JP2002277842A

JP2002277842A - 画像表示素子

Info

Publication number: JP2002277842A
Application number: JP2001078367A
Authority: JP
Inventors: Tadao Katsuragawa; 忠雄桂川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-03-19
Filing date: 2001-03-19
Publication date: 2002-09-25
Anticipated expiration: 2021-03-19
Also published as: JP4588235B2

Abstract

(57)【要約】【課題】高いコントラストを有するデジタル画像及び
フレキシビリティを合わせ持った、透過型及び反射型画
像表示素子を提供する。【解決手段】透明支持体上の透明なマイクロ磁気ヘッ
ドアレイと、磁気光学効果を有する層と、偏光子層とを
少なくとも設けたことを特徴とする画像表示素子。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は画像表示素子に関
し、さらに詳しくは可視光に透明なマイクロ磁気ヘッド
アレイによって磁気光学効果保有層を磁化し、偏光子を
用いて磁化部位と非磁化部位で光透過率を変化させ、コ
ントラストを発現させた、超薄型フレキシブル画像表示
素子に関する。画像はエネルギーフリーで長期保存が可
能であり、また書き換え自在であり、静止画や動画が可
能である。またカラー画像形成も容易であり、手書きに
よる画像をデジタル入力として読み出し・送信する事も
可能な画像表示素子に関する。また、液晶ディスプレイ
に代わる画像表示素子として用いることが出来る。画像
サイズは大小自在に製作可能であるので、ＩＣカードや
携帯型電話器等の小型表示素子から、広告用大画面ディ
スプレイまで、各種の画像表示素子に用いることができ
る。

【０００２】

【従来の技術】画像表示素子に関してはこれまでに、多
くの発明が提案されている。本発明者らも、特開２００
０−０４７０３２「偏光変換素子及び該偏光変換素子を
使用した表示装置」、特開２０００−１７１６３３「偏
光変換素子及び該偏光変換素子を利用した表示装置」、
特開２０００−１６２９８８「イメージングデバイ
ス」、特開２０００−１６２９９３「イメージングデバ
イス」、特開２０００−１７３０１９「磁気光学素子及
び磁気ヘッドアレイ」、特開２０００−１６３５５２
「カード」、特開平１１−２８７９７４「磁気光学素
子」、特開平１１−３３７７２７「光学素子」の他いく
つかの提案をしてきた。

【０００３】これら画像表示素子の基本構成は、透明で
かつファラデー効果を有する磁性膜と、コントラストを
与えるための偏光子である。磁性膜によって発生した旋
光を、偏光子を用いて通過させるか、させないかでコン
トラストを与えるものである。

【０００４】本発明のような磁気光学効果を用いた空間
変調素子は、古くから研究されており、多くの文献に発
表されている。例えば Litton Data Systems社のWillia
m E.Rose、Robert H.Andersonなどが書いた、OPTICAL EN
GINEERING (1983) Vol. 22 No.4 P485がある。いずれの
素子もかなり高い完成度であるものの、磁化するための
配線用電流の発熱による割れや、磁性ガーネット単結晶
を用いるための作製の困難さ、また大面積化の困難さ、
素子のフレキシビリティのないことによる取り扱いの不
便さ、基本的に大きな駆動電流が必要であり、小型化が
困難で実用化ができない等の問題点が指摘されていた。

【０００５】その他、Ｂｉ−ＹＩＧを用いての画像も確
認されているが(Electrochimica Acta 44 1999, 3921-3
925他山崎陽太郎）、磁気ヘッドを用いたデバイスと
しての技術は報告されていない。

【０００６】また、Ｄｙ置換ＹＩＧを磁性層とし、アル
ミニウム反射板を用いて、レーザー加熱により画像を確
認したものも報告されているが（Trans. Mat. Res. So
c. Jpn.,Volume 15B, p1129 宇部興産（株））、これ
らもマイクロ磁気ヘッドアレイを内蔵させて、デジタル
画像を発現させるまでには至っていない。

【０００７】画像表示素子として、磁気旋光の他に旋光
を用いたものとしては、液晶ディスプレイを挙げること
ができる。これら液晶ディスプレイを磁気旋光を比べる
と、旋光を用いる点では同様であるが、（１）応答スピードが液晶の１０ｍｓ程度に対して、数
ｎｓ以下と１０００倍以上速い。（２）画像分解能が１００ｄｐｉ以上と容易に高くでき
る。（３）タッチパネルなどの他の手段を追加して用いなく
ても、磁気ペンで画像への追記が容易にできる。（４）液体漏れ防止のための袋機能（ガラス板やプラス
チック板及び液の封止）が不要である。（５）薄膜で形成ができるので薄く製作が可能である、
等多くの点で磁気旋光を用いる方が優れている。

【０００８】Litton Data Systems社の磁気光学効果を
用いた空間変調素子は、画像出現原理は同じであるが、
磁性体として単結晶磁性ガーネットを用いる為、そのま
ま視認するような、大面積画像表示素子としては用いる
ことができない（大面積単結晶は作製が困難なため）。
本発明は透明磁性材料として、多結晶磁性体薄膜を用い
て、容易に大面積画像表示素子を作製できる。

【０００９】上記した山崎陽太郎や宇部興産のデバイス
の場合は、内蔵マイクロ磁気ヘッドを用いて、デジタル
画像を瞬時に表示するデバイスとしては報告されていな
い。勿論カラー化やバックライトによる画像表示法、フ
レキシブル透明支持体を用いる方法、反射型偏光子を用
いる方法、ペーパー２次電池を用いる方法、誘電体薄膜
でコントラストを増大する方法、２次電池駆動などに関
しては全く述べられていない。

【００１０】本発明者が以前に提案した従来技術に於い
ては、磁気記録層を支持体上に設ける為に、ＰＶＤ法、
ＣＶＤ法、メッキ法、塗布法などを用いた。これらの中
でスパッタ法（ＲＦスパッタ、ＤＣスパッタ、レーザー
ビームスパッタなど）で作製した磁性層は薄くて、透明
性が高く性能がよい。しかし膜作製時に支持体を高い温
度で加熱しなければ、結晶化した磁性体薄膜が得られな
い。膜作製時加熱しない場合は、膜作製後に膜の加熱処
理が一般的に必要であり、透明でフレキシブルな、使用
に便利なプラスチック支持体は用いることが困難であっ
た。

【００１１】光エネルギーを磁性層のみで吸収させ、支
持体は透過させる、レーザーアニール法もあるが、膜作
製時にプラズマ（スパッタ法などの場合）温度や、電子
銃（真空蒸着法などの場合）によって加熱され、プラス
チックは熱収縮のためにペコペコに変形してしまう。耐
熱性の高いプラスチック支持体は、光透過性が一般的に
劣る場合が多く、従って従来は耐熱性ガラス基板などが
用いられた。しかし一般的なガラスでは、曲げたりする
ことができないし、割れやすいとか、厚いとかの欠点が
あった。高耐熱性の特殊な透明フレキシブル支持体を用
いることも提案したが、コスト的に高価であるという課
題を残していた。

【００１２】更に磁性層書き換え用のマイクロ磁気ヘッ
ドアレイを用いた場合は、例えばフォトリソグラフィー
法で作製した銅線による、数ターンのコイルを用いた
（比較例２に例示）。このコイル作製の場合は、比較的
大きな磁界強度を得ることができるが、上層と下層のコ
イルパターンをつなぎ合わせることが必要で、微細であ
るだけに困難であり、作製上の課題を残していた。また
コイル形状を用いるマイクロ磁気ヘッドアレイの場合
は、各磁気ヘッド単体を小さくすることが困難で、高密
度化して高精細画像を得ることも比較的困難であった。

