DE3745010C2

DE3745010C2 - Elektrooptische Lichtverschlußvorrichtung

Info

Publication number: DE3745010C2
Application number: DE3745010A
Authority: DE
Inventors: Hirohisa Kitano; Itaru Saito; Kouichi Shingaki; Ken Matsubara; Tomohiko Masuda
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1986-11-19
Filing date: 1987-11-19
Publication date: 1998-09-03
Anticipated expiration: 2007-11-20

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine elektrooptische Lichtverschlußvorrichtung und insbesondere eine elektro optische Lichtverschlußvorrichtung, welche eine Anordnung einer lichtdurchlässigen Substanz benutzt, die einen deutlichen elektrooptischen Effekt aufweist, der als Kerr-Effekt bekannt ist. Typisch für eine derartige Substanz ist das gesinterte Lanthan-modifizierte Bleizirkontitanat, auch PLZT-Keramik (Pb, La)(Zr, Ti)O₃, von der bekannt ist, daß sie in Kombination mit einem Polarisator und einem Analysator eine elektrisch steuerbare Lichtdurch lässigkeit aufweist und die typische praktische Anwendungen bei elektrooptischen Lichtverschlußvorrichtungen findet. Elektrooptische Lichtverschlußvorrichtungen unter Verwendung von PLZT-Keramiken werden nunmehr für verschiedene opto elektronische Geräte verwendet wie optoelektronische Modulatoren, elektooptische Drucker, optische Hochge schwindigkeits-Datenaufzeichnungsgeräte, optische Abtastge räte und optoelektronische Abschwächer.

Beispiele für Lichtverschlußanordnungen derartiger elektrooptischer PLZT-Verschlußvorrichtungen nach dem Stand der Technik sind in den japanischen vorläufigen Patentveröffentlichungen Nr. 52-008842, 60-159722, 60-170828 (oder 61-038927) und 61-038927 beschrieben.

Fig. 1A der Figuren zeigt schematisch eine einzeilige Lichtverschlußanordnung, welche in der japanischen vorläu figen Patentveröffentlichung Nr. 60-159722 oder Nr. 60-170828 beschrieben wird. Die Lichtverschlußanordnung besteht aus einer Reihe von Verschlußelementen P₁, P₂, P₃, ... P_n, die in einer einzelnen Reihe angeordnet sind und in einem elektrooptischen Druckgerät verwendet werden können, bei welchem eine fotoempfindliche Trommel (nicht dargestellt) benutzt wird. Die Verschlußelemente P₁, P₂, P₃, ..., P_n sind so in bezug auf die Trommel angeordnet, daß ein einzeiliges Muster von Bildpunkten p₁, p₂, p₃, ..., p_n wie in Fig. 1B dargestellt auf die Umfangsober fläche der Trommel projiziert werden kann.

Fig. 2A zeigt eine verbesserte Version einer derartigen Lichtverschlußanordnung nach dem Stand der Technik, welche experimentell unter Auschluß der Öffentlichtkeit durch die Anmelderin hergestellt wurde, und vom zweizeiligen Typ ist, welcher aus zwei parallelen Zeilen von Verschluß elementen besteht, eine Zeile aus Verschlußelementen P₁, P₂, P₃, ..., P_n und die andere Zeile aus Verschluß elementen Q₁, Q₂, Q₃, ..., Q_n. Die in Fig. 2A dargestellte zweizeilige Lichtverschlußanordnung ist in der Hinsicht vorteilhaft gegenüber dem einzeiligen Typ, daß Elektrodenseg mente einfach an Anschlußpunkte einer Steuerschaltung angeschlossen werden können, ohne daß sich hieraus eine Verringerung der Auflösung ergibt. Nur ein Satz alternie render Verschlußelemente wird in Betrieb gesetzt, während der andere Satz alternierender Verschlußelemente in jeder der beiden Zeilen von der Benutzung ausgeschlossen wird, so daß nur die Verschlußelemente, die versetzt zwischen den beiden parallelen Zeilen angeordnet sind, für die Benutzung ausgewählt werden können. Bei der in Fig. 2C dargestellten zweizeiligen Verschlußelementanordnung wird angenommen, daß nur die Verschlußelemente P₁, P₃, ..., die alternierend in der ersten Zeile angeordnet sind, in Betrieb gesetzt werden, und entsprechend werden nur die alternierend in der zweiten Zeile angeordneten Verschlußelemente Q₂, Q₄, ... in Betrieb gesetzt. Der andere Satz alternierend angeordneter Verschlußelemente P₂, P₄, ... der ersten Zeile und der andere Satz alternierend angeordneter Verschlußelemente Q₁, Q₃, ... der zweiten Zeile werden von der Benutzung ausgeschlossen.

Eine derartige zweizeilige Lichtverschlußanordnung kann ebenfalls in einem elektrooptischen Druckgerät unter Verwendung einer fotoempfindlichen Trommel (nicht darge stellt) Verwendung finden. In diesem Fall werden die aus den alternierenden Verschlußelementen P₁, P₃, ... der ersten Zeile ausgewählten Verschlußelemente zeitge steuert aktiviert und die aus den alternierenden Verschluß elementen Q₂, Q₄, ... der zweiten Zeile ausgewählten Verschlußelemente werden in einem vorher festlegbaren Zeitintervall aktiviert, nachdem die Verschlußelemente der ersten Zeile aktiviert wurden. Die fotoempfindliche Trommel wird zur Drehung mit einer Geschwindigkeit ange trieben, die so ausgewählt ist, daß Lichtstrahlen, die durch die ausgewählten Verschlußelemente P₁, P₃, ... der ersten Zeile und Lichtstrahlen, die durch die ausge wählten Verschlußelemente Q₂, Q₄, ... der zweiten Zeile gelangt sind, die Umfangsoberfläche der Trommel entlang einer einzelnen Linie, welche sich auf der Trommelober fläche erstreckt, erreichen können. Die Aktivierung der beiden Zeilen alternierender Verschlußelemente, die mit einer vorher festlegbaren Zeitverschiebung dazwischen aktiviert werden, gestattet die Erzeugung eines einzeiligen Musters, welches aus den Bildpunkten p₁, q₂, p₃, q₄, ... besteht, auf der fotoempfindlichen Trommel des Druckge räts gemäß Fig. 2B.

Die einzeilige oder zweizeilige Lichtverschlußanordnung des beschriebenen Typs ist in der Hinsicht problematisch, daß das einzeilige Muster der Bildpunkte p₁, p₂, p₃, ..., p_n (Fig. 1B) oder p₁, q₂, p₃, q₄, ... (Fig. 2B) Zwischenräume zwischen den benachbarten Bildpunkten aufweist, die auf der lichtempfindlichen Trommel des Druckgeräts erzeugt werden, wie aus Fig. 1B oder Fig. 2B deutlich wird. Diese Zwischenräume zwischen den erzeugten Bildpunkten auf der Trommel haben ihre Ursache in den Zwischenräumen zwischen den Verschlußelementen jeder der Zeilen in der Lichtverschlußanordnung und führen zu Diskontinuitäten in dem im allgemeinen linearen Bildpunktmuster. Ein Bild punktmuster mit derartigen Diskontinuitäten beeinträchtigt deutlich die ästhetische Qualität des zu druckenden oder anderweitig zu erzeugenden Bilds.

Ein weiteres Problem, das bei einer konventionellen Lichtver schlußanordnung des beschriebenen Typs auftritt, besteht darin, daß ein Lichtstrahl, der einmal in ein Verschlußele ment hineingelassen wurde, aus dem Verschlußelement in ein anderes Verschlußelement eindringen kann und ein "Übersprechen" zwischen benachbarten Verschlußelementen der Lichtverschlußanordnung bewirken kann. Das Auftreten eines derartigen Übersprechens beeinträchtigt den Kontrast der zu erzeugenden Bilder und ist vom Standpunkt der Erzeugung eines Ausgangsbilds mit einem befriedigendem Kontrastgrad abzulehnen.

Aus JP-A-58-107 515 ist eine Lichtverschlußvorrichtung mit mehreren elektrooptischen Verschlußelementen gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, das oben erwähn te "Übersprechen" bzw. Lecken des Lichtes zwischen benach barten Verschlußelementen zu vermeiden.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch die Merk male des Anspruchs 1.

Vorteilhafte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unter ansprüchen.

Die Merkmale und Vorteile eines elektrooptischen Licht verschlußgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung werden nachstehend anhand der Beschreibung im Zusammenhang mit den beigefügten Figuren verdeutlicht, in welchen gleiche Bezugsziffern gleiche oder korrespondierende Teile, Elemente und Abschnitte bezeichnen.

