DE2812337C2

DE2812337C2 - Magnetblasen-Anzeigeeinheit

Info

Publication number: DE2812337C2
Application number: DE2812337A
Authority: DE
Inventors: Yoshiki Ebina Kanagawa Kikuchi
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 1977-03-22
Filing date: 1978-03-21
Publication date: 1984-01-19
Also published as: DE2812337A1; US4151599A; GB1559564A

Description

Die Erfindung betrifft eine Magnetblasen-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 Rückführungsleitungen, die parallel zueinander in einer anderen Richtung angeordnet sind und Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringem Abstand zyklisch bilden, mit einer Magnetblasenmaterial-Dünnschicht, die magnetisch mit den ersten und zweiten gefalteten leitenden Segmenten gekoppelt ist und mit einem Vormagnetisierungsfeldgeneratot zum

ίο Halten der Magnetblasen. Insbesondere betrifft die Erfindung eine Anzeigeeinheit unter Verwendung von Magnetblasen als Bildelemente, mit der ankommende elektrische Signale, die Buchstaben und/oder Bilder darstellen, in Magnetblasen-Matrixmuster umgesetzt werden. Insbesondere befaßt sich die Erfindung mit einer Magnetblasen-Anzeigeeinheit die imstande ist die Magnetblasen von gewünschter Größe an Bildelementpositionen oder Biasen-Auinahmeräumen der Magnetblasenmatrix sicher zu positionieren.

Eine Anzeigeeinheit unter Verwendung von Magnetblasen als Bildelemente ist beispielsweise in der japanischen Patentschrift 52-0 03 343 beschrieben. Diese Anzeigeeinheit bei der eine Magnetblasenmatrix verwendet wird, besitzt den Nachteil, daß der Zwischenraum zwischen nebeneinanderliegenden Blasen nicht kleiner sein kann als der dreifache bis vierfache Blasendurcf-messer, und zwar wegen der Abstoßungskräfte zwischen diesen, so daß das Verhältnis der Abstände voneinander zum Durchmesser der

jo 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 Fall berühren sie die elektrischen Leiter, die jeder Blasen-Aufnahmeraum umgeben. Dadurch wird es unmöglich, die Bläschen selektiv bei der Musterbildung 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 iviagnetblasen-Anzeigeeinheit zu schaffen, bei der die Magnetblasen an gewünschten Stellen in der Matrix sicher festgehalten werden.

4ί Diese Aufgabe wird durch eine Magnetblasen-Anzeigeeinheit der eingangs beschriebenen Art gelöst die gemäß der Erfindung gekennzeichnet ist durch einen Satz von in einer Ebene liegenden anisotropen Bereichen jeweils in Magnetblasen-Aufnahmeräumen,

v, die durch sich überlappende Teile mit breitem Abstand der ersten und der zweiten gefalteten leitenden Segmente definiert sind, wobei die Größe einer Schlaufe von solcher Form, daß sie durch alle in der Ebene liegenden anisotropen Bereiche an den Rändern nächst

TJ uciii £.ciiuuiii uu !»iSgnctSiSSCr. ΛϋίηΞΠΓΠβΓΗϋΓΓ¹¹??

verläuft, nicht größer ist als diejenige der Magnetblase gerade vor dem Erlöschen.

Bei der Magnetblasen-Anzeigeeinheit nach der Erfindung kann nicht nur die Lage der Bläschen sicher

bo im Raum stabilisiert werden, sondern es wird auch erreicht, daß für eine Expansion des Bläschendurchmessers zur Verkleinerung des Verhältnisses des gegenseitigen Abstandes zum Durchmesser jedes Magnetbläschens 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 sind auch vor

Zerstörung dadurch geschützt, und schließlich ist auch das Trägersubstrat für die ieitenden Segmente gegen solche Beschädigung geschützt

Besonders vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung nach den Unteransprüchen führt ein vergrößerter Durchmesse" jeder Magnetblase bzw. jedes Bildelementes zu einer Verkleinerung des Verhältnisses des Bildelement-Zwischenraumes zu dem Bildelement-Durchmesser. Die expandierten bzw. vergrößerten Magnetbläschen können dabei erreicht werden, ohne daß Stromfluß in den Ieitenden Segment! -^frechterhalten wird, wodurch das Verhältnis -'es K'. jjnetblasen-Zwischenraumes zum Blasendurchmesst, leicht minimal gemacht werden kann.

