JPH02501774A - 単一ショットキーダイオード液晶光バルブおよび方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 単一ショットキーダイオード液晶光バルブおよび方法発明の背景 １．発明の分野 この発明は、液晶光バルブ、特に光導電体層内の多数キャリアの減少に基づく光 バルブと、その動作方法に関する。

２、関連技術の説明 一般に電子・光媒体として液晶を使用している光バルブは、光バルブに適用され る入力信号パターンに従って読出しビームを空間的に変調するために使用される 。それらは大きい強度の読出しビームを制御することによって、入射パターンを 非常に大きく増幅するのに、また空間的に変調されたインコヒーレントな入射放 射を同様の空間的変調によってコヒーレントな読出しレーザービームに変換する のに、光学的データプロセス、ウナ今波長変換のためにまたは分離した読出しビ ーム上の対応する空間的変調のための入力信号パターンの変換を含む他の目的の ために使用され得る。

典型的な光バルブシステムの簡易化したブロック図は第１図に示されている。入 射ビーム２は、陰極線管４の画面のような供給源から発生され、光バルブ８の入 射側上へレンズ６を通して映像される。光バルブの他方の側で読出しビーム１０ はレーザ１２によって発生され、光バルブの読出し鋼上へ偏光ビームスプリッタ １４によって向けられる。入射ビーム２は、光バルブ８内で液晶層の空間的偏光 を確立し、そしてこの層は光バルブからの読出しビームの反射を制御する。

読出しビームの一部分は、液晶分子が入力放射によって発生した電圧に応じて回 転されている液晶層内の場所へ入射する。

そして、これらの部分は、ビームスプリッタ１４を通り抜ける出力ビーム１６と して表わしている後方反射光である。この例では、光バルブ内の液晶は、読出し ビームの空間的強度を対応し増幅された入射ビームの強度パターンに変調する。

光バルブの主な特徴は、入力感度、出力、そして分解能変調（コントラスト比） 、さらに出力の均一性とフレーム率である。一方、高コントラスト、適当な輝度 、カラー能力は、指令および制御表示のために必要とされる。極度の高輝度と分 解能とさらに高速レスポンスは、フライトシミュレーション応用のために必要と される。光学的データプロセス応用は、波面の歪みがほとんど無い（出力均一性 ）ことと高回折効率を必要とする。さらに、リアルタイムポータプル情景相関装 置のために高フレーム率、広いスペクトル範囲、小さな寸法、低電力消費も必要 とされる。これら必要なものの大部分は、ヒユーズ・エアクラフト・カンパニー によって開発された硫化カドミウム液晶光バルブによって満たされる。この装置 は、Ｊ、Ｇｒｉｎｂｅｒｇ、　Ａ、Ｊａｃｏｂｓｏｎ、　Ｗ、Ｐ、ＢＩｅｈａ　 、　Ｌ、Ｍｉｌｌｅｒ、　Ｌ、Ｆｒａａｓ　。

Ｄ、Ｂｏｓｖｅｌｌ　、　Ｇ、Ｍｙｅｒによる文献“Ａ　Ｎｅｗ　Ｒｅａｌ−Ｔ ｉＩＩｌｅ　Ｎｏｎ−Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　ｔｏ　Ｃｏｈｅｒｅｎｔ　Ｌｉｇｈｔ 　Ｉｏ＋ａｇｅ　Ｃｏｎｖｅｒｔｅｒ　−Ｔｈ’ｅＨｙｂｒｉｄ　Ｆｉｅｌｄ　 Ｅｆ’ｆ’ｅｃｔ　Ｌｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ　 ”０ｐｔｉｃａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　１４　２１７頁（１９７５）およ びＪ、Ｇｒｉｎｂｅｒｇ。