【００１３】従来はマイクロ磁気ヘッドアレイの直上
に、透明磁性層を作製することは、比較的困難であっ
た。それは透明磁性層作製において、ＰＶＤ法やゾルゲ
ル法の場合は加熱温度が高い（上記で説明した）が、予
め作製した磁気ヘッドに耐熱性を持たせることが比較的
困難であった。また塗布法やメッキ法の場合は、使用す
る絶縁体や結着剤に樹脂を使うために、作製した磁気ヘ
ッド（この場合支持体として利用）の破損の懸念があっ
たからである。反射型画像表示素子はバックライト不要
で、消費電力が少ない点で有利であるが、しかし画像の
明るさの点では不利であった。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、以上の状況
を鑑みてなされたものであり、１．可視光に透明なマイクロ磁気ヘッドアレイ作製を可
能として、透過型及び反射型画像表示素子共に得られる
ようにする、２．透明なマイクロ磁気ヘッドアレイ直上に透明磁性層
を設けて、ヘッド磁界利用効率を向上させ、高精細画像
を得られるようにする、３．耐熱性と光透過性及びフレキシビリティを合わせ持
った支持体を用いて、高精細で取り扱いやすく、透過型
及び反射型画像表示素子共に得られるようにする、４．偏光子、透明磁性体薄膜、マイクロ磁気ヘッドアレ
イ、ペーパー２次電池を重ねて設けて、扱いやすい超薄
型モバイル画像表示素子を得られるようにする、５．従来よりも簡便な構造、製造法として、大幅に低コ
ストな画像表示素子を得られるようにする、画像表示素
子を提供することをその課題としている。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明者らは、前記の課
題を解決すべく鋭意研究を重ねた結果、本発明を完成す
るに至った。すなわち、本発明は、透明支持体上の透明
なマイクロ磁気ヘッドアレイと、磁気光学効果を有する
層と、偏光子層とを少なくとも設けたことを特徴とする
画像表示素子を提供することにより、前記課題を解決す
ることができた。

【００１６】本発明の表示素子の代表的構成を２例示
す。第一は本発明の主目的である、バックライトを設け
て、磁性体の透過光（可視光）を用いてコントラストを
得る、透過型画像表示素子について示す。基本構成は、
偏光子（上）／透明磁性層／透明マイクロ磁気ヘッドア
レイ／透明支持体／偏光子（下）／バックライト／２次
電池である（図１、請求項１、２、３、４、７、８、１
１、１２、１３、１４，１５、１６、１７）。

【００１７】この構成に対して偏光子（上）（画像を見
る側）の上面に、保護層を設ける構成もキズ防止などの
点で好ましい（請求項１５）。マイクロ磁気ヘッドアレ
イの銅線層上下には、薄い透明電気的絶縁層が設けられ
る。偏光子（上）と（下）は画像コントラスト比が最大
になるように、各偏光軸を回転して設けられる。たとえ
ば透明磁性層の磁気光学効果（ファラデー効果）がある
特定波長域で１０度の場合には、約１０度偏光軸を回転
して設けられる。なおこの構成では、バックライト光が
磁性層を透過できるために、マイクロ磁気ヘッドアレイ
は透明体として透明支持体上に作製される。従来は支持
体の一面にマイクロ磁気ヘッドアレイを、もう一方の面
に磁性層を設けたために、（上記従来技術の欠点で、同
一面作製困難理由を述べた）磁性層と磁気ヘッド間の距
離が大きくなった。薄い支持体を用いたとしても、１０
μｍ程度以上となり、大きな磁気的損失（スペーシング
ロス）が生じていた。

【００１８】またカラー画像を得るために、カラーフィ
ルターを偏光子（上）とバックライトの間に設けること
ができる（請求項１１）。さらには上記ファラデー回転
角を増加させるために、磁性層と誘電体層を積層したり
して、組み合わせ設けることができる（請求項６）。こ
の方法は誘電体層で光を多重反射させ、磁性層内に閉じ
込める目的でなされる。誘電体層の反射率を大きくする
と、回転角は増大するが、光透過率が減少するので、適
当な反射率が選択される。誘電体層は増大させたい波長
や、得たい増大率、及び透過率などを考慮して、層構成
（層厚、層数、層対象性、層繰り替えし数、層材料な
ど。詳細は再度以下で示す）が決められる。

【００１９】他の１つの構成例は、バックライトを用い
ず、反射光によってコントラストを得る場合である（以
下反射型画像表示素子）。基本構成は、偏光子（上）／
透明磁性層／透明マイクロ磁気ヘッドアレイ／透明支持
体／偏光子（下）／反射層／２次電池である（図２、請
求項１、２、３、４、５，６、１０、１１、１２、１
３、１４，１５、１６、１７）。

【００２０】偏光子（下）は無くても良いし、反射型偏
光子を用いても良い（請求項５）。また反射層は透明磁
性層と２次電池の間（偏光子層が不要となる場合があ
る）に設けることもできる。従来はマイクロ磁気ヘッド
アレイが不透明であったために、マイクロ磁気ヘッドア
レイの磁性体層側しか配置できなかった。

【００２１】本発明ではマイクロ磁気ヘッドアレイの構
造を、図３及び図４に示すように直線状配線層（請求項
２）としたので、構造が簡単であり、無機物のみでの製
作が可能となり、耐熱性を高めたり、破損に対する耐久
性を高める設計が、比較的容易となる。また高密度化し
て高精細画像を得ることも、構造が簡単であるため比較
的容易となる。

【００２２】なお直線状配線とは、図３、図４に例を示
すが、いわゆる導線を直線的（折れ曲がりは許容され
る）に配列した配線層２枚以上を、直角に配置して積層
するもので、直線で囲われた部位に発生する磁界を利用
する。前記直線状配線はいくつかの変形が作製でき、図
４のようにコの字型でなく、Ωの文字のようにコの字一
部を直線で絞ったような形状も可能である。いわゆる何
ターンものコイルに比較して、最大でも２ターン（最小
単位２枚の場合、コの字型の場合）であり、発生磁界は
同一電流の場合には弱いので、本発明では磁性体層を磁
化しやすいように、磁性体の保磁力を低下させた（請求
項１４）。更に磁性体との距離を縮めて、効率よく磁化
するために、該マイクロ磁気ヘッドアレイの直上（電気
絶縁層は設けるが）に、透明磁性層を配置するようにし
た（請求項１０）。

【００２３】マイクロ磁気ヘッド作製に於ける従来の最
大課題は、銅線（仏のＮＩＰＳＯＮ社では金線を用い
る）やポリイミド樹脂などを使用して、コイルを平面上
に作製するために、複雑な多層構造とするしかなく、ど
うしても不透明となっていた従ってマイクロ磁気ヘッド
直上面に反射膜を設けて、反射型画像表示素子とするし
かなかった点である。従来可視光に透明なマイクロ磁気
ヘッドはなく、本発明の最大の特徴は、透明なマイクロ
磁気ヘッドを始めて作製したことである。

【００２４】本発明では偏光子を２枚利用できるため、
画像コントラストが向上する。この構成に対しても偏光
子の上（画像を見る側）に、保護層を設ける構成も好ま
しい（請求項１４）。また磁性体と誘電体層を組み合わ
せて、磁気光学効果（ファラデー回転角、カー回転角）
を増加させるようにしても良い（請求項６）。

【００２５】透明磁性体を透過後、反射させる場合はフ
ァラデー効果を利用する事になる。磁性体層でかなりの
比率の光を反射させるカー配置も可能である。またカラ
ー画像を得るために、カラーフィルターを偏光子（上）
と反射層間に設けることができる（請求項９）。このよ
うな反射型画像表示素子は透過型と異なり、照射用のバ
ックライトが不要となるために、エネルギー効率が向上
する点が特徴となる。

【００２６】しかし画像の明るさや、鮮明さは透過型画
像表示素子の方が一般的には良好である。本発明では適
宜、使用目的により、（従来はできなかった）選択が可
能である。

