(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも磁気光学効果を有する層、透明なマイクロ磁気ヘッドアレイ、及び透明支持体をこの順で有する積層体と、偏光子層とを有する画像表示素子であって、
前記偏光子層が、前記積層体の少なくとも片面に設けられ、
前記透明支持体が、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であり、
前記透明なマイクロ磁気ヘッドアレイが、透明なＩＴＯ膜からなる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画像表示素子。
【請求項２】
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に記載の画像表示素子。
【請求項３】
前記磁気光学効果を有する層が、透明磁性層（Ｍ）と誘電体（Ｇ）の組み合わせからなり、
透明支持体当りの前記磁気光学効果を有する層の構成が、｛（ＧＭ）ｎ（ＭＧ）ｎ｝ｍ（ただし、ｎ、及びｍは、１以上の整数を表す。）であることを特徴とする請求項１〜２のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項４】
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１〜３のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項５】
バックライト、及び透明なマイクロ磁気ヘッドアレイ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４に記載の画像表示素子。
【請求項６】
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１〜３のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項７】
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１〜３及び６のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項８】
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１〜７のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項９】
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１〜８のいずれかに記載の画像表示素子。
Ｒ3-XＡXＦｅ5-yＢyＯ12          （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Ｂｉ、Ｃｅ、（Ｐｂ）、（Ｃａ）、（Ｐｔ）などであり、Ｂは（Ａｌ）、（Ｇａ）、（Ｃｒ）、（Ｍｎ）、（Ｓｃ）、（Ｉｎ）、（Ｒｕ）、（Ｒｈ）、（Ｃｏ）、（Ｆｅ（ＩＩ））、（Ｃｕ）、（Ｎｉ）、（Ｚｎ）、（Ｌｉ）、（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１０】
希土類鉄ガーネットが、Ｂｉ置換希土類鉄ガーネットであることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１１】
希土類鉄ガーネット層の保磁力を、３００Ｏｅ以下としたことを特徴とする請求項９〜１０のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１２】
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１〜１１のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１３】
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１〜１２のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１４】
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１〜１３のいずれかに記載の画像表示素子。
【請求項１５】
透過型画像表示素子である請求項１〜１４のいずれかに記載の画像表示素子。
【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２０００−０４７０３２「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William E.Rose、Robert H.Andersonなどが書いた、OPTICAL ENGINEERING (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, 3921-3925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. Soc. 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、少なくとも磁気光学効果を有する層、透明なマイクロ磁気ヘッドアレイ、及び透明支持体をこの順で有する積層体と、偏光子層とを有する画像表示素子であって、
前記偏光子層が、前記積層体の少なくとも片面に設けられ、
前記透明支持体が、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であり、
前記透明なマイクロ磁気ヘッドアレイが、透明なＩＴＯ膜からなる直線状配線層を積層して設けられ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、１１、１２、１３、１４，１５、１６）。
【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１４）。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、１０μｍ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、１３、１４、１５、１６）。
【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１３）。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１１）、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１００μｍ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１５）。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２００×１００ｍｍ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ｍＡ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１３、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１０）。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２５３８５２７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、Ｒ３ＳｉＯ（Ｒ２ＳｉＯ）ｎＳｉＲ３、（Ｒ２ＳｉＯ）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１６）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、２００μｍ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２００μｍ）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２μｍ〜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１００００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
｛（ＧＭ）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、ＦｅＢＯ3、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１２）。
Ｒ3-XＡXＦｅ5-yＢyＯ12  （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）、（Ｇｄ）、（Ｔｂ）、（Ｄｙ）、（Ｈｏ）、（Ｅｒ）、（Ｔｍ）、（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）、（Ｓｃ）、（Ｉｎ）、（Ｒｕ）、（Ｒｈ）、（Ｃｏ）、（Ｆｅ（II））、（Ｃｕ）、（Ｎｉ）、（Ｚｎ）、（Ｌｉ）、（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、３００Ｏｅ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５０ｎｍ〜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ＰＶＤ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、ＴｉＯ2、ＭｏＯ3、ＷＯ3、ＺｒＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、ＡｌＮ、ＢＮ、ＴｉＮ、ＺｎＳ、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＡｇＦ、ＰｂＦ2、ＭｎＦ2、ＮｉＦ2、ＳｉＣ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Ａｌ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｒｈ、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、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、１μｍ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αTE／αTM（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１００μｍ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、Ｂｌｕｅ）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ＥＬ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、ＳｉＯ２、Ｔａ２Ｏ５、ＩＴＯ、ＺｒＣ、ＴｉＣ、ＭｇＦ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＺｒＯ２、Ｙ２Ｏ３  、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１〜１３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ＳｉＯ2膜を用い、厚味は０．２μｍとした。この各ＩＴＯ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、４００ｍＡ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、１）。まずスパッタ法を用いて、ＳｉＯ2膜（屈折率ｎ＝１．４７）を８８ｎｍ、ついでＢｉ置換希土類鉄ガーネット膜（ｎ＝２．０５）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２００Ｗ、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Ｂｉ2.2Ｄｙ0.8Ｆｅ3.5Ａｌ1.5Ｏ12であった。磁気光学効果測定装置（日本分光株製Ｋ２５０、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１３）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１）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、２００ｎｍ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１５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１６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。Ｂｉ置換希土類鉄ガーネットとしては、Ｂｉ2.0Ｇｄ1.0Ｆｅ3.8Ａｌ1.2Ｏ12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。ＶＳＭで磁界を膜面に垂直に印加して測定した保磁力は２２０Ｏｅ（請求項１３）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５０ｎｉｔ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１２、１３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（ＢａＯ・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＝８０：２０）膜をメッキ法で設けた。エッチング法により６０μｍ径で高さ４０μｍの丸棒状のコアを、ピッチ１８０μｍ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１０μｍ、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ＩＮ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。
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１１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９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１０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１５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。
【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。
【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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