讐、Ｐ、ＢＩｅｈａ　、Ａ、Ｊａｃｏｂｓｏｎ、Ａ、Ｍ、Ｌａｃｋｎｅｒ　、Ｇ 、Ｍｙｅｒ、Ｌ、Ｍｉｌｌｅｒ。

Ｊ、Ｍａｒｇｅｒｕｍ、　Ｌ、Ｆｒａａｓ　、　Ｄ、Ｂｏｓｗｅｌｌによる文献 ″Ｐｈｏｔｏａｃｔｉｖａｔｅｄ　Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｔ　Ｌｉｇｈｔ−Ｃ ｒｙｓｔａｌ　ＬｉｇｈｔＶａｌｖｅ　ｆｏｒ　Ｃｏ１ｏｒ　Ｓｙｉｂｏｌｏｇ ｙ　Ｄｉｓｐｌａｙ　’　ＩＥＥＥ　ＴｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓＥｌｅｃｔｒｏ ｎｉｃ　Ｄｅｖｉｃｅｓ　ＥＤ−２２７７５頁（１９７５）に記載されている。

ＣｄＳベース光バルブの主な欠点はレスポンスタイムが遅いことである。第２世 代であるシリコンベース液晶光バルブは、ＣｄＳベース光バルブの利点を保持し かなり速いレスポンスタイムを有するよう開発された。シリコンベース装置は金 属酸化物半導体（ＭＯＳ）構造を使用し、文献（Ｕ、Ｅｆ’ｒｏｎ　、　Ｊ、Ｇ ｒｉｎｂｅｒｇ、　Ｐ、０．Ｂｒａａｔｚ、　Ｍ、Ｊ、Ｌｉｔｔｌｅ、　Ｐ、Ｇ 。

Ｒｅ１ｆ、　Ｒ，Ｎ、５ｃｈｖａｒｔｚによる“Ｔｈｅ’　５ｉｌ１１ｃｏｎ− Ｌｉｑｕｉｄ　ＣｒｙｓｔａｌＬｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ″Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏｆ ’　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ　５７　（４）１３５Ｂ−６８頁、１９８ ５年）に記載されている。この文献も前記光バルブの研究の成果のいくつかを要 約している。

ＭＯＳ光バルブの内部構造は第２図に示されている。装置の右手側の入射映像ビ ームは参照番号１８に示される。一方読出しビーム２０は、装置の左手側に向け られそして装置の左手側で反射される。高比抵抗シリコン光導電体２２の層は薄 いＰ＋バック接点層２４をその読出し側に形成されている。

このバック接点は、キャリアが発生される装置の横断面のどんな点においても大 変小さい負荷を与えるために高いシート導電率を与える。５ｉ０２酸化層２６は 、光学的セメント３０によって酸化層に付着した光フアイバプレート２８と共に バック接点２４の入射側上に設けられる。ＤＣバイアスｎ型ダイオード保護リン グ３２は、装置の有効範囲内に周辺の少数キャリアの注入されるのを防ぐために シリコン光導電体ウェハ２２のバック接点２４と反対側の縁部に注入されている 。５ｉ０２ゲ一ト絶縁層３４は、シリコン光導電体ウェハ２２の読出し側上に形 成されている。絶縁した電位ウェルは、ｎ型マイクロダイオードアレイ３６によ ってＳｔ／５ｉ０２境界面に形成される。これは境界面に存在する信号電子の横 への拡がりを妨げる。

一様な薄膜誘電体ミラー３８は、広帯域の反射率を与え、また光導電体から高い 強度の読出しビームを阻止するための光学的絶縁を与えるための酸化層３４の読 出し側上に存在する。速いレスポンスの液晶４０の薄膜は、ミラー３８の読出し 側上の光を変調する電気・光学層として使用される。前面のガラス板４２は、液 晶に隣接した酸化錫インジウム（ＩＴＯ）対向電極４４に覆われる。ガラス板４ ０の前面は反射防止被覆４６によって覆われ、全構造は気密の陽極酸化アルミニ ウムホルダ内部で組立てられる。

シリコン先導電体２２は、ＭＯＳ構造を形成するための酸化層３４と薄い金属電 極被覆４４に結合している。絶縁体液晶と酸化物とミラーの結合体はＭＯＳ構造 の絶縁体ゲートとして作用する。

