Brevet FR2005177A1 — publié le 19691205

La présente invention concerne un modulateur de couleurs utilisant une matière ferro-électrique irrégulière* On va décrire de façon détaillée ci-après les moyens généraux, des caractérisaiques et des modes de réalisation de la 5 présente invention en se référant au dessin annexé sur lequel s la fig. 1 représente une section de l'ellipsoïde dont les axes sont proportionnels à l1'indice principal de réfraction d' un cristal biaxe biréfringent ; la fig, 2 est un schéma explicatif de l'interférence 10 de couleurs des lumières transmises par un cristal biaxe biréfringent 5 la fige 3 est un schéma explicatif qui montre une déformation d® la cellule unitaire d'un cristal ferro-électrique irrégulier quand ce cristal subit une inversion de polarisation ; 15 la fig® 4 montre la boucle d'hystérésis des caracté^ ristiques d'électrification en fonction de contraintes d'un cristal ferro-électrique ; la fig» 5 montre la boucle d'hystérésis d© caractérisa tiques de champ électrique en fonction d'efforts ou tensions 20 caniques d'un cristal ferro-éiectriqu© ; la fig, 6 est un autre diagramme montrant uns section de l'ellipsoïde dont les axes sont proportionnels à l'indice principal de réfraction d'un cristal biaxe biréfringent ; la fig, 7 est une coupe d'un cristal ferro-électrique 25 irrégulier utilisé dans la présente invention, cette coupe servant à expliquer la fabrication de l'élément modulateur ; la fig, 8 est une vue en coupe schématique d'un mode de réalisation du modulateur de couleurs de la présente invention la fig, 9 est une vue en coupe d'un autre mode de réa-30 lisation du modulateur de couleurs de la présente invention ; la fig0 10 est une vue en coupe d'un autre mode de réalisation encore j La fig, 11 est un diagramme de chroma ti ci té CIE (Commission Internationale de l'Eclairage) indiquant le rapport entre 35 l'interférence de couleurs et le retard de la lumière transmise dans le dispositif de modulation de couleurs de la présente in« vention dans lequel le cristal ferro-électrique irrégulier est placé entre deux plaques polarisantes placées suivant une relation de polarisation croisée % 40 la fig, 12 est an autre diagramme de chromâticité CIE 2005177 bad ORIGINAL èf? 09400 2 2005177 indiquant la même relation que celle représentée sur la fig„ 11 , à l'exception que les deux plaques polarisâtes se trouvent dans une relation de polarisation parallèle «. la fig, 13 est une vue «s* coupa de--?«. mode de réalisa» 5 tion de la présente invention utilisé pour -féarifie? l'électrode transparente fixée au corps fesro-éleç trique irrégulier» Comme il est bien connu» un rayon ds lumière tombant sur un cristal, qui est biaxe et biréfringent a« point de vue optique-, est séparé en deux rayons extraordinaires présentant tO des indices de réfraction différents,. Les plans de vibration de ces deux jurons extraordinaires sont perpen-iiculaires« En supposant que les axes principaux opto-élastiques de ce cristal soient indiqués respectivement par Xf Y et Z et que les indices d© réfraction pour trois paires d» rayons biréfringents provenant 15 de trois rayons incidents se propageât «vivant les trois axes principaux précités soient indiqués respectivement par n^ et n^ , et njf s et nye 9 l*éIx5.psoT:d- les axes sont propor tionnels à l'indice principal de réfraction du cristal sera tel que représenté sur la fig, 1 20 Dans un cristal ayant :sr tel ellipsoïde, le retard de l'un des rayons extraordinaires par rapport à l'autre pendant qu'un rayon incident le long û*vsi ax© principal opto-éiastique traverse le cristal sur une distance c) est exprimé par les formules suivantes pour chaque axe principal g 25 FUj = d ( n — Ryé) ) Ry — d ( n — n^} «oo©.oo^oodoc-.qos«*©«©oo©®««*» ( } Rz s d {tïjâ - n^} f: où n^ s 9 indiquent les indices de réfraction des lumières polarisées dont les plans de vibration sont parallèles respec-30 tivement aux axes X, Y et Z-? On va expliquer ci-dessous, en se référant à la fig, 2, le principe de l'interférence dos lumières transmises à travers un cristal biaxe biréfringent. Par exemple, un cristal biréfringent 3, à coupe "Z" 35 (c'est-à-dire un cristal coupé de manière: Que ses deux surfaces principales soient perpendiculaires à 13sk9 dus Z), ayant une épaisseur d est placé entre un pol.arisï^is 1 (par exemple un prisme de Mic&l) et un analyseur S. placés de rganière que leurs directions de polarisation se coupent, c' est-à-etiro dans une disposi-40 tion dite à polarisation croiséea les surfaces principales prébad original 69 09400 3 2005177 citées du cristal étant placées de façon à être parallèles au poiariseur 1 et à l'analyseur 2, et un rayon de lumière 4 est dirigé perpendiculairement au poiariseur 1. Si on fait tourner le cristal 3 autour de l'axe des Z jusqu'à ce que son axe des X (ou son axe 5 des Y) coincide avec le plan de polarisation PP* du poiariseur 1, la lumière transmise à travers l'analyseur 2 s'éteint, car la direction de vibration de la lumière traversant le cristal 3 est la même que l'axe de transmission TT' du poiariseur 1. Toutefois, si orw continue à faire tourner le cristal 3, par exemple dans le sens 10 des aiguilles d'une montre, la lumière transmise à travers le cristal devient polarisée elliptiquement, d'abord dans le sens des aiguilles d'une montre, ensuite en sens inverse des aiguilles d'une montre et, finalement, après une rotation de 180°, elle devient polarisée linéairement tandis que la quantité de lumière 15 transmise à travers l'analyseur 2 varie suivant la dite variation de la polarisation de la lumière. Quand une lumière monochromatique est transmise à travers un système optique constitué par un cristal biréfringent disposé entre un poiariseur et un analyseur, comme décrit ci-des-20 sus, la transmission de la lumière dépend de l'épaisseur du cristal et de l'inclinaison du poiariseur et de l'analyseur par rapport à l'axe cristallographique du cristal. Or, si l'on suppose que la lumière incidente a un spectre continu couvrant la totalité de la lumière visible, comme c'est le cas avec la lumière blanche 25 émise par une lampe à incandescence, et que le polarisait et l'analyseur sont placés de manière que leurs directions de polarisation PP' et AA* se coupent mutuellement, comme représenté sur la fig. 2, et, qu'en outre, elles soient inclinées de 45° par rapport aux axes principaux opto-élastique X, Y du cristal