JPS63159823A - 光シヤツタアレイ - Google Patents

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】 配鼠五ｄ肛次腎 この発明は、電気光学効果を有する物質を用い、複数の
シャッタエレメントを１次元状に配列・形成した光シヤ
ツタアレイに関する。

灸木立挟惟 従来、この種の光シヤツタ７レイは、カ一定数の大きい
ＰＬＺＴを用い、そのウェハの表面に電極パターンを形
成することにより構成されていた（平面電極型）。しか
し、クロストークを惹起するストレー容量の存在や駆動
電圧が高いこと等の欠点のため、最近では、シャッタエ
レメントを立体にし、その対向面に電極を設けたいわゆ
る平行電界型の構造が、例えば特開昭６０−１５９７２
２号公報や特開昭８０−１７０８２８号公報等で提案さ
れている。

特開昭６０−１５９７２２号公報の技術は、予め接続用
の電極をパターニングしたガラス基板の上に、対向電極
を形成した棒状のＰＬＺＴを接着し、これをダイヤモン
ドカッターにより一定のピッチで切断して光シヤツタア
レイとするものである。もう一つの特開昭８０−１７０
８２８号公報の技術は、７オトリングラフイー技術を用
いるもので、平板状のＰＬＺＴを化学エツチングして電
極配設部の溝を形成し、次いで全面に電極用の金属を蒸
着し、その後所定の電極パターン、ｖｔ造となるように
再度７オトリソグラフイー技術によるエツチング工程を
経て光シヤツタアレイとするものである。

明が　　しようとする　　ヴ しかしながら、上記前者の技術は、極めて複雑な製作工
程を経るという問題があり、他方、後者の技術も、製作
工程が複雑であり、また化学エツチングによる溝形成で
あるのでこの溝の深さを深くできず（実施例では約２μ
鴇）、シャッタ駆動の観点から低電圧化が困難な問題が
ある。

また、シャッタ駆動において、望ましいシャッタ効果を
得るためには、立体のシャッタエレメントにかかる電界
を均一にする必要があるが、製作工程との兼ね合いで、
電界を形成する電極（立体電極）の構造をどのようにす
るかが問題となる。

この発明は、低電圧駆動可能で製作が容易、しかも望ま
しいシャッタ効果を有する光シヤツタアレイを提供する
ことを目的とする。

間　σを　　するための この発明の光シヤツタアレイは、電気光学効果を有する
長尺の板状体に、その艮手力向に沿って設けられ、底面
及び側面に断続的に電極薄膜を有する＠１の溝と、この
第１の溝の底面に該第１の溝と平行に設けられ、底面及
び側面に連続的に電極薄膜を有する第２の溝と、前記第
１の溝から所定の鉗離をおいて該第１の溝と平行に設け
られ、底面及び側面に断続的に電極薄膜を有する第３の
溝と、前記板状体の幅にわたって所定のピッチで多数設
けられた第４の溝とを備えて前記第１．第３、第４の溝
により囲まれた凸部がシャッタエレメントを膿成し、下
記の条件を満足することを特徴とするものである。

ｃＬ　＋ｄｚ　＞　ｃＬ　＞　ｄｚ ｄ、＝ｄ。

但し、ｄｌ　ｔｄ２＝（ｌｆｆｌｄ４は夫々第１．＄２
．第３．第４の溝の深さである。

惧肛 前記第１．第２．第３．第４の溝の深さをｄｌ＋ｄ２＞
　ｄ、　＞　ｄ、とすることにより、第４の溝を形成す
る際に、ｆｊＳ２の溝に設けられた電極薄膜を第１の溝
の電８ｉｉｌ薄膜を介して各シャッタエレメントに連続
させる一方、第３の溝に設けられた電極薄膜を各シャッ
タエレメントごとに断続化させることが可能となり、製
作工程が非常に簡単化される。

また、第１．第３の溝の深さをｄ、　＝ｄ、とすること
により、シャッタエレメントを挾む電極の深さ方向の長
さを等しくでき、シャッタエレメントに均一平行な電界
を形成できる。

