JPH03204615A - 磁気光学素子とそれを用いた表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔概要〕 磁気光学素子とそれを用いた表示装置に関し、小さな消
費電力で磁化反転を行わせることにより、光のスイッチ
ングと拡大投影表示を行うことを目的とし、 一軸磁気異方性を有する透明磁性膜と、前記透明磁性膜
に応力を与えるように近接して配置された透明電工性誘
電体膜と、前記透明電歪性誘電体膜を間に挟んで、マト
リクス交点を形成するように配設されたＸ列透明電極お
よびＹ列透明電極とを少なくとも備えるように磁気光学
素子を構成する９また、前記磁気光学素子を用いて、Ｘ
列透明電極およびＹ列透明電極に電圧を印加し、そのマ
トリクス交点を画素として光のＯＮ−ＯＦＦ制御を行い
、スクリーン上に拡大投影するように表示装置を構成す
る。

〔産業上の利用分野〕

本発明は磁気光学素子を用いた表示装置、とくに、低駆
動電力で高速光スイッチングを行い、かつ、大容量で階
調表示が可能な投影型表示装置の構成に関する。

〔従来の技術〕

従来表示装置としてはＣＲＴをはじめとして、多種多様
な製品が実用化されてきた。と（に、最近は小形軽量化
の要求から、ブラスマディスプレイ（ＦＤＰ）や液晶表
示装置（ＬＣＤ）なとのフラットパネルデイスプレィが
多（使用されるようになってきた。

ＦＤＰは輝度が高く明るいが高電圧で消費電力が大きく
、また、ＬＣＤは低電圧、低消費電力という特徴がある
が、コントラストが低く精細度や大画面化という点てま
だ問題がある。

これに対して、磁気光学素子を用いてスクリーン上に投
影画像を得ようという提案がなされている。

たとえば、第６図は従来の磁気光学素子の例を示す図で
、同図（イ）は斜視図、同図（ロ）はＸＸ゛断面図であ
るっ図中、２は透明基板、たとえば非磁性カーネットＧ
ａ３ＧａｓＯ＋□（ＧＧＧ）である、１“は透明磁性膜
、たとえば、前記透明基板２の上に液相エピタキシャル
法（ＬＰＥ）で形成された一軸磁気異方性を有する磁性
カーネット膜、４′は透明磁性膜ｌ′上に形成されたＸ
列電極で、たとえば、ストライブ状の透明導体配線、３
′は絶縁膜９を挟んて前記Ｘ列電極４゛と交叉させマト
リクス交点を形成するように配置されたＹ列電極で、た
とえば、同しくストライプ状の透明導体配線から構成さ
れているっ４０゛　は前記Ｘ列電極丁に電流１１を流す
ためのＸ駆動制御回路、３０゛　は前記Ｙ列電極３°に
電流ｉ、を流すためのＹ駆動制御回路である。

いま、こ＼には図示してないバイアス磁界印加手段１３
．たとえば、永久磁石て一軸磁気異方性を有する透明磁
性膜１゛にバイアス磁界を加えて、磁化の方向を一方向
、たとえば、下向きに揃える。

そこで、たとえば、第３番目のＸ列電極４゛３に電流ｉ
えを、第２番目の７列電極３”２に電流ｉ、を流すと、
その交点のクロスハツチで示した部分で磁化反転が起こ
り、直交ニコル間で透過光を観測すると、いわゆる、フ
ァラデー効果により前記クロスハツチで示した部分が、
たとえば、明部の中に暗部として識別される。すなわち
、高密度のＸＹマトリクス光スイッチアレイが構成され
る。

第５図は従来の磁気光学素子を用いた表示装置の例を示
す図である。図中、１００は前記第６図て説明した従来
の磁気光学素子であるっ１１および１２は磁気光学素子
１００の両側に直交配置された偏光板、１３はバイアス
磁界印加手段、１６は光源、１４はコリメートレンズ、
１５は拡大投影レンズ系、１７はスクリーンであるう 通常、透明磁性膜Ｉ“は大きさが高々数１０ｍ　ｍ角以
下であり、そのま＼ては表示装置として使用することは
できないっしかし、高密度の微小画素を形成できるので
、図示したごとくスクリーン上に拡大投影することによ
り大画面で、かつ、大容量の表示装置を構成することか
できる。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかし、上記の従来例の磁気光学素子では光スィッチを
構成する磁化方向の反転動作に、直交する２つの導体配
線に電流を流す、いわゆる、カレント・アクセス法を用
いているので消費電力が太き（、また、透明磁性膜１′
の温度上昇による動作不安定を引き起こすなどの問題が
あり、その解決が必要となっていた。