Es zeigen:

Fig. 1A ist eine schematische Ansicht eines Beispiels für eine Anordnung, bei welcher Verschlußele mente eines PLZT-Lichtverschlußfeldes des einzeiligen Typs nach dem Stand der Technik in einer einzelnen Zeile angeordnet sind;

Fig. 1B ist eine schematische Ansicht des einzeiligen Bildpunktmusters der Bildpunkte, die erzeugt werden können, wenn die wie in Fig. 1A darge stellt angeordneten Verschlußelemente aktiviert werden;

Fig. 2A ist eine Ansicht ähnlich der in Fig. 1A, zeigt jedoch ein Beispiel einer Anordnung, bei welcher die Verschlußelemente eines PLZT-Licht verschlußfeldes des zweizeiligen Typs in zwei Zeilen angeordnet sind;

Fig. 2B ist eine schematische Ansicht des einzeiligen Bildpunktmusters der Bildpunkte, die erzeugt werden können, wenn die in der versetzten Anordnung angeordneten Verschlußelemente bei der zweizeiligen Anordnung gemäß Fig. 2A aktiviert werden;

Fig. 3A ist eine Teilansicht mit einem ein Lichtverschluß feld bildenden Teil einer Ausführungsform eines elektrooptischen Licht verschlußgeräts, das zum Verständnis der Erfindung beschrieben wird;

Fig. 3B ist eine teilweise Perspektivansicht des in Fig. 3A dargestellten Lichtverschluß felds;

Fig. 3C ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in Fig. 3A;

Fig. 4A ist eine schematische Ansicht eines Beispiels einer Anordnung, bei welcher ein elektrooptisches Lichtverschlußgerät unter Einschluß des in Fig. 3A und 3B dargestellten Lichtverschluß feldes verwendet wird, um einen Teil einer Bildschreibkopfanordnung eines elektrooptischen Druckgeräts zu bilden;

Fig. 4B ist eine Seitenansicht, die teilweise im Schnitt die in Fig. 4A dargestellte Anordnung zeigt;

Fig. 5 ist eine schematische Teilansicht mit einer Darstellung der äquivalenten Schaltkreisanordnung eines Abschnitts des Lichtverschlußfeldes gemäß Fig. 3A bis 3C, welches Teil der in Fig. 4A und 4B dargestellten Anordnung ist;

Fig. 6A ist eine schematische Ansicht der zweizeiligen Verschlußelementanordnung, bei welcher die Verschlußelemente des in Fig. 3A bis 3C dargestellten Lichtverschlußfeldes in zwei parallelen Zeilen angeordnet sind;

Fig. 6B ist eine schematische Ansicht des einzeiligen Bildpunktmusters der Bildpunkte, die erzeugt werden, wenn sämtliche in Betrieb befindlichen Verschlußelemente, die in versetzter Anordnung in der in Fig. 6C dargestellten zweizeiligen Anordnung angeordnet sind, zur Aktivierung ausgewählt werden;

Fig. 7 ist eine schematische Ansicht einer einzeiligen Verschlußelementenordnung, bei welcher die Verschlußelemente in einem Halbbereich des in Fig. 3A und 3B dargestellten PLZT-Licht verschlußfeldes in einer einzelnen Zeile angeordnet sind, um eine modifizierte Ausführungs form des in Fig. 3A bis 3C dargestellen Lichtverschlußfeldes zu bilden;

Fig. 8 ist eine Teilansicht mit einer Darstellung eines Abschnitts eines ein Lichtverschlußfeld bildenden Teils einer weiteren Ausführungsform eines elektrooptischen Lichtver schlußgeräts, das zum Verständnis der Erfindung beschrieben wird;

Fig. 9 ist eine schematische Teilansicht mit einer Darstellung der äquivalenten Schaltkreisanord nung des Lichtverschlußfeldes, welches zum Teil in Fig. 8 dargestellt ist;

Fig. 10A ist eine schematische Ansicht der zweizeiligen Verschlußelementanordnung, bei welcher die Verschlußelemente des in Fig. 8 dargestellten Lichtverschlußfelds in zwei parallelen Zeilen angeordnet sind;

Fig. 10B ist eine schematische Ansicht des einzeiligen Bildpunktmusters der Bildpunkte, die erzeugt werden, wenn sämtliche in Betrieb befindlichen Verschlußelemente, die in versetzter Anordnung in der in Fig. 8 dargestellen zweizeiligen Anordnung angeordnet sind, zur Aktivierung ausgewählt werden;

Fig. 11 ist eine schematische Ansicht einer einzei ligen Verschlußelementanordnung, bei welcher die Verschlußelemente in einem Halbbereich des in Fig. 8 dargestellten Lichtverschluß feldes in einer einzelnen Zeile angeordnet sind, um eine modifizierte Ausführungsform des in Fig. 8 dargestellten Lichtverschluß feldes zu bilden;

Fig. 12A ist eine Teilansicht mit einer Darstellung eines ein Lichtverschlußfeld bildenden Teils einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines elektrooptischen Lichtverschlußgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 12B ist eine Schnittansicht entlang der Linie XII-XII in Fig. 14A;

Fig. 13A ist eine Teilansicht mit einer Darstellung, in vergrößertem Maßstab, eines der Verschluß elemente, welche in dem in Fig. 12A und 12B dargestellten Lichtverschlußfeld bereitge stellt werden;

Fig. 13B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 13A;

Fig. 14A ist eine Teilansicht mit einer Darstellung eines Abschnitts eines ein Lichtverschlußfeld ausbildenden Teils einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines elektrooptischen Licht verschlußgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung;

Fig. 14B ist eine Schnittansicht entlang der Linie B-B in Fig. 14A;

Fig. 14C ist eine Schnittansicht entlang der Linie C-C in Fig. 14A;

Fig. 15A ist eine schematische Ansicht mit einer Darstellung, in vergrößertem Maßstab, eines Verschlußelements, welches einen rechteckförmigen Querschnitt aufweist, wie bei einem Lichtverschlußfeld nach dem Stand der Technik;

Fig. 15B ist eine Ansicht ähnlich Fig. 15A, zeigt jedoch ein Verschlußelement mit einem parallelo grammförmigen Querschnitt wie in dem Lichtver schlußfeld, welches in Fig. 14A bis 14C dargestellt ist;

Fig. 16 ist eine schematische Schnittansicht, welche, ebenfalls in vergrößertem Maßstab, die unter schiedlichen Abmessungen und Beziehungen der Abmessungen untereinander jedes der Verschluß elemente zeigt, welche in dem in Fig. 14A bis 14C dargestellten Lichtverschlußfeld vorge sehen sind;

Fig. 17 ist eine Schnittansicht entlang einer Linie XXVI-XXVI in Fig. 12A;

Fig. 18 ist eine teilweise Querschnittsansicht mit einer Darstellung eines Kantenabschnitts des Diamantsägeblatts einer Substratsäge, welches zur Ausbildung der Isoliernuten in dem in Fig. 12A, 12B und 17 dargestellten Lichtver schlußfeldes dienen kann;

Fig. 19 ist eine im wesentlichen Fig. 12A ähnliche Darstellung, zeigt jedoch eine Struktur, welche während eines Herstellungsvorgangs für das Lichtverschlußfeld gemäß Fig. 12A und 12B aus einem keramischen Rohkörper erzeugt wird;

Fig. 20 ist eine im allgemeinen ähnliche Darstellung wie Fig. 14A, zeigt jedoch eine Struktur, welche während eines Herstellungsverfahrens zur Herstellung des Lichtverschlußfeldes gemäß Fig. 14A bis 14C aus einem PLZT-Keramik Rohkörper erzeugt wird.

In Fig. 3A bis 3C ist ein Lichtverschlußfeld, welches bei einer Ausführungsform eines elektro optischen Lichtverschlußgeräts verwendet wird, in der Form eines PLZT-Licht verschlußfeldes vom zweizeiligen Typ vorgesehen. Das mit der Bezugsziffer 40 bezeichnete Lichtverschlußfeld umfaßt ein PLZT-Keramiksubstrat 42, welches mit einer zentralen Nut 44 und einem Paar von Seitennuten 46 und 46' versehen ist, welche sich entlang der zentralen Nut 44 beidseitig erstrecken. Zwischen der zentralen Nut 44 und einer Seitennut 46 ist eine Zeile von Verschluß elementen 48 vorgesehen, und zwischen der zentralen Nut 44 und der anderen Seitennut 46' befindet sich eine Zeile von Verschlußelementen 48'. Jedes dieser Verschlußelemente 48 und 48' weist eine im allgemeinen trapezförmige Oberfläche auf, welche das Verschlußfenster des Verschlußelements bildet, wie nachstehend noch im einzelnen beschrieben wird. Die zentrale Nut 44 mit einer Tiefe a ist tiefer als jede der Seitennuten 46 und 46', von denen angenommen wird, daß sie gleiche Tiefen b aufweisen, wie aus Fig. 3B und 3C deutlich wird.

