DE2812337A1 - Magnetblasen-anzeigeeinheit - Google Patents

Description

Fuji Xerox Co., Ltd., Tokyo/Dapan Hiiaqnetblasen- Anzeigeeinheiten Beschreibung

Die Erfindung betrifft eine IKIagnetblasen-Anzeigeeinheit mit einem ersten Satz aus vielen gefalteten leitenden Segmenten mit äußeren und mit Rückführungsleitungen, die parallel zueinander in einer Richtung angeordnet sind und zyklisch Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringem Abstand bilden, einem zweiten Satz aus vielen gefalteten leitenden Segmenten mit äußeren und mit Rückführungs— leitungen, die parallel zueinander in einer anderen Richtung angeordnet sind und Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringem Abstand zyklisch bilden, mit einer IKIagnetblasenmaterial-Dünnschicht, die magnetisch mit den ersten und zuzeiten gefalteten leitenden Segmenten gekoppelt ist und mit einem V/ormagnetisiorungsf eldgenerator zum Halten der IKIagnetblasen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anzeigeeinheit unter Verwendung von lYtagnetblasen als Bildelemente, mit der ankommende elektrische Signale, die Buchstaben und/oder Bilder darstellen, in lYlagnetblasen-Matrixmuster umgesetzt werden. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Magnetblasen-Anzeigeeinheit, die imstande ist, die Magnetblasen von geujünscnter Grobe an BiI delementpositionen oder Blasen—Auf nahmeräumen der fiiagrietblösenmatrix sicher zu positionieren.

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Eine Anzeigeeinheit unter Verwandung von Magnetblasen als Bildelemente ist beispielsweise in der US-PS 4.054.866 vom 18. Oktober 1977 beschrieben. Diese Anzeigeeinheit., bei der eine Magnetblasen-Matrix verwendet u/ird, besitzt den Nachteil, daß der Zwischenraum zwischen nebeneinanderliegenden Blasen nicht kleiner sein kann eis der dreifache bis vierfache Blasendurchmesser, und zwar wegen der AbstoöungskräftB zwischen diesen, so daß das Verhältnis der Abstände voneinander zum Durchmesser der Bildelemente groß ist und sich eine schlechte Bildqualität ergibt. Wegen dieser Abstoßungskräfte werden die Blasen am peripheren Teil der Matrix nach außen bewegt, und im schlimmsten Falle berühren sie die elektrischen Leiter^ die jeden Blasen-Aufnahmeraum umgeben. Dadurch wird es unmöglich, die Bläschen selektiv bei der lYlusterbildung zusammenfallen zu lassen. Die abgelenkten Bläschen werden ferner durch das Magnetfeld bewegt, welches durch die Blasen-Löschströme induziert wird, so daß im Ergebnis die Bläschenmatrix zerstört, werden kann.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Magnetblasen-Anzeigeeinheit zu schaffen, bei der die Magnetblasen an gewünschten Stellen in der Matrix sicher festgehalten werden. Dabei soll ein vergrößerter Durchmesser jeder Magnetblase bzw. jedes Bildelementes zu einer Verkleinerung des Verhältnisses des Bildelement—Zwischenraumes zu dem Bildelement-Durcnmfcsser führen. Die expandierten bzw. vergrößerten Magnetbläschen sollen dabei erreicht werden können, ohne daß Stromfluß in den leitenden Segmenten aufrechterhalten wird, wodurch das Verhältnis des Magnetblasen-Zwischenraumes zum Blasendurchmesser leicht minimal gemacht werden kann.

Diese «ufgabe wird durch eine flliagnetblasen—Anzeigeeinheit der eingangs Lf---chiiefaenen Art gelöst, die gemäß der Erfindung gekBnnzeicruu t ift durch einen Satz von in einer Ebene liegenden anisotropen Bereichen jeweils in IKiagnetblasen—Aufnahmeräumen, die durch sich überlappende Teile mit breitem Abstand der ersten und der zweiten gefalteten leitenden Segmente definiert sind, wobei die Größe ein^r Schlaufe von solcher Form, daß sie durch alle in der. Ebene liegen·

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den anisotropen Bereiche an den Rändern nächst dem Zentrum des Magnetblasen-Aufnahmeraumes verläuft, nicht größer ist. als diejenige der Magnetblase gerade vor dem Erlöschen.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung won Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des erfindungsgemäßen IKiagnetblasen-Generators;

Fig. 2 eine schematische Ansicht entsprechend Fig. 1 zur Darstellung des Absetzens von Keimbläschen;

Fig. 3 eine Draufsicht entsprechend Fig. 1 zur Darstellung der Erzeugung won Streifengebieten;

Fig. 4 eine Draufsicht, entsprechend Fig. 1 zur Darstellung von Inselbereichen aus den Streifengebieten;

Fig. 5 eine Ansicht entsprechend Fig. 1 zur Darstellung der Bildung eines Magnetblasenmusters;

