JP3754557B2

JP3754557B2 - 磁気光学素子

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Publication number: JP3754557B2
Application number: JP10863998A
Authority: JP
Inventors: 忠雄桂川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1998-04-03
Filing date: 1998-04-03
Publication date: 2006-03-15
Anticipated expiration: 2018-04-03
Also published as: JPH11287974A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、磁化により光の偏光面が回転するファラデー効果を利用して画像表示等を行う磁気光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、基板面に垂直に磁化した磁性体において、磁化方向に対して平行に直線偏光を入射させた場合に、その直線偏光の偏光面は、磁性体を通過することにより回転することがファラデー効果として知られている。そして、そのファラデー効果を有する材料を用いて、磁気記録媒体、光変調素子等が作製されている。
ファラデー効果を有する材料を利用した磁気記録媒体や光変調素子等としては、例えば、特開昭５６−１５１２５号公報には、イットリウム及び希土類鉄ガーネットとその誘導体を用いた磁気記録媒体が示され、特開昭６１−８９６０５号公報には、六方晶フェライトを用いた磁気記録媒体が示され、特開昭６２−１１９７５８号公報には、イットリウム鉄ガーネット粒子を用いた塗布型磁気記録媒体が示され、特開平４−１３２０２９号公報には、希土類鉄ガーネット微粒子を用いた塗布型磁気記録媒体が示されている。
上記した各公開公報に提案されている磁気記録媒体は、いずれも磁気光学素子の偏光面の回転角は小さく、各公開公報におけるように磁気記録媒体（メモリー）として用いる場合には十分な回転角を得ていたが、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）のように、偏光子と組み合わせて十分なコントラストを得る画像表示素子としては、偏光面の回転角は不十分であった。
ＬＣＤのような画像表示素子に使用される磁気光学素子としては、数度以上の偏光面回転角が高透過率と共に得られれば、最低限の画像の表示は可能であるが、液晶ディスプレイ等に用いる画像のコントラストは十分とは言えなかった。具体例としては、希土類鉄ガーネットの場合、波長５２０ｎｍでの偏光面回転角がピークを示し、７度程度（１μｍ厚）の偏光面の回転角であった。ＬＣＤのような偏光子と組み合わせたディスプレイにおいては、入力光の偏光面に対して出力光の偏光面が垂直になるように、磁気光学素子の偏光面回転角は９０度が得られることが望ましいので、この７度程度の場合でも偏光子と組み合わせることによって画像を得ることはできるが、コントラストが十分とはいえない。
【０００３】
又、ファラデー効果は、例えば、光の透過する磁性体の厚みを大きくする、即ち、光の透過する長さを長くすれば、その磁性体の厚みに比例して偏光面の回転角も増大するが、同時に、透過する長さが増えることにより光の透過率は低下する。従って、いたずらに磁性体の厚みを増やすことにより偏光面の回転角を増やすことはできない。
上記の偏光面の回転角と光の透過率の問題を解決するために、本発明者は、「溝構造とその上の透明磁性膜で構成された素子」に関する磁気光学素子について数件の特許出願を行った。
従来の本発明者による磁気光学素子は、透明基板上の溝構造と、その上の透明磁性膜で構成されており、その磁気光学素子の溝表面にほぼ垂直に入射する光は、巨大な磁気光学効果（磁化による光の偏光面の回転）を示す。そして、その磁気光学素子と偏光子層と組み合わせることにより、高コントラストが得られる画像表示デバイスを得ることができる。
例えば、本発明者による磁気光学素子は、透明基板上に溝構造を作製し、その上に透明磁性膜として１００ｎｍ厚の鉄超微粒子膜を設けて巨大な磁気光学効果（ゼロガウスで２０度程度、１０Ｋガウスで６０度程度）を示すことから、偏光子層と組み合わせて、高コントラストが得られる画像表示デバイスとして提示した。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、透明磁性材料として一般的な希土類鉄ガーネットを、本発明者の従来の磁気光学素子における磁性体として用いた場合には、上記のように、回転角のピークを示す波長５２０ｎｍにおいて偏光面回転角を増大することは困難であった。
