DE2234455A1 - ELECTRO-OPTICAL IMAGE PLAYBACK AND STORAGE DEVICE - Google Patents
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Description
' Ρ.ΡΗ\Τ .6?42Ο.' Ρ.ΡΗ \ Τ .6 ? 42Ο.
' '■ '' ■ ZWAN/EVII.ZWAN / EVII.
10. juii 1972 , . 2234455July 10, 1972,. 2234455
Elektro-optische Bildwiedergabe- und Speichervorricbtting'i.Electro-optical image reproduction and storage devices.
Die Erfindung bezieht sich auf eine elektro-optische Bildwiedergabe- und Speichervorrichtung mit einer Platte, welche unter dem Einfluss eines elektrischen Feldes zwischen auf der Platte befindlichen Elektroden Doppelbrechung aufweist.The invention relates to an electro-optical image reproduction and storage device with a disk, which exhibits birefringence under the influence of an electric field between electrodes located on the plate.
Eine derartige Vorrichtung ist bekannt aus dem Artikel "Ferroelectric display's big bonus:· selective erase/write capability" in "Electronics" vom 1. Februar 1971, Seiten 3^-39. In diesem Artikel wird eine Vorrichtung beschrieben, die eine Platte aus Lanthan-dotierter Bleititanat-Bleizirkonat-Keramik enthält. Die Platte besteht aus einer transparenten ferroelektrischen Keramik, die eins hohe remanente Polarisation aufweist und elektro-optisch aktiv ist. Durch einen kurzen elektrischen Feldimpuls lässt sich - je nach Art der verwendetenSuch a device is known from the article "Ferroelectric display's big bonus: selective erase / write capability" in "Electronics" of February 1, 1971, pages 3 ^ -39. This article describes a device that uses a plate of lanthanum-doped lead titanate-lead zirconate ceramic contains. The plate consists of a transparent ferroelectric ceramic that has a high remanent polarization and is electro-optically active. With a short electrical field pulse, depending on the type of
309884/0894309884/0894
DPHN.6420.DPHN.6420.
Elektrodenkonfiguration lokal oder in der ganzen Platte -' ein bleibender Zustand optischer Anisotropie einstellen. Die' Richtung der wirksamen elektrischen Feldkomponente liegt in der Ebene der Keramikplatte und die Lichtausbreitung erfolgt senkrecht zur Plattenebene (transversaler elektrooptischer Effekt). Die als Doppelbrechungsänderung eingeschriebene Information kann im Prinzip gelöscht werden, indem die ferroelektrische. Keramikplatte bzw. einzelne ihrer Bildelemente über die Curietemperatur des Materials erhitzt werden; dabei stellt sich wieder eiii optisch isotroper Zustand ein, In dem erwähnten Artikel wird das "schreib-lösch"-Problem mittels einer Vorspannung gelöst, die sowohl elektrischer als auch mechanischer Art sein kann. Diese Vorspannung hatElectrode configuration locally or in the whole plate - 'set a permanent state of optical anisotropy. The direction of the effective electrical field component lies in the plane of the ceramic plate and the light propagates perpendicular to the plane of the plate (transverse electro-optical effect). The information written as a birefringence change can in principle be erased by the ferroelectric. Ceramic plate or individual of its picture elements are heated above the Curie temperature of the material; in the process, an optically isotropic state occurs again. In the article mentioned, the "write-erase" problem is solved by means of a bias voltage, which can be both electrical and mechanical. This bias has
eine einachsige Vorzugsorientierung dor polaren Achsen in der Plattene'oene und damit einen optisch anisotropen Ausgangszustand der Platte zur Folge. Information wird eingeschrieben, indem man ein geeignetes elektrisches Feld anlegt, welches die polaren Achsen lokaler Elemente (mehr oder minder vollständig) senkrecht zur PlatteneLene ausrichtet; dadurch wird in diesen Elementen ein Remanenzzustand geringerei· optischer Anisotropie (d.h. geringerer Doppelbrechung) eingestellt. Um die Information zu löschen, hat man einen besonderen. LcSschzyklus einzulegen, der die polaren Achsen der Elemente - entsprechend dem Ausgangszustand - wieder in die Plattenebene zurückschaltet.a uniaxial preferential orientation dor polar axes in the Plattene'oene and thus an optically anisotropic initial state the plate. Information is written by applying a suitable electric field, which aligns the polar axes of local elements (more or less completely) perpendicular to the plate line; thereby becomes a remanence state of lower optical anisotropy (i.e. lower birefringence) is set in these elements. Around to delete the information, one has a special one. LcSsch cycle to insert the polar axes of the elements - according to the initial state - back into the plane of the plate switches back.
