(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子と、該光透過素子に電界を印加する電界印加手段とにより構成されて成る光屈折装置と、
該光屈折装置を構成する上記光透過素子に光を入射する光源と、
上記光透過素子から出射した光を受光する複数の受光手段と、該受光手段に接続された信号変換器とにより構成された電気信号変換部とを有し、
上記電界印加手段により上記光透過素子に印加する電界の大きさ、あるいは向きの変化によって、上記共役系電子を保有する物質の電子状態を変化させ、上記光透過素子の屈折率を変化させるようになされ、
上記複数の受光手段が、上記電界印加手段により印加された電界に対応した屈折角で上記光透過素子から出射した光をその出射方向に対応した受光位置で受光するように配置され、
上記信号変換器が、上記光透過素子から出射された光の上記受光位置を検出して、これを情報信号に変換する
メモリ装置。
【請求項２】
上記電界印加手段は、上記光透過素子を挟み込んで平行に配置され且つ上記光透過素子に対して第１の方向に電界を印加する第１の電極対と、電界の印加方向が上記第１の方向と直交するように、上記光透過素子を挟み込んで平行に配置された第２の電極対とを有し、該第１及び第２の電極対が上記光透過素子の光入射面及び光出射面と対向しない位置に配置される請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項３】
上記電界印加手段は、さらに、電界の印加方向が上記第１及び第２の方向と直交するように、上記光透過素子を挟み込んで平行に配置され、且つ、上記光透過素子の光入射面及び光出射面と対向する位置に配置された第３の電極対とを有し、上記電極対の少なくとも一部が、入射光を透過する透明あるいは半透明である請求項２に記載のメモリ装置。
【請求項４】
上記光透過素子の光入射面と光出射面とが非平行である請求項１に記載のメモリ装置。
【請求項５】
上記光透過素子の物質と上記光源の波長との組み合わせが、ブタジエンと３００ｎｍ以上の波長、ヘキサトリエンと３５０ｎｍ以上の波長、トリプトファンと４００ｎｍ以上の波長、及び、フィトクロモビリンと８００ｎｍ以上の波長のいずれかの組み合わせである請求項１に記載のメモリ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メモリ装置に係わる。
【０００２】
【従来の技術】
従来の半導体ＳＲＡＭ（スタティック・ランダム・アクセス・メモリ）においては、記録情報は、０（ゼロ）と１という２値によって記憶されている。
このような半導体ＳＲＡＭにおいて、記憶容量を増加させるためには、例えばセル面積を小さくして、記録情報を高密度に集積化することが必要である。
このように、記録情報の高密度化を図るためには、半導体メモリ装置を作製する際に、フォトリソグラフィによりパターンを微細化して形成し、かつこれらのパターンルールの精細化を図ることが必要となる。
このように、フォトリソグラフィによる形成パターンの微細化を図るためには、例えば、ＫｒＦエキシマレーザー（波長２５４ｎｍ）のレーザー光を用いて、０．１３μｍ程度の微細なパターンを形成することが必要となる。
【０００３】
例えば、図７に示すように、基板１０１上にフォトレジスト１０２を塗布した被露光体１００をレーザー光Ｌにより露光して、フォトリソグラフィによる所定のパターンニングを行う場合、レーザービーム発生源１０３から出射したレーザー光Ｌを、リダクションレンズ１０４に入射させ、レティクル（図示せず）を通して被露光体１００上で集光させる。
【０００４】
この場合に、微細なパターンニングを形成するためには、リダクションレンズの解像力を上げる必要があり、リダクションレンズ１０４の高Ｎ．Ａ．化を図り、例えば、Ｎ．Ａ．＝０．６５程度が必要になっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように、リダクションレンズ１０４の高Ｎ．Ａ．化を図ると、焦点深度が浅くなり、下地に凹凸のあるパターン上に微細なレジストパターンを形成できなくなる。