Im folgenden wird die L.'.,.dung anhand von Ausführungsbeispielen un^ ^;m Vergleich zum Stand der Technik unter Hinweis auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigt

Fig.! eine schemaiische Darstellung des bekannten Magnetblasen-Generators,

Fig.2 eine schematische Ansicht entsprechend F i g. 1 zur Darstellung'des Absatzes von Keimbläschen,

Fig.3 eine Draufsicht entsprechend Fig. 1 zur Darstellung der Erzeugung von Streifengebieten,

F i g. 4 eine Draufsicht entsprechend F i g. 1 zur Darstellung von Inselbereichen aus den Sfeifengebieten,

F i g. 5 eine Ansicht entsprechend F i g. 1 zur Darstellung der Bildung eines Magnetblasenmusters,

F · g. 6 eine Ansicht entsprechend F i g. 5 zur Darstellung eines Musters mit nach außen abgestoßenen Bläschen,

F i g. 7 eine vergrößerte Teilansicht einer ersten Ausführungsform der Erfindung,

F i g. 8 eine Querschnittsansicht längs Linie A-A in Fig. 7.

Fig.9 und 10 Ansichten entsprechend Fig.7 zur Darstellung des sich aus der ersten Ausführungsform der Erfindung ergebenden Vorteils,

Fig. 11 eine Ansicht entsprechend Fig.9 zur Darstellung des der Erfindung zugrunde liegenden Prinzips,

Fig. 12 eine vergrößerte Teilar.sicht einer zweiten Ausführungsform der Erfindung,

Fig. 13 eine Querschnittsansicht längs Linie B-B in Fig. 12,

F i g. 14 eine vergrößerte Teilansicht eines Teils eines Magnetblasenmusters bei der zweiten Ausführungsform.

Fig. 15 eine Ansicht entsprechend Fig. 14 zur Darstellung von expandierten Magnetblasen bei der zweiten Ausführumjsform, und

Fig. 16 eine vergrößerte Teilansicht einer dnttpn Ausführungsform der Erfindung.

Bei dem in F i g. 1 schematisch dargestellten bekannten Magnetblasengenerator bzw. Magnetblasen-Anzeigegerät ist ein Segmentmuster X vorgesehen, das ws einer Anzahl von gefalteten, leitenden Leitungssegmenten X1 — X7 zusammengesetzt ist die parallel zueinander auf der Ebene einer magnetischen Dünnschicht (in der Figur nicht gezeigt) angeordnet sind, und ferner ist ein weiteres Segmentmuster Y vorgesehen, das aus gleichen leitenden Segmenten Yi-Yl zusammengesetzt ist die senkrecht zu dem Muster X auf einer Ebene einer weiteren magnetischen Dünnschicht (in der Figur nicht gezeigt) angeordnet sind. Die Muster 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 statt dessen auch jeweils auf der oberen bzw. unteren Oberfläche einer magnetischen Dünnschicht angeordnet werden.
Vorzugsweise werden die leitenden Segmentmuster

·>· Λ'und Ydurch Ätzen gebildet nachdem ein metallischer Leiter auf ein Substrat wie Glas aufgetragen wurde. Die gefalteten leitenden Segmentmuster X und Y bestehen aus sieben parallelen leitenden Segmenten Xi-XT und Yi- YT, wovon jedes zyklisch einen Teil mit