Fig. 6 eine Ansicht entsprechend Fig. 5 zur Darstellung eines Musters mit nach außen abgestoßenen Bläschen;

Fig. 7 eine vergrößerte Teilaneicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. ο eine Uuerschnittsansicht längs Linie A-A in Fig. 7;

Fig. 9 und Fig. 10 Ansichten entsprechend Fig. 7 zur Darstellung

des sich aus dar ersten Ausführungsform der Erfindung ergebenden Vorteils;

Fig. 11 eine Ansicht entsprechend Fig. 9 zur Darstellung des der Erfindung zugrundeliegenden Prinzips;

Fig. 12 eine vergrößerte Teilansicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine Querschnittsansicht längs Linie B-B in Fig. 1?;

Fig. 14 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils eines ftlagnetblasenmusters bBi der zuieiten Ausführungsform;

Fig. 15 eine Ansicht entsprechend Fig. 14 zur Darstellung von expandierten Magnetblasen bei der zuieiten Ausführungsform; und

Fig. 16 eine vergrößerte Teilansicht- einer dritten Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in Fig. 1 schematisch dargestellten erfindungsgemäßen fliagnetblasengenerator bztu. ftlagnetblttsen-Anzeigegerät ist ein Segmentmuster X vorgesehen, das aus einer Anzahl von gefalteten, leitenden Leitungssegmenten X1-X7 zusammengesetzt ist, die parallel zueinander auf der Ebene einer magnetischen Dünnschicht (in der Fig. nicht gezeigt) angeordnet sind, und ferner ist ein weiteres Segmentmuster Y vorgesehen, das aus gleichen leitenden Segmenten Y1-Y7 zusammengesetzt ist, die senkrecht zu dem Muster X auf einer Ebene einer weiteren magnetischen Dünnschicht (in der Fig. nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Illuster X und Y überlappen sich, um ein Gitter zu bilden, wobei die magnetischen Dünnschichten bzw. magnetischen dünnen Filme zwischen den leitenden Segmenten liegen. Die leitenden Segmentmuster X und Y können jedoch stattdessen auch jeweils auf der oberen bzw. unteren Oberfläche einer magnetischen Dünnschicht angeordnet werden.

Vorzugsweise werden die leitenden Segmentmuster X und Y durch Ätzen gebildet, nachdem ein metallischer Leiter auf ein Substrat wie Glas

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aufgetragen wurde. Die gefalteten leitenden Segmentmuster X und Y bestehen aus sieben parallelen leitenden Segmenten X1-X7 und Y1-Y7, wovon jedes zyklisch einen Teil mit geringem Abstand Px1, Py1 und einen Teil mit breitem Abstand Px2, Py? aufweist, wie in der Fig. gezeigt ist. Die äußeren Leitungen der leitenden Segmente X1-X7 und Y1-Y7 sind jeweils über Schalter Sx1-Sx7 bzw. Sy1-Sy7 an eine Stromauelle 1 bzw. 2 gelegt. Diese Schalter werden durch eine Steuerschaltung 3 gesteuert. Alle Rückführungsleitungen der leitenden Segmente sind gemeinsam geerdet. In einem llilagnetblasengenerator, wie er in der genannten US-Patenschrift beschrieben ist, wird die Erzeugung und Auslöschung von lYlagnetblasen durch eine X-l/ariation der Intensität des Magnetfeldes gesteuert, die sich aufgrund einer Stromänderung in den leitenden Segmentmustern X und Y ergibt. Daher ist es möglich, ein Magnetblasenmuster zu erhalten, das gewünschte Buchstaben oder Bilder darstellt, und zwar durch Steuerung des Stromes in den leitenden Segmentmustern X und Y.

In dieser Beschreibung und den Ansprüchen wird unter einer Magnetblase bzw. einem Magnetbläschen ein zylindrisches magnetisches Gebiet verstanden, das unter der Voraussetzung eines Vormagneti— sierungsfeldes entsteht, das senkrecht zur Oberfläche einer Dünnschicht aus geeignetem magnetischen Material wirksam ist, beispielsweise Seltene-Erde-Ürthoferrit bzw. Plumbit oder Seltene-Erde-Eisengranat.

Ein Verfahren zur Bildung won Magnetblasenrnustern wird nun anhand des Beispiels eines Generators beschrieben, bei dem ein Samarium-Terbium-Orthomischferrit (Sm^ ^c Tbn 45 ^^e^%) ^a^^B Magnetblasen

n, 45

material verwendet wird. UJenn die magnetische Dünnschicht aus ^Sm0 55 ^^bu 45 '^Γβ03 ^{ptuja 50} Mikron dick ist und das angelegte Magnetfeld bei Raumtemperatur +5B Oerstedt beträgt, so besitzt jede IKiagnetblase einen Durchmesser von etwa 30 Mikron. Die N'agnetblase ist stabil im Bereich eines angelegten Magnetfeldes zwischen f50 Oe, d.h. das Feld Hs, bei dem die Blase sich zu einem Streifengebiet ausdehnt (Streifenbildungsfeld), und +64 Oe, d.h. das Feld Hco,

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bei dem die Blase zusammenfällt (Iflagnetblasenkollaps-Feld). In diesem Bereich wird der Durchmesser der fflagnetbläschen kleiner, luenn ein höheres Vormagnetisierungsfeld angelegt luird.

