DE2203576A1 - Projektionssystem - Google Patents

Description

Projektionssystem

Die vorliegende Erfindung betrifft ein elektronisches Projektionssystem und sie betrifft einsbesondere ein elektronisches Bild-Projektionssystem, das einen Behälter mit einer leitfähigen Innenseite und einem deformierbaren Medium in dem Behälter hat, dessen spezifischer Widerstand abnimmt, wenn die Dicke des Mediums sich verringert und bei dem das Medium als ein die Strahlungswirkung verringerndes Agens (radiation mode depressor) substituiertes 9,10-Anthracen enthält.

In der US Patentschrift 2 9^3 1^7 der Anmelderin ist ein Projektionssystem der obigen Art beschrieben, bei dem ein deformierbares Medium mit einem hohen spezifischen YJiderstand verwendet wird, welcher von einem geschwindigkeitn-rrodulierten Elektronenstrahl abhängig ist. Al Ige nie» in gesagt, umfaPt dieses, in Pig. I dargestellte I'rojektiorioayütem eine evakuif rte illas umhüllung 10, welche eine Elektronenkanone 11 enthält, die einen Elektronenstrahl 13 erzeugt und die.Jon in ein rechteck - i"'riri.ge:.3 Piaster fiber der Oberfläche

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eines lichtdurchlässigen, deformierbaren Mediums 15^Äenkt, wobei sich das Medium innerhalb eines Bereiches 17 des transparenten Behälters befindet. Eine vergrößerte Darstellung dieses Bereiches der Baueinheit ist in der Figur 2 dargestellt. Der Strahl 13 wird vorzugsweise durch ein Fernsehsignal gesehwindigkeitsgesteuert, das man an die nicht dargestellte Ab lenk ungs vorrichtung in der Elektronenkanone 11 legt. Das deformierbare Medium 15 hat einen Zentralbereich 19 verringerter Dicke, der mit dem Rasterbereich zusammenfällt, der durch die Elektronen vom Strahl 13 erzeugt wird, die von einer leitenden Schicht 21 auf der inneren Oberfläche des Behälterbereiches 17 angezogen werden. Die gleichen Elektronen verursachen Deformationen in der Oberfläche des deformierbaren Mediums 15 und die Amplituden dieser Deformationen sind eine Funktion der Zahl von Elektronen, die durch den Strahl 13 zu den verschiedenen Punkten der Oberfläche des Mediums 15 geleitet werden Auf diese Weise sind die Amplituden dieser Deformationen eine Funktion des gesteuerten Elektronenstrahls 13.

Die Deformationen auf der Oberfläche des Mediums 15 werden dazu benutzt, Licht von einer Quelle 2 3 eines optischen Systems zu beugen, welches eine Linse 2H umfaßt, die ein Bild der Lichtquelle 2 3 durch ein. Stäbe und Blenden umfassendes System 25 (bar and slit system) auf die Oberfläche des Mediums 15 projiziert. Eine andere Linse 29 bildet die Blenden des Systems 25 auf den Stäben eines anderen, Stäbe und Blenden umfassenden Systems 31 ab, wenn auf der Oberfläche des deformierbaren Mediums 15 keine Deformationen vorhanden sind. Jede auf einer solchen Oberfläche vorhandene Deformation beugt jedoch das durchgehende Licht, so daß es durch die Blenden des Systems 31 tritt und zwar mit einer Intensität, die den Amplituden der Deformationen entspricht und demgemäß den Amplituden des angelegten Steuerungss ignals, wie eines Fernaehsignals. Das durch das System 31 hindurchgehende Licht wird durch eine Projektions linse 33 mittels eines Hn Le ge Is 37 auf einem Schirm 35 abgebildet.