例えば、０．１８μｍよりも微細なパターンを形成する場合には、焦点の深度は、０．５μｍ程度とすることが必要である。しかしこのように、焦点の深度が浅くなると、デバイスの平坦化の要求がきびしくなり、また、ステッパーによる焦点位置合わせの再現性の精密化の要求がさらに厳しくなる。
【０００６】
また、フォトレジストの薄膜化を図る必要も生じ、下地膜エッチング時のマスクとしての性能が低下し、マスクアライメントの高精度化の要求も厳しくなる。
【０００７】
このように、微細なフォトリソグラフィを行うためには、レジストを塗布する下地層の表面を充分に平坦化する必要があり、また、配線加工においてもステッパーによる焦点位置合わせの再現性の精密化の要求、マスクアライメントの高精度化の要求が厳しくなるが、これらは、メモリ装置の作製コスト高を招来し、また、歩留りを低下させる原因になっていた。
【０００８】
また、トランジスタを形成する際にも、アイソレーションやコンタクト窓の微細加工を正確に行うためには、コスト高や歩留りの低下を招来することになる。さらに、これらの装置の動作速度を向上させるためにも、トランジスタや配線の微細化が必要になるが、トランジスタの構成部分が微細化するために、加工工程においてパンチスルーが生じたり、配線間の寄生容量が増大したり、配線抵抗が増大したりする等の問題が生じていた。
【０００９】
そこで、本発明は、上述した問題点に鑑みて、装置やメモリセルのパターンの微細化を図ることなく、大容量のメモリ装置を提供する。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明のメモリ装置は、光源と、光屈折装置と、電気信号変換部とにより構成されるものとする。光屈折装置は、共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子と、この光透過素子に電界を印加する電界印加手段とにより構成されるものとし、光源は、この光透過素子に光を入射するようになされている。電気信号変換部は、光透過素子から出射した光を受光する複数の受光手段と、受光手段に接続された信号変換器とによって構成されるものとする。電界印加手段により光透過素子に印加した電界の大きさ、あるいは向きを変化させることによって、光透過素子、すなわち共役系電子を保有する物質の電子状態が変化するようになされている。そして、このように光透過素子の電子状態が変化させると、光透過素子の屈折率を変化させることができる。また、複数の受光手段が、電界印加手段により印加された電界に対応した屈折角で光透過素子から出射した光をその出射方向に対応した受光位置で受光するように配置され、受光手段に接続された信号変換器によって光透過素子から出射された光の受光位置を検出して、これを情報信号に変換して記録情報として保持する。
【００１１】
本発明のメモリ装置においては、光屈折装置を構成する光透過素子に印加する電界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、共役系電子を保有する物質の電子状態を変化させ、屈折率を変化させることができるようになされているので、光透過素子においては、例えば、電界の大きさ、あるいは向きをｎ通りに変化させると、その屈折率もｎ通りに変化させることができる。
このように光透過素子の屈折率を変化させて、これを適宜所望の値に制御することにより、光透過素子が１つでｎ通りの情報信号を有するメモリセルの役割を果たすことができる。
そして、光透過素子に光源から入射した光から出射した光は、屈折率に応じた屈折角、すなわち進行方向をもって出射して、受光手段において受光させることになる。そして、受光手段に接続された信号変換器により、受光した光の出射方向によって、光透過素子の屈折率を検知し、ｎ通りの屈折率に応じたｎ通りの電気信号に変換するようにしたので、結果としてメモリセルの役割をする光透過素子が１つで、ｎ通りの電気信号が読み出されることになる。
【００１２】
【発明の実施の形態】
本発明のメモリ装置は、光源と、光屈折装置と、電気信号変換部とにより構成されるものとする。
光屈折装置は、共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子と、この光透過素子に電界を印加する電界印加手段とにより構成されるものとし、光源からの光は、光屈折装置を構成する光透過素子に入射するようになされている。