biaxe, des ondes 30 lumineuses ayant des longueurs d'onde déterminées par la formule : kAo = d (nys ~ (2) (oîi k indique un nombre entier) se trouvent polarisées linéairement quand elles sortent de la lame de cristal, le plan de vibration de ces lumières étant parallèle à l'axe PP' du poiariseur 35 et perpendiculaire à l'axe AA' de l'analyseur. Par conséquent, ces ondes lumineuses sont complètement arrêtées par l'analyseur. Par ailleurs, des ondes lumineuses ayant des longueurs d'onde déterminées par la formule suivante : (2k + 1) -4^ = d (n^ - n^ ) ..................... (3) 40 se trouvent aussi polarisées linéairement lorsqu'elles émergent 69 09400 4 2005177 de la lame de cristal., .Toutefois, le plan de vibration de ces lumières est perpendiculaire à l'axe PP* du poiariseur. De ce fait, ces lumières traversent l'analyseur sans être affectées. Par contre, des lumières ayant d'autres longueurs d'on-5 de que celles déterminées par les formules ci-dessus (2) et (3) sont polarisées elliptiquement ou cirtmlairement quand elles émergent de la lame de cristal et une partie des lumières traverse l'analyseur 2. De ce fait, dans le spectre de la lumière émergeant de l'analyseur 2, il manquera des longueurs d'onde particulières 10 (correspondant à celles déterminées par la formule (2)) tandis que d'autres longueurs d'onde particulières (déterminées par la formule (3)) sont accentuées et, de ce fait, la lumière paraît être colorée. Par ailleurs, si on suppose que le poiariseur 1 et que . 15 l'analyseur 2 sont disposés de manière que leurs directions de polarisation soient parallèles au lieu de se croiser et, ici encore, qu'elles soient inclinées de 45° par rapport aux axes principaux opto-élaetiques X, Y du cristal 3, la formule (2) donne alors les longueurs d'onde d'intensité minimale et la formule (3) 20 défihit les longueurs d'onde les plus importantes. Par conséquent, avec cet agencement, la couleur de la lumière transmise est complémentaire de la couleur dans le ca^récédent. Si l'on suppose que A j et ^2 indiquent deux longueurs d'onde adjacentes qui donnent une intensité de crête, les dondi-25 tions suivantes sont satisfaites s À t = d (n^ - ) (k + Aï - d (n/S - "■* ' Par conséquent. Al s 1 + 1 o 1 4. Al •••••(4) ' X* . k + 1A . d(n^ . n* ) On voit, d'après la formule 4 ci-dessus,que le rapport 30 A\( Ag» Pour une valeur donnée de A|, une valeur relati vement importante si d est faible, mai^ il se rapproche de 1 à mesure que d augmente. De ce fait, si le cristal est très mince, la largeur du spectre de sortie qui comprend ^ comme longueur d'onde de crête est considérablement grande et.couvre la totalité 35 de la gamme visible de façon presque uniforme. C'est pourquoi la lumière transmise parait être presque blanche. Avec une épaisseur appropriée d du cristal, l'intervalle entre la longueur d'onde d'intensité maximale et la longueur d'onde d'intensité 69 Q9400 2005177 minimale du spectre de la lumière transmise prend une valeur appropriée et la lumière est nettement colorée j toutefois, si l'on augmente l'épaisseur du cristal, l'intervalle mentionné ci-dessus du spectre devient si étroit que la lumière comprend un certain 5 nombre de spectres de raies de couleurs différentes et, de ce fait, la couleur distincte disparait. En fait0 si le cristal est considérablement épais„ la lumière transmise paraît presque blanche pour des yeux non exercés et on ne peut reconnaître les éléments colorés dans le spectre qu'en utilisant un spectroscope0 En d8au-10 très termes, si l'agencement représenté sur la figure 2 est considéré CGEnne étant un filtre pour transmettre une lumière monochro-aati'quGy l'épaisseur d du cristal a une valeur optimale. Par exemple, une relation entre le retard R (R = A n°VX ) et la couleur d'interférence décrite ci-dessus est représentée dans le tableau 1 t5 suivant# 20 as 30 35 n . x : Couleur : vnijA-j % d | interférence x R fm , \ s Couleur ^ s d * intexf éxeneo 490 * Rouge 530 s Pourpre 650 \ Bleu 705 : &zux 765 1 Vert 855 j Jaune 1170 îâ'îO 184© S009 R@KÇ?e Bleu Vest Jairn© VQEt Blanc 40 Toutefois, avec ua dispositif tel qtse décrit ci-desstas en référence à la figure 29 on pas obtenus jusqu'à présenta, une modulation de couleuœ ou un changement de la ceaiear d'interférence à moins"de modifier la position relative du cristalo La demanderesse a découvert que si iBon tatilise ya type rare de matière ferrc-électriqae (c'cst-à-dire isne matière ferro-électrique irrégulière) cotasse cristal biaxe biréfringent dans isagencement ci-dessus et si la polarisation spontanée est inversée par uft dispositif approprié, le retard entre deux composantes de la lumière transmise varie et, de ce fait, la couleur d'interférence change. C'est pourquoi la présente invention a pour objet un procédé pour r&oduler la couleur de la lumière transmise à travers iir* cristal d'une matière #érro-électrique• Suivant une caractéristique de la présente invention,- bad ORIGINAL 69 09400 2005177 la demanderesse a créé un dispositif pour la. ceuleur de 1® lusiors transmise à travers un cris fcat matière ferr©~ électrique® Suivant une autre '•ara: téristiq*..-'-'! •■!- la pré si.-..-» te inven-5 tionp la demanderesse a, en outre, amélioré j.e procédé de modula-tien d® couleurs mentionné ci-dessus j Suivant une autre caractéristique encore do la présente invention» la demanderesse a perfectionné le dispositif de modulation .de couleurs mentionné ci-dessus0 "*1 Suivant une autre caractéristique encore de la présente invention„ là demanderesse a créé un dispositif de modulation de relieurs qui produit les trois couleurs primaires (rouge, bleu» vert) en mettant en oeuvre le procédé ds- raodrJ ûtion de couleurs mentionné ci-dessus. Pour les fins précitées„ 3,g procédé rte modulation de ccMleurc de la présente invention utilise» un s.?5 stal ferro-électrique irrégulier ayant une biréfrings-n^e biaxe et que l'on soumet à un champ électrique dont l'intensité o«st ru moins égale au champ électrique coercitif dudit cristal- csls a® moysn d'un dis-5*9 peeitif de modulation électrique- approprié, de manière que la couleur d'interférence résultant de la transmission d'une lumière à travers ledit cristal soit modulée0 La demanderesse 3 qui a étudié- pondant de nombreuses années la nature des matières faxro-él?ct?iryc30 a constaté qu'un 2© certain genre de cristaux f srro-'Sloet?i le titanate de plomb et de zirson et. 3e titâaato de baryum» pos-30 