JP2608464B2 - 薄膜状の形状記憶合金を使用するシヤツタおよびその製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は薄膜状の形状記憶合金を使用するシヤツタお
よびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕 光のシヤツタとしては、従来より、カメラに使用して
いるような、遮光板を光の通路に挿脱するメカニカルな
もの、最近液晶テレビに使用されている液晶フイルタを
使うもの、結晶体の偏光すなわち見かけ上の減衰を利用
するもの、等があつた。

〔発明が解決しようとする課題〕

多数のシヤツタ素子を平面上に配列し、該シヤツタ素
子を選択的に動作させて、文字、数字あるいはパターン
を表示する場合、多数のシヤツタ素子を平面上の所要の
場所に取付ける必要がある。

前記の遮光板を光の通路に挿脱するメカニカルなシヤ
ツタ素子や同じく前記した偏光素子は高価であり、その
対数を平面上の所要箇所に搭載するには、１個づつ取り
付けなければならないので手数を要し、また出来上つた
表示器は高価となり、実用に適しないという問題があ
る。

前記の液晶を使用すれば多数のシヤツタ素子を一挙に
平面上の所要箇所に構成し、表示器に適するシヤツタ素
子集合体（シヤツタユニツト）を構成することは可能で
はあるが、液晶をシヤツタとして使用すると、シヤツタ
を開いたときと閉じたときの透過光量の差を大きくとる
ことができず、そのため表示に十分なコントラストが取
れず、表示が明瞭でないという問題があつた。

本発明は上記の従来技術の問題点を解決し、シヤツタ
が開いたときと閉じたときの透過光量の差が大きくとれ
十分なコントラストが得られるとともに、多数のシヤツ
タ素子を平面上の所定の位置に容易に取付け可能なシヤ
ツタを低コストで提供することを目的とするものであ
る。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的は、本発明によれば、セラミツク基板に設
けられた光透過孔を覆つて該セラミツク基板に形状記憶
合金薄膜を設け、上記形状記憶合金薄膜の上記光透過孔
に対応する部分は、上記光透過用の孔を開閉する舌片の
形状に構成され、上記舌片に上記光透過孔を開く形状と
閉じる形状との２方向性形状記憶付与の処理を行ない、
上記舌片にあたえる温度変化に従つて上記舌片が上記光
透過孔の開閉動作を行なう薄膜状の形状記憶合金を使用
するシヤツタによつて達することができる。

なお、上記シヤツタは、セラミツク基板に設けられた
光透過孔に耐熱性樹脂を充填する工程と、耐熱性樹脂を
光透過孔に充填した上記セラミツク基板の一方の表面上
に上記光透過孔を覆う範囲に形状記憶合金薄膜を蒸着さ
せる工程と、上記形状記憶合金薄膜を蒸着させた上記セ
ラミツク基板の光透過孔に充填されている上記耐熱性樹
脂を除去する工程と、上記形状記憶合金薄膜の上記光透
過孔に対応する部分に、エツチングにより細隙を設け上
記形状記憶合金薄膜を上記光透過孔を開閉する舌片に構
成する工程と、上記舌片に、上記透過孔を開く形状と閉
じる形状との２方向性形状記憶を付与する処理を行なう
工程と、を含む製造方法によつて製造することができ
る。

なお、上記セラミツク基板の光透過孔の形状、位置お
よび数を任意に選定することができ多数のシヤツタ素子
を平面上の所定の位置に配列することが可能である。

〔作用〕

本発明のシヤツタは、光透過孔を覆つて形状記憶合金
薄膜を設け、該膜の該光透過孔に対応する部分を該孔を
開閉する舌片の形状に加工し、さらに該舌片を上記光透
過孔を開く形状と閉じる形状との２方向性形状記憶付与
の処理を行ない、上記舌片にあたえる温度変化に従つて
上記舌片を光透過孔を開く形状または閉じる形状として
シヤツタの開閉を行なわせるものである。上記形状記憶
合金薄膜の舌片の温度変化は、たとえば該合金薄膜へ直
接通電して加熱し、また、電流遮断して室温に冷却する
ことにより与えることができる。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面について説明する。ま
ず、本発明による薄膜上の形状記憶合金を使用するシヤ
ツタの製造方法を述べる。

第１図ないし第５図の（ｂ）はそれぞれ第１図ないし
第５図の（ａ）のＡ−Ａ断面を示す。

第１図は本発明に使用するセラミツク基板を示すもの
で、１個の長方形の光透過孔をもつものを例示してい
る。第１図（ａ），（ｂ）において１は長方形のセラミ
ツク基板、２は長方形の光透過孔を示す。１個の光透過
孔をもつ図示のセラミツク基板１を使用すれば最終的は
シヤツタ素子の数が１個のシヤツタが得られ、光透過孔
の数をＮ個にすればＮ個のシヤツタ素子を有するシヤツ
タが得られる。

