JP3102995B2 - 液晶ライトバルブ - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、投射型液晶表示装置、
光演算器、波長変換器等に用いられる液晶ライトバルブ
に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、プレゼンテーションや映画、ビデ
オ鑑賞用に大画面表示投射型ディスプレイの需要が増加
している。このような投射型ディスプレイでは、高輝度
化、高精細化が望まれている。その中でも液晶ライトバ
ルブは、高輝度化、高精細化の点からかなり活発に開発
が行われている。例えば、図１５に示すように、液晶ラ
イトバルブ９００は、表面に透明電極９０４、配向膜９
０９を順に設けた透明基板９０２と、表面に透明電極９
０３、光導電体層９０５、遮光層９０６、誘電体ミラー
層９０７、配向膜９０８を順に設けた透明基板９０１と
の間に液晶層９１０を挟持した構造となっている。

【０００３】ここで、上記液晶ライトバルブ９００の等
価回路を図１６に示す。この等価回路では、それぞれ液
晶層９１０の等価容量をＣ_LC、誘電体ミラー層９０７の
等価容量をＣ_DM、遮光層９０６の等価容量をＣ_LB、光導
電体層９０５の等価容量をＣ_PC、液晶層９１０の等価抵
抗をＲ_LC、誘電体ミラー層９０７の等価抵抗をＲ_DM、遮
光層９０６の等価抵抗をＲ_LB、光導電体層９０５の等価
抵抗をＲ_PCで示している。

【０００４】したがって、上記液晶ライトバルブ９００
では、光導電体層９０５の等価容量Ｃ_PCと等価抵抗Ｒ_PC
によるインピーダンスＺ_PC、遮光層９０６の等価容量Ｃ
_LBと等価抵抗Ｒ_LBによるインピーダンスＺ_LB、誘電体ミ
ラー層９０７の等価容量Ｃ_DMと等価抵抗Ｒ_DMによるイン
ピーダンスＺ_DM、液晶層９１０の等価容量Ｃ_LCと等価抵
抗Ｒ_LCによるインピーダンスＺ_LCのインピーダンス比に
よって電圧分割が行われる。

【０００５】また、光導電体層９０５に書き込み光９１
１（図１５）が照射されない場合（暗状態）には、光導
電体層９０５の等価抵抗Ｒ_PCは高抵抗となり、インピー
ダンスＺ_PCは大きくなる。一方、光導電体層９０５に書
き込み光９１１が照射される場合（明状態）には、光導
電体層９０５の等価抵抗Ｒ_PCは低抵抗となりインピーダ
ンスＺ_PCは小さくなる。つまり、上記光導電体層９０５
の等価抵抗Ｒ_PCは、可変抵抗となっている。

【０００６】ところで、光導電体層９０５は、自身のイ
ンピーダンス変化によって液晶層９１０にかかる電圧を
変化させ、液晶層９１０に画像を形成するようになって
いる。このため、光導電体層９０５のインピーダンス変
化を、液晶層９１０に効率よく伝達させるためには、誘
電体ミラー層９０７および遮光層９０６のインピーダン
ス、即ちインピーダンスＺ_DMおよびインピーダンスＺ_LB
を小さくすることが必要となる。

【０００７】したがって、光導電体層９０５のインピー
ダンス変化を液晶層９１０に効率よく伝達することによ
って、より小さい書き込み光量で画像形成が可能とな
り、この結果、書き込み光感度を向上させることができ
る。また、液晶層９１０への画像の書き込み光量が小さ
くて済むので、液晶層９１０の電圧変化を大きくするこ
とができると共に、コントラストを上げることができ
る。

【０００８】また、光学薄膜を積層し、光の干渉を利用
した誘電体ミラー、誘電体干渉フィルタ、反射防止膜等
の各種フィルタは、光学特性の自由度の広さや光の利用
効率の高さや耐摩耗性の高さから光学の分野では広く使
用されている。上記の各種フィルタは、光学薄膜を電子
ビーム蒸着法で積層して作成される。

【０００９】しかしながら、光学薄膜の水分吸収による
光学特性の変化は大きな問題となっている。これは、蒸
着した誘電体膜が多孔質（ポーラス）であることに起因
し、例えば、反射防止膜の場合には、季節や使用環境に
よって湿度が変化すると、分光反射特性のピークが変化
し、人間の目で観察されるわずかな反射色が、緑色から
赤味を帯びた緑色、あるいは緑色から青味を帯びた緑色
のように変化する。

【００１０】また、一般に、液晶ライトバルブに使用さ
れる誘電体ミラー層は光学薄膜の積層であるので、製造
中の環境の変化や経過時間等で分光反射率特性とインピ
ーダンスが変化してしまう。この分光反射率特性とイン
ピーダンスのばらつきは、液晶ライトバルブの製品間の
特性のばらつきとなるため品質の安定性を低下させると
ともに、品質の安定した製品の歩留まりが低下するとい
う問題が生じる。

【００１１】また、誘電体ミラー層に吸収された水分
は、普通、不純物を含むため、液晶の信頼性を低下させ
る原因となる。

【００１２】この問題を解決するために、特開平４−２
８１４０１号公報に開示されているイオンプレーティン
グ法を用いる蒸着方法やイオンアシスト蒸着法（ＩＡ
Ｄ）（光・薄膜技術マニュアル：オプトロニクス社）が
利用されている。

【００１３】特開平４−２８１４０１号公報のイオンプ
レーティング法を用いる蒸着方法では、多層反射防止膜
の空気と接する最表層をイオンプレーティング法で形成
し、最表層を充填率の高い膜にし、化学的に安定な膜に
している。また、ＩＡＤで光学薄膜を成膜すると、充填
率を高めた緻密な膜にすることができるため、薄膜内へ
の水分の吸収が抑えられ、光学特性の変化を減少させる
事ができる。尚、充填率とは空隙を含む全膜体積中に膜
実質部の占める割合である。

【００１４】したがって、上記イオンプレーティング法
やＩＡＤを用いると、充填率が高い緻密な膜が形成でき
るため、光学特性変化やインピーダンス変化を防ぐ事が
できる。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記イオン
プレーティング法やＩＡＤを用いて充填率が高い緻密な
膜を形成した場合、膜の充填率が高くなり、インピーダ
ンスも高くなる。このため、液晶ライトバルブの誘電体
ミラー層に充填率の高い膜を適用すれば、電子ビーム蒸
着法で作成した誘電体ミラー層に比べてインピーダンス
が高くなり、誘電体ミラー層で電圧降下が生じ、光感度
もコントラストも悪化するという問題が生じる。

【００１６】また、誘電体ミラー層のインピーダンスが
高くなれば、液晶ライトバルブの駆動電圧も高くなると
いう問題が生じる。

【００１７】以上の各問題点は、誘電体ミラー層の最表
層のみ充填率を高めた膜を用いても同様に生じることに
なり、このような誘電体ミラー層を使用した場合、液晶
ライトバルブの表示性能が低下するという問題が生じ
る。

【００１８】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、分光反射率特性（以下、光
学特性と称する）とインピーダンスの経時変化の少ない
誘電体ミラー層を使用することにより、表示性能の良好
な液晶ライトバルブを提供することにある。

【００１９】

【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、透明電極を有する一対の透明基板の一方の透明
電極上に、少なくとも光導電体層、遮光層、及び複数の
誘電体膜で積層された誘電体ミラー層が形成され、両透
明基板を互いの透明電極が対向するように配置し、この
透明基板間に液晶を挟持してなる液晶ライトバルブにお
いて、上記誘電体ミラー層は、液晶層側の少なくとも１
層の誘電体膜からなる高充填率部と、この高充填率部を
構成する誘電体膜以外の誘電体膜からなり、かつ高充填
率部よりも充填率が低くなるように形成された低充填率
部とからなることを特徴としている。

【００２０】請求項２の液晶ライトバルブは、請求項１
記載の液晶ライトバルブにおいて、液晶層側に最も近い
１層の誘電体膜からなる高充填率部の充填率は、０．９
以上かつ１．０以下であることを特徴としている。

【００２１】請求項３の液晶ライトバルブは、請求項１
又は２記載の液晶ライトバルブにおいて、誘電体ミラー
層の誘電物質中に、導電性物質、半導電性物質、強誘電
性物質、もしくはこれらの混合物が含まれていることを
特徴としている。