sède la propriété d5inverser la polarisation spontané© 5» comme représenté® sur la fige 3y quand un chaap électrique ou une contrainte ayant une valeur supérieure à une valeur constante particulière (cette valeur est appelée' le champ coercitif ou la contrainte eoercitive respectivement)leur est appliqué, •35» Es général9 dans un cristal, ferro-électrique» la pola risation spontanée, c'est-à-dire une polarisation électrique en l'absence de contrainte et de champ électrique* peut être amaenée de l'état (a) de la figure 3 h l'état (b) eu inversement de l'état . (b) à l'état (a) en appliquant"un champ électrique. Dans'certains 40 des cristaux ferro-électriques, la contrainte dans le réseau du - " " . bad original 69 09400 n 2005177 cristal varie suivant la direction de la polarisation spontanée. Un tel cristal ferro-électrique sera appelé par la suite un cristal ferro-électrique irrégulier. Par ailleurs, un cristal ferro-électrique dont la contrainte dans le réseau n'a pas de.rapport 5 avec la direction de la polarisation spontanée est appelé un cristal ferro-électrique régulier. Si l'on se réfère à la fig. 3 sur laquelle h, k, et 1 indiquent la longueur des arêtes"du cristal le long des axes cristallographiques a, b et cf respectivement, on voit que le cristal à l'état (a) augmente de dimension dans le 1Q sens de l'axe b, tandis que dans l'état (b) il s'allonge dans le sens de l'axe En d'autres termes, le cristal à l'état (a) correspond àun cristal se trouvant à l'état (b) ayant tourné dé 90° autour de l'axe ç. Avec cette variation des dimensions, d'autres propriétés du cristal se trouvent modifiées en conséquence. t5 Fondamentalement, il existe deux procédés pour faire passer un cristal ferro-électrique irrégulier d'un état à l'autre ou vice-versa. Conformément à l'un de ces procédés, on applique un cristal qui se trouve à l'état (a) de la fig. 3 une force de compression dans le sens de l'axe b pour créer un effort ou ten-20 sion mécanique. Si la force de -compression est supérieure à une valeur particulière, le cristal passe à l'état (b) et la polarité de l'électrification sur les deux surfaces d'extrémité perpendiculaires à la direction de la polarisation spontanée se trouve •inversée. Ce phénomène correspond à la création d'une charge élec-25 trique ou d'une force électro-motrice provenant d'une contrainte mécanique. Dans ce cas, la relation entre la contrainte X et la densité oa la charge électrique est exprimée par une boucle d'hystérésis, comme représenté sur la fig. 4, et les deux états (a) et (b) sont stables en l'absence d'un champ électrique ou d'une 30 contrainte mécanique. L'autre procédé pour transformer l'état du cristal consiste a appliquer un champ électrique au cristal dans le sens opposé à celui de la polarisation spontanée, comme décrit précédemment. Dans ce cas, la relation entre le champ électrique et la contrainte mécanique est telle que représenté sur 35 la fig. 5 qui représente également une caractéristique d'hystérésis. Comme il est bien connu, dans un cristal ferro-électrique irrégulier, la relation entre la contrainte et l'effort mécaniques présente également une caractéristique d'hystérésis. Un tel 40 comportement mécanique est entièrement différent de l'élasticité bad ORIGINAL 69 09400 8 2005177 ou plasticité d'une matière ordinaire et il constitue une propriété assez comparable à la ferro-électricité ou au ferro-magnétisme. C'est pourquoi on peut appeler ce comportement "ferro-élasticité", et un cristal ferro-électrique irrégulier peut être considéré com-5 me étant une matière ferro-électrique et, en. même temps,iirro-élastique. La demanderesse a découvert que certains cristaux appartenant aux groupes : mra2, 2-1 et 2-II tombent dans la catégorie des matières ferro-électrique irrégulières. Le tableau 2 suivant énumère ces cristaux sous les indices de groupes respec-10 tifs imm2, i2-I et i2-II de ces cristaux. Tableau 2 t Groupe de points : • * Matière : - • •• : imm2 : : : KDP, GMO t X : i2-I t Pas encore découvert : | i2-II : r Sel de seignette, sulfate d'ammo-j : x nium et de cadmium, hydrate de x : • • • • : : • • dodecyl-méthyl ammonium sulfate -j" d'aluminium x 20 On a constaté, à la suite de recherches effectuées par là demanderesse, que le GMO et ses isomorphes cristallographiques, c'est-à-dire, (Rx ^'■j-.x)2®3*^°t-e*e®3 ^ *** *ont au moins un élément des terres rares, jç est un nombre compris entre 0 et 1,0 et e, est un nombre compris entre O et 0,2), sont des cristaux de 25 phase ferro-électrique et ferro-élastique appartenant au groupe de points mm2t qui ont un point de Curie d'environ 160°C, présentent des caractéristiques ferro-électriques irrégulières à une température comprise entre le point de Curie et une température extrêmement basse, couvrant, bien entendu, la température 3° ambiante, sont insolubles dans l'eau, résistent à l'humidité aussi bien qu'à la déshydratation et possèdent une résistance mécanique élevée. En outre, on peut abaisser leur point de Curie à une valeur inférieure à la température ambiante en formant une solution solide isomorphe. 35 Dans la présente invention, on utilise du GMO ou son isomorphe, comme décrit ci-dessus, (que l'on appellera par la ■ suite un cristal GMO) appartenant au système orthorhombique au point de vue de la cristallographie. Jim BAD ORIGIN^J, 6 9 2005177 Bien qu'un procédé pour produire le cristal individuel ou particulier ayant la structure d'un cristal GMO soit décrit dans la demande de brevet japonaise N° 3493/68 (ou la demande de brevet des Etats-Unis d'Amérique N° 4l8o206), ce procédé déjà décrit 5 se rapporte à un cristal dont les dimensions de cellules unitaires a et b sont égales» Les dimensions des cellules unitaires du GMO utilisées dans la présente invention ont été déterminées en utilisant un goniomètre à rayons X conçus à cette fin et conformément au pro-10 cédé de diffraction de rayons X, comme suit j a = 10,38 + 0,005 A b = 10,426 + 0,005 A c s 10,709 jb 0,005 © A En ce qui concerne Eu^MoO^)^, Tb^MoO^)^ Dy^(MoO^)g 15 et Sm^MoO^Jg qui sont des isomorphes du GM02 on a constaté^ d'après des mesures effectuées au moyen du procédé de diffraction de rayons X, que les dimenssions de cellules unitaires le long de l'axe a sont différentes de celles le long de l'axe b dans la totalité de ces cristaux, comme indiqué sur le tableau 3 20 ci-dessous o Tableau 3 j Matière • • X a (Â) : b (Â) a « e t c (1) s : 2 Eug, ( MoO^ ) 2 X X 10,377*0,005 : 10,472*0SCG5 ï î "5 Or,655*0,005 x i s GdgCMoO^)^ s 10,388*0,005 s 10,426*0,005 s «0,709*09005 s ; Dy2(Mo04)3 • t 10,331+0,005 l 10,346*0,005 ■i ; 10,603*0,005 s 0 I SB^(MO04)3 • s : 10,478*0,005 s 10,5l1*QgCG5 t X et « 10,856*0,0)5 s : 30 On a coupé chaque cristal individu©! ou particulier des cristaux ci-dessus de GMO Sh^CMoO^)^ Eu-jCMoO^}^ et Dy^CMoO^)^ parallèlement aux plans (1 O O), (O 1 O)* (O O 1) respectivement perpendiculaires aux axes ja, b, £ et on 1'a polarisé en le soumettant à un champ électrique ou à une contrainte mécani-35 que en lui rendant ainsi une structure de domaine unique (ceci a été vérifié en examinant l'échantillon avec un microscope polarisé, en projetant une lumière polarisée dans un plan le long de l'axe £ et en agissant sur la polarisation croisée). On a placé le cristal sur un goniomètre à rayons X et à trois xes et on a 40 mesuré la répartition de la densité de la lumière réfléchie pas bad original 69 09400 2005177 les surfaces de cristal. Les plans dont 1-2 lumière réfléchie a été mesurée étaient (4 O O), (6 O O)5 {8 O O), {t O O O), et également {OO 3), (0 0 4), (O O 5)» En outre, -après/mlsure des lumières réfléchies, on a interverti i'arjç £ at l'axe b du cris-5 ta_i en appliquant un champ électrique ou contrainte inverses le long de l'axe ç.r, la structure de domaine unique étant maintenue* On ® alors déterminé à nouveau la répartition de l'intensité de la lumière réfléchie par les plans (O 4 O), (O 6 O), (0 8 0), (O 1 0 0) dans les conditions da mesures suivantes. Des rayons 10 Cu-K^ en provenance de la source de rayons X excitée par une tension de 30 KV et un courant de 10 ssft ont. été dirigés de manière à frapper le cristal à travers une fente de. divergence de 1Cte® de largeur^ une fente de diffusion d® 10s® de largeur et une fente d'incidence de 0,1mm da largeur, La vitesse d*explorais 5 tion du goniomètre était de 1/4 d© degré par minute et le rayon du compteur Geiger utilisé était d© 185 n>sa0 En outre, quand le cristal était chauffé au dessus du point de Curie de manière à le libérer de son état polarisé, la différence entre les dimensions de cellule a st b devenait indistinct®c 20 Le cristal ferro-électrique irrégulier utilisé dans la présente invention peut être l'an des cristaux unique de composés chimiques qui sont des isomorphes du cristal GMO et de solutions - solides de tels composés chimiques0 Plusieurs de ces cristaux ont été énuïiiérés dans le tableau 3C 25 La structure d'un tel cristal ast fortement influencée par les dimensions de l'ion positif qui y est utilisé» Si l'ion positif est trop grand ou trop petit, on obtient une structure différent®o Les rayons d*Arrhénius des ions des terres rares sont les suivantes : Sra*3 1 fQC I., S#3 0,98 t& Un cristal ayant de telles dimensions unitaires se trouve affecté de façon remarquable par .la polarisation Le -îristal GMO utilisé dans la présente invention possède les propriétés ci-dessous i Couleur : Incolore et transparent 40- Densité s 4600 kg/m3 bad original 69 09400 2005177 io 15 Groupe de points î Température de transition de phase Point de fusion Surface clivée Constantes diélectriques relatives dans la direction des axes a, b Polarisation spontanée; Effort spontané ; Propriété d'élasticité 't Champ coercitif : Contrainte coercitive : Orthorhombique, mm2, (phase ferro-électrique) , à une température inférieure au point de Curie Tetragonal, 4 2 m, (phase para-électrique), à une température supérieure au point de Curie 162° t 3°C 1170°C (1 1 O), (O O 1) ç £c = 10,5, ?a £ £b = 9,5 (à 20°C.) 1,86 x 10~"3 j|, (le long de l'axe c) 1,5 x 10' -3 m 25 x 10' 6 x 105 1,4 x 10~ -12 (. (\) ■ja m .) Newton /Newtonx ( 5—) m Résistance à l'eau et aux 20 produits chimiques î Bonne Délitescence ou déliquescence : Aucune Le tableau 4 suivant indique certains isomorphes du cristal GMO qu'on utilise dans la présente invention. Des ma-25 tières de réaction ainsi que leur quantité nécessaire pour former les cristaux sont également indiquées dans ce tableau,. 69 09400 12 TAIiiiEAU 4 2005177 Formule chimique du monocristal Matière de réaction. (rfl.pnnr+, do mélangé) Molyb-date *Terre rare 2 Sm2(MoO^)^ 431,8 (Sm2C>3) 348,7 3 EU2(MO04)5 431,8 (EU205) 352,0 4 Dy2(Mo04)5 431^8 (Dy2°3) 373,0 5 Tb2(Mo04)3 833,6 (Tb205) 748^8 6 431^8 (0d203) (StagOj) 180,9 174,3 7 ^0,5*^0,5 VMoCV3 431,8 (Gd203) (BU203) 180,9 176,0 8 (Ga0^Tb0>5)2(,W)4)3 ' 431,8 (Gd203) (Tb203) 180^9 187,2 9 43^.8 (Gd203) (Dy205) 180,9 186,5 10 ^0,95^0,05^2^Mo04^3 431^8 (Gd203) (Yb203) 343^7 19,7 11 ^ ^O^^OjOS ^ 2^Mo04 ^3 431,8 (Gd203) (Ho203) 343,7 18,9 12 ^ ^O^S^jPS ^ 2^Mo04^3 431,8 (Gd203) (LU203) 343^7 19*9 13 ^Gd07953te0,b5'^Mo°4h 431,8 (Gd203) (Tm203) 343,7 19,3 14 ^o^s^oy» VMo°4h 431,8 (Gd203) (Sc203) 343,7 6^9 69 09400 15 ^ Gd0,95La0j05 ^ 2 ^ Mo04^3 431^8 (Gd203) (La203) 343,9 16j3 16 ^ M0; 95PrO,05 ^ 2^Mo04^3 431,8 (Gd20,) (Pr60n) 343|9 17,0 17 431,8 (Gd203) (Y203) 217,0 90,3 18 (GdO;6LV)2^o04>3 431,8 (Gd203) (la203) 217,0 130,0 19 ^ Gd0)60Tb0,2C^)y0; 20^2^MoO4^3 431,8 (Gd203) (Dy203) (Tb40?} 217,0 74,6 78,8 20 ^Gd0,70Bu0/20Dy0>10^2^Mo04^3 «y* (Gd203) (EU2Q3) (Dy203) 253,3 70,4 37,3 21 ^ **0, 60Sm0, 20^0,10 ^ 2 " Mo°4 ^ 3 431^8 (Gd203) (Sm203) (îb407) 217^0 69,7 39,4 22 (Gd0,70B°D#20Tb0^l0)2(Hà04)3 431,8 (Gd203) (32u203) (Tb40?) 253,3 70,4 39,4 23 ^0^ 7Y0>2La0,l^ 2^Mo04^3 431;8 (C-d203) (La203) (Y203) 253,3 32,6 45,2 24 ( Gd0j>7Eu0^20E°0_s10) 2^Mo04 h 431,C ((M203) (EU203) (EO^Oj) 253,3 70,4 31y8 25 (Gdo^SBio^i^o^o,l^Mo04 ^3 431^8 (Gà203) (Sm203) (Bu203) (Y203> 253,3 34,9 35,2 22,6 26 ^0^95^0 ,05 ^2^KoQ4 ^3 431^8 (Gd203) (Nd203) 343^7 16,8 27 ^Gd0/,€Tb0y?2Y0iïlLa0?l ^Mo04^3 431,8 (Gd203) (Tb40?> (Y20„) (La203) 217,0 78$3 22^6 32^6 28 Gd2^Mo0^95W0>l04^3^îfo04^3 431^8 Woe î> 70/) i bad original 69 09400 w- 2005177 29 » SnO,5EuO*5'2lHO°4^3 431^8 (Sm203) (lUgOj) 1?4,,1 176,0 30 ( Ss^ ,-Dy^ 5)2(KOO^)5 431;: 8 ■(SsigOj) (Dy2o5) 174^1 186,5 ! 31 ^ £!a0ç 5^0,5 ' 2^Io°4^3 431,8 (Sm203) (ïb40?) 