: > breitem Abstand Px 1, Py 1 und einen Teil mit geringem Abstand Px 2, Py 2 aufweist, wie in der Figur gezeigt ist. Die äußeren Leitungen der leitenden Segmente Xi-Yl und V1-V7 sind jeweils über Schalter Sx 1 — SxTbTW.Sy 1 — Sy 7 an eine Stromquelle I bzw.2 gelegt Diese Schalter werden d><rch eine Steuerschaltung 3 gesteuert Alle Rückführ igsleitungen der leitenden Segmente sind gemeinsam geerdet In einem Magnetblasengenerator, wie er in der genannten japanischen Patentschrift beschrieben ist vvird die Erzeugung und Auslöschung von Magnetblasen durch eine ^-Variation der Intensität des Magnetfeldes gesteuert die sich aufgrund einer Stromänderung in den leitenden Segmentmustern .Yund Vergibt 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 wirr¹ unter einer Magnetblase bzw. einem Magnetbläschen ein zylindrisches magnetisches Gebiet verstanden, das unter der Voraussetzung eines Vormagnetisierungsfel des entsteht, das senkrecht zur Oberfläche ein-r Dünnschicht aus geeignetem magnetischem Material wirksam ist, beispielsweise Seltene-Erde-Orthofcrrit bzw. Plumbit oder Seltene-Erde-Eisengranat.

Ein Verfahren zur Bildung von Magnetblasenmustern wird nun anhand des Beispiels eines Generators beschrieben, bei dem ein Samarium-Terbium-Orthomia'chferrit

als Magnetblasenmateriai verwendet wird. Wenn die magnetische Dünnschicht aus

etwa 50 μπι dick itt und das angelegte Magnetfeld bei Raumtemperatur 4617,95 A/it beträgt, so besitzt jede M.^ognetbiase einen Durchmesser von etwa 30 μπι. Die Magmtblase ist stabil im Bereich eines angelegten Magnetfeldes zvischen 3981 A/m, d. h. das Feld Hu. bei dem die Blase sich zu einem Streifengebie* ausdehnt (Streifenbildurgsfeid), und 5095.67 A/m, d. h. das Feld Hco. bei dem die Blase zusammenfällt (Magnetblasenkollaps-Feld). Iti diesem Bereich wird der Durchr esser der Magnetbiäschen kleiner, wenn ein höheres Vormagnetisierungsfeld angelegt wird.

F i g. 2 zeigt Keimbläschen, die an gegebenen Steilen durch einen herkömmlichen Keimbläscheivgenerator (in der Figur nicht gezeigt) abgesetzt wurden. 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 Magnetbläschen stabil sind (z.B. 4617,95A/m), und zwar senkrecht zur

Zeichenebene von unten nach oben.

In Fig.3 sind die Schalter Sxi-Sx7 der leitenden Segmentmuster X in Stellung »Ein«, und den leitenden Segmenten X1 - X 7 wird Strom aus der Stromquelle I zugeführt, so daß an dem Teil Px 1 jedes Segments mit breitem Abstand ein Magnetfeld in einer Richtung entgegengesetzt dem äußeren Vormagnetisierungsfeld 4 und an dem Teil Px 2 mit kleinem Abstand ein Magnetfeld in derselben Richtung wie das äußere Feld erzeugt wird; daher wefden die Magnetbläschen in den Teilen mit breitem Abstand zu Streifen ausgezogen. Diese /u Streifen ausgezogenen Magneibläschen sind als magnetische Streifengebiete definiert. Wenn die leitenden Segmente einem Strom von 0.5 Ampere führen, so erhält der Teil PxI -3025.5 A/m (< Hs = 398! A/m) und Teil Px 2 7484 A/m (> Wco = 5095.67 A/m) des überlagerten Magnetfeldes.

