JPS6275512A - 光シヤツタ素子の製造方法 - 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 本発明はカメラにおける高速光シャッタなどの光制御機
器に用いることが出来る光シャッタ素子の製造方法に関
するものである。

従来の技術 近年、機械的、電気的あるいは化学的手段を用いて、光
の透過光量を制御する、いわゆる光シャッタ素子が各分
野で幅広く用いられている。なかでもカー効果などの電
気光学効果を利用した固体光シャッタ素子は、応答性に
優れ、小型化が可能となることから、カメラのシャフタ
など高速性を必要とする光シャッタべの応用が考えられ
ている。

現在、上記光シャッタ素子として知られているものは、
チタン酸ジルコン酸鉛の一部をランタンで置換した組成
物（以下ＰＬＺＴと記述する）等の透光性焼結磁器の平
板上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方向に対し、±４５°
の方向に偏光軸が互いに直交するように、偏光板で挟ん
だ構造を有したものである。

以下、図面を参照しながら、従来の光シャッタ素子につ
いて説明する。

第４図は、従来の光シャフタ素子の構成図の例を示した
ものであり、４１はＰＬＺＴ基板、４２ａ。

４２ｂはＰＬＺＴ基板上に設けられた電極であり、４２
ａは電圧印加用電極、４２ｂは接地側電極である。４３
は偏光子、４４は検光子であり、電圧印加用電極４２ａ
と接地側電極４２ｂ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、±４５°の方向に、偏光軸が、互
いに直交するよう構成されている。このように構成され
た光ンヤッタの動作を以下に説明する。

第４図の偏光子４３の後部に設けられた光源４５から光
を照射した場合、ＰＬＺＴ基板４１上に形成された電圧
印加用電極４２ａと接地側電極４２ｂの電極間に電圧を
印加しない場合は、電気光学効果による複屈折は生じず
、偏光子４３及び検光子４４によって光は遮断されるが
、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。

このような原理により、小型、高速の光シャッタ素子が
可能となる。（例えば、「光学セラミックスと光ファイ
バー」戸田尭三・石田宏司著、Ｐ。

１１３〜Ｐ、１１７） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、第４図に示したように、ＰＬＺＴのよう
な電気光学材料を用いた光シャッタ素子においては、電
極部は電気光学素子の表面上に形成されているため、第
５図に示すように電界が基板の電極形成側の表面に集中
し、十分に浸透しない。従って駆動電圧を大きくしない
と希望する透過光量を得ることが出来ないという問題点
を有していた。それゆえ、駆動する周辺装置の小型化。

低電力化が困難であり、素子の駆動電圧の低減化が強く
望まれていた。なお、第５回の５１はＰＬＺＴ基板、５
２ａは印加電圧用電極、５２ｂは接地側電極、点線は電
界を示す。

本発明は、上記問題点に鑑み、電気光学効果を有する透
光性焼結磁器層と＠種層とが交互に複数層積層すること
により、駆動電圧の低減化が可能な光シャッタ素子の製
造方法を提供することにある。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために、本発明は、まず、光シャ
ッタ素子の基板を構成するに必要な原料粉末を、所望の
組成となるよう配合、混合した後仮焼、粉砕する。この
仮焼粉と有機結合剤、可塑剤及び溶剤からなるスリップ
をドクターブレード法等により、一定厚みの生シートに
作成する。次に白金、パラジウム、銀もしくはこれらの
混合粉末をビークルと共に練ったペーストを、この生シ
ート上に、印刷法等により、塗布し電極面を形成する。

かかるシートを複数層積層した後、圧着するか、もしく
は、電極面を形成したシート上に、前記スリップを塗布
、乾燥した後、この面上に、電、極面を形成し、再度、
前記スリップを塗布、乾燥する工程を複数回くり返すこ
とにより、シートと電極面が複数層くり返された成形体
を作製する。

これを酸素気流中で焼成後、電極面に垂直方向に焼結体
をスライスした後、スライス面を研磨することにより、
電極部と電気光学効果を有する焼結体とが交互にくり返
され、駆動電圧の低減化が可能な光シャッタ素子が製造
出来る。

