JPH08262482A - 光書込み反射読出し型空間光変調素子の誘電体ミラー及びその製作法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 製作容易で反射特性や解像度優れた型空間光
変調素子の誘電体ミラー及びその製作法を提供する。 【構成】 誘電体ミラーを構成する複数種類の誘電体膜
の内の少なくとも１種類の誘電体膜として用いられる酸
素及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を、それ
ぞれ独立に流量が制御されている酸素ガスと水素ガスと
が導入されている雰囲気中でスパッタリング法により製
作する。それにより、広い範囲で膜特性を制御でき、高
い生産性で良好な特性を有する誘電体ミラーを、特殊な
材料を用いることなく容易に製作でき、また、複数種類
の誘電体膜の内の少なくとも１種類の誘電体膜ｄｍ2と
して、酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜
を用いて構成した誘電体ミラーＤＭＬによって、良好な
反射遮光特性を得ることができるので、この誘電体ミラ
ーを用いて構成させた光書込み反射読出し型空間光変調
素子では、コントラスト比が大きく、解像度の高い読出
した画像が得られる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は表示装置、撮像装置、光
コンピュータ等における構成素子として使用される光書
込み反射読出し型空間光変調素子における誘電体ミラー
と、その製作法に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば表示装置や撮像装置、その他の各
種の装置において、高精細度を有する画像情報が得られ
るようにするためには、前記した各種装置の構成素子と
して用いられる光学素子としても、高解像度の画像情報
を得ることのできるものが必要とされる。そして、高解
像度の画像情報が得られる光学素子の１つとして、光書
込み反射読出し型空間光変調素子が注目されている。そ
して前記の光書込み反射読出し型空間光変調素子（ＳＬ
Ｍ）は、例えば図２に例示されているように透明電極Ｅ
ｔ1が付着された透明基板ＢＰ1に、光導電層部材ＰＣＬ
と、遮光膜ＳＬと、誘電体ミラーＤＭＬと、光変調材層
部材ＰＭＬと、透明電極Ｅｔ2が付着された透明基板Ｂ
Ｐ2とを積層して構成されする。なお、光変調材層部材
として結晶や支持体を有する液晶（例えば液晶フィル
ム）が使用される場合には、透明基板の一部または全部
が省略されることもある。

【０００３】図２に示す光書込み反射読出し型空間光変
調素子ＳＬＭにおいて、透明電極Ｅt1，Ｅt2は透明導電
物質の薄膜（例えばＩＴＯ膜）で構成されており、ま
た、光導電層部材ＰＣＬは使用される光の波長域におい
て光導電性を示す物質を用いて構成され、さらに、誘電
体ミラーＤＭＬは所定波長の光を反射させうるように、
反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有する低屈折率
膜と、反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有する高
屈折率膜とを交互に積層した後に、反射すべき光波長の
１／２の光学厚みを有する低屈折率膜を積層して構成さ
れている。また光変調材層部材ＰＭＬは、印加されてい
る電界強度に応じて光の状態(光の偏光状態、光の旋光
状態、光の散乱状態)を変化させる光変調材(例えばネマ
ティック液晶、ニオブ酸リチウム、ＢＳＯ、ＰＬＺＴ、
高分子ー液晶複合膜等)を用いて構成される。なお、図
中の遮光膜ＳＬとしては、例えばＣｄＴｅ膜が使用され
る。また遮光膜ＳＬは、誘電体ミラーＤＭＬを透過した
読出し光が、光導電層部材ＰＣＬに与えられて、再生画
像のコントラスト比が低下することを防止するためのも
のである。

【０００４】図２中のＥは、透明電極Ｅt1，Ｅt2間に所
定の電圧を印加するための駆動電源であり、この駆動電
源Ｅは図中では交流電源であるとして示されているが、
光変調材層部材ＰＭＬの構成物質に応じて直流電源とな
されたり交流電源となされたりする。また、図中のＷＬ
は光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭにおける
基板ＢＰ1側から入射されて光導電層部材ＰＣＬに集光
される書込み光であって、この書込み光ＷＬは表示の対
象にされている情報によって強度変調されている。そし
て、透明電極Ｅt1，Ｅt2間に駆動電源Ｅから所定の電圧
を供給し、光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭ
における透明基板Ｅt1側から、画像情報によって強度変
調されている書込み光ＷＬが入射して、透明基板ＢＰ1
と透明電極Ｅt1とを通して光導電層部材ＰＣＬに集光さ
れると、前記した書込み光ＷＬが集光された部分の光導
電層部材ＰＣＬの電気抵抗値が、照射された光量に応じ
て変化して、光変調材層部材ＰＭＬの両端には、前記し
た画像情報と対応している電界強度分布を示す電界が印
加される。