Die mit Nuten versehene Oberfläche des Substrats 42, abgesehen von den Oberflächen der Verschlußelemente 48 und 48', ist mit einem elektrisch leitfähigen Film von beispielsweise Aluminium bedeckt, welcher typischerweise durch Sputterverfahren gebildet wird. Der leitfähige Film stellt eine gemeinsame Elektrode 50, zwei Sätze von Steuerelektrodensegmenten 52 und 52' und zwei Sätze von Zuführungselektrodensegmenten 54 und 54' zur Verfügung. Die gemeinsame Elektrode 50 bedeckt die gesamten Flächen der Unterseite und der gegenüberliegenden Seitenwände, welche die zentrale Nut 44 bilden. Die Steuerelektrodenseg mente 52, 52' jedes Satzes sind um einen vorher festlegbaren Abstand voneinander entlang jeder der Nuten 46 und 46' entfernt. Jeder Satz von Steuerelektrodensegmenten 52, 52' bedeckt die Unterwand und die Seitenwände, welche jede der Seitennuten 46 und 46' bilden. Die Zuführungselek trodensegmente 54 und 54' kommen aus diesen Steuerelektroden segmenten 52 beziehungsweise 52' heraus und enden an den parallelen Kanten des keramischen Substrats 42. Die Kanten, in denen die Zuführungselektrodensegmente 54 und 54' derart enden, werden nachstehend als Anschlußkanten des Substrats 42 bezeichnet.

Die Verschlußelemente 48, 48' und die Elektrodensegmente 52, 52' und 54, 54' in jedem Halbbereich des Substrats 42 sind voneinander in Richtung parallel zu den Nuten 46 und 46' durch zwei Sätze paralleler Isolationsnuten getrennt. Die Isolationsnuten in jedem Halbbereich des Substrats 42 bestehen aus zwei Sätzen von Isolationsnuten 56, 56' und 58, 58', die sich nach außen von jeder Seitenwand der zentralen Nut 54 zur jeder Anschlußkante des Substrats 42 über jede Zeile von Verschlußelementen 48, 48' und durch jede Seitennut 46, 46' erstrecken. Die Isolations nuten 56 und 56' erstrecken sich in einem ersten vorher festlegbaren Winkel θ₁ von weniger als 90° zu den Seiten nuten 46 und 46', und die Isolationsnuten 58 und 58' erstrecken sich in einem zweiten vorher festlegbaren Winkel θ₂, der größer als 90° ist, bezüglich der Nuten 46 und 46'.

Wie aus den Fig. 3B und 3C deutlich wird, werden die Isolationsnuten 56 und 56', 58 und 58' bis zu einer Tiefe c ausgebildet, die geringer ist als die Tiefe a der zentralen Nut 44 und größer als die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46'. Daher weisen die Isolationsnuten 56, 56', 58 und 58' untere Oberflächen auf, die höher als die unteren Oberflächen der zentralen Nut 44 sind, so daß die am Boden der zentralen Nut 44 gebildete gemeinsame Elektrode 50 intakt bleibt, obwohl die Verschlußelemente 48, 48' auf jeder Seite der Nut 44 voneinander durch die Isolations nuten 56, 56' und 58, 58' getrennt sind.

Jedes der Verschlußelemente 48 und 48' ist mit einem gleichschenklig-trapezförmigen Verschlußfenster versehen, dessen eine der beiden parallelen Basen durch die eine Seitenwand der zentralen Nut 44 gebildet wird und dessen andere Basis durch die innere Seitenwand einer der Seiten nuten 46 und 46' gebildet wird. Weiterhin wird bei dem trapezförmigen Verschlußfenster jedes Verschlußelement eine der Schrägseiten gebildet durch eine der Isolations nuten 56 oder 56', und die andere Schrägseite wird gebildet durch eine der Isolationsnuten 58 oder 58'. Die Verschluß elemente 48, 48' in jedem Halbbereich des Substrats 42 bestehen aus einem Satz alternierender Verschlußelemente 60, 60', bei denen jeweils die Schrägseite durch ein Paar benachbarter Isolationsnuten 56, 56' und 58, 58' gebildet wird, welche weiter entfernt von der zentralen Nut 44 weiter voneinander beabstandet sind, und einem Satz alternierender Verschlußelemente 62, 62', deren Schrägseiten durch ein Paar benachbarter Isolationsnuten 56, 56' und 58, 58' gebildet werden, deren Abstand zueinan der mit zunehmenden Abstand von der Nut 44 abnimmt.

Zur Erleichterung der Darstellung ist jedes der voran stehend beschriebenen Verschlußelemente 60, 60' hierbei in Kreuzschraffur gezeigt und wird als in Betrieb befind liches Verschlußelement bezeichnet, während jedes der letzteren Verschlußelemente 62, 62' durch einen freigelassenen Bereich repräsentiert wird und nachstehend als außer Betrieb befindliches Verschlußelement bezeichnet wird. Wie aus Fig. 3A hervorgeht, tauchen die in und außer Betrieb befindlichen Verschlußelemente alternativ entlang der zentralen Nut 44 auf und sind benachbart zueinander in jeweils invertierter Anordnung angeordnet, so daß jeweils zwei benachbarte Verschlußelemente 48, 48' in einer Zeile zugehörige benachbarte Schrägseiten aufweisen, die parallel zueinander liegen.

Die Isolationsnuten 56, 56', 58 und 58' enden an den parallelen Anschlußkanten des keramischen Substrats 42, so daß zwei benachbarte Isolationsnuten einander an einer Anschlußkante des Substrats 42 treffen. Daher bilden die Isolationsnuten 56, 56' und 58, 58' in dem Substrat 42 insgesamt eine im allgemeinen zickzackförmig verlaufende Linie, welche zwischen den gegenüberliegenden Anschlußkanten des Substrats 42 hin- und herläuft und über die zentrale Nut 44 diskret ist. An jeder der Anschlußkanten des Substrats 42 bilden die derart in einem Zickzackmuster oszillierenden Isolationsnuten daher jeweils Scheitelpunkte in einem Winkel von θ₂-θ₁. Demzufolge bestehen die Zuführungselektroden segmente 54 und 54' ebenfalls aus solchen, die gleichschenk lig-trapezförmige Bereiche aufweisen, und solchen mit gleichschenklig-dreieckigen Bereichen. Die Zuführungs elektrodensegmente mit den trapezförmigen Bereichen werden hier als in Betrieb befindliche Zuführungselektroden segmente bezeichnet, und die mit den dreieckigen Bereichen als außer Betrieb befindliche Zuführungselektrodensegmente. Derartige in und außer Betrieb befindliche Zuführungs elektrodensegmente tauchen ebenfalls alternierend in einer Richtung parallel zu den Nuten 44, 46 und 46' auf.

Das derart aufgebaute Lichtverschlußfeld 40 in Überein stimmung mit der vorliegenden Erfindung kann in einem elektrooptischen Druckgerät verwendet werden. Fig. 4A und 4B zeigen ein Beispiel der Anordnung, in welcher das Lichtverschlußfeld 40 als Bildschreibkopfanordnung in einem derartigen Gerät verwendet wird. Bei der hier gezeigten Anordnung ist das Lichtverschlußfeld 40 zwischen einem Polarisator 64 angeordnet, der in Kontakt mit der rückwärtigen Fläche des Substrats 42 der Lichtverschluß anordnung 40 steht, und einem Analysator 46, der in Kontakt steht mit der genuteten Oberfläche des Lichtverschlußfeldes 40. Diese Anordnung aus Lichtverschlußfeld 40, Polarisator 64 und Analysator 66 bildet daher in Kombination ein elektrooptisches Lichtverschlußgerät unter Verwendung der vorliegenden Erfindung. Der Polarisator 64 und der Analysator können zueinander so angeordnet werden, daß die optische Absorptionsachse eines der beiden entweder parallel oder schräg zu der des anderen verläuft. Auf den Polarisator 64 fällt ein Lichtstrahl ein, welcher von einer geeigneten Lichtquelle 68 ausgeht. Das von der Lichtquelle 68 ausgehende Licht gelangt durch einen Schlitz 70 und eine zylindrische Kondensorlinse 72 zum Polarisator 64, durchquert die Einheit aus Polarisator 64, Lichtverschlußfeld 40 und Analysator 66 und gelangt hinter einer Kondensoranordnung 74 aus Zylinderlinsen zur Umfangsoberfläche einer fotoempfindlichen Trommel 76.