In Γ i g. 4 sind die Schalter Sx 1 - Sx 7 und SyI - Sy 7 der leitenden Segmentmuster X und Ym Stellung »Ein« und jeweils mit den Stromquellen 1 und 2 verbunden, so daß die leitenden Segmente X 1 - X 7 03 Ampere und die Segmente Yi - Yl 0,9 Ampere führen. In jedem Raum, wo sich die Teile mit breitem Abstand PX1 und Py 1 beider Segmente überlappen, wird ein Magnetfeld von - 453834 A/m erzeugt, wegen des äußeren Vormagnetisierungsfeldes von +4617,95 A/m ist jedoch die Summe dieser Felder nahezu gleich Null. In jedem Raum, wo Teil Px 1 des Segmentes X und Teil Py 2 des Segmentes Y sich überlagern, ergibt Segment X - Ib76 A/m Magnetfeld und Segment Y +52545 A/m, und folglich ist die Summe der zwei Felder + 350328 A/m. Das resultierende Magnetfeld beträgt

+ (350328 + 461755 A/m)=+812123 A/m

Da dieser Wert größer ist als das Streifengebiet-Abschaltfeld des Materials, werden die Streifengebiete im Teil Px \. wie in Fig.3 gezeigt, am Teil PyI des Segmentes V ausgelöscht, um magnetische Inselgebiete (expandierte Magnetbläschen) zu bilden, wie in Fig.4 gezeigt ist. An den Bereichen, die durch die Teile Px 2 de* Segmentes X und den Teil Py 1 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 Vormagnetisierungsfeld nicht beeinflußt wird.

Nach Erzeugung der magnetischen Inselgebiete nach diesem Verfahren werden die Kontakte 5a und SB an Anschluß N gelesrt. um die Ströme in den leitenden Segmentmustern X und Y zu unterbinden und nur das Vormagnetisierungsfeld zurückzulassen. Jedes magnetische Inselgebiet in F i g. 4 nimmt dann in seiner Größe ab. -?nd ein stabilisiertes Magnetblasengitter wird festgesetzt. Danach werden die Magnetbläschen in der Matrix 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 Magnetbläschens in dem mit A bezeichneten Bereich: beide Schalter SA und SB sind mit den Kontakten R verbunden, und nur die Schalter Sx 1 und Sy 1 sind geschlossen. Da das

Smo.55 Tbo.45 FeO3

ein Magnetblasenkollaps-Feld von +5095,68 A/m aufweist, sollte das resultierende Feld bzw. die Summe aus dem Magnetfeld, das durch die Ströme in den leitenden Segmenten Xi und Yi erzeugt wird, und dem Vormagnetisierungsfeld von +461755 A/m größer sein als +5095,67 A/m. Um jedoch zu verhindern, daß Magnetbläschen in anderen Bereichen als Bereich A in ausgelöscht werden, muß das durch den Strom im leitenden Segment XI erzeugte Magnetfeld Hex die Beziehung

Hex +461755 A/m < 5095.67 A/m

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

Hey +461755 A/m < 5095.67 A/m

erfüllen. Ferner müssen Hex und Hey so gewählt 2(i werden, daß folgende Beziehung erfüllt wird

5f ^y A/m < Hex+ Hey+46\755 A/m.

Wenn ein Strom von etwa 50 Milliampere den leitenden Segmenten Xl und YX zugeführt wird, so sind die Magnetfelder Hex und Hey +318,4 A/m, und nur das Bläschen im Bereich A wird ausgelöscht Diese Weise der Magnetbläschenauslöschung wird bei den gewünscLsen Teilen der Matrix angewendet, um ein Magnetblasenmuster z~ biid^n, das Buchstaben oder Bilder ausdrückt

Bei dem oben beschriebenen Magnetblasengeneirator betragen die Summen der Intervalle Px 1 und Px 2 und Py 1 sowie Py 2 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 fürstagile Magnetblasen-Bilderzeugung erforderlich ist Zusätzlich erfahren die

4f> 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 Strom erzeugt wird, das Ausmaß der Ablenkung der Bläschen vergrößern und das Bläschengitter zerstören.

