(57)【要約】第１の基板（１）と第２の基板（２１）との間に液晶を挟持して液晶セルを構成し、第１の基板（１）には信号電極である画素電極（１１，１２）と引き出し電極（１５）とを設け、第２の基板（２１）には、上記画素電極と対向する共通電極である対向電極を設け、上記画素電極と上記対向電極との重なり部を画素（２，３，４等）とする複数の画素列（２００，３００，４００）を設け、その画素列と直交する方向に連続的に相対移動する感光部材への光の照射を制御する液晶シャッタ装置において、上記対向電極を各画素列毎に分離して設ける。さらに、各画素列毎の対向電極を電気的に接続するためのＲＧＢ連結電極（４６）を設けるとよい。
2003026898.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の基板と第２の基板との間に液晶を挟持して液晶セルを構成し、前記第１の基板には信号電極である画素電極と引き出し電極とを設け、前記第２の基板には前記画素電極と対向する共通電極である対向電極を設け、前記画素電極と前記対向電極との重なり部を画素とする複数の画素列を設け、該画素列と直交する方向に連続的に相対移動する感光部材への光の照射を制御する液晶シャッタ装置において、
前記対向電極が各画素列毎に分離して設けられていることを特徴とする液晶シャッタ装置。
【請求項２】
前記各画素列毎の対向電極を電気的に接続するための接続手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項３】
前記接続手段は、前記各画素列が配設された液晶シャッタ機能部の外側に設けられていることを特徴とする請求の範囲第２項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項４】
前記対向電極は、前記画素電極のそれぞれに対応した画素対向電極と該各画素対向電極を電気的に接続するための共通接続電極とを有することを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項５】
前記共通接続電極は、前記画素列に沿って設けられた束ね電極と、前記画素対向電極と前記束ね電極とを接続する取り出し電極とを有することを特徴とする請求の範囲第４項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項６】
前記画素対向電極は、前記画素電極とほぼ同形状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第４項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項７】
前記各画素列を構成する画素は、該画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列され、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とがその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第４項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項８】
前記各画素列を構成する画素は、該画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列され、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とがその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置され、前記対向電極は、該２行の画素を構成する画素電極に対応して共通の１本の帯状に設られていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項９】
前記各画素列を構成する画素は、該画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列され、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とがその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置され、前記対向電極は、その各行の画素を構成する画素電極に対応して２本の分離した帯状に設られていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１０】
前記共通接続電極は、前記画素列に沿って設けられた束ね電極と、前記画素対向電極と前記束ね電極とを接続する取り出し電極とを有し、
前記束ね電極は、２行に配列された前記画素対向電極の両側に設けられ、該２行に配列された画素対向電極からの前記取り出し電極は、各々対応する側の前記束ね電極に接続されていることを特徴とする請求の範囲第７項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１１】
前記共通接続電極は、前記画素列に沿って設けられた束ね電極と、前記画素対向電極と前記束ね電極とを接続する取り出し電極とを有し、
前記束ね電極は２行に配列された前記画素対向電極の片側に設けられ、前記取り出し電極は、該２行に配列された画素対向電極を構成する各対の画素対向電極を共通接続すると共に前記束ね電極への接続を行う電極であることを特徴とする請求の範囲第７項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１２】
前記引き出し電極と前記束ね電極とが重なる部分において前記引き出し電極又は前記束ね電極の線幅を他の部分より細くしたことを特徴とする請求の範囲第５項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１３】
前記複数の画素列として３列の画素列を備えたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１４】
前記３列の画素列が赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色に対応した画素列であることを特徴とする請求の範囲第１３項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１５】
前記３列の画素列のうち外側２列の画素列では、前記対向電極は前記画素電極のそれぞれに対応した画素対向電極と該各画素対向電極を電気的に接続するための共通接続電極とを有する構成であり、中央の画素列では、前記対向電極は該画素列の核画素電極に対向する帯状に形成されていることを特徴とする請求の範囲第１３項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１６】
前記対向電極の前記画素電極に対向する部分を除く部分に金属メッキ層を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１７】
前記第２の基板上に前記対向電極との間に絶縁膜を介して金属性の遮光膜を設けたことを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか一項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１８】
前記遮光膜は前記各画素列毎に分離して設けていることを特徴とする請求の範囲第１７項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項１９】
前記各画素列毎に分離した遮光膜を電気的に接続するための遮光膜接続手段を設けたことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２０】
前記第２の基板上に、前記遮光膜に電気信号を供給するためのパッド電極を設けたことを特徴とする請求の範囲第１７項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２１】
前記第２の基板上に、前記パッド電極と絶縁膜を介して対向する接続電極を設けたことを特徴とする請求の範囲第２０項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２２】
前記パッド電極と前記接続電極との間の絶縁膜に導通領域を形成したことを特徴とする請求の範囲第２１項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２３】
前記接続電極に遮光膜駆動信号を供給するための遮光膜駆動回路を設けたことを特徴とする請求の範囲第２２項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２４】
前記遮光膜駆動回路は前記接続電極から前記導通領域を介して前記パッド電極に前記遮光膜駆動信号を供給する回路であることを特徴とする請求の範囲第２３項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２５】
前記接続電極に遮光膜駆動信号を供給するための遮光膜駆動回路を設け、該遮光膜駆動回路は前記接続電極から前記絶縁膜を介して前記パッド電極に交流の遮光膜駆動信号を供給する回路であることを特徴とする請求の範囲第２１項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２６】
前記遮光膜駆動信号は、前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶に印加する電圧範囲の中央の電圧の信号であることを特徴とする請求の範囲第２４項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２７】
前記遮光膜駆動信号は、前記画素電極と前記対向電極とによって前記液晶に印加する電圧範囲の中央の電圧を中心とした信号であることを特徴とする請求の範囲第２５項記載の液晶シャッタ装置。
【請求項２８】
前記第１の基板あるいは前記第２の基板の前記液晶側と反対側の面に外付遮光部材を設けたことを特徴とする請求の範囲第１８項記載の液晶シャッタ装置。
【発明の詳細な説明】
技  術  分  野
この発明は、電気信号によって画素毎に光の透過率を制御する液晶シャッタ装置に関し、特に、連続的に相対移動する感光部材への光の照射を制御することにより感光部材にカラー画像を形成する光プリンタ装置に使用する液晶シャッタ装置に関する。
背  景  技  術
近年、デジタル処理されディスプレイに表示された画像をシート上にプリントするビデオプリンタが普及してきている。そして、ビデオプリンタのプリント方式にはサーマル方式、インクジェット方式、レーザビーム走査方式、液晶シャッタ方式等があるが、中でも液晶シャッタ方式は、小型化，軽量化に適していることから注目されている。
液晶シャッタ方式とは、液晶層への電圧の印加の有無により１行または複数行に配列された複数の画素をオン／オフすなわち開閉させて画素毎に光の透過率を制御する液晶シャッタ装置を用い、連続的に相対移動する感光部材への光の照射を制御することにより感光部材に画像を形成する方式であり、このような方式を用いたプリンタは光プリンタと呼ばれる。