Die einzelnen Verschlußelemente 48 und 48' des Lichtver schlußfelds 40 sind so angeordnet, daß die in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60 und 60' zueinander versetzt zwischen den beiden Zeilen angeordnet sind, wie schematisch in Fig. 5 dargestellt ist, in welcher die in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60 und 60' in Kreuzschraffur dargestellt sind und die außer Betrieb befindlichen Verschlußelemente 62 und 62' in einfacher Schraffur. Ein Satz der in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60 ist über Anschlußpunkte 78 mit einer Treiberschaltung 80 verbunden, und der andere Satz der in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60' über An schlußpunkte 78' mit einer Treiberschaltung 80'. Diese Treiberschaltungen 80 und 80' erzeugen Treibersignale in gesteuerten unterschiedlichen Zeitabständen, so daß die Verschlußelemente 60' mit einer bestimmten gesteuerten Zeitvorgabe aktiviert werden, nachdem die Verschlußelemente 60 aktiviert wurden, oder umgekehrt. Es wird deutlich, daß die Verbindung zwischen jedem der in Betrieb befind lichen Verschlußelemente 60 und jedem der zugeordneten Anschlußpunkte 78 durch jedes der Zuführungselektroden segmente 54 des Lichtverschlußfelds 48 bereitgestellt wird und die Verbindung zwischen jedem der in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60' und jedem der zugeord neten Anschlußpunkte 78' durch jedes der Zuführungselektro densegmente 54' des Lichtverschlußfeldes 48' gemäß Fig. 3A. Die außer Betrieb befindlichen Verschlußelemente 62 und 62' sind jeweils mit den Zuführungselektroden segmenten 54 und 54' verbunden, die die dreieckigen Berei che aufweisen, und sind daher von den Anschlußpunkten 78 beziehungsweise 78' isoliert. Diese außer Betrieb befindlichen Verschlußelemente 62 und 62' sind einfach zusammen mit den in Betrieb befindlichen Verschlußelementen 60 und 60' an Masse angeschlossen über die gemeinsame Elektrode 50 des Lichtverschlußfeldes 40, wie ebenfalls in Fig. 5 dargestellt ist.

In Fig. 6A sind die in Betrieb befindlichen Verschlußele mente 60 einer Zeile jeweils durch R_i, R_{i + 2},..., bezeichnet und die in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60' der anderen Zeile jeweils durch S_{i + 1}, S_{i + 3},.... In dieser zweizeiligen Anordnung werden die aus dem Satz der in Betrieb befindlichen Verschlußelemente R_i, R_{i + 2}, ... auf der ersten Zeile ausgewählten Verschlußelemente 60 mit gesteuerter Zeitvorgabe durch die Treiberschaltung 80 aktiviert, und die aus dem Satz alternierender Verschluß elemente S_{i + 1}, S_{i + 3},... der zweiten Zeile ausgewählten Verschlußelemente 60' werden in einem vorher festlegbaren Zeitintervall mittels der Treiberschaltung 80' aktiviert, nachdem die Verschlußelemente der ersten Zeile aktiviert worden sind. Die fotoempfindliche Trommel 76 (Fig. 4A und 4B) wird zur Drehung in Richtung des Pfeils D mit konstanter Geschwindigkeit angetrieben, so daß die durch die ausgewählten Verschlußelemente der ersten Zeile und die durch die ausgewählten Verschlußelemente der zweiten Zeile gelangenden Lichtstrahlen auf eine einzelne Linie auftreffen, welche sich in Längsrichtung auf der Umfangsoberfläche der Trommel 76 erstreckt. Auf diese Weise wird ein einzeiliges Bildpunktmuster 82, welches aus Bildpunktabschnitten ..., r_i, s_{i + 1}, r_{i + 2}, s_{i + 3},... besteht, auf der Trommel 76 erzeugt, wie in Fig. 6B dargestellt ist, wenn sämtliche in Betrieb befindlichen Verschlußelemente R_i, R_{i + 2},... und S_{i + 1}, S_{i + 3},... ausge wählt werden. Durch einen Pfeil D' in Fig. 6B ist die Richtung angedeutet, in welcher sich die Umfangsoberfläche der Trommel 76 dreht, wenn die Trommel 76 zur Drehung angetrieben wird wie in Fig. 4B dargestellt ist.

Die Lichtstrahlen, die durch die in Betrieb befindlichen Verschlußelemente 60 und 60' gelangt sind, würden auf die Umfangsoberfläche der Trommel 76 auftreffen, wie durch ausgezogene Punkte in Fig. 6B angedeutet ist, wenn die Trommel 76 sich sofort von einer Winkelstellung in Reaktion auf die Strahlen durch die Verschlußelemente 60 der ersten Zeile zu einer Winkelstellung in Reaktion auf die Strahlen durch die Verschlußelemente 60' der zweiten Zeile bewegt. Tatsächlich ist es aber so, daß sich die Umfangsoberfläche der drehenden Trommel 76 mit einer bestimmten Geschwindigkeit zwischen derartigen Winkellagen in Richtung des Pfeils D' gemäß Fig. 6B bewegt, so daß die Oberfläche der Trommel so beleuchtet wird, daß im allgemeinen rechtwinklige Lichtpunkte erzeugt werden, die sich jeweils in der Reihe der Bildpunktab schnitte überlappen.

Demzufolge überlappen jeweils zwei benachbarte Bildpunktab schnitte in dem Bildpunktmuster an ihren benachbarten Seitenflächen in einer Richtung, in welcher sich die Zeile der Bildpunktabschnitte .., r_i, s_{i + 1}, r_{i + 2}, s_{i + 3}, ... erstreckt. Die derart überlappenden benachbarten Bildpunktabschnitte ..., r_i, s_{i + 1}, r_{i + 2}, s_{i + 3},... bilden eine vollständig stetige Linie von Bildpunkten, wenn nur sämtliche Verschlußelemente 60 und 60' der in Fig. 6A dargestellten Zeile aktiviert werden. Wenn die Breite jedes Verschlußelements entlang der zentralen Linie zwischen den Basen der Verschlußelemente zu 80 µm gewählt wird, so wird eine stetige Linie mit einer Dichte von etwa 12 Bildpunkten per mm auf diese Weise auf der Umfangsober fläche der Trommel 76 erzeugt.

Das unter Bezug auf die Fig. 3A bis 3C beschriebene Lichtverschlußfeld 40 kann auf zahlreiche Weisen modi fiziert werden. Beispielsweise kann nur ein Halbbereich des Lichtverschlußfelds 40 verwendet werden, um ein voll ständiges Lichtverschlußfeld zu bilden. Ein derartiges abgeändertes Lichtverschlußfeld kann eine einzelne Zeile alternierend invertierter trapezförmiger Verschlußelemente umfassen, die durch die Verschlußelemente 48 gemäß Fig. 7 bereitgestellt werden. Das modifizierte Lichtverschlußfeld umfaßt weiter eine einzelne Zeile von Steuerelektrodenseg menten, die in einer einzelnen Seitennut gebildet werden, zusätzlich zu der gemeinsamen Elektrode in der zentralen Nut und den Zuführungselektrodensegmenten, welche jeweils zu den Steuerelektrodensegmenten führen. Die in einer einzelnen Zeile angeordneten Verschlußelemente weisen gleichschenklig-trapezförmige Verschlußfenster auf, welche alternierend entlang der Zeile der Verschlußelemente angeordnet sind, so daß jeweils zwei benachbarte trapez förmige Verschlußelemente zugehörige benachbarte Schräg linien haben, die parallel zueinander verlaufen. Die Verschlußelemente des einzeiligen Lichtverschlußfelds sind weiterhin so angeordnet, daß die trapezförmigen Verschlußfenster jeweils zweier benachbarter Verschluß elemente überlappende parallele Hauptbasen aufweisen in Richtungen senkrecht zur Zeile der Verschlußelemente, also der Drehrichtung D der fotoempfindlichen Trommel (Fig. 4A und 4B). In diesem einzeiligen Lichtverschlußfeld werden sämtliche trapezförmigen Verschlußelemente als in Betrieb befindliche Verschlußelemente verwendet, wobei sämtliche Zuführungselektrodensegmente mit Quellen für eine Treiberspannung verbunden sind, so daß eine einzelne Linie von Bildpunkten durch die einzelne Zeile von Verschluß elementen erzeugt wird.

Unter Bezug auf Fig. 8 ist ein Lichtverschlußfeld, welches bei einer weiteren Ausführungsform eines elektro optischen Lichtverschlußgeräts enthalten ist, ebenfalls in der Form eines PLZT-Lichtverschlußfelds vom zweizeiligen Typ bereitgestellt. Das nunmehr durch die Bezugsziffer 104 bezeichnete zwei zeilige Lichtverschlußfeld umfaßt ein PLZT-Keramiksubstrat 106, welches mit einer zentralen Nut 44 und einem Paar von Seitennuten 46 und 46' versehen ist, welche ähnlich angeordnet sind wie ihre zugehörigen Gegenstücke in dem unter Bezug auf Fig. 3A bis 3C beschriebenen Lichtver schlußfeld.

