DE3040953C2

DE3040953C2 - Bildanzeigeeinrichtung

Info

Publication number: DE3040953C2
Application number: DE3040953A
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: 1984-03-15
Also published as: DE3040953A1; GB2063542A; US4379621A; GB2063542B

Description

(Pb₁_._rA_flB_ft)(Zr_>Ti_l__v)_l.i0₃

aufweist, wobei A ein aus der Nd und La enthaltenden Gruppe ausgewähltes Element der seltenen Erden, B ein aus der Na, K, Sr und Ba enthaltenden Gruppe ausgewähltes Element bezeichnen, χ im Bereich von 0,09 bis 0,11 und y im Bereich von 0,6 bis 0,8 liegen, die Beziehungen

(a + b) = x, a φ 0, b Φ 0

erfüllt sind und das Keramikmaterial bei angelegtem elektrischen Feld in einer Einphasenstruktur veräleibt.

5. Bildanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichrichterelement (44) auf der Zeilenelektrode (41) ausgebildet ist.

6. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Gleichrichterelement (44) in Halbleitertechnik ausgeführt ist und Schichten aus Tellur und Selen aufweist.

7. Bildanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Keramikplatte (3) mindestens dem dreifachen des Abstands zwischen den einzelnen Fingerabschnitten der Fingerelektroden entspricht.

8. Bildanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jede Zeilenelektrode in zwei parallele Elektrodenbahnen (41,51) unterteilt ist, die mit den zugehörigen kammförmigen Fingerelementen jeweils über ein eigenes Gleichrichterelement (44 bzw. 54) verbunden sind, deren Polung einander entgegengesetzt ist

9. Bildanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, gekennzeichnet durch ein der

ίο Keramikplatte (3) benachbart angeordnetes Farbfilter (5), das eine Vielzahl von sich wiederholenden Filterstreifen (R, G, B) der Grundfarben aufweist

10. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Filterstreifen (R, G, B) auf die zwischen benachbarten Zeilen- oder Spaltenelektroden liegenden Bildelementreihen ausgerichtet ist

11. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, daß die die Anordnung

2.1 aus Polarisator (2% Keramikplatte (3) und Anaiysator (6) bestrahlende Lichtquelle (1) Licht mit Maximalintensität in den Wellenlängenbereichen der Grundfarben des Farbfilters (5) emittiert.

Die Erfindung betrifft eine Bildanzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

JO Aus der US-PS 41 13 352 ist eine derartige Bildanzeigeeinrichtung bekannt, die sich aufgrund der Ausnutzung der Doppelbrechungseigenschaften der verwendeten Keramikplatte durch relativ gute Bildkontrast- und Bildschärfeeigenschaften auszeichnet. Allerdings ist zur Herstellung der bekannten Bildanzeigeeinrichtung verhältnismäßig großer Aufwand erforderlich, da die die einzelnen Bildelemente definierenden Teile der Zeilen- und Spaltenelektroden fensterförrcig ausgebildet und unter Zwischenlage einer entsprechende Aussparungen aufweisenden Isolierschicht auf der Keramikplatte angebracht werden müssen und für die Spaltenelektroden zusätzlich im Bereich der einzelnen Bildelemente eine spezielle Formgebung erforderlich ist. Darüber hinaus läßt sich aufgrund der speziellen Elektrodenausgestaltung keine allzu große Bildpunktdichte erzielen, so daß die bekannte Bildanzeigeeinrichtung zur Wiedergabe beispielsweise von Fernsehbildern nicht gut geeignet ist. Ferner kann in ungünstigen Fällen unerwünschtes Übersprechen zwischen angesteuerten und nicht angesteuerten Bildelementen auftreten, was Bildkontrast und Bildschärfe negativ beeinflußt.

Weiterhin ist aus der DE-OS 25 02 321 ein unter Verwendung einer ferroelektrischen Keramikplatte arbeitender Speicher zum Aufzeichnen von Analogsignalen bekannt. Bei diesem Speicher werden zur Signalanzeige die Lichtstreuungseigenschaften der ferroelektrischen Keramikplatte ausgenutzt, die bei Anlegen eines in Richtung der Plattendicke wirkenden elektrischen Felds auftreten. Aufgrund der Ausnutzung der Lichtstreuungseigenschaften ist allerdings der erzielbare Bildkontrast und damit die Bildschärfe relativ gering, wobei auch hier die Gefahr eines Übersprechens zwischen angesteuerten und nicht angesteuerten Matrixelektroden besteht.