このような液晶シャッタ装置を用いて画像を感光紙上にフルカラープリントする方法は、例えば特開昭６２−１３４６２４号公報に記載されている。この方法は、液晶シャッタ装置と白色光源とを用い、赤，緑，青色のカラーフィルタを取り付けたタレットをモータを用いて回転させ、光源からの光を赤色光、緑色光、青色光として液晶シャッタ装置を通して選択的に感光紙に照射することにより、フルカラー画像を感光紙上へ形成することを特徴としている。
また、特開平６−１８６５８１号公報には、液晶シャッタ装置の構造として、３色の光の各色に対応した画素列を設け、その画素列を構成する画素が、感光紙の移動方向に直交する方向に各色毎に２行に、画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列され、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とがその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置され、各画素の引き出し電極は、画素同士の間隙を通り感光紙の移動方向に引き出されている構造を提案している。
後者の公報に記載の液晶シャッタ装置を用いて光プリンタを構成すると、前者の公報に記載の方式のようにカラーフィルタの回転と液晶シャッタの画素の開閉と感光紙の移動とのタイミングを一致させる必要がないため、精度よく画像を形成することができる。また、配線のために必要な画素間の間隙にも、もう一方の行の画素によって画像を形成することができるので、すじのない高品質な画像を形成することができる。
しかし、後者の公報に記載された液晶シャッタ装置の構成を利用する場合には、中央の画素列、つまり第２色に配置した画素列についての引き出し電極を、外側に配置した第１色あるいは第３色の画素の画素電極の周囲を迂回して配線するため、第２色の画素に対する駆動波形が、第１色または第３色の画素の開閉に影響を及ぼし、感光紙の相対的移動方向に直交する帯状の画像ムラが発生してしまうという問題があった。
そこで、従来の液晶シャッタ装置の構造及びこの問題点について、第２８図乃至第３０図及び第７図を用いて説明する。第２８図は従来の液晶シャッタ装置の平面図、第２９図は第２８図に示した液晶シャッタ装置おける電極の配線について説明するための平面図、第３０図は第２９図の３０−３０線における断面図、第７図はその液晶シャッタ装置の特性について説明するためのグラフである。なお、これらの図において、図示の都合上画素は実際よりも非常に大きく示している。
この液晶シャッタ装置は、第２８図乃至第３０図に示すように、透明な第１の基板１と透明な第２の基板２１とをシール材３３によって所定の間隙を設けて接着し、その間隙にシール材３３と封孔材３４とによって液晶を封入し、液晶層３２として挟持したものである。そして、この液晶シャッタ装置を用いる光プリンタでは、感光体に照射する光として赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の３色を用い、液晶シャッタ装置に各色に対応して画素列を第２８図のように配置する。中央の１列の画素列をＧ画素列３００とし、外側にはＲ画素列２００、Ｂ画素列４００の２列の画素列を配置し、各画素列は上述のように２行に配列した複数の画素で構成されている。
各画素に注目すると、第２９図及び第３０図に示すように、第１の基板１上には、透明導電膜からなる信号電極として、Ｒ１ａ画素２とそこから画素の配列方向の寸法分離れた位置のＲ１ｂ画素４を初めとするＲ画素列２００の１行目の画素と、１行目の画素から少し離れた位置に１行目と１画素分ずらして同じピッチで配置する、Ｒ２ａ画素３を初めとするＲ画素列２００の２行目の画素とを構成するための画素電極を配置している。第２９図では、Ｒ１ａ画素２を構成するＲ１ａ画素電極に代表して符号１１を付しており、図示の都合上一部の画素のみを示している。
また、例えばＲ１ａ画素電極１１は、Ｒ１ａ引き出し電極１５によってＲ１ａ接続電極１６と接続され、Ｒ１ａ接続電極１６によって第１の駆動集積回路（ＩＣ）６１と接続してこの第１の駆動ＩＣ６１からＲ１ａ画素電極１１に駆動信号を印加ですることができる。他の画素電極についても同様であり、画素電極毎に第１の駆動ＩＣ６１から駆動信号を印加することができる。また、第１の駆動ＩＣ６１は、第１の基板１上に設けた図示しない異方性導電性フィルムにより第１のＦＰＣ６３に接続し、第１のＦＰＣ６３が外部から第１の駆動ＩＣ６１に必要な信号を印加する。
さらに、Ｒ画素列２００の２行目からＲ画素列２００の行間隔よりも離れた位置には、Ｇ画素列３００の１行目の画素を構成するための画素電極を配置している。そして、例えばＧ１ａ画素７を構成するＧ１ａ画素電極１３は、Ｇ１ａ引き出し電極１８によってＧ１ａ接続電極１７と接続され、Ｇ１ａ接続電極１７によって第１の駆動ＩＣ６１と接続している。他の画素電極についても同様であり、Ｒ画素列２００の画素を構成する各画素電極を迂回し、その間隙を通して引き出し電極を各接続電極まで引き回し、引き出し電極と接続電極とによって第１の駆動ＩＣ６１と接続している。
さらに、Ｇ２ａ画素８を初めとするＧ画素列３００の２行目の画素を構成する画素電極を配置し、さらにそこからＧ画素列３００の１行目とＲ画素列２００の２行目との距離と同じだけ隔てた位置に、Ｂ１ａ画素９を初めとするＢ画素列４００の１行目の画素とＢ２ａ画素１０を初めとするＢ画素列４００の２行目の画素とを構成する画素電極を配置している。
これらの画素電極は、Ｒ画素列２００の１，２行目及びＧ画素列３００の１行目の画素を構成する画素電極と概ね対称な配置であり、画素電極の配列方向と直交する方向に引き出された引き出し電極と接続電極とにより、第１の駆動ＩＣ６１と反対側に設けた第２の駆動ＩＣ６２に接続している。そしてここでも、中央側に設けたＧ画素列３００の２行目の画素を構成する画素電極から引き出された引き出し電極は、Ｂ画素列４００の画素を構成する各画素電極を迂回し、その間隙を通して各接続電極まで引き回している。また、第２の駆動ＩＣ６２は、第１の基板１上に設けた図示しない異方性導電性フィルムにより第２のＦＰＣ６４に接続し、第２のＦＰＣ６４が外部から第２の駆動ＩＣ６２に必要な信号を印加する。
一方、第２の基板２１の液晶層３２側の面には、透明導電膜からなる共通電極として、対向電極２８を設けている。この対向電極２８は、シール材３３の内側に、各画素列の画素を構成する全ての画素電極と対向するように長方形の形状で設け、シール材３３の外側のＲＧＢパッド電極４７に接続する。
この液晶シャッタ装置においては、このような画素電極と対向電極２８とを用い、高いコントラスト比を達成し、液晶層３２の応答速度を大きくする液晶の駆動方法であるスタティック駆動を行っている。
また、対向電極２８上には、遮光膜としてブラックマトリクス（ＢＭ）２４を設ける。このブラックマトリクス２４は、シール材３３の内側に、対向電極２８よりわずかに内側に設け、対向電極２８とブラックマトリクス２４とは、直接接するように設けている。従って、ブラックマトリクス２４に金属膜等の導電性遮光膜を用いた場合には、対向電極２８とブラックマトリクス２４とは、同電位となる。さらに、ブラックマトリクス２４には、第１の基板１上に設けた各画素電極と対応する部分に画素電極より小さい面積のＢＭ開口部２９を設けており、画素電極とＢＭ開口部２９とが重なる部分が、実際に透過光量が制御される画素となる。
また、第１の基板１の液晶層３２と反対側の面には、第１の偏光板７１を設け、第２の基板２１の液晶層３２と反対側の面には、第２の偏光板７３を設ける。そして、各画素電極と対向電極２８とによって液晶層３２に印加する電圧を変化させることにより、第１の偏光板７１と第２の偏光板７３と液晶層３２によって、画素部を透過する光線７５の透過状態を制御し、図示しない感光部材への照射光量を制御している。
以上説明したような従来の液晶シャッタ装置においては、画素列の配置に関係無く、第２の基板２１上のシール材３３の内側のほぼ全面に対向電極２８を形成していた。そのため、画素電極のみならず引き出し電極も対向電極と対向することとなり、各画素電極と対向電極２８との間に電圧を印加する場合、その画素電極に対応する引き出し電極と対向電極２８との間にも、同電位の電圧が印加されることとなっていた。そしてこのため、ある画素に対する駆動信号が、対向電極２８を介して他の画素において液晶層３２に印加される電圧に影響を与え、ひいては他の画素の透過率に影響を与えてしまうのである。
ここで説明した例のように３色の光に対応して３列の画素列を設けた場合、内側の画素列（ここではＧ画素列３００）の画素に対応する引き出し電極は、長い距離を引き回すため対向電極２８と対向する面積が大きく、かつ外側の画素列（ここではＲ画素列２００及びＢ画素列４００）に対応する画素電極や引き出し電極の近傍を通して引き回している。このため、内側の画素列の画素に対する駆動信号が、外側の画素列の画素における透過率に大きな影響を与えてしまう。
この点についてさらに説明する。上述したような従来の液晶シャッタ装置において、０階調では液晶層３２に絶対値の大きい電圧を印加する期間が最小で透過量最大、２５５階調では液晶層３２に絶対値の大きい電圧を印加する期間が最大で透過量最小、１２７階調を中間とすることができる。このとき、例えばＲ１ａ画素２に印加する信号を１２７階調の信号に固定し、引き出し電極がＲ画素列側に引き回されるＧ画素列の１行目の各画素を、全て１２７階調の状態から１画素ずつ順に２５５階調に切り換えていくと、Ｒ１ａ画素２に印加する電圧を固定しているにもかかわらず、透過量が徐々に変化してしまう。この変化を示したものが第７図に曲線Ｘで示すグラフである。
第７図では、横軸に１２７階調から２５５階調に変化させたＧ画素列の１行目の画素の個数を示し、縦軸には、着目するＲ１ａ画素２の透過量変化を示している。このグラフに示すように、まず１行目のＲ１ａ画素２とＲ１ｂ画素４との間に設けた引き出し電極に接続するＧ画素１つを１２７階調から２５５階調に変化させると、着目するＲ１ａ画素２における透過率は目的の値からずれる。同様に、このＧ画素と同一行の隣の画素も１２７階調から２５５階調に変化させると、着目するＲ１ａ画素２における透過率は目的の値からさらに大きくずれる。この１２７階調から２５５階調に変化させるＧ画素の個数を１０画素まで増やすと、着目するＲ１ａ画素２は、最初の１２７階調の透過率から３％程度変化し、これは、感光体を露光したときに、その画素における露光量が目的の露光量からそれだけずれた状態となることを意味する。
さらに、Ｒ画素列の他の画素についても、その画素近傍を通る引き出し電極と接続されたＧ画素列の画素の階調を変化させた場合には、同様に透過率が目的の値からずれる。このようなずれは、印画紙上では、帯状の画像ムラとなる。また、第２色の画素（Ｇ画素）と第３色の画素（Ｂ画素）との間にも同様な問題が発生し、こちらも同様に帯状のムラとなる。