作用 第２図は、本発明の方法により作製した光ンヤノタの断
面を示したものであるが、この図から明らかなように本
発明による光シャッタの電極部は、電気光学素子の内面
に配設されているため、電極間に電圧を印加した場合、
電圧が基板内部に有効にかかるため、駆動電圧を低下さ
せることが出来る。また電極形成にスクリーン印刷等を
用いることから、電極厚みの均一性、生産性に優れると
共に、電極部が素子内部にあることにより、電極部に、
ひっかき傷等がつきにくい等の利点も存する実施例 以下本発明による光シャッタ素子の製造方法について具
体的に説明する。

酸化鉛（ＰｂＯ）、酸化チタン（Ｔ　ｒ　０２　）　。

酸化ジコニウＬ（Ｚ　ｒ　０２　）　−Ｍ化うンタン（
Ｌ　ａ　２０３）の各粉末をＰｂｏ、＋＋Ｌａｏ、ｏ＊
（Ｚ　ｒｏ、ｂｓ　Ｔｉｏ、３ｓ）　ｏ、ｑｓ０３とな
るよう秤量した後、ボールミルで１７時間混合した。こ
の混合粉を９００°Ｃで２時間仮焼した後、ボールミル
で１７時間粉砕し、ろ過乾燥した。この仮焼粉１００重
量部に対し、有機結合剤としてブチラール樹脂を２重量
部、可塑剤としてフタル酸ジ−ｎ−ブチル（ＤＢＰ＞を
１重１部及び溶剤として、メチルアルコールを１８重量
部加え、ボールミルで２０時間混合してスリ、プを作製
した。これをポリエステル上に流し込み、ドクタブレー
ドを用いて、シート状に成形し、自然乾燥により厚さが
５００μｍの一定厚みの生シートを作製した。一方白金
、パラジウム、根もしくはこれらのｌ昆合扮、　　末を
ビークルと共に練って、粘度約１００ポイズのペースト
とし、これを前記化シート片全面にスクリーン印刷し、
乾燥させた。なお、電極厚みは２０μｍとした。

次に、白金粉末あるいは、銀とパラジウムの混合物（Ａ
ｇ／Ｐｄ＝５０１５０重量比）が印刷された生シートを
、３０枚重ね合わせた後圧着することによりシートと電
極面がくり返された成形体を作製した。

一方、パラジウム粉末を印刷した生シート面上には、前
述のスリップを、スクリーン印刷法を用いて再度塗布乾
燥後、この面上に、再び前述のパラジウム粉末を含むペ
ーストをスクリーン印刷法で塗布、乾燥した。この工程
を３０回くり返すことにより、シートと電極面が（り返
された焼成用成形体を作製した。

これらの成形体をマグネシア基板上に置き、マグネシア
６１１２”ａからなるスペーサを用いてサヤ詰めした後
、雲囲気炉内に置き２００℃／　ｈ　ｒの昇温速度で４
００°Ｃまで昇温させ、１０時間保持して、シート中に
含存されている有機成分を除去した。

有機成分を除去した後、酸素を１ρ／　ｍ　ｉ　ｎの速
変で供給しながら、再び２００℃、／　ｈ　ｒで、昇温
し、１１３０℃で４０時間焼成した。次に得られた焼結
体を電極面に垂直方向に、厚み４００μｍにスライスし
た後、スライス面を、超微粒子のアルミナ粉末を用いて
、両面、鏡面仕上げを行った。

その結果、第２図に示すように白金、パラジウムもしく
は、恨−パラジウムからなる電極は、鏡面研磨された基
板の内部に設けられており、この電極部に電圧を印加す
ると電界がＰＬＺＴ素子の内部前面に有効にかかり、従
来例に示すような電極構造に比べて駆動電圧が小さくす
む。なお、第２図において、２１はＰＬＺＴ基板、２１
ａは電圧印加用電極、２２ｂは接地４！］Ｊ電極であり
、点線は有効電界の分布状態を示したものである。

次に第１図に示すように、光ンヤノタの電極に電圧を印
加した時に生じろ電界ヘクトノドの方向に対して、±４
５°の偏光軸を有する偏光板をはり合わせた後、電極間
に直流電圧をＯ〜１５０Ｖ印加し、その時の透過率を調
べた。なお、第１図において１１はＰＬＺＴ基板、１２
ａは電圧印加用電極、１２ｂは接地側電極、１３は偏光
子、１４は検光子、１５は光源である。なお比較のため
に、従来例として、本発明と全く同一組成、同一厚みの
鏡面研磨処理されたＰＬＺＴ基板上に、アルミニウムを
蒸着後、フォトエツチング法により、第４図のような？
ｉｌｉ極を形成した。なお、電極幅は２００μｍとし、
電極間隔は、本発明による光シャッタ素子と同一とした
。この電極部に、０〜２００■の直流電圧を印加し、そ
の時の透過率を調べた。その結果を第３図に示す。同図
において。

