピーダンスとなる
が、光導電層１２に書き込み光１９による画像信号が入
力された状態（明状態）では光導電効果により光導電層
１２は低インピーダンスとなるため、液晶層１７に印加
される電圧が閾値電圧を越え、液晶層１７の配向状態が
変化する。この配向状態の変化を読み出し光２０の強度
変化として、偏光ビームスプリッタ等を通してスクリー
ンに投影することで画像信号として取り出すようになっ
ている。In the liquid crystal light valve having the above structure, the photoconductive layer 12 has a high impedance when the image signal is not input to the photoconductive layer 12 by the writing light 19 (dark state). When the image signal from 19 is input (bright state), the photoconductive layer 12 has a low impedance due to the photoconductive effect. Therefore, the voltage applied to the liquid crystal layer 17 exceeds the threshold voltage, and the alignment state of the liquid crystal layer 17 changes. Change. This change in the alignment state is taken as the change in the intensity of the read light 20 and projected on a screen through a polarization beam splitter or the like to be extracted as an image signal.
【００３４】上記液晶ライトバルブの製造方法について
説明する。先ず、ガラス基板１０ａ上に、透明電極１１
ａとして、全面に錫をドープした酸化インジウム（ＩＴ
Ｏ：Indium Tin Oxide）からなる透明導電膜をスパッタ
法により形成する。A method of manufacturing the above liquid crystal light valve will be described. First, the transparent electrode 11 is formed on the glass substrate 10a.
As a, indium oxide (IT
A transparent conductive film made of O: Indium Tin Oxide) is formed by a sputtering method.
【００３５】次に、透明電極１１ａ上に、光導電層１２
を、ＳｉＨ4 ガスとＢ2 Ｈ6 ガスとを原料としてパルス
放電プラズマＣＶＤ法（化学気相成長法）を用いて形成
する。尚、上記パルス放電プラズマＣＶＤ法について
は、後で詳細に説明する。Next, the photoconductive layer 12 is formed on the transparent electrode 11a.
Is formed by using a pulse discharge plasma CVD method (chemical vapor deposition method) using SiH 4 gas and B 2 H 6 gas as raw materials. The pulse discharge plasma CVD method will be described in detail later.
【００３６】次いで、光導電層１２上に、遮光層１３と
して、非晶質水素化ケイ素ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ）をプラズマＣＶＤ法により形成する。Next, on the photoconductive layer 12, as a light shielding layer 13, amorphous silicon germanium hydride (a-SiG) is formed.
e: H) is formed by the plasma CVD method.
【００３７】その後、遮光層１３上に、誘電体ミラー層
１４として、酸化チタン（ＴｉＯ2）と酸化シリコン
（ＳｉＯ2 ）とからなる多層膜を電子イオンビーム蒸着
法によって形成する。Thereafter, a multilayer film made of titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) is formed as the dielectric mirror layer 14 on the light shielding layer 13 by the electron ion beam evaporation method.
【００３８】次に、ガラス基板１０ａに対向するガラス
基板１０ｂ上の液晶層１７側に、ＩＴＯからなる透明導
電膜をスパッタ法を用いて蒸着することによって対向電
極１１ｂを形成すると共に、読み出し光２０の入射側に
ガラスの表面反射を防止するための反射防止膜１８を形
成する。Next, on the liquid crystal layer 17 side of the glass substrate 10b facing the glass substrate 10a, a transparent conductive film made of ITO is vapor-deposited by a sputtering method to form a counter electrode 11b and read light 20. An antireflection film 18 for preventing surface reflection of glass is formed on the incident side of.
【００３９】次いで、対向電極１１ｂ及び誘電体ミラー
層１４上に、配向膜をスピンコートにより薄膜化して１
８０℃で焼成することにより、膜厚がおよそ５００Åの
配向膜１５ａ・１５ｂを形成する。Next, an alignment film is formed into a thin film on the counter electrode 11b and the dielectric mirror layer 14 by spin coating to form 1
By firing at 80 ° C., the alignment films 15a and 15b having a film thickness of about 500 Å are formed.
【００４０】その後、上記配向膜１５ａ・１５ｂにラビ
ングによる配向処理を施す。ラビング方向は、４５°ね
じれになるようにした。これは、液晶の動作モードとし
てネマティック液晶を用いたハイブリッド電界効果モー
ドを採用するためである。After that, the alignment films 15a and 15b are subjected to an alignment treatment by rubbing. The rubbing direction was twisted by 45 °. This is because the hybrid field effect mode using nematic liquid crystal is adopted as the operation mode of the liquid crystal.
【００４１】そして、一方の基板に樹脂からなるシール
剤を印刷してスペーサ１６・１６を形成し、このスペー
サ１６・１６を介してガラス基板１０ａ・１０ｂ同士を
貼り合わせ、ネマティック液晶を封入して液晶層１７と
する事により、本実施例の液晶ライトバルブを構成す
る。Then, a sealant made of resin is printed on one of the substrates to form the spacers 16 and 16. The glass substrates 10a and 10b are bonded to each other through the spacers 16 and 16 and nematic liquid crystal is sealed. The liquid crystal layer 17 constitutes the liquid crystal light valve of this embodiment.
【００４２】ここで、上記の光導電層１２を形成するた
めのパルス放電プラズマＣＶＤ法について説明する。Here, the pulse discharge plasma CVD method for forming the photoconductive layer 12 will be described.
【００４３】上記パルス放電プラズマＣＶＤ法に適用さ
れる装置は、図３に示すように、反応室１内に、２枚の
対向配置された平板電極３・４とを備えた所謂、平行平
板型のプラズマＣＶＤ装置であり、上記平板電極３に
は、ヒーター２が接続されると共に、平板電極４には、
インピーダンス整合回路を有するパルス放電装置５を介
して高周波電源６が接続されている。上記反応室１に
は、反応ガスを排出する排出口１ａ・１ａが形成される
と共に、上記パルス放電装置５には、原料ガスを反応室
１内に導入する開口部５ａが形成されている。As shown in FIG. 3, the apparatus applied to the pulse discharge plasma CVD method is a so-called parallel plate type in which two plate electrodes 3 and 4 facing each other are provided in a reaction chamber 1. Of the plasma CVD apparatus, the heater 2 is connected to the plate electrode 3, and the plate electrode 4 is
A high frequency power supply 6 is connected via a pulse discharge device 5 having an impedance matching circuit. The reaction chamber 1 is formed with discharge ports 1a, 1a for discharging the reaction gas, and the pulse discharge device 5 is formed with an opening 5a for introducing the raw material gas into the reaction chamber 1.
【００４４】また、一般的なプラズマＣＶＤ法では、図
２（ａ）に示すように、周波数が１３．５６ＭＨｚの定
常状態の高周波電力を使用するが、本願では、パルス放
電装置５によって、図２（ｂ）に示すように、周波数が
１３．５６ＭＨｚの高周波を交互にＯＮ／ＯＦＦさせた
状態の高周波電力を使用するようなっている。尚、本実
施例では、ＯＮ／ＯＦＦの周期を１ｍｓｅｃとし、ＯＮ
時間／（ＯＮ＋ＯＦＦ）時間の比（デューティ比）を１
／１０から９／１０の範囲で変化させている。Further, in a general plasma CVD method, as shown in FIG. 2 (a), steady-state high-frequency power having a frequency of 13.56 MHz is used. As shown in (b), the high frequency power in a state where the high frequency having a frequency of 13.56 MHz is alternately turned on / off is used. In this embodiment, the ON / OFF cycle is set to 1 msec, and the ON
Time / (ON + OFF) time ratio (duty ratio) is 1
The range is changed from / 10 to 9/10.
【００４５】したがって、上記構成のパルス放電プラズ
マＣＶＤ装置によって、本実施例の光導電層１２を成膜
する場合、原料ガスをＳｉＨ4 ガスとＢ2 Ｈ6 ガス、Ｂ
2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝２０ｐｐｍ、デューティ比を１／
２、高周波電源６の実効放電電力を９０Ｗ、成膜速度を
約１８Å／ｓｅｃとし、光導電層１２の膜厚が１０μｍ
となるように成膜する。即ち、パルス放電装置５が接続
された平板電極４側から原料ガスとしてＳｉＨ4 ガスと
Ｂ2 Ｈ6 ガスとを反応室１内に導入すると共に、パルス
状態の高周波を印加することにより、ＳｉＨ4 ガスとＢ
2 Ｈ6 ガスとをプラズマ状態にし、もう一方の平板電極
３上に配置された基板７（ガラス基板１０ａ上に透明電
極１１ａが形成れたもの）上に、ボロン（Ｂ）がドーピ
ングされたａ−Ｓｉ：Ｈ膜からなる光導電層１２を成膜
するようになっている。Therefore, when the photoconductive layer 12 of this embodiment is formed by the pulse discharge plasma CVD apparatus having the above structure, the source gas is SiH 4 gas, B 2 H 6 gas, and B 2 H 6 gas.