Die Erfindung hat zum Zweck, eine einfachere Vorrichtung der eingangs erwähnten Art anzugeben. Sie ist dadurch gel- =: -:/-.~' The purpose of the invention is to provide a simpler device of the type mentioned at the beginning. It is therefore gel- =: -: / -. ~ '
,zeichnet, dass die Platte im wesentlichen aus einem Mats· „al, shows that the plate consists essentially of a Mats · “al
309884/0894 *At> on,mAL 309884/0894 * At> on, mAL
_. 3 — ■_. 3 - ■
besteht, welches die Eigenschaft der feldinduzierten Ferroelektrizität aufweist, - das sogenannte quasiferroelektrische Verhalten - und die Information durch Trennung der Elektroden vom Signalgeber hei noch währender Signalspannung remarient gespeichert wird und daß die gespeicherte Information - durch Kurzschließen von Elektroden löschbar ist. Bei quäsiferro1-elektrischenMaterialien induziert ein elektrisches Feld einen ferroelektrischen Zustand,elektrischer und optischer Anisotropie, der aber bei abgeschaltetem elektrischen Feld instabil ist und in den isotropen Ausgangszustand fällt. Die Zeitkonstante ·"-■ dieses Prozesses hangt von den elektrischen, Randbedingungen a/b und kann extern beeinflusst werden. Mit· quasif erroelektri-.1 ■ sehen Material!entlassen sich.ähnlich hohe elektro-optische - " ." Effekte wie mit fcrroelektrischen Materialien, erzielen. .:''." Zum Einschreiben von Information dienen elektrische Feldlmpulse,J die einzelne Flächenelemente der Keramikplatte Von einem optisch isotropen in einen optisch anisotropen Zustand schalten« Remanente Speicherung von Information v/ird bei der Torges eh lagen en' Vorrichtung einreicht, indem die zum Schalten eines .· Flächenelements der Keramikplatte- dienenden Elektroden, bei noch währendem Feldimpuls auf mechanischem oder elektronischem · Wege vom Impulsgenerator getrennt werden, Damit liegt"die volle Spannung zunächst· noch an der als steirk nicht lineare Kapazität zu denkenden Kercitnik-Elektrodoneinhelt» Im gleichen Masse, wie.diese Spannung nach der Zeitkonatante diesel· ■;exists, which has the property of field-induced ferroelectricity - the so-called quasiferroelectric behavior - and the information is remariently stored by separating the electrodes from the signal generator while the signal voltage is still ongoing and that the stored information - can be erased by short-circuiting electrodes. With quäsiferro 1 -electric materials, an electric field induces a ferroelectric state, electrical and optical anisotropy, which is unstable when the electrical field is switched off and falls into the isotropic initial state. The time constant · "- ■ of this process depends on the electrical, boundary conditions a / b and can be influenced externally. With · quasif erroelectri-. 1 ■ see material! Materials, achieve..: ''. " Electrical field pulses are used to write information, which switch the individual surface elements of the ceramic plate from an optically isotropic to an optically anisotropic state of the ceramic plate-serving electrodes, while the field impulse is still occurring, are mechanically or electronically Voltage according to the time constant diesel · ■;
SAUSOW
8 8 Λ /0 8948 8 Λ / 0 894
-'JT- DPIIN. 6420. -'JT- DPIIN. 6420.
