DE1815243A1 - Verfahren zur Loeschung einer Festkoerperspeichervorrichtung - Google Patents

Description

PateNTANνΧϊ,τι Dipt*-Ing, F. Wbickmann, 1 81 5243

DiPL-ING, H.Wbjckmann, Dipl.-Phys. Dr, K. Fincke Dj?i«-Ing. F. Α,Ψβιοκμανν, Dipl.-Chem, B. Huber

. SBPO

? MÖNCHEN 27, DEN

XEROX ΟΌΒΡΟΒΑΦΙΟΝ, mdhlstrasse 22, rufnummer 483921/22

Rochester* Η«¥.146Ο3/ΙΓ3Α

Verfahren nmr Eösohung einer iestkörperspeiohervor-

riohtung

Die Brfindixof betrifft die Löschung von Fes tkörper ap ei ohervorriohiTungen»

Eine Pestkörperepeioher^orriohtung ist belepielewelet in der fransäaisehen Patentschrift 1. 543 309 beschrieben. Serartige Vorrichtungen enthalten elektroluminesaentt !leuchtstoff e, deren lieuohtioilder bisher durch die Einwirkung eines steuernden Peldts auf die ihnen zugeordnete PeIdeffekt°Halb~ ieiterschioht a.B'. aus Zinkoxid gelöscht werden mußten. Zur löschung worden auch bereits andere theoretisch mögliche λ Verfahren vorgeechlagen, a.B. ein punktweiBee Aufbringen von Ladungen» jedooh hat keine dieser Möglichkeiten, auSer der Verwendung einer Korona-Abtastelektrode die für den praktischen Betrieb geeigneten Eigenschaften* Be war bisher erforderlieh* den Wideretand der steuernden Seldeffekt-Halbleitersohioht su ernöhefö, Hiersu muß im Falle einer Zinkoxidschi ent eine negative ladung aufgebracht werdem Pie Erzeugung einer gleiohmäJigen negativen %dung auf einer großen fläche ist ziemlich schwierig, da längs einem negativ geladenen Koronadraht periodisch Knotenpunkte hoher feldstärke auftreten., ferner sind allgemein Hoohepannungen in der örößenrordnung von 600 Volt »ur Koronaladung erforderlich· Über-

BAD ORiQfNAL "^

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θohlage und Probleme der geeigneten Beschaffenheit des Koronadraht es stellen für den zuverlässigen Betrieb eines derartigen Speioherfeldes ein dauerndes Problem dar. Dies ist insbesondere deswegen von Wichtigkeit, weil die Zuverlässigkeit bei der Entwioklung von festkörperspeiohervorriohtungen immer von besonderem Interesse war.

Die Aufgabe der Erfindung besteht darin, Möglichkeiten zur Lüsohung von Festkörperspeiohervorrichtungen zu finden, duroh die die vorstehend aufgezeigten Nachteile und Probleme vermieden werden und die keine Erzeugung von Korona-Entladungen erfordern·

Zur lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Löschung einer PestkörperBpeiohervorriöhtung mit einer duroh eine feldeffekt-Halbleitersohioht steuerbaren elektrolumineszenten Leuchtstoffschicht erfindungsgemäß derart ausgebildet» d&d die 7eld«ffekt-Halhleitersohioht mit einem transparenten dielektrischen Film überzogen wird» der mit einem Lei·* ter zum Anlegen einer Löschspannung berührt wird·

Bin anderer Lösungeweg besteht für ein Löschverfahren erfindungsgemäJB darin» daß zur Lösohung feucht β. Luft über die Oberfläche der Feldeffekt-Halbleitersohioht geführt wird·

Bei beiden erfindungsgemäSen Verfahrensarten ist in vorteilhafter Weise keine Korona-Entladungevorrichtung erforderlich, womit die duroh sie erzeugten Probleme insbesondere hinsichtlich des Betriebes einer Speichervorrichtung entfallen· Die zweite Ausführungsform bietet zusätzlich in besonders einfacher Welse die Möglichkeit der Wiederaufhellung durch Belichtung, wie noch beschrieben wird·

