JPH03209420A

JPH03209420A - 光シャッターアレイ

Info

Publication number: JPH03209420A
Application number: JP558390A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Uehara; 上原　義人; Yuji Yoshida; 雄二吉田; Eisho Shibata; 柴田　栄章
Original assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Current assignee: Mitsui Petrochemical Industries Ltd
Priority date: 1990-01-12
Filing date: 1990-01-12
Publication date: 1991-09-12

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】発明の技術分野本発明は、高密度化を図った上に更に、クロストークを
抑制し、しかも光の透過率を低下させることがなく、特
に長尺に接合可能な光シャッターアレイに関する。

発明の技術的背景電圧印加によって光学的異方性効果を示す電気光学結晶
としては、たとえば透明セラミックＰＬＺＴ［（ＰｂＳ
Ｌａ）　　　（Ｚｒ、Ｔｉ）０３１が知られている。こ
のような電気光学結晶は、入射される偏光の偏光面を印
加される電圧に応じて回転させることから、偏光子から
入射される偏光の通過を制御する光シヤツターとして用
いることが可能である。

また、このような電気光学結晶から成る基板の表面に複
数の電極を配置し、光シヤツターを一次元的に複数個配
置し、電極に加えられる電圧を制御することにより、各
光シヤツターの制御を行い、光シャッターアレイとして
、高速プリンター、高輝度プロジェクタ等への応用も図
られている。

従来知られている最も単純な構造の光シャッターアレイ
を第３図に示す。第３図に示す光シャッターアレイでは
、ＰＬＺＴ素子等の電気光学結晶から成る基板１の表面
に、個別電極２と共通電極３とが対向するように形成さ
れ、第４図に示すように、各個別電極２に加わる印加電
圧を制御することにより、各電極２．３間に形成された
各光シヤツター５を通過する幅Ｗの偏光６（紙面表側か
ら裏側へ入射する）の制御を行うようになっている。す
なわち、端子４にサンプリングパルスＰ（フローティン
グ時間Ｔ）を加えると、１００Ｖの電圧が加えられてい
るＦＥＴが導通し、対応する電極２，３間に電界Ｅが光
シヤツター５部分に生じ、この電界Ｅによって基板１を
通過する光の偏光面が回転する。その結果、この光シャ
ッターアレイの出力側（紙面の裏側）に配された検光子
では、偏光面が回転された光シヤツター５の透過光は遮
断され、偏光面が回転されない光シヤツター５の透過光
のみを透過させ、信号情報に応した透過光を得ることが
できる。

しかしなから、このような光シャッターアレイにおいて
は、隣接する個別電極２，２問およびＦＥＴを接続する
リード線間にストレー容量Ｃか形成され、このストレー
容ＩＣによって、隣接する光シヤツター５にクロストー
クか生じて透過光量の変動を引き起す虞がある。

最近では、第５図に示すように、電気光学結晶から成る
基板１上に、くし歯状の共通電極３ａを形成し、この共
通電極３ａの両側に個別電極２ａを２列に配し、２列の
シャッター５を形成し、高密度化を図ったシャッターア
レイが開発されている。しかしなから、このシャッター
アレイの場合にも、高密度化を図るために個別電極２ａ
間の間隔を狭くすると、隣接する個別電極２ａにクロス
トークが生じ、光量変動か生じ易いという問題を有する
。

また、クロストークを防止するために、第６図に示すよ
うに、個別電極２ｂを共通電極３ｂで囲むようにしたシ
ャッターアレイも提案されている（特開昭６０−１５９
．７２２号公報）。

しかしなから、このような光シャ、ツタ−アレイにあっ
ては、その電極構造故に、高密度化し難いという不都合
を有する。また、このようなシャッターアレイを光プリ
ンターなどに応用した場合には、電極３ｂにより影にな
る部分が生し、印字ムラが生じる虞があるという不都合
を有する。

このような不都合を解消するために、本出願人は、先に
特願平１−１８３４８号明細書に示すような光シャッタ
ーアレイを提案している。この光シャッターアレイによ
れば、各個別電極間に、共通電極である枝分れ電極部が
配されているため、電圧が印加されない個別電極のクロ
ストークを防止することが可能になり、透過光量の変動
を防止することができる。また、この光シャッターアレ
イでは、光シヤツターを２列以上とすることができるた
め、光シヤツター制御の高密度化を図れる。さらに、共
通電極における枝分れ電極部の配置位置が、隣り合う左
右の個別電極から当該枝分れ電極部までの距離を一定の
比率で相異ならしめるようになっているため、透過光を
わずかに広げることにより電極の影となる部分がなくな
り、光透過部の連続性を保つことかできると共に、光の
透過率を低下させることもないという優れた効果を奏す
る。