■ A■ A
Kapazität abklingt, wird der feldinduzierte Polarisationszustand zu zerfallen versuchen. Dabei werden Ladungen frei,· die das elektrische Feld über der Kapazität weiter aufrechterhalten, Wegen der grossen Ladungsdichte, die mit den fe3dinduzierten Polarisätionszustand verbunden ist (in ihr spiegelt' sich das stark nichtlineare Verhalten der Dielektrizitätskonstanten wider), wird der Zerfallsvorgang des optisch anisotropen Zustandes der Keramik auf quasi-statische Zeiten von Minuten und länger verzögert, Viii man die eingeschriebene und gespeicherte Information löschen, so genügt es, die Elektroden dar Kerarnik-Elektrodeneinheit kurzzeitig kurzzuschliessen, Der feldinduzierte, ferroelektrisch und optisch anisotrope Zustand der Einheit zerfällt dann in den isotropen Ausgapgszustand, Ebenso gut lässt sich dt-rch einen neuen Feldimpuls die alte Information ohne vorherige Löschung überschreiben,Capacitance decays, becomes the field-induced polarization state try to fall apart. This releases charges that maintain the electric field across the capacitance, Because of the large charge density that occurs with the Fe3d-induced Polarization state is connected (reflected in it ' If the strongly non-linear behavior of the dielectric constant is reflected), the decay process becomes the optically anisotropic State of the ceramic to quasi-static times of Minutes and longer delayed, viii one the enrolled and delete stored information, it is sufficient to briefly short-circuit the electrodes of the ceramic electrode unit, The field-induced, ferroelectric and optically anisotropic The state of the unit then decays into the isotropic output state, A new field pulse can just as easily overwrite the old information without deleting it beforehand,
Quasiferroelektrische Materialien, die für eine Vorrichtung gemäss der Erfindung besonder geeignet sind, bestehen im wesentlichen aus Lanthan-haltigen Mischkristallen von Bleizirkonat und Bleititanat mit der Formel (•^^1 t v. ^-'a ) (Zr-Ti1 )0„, Dass spezielle Zusammensetzungen dieses Materials die Eigenschaft, der feldinduziertcn Ferroelektrizität aufweisen, ist bereits auf S. 306 des Artikels "Improved Hot-Pressed Electrooptic Ceramics in the (Pb, La) (Zr, Ti)Or* System" in "Journal of The American Ceramic Society", 5*1·» Juni 1971 ι Seite 303 ff» angegeben. Die speziolle Eignung dieser Materialien für· eine Vorrichtung geinäsr, der Erfindung v:ird hier jedoch nicht or with η f.Quasi-ferroelectric materials, which are particularly suitable for a device according to the invention, essentially consist of lanthanum-containing mixed crystals of lead zirconate and lead titanate with the formula (• ^^ 1 t v. ^ - ' a ) (Zr - Ti 1 ) 0 " That special compositions of this material have the property of field-induced ferroelectricity is already on page 306 of the article "Improved Hot-Pressed Electrooptic Ceramics in the (Pb, La) (Zr, Ti) Or * System" in "Journal of The American Ceramic Society ", 5 * 1 ·» June 1971 - page 303 ff »indicated. The special suitability of these materials for a device suitable for the invention is not discussed here or with η f.
30988A/0894 *AD ORIGINAL30988A / 0894 * AD ORIGINAL
- 5■ - DPHN.6420.- 5 ■ - DPHN.6420.
Bevorzugte Zusammensetzungen des Materials der Platte f ausgedrückt in χ und y der Bruttoforniel (Pb ς La )(Zr.rTi ν)θα liegen in einem rechtviinkligen x-y-Koordinatensystem (Ursprung: x=0; y = θ) innerhalb eines durch die Punkte A(x = 0,1; y = 0,2), -B(x = 0,1; y = 0,25), C(x = 0,S; y = 0,1) und D(x = 0,8; y = 0,05) beschriebenen Vierecks, oder enger begrenzt innerhalb eines durch die Punkte E(x = 0t6t γ — 0,095)j F(x = 0,6; y = 0,125), g(x = 0,7; y = O5^) und H(x = 0,7r y — 0,075) beschriebenen Yiereckf., Als sehr geeignet erwies sich die Zusammensetzung K (x = 0,65» y = 0|09)·Preferred compositions of the material of the plate f expressed in χ and y the gross form (Pb ς La) (Zr. R Ti ν ) θ α lie in a rectangular xy coordinate system (origin: x = 0; y = θ) within a through the Points A (x = 0.1; y = 0.2), -B (x = 0.1; y = 0.25), C (x = 0, S; y = 0.1) and D (x = 0.8; y = 0.05), or more narrowly bounded by the points E (x = 0 t 6t γ - 0.095) j F (x = 0.6; y = 0.125), g (x = 0.7; y = O 5 ^) and H (x = 0.7r y - 0.075) described Yiereckf., The composition K (x = 0.65 »y = 0 | 09) turned out to be very suitable.
Oie Erfindung wird anhand, der beiliegenden Zeichnung näher erläutert:The invention is illustrated with reference to the accompanying drawing explained in more detail:
Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen das unterschiedliche dielektrische bzw. ferrcelektrische sowie elektrooptisch^ Verhalten von Lanthan-haltigen Bleizirkonat-Bleititanat-Mischkristallen unterschiedlicher Zusammensetzung,·Figures 1, 2 and 3 illustrate the different dielectric or ferrcelectric as well as electro-optical behavior of lanthanum-containing lead zirconate-lead titanate mixed crystals different composition,
I^ig. k dient zur näheren Erläuterung der Zusammensetzung jener Materialien, die für eine Vorrichtung geniäss der Erfindung geeignet sind.I ^ ig. k serves to explain in more detail the composition of those materials which are suitable for a device according to the invention.