【０００５】それで、光書込み反射読出し型空間光変調
素子ＳＬＭにおける透明基板ＢＰ2側から読出し光ＲＬ
を入射させると、その読出し光ＲＬは透明基板ＢＰ2→
電極Ｅt2→光変調材層部材ＰＭＬ→誘電体ミラーＤＭＬ
の経路により誘電体ミラーＤＭＬに達してそこで反射
し、読出し光の反射光は誘電体ミラーＤＭＬ→遮光膜Ｓ
Ｌ→光変調材層部材ＰＭＬ→電極Ｅt2→透明基板ＢＰ2
→の経路で光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭ
から射出する。前記のようにして光書込み反射読出し型
空間光変調素子ＳＬＭから射出した光束は、前記した書
込み光ＷＬが有していた画像情報と対応した電界強度の
分布を有する電界が印加されている光変調材層部材ＰＭ
Ｌを往復した光束であるから、その読出し光の光束は、
書込み光の画像情報と対応して光の状態が変化している
ものになっている。

【０００６】前記のように、光書込み反射読出し型空間
光変調素子ＳＬＭにおける光変調材層部材ＰＭＬに印加
された電界強度に応じて、その中を通過する光の偏光の
状態、あるいは複屈折の状態が変化して、光書込み反射
読出し型空間光変調素子ＳＬＭから射出された読出し光
の反射光束は、光書込み反射読出し型空間光変調素子Ｓ
ＬＭから射出した光束を検光子(偏光ビームスプリッタ
ＰＢＳでも同じ)に通過させることにより、光書込み反
射読出し型空間光変調素子ＳＬＭから射出された読出し
光の反射光束(出力光)を、書込み光の画像情報と対応し
て光の強度が変化している状態のものにされる。なお、
光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭにおける光
変調材層部材ＰＭＬが散乱モードで動作して、光変調材
層部材ＰＭＬに印加された電界強度に応じ、その中を通
過する光の強度を変化させるようなもの（例えば高分子
膜ー液晶膜）の場合には、検光子は必要とされない。

【０００７】図５は光書込み反射読出し型空間光変調素
子ＳＬＭを使用した表示装置の１例構成を示す図であ
り、図５においてＳＧは表示の対象にされている２次元
画像の画像信号源であり、この画像信号源ＳＧでは所定
の走査標準に従って構成されている画像信号（映像信
号）を発生して、それを陰極線管ＣＲＴに供給する。図
５中において、陰極線管ＣＲＴの動作用電源についての
図示は省略されている。前記の陰極線管ＣＲＴの蛍光面
上に映出された表示の対象にされている２次元画像から
の光は、書込みレンズＬｗによって光書込み型光書込み
反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭにおける光導電層部
材に結像される。前記の光書込み型光書込み反射読出し
型空間光変調素子ＳＬＭには駆動電源Ｅから駆動電圧
（素子駆動電圧）が供給されており、光書込み型光書込
み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭは、図２を参照し
て既述したような動作を行なって、赤外フィルタＦと、
全反射鏡Ｍと、偏光ビームスプリッタＰＢＳとを介して
光書込み型光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬＭ
の光変調材層部材に入射した読出し光の光源ＬＳから放
射された読出し光が画像情報で変調されている状態の出
力光として射出する。前記した光書込み型光書込み反射
読出し型空間光変調素子ＳＬＭからの出力光は、偏光ビ
ームスプリッタＰＢＳによって画像情報によって強度変
調された状態の２次元画像の光として投影レンズＬｐに
入射し、投影レンズＬｐにより２次元画像としてスクリ
ーンＳ上に投影される。

【０００８】ところで表示装置では、階調特性が良好
で、解像度が高く、コントラスト比の大きな明るい画像
がスクリーンＳに投影されることが望まれるが、前記の
ように光書込み反射読出し型空間光変調素子を用いて構
成されている表示装置では、光書込み反射読出し型空間
光変調素子の読出し側に強力な読出し光を入射させるか
ら、使用される光書込み反射読出し型空間光変調素子と
して、それの書込み側と読出し側との間に、良好な反射
特性を有する反射膜を備えていないと、大きな読出し光
が反射膜を透過して光導電層部材ＰＣＬに与えられるた
めに、投影画像のコントラスト比が低下する。