次に第１図に示すセラミツク基板１をとり、第２図に
示すように、その光透過孔２に耐熱性樹脂３を充填し、
セラミツク基板１の一方の面において、上記樹脂３とセ
ラミツク基板１とを平坦にし、蒸着面を形成する。

その後、上記セラミツク基板の一方の面に形成された
蒸着面に形状記憶合金の薄膜を蒸着する。この薄膜はセ
ラミツク基板１の表面より充填された耐熱性樹脂３の表
面へ連続して蒸着される。この蒸着された状態を第３図
に示す。第３図において４は形状記憶合金の蒸着された
薄膜を示す。蒸着する形状記憶合金の薄膜の厚さは蒸着
時間でコントロールする。

次に、上記薄膜４が形成されたセラミツク基板１の光
透過孔２に充填された樹脂３をその樹脂に適合するエツ
チング剤で溶解して除去する。例えばポリアミド樹脂の
場合はヒドラジン水和物（H₂NNH₂・H₂O）等でエツチン
グ除去する。第４図は、形状記憶合金薄膜４が残存し、
上記樹脂膜が除去されたセラミツク基板１に示す。

次に、第５図に示すように、セラミツク基板１の表面
に蒸着した形状記憶合金薄膜４の光透過孔２に対応する
部分を弗酸、硝酸を混合液にて選択エツチングを施して
細隙６を形成して分割し、上記光透過孔２に対応する部
分を舌片７に構成する。この場合舌片７は、光透過孔２
の例えば一辺５で支持される。

次に、第６図に示すように、形状記憶合金薄膜４の１
部で構成される舌片７に、光透過孔２を開く形状（矢印
Ａ）と閉じる形状（矢印Ｂ）との２方向の形状記憶を公
知の手段により付与する。この場合例えば上記舌片７が
低温度のとき光透過孔２を閉じる形状に、高温度のとき
開く形状に設定することができる。上記の低温度として
室温を採用すれば、このシヤツタを室温程度とすること
により閉じ、加熱して高温度とすることにより開くよう
にすることができる。シヤツタを加熱するには、シヤツ
タを構成する形状記憶合金薄膜に電流を通すことにより
行なうことができる。

第７図は、Ｎ＝n_x×n_y（64＝８×８）個の本発明によ
るシヤツタ素子をマトリックス状に配列して構成したシ
ヤツタの正面図である。

このシヤツタユニツトはマトリツクス上に配列された
光透過孔２を有するセラミツク基板１の上に前記した本
発明による方法により、全部のシヤツタ素子を一括して
作ることができる。

Ｎ個のシヤツタ素子を有するシヤツタユニツトをＮ′
個集合させることによりＮ×Ｎ′個のシヤツタ素子をも
つ大形のシヤツタユニツトを作り得る。

第８図は光透過孔の形状及び配列状況を示す図であ
る。第８図において、４は各シヤツタ素子に設けられた
形状記憶合金薄膜、点線５は光透過孔２の辺の部分を示
すもの、６は形状記憶合金薄膜４の光透過孔２に対応す
る部分に形成された細隙である。

第８図（ａ）は、正方形の、光透過孔２をマトリツク
ス状に配置した場合を示し、形状記憶合金薄膜４は、そ
の光透過孔２に対応する部分に形成した細隙６によつて
４個の舌片７に構成され、それぞれ光透過孔２の一辺５
において支持される。

第８図（ｂ）は方形の、光透過孔２をマトリツクス状
に配置した場合を示し、形状記憶合金薄膜４はその光透
過孔２に対応する部分において、光透過孔２の３辺に平
行な細隙６により１個の舌辺７に構成され、他の一辺に
よつて支持される。

第８図（ｃ）は正六角形の、光透過孔２を密接して配
置した場合を示し、形状記憶合金薄膜４は、その光透過
孔２に対応する部分において、正六角形の光透過孔２の
３本の対角線をなす細隙６によつて６個の舌辺７に分割
され、それぞれ正六角形の光透過孔２の各辺において支
持される。

第８図に示すように形状記憶合金薄膜４は各光透過孔
２毎に分離され、この分離された各形状記憶合金薄膜４
にはそれぞれ２個の電気端子を設け、この電気端子を経
て通電加熱し、また通電を断つて冷却し、これにより形
状記憶合金薄膜４の形状をシヤツタの開または閉の形状
に２方向制御しシヤツタの開閉を行なわせる。

第９図は本発明の薄膜状の形状記憶合金を使用するシ
ヤツタを用いて構成したカラー表示器の一例の構成図で
ある。

図において、10はＮ＝n_x×n_y（48＝６×８）個のシヤ
ツタ素子13、すなわち本発明によるシヤツタよりなるシ
ヤツタユニツト、11はシヤツタユニツト10の各シヤツタ
素子に対応する位置にカラーフイルタ14を取付けたカラ
ーフイルタユニツト、12は光源を示す。