Fig. ? zeigt Keimbläschen, die an gegebenen Stellen durch einen herkömmlichen Keimbläschengenerator (in der Fig. nicht gezeigt) abgesetzt uiurden. In diesem Zustand sind alle Schalter in den Gruppen Sx und Sy in Stellung "Aus", und es wird ein äußeres Vormagnetisierungsfeld 4 angelegt, bei dem die fflagnetbläschen stabil sind (z.B. +56 Oe), und zwar senkrecht zur Zeichenebene von unten nach oben.

In Fig. 3 sind die Schalter Sx1-Sx7 der leitenden Segmentmuster X in Stellung "Ein", und den leitenden Segmenten X1-X7 wird Strom aus der Stromquelle 1 zugeführt, so daß an dem Teil Px1 jedes Segments mit breitem Abstand ein Magnetfeld in einer Richtung entgegengesetzt dem äußeren Vormagnetisierungsfeld 4 und an dem Teil Px2 mit kleinem Abstand ein Magnetfeld in derselben Richtung nie das äußere Feld erzeugt uiird; daher u/erden die lYlagnetbläschen in den Teilen mit breitem Abstand zu Streifen ausgezogen. Diese zu Streifen ausgezogenen Magnetbläschen sind als magnetische Streifengebiete definiert. liJenn die leitenden Segmente einem Strom von 0,5 Ampere führen, so erhält der Teil Px1 -38/Oe (<Hs = 50 Oe) und Teil Px? *94 Oe (^Hco = 64 Oe) des überlagerten Magnetfeldes.

In Fig. 4 sind die Schalter Sx1-Sx7 und Sy1-Sy7 der leitenden Segmentmuster X und Y in Stellung "Ein" und jeweils mit den Stromouellen 1 und 2 verbunden, so daß die leitenden Segmente X1-X7 0,5 Amp&re und die Segmente Y1-Y7 0,9 Ampere führen. In jedem Raum, mo i-ich die T^iIe mit breitem Abstand Px1 und Py1 beider Segmente übe-rlappen, mird ein Magnetfeld von —57 Ge erzeugt, u/egen des auueren Vormagnetisierungsfeldes von +5B Oe ist jedoch die Summe dieser Felder nahezu gleich Null. In jedem Raum, ujo Teil Px1 des Segmentes X und Teil PyV des Segmentes Y sich überlagern, ergibt

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Segment X -22 Oe (Vlagnetf e ld und Segment Y 4-66 De, und folglich ist die Summe der zwei Felder f44 Oe. Das resultierende IKlagnetfeld beträgt +44 + 58 = +102 Oe. Da dieser liiert größer ist als das StrBifengebiet-Abschaltfeld des Materials, werden die Streifengebiete im Teil Px1 , wie in Fig. 3 gezeigt, am Teil Py? des Segmentes Y ausgelöscht, um magnetische Inselgebiete (expandierte IKlagnetbläschen) zu bilden, wie in Fig. 4 gezeigt, ist. An den Bereichen, die durch die Teile Px2 des Segmentes X und den Teil Py1 des Segmentes Y definiert sind, kann das durch Segment X verursachte Magnetfeld in seiner Richtung entgegengesetzt und in seiner Intensität ungefähr gleich dem Feld gemacht werden, das durch Segment Y verursacht wird, so daß die Summe dieser Felder sehr klein ist und das Uormagnetisierungsfeld nicht beeinflußt wird.

Nach Erzeugung der magnetischen Inselgebiete nach diesem Verfahren werden die Kontakte SA und SB an Anschluß N gelegt, um die Ströme in den leitenden Segmentrnustern X und Y zu unterbinden und nur das l/ormagnetisierungsfeld zurückzulassen. Jedes magnetische Inselgebiet in Fig. 4 nimmt dann in seiner Größe ab, und Bin stabilisiertes lYiagnetblasengitter wird festgesetzt. Danach werden die Magnetbläschen in der li'atrix selektiv zum Zusammenfallen gebracht, um ein Magnetblasenmuster herzustellen, das gegebene Buchstaben oder Bilder anzeigt. Zum Auslöschen eines Bläschens muß ein Strom den leitenden Segmentmustern zugeführt werden, die das Bläschen umgeben, so daß ein Magnetfeld induziert wird, dessen Richtung entgegengesetzt demjenigen magnetfeld ist, das zur Bildung der Magnetblasenmatrix verwendet wurde. Fig. 5 zeigt die Schalterstellungen zum Auslöschen eines Dflagnetbläschens in dem mit A bezeichneten Bereich; beide Schalter SA und SB sind mit den Kontakten R varbunden, und nur die Schalter 5x1 und Sy1 sind geschlossen. Da das Sm_n rr Tb_{n /c;} FeO., ein (liagnetblasenkollaps-Feld von +64 Oe aufweist, sollte das resultierende Feld bzw. die Summe aus dem Magnetfeld, das durch die Ströme in den leitenden Segmenten X1 und Y1 erzeugt wird_s und dam l/ormagnetisierungsfeld H^_0R(ß von Ψ58 Oe größer sein als +64 Oa. Um jedoch zu verhindern,daß IKlagnetbläschen in anderen Bereichen als Bereich A