ところが、このような光シヤツターでは、特に長尺な光
シャッターアレイを製造する場合に、電気光学結晶から
なる基板に電極パターンを形成した後、適当な箇所で、
電極パターンが形成しである基板を切断して接合面を形
成し、これら接合面相互を接合して長尺な光シヤツター
を得ることになるが、次のような不都合を有しているこ
とが本発明者等によって見い出された。

すなわち、電極パターンにおける光シヤツター部で切断
し、ここに接合部を形成すると、この接合部における光
シャッター部には、不均一な電界が印加され、この部分
に透過光量のばらつきが生じる虞がある。また、電極パ
ターンにおける電極部分を切断し、この部分に接合部を
形成すると、接合部で電極相互をワイヤーボンディング
等の手段で接続する必要があり、その結果、その部分で
電気抵抗が高くなり、基板に電界か良好に印加されない
虞がある。

また最近では、たとえば特開昭６３−１６１４２７号公
報に示すように、光シャッターアレイの長尺化にともな
い、光シャッターアレイが形成しである光シヤツター素
子を長尺に配置するとともに、これら光シャッターアレ
イを複数に分割し、各ブロックにおける光シヤツターを
時分割駆動するようにして駆動用ＩＣの低減を図った光
シャッターアレイの駆動装置も提案されている。

ところが、このような光シャッターアレイの駆動装置が
存在していたとしても、光シャッターアレイが形成しで
ある個々の光シャッターアレイ素子を、クロストークや
透過光量のばらつきなどが発生することなく、相互に接
合して長尺な光シャッターアレイを形成するために好適
な具体的手段が存在せず、このような手段が求められて
いた。

発明の目的本発明は、このような実状に鑑みてなされ、高密度化を
図れる上に更に、クロストークを抑制して光量変動を防
止し得、しかも光の透過率を低下させることがなく、さ
らに長尺に接合しても、透過光量のばらつきやワイヤー
ボンディング等による電気的抵抗の増大のない光シャッ
ターアレイを提供することを目的とする。

発明の概要このような目的を達成するために、本発明に係る光シャ
ッターアレイは、平行にしかも二列以上に形成され、所
定電圧が独立して印加される複数の個別電極と、各列の個別電極を列毎に仕切るように伸びる共通電極基
部が形成され、この共通電極基部の両隣に配置された二
列の個別電極における各個別電極間方向にそれぞれ同一
位置から枝分れするように伸びる複数の枝分れ電極部が
形成され、基準電位が印加される共通電極とが、電気光
学結晶から成る基板の表面に形成され、これら枝分れ電極部と個別電極との間の基板に形成され
た光シャッター部に入射する光の偏光面を回転させるよ
うにした光シャッターアレイであって、前記共通電極における枝分れ電極部の左右に隣り合う個
別電極から当該枝分れ電極部までの距離が所定比率で相
異なるように配置され、しかもこれら枝分れ電極と個別
電極とが前記共通電極基部に対して所定の角度で傾斜す
るように平行に配置され、この共通電極基部の両隣に配
置される光シャッター部が千鳥状に配置されていること
を特徴としている。

このような本発明に係る光シャッターアレイによれば、
各個別電極間に、共通電極である枝分れ電極部が配され
ているため、電圧が印加されない個別電極のクロストー
クを防止することが可能になり、光量変動を防止するこ
とができる。また、本発明に係る光シャッターアレイで
は、光シヤツターを２列以上とし、枝分れ電極部と個別
電極とを共通電極基部に対して所定の角度で傾斜させる
ことにより、光シヤツターを千鳥状に配置しであるため
、光シヤツター制御の高密度化を図れる。

さらに、共通電極における枝分れ電極部の配置位置が、
隣り合う左右の個別電極から当該枝分れ電極部までの距
離を一定の比率で相異ならしめるようになっているため
、透過光をレンズアレイ等でわずかに広げるだけで電極
の影となる部分がなくなり、光透過部の連続性を保つこ
とができると共に、光の透過率を低下させることもない
。したがって、このような光シャッターアレイを光プリ
ンターヘッドの光透過部に応用した場合、印字ムラがな
く連続した微細線を描くことが可能になる。

特に共通電極基部を、その長手方向に沿って複数のブロ
ックごとに分割し、その分割部において基板を相互に接
合している本発明では、長尺な光シャッターアレイを良
好に構成することができ、しかもその接合部では、光シ
ャッター部も共通電極も切断していないので、光シャッ
ター部における光量変動もないとともに、共通電極相互
をワイヤーボンディング等で接続する必要がないので、
その部分て電気抵抗が高くなることによる電界の不均一
も防止できる。

