JPS61118724A - 光シヤツタ−アレイ素子 - Google Patents

光シヤツタ−アレイ素子

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JPS61118724A
JPS61118724A JP59239808A JP23980884A JPS61118724A JP S61118724 A JPS61118724 A JP S61118724A JP 59239808 A JP59239808 A JP 59239808A JP 23980884 A JP23980884 A JP 23980884A JP S61118724 A JPS61118724 A JP S61118724A
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JP
Japan
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optical shutter
electrode
voltage
flat plate
array element
Prior art date
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Pending
Application number
JP59239808A
Other languages
English (en)
Inventor
Yoneji Takubo
米治 田窪
Yasutaka Horibe
堀部 泰孝
Nobue Tsujiuchi
辻内 伸恵
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Panasonic Holdings Corp
Original Assignee
Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Publication date
Application filed by Matsushita Electric Industrial Co Ltd filed Critical Matsushita Electric Industrial Co Ltd
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Priority to EP85308315A priority patent/EP0182622B1/en
Publication of JPS61118724A publication Critical patent/JPS61118724A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • GPHYSICS
    • G02OPTICS
    • G02FOPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/03Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect
    • G02F1/055Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on ceramics or electro-optical crystals, e.g. exhibiting Pockels effect or Kerr effect the active material being a ceramic
    • G02F1/0551Constructional details

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
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  • Nonlinear Science (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Optical Modulation, Optical Deflection, Nonlinear Optics, Optical Demodulation, Optical Logic Elements (AREA)
  • Printers Or Recording Devices Using Electromagnetic And Radiation Means (AREA)
  • Devices For Indicating Variable Information By Combining Individual Elements (AREA)