Wenn I ei 15 in dem dargestellteil System ein konventionelles deform i erbares Medium verwendet wird, d?mn verursacht die durch-

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schnittliche Ladungsdichte eine Kraft auf Medium 15, welche die von dem über den Rasterbereich hinausgehenden Medium herrührende Oberflächenspannung überwindet und die Dicke des Bereiches 19 des Mediums 15 bis auf O verringert. Unter solchen Bedingungen können keine Deformationen mehr hervorgerufen werden und das System wird arbeitsunfähig, bis das Medium in die Ausgangsstellung zurückgebracht ist.Das obige Patent lehrt, daß bei einem Medium, das die Eigenschaft hat, mit verringerter Dicke einen verringerten spezifischen Widerstand aufzuweisen, der Bereich 19 unter dem Druck der Ladungen nicht bis zur Dicke O abnimmt, sondern eine solche Dicke aufrechterhält, die eine Funktion der Größe der Ladungsdichte auf der Oberfläche des Mediums 15 ist. Mit der Abnahme des spezifischen Widerstandes nimmt auchjdie Zeitkonstante für das Fließen des Leckstroms von der Oberfläche des deformierbaren Mediums 15 zu der daneben vorhandenen leitenden Schicht ab. Dies führt zu einer Zunahme des Leckstromes, welcher die Ladungsdichte auf der Oberfläche des Mediums 15 verringert und den Druck etwas abfallen läßt. Gegebenenfalls wird ein Gleichgewichtszustand erreicht, in welchem der von den Ladungen auf der Oberfläche des Mediums verursachte Druck gleich dem Druck ist, der von der Oberflächenspannung auf dem überschüssigen Medium herrührt, welches das Raster umgibt und so die Dicke aufrechterhält. Die Ladungs dichte auf der Oberfläche des Mediums verringert sich aufgrund solcher Leckströme niemals bis auf 0, da sie durch Elektronen voir Strahl 13 kontinuierlich wieder herbeigeführt wird.

Die deformierbaren Zusammensetzungen, die in dem US Patent 2 9^3 IM7 als für das Medium geeignet beschrieben sind, müssen transparent sein, ohne bemerkenswerte Zersetzung deir Elektronenbeschuß ausgesetzt werden können, eine Viskosität bei der Arbeitstemperatur (zwischen etwa 25 und I50 ⁰C) von ungefähr 100 bis 50 000 cSt haben und die deformierbare Zusammensetzung darf die leitende Schicht nich't zersetzen. Das Medium muß auch einen spezifischen Volumenwiderstand haben, der im Bereich von ungefähr 10 bis 10 0hm cm liegt, wobei der d-urchschnittliche spezifische Widerstand bei der stabilen Dicke etwa 10 0hm cm beträgt.

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Zu den im obigen Patent beschriebenen deformierbaren Medien oder Flüssigkeiten gehören Bienenwachs, Methyl-Silikon-Flüssigkeiten, Methyl-Silikon-Flüssigkeiten, die bis zu 5 % Phenylsilikone enthalten, Methylphenylsilikone, die durchschnittlich 2 Methyl- und Phenylgruppen pro Siliciumatom enthalten, in denen das Molverhältnis der Methyl-Gruppen zu den Siliciumatomen größer ist als 0 und kleiner als 2, usw. Es ist jedoch festgestellt worden, daß diese deformierbaren Flüssigkeiten nicht so stabil unter dem Einfluß eines Elektronenstrahls sind, wie man dies wünschen würde und das deformierbare Medium oder die deformierbaren Flüssigkeiten zeigen einen Viskositätsanstieg und bei fortgesetzter Verwendung in dem oben beschriebenen Projektions.-System steigt die Viskosität bis zu einem Punkt, an dem sich Gelpartikel bilden und schließlich geliert das deformierbare Medium. Es ist klar, daß die Apparatur mit einem gelierten Medium nicht länger verwendet werden kann, da hierbei nicht die angemessene Dickenverringerung auftritt.

Die Mängel der obigen Medien werden durch die Schaffung typischer, sehr spezifischer Friedel-Crafts-Reaktionsprodukte aus Benzylchlorid und aromatischen Verbindungen, wie Biphenyl, Naphthalin, Toluol und Benzol, einschließlich deren substituierte Abkömmlinge, gemindert. Solche Projektionssysteme sind z.B. in der US Patentschrift 3 317 664 beschrieben, die Medien betrifft, die das Reaktionsprodukt aus Benzylchlorid und Naphthalin sind, sowie in der US-Patentschrift 3 317 665, betreffend das Friedel-Crafts-Reaktionsprodukt aus Benzylchlorid und Biphenyl und schließlich in der US-Patentschrift 3 288 927, die Reaktionsprodukte aus Benzylchlorid und Benzol, Toluol usw. betrifft.