Gemäß der Erfindung sind Stücke au- einer weichmagnetischen Dünnschicht (z. B. Permalloy bzw. Permanentmagneilegierung) um jeden Gitterpunkt des Bläschengitters herum vorgesehen, oder es sind Ionen an denselben Stellen implantiert, um in einer Ebene liegende anisotrope Bereiche 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 bestimmt 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 Px 1 und Py 1 mit breitem Abstand der leitenden Segmente sich überlappen.
Fig.7 ist eine vergrößerte Teilansicht einer Ausfüh-

rungsform mit Merkmalen nach der Erfindung, bei der weichmagnetisches Material verwendet wird. Fig.8 ist eine Querschnittsansicht längs Linie A-A in Fig.7. In dem Raum 23, wo sich die Teile mit großem Abstand der leitenden A'-V-Segmentmuster 11 und 12 überlappen bzw. in dem Raum, wo eine Magnetblase vorhanden sein soll, ist eine Mehrzahl von kleinen Kreisen 21 aus einer weichinpgnetischen Dünnschicht vorgasehen, beispielsweise aus dner Permanentmagnetlegierung bzw. Permalloy (80Ni-20Fe). In Fig.8 ist M die Dünnschicht aus Magnetblasenmaterial. und D ist ein Isoliermaterial. Die kleinen Kreise 21 liegen unter gleichen Abständen entlang dem Umfang η mit dem Mittelpunkt 0 bzw. Zentrum des Raumes 23. 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 Wandungsgebietteil 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 weichmagnetisctien Dünnschichtteilen 21 ausgeübt werden.

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

Da 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 Ausiöschungsfeld an anderen Magnetbläschen ist, die nicht gelöscht werden 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 »Bläschenauslöschungsdurchmesser« erreicht haben. Zur sicheren Festlegung des Bläschens in einer gewünschten Position muß der Durchmesser eines geschrumpften Bläschens so gewählt werden, daß die Gebietswandung des Bläschens in Berührung mit den weichmagnetischen Dünnschichtkreisen 21 ist. Unmittelbar nach dem Schrumpfen des Bläschens bis zu einem solchen Ausmaß, daß die Gebietswandung nichi alle kleinen Kreise 21 berühren kann, wie durch fy in Fig. 7 angedeutet, wird das Bläschen von irgendwelchen kleinen Kreisen angezogen, wie in F i g. 9 gezeig!, und wird beispielsweise an Stelle B1 oder B 2 stabil. Wenn 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 BV in Fig. 10 angedeutet

Nach dem Aufbau der in F i g. 4 gezeigten Bläschenmatrix folgt die selektive Auslöschung der Bläschen. Anfangs wird, wie in F i g. 5 gezeigt, ein Strom dem leitenden Segment XX 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 21 und der Durchmesser »d« derselben zur Stabilität der Bläschen, wie in Fig.9 gezeigt ist Danach werden Stromimpulse, die einen Buchstaben oder eine Bildinformation darstellen, selektiv beispielsweise dem leitenden Segment Yi in Fig.5 zugeführt, um selektiv Bläschen auszulöschen. Einige der in F i g. 9 gezeigten, anomal stabilisierten Bläschen bleiben zurück und vergrößern sich erneut, wenn die Ströme in X und Y unterbinden 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 X 2^X1 angeschlossen sind, Bläschen durch den Strom in den Segmenten X2—X1 oder Yi- Yl verschoben werden, und das Bläschengitter kann wie zuvor beschrieben zerstört werden. Der Abstand »a« zwischen den kleinen Kreisen und der Durchmesser nd« der kleinen Kreise muß derart gewählt werden, daß das von dem Strom in den Segmenten XX-Xl induzierte Magnetfeld bewirkt, daß die Bläschen schrumpfen, während ihr Wandungsgebiet in Berührung mit den vier Punkten oder Kreisen 21 bleibt.