Auf den Bodenwänden und den gegenüberliegenden Seitenwänden, welche die zentrale Nut 44 ausbilden, ist eine gemeinsame Elektrode 50 vorgesehen. Zwischen der zentralen Nut 44 und den Seitennuten 46 und 46' sind zwei Zeilen von Verschluß elementen 108 und 108' ausgebildet, welche bei dieser Ausführungsform so angeordnet sind, daß sie parallelogramm förmige Verschlußfenster aufweisen. Die Verschlußelemente 108 auf einer Seite der zentralen Nut 44 sind voneinander durch einen Satz paralleler Isolationsnuten 110 getrennt, und die Verschlußelemente 108' auf der anderen Seite der zentralen Nut 44 sind voneinander durch einen Satz paralleler Isolationsnuten 110' getrennt. All diese Isola tionsnuten 110 und 110' erstrecken sich nach außen von der zentralen Nut 44, jede in einem vorher festlegbaren Winkel θ, der geringer ist als 90°, in Bezug auf die Nut 44. Daher werden zwei Sätze diskreter Steuerelektroden segmente 112 und 112' gebildet, welche sich ausgerichtet zu den Verschlußelementen 108 beziehungsweise 108' erstrecken, von den äußeren Seitenwänden der Seitennuten 46 und 46' aus, und zwei Sätze diskreter Zuführungselektrodensegmente 114 und 114' treten aus den Steuerelektrodensegmenten 112 und 112' heraus. Sämtliche derart von der zentralen Nut 44 ausgehenden Isolationsnuten 110 und 110' enden an den parallelen Anschlußkanten des keramischen Substrats 106. Wie bei der in Fig. 3A bis 3B dargestellten Licht verschlußanordnung 40 werden die Isolationsnuten 110 und 110' des Lichtverschlußfelds 104 mit einer Tiefe (c) ausgebildet, welche geringer ist als die Tiefe (a) der zentralen Nut 44 und größer als die Tiefe (b) der Seitennuten 46 und 46'.

Das parallelgrammförmige Verschlußfenster jedes der Ver schlußelemente 108 und 108' weist eine Basislinie auf, die durch eine Seitenwand der zentralen Nut 44 gebildet wird, die andere der parallelen Basislinien wird die innere Seitenwand einer der Seitennuten 46 und 46' ge bildet, und die parallelen Schräglinien werden durch zwei benachbarte Isolationsnuten 110 oder 110' gebildet. Derartige Verschlußelemente 108 und 108' sind in versetzter Anordnung zwischen den beiden Zeilen vorgesehen, wie schematisch in Fig. 9 erläutert ist. Wie bei der Schalt kreisanordnung gemäß Fig. 5 ist ein Satz von Verschluß elementen 108 über Anschlußpunkte 78 an eine Treiber schaltung 80 angeschlossen, und auf ähnliche Weise ist der andere Satz von Verschlußelementen 108' über Anschluß punkte 78' einer Treiberschaltung 80 verbunden. Die Licht verschlußanordnung 104 mit den Verschlußelementen 108 und 108' in dieser Anordnung kann ebenfalls verwendet werden, um Teil einer Bildschreibkopfanordnung ähnlich der gemäß Fig. 4A und 4B zu sein.

In Fig. 10A sind die in einer Zeile angeordneten Verschluß elemente 108 durch T_i, T_{i + 1}, T_i+2, ... bezeichnet, und die in einer anderen Zeile angeordneten Verschlußelemente 108' durch U_i, U_{i + 1}, U_{i + 2} ... Bei dieser zweizeiligen Anordnung werden zunächst die aus dem Satz von Verschluß elementen T_i, T_{i + 1}, T_{i + 2}, ... ausgewählten Verschlußelemente 108 der ersten Zeile aktiviert mit gesteuertem Zeitablauf mittels der Treiberschaltung 80, und die aus dem Satz von Verschlußelementen U_i, U_{i + 1}, U_{i + 2}, ... der zweiten Zeile ausgewählten Verschlußelemente 108' werden in einem vorher festlegbaren Zeitintervall durch die Treiberschaltung 80' aktiviert, nachdem die Verschlußelemente der ersten Zeile aktiviert worden sind. Durch die beiden Zeilen derartiger Verschlußelemente 108 und 108', die mit einer vorher festlegbaren Zeitverzögerung zwischeneinander aktiviert werden, wird derart ein einzeiliges Bildpunktmuster 104' erzeugt, welches aus Bildpunktabschnitten ..., t_i, u_i, t_{i + 1}, u_{i + 1}, ... besteht, auf der fotoempfindlichen Trommel der Bildschreibkopfanordnung gemäß Fig. 10B, wenn sämtliche Verschlußelemente T_i, T_{i + 1}, T_{i + 2}, ... und U_i, U_{i + 1}, U_{i + 2}, ... ausgewählt werden.

Das voranstehend beschriebene Lichtverschlußfeld 104 kann ebenfalls auf zahlreiche Weisen modifiziert werden. So kann etwa nur ein Halbbereich des Lichtverschlußfelds 14 verwendet werden, um einen vollständigen Lichtverschluß bereich zu erzeugen, welcher eine einzelne Zeile von Verschlußelementen umfaßt, von denen jedes ein parallelo grammförmiges Verschlußfenster aufweist, wie in Fig. 11 dargestellt ist, zusätzlich zu einem einzelnen Satz von Steuerelektrodensegmenten und einem einzelnen Satz von Zuführungselektrodensegmenten. Jeweils zwei benachbarte Verschlußelemente, die derart in einer einzelnen Zeile angeordnet sind, weisen zugehörige benachbarte Schräg linien auf, die parallel zueinander verlaufen, und eine der parallelen Basislinien jedes Verschlußelements wird überlappt durch eines der benachbarten beiden (das vor hergehende und das folgende) Verschlußelemente, und die andere der parallelen Basen wird durch die anderen der benachbarten zwei Verschlußelemente in einer Richtung senkrecht zur Zeile der Verschlußelemente überlappt.

Erste bevorzugte Ausführungsform

In Fig. 12A und 12B ist ein Lichtverschlußfeld dargestellt, welches bei einer ersten bevorzugten Ausführungsform eines elektrooptischen Lichtverschlußgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung enthalten ist und welches stark dem Lichtverschlußfeld 104 ähnelt, welches voranstehend unter bezug auf Fig. 8 beschrieben wurde.

Bei diesem Lichtverschlußfeld, welches nunmehr durch eine Bezugsziffer 116 bezeichnet wird, ist ebenfalls ein PLZT-Keramiksubstrat 118 mit einer zentralen Nut 44, Seitennuten 46 und 46' und Zeilen von Verschlußelementen 108 und 108' versehen, welche zwischen der zentralen Nut 44 und den Seitennuten 46 beziehungsweise 46' vorgesehen sind. Zwischen den Zeilen der Verschlußelemente 108 und 108' ist eine gemeinsame Elektrode 50 angeordnet, und außerhalb der Zeilen der Verschlußelemente 108 und 108' befinden sich zwei Sätze von Steuerelektrodensegmenten 112 und 112' und zwei Sätze von Zuführungselektroden segmenten 114 und 114', wie in der unter Bezug auf Fig. 8 beschriebenen Lichtverschlußanordnung. Die Zuführungselek trodensegmente 114 und 114' weisen aufgeraute Oberflächen auf, die in einer Tiefe e von einer Ebene ausgebildet sind, welche sich auf gleicher Höhe befindet wie die oberen Stirnflächen der Verschlußelemente 108 und 108'. Gegenüber dem Lichtverschlußfeld 114 weist jedoch das in Fig. 12A und 12B dargestellte Lichtverschlußfeld insoweit Vorteile auf, als Elektrodensegmente auf dem Substrat auf eine solche Weise ausgebildet sind, daß sie fester und verläßlicher an der Oberfläche des Substrats festgehalten werden. Die Elektrodensegmente eines derar tigen Lichtverschlußfeldes werden nicht von dem Substrat abgestreift, während insbesondere Isolationsnuten in das Substrat unter Verwendung eines mechanischen Schneid werkzeugs wie beispielsweise einer Substratsäge während der Herstellung des Lichtverschlußfeldes geschnitten werden.

Das keramische Substrat 118 in dem hier gezeigten Lichtver schlußfeld 116 weist weiterhin einen Satz von Nutabschnitten 120 auf, die in einem Verschlußelement 108 ausgebildet sind, und einen Satz von Nutabschnitten 120' in dem anderen Verschlußelement 108'. Die Nutabschnitte 120 trennen die Verschlußelemente 108 einer Zeile voneinander und, auf ähnliche Weise, trennen die Nutabschnitte 120' die Verschlußelemente 108' voneinander. Diese Nutabschnitte 120 und 120' weisen entlang der Zeilen der Verschlußelemente 108 und 108' gleiche Breiten auf, so daß die einzelnen diskreten Verschlußelemente 108, 108' jeder Zeile voneinander um einen vorher festlegbaren Abstand in Längsrichtung der Zeile der Verschlußelemente 108, 108' entfernt sind. Zusätzlich ist jedes der Verschlußelemente 108 und 108' mit einem parallelogrammförmigen Verschlußfenster versehen, dessen eine der beiden parallelen Basislinien durch eine der Seitenwände der zentralen Nut 44 und dessen andere der beiden parallelen Basislinien durch die innere Seiten wand einer der Seitennuten 46 und 46' gebildet wird.