この帯状の画像ムラは、各色の画素が離れている場合に特に目立ち、近接させた場合には目立ちにくくなるが、依然としてムラは残る。しかも、各色の画素を近接して設けると、色分離が難しく、光学系が複雑になってしまう。特に光量を大きくする場合には、光源が大型化するため近接して設けることが難しい。
つまり、第２８図乃至第３０図に示したような従来の液晶シャッタ装置においては、中央の画素列の画素に信号を印加すると、外側の２列の画素列における画素の光透過率に大きな影響を与えてしまうという問題があった。
ここで、マトリクス型の液晶シャッタ装置を採用すれば上述のようなムラの影響は低減できるが、応答速度やコントラスト比が低下し、プリント時間の増大、画像品質の低下の原因となる。さらに、各色の光源を近接して設ける必要があり、光源の干渉、混色が発生する。混色を防止するために、光源をシーケンシャルに点灯するとしても、例えば、赤，緑，青と時分割に点灯するため、同時に光源を点灯してプリントする場合に比較し、プリント時間や、光源の光量の不安定さが増してしまう。
この発明は、このような問題を解決し、複数の画素列を設けた液晶シャッタ装置において、各画素列を構成する画素における光透過率を好みの値に制御し、感光部材への光の照射を適切に制御してムラのない高品質な画像を形成できるようにすることを目的とする。
発  明  の  開  示
この発明は、上記の目的を達成するために、第１の基板と第２の基板との間に液晶を挟持して液晶セルを構成し、上記第１の基板には信号電極である画素電極と引き出し電極とを設け、上記第２の基板には上記画素電極と対向する共通電極である対向電極を設け、上記画素電極と上記対向電極との重なり部を画素とする複数の画素列を設け、その画素列と直交する方向に連続的に相対移動する感光部材への光の照射を制御する液晶シャッタ装置において、上記対向電極を各画素列毎に分離して設けたものである。
このような液晶シャッタ装置において、上記各画素列毎の対向電極を電気的に接続するための接続手段を設けるとよい。このとき、上記接続手段を、上記各画素列が配設された液晶シャッタ機能部の外側に設けるとよい。
また、上記対向電極が、上記画素電極のそれぞれに対応した画素対向電極とその各画素対向電極を電気的に接続するための共通接続電極とを有するようにするとよい。さらに、上記共通接続電極が、上記画素列に沿って設けられた束ね電極と、上記画素対向電極と上記束ね電極とを接続する取り出し電極とを有するようにするとよい。また、上記画素対向電極を、上記画素電極とほぼ同形状に形成するとよい。
また、上記各画素列を構成する画素を、該画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列し、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とをその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置するとよい。
あるいは、上記各画素列を構成する画素を、該画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列し、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とをその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置し、上記対向電極を、その２行の画素を構成する画素電極に対応して共通の１本の帯状に設けるとよい。
あるいは、上記対向電極を、その各行の画素を構成する画素電極に対応して２本の分離した帯状に設けるとよい。
また、上記の液晶シャッタ装置において、上記共通接続電極が、上記画素列に沿って設けられた束ね電極と、上記画素対向電極と上記束ね電極とを接続する取り出し電極とを有するようにし、上記束ね電極を、２行に配列された上記画素対向電極の両側に設け、その２行に配列された画素対向電極からの上記取り出し電極を、各々対応する側の上記束ね電極に接続するとよい。
あるいは、上記束ね電極を２行に配列された上記画素対向電極の片側に設け、上記取り出し電極を、その２行に配列された画素対向電極を構成する各対の画素対向電極を共通接続すると共に上記束ね電極への接続を行う電極とするとよい。
さらに、これらの液晶シャッタ装置において、上記引き出し電極と上記束ね電極とが重なる部分において上記引き出し電極又は上記束ね電極の線幅を他の部分より細くするとよい。
また、上記の液晶シャッタ装置において、上記複数の画素列として３列の画素列を設けるとよい。さらに、その３列の画素列を赤（Ｒ），緑（Ｇ），青（Ｂ）の各色に対応した画素列とするとよい。また、上記３列の画素列のうち外側２列の画素列では、上記対向電極は上記画素電極のそれぞれに対応した画素対向電極とその各画素対向電極を電気的に接続するための共通接続電極とを有する構成とし、中央の画素列では、上記対向電極はその画素列の各画素電極に対向する帯状に形成するとよい。
さらにまた、上記の液晶シャッタ装置において、上記対向電極の上記画素電極に対向する部分を除く部分に金属メッキ層を設けるとよい。
あるいは、上記第２の基板上に上記対向電極との間に絶縁膜を介して金属性の遮光膜を設けるとよい。さらに、その遮光膜を上記各画素列毎に分離して設けるとよい。さらにまた、上記各画素列毎に分離した遮光膜を電気的に接続するための遮光膜接続手段を設けるとよい。
これらの液晶シャッタ装置において、上記第２の基板上に、上記遮光膜に電気信号を供給するためのパッド電極を設けるとよい。さらに、上記第２の基板上に、上記パッド電極と絶縁膜を介して対向する接続電極を設けるとよい。さらにまた、上記パッド電極と上記接続電極との間の絶縁膜に導通領域を形成するとよい。そして、上記接続電極に遮光膜駆動信号を供給するための遮光膜駆動回路を設けるとよい。さらに、上記遮光膜駆動回路を上記接続電極から上記導通領域を介して上記パッド電極に上記遮光膜駆動信号を供給する回路とするとよい。
あるいは、上記接続電極に遮光膜駆動信号を供給するための遮光膜駆動回路を設け、その遮光膜駆動回路を上記接続電極から上記絶縁膜を介して上記パッド電極に交流の遮光膜駆動信号を供給する回路としてもよい。
これらの場合において、上記遮光膜駆動信号を、上記画素電極と上記対向電極とによって上記液晶に印加する電圧範囲の中央の電圧の信号あるいは中央の電圧を中心とした信号とするとよい。
また、上記第１の基板あるいは上記第２の基板の上記液晶側と反対側の面に外付遮光部材を設けてもよい。
以上のような液晶シャッタ装置においては、対向電極を各画素列毎に分離して設けているので、対向電極が引き出し電極と対向する面積を小さくすることができる。よって、共通電極である対向電極と引き出し電極との間に印加される電圧の影響を小さくすることができる。従って、ある画素に対する駆動信号が他の画素の透過率に与える影響を低減することができる。そして、対向電極として画素対向電極と共通接続電極と設けたり、さらに共通接続電極として束ね電極と取り出し電極とを設けたりすれば、一層効果的である。
発明を実施するための最良の形態
この発明をより詳細に説明するために、添付図面にしたがって、この発明の実施例を説明する。
〔第１の実施形態：第１図乃至第７図〕
まず、この発明の液晶シャッタ装置の第１の実施形態、およびその液晶シャッタ装置を備えた光プリンタについて説明する。第１図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための平面図、第２図は第１図における楕円Ａ内の一部を拡大して示す部分平面図、第３図は第２図の３−３線における断面の一部を示す部分断面図、第４図は上記の光プリンタの動作について説明するための模式図、第５図は第４図の５−５線における断面模式図、第６図は第１図に示した液晶シャッタ装置を駆動するための駆動信号を示す図、第７図はその液晶シャッタ装置の特性について説明するためのグラフである。なお、これらの図において、図示の都合上画素は実際よりも非常に大きく示している。また、これらの図において、背景技術の項で用いた第２８図乃至第３０図に示した構成と対応する部分には同一の符号を付した。
この実施形態の液晶シャッタ装置を用いた光プリンタは、第４図に示すように、液晶シャッタ装置を備えた露光装置である液晶シャッタアレイ１０２を感光部材である感光紙１０１に対して移動方向１０３に相対移動させながら感光紙１０１を露光させることにより、感光紙１０１の表面に対して画像１０４を形成する装置である。ここで、上記の相対移動は、感光紙１０１を移動させて行っても液晶シャッタアレイ１０２を移動させて行ってもよい。実際の光プリンタには、液晶シャッタアレイ１０２を保持する部材や上記の相対移動を行うための機構を備えているが、ここでは図示を省略している。
液晶シャッタアレイ１０２においては、第５図に示す通り、外装体１２５の内側上部にＲ，Ｇ，Ｂの各光源基板がそれぞれ取りつけ位置の調節が可能なように取り付けられており、これらのうち第１実装基板であるＲ基板１０７は一方の側面に、第２実装基板であるＧ基板１１３は上方の下面に、第３実装基板であるＢ基板１１７は他方の側面にそれぞれ取り付けられている。
そして、Ｒ基板１０７には、ＬＥＤであるＲ発光素子１０８とＲ散乱部材１０９とＲレンズ部材１１０とによって構成される第１の発光手段を、液晶シャッタアレイ１０２の移動方向１０３と直交する方向に複数個配列して固着している。また、Ｇ基板１１３には、白色光を発光するＧ用白色灯１１４と、Ｇレンズ部材１１５と、Ｇ色フィルタ１１６とによって構成され、移動方向１０３と直交する方向に長く形成された第２の発光手段を固着している。さらに、Ｂ基板１１７には、白色光を発光するＢ用白色灯１１８と、Ｂレンズ部材１１９と、Ｂ色フィルタ１２０とによって構成され、移動方向１０３と直交する方向に長く形成された第３の発光手段を固着している。そして、第１，第２，第３の発光手段によって液晶シャッタアレイ１０２の光源を構成している。
また、Ｒレンズ部材１１０の前面には、第１の発光手段が発光した第１カラー光であるＲ光線１１２を感光紙１０１に向けて反射するためのＲ反射部材１１１を配置し、Ｂレンズ部材１１９の前面には、第３の発光手段が発光した第３カラー光であるＢ光線１２４を同じく感光紙１０１に向けて反射するためのＢ反射部材１２１を配置している。第２の発光手段が発光した第２カラー光であるＧ光線１２３は、Ｇレンズ部材１１５によって適当な照射位置に向けて集光される。
一方、外装体１２５内部の下部には、電気信号により光の透過率を制御するための光シャッタである液晶シャッタ１０５及び、液晶シャッタ１０５を透過した光を感光紙１０１上に焦点を結ぶように集光するためのレンズアレイ１０６を取り付けている。
感光紙１０１の上面を上述のようにこのような液晶シャッタアレイ１０２に対して相対移動させながら各発光手段を発光させ、発光手段から照射される各色の光を液晶シャッタ１０５によって適宜透過あるいは遮断してその光の照射を制御しながら感光紙１０１を露光することによって、感光紙１０１の上面に画像１０４をプリントすることができる。