Ｘ皿匹 以下、この発明を添付図面に示す実施例によって具体的
に説明する。

第５図に一実施例に係る光シヤツタアレイの部分平面図
を示す。ＰＬＺＴからなる光シヤツタアレイ（１０）は
、中央部に、平行２列のシャッタアレイ（１１＾）ｔ　
（１２＾）を備える。シャッタ７レイ（１１＾）は、窓
形状が方形状のシャッタニレメン）　（１１）からなり
、シャッタアレイ（１２＾）は、シャッタニレメン）　
（１１）の窓形状と同形のシャッタエレメント（１２）
からなる、　（１３）は各列のシャッタニレメン）　（
１１）。

（１２）に共通な共通電極、（１４）は各シャッタニレ
メン）　（１１）の個別電極、　（１５）は各シャッタ
ニレメン）　（１２）の個別電極で、個別電極（１４）
、（１５）のそれぞれは、駆動回路と接続するための本
体側縁まで延び出した電極リード部（１４ｆ）、（１５
Ｎ）を備えている。

上記共通電極（１３）は、？！（３−１）、溝（３−１
）の底面に設けた溝（３−２＞に設けられている。個別
型１（１４）、（１５）はそれぞれ溝（４）、（５）の
側壁に設けられている。シャッタアレイ（１１＾）、（
１２＾）のシャッタエレメント、個別電極及び電極リー
ド部は、それぞれ、溝（３−１）、（３−２）、（４）
、（５）に直交する一定ピッチの平行な溝（６）によっ
て相互に分離されている。

共通電極用の溝（３−１）、（３−２）、個別電極用の
溝（４）。

（５）及びエレメント分離用の多数の溝（６）はいずれ
もが精密切削加工によって形成されている。第１図〜第
５図及び第７図により、この光シヤツタアレイ（１０）
の製作工程を説明する。

第１図（ａ）に示すように、平板状長尺のＰＬＺＴ（１
）を準備する。ＰＬＺＴ（１）の表裏両面は予め光学研
磨されている。ＰＬＺＴ（１）は具体的には、組成が９
７６５／３５、形状は長さ１００＋ｍ＠幅５．０Ｉ１１
輪。

厚さ０．５ｍ−のものである。

第１図（ｂ）に示すように、このＰＬＺＴ（１）の表面
のほぼ中央部に、レジストパターン（２）を帯状に形成
する。レノストパターン（２）の幅は３００μ鶴で、通
常一般のフォトリソグラフィー技術を用いた。このレジ
ストパターン（２）は、後述するように、ＩＪ７トオ７
法による蒸着膜の除去に用＋１１られる。なお、ＰＬＺ
Ｔ（１）の長手方向をＸ軸。

幅方向すなわちＸ軸に直交する方向をＹ軸とし、■−■
線に沿う断面図を第２図に示す、レジストパターン（２
）の厚みは１μ−程度としている。

次にこのレジストパターン（２）を形成したＰＬＺＴ（
１）の当該レジストパターン（２）の中央をＸ軸方向に
ＰＬＺＴ（１）の全長にわたり精密切削し、ｔｐＪ３図
に示す共通電極用の溝（３−１）を形成する。

そして、さらに溝（３−１）の底面からＰＬＺＴ（１）
の厚み方向に溝（３−１）と平行な共通電極用の溝（３
−２）を形成する。切削加工は、送りが高精度なグイシ
ングツ−で行い、カッターは刃厚２５μ伯のダイヤモン
ドカッターを用いた。溝（３−１＞の形状は、幅１００
μｓ、ＰＬＺＴ（１）の表面からの深さｃＬ　＝　１２
０μｍである。また、＊（３−２）は、幅５０μ−で溝
（３−１）の底面からの深さｄ２＝１３０μ−である。

次に上記溝入れ工程と同様にして、共通電極用の第１の
溝（３−１）の両側縁から一定の距離をおき：＋７）Ｆ
Ｗ（３−１）ト平行１．ｍ（Ｘ軸方向に）、ＰＬＺＴ（
１）の全長にわたり切削し、第３図に示す個別電極用の
溝（４）と溝（５）とを形成する。溝（４）、（５）の
形状は相等しく、幅８０μ鵠、深さｄ３は１２０μｍで
ある。