【０００９】光書込み反射読出し型空間光変調素子の書
込み側と読出し側との間に設けられる反射膜としては、
図２を参照して既述した光書込み反射読出し型空間光変
調素子ＳＬＭのように、誘電体ミラーＤＭＬが使用され
るのであり、また、書込み側へ読出し光が漏れることを
一層良好に防止するために誘電体ミラーＤＭＬの他に遮
光膜ＳＬが設けられることもある。ところで、前記の誘
電体ミラーＤＭＬは図１に示すように、反射すべき光波
長の１／４の光学厚みを有する低屈折率膜ｄｍ1と、反
射すべき光波長の１／４の光学厚みを有する高屈折率膜
ｄｍ2とを交互に積層した後に、反射すべき光波長の１
／２の光学厚みを有する低屈折率膜ｄｍ3とを積層して
構成されるものであるが、反射率を向上させるために
は、積層数を多くしなければならない。しかし、積層数
の多い誘電体ミラーは、解像度を低下させるし、製作工
程が多いためにコスト高になるという問題点がある。

【００１０】それで、前述のように遮光膜ＳＬを使用す
ることも行なわれているが、遮光膜の構成に適する遮光
材料として望ましいと考えられる、電気抵抗値が高く、
かつ優れた遮光特性を有する遮光材料は余りなく、通
常、ＣｄＴｅを用いて遮光膜を構成させているが、Ｃｄ
Ｔｅは価格が高く、また有毒物質であるという問題点が
ある他に、付着力が弱くディフエクトを生じ易いという
欠点がある。また、遮光特性の良好な遮光膜は、十分な
厚さのものとして構成させることが必要であるが、厚い
遮光膜は画像の解像度を低下させることになる。前記の
ような諸問題を解決するための手段として、従来、例え
ば第５１回応用物理学会学術講演予稿集（１９９
０），２６ａ−Ｈ−３，第７４２頁や、米国特許第５０
８４７７７号明細書で開示されているように、高屈折率
を有するとともに、光吸収性を示すＳｉ−Ｇｅ合金を用
いて誘電体ミラーを用いたり、あるいは特開平３ー２
１７８２５号公報で開示された例えばシリコン膜やゲル
マニウム膜のように光吸収性を有する膜を含んで構成さ
せた誘電体ミラーや、特開平６ー３６９３号公報で開
示された酸素を含有するシリコン膜で構成させた誘電体
ミラー等が提案されている。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】ところが、前記した
の従来技術による誘電体ミラーは、使用材料が高価であ
るとともに、製造設備も大掛かりなものになるためにコ
スト高になり、また、生産性が低いという問題点があ
り、また、の従来技術による誘電体ミラーはＳｉ膜を
用いているために、高抵抗化した誘電体ミラーを安定に
得ることが難かしいという問題点がある。次に、前記し
たの従来技術による誘電体ミラーは、前記した，
の誘電体ミラーにおける問題点がなく、また、コントラ
スト比の大きな光書込み反射読出し型空間光変調素子を
構成させることができるとともに、生産性についても、
前記した，よりも改善されている。

【００１２】しかしながら、の従来例は、酸素及び水
蒸気のコントロールにより膜質制御を行なっているが、
特に、真空成膜装置にとって微量な水蒸気の導入量を良
好に制御することが困難であるという問題がある。特
に、真空成膜装置において蒸着法により成膜する場合に
は、バックプレッシャ中に含まれていた水分を含めて、
所定の水蒸気量となるように制御することは工程の安定
性から考えても効率的でないという点が問題となる。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は、少なくとも、
光導電層部材と誘電体ミラーと光変調材層部材とを積層
して構成してなる光書込み反射読出し型空間光変調素子
における複数種類の誘電体膜を積層して構成される誘電
体ミラーであって、前記した複数種類の誘電体膜の内の
少なくとも１種類の誘電体膜として、酸素及び水素の両
方の元素を含有するシリコン膜を用いて構成した光書込
み反射読出し型空間光変調素子の誘電体ミラー、及び少
なくとも、光導電層部材と誘電体ミラーと光変調材層部
材とを積層して構成してなる光書込み反射読出し型空間
光変調素子における前記の誘電体ミラーを構成する複数
種類の誘電体膜の内の少なくとも１種類の誘電体膜とし
て用いられる酸素及び水素の両方の元素を含有するシリ
コン膜の製作に当り、所望の酸素含有率及び所望の水素
含有率のシリコン膜が得られるように、それぞれ独立に
流量が制御されている酸素ガスと水素ガスとが導入され
ている雰囲気中でスパッタリング法により酸素及び水素
の両方の元素を含有するシリコン膜を形成させるように
した光書込み反射読出し型空間光変調素子の誘電体ミラ
ーの製作法を提供する。