電気信号変換部は、光透過素子から出射した光を受光する受光手段と、受光手段に接続された信号変換器とによって構成されるものとする。
電界印加手段により光透過素子に印加した電界の大きさ、あるいは向きを変化させることによって、光透過素子、すなわち共役系電子を保有する物質の電子状態、すなわち屈折率を変化するようになされている。
電界印加手段により印加した電界の変化に伴って屈折率が変化した光透過素子から出射した光を受光手段によって受光し、信号変換器によって光透過素子の屈折率を検出して、これを情報信号に変換して保持する。
【００１３】
以下、本発明のメモリ装置の一例の構成について、図を参照して説明するが、本発明のメモリ装置は、以下の例に限定されるものではない。
【００１４】
図１に本発明のメモリ装置の概略図を示す。
このメモリ装置１０は、例えば遠赤外線、赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線のいずれかの光、あるいはこれらのうちの２以上を組み合わせた光を出射する光源３と、この光源３より入射した光を所望の方向に屈折させる光屈折装置２１と、光を電気信号に変換する電気信号変換部２２とにより構成されてなるものとする。
【００１５】
光屈折装置２１は、例えば、少なくとも、１以上の、共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子２と、この光透過素子２に電界を印加する電界印加手段４とにより構成されてなるものとする。
なお、光屈折装置２を構成する光透過素子は、単数であってもよいし、複数であってもよい。
【００１６】
光源３は、光屈折装置４の光透過素子２に光Ｌを入射するようになされている。
光源３は、入力端子５を介して電源（図示せず）に接続された入力変換器（図示せず）により、各色の出射光の強度を自在に調整することができるようになされている。
【００１７】
電気信号変換部２２は、光透過素子からの出射光Ｌ' を受光する受光手段２４と、受光手段２４に接続された信号変換器２５とによって構成される。
受光手段２４においては、光透過素子２からの出射光Ｌ' の進行方向によって、光を受光する位置を異にし、その受光位置に応じて信号変換器２５で、電気信号に変換され、出力端子６から情報信号として取り出すことができるようになされている。
【００１８】
次に、図１に示した本発明のメモリ装置２０における、光と電気信号の変換の動作、すなわち、情報の読み出し、または書き込みについて説明する。
【００１９】
光源３は、入力端子５から光照射命令を入力し、この命令により強度を調整した、例えば遠赤外線、赤外線、可視光線、紫外線、遠紫外線のいずれかの光、あるいはこれらのうちの２以上を組み合わせた光を、光透過素子２の第１の光学面２ａから入射し、この光透過素子２に、例えば第１の電極１１と第２の電極１２の１対の電極よりなる電界印加手段４により所定の電界を印加する。
【００２０】
光透過素子２から所定の屈折角をもって出射した光Ｌ' は、その出射方向に応じて、所定の受光手段２４により受光される。このとき、光透過素子２に印加した電界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、光透過素子２を構成する共役系電子を保有する物質の電子状態が変化する。
このように物質の電子状態が変化すると、光透過素子２の屈折率が変化し、出射光の屈折角、すなわち、光の進行方向が迅速に変化する。
【００２１】
電界印加手段４による印加電界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、出射光の進行方向を自在に制御することができ、出射光が受光手段２４の所定位置に受光される。この受光位置を検出し、これに応じて信号変換器２５により電気信号に変換する。
このように、出射光の受光位置を検出してこれを信号変換することにより、光透過素子２の屈折率の変化数、例えばｎ通りに屈折率を変化させることによってｎ個の異なる電気信号が得られることになる。
【００２２】
ｎは、上記においては、光透過素子２の屈折率の変化数として説明したが、実際には、電気信号変換部２２の受光器２４の数に限定される。
また、入射光として多色光を適用すれば、ｎを受光器２４の数に多色の数を乗じた数にすることができる。