2 H 6 / SiH 4 = 20 ppm, duty ratio 1 /
2. The effective discharge power of the high frequency power source 6 is 90 W, the film formation rate is about 18 Å / sec, and the thickness of the photoconductive layer 12 is 10 μm.
The film is formed so that That, together with the SiH 4 gas and B 2 H 6 gas as the source gas from the pulse discharge unit 5 is connected to the plate electrode 4 side is introduced into the reaction chamber 1, by applying a high frequency pulse state, SiH 4 Gas and B
2 H 6 gas is brought into a plasma state, and boron (B) is doped on the substrate 7 (the glass substrate 10a on which the transparent electrode 11a is formed) disposed on the other flat plate electrode 3a. The photoconductive layer 12 made of a -Si: H film is formed.
【００４６】尚、上記光導電層１２に使用される非晶質
シリコン系半導体として、非晶質水素化シリコンの他
に、例えば非晶質水素化シリコンカーバイドや、非晶質
水素化シリコン錫、非晶質水素化シリコンゲルマニウ
ム、非晶質水素化窒化シリコン等も使用することができ
る。As the amorphous silicon semiconductor used for the photoconductive layer 12, in addition to amorphous hydrogenated silicon, for example, amorphous hydrogenated silicon carbide, amorphous hydrogenated silicon tin, Amorphous hydrogenated silicon germanium, amorphous hydrogenated silicon nitride, etc. can also be used.
【００４７】一般的に、上記のようにパルス放電プラズ
マＣＶＤ法によって非晶質シリコン系半導体薄膜を成膜
した場合、以下の利点がある。Generally, when the amorphous silicon semiconductor thin film is formed by the pulse discharge plasma CVD method as described above, there are the following advantages.
【００４８】 従来のプラズマＣＶＤ法により非晶質
シリコン系半導体薄膜を成膜した場合、成膜速度を速く
すれば（ＳｉＨ）ｎ等のポリマー粉が発生するため、成
膜中に膜欠陥が生じる虞があるが、パルス放電プラズマ
ＣＶＤ法を用いた場合、（ＳｉＨ）ｎ等のポリマー粉の
発生を激減することができるので、成膜中に膜欠陥を生
じさせない。したがって、成膜精度を向上させることが
できる。When an amorphous silicon semiconductor thin film is formed by the conventional plasma CVD method, if the film formation speed is increased, polymer powder such as (SiH) n is generated, so that a film defect occurs during the film formation. Although there is a risk, when the pulse discharge plasma CVD method is used, the generation of polymer powder such as (SiH) n can be drastically reduced, so that no film defect is caused during film formation. Therefore, the film forming accuracy can be improved.
【００４９】 （ＳｉＨ）ｎ等のポリマー粉の発生を
抑えて、成膜中に欠陥が生じるのを抑えた場合、従来の
プラズマＣＶＤ法に比べて、２〜１２倍の成膜速度を得
ることができ、この結果、生産効率を向上させることが
できる。When the generation of polymer powder such as (SiH) n is suppressed and the generation of defects during film formation is suppressed, a film formation rate 2 to 12 times higher than that of the conventional plasma CVD method can be obtained. As a result, the production efficiency can be improved.
【００５０】以上の点から、パルス放電プラズマＣＶＤ
法によって非晶質シリコン系半導体薄膜からなる光導電
層を成膜することは非常に好ましいことが分かる。From the above points, pulse discharge plasma CVD
It is found that it is very preferable to form a photoconductive layer made of an amorphous silicon semiconductor thin film by the method.
【００５１】ここで、上記のようにパルス放電プラズマ
ＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ：Ｈ膜からなる光導電層１２
を成膜した場合のシランに対するジボランの濃度（Ｂ2
Ｈ6／ＳｉＨ4 ）と、暗時の導電率（暗導電率）σｄお
よび明時の導電率（光導電率）σｐとの関係を図４に示
す。尚、比較例として、プラズマＣＶＤ法によって非晶
質シリコン系半導体薄膜からなる光導電層を成膜した場
合のシランに対するジボランの濃度（Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ
4 ）と、暗時の導電率（暗導電率）σｄおよび明時の導
電率（光導電率）σｐとの関係を図５に示す。尚、この
ときの光導電層に照射する光の強度（照射光強度）は２
５０μＷ／ｃｍ2 とする。Here, the photoconductive layer 12 made of an a-Si: H film is formed by the pulse discharge plasma CVD method as described above.
Concentration of diborane relative to silane (B 2
FIG. 4 shows the relationship between H 6 / SiH 4 ) and the conductivity (dark conductivity) σd in the dark and the conductivity (photoconductivity) σp in the bright. As a comparative example, the concentration of diborane (B 2 H 6 / SiH) relative to silane when a photoconductive layer made of an amorphous silicon semiconductor thin film is formed by a plasma CVD method.
FIG. 5 shows the relationship between 4 ) and the conductivity (dark conductivity) σd in the dark and the conductivity (photoconductivity) σp in the bright. The intensity of the light radiated on the photoconductive layer at this time (irradiation light intensity) is 2
50 μW / cm 2 .
【００５２】図４から、本実施例１の光導電層１２では
Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝２０ｐｐｍに設定されて形成され
ているので、その暗導電率σｄは、１０-9ｓ／ｃｍ以下
となっており、暗時のインピーダンスＺｄは低下しない
ことが分かる。また、光導電率σｐは、ボロンが混在し
ない光導電層に比べて約２０倍改善されていることが分
かる。From FIG. 4, since the photoconductive layer 12 of Example 1 was formed with B 2 H 6 / SiH 4 = 20 ppm, its dark conductivity σd was 10 −9 s / cm or less. It can be seen that the impedance Zd in the dark does not decrease. Further, it can be seen that the photoconductivity σp is improved by about 20 times as compared with the photoconductive layer in which boron is not mixed.
【００５３】ここで、ボロンのドーピングにより光導電
率σｐを大きくし、液晶ライトバルブを動作したときの
画像コントラストの変化を図１６に示す。この図から、
ノンドープ状態では、低いコントラストしか得られない
ので画像が見にくくなるが、ボロンをドープすることに
より光導電率σｐが大きくなり、その結果、液晶ライト
バルブの高コントラスト化を実現することができること
が分かる。したがって、光導電層の明状態と暗状態との
インピーダンス比を大きくすることができるので、液晶
ライトバルブの高コントラストを実現することができ
る。FIG. 16 shows a change in image contrast when the photoconductivity σp is increased by doping boron and the liquid crystal light valve is operated. From this figure,
In the non-doped state, an image is difficult to see because only a low contrast is obtained, but it is understood that by doping boron, the photoconductivity σp is increased, and as a result, high contrast of the liquid crystal light valve can be realized. Therefore, the impedance ratio between the bright state and the dark state of the photoconductive layer can be increased, so that high contrast of the liquid crystal light valve can be realized.
【００５４】また、図４および図５から、パルス放電プ
ラズマＣＶＤ法によって成膜された光導電層では、プラ
ズマＣＶＤ法によって成膜された光導電層に比べて、光
導電率σｐは約４０倍改善されていることが分かる。Further, from FIGS. 4 and 5, the photoconductivity σp of the photoconductive layer formed by the pulse discharge plasma CVD method is about 40 times that of the photoconductive layer formed by the plasma CVD method. You can see that it has been improved.
【００５５】これにより、同じくボロンがドーピングさ
れた光導電層のインピーダンス比は、プラズマＣＶＤ法
によって成膜された光導電層よりも、パルス放電プラズ
マＣＶＤ法によって成膜された光導電層の方が大きくな
っていることが分かる。Accordingly, the impedance ratio of the photoconductive layer similarly doped with boron is higher in the photoconductive layer formed by the pulse discharge plasma CVD method than in the photoconductive layer formed by the plasma CVD method. You can see that it is getting bigger.