溝（３−１）と溝（４）、（５）の間隔すなわちシャッ
タとなる凸部の幅の長さは６０μ論とした。なお、この
シャッタ凸部の幅艮及び溝（３−１）、溝（４）、（５
）の深さくＬ　ａｄｓは、光シヤツタアレイに要求され
る性能に応じかつ精密切削加工の精度の範囲内において
任意に選択されることが可能である。ただし、平行電界
の均一性を確保するようにｄ、＝ｄ、を条件とする。

次の工程は、電極用の薄膜を設ける工程である。

実施例では、スパッタリング法によって、このＰＬＺＴ
（１）の加工面を含む表面全体にアルミニウムを蒸着し
、２μ論程度のアルミ蒸着膜（７）を形成した（第４図
）。

次にこのアルミ蒸着膜（７）を設けたＰＬＺＴ（１）に
対し、再びグイシングツ−を用い、今度は溝（３−１）
が延びる方向（Ｘ軸方向）とは直交する矢印６Ａ方向（
Ｙ軸方向）に、ＰＬＺＴ（１）の幅にわたって一定の深
さ、一定のピッチでエレメント分離用の多数の溝（６）
を切削する。溝（６）の深さｄ、は２３０μ艶とし、ピ
ッチは８０μ麺で、溝幅は２０μ鴫である。

切削に供したダイヤモンドカッターは刃厚１５μ餉のも
のと交換されている。

この溝（６）の切削の深さｄ、は、第７図の断面から分
かるように、ｄｉ　＋ｄ２＞　ｄ４＞　ｄｓの関係を満
足する。即ち溝（６）、（６）、（６）、・・・・・・
を切削すると、各列のシャッタエレメント及びその個別
電極さらには電極リード部を相互に分離する一方で、共
通電極用の第２の溝（３−２）の底面に設けたアルミ蒸
着Ｆｍ（７）は削り取らない。溝（３−２）の底面及び
側壁のほぼ全部のアルミ蒸着ｗＸ（７）は分断されずに
連続する。そして、この側壁のアルミ蒸着膜は第１の溝
（３−１）の底面及び側壁のアルミ蒸着膜と連続する。

従って、これら溝（３−１）、（３−２）の連続するア
ルミ蒸着膜（７）がシャッタニレメン）　（１１）群、
ンヤッタエレメント（１２）群の共通電極を形成する。

尚、アルミニウムを連続させて共通電極とするには、特
に溝（３−１）より深い溝（３−２）を形成しなくとも
、第６図に示されるように、溝（３′）の深さｄｌをｄ
ｉ＞ｄｉ＞ｄ、の関係にすればよいと考えられる。

しかし、このようにすると、シャッタエレメント（１１
’）、（１２’）の対向電極の一方、すなわち共通電極
側のほうが長くなって図示のように電界が不均一なもの
となり、シャッタ作用を受ける光（Ｌ）に悪影響を及ぼ
す。本発明は、この悪影響を解消するように、共通電極
用のｒｒＩｔ（３−１）の深さｄｌを個別電極用の溝（
４）、（５）の深さｄ３と等しくして電極の長さを同じ
にする一方で、溝（６）の切削によっても共通電極用の
アルミ蒸着膜が残存するように、溝（３−１）より深い
第２の溝（３−２）を設けたものである。溝（６）の切
削は極めて簡単な工程であり、それにもかかわらずシャ
ッタエレメントとその電極形成が同時にできる。従来例
は、エレメントと電極形成とが別工程で、しかも夫々に
おいて大変複雑な工程を経ていた。これに比べると、本
例の手法は性能のよい光シヤツタアレイの製作工程の大
幅な簡略化をもたらす。

製作工程の最後は、シャッタニレメン）　（１１）、（
１２）の上面窓部に形成されているアルミ蒸着膜（７）
を除去する工程である。アルミ蒸着膜（７）はレジスト
（２）上に形成されており、これをレジスト剥離液によ
りレジスト（２）とともに剥離する（リフトオフ法）。

以上のようにしてｔｔｆＪ５図、第７図（ａ）に示され
る光シヤツタアレイ（１０）を得る。光シヤツタアレイ
（１０）は、個別に外縁まで延びた電極リード部（１４
Ｎ）をもったシャッタエレメント（１１）からなるシャ
ッタアレイ（１１＾）と、反対側の外縁まで延びた電極
リード部（１５１）をもったシャッタエレメントけ２）
からなるシャッタアレイ（１２Δ）の２列から構成され
る。なお、第７図（ｂ）に示すように、シャッタアレイ
（１１＾）の１列のみからなる光シヤツタアレイであっ
てもよい。溝（５）の工程を除き、上記製作工程と同様
にして作成される。