本発明の目的は、磁気光学素子の磁性材料に特有なファラデー回転角のピーク波長における、ファラデー回転角を増大させると共に、可視光の透過率を上げ、コントラストが高い画像表示が可能なディスプレイ用の磁気光学素子を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明の目的を達成するために、請求項１の本発明の磁気光学素子は、ファラデー効果を有する透明磁性体材料を透明基板上に配置して構成され、前記透明基板の表面と裏面の両面に偏光層が配置された表示装置に用いられる磁気光学素子であって、前記透明基板の一方の表面上に、前記透明磁性体材料から成る複数の細線を互いに平行になるように形成し、前記透明磁性体細線の各々の幅、及び、前記透明磁性体細線間の各々の間隔は、０．２〜２．０μｍの等しい周期であり、前記透明磁性体細線の高さは、０．１〜５μｍである透明磁性体材料を通過したピーク波長の光を干渉効果によってファラデー回転を増大させて可視光に対するコントラストを高めることを特徴とする。
請求項２の本発明は、請求項１の磁気光学素子において、前記透明磁性体細線は、直線状、且つ、相互に直交するように形成されて格子状を成すことを特徴とする。
請求項３の本発明は、請求項１の磁気光学素子において、前記透明磁性体細線は、同型状であるが異寸法の複数パターンが同心上に等しい間隔で繰り返すように形成された複合パターンとなるように形成され、該複合パターンは、更に、所定間隔毎に前記基板上に複数配置されるように形成され、前記磁性体細線の各々の幅、及び、各前記透明磁性体細線間の間隔は、０．２〜２．０μｍ、高さ０．１〜５μｍであることを特徴とする。
請求項４の本発明は、請求項１〜３の何れか１項の磁気光学素子において、各前記透明磁性体細線間の間隙は、可視光に対して透明な材料によって埋められていることを特徴とする。請求項５の本発明は、請求項１〜４の何れか１項の磁気光学素子において、前記透明基板と前記透明磁性体材料との間に反射膜を設けたことを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る磁気光学素子につき図面を参照して詳細に説明する。
図１は、本発明に係る磁気光学素子を用いた表示装置の一実施形態の側面図である。
図１の表示装置１は、磁気光学素子２の両面に偏光子３と４が配置されて構成されている。偏光子３と４の偏光面は、磁気光学素子によるファラデー回転角分だけ異なっている。透明基板５の上に透明磁性材料６により複数の細線が形成され、その間隙は空間７（又は透明材料で充填）である。図１の透明磁性材料６の内で、ハッチング表示されていないものは非磁化部位８を示し、ハッチングされているものは磁化部位９を示す。入射光１０は、偏光子３により偏光方向が揃えられ、磁気光学素子２の非磁化部８ではファラデー回転されず、磁化部９ではファラデー回転され、偏光子４を通過できる部位とできない部位に分かれて出射光１１として出力されるため、磁化部位９と非磁化部位８の画像表示が可能になる。
本実施形態の磁気光学素子２は、透明基板５の一方の表面に、直線状に０．２〜２．０μｍの等しい間隔で、高さ０．１〜５μｍの互いに平行な可視光に透明な複数の磁性体細線を形成した基本的な構成を有する。
この場合、光は磁気光学素子２を通過し、用いた透明磁性材料６のピーク波長のファラデー回転角が大きく増大する。この原理を以下に説明する。
透明磁性材料６のファラデー回転角のピーク波長の光は、透明磁性材料６を通過し、透明磁性材料６のない空間７（又は充填透明材料）を通過した光と干渉をおこす。
この現象は、透過型グレーティングに一般的に見られる現象である。干渉の結果として光の回折が生ずる。本実施形態の場合は、単なるグレーティングと異なり、透明磁性材料６を通過したピーク波長の光は、ファラデー回転をしている。この回転角は干渉効果によって増大する。
【０００７】
又、図１には、上記の基本構成を有する磁気光学素子２の両面に、偏光子層３、４の２枚が接合するように配置されている。入射光１０はこの偏光子３を通過した直線偏光となり、磁気光学素子２の磁化部位９を通過してファラデー回転をする。このため、あらかじめ偏光吸収面を回転して設けられた偏光子４を通過することが出来ず、磁化部位９の画像は暗くなる。非磁化部位８を通過した直線偏光は、そのまま偏光子４を通過することが出来る。従って、この非磁化部位８の画像は明るく見える。このため磁化部位９と非磁化部位８ではコントラストが生じる。