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ausgelöscht werden, muß das durch den Strom im leitenden Segment X1 erzeugte Magnetfeld Hex die Beziehung Hex + 58 <64

erfüllen, und das Feld Hey in dem leitenden Segment Y1 muß die Beziehung

Hey 4- 5a<64

erfüllen. Ferner müssen Hex und Hey so gewählt werden, daß folgende Beziehung erfüllt wird

64<Hcx -f Hey + 58.

li/enn ein Strom won etwa 50 Milliampere den leitenden Segmenten X1 und Y1 zugeführt wird, so sind die Magnetfelder Hex und Hey +4 Oe, und nur das Bläschön im Bereich A wird ausgelöscht. Diese li/eise der Itlagnetbläschenauslöschung wird bei den gewünschten Teilen der Matrix angewendet, um ein Magnetblasenmuster zu bilden, das Buchstaben oder Bilder ausdrückt.

Bei dem oben beschriebenen Magnetblasengenerator betragen die Summen der Intervalle Px1 und Px2 und Py1 sowie Py2 der leitenden Segmente mehr als das dreifache des Magnetblasendurchmessers. Der Grund hierfür liegt darin, daß Magnetblasen mit einem Abstand von weniger als dem dreifachen Durchmesser einander abstoßen. Es ist bekannt, daß dies der Minimalabstand ist, der für stabile Magnetblasen-Bilderzeugung erforderlich ist. Zusätzlich erfahren die Bläschen mit dem erwähnten Abstand am peripheren Teil der Matrix Abstoßungskräfte von allen anderen Bläschen in der Bläschenmatrix, so daß sie die normalen Gitterpositionen verlassen und die umgebenden Leiter berühren, wie in Fig. 6 gezeigt. Dadurch wird die anschließende selektive Auslöschung von Bläschen verhindert. In einigen Fällen kann ferner das Magnetfeld, das durch den zur Bläschenauslöschung fliessenden btrom erzeugt wird, das Ausmaß der Ablenkung der Bläschen vergröbern und das Bläschengitter zerstören.

Gemäß der Erfindung sind Stücke aus einer weichmagnetischen Dünnschicht (z.B. Permalloy bzw. Permanentlegierung) um jeden Gitterpunkt des Bljschengitters herum vorgesehen, oder es sind Ionen an denselben Stellen implantiert, um in einer Ebene liegende anisotrope Bereiche

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zu bilden, von denen jeder eine Achse für leichte Magnetisierung parallel zur Oberfläche der Magnetblasenmaterial-Dünnschicht aufweist, wodurch die stabilen Stellen für Blasen in dem Gitter b@~ stimmt werden.

Es ist bekannt, daß ein die Magnetbläschen anziehender Magnetpol gebildet wird, wenn die Magnetblase an der vorstehend erwähnten Stelle erzeugt wird. Gemäß der Erfindung wird dieses Phänomen ausgenutzt, um die Magnetblase an der Stelle sicher festzuhalten, wo die Teile Px1 und Py1 mit breitem Abstand der leitenden Segmente sich überlappen.

Fig. 7 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Ausführungsform der Erfindung, bei der weichmagnetisches Material verwendet wird. Fig. θ ist eine Querschnittsansicht längs Linie A-A in Fig. 7. In dem Raum 23, wo sich die Teile mit großem Abstand der leitenden X-Y-Segmentmuster 11 und 1? überlappen, bzw. in dem Raum, wo eine Magnetblase vorhanden sein soll, ist eine Mehrzahl von kleinen Kreisen 21 aus einer weichmagnetischen Dünnschicht vorgesehen, beispielsweise aus einer Permanentlegierung bzw. Permalloy (80Ni-?QFe). In Fig. B ist iil die Dünnschicht aus 'Magnetblasenmaterial, und D ist ein Isoliermaterial. Die kleinen Kreise 21 liegen unter gleichen Abständen entlang dem Umfang r- mit dem Mittelpunkt 0 bzw. Zentrum des Raumes Diese kleinen Kreise dienen zur Stabilisierung der Magnetblasenposition, wenn die Magnetblasenmatrix aufgebaut wird und wenn die elektrischen Bildsignale in Magnetblasenmuster umgesetzt werden. Die Magnetblasen werden in ihrer Größe und Form derart stabilisiert, daß der Uiandungsgebietteil der Magnetblase mit den kleinen Kreisen verbunden wird. Auch die Magnetbläschen am Umfangsteil der Bläschenmatrix können stabil sein, und zwar wegen der Anziehungskräfte, die von den weichmagnetischen Dünnschichtteilen 21 ausgeübt werden.