Zur SurohfUhrung der erstgenannten Verfahrensart ist eine !feetkörperspeiühervorrichtung» bestehend aus einer steuernden Peldeffekt-Halbleiterschioht auf einer Anordnung aus

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elektrolumineseentem Leuchtstoff und Elektroden, die einen duroh die Peldeffekt-Halbleitersohioht steuerbaren ßtromfluß zur Anregung des Leuchtstoffes erzeugen, vorgesehen» die erfindungsgemäö derart ausgebildet ist, daß auf der Feldeffekt-Halbleiteraohioht ein transparenter dielektrischer Film vorgesehen ist, der mit einem Leiter zum Anlegen einer Lb'sohspannung in Berührung steht.

Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden an Hand der Figuren beschrieben· Es zeigern

eine perspektivische Sarstellung des erfindungsgernäßen Verfahrens in Anwendung auf ein typisches Festkörperspeioherfeld,

einen Querschnitt eines Festkörperspeicherfeldes, das ohne Korona-Einwirkung löschbar ist und den Querschnitt einer Festkörperspeichertrommel, die ohne Korona-Einwirkung löschbar ist.

In Fig. 1 ist ein Festkörperspeioherfeld dargestellt, auf das das erfindungsgemäße Verfahren anwendbar ist. Eine ausführliche Beschreibung dieser Vorrichtung findet sich in der bereits genannten Patentschrift. Die folgende kurze Erläuterung dient dem besseren Verständnis der Erfindung bei deren Anwendung auf ein Festkörperspeicherfeld. Die in Fig. 1 gezeigte Vorriöhtung beeteht aus einer Anzahl elektrisch leitfähiger Drähte 12,, die jeweils mit einer Schicht 14 eines isolierenden Lackes überzogen sind« Die Drähte sind auf der Unterlage 10 mittels Klieibstoff 16 befestigt* Jeder Draht ist abgesohliffeiis, so xlaü der 4ei*fähige Stoff frei liegt, wobei durch Ätzung auf Jäeir ^freien Oberfläche X2 eine Vertiefung gegenühsr dem:^t«olieriÄO3r 14 «ebild«t 1st,, der durch die Ätzung nicht angegriffen ist. Jede Vertiefung ist mit einem elektrolunineszenten Leuchtstoff 18 ausgefüllt. Dieser sowie der IööMiörsrfcsff J.41 isiad imiii^iaer Schicht «ines Feld«ff«kt« Halbleiters 20, der eine Steuerwirkung duroh Ladungen ausüben kann und beispielsweise aus Zinkoxid besteht, überzo-

Beim Betrieb wird an einander abwechselnd angeordnete Drähte 12 jeweils ein Pol einer Weohselspannungsquelle angeschlossen« Der dadurch erzeugte Stromfluß -verläuft von einem jeweiligen Draht 12 durch den ihm zugeordneten elektroluminessenten Leuohtitoff 18 in die Feldeffekt-Halbleitersohient 20, duroh den elektroluainessenten Leuchtetoff 18 des jeweils anderen Drahtes 12 und in diesen Draht hinein· Bai den · Speittherrorriohtungen der in der genanntem Patentschrift beschriebenen und in der Torliegenden fig, 1 geieigten Art kann kein Stroätfluß iwisohen benachbarten Elektrodendrähten 12 auftreten» der nicht auoh duroh dl« ?eldeffakt-8teu»rschioht W- <U«it₉ da awisohen den jeweiligen elektroluainessenten Leuofc.ts tof£#m 18 die isolierende Sperrsehioht 14 Torgesehea ist* Bei Torrichtuag«i ohne eine derartige eohicht ist di* Betrlebfweise jedooh Ähnliche da die elektrischen Feldlinisa g^ßSt*r 8tärlce entspreöhead verlautesu In federn -Falle ^eißaa ^.:i- lisuohtwirkung der Speiühervorriohtuag gans ' : οd»r teilweise durch da» Atifbriß«ea von Ladungen auf die ';

ZQ gelösaht wenSe», 4* sie ein

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20 rerrj^gert mti italt den fllUwitiaft erhöht, wodiiröh dar Striie öarok den leuöhtatoff 18 ««»ohwaaht «IM* Auf

f«i(t# «ifA Ü9 Lichtßbgabt I«o LeuahtiitEffit» iuroh ti« «of um lfiitttrsehioiit 20 imiiMMmm Imfamg ®eetmi«rt, 3)iui Jmtom&®m^,^[':m; ieaan auf die Steuftrnohioht 13 äisrah beteitrtl.1ML«kt»iem

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angewendet werden.

