DE3040953A1

DE3040953A1 - Bildanzeigeeinrichtung unter verwendung der doppelbrechungseigenschaften von ferroelektrischem keramikmaterial

Info

Publication number: DE3040953A1
Application number: DE19803040953
Authority: DE
Inventors: Masaru Neyagawa Osaka Ikedo; Masafumi Moriguchi Osaka Watari; Tadaoki Hirakata Osaka Yamashita; Yoshitake Kyoto Yasuno
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1979-11-01
Filing date: 1980-10-30
Publication date: 1981-05-27
Also published as: DE3040953C2; GB2063542A; GB2063542B; US4379621A

Description

.. — _-.,.,-. _ w~Lt\.,, ,*,* _. mi .*,£{*.- ·- - - · --Patentanwälte und

IEDTKE - DÜHLING " IVlNNE;: : " -- : Vertreter beim EPA

GO -..----· .:'.-..- -------"Dipl.-lng. H. Tiedtke

RUPE - Pellmann ^L

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3040953 Dipl.-lng. R. Kinne

_ 4 _ Dipl.-lng. R Gmpe

Dipl.-lng. B. Pellmann

Bavariaring 4, Postfach 202403 8000 München 2

Tel.: 089-539653

Telex: 5-24845 tipat

cable: Germaniapatent München

30. Oktober 1980

DE 0776 / case. G5-8029-MK 10

Matsushita Electric Industrial Company Limited Kadoma-city, Osaka, Japan

Bi^anzeigeeinrichtung unter Verwendung der Doppelbrechungseigenschaften von ferroelektrischem

Keramikmaterial

Die Erfindung bezieht sich auf eine Bildanzeigeeinrichtung in Tafelausführung, die die Doppelbrechungseigenschaften von ferroelektrischem Material verwendet.

Große Anstrengungen sind bisher zur Verbesserung des Betriebsverhaltens von Anzeigeeinrichtungen in Tafel- bzw. Plattenausführung unternommen worden, um die Erfordernisse von Fernsehsystemen zu erfüllen. Diese Einrichtungen schließen Plasmaanzeigen, Flüssigkristallanzeigen, Elektrolumineszenzanzeigen und elektrochrome Anzeigeplatten bzw. Tafeln ein. Diese

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MU/13

üChe Bank (München) KIo 51/61070 Dresdner Bank (München) Kto. 3939844 Posischeck (München) Kto. 670-43-604

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Einrichtungen haben jedoch verschiedene Beschränkungen in bezug auf Lebensdauer und Herstellung. Beispielsweise haben Plasmaanzeigeeinrichtungen, obwohl sie befriedigend in der Farbtrennung sind, hohe Betriebsspannungen, wodurch es schwierig wird, eine verträgliche Steuerschaltung zu entwerfen, und die Kompliziertheit des Herstellungsvorgangs erhöht wird. Elektrolumineszenzanzeigen arbeiten ebenfalls bei hohen Spannungen, ihre Farbwiedergabe ist außer.für

■]q Orange schlecht. Flüssigkristall- und elektrochrome Anzeigetafeln unterliegen Beschränkungen in ihrem Ansprechvermögen und haben außergewöhnlich hohe Temperaturabhängigkeiten. Vor kurzem sind Bemühungen unternommen worden, die Licht-Streueigenschaften von transparenten ferroelektrischem Material, beispielsweise Bleilantanzirkonattitanat-Keramik (PLZT) bei Anzeigetafel-Anwendungen zu verwenden. Die Licht-Streueigenschaften von dem keramischen Material sind einer Änderung der Kristallstruktur des Materials oder dem Einfluß eines elektrischen Feldes zuzuschreiben, das in Richtung der Dicke des Materials angelegt ist. Beispielsweise ist bei einer PLZT-Keramikplatte mit einer Dicke von 200 um das Anlegen von 200 Volt oder mehr erforderlich, um derartige kristallographische Strukturänderungen zu erzeugen. Da herkömmliche integrierte Schaltungen, die in verschiedenen Anwendungsfällen in großem Umfang verwendet werden, mit Spannungen, die sehr viel kleiner als 200 Volt sind, arbeiten, würde die Elektroden-Steuerschaltung speziell entworfene integrierte Schaltungen erfordern, wodurch sich die Herstellungskosten erhöhen.