【００１４】

【作用】誘電体ミラーを構成する複数種類の誘電体膜の
内の少なくとも１種類の誘電体膜として用いられる酸素
及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を、それぞ
れ独立に流量が制御されている酸素ガスと水素ガスとが
導入されている雰囲気中でスパッタリング法により製作
することにより、広い範囲で膜特性を制御でき、高い生
産性で良好な特性を有する誘電体ミラーを製作できる。
また、複数種類の誘電体膜の内の少なくとも１種類の誘
電体膜として、酸素及び水素の両方の元素を含有するシ
リコン膜を用いて構成した誘電体ミラーによって、良好
な反射遮光特性を得ることができる。

【００１５】

【実施例】以下、添付図面を参照して本発明の光書込み
反射読出し型空間光変調素子の誘電体ミラー及びその製
作法の具体的な内容を詳細に説明する。図１は誘電体ミ
ラーの構成例を示す縦断側面図である。図１において、
ｄｍ1は反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有する
低屈折率膜あり、また、ｄｍ2は反射すべき光波長の１
／４の光学厚みを有する高屈折率膜であり、さらに、ｄ
ｍ3は反射すべき光波長の１／２の光学厚みを有する低
屈折率膜であって、図１に示してある誘電体ミラーＤＭ
Ｌは、前記した反射すべき光波長の１／４の光学厚さを
有する低屈折率膜ｄｍ1と、反射すべき光波長の１／４
の光学厚みを有する高屈折率膜ｄｍ2とを交互に８層ず
つ積層（全部で１６層）した後に、反射すべき光波長の
１／２の光学厚みを有する低屈折率膜ｄｍ3とを積層し
て構成されている場合を例示している。

【００１６】本発明の光書込み反射読出し型空間光変調
素子の誘電体ミラーは、複数種類の誘電体膜の内の少な
くとも１種類の誘電体膜として、酸素及び水素の両方の
元素を含有するシリコン膜を用いて構成されるのである
が、前記した酸素及び水素の両方の元素を含有するシリ
コン膜で構成される誘電体膜は、スパッタリング法を適
用して、例えば次のようにして成膜することができる。
すなわち、成膜室中に基板、例えばガラス基板を置き、
成膜室中に適量の酸素ガス及び適量の水素ガスを導入し
つつ、ターゲットのシリコン板に、直流電界によって加
速されたアルゴンガスを衝突させることによって、酸素
及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を、前記の
ガラス基板上に成膜させる。前記の成膜動作は、例え
ば、基板温度を室温、スパッタリング電力密度を１平方
センチメートル当り１６ワット、成膜室中の雰囲気ガス
の圧力（スパッタリング圧力）を４〜５ミリＴｏｒｒと
して行なうことができる。

【００１７】ところで、成膜された酸素及び水素の両方
の元素を含有するシリコン膜における光学定数（屈折率
ｎ，消衰係数ｋ｝は、成膜時に成膜室中に導入される酸
素ガス量と水素ガス量とに応じて変化する。図３の
（ａ）は、前記のようにして、酸素及び水素の両方の元
素を含有するシリコン膜を成膜する際に、成膜時に成膜
室中に導入された酸素ガス量と水素ガス量とに応じて変
化する屈折率ｎを示しており、また、図３の（ｂ）は、
酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を成膜
する際に、成膜時に成膜室中に導入された酸素ガス量と
水素ガス量とに応じて変化する消衰係数の絶対値｜ｋ｜
を示している。なお、図３及び図４における曲線Ａ〜Ｅ
は水素ガス量をパラメータとして用いて示されているも
のであり、曲線Ａは成膜室中に導入される水素ガス量が
零の場合、曲線Ｂは成膜室中に導入される水素ガス量が
毎分２ミリリットルの場合、曲線Ｃは成膜室中に導入さ
れる水素ガス量が毎分４.７ミリリットルの場合、曲線
Ｄは成膜室中に導入される水素ガス量が毎分７ミリリッ
トルの場合、曲線Ｃは成膜室中に導入される水素ガス量
が毎分１０ミリリットルの場合を、それぞれ示してい
る。