これらの原理は、透明磁性材料６により形成される細線が、格子状に交差して形成された場合にも適用できる。但し、細線、及び、細線間の寸法Ｌ１、Ｌ２が波長程度（０．２〜２．０μｍ）でなければならない。
これは、細線、及び、細線間の寸法が、波長程度（０．２〜２．０μｍ）より短くなるか長くなると、上述したような干渉によるファラデー回転角の増大効果がほとんど見られないためである。
また、透明磁性材料６により形成される細線の厚みＨは、０．１μｍ〜５μｍでなければならず、０．１μｍより薄くなると、回転角が小さすぎて画像のコントラストが不十分であり、また、５μｍより厚くては、光が透過せず画像が見えない。
【０００８】
図２は、同一パターンが等しい間隔で繰り返す第２の実施形態を示す平面図である。
図２には、透明磁性材料６により形成される磁性体細線の幅及び間隔が０．２〜２．０μｍ、高さ０．１〜５μｍの同一パターンが等しい間隔で繰り返す様子を示す。尚、図２では同形で異寸法の角形２２〜２４を同心上に形成したパターン２１であるが、この角形は、丸であっても、楕円であっても良く、磁性体細線の幅及び間隔が周期的であれば形状は制限されない。
この図２の場合も、図１の場合と同様にファラデー効果の増大が生じる。このようにすると繰り返しパターンがない場所であるＬ５（パターン間隔）の幅の中では回折が生ずることなく、透過率が向上しているので、全体としても透過率は向上するし、また実際に目で見たコントラストが低下しないというメリットがある。
ところで、上記した本実施形態の基本構成において、磁性体細線の間は空隙である。これは、磁性体細線とその間において屈折率が異なることが、回折を生ぜしめるためには必要だからである。このことから、磁性体細線とその間の屈折率が異なればどちらの屈折率が大きくても良いことがわかるので、磁性体細線間に可視光に透明で、磁性体細線と屈折率が異なる材料を埋めることができる。この磁性体細線の間を埋めることにより、表面が平らになり、実用上扱いやすくなるというメリットが有る。
【０００９】
図３は、基板上に反射膜を設け、その上に上記の各種透明磁性細線を設けた第３の実施形態を示した側面図である。
この図３の表示装置３１の場合は、入射した光４０は、一度、偏光子３３、磁気光学素子３２の透明磁性材料６にて形成された層を通過した後、基板３４上に形成された反射膜３５により反射して、再度、同一の透明磁性材料６の層を通過し、偏光子３３を通過して出射する。透明磁性材料６の層（磁性膜）を２度通過するので、ファラデー回転角は２倍となりコントラストが向上して好ましい結果となる。
ここで、上記した本発明の実施形態に用いられる透明基板の材料について説明する。透明基板材料としては、石英ガラス、サファイア，結晶化透明ガラス、パイレックスガラス、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｒＯ₂ 、Ｙ₂ Ｏ₃ 、ＴｈＯ₂ ・ＣａＯ、ＧＧＧ（ガドリニウム・ガリウム・ガーネット）等の無機透明材料や、ＭＭＡ、ＰＭＭＡ、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、ＡＢＳ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、ナイロン樹脂等の透明プラスチックフィルムが用いられる。この透明プラスチックフィルムを用いると、軽い、曲げやすい等の利点が有るので利用しやすい。
また、上記第３の実施形態で説明したように反射層を基板上に設ける場合は、基板材料は透明でなくても良く、各種の有機または無機材料を適宜用いることができ、反射層としては、ＰＶＤ法で設けられたＡｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｌ₂ Ｏ₃ 、ＳｉＯ₂ 、ＴｅＣ、ＳｅＡｓ、ＴｅＡｓ、ＴｉＮ、ＴａＮ、ＣｒＮ等が用いることができる。
【００１０】
偏光子層に用いる材料としては、各種の市販の偏光フィルムや、ビームスプリッターを用いた偏光変換素子等を用いることができる。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、金属偏光フィルム等がある。多ハロゲン偏光フィルムは、２色性物質にヨウ素を用いているために、可視領域全般についてフラットな特性を有するが、湿度、高温等に弱いという欠点を有する。また染料偏光フィルムは、偏光性能はヨウ素より劣るものの、熱、光、湿度に対して耐性が大きいという特徴を有している。偏光子層の露出面には、キズが付きやすいので保護膜を設けることが好ましい。本発明は、このような各種の偏光子も利用出来るが、これらに制限されるものではない。