このような光プリンタに用いる液晶シャッタ１０５が、この発明の液晶シャッタ装置である。その概略構成と画素の配置は、背景技術の項で第２８図を用いて説明したものと同様であり、透明な第１の基板１と透明な第２の基板２１とをシール材３３によって所定の間隙を設けて接着し、その間隙に液晶層３２を挟持したものである。特に、シール材３３については、第１の実施形態の説明に用いる第１図乃至第７図では図示を省略しているが、ここでも第２８図及び第２９図に示した従来の場合と同様に設けている。
そして、照射される３色の光に対応してＲ画素列２００、Ｇ画素列３００、Ｂ画素列４００の３列の画素列が設けられている。また、各画素列を構成する画素は、画素の配列方向の寸法と同じ間隙を隔てたピッチで２行に配列され、その２行の一方の行の各画素と他方の行の各画素とがその各配列方向に１画素分ずつずれた位置に配置されている。
画素をこのように配置することにより、各行の画素の間隙を通して他の行や他の画素列の画素からの引き出し電極を引き回すことができる。さらに、画素列同士の間隔を、同一画素列内の行間隔よりも広くすると、画素列毎に異なる色の光を照射する場合の光の分離が容易になる。
また、第１の基板１上に設けた信号電極である画素電極と引き出し電極の配置、接続電極及び各駆動ＩＣ６１，６２の配置も、背景技術の項で第２８図乃至第３０図を用いて説明したものと同様である。すなわち、第１の基板１上の、各画素列の各行の画素と対応する位置にその画素を構成する画素電極を配置し、その画素電極から駆動ＩＣと接続する接続電極まで引き出し電極を引き回し、引き出し電極と接続電極とによって各画素電極を第１の駆動ＩＣ６１又は第２の駆動ＩＣ６２に接続し、各駆動ＩＣ６１，６２から各画素電極に駆動信号を印加できる構成としている。
しかし、この液晶シャッタ装置においては、遮光膜及び対向電極の配置は、第１図乃至第３図に示すものである。なお、第１図及び第２図においては、図面を見やすくするため、遮光膜及びその接続電極は一点鎖線で示し、シール材及び偏光板，位相差板の図示は省略している。また、引き出し電極と対向電極とが重なる部分においては、上下関係を判り易くするために下側の対向電極を破線で示している。特に断らない限り、以後の説明に用いる平面図でも同様とする。また、第１図においては、画素電極及び画素対向電極等は端部の一部のもののみを示し、他のものについては図示を省略している。
この液晶シャッタ装置においては、第２の基板２１上には、導電性遮光膜として金属膜であるクロム膜からなるＲブラックマトリクス２５，Ｇブラックマトリクス２６，Ｂブラックマトリクス２７を、各色の画素列に対応して設けている。すなわち、各画素列に対応するブラックマトリクスの間にブラックマトリクス（ＢＭ）間隙３１を設け、画素列を配設し、配線電極を引き回した液晶シャッタ機能部においては、ブラックマトリクスをＲ，Ｇ，Ｂの各画素列毎に分割して３行に設けている。そして、各ブラックマトリクス２５，２６，２７には、第１の基板１上に設けた各画素電極と対応する部分に画素電極より小さい面積のＢＭ開口部２９を設けており、画素電極とＢＭ開口部２９とが重なる部分が、実際に透過光量が制御される画素となる。
さらに、液晶シャッタ機能部の外側の第１図で左側に遮光膜接続手段であるＢＭ連結部４９を設けて各ブラックマトリクス２５，２６，２７を電気的に接続すると共に、シール材３３の外部で第２の基板２１が第１の基板１から張り出した部分にＢＭパッド電極５０を設け、ここから各ブラックマトリクス２５，２６，２７に電気信号を印加できるようにしている。なお、各ブラックマトリクス２５，２６，２７とＢＭ連結部４９及びＢＭパッド電極５０は、別々の名称としたが、同一の材料で同一の工程でパターニング等によって設けることができる。
なお、図では画素を大きく示しているためにＢＭ間隙３１はブラックマトリクスの幅に比べて狭くなっているが、実際には画素は基板に比べて極めて小さく、画素列も細いものであるので、ブラックマトリクスは画素列に集光される光が回り込まない程度の幅で設ければよく、ＢＭ間隙３１を広く取ってブラックマトリクスの面積を低減することができる。
このようなブラックマトリクスは、必ずしも導電性材料で形成する必要はないが、樹脂等の絶縁材料で形成するよりも、クロム膜等の金属膜を用いた方が、薄い膜で高い遮光性を得ることができて好ましい。そして、この場合には必然的に導電性材料を用いることになってしまうのである。
また、各ブラックマトリクス２５，２６，２７上を含む第２の基板２１上のシール材３３の内側のほぼ全面には、感光性アクリル樹脂からなる絶縁膜３０を設け、絶縁膜３０上に、透明導電膜からなる共通電極として対向電極を設けている。なお、絶縁膜３０をシール材３３の内側のみに設けたのは、絶縁膜３０は透明導電膜等と比較して機械的強度が弱いため、絶縁膜３０をシール材３３と重なる位置にも設けてしまうと、シール材３３と第２の基板２１との密着が確保できないからである。また、このようにすれば、ＢＭパッド電極５０上に厚い絶縁膜３０を設けることがないので、この上の絶縁膜を除去する必要がない。
この液晶シャッタ装置において、対向電極は、外側２列のＲ画素列２００とＢ画素列４００については、画素電極のそれぞれに対応し、画素電極と対向する位置に画素電極とほぼ同形状に形成した画素対向電極と、各画素対向電極を電気的に接続するための共通接続電極とを有し、さらに、共通接続電極は、画素列に沿って設けた束ね電極と、各画素対向電極と束ね電極とを接続する取り出し電極とを有する構成である。
具体的には、例えば、Ｒ１ａ画素２については、第２図に示すように、Ｒ１ａ画素電極１１と対向する位置にＲ１ａ画素対向電極３５を設け、これをＲ１ａ取り出し電極３６によってＲ１束ね電極３７に接続している。そして、Ｒ１ａ画素電極１１とＲ１ａ画素対向電極３５とが対向する部分が画素を形成するが、上述した通り、実際に画素として機能するのは、このうちＢＭ開口部２９と重なる部分のみである。
Ｒ画素列２００の１行目の画素を構成する他の画素電極についても、同様に画素対向電極を設け、取り出し電極によってＲ１束ね電極３７に接続している。また、Ｒ２ａ画素３を初めとするＲ画素列２００の２行目の画素を構成する画素電極と対向する位置にも画素対向電極を設け、取り出し電極によりＲ２束ね電極４０と接続している。すなわち、画素対向電極は、画素電極と同様な配列となっている。
ここで、Ｒ１束ね電極３７とＲ２束ね電極４０は、液晶シャッタ機能部では、相互に独立する帯状の電極であり、画素電極と同様に２行に配列した画素対向電極の両側に設けられ、Ｒ画素列２００に平行に配置している。そして、画素対向電極からの取り出し電極は、各々対応する側の束ね電極に接続している。
Ｂ画素列４００の画素について設けたものも同様であり、１行目と２行目の画素を構成する画素電極と対向する位置に設けた画素対向電極は、それぞれ取り出し電極により帯状のＢ１束ね電極４３及びＢ２束ね電極４４と接続する。
一方、中央のＧ画素列３００については、対向電極は画素電極に対向した帯状に形成している。具体的には、Ｇ画素列３００の１行目の各画素を構成する全ての画素電極と対向するように帯状の対向電極をＧ１束ね電極４１として設け、Ｒ画素列２００やＢ画素列４００の場合における画素対向電極と束ね電極とを兼ねさせている。従って、取り出し電極に相当するものは設けていない。２行目についても、同様にＧ２束ね電極４２を設けている。このＧ画素列３００においては、画素電極と各束ね電極とが対向する部分が画素を形成する。
このように、液晶シャッタ機能部では、３列の画素列にそれぞれ２本ずつの、相互に独立する６本の束ね電極を設けている。
そして、液晶シャッタ機能部の外側の第１図で左側に接続手段であるＲＧＢ連結電極４６を設けてこれら６本の束ね電極３７，４０，４１，４２，４３，４４を電気的に接続すると共に、シール材３３の外部で第２の基板２１が第１の基板１から張り出した部分にＲＧＢパッド電極４７を設け、ここから各束ね電極に電気信号を印加できるようにしている。なお、各束ね電極や画素対向電極を含む対向電極とＲＧＢ連結電極４６及びＲＧＢパッド電極４７は、別々の名称としたが、同一の材料で同一の工程でパターニング等によって設けることができる。
この液晶シャッタ装置においては、以上のように、対向電極とブラックマトリクスとは、間に絶縁膜３０を介して設けている。従って、対向電極を構成する各電極とブラックマトリクスとは絶縁膜３０により電気的に絶縁され、対向電極とブラックマトリクスとは、絶縁膜３０を挟んでコンデンサを構成することになる。
また、ＢＭパッド電極５０及びＲＧＢパッド電極４７には第３のＦＰＣ６５が接続し、第３のＦＰＣ６５によってこれらの電極を、ブラックマトリクスに印加する遮光膜駆動信号を生成する外部の遮光膜駆動回路と接続している。また、遮光膜駆動回路を第２の基板２１上に設け、ＦＰＣを介さずにＢＭパッド電極５０と接続するようにしてもよい。
さらに、この液晶シャッタ装置には、第３図に示すように、第１の基板１の液晶層３２と反対側の面に位相差板７２と第１の偏光板７１とを設け、第２の基板２１の液晶層３２と反対側の面に第２の偏光板７３を設ける。そして、各画素電極と対向電極とによって液晶層３２に印加する電圧を変化させることにより、第１の偏光板７１と位相差板７２と第２の偏光板７３と液晶層３２によって、画素部を透過する光線７５の透過状態を制御し、感光紙１０１への照射光量を制御している。
この液晶シャッタ装置は、対向電極を上記のような構成としたことにより、その面積を低減し、引き出し電極と対向電極とが対向する部分の面積を極めて小さくすることができる。従って、引き出し電極を介して画素電極に印加される信号が対向電極を介して他の画素の透過率に与える影響を低減することができる。特に、中央の第２色の画素列の画素電極に印加する駆動波形が及ぼす両側の第１色及び第３色の画素への影響を低減することが可能となる。また、引き出し電極における電圧変化が対向電極に多少影響を与えたとしても、対向電極とブラックマトリクスとが形成するコンデンサによってその影響を吸収することができるので、画素の透過率に及ぶ影響はわずかとなる。
また、ブラックマトリクスは、引き出し電極に対して、液晶層３２及び絶縁膜３０を介して容量結合している。そして対向電極も、ブラックマトリクスに対して絶縁膜３０を介して形成している。そのため、ブラックマトリクスを介して引き出し電極の電圧変化が対向電極に及ぼす影響を極めて小さくすることができる。
また、液晶シャッタ機能部とシール材３３との間でＲＧＢの各ブラックマトリクスをＢＭ連結部４９により相互に接続し、また各束ね電極もＲＧＢ連結電極４６により接続したので、これらと外部回路との接続をＢＭパッド電極５０とＲＧＢパッド電極４７の一箇所ずつとすることが可能となった。従って、パッド電極の個数が少なくて済み、第２の基板２１が第１の基板１から張り出す部分の面積を小さく、かつパッド電極の面積を大きくできるため、接続が安定する。それぞれのパッド電極上の絶縁膜３０を除去して図示しない外部回路との接続を行うことも、パッド電極数が少なく、接続面積を大きく取れ、絶縁膜３０の除去部を集中でき、かつ低抵抗接続が可能であるため、簡単である。
以上のような構成の液晶シャッタ装置を駆動するための駆動信号としては、例えば第６図に示すものを用いることができる。第６図においては、横軸が時間、縦軸が電圧を示す。そして、横軸に示すＴ１，Ｔ２，Ｔ３がそれぞれ１つの位置に露光を行うフレーム期間である。そして、各フレーム期間は、画素の透過率を一旦一定の値に揃えるための液晶リフレッシュ期間Ｔｒ１と、画素の透過率を形成すべき画像に応じた信号によって制御する前半選択期間Ｔｓ１及び後半選択期間Ｔｓ２によって構成される。
