JPS63101817A - 光シヤツタアレイ素子 - 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】 生業Ｊ引を吐 この発明は、電気光学効果を有する物質を利用した光シ
ャッタに関し、特に光応用機器への用途が期待されてい
る光シャッタアレイ素子に関する。

Ｋ木へ抜帆 電気光学効果を有する物質、特にカ一定数の大きいＰＬ
ＺＴを用いこの光シャッタ素子を一次元的に複数個配列
して光シャッタアレイ素子を形成し、これに偏光子と検
光子を組合わせて光シャッタが構成される。このような
光シャッタは応答速度が速く、高速プリンタとりわけ電
子写真式プリンタへの適用が期待されている。

従来、この種の光シャッタ７レイ素子は、ウェハ状のＰ
ＬＺＴの表面に電極パターンを形成することで構成され
ていたが（平面電極型）、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、最近ではシャッタ素子を
直方体状の立体に形成し対向面に電極を形成したいわゆ
る平行電極型の構造が、例えば特開昭６０−１５９７２
２号公報や特開昭６０−１７０８２８号公報等で提案さ
れている。

特開昭６０−１５９７２２号公報の技術は、予め接続層
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ャッタア
レイ素子とするものである。

もう一つの特開昭６０−１７０８２８号公報の技術は、
７オトリソグラフイー技術を用いるもので、平板状のＰ
ＬＺＴ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１！
極パターン、構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ャッタ７レイ素
子を完成するものである。

明が　　しようとする　　弘 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
論）、シャッタ素子駆動の観点から低電圧化が困難な問
題がある。

【　ｇを　γするための−１ 本発明は、シャフタ駆動の低電圧化を容易ならしめ製作
も極めて容易な光シャッタアレイ素子を提供することを
目的とする。

本発明に係る光シャッタアレイ素子は、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
、底面及び側面に電極用金属１膜を有する第１の溝と、
この第１の溝に沿って第１の溝から所定の距離をおいて
設けられ、底面及び側面に断続的に電極用金属薄膜を有
する第２の溝と、前記板状体の幅方向に所定のピッチで
多数設けられた第３の溝と、これら第１．第２．第３の
溝により囲まれた板状体の突部からなる光シャッタ部と
を備え、下記の条件を満たすことを特徴とするものであ
る。

ａ＞ｃ＞ｂ 但し、ａｇｂＨｃはそれぞれ第１．第２．第３の溝の深
さである。

前記第１．第２を第３の溝の深さをａ＞ｃ＞ｂとするこ
とにより、第３の溝を形成する際に、＃４１の溝に設け
られた電極用の金属薄膜を各シャッタ部に共用させた状
態で第２の溝に設けられた電極用の金属薄膜を各シャッ
タ部ごとに１ｔｌｉ続化させることが可能となる。この
ため、製作工程が非常に簡単化される。

Ｘ血皿 以下、添付図面に示す実施例によって具体的に説明する
。

第４図に一実施例の光シャッタアレイ素子を示す。光シ
ャッタアレイ素子（１０）は、中央部に、直方体状の光
シャッタ部（１１）、（１１）、・・・の素子アレイ（
１１＾）と、光シャッタ部（１１）と同形の光シャッタ
部（１２）　、　（１２）＝・・・の素子アレイ（１２
八）の２列の７レイを備える＠（１３）、（１３）は素
子アレイ（１１八）、素子アレイ（１２八）にまたがる
ように設けられた共通電極、（１４）は光シャッタ部（
１１）の制御電極で外部の駆動回路と接続するためのリ
ード部（１４Ｎ）を備え、光シャッタ１（１２）の制御
電極（１５）も同様に外部の駆動回路と接続するための
リード部（１５Ｎ）を備えでいる。

共通電極（１３）、　（１３）が設けられている溝（３
）、制御電極（１４）、（１５）が設けられている溝（
４）、（５）及び素子アレイ（ＩＩＡ）、＜１２＾）の
各素子を共通に分離させている多数の溝（６）、（６）
ｔ・・・は、いずれもが切削加工によって形成されてい
る。第１図〜第４図によって、この光シャッタアレイ素
子（１０）の製作工程を説明する。

第１図（、）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）は例えば組成が９／６５
／３５のもので、その形状は長さ１００ａ＋ｍ、幅５ｍ
ｍ５厚さ０．５ｍｍである。

ｔＰＪ１図（ｂ）に示すように、このＰＬＺＴ（１）の
表面のほぼ中央部に、帯状のレジストパターン（２）を
形成する。レノストパターン（２）の幅は、３００μ論
とし、通常一般のフォトリソグラフィーの技術を利用し
た。このレジストパターン（２）は、後述するように、
蒸着金属の除去に用いられる。なお、ＰＬＺＴ（１）の
長手方向をＸ軸方向、１唱方向でＸ軸線方向に直交する
方向をＹ軸方向とし、■−■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１μｍ程度でよ
い。