174^1 187,5 i"™i l* 431,8 (Smg03),. (Yb203) 331,3 18,7 33 {Sm^s5Eo0^05)2(&°4)3 431^8 (aa2o3) (HO2O3) 331_j3 18,9 34 i (S%95L%05)2(Mo04)3 431,8 (Ssa203) (LU203) 331,3 19,9 35 ^0^95^0^ 2^°%h 431,8 (Em203) 331,3 19,3 36 95ScO 05^2^°®4^3 431,8- (SE203) (SC203) 331,3 6,9 37 ^Sm0 ,,,9?Y0 ,05 ^ 2^MoQ4 ^3 S 431^8 (aa2o5) (Y2O3) 331^3 11,3 H ^SE0?SOEr&^I^2^Mo04^3 431,8 (Sm203) (Ep203) 513^4 19,1 ; 39 1 ^ ^O^e^O ?3Bf O^L ^ 2 ^Mo04 ^ 5 431,8 (Sm20p) (Er203) (BT203) 209^4 105^4 19>1 40 ( ^EOy7 ^0^2Y0j i > 2^o04 ) 3 431^ (Sm203) , (Tb40?) (ï203) 244^0 78>8 22j6 41 ( Snto^a^o^o^l ^ 2^Mo04 ^ 3 431j8 (Sa203) (Y203) (ST203) • 273,9 22,6 19^ 42 { &0^8^'0/i\y 05^0^05 Vïïo04^3 431,8 (Sm203) C2y205) (Y^) (Br^) 278^9 37^ 11,2 9,5 bad original 69 09400 15 2005177 43 (SmOj5%,5 VMo0,90W0,l ^3 388,6 (Wo3) (Sm203) (Tb407) 70,0 174,1 187,2 44 ^DyO, 95L0 ,05 VMo 431,8 ^(Dy203) (La203) 369>3 16,3 45 ^ ^0 ^95PrO,05 ^ 2 ^o04 ^ 3 431,8 (By203) ' (Pr60u) 369,3 17,0 46 ^Dy0^95M0^05 ^ 2^Mo04^3 431,8 (m2o3) (Dy2o3) ■ 16^8 369,3 47 ^Dy0/8Nd0/10Ho0|10^2^Mo04^3 431^8 (Dy203) (HO203) (M203) 298,4 37,8 33,7 48 ^Eu0^6TbO 431,8 (EU203) (Dy203) (Tb40?) 211,2 74,6 102,4 49 (CdO,6EuO>2SmO,lTbO,lDyO;rI) (HO04)3 431,8 (Gd 0 ) (SmO,) (Eu 0_)fe7p0 ) 217,0 34,9 10gA 37,3 (Tb40?) 39^,4 *■ lU-'Sr**^ ' 69 09400 16 2005177 Les cristaux ferro-électriques irréguliers énumérés ci-dessus sont biaxes du point de vue cristallin et optique dans la phase ferro-électrique. La f.ig, 6 montre une partie de l'ellipsoïde dont les axes sont proportionnels à l'indice principal de 5 réfraction d'un tel cristal. Sur la fig. 6, ies axes X, Y, Z désignent les axes principaux opto-élastiques et , np , n^-indiquent les indices de réfraction de lumières qui vibrent respectivement parallèlement aux axes X, Y, Z. Dans un cristal GMO, les axes principaux opto-élastiques 10 X, Y, Z coïncident avec les axes cristaliographiques a,Ja, £, respectivement. Le cristal est uniaxe et positif à une température supérieure au point de Curie (160°C environ) et ces indices de réfraction à 200°C sont les suivants s n0 = t,848 nQ = 1,901 15 Le cristal présente les caractéristiques ferro-électriques irrégulières à une température inférieure au point de Curie et devient biaxe. L'angle axial optique 2V et les indices de réfraction du cristal par rapport aux rayons Na-D ( A = 589,3m ) 20 sont les suivants à la température ambiante, 2V = 11° n(7 =1,843 =1 ,897 £5 ~ n Le plan axial optique de ce cristal positif biaxe est le plan cristallographique a. (1 0 0) et ce plan tourne de 90° autour de l'axe ç si le cristal est polarisé de façon inverse. Par conséquent, comme on peut le voir sur la fig, 6, le retard de lumière 30 transmise par le cristal GMO dans le sens de l'axe a est donné par la formule suivante en supposant que l'épaisseur du cristal est da r Rg = ~ nc Si une inversion de polarisation se produit dans un tel cristal 35 et si le plan de l'axe optique tourne de 90° autour de l'axe £, l'axe a_ est remplacé par l'axe b et l'axe b est remplacé par l'axe a. Par conséquent, le retard mentionné ci-dessus varie aussi jusqu'à la val>ur suivante s Rb = db (nr - } 40 (la variation d'épaisseur du cristal provient de la déformation bad ORK3INAI 69 09400 17 2005177 de la cellule unitaire équivalente à une rotation de 90° des axes a et b de la cellule). En d'autres termes, l'épaisseur ainsi que l'indice de réfraction du cristal varient avec l'inversion de polarisation et, par conséquent, le retard varie également# 5 Le retard sur une distance d. de la lumière tombant sur le cristal dans la direction oc1, qui fait un angle $ par rapport à l'axe c par exemple, est d (n^ - n^*). Dans ce cas, si le cristal est polarisé inversement, le retard mentionné ci-dessus devient d (n^g1 - J, expression qui est équivalente au 10 retard dans la direction oc" se trouvant dans le plan ac et faisant l'angle $ avec l'axe _ç, comme on peut le voir sur la figQ 6, car on peut considérer que le plan axial optique du cristal a tourné de 90° autour de l'axe c. Si un cristal tel que décrit ci-dessus est placé entre 15 deux plaques polarisantes disposées parallèlement, comme représenté sur la fig, 2, et si une lumière blanche 4 est envoyée perpendiculairement au poiariseur t f la lumière, blanche 4q polarisée linéairement par l'intermédiaire du poiariseur 1 est réfractée par la biréfringence du cristal 3 suivant divers degrés dé-20 pendant de «a composante de longueur d'onde^ en de\Fenant une lumière polarisée circulairement dans une certaine longueur d'onde, une lumière polarisée linéairement dans une autre longueur d'onde et une lumière polarisée elliptiquement dans les autres longueurs d'onde. Parmi les lumières polarisées elliptiquement, 25 seule la lumière ayant le même plan de vibration que celui d*-=. l'analyseur 2 est transmise par cet analyseur et dojnne une couleur d',interférence. On remarquera que si le cristal est polarisé inversement, d*où il résulte une variation du retard comme décrit précédemment, la couleur d'interférence mentionnée ci-dessus varie 30 également suivant la variation du retard® On va supposer que les retards dans un cristal ferro-électrique irrégulier lorsqu'il est polarisé positivement et négativement sont, respectivement, R(+\ ©t « R(+) = 35 R(_) = d(_) A «(_) D'une façon générale, dans un cristal ferro-électrique irréguliar, la variation de longueur mesurée dans la direction où la défor*= mation du cristal est plus grande est la suivante s 69 09400 te 2005177 ld(+) " d(~^ = 0,01.-0,001 d(+> + d(-) La relation parmi les indices de réfraction principaux est : ~~ n Par conséquent, la couleur d'interférence due à la biréfringence 5 varie o.vsc l'inversion de polarisation du cristal* Ces deux couleurs particulières sont déterminées par la largeur du cristal. De ce fait, on obtient un modulateur de couleurs qui possède aussi la fonction d'une mémoire de couleurs» Comme on peut le voir d'après la description qui précède, tO le modulateur de couleurs conforme à la présente invention est caractérisé par le fait qu'un cristal ferro-électrique irrégulier est placé entre deux plaques polarisantes disposées parallèlement, une lumière blanche étant dirigée perpendiculairement aux dites plaques de polarisation de manière qu'une composante particulière 15 de longueur d'onde déterminée par la différence du retard de la lumière dans le cristal précité produise une couleur d'interférence et que cette couleur dfinterférence soit modulée par inversion de la polarisation dudit cristal au moyen d'une tension supérieure au champ électrique coercitif de ce cristal ou au moyen 20 d'une contrainte supérieure à la contrainte coercitive de ce cristal*, En outre, si deux fragments du cristal biaxe biréfringent mentionné ci-dessus sont unis l'un à l'autre de manière que leurs axes principaux d'élasticité optique soient parallèles, le 25 retard résultant de la lumière transmise par ces deux cristaux est égale à la somme des retards respectifs Itj et R^ des cristaux constitutifs., De ce faitj on peut moduler la couleur d'interférence due au retard dans une association de deux cristaux en faisant varier les retards et/ou dans les cristaux constitu-30 tifs» Comme décrit ci-dessus, dans un cristal ferro-électrique irrégulier, l'épaisseur d ainsi que la biréfringence A n varie avec l'inversion de polarisation. En d'autres' termes, les retards respectifs pour des polarisations opposées et R(_) 35 sont exprimés par les formules suivantes : bad ORIGINAL 69 09400 19 2005177 R(+) = dX*(n '/Ç ~ ) R(_) = dY'tn^- - nK ) Habituellement, dX-^dY = 0,01—0,00t dX + dY n/b ~ - 1 ^ 0,1 nr . ■ # . 