第８図には２列の光シヤツタアレイけＯ）の外部回路と
の接続図を示す。

図中、（２０）はシャッタアレイ（１１＾）のシャッタ
ニレメン）　（１１）群に駆動パルスを与える駆動回路
（半導体チップ状の回路を含む）、（２１）はシャッタ
アレイ（１２＾）のシャッタエレメントけ２）群を駆動
する駆動回路である。駆動回路（２０）とシャッタアレ
イ（１１＾）とは、シャッタアレイ（１１Δ）奇数番目
のシャッタエレメント（１１）の個々の電極リード部（
１４１）と接続する一方、駆動回路（２１）とシャッタ
アレイ（１２＾）とは、シャ７タアレイ（１２＾）の偶
数番目のシャッタニレメン）　（１２）の個別の電極リ
ード部（１５ｆ）と接続する。駆動回路（２０）、（２
１）と接続されナイシャツタエレメントは利用されない
。

駆動回路（２０）、（２１）は時分割で生動され、画像
情報に基づく２列のシャッタアレイ（ＩＩＡ）、（１２
＾）のシャッタ作用（第９図（ａ））で、画像のドツト
状ライン１本を形成する（第９図（ｂ））。時間差は、
画像形成部たとえば感光体ドラムの回転速度と同期して
整合される。これにより、実施例の光シヤツタアレイで
８０μＩＩＩピンチすなわち１２ド・ン）／ｍｍの高解
像度を達成する。

上記実施例に示すように、シャッタアレイを２列設ける
のは、この高解像度を達成できるように光シヤツタアレ
イと駆動回路間のリード線接続の困難さを回避するため
である。すなわち、＠ｉｏ図のシャッタニレメン）（１
２）の個別電極に連なる電極リード部（１５Ｚ）の部分
平面拡大図に示すように、電極リード部（１５Ｎ）は８
０μｍのピッチでしかもその幅は６０μ鑓しかない。現
状のリード線ワイヤーボングーでは、ピッチ８０μ（ｎ
の精度をもち接続平均径が６０μｍ以内で充分な接続強
度が得られるものは見出し難い。そこで、ワイヤーボン
グーの現状に適するように、電極リード部（１５Ｎ）、
　（１，４Ｎ）を１つおきに、すなわち１６０μＩピツ
チでリード線と接続するようにしたものである。したが
って、このようにすれば、容易に自動化ラインに乗せる
ことが可能となり、生産性の利益が大きい。

Ｐｔ５１１図は他の実施例を示した部分平面図である。

第５図における参照符号と同一のものは同一ないし相当
のものを示し詳細な説明を略す。この実施例では、シャ
ッタニレメン）　（１１）、（］、２）の窓形状を台形
とした。エレメント分離用の溝（６）を始端を一致させ
てジグザク状に溝（６ａ）と溝（６ｂ）により形成した
。溝（６ａ）はＸ軸方向に対し切込みの角度（８）が例
えば８９゛、溝（６ｂ）の角度（９）は９１°として、
ＰＬＺＴ（１）の幅にわたってそれぞれ一定ピンチ（例
えば１６０μｍ）で、刃厚１５μｍのダイヤモンドカッ
ターにより切削加工されている。■−■線に沿う断面は
、ｆ５７図（ａ）と同様である。

このようにシャッタエレメントの窓形状を台形にすると
、外部回路との接続及び画像形成の２点において先の実
施例より有利である。即ち、利用に供するシャッタエレ
メント（１４）、　（１５）（いずれも斜線で区別して
示している）の電極リード部（１４１）。

（１５１）はＰＬＺＴ（１）の端縁で下底が幅広の台形
となり、その下底の長さは１４０μｌ、リード部相互の
中心間ピッチは１６０／ｉｍで、これによりリード線等
との接触の容易さ及び接触の強度を充分に確保すること
ができる。