【００２７】他の構成例としては、偏光子／透明支持体
／透明磁性層／反射層／マイクロ磁気ヘッドアレイなど
の構成も可能である。

【００２８】本発明の画像表示素子の特徴は以下の通り
である。（１）以上のような透明型にも、反射型にも利用できる
基本構成を取れることである。しかも以下の理由によ
り、従来よりも大幅に高精細（高コントラスト、高分解
能）、低コストにできる。（ａ）高コントラスト磁気ヘッドと磁性体の距離を短縮したため（請求項１
１）、ヘッドの電流値が同じでも、より強い磁界を磁性
体に付与できて、強く磁化できる。回転角が増大して高
コントラストになる。（ｂ）低コスト・高分解能従来のコイル型磁気ヘッドから、直線状配線を用いた磁
気ヘッドにしたので（請求項２）、製作が容易でコスト
が低下した。コイル型では必ず配線が上下層間で交差す
るため、製作が困難であったが、本発明の磁気ヘッドで
は、たとえば直線状配線／透明絶縁体層／直線状配線
（請求項２）の基本構成を取るので、配線の交叉は生じ
ない（電流は上下別回路で、タイミングをとって同時に
流す）。また従来のＰＶＤ法、ＣＶＤ法、ゾルゲル法、
メッキ法、塗布法等に比較して、作製が容易な溶射法を
用いたので、作製コストが低下した。ＰＶＤ法、ゾルゲ
ル法では、希土類鉄ガーネット利用の場合、６００度近
い加熱が、結晶化の為に必要である。特に品質の高い磁
性層が得られるＰＶＤ法では、高価な高真空装置が必要
であり、ランニングコストも高い。結晶化済みの微粒子
を用いるメッキ法、塗布法では、膜中の微粒子による光
の散乱が避けがたく、透明度に僅かなくもりが生じて、
画像品質の低下が見られた。

【００２９】（２）取り扱いやすい（ａ）画像表示素子全体の厚みが薄い。透過型、反射型
いずれの画像表示素子においても、各構成要素には超薄
型のものを使用した。偏光子には反射型偏光子が好まし
く、反射型偏光子は薄膜を複数層積層して作製するが、
全厚みはせいぜい１００μｍ程度である。透明磁性層に
は誘電体層との積層構造も画像コントラスト増大のため
に選択可能で、利用できるが、せいぜい数μｍの厚みで
ある。透明マイクロ磁気ヘッドアレイは、導電性配線層
（格子状配線の内の縦配線層）／絶縁体層／導電性配線
層（格子状配線の内の横配線層）の基本構成をとるが、
全厚みはせいぜい３０〜１００μｍの厚みである。透明
支持体にはガラス成分（オルガノポリシロキサン）で処
理した透明紙を用いる為安く、また厚味もせいぜい１０
０μｍの厚みである。バックライトはプラスチックフィ
ルム製の導光板と、この導光板の端部から光を入射する
ための、ＬＥＤを用いたり、全体がＥＬ（エレクトロ
ルミネッセンス）層からなるため、せいぜい０．５ｍｍ
程度の厚みである。２次電池はペーパー２次電池と言わ
れる、厚味０５〜１．０ｍｍのリチウム電池などを用い
る。従って全体として、総厚みが１．５ｍｍ程度と従来
（液晶ディスプレイなどに比較して）に無く薄い、画像
表示素子が作製できる。フレキシビリティがあり、割れ
にくい。上記で説明したように（アンダーラインを施し
た）各素材は、いずれもプラスチック製フィルムを用い
たりしているために、変形が容易であり、割れにくい。
従ってフレキシビリティの高い画像表示素子が作製でき
る。従って扱いやすい素子となる。

【００３０】（３）高速画像生成ができる本発明のマイクロ磁気ヘッドアレイは、二次元的に複数
のグループに分けて配置し、かつ各グループの各磁気ヘ
ッドには、同時に通電されるようにした（請求項１
６）。たとえば磁気ヘッドが配置されている、有効画像
素子サイズ（この範囲で画像が見られる）が２００×１
００ｍｍであれば、１００×５０ｍｍの４つの面積に分
割して配線され、分割された部分の各磁気ヘッド単体に
は同時に通電される。従来は各磁気ヘッドには、数十ｍ
Ａの電流が必要であったため、４分割された部分の全磁
気ヘッドに同時には、電流を流すことは困難であった。
全電流値が１Ａ以上になると、電池駆動が困難になるか
らである。本発明では軽いペーパー２次電池を用いてい
るが、同時に各分割部位に電流を流せる。電流値が小さ
くても十分な磁気記録ができるからであるが、その理由
は主に３つある。１つは上記したように、マイクロ磁気
ヘッドアレイと磁性層の間隔が小さくなり、発生磁界の
磁性層への伝達効率が向上して、電流値が小さくなった
からである。もう１つは磁性体の保磁力を従来より大幅
に減少させて（請求項１４、３００Ｏｅ以下）、磁気記
録しやすくしたために、小さい電流でも記録できるよう
にしたからである。更にもう１つは、反射型の場合は磁
気ヘッド部位に、高透磁率薄膜を積層する事により、大
幅に磁界発生効率を向上させたからである（請求項１
０）。従来のコイル型ヘッドには、高透磁率材料をコア
中心部に芯として設けて、磁界発生効率を向上させてい
た。これと同様の効果が、単なる薄膜を追加（磁界発生
部＋薄膜）する事により達成できることを見出したので
ある。また従来のコイル型磁気ヘッドを用いないため、
インダクタンスによる問題が発生せず、従って高速画像
形成が可能になる。画像に対応するマイクロ磁気ヘッド
アレイの分割数は、搭載する電池の容量とのかねあいで
最適に選択される。分割数を多くすれば、画像形成速度
は速くなるが、必要電流値が大きくなる。以上の対策に
よりＡ４サイズという大画面においても、動画像を生成
する事が可能である。

【００３１】以上（１）〜（３）の特徴をもたらした要
因の１つは、透明ガラス紙を支持体に用いたことであ
る。希土類鉄ガーネットは透明磁性層として好ましい材
料であるが、結晶化温度が高く（約６００度、結晶化し
ないと磁性が現れない）、支持体材料の選択範囲が狭か
った。他にも透明、高磁気光学効果保有磁性体はある
が、いずれも同じ理由でこれに近い耐熱性が必要であっ
た。本発明の課題であるフレキシビリティと、基本的な
要件である透明性と、高耐熱性を備える材料が無かった
ために、画像表示素子としては作製することが困難であ
った。本発明はこの必要条件を同時に満足する素材を見
出して発明を完成させた。

【００３２】透明ガラス紙とは、たとえば特許第２５３
８５２７号、特開平１１−２４７０９３に示されてい
る。用いられるオルガノポリシロキサンは、アルコール
可溶性で加水分解可能な有機金属化合物であり、Ｒ_３Ｓ
ｉＯ（Ｒ_２ＳｉＯ）ｎＳｉＲ_３、（Ｒ_２ＳｉＯ）ｎなど
によって示される化合物の内、特に分子量の高いものを
いう。しかし本発明では磁性材料の選択如何によらず、
膜作製法として溶射法（別途詳細を説明する、請求項１
７）を用いるので、以下の従来からある支持体をも利用
することも可能となった。ＭＭＡ、ＰＭＭＡ、ＡＢＳ樹
脂、ポリカーボネート、ポリプロピレン、アクリル系樹
脂、スチレン系樹脂、ポリアリレート、ポリサルフォ
ン、ポリエーテルサルフォン、エポキシ樹脂、ポリ−４
−メチルペンテン−１、フッ素化ポリイミド、フッ素樹
脂、フェノキシ樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ナイロン
樹脂などが用いられる。１０〜１００μｍの厚みが取り
扱い上、柔軟性があって好ましい。

【００３３】本発明の透明マイクロ磁気ヘッドアレイ
は、磁気ヘッドを２次元的に複数個並べたものである
（図３、図４）。２次元に配列して用いるので、画像表
示部位と記録用磁気ヘッドアレイを相互に移動すること
なく（従来の１個のヘッドを用いる場合のように）、デ
ジタル画像を形成できる。磁気ヘッド１個の外形は、２
００μｍ以下が好ましい。本発明が高解像度画像形成用
であり、１２７ＤＰＩ（画像のドットピッチは２００μ
ｍ）以上の画像分解能を得たいためである。磁気ヘッド
に発生する熱を少なくするためには、配線の形状は幅２
μｍ〜１０μｍ程度が好ましい。