透明磁性層の材料としては、従来から一般に用いられている磁気光学効果を示す透明磁性材料で良いが、ファラデー効果が大きくて、透明性の大きい所謂性能指数の大きい磁性材料が好ましい。例えば５０ｎｍ以下の粒子径を有する、鉄、コバルト、Ｎｉ等強磁性金属の超微粒子膜が用いられる。この場合の金属超微粒子以外の膜組成としては、酸素、炭素等を挙げることができる。鉄、コバルト、Ｎｉ等強磁性金属は、大きな磁気光学効果を示すが、光の吸収も大きいためにそのままの薄膜では用いることができなかったが、超微粒子膜とすることにより薄膜で用いることができ、大きな性能指数を有するようになる。また、粒子径の制御によって、適当な保磁力を得ることができる。
その他に、希土類鉄ガーネットやコバルトフェライト、Ｂａフェライト等の酸化物、ＦｅＢＯ₃ 、ＦｅＦ₃ 、ＹＦｅＯ₃ 、ＮｄＦｅＯ₃ 等の複屈折が大きな材料、ＭｎＢｉ、ＭｎＣｕＢｉ、ＰｔＣｏ等がある。
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。これらの透明磁性材料は、一般的なスパッタ法、真空蒸着、ＭＢＥ等のＰＶＤ法やＣＶＤ法、メッキ法等が用いられる。
本実施形態の磁気光学素子は、基板上に透明磁性層を０．１〜５μｍの厚さにして設け、該磁性層をフォトリソグラフィーを用いてエッチングすることで得ることができるが、電子線やイオンを用いて直接エッチングしたり、機械的に削りとる方法も使用が可能であり、特に上記の方法に制限されるものではない。
【００１１】
以下に実施例によって詳しく説明する。
〈実施例１〉
（請求項１の本発明に対応する実施例）
１ｍｍ厚の石英基板の片面に、図１でＨ＝０．６５μｍとなるように、スパッタ法を用いてＢｉ置換希土類鉄ガーネットの透明磁性膜を作製した。ターゲット組成は、Ｂｉ₂Ｇｄ１Ｆｅ_3.8Ａｌ_1.2Ｏ₁₂であった。基板温度は、４００℃として作製したのち、６８０℃で３時間空気中加熱した。ＶＳＭを用いて、膜に垂直に磁界を印加して測定した膜の保磁力は、６００エールステッドで、また、ヒステリシスからは、強い垂直磁気異方性を有していることがわかった。
磁気旋光角度を測定すると、５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は０．９２で、ゼロガウスのファラデー回転角は４．２度であった。波長５２０ｎｍの光の透過率は６１％であった。
更に、この上にポジ型レジストを設けた。このレジスト上に電子線描画装置で作製したフォトマスクを配置し、ＵＶ光を用いて、図１におけるＬ１＝Ｌ２＝１．０μｍとなるように露光した。
次いで、ウェットエッチング手法を用いて、上記レジスト層をエッチングし、更に、ガスを用いてＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜を、細線が並行に並んだパターンとなるようにエッチングした後、レジスト層を剥離して磁気光学素子を作製した。
このエッチング後の磁気旋光角度を測定すると、上記ベタ膜（全面均一膜厚）の時と同様に５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は０．８０で、ゼロガウスのファラデー回転角は８．３度であった。波長５２０ｎｍの光の透過率は７９％であった。
次いで、上記磁気光学素子の裏と表面に、市販の偏光子を接着した上から、表面磁束密度３Ｋガウスの永久磁石を先端に設けた磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは３．４で明確に読むことが出来た。
上記ベタ膜（全面均一膜厚）の場合と、直線状透明磁性細線を等間隔に複数設けた本実施例の場合と比較すると、磁気旋光を示す角度に変化はないが、ゼロガウスのファラデー回転角は約２倍に向上し、波長５２０ｎｍの光の透過率は１８％向上した。
【００１２】
〈実施例２〉
（請求項２の本発明に対応する実施例）
フォトマスクのパターンが、図４のように透明磁性体細線５１が、直線状、且つ、相互に直交するように形成されて格子状を成すように作製した以外は、実施例１とまったく同様にして磁気光学素子を作製した。上記のように、図４は、直線状、且つ、相互に直交するように形成されて格子状を成すこと第４の実施形態を示す平面図である。Ｌ５１＝Ｌ５２＝Ｌ５３＝Ｌ５４＝１μｍとした。厚みは実施例１と同じである。磁気旋光角度を測定すると、ベタ膜と同様に５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は、０．７７で、ゼロガウスのファラデー回転角は８．９度であった。波長５２０ｎｍの光の透過率は７３％であった。