さらに、入射光として太陽光を使えば、入射光のスペクトル数、すなわち、ｎを無限の数にすることも理論的には可能であるが、実際には、受光器２４において出射光の位置を検出することになるので、この受光器２４の数、また受光器２４の設置範囲、あるいはこの機械的な検出性能で限定されることになる。
このように、本発明のメモリ装置は、光屈折装置２１をメモリセルとして適用することによって、１メモリセルあたり、理論的には、屈折率の変化数×多色数という膨大な数の情報を記憶させることができる。
【００２３】
次に、メモリセルとして適用した光屈折装置２１に、情報を書き込む方法について説明する。
例えば、図１に示すメモリ装置２０において、入力端子８から、アクセス信号を入力し、この信号を、信号−電界変換装置９により、電界の強さと向きに関する情報に変換し、光屈折装置２１の光透過素子２に所定の電界をかける。この電界の強さ、向きによって、光透過素子２の屈折率の値が決定される。
光透過素子２に所定の電界をかけている間は、電界に応じた所定の屈折率に保持されるので、情報は保存されているが、電界を切ってしまうと、情報は消去されることになる。
情報の書き直しは、入力端子８から、新たなアクセス信号を入力し、この信号に応じた電界を光透過素子２にかければよい。このように、情報の「書き込み」または「書き直し」は、アクセス信号の変更に応じて何回でも繰り返すことができる。
【００２４】
ここで、本発明のメモリ装置２０を構成する光透過素子２を介して出射した光Ｌ' の進行方向が、光透過素子に印加した電界の大きさあるいは方向を変化させることによって、変化させることができることについて、以下に原理図を参照して説明する。
【００２５】
図２は、図１における光屈折装置２１に相当する部分の概略図を示す。
図２においては、光源３から、電界印加手段４により電界Ｅを印加した光透過素子２に、光Ｌを入射させている。
図２中の光透過素子２は、図１に示した光透過素子２と同様に、共役系電子を保有する物質であり、互いに非平行な面である第１の光学面２ａと、第２の光学面２ｂとを有する。
電界印加手段４は、例えば対の電極の第１の電極１１と第２の電極１２より構成されるものとする。
【００２６】
電界印加手段４は、第１の電極１１と第２の電極１２とが光透過素子２を挟んで対向して配置され、これら間の電圧を制御することによって、光透過素子２に対する印加電界Ｅが制御される。
このとき、印加する電界Ｅの強度、方向を変化させることによって、光透過素子２の構成物質の電子状態が変化し、その屈折率が変化し、入射光Ｌは光透過素子２を介して電界の強度あるいは方向を変化させる前後においては、異なる方向に屈曲させることができる。
すなわち、光源３からの光は、光透過素子２の屈折率が変化すると、光透過素子２から出射する光Ｌ' の方向が高速に変化する。
【００２７】
また、図１に示した本発明のメモリ装置２０および図２に示した光屈折装置２１の原理図においては、光透過素子２を挟んで、紙面、すなわち、図中、ｙｚ平面に対して垂直に、一対の電極である第１の電極１１と第２の電極１２とが配置された場合について説明したが、本発明のメモリ装置に適用する光屈折装置２１は、この図１および図２に示した例に限定されるものではなく、紙面、すなわち、ｙｚ平面と平行となるような面方向に、光透過素子２を挟んで平行に対の電極を設けて、２対以上の電極による電界印加手段を配置した場合にも同様に適用できる。
【００２８】
図３に、紙面、すなわち図中のｙｚ平面に対して垂直に、対の電極が配置され、さらにｙｚ平面と平行になるような面方向に、第３の電極１３と第４の電極１４よりなる電界印加手段４０を、光透過素子２を挟んで平行に配置した構成の例を示す。
このような配置の電界印加手段４、４０のそれぞれにおいて光透過素子２に電界を印加させ、この強さ、方向を変化させると、光透過素子２を構成する物質、すなわち共役系電子保有物質の電子状態が迅速に変化し、その屈折率が変化するので、入射した光Ｌを光透過素子２を介して所定の方向に屈曲させ、出射光の進行方向を制御することができる。
【００２９】
また、本発明のメモリ装置２０を構成する光屈折装置２１においては、図４に示すように、光透過素子２を挟んだ電極を３対配置した構成とすることもできる。