Wie bereite beschrieben, ist die am meisten angewendete und in praktischer Hinsicht vielleicht auoh wichtigst· Betriebsart derartiger Speichervorrichtung«!! tür löschung der Lumineasen· die relative Bewegung swisehen eines Koron*- draht und de» Speioherf eld« Serartige Hadnahaeab werden bei praktisch allen bekannten ladungsgesteuerteii iestktirperapeiohervorrichtung en durchgeführt, wosu auoh das in flg. geseigte AusführungentiepIeI gehört. Bs wurd· ferner bereits bemerkt^ da§ der Erfindung d*a Problem sugrunde liegt, betriebsfähige Möglichkeiten der löschung einer Iestkttrperspeiohervoraiol&tuiig su finden, bei denen dl· Jacht eil β der ^

Koronalösohung T©nsi«dea wenden. Ein erfindungsgeaäSes Verfahren zur löschung ist in Hg. 1

dargestellt* Duron Weohselstromanregung über die Praht elektrodexi IS wird eine Mohtabgabe auf der gesagten Spei- ohervorriolitung erzeugt* fiiohtet aan eine feuohie Luftetrü mung mittels %in*r geeigneten Sruokrorrioatung 22 über die

Oberfläche der Steuersohloht 20» so wird anfänglich eine

allgemeine Aufhellung er*eugt_f auf die sohnell ein· Ali« dunkelung i^eaigen Pläofeen folgt» auf die der lüftetet» gerichtet wu?&·· Dies· flächen bleiben fU? längere Jeit dunkel. Di» Bisgvirknng einer feuolitea lAiftetrÖKung, die »it

einer läagliohea Druokdüse 22 erieogt tu&d auf 41e gesamte "

SteutreohlaJat 20 geriohtet wird, »teilt also eineι Müglioh-

keit sur £ö»«bung 4er feetkörperipeioherrorriehtuaig

Zweok· de» K«pegoac ^°» IteuohtKustexn iar» Wird ein· Uim* StvlkHW« feuchter Hait mit tear Μ»· 22 auf

das 8*eiefeerfeli gerichtet _f so kitoaen iehariftseiene» u·*· erzeugt wenden, dl· als eoowaxst· Uli auf teile» untergrund

Es hat sieh 3mm** geseift» «al eine Beseitig»** i«v iunklen Flächen Cei«f 14edex*uJ3ieUwn«} dujreh Hswlvkw« eimes lieht

Strahles erreicht werden kann. Der aufgehellte Orlginaliu-•tand wird also nach dem Torstehend beschriebenen Lusohvor-•gang wieder hergestellt, indem ein· iuB«r· Strahlungsquelle auf dl· Steuersohioht 20 gerichtet wird« Hn derartiges Verfahren eignet eioh fur die Verwendung derartiger festkörper-•peloherfeider al» elektronisohe Safein o.a., wo »ei das ge-•ante Speicher*eld duroh eine feuchte Luftstrtiuung abgedunkelt und dann alt einem Lichtschreiber beaohriftet wird. Mit derartigen Siohtfeidern könne* auoh ■«&. Sohriftkopien hergestellt werden«