【００１８】図３の(ａ）,（ｂ）に示されているよう
に、それぞれ独立に流量が制御されている酸素ガスと水
素ガスとが導入されている雰囲気中で、スパッタリング
法により酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン
膜を成膜する際に、成膜時に成膜室中に導入される酸素
ガス量と水素ガス量とに応じて、酸素及び水素の両方の
元素を含有するシリコン膜の屈折率ｎ{図３の(ａ)}と消
衰係数の絶対値｜ｋ｜｛図３の（ｂ）｝とは、酸素ガス
の導入量の増加に従って単調減少しており、また、水素
ガスの導入量に対して曲線が左右方向にシフトしてい
る。

【００１９】次に図３の(ｃ）は、それぞれ独立に流量
が制御されている酸素ガスと水素ガスとが導入されてい
る雰囲気中で、スパッタリング法により酸素及び水素の
両方の元素を含有するシリコン膜を成膜する際に、成膜
時に成膜室中に導入される酸素ガス量と水素ガス量とに
応じて、酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン
膜の電気抵抗率（抵抗率）がどのように変化するものか
を示している図であり、図３の(ｃ）には、酸素ガスの
導入量の増加に従って抵抗率が大きく増加すること、及
び酸素ガスの同一の導入量に対して、水素ガスの導入に
より高抵抗率側にシフトすること、ならびに水素ガスの
導入量が多い程、少ない酸素ガスの導入量によって高抵
抗率になること、等が示されている。

【００２０】図４の（ａ），（ｂ）は、前記した図３の
（ａ）〜（ｃ）をまとめて、酸素及び水素の両方の元素
を含有するシリコン膜の電気抵抗率（抵抗率）と、屈折
率ｎ及び消衰係数の絶対値｜ｋ｜との関係を示したもの
である。この図４の（ａ），（ｂ）における屈折率ｎと
消衰係数の絶対値｜ｋ｜とに着目してみると、同一の屈
折率ｎや、同一の消衰係数の絶対値｜ｋ｜が、種々の抵
抗率によって実現できることが判かる。図４の（ｂ）に
おける縦の一点鎖線よりも右側及び横の一点鎖線よりも
上側の領域は、前記の酸素及び水素の両方の元素を含有
するシリコン膜を含んで構成された誘電体ミラー、及び
光変調材層部材として垂直配向の液晶セルを備えて構成
されている光書込み反射読出し型空間光変調素子を、５
ＫＨｚの周波数の駆動電圧で駆動したときに、コントラ
スト比が２０：１で、解像度が８マイクロメートルの画
像が読出される範囲を示している。

【００２１】

【表１】

【００２２】前記の表１は、図４の（ｂ）に示されてい
る曲線Ｂで示されている条件の酸素及び水素の両方の元
素を含有するシリコン膜を試料１とし、また、図４の
（ｂ）に示されている曲線Ｃで示されている条件の酸素
及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を試料２と
して、ＳＩＭＳ（二次イオン質量分析）により、酸素の
含有率と、酸素の含有率との測定値等を示した表であ
り、この表１をみると、酸素及び水素の両方の元素を含
有するシリコン膜中の酸素の含有量と、水素の含有量と
は、成膜時に成膜室中に導入される酸素ガス量と水素ガ
ス量とに対応して、明らかに変化しており、酸素及び水
素の両方の元素を含有するシリコン膜中の酸素含有量
は、試料１，２について余り変わりがないが、水素含有
量については試料１，２で大きな違いがあるといえる。
また、表１によると、試料２の抵抗率の方が、試料１の
抵抗率に比べて高いが、消衰係数の絶対値｜ｋ｜は、試
料１，２について略々同程度であることから、前記の違
いは水素の含有量の差によって生じた効果であると思わ
れる。