動作において、交流電圧源４８は一方をアルミニウムバック接点パッド５０によ ってバック接点２４に接続され、反対の側を対向電極４４に接続される。２つの 電極にまたがる電圧はＭＯＳ構造に空乏（活性）と蓄積（不活性）相としてかわ るがわる動作させる。空乏層において、高比抵抗シリコン光導電層２２は空乏状 態にさせられ、そして入射光ビームユ８によって発生した電子ホール対は光導電 体中の電界により駆動されて除去され、そのため液晶を活性化する信号電流を生 成する。空乏領域の電界は、入射側から読出し側へ信号電荷を進ませる、ゆえに 入射映像の空間の分解能を維持する。

偏光読出しビーム２０はガラス層４２を通って光バルブに入り、液晶層を通過し 誘電体ミラー３８によって後方反射され、液晶を通って逆行させる。光導電層２ ２の各画素の導電率はその画素の入射ビーム１８の強度によって変化するから、 液晶の対応する画素にまたがる電圧を変える分圧器効果は入射光の空間の強度に 従って生じる。よく知られているように、どんな場所でも液晶は加える電圧に従 ってそれら自身で一定方向に配向される。どんな特有な場所でも読出し光偏光に 関して一定方向に配向された液晶は、その場所の光バルブを反射して戻す読出し 光の量を決定する。従って、入射光の空間の強度パターンは、液晶層内の読出し ビームのための光バルブの空間反射率を制御する空間の液晶の配向バターしに移 される。

活性光バルブ動作は空乏層の間のみ起こる。供給された電圧の極性を反対にして 、それにより液晶を通る多少のＤＣ電流を妨げるために空乏周期の間で短い堆積 周期に変化を与えることが必要である。なぜなら液晶はＤＣ電流の下で分解する 傾向があるからである。

光導電体層２２は光感度が高いので、誘電体ミラー／光陰止層３８は、他の場合 には信号電荷を取除く光導電体中の発生する空間的分解のされていないキャリア から高い強度の読出し光を、妨げることが必要とされる。典型的な誘電体ミラー ／光陰止層３８は、誘電体ミラー／光陰止層を通る光の漏れが信号電荷に近付か ず、または越えることがないようにするために多数のキャリアが活性相の間に堆 積するために約１０６またはそれ以上の率によって読出しビームを減衰しなけれ ばならない。このような能力を有する誘電体ミラーを製作するのは全く困難であ る。たとえ１０フの減衰が達成されても、いくつかの応用は大きな減衰を必要と する。そのため十分な誘電体ミラーは現在入手できない。

誘電体ミラーのための可能な代替物基体として、近年開発された金属マトリック スミラーは赤外線領域のバルブ動作のための優れた電気及び光学的特性を与える ことが示されている。このミラーの型式は、当出願人の米国特許出願節７５９， ００４号（”Ｒｅｆｌｅｃｔｉｖｅ　Ｍａｔｒｉｘ　Ｍｉｒｒｏｒ　Ｖｉｓｉｂ ｌｅ　ｔ。

Ｉｎｆｒａｒｅｄ　Ｃｏｎｖｅｒｔｏｒ　Ｌｉｇｈｔ　Ｖａｌｖｅ’発明者Ｐ、 Ｏ，Ｂｒａａｔｚ）に記載されている。

金属マトリックスミラーは第３図に示されている。反射する島５２のマトリック スは５ｉ０２のような絶縁層５４上に形成される。島５２は、ミラーの表面にま たがる短絡を避けるために絶縁チャネルによってそれぞれ互いに分割されている 。個々の島５２のディメンジョンは十分な反射光のために５乃至２０ミクロンの オーダーの最小の寸法から決定され、分解能すなわち光バルブを形成するための 画素素子の寸法によって決定される。島の厚さは使用された特別の反射材料に依 存する。反射材料の自由電子密度が読出し放射によって相互に作用しあうのに十 分であることと、それを材料から散乱して逃すのに十分であることが基本的に必 要である。アルミニウムまたは銀のような金属または珪化プラチナのような金属 ／半導体化合物が使用可能である。

前記ＭＯ８光バルブはいくつかの限界がある。光導電体は初め極度に空乏化され ているが、空乏層は、熱の発生が多数キャリアの減少を引き起こすため次第に崩 壊する（１０ミリ秒のオーダ以上で）。ついには電圧降下は光導電体から酸化物 に移る。また５ｉ０２層を供給するための方法は１０００℃のオーダの高い温度 を必要とする。これらの温度で完全に平らに光バルブ基体を維持するのは困難で ある。基体のどんな湾曲や波立ちもバルブからの読出しを歪ませる。もう一つの 欠点は、シートの導電率の一定の値が５ｉ０２／５ｉ０２境界面に示されている ことである。この結果は装置の分解能とダイナミック範囲の両方を低下させる。