5 Par conséquent, la couleur d'interférence due à la biréfringence varie avec l'inversion de la polarisation du cristal. De ce fait, on obtient un modulateur de couleurs qui peut donner deux sortes de couleurs distinctes déterminées par l'épaisseur du modulateur. Toutefois, dans le cristal GMO décrit ci-dessus la va-to riation de dimension et d'indice de réfraction due à l'inversion de polarisation est relativement faible comme le montrent les re-• lations ci-dessous î ^ dY se i s~ y i o-3 ™ "iK * —2 dX + dY • 0 » 4 2x10 nr Par conséquent, il est difficile d'obtenir une large plage de 15 modulation de couleurs avec un modulateur de couleurs qui ne dépend que de la variation de la biréfringence due à l'inversion de polarisation du cristal. Conformément à la présente invention, on utilise plusieurs cristaux GMO ou cristaux ferro-électriques généralement 20 irréguliers réunis ensemble de manière que leurs axes principaux d'élasticité optique soient parallèles et que les retards se manifestant dans les cristaux constitutifs s'additionnent ou se retranchent de manière à moduler effectivement les couleurs d'interférence. 25 En disposant les cristaux GMO ou les cristaux ferro- électriques irréguliers dans des directions particulières, conformément à la présente invention, il est alors possible de maintenir inchangée la longueur d du passage de la lumière ainsi que.la biréfringence n^ - n^ , ce qui est une caractéristique très 30 avantageuse pour constituer un modulateur de couleurs. On va décrire ci-après le moyen général ainsi que le procédé de constitution d'un tel modulateur de couleurs0 On notera que lorsqu'un champ électrique supérieur au champ coercitif est imposé à un cristal GMO référencé 3, à coupe 35 Z, pour inverser sa polarisation spontanée, la lumière polarisée elliptiquement émergeant du cristal est inversée dans le sens de 69 09400 2005177 rotation, car le planaxial optique du cristal effectue une rotation de 90° du fait de l'inversion de polarisation. Par conséquent, le retard avant et après l'inversion de polarisation est indiqué par la même valeur avec des signes algébriques opposés. 5 Si un cristal biréfringent transparent et un cristal ferro-électrique irrégulier à coupe Z (par exemple un cristal GMO à coupe Z) sont disposés entre un poiariseur et un analyseur placés parallèlement, de manière que le plan de coupe Z du dernier cristal soit perpendiculairè à l'axe optique du poiariseur et que 10 les axes principaux des deux cristaux précités soient respectivement orientés dans la même direction, les retards respectifs Rj et Rg se manifestant dans les deux cristaux précités s'additionnent tant que la polarisation du cristal GMO n'est pas inversée mais ils se retranchent lorsque le cristal GMO est polarisé in-15 versement par suite de l'application d'un champ électrique. En d'autres termes, les retards résultant pour les deux états ci-dessus sont exprimés par Rj + R^ et par - Rg, respectivement. C'est pourquoi les couleurs d'interférence avant et après l'inversion de polarisation sont différentes. Cet agencement,qui com-20 prend une association d'au moins un cristal biréfringent et d'au moins un cristal ferro-électrique irrégulier, appartenant au groupe de points mm2, placés entre un poiariseur et un analyseur disposés parallèlement et dans lequel un champ électrique est appliqué au cristal ferro-électrique irrégulier précité pour en 25 inverser la polarisation spontanée, peut être utilisé comme modulateur de couleurs. En outre, si deux cristaux individuels à coupe Z, appartenant au groupe de points mm2 et présentant des retards R^ et respectivement, et un cristal biréfringent présentant un 30 retard Rq sont placés entre un poiariseur et un analyseur, d'une façon similaire à celle décrite dans les paragraphes précédents, et si les champs électriques sont appliqués sélectivement aux deux cristaux individuels appartenant au groupe de points mm2 afin d'en inverser la polarisation, il devient possible d'obtenir 35 plusieurs relations d'addition et de soustraction parmi les retards respectifs RQ, R-j, R^ se manifestant dans les cristaux constitutifs suivant l'état de la polarisation. De ce fait, le retard résultant sera l'une des quatre combinaisons suivantes : ♦r . , et" côffî 69 09400 21 2005177 R0 +-R, - Rg (S) Rq ~ &1 + ^2 Rq + R1 - «2 Rq - R-j - Rg (8) 5 On va décrire maintenant un procédé pour produire trois couleurs d'interférence correspondant aux trois couleurs primaires, c'est-à-dire le rouge, le bleu, le vert (indiqués ci-après respectivement par les trois majuscules R, B, G) en utilisant les retards résultants décrits" ci-dessus. 10 Les valeurs des retards RR, Rg, Rq qui correspondent aux trois couleurs primaires R, B, G sont obtenus d'après le tableau 1 mentionné précédemment comme suit : Rp^ s 500 m]>/- Rg : 710 m^ 15 Rg i 780 (couleur d'interférence du premier ordre) On va supposer que parmi les quatre combinaisons (5), (6), (7), (8) mentionnées ci-desaus, trois sont choisies de façon à correspondre aux trois retards ci-dessus : 20 si les formules (5), (6), (7) sont choisies, Rq + R-j + Rg = 780 m^, j Rq — R-J + Rg = 710 m/ Rq + R-j - Rg = 500 rn/c ) Dés équations ci-dessus on déduit : 25 Rq =s 605 y , R^ s 35 m^, , Rg = 140 mjju (10) si les formules (5), (6), (8) sont choisies, Rq + R^ + Rg ■sa 780 m/c- | Rq - R1 + Rg = 710 mytc. ) (1t) Rq — R.j — Rg = 500 ny£~ j 30 En conséquence : Rq = 640 m/^, Rf = 35 m/«_ , Rg = 105 ny^_ 0^) si les formules (6), (7), (8) sont choisies,. fcopvj è9 09400 2005177 Rq — R^ + Rg = 780 ny». ) Rq 4- Rj - = 710 iRjf ) (13) ) Ro - *i - Ra = 500 miyi- ) fin conséquence : 5 Rq = 745 s 105 n^_ , s- 140 (14) L'épaisseur que doivent avoir les cristaux constitutifs mm2 pour donner les retards exigés (9), (12)9 (14) mentionnés ci-dessus sont déterminés par les équations suivantes % Ei - d> (n/j - ) ? 