Eine weitere Art von Bildanzeigeeinrichtungen verwendet die Doppelbrechungseigenschaften von ferroelektrischem Material. Diese Bildanzeigeeinrichtung

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weist einen ersten und einen zweiten Polarisator, deren Polarisationsebenen einen rechten Winkel einschließen, sowie eine zwischen den Polarisatoren angebrachte elektrooptische Platte mit einer daran befestigten Elektrodenmatrix auf.Obwohl die Anzeige vom "Doppelbrechungstyp" in bezug auf den Bildkontrast hervorragend verglichen mit der Anzeige vom Licht-Streutyp ist, tritt unerwünschte "Kreuzko.pplung" zwischen nicht ausgewählten Matrixelektroden auf, wodurch sich eine Tendenz zur Verringerung der Schärfe des Reproduzierten Bildes ergibt.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Bildanzeigeeinrichtung zu schaffen, die ein scharf definiertes Bild erzeugt.

Zur Lösung dieser Aufgabe weist die erfindungsgemäße Matrixeiektrodenanordnung eine Gruppe paralleler Zeilenelektroden und eine Gruppe paralleler Spaltenelektroden auf, um eine Vielzahl von Elementarbildflächen auf der elektrooptischen Platte zu bilden, die zwischen den beiden Polarisatoren angebracht ist. In jeder der Elementarbildflächen weist die Elektrodenanordnung ein in einer Richtung leitendes Element, erste parallele Fingerelektroden, die über das in einer Richtung leitende Element mit einer Zeilenelektrode verbunden sind, sowie zweite parallele Fingerelektroden auf, die mit einer Spaltenelektrode verbunden und relativ zu den ersten Fingerelektroden versetzt angeordnet sind. Da ein in einer Richtung leitendes Element vorgesehen ist, wird aufgrund des Ausschlusses der anderen Bildelemente lediglich das gewählte Bildelement polarisiert. Vorzugsweise ist eine der zweiten Fingerelektroden parallel zu und nahe bei einer benachbarten Spaltenelektrode angeordnet, um als Abschirmung zwischen sich kreuzenden Zeilen- und Spaltenelektroden zu wirken, um andere

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unerwünschte Kapazitäten zu beseitigen, die dazu neigen, ein verschmiertes Bild zu erzeugen.

Ferner soll eine verbesserte Bildanzeigeeinrichtung geschaffen werden, die bei relativ niedrigen Spannungen arbeitet.

Dies wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die ersten und die zweiten Firigerelektroden jedes BiIdelements mit einem Abstand von 15 bis 100 um angeordnet werden. Diese Anordnung führt zu einer Verringerung der Dicke der elektrooptischen Platte, was wiederum eine deutliche Verbesserung des Bildkontrastes ermöglicht.

Die elektrooptische Platte weist vorzugsweise ein ferroelektrisches Keramikmaterial aus (Pb₁ A B. )

X""X el D

(Zr Ti₁ ). xO„, wobei A für ein Selten-Erdelement aus y l-y i-ήΤ d

der Gruppe Nd und La und B für ein Element aus der Gruppe Na, K, Sr und Ba steht. Der x-Bereich geht von 0,09 bis 0,11, der y-Bereich von 0,6 bis 0,8; ferner gilt:a+b=x, afO, b^0. Das Keramikmaterial behält eine Einphasenstruktur, wenn das elektrische Feld angelegt ist. Dieses Material ermöglicht der Anordnung, schnell auf plötzliche Änderungen der an die sich kreuzenden Matrixelektroden angelegten Spannung zu reagieren.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine aufgebrochene perspektivische Ansicht einer die Erfindung verwendenden BiIdanzeigeeinrichtung,
35

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Fig. 2 eine perspektivische Teilansicht der Anordnung gemäß Fig. 1,

Fig. 3 einen Graph der ferroelektrischen Polarisationscharakteristik des bei der Erfindung verwendeten elektrooptischen Keramikmaterials,

Fig. 4 eine vergrößerte Aufsicht der erfindungsgemäßen Matrixelektrodenanordnung,

Fig. 5 eine Darstellunge einer alternativen

Anordnung der Matrixelektrode von Fig. 4,

Fig. 6A und 6B einen Querschnitt längs der Linie

6-6 in Fig. 4,
20

Fig. 7 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik

der Keramikplatte als Funktion der angelegten Spannung, wobei der Fingerelektrodenabstand als Parameter verwendet wird, 25