さらに、金属マトリックスミラーは、誘電体ミラーよりインピーダンスが低いの で誘電体ミラーより好ましいが、その使用はおもに赤外線領域に限られる。可視 領域において読出し光はチャネルを通って金属島の間に漏れ、下にある光導電体 を活性化する原因となる。

少なくともＭＯ５光バルブよりも特性の優れている光バルブのもう一つの型は、 ダブルショットキーダイオード光バルブである。それはＰａｕｌ　Ｏ，Ｂｒａａ ｔｚとＵｚｉ　Ｅｆ’ｒｏｎの２人の発明者によって当圧願人の特許“Ｄｏｕｂ ｌｅ−８ｃｈｏｔｔｋｙ　Ｄｉｏｄｅ　ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌ　Ｌｌｇｈ ｔ　Ｖａｌｖｅ”に記載されている。出願は米国特許出願番号７５８，９１７の ちとに１９８５年７月２５日に提出され、本発明の出願人であるヒユーズ・エア クラフト・カンパニーに譲渡された。この装置は第４図に示される。それは一方 の鋼上に形成されたショットキーダイオードを具備する光導電体基体５８から成 る。読出し側で金属マトリックスミラーの金属バッド６０は光導電体とショット キー接点のパターンを形成する。一方入射側で金属電極６２は他のショットキー ダイオードを形成するための光導電体の相に接触する。フェイスプレート６４は 、光学的セメント６６によって電極６２の入射側に付着される。

液晶層６８および対向電極７０そしてガラス対向電極基体７２は、前記ＭＯＳ装 置と同様である。整列した層７４と７６は、スペーサ７８によって閉じこめられ た液晶のそれぞれの側面に設けられる。

比較的長い空乏周期と比較的短い堆積周期であるＭＯＳ装置の動作に対して、ダ ブルショットキーダイオード光バルブはバック電極６２と対向電極７０の間に供 給する平衡ＡＣ電圧駆動８０によって作動される。動作において、ショットキー ダイオードの一方または他方は実質的にいつでも逆バイアスされ、任意所定の時 に電圧源８０の位相に依存する。この結果光導電体５８は実質的に連続して空乏 状態を維持する。

従って装置はＭＯＳ光バルブによって必要とされた不活性な堆積周期を避けるこ とができ、液晶を通る実質電流をゼロに固有に平衡する。それはＭ　ＯＳ　９置 よりも低い温度で製造され、ＭＯ８動作を劣化させる光導電体の表面のシート導 電率を示さない。しかしながら金属バック接点６２は製造することが非常に困難 であり、ダブルショットキー装置の電位の十分な実現を妨げている。

［発明の概要］ 前記問題を考慮して、本発明の目的は、ダブルショットキーダイオード光バルブ の利点を保ち空乏層崩壊とＭＯＳ光バルブの高い温度での製造とシートの導電率 の問題を避け、さらにダブルショットキーダイオード装置よりも製造するのに実 用的である液晶光バルブを与えることである。

これらの目的は、ショットキー接点が金属マトリックスミラーによって光導電体 の読出し側に形成され、バック接点がドープ処理された半導体電極によって構成 されている単一ショットキーダイオード光バルブによって達成される。この装置 は、比較的長い空乏周期とより短い不活性周期とを有しＡＣモードで動作可能で あり、液晶は連続的な空乏によるＤＣ動作のためのイオンを運ぶ電流によってド ープ処理され得る。可視領域の動作のために、誘電体ミラーは金属マトリックス ミラーの後方に設けられ、または金属マトリックスミラーの絶縁されたチャネル は不透明な材料によって被覆され得る。この装置は、ＭＯＳ光バルブを特徴づけ る空乏層崩壊から逃れ、ＭＯＳ装置やダブルショットキー装置よりも製造が容易 である。