発明の詳細な説明以下、本発明を図面に示す実施例に基づき詳細に説明す
る。

第１図は本発明の一実施例に係る光シヤツタアレイの要
部平面図、第２図は本発明に係る光シャッターアレイの
製造方法の一例を示す断面図である。

第１図に示すように、本発明に係る光シャッターアレイ
１０にあっては、基板１の表面に平面状の個別電極１２
と同様に平面状の共通電極１３とが形成されている。

基板１は電気光学結晶で構成され、たとえば、透明セラ
ミックＰＬＺＴ　［Ｐｂ　　　Ｌａｘ　　　ｘｙ　　　　１−ｙ　　ｌ−ｘ／４０３’・Ｋ（Ｎｂ　−
（Ｚｒ、Ｔｉ　　　）　　　　　　　　　　　　　ｘＴ
ａ　　　）０　　、ＢａＴｉＯ３などにより構成さｌ−
ｘ　　　　　　３れるが本実施例ではＰＬＺＴを使用した。この基板１上
に形成される個別電極１２および共通電極１３は、Ａｇ
の蒸着により形成ことが好ましい。

電極の膜厚は０．５μｍ〜２μｍが好ましい。この方法
以外にもＡｕ／Ｃｒ５Ｃｕ等を蒸着、スパッタリング、
無電解メツキ等の手段で基板１上に形成され得る。

個別電極１２は、第１図に示すように、平行にしかも二
列以上に形成され、所定の電圧が独立して印加されるよ
うになっている。一方、共通電極１３は、各列の個別電
極１２を列毎に仕切るように伸びる共通電極基部１３ｂ
を有しており、しかもこの共通電極基部１３ｂの両隣に
配置された二列の個別電極１２における各個別電極１２
間方向にそれぞれ基部１３ｂにおける同一位置から枝分
れするように伸びる複数の枝分れ電極部１３ａを有して
いる。このような共通電極１３は、基準電位が印加され
るようになっている。これら、個別電極１２および共通
電極１３の幅は、光シヤツターの幅にもよるが２０μｍ
以上であることが好ましい。なお、これら電極の電極幅
は、上述した範囲に限らず、種々に改変することができ
る。

本発明では、枝分れ電極部１３ａと個別電極１２とを共
通電極基部１３ｂに対して所定の角度で傾斜させるよう
にしている。この角度は、光シヤツターの幅を共通電極
基部の両側の光シヤツター列間の距離で割った値のアー
クタンジェントになる。これにより、共通電極基部の両
隣における枝分れ電極１３ａと、個別電極１２との間に
光シヤツター１５を千鳥状に配置することが可能になる
。したがって、光シヤツター制御の高密度化を図れる。

また本発明では、共通電極１３における枝分れ電極部１
３ａの左右に隣り合う個別電極１２からの距離ａ、ｂが
所定比率で相異なるように配置しである。距離ａ、ｂの
比率ｂ　／　ａは０．０５〜０．７、好ましくは０．１
〜０．５である。ただし、狭い方の距離すについては、
枝分れ電極部１３ａと個別電極１２との間で絶縁性が保
持されることが必要であり、距離すは、電極の絶縁被覆
材および基板１の材質にもよるが、１μｍ以上となるこ
とが好ましい。

本実施例では、ａ−３０μｍ５ｂ−１０μｍとし、電極
絶縁膜としてＳｉＯ２を蒸着して作製した。

このようなパターンで電極１２．１３が形成されたシャ
ッターアレイ１０では、各個別電極１２と共通電極１３
における枝分れ電極部１３ａとの間に光シヤツター１５
が千鳥状に２列形成されるようになっている。これらシ
ャッター１５の各列毎に、幅Ｗの偏光１６が時間差を設
けて、あるいは同時に紙面上方から入射され、紙面裏側
方向に透過するようになっている。これらの電極１２゜
１３ａ間に１００ｖの電圧を印加し、透過光を検光子を
通して見ると偏光軸が９０″回転していた。

このときの透過光量の変動は±５％であった。

方第５図のパターンで同様に電極を作製したものでは、
透過光量の変動は±３０％であった。

このような光シャッターアレイ１０によれば、一方の列
における距離すで隣接する個別電極１２と枝分れ電極部
１３ａとが、偏光１６の遮光部分となったとしても、他
方の列における同行部分では影とならないシャッター１
５部分となっているため、透過光をわずかに広げること
により、電極の影となる部分をなくすことが可能になり
、光透過部の連続性を保つことが可能になる。