Es folgt nun eine Erläuterung der optimalen Lage für die Anordnung der weichmagnetischen Dünnschicht.

Oa die zur selektiven Auslöschung der magnetbläschen der matrix in den leitenden Segmenten X und Y fließenden Ströme ein magnetfeld induzieren, das in seiner Größe fast gleich dem Auslöschungsfeld an anderen Magnetbläschen ist, die nicht gelöscht uierden sollen, schrumpfen diese anderen magnetbläschen. Die Größe der Bläschen nimmt stetig mit der Zunahme des an ihnen vorhandenen Magnetfeldes ab, bis die Bläschen plötzlich verschwinden, wenn sie ihren ^MBläschenauslöschungsdurchmesser" erreicht haben. Zur sicheren Festlegung des Bläschens in einer gewünschten Position muß der Durchmesser eines geschrumpften Bläschens so gewählt werden, daß die Gebietsuiandung des Bläschens in Berührung mit den weichmagnetischen Dünnschichtkreisen 21 ist. Unmittelbar nach dem Schrumpfen des Bläschens bis zu einem solchen Ausmaß, daß die Gebietswandung nicht alle kleinen Kreise 21 berühren kann, wie durch r_? in Fig. 7 angedeutet, wird das Bläschen von irgendwelchen kleinen Kreisen angezogen, wie in Fig. 9 gezeigt, und wird beispielsweise an Stelle B1 oder B2 stabil. Ufenn in diesem Zustand die Ströme in den leitenden Segmenten 11 und 12 abgeschaltet werden und die Bläschen sich erneut vergrößern, so können einige Bläschen beim Expandieren das leitende Element 11 oder 12 überlappen, beispielsweise wie bei B1' in Fig. 10 angedeutet.

Nach dem Aufbau der in Fig. 4 gezeigten Bläschenmatrix folgt die selektive Auslöschung der Bläschen. Anfangs wird, wie in Fig. 5 gezeigt, ein Strom dem leitenden Segment X1 zugeführt, um die Größe der Bläschen in diesem Segment zu reduzieren. Wenn bei diesem Verfahrensschritt nicht das richtige magnetfeld angelegt wird, so führen der Abstand "a" zwischen den kleinen Kreisen 2.1 und der Durchmesser "d" derselben zur Stabilität der Bläschen, uiie in Fig. gezeigt ist. Danach werden Stromimpulse, die einen Buchstaben oder eine Bildinformation darstellen, selektiv beispielsweise dem leitenden Segment Y1 in Fig. 5 zugeführt, um selektiv Bläschen auszulöschen. Einige der in Fig. 9 gezeugten, anomal stabilisierten Bläschen bleiben zurück und vergrößern sich erneut, wenn die Ströme in X und Y unterbunden werden, und werden wie die in Fig. 10 gezeigten Bläschen. Sobald dieser Zustand auftritt, können bei der anschliessenden selektiven Auslöschung der Bläschen, die von den Segmenten

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X2-X7 angeschlossen sind, Bläschen durch den Strom in den Segmenten X2-X7 oder Y1-Y7 verschoben u/erden, und das Bläschengitter kann u/ie zuvor beschrieben zerstört werden. Dbt Abstand "a" zwischen den kleinen Kreisen und der Durchmesser "d" der kleinen Kreise muß derart gewählt werden, daß das von dem Strom in den Segmenten X1-X7 induzierte Magnetfeld bewirkt, daß die Bläschen schrumpfen, während ihr UJandungsgebiet in Berührung mit den vier Punkten oder Kreisen bleibt.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde Yttrium-Orthoferrit verwendet und wurden die Werte für die einzelnen Komponenten folgendermaßen bestimmt: der Teil Px1 des leitenden Segments X mit breitem Abstand mißt 220 Mikron, der Teil Px2 mit geringem Abstand mißt 80 Mikron, und der Strom in dem leitenden Segment X beträgt 150 Milliampere, lüenn der Abstand zwischen den kleinen Kreisen zu 90 Mikron gewählt wird und ihr Durchmesser zu etwa 50 Mikron, so ist der in Fig. 10 gezeigte Zustand zu beobachten, wenn jedoch der Abstand 80 Mikron beträgt und der Durchmesser 50 Mikron, so wird dieser Zustand nicht beobachtet. Dies bedeutet, daß für den Fall der Verwendung von Yttrium-Orthoferrit der Auslöschungsdurchmesser der Bläschen ungefähr 66 Mikron beträgt, wenn die Magnetdünnschicht ungefähr 80 Mikron dick ist, so daß der Abstand zwischen dem Mittelpunkt 0 des Raumes 23 und dem Umfang des kleinen Kreises 21 kleiner sein muß als 33 Mikron.