【００２２】請求項４の液晶ライトバルブは、請求項
１、２又は３記載の液晶ライトバルブにおいて、誘電体
ミラー層は、導電率σが０＜σ≦１×１０ ^-7 Ｓ／ｃｍの
酸化物半導体により形成されていることを特徴としてい
る。

【００２３】

【作用】請求項１の構成によれば、誘電体ミラー層は、
液晶側の高充填率部の膜の充填率が低充填率部の膜の充
填率よりも高くなっているので、液晶側からの水分吸収
を防止するとともに、誘電体ミラー層全体のインピーダ
ンスを低下させることができる。つまり、液晶側からの
不純な水分吸収を防止するために、全ての層を高充填率
の膜で形成した場合に比べて、インピーダンスを低くす
ることができると共に、全ての層を低充填率の膜で形成
した場合に比べて水分吸収を防止することができ、この
結果、光学特性とインピーダンス特性の経時変化の少な
い誘電体ミラー層を得ることができる。

【００２４】これにより、上記のような誘電体ミラー層
を液晶ライトバルブに適用することで、液晶ライトバル
ブの光感度とコントラストとを向上させ、駆動電圧を低
くすることができる。また、誘電体ミラー層に吸収され
る水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光
学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつきが
少なくなるため、液晶ライトバルブの品質が安定し、歩
留まりを高くすることができる。

【００２５】したがって、液晶ライトバルブの光学特性
を向上させると共に、製造効率を向上させることができ
る。

【００２６】請求項２の構成によれば、液晶層側に最も
近い１層の誘電体膜からなる高充填率部の充填率は、
０．９以上かつ１．０以下である。

【００２７】これにより、上記のような誘電体ミラー層
を、液晶ライトバルブに適用することで、液晶ライトバ
ルブの光感度とコントラストとを向上させ、駆動電圧を
低くすることができる。また、誘電体ミラー層に吸収さ
れる水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、
光学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつき
が少なくなるため、液晶ライトバルブの品質が安定し、
歩留まりを高くすることができる。したがって、液晶ラ
イトバルブの光学特性を向上させると共に、製造効率を
向上させることができる。

【００２８】請求項３の構成によれば、誘電体ミラー層
の誘電物質中に、導電性物質または半導電性物質または
強誘電性物質またはこれらの混合物が含まれていること
で、インピーダンスが低く、かつ経時変化の少ない誘電
体ミラーを提供することができる。これにより、上記の
ような誘電体ミラーを、液晶ライトバルブに適用するこ
とで、液晶ライトバルブの光感度とコントラストとを向
上させ、駆動電圧を低くすることができる。したがっ
て、光学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばら
つきが少なくなるため、液晶ライトバルブの品質が安定
し、歩留まりを高くすることができる。

【００２９】請求項４の構成によれば、誘電体ミラー層
は、導電率σが０＜σ≦１×１０ ^-7 Ｓ／ｃｍの酸化物半
導体により形成されていることで、インピーダンスが低
く、かつ経時変化の少ない誘電体ミラー層を提供するこ
とができる。

【００３０】これにより、上記のような誘電体ミラー層
を液晶ライトバルブに適用することで、液晶ライトバル
ブの光感度とコントラストとを向上させ、駆動電圧を低
くすることができる。したがって、光学特性とインピー
ダンスが安定し、製品間のばらつきが少なくなるため、
液晶ライトバルブの品質が安定し、歩留まりを高くする
ことができる。

【００３１】

【実施例】

〔実施例１〕本発明の一実施例について図１ないし図３
に基づいて説明すれば、以下の通りである。

【００３２】図１に示すように、本実施例に係る液晶ラ
イトバルブ１００は、表面に透明電極１０４、配向膜１
０９を順に設けた透明基板１０２と、表面に透明電極１
０３、光導電体層１０５、遮光層１０６、誘電体ミラー
層１０７、配向膜１０８を順に設けた透明基板１０１と
の間に液晶層１１０を挟持した構造となっている。

【００３３】上記透明基板１０１には、画像を書き込む
ための書き込み光１１３が入射される一方、上記透明基
板１０２には、液晶層１１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光１１４が入射されるようになってい
る。

【００３４】上記の透明基板１０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜１１１・１
１２が形成されている。尚、透明基板１０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【００３５】また、上記誘電体ミラー層１０７は、液晶
層１１０側に形成された高充填率の高充填率部１０７ａ
と、遮光層１０６側に形成された低充填率の低充填率部
１０７ｂとで構成されている。上記高充填率部１０７ａ
は、液晶層１１０側の少なくとも１層の誘電体膜で形成
される一方、低充填率部１０７ｂは、高充填率部１０７
ａを構成する誘電体膜以外の誘電体膜で形成されると共
に、高充填率部１０７ａよりも充填率が低くなるように
形成されている。尚、誘電体ミラー層１０７の詳細につ
いては、後述する。

【００３６】したがって、上記の液晶ライトバルブ１０
０は、光導電体層１０５に書き込み光１１３による画像
信号の入力が無い状態（暗状態）では、光導電体層１０
５は高インピーダンスとなるが、光導電体層１０５に書
き込み光１１３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、光導電体層１０５は低イ
ンピーダンスとなるため、液晶層１１０に印加される電
圧が閾値電圧を越え、液晶層１１０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１１４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。

【００３７】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ１０
０の製造方法について以下に説明する。

【００３８】先ず、透明基板１０１上に、錫（Ｓｎ）と
インジウム（Ｉｎ）の酸化物（ＩＴＯ）透明導電膜と酸
化錫（ＳｎＯ₂ ）透明導電膜からなる透明電極１０３
を、スパッタ法を用いて形成し、その上に、非晶質水素
化ケイ素（ａ−Ｓｉ：Ｈ）からなる光導電体層１０５を
形成する。

【００３９】上記のａ−Ｓｉ：Ｈからなる光導電体層１
０５は、シラン（ＳｉＨ₄ ）ガス、水素ガス（Ｈ₂ ）を
原料としてプラズマＣＶＤ法を用い、膜厚が６μｍとな
るように作成する。

【００４０】さらに、光導電体層１０５上に、シラン
（ＳｉＨ₄ ）ガスとゲルマン（ＧｅＨ₄ ）ガスとを原料
として非晶質水素化シリコンゲルマニウム（ａ−ＳｉＧ
ｅ：Ｈ）からなる遮光層１０６を形成する。

【００４１】次に、上記遮光層１０６上に、誘電体ミラ
ー層１０７を形成する。誘電体ミラー層１０７は、光学
膜厚としてλ／４（＝ｎｄ）の低屈折率物質の膜と高屈
折率物質の膜とを交互に積層して３０層の多層構造とし
た。

【００４２】ここで、λは誘電体ミラー層１０７の反射
帯域の中心波長、ｎは屈折率、ｄは物理的膜厚である。
低屈折率物質には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ₂ ）、高屈折
率物質には、二酸化チタン（ＴｉＯ₂ ）を用いた。誘電
体ミラー層１０７の形成には電子ビーム蒸着法（ＥＢ蒸
着法）を使用した。通常の条件は、ＴｉＯ₂ の蒸着レー
トは５〜１０Å／ｓｅｃ、ＳｉＯ₂ の蒸着レートは１０
〜２０Å／ｓｅｃで、基板温度は３００〜３５０℃であ
る。

【００４３】一般に、蒸着レートを小さくすれば膜の充
填率が上がり、基板温度を下げれば膜はポーラス（多孔
性）になる。そこで、誘電体ミラー層１０７の遮光層１
０６側の低充填率部１０７ｂは、基板温度を２００℃、
ＴｉＯ₂ の蒸着レートを１１Å／ｓｅｃ、ＳｉＯ₂ の蒸
着レートを２２Å／ｓｅｃとして作成し、ポーラスで充
填率が０．９以下となる膜とした。また、誘電体ミラー
層１０７の高充填率部１０７ａは、低充填率部１０７ｂ
の蒸着レートと同じにし、基板温度を３００℃に代えて
蒸着して作成し、膜の充填率が０．９以上となる膜とし
た。つまり、誘電体ミラー層１０７は、液晶層１１０側
の高充填率部１０７ａの膜の充填率が、低充填率部１０
７ｂの充填率よりも高くななるように形成されている。
ここで、充填率とは空隙を含む全膜体積中に膜実質部の
占める割合である。