【００２３】次に、前記した酸素及び水素の両方の元素
を含有するシリコン膜からなる誘電体膜を含んで構成さ
れる誘電体ミラーの製作法を、前記の誘電体ミラーが光
書込み反射読出し型空間光変調素子の誘電体ミラーとし
て使用される場合を例にして説明する。前記した光書込
み反射読出し型空間光変調素子は、図２について既述し
たような構成のものとし、透明基板ＢＰ1，ＢＰ2は例え
ばガラス板、プラスチックス板を用いて構成する。ま
た、透明導電膜Ｅｔ１,Ｅｔ2は例えばＩＴＯ膜で構成さ
れ、この透明基板ＢＰ1，ＢＰ2に真空蒸着法等の手段に
よって所定の厚さに付着される。光導電層部材ＰＣＬと
しては、書込み光として使用される光の波長域において
光導電性を示す物質、例えば、ボロンをドープした水素
化アモルファスシリコン膜が使用される。ＤＭＬは誘電
体ミラーであり、この誘電体ミラーＤＭＬとしては後述
されている構成例について詳細に説明されているような
構成態様のものが使用される。また、ＰＭＬは光変調材
層部材であり、この光変調材層部材ＰＭＬは、印加され
ている電界強度に応じて光の状態(光の偏光状態、光の
旋光状態、光の散乱状態)を変化させる光変調材(例えば
ネマティック液晶、ニオブ酸リチウム、ＢＳＯ、ＰＬＺ
Ｔ、高分子ー液晶複合膜等)を用いて構成する。図２中
のＳＬは遮光膜であり、この遮光膜ＳＬとしては、例え
ばＣｄＴｅ膜が使用できる

【００２４】そして、図２に示す光書込み反射読出し型
空間光変調素子（ＳＬＭ）は、透明電極Ｅｔ1が付着さ
れた透明基板ＢＰ1に、光導電層部材ＰＣＬと、遮光膜
ＳＬと、誘電体ミラーＤＭＬと、光変調材層部材ＰＭＬ
と、透明電極Ｅｔ2が付着された透明基板ＢＰ2とを積層
して構成される。なお、光変調材層部材として結晶や支
持体を有する液晶（例えば液晶フィルム）が使用される
場合には、透明基板の一部または全部が省略されること
もある。前記した光書込み反射読出し型空間光変調素子
ＳＬＭは、例えば次のようにして製作される。まず、透
明電極Ｅｔ1としてＩＴＯ膜を真空蒸着法等の手段の適
用によって付着させてあるガラス板で構成されている透
明基板ＢＰ1上に、ＣＶＤ法を適用して、ボロンを０.３
ｐｐｍドープした水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓ
ｉ：Ｈ）膜を成膜して、光導電層部材ＰＣＬを形成させ
る。

【００２５】次いで、前記した光導電層部材ＰＣＬ上
に、スパッタリング法を適用して、１マイクロメートル
の膜厚のＣｄＴｅの遮光膜ＳＬを形成させる。前記のよ
うに光導電層部材ＰＣＬ上に付着形成させた遮光膜ＳＬ
の面上に、反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有す
る低屈折率膜ｄｍ1と、反射すべき光波長の１／４の光
学厚みを有する高屈折率膜ｄｍ2とを交互に所定の層数
(図１の場合は８層ずつで計１６層）だけ積層した後
に、反射すべき光波長の１／２の光学厚みを有する低屈
折率膜ｄｍ3を積層して構成させる。

【００２６】前記の誘電体ミラーＤＭＬが、反射すべき
光波長の１／４の光学厚みを有する低屈折率膜ｄｍ1と
してＳｉＯ2膜を用い、また、反射すべき光波長の１／
４の光学厚みを有する高屈折率膜ｄｍ2として、酸素及
び水素の両方の元素を含有するシリコン膜を用いて構成
される場合には、例えば次のようにして製作される。す
なわち、前記したように透明基板ＢＰ1上に、透明電極
Ｅｔ1としてのＩＴＯ膜、光導電層部材ＰＣＬとしての
水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ：Ｈ）膜、遮光
膜ＳＬとしてのＣｄＴｅ膜が、順次に積層された状態の
部材を、成膜室中に配置し、成膜室中に適量の酸素ガス
を導入しつつ、ターゲットのシリコン板に、直流電界に
よって加速されたアルゴンガスを衝突させることによっ
て、反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有するＳｉ
Ｏ2膜(低屈折率膜ｄｍ1)を形成させ、次に、成膜室中に
適量の酸素ガスと水素ガスとを導入しつつ、ターゲット
のシリコン板に、直流電界によって加速されたアルゴン
ガスを衝突させることによって、反射すべき光波長の１
／４の光学厚みを有する酸素及び水素の両方の元素を含
有するシリコン膜(高屈折率膜ｄｍ2)を形成させる。