Fig. 8 und 9 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik der Keramikplatte als Funktion der Lichtwellenlänge, wobei die angelegte Spannung als Parameter verwendet wird, 30

Fig. 10 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik

des bei der Erfindung verwendeten Farbfilters als Funktion der Lichtwellenlänge und des Strahlungsenergieverhältnisses oder der Spektralintensität des Lichtes

der Lichtquelle,

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Fig. 11 eine Darstellung des über der Matrixelektrodenanordnung liegenden Farbfilters, und

Fig. 12 eine Modifikation der Elektrodenanordnung

aus Fig. 4, die für Schreib- und Löschvorgänge nützlich ist.

In Fig. 1 weist eine erfindungsgemäße Bildanzeigeeinrichtung 10 einen ersten Polarisator 2, eine transparente elektrooptisch^ Platte 3 aus ferroelektrischem Material, auf der eine Matrixelektrodenanordnung 4 aufgebracht ist, einen Farbfilter 5 und einen zweiten Polarisator 6 auf. Die Anzeigeeinrichtung 10 empfängt Licht von einer Lichtquelle 1, die eine Vielzahl von Fluoreszenzlampen la mit scharfen Intensitäten im Rot-, Grün- und Blau-Bereich des sichtbaren Lichts hat. Eine nicht gezeigte Licht-Diffuserplatte kann auf der Lichtquelle angeordnet werden, um eine räumliche Verteilung des Lichtes zu erzeugen. Der erste und der zweite Polarisator 2 bzw. 6 sind derart angeordnet, daß ihre Polarisationsachsen einen rechten Winkel einschließen, wie dies in Fig. 2 erläutert ist. Die Elektrodenanordnung 4 induziert Doppelbrechung und Lichtstreuung in Flächen der elektrooptischen Platte 3, in denen lokalisierte ferroelektrische Polarisation durch das longitudinale elektrische Feld erzeugt wird. Aus Darstellungsgründen ist die Matrixelektrode in Fig. 2 übertrieben dargestellt, wie sie eine Vielzahl von einander gegenüberstehenden parallelen Fingerelektroden 12 und 13 aufweist, die mit einer Impulsquelle 14 verbunden sind. Die Fingerelektroden sind unter einem 45 - Winkel relativ zu den Polarisationsachsen des ersten und zweiten Polarisators 2 bzw. 6 orientiert.

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Aufgrund der Doppelbrechung des ferroelektrischen Materials wird die gebrochene Lichtkomponente einer Verzögerung D unterzogen, die folgendermaßen gegeben ist:

D = Jn-t (1)

η = \ τξ ■ R * E² (2)

hierbei ist Δη die effektive Doppelbrechung, t die Dicke der elektrooptischen Platte 3, R der elektrooptische Koeffizient zweiter Ordnung, n. der Brechungsindex der Platte 3 und E die zwischen die Elektroden 12 und 13 angelegte Spannung.

Das durch den ersten Polarisator 2 hindurchgehende Licht wird einer Phasenverschiebung unterzogen, wenn es durch die elektrooptische Platte hindurchgeht, so daß die aus dem zweiten Polarisator 6 austretende Lichtmenge I . die folgende Beziehung mit der in dem ersten Polarisator 2 eintretenden Lichtmenge I. hat:

¹OUt - ¹Ir₁ ^Si"² (^D77"/*> 25

hierbei ist ,1 die Wellenlänge des auf den ersten Polarisator 2 einfallenden Lichtes,

Wie man sieht ist die austretende Lichtmenge minimal, wenn die Größe der Verzögerung D ein ganzzahliges Vielfaches "n" der Wellenlänge 'X ist, und maximal, wenn D= (n - =)λ gilt, so daß eine Änderung der an die Fingerelektroden angelegten Spannung zu einer entsprechenden Änderung der austretenden Lichtmenge I . führt.