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】 産業上の利用分野 本発明は、光学式プリンターの書き込み用デバイス、カ
メラにおける高速光シャッター等、光制御機器に用いる
ことが出来る固体の光シャッターアレイ素子に関するも
のである。
従来例の構成とその問題点 近年、光通信、光学情報処理などの光関連技術の開発が
非常に活発に行なわれており、それに伴う、光学部品、
光制御デバイスの開発が重要視されている。その中にあ
って、電気光学効果を有する固体の透光性磁器も、光制
御デバイスとしての光シャッターとして利用出来1種々
の応用が期待されている。特に、上記光シャッター素子
をアレイ状に形成し、最近非常に注目を集めている非衝
撃形プリンターの一種である光学式プリンターの書き込
み用ヘッドとしての応用が期待されている。
現在、上記光シャッターアレイ素子として知られている
ものは、  La添加のチタン酸ジルコン酸鉛(PLZ
T)等の透光性磁器の平板上の表裏対称に、もしくは少
なくとも片面に、複数個の電極を設けた基板を、上記電
極に電圧を印加した時に生じる電界ベクトルの方向に対
して、±46°の偏光軸を有する偏光板で挾んだ構造を
有したものである。
しかし、上記のような表面電極構造では、素子に電圧を
印加した場合、電極端部及び表面に電界が集中し、駆動
効率が悪く、印加電圧が高くなる。
そのため、電極形成部に溝を設け、溝壁面に電極を設け
ることによシ、低電圧駆動を可能にした構造も・提案さ
れている。以下従来の光シャッターアレイ素子について
、図面を参照しながら説明する。
第1図亀は、従来の光シャッターアレイ素子の構成図を
示したものであり、1はPLZT平板、2はPLZT平
板1上に設けられた共通電極、3は電圧印加用電極群で
ある。4は偏光子、5は検光子であり、これらは、共通
電極2と、電圧印加用電極群間に電圧を印加した時に生
じる電界ベクトルの方向に対して、±46°の方向に、
偏光軸が互いに直交するように構成される。第1図すは
第1図aのイーロ間の断面図を示したものであシ。
図からも明らかなように、PLZT平板に設ける電極は
、PLZT平板1の表面に溝を設け、上記溝の側面及び
底面に形成されている。
以下、図のように構成された従来の光シャッターアレイ
素子について、その動作を説明する。
第1図a偏光子4の後部から光を照射した場合、PLZ
T平板1上に形成された電圧印加用電極群3と、共通電
極2の電極間に電圧を印加しない時は、電気光学効果に
よる複屈折は生じず、偏光子4、及び検光子5によって
光は遮断されるが、電圧印加用電極群3に電圧を印加す
ると、電気光学効果のカー効果によって複屈折を生じ、
光の偏光状態が変化し、光が透過する。従って、電圧印
加用電極群3の任意の電極に電圧を印加すれば、任意の
部分の光を透過することが出来、検光子6の前部に感光
体などを置いておけば、任意のパターン表示が可能であ
シ、非撃形の光プリンターの書き込みヘッドとして利用
出来る。また、電極部分を溝の壁面に形成しているので
、共通電極2と、電圧印加用電極群3間に印加する電圧
が低下出来ておシ、特性の上では、実用的な光シャッタ
ーアレイ素子である。
しかしながら、PLZT電気光学材料は、電気光学効果
としてのカー効果が大きいだけでなく。
電界を印加すると、電界の2乗に比例した歪を生じる現
象(電歪現象)も大きく、第1図a、bのような従来の
電極構造では、第1図すのムの部分、即ち、溝壁面と、
PLZT平板1の表面の交線部分に電界が集中する傾向
があシ、さらに、構造の上からも、電歪現象による歪が
ムの部分に集中し、機械的な破壊を起こし易く、従来素
子構造では、電圧の0N10FFをくり返すことにより
、経時的な劣化が起こるという問題を有していた。
発明の目的 本発明の目的は、光学式プリンター等、光制御デバイス
として用いて非常に有効であり、駆動電圧が低く、長期
駆動による経時的な変化の少ない信頼性に優れた光シャ
ッターアレイ素子を提供することである。
発明の構成 複数個の電極を設け、前記平板の表裏に偏光板を偏光軸
が互いに90°の角度をなすように配置した光シャッタ
ーアレイ素子であって、前記板状透光性磁器の上記電極
配設位置には、電極配設用の溝を設け、上記電極を少な
くとも上記溝壁面と上記溝壁面につらなる前記板状透光
性磁器表面にわたって形成し、かつ、上記電極部とそれ
につらなる光シャッター部の一部にわたって、樹脂を形
成した構造を有するものであって、これによシ、低電圧
駆動で、長期信頼性に優れた光シャッターアレイ素子と
なるものである。
実施例の説明 以下本発明の一実施例について、図面を参照しながら説
明する。
第2図a、bは、本発明の実施例における光シャッター
アレイ素子の構成を示したものである。
第2図a、bにおいて、11はPLZT平板、12はP
LZT平板11上に設けられた共通電極、13は電圧印
加用電極群である。14はPLZT平板上の電極部と、
それに連なる光シャッター部の−部にわたって形成され
た絶縁性の樹脂、16は偏光子、16は検光子を示して
あシ、共通電極12と電圧印加用電極群13間に電圧を
印加した時に生じる電界ベクトルの方向に対して、±4
5°の方向に偏光軸を有するように構成されている。第
2図すは、第2図aのイーロ間の断面図を示したもので
ある。
以上のように構成された本実施例の光シャッターアレイ
素子について、以下にその動作を説明する。
本発明にかかる構成を有する光シャッターアレイ素子に
おいても、従来の構成を有する光シャッターアレイ素子
の原理と同様であり、第2図!L15の偏光子の後部か
ら光を照射した場合、PLZT平板11上に形成された
電圧印加用電極群13と、共通電極12の間に電圧を印
加しない時は、電気光学効果てよる複屈折は生じず、光
は遮断されるが、電圧印加用電極群13に電圧を印加す
ると、その電圧の印加された部分のみ、光の偏光状態が
変化し、光が透過するようになる。しかし1本発明にか
かわる実施例の場合は、第2図すの断面図かられかるよ
うに、電極を電極配設用の溝壁面及び、それにつらなる
PLZT平板11表面にわたって形成することにより、
電歪現象による歪が集中し易く、機械的破壊の起こり易
い第2図すにおけるBの部分(第1図ム部と同じ)に電
界がかがらないようにし、8部が歪まないようにすると
同時に、電極端部である第2図すにおけるCの部分には
、樹脂を形成することにより、機械的に歪みに<<シ、
電極端部で起こる急激な歪量の差によるストレスを緩和
している。これにょシ、8部。
0部での劣化をなくし、かつ、従来と同様、電極部を埋
込み型にすることによシ、厚み方向に対しても有効な電
界がかかり、低電圧駆動を実現出来ている。以上のよう
に、本実施例の構造により、駆動電圧は低下させたまま
で、長期駆動にょる経時的な素子の劣化のない信頼性に
非常に優れた光      1シャッターアンイ素子が
実現出来た。
本実施例においては、厚さ400μmのPLZT平板を
用い、フォトリソグラフィ技術を用い。
PLZT平板11のエツチングを、化学エツチング法に
よシ行ない、電極配設部の溝を形成した。
PLZTのエツチング深さは約2μmであった。
その後、全面に電極としてcr−ムUを蒸着し、再度フ
ォトリソグラフィー技術によシ、前記PLZTエツチン
グ部を完全だ覆ってしまう複数個の電極を形成した。こ
の時、 Or−ムUの電極厚みは約1μmであった。ま
た、第2図aにおいて、電圧印加用電極群13の電極幅
は50μm、電極間隔は70μm、光シャッター部の電
極間隔は40μmで構成した。この時、本発明にかかわ
る光シャッターアレイ素子、及び従来構成の光シャッタ
ー7レイ素子のどちらの場合も、印加電圧70Vで光シ
ャッター部の透過率が最大となった。さらに、本発明に
かかわる光シャッターアレイ素子と、従来構成の光シャ
ッターアレイ素子について、70V 、 I K11z
の矩形波パルスを長期印加した場合の、各素子の経時変
化を調べた結果、従来素子構造では、約200時間で、
第1図すの太部にクラックが入シ、素子が劣化したが、
本発明における素子構造では、2000時間駆動後も、
変化が見られず、安定した透過率が得られた。
なお、本実施例では、電極材料として、Or−ムUを使
用したが、他の電極材料でも同様の効果が得られること
は容易に推測される。また、PLZT平板上の電極配設
用の溝も、化学エツチングによシ行なったが、物理的な
エツチング、機械的な方法でも可能で1)、限定するも
のではない。
発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明は、電気光学効
果を有する固体の板状透光性磁器上の少なくとも一方の
面に、光シャッター列を形成するように複数個の電極を
設け、前記平板の表裏に、偏光板を偏光軸が互いに90
°の角度をなすように配置した光シャッターアレイ素子
であって、前記板状透光性磁器の上記電極配設位置には
、電極配設用の溝を設け、上記電極を少なくとも上記溝
壁面と上記溝壁面につらなる前記板状透光性磁器表面に
わたって形成し、かつ、上記電極部とそれに連なる光シ
ャッター部の一部にわたって、樹脂を形成した構造を有
することにより、電圧を印加した時に、電歪現象によっ
て生じる歪の集中を緩和し、長時間駆動による素子の機
械的な破壊による劣化をなくし、かつ、低電圧駆動を実
現した信頼性の高い光シャッターアレイ素子である。以
上述べたことは、今後増々開発が注目されている光制御
デバイス、光情報処理技術の中にあって、光学式プリン
ター等の書き込みヘッドや、その他の応用機器において
、低電圧でかつ、高信頼性を有する本発明の光シャッタ
ーアレイ素子は、大きな効果を与えるものである。
【図面の簡単な説明】
第1図aは従来の光シャッターアレイ素子の一構成図、
第1図すはその局部断面図、第2図aは本発明の一実施
例における光シャッターアレイ素子の構成図、第2図す
は同局部断面図である。 1・・・・・・PI、Zで平板、2・・・・・・共通電
極、3・・・・・・電圧印加用電極群、4・・・・・・
偏光子、6・・・・・・検光子、11・・・・・・PL
ZT平板、12・・・・・・共通電極、13・・・・・
・電圧印加用電極群、14・・・・・・絶縁樹脂膜、1
5・・・・・・偏光子、16・・・・・・検光子。 代理人の氏名 弁理士 中 尾 敏 男 ほか1名第1
図     ((L) ? (1P) 第2図 (αラ バ

