JPH0478817A - 光シャッタアレイ - 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】 （産業上の利用分野） 本発明は、光シャッタアレイに関する。更に詳述すると
、本発明は電気光学効果を利用した光シャッタアレイに
関する。

（従来の技術） 電気光学効果として、印加電界に対して媒質の複屈折が
変化する現象が知られている。この現象を利用し、印加
する電界を制御することによって媒質に光の透光・遮光
動作を行なわせるようにした光シャッタアレイが従来提
案されている。この光シャッタアレイは、板状の電気光
学効果を有する物質例えばＰＬＺＴに薄型電極をくし歯
状に配置し、個々の電極にかかる電圧を制御してＰＬＺ
Ｔに所定の電界を印加するようにしたものである。

電極１０１は、従来、アルミ蒸着とエツチング処理によ
ってＰＬＺＴ１０２の表面即ち光透過方向と直交する面
１０２Ｃ，１０２０に形成されている６例えば、第４図
（Ａ）に示すようにＰＬＺＴ１０２の光の透過方向と直
交する一方の面１０２Ｃに取付けたり、第４図（Ｂ　）
　４．：示すよう４：：ＰＬＺＴ１０２の両面１０２ｃ
、１０２０に取付けたり（特開昭６２−４２１２０号）
、第４図（Ｃ）に示すようにＰＬＺＴ１０２に溝加工を
施してＰＬＺＴ１０２の深さ方向即ち光透過方向に電極
１０１を一部埋め込むようにして取付けられている。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、電気光学効果を有する物質１０２の表面
に電極１０１が形成されている場合、物質内部で均一に
電気光学効果が起こり難いため、駆動電圧を高くしなく
てはならない。また、電極の一部を物質１０２内に埋め
込む場合、狭隘な溝１０３を加工することが困難である
し、この溝加工のなめＰＬＺＴ１０２の機械的強度が劣
るという問題がある。

更に本発明者らが光シャッタの特性の更なる向上を図る
ため種々研究した結果、ＰＬＺＴの基板の内部に歪が残
留していると光シャッタとしての特性が悪くなる、こと
を見い出した。そして、このシャッタ特性の悪化は駆動
電圧を従来よりも低下させる場合に生じ易いものであっ
た。

本発明は、この知見に基づき、低駆動電圧でもシャッタ
特性を悪化させずに確実に作動するシャッタアレイを提
供することを目的とする。

（課題を解決するための手段） かかる目的を達成するため、本発明の光シャッタアレイ
は、電気光学効果を有する基板と、前記基板の光透過方
向と平行な一方の面に設けられた複数の個別電極と、前
記基板の一方の面と平行な他方の面に設けられた共通電
極と、前記基板と熱膨張係数がほぼ同じでかつ前記個別
電極を前記基板との間で挾む支持部材と、前記支持部材
上に設けられて前記各個別電極に個々に接続されている
端子電極とで、前記個別電極と前記共通電極とが入射光
に対しほぼ平行となるように設けられ、かつ端子電極が
入射光に対しほぼ直交するように構成されている。

（作用） したがって、電気光学効果素子の光の透過方向に平行な
面に形成された個別電極と共通電極との間で電界が印加
され、電気光学効果が厚み方向に均一に現れる。また、
基板との間で個別電極を挾みつける支持部材が基板とほ
ぼ同じ熱膨張係数の材質で構成されているため、光シャ
ッタアレイの製造過程において基板と支持部材をブロッ
ク状に接合するときに熱膨張差に起因する内部応力や歪
が基板内に残留することがない。

（実施例） 以下、本発明の構成を図面に示す実施例に基づいて詳細
に説明する。

第１図（Ａ）及び（Ｂ）に本発明の光シャッタアレイの
一実施例を示す、この本実施例は二組のシャッタアレイ
１，１を、それらの共通電極４が向い合せになるように
背中合せに接合して１つのブロックとしたものである。

１組のシャッタアレイ１は、電気光学効果を有する物質
から成る基板２と、基板２の光の透過方向と平行な一方
の面２Ａに設けられた複数の個別電極３．・・・、３と
、基板２の前記一方の面２Ａと平行な他方の面２日に設
けられた共通電極４と、個別電極３．・・・、３を基板
２との間で挾む支持部材５と、この支持部材５上に設け
られて各個別電極３．・・・、３に個々に接続されてい
る端子電極６．・・・、６とから構成されている。そし
て、この二組のシャッタアレイ１１は、向い合う各共通
電極４．４の間および各個別電極４と支持部材５との間
にＳ　ｉ　０２及び低融点ガラスの接着剤を兼ねた絶縁
層８．９が形成されて１つのブロックを構成するように
固められている。

各支持部材５，５上に形成されている個別電極３、・・
・、３は、一方の支持部材５の側の個別電極３、・・・
、３が、他方の支持部材５の側の個別電極間に位置する
ように、千鳥状に配置されている。