10 Ra = "h. ("fi " " ) La valeur de du cristal GMO en fonction des rayons Na-D à la température ambiante est d@ 4 x Far conséquent s pour les exigences (tQ) dj = 82^ , d^ = 245 ny-, (16) poux les exigences (12) dj = 82s9j^9 = 327 (17) 15 pour les exigences (14) d^ = 245^ , dp = «àk/ ayu (18) Le procédé ci-dessus qui permet de déterminer les exigences d'un modulateur de couleurs a été décrit à propos de couleurs primaires d'interférence ; toutefois9 la relation entre uns couleur d'interférence et la valeur ds couleur n'est pas sim-20 pie® Les fig. 11 et 12 montrent les résultats déterminés au moyen, d'un calculateur avec référence au dicgraïame de chromaticité CIEo Comme on peut le voir sur ces diagrammes;, chaque couleur porte sa valeur optimale de retard et son ordre particulier d'interférence- Par conséquent» la reproduction à • une couleur spéci-25 fiée par l'effet d'interférence dû h la biréfringence est un problème généralement assez difficile*, On décrira ci-après, en référence au mode de réalisation 6, un procédé de conception plus général concernant ce problème. On va maintenant décrire en détail plusieurs modes de 30 réalisation de la présente invention. Mode de réalisation 1 Sur la fig. 7, on a représenté un fragment à coupe Y, de 0s2!am d'épaisseurs taillé dans un cristal unique GMO référence 3, au moyen d'un dispositif de coupe à diamants et les surfaces 35 coupées ont été polies pour obtenir des faces optiquement plates •et transparentes. Sur ces surfaces polies, on applique un revêtement de SnCl^ par pulvérisation, de manière à former des électro 69 09400 23 2005177 des transparentes 6. Ce cristal 3 est uni à une plaque de verre 7 ayant une épaisseur de 1 mm, une largeur de 30 mm et une longueur de 40 mm, comme représenté sur la fig. 8. En outre, on relie une source de tension 9 aux conducteurs 8 fixés aux élec-5 trodes 6'i L'ensemble ainsi formé est placé entre deux plaques polarisantes 1 et 2 qui sont disposées de manière que leur plans de polarisation respectifs se croisent de façon telle que les axes a_ et ç. du cristal soient inclinés respectivement par rapport à la direction de vibration de la plaque polarisante 1 et 10 que l'axe b soit perpendiculaire au plan de la plaque polarisante 1 . On projette alors une lumière blanche 4 à travers le poiariseur 1 en direction du cristal 3. La lumière polarisée linéairement 4q émergeant du poiariseur 1 est transmise par le cristal 3 et la lumière en provenance de ce cristal 3 est polarisée 15 élliptiquement ou bien, à une longueur d'onde particulière, elle est polarisée linéairement du fait des retards provenant des lumières qui ont des vibrations de composantes parallèles aux axes a et £. La lumière ainsi polarisée est transmise par l'analyseur 2 et on observe une couleur d'interférence. Dans cet état, 20 si, à partir de la source 9, on applique une tension au cristal 3 par l'intermédiaire des conducteurs 8, la couleur d'interférence varie. Bien que l'on ait utilisé un cristal GMO à coupe Y dans le mode de réalisation ci-dessus, on comprendra que l'on 25 peut utiliser un cristal à coupe X d'une façon similaire et avec un effet similaire. Du fait que la biréfringence est observée dans n'importe quelle direction autre que l'axe optique, la couleur d'interférence sera modifiée par l'inversion de la polarisation dans 30 un cristal de n'importe quel type de coupe. Si l'on coupe un cristal GMO dans une direction s'écartant d'un certain angle des axes a et b pour obtenir la couleur requise, il se produit un retard dû à la biréfringence, retard qui dépend de l'angle précité. On peut facilement modifier ce retard et, par conséquent, 35 la couleur d'interférence due h. ce retard en inversant la polarisation du cristal étant donné que la valeur effective de la biréfringence pour la lumière se propageant varie du fait de la rotation de 90° du plan axial optique provenant de l'inversion de polarisation. 40. On va décrire maintenant un exemple dans lequel l'axe 69 09400 24 2005177 £ du cristal constitue l'axe optique. Mode de réalisation 2 D'une façon similaire au mode de réalisation t, un fragment à coupe Z (une coupe perpendiculaire à l'axe £), de 2 mm 5 d'épaisseur, est coupé à partir d'un cristal unique GMO au moyen d'un dispositif de coupé à diamants et les surfaces coupées «ont polies de manière à constituer des faces optiquement plates. Les deux surfaces polies sont revêtues par des électrodes transparentes 6 formées à partir d'une matière telle que du SnCl^ et 10 l'on obtient un élément 3 de iQnm de diamètre. Ce cristal 3 est uni à une plaque de verre 7 ayant une épaisseur de Iran, une largeur de 30mm, une longueur de 40mm, de la même façon que pour le mode de réalisation 1. En outre, des conducteurs 8 sont fixés aux électrodes transparentes 6, L'ensemble ainsi formé est placé, les 1.5 faces de la coupe Z étant légèrement inclinées, entre deux plaques polarisantes 1 et 2 que l'on dispose de manière que les plans de polarisation respectifs présentent une relation croisé* (c'est-à-dire non parallèle). On projette ensuite une lumière blanche 4 en direction du cristal 3 par 1'intermédiaire du poiari-20 seur 1* Avec un tel agencement, on peut observer une couleur d'interférence à travers l'analyseur 2, Dans cet état», si on applique au cristal 3, par l'intermédiaire des conducteurs 8, une tension supérieure au champ électrique coercitif, de manière à provoquer l'inversion de polarisation et, de ce fait, un cjiange-25 ment du retard, la couleur d'interférence ci-de*sus varie. Si en place le cristal de manière que le plan de coupe Z soit parallèle aux deux plaques polarisantes, la couleur d'interférence ne varie pas, même si la polarisation est inversée. On remarquera que l'on obtient les mêmes effets si, au lieu de placer le cris-30 tal de manière que le plan de coupe Z soit légèrement incliné par rapport aux plaques polarisantes, comme décrit ci-dessus, en coupe le cristal de manière qu'il présente une légère inclinaison par rapport au plan perpendiculaire à l'axe £ et si on le place parallèlement aux plaques polarisantes. En outre, si l'on 35 suppose que l'épaisseur de ce cristal est d, et que la différence des indices de réfraction entre deux lumières extraordinaires