【００５６】また、図６に示すように、パルス放電プラ
ズマＣＶＤ法によれば、ボロンの濃度に関わらず、プラ
ズマＣＶＤ法よりも、約１１倍の速さで非晶質水素化シ
リコンを成膜することができることが分かる。As shown in FIG. 6, according to the pulse discharge plasma CVD method, regardless of the boron concentration, the amorphous hydrogenated silicon film is formed about 11 times faster than the plasma CVD method. You can see that you can.
【００５７】さらに、上記したように、パルス放電プラ
ズマＣＶＤ法では、非晶質シリコン系半導体の薄膜の高
速成膜中の（ＳｉＨ）ｎのポリマー粉の発生を抑制する
ことができるので、成膜欠陥の発生を防止することがで
きる。Further, as described above, in the pulse discharge plasma CVD method, it is possible to suppress the generation of (SiH) n polymer powder during the high-speed film formation of the amorphous silicon semiconductor thin film, so that the film formation. It is possible to prevent the occurrence of defects.
【００５８】一般に、ボロンを混在させた非晶質半導体
を光導電層に使用する場合、暗導電率σｄは１０-9ｓ／
ｃｍ以下とし、光導電率σｐを高く設定する必要があ
る。本実施例においては、図４に示すように、Ｂ2 Ｈ6
／ＳｉＨ4 ＝８０ｐｐｍ以下の割合でドーピングするこ
とにより、上記条件を満たすことができる。尚、Ｂ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 ＝８０ｐｐｍ時のボロン濃度をＳＩＭＳ分
析（１次イオン種：Ｏ2、加速電圧：１２ｋＶ、資料電
流：０．２μＡ）したところ、ボロン濃度は８×１０18
ａｔｍｓ／ｃｍ3 であった。Generally, when an amorphous semiconductor containing boron is used for the photoconductive layer, the dark conductivity σd is 10 −9 s /.
The photoconductivity σp needs to be set to a high value by setting it to be not more than cm. In this embodiment, as shown in FIG. 4, B 2 H 6
The above condition can be satisfied by doping at a ratio of / SiH 4 = 80 ppm or less. In addition, B 2 H
SIMS analysis of the boron concentration when 6 / SiH 4 = 80 ppm (primary ion species: O 2 , accelerating voltage: 12 kV, material current: 0.2 μA) revealed that the boron concentration was 8 × 10 18.
It was atms / cm 3 .
【００５９】尚、本願の各実施例においても、ボロン濃
度の測定はＳＩＭＳ分析によって行うものとする。In each of the examples of the present application, the boron concentration is measured by SIMS analysis.
【００６０】以上のことから、パルス放電プラズマＣＶ
Ｄ法によって非晶質シリコン系半導体を成膜すれば、プ
ラズマＣＶＤ法によって成膜する場合に比べて、成膜速
度が速く、低濃度のボロンのドーピングを精度良くでき
るので、光導電層の歩留りを良くすることができ、この
結果、液晶ライトバルブの生産性を向上することができ
る。From the above, pulse discharge plasma CV
When the amorphous silicon-based semiconductor is formed by the D method, the film formation speed is faster than that in the case of forming the film by the plasma CVD method, and the doping of low-concentration boron can be performed with high accuracy. Therefore, the yield of the photoconductive layer can be improved. Therefore, the productivity of the liquid crystal light valve can be improved.
【００６１】尚、本実施例では、液晶層１７には、ネマ
ティック液晶を用い、その動作モードとしてハイブリッ
ド電界効果モードを採用したが、これに限定されるもの
ではなく、液晶層１７としてネマティック液晶の他に、
例えば、ポリマー分散型液晶を用いることができ、動作
モードとしてハイブリッド電界効果モードの他に、例え
ばツイステッドネマティクモード、電界制御複屈折モー
ドを使用することができる。In this embodiment, a nematic liquid crystal is used for the liquid crystal layer 17 and a hybrid electric field effect mode is adopted as its operation mode. However, the operation mode is not limited to this, and a nematic liquid crystal layer 17 is used. other,
For example, a polymer dispersed liquid crystal can be used, and as the operation mode, for example, a twisted nematic mode or an electric field control birefringence mode can be used in addition to the hybrid field effect mode.
【００６２】また、上記ネマティック液晶の他に、例え
ば強誘電性液晶、反強誘電性液晶、（エレクトロクリニ
ック）効果を有するスメクティック液晶を使用しても良
い。Besides the nematic liquid crystal, for example, a ferroelectric liquid crystal, an antiferroelectric liquid crystal, or a smectic liquid crystal having an (electroclinic) effect may be used.
【００６３】さらに、液晶の動作モードとして、ネマテ
ィック液晶を用いた相転移モード、動的散乱モード、ゲ
ストホストモードを使用しても良く、液晶複合膜、スメ
クティック液晶を用いたゲストホストモードを使用して
も良い。Further, as a liquid crystal operation mode, a phase transition mode using a nematic liquid crystal, a dynamic scattering mode or a guest host mode may be used, or a liquid crystal composite film or a guest host mode using a smectic liquid crystal is used. May be.
【００６４】また、パルス放電プラズマＣＶＤ法の周波
数は１３．５６ＭＨｚに限定されるものではなく、１
３．５６ＭＨｚの整数倍の２７．１２ＭＨｚ等の周波数
や５０ｋＨｚ〜１５０ｋＨｚの周波数を用いても良い。
さらに、パルス放電する場合のＯＮ／ＯＦＦの周期は１
ｍｓｅｃに限定されるものではなく、周期を１００μｓ
ｅｃ〜１０ｍｓｅｃの間に設定しても良い。The frequency of the pulse discharge plasma CVD method is not limited to 13.56 MHz, but 1
A frequency such as 27.12 MHz which is an integral multiple of 3.56 MHz or a frequency of 50 kHz to 150 kHz may be used.
Furthermore, the ON / OFF cycle for pulse discharge is 1
The period is not limited to msec, and the cycle is 100 μs.
It may be set between ec and 10 msec.
【００６５】〔実施例２〕本発明の他の実施例について
図７ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。[Embodiment 2] Another embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 7 to 10.
【００６６】本実施例の液晶ライトバルブは、図７に示
すように、基本的な構成は上記の実施例１に示した液晶
ライトバルブと同じであり、読み出し光５０の強度変化
を電圧変化によって変調する液晶層４７、読み出し光５
０を反射させる誘電体多層膜で構成された誘電体ミラー
層４４、誘電体ミラー層４４からの透過光を遮断する非
晶質水素化ケイ素ゲルマニウムからなる遮光層４３、書
き込み光４９の強度によりインピーダンスを変化させ、
液晶層４７にかかる電圧を制御する非晶質水素化ケイ素
ゲルマニウムからなる光導電層４２から成り、これらの
各層を透明電極４１ａおよび対向電極４１ｂの形成され
たファイバープレートからなる絶縁性の透光性基板４０
ａおよびガラスからなる透光性基板４０ｂで挟んだサン
ドイッチ構造をしている。As shown in FIG. 7, the liquid crystal light valve of this embodiment has the same basic structure as that of the liquid crystal light valve shown in the first embodiment, and changes the intensity of the read light 50 by changing the voltage. Modulating liquid crystal layer 47, read light 5
A dielectric mirror layer 44 formed of a dielectric multilayer film that reflects 0, a light-shielding layer 43 made of amorphous silicon germanium germanium that blocks the transmitted light from the dielectric mirror layer 44, and an impedance depending on the intensity of the writing light 49. Change
A photoconductive layer 42 made of amorphous silicon germanium hydride that controls the voltage applied to the liquid crystal layer 47, and each of these layers is made of a fiber plate having a transparent electrode 41a and a counter electrode 41b. Board 40
It has a sandwich structure sandwiched between a transparent substrate 40b made of a and glass.
【００６７】尚、上記透光性基板４０ｂの読み出し光５
０側表面には、読み出し光５０の反射を防止する反射防
止膜４８が形成されている。The reading light 5 from the transparent substrate 40b is used.
An antireflection film 48 that prevents the reading light 50 from being reflected is formed on the 0-side surface.