この個別電極３．・・・、３には対応する端子電極６゜
・・・、６がそれぞれ支持部材５上に形成されて接続さ
れ、各個別電極を個々に制御し得るように設けられてい
る。また、低融点ガラス・５ｉ０２等の接着剤８を介し
て接合された共通電極４，４には一本の端子電極７が同
時に＃続されている。個別電極３．・・・、３と端子電
極６．・・・、６の接続は個別電極３．・・・、３の端
部を基板２と支持部材５との間に露出させその上に直接
端子電極６．・・・　６を形成することによって行なわ
れている。共通電極４，４と端子電極７との接続も同様
である５尚、電極３，４にはアルミニウム等の電極材あ
るいは酸化すずなどめ透明電極材が使用され、所望の形
状及び厚みに真空蒸着等によって形成されている。

また、共通電極４は図示の如く基板２の他方の面２Ｂの
全面に亙る１本の電極とせず、個別電極３・・・、３に
対応する複数の電極として形成しても良い 電気光学効果を有する基板２は、印加電界に対して複屈
折が変化する現象を呈する媒質であり、例えばＰＬＺＴ
の使用が好適である。ＰＬＺＴは（Ｐｂ、Ｌａ）（Ｚｒ
、Ｔｉ　）０３の化学式で表わされるセラミックスで、
光シヤツタ用としては例えばＰＬＺＴ９／６５／３５が
一般的である。

このＰＬＺＴは透過率が高く大きな電気光学係数を有し
、応答速度が速く可動部がない等の高速光シャッタとし
て有利な条件を備えている。

また、支持部材５としては、基板２と熱膨張係数がほぼ
同じ材料が使用されている。しかも、この支持部材５は
後述の製作過程においてブロックからスライサによって
チップ状に切り出すとき、硬度の違いによって支持部材
とＰＬＺＴ接合面に段差が生じるのを防ぐため、基板２
とほぼ同じ硬度のものを使用することが好ましい。そこ
で、支持部材５としては、好ましくは基板２と同じ材質
即ちＰＬＺＴが使用される。この場合のＰＬＺＴは透明
でなくとも良い。

以上のように構成されたシャッタアレイによれば、次の
ように光シャッタとして作動する。

光シャッタの原理を第３図に示す、第３図において、１
１０は偏光子、１１１は検光子、１はシャッタアレイ、
１１３は電源、１１４は光源、１１５はスイッチである
。光源１１４から入射した光は、偏光子１１０により直
線偏光となり、シャッタアレイ１に導入される。ここで
、シャッタアレイ１に電圧が印加されない場合、ＰＬＺ
Ｔ２は光学的等方体であるなめ、光は検光子１１１によ
って遮られ光はオフ状態になる。また、シャッタアレイ
１に電圧を印加すると、ＰＬＺＴ２は光学的異方性を示
すため、光の透過に件って漏光面が回転し、検光子１１
１に到達した光は、印加電圧に応じて楕円偏光、あるい
は直線偏光となる。ここで、作動電圧としていわゆる半
波長電圧を印加すると、丁度、半波長位相がずれるため
光は９０”回転し、直線状漏光となって検光子１１１を
通過するので、最大の出力光強度が得られる。

そこで、スイッチ１０５の操作によって、任意の個別電
極３．・・・、３と共通電極４との間に所定の電圧を印
加して電界を形成すれば、それらの間のＰＬＺＴ２が複
屈折を起し、シャッタとして動作する０例えば第１図（
Ａ）において上側の右端の個別電極３と共通電極４との
間に電界を加えると、それらの間のＰＬＺＴ２のシャッ
タ部分Ａ　−＋が動作し光を通過させる。尚、図中符号
Ａ−１，Ａ−２゜・・・、Ａ−Ｎはシャッタ部を示す。

次に上述の構成の光シャッタアレイの製造方法について
説明する。

まず、ＰＬＺＴの基板２の光の透過方向と平行な一方の
面２Ａにアルミニウム等の電極材を真空蒸着等によって
全面に固着させ、一定厚さの薄膜１０を形成する［第２
図（Ａ）］、そのＡＩ薄膜１０にフォトリングラフィに
よりストライブ状の個別電極３．・・・、３を形成する
［第２図＜Ｂ）］。

フォトリソグラフィは、例えばポジ型フォトレジストを
電極材薄膜１０の上に塗布し、電極材を必要としない箇
所だけに光が照射されるようにフォトマスクを通して紫
外線を照射し、現像液により感光剤を取り除いて、残っ
た感光剤を保護膜にしてエツチングにより電極材１０を
部分的に取除くように行なわれる。その後、感光剤は除
去される。