この場合、紙面、すなわち図中のｙｚ平面と垂直になるような面方向であって、第１の電極１１および第２の電極１２とは垂直になるような位置関係に、入射光に対して透明である対の電極の、第５の電極１５および第６の電極１６よりなる電界印加手段５０を配置した構成を有する。
これらの入射光Ｌに対して透明な電極の第５の電極１５および第６の電極１６の材料には、例えば、ＩＴＯやＳｉＯx 等を適用することができる。
【００３０】
また、上述した例においては、第５の電極１５および第６の電極１６を、入射光に対して透明である対の電極とした場合について説明したが、光屈折装置を構成する電界印加手段は、この例に限定されるものではなく、入射光に対して透明である部分を一部に有する電極や、半透明である部分を一部に有する電極、その他全面的に半透明である電極であっても、同様に適用することができる。
【００３１】
上述したような電界印加手段として電極対を複数配置した例においては、第１の電極１１と第２の電極１２との間に所定の電界をかけ、第３の電極１３と第４の電極１４との間にも所定の電界をかけ、さらに、第５の電極１５と第６の電極１６との間にも所定の電界をかけ、これらの電界の方向、強度を変化させることにより、光透過素子２の構成物質、すなわち共役系電子保有物質の電子状態を迅速に変化させることができ、これにより、屈折率を変化させることができ、入射光Ｌを光透過素子２を介して所定の方向に、進行方向を変化させて屈曲させることができる。
【００３２】
また、図１に示した本発明のメモリ装置２０を構成する光屈折装置２１においては、共役系電子を保有する物質の光透過素子を、２以上配列した構成とすることもできる。
この場合、２以上の光透過素子を互いに分離して配置することもできるし、互いに接触させて配置させることもできる。
【００３３】
ここで、図１〜図４に示した光屈折装置２１を構成する光透過素子２は、共役系電子を保有する物質であるが、この物質について以下に説明する。
【００３４】
分子理論上、二重結合と単結合とが一つおきにつながった構造を共役二重結合の構造といい、三重結合と単結合とが一つおきにつながった構造を共役三重結合の構造という。これらをまとめて共役多重結合の構造という。このような構造を有しているものを、光透過素子２の材料として適用できる。
【００３５】
また、二重結合を一つだけ有する構造の場合や、三重結合を一つだけ有する構造の場合も、共役多重結合の構造に含められる。
これらにおいては、同一の原子が結合するものに限られず、異なる種類の原子が結合して共役多重結合を形成する構造のものも含まれる。
また、例えば、アリル基のように二重結合と不対電子とを有する構造のものや、例えばアセトアミドのように、二重結合と孤立電子対とを有する構造のものも含まれる。
また、例えばメチル基のように擬π（パイ）電子による超共役がある場合も、ここでは、共役系電子を保有する物質に含められる。
【００３６】
すなわち、共役系電子とは、π電子であり、あるいは不対電子であり、あるいは孤立電子であり、あるいは擬π電子である。このように、共役系電子の少なくともいずれかの電子を含む物質を共役系電子を保有する物質と呼称する。
【００３７】
上述したような共役系電子は、外部電界の影響を受けやすいという性質を有している。これは、外部電界が加えられると共役系電子対が原子間結合に沿って移動するためである。
特に、多くのπ電子からなる共役系多重結合の構造を有する物質においては、π電子の広がりが大きくなるため、π電子はそれだけ動きやすくなり、外部電界の影響を強く受ける。
【００３８】
また、分子が電気的に中性ではなく、プラスやマイナスの電気的な偏りを有している場合には、外部電界の影響をさらに強く受ける。
このように、共役系電子を保有する物質に外部電界が加わると、分子内での共役系電子の分布が、外部電界が加わらない場合と比較して変化する。
この電子状態の変化は、共役系電子を保有する物質に加えられる外部電界の方向や強さに依存して変化する。
すなわち、分子本来の電子状態が外部電界の影響を受けると、異なる電子状態に変化する。このことは、印加する外部電界の向き、大きさによって新たな電気特性を有する物質となることを意味している。
【００３９】