【００６８】上記誘電体ミラー層４４上には、液晶分子
を配向させる配向膜４５ａが形成される一方、上記対向
電極４１ｂ上には、液晶分子を配向させる配向膜４５ｂ
が形成され、この配向膜４５ａ・４５ｂ間にスペーサ４
６・４６を介して液晶を封入することで上記の液晶層４
７が形成されている。また、上記透明導電膜４１ａ・４
１ｂには、交流電圧を発生する駆動電源（図示せず）が
接続されている。An alignment film 45a for aligning liquid crystal molecules is formed on the dielectric mirror layer 44, while an alignment film 45b for aligning liquid crystal molecules is formed on the counter electrode 41b.
Is formed, and the spacer 4 is formed between the alignment films 45a and 45b.
By enclosing a liquid crystal through 6.46, the above-mentioned liquid crystal layer 4
7 are formed. In addition, the transparent conductive films 41a-4
A drive power source (not shown) that generates an AC voltage is connected to 1b.
【００６９】次に、この液晶ライトバルブの製造方法に
ついて説明する。先ず、ファイバープレートからなる絶
縁性の透光性基板４０ａ上に、全面に酸化錫（Ｓｎ
Ｏ2 ）からなる透明導電膜をスパッタ法により形成し、
透明電極４１ａとする。Next, a method of manufacturing this liquid crystal light valve will be described. First, tin oxide (Sn) is formed on the entire surface of an insulating translucent substrate 40a made of a fiber plate.
A transparent conductive film made of O 2 ) is formed by a sputtering method,
The transparent electrode 41a is used.
【００７０】次に、透明電極４１ａ上に、光導電層４２
として非晶質水素化ケイ素ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ）膜を、シラン（ＳｉＨ4 ）ガス、ジボラン（Ｂ
2 Ｈ6）ガス、水素（Ｈ2 ）ガスおよびゲルマン（Ｇｅ
Ｈ4 ）ガスを原料としてパルス放電プラズマＣＶＤ法を
用いて形成する。Next, the photoconductive layer 42 is formed on the transparent electrode 41a.
As amorphous silicon hydride germanium (a-SiG
e: H) film, silane (SiH 4 ) gas, diborane (B
2 H 6 ) gas, hydrogen (H 2 ) gas and germane (Ge
H 4 ) gas is used as a raw material and is formed by the pulse discharge plasma CVD method.
【００７１】上記光導電層４２は、実施例１と同一のパ
ルス放電プラズマＣＶＤ装置によって、以下の条件で成
膜される。原料ガスをＳｉＨ4 ガス、Ｂ2 Ｈ6 ガス、Ｈ
2 およびＧｅＨ4 ガス、シランガスに対するジボランガ
スの濃度をＢ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝５０ｐｐｍ、シランガ
スに対するゲルマンガスの濃度をＧｅＨ4 ／ＳｉＨ4＝
０．０５％、デューティ比を３／５、高周波電源６の実
効放電電力を１２５Ｗ、成膜速度を約１６Å／ｓｅｃと
する。このとき、光導電層４２は、膜厚が１２μｍとな
るように成膜される。The photoconductive layer 42 is formed by the same pulse discharge plasma CVD apparatus as in Example 1 under the following conditions. Source gas is SiH 4 gas, B 2 H 6 gas, H
2 and GeH 4 gas, the concentration of diborane gas for silane gas is B 2 H 6 / SiH 4 = 50 ppm, the concentration of germane gas for silane gas is GeH 4 / SiH 4 =
The duty ratio is 0.05%, the effective discharge power of the high frequency power source 6 is 125 W, and the film forming rate is about 16Å / sec. At this time, the photoconductive layer 42 is formed to have a film thickness of 12 μm.
【００７２】次いで、光導電層４２上に、液晶層４７側
から光導電層４２へ入射する光を遮断するための遮光層
４３として、非晶質水素化ケイ素ゲルマニウム（ａ−Ｓ
ｉＧｅ：Ｈ）をプラズマＣＶＤ法により形成する。尚、
遮光層４３の非晶質水素化ケイ素ゲルマニウムは、光導
電層４２のａ−ＳｉＧｅよりもＧｅ濃度が高く、且つ光
学ギャップの低い条件で形成している。Next, an amorphous silicon germanium hydride (a-S) layer is formed on the photoconductive layer 42 as a light-blocking layer 43 for blocking light incident on the photoconductive layer 42 from the liquid crystal layer 47 side.
iGe: H) is formed by the plasma CVD method. still,
The amorphous silicon germanium hydride of the light shielding layer 43 is formed under the condition that the Ge concentration is higher than that of the a-SiGe of the photoconductive layer 42 and the optical gap is low.
【００７３】その後、遮光層４３上に、液晶層４７側か
ら光導電層４２へ入射する光を反射させるための誘電体
ミラー層４４として酸化チタン（ＴｉＯ2 ）と酸化シリ
コン（ＳｉＯ2 ）とからなる多層膜を電子イオンビーム
蒸着法により形成する。After that, titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) are formed on the light shielding layer 43 as a dielectric mirror layer 44 for reflecting the light incident on the photoconductive layer 42 from the liquid crystal layer 47 side. Is formed by the electron ion beam evaporation method.
【００７４】次に、透光性基板４０ａに対向する透光性
基板４０ｂ上に、液晶層４７側にＩＴＯからなる透明導
電膜をスパッタ法を用いて蒸着することによって、対向
電極４１ｂを形成すると共に、読み出し光５０の入射側
にガラスの表面反射を防止するための反射防止膜４８を
形成する。Next, on the transparent substrate 40b facing the transparent substrate 40a, a transparent conductive film made of ITO is deposited on the liquid crystal layer 47 side by a sputtering method to form a counter electrode 41b. At the same time, an antireflection film 48 for preventing the surface reflection of the glass is formed on the incident side of the reading light 50.
【００７５】次いで、対向電極４１ｂ及び誘電体ミラー
層４４上に、配向膜をスピンコートにより薄膜化して１
８０℃で焼成することにより、膜厚がおよそ５００Åの
配向膜４５ａ・４５ｂを形成する。Then, an alignment film is thinned by spin coating on the counter electrode 41b and the dielectric mirror layer 44 to form 1
By firing at 80 ° C., the alignment films 45a and 45b having a film thickness of about 500 Å are formed.
【００７６】その後、上記配向膜４５ａ・４５ｂにラビ
ングによる配向処理を施し、一方の基板にシール剤を印
刷してスペーサ４６・４６を形成し、このスペーサ４６
・４６を介して透光性基板４０ａと透光性基板４０ｂと
を貼り合わせ、液晶を注入して液晶層４７を形成する事
により、本実施例の液晶ライトバルブを構成する。After that, the alignment films 45a and 45b are subjected to an alignment treatment by rubbing, and a sealant is printed on one of the substrates to form spacers 46 and 46.
The liquid crystal light valve of the present embodiment is configured by bonding the translucent substrate 40a and the translucent substrate 40b via 46 and injecting liquid crystal to form the liquid crystal layer 47.
【００７７】尚、上記液晶層４７の動作モードは、ＤＡ
Ｐ（Deformation of Aligned Phases)モードを使用して
いる。The operation mode of the liquid crystal layer 47 is DA
P (Deformation of Aligned Phases) mode is used.
【００７８】ここで、上記のようにパルス放電プラズマ
ＣＶＤ法によって非晶質水素化ケイ素ゲルマニウム（ａ
−ＳｉＧｅ：Ｈ）からなる光導電層４２を成膜した場合
のシランに対するジボランの濃度（Ｂ2 Ｈ6 ／Ｓｉ
Ｈ4 ）と、暗時の導電率（暗導電率）σｄおよび明時の
導電率（光導電率）σｐとの関係を図８に示す。尚、比
較例として、プラズマＣＶＤ法によって非晶質水素化ケ
イ素ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）薄膜からなる光
導電層を成膜した場合のシランに対するジボランの濃度
（Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ）と、暗時の導電率（暗導電率）
σｄおよび明時の導電率（光導電率）σｐとの関係を図
９に示す。尚、このときの光導電層に照射する光の強度
（照射光強度）は２５０μＷ／ｃｍ2 とする。Here, the amorphous silicon germanium hydride (a) is formed by the pulse discharge plasma CVD method as described above.