O U X»

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Das bevorzugte Material für die elektrooptische Platte 3 ist aufgrund der schnellen Ansprechcharakteristik eine Bleilanthanzirkontitanat-Keramik (PLZT) mit einer geringen Hysterese, wie sie in Fig. 3 gezeigt ist. Obwohl die ferroelektrische Polarisation dieses Materials keine Hysterese als Funktion der an sie angelegten Spannung hat, kann die Platte 3 als Kapazität zur Speicherung elektrischer Energie wirken, bis sie durch eine Kurzschlußschaltung entladen ist. 10

Genauer gesagt besteht die elektrooptische Platte

3 aus einer Keramik (Pb. A B_v) (Zr Ti₁ ), xO_Q

ι—χ au y J--y *-~~ä "■*

wobei A für ein Selten-Erd-Element ausgewählt aus der aus Neodym (Nd) und Lanthan (La) bestehenden Gruppe, B für ein aus der aus Natrium (Na), Kalium (K), Strontium (Sr) und Barium (Ba) bestehenden Gruppe ausgewähltes Element steht, χ im Bereich von 0,09 bis 0,11 und y im Bereich von 0,6 bis 0,8 liegt und gilt: a + b = χ (a # 0, b # 0). Dieses Keramikmaterial zeichnet sich durch eine Einphasenstruktur aus, wenn ein elektrisches Feld angelegt ist.

Erfindungsgemäß weist die Matrixelektrode 4 vom Bildspeichertyp eine Vielzahl von Ablenkelektroden 4I₁ 41 . 41 und eine Vielzahl von Signalelektro-1... j... m °

den 42.... 42, ... 42 auf, die sich unter einem rechten χ λ η

Winkel zu den Ablenkelektroden 41 erstrecken, um eine Vielzahl von Bildelementen 43 zu bilden, von denen lediglich eines in Fig. 4 dargestellt ist. Jedes BiIdelement ist mit Ablenk-Fingerelektroden 41a und 41b_y die über ein in einer Richtung leitendes Element oder eine Diode 44 mit der Ablenkmatrixelektrode 41 . verbun-

J den sind, sowie Signal-Fingerelektroden 42a und 42b versehen, die sich vom unteren Teil der Signalmatrixelektrode 42, unter einem rechten Winkel zu der Ablenk-

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Matrixelektrode 41 erstrecken und nach oben gebogen sind, so daß sie parallel zu der Signal-Matrixelektrode 42 verlaufen. Die Fingerelektroden 41a und 41b sind relativ zu den Fingerelektroden 42a und 42b derart versetzt, daß sich die Elektrode 42b nahe bei der benachbarten Signal-Matrixelektrode 42. _. befindet. Die kammähnlichen Fingerelektroden sind mittels Vakuumaufdampfen von Al, Au oder Au-Cr auf der spiegelpolierten Oberfläche der elektrooptischen Platte 3 niedergeschlagen und die Platte 3 ist so angeordnet, daß die Fingerelektroden einen 45° Winkel zu den Polarisationsebenen des ersten und zweiten Polarisators 2 bzw. 6 bilden.

Durch diese Anordnung wirkt die Fingerelektrode 42b als Abschirmung, die eine unerwünschte kapazitive Kopplung zwischen der benachbarten Signalelektrode 42, - und der Ablenk-Fingerelektrode 41b sowie die weitere kapazitive Kopplung zwischen der Ablenk-Fingerelektrode 41a, 41b und der benachbarten Ablenkelektrode verhindert. Deshalb ist die Ablenk-Matrix-

elektrode 41j elektrisch von der benachbarten Signalelektrode 42, _i und von der benachbarten Ablenkelektr de 41 . . isoliert. Als Ergebnis kann ein scharf J ^{+ 1}

definiertes, flimmerfreies Bild erhalten werden. An jeder Kreuzung der Ablenk- und Signal-Matrixelektroden ist eine Isolationsschicht, beispielsweise eine SiO_?- Schicht vorgesehen, um eine elektrische Isolation

zwischen beiden zu schaffen. Bei dem praktischen Aus-30

führungsbeispiel kann die Isolationsschicht 45 so ausgedehnt sein, daß sie die Oberfläche der Diode 44 bedeckt, die auf einer einzelnen Ablenkelektrode 41 angeordnet ist.

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Beim Betrieb werden, wenn die Ablenk-Matrixelektrode 41 . auf einem gegebenen Potential gehalten wird, an die Signal-Matrixelektroden 42, bis 42 nacheinander die Signalspannungen angelegt, so daß die Flächen des darunterliegenden elektrooptischen Materials, die parallel zu der Elektrode 41 . angeordnet sind, entsprechend der Größe der angelegten Signalspannungen nacheinander ferroelektrisch polarisiert werden. Das durch die polarisierten Flächen hindurchgehende Licht wird einer Doppelbrechung unterzogen und kann durch den zweiten Polarisator 6 entsprechend der örtlichen ferroelektrischen Polarisation hindurchgehen.