lüenn "a" 90 Mikron und "d" 50 Mikron messen, so kann der Abstand c zwischen dem Zentrum 0 und dem Umfang des kleinen Kreises 21 bei der in Fig. 11 gezeigten Anordnung folgendermaßen berechnet werden:

Das Bläschen kann nur schwer schrumpfen, während es mit den vier kleinen Kreisen in Berührung ist. Dies ist der Grund dafür, daß der in Fig. 10 gezeigte Zustand leicht auftraten kann, Wie bereits erwshnt wurds ist die Größe das Anordnungsmusters der weichmagneti schen kleinen Dunnfumkreise begranzt₉ sie kann jedoch leicht aus

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der Beziehung zwischen dem Bläschendurchmesser und dem Magnetfeld bestimmt werden, das durch die Ströme in dem leitenden Segment X und/oder Y aufgebaut, uiird.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Bläschen an Gitterpositionen der iilagnetblasenmatrix sicher festzuhalten und das korrekte Bild ohne Verzerrung oder Störung anzuzeigen. Ulia bereits erwähnt tritt dabei jedoch der Nachteil auf, daß der Zwischenraum zwischen den Magnetblasen, der drei bis viermal so groß ist wie der Bläschendurchmesser, zu einem großen Abstand zwischen den Bildelementen in der Anzeigeeinheit führt, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird. Um diesen Nachteil zu beheben muß der Bläschendurchmesser in möglichst hohem Maße vergrößert werden, während der gegenseitige Bläschenabstand unverändert bleibt. Um diese Forderung zu erfüllen, müssen die leitenden Segmente X und Y während der Bilderzeugung andauernd Ströme führen und ein Magnetfeld in einer solchen Richtung erzeugen, daß die lYlagnatbläschen in der Matrix sich vergrößern. U/enn ausgegangen wird von einer Dünnschicht aus Sm_{Q Q5} Tb_Q .5 FeO- mit Teilen Px1 und Py1 mit breitem Abstand von 60 Mikron und Teilen Px2 und Py? mit geringem Abstand von 30 Mikron sowie von Strömen mit 40 Milliampere, die den leitenden Segmenten X und Y zugeführt werden, um ein Magnetfeld von -6 Oe in entgegengesetzter Richtung zum Vormagnetisierungsfeld zu erzeugen, so vergrößert sich der Durchmesser von 30 Mikron (bei Strom 0) auf etwa 50 Mikron.

Eine Erhitzung der leitenden Segmente bewirkt jedoch deren Zerstörung und einen Bruch des die Segmente tragenden Glassubstrates, so daß Unterbrechungen an den Segmenten entstehen. Es ist wohlbekannt, daß weichmagnetisches Material in oder auf der Dünnschicht aus Magnetblasenmaterial magnetisiert wird durch das Magnetfeld einer an dieser Stelle erzeugten ililagnatblase, was zur Bildung eines Magnetpoles führt, der die Bläschan anzieht. Bei der zweiten Ausführungsfarm der Erfindung wird dieses Phänomen ausgenutzt, um die vergrößerten iilagnetbläschen zu stabilisieren.

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Fig. 1? zeigt eine vergrößerte Teilansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung, mährend Fig. 13 eine Querschnittsansicht längs LinxB B-B zeigt. In dem IYIagnetblasen~Aufnahmeraum 23j, der definiert ist durch die Überlappung der Teile mit großem Abstand der leitenden X- und Y-Segmentmuster 11 und 12 sind zu/ei Sätze oder Gruppen von kleinen Kreisen 21 und 22 aus einer weichmagnetischen Dünnschicht, beispielsweise Permalloy (80l\!i-20Fe), jeweils unter gleichen Abständen auf Kreisen r.. bzw. r~ angeordnet. Die kleinen Kreise 21, die denjenigen bei der ersten Ausführungsform entsprechen, sind auf dem Umfang r- unter denselben Bedingungen und mit derselben Größe wiB zuvor beschrieben angeordnet und besitzen eine äquivalente Funktion. Die kleinen Kreise 22 sind auf dem Umfang r- eines größeren konzentrischen Kreises angeordnet. Vorzugsweise werden diese kleinen Kreise 21 und 22 wie in der Fig. gezeigt auf Radiallinien angeordnet, wobei dies jedoch keine Einschränkung bedeutet. Es ist stets erforderlich, daß die kleinen Kreise 21 und 22 auf den Kreisen r* und r liegen. Die kleinen Kreise 22 dienen dazu, die Lage des LUandungsgebietes des Bläschens bzw. die Größe, Form und Lage des lYlagnetbläschens zu sichern, wenn ein Strom dem leitenden Segment zugeführt wird, um die Größe des lYiagnetbläschens nach Erzeugung eines Bläschenmusters, das einen Buchstaben oder ein Bild ausdrückt, zu steigern.