*>*> Darüber hinaus offenbart die DE-OS 26 06 596 eine Lichtmodulationsmatrix für eine Bilddarstellung und -projektion, die mit einer z. B. aus Eisengranat bestehenden magnetooptischen Speicherschicht arbei-

tet Das Einschreiben der Informationen in die Speicherzellen der Speicherschicht erfolgt durch gezielte lokale Erhitzung der ausgewählten Speicherzellen beispielsweise mittels eines fokussierten Laserstrahls und gleichzeitigem Anlegen eines entsprechend gerichteten externen Magnetfelds, während das Auslesen der gespeicherten Informationen unter Ausnutzung des Faraday-Effekts, d. h. der Drehung der Polarisationsebene von linear polarisiertem Licht entsprechend der jeweils vorhandenen Magnetisierungsrichtung, erfolgt Allerdings können die Speicherzellen nur jeweils zwei unterschiedliche Speicherzustände annehmen, so daß auch das aus den Speicherzellen ausgelesene Bild lediglich zwei unterschiedliche Lichtintensitäten zeigt Damit ist z. B. die Wiedergabe von Halbtonbildern nicht möglich.

Ferner ist die Verwendung von Plasmaanzeigeeinrichtungen für eine Bildanzeige bekannt, die zwar zufriedenstellende Farbtrennungseigenschaften zeigen, jedoch ebenso wie die unter Ausnutzung der Lichtstreuungseigenschaften ferroelektrischer Keramikplatten arbeitenden Anzeigeeinrichtungen und die Elektrolumineszensanzeigen hohe Betriebsspannungen erfordern. Demgegenüber zeigen Flüssigkristallanzeigetafeln und elektrochrome Anzeigeeinrichtungen erhebliche Beschränkungen in ihrem Ansprechverhalten und besitzen zudem außergewöhnlich hohe Temperaturabhängigkeiten.

Darüber hinaus offenbart die US-PS 37 37 211 ein optisches Filter variabler Dichte, das mit einer doppelbrechenden ferroelektrischen Keramikplatte und zwei auf der Platte angebrachten, ineinander verzahnten Elektroden arbeitet Eine Bildanzeige ist mit dem optischen Filter allerdings nicht möglich.

Schließlich ist es aus »IEEE Transactions on Consumer Electronics«, Bd. E 21, Nr. 3, August 1975, S. 213 bis 219, bekannt, bei Matrixanzeigesystemen den einzelnen Bildelementen ein Schwellen- oder Dioden-Verhalten aufzuprägen, um das Ansprechen nicht ausgewählter Bildelemente zu vermeiden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Bildanzeigeeinrichtung gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 derart auszugestalten, daß sich bei relativ einfachem Aufbau und gutem Betriebsverhalten klare kontrastreiche Bilder anzeigen lassen.

Diese Aufgabe wird mit den im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmalen gelöst.

Die erfindungsgemäße Bildanzeigeeinrichtung zeichnet sich durch hohen Bildkontrast und große Bildschärfe aus. Dies resultiert nicht nur daraus, daß die fingerförmigen Elektrodenteile der Zeilen- und Spaltenelektroden eine gegenseitige Abschirmwirkung ausüben, so daß ein Übersprechen zwischen angesteuerten und nicht angesteuerten Bildelementen im wesentlichen vollständig unterdrückt ist, sondern beruht auch auf der Einfügung der Gleichrichterelemente zwischen den Zeilenelektroden und den diesen zugeordneten kammförmigen Fingerelektroden, die entsprechend dem an ihnen anliegenden Potentialunterschied durchgeschaltet oder gesperrt sind und in gesperrtem Zustand eine Isolation der nicht angesteuerten Bildelemente bewirken. Aufgrund der erfindungsgemäß getroffenen Maßnahmen lassen sich die Bildelemente sehr dicht packen, so daß eine hohe Bildpunktdichte und damit eine große Auflösung erzielbar ist. wie sie beispielsweise für Fernsehbildwiedergabe erfoiderlich ist. Diesem Einsatzzweck kommt auch die gute Eignung der erfindungsgemäßen Bildanzeigeeinrichtung zur Wiedergabe