Eine alternative Anordnung der Fingerelektroden ist in Fig. 5 gezeigt, bei der sich die Ablenk-Fingerelektroden 41a, 41b, 41c und 41d parallel zu den Ablenk-Matrixelektrcden 41 erstrecken und relativ zu den Signal-Fingerelektroden 42a, 42b, 42c und 42d versetzt sind, wobei die Fingerelektrode 42d nach oben gebogen ist, um sich zwischen der benachbarten Signal-Matrixelektrode 42, . und dem Schenkelabschnitt der Ablenk-Fingerelektroden 41a bis 41d zu erstrecken. Bei dieser alternativen Anordnung wirkt die Fingerelektrode 42d als Abschirmung zwischen der Ablenk- und der Signal-Matrixelektrode 41 bzw. 42.

Wenn die Diode 44 in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, sorgt sie für eine Verbindung zwischen der Ablenk-Matrixelektrode 41 und deren Fingerelektroden 41a, 41b, so daß lediglich ein Bildelement erregt ist; dagegen sorgt sie für eine Isolation zwischen diesen, wenn sie im nicht leitenden Zustand verbleibt, so daß die nicht zu der polarisierten Fläche gehörenden Bildelemente frei von unerwünschter Kreuzkopplung

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sind; als Ergebnis wird ein klares Bild mit hohem Kontrast erhalten.

Wie in Fig. 6A gezeigt ist, weist die Diode im wesentlichen Ubereinanderliegende Schichten 46 und 47 aus Selen bzw. Tellur auf, die im Vakuum auf die Ablenk-Matrixelektrode 41 aufgedampft worden sind. Die obere Oberfläche der Tellurschicht 47 ist von einer vakkumaufgedampften Metallschicht 48 bedeckt, die den Schenkelabschnitt der Ablenk-Fingerelektroden bildet. Typischerweise werden die übereinanderliegenden Schichten 46 und 47 durch Aufdampfen von Selenpulver, das 0,2 bis 10,0 Gew.-% Jodpulver enthält, bei einem Druck von 10~ Torr oder weniger, und anschließendes Aufdampfen von Tellur im Vakuum oder unter Argonschutzgas,gefolgt von einer Wärmebehandlung hergestellt. Diese Wärmebehandlung schließt stufige Temperatursteigerungen bis ungefährt 180°C ein, um dem aufgedampften Selen die Kristallisation aus dem amorphen Zustand zu ermöglichen. Nach der Kristallisation der Selenschicht werden die Ablenk-Fingerelektroden im Vakuum aufgedampft.

Experimentell wurde gefunden, daß die Diode 44 eine Durchbruchsspannung von mehr als 60 Volt und

3 2 einen Vorwärtswiderstand von 10 Ohm/mm und einen

Pt P

Widerstand von 10 Ohm/mm bei Rückwärtsvorspannung hat. Fig. 6B zeigt eine bevorzugte Form des Diodenaufbaus, der einen zusätzlichen Satz von Schichten 46' und 47' über dem ersten Satz von Schichten 46 und 47 mit einer ohmschen Zwischenschicht 50 dazwischen aufweist. Der Schenkelabschnitt 48 der Fingerelektroden 41 ist auf der oberen Oberfläche der Tellurschicht 47' vorgesehen. Der Diodenaufbau gemäß Fig. 6B hat eine Durchbruchspannung von 100 Volt.

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Gemäß einem weitern Gesichtspunkt der Erfindung erlaubt die Bildanzeigeeinrichtung 10 die Verwendung von seriengefertigten integrierten Schaltungen vom Niederspannungstyp, die die Matrixelektroden 41 und 42 ansteuern. Dies wird durch die Kombination des vorstehend erläuterten ferroelektrischen Materials und der versetzten Fingerelektroden erreicht, die einen Abstand d im Bereich von 15 bis 100 jum haben. Der Bereich des Abstands d wird durch die im folgenden erläuterten Experimente bestätigt, bei dem eine ferroelektrische Platte mit einer Dicke von 200 pm aus ^(PbO,91^LaO,O9^{) (Zr}0,65^Ti0,35⁾⁰3 ^ve™endet wurde und die Untersuchungen mit Elektrodenabständen von 8, 15, 70, 100 und 150 jum durchgeführt wurden.