Bei einem Ausführungsbeispiel wurde Yttrium-Orthoferrit verwendet und wurden die Werte für die einzelnen Komponenten folgendenrmaßen bestimmt: der Teil Px 1 des leitenden Segments X mit breitem Abstand mißt 220μιη, der Teil Px2 mit geringem Abstand mißt 80 μπι, und der Strom in dem leitenden Segment X beträgt 150 Milliampere. Wenn der Abstand zwischen den kleinen Kreisen zu 90 μιη gewählt wird und ihr Durchmesser zu etwa 50 μιη, so ist der in F i g. 10 gezeigte Zustand zu beobachten, wenn jedoch der Abstand 80 μπι beträgt und der Durchmesser 50 μπι. so wird dieser Zustand nicht beobachtet. Dies bedeutet. daß für den Fall der Verwendung von Yttrium-Orthoferrit der Auslöschungsdurchmesser der 31äschen ungefähr 66 μιη beträgt, wenn die Magnetdünnschicht ungefähr 80 μπι dick ist, so daß der Abstand zwischen dem Mittelpunkt 0 des Raumes 23 und dem Umfang des k'einen Kreises 21 kleiner sein muß als 33 μπι.

Wenn »a« 90 μπι und »da 50 μπι messen, so kann der Abstand c zwischen dem Zentrum 0 und dem Umfang des kleinen Kreises 21 bei der in F i g. 11 gezeigten Anordnung folgendermaßen berechnet werden:

α d 90 50 ,₀,

c = —— = —■=■ = 38,6 μπα

to Vf 2 VT 2

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 auftreten kann. Wie bereits erwähnt wurde ist die Größe des Anordnungsmusters e'er weichmagnetischen kleinen Dünnfilmkreise begrenzt, sie kann jedoch leicht aus der Beziehung zwischen dem Bläschendurchmesser und dem Magnetfeld bestimmt werden, das durch die Ströme in dem leitenden Segment X und/oder Y aufgebaut wird.

Durch die Erfindung ist es möglich, die Bläschen an Gitterpositionen der Magnetblasenmatrix sicher festzu halten und das korrekte Bild ohne Verzerrung oder Störung anzuzeigen. Wie 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 Anzeige-

eo einheit führt, wodurch die Bildqualität verschlechtert wird. Um diesen Nachteil zu beheben muß der Bläschendurchmesser in möglichst hohem Maße vergrößert werden, während der gegenseitige Biäschenabstand 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 Magnetbläschen in der Matrix sich vergrößern.

Wenn ausgegangen wird von einer Dünnschicht aus

mit Teilen Px 1 und Py 1 mit breitem Abstand von 60 μπι und Teilen Px 2 und Py 2 mit geringem Abstand von 30 μπι sowie von Strömen mit 40 Milliampere, die den leitenden Segmenten X und V zugeführt werden, um ein Magnetfeld von -477,7 A/m in entgegengesetzter Richtung zum Vormagnetisierungsfeld zu erzeugen, so vergrößert sich der Durchmesser von 30 μπι (bei Strom 0) auf etwa 50 μίτι.

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 v/ird durch das Magnetfeld einer an dieser Stelle erzeugten Magnetblase, was zur Bildung eines Magnetpoles führt, der die Bläschen anzieht. Bei der zweiten Ausführungsform der Erfindung wird dieses Phänomen ausgenutzt, um die vergrößerten Magnetbläschen zu stabilisieren.

Fig. 12 zeigt eine vergrößerte Teilansicht der zweiten Ausführungsform der Erfindung, während F i g. 13 eine Querschnittsansicht längs Linie B-B zeigt In dem Magnetbjasen-Aufnahmeraum 23, der definiert ist durch die Überlappung der Teile mit großem Abstand der leitenden X- und y-Segmentmuster ί 1 und 12 sind zwei Sätze oder Gruppen von kleinen Kreisen 21 und 22 aus einer weichmagnetischen Dünnschicht beispielsweise Permalloy (80Ni-20Fe), jeweils unter gleichen Abständen auf Kreisen η bzw. ο angeordnet. Die kleinen Kreise 21, die denjenigen bei der ersten Ausführungsform entsprechen, sind auf dem Umfang η unter denselben Bedingungen und mit derselben Größe wie zuvor beschrieben angeordnet und besitzen eine äquivalente Funktion. Die kleinen Kreise 22 sind auf dem Umfang η eines größeren konzentrischen Kreises angeordnet. Vorzugsweise werden diese kleinen Kreise 21 und 22 wie in der Figur gezeigt auf Radiallinien angeordnet, wobei dies jedoch keine Einschränkung bedeute». Es ist stets erforderlich, daß die kleinen Kreise 21 und 22 auf den Kreisen η und r₃ liegen. Die kleinen Kreise 22 dienen dazu, die Lage des Wandungsgebietes des Bläschens bzw. die Größe, Form und Lage des Magnetbläschens zu sichern, wenn ein Strom dem leitenden Segment zugeführt wird, um die Größe des Magnetbläschen·; nach Erzeugung eines Bläschenmusters, das einen Buchstaben oder ein Bild ausdrückt, zu steigern.