-SiGe: H) when the photoconductive layer 42 is formed, the concentration of diborane with respect to silane (B 2 H 6 / Si)
FIG. 8 shows the relationship between H 4 ), the dark conductivity (dark conductivity) σd, and the light conductivity (photoconductivity) σp. As a comparative example, the concentration of diborane with respect to silane (B 2 H 6 / SiH 4 ) when a photoconductive layer made of an amorphous silicon germanium hydride (a-SiGe: H) thin film was formed by the plasma CVD method. And the conductivity in the dark (dark conductivity)
FIG. 9 shows the relationship between σd and the electric conductivity (photoconductivity) σp at bright time. The intensity of light applied to the photoconductive layer at this time (irradiation light intensity) is 250 μW / cm 2 .
【００７９】図８から、本実施例２の光導電層４２はＢ
2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝５０ｐｐｍに設定されて形成されて
いるので、その暗導電率σｄは、１０-9ｓ／ｃｍ以下に
なっており、暗時のインピーダンスＺｄは低下しないこ
とが分かる。また、光導電率σｐは、ボロンが僅かでも
ドーピングされた状態（Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＞０）であ
れば、Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝０（ボロンがドーピングさ
れない状態：ノンドープ）の状態よりも大きくなってい
ることが分かる。From FIG. 8, the photoconductive layer 42 of the second embodiment is B
Since it is formed by setting 2 H 6 / SiH 4 = 50 ppm, its dark conductivity σd is 10 −9 s / cm or less, and it can be seen that the impedance Zd in the dark does not decrease. Further, the photoconductivity σp of B 2 H 6 / SiH 4 = 0 (non-doped state of boron: non-doped) is obtained in a state where boron is slightly doped (B 2 H 6 / SiH 4 > 0). You can see that it is larger than the state.
【００８０】これにより、ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜にボロン
がドーピングされることにより、光導電層の明状態と暗
状態とのインピーダンス比を大きくすることができるの
で、液晶ライトバルブの高コントラストを実現すること
ができる。As a result, by doping the a-SiGe: H film with boron, the impedance ratio between the bright state and the dark state of the photoconductive layer can be increased, so that a high contrast of the liquid crystal light valve is realized. can do.
【００８１】また、図８および図９から、パルス放電プ
ラズマＣＶＤ法によって成膜された光導電層では、プラ
ズマＣＶＤ法によって成膜された光導電層に比べて光導
電率σｐは約５倍改善されていることが分かる。Further, from FIGS. 8 and 9, the photoconductivity σp of the photoconductive layer formed by the pulse discharge plasma CVD method is improved by about 5 times as compared with the photoconductive layer formed by the plasma CVD method. You can see that it is done.
【００８２】これにより、同じくボロンがドーピングさ
れた光導電層のインピーダンス比は、プラズマＣＶＤ法
によって成膜された光導電層よりも、パルス放電プラズ
マＣＶＤ法によって成膜された光導電層の方が大きくな
っていることが分かる。As a result, the impedance ratio of the photoconductive layer similarly doped with boron is higher in the photoconductive layer formed by the pulse discharge plasma CVD method than in the photoconductive layer formed by the plasma CVD method. You can see that it is getting bigger.
【００８３】また、図１０に示すように、パルス放電プ
ラズマＣＶＤ法によれば、ボロンの濃度に関わらず、プ
ラズマＣＶＤ法よりも、約１０倍の速さで非晶質水素化
ケイ素ゲルマニウムを成膜することができることが分か
る。Further, as shown in FIG. 10, according to the pulse discharge plasma CVD method, regardless of the boron concentration, amorphous silicon germanium hydride is formed at about 10 times faster than the plasma CVD method. It turns out that it can be filmed.
【００８４】さらに、上記したように、パルス放電プラ
ズマＣＶＤ法では、非晶質シリコン系半導体の薄膜の高
速成膜中の（ＳｉＨ）ｎのポリマー粉の発生を抑制する
ことができるので、成膜欠陥の発生を防止することがで
きる。Further, as described above, in the pulse discharge plasma CVD method, generation of polymer powder of (SiH) n can be suppressed during high speed film formation of the amorphous silicon semiconductor thin film, so that film formation is possible. It is possible to prevent the occurrence of defects.
【００８５】また、光導電層に用いる非晶質水素化ゲル
マニウムは、その感度ピークが８００ｎｍ付近に存在
し、波長感度領域が７００〜９０ｎｍ付近に存在するた
め、読み出し光５０を非晶質水素化ゲルマニウムの波長
感度領域以外の短波長または長波長に選定することで、
遮光層を不要とすることができ、プロセスを簡略化でき
る。また、遮光層を非晶質水素化ゲルマニウムで作成す
る場合、光導電層が非晶質水素化ケイ素の場合に比べ
て、膜の密着性が向上する。Since amorphous germanium hydride used for the photoconductive layer has a sensitivity peak near 800 nm and a wavelength sensitivity region near 700 to 90 nm, the read light 50 is amorphous hydrogenated. By selecting a short wavelength or long wavelength outside the wavelength sensitivity region of germanium,
It is possible to eliminate the need for the light-shielding layer and simplify the process. Further, when the light-shielding layer is made of amorphous germanium hydride, the adhesion of the film is improved as compared with the case where the photoconductive layer is amorphous silicon hydride.
【００８６】以上のことから、パルス放電プラズマＣＶ
Ｄ法によって非晶質シリコン系半導体を成膜すれば、プ
ラズマＣＶＤ法によって成膜する場合に比べて、成膜速
度が速く、低濃度のボロンのドーピングを精度良くでき
るので、光導電層の歩留りを良くすることができ、この
結果、液晶ライトバルブの生産性を向上することができ
る。From the above, pulse discharge plasma CV
When the amorphous silicon-based semiconductor is formed by the D method, the film formation speed is faster than that in the case of forming the film by the plasma CVD method, and the doping of low-concentration boron can be performed with high accuracy. Therefore, the yield of the photoconductive layer can be improved. Therefore, the productivity of the liquid crystal light valve can be improved.
【００８７】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図１１および図１４に基づいて説明すれば、以下
の通りである。[Third Embodiment] The following description will explain still another embodiment of the present invention with reference to FIGS. 11 and 14.
【００８８】本実施例の液晶ライトバルブは、基本的な
構成は上記の実施例１に示した液晶ライトバルブと同じ
であり、図１１に示すように、ガラスからなる透光性基
板６０ａおよび透光性基板６０ｂ、透明電極６１ａおよ
び対向電極６１ｂ、光導電層６２、遮光層６３、誘電体
ミラー層６４、配向膜６５ａ・６５ｂ、スペーサ６６、
液晶層６７、反射防止膜６８で構成されている。The liquid crystal light valve of this embodiment has the same basic structure as that of the liquid crystal light valve shown in the first embodiment, and as shown in FIG. 11, a glass transparent substrate 60a and a transparent substrate 60a. Optical substrate 60b, transparent electrode 61a and counter electrode 61b, photoconductive layer 62, light shielding layer 63, dielectric mirror layer 64, alignment films 65a and 65b, spacer 66,
It is composed of a liquid crystal layer 67 and an antireflection film 68.
【００８９】次に、この液晶ライトバルブの製造方法に
ついて説明する。先ず、透光性基板６０ａ上に、全面に
酸化錫（ＳｎＯ2 ）からなる透明導電膜をスパッタ法に
より形成し、透明電極６１ａとする。Next, a method of manufacturing this liquid crystal light valve will be described. First, a transparent conductive film made of tin oxide (SnO 2 ) is formed on the entire surface of the transparent substrate 60a by a sputtering method to form a transparent electrode 61a.
【００９０】次に、透明電極６１ａ上に、書き込み光６
９の強度によりインピーダンスを変化させる光導電層６
２として非晶質水素化シリコンカーバイド（ａ−Ｓｉ
Ｃ：Ｈ）膜をパルス放電プラズマＣＶＤ法を用いて形成
する。Next, the writing light 6 is formed on the transparent electrode 61a.
Photoconductive layer 6 for changing impedance according to intensity of 9
2 as amorphous hydrogenated silicon carbide (a-Si
A C: H) film is formed using the pulse discharge plasma CVD method.