【００４４】尚、高充填率部１０７ａは、膜の構成によ
り、低屈折率物質の場合と、高屈折率物質の場合があ
る。ここで、光学膜厚がλ／４の低屈折率物質をＬ、光
学膜厚がλ／４の高屈折率物質をＨとすれば、同じ膜厚
のＬとＨとを交互に１５層積層した場合、即ち［ＬＨ］
¹⁵の場合、積層数は３０層となり、このとき最外層は、
ＴｉＯ₂ からなる膜で蒸着レートを１Å／ｓｅｃとして
蒸着されて形成されている。また、Ｌの膜厚を半分に
し、このＬ／２によりＨを挟持した構成として交互に１
５層積層した場合、即ち［（Ｌ／２）Ｈ（Ｌ／２）］¹⁵
の場合、積層数は３１層となり、最外層は、ＳｉＯ₂ か
らなる膜で蒸着レートを３Å／ｓｅｃとして蒸着して形
成されている。何れの場合の高充填率部１０７ａにおい
ても、膜の充填率は０．９以上となった。

【００４５】その後、誘電体ミラー層１０７までを形成
した透明基板１０１と対向基板１０２とのそれぞれの対
向面に、ポリイミドをスピンコートすることによって配
向膜１０８・１０９を形成する。

【００４６】そして、配向膜１０８・１０９をラビング
処理して、２枚の透明基板１０１・１０２から製造され
た両基板部を構成し、両基板部を配向膜１０８・１０９
が対向するように対向させてスペーサ（図示せず）を介
して貼り合わせ、その配向膜１０８・１０９の間に液晶
を注入して液晶層１１０とする。

【００４７】ここで、上記誘電体ミラー層１０７と、最
外層を他の層と同じ基板温度、同じ蒸着レートで形成し
た比較例としての誘電体ミラー層との光学特性の経時変
化及び周波数６００Ｈｚでのインピーダンスの経時変化
の比較を行なう。この比較結果を表１に示す。

【００４８】

【表１】

【００４９】上記表１には、それぞれミラーの作成直後
と大気中に１０日間放置した結果が示されている。ま
た、光学特性の変化は図３に示す誘電体ミラーの反射率
分光特性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表し
ている。インピーダンスは誘電体ミラー層の面積が１ｃ
ｍ² の時の値である。下落率とはインピーダンス変化量
を示す指数であり、 下落率（％）＝（１−Ｚ₁₀／Ｚ₀ ）×１００ の式で示される。ここで、Ｚ₀ は作成直後のインピーダ
ンス、Ｚ₁₀は１０日間放置後のインピーダンスを表す。
下落率０％とは、変化が無かったことを意味する。

【００５０】本実施例では、誘電体ミラー層１０７の最
外層を作成する際、基板温度を上げ、蒸着レートを下げ
ることにより最外層の充填率を０．９以上の緻密な膜質
にした。これによって、水分吸収による誘電体ミラー層
１０７の光学特性の変化とインピーダンスの変化が大幅
に減少することが分かった。さらに、本発明の誘電体ミ
ラー層１０７は比較例の誘電体ミラー層より低インピー
ダンスになることが分かった。

【００５１】従って、液晶ライトバルブ１００の駆動時
に誘電体ミラー層１０７にかかる電圧が減少し、光導電
体層１０５での光照射時と光無照射時のインピーダンス
変化による液晶層１１０での電圧変化が大きくなり、光
感度とコントラストが向上した。同様に、液晶ライトバ
ルブの駆動電圧も小さくなった。

【００５２】また、最外層としての高充填率部１０７ａ
は、充填率が０．９以上となっているので、誘電体ミラ
ー層１０７における水分の吸収による液晶の信頼性の低
下を防ぐことができ、光学特性とインピーダンスが安定
し、製品間のばらつきが少なくなるため、液晶ライトバ
ルブの品質が安定し、歩留まりが高くなった。

【００５３】また、上記構成の液晶ライトバルブ１００
を用いた投射型液晶表示装置を図２に示す。

【００５４】上記投射型液晶表示装置は、図２に示すよ
うに、液晶ライトバルブ１００が、画像生成手段として
のＣＲＴ（Cathode Ray Tube) １２２に接続された構成
となっている。

【００５５】上記のＣＲＴ１２２は、画像に対応する書
き込み光を照射し、液晶ライトバルブ１００に画像を書
き込むようになっている。

【００５６】一方、上記の投射型液晶表示装置には、読
み出し光源としての読み出しランプ１２１が備えられ、
この読み出しランプ１２１から出射された光は、レンズ
１２３を介して、偏光ビームスプリッタ１２４に入射さ
れる。この偏光ビームスプリッタ１２４に入射された光
は、上記書き込み光源の明暗レベルに応じて個別に変調
され、これによって得られる各読み出し画像は、偏光ビ
ームスプリッタ１２４、レンズ１２５を介してスクリー
ン１２６へ合成拡大投射される。

【００５７】さらに、図１および図２を参照しながら詳
細に述べると、ＣＲＴ１２２からの書き込み光が液晶ラ
イトバルブ１００の透明基板１０１側から入射される。
このとき、光が当たった領域（明状態）では、光導電体
層１０５のインピーダンスが減少し、交流電源１２７に
よって印加された電圧は液晶層１１０に加わる。一方、
光の当たらない領域（暗状態）では、光導電体層１０５
のインピーダンスは変化せず、液晶層１１０には液晶の
閾値電圧以下の電圧しか印加されない。この明状態と暗
状態の違いにより液晶ライトバルブ１００に画像が形成
される。

【００５８】このようにして画像が形成された液晶ライ
トバルブ１００に、レンズ１２３、偏光ビームスプリッ
タ１２４を介して、ランプ１２１からの読み出し光のう
ちＳ偏光成分だけが入射する。この入射光は光反射層と
して機能する誘電体ミラー層１０７によって反射される
が、明状態の領域では光はＰ偏光となるように液晶層１
１０で変調され、偏光ビームスプリッタ１２４を透過し
て白を表示する。暗状態の領域では光はＳ偏光のままで
液晶層１１０により変調されないため、偏光ビームスプ
リッタ１２４を透過できず、黒を表示する。このように
して、偏光ビームスプリッタ１２４を透過した光はレン
ズ１２５によって拡大され、これによって、液晶ライト
バルブ１００に形成された画像がスクリーン１２６に投
影される。

【００５９】以上のように、本実施例の誘電体ミラー層
１０７を使用すれば、光感度とコントラストが向上し、
駆動電圧が低い液晶ライトバルブ１００を提供すること
ができるので、少ない書き込み光で、十分な輝度および
解像度を得ることができ、この結果、高輝度、高解像度
の投射型液晶表示装置を提供することができる。

【００６０】また、上記誘電体ミラー層１０７では、形
成時、最外層である高充填率部１０７ａに充填率の高い
膜を使うとともに、その他の膜、即ち低充填率部１０７
ｂの充填率が低くなるように制御する事で、インピーダ
ンスが低く、かつ水分吸収による光学特性とインピーダ
ンス特性の経時変化が少ない誘電体ミラーを作成でき
る。

【００６１】したがって、上記の誘電体ミラー層１０７
を適用すれば、光感度とコントラストが向上し、駆動電
圧の低い液晶ライトバルブ１００を提供することができ
る。さらに、誘電体ミラー層１０７に吸収された水分に
よる液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光学特性と
インピーダンスが安定し、製品間のばらつきが少なくな
るため、液晶ライトバルブ１００の品質が安定し、歩留
まりが高くなる。

【００６２】尚、本実施例では、誘電体ミラー層１０７
を作成するときに、最外層である高充填率部１０７ａ
と、他の層である低充填率部１０７ｂとの基板温度を変
えて膜の充填率を変えたが、例えば基板温度を変えるこ
となく、蒸着レートを従来より遅くすることで充填率を
変えても良い。

【００６３】また、本実施例では、誘電体ミラー層１０
７に、充填率の高い緻密な膜として高充填率部１０７ａ
の誘電体膜を１枚としたが、高充填率部１０７ａとして
複数の誘電体膜を充填率の高い緻密な膜にしても良く、
この場合においても同様の効果を得ることができる。