シャッタ駆動は、第９図（ａ）と同様に、第１２図（ａ
）のようにシャッタアレイ（１１＾）、（１２＾）を時
分割で駆動する。同図（ｂ）にこれにより形成されるド
ツト状ラインを示す。もっとも、実線で示されるドツト
状ラインは、シャッタアレイ（１１＾）、（１２＾）を
瞬間的に駆動したとしてその瞬時の投影像を図解して示
したものである。実際には、シャッタによる像投影時、
例えば感光体ドラムは回転しており、シャッタニレメン
）　（１１）Ｉ（１２）の投影像はこの感光体ドラム上
で軌跡を描き、ドツトとしては台形の下底の軌跡に相等
する破線で示される方形状のドツト（ｌｉｄ）、　（１
２ｄ）となる。これら隣接するドラ）　（ｌｉｄ）、（
１２ｄ）は、隣接する箇所で重なり合って、エレメント
分離用の溝（６ｍ）＝（６ｂ）によるシャッタエレメン
ト間に存する物理的なギャップに基づくドツト間ギャッ
プ（６ｇ）を埋める。従って、シャッタエレメントの窓
形状をこのように台形にすることで、ドツトの連続性が
密なラインを形成でき、画像形成の場合には品質のよい
画像を得ることができる。また、第９図（ｂ）に示すよ
うに、切削加工によりエレメント間ギャップを形成する
場合にはカッターの刃厚の問題もあって、ギャップ（６
ｇ）は比較的太き（なるが、窓形状を台形とすることに
よりギャップの存在をカバーすることができる。

もっとも、上記実施例はＰＬＺＴ（１）に形成する溝を
すべて切削加工によるものとしたが、７オトリグラフイ
ー技術＜８１相もしくは気相の化学エツチング）によっ
て又は精密切削加工と組合せてこれらの溝を形成するよ
うにしてもよい。

＾肌０激來 以上のように、本発明に係る光シヤツタアレイによれば
、均一な電界がかかることから光学的に望ましいシャフ
タ効果が期待で軽るとともに、製作工程が複雑化しない
という優れた効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、（ｂ）、第２図、第３図、第４図は本発
明の一実施例に係る光シヤツタ７レイの製作工程の説明
図、第５図は完成品の部分平面図、第６図は背景例の断
面図、第７図（ａ）は第５図及Ｖ第１１図の■−■線に
沿う断面図、第７図（ｂ）はシャッタアレイが１列の他
の実施例の断面図、第８図は光シヤツタアレイと駆動回
路との接続図、第９図（ａ）、（ｂ）はシャッタ駆動の
説明図、第１０図は電極リード部の部分拡大図、第１１
図は別の実施例の部分平面図、第１２図（ａ）、（ｂ）
は第１１図の実施例のシャッタ駆動の説明図である。 １・・・長尺板状のＰＬＺＴ、３−１．３−２・・・共
通電極用の溝、４，５・・・個別電極用の溝、６　、６
　ａ。 ６ｂ・・・エレメント分離用の溝、７・・・電極として
のアルミ蒸着膜、１０・・・光シヤツタアレイ、１１゜
１２・・・シャッタエレメント、１３・・・共通電極、
１４．１５・・・個別′？ｔ１極、ＩＩＡ、１２Ａ・・
・シャッタアレイ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学効果を有する長尺の板状体に、その長手
   方向に沿って設けられ、底面及び側面に断続的に電極薄
   膜を有する第１の溝と、 この第１の溝の底面に該第１の溝と平行に設けられ、底
   面及び側面に連続的に電極薄膜を有する第２の溝と、 前記第１の溝から所定の距離をおいて該第１の溝と平行
   に設けられ、底面及び側面に断続的に電極薄膜を有する
   第３の溝と、 前記板状体の幅にわたって所定のピッチで多数設けられ
   た第４の溝とを備えて前記第１、第３、第４の溝により
   囲まれた凸部がシャッタエレメントを形成し、下記の条
   件を満足することを特徴とする光シャッタアレイ。 ｄ＿１＋ｄ＿２＞ｄ＿４＞ｄ＿３ ｄ＿１＝ｄ＿３ 但し、ｄ＿１、ｄ＿２、ｄ＿３、ｄ＿４は夫々第１、第
   ２、第３、第４の溝の深さである。