【００３４】本発明の特徴が多くある中で、主要特徴点
はこのマイクロ磁気ヘッドが透明である点であるが、本
発明でこのマイクロ磁気ヘッドを透明化出来た主な理由
は以下のとおりである。Ｉ）従来金属導電性材料、例えば不透明な金や銅などを
コイルに用いていた。更にコイルの中心には、コア材利
用として金属で不透明なの高透磁率材料を用いていた。
この導電性材料に、以下に示す透明なＩＴＯ膜を用い
た。更に配線をコイル形状から、直線状に変更したの
で、コアを用いる必要が無くなった。 II）マククロ磁気ヘッドアレイの直上に磁性層を設けて
（磁性層／マイクロ磁気ヘッド／支持体の層構成とし
て）、磁性層とヘッド間距離を近接させ、ヘッドからの
磁界利用効率を向上させた。このため少ないヘッド駆動
電流で、画像形成が可能となり、ターン数の多い磁気コ
イルでなくても、直線上配線で十分に磁気記録できるよ
うにした。直線状配線は透明ＩＴＯ膜で作製可能であ
る。 III）磁性層の記録が容易となるように、磁性層の保磁
力を低減した。即ち小電流で記録可能となり、ＩＴＯ膜
の直線上配線が使用できるようになった。

【００３５】透明マイクロ磁気ヘッドアレイに用いられ
る導電材料は、透明性の点から透明導電膜が好ましい。
透明導電膜とは可視光の透過率が高く、また導電性があ
る膜であり、酸化錫膜（ＳｎＯ₂）、酸化インジウム
（Ｉｎ₂Ｏ₃）膜の系統が代表的な材料である。酸化イン
ジウム膜には、比抵抗を下げるために微量添加元素（ド
ーパント）として、スズ（Ｔｉｎ）が用いられており、
Indium Tin Oxideの頭文字をとって、ＩＴＯ膜とよばれ
る。以下本発明ではＩＴＯ膜と記す。膜厚としては０．
１〜２．０μｍとして用いられ、面抵抗（１ｃｍ角の抵
抗値）は１０〜８００Ω／□程度で用いられる。

【００３６】マイクロ磁気ヘッドに用いられる透明絶縁
材料は、一般的なたとえば透明ポリイミド膜など広く用
いられるが、透明でかつ耐熱性が必要なことから、フッ
素化ポリイミド樹脂、オクタキス・ヒドリドシルセスキ
オキサン分子とビスフェニルエチニル・ベンゼン分子
を、触媒を使って共重合させた樹脂、珪素系液体、透明
フッ素樹脂、オレフィン・マレイミド共重合体、ポリエ
ステル樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリエーテルスルフ
ォン樹脂、ポリカーボネート樹脂などが任意に用いられ
る。無機材料としては、別途以下に示す誘電体膜が用い
られる。

【００３７】透明ポリイミド樹脂にはたとえば「サンエ
バー」（日産化学工業商品名）がある。この中でも電圧
印加時の樹脂自身の分極をほとんど無くしたタイプ（サ
ンエバーＲＮ８１２）は、可視光透明性が大幅に向上し
て９３％以上（１μｍ厚み）と高いだけでなく、成膜し
たＩＴＯ膜のフィルム基板への付着性も大きく向上して
おり、従来使用しずらかったが、耐溶剤性、電気絶縁
性、加工性、低通気性、低吸湿性、表面平滑性などの検
討に置いて、従来よりも表示素子に好ましく利用できる
ことがわかった。熱分解温度は４５０度以上であるの
で、本発明の目的にとって非常に好ましい。ただし、本
発明で使用できる透明ポリイミド樹脂としては、他の市
販品も使用可能であり、これらに限られるものではな
い。

【００３８】フッ素化ポリイミド樹脂はＮＴＴによって
開発され、光透過率は９０％程度と高い。（従来のポリ
イミド樹脂は褐色に着色していたがこれとは異なる）。
現在、たとえば「ＯＰＩ」の商品名（日立化成工業）で
市販されているものが挙げられ、該フッ素化ポリイミド
樹脂のフッ素含有率は２０〜３０％で、熱線膨張係数は
５×１０^-6／℃である。但し透明ポリイミド樹脂（フッ
素化ポリイミド樹脂も含む）はコストが高いため、オレ
フィン・マレイミド共重合体フィルムとの積層や、従来
使用されたポリエステル、ポリアリレート、ポリエーテ
ルスルフォン、ポリカーボネートのフィルムとの積層と
しても用いることある。

【００３９】マイクロ磁気ヘッドアレイの製造方法は大
別して、フォトリソグラフィー法、電気メッキ法が用い
られる。配線のパターン形成用マスクには、各種レーザ
ー光や軟Ｘ線、紫外線などが用いられる。配線の加工に
置いては、導線の断面積（線幅、線高さ）がより大きい
ことが、電気抵抗を低下させる点から重要であるが、前
述したように、解像度の点から磁気ヘッドピッチには制
限があるので、導線間の絶縁層体積がより少ない方法が
選ばれる。本発明では導線の高さは０．１μｍ以上とす
ることにより、電気抵抗を下げて発熱や断線を防止す
る。

【００４０】本発明の直線状配線層上に、高透磁率層を
加えると、磁界発生効率が向上する。一般的なコイル形
状の場合に、コイル中心部にコアとして、磁束を収束さ
せる高透磁率材料を配置すると、磁束の発散を防いで磁
気ヘッドとしての効率が向上する。直線状配線による磁
界収束部（格子状配線間の中心部）でも、同様の効果が
得られることがわかった。高透磁率層の膜厚は１００〜
５０００ｎｍが好ましい。

【００４１】前記高透磁率薄膜に用いる軟磁性材料とし
ては、従来より多用される、純鉄、珪素鋼、鉄やニッケ
ル及びコバルトとの各種合金（Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系、Ｃｏ
−Ｆｅ−Ｓｉ−Ｂ系）などが用いられる。特に本発明の
目的には、これら鉄とニッケルで構成されるパーマロイ
が好適に用いられる。透磁率は１０００以上もしくは１
００００以上が良い。ただし透明性に劣るために、透過
型画像表示素子の場合は使用困難で、反射型画像表示素
子の内、反射膜がマイクロ磁気ヘッドアレイの上（画像
表示側）に設けられる場合の利用が好ましい。

【００４２】画像形成に於いては、本マイクロ磁気ヘッ
ドアレイを用いて上書き（オーバーライト）しても良い
し、永久磁石を用いるか、交流磁界消去法を用いて広い
範囲を一括して消去しても良い。またマイクロ磁気ヘッ
ドアレイの磁界センシング機能を用いて、磁気ペンで磁
性層上に画像記録した後、この記録をマイクロ磁気ヘッ
ドアレイなどで読み取り、デジタルデータとして送信な
どに利用することも可能である。

【００４３】本マイクロ磁気ヘッドアレイの電気的な駆
動法は、ＦＥＴなどを用いてスイッチングによって単独
又は複数個の磁気ヘッドに励磁電流を順次供給してなさ
れる方法が任意に用いられる。なお更に高速度に画像形
成したい場合は、数個ずつに同時に電流を流す方法も、
電源が大きくなるが可能である。

【００４４】本マイクロ磁気ヘッドを用いて記録する磁
性体は制限されないが、適しているのは磁気光学効果の
特に大きな透明磁性体が好ましい。例えば本発明者が提
案している、複数の誘電体膜と透明磁性体とで構成され
る、磁気光学効果の大きな透明磁性層や、またいわゆる
一般的な透明磁気記録媒体を用いても良い。誘電体と磁
性体の多層膜によって、ファラデー効果が従来より大幅
に増大されることを利用した例を以下に２つ示す。１つ
は、多層膜は誘電体をＧ、磁性体をＭとすると｛（Ｇ
Ｍ）ⁿ（ＭＧ）ⁿ｝^m／支持体の層構成を有する磁気記録
媒体である。誘電体Ｇと磁性体Ｍは、ＧＭの次はＭＧの
ように積層順が逆になる。即ち磁性体Ｍに関して対称と
なることが必要である。ｎ＝１、Ｍ＝１の場合を図５に
示す。光学膜厚（ｎ・ｄ）は１／４波長である。もう１
つは、上記Ｇの層を高屈折率層と低屈折率層の２層で構
成する方法である。

【００４５】一般的な透明磁気記録媒体としては、コバ
ルトフェライト、Ｂａフェライトなどの酸化物、ＦｅＢ
Ｏ₃、ＦｅＦ₃、ＹＦｅＯ₃、ＮｄＦｅＯ₃などの複屈折が
大きな材料、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢｉ、ＰｔＣｏなどが
あり、透明性が得られる程度に薄くして（誘電体膜と組
み合わせても良い）使用することが可能である。本発明
に於ける反射型画像表示素子の場合に、光が磁性層を透
過しなくても構わない場合があるので、カー効果を有す
る一般的な磁気ディスク（ＭＯ）に用いられる磁性材料
も利用できる。