【００６４】さらに、本実施例では、誘電体ミラー層１
０７を構成する高屈折率物質にＴｉＯ₂ 、低屈折率物質
にＳｉＯ₂ を用いたが、これに限定するものではなく、
例えば高屈折率物質として、フッ化セリウム（Ｃｅ
Ｆ₃ ）、酸化アルミニウム（Ａｌ₂ Ｏ₃ ）、酸化マグネ
シウム（ＭｇＯ）、酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂ ）、窒化
ケイ素（Ｓｉ₃ Ｎ₄ ）、酸化ジルコニウム（Ｚｒ
Ｏ₂ ）、酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃ ）、五酸化タンタ
ル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）、酸化セリウム（ＣｅＯ₂ ）等でも良
く、また、低屈折率物質として、例えばフッ化バリウム
（ＢａＦ₂ ）、フッ化ナトリウム（ＮａＦ）、フッ化マ
グネシウム（ＭｇＦ₂ ）、フッ化アルミニウム（ＡｌＦ
₃ ）、フッ化カルシウム（ＣａＦ₂ ）、フッ化ストロン
チウム（ＳｒＦ₂ ）等を用いても良い。

【００６５】〔実施例２〕本発明の他の実施例について
図４ないし図６に基づいて説明すれば、以下の通りであ
る。

【００６６】図４に示すように、本実施例に係る液晶ラ
イトバルブ２００は、表面に透明電極２０４、配向膜２
０９を順に設けた透明基板２０２と、表面に透明電極２
０３、光導電体層２０５、遮光層２０６、誘電体ミラー
層２０７、配向膜２０８を順に設けた透明基板２０１と
の間に液晶層２１０を挟持した構造となっている。

【００６７】上記透明基板２０１には、画像を書き込む
ための書き込み光２１３が入射される一方、上記透明基
板２０２には、液晶層２１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光２１４が入射されるようになってい
る。

【００６８】上記の透明基板２０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜２１１・２
１２が形成されている。尚、透明基板２０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【００６９】また、上記誘電体ミラー層２０７は、液晶
層２１０側に形成された高充填率の高充填率部２０７ａ
と、遮光層２０６側に形成された低充填率の低充填率部
２０７ｂとで構成されている。尚、誘電体ミラー層２０
７の詳細については、後述する。

【００７０】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ２０
０の製造方法について以下に説明する。

【００７１】先ず、透明基板２０１の基板上に、酸化亜
鉛（ＺｎＯ）透明導電膜からなる透明電極２０３を、ス
パッタ法を用いて形成し、その上に、ケイ酸ビスマス
（Ｂｉ₁₂ＳｉＯ₂₀ 略称ＢＳＯ）からなる光導電体層２
０５が形成されている。このＢＳＯからなる光導電体層
２０５は、電子サイクロトロン共鳴スパッタ（ＥＣＲ−
ＳＰ）法を用い、ビスマス（Ｂｉ）とケイ素（Ｓｉ）の
スパッタターゲットを使って作成する。この光導電体層
２０５の膜厚は１０μｍとなる。さらに、光導電体層２
０５上に、有機顔料であるカーボンブラックを分散させ
たアクリル系樹脂からなる遮光層２０６を形成する。

【００７２】次に、遮光層２０６上に、誘電体ミラー層
２０７を形成する。誘電体ミラー層７は、遮光層２０６
側の低充填率部２０７ｂと液晶層２１０側の最終層とし
ての高充填率部２０７ａとで構成されている。この誘電
体ミラー層２０７は、光学膜厚がλ／４の低屈折率物質
の膜と高屈折率物質の膜とを交互に積む構成で２０層積
層して設けた。低屈折率物質にはＳｉＯ₂ 、高屈折率物
質には五酸化タンタル（Ｔａ₂ Ｏ₅ ）を使用した。ＥＢ
蒸着法の通常の条件は、Ｔａ₂ Ｏ₅ の蒸着レートは５〜
１０Å／ｓ、ＳｉＯ₂ の蒸着レートは１０〜２０Å／ｓ
で、基板温度は３００〜３５０℃である。

【００７３】一般に、蒸着レートを小さくすれば膜は緻
密になり、基板温度を下げれば膜はポーラスになる。そ
こで、低充填率部２０７ｂの基板温度を２００℃とし、
Ｔａ₂ Ｏ₅ の蒸着レートを１２Å／ｓ、ＳｉＯ₂ の蒸着
レートを２３Å／ｓでそれぞれ蒸着し、ポーラスな膜を
形成した。また、高充填率部２０７ａは、イオンビーム
アシスト蒸着法（ＩＡＤ）によって、充填密度の高い膜
を形成した。

【００７４】ここで、ＩＡＤについて、図５を参照しな
がら以下に説明する。

【００７５】図５に示すように、ＩＡＤは、イオンビー
ム２２２を照射するイオン源２２４と、上記のイオンビ
ーム２２２によって基板２２６が帯電して膜形成を妨害
することを防ぐための中和用電子ビーム２２３を発生す
るニュートラライザ２２５とで構成された装置によって
行なわれる。つまり、ＥＢ蒸着２２１を行いながらイオ
ンビーム２２２及び中和用電子ビーム２２３を同時に照
射する蒸着法である。即ち、イオン源２２４で生成され
たイオンビーム２２２を、形成する膜２２６に照射しな
がら蒸着することで、極表面層粒子への直接的エネルギ
ー付与による蒸着粒子の化学的結合を支援し、緻密な膜
を形成するようになっている。

【００７６】尚、上記の最外層である高充填率部２０７
ａは、膜の構成により、低屈折率物質の場合と、高屈折
率物質の場合がある。ここで、光学膜厚がλ／４の低屈
折率物質をＬ、光学膜厚がλ／４の高屈折率物質をＨと
すれば、同じ膜厚のＬとＨとを交互に１０層積層した場
合、即ち［ＬＨ］¹⁰の場合、積層数は２０層となり、こ
のとき最外層は、Ｔａ₂ Ｏ₅ からなる膜で蒸着レートを
１Å／ｓｅｃとして蒸着されて形成されている。また、
Ｌの膜厚を半分にし、このＬ／２によりＨを挟持した構
成として交互に１０層積層した場合、即ち［（Ｌ／２）
Ｈ（Ｌ／２）］¹⁰の場合、積層数は２１層となり、最終
層としての低充填率部２０７ｂは、ＳｉＯ₂ からなる膜
で蒸着レートを３Å／ｓｅｃとして蒸着されて形成され
ている。何れの場合の高充填率部２０７ａにおいても、
その充填率は０．９以上の膜となった。

【００７７】その後、誘電体ミラー層２０７までを形成
した透明基板２０１と対向基板２０２に配向膜２０８・
２０９をポリイミドの印刷法により形成した。その後、
配向膜２０８・２０９をラビング処理して、２枚の基板
２０１・２０２から製造された両基板部を構成し、両基
板部を配向膜２０８・２０９が対向するように対向させ
てスペーサ（図示せず）を介して貼り合わせ、その配向
膜２０８・２０９の間に液晶を注入して液晶層２１０と
した。

【００７８】ここで、上記誘電体ミラー層２０７と、最
外層を他の層と同じ基板温度、同じ蒸着レートで形成し
た比較例としての誘電体ミラー層との光学特性の経時変
化及び周波数６００Ｈｚでのインピーダンスの経時変化
の比較を行なう。この比較結果を表２に示す。

【００７９】

【表２】

【００８０】上記表２には、それぞれミラーの作成直後
と大気中に１０日間放置した結果が示されている。ま
た、光学特性の変化は図６に示す誘電体ミラーの反射率
分光特性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表し
ている。インピーダンスは誘電体ミラー層の面積が１ｃ
ｍ² の時の値である。下落率はインピーダンス変化量を
示す指数であり、前述した実施例１と同様である。

【００８１】本実施例では、ＩＡＤ法を用いることによ
り、最終層を充填率が０．９以上の緻密な膜質にするこ
とができ、これによって、水分吸収による誘電体ミラー
層の光学特性の変化とインピーダンスの変化が大幅に減
少することが分かった。