本発明のこれらおよびその他の特徴と利点は、以下の好ましい実施例の詳細な説 明および添付図面から当業者に明らかになるであろう。

［図面の簡単な説明］ 第１図は、上記の従来の光バルブ装置のブロック図である。

第２図は、上記従来技術のＭＯ５液晶液晶光ブの断面図である。

第３図は、上記金属マトリックスミラー構造の平面図である。

第４図は、上記ダブルショットキー液晶光バルブの断面図である。

第５図は、本発明の一実施例の断面図である。

第６図は、第５図に誘電体ミラーを付加した光バルブの断面図である。

第７Ａ図および第７Ｂ図はＡＣ動作中に供給された電圧と液晶電流の各々のグラ フである。

［好ましい実施例の詳細な説明］ 本発明の光バルブの一実施例は第５図に示されている。それはある点において第 ４図のダブルショットキー光バルブと同様であり、共通の要素は同じ参照符号で 表わされる。それは、整列した層７４および７６とスペーサ７８によって閉じこ められた液晶６８と、ガラス基体７２上の対向電極７０と、シリコンが好ましい がヒ化ガリウムまたはヒ化インジウムまたは燐化インジウムでも良い半導体の光 導電体層５８と、液晶層と光導電体の間の金属マトリックスミラー６０と、入射 フェイスプレート６４を含む。

ダブルショットキー装置と同様に、金属マトリックスミラーバッド６０は、光導 電体層５８の一方の鋼上の一連のショットキー接点を形成する。しかしながら光 導電体の他方の鋼上には、高濃度ｎ−ドープされたシリコンから形成されたバッ ク接点電極８２が設けられる。電源８４からの交流電圧は、装置を作動するため 電極７０および８２を通して供給される。

そのかわりに装置は、電流キャリアイオンで液晶をドープすることによってＤＣ 電圧源８６によりＤＣモード内で作動され得る。例を挙げると、１９７８年にＨ ，Ｓ、Ｌｉｉに付与された米国特許第４．０８Ｂ、５８９号″Ｄｏｐａｎｔｓ　 Ｆｏｒ　Ｄｙｎａｍｉｃ　ＳｃａｔｔｅｒｉｎｇＬｉｑｕｉｄ　Ｃｒｙｓｔａｌ ｓ”がある。可視光領域内の動作のために、チャネル５０を通る光の漏れは、そ れぞれのチャネル端の読出し端内の市販の不透明なＧ　ａ　Ａ　ｓまたはＣｄＴ ｅのような高比抵抗阻止材料８８の挿入によって阻止される。

記述された単一ショットキー光バルブは、ＭＯＳ装置に対していくつかの明らか な利点を存する。光導電体の少数キャリアは、金属マトリックスミラーとの接合 部に引かれ、接合部を通ってミラーに流れることができ、それによって空乏領域 の崩壊を防ぐ。絶縁酸化層の５ｉ０２のために約１０００℃の処理は、最高温度 約３００℃乃至４００℃によるより低い温度での製造によって回避される。これ はより平坦な装置を生じ、従って改良された読出しを生じる。ＭｏＳ装置によっ てＳ　ｉ　Ｏ／　Ｓ　ｉ　０２境界面に示されたシートの導電率は除かれ、その ため分解能およびダイナミック範囲は改善される。また、イオン注入および熱酸 化物成長のような格子損傷を生じるような製造処理の使用を避けることができる 。

本発明のもう一つの実施例は第６図に示されている。この実施例は、光導電体５ ８内への可視読出し光の漏れを妨げるための金属マトリックスミラー６０の読出 し鋼上に設けられた誘電体ミラー９０を除いては基本的に第５図のものと等しい 。これは第５図のチャネル阻止材料８８の使用を不用にする。赤外線のような非 可視領域での動作のために、両方の阻止機構は光導電体内への読出し放射の漏れ が装置の動作を妨害しないから省略され得る。　。