F i g. 14 zeig! eine vergrößerte Teilansicht eines Beispiels der Bläschenanordnung, nachdem das Magnetblasenmuster gebildet wurde. Magnetbläschen, die einen Teil des Musters bilden, sind in den Räumen 23Λ, 23ß und 23D, nicht jedoch im Raum 23C vorhanden. Jede Magnetblase ist unter der Bedingung stabil, daß ihr Wandungsgebiet sich mit den kleinen Kreisen 21 überlappt. Ausgehend von dieser Bedingung, wie in F i g. 15 gezeigt, schwächen die Ströme Ix und Iy in den leitenden Segmenten 11 und 12 des resultierenden Magnetfeld in den Gebieten 23A-23D, so daß die Magnetbläschen 3t bis 33 (in F i g. 14) sich soweit vergrößern können, daß die Gebietswandung jedes expandierten Magnetbläschens 31a, 32a oder 33a mit dem entsprechenden kleinen Kreis 22, der auf dem äußeren Umfang ο iiegt, verbunden wird. Später werden die Ströme Ix und Iy abgeschaltet, und das äußere Vormagnetisierungsfeld 4 wird auf einen solchen Wert reduziert, daß der Bläschendurchmesser in Berührung mit den kleinen Kreisen 22 ist. Somit wird jedes Bläschen 31a, 32a oder 33a mit den kleinen Kreisen 22 verbunden und von diesen sicher festgehalten. Wie bereits erwähnt kann sich jedes Bläschen vergrößern, während der Abstand zwischen den Bläschen unverändert bleibt, so daß das Verhältnis des gegenseitigen Abstandes zum Durchmesser der Eläschen 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 Werte gegeben. Die kleinen Permalloy-Kreise 21 werden rechtwinklig zueinander auf dem Innenkreis η mit einem Durchmesser von 30 μπι angebracht. Die kleinen Permalloy-Kreise 22 liegen mit gleichem Abstand auf dem äußeren Umfang r₃ mit einem Durchmesser von 50 μπι. Der Durchmesser der kleinen Kreise 21, 22 beträgt etwa ΙΟμιτι. Das Bläschenmuster wird stabil unter der Bedingung, daß die Bläschen wie in F i g. 14 gezeigt mit den kleinen Kreisen 21 verbunden sind. Wenn ein Strom von etwa 40 Milliampere den leitenden X- V-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 4219.8 A/m reduziert: dann sind die vergrößerten Magnetbläschen 31a bis 33a mit den äußeren kleinen Kreisen 22 verbunden und werden stabil.

Bei der oben beschriebene" Ausführungsform sind

j5 einzelne getrennte kleine Kreise 21 und 22 vorgesehen, um den Wandungsgebietteil jedes Magnetbläschens in Position zu bringen, derselbe Effekt kann jedoch auch durch Verwendung von länglichen weichmagnetischen Stücken 25 erzielt werden, die aus einer paarweisen

4(i Kombination der klcnen Kreise 21 und 22 entstehen, wie in F i g. 16 gezeigt

Bei der in den F i g. 14 und 15 gezeigten Ausführungsform 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 η verbunden war. auf seine Größe expandiert, in der es mit den kleinen Kreisen 22 auf dem äußeren Kreis rs 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, es reicht eine Reduzierung des Vormagnetisieningsfeldes aus, um die Bläschen zu expandieren. Eine Regelung des Vormagnetisierungsfeldes ermöglicht eine kontinuierliche Veränderung der Größe der Magnetbläschen.