【００８２】さらに、本発明が比較例より低インピーダ
ンスであることが分かった。従って、駆動時に誘電体ミ
ラー層２０７にかかる電圧が減少し、光導電体層２０５
での光照射時と光無照射時のインピーダンス変化による
液晶層２１０での電圧変化が大きくなり、光感度とコン
トラストが向上した。また、液晶ライトバルブ２００の
駆動電圧も小さくなることが分かった。さらに、誘電体
ミラー層２０７に吸収された水分による液晶の信頼性の
低下を防ぐことができ、光学特性とインピーダンスが安
定し、製品間のばらつきが少なくなるため、液晶ライト
バルブ２００の品質が安定し、歩留まりが高くなった。

【００８３】尚、本実施例では、誘電体ミラー層２０７
を作成するときに、最終層である高充填率部２０７ａ
と、他の層である低充填率部２０７ｂとの基板温度を変
えて膜の充填率を変えたが、基板温度を変えなくても蒸
着レートを従来より遅くすることで充填率を変えること
も可能である。

【００８４】また、本実施例では、充填率が高い緻密な
膜を最外層として１層だけにしたが、液晶層２１０側の
数層を緻密な膜としても同様の効果を得ることができ
る。

【００８５】また、本実施例では、高屈折率物質として
ＴｉＯ₂ 、低屈折率物質としてＳｉＯ₂ を用いたが、こ
れに限定するものではなく、例えば高屈折率物質とし
て、ＣｅＦ₃ 、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＨｆＯ₂ 、Ｓｉ₃
Ｎ₄ 、ＺｒＯ₂ 、Ｓｂ₂ Ｏ₃ 、Ｔａ₂ Ｏ₅ 、ＣｅＯ₂ 等
でも良く、低屈折率物質として、ＢａＦ₂ 、ＮａＦ、Ｍ
ｇＦ₂ 、ＡｌＦ₃ 、ＣａＦ₂ 、ＳｒＦ₂ 等でも良い。

【００８６】さらに、本実施例では、誘電体ミラー層２
０７の成膜方法としてＩＡＤ法を用いたが、イオンプレ
ーティング法、ＥＣＲイオンアシスト法を使用しても良
い。

【００８７】〔実施例３〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図７および図８に基づいて説明すれば、以下の通
りである。

【００８８】図７に示すように、本実施例に係る液晶ラ
イトバルブ３００は、表面に透明電極３０４、配向膜３
０９を順に設けた透明基板３０２と、表面に透明電極３
０３、光導電体層３０５、遮光層３０６、誘電体ミラー
層３０７、配向膜３０８を順に設けた透明基板３０１と
の間に液晶層３１０を挟持した構造となっている。

【００８９】上記透明基板３０１には、画像を書き込む
ための書き込み光３１３が入射される一方、上記透明基
板３０２には、液晶層３１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光３１４が入射されるようになってい
る。

【００９０】上記の透明基板３０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜３１１・３
１２が形成されている。尚、透明基板３０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【００９１】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ３０
０の製造方法について以下に説明する。

【００９２】先ず、透明基板３０１上に、ＩＴＯ透明導
電膜からなる透明電極３０３がスパッタ法を用いて形成
され、その上に、硫化カドミウム（ＣｄＳ）からなる光
導電体層３０５が形成されている。このＣｄＳからなる
光導電体層３０５は、マグネトロンスパッタ法を用い、
ＣｄＳのスパッタターゲットを使って作成する。この光
導電体層３０５の膜厚は９μｍである。

【００９３】次に、光導電体層３０５上に、テルル化カ
ドミウム（ＣｄＴｅ）の半導体超微粒子をＳｉＯ₂ 中に
分散させた半導体超微粒子分散ガラスからなる遮光層３
０６を形成する。

【００９４】次いで、遮光層３０６上に、誘電体ミラー
層３０７を形成する。誘電体ミラー層３０７は、光学膜
厚がλ／４の低屈折率物質の膜と、高屈折率物質の膜と
を交互に積層して１０層の多層構造とした。低屈折率物
質にはＳｉＯ₂ 、高屈折率物質には酸化インジウム（Ｉ
ｎ₂ Ｏ₃ ）を用いた。誘電体ミラー層３０７の形成には
スパッタリング法を使用した。Ｉｎ₂ Ｏ₃ は、酸化物半
導体で透明であるため、一般に、ＳｎをドープしてＩＴ
Ｏと呼ばれる透明導電膜として使用される。

【００９５】ところで、誘電体ミラー層３０７の抵抗率
が低すぎると、印加された電圧が誘電体ミラー層３０７
で面方向に拡がり、液晶ライトバルブ３００の解像度が
低下する。解像度を低下させないためには、Ｉｎ₂ Ｏ₃
の導電率σを、上限が１×１０^-7Ｓ／ｃｍ、下限が絶縁
体の導電率である１×１０^-14 Ｓ／ｃｍとなる範囲、即
ち１×１０^-14 ＜σ≦１×１０^-7Ｓ／ｃｍの範囲にする
必要があり、作成法を調節することで低インピーダンス
な高抵抗率の膜を作成することができる。尚、液晶ライ
トバルブ３００の解像度と誘電体ミラー層３０７のイン
ピーダンスを適正なものにするためには、上記のＩｎ₂
Ｏ₃ の導電率σを１×１０^-9≦σ≦１×１０^-7Ｓ／ｃｍ
の範囲にすることが好ましい。

【００９６】本実施例では、ＩＴＯが高抵抗になる最適
条件を見出し、このＩＴＯを誘電体ミラー層３０７の高
屈折率層として用いた。成膜条件としては、基板温度は
室温、蒸着レートを２０Å／ｓで、スパッタガスとして
Ａｒだけを導入し、作成した。ＩＴＯ成膜後のアニール
は行わなかった。これによって、導電率１×１０^-8Ω^-1
ｃｍ^-1の膜を形成できた。ＳｉＯ₂ の蒸着レートは３０
Å／ｓで行い、充填率０．９以上の膜を形成した。

【００９７】その後、誘電体ミラー層３０７までを形成
した透明基板３０１と対向基板３０２に配向膜３０８・
３０９をポリイミドの印刷法により形成した。その後、
配向膜３０８・３０９をラビング処理して、２枚の基板
３０１・３０２から製造された両基板部を構成し、両基
板部を配向膜３０８・３０９が対向するように対向させ
てスペーサ（図示せず）を介して貼り合わせ、その配向
膜３０８・３０９の間に液晶を注入して液晶層３１０と
した。

【００９８】ここで、ＳｉＯ₂ とＴｉＯ₂ をＥＢ装置を
使用して交互に積層して形成した、比較例としての誘電
体ミラー層と、本実施例の誘電体ミラー層３０７との光
学特性の経時変化とインピーダンスの経時変化を比較し
た結果を表３に示す。

【００９９】

【表３】

【０１００】上記表３には、ミラーの作成直後と大気中
に１０日間放置した結果がそれぞれ示されている。ま
た、光学特性の変化は図８に示す誘電体ミラーの反射率
分光特性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表し
ている。インピーダンスは誘電体ミラー層の面積が１ｃ
ｍ² の時の６００Ｈｚでの値である。下落率はインピー
ダンス変化量を示す指数であり、前述した実施例１と同
様である。

【０１０１】以上のことから、スパッタによって形成し
た膜は、ＥＢ蒸着膜に比べて充填率を高くできるため、
膜質を緻密にすることができ、この結果、水分吸収によ
る誘電体ミラー層の光学特性の変化とインピーダンスの
変化が大幅に減少することが分かった。

【０１０２】さらに、本実施例の誘電体ミラー層３０７
は、比較例の誘電体ミラー層より低インピーダンスであ
ることが分かった。

【０１０３】したがって、液晶ライトバルブ３００の駆
動時に誘電体ミラー層３０７にかかる電圧が減少し、光
導電体層３０５での光照射時と光無照射時のインピーダ
ンス変化による液晶層３１０での電圧変化が大きくな
り、光感度とコントラストが向上した。また、液晶ライ
トバルブ３００の駆動電圧も小さくなった。さらに、誘
電体ミラー層３０７に吸収された水分による液晶の信頼
性の低下を防ぐことができ、光学特性とインピーダンス
が安定し、製品間のばらつきが少なくなるため、液晶ラ
イトバルブ３００の品質が安定し、歩留まりが高くなっ
た。