〔課題を解決するための手段〕

上記の課題は、一軸磁気異方性を有する透明磁性膜１と
、前記透明磁准膜ｌに応力を与えるように近接して配置
された透明電歪性誘電体膜５と、前記透明電歪性誘電体
膜５を間に挟んで、マトリクス交点を形成するように配
設されたＸ列透明電極４および７列透明電極３とを少な
くとも備えるように磁気光学素子１０を構成する。そし
て、この磁気光学素子１０と、そのＸ列透明電極４およ
び７列透明電極３に電圧を印加するためのＸ駆動制御回
路４０およびＹ駆動制御回路３０と、前記透明磁性膜１
面に垂直磁界を与えるためのバイアス磁界印加手段１３
と、前記磁気光学素子ＩＯの両側に直交配置された２つ
の偏光板１１．１２と、前記一方の偏光板１１の前方に
配置された光源１６と、前記光源からの光を前記磁気光
学素子ＩＯに平行光として入射させるコリメートレンス
１４と、前記他方の偏光板Ｉ２の後方に配置され、前記
磁気光学素子ＩＯを透過した平行光を拡大する拡大投影
レンズ系１５と、前記拡大投影レンズ系１５の後方に配
置されたスクリーン１７とを少なくとも備えるように表
示装置を構成することによって解決することができる。

〔作用〕

本発明によれば、透明磁性膜ｌに応力を与えるように近
接して配置された透明電歪性誘電体膜５の１画素に相当
する部分に電圧を印加し、その部分の透明電歪性誘電体
膜に歪みを生じさせる。その歪みによって、近接した透
明磁性膜ｌの局部。

すなわち、画素に相当する部分に応力を与えることにな
る。透明磁性膜として、たとえば、特定の磁性カーネッ
ト膜を選べば磁性膜に加えられた応力により、磁化反転
あるいは磁化回転が起ることは既に磁気バブルメモリ技
術においてよく知られており、しかも、前記透明電歪性
誘電体膜５には電圧を印加するだけでよいので、消費電
力は極めて軽微であり、また、磁化回転の程度を電気歪
みの程度、すなわち、印加電圧の大きさで制御すること
により、グレイ表示も可能となるのである。

〔実施例〕

第１図は本発明の実施例を示す図で、同図（イ）は平面
図、同図（ロ）はｘ−ｘ’断面図である。

図中、■は透明磁性膜で、大きさＩＯｍ　ｍ　Ｘ　ｌｏ
ｍｍ、厚さ０．５ｍｍのＧＧＧからなる透明基板２の上
に、たとえば、厚さ３μｍのＢ！２．５ＤＹｏ５Ｇａｏ
、　５Ｆｅ４□０１２を基板温度５５０°Ｃでスパッタ
法により形成する。

次いて、前記透明磁性膜ｌの上に透明電歪性誘電体膜５
として、たとえば、よく知られたＰＬＺＴセラミック膜
を１μｍの厚さにスパッタ法で被着形成する。

次に、前記透明電歪性誘電体膜５の上と透明基板２の上
に、透明導電膜、たとえば、ＩＴＯ（Ｉｎ２０３Ｓｎ０
２）を５００ｎｍの厚さに形成し、互いに直交配置にな
るように巾５０μｍ、キャップ１０μｍのストライブ状
のＸ−Ｙマトリクス電極配線を形成する。

この例ではＸ列電極１５０本、Ｙ列電極１５０本の合計
１５０　Ｘ１５０画素になるように構成した。

３０は７列透明電極３を駆動制御するＹ駆動制御回路、
４０はＸ列透明電極４を駆動制御するＸ駆動制御回路で
ある。

いま、たとえば、こ＼には図示してないバイアス磁界印
加手段で透明磁性膜１の磁化の向きを下向きに揃え、第
３番目のＸ列透明電極４３と、第２番目の７列透明電極
３□に、前記Ｘ駆動制御回路４０およびＹ駆動制御回路
３０から電圧を印加すると、その交点部分、すなわち、
Ａで表示した部分の透明電歪性誘電体膜５に歪みが生じ
、その部分の透明磁性膜ｌの磁化が、たとえば、反転し
て、いわば情報の書き込みが行われる。

このま＼では、情報の書き込みが行われるが表示装置と
しては使用しに（いので、投影型の表示装置に構成すれ
ば実用的なものにすることかできる。

第２図は本発明の実施例素子を用いた表示装置の構成例
を示す図である。図中、１０は本発明の磁気光学素子で
ある。光源１６としては、たとえば、ハロゲンランプな
どを用いてよく、また、パイアス磁界印加手段１３とし
ては永久磁石、あるいは、電磁石を用いればよいっ なお、前記従来例の図面で説明したものと同等の部分に
ついては同一符号を付し、かつ、同等部分についての説
明は省略する。