また、このような電極パターンを有する光シヤツタアレ
イ１０によれば、共通電極基部１３ｂを、その長手方向
に沿って複数のブロックごとに分割し、その分割部にお
いて基板１を相互に接合することか可能になる。基板１
相互の接合部を第１図中の符号１８で示す。図示するよ
うに、接合部１８では、光シャッター部１５も共通電極
１３も切断していないので、光シャッター部１５におけ
る光量変動もないとともに、共通電極１３相互をワイヤ
ーボンディング等で接続する必要がないので、その部分
で電気抵抗が高くなることによる電界の不均一も防止で
きる。ただし、共通電極１３相互を電気的に接続しない
ので、このような光シャッターアレイを駆動制御するた
めには、た、とえば特開昭６３−１６１４２７号公報に
開示しであるような時分割駆動制御を行う必要がある。

次に、このように電極パターンが形成された電気光学結
晶からなる基板１相互を接合して長尺な光シヤツタアレ
イを製造する方法の一例を示す。

第２図に示すように、まず固定用金具２０を準備し、こ
の上に保護ガラス２１を敷設する。次に第１図に示すよ
うな電極パターンがそれぞれ形成しである基板１を保護
ガラス２１面に沿って接合部１８を突き合わせつつ並べ
る。その際に各接合部１８における各基板１の端面に少
量の接着剤を塗布するようにしても良い。少量としたの
は、接合部に接着剤の熱膨張などによる隙間などが発生
するのを防止するためである。接着剤としては、特に限
定されないが、シリコン系のものが好ましい。

その後、基板１の上から押えガラス２２で覆い、その押
えガラス２２の両端と保護ガラス２１の両端とをボルト
２３などの機械的手段により締結し、各基板１を接合部
１８で接合し、固定用金具２０を取り除けば、長尺な光
シヤツタアレイ１０を得る。なお、これら基板１相互、
基板とガラス２１゜２２との接合を確実にするため、ガ
ラス２１゜２２の端部に接着剤を塗布するようにしても
良い。

このような製造方法によれば、各ガラス２１゜２２と基
板１との間に接着剤を用いることなく、基板相互を良好
に接合することが可能になる。

なお、本発明は上述した実施例に限定されるものではな
く、本発明の範囲内で種々に改変することができる。

発明の効果このような本発明に係る光シャッターアレイによれば、
各個別電極間に、共通電極である枝分れ電極部が配され
ているため、電圧が印加されない個別電極のクロストー
クを防止することが可能になり、光量変動を防止するこ
とができる。また、本発明に係る光シャッターアレイで
は、光シヤツターを２列以上とし、枝分れ電極部と個別
電極とを共通電極基部に対して所定の角度で傾斜させる
ことにより、光シヤツターを千鳥状に配置しであるため
、光シヤツター制御の高密度化を図れる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る光シャッターアレイの
要部平面図、第２図は本発明に係る光シャッターアレイ
の製造方法の一例を示す断面図、第３．４図はシャッタ
ーアレイの原理を示す斜視図および構成図、第５．６図
は従来例に係る光シャッターアレイの要部平面図である
。１・・基板　２．２ａ、２ｂ、１２・・・個別電極３．
３ａ、３ｂ、１３−・共通電極５．１５・・・シャッター１０・・・シャッターアレイ１３ａ・・・枝分れ電極部１３ｂ・・・共通電極基部

Claims

【特許請求の範囲】１）平行にしかも二列以上に形成され、所定電圧が独立
して印加される複数の個別電極と、各列の個別電極を列毎に仕切るように伸びる共通電極基
部が形成され、この共通電極基部の両隣に配置された二
列の個別電極における各個別電極間方向にそれぞれ同一
位置から枝分れするように伸びる複数の枝分れ電極部が
形成され、基準電位が印加される共通電極とが、電気光
学結晶から成る基板の表面に形成され、これら枝分れ電極部と個別電極との間の基板に形成され
た光シャッター部に入射する光の偏光面を回転させるよ
うにした光シャッターアレイであって、前記共通電極における枝分れ電極部の左右に隣り合う個
別電極から当該枝分れ電極部までの距離が所定比率で相
異なるように配置され、しかもこれら枝分れ電極と個別
電極とが前記共通電極基部に対して所定の角度で傾斜す
るように平行に配置され、この共通電極基部の両隣に配
置される光シャッター部が千鳥状に配置されていること
を特徴とする光シャッターアレイ。２）前記共通電極基部は、その長手方向に沿って複数の
ブロックごとに分割され、その分割部において基板相互
が接合されていることを特徴とする光シャッターアレイ
。３）前記隣り合う左右の個別電極から枝分れ電極までの
距離の比率が０．０５〜０．７であることを特徴とする
請求項第１項または第２項に記載の光シャッターアレイ
。