第９図はカラー表示器の構成要素であるシヤツタユニ
ツト10、カラーフイルタユニツト11および光源12を分離
して示してあるがこれら構成要素がを寄せ合せて結合す
ることによりカラー表示器が構成される。カラーフイル
タとしてR.G.Bの三原色のものを使用し、光源12として
天然色蛍光灯を使用すれば発色がよい。

このカラー表示器を構成するシヤツタ素子13すなわ
ち、本発明による薄膜状の形状記憶合金を使用するシヤ
ツタは各素子毎に通電加熱により開閉され、各素子13を
選択的に開閉することによりキヤラクタ、パターン等を
カラー表示することができる。各素子の選択開閉制御は
公知のようにCPUによつて行なうことができる。

本発明をこのようなカラー表示器に実施すれば構成が
簡単であり、薄形、軽量で、しかもシヤツタ素子Ｎ個の
シヤツタユニツトを数多く組合せることにより巨大な表
示器をスマートに構成できる。

〔発明の構成〕

本発明による薄膜状の形状記憶合金を使用するシヤツ
タは上記のように構成されているため、シヤツタが開い
たときと閉じたときの透過光量の差が大きくとれ、多数
のシヤツタ素子を平面上の所定の位置に容易に配列可能
であつて、しかもこれ等多数のシヤツタ素子を一括して
形成し、低コストで提供できる効果がある。

なお、本発明によるシヤツタは、可動部分が薄膜であ
ることにより通電の際の熱時定数が小さくなり、すなわ
ち、応答速度がはやくなり、加熱電力は大幅に少なくな
り、薄膜を蒸着で形成することにより工業生産的に一挙
に多数の素子を有するシヤツタユニツトを作ることがで
き、また形状記憶合金は高価であるが、薄膜により使用
量が極端に少なくなり、コストが低減され、さらにま
た、一般に形状記憶合金素材は加工性が悪く、例えば半
田付は不可能であり、したがつて通電加熱の場合接続点
の数が少いのが有利であるが、薄膜化によつて多数のシ
ヤツタを一挙に作れるとともに付属電気回路もパターン
化できるので、接続点数を減らすことができる、等の効
果をも有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による薄膜状の形状記憶合金を使用する
シヤツタ用の基盤の１例を示す図、第２図は第１図に示
す基板の光透過孔に耐熱性樹脂を充填した状態を示す
図、第３図は第２図に示す基板の表面に形状記憶合金薄
膜を蒸着した状態を示す図、第４図は第３図に示す基板
より充填した樹脂を除去した状態を示す図、第５図は第
４図に示す基板に蒸着された形状記憶合金薄膜の光透過
孔対応部分を舌片に形成した状態を示す図、第６図は上
記舌片のシヤツタを開く形状と閉じる形状とを示す図、
第７図は本発明のシヤツタをマトリツクス状に配列して
構成したシヤツタをユニツトの正面図、第８図は本発明
の薄膜状の形状記憶合金を使用するシヤツタの光透過孔
の形状と配列の例を示す図、第９図は、本発明の薄膜状
の形状記憶合金を使用するシヤツタを使用して構成した
カラー表示器の構成図である。 １……セラミツク基板、２……光透過孔、３……耐熱性
樹脂、４……形状記憶合金薄膜、５……光透過孔２の一
辺、６……薄膜４に形成される細隙、７……舌片、10…
…シヤツタユニツト、11……カラーフイルタユニツト、
12……光源、13……シヤツタ素子、14……カラーフイル
タ

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】セラミツク基板に設けられた光透過孔を覆
   つて該セラミツク基板に形状記憶合金薄膜を設け 上記形状記憶合金薄膜の上記光透過孔に対応する部分
   は、上記光透過孔を開閉する舌片の形状に構成され、 上記舌片に上記光透過孔を開く形状と閉じる形状との２
   方向性形状記憶付与の処理を行ない、上記舌片にあたえ
   る温度変化に従つて上記舌片が上記光透過孔の開閉動作
   を行なうことを特徴とする薄膜状の形状記憶合金を使用
   するシヤツタ。
2. 【請求項２】セラミツク基板に設けられた光透過孔に耐
   熱性樹脂を充填する工程と、 耐熱性樹脂を光透過孔に充填した上記セラミツク基板の
   一方の表面上に上記光透過光を覆う範囲に形状記憶合金
   薄膜を蒸着させる工程と、 上記形状記憶合金薄膜を蒸着させた上記セラミツク基板
   の光透過孔に充填されている上記耐熱性樹脂を除去する
   工程と、 上記形状記憶合金薄膜の上記光透過孔に対応する部分
   に、エツチングにより細隙を設け上記形状記憶合金薄膜
   を上記光透過孔を開閉する舌片に構成する工程と、 上記舌片に、上記光透過孔を開く形状と閉じる形状との
   ２方向性形状記憶を付与する処理を行なう工程と、 を含むことを特徴とする薄膜状の形状記憶合金を使用す
   るシヤツタの製造方法。