次いで、実施例１と同様にして、磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは３．０で明確に読むことが出来た。
【００１３】
〈実施例３〉
（請求項３の本発明に対応する実施例）
フォトマスクのパターンが、図２のように磁性体細線の幅及び間隔が０．６μｍ、高さ０．６５μｍの同一パターンが、等しい間隔Ｌ５＝２μｍで繰り返すように設けた以外は、実施例１とまったく同様にして磁気光学素子を作製した。磁気旋光角度を測定すると、ベタ膜と同様に５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は０．７８で、ゼロガウスのファラデー回転角は９．６度であった。波長５２０ｎｍの光の透過率は８２％であった。
次いで実施例１と同様にして、磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは４．１で明確に読むことが出来た。
〈実施例４〉
（請求項４の本発明に対応する実施例）
エッチングした透明磁性材料６による細線間に、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネットの屈折率２．６より、小さい屈折率１．５を有するアセチルセルロースの、アセトン溶液を流し込み、乾燥させた以外は、実施例１とまったく同様にして磁気光学素子を作製した。磁気旋光角度を測定すると、ベタ膜と同様に５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は０．７６で、ゼロガウスのファラデー回転角は６．５度であった。波長５２０ｎｍの光の透過率は８８％であった。
次いで、実施例１と同様にして、磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは２．４で低下したが、文字は明確に読むことが出来た。
【００１４】
〈実施例５〉
（請求項５の本発明に対応する）
石英基板の片面上に真空蒸着法を用いて、２５０ｎｍのアルミニウム膜を設け、その上に透明磁性材料６による細線を設けた以外は、実施例１とまったく同様にして磁気光学素子を作製した。反射光の磁気旋光角度を測定すると、ベタ膜と同様に５２０ｎｍ付近に旋光角度のピークを有していた。波長を５２０ｎｍ、最大印加磁界１０Ｋガウスとして、ファラデー回転角のヒステリシスを測定した。角型比は０．７６で、ゼロガウスのファラデー回転角は１２．５度であった。
次いで、偏光子１枚を透明磁性層の上に接合した。実施例１と同様にして、偏光子の上から磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは４．４で、明確に読むことが出来た。
【００１５】
〈比較例１〉
（請求項１の本発明に対応する比較例）
実施例１で作製したべタ膜（全面均一膜厚）に、直線状透明磁性細線を等間隔に複数設けた本発明品と同様に偏光子を接合し、偏光子の上から磁気ペンで文字を書いた。文字のコントラストは２．０であり、実施例１の直線状透明磁性細線を等間隔に複数設けた本発明品の３．４に比較して大幅に低下した。
〈比較例２〉
（請求項２の本発明に対応する比較例）
実施例１で作製したべタ膜（全面均一膜厚）に偏光子を接合し、偏光子の上から磁気ペンで書いた文字のコントラストは２．０であり、該べタ膜を用いて透明磁性細線が格子状に直交（図４）するように作製した本発明品（実施例２）のコントラスト３．０に比較して、大幅に低下した。
〈比較例３〉
（請求項３の本発明に対応する比較例）
実施例１で作製したべタ膜（全面均一膜厚）に偏光子を接合し、偏光子の上から磁気ペンで書いた文字のコントラストは２．０であり、フォトマスクのパターンが、磁性体細線の幅及び間隔が０．６μｍ、高さ０．６５μｍの同一パターン（図２）が、等しい間隔Ｌ５＝２で繰り返すように設けて作製した本発明品（実施例３）の、コントラスト４．１に比較して大幅に低下した。
【００１６】
〈比較例４〉
（請求項４の本発明に対応する比較例）
実施例１で作製したべタ膜（全面均一膜厚）に偏光子を接合し、偏光子の上から磁気ペンで書いた文字のコントラストは２．０であり、磁性体細線間が可視光に透明な材料アセチルセルロースによって埋められている本発明品（実施例４）の、コントラストは２．４であり、大きな変化はなかった。しかし波長５２０ｎｍの光の透過率は８８％であり、ベタ膜の６１％に比較して大幅に向上した。
〈比較例５〉
（請求項５の本発明に対応する比較例）