（イ）は従来例、（ロ）、（ハ）、（ニ）はそれぞれ本
発明の実施におけるもので、それぞれ電極として、Ａｇ
−Ｐｄ、Ｐｄ、Ｐｔを使用したものである。第３図から
明らかなように電極材料に白金、パラジウム５あるいは
銀−パラジウムを用いて、本発明の一実施例における電
極形成法により作製した光シャッタ素子の場合、従来法
により作製した光シャッタ素子に比べて、著しく駆動電
圧を低下させることが出来る。

なお、本発明の実施例では、白金、パラジウムもしくは
銀−パラジウムの粉末を用いたが、白金とパラジウムの
混合粉を用いても同様の効果を得ることが出来るのは、
言うまでもないことである。

また電気光学素子としてＰＬＺＴを用いたが、ＰＬＺＴ
と同様な電気光学効果を示す（Ｐｂ。

Ｌａ）（Ｚｎ、Ｎｂ）０３系、　　（Ｐｂ、Ｂｉ）（Ｚ
　ｒ＝　Ｔ　ｒ　）　０２系などを用いても同様の効果
を得ることが出来る。

発明の効果 以上の説明から明らかなように、本発明による製造方法
を用いて作製した光シャッタ素子の電極部は、ＰＬＺＴ
等の電気光学素子の基板内部に配置された電極構造を有
しているため、電極間に電圧を印加した場合、電界が素
子の基板内部全体に有効にかかるため、駆動電圧を著し
く下げることが出来る。従って、光シャッタ素子を駆動
する周辺装置の小型化、低電力下が可能となるなど、そ
の工業的価値は、きわめて大きいものがある。

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図はそれぞれ本発明の一実施例における製
造方法を用いて作製した光シャッタ素子の構成図及び断
面図、第３図は従来例と本発明の一実施例における光シ
ャフタ素子の印加電圧によるｉ３過率の変化を示した特
性図、第４図、第５図はそれぞれ従来例の光シャンク素
子の構成図及び断面図である。 １１・・・・・・ＰＬＺＴ基板、１２ａ・・・・・・電
圧印加用電極、１２ｂ・・・・・・接地側電極、１３・
・・・・・偏光子、１４・・・・・・検光子、１５・・
・・・・光源。 代理人の氏名　弁理士　中尾敏男　はか１名１２ｂ−一
一締工こ別室、仮 Ｉ３−　情丸テ １４−　↓￥梵蚤 ＋ｓ−を源 ＠２図 ２ｌ−ＰＬＺ　ｒ、１．ａ 男　３　図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）電気光学素子を構成するに必要な原料粉末を、混
   合、仮焼、粉砕した後、この仮焼粉と有機結合剤、可塑
   剤、及び溶剤からなるスリップを用いて、一定厚みのシ
   ートを作成し、前記シート面上に電極面を形成した後、
   前記シートを複数枚積層した後、圧着するか、もしくは
   電極面を形成したシート状に、前記スリップを塗布、乾
   燥後、この面上に電極面を形成し、再度、前記スリップ
   を塗布、乾燥する工程を複数回くり返すことにより、シ
   ートと電極面が複数回くり返された成形体を作製した後
   、前記成形体を酸素気流中で焼成し、電極部と電気光学
   素子からなる基板部とが交互にくり返された焼結体を作
   製し、前記焼結体を電極面に対して垂直方向にスライス
   し、スライスされた面を研磨することにより、光シャッ
   タ列を構成することを特徴とする光シャッタ素子の製造
   方法。
2. （２）電気光学素子としてチタン酸ジルコン酸鉛中の鉛
   の一部をランタンで置換した組成物であることを特徴と
   する特許請求の範囲第１項記載の光シャッタ素子の製造
   方法。
3. （３）電極材料が、白金、パラジウム、銀もしくは、こ
   れらの混合物からなることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載の光シャッタ素子の製造方法。