【００４６】可視光全体にわたって均一な、かつ大きな
性能指数を有する透明磁性層としては、下記一般式
（１）で代表される、希土類鉄ガーネットである透明磁
性体が好ましい（請求項１３）。Ｒ_3-XＡ_XＦｅ_5-yＢ_yＯ₁₂ （１）［但し０．２＜ｘ＜３、０≦ｙ＜５、Ｒは希土類金属
で、該希土類金属は（Ｙ）、（Ｓｍ）、（Ｅｕ）、（Ｇ
ｄ）、（Ｔｂ）、（Ｄｙ）、（Ｈｏ）、（Ｅｒ）、（Ｔ
ｍ）、（Ｙｂ）及び（Ｌｕ）よりなる群から選ばれた少
なくとも一種、ＡはＢｉ、Ｃｅ、（Ｐｂ）、（Ｃａ）及
び（Ｐｔ）よりなる群から選ばれた少なくとも一種、Ｂ
は（Ａｌ）、（Ｇａ）、（Ｃｒ）、（Ｍｎ）、（Ｓ
ｃ）、（Ｉｎ）、（Ｒｕ）、（Ｒｈ）、（Ｃｏ）、（Ｆ
ｅ（II））、（Ｃｕ）、（Ｎｉ）、（Ｚｎ）、（Ｌ
ｉ）、（Ｓｉ）、（Ｇｅ）、（Ｚｒ）及び（Ｔｉ）より
なる群から選ばれた少なくとも一種である］

【００４７】磁性材料の保磁力は組成を調整して、３０
０Ｏｅ以下好ましくは、５０〜３００Ｏｅにして用いら
れる。保磁力は一般的に小さいほど磁気的書き込みの為
のエネルギーは小さくて済み、従って磁気ヘッドの作製
が簡便となり好ましいが、あまり小さいとハンドバッグ
の永久磁石などに近づいた場合に消去されてしまうなど
の不具合が生ずる。この点５０〜３００Ｏｅが好まし
い。３００Ｏｅ以下の場合は、巻き数の多いコイル状磁
気ヘッドで無くても、直線状配線層によって形成され
た、格子形状にした矩形の磁気ヘッドでも、十分な磁界
強度が得られて、磁性体を磁化できる。磁性層厚みは５
０ｎｍ〜１０μｍ、強磁性体単独では５０ｎｍ〜２μｍ
の範囲で選択される。磁気光学効果は、光の進行方向と
スピンの方向とが平行の場合に、最も大きな効果が得ら
れるので、これらの材料は膜面に垂直に磁気異方性を有
する膜が好ましい。

【００４８】これらの透明磁性材料は一般的なスパッ
タ、真空蒸着、ＭＢＥ、イオンプレーティングなどのＰ
ＶＤ法やＣＶＤ法、メッキ法等によって形成される。共
沈法によって作製した超微粒子を、塗布法やメッキ法及
び溶射法によって支持体上に形成しても良い。溶射法と
は金属などの表面に膜作製して、固くするなど、表面改
質のために一般的に用いられている方法である。結晶化
している微粒子を、プラズマなどの高温中を通過せしめ
て、溶融させて支持体上に高速度で噴射させ、薄層を形
成する方法である。溶融させる方法によって、プラズマ
溶射法、ジェットコート溶射法、ローカイド／スフェコ
ード溶射法など多くの種類が開発されている。この方法
の特徴は、支持体温度が低温（１００℃以下）で形成で
きる点である。微粒子は一度は数千度以上の高温で加熱
され、加圧によってマッハ２〜５に及ぶ超高速度で、収
束ジェット流としてノズル端から支持体上に供給され
る。支持体上では低温となり、たとえばプラスチック支
持体上にも膜を形成できることである。微粒子径を特に
小さくすれば、ＰＶＤ法等で形成したと同様の性質（表
面平滑性、膜厚均一性など）を有する薄膜を得ることが
できる。特に空気中で形成可能なので、高真空が必要な
ＰＶＤ法、ＣＶＤ法などに比較して、低コスト化も可能
となる。

【００４９】誘電体膜に用いられる材料は、透明でかつ
熱的に安定な物質が適し、例えば金属や半金属の酸化
物、窒化物、カルコゲン化物、フッカ物、炭化物、及び
これらの混合物であり、具体的にはＳｉＯ₂、ＳｉＯ、
Ａｌ₂Ｏ₃、ＧｅＯ₂、Ｉｎ₂Ｏ₃、Ｔａ₂Ｏ₅、ＴｅＯ₂、Ｔ
ｉＯ₂、ＭｏＯ₃、ＷＯ₃、ＺｒＯ₂、Ｓｉ₃Ｎ₄、ＡｌＮ、
ＢＮ、ＴｉＮ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、
ＺｎＴｅ、ＡｇＦ、ＰｂＦ₂、ＭｎＦ₂、ＮｉＦ₂、Ｓｉ
Ｃなどの単体あるいはこれらの混合物である。これらの
材料の中から透明磁性体と屈折率を異にする種類を選択
すればよい。各膜厚は５〜２００ｎｍ、好ましくは５〜
３０ｎｍの範囲にするのがよい。誘電体膜は複数の層構
成としても良い。膜は各種のＰＶＤ、ＣＶＤ法を用いて
作製される。上記のような構造とすることによって、強
磁性体特有の波長依存性に応じた最大の磁気光学効果を
有する波長で（ピークを与える波長）、直線偏光の偏光
面回転角が増大するように設計できる。

【００５０】反射層としては、ＰＶＤ法で設けられたＡ
ｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｌ₂Ｏ₃、ＳｉＯ
₂、ＴｅＣ、ＳｅＡｓ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＣｒＮなどの
薄膜が用いられる。また誘電体多層膜を用いた反射膜な
ども利用することが出来る。厚みは０．１〜１μｍの範
囲で選択される。

【００５１】偏光子層としては、各種の市販の偏光フィ
ルム等が用いることが出来る。偏光フィルムには大別し
て多ハロゲン偏光フィルム、染料偏光フィルム、金属偏
光フィルムなどがある。また次のような偏光子も利用で
き、これらに制限されるものではない。１．特開平０１−９３７０２（トヨタ自動車（株））強磁性体微粒子からなる多数の棒状素子を含む偏光層基
板表面に、一定方向に配列して固着形成することによ
り、製造が容易でかつ光学的特性の優れた偏光板。２．ワイヤグリッド偏光子東京農工大学佐藤勝昭著「現代人の物理−光と磁気」
（朝倉書店）１９８８年出版、１０３ページに記載。透
基板に微小な間隔で金やアルミニウムの線をひいたも
の。この場合線の間隔ｄ、波長をλとすると、λ≫ｄの
波長の光に対して、透過光は線に垂直な振動面を持つほ
ぼ完全な直線偏光に成ることを利用している。偏光度は
９７％程度と言われている。３．コーニング社製「ポーラコア」長く延伸させた金属銀をガラス自身の中に一方向に配列
させることにより、偏光特性を持たせたガラスで、従来
の有機物偏光素子と異なり耐熱性、耐湿性、耐化学薬品
性、レーザーに対する耐性に非常に優れている。赤外線
用が主であるが、特殊仕様として可視光用がある。４．積層型偏光子東北大学電気通信研究所の川上彰二郎教授が１９９１年
頃に発表したもので、可視光用にはＲＦスパッタリング
法で、６〜８ｎｍの厚みのＧｅ（ゲルマニウム）と、１
μｍ厚みのＳｉＯ₂を交互に６０μｍ厚みになるまで積
層して作製している。０．６μｍの波長で測定した性能
指数α_TE／α_TM（ＴＥ波とＴＭ波に対する消衰定数の
比）は４００近く、０．８μｍの波長で測定した消光比
は３５ｄＢ、挿入損失は０．１８ｄＢであり、可視光に
対して十分なものである。５．反射型偏光子住友３Ｍ株式会社が販売している。屈折率の異なる薄膜
を、何百層も重ねて積層し、層間で反射・透過を繰り返
し、偏光を取り出す。ＳとＰ偏光の内一方を反射して、
一方を通過させるために、反射型という。全厚みは１０
０μｍ程度である。吸収タイプに比較して、反射するの
で画像が明るく感じられる。特に前記５の反射型偏光子
が、光の吸収がなく明るく感じるので好ましい（請求項
５）。いずれの偏光子を用いた場合でも、厚みは５０〜
１５０μｍの中で選択される。