【００２７】そして、前記した反射すべき光波長の１／
４の光学厚みを有するＳｉＯ2膜(低屈折率膜ｄｍ1)と、
反射すべき光波長の１／４の光学厚みを有する酸素及び
水素の両方の元素を含有するシリコン膜(高屈折率膜ｄ
ｍ2)とを交互に積層する工程を、所定の層数（図１の構
成例では８層ずつ計１６層）になるまで繰り返す。次い
で、成膜室中に適量の酸素ガスを導入しつつ、ターゲッ
トのシリコン板に、直流電界によって加速されたアルゴ
ンガスを衝突させることによって、反射すべき光波長の
１／２の光学厚みを有するＳｉＯ2膜(低屈折率膜ｄｍ3)
を成膜する。前記の各成膜動作は、例えば、基板温度を
室温、スパッタリング電力密度を１平方センチメートル
当り１６ワット、成膜室中の雰囲気ガスの圧力（スパッ
タリング圧力）を４〜５ミリＴｏｒｒとして行なう。図
４の（ｂ）中のＡ〜Ｅの各曲線は、前記のようにして製
作される誘電体ミラーの製作条件における酸素ガスの導
入量と水素ガスの導入量とが、それぞれ既述した量とし
て場合と対応して得られたものである。

【００２８】これまでの説明から明らかなように、本発
明においては誘電体ミラーを構成している誘電体膜の製
作条件における酸素ガスの導入量と水素ガスの導入量と
を独立に制御して、良好な解像度と大きなコントラスト
比とを示す誘電体膜、抵抗率が例えば１０の５乗オーム
・センチメートル以上、消衰係数｜ｋ｜が例えば０.２
以上となるような、酸素及び水素の両方の元素を含有す
るシリコン膜が容易に製作できるのであり、前記の酸素
及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜とＳｉＯ2
膜とを交互に積層して構成した誘電体ミラーにより、解
像度が高く、遮光性に優れた誘電体ミラーを容易に得る
ことができる。

【００２９】前記した光書込み反射読出し型空間光変調
素子ＳＬＭにおける光変調材層部材ＰＭＬとして、例え
ば垂直配向の液晶セルが用いられる場合には、透明基板
ＢＰ2に形成させた透明電極Ｅｔ2に、垂直配向膜を形成
させた後に、前記の透明電極Ｅｔ2面と、前記した透明
基板ＢＰ1に透明電極Ｅｔ1、光導電層部材ＰＣＬ、遮光
膜ＳＬ、誘電体ミラーＤＭＬを順次に積層して構成した
部材における誘電体ミラーＤＭＬの端面との間に、液晶
セルの外枠を形成するスペーサを介して張り合わせ、前
記の液晶セルの外枠に設けて液晶の注入孔からネマティ
ック液晶（チッソ社製 ＥＮ−３８）を、例えば真空吸
入法等を適用して液晶セル中に注入した後に、前記の液
晶の注入孔を接着剤によって塞ぐと、図２に示されてい
る構成態様の光書込み反射読出し型空間光変調素子ＳＬ
Ｍが完成する。

【００３０】図４の（ｂ）中のＡ〜Ｅの各曲線によって
示されているように、誘電体ミラーを構成している誘電
体膜の製作条件における酸素ガスの導入量と水素ガスの
導入量とを変えることにより、酸素及び水素の両方の元
素を含有するシリコン膜は、水素量と酸素量とを変化す
ることにより、高屈折率の状態から低屈折率の状態ま
で、所定の屈折率のものを容易に構成できるから、反射
すべき光波長の１／４の光学厚みを有する酸素及び水素
の両方の元素を含有するシリコン膜によって高屈折率膜
ｄｍ2を形成させるとともに、反射すべき光波長の１／
４の光学厚みを有する酸素及び水素の両方の元素を含有
するシリコン膜によって低屈折率膜ｄｍ2，ｄｍ3を構成
させるようにして、誘電体ミラーＤＭＬが構成されても
よい。また、前記の実施例ではＳｉＯ2膜と、酸素及び
水素の両方の元素を含有するシリコン膜とを交互に積層
して誘電体ミラーＤＭＬを構成したが、例えばＴｉＯ2
膜と、酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜
とを交互に積層して誘電体ミラーＤＭＬを構成すること
もできる。