第３図は本発明実施例の基本動作を説明する図で、本発
明の実施例素子の両側に偏光板を直交配置したときの動
作特性を模式的に示したものである。縦軸は透過光強度
を、横軸はＸおよびＹ列透明電極間への印加電圧を示す
。また、図の下方に示した矢印（■〜■）は電圧印加に
ともなう透明磁性膜ｌの磁化の向きの変化を示す。すな
わち、印加電圧と共に磁化方向は、たとえば、右回転し
それに対応して透過光強度は暗−グレイ−明→グレイー
暗と変化する。したがって、これを拡大投影すれば階調
表示が可能な投影型表示装置が得られるのである。なお
、本図では磁化は９０°回転の場合について図示しであ
る。

第４図は本発明の他の実施例を示す図である。

前記実施例では、一方のストライブ状電極、たとえば、
Ｙ列電極３は透明基板２を挟んで形成されたが、本発明
実施例では透明電歪性誘電体膜５の上下両面に直接７列
電極３とＸ列電極４が形成されているので、その分だけ
駆動電圧を低下させることができる。

以上述べた実施例はあくまでも例を示したもので、本発
明の趣旨に添うものである限り、使用する素材や構成な
ど適宜好ましいもの、あるいはその組み合わせを用いる
ことができることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

以上説明したように、本発明によれば、透明磁性膜ｌに
応力を与えるように近接して配置された透明電歪性誘電
体膜５の１画素に相当する部分に電圧を印加し、その部
分の透明電歪性誘電体膜に歪みを生じさせる。その歪み
によって、近接した透明磁性膜ｌの局部、すなわち、画
素に相当する部分に応力を与え、その部分の透明磁性膜
の磁化反転あるいは磁化回転を起させることができる。

しかも、前記透明電歪性誘電体膜５には電圧を印加する
だけて゛よいので、消費電力は極めて軽微であり、また
、磁化回転の程度を電気歪みの程度。

すなわち、印加電圧の大きさで制御することにより、グ
レイ表示も可能となるり、高精細、大画面の投影型表示
装置の低消費電力化および性能の向上に寄与するところ
が極めて大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す図、 第２図は本発明の実施例素子を用いた表示装置の構成例
を示す図、 第３図は本発明実施例の基本動作を説明する図、第４図
は本発明の他の実施例を示す図、第５図は従来の磁気光
学素子を用いた表示装置の例を示す図、 第６図は従来の磁気光学素子の例を示す図である。 図において、 ｌは透明磁性膜、 ２は透明基板、 ３はＹ列透明電極、 ４はＸ列透明電極、 ５は透明・電歪性誘電体膜、 ＩＯは磁気光学素子、 １１１２は偏光板、 １３はバイアス磁界印加手段、 １４はコリメートレンス、 １５は拡大投影レンス系、 １６は光源、 １７はスクリーン、 ３０はＹ駆動制御回路、 ４０はＸ駆動制御回路である。 、ＪＯＸル勧靭４ｐ立路 （ロ）Ｘ Ｘ′茜面図 ト・夕 ９月 力・ｙ別置イ列？示￥図 ３　１　　図 参を朗の・実力色分゛１素子と用パ４−表示装置シ・す
界、先例を示す図第 図 木７発１５月Ｔ万モ／妙りｎ屋ルト動作ΣＬ先９月才ろ
図第 図 本発明 Ｉフイ七乙ａつ実８セ１イク・１苓ヒデｒゴ図第 図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）一軸磁気異方性を有する透明磁性膜（１）と、前
   記透明磁性膜（１）に応力を与えるように近接して配置
   された透明電歪性誘電体膜（５）と、前記透明電歪性誘
   電体膜（５）を間に挟んで、マトリクス交点を形成する
   ように配設されたＸ列透明電極（４）およびＹ列透明電
   極（３）とを少なくとも備えた磁気光学素子。
2. （２）請求項（１）記載の磁気光学素子（１０）と、前
   記磁気光学素子（１０）のＸ列透明電極（４）およびＹ
   列透明電極（３）に電圧を印加するためのＸ駆動制御回
   路（４０）およびＹ駆動制御回路（３０）と、前記磁気
   光学素子（１０）の透明磁性膜（１）面に垂直磁界を与
   えるためのバイアス磁界印加手段（１３）前記磁気光学
   素子（１０）の両側に直交配置された２つの偏光板（１
   １、１２）と、 前記一方の偏光板（１１）の前方に配置された光源（１
   ６）と、 前記光源からの光を前記磁気光学素子（１０）に平行光
   として入射させるコリメートレンズ（１４）と、前記他
   方の偏光板（１２）の後方に配置され、前記磁気光学素
   子（１０）を透過した平行光を拡大する拡大投影レンズ
   系（１５）と、 前記拡大投影レンズ系（１５）の後方に配置されたスク
   リーン（１７）とを少なくとも備えることを特徴とした
   表示装置。