Zn fig· 2 ist eine weitere Aueführungeform der La*οhung eines Speioherfeldes ohne Korona-Sinwirkung dargestellt· Di· SpeiohvrTorriohtung atlbet enteprioht in ihrer Ausführung der in fig· 1 geaeigten form. Die durchsichtige oder undurchsichtig· Unterlage 24 ist mit einer Xlebstoffschloht 26 versehen» die sur Befestigung der Drahtelektroden dient· Duroh Kapillarwirkung kann zuaät«Hoher Epoxyklebetoff 28 swisohen den Drähten 30 Torgesehen sei», um eine gute Verbindung »wischen den Drähten und der Kleostoffsohicht 26 sowie der Unterlage 24 ftu gewährleisten. Jeder Draht 30 ist mit einem Isolierlack (in flg. 2 nicht dargestellt), dessen Wirkungsw·!·· lere!te iMsohriSDan wurde, überzogen. Auf jedem Draht 30 Befindet sich iwiaohen den Isoliersohichttellen ein· BeMoht 32 eimae elektrolumlnsssenten Leuchtstoffes wie β·3· Zlnkeulfld oder eine· anderen geeigneten Leuchtstoff·· Dsw· entepreohendcr Stoffmischungen· Über dem eleJctrolHKineasenton Leuchtstoff und den Sperrschichten ist •in Öberiufi eine» leldeffekt-Halbleiter· 34 wie s.B. Zinkoxid oder eine Miaohung aus Zinkoxid und Zink vorgesehen.

Dl· Unterlage 34 kann aus Alumimium oder einem ähnlichen uadureheieAtlgen Stoff oder auoh aus einem durchsichtigen Material wie s.BY Gla» oder Dekannten Iünst«toff«n geeig-.mater festigkeit ml Starrheit bestehen.

Dl· Drillt· 30 sollen aus einem guten elektrischen Leiter ge-

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bildet sein, wie z.B. aus Kupfer, Silber/ Platin, Meβsing oder Stahllegierungen· Ein guter Isolierstoff, der gegenüber Ätzmitteln zur Bildung der Vertiefung für den elektrolumineszenten Leuchtstoff 32 unempfindlich ist, kann zusätzlich zu dem isolierenden Laok verwendet werden.

Außer Zinksulfid kann als elektroluminsszenter !leuchtstoff eine Mischung von Kupferchlorid und mit Magnesium aktiviertem Zinksulfid in einem Spüxybind«mittel verwendet werden. E©m®r siiiä ii® ise&aimtia ^tifctroXuolsieBee&tea 'Ltuoht stoff e

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Schicht 35 I)@finaoi5 r ähnliches, EiebstofSea,

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.βteilte ■■©äefe Sao£OüOD_p &ö (löO einer Spannung am Me 4ua?elisiohtig@_p- löltÄißö einen L^;i3clrvorgarug auf der gesamten Speicherfläohe bewirkt» Bieser hängt wcM v.esön-feliöli vca den elektrischen Sigensoh®ft€Si des dielektrischem. Stoffes 56 ab. Spannungen ewisehen 580 usä 4000 ToIt relohten zur Er Beugung dieser Löeofevorgänge aus.

Beispielsweise bewirkt bei ainer dielektriaohec. Sohioht 56 aus Zellophan ein« Spannimg von §80 ToIt die gesamte Aus-

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SAD owginal.

löschung der Speichervorrichtung. Wenn Tedlar, «in Polyvinylfluorid, als dielektrische Sohioht 36 verwendet wird, so ergibt eioh eine Auelöeohung bei Spannungen in der Größenordnung von 1200 Volt. Eine aus Aoetat beitehende dielektrische Sohioht 36 erfordert oa. 2000 Volt, während Saran- und Malarsohiohtem nooh höhere Spannungen benötigen.

Vorzüge*«!»· wird all dielektrieohe Sohioht 36 ein ledlarfilm verwendet. Die elektrischen Eigeneohaften von Polyvinylfluorid eindi Dielektricitätskonstante oa. 10, Volumenwideretand ewieohen 7 x 10¹⁴ 0hm om bei 25° 0 bis 1,5 x 10¹¹ 0hm oa bei 100°0_t dielektrieohe Festigkeit oa. 138 Kilovolt pro mm.