【００５２】ペーパー２次電池磁界を発生させるＸＹ駆動線用の電源としては、ペーパ
ー電池と言われる厚みが１ｍｍ以下の２次電池が、本発
明の携帯用途にとって好ましい（請求項８）。ノートパ
ソコンなどに搭載されているフィルム状リチウムポリマ
ー２次電池や、フッ素系高分子樹脂を用いた「ポリマー
電解質」を、リチウム系の酸化物とグラファイトで表面
を覆った３層構造の２次電池などが用いられる。消費電
力は１時間当たり１０００ミリアンペア以上、電圧は３
ボルト以上が好ましい。本発明では２次電池としたが、
ペーパータイプであれば、一次電池の使用も可能であ
る。

【００５３】カラーフィルター画像をカラー化するためには、液晶ディスプレイに使用
されているカラーフィルターを用いる。カラーフィルタ
ーはガラス基板にブラックマトリックスを形成し、その
間に光透過性のよいＲＧＢ（Ｒｅｄ、Ｇｒｅｅｎ、Ｂｌ
ｕｅ）の各色のフィルター層を作る。フィルター層の厚
味は１〜３μｍである。そのフィルター層の上に、色層
の保護や平滑性を目的としたオーバーコート層を設ける
場合がある。染色法、顔料分散法、印刷法、電着法が一
般的な製造方法として用いられる。

【００５４】バックライトバックライトは液晶ディスプレイで一般的に用いられる
もので良く、蛍光管等の光源から出射した可視光を導光
板で広げて、画像面に均一に照射するものである。この
種のバックライトには多くの改良が加えられていて、各
種の散乱板や反射板などを用いて、画面の輝度向上が図
られている。また光源を複数個のＬＥＤとして、厚味を
低減し、かつ電池駆動可能としたものもある。更にはＥ
Ｌを光源として用いた、厚味０．１ｍｍ程度の極薄のも
のも利用されている。本発明では特に限定されないが、
全体を薄くフレキシブルに仕上げると言う点から、光源
をＬＥＤやＥＬとした、フレキシブルで極薄タイプのも
のが好ましい。

【００５５】保護膜用材料には次のものが上げられる。
ＳｎＳ、ＳｉＯ_２、Ｔａ_２Ｏ_５、ＩＴＯ、ＺｒＣ、Ｔｉ
Ｃ、ＭｇＦ_２、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｒＯ
_２、Ｙ _２Ｏ_{３、}Ｃなどの無機物やそれらの混合物が利
用できる。また、有機樹脂保護膜としては、重合性モノ
マー及びオリゴマーを主成分とする。光硬化性樹脂組成
物や、熱光硬化性樹脂組成物を用いることが出来る。

【００５６】

【実施例】以下、実施例によって本発明を詳しく説明す
る。

【００５７】実施例１（請求項１〜１４に対する実施
例）（透過型画像表示素子）透明耐熱支持体として、主原料
オルガノポリシロキサンを処理剤として加工した、厚味
７５μｍの透明紙（石崎商事株式会社製）を用いた。該
支持体の表面粗さ（１０点平均表面粗さ−ＪＩＳ法）は
６２ｎｍであり、十分に平滑であった。また可視光の透
明性は、各波長で８４％以上と高透過率を有していた。
更には紙に近いフレキシビリティを有していた。該支持
体の上に透明なマイクロ磁気ヘッドアレイを作製した。
まず支持体上に直接、ＩＴＯ膜／絶縁膜／ＩＴＯ膜の層
構成を作製した。各ＩＴＯ膜はスパッタ法を用い、厚味
は０．５μｍとなるように作製した。絶縁層としてはＳ
ｉＯ₂膜を用い、厚味は０．２μｍとした。この各ＩＴ
Ｏ膜にフォトリソグラフィー法を用いて、直線状配線
（図４）を作製した（請求項３）。線幅は７μｍ、線間
（Ａ−Ｂ−ＣとＧ−Ｈ−Ｉ）は１２７μｍとなるように
配列した。図４のコの字が重なった部分の辺の長さは、
約６０μｍとした。その後電池を用いて、縦（電極Ａを
＋、Ｂを−）と横（電極Ｄを＋、Ｅを−）方向に電流を
流した場合に、コの字が重なった場所の磁界強度は、４
００ｍＡの通電時で約３４０ガウスであった。各コイル
への導線端はＩＮとＯＵＴに分離して集中させ、ＦＥＴ
を用いたスイッチを端部に配設して、マイクロ磁気ヘッ
ドアレイとした。

【００５８】ついで磁気光学効果の大きな透明磁性層
と、誘電体膜を積層して、上記マイクロ磁気ヘッドアレ
イの上に作製した（請求項６、１２）。まずスパッタ法
を用いて、ＳｉＯ₂膜（屈折率ｎ＝１．４７）を８８ｎ
ｍ、ついでＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜（ｎ＝２．０
５）を２５２ｎｍ、更にその上にＳｉＯ₂膜を８８ｎｍ
の各厚みに作製した。以上の透明磁性層と誘電体膜の構
成を１ペアーとして、２ペアー合計６層積層（請求項
６）した。基板温度は加熱せず常温とした。投入電力２
００Ｗ、ガス圧力は共に７．０Ｐａ（Ａｒ：Ｏ₂＝９：
１）であった。製膜レイトはＳｉＯ₂場合、２ｎｍ／
秒、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜の場合０．５ｎｍ／
秒であった。各膜の膜厚分布は、最も厚いところと薄い
ところの差異が、全膜厚の３％であった。Ｂｉ置換希土
類鉄ガーネット膜の成膜毎に、紫外線レーザーを用い
て、空気中で加熱してＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜を
結晶化した。支持体の変形は以上のプロセスでは発生し
なかった。膜の組成はＢｉ_2.2Ｄｙ_0.8Ｆｅ_3.5Ａｌ_1.5Ｏ
₁₂であった。磁気光学効果測定装置（日本分光株製Ｋ２
５０、ビーム径２ｍｍ角）で測定したファラデー回転角
の波長依存性から、ピーク（波長５２０ｎｍ）の半値幅
を求めると２１ｎｍであった。ピークのファラデー回転
角は１９度であった。ＶＳＭで磁界を膜面に垂直に印加
して測定した保磁力は２１０Ｏｅ（請求項１４）であ
った。以上のようにして、磁気光学効果を有する層／透
明マイクロ磁気ヘッドアレイ／透明支持体の順に積層し
た構成（請求項１２）を作製した。

【００５９】ついでこの磁性層の上に市販の、顔料分散
法で作製したカラーフィルター（厚味２．１μｍ、解像
力１５μｍ）を張り付けた（請求項１１）。ついで前記
カラーフィルター上と、透明支持体の透明支持体上に、
反射型偏光子（住友３Ｍ社製）を設けた（請求項５）。
更に画像表示側偏光子上には塗布法によって、ポリカー
ボネートの保護層を５μｍの厚みにして作製した。以上
のようにして保護層／反射型偏光子層／カラーフィルタ
ー／磁気光学効果を有する層／マイクロ磁気ヘッドアレ
イ／透明支持体／反射型偏光子層の構成を有する表示素
子を作製した。この表示素子のキズに対する耐久性は、
保護層を設けない場合に対して向上し、キズ発生頻度が
大幅に低減した。この透明支持体の反射型偏光子層側
に、市販の有機ＥＬ層を用いた照明用バックライトを設
けた（請求項７）。更にこのバックライトやマイクロ磁
気ヘッドアレイを駆動するために、市販のペーパー２次
電池〔（厚み０．７ｍｍ、フッ素系高分子樹脂を用いた
「ポリマー電解質」を、リチウム系の酸化物とグラファ
イトで表面を覆った３層構造）〕を設けた（請求項
８）。各構成要素には、いずれも柔軟性を有する材料を
用いたので、表示素子は変形が容易で、割れたりする事
が無く、且つ扱いが容易であった。マイクロ磁気ヘッド
の１個ずつに、スイッチを用いて通電し、第一列が終わ
ったところで、第二列に通電した。１コイル当たりの通
電時間は約５マイクロ秒であり、同時に多くのコイルに
電流を流す方法を取らなくても、高速度で各列の記録が
出来た。磁気光学効果を有する透明磁性層には約１２７
μｍ間隔でドット状磁気記録がなされ、偏光子を通して
コントラストの高いデジタルカラー画像を高密度に形成
できることが確認できた。画像コントラストは５．３で
あった。