また、共役系電子を保有する物質は、外部電界が加わると、その分子による光吸収強度も変化する。この分子が電気的に中性ではなく、プラスやマイナスの電気的な偏りがある場合には、外部電界の影響をさらに強く受け、光吸収強度も大きく変化する。
【００４０】
ここで、上述した共役系電子を保有する物質の分子の外部影響によって状態変化が生じる場合の、この状態変化にかかる時間を、光吸収を例に挙げて説明する。
【００４１】
上述した共役系電子を保有する物質は、光を共役系電子の運動エネルギーの増加として吸収し、その結果、共役系電子の運動範囲は広くなる。
光吸収は、光が分子を通過するのに必要な時間内に起こっている。例えば、波長が５００〔ｎｍ〕の光が、一波長分進むためにかかる時間は、
５００×１０-9〔ｍ〕／３×１０8 〔ｍ／ｓ〕により求められ、これより、
１．６７×１０-15 〔ｓ〕、すなわち、約２フェムト秒（１０-15 秒）である。すなわち、共役系電子を保有する物質の分子の、光吸収による電子状態変化が、約２フェムト秒（１０-15 秒）で起こることがわかる。
【００４２】
共役系電子を保有する物質の分子の、外部影響による状態変化として、他の諸特性についても上述した光吸収と同様のことが言える。
すなわち、共役系電子を保有する物質の分子の、外部電界による電子状態変化は、約２フェムト秒（１０-15 秒）で起こるのである。
【００４３】
外部影響により変化する物質の状態としては、例えば光学的諸特性、例えば、屈折率が挙げられる。
物質の屈折率については、屈折率の２乗＝（誘電率）×（透磁率）という関係があり、これは物質固有の物理量である。
したがって、この屈折率も、外部電界の影響により状態変化が起こり、その変化は２フェムト秒（１０-15 秒）程度で起こることがわかる。
このように、共役系電子を保有する物質の外部電界による状態変化にかかる時間が極めて短時間であることは、原子に比べて質量が１／１８００程度である電子（共役系電子）を動かせばよいことに起因している。
【００４４】
例えば、ニオブ酸リチウム結晶が外部電界により屈折率ｎが変化することが知られている。例えば、波長λ＝６８２．８〔ｎｍ〕の光を入射させ、外部電界の強度を５〔Ｖ／μｍ〕とすると、屈折率の変化Δｎ＝５×１０-4であることが確かめられている（特開昭５２−１１１７３９号公報）
また、Ｓｒ0.75Ｂａ0.25Ｎｂ2 Ｏ6 についても、同様に、外部電界の強度を０．０５〔Ｖ／μｍ〕とすると、屈折率の変化Δｎ＝４×１０-4であることが確かめられている（特開昭５０−１１５５４７号公報）
【００４５】
上述した光屈折装置２１を構成する光透過素子２は、例として以下に示す各種共役系電子を保有する物質によって構成することができる。
例えば、カロチノイド系の材料としては、β−カロチン、フィコキサンチン等や、フラボン、フラボノール、アントシアン系材料としては、フラビン、アントシアニン等や、ポルフィリン系材料としては、テトラピロール誘導体等を適用することができる。
また、アミノ酸や核酸、エチレン等の炭化水素系化合物、その他、三重結合を有する共役系電子保有物質としてはポリアセチレン等、超共役電子を保有する物質として、ビタミンＡ等も適用することができる。
【００４６】
また、いわゆる共役系電子を有する物質であれば、有機物に限定されることなく、無機物、例えばガラス、二酸化珪素についても同様に適用することができる。
【００４７】
また、上記各種有機物、各種無機物の混合物、さらに、これら有機物と無機物との混合物についても、用途に応じて適用することができる。
【００４８】
また、本発明のメモリ装置を構成する光透過素子は、上述の各例において示した形状に限定されるものではなく、図５Ａ〜図５Ｈにその他の例の一部を示すように、種々の形状に適用することができる。
例えば、図５Ａに示す板状、四角柱状、図５Ｂに示す多面体、図５Ｃに示す回転楕円体状、図５Ｄに示すメニスカスレンズ形状、図５Ｅに示す三角柱形状、図５Ｆに示す球を平面で切断した形状、図５Ｇに示す半円柱形状、図５Ｈに示す中空を有する棒状、その他球状、円錐状、三角錐状、リング状、多角棒状、瓢箪形状、四角錐を底面に平行な面で切った台状の立体、四角柱の側面を外側にわん曲させた立体、多角柱の少なくとも一の側面を外側にわん曲させた立体、円錐の母線を外側にわん曲させた立体、その他、曲面と平面とを組み合わせた立体、複数の曲面を組み合わせた立体等、入射光を屈折させることのできる各種形状のものを適用することができる。