Fig. 5 zeigt eine Versuchsplatte, mit der die Lebensdauer des Materials K (Fig·. ^) gegenüber el ekfcrischer Iinpulsj°eldbela.stung geprüft wurde,Fig. 5 shows a test plate with which the life of the material K (Fig. ^) Against electrical Iinpulsj ° eldbela.stung was checked,
Fig. 6 stellt eine Versuchsanordnung für optische Messungen dar.Fig. 6 shows an experimental setup for optical measurements.
Fig. 7 zeigt eine mögliche Blektrodcnlconfiguration für eine \'rorrichtutig gemäss der Erfindung«,Fig. 7 shows a possible sheet metal configuration for a " r correctly according to the invention",
Fig. 8 y.c±-;t awej experimentelle Anordnungen arnr optisoJion Wiedergabe eloktriach in eine Keram.ikplatte einge-Fig. 8 yc ± -; t awej experimental arrangements arnr optisoJion reproduction eloctrically embedded in a ceramic plate.
3 0988^/0894 SAp ORIGINAL3 0988 ^ / 0894 SAp ORIGINAL
- / ~ DPHN-6^20. - / ~ DPHN-6 ^ 20.
lesener und gespeicherter Information. Die Keramikplatte stellt eine Vorrichtiing gemäss der Erfindung dar und ist rnit einem geeigneten Elektrodensystem (z.B. nach Art der Fig. 6> 7 oder 9) versehen,read and stored information. The ceramic plate represents a device according to the invention and is with a suitable electrode system (e.g. according to the type of Fig. 6> 7 or 9),
Fig. 9 ^eigt eine andere mögliche .Clektrodenkonfiguratior (Cross-bar-Systern) für eine Vorrichtung gemäss der Erfindung»Fig. 9 shows another possible electrode configuration (Cross-bar system) for a device according to the invention »
Die Fig. 1, 2 und 3 veranschaulichen das dielektrische bzw, ferroelektrische sowie elektrooptische Verhalten von drei Lanthan-haltigen Bleititanat-Bleizirkonat Keramiken unterschiedlicher Zusammensetzung, Fig. 1 zeigt das Verhalten, eines ferroeleictrischen Materials, Fig. 2 das Verhalten eines quasiferroelektrischen Materials (feldinduzierte Ferroelektrizität) und Fig. 3 das Verhalten eines paraelektrischen Material.·-. In den Fig. 1a, 2a und 3a ist die Polarisation P als Funktion der elektrischen Feldstärke E aufgetragen. Die elektrische Feldstärke E ist gemessen in lcV/citi und die Polarisation in Einheiten von Ladung pro Flächeneinheit nicht genau bekannter Grössenordmmg, da. für die Polarisation nur Relationsmessungen möglich waren. In den Fig. 1b, 2b und 3b ist die effektive Doppelbrechung Δη des transversalen elektrooptischen Effekts als Funktion der elektrischen Feldstärke E aufgetragen, ist ein Mass für die optische Anisotropie -des MaterialsFigures 1, 2 and 3 illustrate the dielectric respectively, ferroelectric as well as electro-optical behavior of three Lanthanum-containing lead titanate-lead zirconate ceramics of different Composition, Fig. 1 shows the behavior of one ferroelectric material, Fig. 2 shows the behavior of a quasiferroelectric Material (field-induced ferroelectricity) and Fig. 3 the behavior of a paraelectric material. · -. In Figs. 1a, 2a and 3a the polarization P is a function the electric field strength E. The electric Field strength E is measured in lcV / citi and the polarization in Units of charge per unit area of size not known exactly, there. only relational measurements for polarization were possible. In Figs. 1b, 2b and 3b is the effective birefringence Δη of the transverse electro-optical The effect plotted as a function of the electric field strength E is a measure of the optical anisotropy of the material
und ist definiert als Differenz der Brechungsindizes; n^ rinn 11,.. Dabei ist n.. der Brechungsindex für* Licht rait Polarisationsrichtung parallel zur Richtung des elektrischen Feldes uüd n„ der Brechungsindex 'für Licht :nit Polarirationsrichttuig senkrecht zur Richtung des elektrischen Feldes. Aus den Fig. 2a und 215 ist ersichtlich, dass bei Ucberschreitenand is defined as the difference in the indices of refraction; n ^ rinn 11, .. where n .. is the refractive index for * light rait the polarization direction parallel to the direction of the electric field and n "the refractive index " for light: nit polarization perpendicular to the direction of the electric field. From FIGS. 2a and 215 it can be seen that when exceeded
3G988W08943G988W0894
■- 7 - DPHJT, 6420.■ - 7 - DPHJT, 6420.