Fig. 14 zeigt eine vergrößerte Teilansicht eines Beispiels der Blaschenanordnung, nachdem das lYlagnetblasenmuster gebildet wurde. Magnetbläschen, die einen Teil des Musters bilden, sind in den Räumen 23A, 23B und 23D, nicht, jedoch im Raum 23C vorhanden. Jede lYlagnetblase ist unter der Bedingung stabil, daß ihr UJandungsgebist sich mit den kleinen Kreisen 21 überlappt. Ausgehend von dieser Bedingung, wie in Fig. 15 gezeigt, schwächen die Ströme Ix und Iy in den leitenden Segmenten 11 und 12 das resultierende Magnetfeld in den Gebieten 23A-23D, so daß die lYlagnetbläschen 31 bis 33 (in Fig. 14) sich soweit, vergrößern können, daß die Gebietswandung jedes expandierten lYiagnetbläschens 31a, 32a oder 33a mit dem entsprechenden kleinen Kreis 22, der auf dem äußeren Umfang r₃ liegt, verbunden wird. Später werden die Ströme Ix und Iy abgeschaltet, und das

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äußere Uormagnetisierungsfeld 4 wird auf einen solchen Uiert reduziert, daß der Bläschendurchmesser in Berührung mit den kleinen Kreisen 22 ist. Somit wird jedes Bläschen 31a, 32a oder 33a mit den kleinen Kreisen 2? verbunden und von diesen sicher festgehalten, UJie bereits erwähnt kann sich erfindungsgemäß jedes Bläschen vergröGern, mährend der Abstand zwischen den Bläschen unverändert bleibt, so daß das Verhältnis des gegenseitigen Abstandes zum Durchmesser der Bläschen minimal gemacht werden kann. Es hat sich gezeigt, daß Lage und Form jedes Bläschens selbst, dann stabil sind, wenn das Verhältnis auf weniger als 2 verkleinert wird.

Nachstehend wird für die zweite Ausführungsform ein Beispiel für die numerischen Uierte gegeben. Die kleinen Permalloy-Kreise 21 werden rechtwinklig zueinander auf dem Innekreis T₁ mit einem Durchmesser von 30 Mikron angebracht. Die kleinen Permalloy—Kreise 22 liegen mit. gleichem Abstand auf dem äußeren Umfang r„ mit einem Durchmesser von 50 Mikron. Der Durchmesser der kleinen Kreise 21, 22 beträgt, etwa 10 Mikron. Das Bläschenmuster wird stabil unter der Bedingung, daß die Bläschen wie in Fig. 14 gezeigt mit den kleinen Kreisen 21 verbunden sind. U/enn ein Strom von etwa 40 Milliampere den leitenden X- Y-Segmenten 11 und 12 in einer solchen Richtung zugeführt wird, daß das Magnetblasengitter aufgebaut wird, so werden die Bläschen 31 bis 33 in den Räumen 23 vergrößert. Nach der Vergrößerung wird der Strom unterbrochen, und das Vormagnetisierungsfeld wird auf etwa 53 Oe reduziert; dann sind die vergrößerten Magnetbläschen 31a bis 33a mit den äußeren kleinen Kreisen 22 verbunden und werden stabil.

Bei der oben beschriebenen Ausführungsform sind einzelne getrennte kleine Kreise 21 und 22 vorgesehen, um den UJandungsgebietteil jedes Ii.agnetbläschens in Position zu bringen, derselbe Effekt kann jedoch auch durch Verwendung von länglichen weichmagnetischen Stücken 25 erzielt werden, die aus einer paariueisen Kombination der kleinen Kreise 21 und 22 entstehen, wie in Fig. 16 gezeigt.

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Bei der in den Fig. 14 und 15 gezeigten Ausführungsfarm müssen die Ströme Ix und Iy den leitenden Segmenten zugeführt werden, um jedes Bläschen aus seiner Berührung mit den kleinen Kreisen 21 zu lösen, während sich das Bläschen ausgehend von seiner Größe, in der es mit den kleinen Kreisen 21 auf dem Innenkreis T₁ verbunden war, auf seine Größe expandiert, in der es mit den kleinen Kreisen 22 auf dem Mußaren Kreis r~ verbunden ist. Bei der Ausführungsform mit paarweise kombinierten kleinen Kreisen 21 und 22, die in Fig. 16 gezeigt ist, ist kein Strom in den leitenden Segmenten X und Y erforderlich, as reicht eine Reduzierung des Vormagnetisierungsfeldes aus, um die Bläschen zu expandieren. Eine Regelung des Vormagnetisierungsfaides ermöglicht eine kontinuierliche Veränderung der Größe der lYlagnetbläschen.

Uiie die vorstehende Erläuterung zeigt, kann durch die Erfindung nicht nur die Lage der Bläschen sicher im Raum stabilisiert werden, sondern, es iuird auch erreicht, daß für eine Expansion des Bläschendurchmessers zur Verkleinerung das Verhältnisses das gegenseitigen Abstandes zum Durchmesser jedes Magnatbläschens kein Stromfluß in den leitenden Segmenten aufrechterhalten werden muß. Im Ergebnis kann dadurch die Qualität eines reproduzierten Bildes oder eines Buchstabens verbessert werden, die leitenden Segmente sind frei von Erwärmung und vor Zerstörung geschützt, und das Trägersubstrat für die leitenden Segmente ist gegen Beschädigung geschützt.