【００９１】上記光導電層６２は、実施例１と同一のパ
ルス放電プラズマＣＶＤ装置によって、以下の条件で成
膜される。原料ガスをＳｉＨ4 ガス、Ｂ2 Ｈ6 ガス、Ｃ
Ｈ4ガスおよびＨ2 ガス、シランガスに対するジボラン
ガスの濃度をＢ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝１００ｐｐｍ、シラ
ンガスに対するメタンガスの濃度をＣＨ4 ／ＳｉＨ4＝
１．０％、デューティ比を１／２、高周波電源６の実効
放電電力を１００Ｗ、成膜速度を約１０Å／ｓｅｃとす
る。このとき、光導電層６２は、膜厚が８μｍとなるよ
うに成膜される。The photoconductive layer 62 is formed by the same pulse discharge plasma CVD apparatus as in Example 1 under the following conditions. Source gas is SiH 4 gas, B 2 H 6 gas, C
The concentration of diborane gas with respect to H 4 gas and H 2 gas and silane gas was B 2 H 6 / SiH 4 = 100 ppm, and the concentration of methane gas with respect to silane gas was CH 4 / SiH 4 =
1.0%, the duty ratio is 1/2, the effective discharge power of the high frequency power source 6 is 100 W, and the film forming rate is about 10Å / sec. At this time, the photoconductive layer 62 is formed to have a film thickness of 8 μm.
【００９２】次いで、光導電層６２上に、液晶層６７側
から光導電層６２へ入射する光を遮断するための非晶質
水素化ケイ素ゲルマニウム（ａ−ＳｉＧｅ：Ｈ）等から
なる遮光層６３をスパッタ法により形成する。Next, on the photoconductive layer 62, a light-shielding layer 63 made of amorphous silicon germanium hydride (a-SiGe: H) or the like for blocking light incident on the photoconductive layer 62 from the liquid crystal layer 67 side. Are formed by a sputtering method.
【００９３】その後、遮光層６３上に、液晶層６７側か
ら光導電層６２へ入射する光を反射させるための誘電体
ミラー層６４として、酸化チタン（ＴｉＯ2 ）と酸化シ
リコン（ＳｉＯ2 ）とからなる多層膜を電子イオンビー
ム蒸着法によって形成する。Then, titanium oxide (TiO 2 ) and silicon oxide (SiO 2 ) are formed on the light shielding layer 63 as a dielectric mirror layer 64 for reflecting the light incident on the photoconductive layer 62 from the liquid crystal layer 67 side. Is formed by an electron ion beam evaporation method.
【００９４】次に、透光性基板６０ａに対向する透光性
基板６０ｂ上の液晶層６７側に、ＩＴＯからなる透明導
電膜をスパッタ法を用いて蒸着することによって対向電
極１１ｂを形成すると共に、読み出し光７０の入射側に
ガラスの表面反射を防止するための反射防止膜６８を形
成する。Then, a transparent conductive film made of ITO is deposited on the liquid crystal layer 67 side of the transparent substrate 60b facing the transparent substrate 60a by a sputtering method to form the counter electrode 11b. An antireflection film 68 for preventing the surface reflection of the glass is formed on the incident side of the reading light 70.
【００９５】次いで、対向電極６１ｂ及び誘電体ミラー
層６４上に、配向膜をスピンコートにより薄膜化して１
８０℃で焼成することにより、膜厚がおよそ５００Åの
配向膜６５ａ・６５ｂを形成する。Then, an alignment film is formed into a thin film on the counter electrode 61b and the dielectric mirror layer 64 by spin coating to form 1
By firing at 80 ° C., the alignment films 65a and 65b having a film thickness of approximately 500 Å are formed.
【００９６】その後、上記配向膜６５ａ・６５ｂにラビ
ングによる配向処理を施す。そして、一方の基板にシー
ル剤を印刷してスペーサ６６・６６を形成し、このスペ
ーサ６６・６６を介して透光性基板６０ａと透光性基板
６０ｂとを貼り合わせ、液晶を注入する事により、本実
施例の液晶ライトバルブとする。After that, the alignment films 65a and 65b are subjected to an alignment treatment by rubbing. Then, a sealant is printed on one of the substrates to form spacers 66, 66, the translucent substrate 60a and the translucent substrate 60b are bonded together via the spacers 66, 66, and liquid crystal is injected. The liquid crystal light valve of this embodiment is used.
【００９７】ここで、上記のようにパルス放電プラズマ
ＣＶＤ法によって非晶質水素化シリコンカーバイド（ａ
−ＳｉＣ：Ｈ）からなる光導電層６２を成膜した場合の
シランに対するジボランの濃度（Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ）
と、暗時の導電率（暗導電率）σｄおよび明時の導電率
（光導電率）σｐとの関係を図１２に示す。尚、比較例
として、プラズマＣＶＤ法によって非晶質水素化シリコ
ンカーバイド（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）薄膜からなる光導電層
を成膜した場合のシランに対するジボランの濃度（Ｂ2
Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ）と、暗時の導電率（暗導電率）σｄお
よび明時の導電率（光導電率）σｐとの関係を図１３に
示す。尚、このときの光導電層に照射する光の強度（照
射光強度）は２５０μＷ／ｃｍ2 とする。Here, the amorphous hydrogenated silicon carbide (a) is formed by the pulse discharge plasma CVD method as described above.
-SiC: H) concentration of diborane with respect to silane when the photoconductive layer 62 is formed (B 2 H 6 / SiH 4 ).
12 shows the relationship between the dark conductivity (dark conductivity) σd and the light conductivity (photoconductivity) σp. As a comparative example, the concentration of diborane with respect to silane (B 2 when a photoconductive layer made of an amorphous hydrogenated silicon carbide (a-SiC: H) thin film was formed by a plasma CVD method.
FIG. 13 shows the relationship between H 6 / SiH 4 ) and the conductivity (dark conductivity) σd in the dark and the conductivity (photoconductivity) σp in the bright. The intensity of light applied to the photoconductive layer at this time (irradiation light intensity) is 250 μW / cm 2 .
【００９８】図１２から、本実施例３の光導電層６２は
Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＝１００ｐｐｍに設定されて形成さ
れているので、その暗導電率σｄは、１０-9ｓ／ｃｍ以
下となっており、暗時のインピーダンスＺｄは低下しな
いことが分かる。また、ボロンが僅かでもドーピングさ
れた状態（Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 ＞０）であれば、Ｂ2Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 ＝０（ボロンがドーピングされない状態：
ノンドープ）の状態よりも大きくなっていることが分か
る。From FIG. 12, the photoconductive layer 62 of the third embodiment is formed by setting B 2 H 6 / SiH 4 = 100 ppm, so that its dark conductivity σd is 10 −9 s / cm or less. It can be seen that the impedance Zd in the dark does not decrease. In addition, even if a slight amount of boron is doped (B 2 H 6 / SiH 4 > 0), B 2 H
6 / SiH 4 = 0 (state not doped with boron:
It can be seen that it is larger than in the undoped state.
【００９９】これにより、ａ−ＳｉＣ：Ｈ膜にボロンが
ドーピングされることにより、光導電層の明状態と暗状
態とのインピーダンス比を大きくすることができるの
で、液晶ライトバルブの高コントラストを実現すること
ができる。As a result, by doping the a-SiC: H film with boron, the impedance ratio between the bright state and the dark state of the photoconductive layer can be increased, so that high contrast of the liquid crystal light valve is realized. can do.
【０１００】また、図１２および図１３から、パルス放
電プラズマＣＶＤ法によって成膜されたａ−ＳｉＣ：Ｈ
膜からなる光導電層では、プラズマＣＶＤ法によって成
膜されたａ−ＳｉＣ：Ｈ膜からなる光導電層に比べて光
導電率σｐは約６倍改善されていることが分かる。Further, from FIG. 12 and FIG. 13, a-SiC: H formed by the pulse discharge plasma CVD method was used.
It can be seen that the photoconductivity σp of the photoconductive layer formed of the film is improved by about 6 times as compared with the photoconductive layer formed of the a-SiC: H film formed by the plasma CVD method.
【０１０１】これにより、同じくボロンがドーピングさ
れた光導電層のインピーダンス比は、プラズマＣＶＤ法
によって成膜された光導電層よりも、パルス放電プラズ
マＣＶＤ法によって成膜された光導電層の方が大きくな
っていることが分かる。Accordingly, the impedance ratio of the photoconductive layer similarly doped with boron is higher in the photoconductive layer formed by the pulse discharge plasma CVD method than in the photoconductive layer formed by the plasma CVD method. You can see that it is getting bigger.