In Fig. 7 ist die Lichtdurchlässigkeit der ferroelektrischen Platte 3, wie sie auf der Auslaßseite des zweiten Polarisators 6 gemessen wurde, als Funktion der an die Elektroden 41 und 42 angelegten Spannung mit dem Fingerelektrodenabstand d als Parameter aufgetragen. Wie man sieht ist für einen Elektrodenabstand von 8 jLim die Lichtdurchlässigkeit außerordentlich gering, obwohl die Arbeitsspannung niedrig ist. Andererseits werden befriedigende Werte für die Lichtdurchlässigkeit in einem Bereich des Elektrodenabstandes von 15 bis 150 jum mit Arbeitsspannungen von bis zu 180 Volt erreicht.

Weitere Versuche sind durchgeführt worden, um die Beziehung zwischen der Lichtdurchlässigkeit und der Wellenlänge des Lichts unter Verwendung der Elektrodenspannungen als Betriebsparameter zu bestimmen. Bei diesen Versuchen wurde die vorstehend erwähnte PLZT-Platte mit einer Dicke von 200 _;um und einem Elektrodenabstand d von 50 jum verwendet. Wie in Fig. 8

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] gezeigt ist, ist für einen Betriebsspannungsbereich von bis zu 70 Volt die Lichtdurchlässigkeit eben über dem roten, dem grünen und dem blauen Spektralbereich. Andererseits zeigt Fig. 9 daß für Betriebsspannungen

β gleich oder höher als 80 Volt die Lichtdurchlässigkeit wesentlich über dem roten, grünen und blauen Spektralbereich schwankt. Dies ist für die Wiedergabe eines Farbbildes unerwünscht.

IQ Aus dem vorhergehenden folgt, daß der gewöhnliche Wert des Fingerelektrodenabstandes d im Bereich zwischen 15 und 100 um liegt und vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 70 jum. Es ist ferner experimentell bestätigt, daß die Dicke der ferroelektrischen Platte 3 gleich oder größer als dem dreifachen Wert des Elektrodenabstandes d ist. Die gewöhnliche Dicke der ferroelektrischen Platte 3 liegt im Bereich zwischen 45 und 500 _;um.

Eine befriedigende Farbwiedergabe wird durch die Verwendung eines Farbfilters mit einer Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, wie sie durch die gestrichelten Linien R, G und B in Fig. 10 dargestellt ist, in Verbindung mit einer Lichtquelle mit einer Spektralintensitätscharakteristik erhalten, wie sie durch die durchgezogene Kurve 50 dargestellt ist. Das Strahlungsenergieverhältnis der Lichtquelle ist in Flächen zwischen den Maximalwerten bei unterschiedlichen Wellenlängen vernachlässigbar gering. Dies erlaubt eine hervorragende Lichttrennung und Korrektur der Lichtdurchlässigkeit in bezug auf jede Primärfarbe. Der Unterschied in den Lichtdurchlässigkeitscharakteristiken des in Fig. 10 gezeigten Farbfilters kann durch die Verwendung einer Lichtquelle korrigiert werden, die die höchste Intensität im blauen Bereich,

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eine mittlere Intensität im grünen Bereich und die

niedrigste Intensität im roten Bereich hat. Diese

Korrektur der Intensität führt zu einer hervorragenden Farbwiedergabe.

Ein Beispiel des Farbfilters 5 ist in Fig. 11 in

einer überlappenden Beziehung mit der Matrixelektrode 4 gezeigt. Eine Serie von sich wiederholenden Triplets aus roten, grünen und blauen Farbstreifen, die mit R,

IQ G und B bezeichnet sind, ist so vorgesehen, daß jeder Streifen in Deckung mit jeder Serie von vertikal angeordneten durch benachbarte Elektroden 42 bestimmten Bildelementen ist. Die Lichtdurchlässigkeit einer gewünschten Primärfarbe wird somit durch ein an die zugeordnete Matrixelektrode 42 angelegtes Signal bei gleichzeitigem Anlegen eines Potentials an die zugeordnete Ablenk-Matrixelektrode 41 gesteuert.

Ein organischer Farbfilter ist vorzuziehen, da die Farbstreifen mittels eines Siebverfahrens mit einer Genauigkeit von wenigen um auf die der Matrixelektrode entgegengesetzte Oberfläche der elektrooptischen Platte 3 aufgedruckt werden können.