【０１０４】尚、本実施例では、誘電体ミラー層３０７
に、Ｉｎ₂ Ｏ₃ を用いたが、これに限定するものではな
く、例えば酸化カドミウム（ＣｄＯ）、酸化亜鉛（Ｚｎ
Ｏ）、ＳｎＯ₂ 等他の酸化物半導体を使用しても良い。

【０１０５】〔実施例４〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図９および図１０に基づいて説明すれば、以下の
通りである。

【０１０６】図９に示すように、本実施例に係る液晶ラ
イトバルブ４００は、表面に透明電極４０４、配向膜４
０９を順に設けた透明基板４０２と、表面に透明電極４
０３、光導電体層４０５、遮光層４０６、誘電体ミラー
層４０７、配向膜４０８を順に設けた透明基板４０１と
の間に液晶層４１０を挟持した構造となっている。

【０１０７】上記透明基板４０１には、画像を書き込む
ための書き込み光４１３が入射される一方、上記透明基
板４０２には、液晶層４１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光４１４が入射されるようになってい
る。

【０１０８】上記の透明基板４０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜４１１・４
１２が形成されている。尚、透明基板４０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【０１０９】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ４０
０の製造方法について以下に説明する。

【０１１０】先ず、透明基板４０１の基板上に、ＩＴＯ
透明導電膜とＳｎＯ₂ 透明導電膜からなる透明電極４０
３をスパッタ法を用いて形成し、その上に、非晶質水素
化炭化ケイ素（ａ−ＳｉＣ：Ｈ）からなる光導電体層４
０５を形成する。このａ−ＳｉＣ：Ｈからなる光導電体
層４０５は、ＳｉＨ₄ 、Ｈ₂ 、メタンガス（ＣＨ₄ ）を
原料としてプラズマＣＶＤ法を用い、作成する。この光
導電体層４０５の膜厚は８μｍである。

【０１１１】次に、光導電体層４０５上に、ＣｄＴｅか
らなる遮光層４０６を形成する。次に、本実施例の誘電
体ミラー層４０７を遮光層４０６上に形成する。

【０１１２】誘電体ミラー層４０７は、光学膜厚がλ／
４の低屈折率物質の膜と高屈折率物質の膜を交互に２４
層積層したものである。低屈折率物質にはＳｉＯ₂ 、高
屈折率物質にはＴｉＯ₂ に微少量の金（Ａｕ）を含んだ
ものを用いた。誘電体ミラー層４０７の形成は、スパッ
タ法を用いた。高屈折率層の作成には、ＴｉＯ₂ 上にＡ
ｕのチップを載せたものをターゲットとし、低屈折率層
の作成には、ＳｉＯ₂ターゲットを用い、スパッタリン
グガスにＡｒ、基板温度２００℃でスパッタリングを行
った。蒸着レートは、高屈折率層と低屈折率層で、それ
ぞれ２０Å／ｓと３０Å／ｓで行い、充填率０．９以上
の膜を形成した。

【０１１３】その後、誘電体ミラー層４０７までを形成
した透明基板４０１と対向基板４０２に配向膜４０８・
４０９をポリイミドの印刷法により形成した。その後、
配向膜４０８・４０９をラビング処理して、２枚の基板
４０１・４０２から製造された両基板部を構成し、両基
板部を配向膜４０８・４０９が対向するように対向させ
てスペーサ（図示せず）を介して貼り合わせ、その配向
膜４０８・４０９の間に液晶を注入して液晶層４１０と
した。

【０１１４】ＳｉＯ₂ とＴｉＯ₂ とをＥＢ装置を使用し
て形成した誘電体ミラー層の場合と本実施例の誘電体ミ
ラー層４０７との光学特性の変化とインピーダンスの変
化を比較したものを表４に示す。

【０１１５】

【表４】

【０１１６】上記表４には、それぞれミラーの作成直後
と大気中に１０日間放置した結果が示されている。ま
た、光学特性の変化は図１０に示す誘電体ミラーの反射
率分光特性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表
している。インピーダンスは誘電体ミラー層の面積が１
ｃｍ² の時の６００Ｈｚでの値である。下落率は、イン
ピーダンス変化量を示す指数であり、前述した実施例１
と同様である。

【０１１７】以上のことから、スパッタ法によって形成
した膜はＥＢ蒸着膜に比べて充填率が高くできるため、
膜質を緻密にすることができ、この結果、水分吸収によ
る誘電体ミラー層４０７の光学特性の変化とインピーダ
ンスの変化が大幅に減少することが分かった。

【０１１８】さらに、本実施例の誘電体ミラー層４０７
は、比較例の誘電体ミラー層より低インピーダンスであ
ることが分かった。その理由は、高屈折率層の誘電体中
に微少量の金属を分散させることで導電率を比較例の誘
電体ミラー層より高くすることができ、この結果、イン
ピーダンスの抵抗成分が小さくなるためである。

【０１１９】従って、駆動時に誘電体ミラー層４０７に
かかる電圧が減少し、光導電体層４０５での光照射時と
光無照射時のインピーダンス変化による液晶層４１０で
の電圧変化が大きくなり、光感度とコントラストが向上
した。液晶ライトバルブ４００の駆動電圧も小さくなっ
た。

【０１２０】さらに、誘電体ミラー層４０７に吸収され
た水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光
学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつきが
少なくなるため、液晶ライトバルブ４００の品質が安定
し、歩留まりが高くなった。

【０１２１】尚、本実施例では、誘電体ミラー層４０７
の高屈折率層に金属を分散させたが、低屈折率層にも適
用できる。また、金属としてＡｕを用いたが、これに限
定するものではなく、例えばニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃ
ｕ）、銀（Ａｇ）、白金（Ｐｔ）等、他の金属を使用し
ても良い。

【０１２２】〔実施例５〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図１１および図１２に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

【０１２３】図１１に示すように、本実施例に係る液晶
ライトバルブ５００は、表面に透明電極５０４、配向膜
５０９を順に設けた透明基板５０２と、表面に透明電極
５０３、光導電体層５０５、遮光層５０６、誘電体ミラ
ー層５０７、配向膜５０８を順に設けた透明基板５０１
との間に液晶層５１０を挟持した構造となっている。

【０１２４】上記透明基板５０１には、画像を書き込む
ための書き込み光５１３が入射される一方、上記透明基
板５０２には、液晶層５１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光５１４が入射されるようになってい
る。

【０１２５】上記の透明基板５０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜５１１・５
１２が形成されている。尚、透明基板５０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【０１２６】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ５０
０の製造方法について以下に説明する。

【０１２７】先ず、透明基板５０１上に、ＣｄＯ透明導
電膜からなる透明電極５０３がスパッタ法を用いて形成
され、その上に、非晶質水素化窒化ケイ素（ａ−Ｓｉ
Ｎ：Ｈ）からなる光導電体層５０５が形成される。この
ａ−ＳｉＮ：Ｈからなる光導電体層５０５は、Ｓｉ
Ｈ₄ 、Ｈ₂ 、アンモニアガス（ＮＨ₃ ）を原料としてプ
ラズマＣＶＤ法を用い、作成する。この光導電体層５０
５の膜厚は５μｍである。さらに、光導電体層５０５上
にＣｄＴｅからなる遮光層５０６を形成する。

【０１２８】次に、上記遮光層５０６上に、誘電体ミラ
ー層５０７を形成する。誘電体ミラー層５０７は、光学
膜厚としてλ／４（＝ｎｄ）の低屈折率物質の膜と高屈
折率物質の膜とを交互に積層して１６層の多層構造とし
た。低屈折率物質にはＳｉＯ₂ 、高屈折率物質にはＴｉ
Ｏ₂ に強誘電体であるメタチタン酸鉛（ＰｂＴｉＯ₃）
を少量含んだものを用いて、スパッタ法により形成し
た。このとき、高屈折率層は、ＴｉＯ₂ とＰｂＴｉＯ₃
とを１００：１で混合して焼結させた混合ターゲットを
用い、低屈折率層は、ＳｉＯ₂ ターゲットを用い、スパ
ッタリングガスにはＡｒを使用し、基板温度を２００℃
に設定してスパッタリングを行った。蒸着レートは、高
屈折率層と低屈折率層で、それぞれ２０Å／ｓと３０Å
／ｓで行い、充填率０．９以上の膜を形成した。