von Halbtonbildern entgegen. Zudem ist aufgrund des relativ einfachen Aufbaus der erfindungsgemäßen Bildanzeigeeinrichtung der erforderliche Herstellungsaufwand verhältnismäßig gering, da die einzelnen Bildelemente in einfacher Weise randseitig durch Abschnitte der Zeilen- und Spaltenelektroden begrenzt werden und somit keine fensterförmige Ausgestaltung der einzelnen Elektroden erforderlich ist

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

So läßt sich z. B. mit der Weiterbildung der Erfindung gemäß Patentanspruch 2 eine noch weitere Erhöhung der Abschirmwirkung und damit der Wiedergabegüte erzielen, während die Ausgestaltung gemäß Patentansprach 3 nicht nur die Anwendung relativ niedriger Betriebsspannungen, sondern auch eine Verringerung der Dicke der Keramikplatte ermöglicht, was wiederum eine deutliche Verbesserung des Bildkontrastes mit sich bringt

Das im Patentanspruch 4 angegeben'· Material zeichnet sich zudem durch sehr rasches Reagieren auf plötzliche Spannungsänderungen aus.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungnbeispielen unter Bezugnahme auf die Zeichnung näher erläutert. Es zeigt

F i g. 1 eine auseinandergezogene perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der Bildanzeigeeinrichtung,

F i g. 2 eine perspektivische Teilansicht der in F i g. 1 dargestellten Einrichtung,

F i g. 3 in graphischer Darstellung die ferroelektrische Polarisationscharakteristik des verwendeten elektrooptischen Keramikmaterials,

F i g. 4 eine vergrößerte Draufsicht auf die bei einem Ausführungsbeispiel verwendete Matrixelektrodenanordnung,

F i g. 5 eine andere Ausführungsform der Matrixekktrodenanordnung,

F i g. 6A und 6B Querschnitte entlang der Linie 6-6 in Fig.4,

Fig.7 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik der Keramikplatte als Funktion der angelegten Spannung mit dem Fingerelektrodenabstand als Parameter,

Fig.8 und 9 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik der Keramikplatte als Funktion der Lichtwellenlänge mit der angelegten Spannung als Parameter,

Fig. 10 die Lichtdurchlässigkeitscharakteristik des bei einem Ausführungsbeispiel verwendeten Farbfilters als Funktion der Lichtwellenlänge und des Strahlungsenergieverhältnisses oder der Spektralintensität des von der Lichtquelle abgegebenen Lichtes,

Fig. 11 die Anordnung des über der Matrixelektrodenanordnung vorhandenen Farbfilters und

Fig. 12 eine insbesondere für Schreib- und Loichbetrieb ausgelegte abgeänderte Ausführungsform der Matrixelektrodenanordnung.

Eine in Fig. 1 gezeigte Bildanzeigeeinrichtung 10 weist einen ersten Polarisator 2, eine transparente elektro-optische Platte 3 aus ferroelektrischem Material, auf der eine Matrixelektrodenanordnung 4 aufgebracht ist, einen Farbfilter 5 und einen als Analysator dienenden zweiten Polarisator 6 auf. Die Bildanzeigeeinrichtung 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-Diffusorplatte kann auf der Lichtquelle 1 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 anliegende elektrische Feld erzeugt wird. Aus Darstellungsgründen ist die Matrixelektrode in Fig.2 übertrieben dargestellt. Sie weist eine Vielzahl von einander gegenüberstehenden parallelen Fingerelektroden 12 und 13 auf, 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.

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

D = An- 1

A η = — /Ij · R ■ E²

[pm] (1)

(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 über den ersten Polarisator 2 einfallende Licht wird einer Phasenverschiebung unterzogen, wenn es durch die elektrooptische Platte hindurchgeht, so daß die aus dem zweiten Polarisator 6 austretende Lichtmenge l_ou, die folgende Beziehung zu der über den J5 ersten Polarisator2einfallenden Lichtmenge /,„hat:

Hierbei bezeichnet λ die Wellenlänge des über den w ersten Polarisator 2 einfallenden Lichtes.