Fig. 12 zeigt eine modifizierte Elektrodenanordnung, die es erlaubt, daß ein Bild nach dem Schreibvorgang gelöscht wird, statt das Bild für eine längere Zeitdauer zu speichern. Diese Elektrodenanordnung unterscheidet sich von der Anordnung gemäß Fig. 4 darin, daß sie ferner eine Lö'schelektrode 51, die sich parallel zu und benachbart der Schreib-Ablenkmatrixelektrode 41 erstreckt, sowie eine über der Löschelektrode 51 liegende Löschdiode 54 aufweist. Der Schenkelabschnitt 48 der Ablenk-Fingerelektroden 41a, 41b liegt über den Dioden 44 und 54, um als gemeinsame

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] Elektrode für Schreib- und Löschvorgänge zu wirken.

Die Löschdiode 54 ist so hergestellt, daß sie entgegengesetzt zu der Schreibdiode 41 gepolt ist. Der Löschvorgang wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 51 und 42 durchgeführt, die die Löschdiode 54 in Vorwärtsrichtung, die Schreibdiode 41 jedoch in Rückwärtsrichtung beaufschlagt. Alle Speicherbilder können durch gleichzeitiges Anlegen des Löschpotentials an alle Löschelektroden 51 und an alle Signalelektroden 42 gelöscht werden. Natürlich ist es möglich, ein bestimmtes Bildelement oder bestimmte Bildelemente durch Adressieren spezieller Matrixelektroden zu löschen.

Der zeitliche Abstand zwischen dem Schreib- und Löschvorgang kann im Fall einer Filmwiedergabe zu 33 Millisekunden gewählt werden. Aufgrund der Bildhaltefähigkeit der elektrooptischen Platte 3 wird ein Bild genügender Helligkeit erhalten. Nimmt man an, daß der Wert von 33 Millisekunden als Schreib- und Löschintervall für NTSC- oder PAL-Fernsehsysteme gewählt worden ist, ist es notwendig, daß der Schreibvorgang für jedes Ablenkzeilenbild in einem kleineren Zeitraum als 64 Mikrosekunden durchgeführt werden muß. Da die TeSe-Diode, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, einen Schaltvorgang innerhalb einer kleineren Zeit als wenigen Mikrosekunden durchführen kann, genügt die erfindungsgemäße Bildanzeigeeinrichtung 10 den Anforderungen von Fernsehsystemen.

Ein weiterer Vorteil der Erfindung liegt in der Tatsache begründet, daß die Beseitigung von unerwünschten Kapazitäten zwischen den Matrixelektroden nicht nur zu einem scharf bestimmten Bild führt, sondern auch den Bildkontrast erhöht. Da ferner der Bild-

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kontrast eine umgekehrte Funktion der Dicke der elektrooptischen Platte 3 ist, welche wiederum,wie vorstehend beschrieben,eine Funktion des Elektrodenabstandes d ist, sorgt die Erfindung für einen BiIdkontrast von mehr als 100:1 durch eine geeignete Bemessung des Wertes des Abstandes d in bezug zu der Dicke der Platte 3.

Vorstehend ist die Erfindung exemplarisch beschrieben worden. Es versteht sich von selbst, daß die Erfindung nicht auf diese exemplarische Beschreibung beschränkt ist. Beispielsweise können die Dioden 44 durch Schaltelemente wie Feldeffekttransistoren oder Dünnfilmtransistoren (CdS oder PdS) insoweit ersetzt werden, als sie als schnell ansprechende Dioden wirken.

Vorstehend ist eine Bildanzeigeeinrichtung beschrieben worden, die einen ersten und einen zweiten Polarisator 2,6 deren Polarisationsebenen einen rechten Winkel einschließen, und eine elektrooptische Platte 3 aus ferroelektrischem Keramikmaterial aufweist, die zwischen dem ersten und dem zweiten Polarisator angeordnet ist. Eine Matrixelektrodenanordnung 4 ist an der einen Fläche der Keramikplatte 3 angebracht', um kristallographische Strukturänderungen aufgrund des Einflusses eines lokal erzeugten elektrischen Feldes zu bewirken, so daß das durch den ersten Polarisator 2 durchgehende Licht in einer der Stärke des elektrischen Feldes proportionalen Größe gebrocnen wird und aus dem zweiten Polarisator mit einer Intensität austritt, die proportional dem elektrischen Feld ist. Die Elektrodenanordnung weist eine Vielzahl von Zeilenelektroden 41 und eine Vielzahl von Spalten-