また、符号１２７が対向電極に印加する対向電極駆動信号、符号１２８が画素電極に印加する画素電極駆動信号、符号１２９が対向電極駆動信号１２７と画素電極駆動信号１２８の差分で液晶層３２に印加される合成信号をそれぞれ示す。符号１３０と１３１は、ブラックマトリクスに印加する遮光膜駆動信号である第１のＢＭ駆動信号と第２のＢＭ駆動信号とをそれぞれ示す。
この液晶シャッタ装置においては、液晶層３２に印加される電圧が０の場合に透過率が大きく（白く）なり、絶対値が大きい電圧を印加した場合に透過率が小さく（黒く）なるいわゆるノーマリホワイトモードを採用している。そして、液晶リフレッシュ期間Ｔｒ１においては、対向電極駆動信号１２７と画素電極駆動信号１２８とにより、液晶層３２にＶ５−Ｖ１とＶ１−Ｖ５の電圧を交互に印加し、全ての画素を黒状態にする。このようにするのは、一旦画素を黒状態にした方が、その後白状態にしたときに高い透過率が得られるためである。
その後の選択期間Ｔｓ１においては、対向電極にはＶ５の電圧を印加し、画素電極には階調に応じてＶ１またはＶ５の電圧を印加時間の割合を変化させて印加するパルス幅変調の駆動を行っている。Ｔ１のように全てＶ１を印加すればその画素は透過率最小、Ｔ３のように全てＶ５を印加すれば透過率最大、Ｔ２のように両方を印加すれば中間調となる。そして、選択期間Ｔｓ２では、Ｔｓ１に印加した信号と電圧Ｖ３に対して対称な電圧の信号を同一の時間印加することにより、液晶層３２への直流電圧の印加を防止している。
ところで、この液晶シャッタ装置においては、ブラックマトリクスも導電性であるため、ブラックマトリクスと対向する引き出し電極における電圧変化が、ブラックマトリクスを介して他の電極の電圧に影響を与え、それによって画素の透過率が変化することも考えられる。ブラックマトリクスは引き出し電極からは遠く、間に比誘電率の低い絶縁膜３０が存在するためその影響はあまり大きくないが、ブラックマトリクスには光が回り込まない程度の幅が必要であり、対向電極ほど配置面積を低減することができないため、ブラックマトリクスの電位を所定の電位に固定することにより、この影響の低減を図っている。
このための信号が、第１のＢＭ駆動信号１３０と第２のＢＭ駆動信号１３１である。これらの信号を印加することにより、ブラックマトリクスを液晶セルの駆動信号の中間電位である０Ｖに保って、引き出し電極における電圧変化がブラックマトリクスを介して他の電極に影響を与えることを防止している。なお、第１のＢＭ駆動信号１３０は、遮光膜駆動回路あるいはＦＰＣとブラックマトリクスとがＢＭパッド電極５０において低抵抗接続している場合に用いる信号であり、第２のＢＭ駆動信号１３１は、薄膜絶縁膜を介した容量結合をしている場合に用いる信号である。後者の場合、中間電位である０Ｖを中心にＶ５−Ｖ１とＶ１−Ｖ５の電圧の矩形波を交流の駆動信号として印加することにより、容量結合で時間と共に０Ｖに落ち着く。これらのＢＭ駆動信号１３０，１３１は、基準電圧発生回路や基準クロック発生回路、分周回路等によって構成される簡単な回路によって発生させることができる。
なお、ＢＭ駆動信号によって印加する電圧は中間電圧に限られないが、中間からずれた電圧であると、液晶層に印加される電圧が反対側にずれた電圧となった場合に効果が落ちるので、中間電圧が好ましい。
このような液晶シャッタ装置において、背景技術の項で第７図を用いて説明した場合と同様に、Ｒ１ａ画素２に印加する信号を１２７階調の信号に固定し、引き出し電極がＲ画素列２００側に引き回されるＧ画素列３００の１行目の各画素を、全て１２７階調の状態から１画素ずつ順に２５５階調に切り換えていくと、Ｒ１ａ画素２の透過率変化は、第７図に曲線Ｙで示すグラフのようになる。
この液晶シャッタ装置においても、やはり若干の透過率変化は生じるが、Ｇ画素列の画素を１０画素切り換えた場合でも透過率変化は０．５％程度であり、曲線Ｘで示す従来の場合よりも透過率変化を大幅に低減できていることがわかる。
従って、この液晶シャッタ装置によれば、各画素列を構成する画素における光透過率を望み通りの値に制御することができ、この液晶シャッタ装置を用いて光プリンタを構成すれば、感光部材への光の照射を適切に制御してムラのない高品質な画像を形成できるようにすることができる。
なお、この液晶シャッタ装置においては、画素対向電極と束ね電極とを取り出し電極により接続し、束ね電極の位置を画素に対して感光紙の移動方向に異なる位置として画素列とほぼ平行に設けているので、画素対向電極、取り出し電極あるいは束ね電極が、画素の近傍で異なる画素列の画素に対応する引き出し電極と対向することがなく、異なる画素列の画素間での印加電圧の影響を防止することが可能となる。また、束ね電極を各画素列の画素の行毎に設けているので、異なる画素列の束ね電極を介して印加電圧の影響が及ぶことを防止できる。さらに、束ね電極を各画素列の各行毎に６本設けたことにより、同一画素列内での影響も低減できる。すなわち、行毎のムラの発生がなく、画像により発生する行方向のムラを非常に低減できる。
ここで、束ね電極は、第１の基板１上に設ける引き出し電極と対向する面積を小さくするため、なるべく対向する引き出し電極の本数が少なくなるような位置に設けるとよい。例えば、第１図に示したＲ２束ね電極４０の場合には、Ｒ画素列２００とＧ画素列３００との間に設けるようにするとよい。このようにすれば、束ね電極が、対応する行の画素や同一色の別の行の画素からの引き出し電極と対向することがないので、束ね電極の電位の変動がそれらの引き出し電極の電位に影響されないようにすることができる。
また、対向電極の構成について、ここでは、中央のＧ画素列３００を横切る引き出し電極はないので、Ｇ画素列３００についての対向電極は帯状に形成しているが、Ｒ画素列２００やＢ画素列４００の場合と同様に画素対向電極と共通接続電極によって構成してもよい。
また、ＢＭパッド電極５０と第３のＦＰＣ６５等の接続構造として、次の第２の実施形態で説明する接続構造を適用してもよい。
〔第２の実施形態：第８図乃至第１１図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第２の実施形態について説明する。第８図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための部分平面図、第９図は第８図の一部をシール材や絶縁膜も含めて拡大して示す部分平面図、第１０図は第９図に含まれるシール材と絶縁膜の図示を省略した図、第１１図は第９図の１１−１１線における断面の一部を示す部分断面図である。なお、第８図において、液晶シャッタ装置に接続するＦＰＣは図示を省略している。また、これらの図において、第１の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。
また、この液晶シャッタ装置は、対向電極の構成と、絶縁膜３０上に薄膜絶縁膜２３を設けた点、およびＢＭパッド電極５０上に第１及び第２のＢＭ接続電極５８，５９を設けた点が第１の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、これらの点のみについて説明する。
まず、対向電極について、この液晶シャッタ装置においては、中央のＧ画素列３００に対応するものは第１の実施形態の場合と同じく２本の帯状のＧ１，Ｇ２束ね電極４１，４２であるが、外側２列のＲ画素列２００とＢ画素列４００については、画素電極のそれぞれに対向するように２行に配列された画素対向電極を設け、その片側に束ね電極を設け、取り出し電極が、２行に配列された画素対向電極を構成する各対の画素対向電極を共通接続すると共にその束ね電極への接続を行う構成としている。
具体的には、例えば第９図に示すように、Ｒ画素列２００のＲ１ａ画素２を構成するＲ１ａ画素電極１１と対向するＲ１ａ画素対向電極３５とＲ２ａ画素３を構成するＲ２ａ画素電極１２と対向するＲ２ａ画素対向電極３８とを設け、これらを対として取り出し電極の一部であるＲ１ａＲ２ａ画素間電極５２によって共通接続し、Ｒ２ａ取り出し電極３９によってＲ束ね電極５１に接続している。Ｒ画素列の画素を構成する他の画素電極についても、同様に画素対向電極を設け、１行目と２行目の画素対向電極を対として取り出し電極によって共通接続すると共にＲ束ね電極５１に接続している。
Ｂ画素列４００の画素について設けたものも同様であり、各画素対向電極は、それぞれ取り出し電極により帯状のＢ束ね電極８３に接続する。
このように、液晶シャッタ機能部では、Ｒ，Ｂ画素列２００，４００に各１本，Ｇ画素列３００に２本の相互に独立する４本の束ね電極を設けている。
そして、液晶シャッタ機能部の外側の第１図で左側に接続手段であるＲＧＢ連結電極４６を設けてこれら４本の束ね電極５１，４１，４２，８３を電気的に接続すると共に、第１の実施形態の場合と同様にＲＧＢパッド電極４７を設け、ここから各束ね電極に電気信号を印加できるようにしている。
この液晶シャッタ装置においては、このようにＲ，Ｂ画素列２００，４００の束ね電極を１本としたため、２本設けた第１の実施形態の場合よりも、束ね電極がＧ画素列３００の画素電極から引き出された引き出し電極と対向する部分の面積を小さくすることができる。従って、Ｇ画素列３００に対する駆動信号がＲ，Ｂ画素列２００，４００の画素の透過率に及ぼす影響を、第１の実施形態の場合よりもさらに低減することができる。
また、この液晶シャッタ装置では、絶縁膜３０はアクリル樹脂の有機膜を利用しているため、有機膜上に共通電極である対向電極の透明導電膜を直接設けると、密着力が弱く、パターン形成に好ましくない。そのため、有機膜からなる絶縁膜３０上にさらに厚さ１００から２００Åの酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）を薄膜絶縁膜２３として設け、その上に対向電極を設けている。このことにより、透明導電膜の密着力向上とパターン形成精度向上を図ることができる。
なお、絶縁膜３０はシール材３３より内側に設けており、ＢＭパッド電極５０上には設けていないが、薄膜絶縁膜２３は第２の基板２１上の全面に設け、ＢＭパッド電極５０上にも設けている。薄膜絶縁膜２３であれば、シール材３３の密着力にも悪影響がないので、シール材３３と重なる位置に設けてもよいためである。
また、この液晶シャッタ装置のようにブラックマトリクスにクロム膜を用いる場合には、クロム膜に非導電性の自然酸化膜が形成されるため、ＢＭパッド電極５０において単純にＦＰＣ等の回路と電気的導通を確保することは難しい。
この電気的導通を確保するため、この液晶シャッタ装置では、ＢＭパッド電極５０上に設けた薄膜絶縁膜２３の上に、第１のＢＭ接続電極５８と第２のＢＭ接続電極５９とを設けている。これらの電極は、対向電極と同一の材料で同一の工程で設けることができる。なお、第１のＢＭ接続電極５８と第２のＢＭ接続電極５９との間には所定の間隙を設けており、薄膜絶縁膜２３が電気的絶縁性を保持している間は、これらの電極は互いに絶縁されている。