einer gewissen elektrischen Feldstärke die Polarisation und die effektive Doppelbrechung quasiferroelektrischer Materialien stark ansteigen, und dass dieser anisotrope Zustand bei_ abnehmen dem elektrischen Feld vor· Erreichen von E-O wieder zerfällt (feldinduzierte Ferroelektrizität).'-a certain electric field strength the polarization and the effective birefringence of quasiferroelectric materials increase sharply, and that this anisotropic state at_ decrease the electric field before · reaching E-O again decays (field-induced ferroelectricity) .'-
, - Figv h erläutert den Zusan'inensetzungsbereich quasi-"ferroelektrischer (P1j-, ι - La ) (ZrTi1 )O^-Mischkristalle. Durch die Angabe dieser Bruttofornel^ wird deutlich, dass sich die Lanthan-Tonen auf Pb-Plätzen des PbZrOo/P"bTiOg-G-itters einbauen. Da Lanthan dreiwertig- und Blei, zweiwertig ist, besetzt jedes La --Ion 1,5 Pb~+-Plätze. Die Punkte A, B, G xaxd D definieren in Bild h ein Viereck, innerhalb dem die Zusammensetzungen χ und y jener Materialien liegen, die bei Zimmertemperatur quasiferroelektrisch sind. Für eine Vorri htung geraäss der Erfindung besonders geeignete Materialien liegen innerhalb des durch die Punkte EFGH definierten Zusammensetzungsbereichs; die mit K bezeichnete Zusammensetzung erwies sich als besonders günstig.Figv h explains the composition range of quasi-ferroelectric (P 1j -, ι - La) (ZrTi 1 ) O ^ mixed crystals. By specifying this gross formula ^ it becomes clear that the lanthanum clays are in Pb-places of the PbZrOo / P "bTiO g grid. Since lanthanum is trivalent and lead is bivalent, each La --ion occupies 1.5 Pb ~ + places. The points A, B, G xaxd D define a square in picture h , within which the compositions χ and y of those materials that are quasi-ferroelectric at room temperature lie. Materials particularly suitable for a device according to the invention lie within the composition range defined by the points EFGH; the composition designated with K turned out to be particularly favorable.
Fig. 5 zeigt eine Versuchsplatte, mit der die Lebensdauer des in Fig. k mit Punkt K angegebenen Materials gegenüber elektrischer Impulsfeldbelastung geprüft wurde. Legt man nämlich wiederholt elektrische Feldimpulse an eine ferroelektr-ische Keramik, so führen die mit der Umpolarisation verbundenen mechanischen ' Spanmmgeja und Deformationen meist zu einer Degradation: die Proben zeigen Risse und ihre physikalischen Eigenschaften ändern sich recht drastisch. Mit einer (PbQ (O^La0 09)(Zr0 ^./Ti0 „r)oo-Keramik .wurde ds.he'r folgender Degradations-Test durchgeführt.. Die Versuchsplatte selbst istFig. 5 shows an experimental plate with which the life of the range shown in Fig. K with point K material was checked to electric field stress pulse. If electrical field pulses are repeatedly applied to a ferroelectric ceramic, the mechanical chip and deformations associated with the reversal of polarization usually lead to degradation: the samples show cracks and their physical properties change quite drastically. The following degradation test was carried out with a (Pb Q (O ^ La 0 09 ) (Zr 0 ^. / Ti 0 " r ) o o ceramic. The following degradation test was carried out. The test plate itself is
309884/0894309884/0894
- 8 - DPHN.6420,- 8 - DPHN.6420,
in Fig. 5 mit 1 ,bezeichnet; sie ist mit den Elektroden 2, 3, ^t 5 und - 6 yersehen. Die Elektroden 3» ^» 5 und 6 sind gemeinsam geerdet. Vorder- und Rückseite der 0,2 mm dicken Platte enthalten die gleiche Elektrodenkonfiguration; entsprechende Elektroden von Vorder- und Rückseite sind miteinander verbunden. Die Spalten 7» 8, 9 und 10 zwischen den Elektroden (Spaltbreite 0,5 mm) repräsentieren die Bildelemente. Die Impulsspannung liegt zwischen Elektrode 2-und den geerdeten Elektroden 3, h, 5 void 6. Die Impuls spannung betrug 4θΟ V, die Impuls-in Fig. 5 with 1, denoted; it is seen with electrodes 2, 3, 5 and -6. The electrodes 3 »^» 5 and 6 are grounded together. The front and back of the 0.2 mm thick plate contain the same electrode configuration; corresponding electrodes on the front and back are connected to one another. The gaps 7 »8, 9 and 10 between the electrodes (gap width 0.5 mm) represent the picture elements. The pulse voltage is between electrode 2 and the grounded electrodes 3, h , 5 void 6. The pulse voltage was 4θΟ V, the pulse
dauer 5.0 /Usec und die Impulsfolgefrequenz 1 kHz. Nach 10 Schaltzyklen wurde weder im Schaltverhalten noch in den Eigenschaften P(e) oder An(E) (Fig. '2a und 2b) eine Degradation beobachtet,duration 5.0 / Usec and the pulse repetition frequency 1 kHz. After 10 switching cycles, no degradation was observed either in the switching behavior or in the properties P (e) or An (E) (Fig. 2a and 2b),