【００４９】
また、上記共役系電子を保有する物質が、固体である場合には、これらを各種形状に加工することができ、液体である場合には、各種形状のガラスや石英等の入射光に対して透明な素材からなる容器で封じることにより、光透過素子として適用できる。また、上記共役系電子を保有する物質が、気体である場合には、上記各種形状のガラスや石英等の、入射光に対して透明の素材からなる容器を密閉してこれを適用することができる。
【００５０】
なお、光透過素子に入射する光の波長は、光透過素子に適用する物質によって選定することが必要である。以下、これについて説明する。
光透過素子に適用する物質として、ブタジエン、ヘキサトリエン、トリプトファン、フィトクロモビリンを用いた場合に、それぞれにおいて適用する入射光Ｌの波長の例を（表１）に示す。
（表１）中、共役系の大きさとは、π電子の広がり範囲であり、最長の吸収帯の波長とは、最も長波長側にある吸収帯のピークの位置を示す波長である。
【００５１】
【表１】
0004299407.tif 000002
【００５２】
（表１）に示すように、ブタジエンにおいては、最長の吸収帯の波長、すなわち吸収帯の最大の吸収を示す波長が２３５ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用する光の波長は、この１．４倍程度の長さの３００ｎｍ以上であるものとすることができる。
ヘキサトリエンについては、最長の吸収帯の波長が２７３ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用する光の波長は、３５０ｎｍ以上であるものとすることができる。
トリプトファンについては、最長の吸収帯の波長が２８０ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用する光の波長は、４００ｎｍ以上であるものとすることができる。
フィトクロモビリンについては、最長の吸収帯の波長が６９０ｎｍであり、吸収帯の広がりを考慮すると、適用する光の波長は、８００ｎｍ以上であるものとすることができる。
【００５３】
上述のように、適用する光の波長を最長の吸収波長よりも長い波長に選定するのは、共役系電子を保有する物質の吸収は、線スペクトルではなく、吸収帯に幅があるため、少なくとも最長の吸収波長よりもさらに吸収帯の幅の分だけ長い波長を有する光でなければ吸収されてしまうためである。
【００５４】
次に、図６に示すように、上記共役系電子を保有する物質よりなるプリズム７０に入射角＝６０°として、光を入射させる場合であって、プリズム７０の屈折率ｎを、１．２８〜１．３２の範囲で変化させた場合の、出射光の屈折角ｒと、ｎが１．３０の場合を基準とした屈折角の変化量Δｒを、（表２）に示す。
【００５５】
【表２】
0004299407.tif 000003
【００５６】
なお、入射角＝６０°、屈折角をｒ°、屈折率をｎとした場合には、以下に示す関係式が成立する。
ｒ＝ｓｉｎ-1｛ｎ×ｓｉｎ〔９０°−ｓｉｎ-1（ｓｉｎ６０°／ｎ）〕｝
【００５７】
この（表２）によれば、屈折率ｎが、０．０１だけ変化すると、出射光の進行方向は、約３．５７°程度も変化することがわかる。また、このとき、誘電率の変化は、約１．６９から約１．７２のわずか０．０３程度、すなわち、１．５％程度だけ変化した。
【００５８】
上述したように、本発明のメモリ装置２０は、光源３と、光屈折装置２１と、電気信号変換部２２とにより構成されるものである。
光屈折装置２１は、共役系電子を保有する物質よりなる光透過素子２と、この光透過素子２に電界を印加する電界印加手段４とにより構成されるものとし、光源３は、この光透過素子２に光を入射するようになされている。
電気信号変換部２２は、光透過素子２から出射した光を受光する受光手段２４と、受光手段２４に接続された信号変換器２５とによって構成されている。
電界印加手段４により光透過素子２に印加した電界の大きさ、あるいは向きを変化させることによって、光透過素子２、すなわち共役系電子を保有する物質の電子状態が変化するようになされている。
そして、このように光透過素子２の電子状態が変化させると、光透過素子２の屈折率を変化させることができる。