次に、このレジストパターン（２）を形成したＰＬＺＴ
（１）の当Ｍレジストパターン（２）の中央をＸ軸方向
にＰＬＺＴ（１）の全長にわたって切削し、第３図に示
す共通電極用のｍ（３）を形成する。切削は、送り精度
５μ論のグイシングツ−で行い、刃厚が２５μ膣のダイ
ヤモンドカッターを用いた。

！（３）の形状は、幅８０μＷ、深さａ＝１５０μ論で
ある。

なお、深さはＰＬＺＴ（１）の表面を基準とする。

さらに、上記切削工程と同様の態様で、前記溝（３）の
両側縁から一定の間隔をおいて溝（３）と平行に、すな
わちＸ軸方向にＰＬＺＴ（１）の全長にわたって切削し
、第３図に示すように、７レイ素子用の溝（４）、溝（
５）を順に形成する。溝（４）、（５）の形状は等しく
、′＠８０μ論、深さｂ＝ｔｉｏｐ−である。

溝（３）と溝（４）、（５）の間隔すなわち光シャッタ
部のシャツタ窓の長さは８０μ輪とした。なお、このシ
ャツタ窓の長さ８０ＡＩＩＩｌ及び！（３Ｌ溝（４）（
５）の深さａ、ｂは、光シャッタに要求される性能に応
じてかつ切削加工の精度の範囲内において自在に選択可
能である。ただし、ａ＞ｂを条件とする。

次の工程は、電極用の導電性金属を設ける工程である。

実施例ではスパッタリング法を用い、切削加工したＰＬ
ＺＴ（１）の加工面を含む表面の全体にアルミを蒸着し
た。

次にこのアルミを加工面全体に蒸着したＰＬＺＴ（１）
に対し、グイシングツ−を用いてＸ軸方向とは直交する
Ｙ軸方向に一定のピッチで全長にわたって切削し、第４
図に示すように、素子分離用の多数の溝（６）、（６Ｌ
・・・を形成する。ダイヤモンドカッターは刃厚が１５
μｍのものを用いた。！（６）の幅は２０μ鑓、深さｃ
＝１３０μｍ１　ピッチは８０μｍとした。深さＣは、
ａ＞ｃ＞ｂの条件を満足する。即ち、溝（３）、溝（４
）（５）に対し溝（６）の深さＣをこのように設定する
と、ｍ（４）、（５）のアルミ蒸着膜の一部を削り取っ
て各シャッタ素子の制御電極及び電極リード部を分離形
成できる一方、溝（３）のアルミ蒸着膜のうち底面部の
ものを削り取らずに済み、面状の共通電極を形成すると
同時に制御電極とほぼ同形の対向電極を形成できる。従
来例における電極形成が大変複雑な工程をとっていたこ
とに比べると、本例は単なる溝入れ加工のみでよく電極
形成のための工程が大幅に簡略化される。

最後に、シャッタ素子（１１）、＜１２）の上面に形成
されているアルミ蒸着膜を除去する。アルミ蒸着膜はレ
ノスト（２）上に形成されており、レジスト剥離液によ
ってレジスト（２）をアルミ蒸着膜とともに剥離する（
す７トオ７法）、なお、蒸着膜の除去方法は、レジスト
を用いる方法のほか、レジストを使用せず（レジスト形
成工程の省略）、ＰＬＺＴ表面に直接蒸着された金属薄
膜を光学研磨と同等の手法で削り取るようにしてもよい
。

以上のようにして第４図に示される光シャッタ７レイ素
子（１０）を得る。光シャッタアレイ素子（１０）は、
光シャッタ部（１１）、（１１）、・・・からなる索子
７レイ（１１Ａ）と光シャッタ部（１２）、　（１２）
、・・・からなる素子７レイ（１２八）の２列から構成
される。第５図に等価な回路図を示す。図中、（２０）
は素子アレイ（１１＾）のシャッタ素子（１１）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）は素子アレイ（１２＾）のシャッタ素子（
１２）を駆動する駆動回路である。

駆動回路（２０）と素子アレイ（１１＾）とは、素子ア
レイ（１１＾）の奇数番目の光シャッタ部（１１）とリ
ード線を介して電気的に個別に接続し、他方、駆動回路
（２１）と素子アレイ（１２＾）とは、素子アレイ（１
２八）の偶数番目の光シャッタ部（１２）と同様にリー
ド線を介し個別に接続する。駆動回路（２０）、（２１
）と接続しない光シャッタ部は利用されない、駆動回路
（２０）、（２１）は時分割で作ｒＪｈされ、２列のシ
ャッタ７レイ（ＩＩＡ）、（１２＾）のシャッタ作用で
画像のドツト状ライン１本を形成する０時間差は、画像
形成部たとえば感光体ドラムの回転により調整する。