装置の不対称のＡＣ動作は、第７Ａ図および第７Ｂ図に示されている。電源８４ によって電極間に供給された第７Ａ図に示されている電圧は、典型的に約１ミリ 秒で２０ボルトの比較的長い逆バイアスパルスから成り、光導電体と金属マトリ ックスミラーにより形成されたショットキー接点を通る０、１ミリ秒のオーダの ずっと短い順方向バイアスパルス９４と交互に起こる。ショットキー障壁の順方 向バイアスインピーダンスが逆バイアスに比較して無視できるから、前記バイア ス状態は、有効なショットキーインピーダンス（空乏状態において）の液晶／ミ ラーインピーダンスに対する比を１０：１比と仮定する電荷移動補整を生じる。

装置を通して生じる電流パターンは、第７Ｂ図に示されている。逆バイアス中で 、比較的長い時間続き、順方向バイアス中の反対方向において短いか高い大きさ の対応する電流パルス９８が介在して終る比較的低いレベルの電流パルス９６が ある。順方向バイアス電流パルスは、液晶を通る実質的な電流をゼロに平衡させ するのに必要とされる。これは、液晶がＤＣ電流の下では分解するために必要で ある。液晶が前記のような電流キャリアイオンによってドープ処理されるならば 、イオンは液晶を通るＤＣ電流を運び、そして光バルブは前記のようなりＣ駆動 電圧により動作され得る。

光バルブの例示的な装置の製造において、高比抵抗のｎ型シリコンウェハは初め に両側を包まれ、化学機械的に約２５０ミクロンの厚さに薄くさ、れる。典型的 な比抵抗は、０．５乃至３キロオーム−センチメートルの範囲である。ｎ型のド ープされた層は次に、燐またはヒ素のような適当なドナー不純物を注入または拡 散のいずれかによって１０オーム／平方より少ないシート抵抗をもたらすために ウニへの背面に形成される。ウェハは次に、光学的セメントまたは電気結合によ り単一ガラスまたは石英板でもよいガラス基体に接着される。その代わりに、光 フアイバフェイスプレートが表示および適応性のある光学的応用として使用可能 である。

取付けられたウェハは、次に化学機械的ラップを使用して３０乃至６０ミクロン の厚さに薄くされ、そして高質の光学的光沢剤によってその表面は磨かれる。Ｃ ＶＤ酸化物、プラズマ酸化物、光酸化物または低温度の窒化シリコンのような低 温度の絶縁体は続いてウェハ表面上に付着される。その代わり、絶縁材料は、Ｃ ｄＴｅのように高い光吸収係数を有するように選ばれることが可能である。

次の段階は金属マトリックスミラーの形成である。グリッドパターンはフォトリ ソグラフ法によって基体上に形成され、グリッドラインは典型的に幅２乃至５ミ クロンで１０乃至２０ミクロンの周期性を有する。グリッドの内側領域はそれか らエツチングで除去され、それらの範囲でｎシリコン基体を露出させる。絶縁材 料はチャネル（グリッド）ラインの場所に残される。ショットキー金属は、それ からエツチングで除去されているグリッドの領域に蒸着される。ｎ型材料用の高 い仕事関数を具備するＰｔのような任意の金属が使用可能である。グリッドライ ンのフォトレジストは、それからグリッドラインから金属を除去するためにリフ トオフで取り除かれ、金属マトリックスアレイを完成する。

酸化物チャネルのような非吸収性グリッドチャネルの場合では、要求される読出 しビームのスペクトル幅に同調された誘電体ミラーが、グリッドラインを貫通す る読出しビームを妨げるためにショットキー金属マトリックスアレイ上に付着さ れる。

光バルブを通り流れるＤＣ電流を最少限にするために、２つの代わりの方法が使 用され得る。まず初めに、絶縁体の低温度酸化物が対向電極７０上に形成され得 る。次に外部キャパシタが使用され得る。整列層は続いて中間および浅い角度の 堆積方法によって基体と対向電極の両方の上に形成される。

最後には、光バルブは標準の集合ホルダ中に組立てられ、そして液晶が導入され る。

前記光バルブは、ＭＯ８光バルブにまさる顕著な動作利点を有し、ダブルショッ トキー装置よりも簡単に製造される。

特定の実施例が記述され図に示されているが、多数の変形とそれに代わる実施例 が当業者に見い出されるであろう。従って、本発明は添付請求の範囲によっての み限定されるものである。