Fig. 6 zeigt die zur Durchführung optischer Messungen verwendete VerSuchsanordnung. Die Keramik-Platte 22 ist mit den Elektroden 11, 12, 13, 1Λ, 15 und 16 versehen, die, wie aus Fig. 6 ersichtlich, teilweise miteinander verbunden sind. Die Impulsspannung liegt zwischen dem Elektrodenpaar 12/15 und dem geerdeten Elektrodenpaar 11/14. Als Lichtquelle diente ein He-Ne-Laser 17 der Wellenlänge λ = 6328 R der ds Bündel 18 liefert. 19 bezeichnet einen Polarisator und 20 einen Analysator Die Schwingungsrichtungen von Polarisator und Analysator schliessen mit der Richtung des elektrischen Feidos einen Winkel von jeweils 45° und miteinander einen Winkel von 90° ein. Beobachtet bzw. gemessen wird die Intensität des auf einen Schirm bzw» Detektor 21 auf treffenden Lichts in Abhängigkeit vom elektrischen Feld E zwischen den' Elektroden 12/15 und 11/1*1. Befindet sich die Platte 1 im optisch isotropen Zustand (&n--0),Fig. 6 shows the experimental set-up used to carry out optical measurements. The ceramic plate 22 is provided with the electrodes 11, 12, 13, 10, 15 and 16 which, as can be seen from FIG. 6, are partially connected to one another. The pulse voltage lies between the pair of electrodes 12/15 and the grounded pair of electrodes 11/14. A He-Ne laser 17 of wavelength λ = 6328 R, which delivers the bundle 18, served as the light source. 19 denotes a polarizer and 20 an analyzer. The directions of oscillation of the polarizer and analyzer enclose an angle of 45 ° with the direction of the electrical field and an angle of 90 ° with each other. The intensity of the light striking a screen or detector 21 is observed or measured as a function of the electric field E between the electrodes 12/15 and 11/1. If the plate 1 is in the optically isotropic state (& n - 0),
30988A/089A30988A / 089A
so fMllt kein Lieht auf dhit Schirm bzw* Detektor 21» Erst das elelc"6:riscliG FeILd xndtizieart einen optisch, äiiisotropen Zustand txxi f 0, so dass auf dem Schirm Aufhellung· eintritt,so no Lieht fMllt on DHIT screen or detector 21 * "Only the elelc" 6: riscliG Feild xndtizieart an optically, äiiisotropen state txxi f 0, so that on the screen · whitening occurs,
,Die in. der Anordnung von Fig. 6 auf den Detektor 21 fällende Intensität beträgt bekanntlich I=I sin^ (Γ*/&-)»'" wenn P die Phasendifferenz des; senkrecht und parallel izur elektrischen Feidrichtung polarisierten Lichtbündels nach Durchlaufen von Plätte 11 ist» In. Einheiten von Ä ist · gegeben durch -ι = &kXi » t, wobei t die Dicke der Probe ist* In der Anordnung, von Fig. 6 trat mit 7\ =. 6328 A das erste Helligkeitstaaxiinum ^P= ^/2) bei E K- 5 kV/cm auf« Gehaltet man dieThe intensity falling on the detector 21 in the arrangement of FIG. 6 is known to be I = I sin ^ (Γ * / & -) »'" if P is the phase difference of the light beam polarized perpendicularly and parallel to the electrical field after passing through Plätte 11 »In. units of A · is given by -ι = kxI 't, where t is the thickness of the sample is * In the arrangement of FIG. 6 joined with 7 \ =. 6328 A, the first Helligkeitstaaxiinum ^ P = ^ / 2) at E K- 5 kV / cm on «If you keep the
Probe mit einem elektrischen Feldimpuls iit einen optisch anisotropen Ztista.nd (z.B. P= λ/S) und trennt die Probe bei noch währendein Feldimpuls von der Spannungsquelle, so wird der Zerfallvorgang dieses optisch anisotropen Zustaiides auf quasistatische Zeiten verzögert. In der Anordnung von' Fig. 6 sank die Intensität des ersten Hel3.igkeitsmaximums einer elektrisch offenen Probe in vingefähr 8 Minuten auf die Hälfte ihres ursprünglichen Wertes ab. Trennte 'man die Probe nicht vom Impiilsgenerator, so zerfiel der feldinduzierte, optisch anisotrope Zustand innerhalb der Abfallflanlce des· Spajmungsinipulses, die einige 10~ see betrug, in den optisch isotropen Zustand.Sample with an electrical field pulse iit an optically anisotropic point (e.g. P = λ / S) and separates the sample from the voltage source while a field pulse is still in progress, so the decay process of this optically anisotropic state is delayed to quasi-static times. In the arrangement of FIG. 6 , the intensity of the first maximum brightness of an electrically open sample fell to half its original value in about 8 minutes. If the sample was not separated from the pulse generator, the field-induced, optically anisotropic state within the waste flank of the spa pulse, which lasted a few tens of seconds, decomposed into the optically isotropic state.