しかし、第１のＢＭ接続電極５８と第２のＢＭ接続電極５９との間にパルス電圧あるいは２０ボルト（Ｖ）程度の直流電圧を短時間印加することにより、第１のＢＭ接続電極５８とＢＭパッド電極５０、あるいは第２のＢＭ接続電極５９とＢＭパッド電極５０との間の薄膜絶縁膜２３を電気破壊し、導通領域として電気導通部７０を容易に形成することができる。第１１図には、ＢＭパッド電極５０と第２のＢＭ接続電極５９との間の薄膜絶縁膜２３が電気破壊を起こし、一部取り除かれ電気導通部７０となった状態を示している。
第１，第２のＢＭ接続電極５８，５９と第３のＦＰＣ６５とは、第１１図に示すように、ＦＰＣベースフィルム８５上に設ける金属電極８６とポリイミド樹脂８１に導電粒８２を混合した異方性導電性フィルムとを使用し、加熱圧縮により、第３のＦＰＣ６５上の金属電極８６とＢＭ接続電極とを導電粒８２により電気的に接続すると共にポリイミド樹脂８１により加圧状態を固定化している。また、第３のＦＰＣ６５の金属電極８６上には、金属電極の腐蝕を防止し、ゴミによる金属電極間の電気的短絡を防止するために、ＦＰＣカバーフィルム８７を設けている。
このように、電気導通部７０を設け、第１，第２のＢＭ接続電極５８，５９によって第３のＦＰＣ６５と接続するようにすることにより、低抵抗で確実な電気接続が可能となる。また、電気導通部７０においては、ブラックマトリクスに電圧を印加する場合、またブラックマトリクスと画素電極や引き出し電極あるいは画素対向電極との間で電荷のやり取りが起こる場合等に、定常的に電荷移動が起こり、電流が流れている。従って、結果的に電気導通部７０では定常的に電気処理を実施していることになる。従って、例えばブラックマトリクスにクロムを使用し、電気導通部７０で自然酸化膜ができてしまう場合でも、その電気処理によって瞬時に絶縁を破壊し、導通状態を安定的に保つことができる。そして、このことにより、装置の信頼性を高めることができる。
なお、電気導通部７０を設けずに、ＢＭ接続電極５８，５９とＢＭパッド電極５０とその間の薄膜絶縁膜２３によって形成される容量を介してブラックマトリクスに交流の駆動信号を印加するようにしてもよい。また、遮光膜駆動回路を第２の基板２１上に設け、ＦＰＣを介さずにＢＭパッド電極５０と接続するようにしてもよい。
〔第３の実施形態及びその変形例：第１２図乃至第１４図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第３の実施形態及びその変形例について説明する。第１２図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第９図と対応する部分平面図、第１３図は第１２図の１３−１３線における断面の一部を示す部分断面図、第１４図は変形例における引き出し電極と束ね電極の構成を示す第１２図と対応する部分平面図である。これらの図において、第１及び第２の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。
また、これらの液晶シャッタ装置は、絶縁膜３０にスリット状絶縁膜間隙７９を設け、ここに色間シール材６６を設けた点と、束ね電極または引き出し電極の形状とが第２の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、これらの点のみについて説明する。
この実施形態の液晶シャッタ装置においても、ブラックマトリクス上を含む第２の基板２１上のシール材３３の内側のほぼ全面に絶縁膜３０を設けているが、第１２図に示すように、ＢＭ間隙３１上の一部を、絶縁膜３０を設けないスリット状絶縁膜間隙７９としている。そして、スリット状絶縁膜間隙７９には、第１３図に示すように、第１の基板１と第２の基板２１とを所定の間隙を保持して接着する色間シール材６６を設ける。
この色間シール材６６は、エポキシ樹脂にガラスファイバ、ガラスビーズ、あるいはプラスチックビーズからなるスペーサを混入したものであり、シール材３３と同様に第１の基板１と第２の基板２１とを接着する。絶縁膜３０を設けた部分では第１の実施形態で説明したようにシール材の密着性が悪くなるが、色間シール材６６は絶縁膜３０のないスリット状絶縁膜間隙７９に設けているので、第１の基板１及び第２の基板２１との間の密着力を確保できる。
なお、シール材３３と色間シール材６６以外の部分、特に画素内にはスペーサを設けていない。画素内にスペーサがあると液晶層３２への電圧印加による透過率制御に影響があるためである。
また、対向電極については、この液晶シャッタ装置においても、第２の実施形態と同様、Ｇ画素列３００について設けるものは２本の帯状の、画素対向電極を兼ねる束ね電極とし、Ｒ，Ｂ画素列２００，４００について設けるものは、各対の画素対向電極を取り出し電極によって共通接続すると共に片側に設けた束ね電極への接続を行う構成としている。
しかし、各束ね電極について、引き出し電極と対向する部分は線幅を他の部分より細くしている。
具体的には、例えば第１２図に示すように、Ｒ束ね電極５１のうち、Ｇ画素列３００の画素電極から引き出された引き出し電極と対向する部分を幅の狭い幅狭部５４、それ以外の部分を幅の広い幅広部５３としている。図示は省略しているが、Ｂ画素列４００の束ね電極についても同様である。また、Ｇ１束ね電極４１やＧ２束ね電極４２についても、画素電極から引き出し電極を引き出す部分では幅狭部６８とし、それ以外の部分では幅広部６７としている。
このように、引き出し電極と対向する部分で束ね電極の幅を狭くすることにより、引き出し電極と束ね電極とが対向する面積を低減し、引き出し電極における電圧変化が他の画素の透過率に与える影響を低減することができる。また、引き出し電極と対向しない部分では束ね電極の幅を広くすることにより、束ね電極における抵抗の増加を防止することができる。なお、Ｇ画素列の束ね電極にも幅広部６７を設けたのはＲ束ね電極５１やＢ束ね電極とバランスをとるためであり、全て幅狭部６８の幅としてもよい。
なお、ここでは束ね電極に幅広部と幅狭部を設ける例について説明したが、第１４図に示すように、束ね電極の線幅を一定とし、束ね電極と対向する部分について、引き出し電極の線幅を他の部分より狭くして幅狭部９２を設けるようにしてもよい。この場合でも、引き出し電極と束ね電極とが対向する面積を低減し、引き出し電極における電圧変化が他の画素の透過率に与える影響を低減することができる。
〔第４の実施形態：第１５図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第４の実施形態について説明する。第１５図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第１２図と対応する部分平面図である。この図において、第１乃至第３の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。
また、この液晶シャッタ装置は、シール材３３の近傍に外形際シール材９３を設けた点と、束ね電極と引き出し電極の双方に幅狭部を設けた点とが第３の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、これらの点のみについて説明する。
この液晶シャッタ装置においては、シール材３３よりも内側でかつ絶縁膜３０を設けた領域よりは外側の部分に、外形際シール材９３を設けている。第１の基板１と第２の基板２１とを接着し、液晶層３２内への汚染物、例えば水分の浸透を防止するため、シール材３３にはスペーサは混入していないが、外形際シール材９３は、色間シール材６６と同様、液晶層３２の厚みを一定にし、液晶層３２の液晶シャッタ機能部でムラのない状態を保持するためのものであるので、多くの量のスペーサーを混入する。
あるいはシール材３３は、エポキシ樹脂のように熱収縮が大きいが接着力が強く、水分の浸透性が少ない材料とし、色間シール材６６と外形際シール材９３とは、アクリル樹脂のように弾力性を有し応力の小さいものを使用してもよい。あるいは、シール材３３には導電粒を混入し、第２の基板２１上に設けた対向電極やブラックマトリクスと第１の基板１上の電極とを電気的に接続して配置転換を行い、色間シール材６６と外形際シール材９３には絶縁体からなるスペーサを使用して液晶シャッタ機能部の多くの配線、あるいはブラックマトリクスと配線との電気的短絡の発生をなくすこともできる。
また、束ね電極及び引き出し電極については、概ね第３の実施形態で第１２図を用いて説明した構成と同様であるが、束ね電極と引き出し電極とが対向する部分では、束ね電極と引き出し電極の双方の線幅を他の部分より細くしている。すなわち、第１５図に示すように、束ね電極には幅狭部５４を設け、引き出し電極にも幅狭部９２を設けている。
このようにすれば、第３の実施形態の場合よりもさらに引き出し電極と束ね電極とが対向する面積を低減し、引き出し電極における電圧変化が他の画素の透過率に与える影響を低減することができる。
〔第５の実施形態：第１６図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第５の実施形態について説明する。第１６図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第８図と対応する部分平面図である。この液晶シャッタ装置は、対向電極の構成が第２の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、この点のみについて説明する。
この液晶シャッタ装置においては、対向電極は、各画素列毎に分離した１本の帯状に設けている。すなわち、Ｒ，Ｇ，Ｂの画素列に対応してＲ対向電極１６４，Ｇ対向電極１６５，Ｂ対向電極１６６を設けている。そして、これらの各対向電極を液晶シャッタ機能部の外側でＲＧＢ連結電極４６によって電気的に接続すると共に、シール材３３にＲＧＢパッド電極４７を設け、ここから各束ね電極に電気信号を印加できるようにしている。
このような構成とした場合、上述した第１乃至第４の実施形態の場合よりは引き出し電極と対向電極とが対向する面積が大きくなるが、それでも、従来のように対向電極を全面に設けた構成と比較した場合には、引き出し電極における電圧変化が他の画素の透過率に与える影響を低減する効果をかなり得ることができる。
〔第６の実施形態及びその変形例：第１７乃至第１９図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第６の実施形態及びその変形例について説明する。第１７図はその液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第１図と対応する平面図、第１８図及び第１９図はそれぞれその変形例における電極と遮光膜の配置について説明するための第１図と対応する平面図である。これらの図において、第１の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。また、第１８図及び第１９図にはシール材を図示している。
これらの液晶シャッタ装置は、ブラックマトリクス及び対向電極をＦＰＣと接続するための電極の配置及びそれに関連する部分の構成が第１の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、これらの点のみについて説明する。