ｈ６２．−従泉穀七 ＦＩＧ、４゜ 〉 国際調査報告 国際調査報告 ＰＣＴ／ＵＳ８Ｂ／Ｃ３１００

Claims (13)

【特許請求の範囲】
1. １．入射側および読出し側を有し、 液晶層と、 入力放射を受取りそれに応答して多数キャリアを生成するための液晶層の入射側 上のドープ処理された半導体の光導電体層と、 液晶と光導電体層の間に位置し光導電体層とショットキー接点のマトリックスを 形成する金属マトリックスと、光導電体層の入射側と電気接点を形成するドープ された半導体の電極と、 液晶層の読出し側上の対向電極とを具備する単一ショットキー光バルブ。
2. ２．前記金属マトリックスが金属マトリックスミラーを含む請求項１記載の単一 ショットキー光バルブ。
3. ３．液晶層から金属マトリックスミラーへの可視光の伝送を阻止する誘電体ミラ ーを具備している請求項２記載の単一ショットキー光バルブ。
4. ４．前記金属マトリックスミラーが、少なくとも部分的に可視光に透明である電 気的絶縁材料のチャネルによって互いに電気的に分離されている金属島のマトリ ックスを含み、さらにそれを通る可視光の伝送を阻止するために前記チャネル上 に付着された不透明材料を含む請求項２記載の単一ショットキー光バルブ。
5. ５．前記光導電体層がシリコン、ヒ化ガリウム、ヒ化インジウムおよび燐化イン ジウムからなるグループの中から選ばれた材料から成る単一ショットキー光バル ブ。
6. ６．前記液晶が液晶層を通るＤＣ電流を維持するために電流キャリアイオンによ ってドープされる請求項１記載の単一ショットキー光バルブ。
7. ７．入射放射のビームを吸収するためのドープされた半導体基体を含み、前記吸 収は光により発生された多数キャリアを生成し、 逆バイアスで多数キャリアの実質的に空乏状態に基体を維持するために基体の一 方の側に配置されたショットキーダイオード装置と、 基体の他方の側上のドープされた半導体電極を含む光バルブ光学基体。
8. ８．前記ショットキーダイオード装置が金属マトリックスミラーを含む請求項７ 記載の光バルブ光学基体。
9. ９．前記半導体電極が同じ極性にドープされた前記基体と同じ材料から形成され ている請求項７記載の光バルブ光学基体。
10. １０．前記半導体基体がシリコン、ヒ化ガリウム、ヒ化インジウムおよび燐化イ ンジウムからなるグループの中から選ばれた材料を含む請求項７記載の光バルブ 光学基体。
11. １１．液晶層と、ドープされた半導体光導電体層と、液晶と光導電体層の間の光 導電体層と接触するショットキーダイオード装置と、光導電体層のショットキー ダイオード装置と反対側に電気的に接触しているドープされた半導体層と、およ び液晶層の光導電体層と反対側に設けられた対向電極とを有する液晶光バルブを 提供し、 ショットキーダイオード装置の間欠的な逆バイアスの周期内に光バルブを作動し て光導電層の多数キャリアを十分に空乏化するために電極と対向電極との間に交 流電圧を印加し、液晶層を流れる電流を実質的に平衡させるのに十分なようにシ ョットキーダイオード装置の順方向バイアスの実質的に短い周期を前記長い周期 の間に挿むように与えることを含む液晶光バルブ動作方法。
12. １２．逆バイアスおよび順方向バイアス周期の期間の比がショットキー逆バイア スインピーダンスとショットキーダイオード装置と対向電極間の光バルブインピ ーダンス間の比とほぼ等しい請求項１１記載の方法。
13. １３．電流キャリアイオンによりドープされた液晶層と、ドープされた半導体光 導電体層と、液晶層と光導電体層の間で光導電体層と接触するショットキーダイ オード装置と、光導電体層のショットキーダイオード装置と反対側に電気的に接 触するドープされた半導体層と、および液晶層の光導電層と反対側に設けられた 対向電極とを有する液晶光バルブを提供し、 光バルブ動作のための電極と対向電極の間に実質的なＤＣ電圧を供給し、ショッ トキーダイオード装置を実質的に連続的に逆バイアスする液晶光バルブ動作方法 。