Bei der Erläuterung der verschiedenen Ausführungsformen wurde ein Muster 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 Ionenimplcntationstechnik verwendet werden, um die anisotropen Bereiche in einer Foene zu bilden, welche eine Achse mit leichter Magnetisierung parallel zur Oberfläche der Magnetbläschenmaterial-Dünnschicht aufweisen. Wenn nämlich als Magnetbläs-

chenmaterial-Dünnschicht ein magnetischer Granat gewählt wird, so wird derselbe wie der vorstehend beschrieoene Effekt erzielt durch ionenimplantation, beispielsweise Implantation von Wasserstoffionen, Heliumionen oder Protonen, und zwar in der Oberfläche des Granats derart, daß ein Muster gebildet wird, dessen Form und Abmessungen äquivalent denjenigen der weichmagnetischen Dünnschicht (beispielsweise Permalloy bzw. Permanentmagnetlegierung) sind. Erforder-

lichenfalls kann dann die Granatoberfläche mit Ausnahme des lonenimplantationsbereiches geätzt werden. Die Ätztiefe ist vorzugsweise gleich der Tiefe der Ionenimplantation. Während das weichmagnetische Material wie Permalloy lichtundurchläs^r'g ist, sind die Bereiche mit Ionenimplantation lichtdurchlässig. Daher decken sie die Bläschen bzw. Bildelemente nicht ab, und es wird ein sehr helles Bläschenmuster aufgebaut.

Hierzu 6 Blatt Zeichnungen

Claims

28 12 33/ Patentansprüche:

1. Magnetblasen-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 Rückführungsleitungen, die paraliel zueinander in einer anderen Richtung angeordnet sind und Teile mit breitem Abstand und Teile mit geringern Abstand zyklisch bilden, mit einer Magnetblasenmaterial-Dünnschicht, die magnetisch mit den ersten und zweiten gefalteten leitenden Segmenten gekoppelt ist, und mit einem Vormagnetisierungsfeldgenerator zum Halten der Magnetblasen, gekennzeichnet durch einen Satz von in einer Ebene üegenden annotropen Bereichen (21) jeweils in Magnetblasen-Aufnahmeräumen (23), die durch sich überlappende Teile mit breitem Abstand der ersten (X) und der zweiten (Y) gefalteten leitenden Segmente definiert sind, wobei die Größe einer Schlaufe von solcher Form, daß sie durch alle in der Ebene liegenden anisotropen Bereiche an den Rändern nächst dem Zentrum des Magnetblasen-Aufnahmeraumes verläuft, nicht größer ist als diejenige der Magnetblase gerade vor dem Erlöschen.

2. Magnetblasen-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dsdurch gekennzeichne», daß <*\e in einer Ebene liegenden anisotropen Bereiche (21) gebildet sind durch Befestigung von weichin??netischen Dünnschichtstücken auf der Oberfläche der Magnetblasenmaterial-Dünnschicht.

3. Magnetblasen-Anzeigeeinheit nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die in einer Ebene liegenden anisotropen Bereiche (21) gebildet sind durch Ionenimplantation in der Oberfläche eines Magnetblasenmaterial-Granats.

4. Magnetblasen-Anzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Größe einer anderen Schlaufe mit einer solchen Form, daß sie durch alle in der Ebene liegenden anisotropen Bereiche an den Rändern gegenüber dem Zentrum des Magnetblasen-Aufnahmeraumes verläuft nicht kleiner ist als diejenige des Wandungsgebietts der expandierten Magnetblase.

5. Magnetbiasen-Änzeigeeinheit nach einem der Ansprüche 1 bis 4. gekennzeichnet durch einen weiteren Satz aus in einer Ebene liegenden anisotropen Bereichen, die in den Magnetblasen-Aufnahmeräumen gebildet sind, dergestalt, daß er die durch den Satz von in einer toene üegenden anisotropen Bereichen verlaufende Schlaufe umgibt und mn dem Wandungsgebiet der verbreiterten Magnetblase verbindet.