*" elektroden 42 auf, die eine Vielzahl von Elementarbildflächen bestimmen. In jeder Elementarfläche weist

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die Elektrodenanordnung eine Diode 44, erste parallele Fingerelektroden 41a, 41b, die über die Diode mit der Zeilenelektrode verbunden sind, sowie zweite parallele Fingerelektroden 42a, 42b auf, die mit der Spaltenelektrode 42, verbunden und relativ zu den ersten Fingerelektroden versetzt sind.

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Claims

Patentansprüche

(l/ Bildanzeigeeinrichtung, gekennzeichnet durch einen ersten und zweiten Polarisator (2, 6), deren Polarisationsebenen einen rechten Winkel einschließen, eine transparente elektrooptische Platte (3) aus ferroelektrischem Material zwischen dem ersten und zweiten Polarisator, und eine an einer Oberfläche der elektrooptischen Platte angebrachte Matrixelektrodenanordnung (4), die parallele Zeilen aus Elektroden (41) und parallele Spalten aus Elektroden (42), die eine Vielzahl von Elementarflachen auf der elektrooptischen Platte bestimmen, sowie ferner in jeder der Elementarflächen ein in einer Richtung leitendes Element (44) aufweist, wobei die ersten parallelen Fingerelektroden über dieses leitende Element mit der Zeilenelektrode und die zweiten parallelen Fingerelektroden mit der Spaltenelektrode verbunden sind, und die ersten und die zweiten Fingerelektroden relativ zueinander versetzt sind.
2. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1,

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dadurch gekennzeichnet, daß eine der zweiten Fingerelektroden parallel zu und nahe bei der benachbarten Spaltenelektrode (42) ist.
3. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die ersten und zweiten Fingerelektroden einen Abstand zwischen 15 jam und 100 jjm haben.
4. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, 2, oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die elektrooptische Platte (3) aus einem keramischen Material hergestellt ist, das (Pb A B) (Zr Ti ) xO„,

χ—λ du y ->-~y ■"·"/[ ^ aufweist, wobei A für ein aus der aus Nd und La bestehenden Gruppe ausgewähltes Selten-Erd-Element, B für ein aus der aus Na, K, Sr und Ba bestehenden Gruppe ausgewähltes Element steht, χ im Bereich von 0,09 bis 0,11, und y im Bereich von 0,6 bis 0,8 liegt und a + b = x, a £ 0, b 4 0, gilt und das Keramikmaterial bei angelegtem elektrischem Feld in einer Einphasenstruktur verbleibt.
5. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß das in einer Richtung leitende Element (44) auf der Zeilenelektrode (41) angebracht ist.
6. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das leitende Element (44) eine eine Diodenwirkung hervorrufende Halbleiterschalteinrichtung aufweist.
7. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der elektroopti-

sehen Platte (3) mindestens dreimal der Abstand

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zwischen der ersten und zweiten Fingerelektrode ist.
8. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Matrixelektrode ferner zweite parallele Zeilen von Elektroden (51) aufweist, die parallel zu und nahe bei den erstgenannten Elektroden sind, und daß jede der Elementarflächen ferner ein zweites in einer Richtung leitendes Element (54) aufweist, dessen Durchgangsrichtung entgegengesetzt zur Durchgarigkrichtung des zuerstgenannten in einer Richtung leitenden Elements ist, wobei die ersten Fingerelektroden über das zweite in einer Richtung leitende Element mit der zweiten Zeilenelektrode verbunden sind.
9. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1 oder 8, gekennzeichnet durch ein der elektrooptischen Platte benachbartes Farbfilter, das eine Vielzahl von sich wiederholenden Filterstreifen der Primärfarben aufweist.
10. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder der Filterstreifen in Deckung mit den Elementarflächen der Matrixelektrode ist, die in Serie zwischen benachbarten Elektroden der ersten oder der zweiten Gruppe angeordnet

sind.
11. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 10, gekennzeichnet durch eine Lichtquelle_/die Licht mit

Maximalintensität im Wellenlängenbereich der Primärfarben des Farbfilters emitiert.

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