Zur Messung der effektiven Doppelbrechung in Abhängigkeit vom elektrischen Feld (Fig. 2b) diente ein Kompensatorj der sich in der Anordnung von Fig. 6 zwischen Polarisator 19 und, Probe 22 befand» Kurven, vcio die in Fig. 2a und 2b gc-κοίί-ΐοη, yurJen unter statischen Bedingungen gemessen« DieTo measure the effective birefringence as a function of A compensator was used for the electric field (Fig. 2b) which is located in the arrangement of FIG. 6 between polarizer 19 and, sample 22 found »curves, vcio those in Fig. 2a and 2b gc-κοίί-ΐοη, yurJen measured under static conditions «The
309884/08 9h 309884/08 9 h
- »ff - DPIIN. 6^20.- »ff - DPIIN. 6 ^ 20.
223U55223U55
unter dynamischen Bedingungen (d.hi mit elektrischen Impulsfeldern) erzielbare effektive Doppelbrechung /^n kann von den statisch gemessenen "Werten abweichen. So hängt z.B. die erzielbare Doppelbrechung nicht nur von der Höhe des eleKtrisehen Feldinipulses, sondern auch von dessert Datier ab,under dynamic conditions (i.e. with electrical impulse fields) achievable effective birefringence / ^ n can be of the statically measured "values differ. For example, the achievable Birefringence does not only depend on the height of the electrical element Feldinipulses, but also from dessert Datier,
Fig. 7 zeigt die Geometrie und Elcktrodenkonfiguration einer Keramikplatte für eine Vorrichtung gemltss der Erfindung, und zuar für eine spezielle Vorrichtung mit acht Bildeleraenton. Vorder- und Rückseite der Keramikplatte 23 sind mit der gleichen Elektrodenkonfignration versehen; einander entsprechende Elektroden auf Vorder- und Rückseite sind miteinander verbunden, Die Spalte zwischen der geerdeten Zentralelektrode Zk und den Steuerelektrode!! 25-32 stellen di ° Bildeleraente dar. Diese Bildelemente werden mit elektrischen Spannungsimpuls ~n, die zwischen der Zentralelektrode und den Steuerelektroden liegen, "ein"- und "aus"-geschaltet; die Ansteuerung des jeweiligen Elements erfolgt durch einen an sich bekannten Programmgeber mit. angeschlossenem Impulsgenerator, "Ein" bodeutet Helligkeit, "aus" bedeutet Dunkelheit; gelöscht wird durch kurzzeitiges Kurzschliessen de,r jeweiligen Steuerelektrode mit d«· *? Zentral- ~ elektrode Zk, 7 shows the geometry and electrode configuration of a ceramic plate for a device according to the invention, and also for a special device with eight picture elements. The front and back of the ceramic plate 23 are provided with the same electrode configuration; Corresponding electrodes on the front and back are connected to one another. The gap between the grounded central electrode Zk and the control electrode !! 25-32 represent the picture elements. These picture elements are switched "on" and "off" with electrical voltage pulses ~ n, which lie between the central electrode and the control electrodes; the control of the respective element is carried out by a programmer known per se. connected pulse generator, "on" means brightness, "off" means darkness; is deleted by briefly short-circuiting the respective control electrode with d «· *? Central electrode Zk,
Fig. 8a zeigt eine Anordnung zur visuellen l.ried ergäbe der elektrisch in eine Keramikplatte z.B. nach Fig. 7 eingeschriebenen Information, Die Keramikplatte ist mit 23 bezeichnet. Ein He-Ne-Laser 33 liefert ein Licht bund el "}h, welches durch die Linsen 35 und 36 in ein breites Parallelbündel 37 aufgefächert wird. Dieses Bündel 37 passiert·einen schematisch 'eingezeichneten Polarisator 38, die Keramikplatte 23, einenFig. 8a shows an arrangement for visual l. r ied would result in a ceramic plate of electrically example of FIG. 7 written information, The ceramic plate is designated 23. A He-Ne laser 33 supplies a light bunch el "} h, which is fanned out by the lenses 35 and 36 in a wide parallel beam 37th This beam passes 37 · a schematically 'drawn polarizer 38, the ceramic plate 23, a
309884/0894309884/0894
DPHN.6420. ·DPHN.6420. ·