Ein Polyvinylfluoridfila, der mit Aoryl-tpoxyklebstoff auf einer Zinkoxid-feldeffelct-Halbieitereohioht befestigt ist, hat einen Brechungsindex ähnliche demjenigen de· Zinkoxide, so daß die Zinkcxideohicht fast transparent ist und die Verwendung von Mustern sur Kontrastverbeeeerung erlaubt, was sonst wegen der Liohtetreuungeeigenschaften des Zinkoxide nioht müglioh wire. Beispielsweise ermuglioht di* vorstehend beeohriebene Anordnung die färbung der elektrolumines-Bsntsn Sohioht, eo daß dme einfallende Licht absorbiert wird, während das I&uht Ass elektrolumineeienten Stoffes mit nur geringer Dämpfung abgegeben wird»

Xnderungem der Stick· der dielektrieohen Sohioht 56 bewirken •im« Änderung der Zeitkonetante und damit der für die Löiohung erforderlioÄÄa Seit. Di··· Jü»derung wirkt eioli auoh auf die sur Löeohua« «rforderliohe Spannung gemäß den bekannten Zu-•ammemMliigm fiwieohen E&pasttlt, fläche, Stärke, Spaesung und Eeitkoaetante des wirksamem atromkreieee aus.

Bie traneporeate leitfähige gehioht |β kann aus MBA-CHae •owl· ttomm iohiohten aus CAfferoxii, Kupfer j e«i€_f Eiaa-OJdLd₉ aold o.ä, bestehen. Kit etwa« kompUilart·*« mahrschiohtigen Starukturen al· Airoheiehtige leitfmklg· Sehioht 38 wurden ^«i««k eime Leistumgeverbeeeerung und eptieohe

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Vorteile erreicht, die die Gesamtleistung derartiger Sichtfelder verbessern. Im folgenden wird eine vorzugsweise Ausführungsform der transparenten leitfähigen Schicht 38 auf einer Polyvinylfluoridschicht 36 beschrieben, die mit einem Klebstoff wie z.B. Gummilösung auf der Zinkoxid-Feldeffekt-Halbleiterschioht 34 befestigt ist. Auf der Polyvinylfluorid« schicht 36 befindet sich eine Schicht aus Klebstoff wie z.B. Gummilösung, mit der eine dünne Goldschicht befestigt ist, die auf beiden Seiten mit einem Aluminium- oder Chromfilm überzogen ist, um sie zu schützen und ihr strukturelle Festigkeit zu verleihen. Diese Schichten sind mit einer Mylarschioht abgedeckt, die mit Magnesiumfluorid überzogen ist, welches eine Reflexion verhindert.

Gemäß einer anderen Ausführungsform kann die Polyvinylfluoridschicht 36 mit einem leitfähigen Harz überzogen sein, wozu beispielsweise das wasserlösliche kationisohe polymere Salz Polyvinylbenzyltrimethylammoniumchlorid, erhältlich, von der Dow Chemical Co. unter der Bezeichnung QX-2611.7f verwendet werden kann. Bin derartiges Harz kann durch Beifügung von 10 bis 50 $ A'thylenglykol weich gemacht werden.

Die vorstehend beschriebenen. Anordnungen sind in idealer Weise als flache Pestkörperspeichervorrichtungen geeignet. Da sie jedoch vorteilhaft auch in Form einer Trommel ausgeführt werden können, ist eine einfachere Ausführungeform einer Trommelanordnung in Pig. 3 dargestellt· Auf der Trommel 40 befindet sich ein.· Peldeffekt-Festkörperspeichervor·» richtung 42, deren Struktur der in Pig. I und 2 gezeigten entspricht und die in ähnlicher Weise arbeitet.. Auf der Speichervorrichtung 42 befindet sieh «ine dielektrisch· Schicht 44₅ die vorzugsweise aus Polyvinylfluorid besteht» obwohl auch andere dielektrische Stoffe verwendbar sind· line frei drehbare, eine elektrisch· Spannung führende leitfähig· Rolle 46 berührt die dielektrische Schicht 44. Eine Spannungsqueile 48 liefert di· zur Löschung der BiId-