この実施形態の液晶シャッタ装置においては、まず、第２の基板２１を図で右側でも第１の基板から張り出させ、ＢＭパッド電極５０をＲブラックマトリクス２５と接続させてこの部分にも設けている。なお、図で右側にはＢＭ連結部４９は設けていない。また、対向電極についても、ＲＧＢパッド電極４７を図で右側にも設けている。さらに、図で右側にも液晶シャッタ機能部の外側にＲＧＢ連結電極４６を設け、各束ね電極を接続している。
従って、この液晶シャッタ装置においては、図で左側と右側の両方からＢＭパッド電極５０とＲＧＢパッド電極４７を介してブラックマトリクスと対向電極に電気信号をそれぞれ印加することができる。そして、両側から信号を印加するため、第１のＦＰＣ６３を第１の実施形態とは異なる形状として、第１の駆動ＩＣ６１だけでなく両側のＢＭパッド電極５０とＲＧＢパッド電極４７にも接続するようにしている。そして、第３のＦＰＣは設けていない。
また、液晶の注入孔は第１の実施形態と同様な位置に設けることはできないので、第１の基板１と第２の基板２１との重なり部の右下隅に設け、この場所を封孔材３４で封止している。
この液晶シャッタ装置では、このようにブラックマトリクスと対向電極に両側から給電を行うようにしたことにより、ブラックマトリクスや対向電極の抵抗による電圧ドロップや液晶容量による印加波形の遅延を防止し、各画素部や引き出し電極との対向部において、印加した信号に極めて近い実効電圧を得ることができる。
また、ＢＭパッド電極５０において第２の実施形態で説明したような接続構造を用いる場合には、左右のＢＭパッド電極５０に接続する第１のＦＰＣ６３を介してパルス電圧を印加することにより薄膜絶縁膜２３を溶融して電気導通部７０を形成することができるので、非常に都合がよい。
ブラックマトリクスと対向電極は、このような構成のほか、第１８図に示すようにＦＰＣと接続することもできる。
この図に示す変形例においては、シール材１３３を導電粒を混合した異方性導電シール材（ＡＣＳ）とし、図で右側の上下のシール材１３３と重なる部分にブラックマトリクスをＦＰＣと接続するためのＡＣＳ用ＢＭ電極９５を設け、第１の基板上のＡＣＳ用ＢＭ電極９５と対向する位置に透明導電膜によるＡＣＳ用ＢＭ接続電極９６を設けている。そして、シール材１３３中の導電粒によって第２の基板２１上のＡＣＳ用ＢＭ電極９５と第１の基板上のＡＣＳ用ＢＭ接続電極９６とを接続している。さらに、ＡＣＳ用ＢＭ接続電極９６を第１の基板１上で第１のＦＰＣ６３あるいは第２のＦＰＣ６４と接続することにより、図で右側でも、ブラックマトリクスとＦＰＣとを電気的に接続している。
なお、図で左側のＢＭパッド電極５０及びＲＧＢパッド電極４７は第１の実施形態の場合と同様に設け、対向電極はＲＧＢパッド電極４７のみでＦＰＣと接続している。
このような構成によれば、第２の基板２１が第１の基板１からはみ出す部分が一方側のみであるので、液晶シャッタ装置のサイズを小さくすることができる。また、ＦＰＣのサイズも小さくすることができるので、ＦＰＣの圧着工程が容易になる。そして、このような構成であってもブラックマトリクスに複数箇所から電圧を印加することができ、ブラックマトリクスについては第１７図に示した構成と同様な効果を得ることができる。特に、ＢＭパッド電極５０において第２の実施形態で説明したような接続構造を用いる場合には、複数箇所の電極を介してパルス電圧を印加することにより容易に電気導通部７０を形成することができるので、非常に都合がよい。
ブラックマトリクスと対向電極は、さらに、第１９図に示すようにＦＰＣと接続してもよい。
この図に示す変形例においては、図で右側の上下のＡＣＳによるシール材１３３と重なる部分にＡＣＳ用ＢＭ電極９５に加えて対向電極をＦＰＣと接続するためのＡＣＳ用対向電極９７を設け、ＡＣＳ用ＢＭ接続電極９６に加えて第１の基板上のＡＣＳ用対向電極９７と対向する位置に透明導電膜によるＡＣＳ用対向電極接続電極９８を設けている。そして、シール材１３３の導電粒によって第２の基板２１上のＡＣＳ用対向電極９７と第１の基板上のＡＣＳ用対向電極接続電極９８とを接続している。さらに、ＡＣＳ用対向電極接続電極９８を第１の基板１上で第１のＦＰＣ６３あるいは第２のＦＰＣ６４と接続することにより、図で上側と下側で、対向電極とＦＰＣとも電気的に接続している。
なお、この液晶シャッタ装置にはＢＭパッド電極５０及びＲＧＢパッド電極４７は設けず、第２の基板２１が第１の基板１からはみ出す部分は設けていない。
このような構成によれば、第２の基板２１が第１の基板１からはみ出す部分がないので、液晶シャッタ装置のサイズを第１８図に示した構成の場合よりさらに小さくすることができる。また、ＦＰＣのサイズも小さくすることができるので、ＦＰＣの圧着工程が容易になる。そして、このような構成であってもブラックマトリクス及び対向電極に複数箇所から電圧を印加することができ、第１７図に示した構成と同様な効果を得ることができる。
特に、ブラックマトリクス上に薄膜絶縁膜２３を設ける場合には、２つのＡＣＳ用ＢＭ接続電極９６に接続するＦＰＣを通してパルス電圧を印加することにより、薄膜絶縁膜２３を容易に溶融して電気導通部７０を形成できるので非常に都合がよい。また、対向電極とＦＰＣとの間の接続抵抗が大きかったりＡＣＳ部での接続抵抗が大きかったりする場合でも、ＦＰＣを通してパルス電圧を印加することにより、抵抗部を電気破壊して接続抵抗を低下させることができる。
〔第７の実施形態：第２０図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第７の実施形態について説明する。第２０図はその液晶シャッタ装置の断面の一部を示す第１３図と対応する部分断面図である。なお、この図において、液晶シャッタ装置に接続するＦＰＣは図示を省略し、第１乃至第３の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。また、この液晶シャッタ装置は、外付遮光部材７４を設けた点が第３の実施形態の液晶シャッタ装置と異なるのみであるので、この点のみについて説明する。
この液晶シャッタ装置には、第１の基板１の液晶層３２と反対側の面の第１の偏光板７１の上に、ブラックマトリクスと一部重なるように外付遮光部材７４を設けている。この外付遮光部材７４は、液晶シャッタ装置を光プリンタの液晶シャッタとして使用する場合に、レンズ等からの反射光がブラックマトリクスを設けていないＢＭ間隙３１から侵入するのを防止するために設けたものである。そして、各画素に対応したＢＭ開口部２９を覆わないように、それよりも大きな開口部を有する。ここでは、画素列毎に、その画素列の全ての画素を含むような開口部を設けているものとする。また、外付遮光部材７４は、薄型にしてつや消し黒に表面を塗装し、表面反射を防止している。
光源からの光についてはブラックマトリクスのみで十分遮光できるようにしているが、このような外付遮光部材７４を設けたことにより、光源以外からの余計な反射光等も遮断でき、感光紙１０１に画素以外を通った光が照射されないようにすることができるので、液晶シャッタ装置を光プリンタに用いた場合に、形成する画像の画質を向上させることができる。
なお、外付遮光部材７４は第２の基板２１の液晶層と反対側の面に設けてもよいし、第１の基板１上と第２の基板２１上の両方に設けてもよい。
〔第８の実施形態：第２１図，第２２図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第８の実施形態について説明する。第２１図はその液晶シャッタ装置の構成を示す第９図と対応する部分平面図、第２２図は第２１図の２２−２２線における断面の一部を示す部分断面図である。これらの図において、液晶シャッタ装置と接続するＦＰＣの図示は省略し、第１及び第２の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。また、この実施形態の特徴は、ブラックマトリクスを設けず、メッキ層７７と外付遮光部材７４とによって遮光機能を実現するようにした点が特徴であるので、これらの点を中心に、第１の実施形態の液晶シャッタ装置と異なる点のみを説明する。
まず、この液晶シャッタ装置においては、第１の実施形態の場合と異なり、Ｒ，Ｇ，Ｂブラックマトリクス２５，２６，２７及びＢＭ連結部４９等からなるブラックマトリクスを設けていない。また、対向電極の形状は、各画素列の各行毎に分離した１本の帯状に設けている。すなわち、例えばＲ画素列２００については、１行目の画素に対応してＲ１対向電極１６１、２行目の画素に対応してＲ２対向電極１６２を設けている。Ｇ，Ｂ画素列３００，４００についても同様に対向電極を設け、全体として６本の帯状の対向電極を設けてＲＧＢ連結電極４６によってこれらを電気的に接続すると共に、シール材３３の外部にＲＧＢパッド電極４７を設け、ここから各束ね電極に電気信号を印加できるようにしている。
そして、ＲＧＢ連結電極４６上やＲＧＢパッド電極４７上も含め、対向電極上には、金属メッキによるメッキ層７７を設けている。このメッキ層７７は例えば金メッキやニッケルメッキによって形成するとよい。また、各画素電極に対向する画素に相当する部分はメッキ層開口部７８とし、この部分にはメッキ層７７は設けていない。
また、第２２図に示すように、第２の基板２１に厚さ０．３ｍｍの薄ガラスを用いると共に、第２の基板２１の液晶層３２側と反対側の面には、外付遮光部材７４を設けている。メッキ層７７は対向電極上に設けるため、画素列と直交する方向の幅が狭いことから、メッキ層７７のみではこの方向から回り込む光の遮光を十分に行うことができないので、外付遮光部材７４も設けたものである。従って、外付遮光部材７４は、画素列の画素の各行に対応する部分に開口部７４ａを設け、それ以外の部分は第２の基板２１上の全面を覆う構成としている。
このような構成とすれば、外付遮光部材７４とメッキ層７７とによって画素周辺の遮光を行うことができるので、ブラックマトリクスが不要となる。また、メッキ層７７によって対向電極の抵抗値を低減することができるので、引き出し電極における電圧変化が液晶層３２と対向電極とによる容量を介して画素部の液晶層３２に印加される電圧に与える影響を低減し、その電圧変化が画素部の透過率に与える影響を低減できる。
〔第９の実施形態：第２３図，第２４図〕
次に、この発明の液晶シャッタ装置の第９の実施形態について説明する。第２３図はその液晶シャッタ装置の構成を示す第９図と対応する部分平面図、第２４図は第２３図の２４−２４線における断面の一部を示す部分断面図である。これらの図において、液晶シャッタ装置と接続するＦＰＣの図示は省略し、第１及び第２の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。また、この実施形態の特徴は、ブラックマトリクスを絶縁性材料によって設けた点が特徴であるので、この点を中心に、第１の実施形態の液晶シャッタ装置と異なる点のみを説明する。