【００６０】実施例２（請求項９、１０に対する実施
例）実施例１の構成の内、バックライトを設ける代わりに、
保護層／反射型偏光子層／磁気光学効果を有する層／マ
イクロ磁気ヘッドアレイ／透明支持体の下に、２００ｎ
ｍの厚みの銀薄膜を反射膜として、真空蒸着法を用いて
設けた。実施例１と同様に画像を得る事ができたが、バ
ックライト駆動のための電力が不要となり、実施例１に
対して約１／４の電力に低下できた。画像の分解能は実
施例１と同様であったが、画像コントラストは２．７で
あった。

【００６１】実施例３（請求項１０に対する実施例）実施例２において、マイクロ磁気ヘッドアレイ作製後絶
縁層上に、高透磁率を有するパーマロイ層（Ｆｅ：Ｎｉ
＝８０：２０）を、膜厚２３０ｎｍとなるようにスパッ
タ法を用いて作製した。この場合の透磁率は１４００で
あった。これ以外は全く実施例２と同様にしてマイクロ
磁気ヘッドアレイを作製した。マイクロ磁気ヘッド直上
で測定した磁束密度は、高透磁率層がない場合に比較し
て、約１．８倍に増加していた。画像の分解能は実施例
２と同様であったが、画像コントラストは３．５であっ
た。

【００６２】実施例４（請求項１６に対する実施例）実施例１のマイクロ磁気ヘッドアレイの電気配線では、
１つのグループとして駆動され、１つずつのヘッドがス
イッチングによって駆動されたが、４つのグループに分
離して、同時に４つずつの磁気ヘッドを駆動した。全画
像を表示する時間は実施例１の１／４であった。

【００６３】実施例５（請求項１７に対する実施例）作製工程を実施例１と同様にして、マイクロ磁気ヘッド
アレイを作製した。ついで透明磁性層としてＢｉ置換希
土類鉄ガーネット膜を、プラズマ溶射法を用いてこのマ
イクロ磁気ヘッドアレイ上に製膜した。プラズマ中の溶
射温度は約１０，０００℃で、溶融粒子がプラズマ溶射
ガンから噴射される速度は、マッハ２程度であった。Ｂ
ｉ置換希土類鉄ガーネットとしては、Ｂｉ_2.0Ｇｄ_1.0Ｆ
ｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂の組成で、平均粒子径０．２μｍの微
粒子を用いた。作製したＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜
の厚みは、１．２μｍとした。磁気光学効果測定装置で
測定したファラデー回転角の波長依存性から、ピーク
（波長５２０ｎｍ）の半値幅を求めると２４ｎｍであっ
た。ピークのファラデー回転角は７．７度であった。Ｖ
ＳＭで磁界を膜面に垂直に印加して測定した保磁力は２
２０Ｏｅ（請求項１４）であった。ついでこの磁性層
及び透明支持体の両面上に、市販の染料タイプ偏光子を
各１枚ずつ接着剤を用いて設けた。２枚の偏光子の偏光
軸は、上記磁性層の磁化部位と非磁化部位の透過光コン
トラストが最大となるように、角度を設けて固定した。
以上のようにして偏光子層／磁気光学効果を有する層／
透明マイクロ磁気ヘッドアレイ／透明支持体／偏光子層
の構成を有する表示素子を作製した。この偏光子層の透
明支持体反対側に、市販のＬＥＤとフレキシブル導光板
から構成された、照明用バックライトを設けた。順電圧
３．７Ｖ、順電流２０ｍＡで用いると、輝度は平均で５
０ｎｉｔであった。更にこのバックライトやマイクロ磁
気ヘッドアレイを駆動するために、実施例１で用いた、
市販のペーパー２次電池をバックライトの裏側に設け
た。各構成要素には、いずれも柔軟性を有する材料を用
いたので、表示素子は変形が容易で、割れたりする事が
無く、且つ扱いが容易であった。１個ずつコイルに通電
し、第一列が終わったところで、第二列に通電した。１
コイル当たりの通電時間は約５マイクロ秒であり、同時
に多くのコイルに電流を流す方法を取らなくても、高速
度で各列の記録が出来た。磁気光学効果を有する透明磁
性層には約１２７μｍ間隔でドット状磁気記録がなさ
れ、偏光子を通してコントラストの高い、デジタル白黒
画像を高密度に形成できることが確認できた。画像コン
トラストは４．３であった。

【００６４】比較例１（請求項１３、１４に対する比較
例）実施例５において、磁性層として希土類鉄ガーネットの
代わりに、スパッタ法を用いてバリウムフェライト（Ｂ
ａＯ・６Ｆｅ₂Ｏ₃）薄膜を作製した。膜厚は希土類鉄ガ
ーネットと同じ１．２μｍとした。ＶＳＭで磁界を膜面
に垂直に印加して測定した保磁力は１７２０Ｏｅであ
った。この磁性層以外は実施例５と全く同様にして、画
像表示素子を作製した。マイクロ磁気ヘッドに大小の電
流を流したが、磁性層を磁化することができず、画像は
得られなかった。

【００６５】比較例２（請求項２、３に対する比較例）実施例２における直線状配線層からなるマイクロ磁気ヘ
ッドアレイの代わりに、コイルタイプのマイクロ磁気ヘ
ッドアレイを作製した。５０μｍ厚のポリイミド基板上
に、５ｎｍ厚のＰｔ膜をスパッタ法により設けた。その
上に６０μｍ厚のパーマロイ（Ｎｉ：Ｆｅ＝８０：２
０）膜をメッキ法で設けた。エッチング法により６０μ
ｍ径で高さ４０μｍの丸棒状のコアを、ピッチ１８０μ
ｍとして残した。上記パーマロイコア間にポリイミド層
を設けた。ついでこのポリイミド層をパターニングし
て、スパイラル状のポリイミドの壁を作製した。無電界
Ｃｕメッキ法を用いてこのポリイミドの壁間に、高さ１
０μｍ、幅５μｍのＣｕ配線を設けた。このＣｕ配線上
に更にポリイミド層を設けた後、上下Ｃｕ配線をつなぐ
ためのコンタクトホールを設けた。ついで同様にしても
う一層のＣｕ配線をポリイミド上に設けた後、ポリイミ
ド樹脂を用いて表面層を平坦にした。このポリイミド表
面層の上に、銀膜を１００ｎｍの厚みで、反射層として
形成した。コア先端の磁界強度は、２００ｍＡの通電時
で約１０００ガウスであった。各コイルへの導線端はＩ
ＮとＯＵＴに分離して集中させ、ＦＥＴを用いたスイッ
チを設けて、マイクロ磁気ヘッドアレイとした。マイク
ロ磁気ヘッドアレイの全厚みは約１２０μｍで実施例１
に対して大幅に厚くなった。マイクロ磁気ヘッドアレイ
以外は実施例２と同様にして、画像表示素子を作製して
画像作製を試みたが、電池のパワー不足のため画像は得
られなかった。またマイクロ磁気ヘッドアレイ作製のた
めの時間は、実施例２の直線状配線の積層型よりも３倍
以上かかった。更に透過型画像表示素子の為に、銅線層
をＩＴＯで透明化することはこの方法ではできなかっ
た。

【００６６】比較例３（請求項４に対する比較例）実施例１において、紙をオルガノポリシロキサンで処理
した支持体を用いる代わりに、７５μｍ厚のポリカーボ
ネートフィルムを用いて、スパッタ法で全く同様にして
Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜を作製した。しかしポリ
カーボネートフィルムは、プラズマによる熱伸縮のため
に大きく不規則に変形して、画像表示素子としては利用
できなかった。