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 電気光学効果を有する固体の板状透光性磁器上の少なく
    とも一方の面に、光シャッター列を形成するように複数
    個の電極を設け、前記平板の表裏に偏光板を偏光軸が互
    いに90°の角度をなすように配置した光シャッターア
    レイ素子であって、前記板状透光性磁器の上記電極配設
    位置には、電極配設用の溝を設け、上記電極を少なくと
    も上記溝壁面と上記溝壁面につらなる前記板状透光性磁
    器表面にわたって形成し、かつ、上記電極部とそれにつ
    らなる光シャッター部の一部にわたって、樹脂を形成し
    た構造を有することを特徴とする光シャッターアレイ素
    子。
JP59239808A 1984-11-14 1984-11-14 光シヤツタ−アレイ素子 Pending JPS61118724A (ja)

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JP59239808A JPS61118724A (ja) 1984-11-14 1984-11-14 光シヤツタ−アレイ素子
DE8585308315T DE3584419D1 (de) 1984-11-14 1985-11-14 Element bestehend aus einer reihe von lichtschaltern.
US06/798,029 US4697889A (en) 1984-11-14 1985-11-14 Light shutter array element
EP85308315A EP0182622B1 (en) 1984-11-14 1985-11-14 Light shutter array element

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EP (1) EP0182622B1 (ja)
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DE (1) DE3584419D1 (ja)

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EP0182622B1 (en) 1991-10-16
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