【００３１】

【発明の効果】以上、詳細に説明したところから明らか
なように本発明の光書込み反射読出し型空間光変調素子
の誘電体ミラー及びその製作法では、誘電体ミラーを構
成する複数種類の誘電体膜の内の少なくとも１種類の誘
電体膜として用いられる酸素及び水素の両方の元素を含
有するシリコン膜を、それぞれ独立に流量が制御されて
いる酸素ガスと水素ガスとが導入されている雰囲気中で
スパッタリング法により製作することにより、広い範囲
で膜特性を制御でき、高い生産性で良好な特性を有する
誘電体ミラーを、特殊な材料を用いることなく容易に製
作でき、また、複数種類の誘電体膜の内の少なくとも１
種類の誘電体膜として、酸素及び水素の両方の元素を含
有するシリコン膜を用いて構成した誘電体ミラーによっ
て、良好な反射遮光特性を得ることができるので、この
誘電体ミラーを用いて構成させた光書込み反射読出し型
空間光変調素子では、コントラスト比が大きく、解像度
の高い読出した画像が得られる。

【図面の簡単な説明】 【実施例】

【図１】誘電体ミラーの構成例を示す縦断側面図であ
る。

【図２】光書込み反射読出し型空間光変調素子の構成例
を示す縦断側面図である。

【図３】酸素導入圧力と、屈折率、消衰係数、抵抗率と
の関係を示す図である。

【図４】抵抗率と、屈折率、消衰係数との関係を示す図
である。

【図５】光書込み反射読出し型空間光変調素子を用いて
構成した表示装置の構成例を示すブロック図である。

【符号の説明】

１…ＳＬＭ…光書込み反射読出し型空間光変調素子、Ｂ
Ｐ1，ＢＰ2…透明基板、Ｅt1,Ｅt2…透明電極、ＰＣＬ
…光導電層部材、ＤＭＬ…誘電体ミラー、ｄｍ1…反射
すべき光波長の１／４の厚さの低屈折率膜、ｄｍ2…反
射すべき光波長の１／４の厚さの高屈折率膜、ｄｍ3…
反射すべき光波長の１／２の厚さの低屈折率膜、反射率
を向ＰＭＬ…光変調材層部材、Ｅ…駆動電源、ＷＬ…書
込み光、ＲＬ…読出し光、ＳＧ…表示の対象にされてい
る２次元画像の画像信号源、ＣＲＴ…陰極線管、Ｌｗ…
書込みレンズ、ＰＢＳ…偏光ビームスプリッタ、Ｆ…赤
外フィルタ、Ｍ…全反射鏡、Ｌｐ…投影レンズ、Ｓ…ス
クリーン、

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 少なくとも、光導電層部材と誘電体ミラ
   ーと光変調材層部材とを積層して構成してなる光書込み
   反射読出し型空間光変調素子における複数種類の誘電体
   膜を積層して構成される誘電体ミラーであって、前記し
   た複数種類の誘電体膜の内の少なくとも１種類の誘電体
   膜として、酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコ
   ン膜を用いて構成した光書込み反射読出し型空間光変調
   素子の誘電体ミラー。
2. 【請求項２】 少なくとも、光導電層部材と誘電体ミラ
   ーと光変調材層部材とを積層して構成してなる光書込み
   反射読出し型空間光変調素子における前記の誘電体ミラ
   ーを構成する複数種類の誘電体膜の内の少なくとも１種
   類の誘電体膜として用いられる酸素及び水素の両方の元
   素を含有するシリコン膜の製作に当り、所望の酸素含有
   率及び所望の水素含有率のシリコン膜が得られるよう
   に、それぞれ独立に流量が制御されている酸素ガスと水
   素ガスとが導入されている雰囲気中でスパッタリング法
   により酸素及び水素の両方の元素を含有するシリコン膜
   を形成させるようにした光書込み反射読出し型空間光変
   調素子の誘電体ミラーの製作法。