【０１０２】また、図１４に示すように、パルス放電プ
ラズマＣＶＤ法によれば、ボロンの濃度に関わらず、プ
ラズマＣＶＤ法よりも、約５倍の速さで非晶質水素化シ
リコンカーバイドを成膜することができることが分か
る。As shown in FIG. 14, according to the pulse discharge plasma CVD method, amorphous hydrogenated silicon carbide is formed at a rate of about 5 times faster than the plasma CVD method, regardless of the boron concentration. It turns out that it can be filmed.
【０１０３】さらに、上記したように、パルス放電プラ
ズマＣＶＤ法では、非晶質シリコン系半導体の薄膜の高
速成膜中の（ＳｉＨ）ｎのポリマー粉の発生を抑制する
ことができるので、成膜欠陥の発生を防止することがで
きる。Further, as described above, in the pulse discharge plasma CVD method, generation of (SiH) n polymer powder during high speed film formation of an amorphous silicon semiconductor thin film can be suppressed, so that film formation is possible. It is possible to prevent the occurrence of defects.
【０１０４】また、暗時の光導電体層のインピーダンス
Ｚｄは次式で示される。The impedance Zd of the photoconductor layer in the dark is expressed by the following equation.
【０１０５】 Ｚｄ＝１／ωｃ （ω＝２πｆ、ｃ＝εε0 ・Ｓ／ｄ） ここで、ｆは周波数、εは比誘電率、ε0 は真空の誘電
率、Ｓは面積、ｄは膜厚を示す。Zd = 1 / ωc (ω = 2πf, c = εε 0 · S / d) where f is frequency, ε is relative permittivity, ε 0 is vacuum permittivity, S is area, and d is film. Indicates the thickness.
【０１０６】したがって、上記式より、光導電体層に非
晶質水素化シリコンカーバイドを用いた場合、非晶質水
素化ケイ素に比べて比誘電率を小さくすることができる
ため、暗時のインピーダンスＺｄを大きくすることがで
きる。このため、非晶質水素化ケイ素を光導電層に用い
た液晶ライトバルブと同等の性能を実現するためには、
非晶質水素化ケイ素の光導電体層の膜厚よりも薄くする
ことができ、生産性を向上させることができる。また、
光導電体層に非晶質水素化ケイ素を用いた場合と同じ膜
厚にした時には、光導電体層に非晶質水素化シリコンカ
ーバイドを用いた時の方がインピーダンスのスイッチン
グ比が向上する。Therefore, from the above equation, when amorphous silicon hydride carbide is used for the photoconductor layer, the relative dielectric constant can be made smaller than that of amorphous silicon hydride, so that the impedance in the dark is reduced. Zd can be increased. Therefore, in order to achieve the same performance as a liquid crystal light valve using amorphous silicon hydride for the photoconductive layer,
The film thickness can be made thinner than that of the photoconductor layer of amorphous silicon hydride, and the productivity can be improved. Also,
When the film thickness is the same as when amorphous silicon hydride is used for the photoconductor layer, the impedance switching ratio is improved when amorphous hydrogenated silicon carbide is used for the photoconductor layer.
【０１０７】以上のことから、パルス放電プラズマＣＶ
Ｄ法によって非晶質シリコン系半導体である非晶質水素
化シリコンカーバイドを成膜すれば、プラズマＣＶＤ法
によって成膜する場合に比べて、成膜速度が速く、低濃
度のボロンのドーピングを精度良くできるので、光導電
層の歩留りを良することができ、この結果、液晶ライト
バルブの生産性を向上することができる。From the above, pulse discharge plasma CV
When amorphous hydrogenated silicon carbide, which is an amorphous silicon-based semiconductor, is formed by the D method, the film formation speed is higher than that when formed by the plasma CVD method, and the doping of low-concentration boron is more accurate. As a result, the yield of the photoconductive layer can be improved, and as a result, the productivity of the liquid crystal light valve can be improved.
【０１０８】[0108]
【発明の効果】請求項１の発明の液晶ライトバルブは、
以上のように、対向面側に透光性導電膜が形成されると
共に、基板間に液晶層と光導電層とを挟持した一対の透
光性基板を有し、上記光導電層は、シリコンを主成分と
し、ボロンを混在した非晶質半導体から形成されると共
に、暗状態での導電率が１０-9Ｓ／ｃｍ以下に設定され
ている構成である。According to the liquid crystal light valve of the first aspect of the present invention,
As described above, the translucent conductive film is formed on the facing surface side, and the pair of translucent substrates sandwiching the liquid crystal layer and the photoconductive layer are provided between the substrates, and the photoconductive layer is made of silicon. It is made of an amorphous semiconductor in which boron is a main component and mixed with boron, and has a conductivity set in a dark state of 10 −9 S / cm or less.
【０１０９】これにより、光導電層の暗時のインピーダ
ンスと明時のインピーダンスとの比、即ちスイッチング
比を大きくすることができるので、液晶層に印加される
電圧比（暗時と明時に液晶に印加される電圧の比）を大
きくすることができ、この結果、液晶ライトバルブの表
示性能として高コントラスト化を実現することができる
という効果を奏する。As a result, it is possible to increase the ratio between the dark impedance and the light impedance of the photoconductive layer, that is, the switching ratio, so that the voltage ratio applied to the liquid crystal layer (the liquid crystal in the dark and the light is changed). The ratio of applied voltage) can be increased, and as a result, high contrast can be realized as the display performance of the liquid crystal light valve.
【０１１０】請求項２の発明の液晶ライトバルブの製造
方法は、以上のように、対向面側に透光性導電膜が形成
され、基板間に液晶層を挟持した一対の透光性基板を有
し、一方の基板における基板対向面に、シリコンを主成
分とし、ボロンを混在した非晶質半導体からなる光導電
層が形成された光書込み型の液晶ライトバルブの製造方
法であって、上記光導電層を、パルス放電プラズマ化学
気相成長法を用いて形成する。As described above, the method of manufacturing a liquid crystal light valve according to the second aspect of the present invention includes a pair of translucent substrates in which the translucent conductive film is formed on the opposing surface side and the liquid crystal layer is sandwiched between the substrates. A method for manufacturing a photo-writing liquid crystal light valve, comprising a photoconductive layer made of an amorphous semiconductor containing silicon as a main component and containing boron as a main component, on the substrate facing surface of one of the substrates. The photoconductive layer is formed using pulsed discharge plasma chemical vapor deposition.
【０１１１】これにより、ボロンが混在しない非晶質半
導体に比べて、暗時の導電率を低下させると共に、光照
射時の導電率を向上させ得る濃度にボロンを非晶質半導
体に混在させることができる。したがって、光導電層の
暗時のインピーダンスと明時のインピーダンスとの比、
即ちスインチング比を大きくすることができるので、液
晶層に印加される電圧比（暗時と明時に液晶に印加され
る電圧の比）を大きくすることができ、この結果、液晶
ライトバルブの表示性能として高コントラスト化を実現
することができる。As a result, as compared with the amorphous semiconductor in which boron is not mixed, the conductivity in the dark is lowered, and the boron is mixed in the amorphous semiconductor at a concentration capable of improving the conductivity in the light irradiation. You can Therefore, the ratio of the dark impedance and the light impedance of the photoconductive layer,
That is, since the swinging ratio can be increased, the voltage ratio applied to the liquid crystal layer (the ratio of the voltage applied to the liquid crystal in the dark and the light) can be increased. As a result, the display performance of the liquid crystal light valve can be increased. As a result, high contrast can be realized.
【０１１２】また、高速成膜時における膜欠陥を防止す
ることができるので、ボロンを低濃度で精度良く非晶質
半導体に混在させることができる。したがって、スイッ
チング比の大きい光導電層を速く、且つ歩留り良く生産
することができ、この結果、高表示性能の液晶ライトバ
ルブの生産性を向上させることができるという効果を奏
する。Since film defects can be prevented during high-speed film formation, boron can be mixed in an amorphous semiconductor with low concentration and high accuracy. Therefore, it is possible to produce a photoconductive layer having a large switching ratio quickly and with a high yield, and as a result, it is possible to improve the productivity of the liquid crystal light valve having high display performance.
【図１】本発明の一実施例に係る液晶ライトバルブの概
略構成図である。FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal light valve according to an embodiment of the present invention.
【図２】高周波電力を示し、（ａ）はプラズマＣＶＤ装
置で使用される高周波電力の波形図であり、（ｂ）は図
１に示すパルス放電プラズマＣＶＤ装置で使用される高
周波電力の波形図である。FIG. 2 shows high frequency power, (a) is a waveform diagram of high frequency power used in the plasma CVD apparatus, and (b) is a waveform diagram of high frequency power used in the pulse discharge plasma CVD apparatus shown in FIG. Is.