Obwohl die unmittelbar vorhergenannten Patente Materialien mit einer auereichend langlebigen geeigneten Viskosität geschaffen haben, wurde doch festgestellt, daß unter dem kontinuierlichen Elektronenbeschuß während des Betriebes und insbesondere bei Stromdichten von etwa 5 Mikroampere pro Quadratzoll und mehr im Raster Schwankungen (pertubations) oder Störungen erscheinen, die das Bild beeinträchtigen oder zerstören. Solche Störungen, die Übli-

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cherweise als Strahlungserscheinungen (radiation modes) bekannt sind und von denen man annimmt, daß sie von lokalisierten Ladungskon ζ ent rations -Phänomenen und/oder Strahlungsschaden auf der Oberfläche des schreibenden Mediums oder der schreibenden Flüssigkeit herrühren.

Den obigen Ausführungen kann entnommen v/erden, daß nicht nur Materialien zur Verwendung als Medium 15 benötigt werden, die durch eine langlebige und geeignete Viskosität unter der Strahlungswirkung von Elektronen aus dem Strahl 13 ausgezeichnet sind, sondern die Materialien müssen gleichzeitig beständig gegen lokale Strahlungs schaden und Schwankungen der Mediumoberfläche sein, welche die Klarheit des Bildes beeinträchtigen oder zerstören. Es ist daher eine Hauptaufgabe der vorliegenden Erfindung, Mediummaterialien zu schaffen, welche die gewünschte lange Lebensdauer unter dem Einfluß der Bestrahlung aufweisen und die beständig gegen Strahlungs einwirkungen an der Oberfläche sind.

Es ist überraschenderweise festgestellt worden, daß die Strahlungsbeschädigung der Oberfläche des schreibenden Medium-s wirksam durch die Zugabe von substituierten 9,10-Anthracen-Derivaten der folgenden Formel

zu dem Fedium vermindert werden kann, wobei in der obigen Formel sowohl R als auch R' ausgewählt sind aus der Gruppe Phenyl, Benzyl, . Xenyl (das ist der Rest des Diphenyls), Naphthyl u-.ä. Resten. Obwohl es nicht die Absicht ist, an irgendeine Theorie hinsichtlich der Wirkungsweise der vorgeschlagenen Additive gebunden zu sein, wird angenommen, daß sie als Sammelbehälter für einen großen Anteil der elektronischen Energie wirken, die auf die Oberfläche des Lichtventil oder Mediums auftrifft, wobei der Hauptanteil der Strahlenenergie von den verhältnismäßig schwachen intramolekularen

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Bindungen des polymeren Mediums oder der schreibenden Flüssigkeit zu dem stabileren Anthracenkern abgeleitet wird und die abgeleitete Energie in weniger schädliche Formen zerstreut wird, wie Hitze und Licht, im Gegensatz zur Zerstörung von chemischen Bindungen oder der Einrichtung geladener Konvektionsaellen (convection cells). Es ist festgestellt worden, daß die vorliegende Erfindung allgemein auf Lichtventil-Materialien oder schreibende Flüssigkeiten anwendbar ist und insbesondere auf solche mit einer Viskosität bei der Arbeitstemperatur von etwa 25 - 150 ⁰C von etwa IGO - 50 000 cSt und einem spezifischen Volumenwiderstand von etwa 10 - 10 0hm cm. Die vorliegende Erfindung ist daher insbesondere anwendbar auf solche Lichtventil-Flüssigkeiten, die in den obigen Patenten erwähnt sind und auf die hiermit Bezug genommen wird.

Die Menge des erforderlichen, obengenannten Anthracenmaterials ist relativ gering und hängt von dem Grad der gewünschten Unterdrükkung der Strahlungswirkung (radiation mode suppression) ab. Allgemein gesagt, sind unter Berücksichtigung dieses Faktors, sowie der zu verwendenden schreibenden Stromdichte, der kritischen Tiefe, Beweglichkeit, usw. Mengen von etwa 0,1 - 3,0 Gew.-% des Anthracen-Additivs als geeignet festgestellt worden.