Wie man sieht, ist die austretende Lichtmenge minimal, wenn die Größe der Verzögerung D ein feanzzahliges Vielfaches »/3« der Wellenlänge A ist, und maximal, wenn

gilt, so da3 eine Änderung der an die Fingerelektroden so angelegter. Spannung zu einer entsprechenden Änderung der austretenden Lichtmenge /„,, führt.

Als bevorzugtes Material für die elektrooptische Platte 3 dient aufgrund seiner schnellen Ansprechcharakteristik eine Bleilanthanzirkontitanat-Kefamik (PLZT) mit geringer Hysterese, wie in F i g. 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 wird.

Genauer gesagt besteht die elektrooptische Platte 3 aus einer Keramik

(Pb,__xA_oB₄) (Zr/Ti_w), -iO₃,

wobei A für ein Selten-Erd-Element, ausgewählt aus der aus Neodym (Nd) und Lanthan (La) bestehenden

65 Gruppe, und B für ein aus der aus Natrium (Na), Kalium (K), Strontium (Sr) und Barium (Ba) bestehenden Gruppe ausgewähltes Element stehen, χ im Bereich von 0,09 bis 0,11 und y im Bereich von 0,6 bis 0,8 liegen und die Bedingungen erfüllt sind:

a + b = x;a Φ 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 die Zeilenelektroden bildenden Ablenkelektroden 41i ... 41,... 41_m und eine Vielzahl von die Spaltenelektroden bildenden Signalelektroden 42| ... 42* ... 42„ auf, die sich unter einem rechten Winkel zu den Ablenkelektroden 41 erstrecken und mit diesen eine Vielzahl von Bildelementen 43 definieren, von denen lediglich eines in Fig. 4 dargestellt ist. Jedes Bildelement 43 ist mit Ablenk-Fingerelektroden 41 a und 41Λ, die über ein Gleichrichterelement bzw. eine Diode 44 mit der Ablenkelektrode 41, verbunden sind, sowie mit Signal-Fingerelektroden 42a und 426 versehen, die sich vom unteren Teil der Signalelektrode 42* unter einem rechten Winkel zu der Ablenkelektrode 41 erstrecken und nach oben gebogen sind, so daß sie parallel zu der Signalelektrode 42 verlaufen. Die Fingerelektroden 41a und 41 b sind relativ zu den Fingerelektroden 42a und 42fc derart versetzt, daß sich die Elektrode 42i> nahe bei der benachbarten Signal-Matrixelektrode 42*_ ι 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 42i> als Abschirmung, die eine unerwünschte kapazitive Kopplung zwischen der benachbarten Signalelektrode 42t-1 und der Ablenk-Fingerelektrode 41Z> sowie die weitere kapazitive Kopplung zwischen der Ablenk-Fingerelektrode 41 a, 41 b und der benachbarten Ablenkelektrode 41y+i verhindert. Deshalb ist die Ablenkelektrode 4 Iy elektrisch von der benachbarten Signalelektrode 42*_ ι und von der benachbarten Ablenkelektrode 4Iy₊1 isoliert. Als Ergebnis kann ein scharf definiertes, flimmerfreies Bild erhalten werden. An jeder Kreuzung der Ablenk- und Signal-Matrixelektroden ist eine Isolationsschicht, beispielsweise eine SiO₂-Schich vorgesehen, um eine elektrische Isolation zwischen beiden zu schaffen. Bei dem praktischen Ausführungsbeispiel kann die Isolationsschicht 45 so ausgedehnt sein, daß sie die Oberfläche der Diode 44 bedeckt, die auf einer einzelnen Ablenkelektrode 41 angeordnet ist.