Die parallelen Schräglinien eines derartigen parallelogramm förmigen Verschlußfensters sind in einem vorher festlegbaren Winkel θ von weniger als 90° bezüglich der Richtung geneigt, in welcher die Verschlußelemente 108, 108' in einer Zeile angeordnet sind. Die Nutabschnitte 120 und 120' bilden daher die Verschlußelemente 108 und 108' mit einer Tiefe d aus, welche geringer ist als sowohl die Tiefe a der zentralen Nut 44 als auch die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46'. Die Tiefe e der aufgerauten Oberflächen der Zuführungselektrodensegmente 114 und 114' ist größer als diese Tiefe d der Nutabschnitte 120 und 120' und geringer als die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46'.

Das Substrat 118 ist weiter mit zwei Sätzen von Isolations nuten 120 und 122 versehen, welche jeweils innerhalb der Halbflächen des Substrats 118 außerhalb der zentralen Nut 44 vorgesehen sind. Die Isolationsnuten 122 erstrecken sich durch die Seitennut 44 beziehungsweise die Nutabschnitte 120, zwischen den Verschlußelementen 108 jeweils mit dem Winkel θ zur Seitennut 46. Entsprechend erstrecken sich die Isolationsnuten 122' durch die Seitennut 46' beziehungsweise die Nutabschnitte 120', zwischen den Verschlußelementen 108' jeweils in einem Winkel θ zur Seitennut 46'. Diese Isolationsnuten 122 und 122' werden mit einer Tiefe c ausgebildet, die geringer ist als die Tiefe a der zentralen Nut 44 und größer als die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46' und die Tiefe d der Nutab schnitte 120 und 120'. Die Isolationsnuten 122 trennen die Steuerelektrodensegmente 112 und die Zuführungselek trodensegmente 114 voneinander und trennen weiterhin die Verschlußelemente 108 voneinander. Entsprechend trennen die Isolationsnuten 122' die Steuerelektrodensegmente 112' und die Zuführungselektrodensegmente 114' voneinander und trennen weiter die Verschlußelemente 108' voneinander. Wie aus Fig. 12B deutlich wird, sind weiterhin die Nutab schnitte 120, 120' mit zunehmender Tiefe in ihrer Breite reduziert, so daß das zwischen zwei benachbarten Nutab schnitten ausgebildete Verschlußelement 108, 108' ein Paar von abgeschrägten Seitenkantenabschnitten aufweist, welche oben an der oberen Stirnfläche des Verschlußelements enden beziehungsweise unten in den Isolationsnuten 122, 122', zwischen denen sich das Verschlußelement befindet.

Fig. 15A zeigt ein Verschlußelement mit einem rechteck förmigen Querschnitt in einem Lichtverschlußfeld und Fig. 15B zeigt ein Verschlußelement mit einem parallelo grammförmigen Querschnitt, wie bei dem voranstehend unter Bezug auf die Fig. 14A bis 14C dargestellten Lichtver schlußfeld. In jeder der Fig. 15A und 15B wird angenommen, daß von dem Verschlußelement ausgehendes Licht sich in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene ausbreitet. Linien D_P und D_A in Fig. 15A und 15B zeigen die Schwingungs richtung (Transmissionsachsenrichtungen) des Lichts durch den Polarisator 64 beziehungsweise den Analysator 66 in der Bildschreibkopfanordnung gemäß Fig. 4A und 4B an. Durch einen Pfeil E ist die Richtung angedeutet, in welcher ein elektrisches Feld durch das Verschlußele ment zwischen der Steuerelektrode und der gemeinsamen Elektrode E_C und E_G während der Verwendung des elektroopti schen Lichtverschlußgeräts aufgebaut wird.

Die Beobachtung dieser Verschlußelemente durch ein Durchlaß- Polarisationsmikroskop hat ergeben, daß eine Leckage von Licht von einem Verschlußelement durch jeden der Bereiche L₁ und L₂ erfolgt, die in Fig. 15A beziehungs weise 15B schraffiert dargestellt sind, selbst wenn das Verschlußelement inaktiviert bleibt. Versuche haben ergeben, daß die Dicke eines derartigen Bereichs L₁/L₂ von der Seitenkante des Feldelements, festgelegt durch die Isolations nut, im allgemeinen in der Größenordnung von 20 µm liegt, obwohl ein derartiger Parameter beträchtlich mit den Prozeßparametern variiert, unter denen das Lichtverschluß feld hergestellt wird. Die Versuche haben weiterhin ergeben, daß die Leckage von Licht aus einem Verschlußelement wesentlich von der Tiefe der das Verschlußelement festlegenden Isolationsnuten abhängt und eliminiert werden kann, wenn die Isolationsnuten auf eine Tiefe (c) von weniger als etwa 50 bis 60 µm von den oberen Stirnflächen der Elemente geschnitten werden.

Fig. 13A und 13B zeigen eines der Verschlußelemente 108 und 108', die in dem Lichtverschlußfeld 116 vorgesehen sind. Das Verschlußelement, welches hier durch das Verschluß element 108 repräsentiert wird, welches zwischen zwei benachbarten Nutabschnitten 120 erzeugt wird, weist ein Paar abgeschrägter Seitenkantenabschnitte G und G' auf, welche nach oben an der oberen Stirnfläche des Verschluß elements 108 und nach unten in der Isolationsnut 122 enden. Ein Lichtstrahl L, der in das Verschlußelement 108 durch die Bodenfläche des Lichtverschlußfelds eintreten kann, bewegt sich nach oben entlang der vertikalen Seiten flächen des Verschlußelements 108, bis der Strahl die Seitenkantenabschnitte G und G' erreicht, wie durch eine unterbrochene Linie in Fig. 13B angedeutet ist. Dann wird der Lichtstrahl L an jedem Seitenkantenabschnitt reflektiert und nach innen zurück in das Verschlußelement 108 gerichtet. Daher wird der einfallende Lichtstrahl L daran gehindert, aus dem Verschlußelement 108 in ein anderes Verschlußelement einzutreten. Aus diesem Grund ist die Bereitstellung der Nutabschnitte 120 und 120' nützlich, um jedes Auftreten einer Leckage von Licht aus den Kantenabschnitten der Verschlußelemente zu verhindern.

Zweite bevorzugte Ausführungsform

Fig. 14A bis 14C zeigen ein Lichtverschlußfeld, welches einen Teil einer zweiten bevorzugten Ausführungsform eines elektrooptischen Lichtverschlußgeräts gemäß der vorliegenden Erfindung bildet. Das hier beschriebene Lichtverschlußfeld gleicht im wesentlichen dem voranstehend unter Bezug auf die Fig. 12A und 12B beschriebenen Lichtverschlußfeld und ist insbesondere in der Hinsicht vorteilhaft, daß es eine Leckage von Licht von den Kanten abschnitten von Verschlußelementen des Lichtverschlußfelds auf ähnliche Weise verhindert wie bei der beschriebenen ersten bevorzugten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

Im Unterschied zu dem unter Bezug auf die Fig. 12A und 12B beschriebenen Lichtverschlußfeld, bei welchem die Nutabschnitte 120 und 120' nur in den Zeilen der Verschlußelemente 108 und 108' gebildet werden, erstrecken sich hier diese Nutabschnitte, die ebenfalls durch die Bezugsziffern 120 und 120' bezeichnet sind, nicht nur durch die Zeilen der Verschlußelemente 108 beziehungsweise 108', sondern in den Bereichen des Substrats 118 außerhalb der Seitennuten 46 beziehungsweise 46', jeweils in einem vorher festlegbaren Winkel θ zu den Nuten 46 und 46'. Weiterhin sind die Nutabschnitte 120 und 120', die die Verschlußelemente 108 und 108' ausbilden, mit flachen Böden versehen, die jeweils eine Tiefe d aufweisen, die erheblich geringer ist als die Tiefe a der zentralen Nut 44 und die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46', wie aus den Fig. 14B und 14C deutlich wird. Die Isolations nuten 122 und 122' erstrecken sich durch diese Nutabschnitte 120 beziehungsweise 120' und weiterhin durch Bodenwände der Seitennuten 46 und 46'. Derartige Isolationsnuten 122 und 122' werden mit einer Tiefe c erzeugt, die geringer ist als die Tiefe a der zentralen Nut 44 und größer als die Tiefe b der Seitennuten 46 und 46' und die Tiefe d der Nutabschnitte 120 und 120'.