Nachfolgend wird die Erfindung anhand eines Beispiels näher erläutert.

Beispiel:

Zu einem Polybenzyl-Toluol-Material gemäß der obigen US-Patentschrift 3 2 88 92 7 wurden 2 Gew.-58 9,10-Diphenylanthracen hinzugegeben und die so hergestellte schreibende Flüssigkeit wurde in die dargestellte Apparatur eingefüllt und mit einer Stromdichte von 5 Mikroampere pro Quadratzoll (square inch) betrieben. Es wurde festgestellt, daß auch noch nach 163 Mikroampere-Minuten pro Quadratzoll des Arbeitsbereiches das Bild klar und frei von Störungen war. Andererseits wurden unter Verwendung von schreibenden Flüssigkeiten des Polybenzyl-Toluol-Typs nach der US-Patentschrift 3 288 927, die man ohne Verwendung des Anthracen-Additivs benutzte, bereits nach weniger als 10 Mikroampere-Minuten pro

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Quadratzoll des Arbeitsbereiches auf dem Raster oder der Flüssigkeitsoberfläche die Bildklarheit störende Strahlungswirkungen festgestellt. Zusätzlich zur erhaltenen Modifizierung des Ladungsleitungs-Verfahrens wurde festgestellt, daß das 9,10-Diphenylanthracen-Additiv auch die Schwankungen in der Oberfläche der Flüssigkeit verringert und die Gesamtbildqualität verbessert.

Das speziell verwendete Diphenylanthracen hatte einen Dampfdruck von 2,3 x 10"⁹ Torr bei 25 °C und von 1 χ 10~⁸Torr bei 35 ⁰C

Wie gezeigt, wird durch die vorliegende Erfindung ein verbessertes, elektronisches Projektionssystem geschaffen. Aufgrund der beschriebenen Additive kann das deformierbare schreibende Medium zu einem verbesserten Betrieb des Projektionssystems und einer verbesserten Bildqualität führen und kann gleichzeitig über lange Zeiten bei relativ hohen Stromdichten mit nur geringem oder keinem Verlust an Bildklarheit, verursacht durch Strahlungsschaden auf der Oberfläche des schreibenden Mediums₄ betrieben werden.

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Claims (8)

1. Patentansprüche

   1/ Projektionssystem mit einem Behälter, der eine leitende Innen- ^* seite hat, sowie ein deformierbares Medium enthält mit einer Elektronenstrahl-Vorrichtung zur Erzeugung einer elektrischen Ladung auf der Oberfläche des deformierbaren Mediums in Abhängigkeit von einem angelegten elektrischen Signal unter Zusammenarbeit mit der leitenden Innenseite, wodurch das Medium einer deformierenden Kraft ausgesetzt wird, welche Deformationen in der Oberfläche des Mediums verursacht und einem Licht- und optischen System, um Licht in Abhängigkeit von den Deformationen in der Oberfläche-des Mediums zu projizieren, dadurch gekennzeichnet, daß das deformierbare Medium ein 9,10-Anthracenderivat als die Strahlungswirkung unterdrückendes Mittel enthält.
2. 2. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichn et, daß das Anthracenderivat die folgende allgemeine Formel aufweist:

   worin R und R* je ausgewählt sind aus Phenyl, Benzyl, Xenyl und Naphthyl.
3. 3. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet , daß das Anthracenderivat 9,10-Diphenylanthracen ist.
4. 4. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennze.i chne t , daß das Anthracenderivat 9,10-Dibenzylanthracen ist.

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5. 5. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekenn zeichnet _s daß das Anthracenderivat 9,10-Dixenylanthracen ist.
6. 6. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Anthracenderivat 9»10-Dinaphthylanthracen ist.
7. 7. Projektionssystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das Anthracenderivat ausgewählt ist aus der Gruppe 9,10-Diphenylanthracen, 9»10-Dibenzylanthracen, 9,10-Dixenylanthracen, 9,10-Dinaphthylanthracen und deren Mischungen.

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