【図３】図１に示す液晶ライトバルブの製造方法に適用
されるパルス放電プラズマＣＶＤ装置の概略構成図であ
る。FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a pulse discharge plasma CVD apparatus applied to the method for manufacturing the liquid crystal light valve shown in FIG.
【図４】上記液晶ライトバルブの光導電層におけるＢ2
Ｈ6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−Ｓｉ：Ｈ膜の導電率を示す
グラフである。FIG. 4 B 2 in the photoconductive layer of the liquid crystal light valve
A-Si with respect to H 6 / SiH 4: is a graph showing the conductivity of the H film.
【図５】図４に対する比較例の光導電層におけるＢ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−Ｓｉ：Ｈ膜の導電率を示すグ
ラフである。FIG. 5 shows B 2 H in the photoconductive layer of the comparative example with respect to FIG.
6 is a graph showing the conductivity of an a-Si: H film with respect to 6 / SiH 4 .
【図６】図４および図５に示す光導電層におけるＢ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−Ｓｉ：Ｈ膜の成膜速度を示す
グラフである。FIG. 6 is B 2 H in the photoconductive layer shown in FIGS. 4 and 5.
6 / for SiH 4 a-Si: is a graph showing the deposition rate of the H film.
【図７】本発明の他の実施例の液晶ライトバルブの概略
構成図である。FIG. 7 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal light valve according to another embodiment of the present invention.
【図８】上記の光導電層におけるＢ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 に
対するａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜の導電率を示すグラフであ
る。FIG. 8 is a graph showing the conductivity of the a-SiGe: H film with respect to B 2 H 6 / SiH 4 in the above photoconductive layer.
【図９】図８に対する比較例の光導電層におけるＢ2 Ｈ
6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜の導電率を示
すグラフである。9 is a graph of B 2 H in the photoconductive layer of the comparative example with respect to FIG.
6 is a graph showing the conductivity of an a-SiGe: H film with respect to 6 / SiH 4 .
【図１０】図８および図９に示す光導電層におけるＢ2
Ｈ6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−ＳｉＧｅ：Ｈ膜の成膜速度
を示すグラフである。FIG. 10 shows B 2 in the photoconductive layer shown in FIGS. 8 and 9.
A-SiGe for H 6 / SiH 4: it is a graph showing the deposition rate of the H film.
【図１１】本発明のさらに他の実施例の液晶ライトバル
ブの概略構成図である。FIG. 11 is a schematic configuration diagram of a liquid crystal light valve according to still another embodiment of the present invention.
【図１２】上記の光導電層におけるＢ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4
に対するａ−ＳｉＣ：Ｈ膜の導電率を示すグラフであ
る。FIG. 12: B 2 H 6 / SiH 4 in the above photoconductive layer
3 is a graph showing the conductivity of an a-SiC: H film with respect to FIG.
【図１３】図１２に対する比較例の光導電層におけるＢ
2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−ＳｉＣ：Ｈ膜の導電率を
示すグラフである。FIG. 13B in the photoconductive layer of the comparative example with respect to FIG.
A-SiC for 2 H 6 / SiH 4: is a graph showing the conductivity of the H film.
【図１４】図１２および図１３に示す光導電層における
Ｂ2 Ｈ6 ／ＳｉＨ4 に対するａ−ＳｉＣ：Ｈ膜の成膜速
度を示すグラフである。FIG. 14 is a graph showing a film formation rate of an a-SiC: H film with respect to B 2 H 6 / SiH 4 in the photoconductive layer shown in FIGS. 12 and 13.
【図１５】液晶ライトバルブにおける暗状態の導電率σ
ｄとインピーダンスＺｄとの関係を示すグラフである。FIG. 15: Dark state conductivity σ in a liquid crystal light valve
It is a graph which shows the relationship between d and impedance Zd.
【図１６】液晶ライトバルブの光導電率σｐと画像コン
トラストとの関係を示すグラフである。FIG. 16 is a graph showing a relationship between photoconductivity σp of a liquid crystal light valve and image contrast.
【図１７】従来の液晶ライトバルブの概略構成図ある。FIG. 17 is a schematic configuration diagram of a conventional liquid crystal light valve.
【図１８】図１７に示す液晶ライトバルブの等価回路で
ある。FIG. 18 is an equivalent circuit of the liquid crystal light valve shown in FIG.
【図１９】図１７に示す液晶ライトバルブを適用した投
射型表示装置の概略構成図である。19 is a schematic configuration diagram of a projection type display device to which the liquid crystal light valve shown in FIG. 17 is applied.
【図２０】アモルファスシリコンにボロンを混在させた
ときの明状態および暗状態の導電率と混在させたボロン
濃度との関係を示すグラフである。FIG. 20 is a graph showing the relationship between the conductivity in the bright state and the dark state when boron is mixed in amorphous silicon, and the concentration of boron mixed.
１０ａ ガラス基板（透光性基板） １０ｂ ガラス基板（透光性基板） １１ａ 透明電極（透光性導電膜） １１ｂ 対向電極（透光性導電膜） １２ 光導電層 １７ 液晶層 ４０ａ 透光性基板 ４０ｂ 透光性基板 ４１ａ 透明電極（透光性導電膜） ４１ｂ 対向電極（透光性導電膜） ４２ 光導電層 ４７ 液晶層 ６０ａ 透光性基板 ６０ｂ 透光性基板 ６１ａ 透明電極（透光性導電膜） ６１ｂ 対向電極（透光性導電膜） ６２ 光導電層 ６７ 液晶層 10a glass substrate (translucent substrate) 10b glass substrate (translucent substrate) 11a transparent electrode (translucent conductive film) 11b counter electrode (translucent conductive film) 12 photoconductive layer 17 liquid crystal layer 40a translucent substrate 40b translucent substrate 41a transparent electrode (translucent conductive film) 41b counter electrode (translucent conductive film) 42 photoconductive layer 47 liquid crystal layer 60a translucent substrate 60b translucent substrate 61a transparent electrode (translucent conductive) Film) 61b Counter electrode (translucent conductive film) 62 Photoconductive layer 67 Liquid crystal layer
Claims (2)
に、基板間に液晶層と光導電層とを挟持した一対の透光
性基板を有し、 上記光導電層は、シリコンを主成分とし、ボロンを混在
した非晶質半導体から形成されると共に、暗状態での導
電率が１０-9Ｓ／ｃｍ以下に設定されていることを特徴
とする液晶ライトバルブ。1. A translucent conductive film is formed on the opposite surface side, and a pair of translucent substrates sandwiching a liquid crystal layer and a photoconductive layer are provided between the substrates, and the photoconductive layer is made of silicon. A liquid crystal light valve characterized by being formed from an amorphous semiconductor containing boron as a main component and having a conductivity set to 10 -9 S / cm or less in a dark state.
間に液晶層を挟持した一対の透光性基板を有し、一方の
基板における基板対向面に、シリコンを主成分とし、ボ
ロンを混在した非晶質半導体からなる光導電層が形成さ
れた光書込み型の液晶ライトバルブの製造方法であっ
て、 上記光導電層を、パルス放電プラズマ化学気相成長法を
用いて形成することを特徴とする液晶ライトバルブの製
造方法。2. A pair of translucent substrates having a translucent conductive film formed on the opposing surface side and a liquid crystal layer sandwiched between the substrates, wherein one of the substrates is made of silicon as a main component and has silicon as a main component. A method for manufacturing a photo-writing liquid crystal light valve having a photoconductive layer made of an amorphous semiconductor in which boron is mixed, wherein the photoconductive layer is formed by pulse discharge plasma chemical vapor deposition. A method for manufacturing a liquid crystal light valve, comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5477795A JPH08248438A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Liquid crystal light valve and its production |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP5477795A JPH08248438A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Liquid crystal light valve and its production |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08248438A true JPH08248438A (en) | 1996-09-27 |
Family
ID=12980209
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP5477795A Pending JPH08248438A (en) | 1995-03-14 | 1995-03-14 | Liquid crystal light valve and its production |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH08248438A (en) |
-
1995
- 1995-03-14 JP JP5477795A patent/JPH08248438A/en active Pending
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