【０１２９】その後、誘電体ミラー層までを形成した透
明基板５０１と対向基板５０２に配向膜５０８・５０９
をポリイミドの印刷法により形成した。その後、配向膜
５０８・５０９をラビング処理して、２枚の基板５０
１、５０２から製造された両基板部を構成し、両基板部
を配向膜５０８・５０９が対向するように対向させてス
ペーサ（図示せず）を介して貼り合わせ、その配向膜５
０８・５０９の間に液晶を注入して液晶層５１０とし
た。

【０１３０】ここで、ＳｉＯ₂ とＴｉＯ₂ との誘電体膜
をＥＢ装置を使用して形成した比較例としての誘電体ミ
ラー層と本実施例の誘電体ミラー層５０７との光学特性
の経時変化とインピーダンスの経時変化を比較した結果
を表５に示す。

【０１３１】

【表５】

【０１３２】上記表５には、ミラーの作成直後と、大気
中に１０日間放置した結果がそれぞれ示されている。ま
た、光学特性の変化は図１２に示す誘電体ミラーの反射
率分光特性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表
している。インピーダンスは誘電体ミラー層５０７の面
積が１ｃｍ² の時の６００Ｈｚでの値である。スパッタ
法によって形成した膜は、ＥＢ蒸着膜に比べて充填率が
高くできるため、膜質を緻密にすることができ、この結
果、水分吸収による誘電体ミラー層５０７の光学特性の
変化とインピーダンスの変化が大幅に減少することが分
かった。

【０１３３】さらに、本実施例の誘電体ミラー層が比較
例の誘電体ミラー層よりも低インピーダンスとなること
が分かった。その理由は、高屈折率層の誘電体中に微量
の強誘電体を分散させることで誘電率を比較例の誘電体
ミラー層よりも高くすることができ、この結果、インピ
ーダンスの容量成分が大きくなるためである。

【０１３４】以上のことから、本実施例の液晶ライトバ
ルブの駆動時には、誘電体ミラー層５０７にかかる電圧
が減少し、光導電体層５０５での光照射時と光無照射時
のインピーダンス変化による液晶層５１０での電圧変化
が大きくなり、光感度とコントラストが向上した。ま
た、液晶ライトバルブの駆動電圧も小さくなった。

【０１３５】さらに、誘電体ミラー層５０７に吸収され
た水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光
学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつきが
少なくなるため、液晶ライトバルブの品質が安定し、歩
留まりが高くなった。

【０１３６】尚、本実施例では、高屈折率層に強誘電体
を分散させたが、低屈折率層にも適用できる。また、強
誘電体としてＰｂＴｉＯ₃ を用いたが、これに限定する
ものではなく、例えばチタン酸バリウム（ＢａＴｉ
Ｏ₃ ）、チタン酸ストロンチウム（ＳｒＴｉＯ₃ ）等他
の強誘電体を使用しても良い。

【０１３７】また、本実施例では、誘電体ミラー層５０
７の誘電体物質中に強誘電体物質を混ぜたが、強誘電体
物質に加えて、金属物質または半導体物質を混合して使
用しても良い。

【０１３８】〔実施例６〕本発明のさらに他の実施例に
ついて図１３および図１４に基づいて説明すれば、以下
の通りである。

【０１３９】図１３に示すように、本実施例に係る液晶
ライトバルブ６００は、表面に透明電極６０４、配向膜
６０９を順に設けた透明基板６０２と、表面に透明電極
６０３、光導電体層６０５、遮光層６０６、誘電体ミラ
ー層６０７、配向膜６０８を順に設けた透明基板６０１
との間に液晶層６１０を挟持した構造となっている。

【０１４０】上記透明基板６０１には、画像を書き込む
ための書き込み光６１３が入射される一方、上記透明基
板６０２には、液晶層６１０に形成された画像を読み出
すための読み出し光６１４が入射されるようになってい
る。

【０１４１】上記の透明基板６０２の両面には、入射光
の不必要な反射を防止するための反射防止膜６１１・６
１２が形成されている。尚、透明基板６０１においても
必要に応じて反射防止膜が形成される。

【０１４２】ここで、上記構成の液晶ライトバルブ６０
０の製造方法について以下に説明する。

【０１４３】先ず、透明基板６０１の基板上には、ＩＴ
Ｏ透明導電膜からなる透明電極６０３がスパッタ法を用
いて形成され、その上に、ＣｄＳからなる光導電体層６
０５が形成されている。このＣｄＳからなる光導電体層
６０５は、マグネトロンスパッタ法を用い、ＣｄＳのス
ッパッタターゲットを使って作成する。この光導電体層
６０５の膜厚は９μｍである。

【０１４４】さらに、光導電体層６０５上に、ＣｄＴｅ
の半導体超微粒子をＳｉＯ₂ 中に分散させた半導体超微
粒子分散ガラスからなる遮光層６０６を形成する。

【０１４５】次に、遮光層６０６上に、誘電体ミラー層
６０７を形成する。誘電体ミラー層６０７は、光学膜厚
としてλ／４の低屈折率物質の膜と高屈折率物質の膜と
を交互に１８層積層した構造となっている。低屈折率物
質にはＳｉＯ₂ 、高屈折率物質にはＳｎＯ₂ とＴａ₂ Ｏ
₅ を用いた。誘電体ミラー層６０７の形成にはスパッタ
リング法を使用した。ＳｎＯ₂ は、酸化物半導体で誘電
体よりも低抵抗である。

【０１４６】上記誘電体ミラー層６０７は、ＳｎＯ
₂ を、屈折率が同じで誘電体であるＴａ₂ Ｏ₅ と同時
に、蒸着レートを２２Å／ｓでスパッタすることで、Ｔ
ａ₂ Ｏ₅ より低インピーダンスとなる高屈折率物質膜と
し、ＳｉＯ₂ を、蒸着レートを３０Å／ｓでスパッタす
ることで、充填率０．９以上の低屈折率物質膜として形
成される。

【０１４７】その後、誘電体ミラー層６０７までを形成
した透明基板６０１と対向基板６０２に配向膜６０８・
６０９をポリイミドの印刷法により形成した。その後、
配向膜６０８・６０９をラビング処理して、２枚の基板
６０１・６０２から製造された両基板部を構成し、両基
板部を配向膜６０８・６０９が対向するように対向させ
てスペーサ（図示せず）を介して貼り合わせ、その配向
膜６０８・６０９の間に液晶を注入して液晶層６１０と
した。

【０１４８】ここで、ＳｉＯ₂ とＴａ₂ Ｏ₅ のミラー層
をＥＢ装置を使用して形成した比較例としての誘電体ミ
ラー層と本実施例の誘電体ミラー層６０７との光学特性
の変化とインピーダンスの変化を比較したものを表６に
示す。

【０１４９】

【表６】

【０１５０】上記表６には、ミラーの作成直後と大気中
に１０日間放置した結果がそれぞれ示されている。光学
特性の変化は図１４に示す誘電体ミラーの反射率分光特
性が９０％以上の帯域の中心の波長の変化を表してい
る。インピーダンスは誘電体ミラーの面積が１ｃｍ² の
時の６００Ｈｚでの値である。

【０１５１】以上のことから、スパッタによって形成し
た膜はＥＢ蒸着膜に比べて充填率が高くできるため、膜
質を緻密にすることができ、この結果、水分吸収による
誘電体ミラー層の光学特性の変化とインピーダンスの変
化が大幅に減少することが分かった。

【０１５２】さらに、本実施例の誘電体ミラー層６０７
が比較例の誘電体ミラー層より低インピーダンスである
ことが分かった。その理由は、高屈折率層の誘電体中に
酸化物半導体を混入させることで、導電率を比較例の誘
電体ミラー層よりも高くすることができ、この結果、イ
ンピーダンスの抵抗成分が小さくなるためである。

【０１５３】従って、液晶ライトバルブ６００の駆動時
に誘電体ミラー層６０７にかかる電圧が減少し、光導電
体層６０５での光照射時と光無照射時のインピーダンス
変化による液晶層６１０での電圧変化が大きくなり、光
感度とコントラストが向上した。液晶ライトバルブ６０
０の駆動電圧も小さくなった。

【０１５４】さらに、誘電体ミラー層６０７に吸収され
る水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光
学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつきが
少なくなるため、液晶ライトバルブの品質が安定し、歩
留まりが高くなった。