Beim Betrieb werden, wenn die Ablenkelektrode 41, auf einem gegebenen Potential gehalten wird, an die Signalelektroden 42i 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 F i g. 5 gezeigt, bei der sich die Ablenk-Fingerelektroden 41a, 416,41 c und 41c/parallel zu den Ablenkelektroden 41 erstrecken und relativ zu den Signal-Fingerelektroden 42a, 42b, 42c und 42c/ versetzt sind, wobei die Fingerelektrode 42c/ nach oben gebogen ist und sich zwischen der benachbarten Signalelektrode 42*-1 und dem Schenkelabschnitt der Ablenk-Fingcrelektroden 41a bis 41c/ erstrecken. Bei dieser alternativen Anordnung wirkt die Fingerelektrode 42c/ als Abschirmung zwischen der Ablenk- und der Signal-Matrixelektrode41 bzw. 42.

Wenn die Diode 44 in Vorwärtsrichtung vorgespannt ist, sorgt sie für eine Verbindung zwischen der Ablenkelektrode 41 und deren Fingerelektroden 41a, 416, 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 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 Ablenkelektrode 41 aufgedampft worden sind. Die obere Oberfläche der Tellurschicht 47 ist von einer vakuumaufgedampften Metallschicht 48 bedeckt, die den Schenkelabschnitt der Ablenk-Fingerelektroden bildet. Typischerweise werden die übereinanderliegenden Schichten 46 und 47 durch Aufdampfen von Selenprlver, das 0,2 bis 10,0 Gew.-% Jodpulver enthält, bei einem Druck von 10~⁶ Torr oder weniger, und anschließendes Aufdampfen von Tellur im Vakuum oder unter Argonschutzgas unter nachfolgender Wärmebehandlung hergestellt Diese Wärmebehandlung schließt stufige Temperatursteigerungen bis ungefähr 180⁰C 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 einen Vorwärtswiderstand von 10³ Ohm/mm² und einen Widerstand von 10⁶ Ohm/mm² bei Sperrvorspannung hat. F i g. 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 F i g. 6B hat eine Durchbruchspannung von 100 VoIl

Die Bildanzeigeeinrichtung 10 ermöglicht vorteilhafterweise 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 μιη haben. Der Bereich des Absiands d wird durch die im folgenden erläuterten Experimente bestätigt, bei dem eine ferroelektrische Platte mit einer Dicke von 200 μιη aus

verwendet wurde und die Untersuchungen mit Elektrodenabständen von 8, 15, 70, 100 und 150 μπι durchgeführt wurden.
In F i g. 7 ist die Lichtdurchlässigkeit der ferroelektrischen Platte 3, wie sie auf der Lichtaustrittseite 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 μηι die Lichtdurchlässigkeit außerordentlich gering, während die Arbeitsspannung niedrig ist. Befriedigende Werte für die Lichtdurchlässigkeit werden in einem Bereich des Elektrodenabstandes von

ίο 15 bis 150 μπι 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 μιη und einem Elektrodenabstand d von 50 Jim verwendet. Wie in F i g. 8 gezeigt, verläuft für einen Betriebsspannungsbereich von bis zu 70 Volt die Lichtdurchlässigkeitskurve eben über dem roten, dem grünen und dem blauen Spektralbereich. Andererseits zeigt F i g. 9, daß für Betriebsspannungen gleich oder höher als 80 Volt die Lichtdurchlässigkeitskurve wesentlich über dem roten.

grünen und blauen Spektralbereich schwankt. Dies ist für die Wiedergabe eines Farbbildes unerwünscht.

Aus dem vorhergehenden folgt, daß günstige Werte des Fingerelektrodenabstandes d im Bereich zwischen 15 und 100 μπι liegen, vorzugsweise im Bereich zwischen 30 und 70 μιη. Es ist ferner experimentell bestätigt, daß die Dicke der ferroelektrischen Platte 3 gleich oder größer als der dreifache Wert des Elektrodenabstandes d ist. Die verwendbare Dicke der ferroelektrischen Platte 3 liegt im Bereich zwischen 45 und 500 μπι.

Eine befriedigende Farbwiedergabe wird durch die Verwendung eines Farbfilters mit einer Lichtdurchlässigkeitscharakteristik, wie sie in Fig. 10 durch die gestrichelten Linien R, C und B 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 Bereichen zwischen den bei unterschiedlichen Wellenlängen auftretenden Maximalwerten 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, 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 F i g. 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, G und B bezeichnet sind, ist so vorgesehen, daß jeder Streifen sich in Deckung mit jeder Reihe von vertikal angeordneten, durch benachbarte Elektroden 42 begrenzten 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 Ablenkelektrode 41 gesteuert
Ein organischer Farbfilter ist vorzuziehen, da die

Farbstreifen mittels eines Siebverfahrens mit einer Genauigkeit von wenigen μΐη auf die der Matrixelektrode entgegengesetzte Oberfläche der elektrooptischen Platte 3 aufgedruckt werden können.