まず、この液晶シャッタ装置においては、遮光膜として、黒色顔料を混合した樹脂等による絶縁性ブラックマトリクス２２を、第２の基板上の液晶層３２側のシール材３３に囲まれた部分のほぼ全面に設けている。ただし、各画素電極に対向する画素に相当する部分はＢＭ開口部２９とし、この部分には絶縁性ブラックマトリクス２２は設けていない。また、絶縁性ブラックマトリクス２２には電圧を印加する必要がないので、ＢＭパッド電極５０も設けていない。
そして、絶縁性ブラックマトリクス２２上には絶縁膜３０を設けず、直接対向電極を設けている。対向電極は、第８の実施形態の場合と同様な各画素列の各行毎に分離した１本の帯状のものである。
この液晶シャッタ装置のように、遮光膜を絶縁性ブラックマトリクス２２とすれば、引き出し電極と遮光膜とが対向する部分で液晶層３２を介しての容量カップルが起こらないので、遮光膜の面積を大きくしても表示に影響がない。
なお、対向電極と絶縁性ブラックマトリクス２２との間を絶縁する必要はないのでここでは絶縁膜３０は設けていないが、絶縁性ブラックマトリクス２２の段差を平坦化するために、絶縁性ブラックマトリクス２２上に平坦化絶縁膜を設け、その上に対向電極を設けるようにしてもよい。
〔各実施形態の変形例；第２５図乃至第２７図〕
次に、上述した各実施形態の変形例について説明する。第２５図は第１の実施形態の液晶シャッタ装置に第１の変形例を適用した構成を示す第８図と対応する部分平面図、第２６図は同じく第２の変形例を適用した構成を示す部分平面図、第２７図は同じく第３の変形例を適用した構成を示す第２図と対応する部分平面図である。これらの図において、第１の実施形態で説明した構成と対応する部分には同一の符号を付している。ここでは変形例を第１の実施形態の液晶シャッタ装置に適用した場合を例として説明するが、他の実施形態の構成に適用してもよいことはもちろんである。
まず、第１の変形例においては、各画素列に対応した束ね電極を接続するＲＧＢ連結電極４６は設けず、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素列毎に、Ｒパッド電極８８，Ｇパッド電極８９，Ｂパッド電極９０と、ここにそれぞれ接続するＲ信号接続部１３５，Ｇ信号接続部１３６，Ｂ信号接続部１３７を設け、これらを介して、Ｒ，Ｇ，Ｂの各束ね電極や画素対向電極等からなる対向電極を共通のＲＧＢ独立信号制御部１４０に接続している。そして、ＲＧＢ独立信号制御部１４０から、各信号接続部１３５，１３６，１３７を介して対向電極に駆動信号を印加する。
このように、第２の基板２１上にＲＧＢ連結電極４６を設けず、ＲＧＢ独立信号制御部１４０等の外部ユニットによって各画素列毎の対向電極を電気的に接続するようにしてもよい。このようにしても、第１の実施形態のようにＲＧＢ連結電極４６を設けた場合と同様な効果を得ることができる。この場合において、液晶シャッタ装置側では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各パッド電極８８，８９，９０が、対向電極を電気的に接続するための接続手段である。また、遮光膜であるブラックマトリクスについても、同様な構成とすることができる。
次に、第２の変形例においては、Ｒ，Ｇ，Ｂの各信号接続部１３５，１３６，１３７に接続するＲ独立信号制御部１４８，Ｇ独立信号制御部１４９，Ｂ独立信号制御部１５０を設け、これらをＲＧＢ信号制御部１４１に接続している。そして、各独立信号制御部１４８，１４９，１５０が、ＲＧＢ信号制御部１４１からの制御信号に従って、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素列の対向電極に独立の駆動信号を印加している。従って、各画素列の対向電極は電気的に接続していない。このような構成とすると、画素列毎に駆動回路が必要になって構成が複雑になるが、このような構成であっても対向電極と引き出し電極とが対向する部分の面積の低減による効果を得ることができる。
また、この変形例においては、第１，第２のＢＭ接続電極５８，５９とそれぞれ接続する第１の信号接続部１５１と第２の信号接続部１５２とを設け、これらとそれぞれ接続する第１のＢＭ信号制御部１４６，第２のＢＭ信号制御部１４７を設け、さらにこれらを遮光膜駆動回路であるＢＭ信号制御部１５３と接続している。そして、ＢＭ信号制御部１５３からこれらを介してＢＭパッド電極５０にブラックマトリクスに駆動信号を印加する。第１，第２のＢＭ信号制御部１４６，１４７は、薄膜絶縁膜２３に電圧を印加して絶縁破壊し、第１，第２のＢＭ接続電極５８，５９とＢＭパッド電極５０との間に電気導通部７０を形成する際に使用する。
このように、ブラックマトリクスに駆動信号を印加する回路と絶縁破壊用の電圧を印加する回路とを別々に設けてもよい。
次に、第３の変形例においては、各画素電極に接続する引き出し電極と各画素対向電極に接続する取り出し電極とが対向しないような配置としている。
第２図等に示した例においては、例えばＲ１ａ画素電極１１に接続するＲ１ａ引き出し電極１５とＲ１ａ画素対向電極３５に接続したＲ１ａ取り出し電極３６とが対向した配置となっている。しかし、取り出し電極も対向電極の一部であり、引き出し電極と対向電極とが対向する部分の面積を低減する観点からは、第２７図に示すように引き出し電極と取り出し電極とが対向しなようにすることが好ましい。
実際には、引き出し電極や取り出し電極をあまり細くすると抵抗の増加や断線等の問題が生じ、ある程度の太さにしなければならない一方、画素を微細化すると配線可能な幅は狭くなるので、第２図では対向した状態の取り出し電極と引き出し電極を第２７図に示したようにずらして配置するスペースが取れないことも考えられる。また、取り出し電極と引き出し電極をずらして配置した場合でも、第１の基板１と第２の基板２１との位置合わせ精度の問題でこれらが重なってしまうことも考えられる。
これらの点を考慮して、上述した実施形態では第２図のような電極配置としており、これでこの発明の効果は十分得られるが、実際には第２７図に示した配置が理想的である。ただし、第２７図の配置を用いる場合、多少位置ずれが起きた場合でも取り出し電極が他の画素列からの引き出し電極と重ならないように（例えばＲ画素列のＲ１ａ取り出し電極３６がＧ画素列からのＧ１引き出し電極１８と重ならないように）するのが好ましい。
これらの他にも、各実施形態に示した液晶シャッタ装置では、Ｒ，Ｇ，Ｂの各画素列をそれぞれ２行に配列した画素によって構成したが、１行に配列した構成の場合であっても、この発明による効果を得ることができる。
また、位相差板７２を第１の基板１の上面に設ける例について説明したが、第２の基板２１上に設けたり、あるいは第１の基板１と第２の基板２１の両基板上に設けたりする場合であっても、この発明による効果を得ることができる。さらに、位相差板を設けない装置にこの発明を適用することも可能である。
また、上述した各実施形態の特徴を組み合わせることも可能である。
産業上の利用可能性
以上のように、この発明による液晶シャッタ装置によれば、対向電極を画素列毎に分離して設けたことにより、その面積を低減し、引き出し電極と対向電極とが対向する部分の面積を小さくすることができる。そしてこのことにより、引き出し電極を介して画素電極に印加される信号が対向電極を介して他の画素の透過率に与える影響を低減し、各画素の透過率を好みの値に制御し、感光部材への光の照射を適切に制御することができる。そして、このような液晶シャッタ装置を用いることにより、ムラのない高品質な画像を形成可能な光プリンタを構成することができる。
【図面の簡単な説明】
第１図は、この発明の第１の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための平面図である。
第２図は、第１図における楕円Ａ内の一部を拡大して示す部分平面図である、
第３図は、第２図の３−３線における断面の一部を示す部分断面図である。
第４図は、第１図に示した液晶シャッタ装置を備えた光プリンタの動作について説明するための模式図である。
第５図は、第４図の５−５線における断面模式図である。
第６図は、第１図に示した液晶シャッタ装置を駆動するための駆動信号を示す図である。
第７図は、その液晶シャッタ装置及び従来の液晶シャッタ装置の特性について説明するためのグラフである。
第８図は、この発明の第２の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための部分平面図である。
第９図は、第８図の一部をシール材や絶縁膜も含めて拡大して示す部分平面図である。
第１０図は、第９図に含まれるシール材と絶縁膜の図示を省略した図である。
第１１図は、第９図の１１−１１線における断面の一部を示す部分断面図である。
第１２図は、この発明の第３の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第９図と対応する部分平面図である。
第１３図は、第１２図の１３−１３線における断面の一部を示す部分断面図である。
第１４図は、この発明の第３の実施形態の変形例における引き出し電極と束ね電極の構成を示す第１２図と対応する部分平面図である。
第１５図は、この発明の第４の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第１２図と対応する部分平面図である。
第１６図は、この発明の第５の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第８図と対応する部分平面図である。
第１７図は、この発明の第６の実施形態の液晶シャッタ装置における電極と遮光膜の配置について説明するための第１図と対応する平面図である。
第１８図は、その変形例における電極と遮光膜の配置について説明するための第１図と対応する平面図である。
第１９図は、その別の変形例における電極と遮光膜の配置について説明するための第１図と対応する平面図である。
第２０図は、この発明の第７の実施形態の液晶シャッタ装置の断面の一部を示す第１３図と対応する部分断面図である。
第２１図は、この発明の第８の実施形態の液晶シャッタ装置の構成を示す第９図と対応する部分平面図である。
第２２図は、第２１図の２２−２２線における断面の一部を示す部分断面図である。
第２３図は、この発明の第９の実施形態の液晶シャッタ装置の構成を示す第９図と対応する部分平面図である。
第２４図は、第２３図の２４−２４線における断面の一部を示す部分断面図である。
第２５図は、この発明の第１の実施形態の液晶シャッタ装置に第１の変形例を適用した構成を示す第８図と対応する部分平面図である。
第２６図は、同じく第２の変形例を適用した構成を示す部分平面図である。
第２７図は、同じく第３の変形例を適用した構成を示す第２図と対応する部分平面図である。
第２８図は、従来の液晶シャッタ装置の平面図である。
第２９図は、第２８図に示した液晶シャッタ装置おける電極の配線について説明するための平面図である。
第３０図は、第２９図の３０−３０線における断面図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【国際調査報告】
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