石英基板の片面上に真空蒸着法を用いて、２５０ｎｍのアルミニウム膜を設けた上に、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネット膜を設け、細線が並行に並んだパターンとなるようにエッチングした実施例５の磁気光学素子のコントラスト４．４に比較して、２５０ｎｍのアルミニウム膜を設けなかった実施例１の磁気光学素子のコントラストは、３．４であり、基板上に反射膜を設ける効果は明らかである。尚、本実施形態による磁気光学素子は、表示装置に用いるものとして説明したが、上記の効果を利用して、例えば、磁気ヘッドを用いて記録再生する高密度磁気メモリーとしても用いることができる。
【００１７】
【発明の効果】
上記のように、請求項１の本発明の磁気光学素子によれば、透明基板の一方の表面に、幅と間隔が等しい周期で、高さは制限して、互いに平行になるように、透明磁性細線を複数形成したので、ファラデー回転角および透明性を向上させることができた。
請求項２の本発明では、請求項１の磁気光学素子において、磁性体細線が相互に直交して格子状になるように設けたので、ファラデー回転角および透明性が向上し、画像コントラストを向上させることができた。
請求項３の本発明では、請求項１の磁気光学素子において、磁性体細線の同一パターンが、等しい間隔で繰り返すように設けたので、ファラデー回転角および透明性が向上し、画像コントラストを向上させることができた。
請求項４の本発明では、請求項１〜３の何れか１項の磁気光学素子において、磁性体細線間を可視光に透明な材料によって埋めたので、ファラデー回転角および透明性が向上し、画像コントラストを向上させることができた。
請求項５の本発明では、請求項１〜４の何れか１項の磁気光学素子において、基板上に反射膜を設けたので、ファラデー回転角および透明性が向上し、画像コントラストを向上させることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る磁気光学素子を用いた表示装置の一実施形態の側面図である。
【図２】同一パターンが等しい間隔で繰り返す第２の実施形態を示す平面図である。
【図３】基板上に反射膜を設け、その上に上記の各種透明磁性細線を設けた第３の実施形態を示した側面図である。
【図４】直線状、且つ、相互に直交するように形成されて格子状を成す第４の実施形態を示す平面図である。
【符号の説明】
１、３１・・・表示装置、２、３２・・・磁気光学素子、３、４、３３・・・偏光子、５、３４・・・透明基板、６、３６・・・透明磁性材料（細線）、７、３７・・・空間（又は充填透明材料）、８・・・透明磁性材料の非磁性部位、９・・・透明磁性材料の磁性部位、１０、４０・・・入射光、１１、４１・・・出射光、２１・・・パターン、２２〜２４・・・角形、３４・・・基板、５１・・・透明磁性体細線、Ｈ・・・細線厚み、Ｌ１、Ｌ５１、Ｌ５４・・・細線寸法、Ｌ２、Ｌ５２、Ｌ５３・・・細線間寸法、Ｌ５パターン・・・間隔細線

Claims

ファラデー効果を有する透明磁性体材料を透明基板上に配置して構成され、
前記透明基板の表面と裏面の両面に偏光層が配置された表示装置に用いられる磁気光学素子であって、前記透明基板の一方の表面上に、前記透明磁性体材料から成る複数の細線を互いに平行になるように形成し、前記透明磁性体細線の各々の幅、及び、前記透明磁性体細線間の各々の間隔は、０．２〜２．０μｍの等しい周期であり、前記透明磁性体細線の高さは、０．１〜５μｍである透明磁性体材料を通過したピーク波長の光を干渉効果によってファラデー回転を増大させて可視光に対するコントラストを高めることを特徴とするディスプレイ用の磁気光学素子。
前記透明磁性体細線は、直線状、且つ、相互に直交するように形成されて格子状を成すことを特徴とする請求項１に記載の磁気光学素子。
前記透明磁性体細線は、同型状であるが異寸法の複数パターンが同心円状に等しい間隔で繰り返すように形成された複合パターンとなるように構成され、該複合パターンは、更に、所定間隔毎に前記基板上に複数配置されるように構成され、前記磁性体細線の各々の幅、及び、各前記透明磁性体細線間の間隔は、０．２〜２．０μｍ、高さ０．１〜５μｍであることを特徴とする請求項１に記載の磁気光学素子。
各前記透明磁性体細線間の間隙は、可視光に対して透明な材料によって埋められていることを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載の磁気光学素子。
前記透明基板と前記透明磁性体材料との間に反射膜を設けたことを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の磁気光学素子。