【０１５５】尚、本実施例では、誘電体ミラー層６０７
の低屈折率物質としてＳｎＯ₂ を用いたが、これに限定
するものでなく、例えばＣｄＯ、ＺｎＯ、Ｉｎ₂ Ｏ
₃ 等、他の酸化物半導体を使用しても良い。

【０１５６】また、本実施例では、誘電体ミラー層６０
７の誘電体物質中に半導体物質を混ぜたが、半導体物質
に加えて、金属物質または強誘電体物質または金属物質
と強誘電体物質を混合して使用しても良い。

【０１５７】以上の各実施例によれば、誘電体ミラー層
を、液晶層側の少なくとも１層に充填率の高い膜を使
い、その他の層に対して充填率の低い膜を使用して形成
する事で、従来に比べて、インピーダンスが低く、かつ
水分吸収による光学特性とインピーダンス特性の経時変
化が少ない誘電体ミラー層を作成できることが分かっ
た。

【０１５８】また、導電率が１×１０-7Ｓ／ｃｍ以下の
酸化物半導体を用いる誘電体ミラー層又は、誘電物質中
に導電性物質または半導電性物質または強誘電性物質又
はこれらの混合物を含む誘電体ミラー層を用いる事で、
従来に比べて、インピーダンスが低く、かつ経時変化の
少ない誘電体ミラー層を作成できることが分かった。
尚、液晶ライトバルブの解像度と誘電体ミラー層のイン
ピーダンスを適正なものにするためには、上記の酸化物
半導体の導電率σを１×１０^-9≦σ≦１×１０^-7Ｓ／ｃ
ｍの範囲にすることが好ましい。

【０１５９】したがって、上記のような誘電体ミラー層
を、液晶ライトバルブに適用すると、光感度とコントラ
ストが向上し、駆動電圧が低い液晶ライトバルブを提供
することができる。さらに、誘電体ミラー層に吸収され
た水分による液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光
学特性とインピーダンスが安定し、製品間のばらつきが
少ない液晶ライトバルブを提供することができる。

【０１６０】

【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、透明電極を有する一対の透明基板の一方
の透明電極上に、少なくとも光導電体層、遮光層、及び
複数の誘電体膜で積層された誘電体ミラー層が形成さ
れ、両透明基板を互いの透明電極が対向するように配置
し、この透明基板間に液晶を挟持してなる液晶ライトバ
ルブにおいて、上記誘電体ミラー層は、液晶層側の少な
くとも１層の誘電体膜からなる高充填率部と、この高充
填率部を構成する誘電体膜以外の誘電体膜からなり、か
つ高充填率部よりも充填率が低くなるように形成された
低充填率部とからなる構成である。

【０１６１】これにより、液晶ライトバルブの光感度と
コントラストとを向上させ、駆動電圧を低くすることが
できる。また、誘電体ミラー層に吸収された水分による
液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光学特性とイン
ピーダンスが安定し、製品間のばらつきが少なくなるた
め、液晶ライトバルブの品質が安定し、歩留まりを高く
することができる。

【０１６２】したがって、液晶ライトバルブの光学特性
を向上させると共に、製造効率を向上させることができ
るという効果を奏する。

【０１６３】請求項２の発明の液晶ライトバルブは、以
上のように、請求項１記載の液晶ライトバルブにおい
て、液晶層側に最も近い１層の誘電体膜からなる高充填
率部の充填率は、０．９以上かつ１．０以下である構成
である。

【０１６４】これにより、液晶ライトバルブの光感度と
コントラストとを向上させ、駆動電圧を低くすることが
できる。また、誘電体ミラー層に吸収された水分による
液晶の信頼性の低下を防ぐことができ、光学特性とイン
ピーダンスが安定し、製品間のばらつきが少なくなるた
め、液晶ライトバルブの品質が安定し、歩留まりを高く
することができる。

【０１６５】したがって、液晶ライトバルブの光学特性
を向上させると共に、製造効率を向上させることができ
るという効果を奏する。

【０１６６】請求項３の発明の液晶ライトバルブは、以
上のように、請求項１又は２記載の液晶ライトバルブに
おいて、誘電体ミラー層の誘電物質中に、導電性物質ま
たは半導電性物質または強誘電性物質またはこれらの混
合物が含まれている構成である。

【０１６７】これにより、液晶ライトバルブの光感度と
コントラストとを向上させ、駆動電圧を低くすることが
できる。

【０１６８】したがって、光学特性とインピーダンスが
安定し、製品間のばらつきが少なくなるため、液晶ライ
トバルブの品質が安定し、歩留まりを高くすることがで
きるという効果を奏する。

【０１６９】請求項４の発明の液晶ライトバルブは、以
上のように、請求項１、２又は３記載の液晶ライトバル
ブにおいて、誘電体ミラー層は、導電率σが０＜σ≦１
×１０ ^-7 Ｓ／ｃｍの酸化物半導体により形成されている
構成である。

【０１７０】これにより、液晶ライトバルブの光感度と
コントラストとを向上させ、駆動電圧を低くすることが
できる。したがって、光学特性とインピーダンスが安定
し、製品間のばらつきが少なくなるため、液晶ライトバ
ルブの品質が安定し、歩留まりを高くすることができる
という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の液晶ライトバルブの概略構
成断面図である。

【図２】図１に示す液晶ライトバルブを備えた投射型液
晶表示装置の概略構成図である。

【図３】図１に示す液晶ライトバルブに備えられた誘電
体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図４】本発明の他の実施例の液晶ライトバルブの概略
構成断面図である。

【図５】図４に示す液晶ライトバルブに備えられた誘電
体ミラー層の製造方法を示す説明図である。

【図６】図４に示す液晶ライトバルブに備えられた誘電
体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図７】本発明のさらに他の実施例の液晶ライトバルブ
の概略構成断面図である。

【図８】図７に示す液晶ライトバルブに備えられた誘電
体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図９】本発明のさらに他の実施例の液晶ライトバルブ
の概略構成断面図である。

【図１０】図９に示す液晶ライトバルブに備えられた誘
電体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図１１】本発明のさらに他の実施例の液晶ライトバル
ブの概略構成断面図である。

【図１２】図１１に示す液晶ライトバルブに備えられた
誘電体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図１３】本発明のさらに他の実施例の液晶ライトバル
ブの概略構成断面図である。

【図１４】図１３に示す液晶ライトバルブに備えられた
誘電体ミラー層の反射率を示すグラフである。

【図１５】従来の液晶ライトバルブの概略構成断面図で
ある。

【図１６】図１５に示す液晶ライトバルブの等価回路図
である。

【符号の説明】

１０１ 透明基板 １０２ 透明基板 １０３ 透明電極 １０４ 透明電極 １０５ 光導電体層 １０７ 誘電体ミラー層 １０７ａ 高充填率部 １０７ｂ 低充填率部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−281570（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−346315（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−130421（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−107818（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−170820（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−3693（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−200934（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−230410（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G02F 1/135 G02F 1/13

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】透明電極を有する一対の透明基板の一方の
   透明電極上に、少なくとも光導電体層、遮光層、及び複
   数の誘電体膜で積層された誘電体ミラー層が形成され、
   両透明基板を互いの透明電極が対向するように配置し、
   この透明基板間に液晶を挟持してなる液晶ライトバルブ
   において、 上記誘電体ミラー層は、液晶層側の少なくとも１層の誘
   電体膜からなる高充填率部と、この高充填率部を構成す
   る誘電体膜以外の誘電体膜からなり、かつ高充填率部よ
   りも充填率が低くなるように形成された低充填率部とか
   らなることを特徴とする液晶ライトバルブ。
2. 【請求項２】液晶層側に最も近い１層の誘電体膜からな
   る高充填率部の充填率は、０．９以上かつ１．０以下で
   あることを特徴とする請求項１記載の液晶ライトバル
   ブ。
3. 【請求項３】誘電体ミラー層の誘電物質中に、導電性物
   質、半導電性物質、強誘電性物質、もしくはこれらの混
   合物が含まれていることを特徴とする請求項１又は２記
   載の液晶ライトバルブ。
4. 【請求項４】誘電体ミラー層は、導電率σが０＜σ≦１
   ×１０ ^-7 Ｓ／ｃｍの酸化物半導体により形成されている
   ことを特徴とする請求項１、２又は３記載の液晶ライト
   バルブ。