これにより、実施例の光シャッタで８０μ輸ピツチすな
わち１２ドツト／ｌＩＩ＋１の高解像度が達成できる。

上記実施例に示すように、シャツタ列を２列設。

けるのは、この高解像度を達成できるように光シャッタ
アレイ素子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、第６図の、シャッタ素子（
１２）の制御電極に連なる電極リード部（１５β）の部
分平面拡大図に示すように、電極リード部（１５Ｎ）は
８０μ論のピッチでしかもその幅は６０μ鴫しかない、
現状のリード線ワイヤーボングーでは、ピッチ８０μ−
の精度をもちハング等の接続平均径が６０μ論以内で充
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（１５１）、　（１４Ｚ）を１つおきに、すな
わち１６０μｍピッ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。

第７図は、シャツタ列２列の他の実施例を示している。

第４図の光シャッタアレイ素子（１０）にリード線接続
の観点から改良を加えたものである。

すなわち、動作させない光シャッタ部（１１’）、（１
２’）の電極リード部（１４１）　、　（１５１）の端
部を削り取って削除部（３４）、（３５）とし、動作さ
せるべき光シャッタ部の電極リード部（１４１）、　＜
１５１）の端部にリード線をハング等で接続する際、こ
の削除部（３４）、（３５）により、接続、α（接続強
度を確保するために平均径１００μｍ以上必要）が隣接
の電極リード部と接続されるのを有効に防止する。なお
、この削除部（３４）、（３５）も溝の加工と同様にダ
イヤモンドカッターを用いて形成することができる。

また、このような切削加工に替え、ｔｌＩＪ４図に示す
例において、隣接の電極リード部に接続点部が接続され
てしまっても、シャッタ実動作上は何ら　　　　・支障
がないように、動作させないシャッタ素子のシャツタ窓
を予めマスクしておくようにしてもよ〜１゜ 上記の実施例はいずれも、外部の駆動回路との接続を考
慮して２列のシャツタ列を設けたものであるが、特にこ
の接続に配慮する必要がない、もしくは別段の精密接続
技術が存するなら、基本的には、第８図（ａ）、（ｂ）
に示されるようなシャツタ列１列のものでもよい、これ
ら実施例でも、２列のちのと同様に機能し、均等である
ことは言うよでもない。すべての光シャッタ部を動作可
能としてもよく、また１つおきに動作可能としでもよい
。

先に示した実施例の寸法形状に限定されることなく、ま
たカッターの精度が許容する範囲の切削加工を行うこと
ができる。そして、溝をより深くすると、駆動電圧をよ
り低くすることができ、シャツタ窓の幅をより大きくし
ても駆動電圧の低下を図ることができる。

なお、第８図（ａ）は溝（６）を溝（３）まで設けた例
、同図（ｂ）は溝（６）をＰＬＺＴ（１）の幅方向いっ
ばいに切削した例であり、加工の容易さでは後者が秀れ
るが、ベースバイアスを与える共通電極（１３）の面積
の広い前者は電気的特性で有利である。

尚、以上の実施例において、リード部（１４Ｆ）、（１
５１）は、リード線が接続されるためのものであり、特
に溝（４）、（５）の底面に対して突出している必要は
なく、溝（４）、（５）の底面と同一平面内に設けられ
ていてもよい。

免哩二災及 以上のように、本発明によれば、クロストークがなく、
低電圧で駆動可能な光シャッタアレイ素子を実質的に溝
入れ加工のみで得られ、製作工程を極めて簡易なものと
できる効果がある。

【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ャッタアレイ素子の製作工程の
説明図であり特に第４図は一実施例の光シャフタアレイ
素子を模式的に示した図、第５図は運動回路との接続を
示す等価回路図、第６図は電極リード部の部分拡大平面
図、＄７図は他の実施例を示す図、第８図（ａ）、（ｂ
）はシャツタ列が１列の実施例を示す図である。 １・・・ＰＬＺＴ、３・・・共通電極用の溝、４，５・
・・制御電極用の溝、６・・・素子分離用の溝、１１．
１２・・・光シャッタ部、１３・・・共通電極、１４．
１５・・・制御電極。

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、底面及び側面に電極用金属薄膜
   を有する第１の溝と、 この第１の溝に沿って第１の溝から所定の距離をおいて
   設けられ、底面及び側面に断続的に電極用金属薄膜を有
   する第２の溝と、 前記板状体の幅方向に所定のピッチで多数設けられた第
   ３の溝と、 これら第１、第２、第３の溝により囲まれた板状体の突
   部からなる光シャッタ部とを備え、下記の条件を満たす
   ことを特徴とする光シャッタアレイ素子。 ａ＞ｃ＞ｂ 但し、ａ、ｂ、ｃは第１、第２、第３の構の深さである
   。