Wie am einfachsten aus Fig. 14C deutlich wird, ist jedes der Verschlußelemente 108 und 108' mit einem Paar ausge nommener oder nach innen zurückgesetzter Seitenkantenab schnitte H und H' versehen, die jeweils einen flachen Bodenstirnflächenabschnitt und einen Seitenstirnflächen abschnitt aufweisen, die oben an der oberen Stirnfläche des Verschlußelements enden. Daher sind die einzelnen Verschlußelemente 108, 108' jeder Zeile voneinander durch die Isolationsnuten 122, 122' beabstandet, welche typischer weise 130 µm tief und 25 µm breit sein können, und sind weiterhin mit jeweiligen oberen Abschnitten versehen, welche voneinander durch die Nutabschnitte 120, 120' getrennt sind, die typischerweise 40 µm tief und 25,5 µm breit sein können. Als Ergebnis einer derartigen An ordnung jedes Verschlußelements hängt die Lichtleckage von jedem Verschlußelement im wesentlichen von der Tiefe der Nutabschnitte 120, 120' ab, also der Höhe der Kantenab schnitte H und H' der Verschlußelemente. Wenn die Höhe der Kantenabschnitte H und H' geringer ist als etwa 50 bis 60 µm, so wird in zufriedenstellender Weise eine Lichtleckage verhindert. Die nach innen zurückgesetzten Kantenabschnitte H und H' sind derart ebenfalls nützlich, um das Auftreten einer Leckage von Licht von Verschlußele menten zu verhindern und demzufolge ein Ausgangsbild zu erzeugen, welches einen deutlich vergrößerten Kontrastgrad aufweist.

Die Verschlußelemente 108, 108' sind voneinander durch die relativ tiefen Isolationsnuten 122, 122' getrennt, die typischerweise 76 µm breit sind, und weiterhin durch die relativ flachen Nutabschnitte 120, 120', die typischer weise 25 µm breit sind, wie in Fig. 16 dargestellt ist. Die verhältnismäßig tiefen Isolationsnuten 122, 122' sind daher nicht nur zur Trennung der Verschlußelemente 108, 108' voneinander nützlich, sondern auch, um den wirksamen Bereich jedes der Verschlußelemente 108 und 108' im Ergebnis von den mechanischen Spannungen zu isolieren, welche durch das Schneiden der Isolationsnuten 122 und 122' in das Substrat 118 erzeugt werden können. Anderer seits werden die relativ flachen Nutabschnitte 120, 120' vorzugweise auf eine Tiefe d geschnitten, die geringer ist als etwa 50 bis 60 µm von den oberen Stirnflächen der Verschlußelemente 108, 108', um eine Lichtleckage von den Verschlußelementen zu eliminieren. Wenn die Nutab schnitte 120 und 120' jeweils eine Breite von 76 µm aufweisen und die Isolationsnuten 122 und 122' jeweils eine Breite von 25 µm, so beträgt die Breite oder das Rücksetzmaß der flachen Bodenstirnabschnitte jedes der nach innen zurückgesetzten Seitenkantenabschnitte H und H' jedes Verschlußelements etwa 25,5 µm ((52-25)/2), was weniger ist als die Dicke von 20 µm jedes der Bereiche L₁ und L₂, die in Fig. 15A beziehungsweise 15B dargestellt sind. Die zurückgesetzten Seitenkantenabschnitte H und H' jedes der Verschlußelemente 108 und 108' sind daher nützlich, um eine Leckage von Licht von dem Verschluß element zu verhindern, wie bereits voranstehend erwähnt.

Die Bereitstellung der zurückgesetzten Seitenkantenabschnitte H und H' führt zu einer Gesamtbreite (= 80 µm) jedes der Verschlußelemente, die größer ist als die erforderliche effektive Breite (= 29 µm) durch ein Verdoppeln des Wertes für den Rücksetzgrad (= 25,5 µm), wie aus Fig. 16 hervor geht. Es wurde jedoch sichergestellt, daß dies nicht zu ernsthaften Problemen führt, da nur wenig Licht aus derartigen rückgesetzten Seitenkantenabschnitten H und H' austritt, wenn das Verschlußelement aktiviert wird. Falls erforderlich können jedoch die Seitenflächen jedes Verschlußelements, welche durch die Isolationsnut 122, 122' und die Boden- und Seitenabschnitte jedes der zurück gesetzten Seitenkantenabschnitte H und H' gebildet werden, mit einer Abdeckung aus einem schwarzfarbigen oder undurch lässigen Material wie schwarzer Tinte bedeckt werden, wie bei 124 in Fig. 16 angedeutet ist.

Beispiel I

Ein Lichtverschlußfeld mit den unter Bezug auf die Fig. 12A und 12B dargestellten Merkmalen wurde durch dieses Beispiel I hergestellt. Ein derartiges Lichtverschluß feld wurde aus einem länglichen Rohkörper aus PLZT-Keramik hergestellt. Im Falle dieses Beispiels I wurde eine Fotoresistbeschichtung aus Chrom auf die gesamte Fläche einer Oberfläche des Rohkörpers mit einer Stärke von 0,5 µm (2000 Å) aufgebracht. Die zentrale Nut 44 und die Seitennuten 46 und 46' wurden dann unter Verwendung einer Substratsäge mit einem Diamant sägeblatt einer Breite von 40 µm in den Rohkörper einge schnitten. Die zentrale Nut 44 wurde auf eine Breite von 100 µm und eine Tiefe a von 160 µm geschnitten, während die Seitennuten 46 und 46' jeweils auf eine Breite von 80 µm und eine Tiefe b von 120 µm geschnitten wurden, wie in Fig. 17 dargestellt ist. Die Seitennuten 46 und 46' waren von der Zentralnut 44 zur Ausbildung eines Paars von Rippenabschnitten 88 und 88', von denen jedes eine Breite von 60 µm aufweist, im Abstand gehalten.

Dann wurden aufgerauhte ebene Vertiefungen 92 und 92' in dem Substrat 118 in einer Tiefe e von 80 µm erzeugt, wie in Fig. 17 dargestellt ist, über die Flächen des Substrats 118, welche sich nach außen von den Seitennuten 46 und 46' zu den Anschlußkanten des Substrats 118 er strecken und mit der Fotoresistbeschichtung bedeckt sind. Zu diesem Zweck wurde eine Mehrzahl paralleler Nuten in die Oberfläche des Substrats 118 außerhalb der Seiten nuten 46 und 46' auf solche Weise eingeschnitten, daß die Nuten seitlich aneinander anschlossen. Diese parallelen Nuten wurden mit einer Entfernung von 30 µm unter Verwendung derselben Substratsäge geschnitten, die für das Schneiden der Nuten 44, 46 und 46' verwendet wurde. Die Vertiefungen 92 und 92', die auf diese Weise erzeugt wurden, waren vollständig frei von der Fotoresistbeschichtung und wiesen rauhe Oberflächen auf, die von den seitlich aneinander anschließenden Nuten herrührten. Zu diesem Zeitpunkt des Herstellungsverfahrens war die anfänglich auf das Substrat 118 aufgebrachte Fotoresistbeschichtung nur noch auf den oberen Stirnflächen der Verschlußelemente 108 und 108' vorhanden, wie bei 86 und 86' in Fig. 17 angedeutet ist.

Auf die mit Nuten versehene Oberfläche des Substrats 118 wurde dann eine elektrisch leitfähige Substanz aus Aluminium mit einer Stärke von 4 µm durch ein zweistufiges Sputteringverfahren aufgebracht, welches aus umgekehrtem Sputtering oder Sputtering-Ätzen und normalen Sputtering schritten bestand. Der Sputtering-Ätzschritt wurde unter Verwendung einer Radiofrequenzleistung von 110 Watt für zwei Minuten innerhalb einer Kammer durchgeführt, die auf 5 × 10^-2 Torr evakuiert war, und der nachfolgende Sputterschritt wurde unter Verwendung einer Gleichstrom leistung von 1 Ampere × 500 Volt über 20 Minuten innerhalb einer Kammer durchgeführt, die auf 5 × 10^-3 Torr evakuiert war. Die Verwendung des Sputtering-Ätzschritts zusätzlich zur Ausbildung der Vertiefungen 92 und 92' mit den rauhen Oberflächen trägt zur Verstärkung der Haftung zwischen dem Substrat 118 und dem dort ausgebildeten leitfähigen Film bei.

In das resultierende Substrat 118 wurden dann die Nuten abschnitte 120 und 120' in den Rippenabschnitten 88 be ziehungsweise 88' eingeschnitten. Diese Nutenabschnitte 120 und 120' wurden geschnitten unter Verwendung einer Substratsäge mit einem Diamantsägeblatt einer Blattstärke von 200 µm und einer Kante mit einem V-förmigen Querschnitt mit einem Kantenwinkel von 60°, wie in Fig. 18 dargestellt ist. Die Nutabschnitte 120, 120' in jedem der Verschluß elemente 108 und 108' erstreckten sich in einem Winkel θ von 64° zur zentralen Nut 44 und wurden in einem Abstand von 144 µm erzeugt mit einer Tiefe d von 60 µm von den oberen Stirnflächen der Verschlußelemente 108 und 108' sowie mit einer Breite von 72 µm. Die Rippenabschnitte 88 und 88' waren nunmehr in die Zeilen von Verschluß elementen 108 und 108' aufgeteilt, von denen jedes einen parallelogrammförmigen Querschnitt mit einer Breite von 72 µm aufwies. Fig. 19 zeigt die derart erzeugte Struktur mit den Nutabschnitten 120 beziehungsweise 120' in den Zeilen der Verschlußelemente 108 und 108', wogegen die Flächen, auf denen der leitfähige Film auf das Substrat 118 aufgebracht wurde, bei 92 beziehungsweise 92' darge stellt sind.