屈折率が変化した光透過素子２から出射した光を受光手段２４によって受光させるようにし、受光手段２４に接続された信号変換器２５によって光透過素子２の屈折率を検出して、これを情報信号に変換して記録情報として保持する。
【００５９】
本発明のメモリ装置２０においては、光屈折装置２１を構成する光透過素子２に印加する電界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、共役系電子を保有する物質の電子状態を変化させ、屈折率を変化させることができるようになされているので、光透過素子２においては、例えば、電界の大きさ、あるいは向きをｎ通りに変化させると、その屈折率もｎ通りに変化させることができ、これを適宜所望の値に制御することにより、光透過素子が１つでｎ通りの情報信号を有するメモリセルの役割を果たすことができる。
そして、光透過素子２に光源から入射した光から出射した光は、屈折率に応じた屈折角、すなわち進行方向をもって出射して、受光手段２４において受光させることになる。そして、受光手段２４に接続された信号変換器２５により、受光した光の出射方向によって、光透過素子の屈折率を検知し、ｎ通りの屈折率に応じたｎ通りの電気信号に変換するようにしたので、結果としてメモリセルの役割をする光透過素子が１つで、ｎ通りの電気信号を読み出すことができる。
【００６０】
【発明の効果】
本発明のメモリ装置によれば、光屈折装置を構成する光透過素子に印加する電界の大きさ、あるいは向きを変化させることにより、共役系電子を保有する物質の電子状態を極めて迅速に変化させることができ、電界をｎ通りに変化させると、屈折率をｎ通りに変化させることができた。
このように光透過素子２の屈折率を所望の値に制御することにより、光透過素子２に入射した光を所定の方向に屈曲させることがででき、受光手段により受光した光の位置によって、光透過素子２の屈折率を検出することができ、この屈折率の情報を信号変換器により電気信号に変換することにより、ｎ通りの屈折率に応じたｎ通りの電気信号に変換するようにすると、結果としてメモリセルの役割をする光透過素子が１つで、ｎ通りの電気信号を読み出すことが可能となった。
【００６１】
１つのメモリセルが、ｎ通りもの電気信号を保持することができ、さらにこれを読み出すことができるようになると、従来の半導体ＳＲＡＭに比較して、微細なパターンをフォトリソグラフィにより形成するような煩雑な工程を必要とすることもなく、大容量のメモリ装置を、簡易な構造で実現することができた。
【００６２】
本発明のメモリ装置によれば、光透過素子の屈折率を、光透過素子に印加する電界の大きさあるいは向きにより変化させる構成としたので、情報の書き込みや読み出しを極めて高速に行うことができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のメモリ装置の構成の概略図を示す。
【図２】本発明のメモリ装置を構成する一例の光屈折装置部分の原理図を示す。
【図３】本発明のメモリ装置を構成する他の一例の光屈折装置部分の原理図を示す。
【図４】本発明のメモリ装置を構成する他の一例の光屈折装置部分の原理図を示す。
【図５】Ａ〜Ｈ  ディスプレイ装置装置を構成する光屈折装置の要部の光透過素子の形状の例を示す。
【図６】プリズムへの光の入射角を６０°とした場合の出射光の屈折の状態図を示す。
【図７】従来の露光装置の概略図を示す。
【符号の説明】
２  光透過素子、２ａ  第１の光学面、２ｂ  第２の光学面、３  光源、４，４０，５０  電界印加手段、５  入力端子、６  出力端子、８  入力端子、９  信号−電界変換装置、１１  第１の電極、１２  第２の電極、１３  第３の電極、１４  第４の電極、１５  第５の電極、１６  第６の電極、２０  メモリ装置、２１  光屈折装置、２２  電気信号変換部、２４  受光手段、２５  信号変換器、７０  プリズム、１００  被露光体、１０１  基板、１０２  フォトレジスト、１０３  レーザービーム発生源、１０４  リダクションレンズ
【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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