Bei der Erläuterung der verschiedenen Ausführungsformen wurde ein [fluster des weichmagnetischen Dünnfilms beschrieben, der aus vier kreisförmigen Flecken oder Punkten besteht, es ist jedoch auch jegliche andere Form möglich, und die Anzahl der Kreise ist nicht auf die Zahl vier beschränkt. Es kann auch eine Ionenimplantationstechnik verwendet werden, um die anisotropen Bereiche in einer Ebene zu bilden, welche eine Achse mit leichter Magnetisierung parallel zur Oberfläche der Magnetbläschenmaterial-Dünnschicht aufweisen. Wenn nämlich als Magnetbläschenmaterial-Dünnschicht ein magnetischer Granat gewählt wird, so wird derselbe wie der vorstehend beschriebene

Effekt erzielt durch Ionenimplantation, beispielsweise Implantation von Uiasserstoffionen, Heliumionen oder Protonen, und zu/ar in der Oberfläche des Granats derart, daß ein ffluster gebildet wird, dessen Form und Abmessungen äquivalent denjenigen der uieichmagnetischen Dünnschicht (beispielsmeise Permalloy bziu. Permanentlegierung) sind. Erforderlichenfalls kann dann die Granatoberflache mit Ausnahme des Ionenimplantationsbereiches geätzt u/erden. Die Ätztiefe ist vorzugsweise gleich der Tiefe der Ionenimplantation. Während das ujeichmagnetische material iuie Permalloy lichtundurchlässig ist, sind die Bereiche mit Ionenimplantation lichtdurchlässig. Daher decken sie die Bläschen bzui. Bildelemente nicht ab, und es lüird ein sehr helles Bläschenmuster aufgebaut.

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Claims (5)

1. 281233?

   Fuji Xerox Co._? Ltd., Tokyo/Japan

   ffiaqnetblasen-Anzeigeeinheiten

   Patentansprüche

   fiiagnetblasen-Anzeigeeinheit mit einem ersten Satz aus vielen gefalteten leitenden Segmenten mit äußeren und mit Rückführungsleitungen, die parallel zueinander in einer Richtung angeordnet sind und zyklisch Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringem Abstand bilden, einem zuieiten Satz aus vielen gefalteten leitenden Segmenten mit äußeren und mit Rückführungsleitungen, die parallel zueinander in einer anderen Richtung angeordnet sind und Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringem Abstand zyklisch bilden, mit einer IYlagnetblasenm<n terial-Dünnschicht, die magnetisch mit den ersten und zweiten gefalteten leitenden Segmenten gekoppelt ist, und mit. einem Uormagnetisierungsfeldgenerator zum Halten der Magnetblasen, gekennzeichnet durch

   einen Satz von in einer Ebene liegenden anisotropen Bereichen (?t) jeweils in Magnetblasen-Aufnahmeräumen (23), die durch sich überlappende T&ila mit breitem Abstand der ersten (X) und der zweiten (Y) gefalteten leitenden Segmente definiert sind, wobei die Größe einer Schlaufe von solcher Farm, daü sie durch alle in der Ebene liegenden anisotropen Bereiche an den Rändern nächst dem Zentrum des Magnet blasen-Aufnahmeraumes verläuft, nicht größer ist als diejenige der iiiagnetblase gerade vor dem Erlöschen,
2. 2. I^agnetblasen-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daü die in einer Ebene liegenden anisotropen Bereiche (11) gebildet sind durch Befestigung von ui8ichmagnetischen Dünnschichtstücken auf der Oberfläche einer IKlagnetblasenmaterial-Oünnschicht.
3. 3. Ifisgnetblasen-Anzeigeeinhe it nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ebene liagenden anisotropen Bereiche (21) gebildet sind durch Ionenimplantation in der Oberfläche eines (l.agnet blase nmaterial-ürenats.
4. A. iliagnetblasen-Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daü die Gröüe einer anderen Schlaufe mit einer solchen Form, daü sie durch alle in der Ebene liegenden anisotropen Bereiche an den Rändern gegenüber dem Zentrum des ftlag— nctblasen-Aufnahmeraumes verläuft, nicht kleiner ist als diejenige des UJandung&gebie tes der expandierten ilfiagnetblase.
5. 5. IKiagnetblasen-Anzeigeeinhe-it nach einem der Ansprüche 1 bis 4, gekennzeichnet durch einen weiteren Satz aus in einer Ebene liegenden anisotropen Bereichen, die in den ftiagnetblasen—Aufnahmeräumen Qfrbildet sind, deiqestalt, daü er die durch den Satz won in einer Ebene liegenden anis-ütropfin Bereichen v/erlaufende Schlaufe umgibt- und mit dem U/andungsgebiet der verbreiterten (Kiagnetblase verbindet.

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