schema.tisch eingezeichneten Analysator 39 i*nd wird durch · die Linsen 4θ und 4i auf einen Schirm kZ projiziert. Die Schwingungsrichtungen, von Polarisator 38 und Analysator 39 stehen in bekannter Weise senkrecht zueinander; mit der Richtung des elektrischen Feldes schliessen sie einen Winkel von 45° ein. Die angesteuerten Bildeleinente machen aus dem den Polarisator verlassenden, linear polarisierten Lichtbündel ein elliptisch polarisisrtes, sodass nach Passieren des Anal3rsators .39 nur die. angesteuerten Bildeleipente als helle Flächen auf den Schirm hZ projiziert werden. ,The analyzer 39 i * nd shown schematically is projected onto a screen kZ through the lenses 4θ and 4i. The directions of oscillation of polarizer 38 and analyzer 39 are perpendicular to one another in a known manner; they form an angle of 45 ° with the direction of the electric field. The driven Bildeleinente make the polarizer leaving the linearly polarized light beam elliptically polarisisrtes, so that after passing the Anal3 r crystallizer only .39. controlled image elements are projected as bright areas onto the screen hZ . ,
Fig. 8b zeigt eine andero Anordnung zur Visuellen Viedergaoe der elektrisch in eins Keramikplatte z.B. nach Fig. 7 eingeschriebenen Information. Die Keramikplatte 23 befindet sich zwischen Kondensor 43 und Objektiv 44 eines Projektionsapparates 45 (z.B. Dias-Projektor), Unmittelbar vor und hinter der Keramikplatte 23 stehen ein Polarisator und ein Analysator 47 in gekreuzter Stellung. Auch hier werden nur die angesteuerten Bildelemente als helle Flächen auf den Schirm 48 projiziert.Fig. 8b shows another arrangement for the visual display of the electrically in one ceramic plate, e.g. Fig. 7 written information. The ceramic plate 23 there is one between the condenser 43 and the objective 44 Projection apparatus 45 (e.g. slide projector), Immediately In front of and behind the ceramic plate 23 are a polarizer and an analyzer 47 in a crossed position. Will be here too only the activated picture elements are projected onto the screen 48 as bright areas.
Fig. 9 zeigt eine Elektrodenkonfiguration,' die besonders für eine elektro-optische Bildwiedergabe- und Speichervorrichtung mit einer grosseren Anzahl Bildelementen geeignet ist. Diese Konfiguration stellt ein ah sich bekanntes sogenanntes "cross-bar" Elektrodensystem dar. Mit 49 ist die Keramikplatte bezeichnet und 50 bzw. 51 stellen das Leiterbahnen- und Elektrodensystem auf Vorder- bz\\r. Rückseite der Keramikplatte dar. Hierbei ist auf eine identische Elektrodenk on f iiTu rat ion aiif Vorder- und Rückseite verzieht et, Das9 shows an electrode configuration which is particularly suitable for an electro-optical image reproduction and storage device with a larger number of picture elements. This configuration provides a ah se known so-called "cross-bar" electrode system. With the ceramic plate 49 and is designated 50 and 51 represent the Leiterbahnen- and electrode system on the front bz \\ r. The back of the ceramic plate. Here, an identical electrode con on f iiTu rat ion aiif front and back is warped, The
3 0 98*4/-0894 bad3 0 98 * 4 / -0894 bad
~ '/f - . , DPHN. 6420. ~ '/ f - . , DPHN. 6420.
■wirksame elektrische Feld ist dabei die Feldkomponente in der Plattenebene. Zxir Vermeidung des kapazitiven TJebersprechens verschiedener Leiterbahnen und des Aufhellens von anderen Zonen als den angesteuerten Bildelenienten empfiehlt es sich, Keramikplatte und Elektrodensystem teilweise durch eine isolierende dielektrische Zwischenschicht kleiner Dielektrizitätskonstante zu trennen.■ effective electric field is the field component in the plate plane. To avoid capacitive cross-talk different conductors and the lightening of others Zones as the controlled image elements, it is advisable to Ceramic plate and electrode system partially through an insulating dielectric intermediate layer of low dielectric constant to separate.
BAD 309884/0894 BATH 309884/0894
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Legal Events
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