F i g. 12 zeigt sine 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 F i g. 4 darin, daß sie ferner eine Löschelektrode 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 Elektrode für Schreib- und Löschvorgänge zu wirken. Die Löschdiode 54 ist so hergestellt, daß sie entgegengesetzt zu der Schreibdiode 44 gepolt ist. Der Löschvorgang wird durch Anlegen einer Spannung an die Elektroden 51 und 42 durchgeführt, die die Löschdiode 54 in Vorwärtsrichtung, die Schreibdiode 44 jedoch in Sperrichtung 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 ist, ist es notwendig, daß der Schreibvorgang für jedes Ablenkzeilenbild in einem kleineren Zeitraum als 64 Mikrosekunden durchgeführt wird. Da die TeSe-Diode, wie sie vorstehend beschrieben worden ist, einen Schaltvorgang innerhalb einer kleineren Zeit aL> 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 Bildkontrast 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 Bildkontrast vor. mehr als 100 :1 durch ein*? geeignete Bemessung des Wertes des Abstandes d\n bezug zu der Dicke der Platte 3.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschriebenen Ausführungsformen beschränkt. Beispielsweise können die Dioden 44 durch Schaltelemente wie Feldeffekttransistoren oder Dünnfilmtransistoren (CdS oder PdS) insoweit ersetzt werden, als sie als schnell ansprechende Dioden wirken.

Die kristallographischen Strukturänderungen der Keramikplatte 3 aufgrund des Einflusses eines lokal erzeugten elektrischen Feldes bewirken, daß das durch den ersten Polarisator 2 durchgehende Licht in einer der Stärke des elektrischen Feldes proportionalen Größe gebrochen wird und aus dem zweiten Polarisator mit einer Intensität austritt, die proportional dem elektrischen Feld ist.

Hierzu 8 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Bildanzeigeeinrichtung mit einer Lichtquelle, einer zwischen einem Polarisator und einem Analysator angeordneten elektrooptischen, ferroelektrischen Keramikplatte und einer an einer Keramikplattenseite angebrachten Matrixelektrodenanordnung aus parallel zueinander verlaufenden Zeilenelektroden und parallel zueinander verlaufenden Spaltenelektroden, die eine Vielzahl von Bildelementen definieren, die in diesen Bildelementen mehrere ineinander verschachtelte Elektrodenabschnitte aufweisen und die entsprechend dem anzuzeigenden Bild angesteuert werden, dadurch gekennzeichnet, daß die Bildelemente (43) von Abschnitten jeweils benachbarter Zeilen- und, Spaltenelektroden (411 bis 4I_n, bzw. 42i bis M_m) begrenzt *üd, von denen die Elektrodenabschnitte (41a, b bzvf. 42s, b; 41s bis 4\d bzw. 42a bis 42^,1 in Form von Fingerelektroden abzweigen, die kammförmig ineinander greifen, und daß zwischen den Zeilenelektroden (411 bis 41_m>> und ihren in den Bildelementen (43) angeordneten kammförmigen Fingerelektroden (41a, b; 41a bis 4\d) jeweils ein Gleichrichterelement (44) vorhanden ist

2. Bildanzeigeeinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß jeweils ein Fingerabschnitt (426; 42d) der Spaltenelektroden (42*; parallel zu rad nahe der jeweils benachbarten Spaltenelektrode (42k-\) verläuft

3. Bildanzeigeeinricntung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen den einzelnen Fingerabschnitte., der Fingerelektroden (41a, b bzw. 42a, b) in jedem Bildelement (43) zwischen 15 μπι und 100 μπι und vorzugsweise zwischen 30 μπι und 70 μπι beträgt.

4. Bildanzeigeeinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Keramikplatte (3) aus einem keramischen Material hergestellt ist, das