In das Substrat 118 wurden dann die Isolationsnuten 122 innerhalb eines Halbbereichs des Substrats 118 geschnitten und die Isolationsnuten 122' innerhalb des anderen Halb bereichs des Substrats 118. Die Isolationsnuten 122 und 122' wurden so geschnitten, daß sich die Nuten 122 durch die Seitennut 46 beziehungsweise Nutabschnitte 120 erstrecken und die Nuten 122' durch die Seitennuten 46' und durch die Nutabschnitte 120'. Derartige Isolationsnuten 122 und 122' wurden mit einer Breite von 20 µm und einer Tiefe c von 140 µm erzeugt, welche größer war als die Tiefe b von 120 µm der Seitennuten 46 und 46' und die Tiefe d von 60 µm der Nutenabschnitte 120 und 120'. Da die Tiefe c von 140 µm der Isolationsnuten 122 und 122' geringer war als die Tiefe a von 160 µm der zentralen Nut 44 wurde die Bodenoberfläche der gemeinsamen Elektrode 50 intakt gelassen und verlief daher stetig über ihre gesamte Länge. Eine Substratsäge mit einem Diamantsäge blatt mit einer Blattdicke von 15 µm wurde für das Schneiden der Isolationsnuten 122 und 122' verwendet.

Nachdem die Isolationsnuten 122 und 122' in das Substrat 118 eingeschnitten worden waren, wurden die Fotoresistbe schichtungen 86, welche auf den Verschlußelementen 108 und 108' wie in Fig. 17 dargestellt verblieben, chemisch entfernt, so daß der jede der Beschichtungen 108 bedeckende leitfähige Film entfernt wurde. Die Stirnoberflächen der Verschlußelemente 108 und 108' lagen nunmehr frei, so daß die parallelogrammförmigen Verschlußfenster der Verschlußelemente 108 und 108' erschienen, wie in Fig. 12A dargestellt.

Beispiel II

In diesem Beispiel II wurde ein Lichtverschlußfeld erzeugt, welches die Merkmale aufweist, die unter Bezug auf die Fig. 14A bis 14C beschrieben wurden. Ein derartiges Lichtverschlußfeld wurde ebenfalls von einem länglichen Rohkörper aus PLZT-Keramik hergestellt. Im Falle dieses Beispiels II wurde eine Fotoresistbeschichtung aus Chrom auf eine Oberfläche des Rohkörpers in einer Stärke von 1 µm auf gebracht und mit einem Muster einer Breite von 300 µm versehen. Die zentrale Nut 44 und Seitennuten 46 und 46' wurden dann in den Rohkörper unter Verwendung einer Substratsäge mit einem Diamantsägeblatt einer Blattstärke von 40 µm geschnitten. Die zentrale Nut 44 wurde mit einer Breite von 90 µm und einer Tiefe a von 150 µm ge schnitten, während die Seitennuten 46 und 46' jeweils auf eine Breite von 80 µm und eine Tiefe b von 110 µm geschnitten wurden. Die Seitennuten 46 und 46' waren von der zentralen Nut 44 beabstandet, um jeweils ein Paar von Rippenabschnitten mit einer Breite von 80 µm zwischen der zentralen Nut 44 und den Seitennuten 46 beziehungsweise 46' zu erzeugen.

Auf der mit Nuten versehenen Oberfläche des Substrats 118 wurde dann eine elektrisch leitfähige Substanz aus Aluminium in einer Stärke von 2 µm durch einen Sputtering prozeß aufgebracht. In die erhaltene Struktur wurden die Nutabschnitte 120 und 120' eingeschnitten, die sich durch die Rippenabschnitte erstrecken, und die Bereiche des Substrats 118 außerhalb der Seitennuten 46 beziehungs weise 46', in einem Winkel θ von 63° zur zentralen Nut und den Seitennuten 44, 46 und 46', wie in Fig. 20 darge stellt ist. Diese Nutabschnitte 120 und 120' wurden jeweils auf eine Breite von 76 µm und eine Tiefe d von 40 µm in einem Abstand von 152 µm voneinander geschnitten unter Verwendung einer Substratsäge mit einem Diamantsägeblatt mit einer Blattstärke von 50 µm. Eine Substratsäge mit einem derartigen Sägeblatt erzeugt eine Nut mit einer Breite von etwa 55 bis 60 µm bei einem einzelnen Durch gang auf dem Substrat 118, so daß jeder der Nutabschnitte 120 und 120' in einer Breite von 76 µm in zwei Durchgängen der Säge erzeugt werden konnte. Wie voranstehend erwähnt wird die Tiefe d, auf welche die Nutabschnitte 120 und 120' in das Substrat 118 geschnitten werden, vorzugsweise so ausgewählt, so daß sie weniger als etwa 52 bis 60 µm beträgt. Die Rippenabschnitte zwischen der zentralen Nut 44 und den Seitennuten 46 und 46' wurden nun in die Zeilen von Verschlußelementen 108 beziehungsweise 108' aufgeteilt, von denen jede eine Breite von 152 µm entlang der Nuten 44, 46 und 46' aufwies, wie in Fig. 20 dargestellt ist.

In das Substrat 118 wurden dann die Isolationsnuten 122 und 122' geschnitten, welche sich jeweils von den Seiten wänden der zentralen Nut 44 zu den Anschlußkanten des Substrats 118 erstrecken. Diese Isolationsnuten 122 und 122' wurden auf eine Breite von etwa 25 µm und eine Tiefe c von 130 µm geschnitten, welche größer war als die Tiefe von 110 µm (b) der Seitennuten 46 und 46' und als die Tiefe von 40 µm (d) der Nutabschnitte 120 und 120'. Der artige Isolationsnuten 122 und 122' wurden unter Verwendung einer Substratsäge mit einem Diamantsägeblatt mit einer Blattdicke von 15 µm geschnitten. Nachdem die Isolations nuten 122 und 122' auf diese Weise in das Substrat 118 geschnitten worden waren, wurden die Fotoresistbeschichtungen auf den Verschlußelementen 108 und 108' chemisch entfernt, so daß der jede der Beschichtungen bedeckende leitfähige Film entfernt wurde, was dazu führte, daß ein Lichtver schlußfeld erhalten wurde, welches mit den Verschluß elementen 108 und 108' versehen war, die jeweils ein parallelogrammförmiges Verschlußfenster aufwiesen, wie in Fig. 14A dargestellt ist.

Claims

1. Lichtverschlußvorrichtung mit mehreren elektro optischen Verschlußelementen, die in mindestens einem linearen Feld angeordnet sind, einem auf einer Licht einfallseite des Feldes der Verschlußelemente angeordneten Polarisator und einem auf der Lichtaustrittsseite des Feldes der Verschlußelemente angeordneten Analysator, wobei jedes der Verschlußelemente (108, 108') als Teil eines langgestreckten Streifens eines elektrooptischen Materials in der Form eines Blocks ausgebildet ist, welcher durch mehrere jeweils zwischen nebeneinanderliegenden Verschluß elementen (108, 108') aus dem Streifen gearbeitete Nuten (122, 122') begrenzt ist, dadurch gekennzeich net, daß der Block an seinen den Nuten (122, 122') zugewandten Kanten (120) mit einer Ausnehmung oder Anfasung (H, H', G, G') versehen ist.

2. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Blocks abgeschrägt sind.

3. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Kanten des Blocks eine rechtwinklige Abstufung aufweisen.

4. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Nuten eine erste (44) und eine zweite (46) Nut, die sich beide parallel zur Richtung des Streifens erstrecken, beinhalten und eine Vielzahl von dritten Nuten (122) sich in überkreuzender Beziehung zur ersten und zweiten Nut erstrecken.

5. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Nuten (122) parallel zueinander sind.

6. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß jedes Verschlußelement (108, 108') ein paar Elektrodensegmente aufweist, das innerhalb der ersten (44) und zweiten (46) Nut vorgesehen ist.

7. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die dritten Nuten (122) flacher als die erste Nut (44), aber tiefer als die zweite Nut (46) sind.

8. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß eines der in der ersten Nut (44) vorgesehenen Elektrodensegmente (50) gemeinsam den Verschlußelementen (108, 108') zugeordnet ist.

9. Lichtverschlußvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschlußelemente (108, 108') in zwei Streifen angeordnet sind.