【００６７】

【発明の効果】請求項１の発明の作用効果高いコントラストを有するデジタル画像及びフレキシビ
リティを合わせ持った、透過型及び反射型画像表示素子
を得ることができた。請求項２の発明の作用効果作製が容易で、低コスト化が出来、かつ薄型化がはかれ
た画像表示素子とすることができた。請求項３の発明の作用効果マイクロ磁気ヘッドの下面側からの光照射が可能にな
り、従来は作製が困難であった透過型画像表示素子が可
能となった。このため従来の反射型画像表示素子より
も、大幅に画像の明るさが向上した。請求項４の発明の作用効果支持体として、紙をオルガノポリシロキ酸で処理した、
耐熱性及び透明性が高く、フレキシビリティが高い薄板
を用いたので、作製が容易となり、画像コントラストが
向上し、取り扱いやすい画像表示素子とすることができ
た。請求項５の発明の作用効果光を吸収する従来のものよりも、大幅に明るい画像表示
素子とすることができた。請求項６の発明の作用効果磁気光学効果を有する層を、透明磁性体と誘電体の組み
合わせて作製するようにしたので、磁気光学効果が増大
して、画像コントラストが大きな高精細画像表示素子を
得ることができた。請求項７の発明の作用効果透明なマイクロ磁気ヘッドアレイと、バックライトの利
用により、画像コントラストの大きな透過型画像表示素
子を得ることができた。請求項８の発明の作用効果軽薄でフレキシブルなペーパー２次電池を、表示部の反
対側に設けたので、従来より大幅に扱いやすい画像表示
素子とすることができた。請求項９の発明の作用効果カラーフィルターを磁性層と偏光子の間に設けたので、
カラー表示可能な画像表示素子を得ることができる。請求項１０の発明の作用効果画像表示機能を有する構造（偏光子層／磁気光学効果を
有する層／マイクロ磁気ヘッドアレイ／透明支持体／偏
光子層）の下に、バックライトの代わりに反射膜を設け
たので、電力消費量を低減した画像表示素子を得ること
ができる。請求項１１の発明の作用効果マイクロ磁気ヘッドアレイ直上に磁気光学効果を有する
層を設けたので、従来のような磁気光学効果を有する層
の支持体が不要となり、磁気ヘッドの磁界が効率よく磁
気光学効果を有する層に伝達できて、より少ない電流で
のヘッド駆動が可能な画像表示素子が得られる。請求項１２の発明の作用効果磁気光学効果保有層として、希土類鉄ガーネットを用い
たので、透明性が高く、磁気光学効果が大きくてコント
ラストの高い画像表示素子を得ることができる。請求項１３の発明の作用効果希土類鉄ガーネットの保磁力を３００Ｏｅ以下と小さ
くしたので、少ない磁界でも磁性層の磁化が可能とな
り、簡便な直線状電気配線利用可能な画像表示素子がで
きる。請求項１４の発明の作用効果表示素子最表面の偏光子層上に保護層を設けたので、ひ
っかきキズなどに対する耐久性が向上した画像表示素子
を得ることができる。請求項１５の発明の作用効果マイクロ磁気ヘットアレイの絶縁体層上に、高透磁率薄
膜層を設けたので、マイクロ磁気ヘッドアレイの磁界発
生効率が、コイルにコアを設けた場合と同様に向上し
て、より高精細な画像表示素子を得ることができる。請求項１６の発明の作用効果マイクロ磁気ヘッドアレイを複数個にグループ分けし
て、かつ各グループの磁気ヘッドを同時に通電して駆動
したので、分割数に比例して全画像を得るスピードが向
上した画像表示素子を得ることができる。請求項１７の発明の作用効果マイクロ磁気ヘッドアレイを複数個にグループ分けし
て、かつ各グループの磁気ヘッドを同時に通電して駆動
したので、分割数に比例して全画像を得るスピードが向
上した画像表示素子を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のバックライトを設けて、磁性体の透過
光（可視光）を用いてコントラストを得る透過型画像表
示素子を説明した図である。

【図２】バックライトを用いず、反射光によってコント
ラストを得る透過型画像表示素子の構成例を説明した図
である。

【図３】本発明の画像表示素子のマイクロ磁気ヘッドア
レイのヘッド配線部分の概略図である。

【図４】本発明の画像表示素子のマイクロ磁気ヘッドア
レイのヘッド配線部分の別の態様（Ωの文字のようにコ
の字一部を直線で絞ったような形状）の概略図である。

【図５】誘電体Ｇと磁性体Ｍの積層構成〔｛（ＧＭ）ⁿ
（ＭＧ）ⁿ｝^mにおいてｎ＝１、Ｍ＝１の場合〕を説明し
た図である。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】透明支持体上の透明なマイクロ磁気ヘッ
ドアレイと、磁気光学効果を有する層と、偏光子層とを
少なくとも設けたことを特徴とする画像表示素子。
【請求項２】前記マイクロ磁気ヘッドアレイが、直線
状配線層を積層して設けられていることを特徴とする請
求項１記載の画像表示素子。
【請求項３】前記マイクロ磁気ヘッドアレイが、透明
なＩＴＯ膜で形成されていることを特徴とする請求項１
又は２記載の画像表示素子。
【請求項４】前記支持体として、変形可能なオルガノ
ポリシロキサンで処理した透明薄紙を用いることを特徴
とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項５】前記偏光子として、偏光軸に直角な偏光
を反射する反射型偏光子を用いたものであることを特徴
とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項６】前記磁気光学効果を有する層が、透明磁
性層と誘電体の組み合わせからなることを特徴とする請
求項１〜５のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項７】画像表示素子の片面にバックライトが設
けられ、該バックライトからの光で画像を形成すること
を特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示
素子。
【請求項８】電気回路を駆動するためのペーパー２次
電池を、バックライト側に設けたことを特徴とする請求
項１〜７のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項９】画像表示素子に反射膜を設けたことを特
徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像表示素
子。
【請求項１０】マイクロ磁気ヘッドアレイの画像表示
面側の絶縁体層上に、高透磁率薄膜層を設けたことを特
徴とする請求項１〜６及び９のいずれかに記載の画像表
示素子。
【請求項１１】カラーフィルターにより、カラー画像
が得られることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか
に記載の画像表示素子。
【請求項１２】磁気光学効果を有する層／透明マイク
ロ磁気ヘッドアレイ／透明支持体の順に積層して構成さ
れたことを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載
の画像表示素子。
【請求項１３】磁気光学効果を有する層として、下記
一般式（１）で表される希土類鉄ガーネットを用いたこ
とを特徴とする請求項１〜１２のいずれかに記載の画像
表示素子。Ｒ_3-XＡ_XＦｅ_5-yＢ_yＯ₁₂ （１）（但し、Ｒは希土類金属であって、該希土類金属は
（Ｙ）、（Ｓｍ）、（Ｅｕ）、（Ｇｄ）、（Ｔｂ）、
（Ｄｙ）、（Ｈｏ）、（Ｅｒ）、（Ｔｍ）、（Ｙｂ）及
び（Ｌｕ）のうちの少なくとも一種以上であり、ＡはＢ
ｉ、Ｃｅ、（Ｐｂ）、（Ｃａ）、（Ｐｔ）などであり、
Ｂは（Ａｌ）、（Ｇａ）、（Ｃｒ）、（Ｍｎ）、（Ｓ
ｃ）、（Ｉｎ）、（Ｒｕ）、（Ｒｈ）、（Ｃｏ）、（Ｆ
ｅ（II））、（Ｃｕ）、（Ｎｉ）、（Ｚｎ）、（Ｌ
ｉ）、（Ｓｉ）、（Ｇｅ）、（Ｚｒ）、（Ｔｉ）の少な
くとも一種以上であり、０．２＜ｘ＜３、０≦ｙ＜５で
ある）
【請求項１４】希土類鉄ガーネット層の保磁力を、３
００Ｏｅ以下としたことを特徴とする請求項１３記載の
画像表示素子。
【請求項１５】画像表示素子表面に保護層を設けたこ
とを特徴とする請求項１〜１４のいずれかに記載の画像
表示素子。
【請求項１６】前記マイクロ磁気ヘッドアレイが、複
数のグループに分割され、かつ、各グループの磁気ヘッ
ド単体に同時に通電されることを特徴とする請求項１〜
１５のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１７】前記透明磁性層が、溶射法によって形
成されたものであることを特徴とする請求項１〜１６の
いずれかに記載の画像表示素子。