また、基板２の光透過方向と平行な他方の面（裏面）２
ＢにＡＩ等の電極材を真空蒸着等によって固着し、共通
電極４を全面に形成する［第２図（Ｃ）］、この場合、
個別電極３．・・・、３と同様の方法により、個別電極
に対応する部分のみ共通層［！４を形成しても良い。共
通電極４を個別電極３、・・・、３と対向する位置に個
別に設ければ、絶縁層８．８同士を接着した時の熱によ
る膨張の違いによって共通電極や５ｉ０２の薄膜が剥離
するという危険を減少させることができるし、また、電
気光学効果が共通電極部分で横に広がることもないから
、クロストークも防止できる効果がある。

そして、基板２の両面に電極３．・・・、３及び４を被
うように、スパッタリング等によってＳ　ｉ　０２の薄
膜８，９を形成しプロ・ツク１１とする［第２図（Ｄ）
　Ｊ　。

次いで、２組の上述のブロック１１を共通電極４．４同
士が向い合うように背中合せに突合せ、かつ一方の支持
部材５上の個別電極３．・・・、３が他方の支持部材５
上の個別電極３．・・・、３の間に位置するように千鳥
状に配列して、それらの共通電極４．４の間にスペーサ
（図示省略）を挟み込んで重ねる。更に、各個別電極３
．・・・、３側にスペーサ（図示省略）を介して支持部
材５としてのＰＬＺＴ等のブロックを夫々重ねる。その
後、支持部材５と個別電極側絶縁層９との間及び共通電
極側絶縁層８との間に加熱状態下で低融点ガラス１２を
侵入させて全体を１つのブロック状に固める［第２図（
Ｅ）］。

そして、ブロック１３を積層方向と直交する面で即ちＰ
ＬＺＴ基板２の光透過方向と直角な方向に所望の厚さに
スライスする［第２図（Ｆ）］。

スライスされたチ・ツブ１４は研磨される。そして、そ
のチップ１４の片面にアルミニウム等の電極材を真空蒸
着等によって薄膜状に被膜し、フォトリソグラフィによ
って所望の端子電極６．・・・１６を支持部材５上に、
また共通電極４．４上に端子型４Ｆ！７を形成する［第
２図（Ｇ）コ。端子型４Ｎ！６・・・、６は対応する個
別電極３．・・・、３とそれぞれ接続され、端子電極７
は双方の共通を極４，４と同時に接続されている。

〈発明の効果） 以上の説明より明らかなように、本発明の光シャッタア
レイは、電気光学効果素子の光の透過方向に平行な面に
形成された個別電極と共通電極との間で電界が印加され
、電気光学効果が電気光学効果を有する基板の厚み方向
に均一に現れるようにしているので、低電圧で駆動でき
る。しかも、本発明の光シャッタアレイは支持部材を基
板とほぼ同じ熱膨張係数の材料で構成しているので、製
造段階の熱膨張に起因する内部応力や歪が基板と支持部
材との間で生じないので、光シャッタとしての特性を劣
化させることがない。

更に、本発明の光シャッタアレイにおいて基板と支持部
材とを同じ材料で構成する場合、光シャッタアレイを量
産するなめに構成材料を積層してブロック化した後スラ
イスすることによって製作するときに、支持部材と基板
との接合面に段差が生ずるようなこともない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の光シャッタアレイの一実施例を示す図
で、（Ａ）は平面図、（Ｂ）はＩ−Ｉ線＠面図である。 第２図（Ａ）〜（Ｇ）は本発明に係る光シャッタアレイ
の製造プロセスの一例を示す加工工程図である。 第３図は光シャッタの原理を示す斜視図である。 第４図（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は従来の光シャ・ｙタア
レイの！極の配置の仕方を説明する断面正面図である。 １・・・シャッタアレイ、 ２・・・電気光学効果を有する基板、３・・・個別電極
、４・・・共通電極、５・・・支持部材、６．７・・・
端子電極。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学効果を有する基板と、前記基板の光透過
   方向と平行な一方の面に設けられた複数の個別電極と、
   前記基板の一方の面と平行な他方の面に設けられた共通
   電極と、前記基板と熱膨張係数がほぼ同じでかつ前記個
   別電極を前記基板との間で挾む支持部材と、前記支持部
   材上に設けられて前記各個別電極に個々に接続されてい
   る端子電極とから成り、前記個別電極と前記共通電極と
   が入射光に対しほぼ平行となるように設けられ、かつ端
   子電極が入射光に対しほぼ直交するように設けられたこ
   とを特徴とする光シャッタアレイ。
2. （２）請求項１に記載の光シャッタアレイを前記共通電
   極を背中合せに対向させて接続してなる光シャッタアレ
   イ。
3. （３）前記支持部材が基板と同じ材質であることを特徴
   とする請求項１または２記載の光シャッタアレイ。