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trommel bei Drehung erforderliche Spannung in der Größenordnung von 2000 Volt an die Hollenelektrode 46. Selbstverständ-■lioh können auch andere Elektrodenkonfigurationen an Stelle der Rolle 46 verwendet werden. Bei Drehung der Trommel 40 im Uhrzeigersinn mit einer geeigneten (nicht dargestellten) Antriebsvorrichtung kann eine Bildinformation an der Stelle auf die Bildspeiehertrommel 42 aufgebracht werden, wonach sie an der Stelle 52 betrachtet bzw. kopiert werden kann. Eine löschung der Information erfolgt, wenn die Speichertrommel 42 die leitfähige Rolle 46 berührt bzw. an ihr vorbeiläuft. Bei weiterer Drehung wird dann die gelöschte Trommeloberfläche zur Eingabe neuer Informationen an der Stelle 50 vorbeigeführt. Anstatt einer optischen Informationseingabe in die Pestkörperspeichervorrichtung ist auch eine elektrografische und eine drucktechnische Informationseingabe durch die dielektrische Schicht 44 hindurch möglich.

Beim Betrieb arbeiten also die in Pig. 2 und 3 gezeigten Ausführungsformen derart, daß zur Löschung eine Spannung durch eine dielektrische Schicht hindurch auf die Feldeffekt-Steuerschicht des Festkörperspeichers einwirkt·

Die Erfindung wurde an Hand vorzugsweiser Ausführungsformen beschrieben, dem Fachmann sind jedoch ohne Abweichung vom Grundgedanken der Erfindung zahlreiche Änderungen und andere Aueführungsformen möglich. Ferner können zur Anpassung an bestimmte Anforderungen oder Materialien Weiterbildungen des erfindungsgemäßeu Prinzips geschaffen werden.

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Löschung einer Feetkörperapeichervorrichtung mit einer durch eine Feldeffekt-Halbleiterschicht steuerbaren elektrolumlneszenten Leuchtstoffschicht, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekt-Halbleltereohloht (34) mit einem transparenten dielektrischen Film (36) überzogen wird» der mit einem Leiter (38) zum Anlegen einer Löechapannung berührt wird·

   2. Verfahren sur Löschung einer Feetkörperspelohervorrichtung mit einer durch ein· Feldeffekt-Halbleitereohioht Steuer» baren elektrolumlneszenten Leuohtstoffßohioht, dadurch ge« Λ kennzeichnet, daß zur !böschung feuchte luft über die Oberfläche der Feldeffekt-Halbleltereohloht (20) geführt wird·

   3. FestkörperapeieherYorricktaüsg, bestehend sue eines¹ steuernden Feldeffekt-HsJLbleitereohioht auf einer Anordnung aus elektrolumineezentem Leuchtstoff w&ü Elektroden, M© einen durch die feldeffekt-Haltoleitersohiciit etame&b&s^i Strom fIuS zur Anregtsng des Lraohtstoffes «rgeiaef^s ingli@guitder@ zur öurohführuii^ des Verfahrens nach A&apruü!} 1, dadurch gekennzeichaetf daß auf der P«ldeff*ikt»Hftlbleit ei schicht

   (34) ein transparenter Sl®lel£i;ri8ok@r I¹IIa (36) vorgesehfirs ist, der mit elftem ^felter (58) sum Anlegen einer Löich-

   spannung in Berührung steht. '

   4. Festkärperepeioher^rrlohtung nach Asepruoh 3, dadurch g«« kennzeichnet, daß sie die Form einer ssylindri β ohen Trommel (40) hat und daß der Leiter eine frei drehbare, eine Spannung führende Rolle (46) ist·

   5· Festko'rperspeiohervorriohtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Leiter eine transparente Schicht (38) eines leitfähigen Stoffes ist, die den transparenten dielektrischen Film (36) bedeckt, und daß eine Vorrichtung zum Anlegen einer Spannung an die Schicht (38) vorgesehen iet.

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   6. FestkörperapeichervOrrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht (38) eines leitfähigen Stoffes aus einem leitfähigen Kunstharz besteht.

   7. Festkörperspeichervorrichtung nach Anspruch 5, dadurch geke^isei^hnetV daß^die Schicht (38) eines leitfähigen Stoffes aus einer dünnen Goldschicht besteht, die mit nicht reflektierenden Überzügen versehen ist.

   8. Festkörperspeichervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 bis 7» dadurch gekennzeichnet, daß der transparente dielektrische Film (36) aus Polyvinylfluorid besteht.

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