est An, le retard R est déterminé par R = d (/in). Par conséquent, avec un cristal de plusieurs centaines de microns d'épaisseur, la valeur du retard R qui donne la couleur d'interférence 40 la plus brillante se situe entre 400 nyc et 2000Btt/tt, Si l'on sup- 69 0940G 25 2005177 pose que l'épaisseur est de 200^.,An devra alors être compris entre 0,002 et 0,010 pour que l*on obtienne la géminé de R mentionnée ci-dessus. La valeur maximale de l'indice de réfraction d'un cristal GMO est à peu près de 1,90 à la température ambiante» Une 5 image conoscopique (image obtenue au conoscope qui est un polaris-cope pour examiner les images dinterférence produites par des cristaux dans une lumière polarisée convergente) de la section unique à coupe £ du cristal GMO est considéré comme un lieu géométrique de la valeur de coïncidence de la biréfringence (par 10 conséquent R). Les lignes qui relient le centre du champ de vision et deux mélatopes (un mélatope est le point, qui dans une image d*interférence, correspond à la direction d'un axe optique dans la section ou grain de cristal produisant l'image) délimitent les tangentes au plan axial optique et indiquent la 115 direction de l'axe b. Les lignes circonférencielles des deux mélatopes ci-dessus indiquent l'ordre de la couleur d'interférence, la ligne se trouvant le plus à l'intérieur indiquant les couleurs d'interférence de l'ordre le plus bas (1er ordre), et sept couleur* sont incluses entre les dites lignes et la ligne suivante. 20 Si on fait tourner le cristal GMO autour de l'axe sa jusqu'à ce que la lumière incidente coïncide avec la courbe de la couleur d'interférence du premier ordre, on obtient la couleur d'interférence vive désirée. Dans cet état, si on applique • une tension au cristal de manière à inverser la polarisation 25 spontanée, les axes a et b se trouvent intervertis^ En d'autres termes, les plans a et b tournent autour de l'axe £ de 90°• Par conséquent, la couleur varie, àfin que la couleur résultante soit à coup sûre vive et distincte, il faut faire tourner le cristal autour de l'axe b avant d'appliquer la tension d'inversion, de 30 manière que la lumière incidente coïncide avec la courbe de la couleur d'interférence du premier ordre quand la tension est appliquée et que les plans axiaux ont tourné de 90® (l'angle de rotation nécessaire est presque égal à l'angle dont a tourné le cristal au début). De ce fait, on peut effectuer la permutation 35 de la couleur d'interférence entre deux couleurs distinctes en commandant l'application de la tension. Dans le systeme.de modulation de couleurs décrit ci-desrsus, si on place deux plaques polarisantes de manière que leurs plans de vibration se coupent suivant un angle autre qu'un angle droit, on obtient d'autres 40 diversités de combinaisons« 69 09400 26 2005177 Comme décrit ci-dessus9 conformément-à la présente invention, la demanderesse a créé.us modulateur de couVuxs dans lequel une couleur est obtenue à partir à3un®, lumière.blanche traversant l'ensemble optique comprenant le cristal-GM0, et on 5 peut modifier ladite couleur en appliquant une.tension ou une contrainte mécanique au cristal. Cette modulation de couleurs est avantageuse par le fait que la variation mentionnée ci-dessus de la couleur est très nette et que la vitesse de modulation de la couleur est élevée. s O Mode de réalisation 3 Un monocristal GMO est coupé, au moyen d'un dispositif coupe à diamants, sous forme d'un prisme rectangulaire d'une épaisseur de 2,5mm dans la direction de l'axe Z et de tûmm de longueur dans las directions des axes X et Y, les surfaces cou-"i-ô péss sont polies de manière à constituer des faces transparentes et optiquement plates. Sur les deu:-: surfaces principales -ont été constituées deux électrodes transparentese par exemple des électrodes du type appelé "nésa* dans la technique japonaise, qui sont court-circuitées, Un poiariseur est dispose perpendiculairement à 20 un faisceau de lumière blanche. eencentréQ jtis>qy0à constituer un cercle d'environ tObhe de diamètro. Un a^aly^-aar est placé parallèlement sin poiariseur de façon telle, On place alors le cristal décrit ci-dessus entre le poiariseur et l'analyseur, de manière que ses* ®x©28soit légèrement ' incliné par rapport à l'axe optique du système2 ce qui fait qu» une couleur claire est observée à travers 1;analyseur» En outre, 30 il faut que l'axe X et l'axe Y du cristal sa trouvent dans deux plans faisant un angle de 45® avec les plans de vibration du poiariseur et de l'analyseur respectivement. Dans cet état, si on applique une pression d'environ 400 g sur le plan Y du cristal, ce dernier prend l'état d'un domaine unique positif ou négatif et 35 la couleur varie jusqu'à devenir une autre couleur distincte» Si, ensuite, on applique une pression à pty çrès similaire sur le plan X (1© plan X initial est indiqué/dans un but de simplicité d'explication bien,, qu'en, fait, 1© plan initial X soit devenu le plan Y après l'application de la pression.sur le plan.-initial 40 *Y 3n. jcsjls'on d© 13. xoltâ'fcxon clô "^'^3 i® existai pi^nci bad original 69 09400 27 2005 T 77 l'état d'un domaine unique négatif ou positif et la couleur revient à la couleur initiale. Dé ce fait, on peut modifier la couleur seulement par application d'une contrainte, conformément à la présente invention. 5 Mode de réalisation 4 Une mince plaque ou lame à coupe X est coupée à partir d'un monocristal de KDP, au moyen d'un dispositif de coupe à diamants, et les bords de la lame sont coupés à une largeur de 10n» avec deux plans parallèles verticaux par rapport à l'axe Z. tO La largeur de la lame dans la direction de l'axe Z est de 0,l5mm, les surfaces des plans X recevant une finition de manière à avoir une planéité optique et des électrodes en or sont alors déposées en phase vapeur sur les plans Z. Des conducteurs sont fixés aux électrodes respectifs au moyen d'une pâte d'argent. Le cristal 15 est placé en sandwich dans les plans X entre deux lames de quartz transparentes de 0,2am d'épaisseur et les conducteurs sont fixés aux lames de quartz avec de ■l'Araldite". L'ensemble ainsi constitué est refroidi progressivement puis est immergé dans de l'azote liquide contenu dans un vase Dewar qui est muni de fenêtres 20 en lanes de quartz de manière a permettre la transmission de la lumière. L'ensemble de cristal est placé de manière que son plan X soit parallèle au plan de la fenêtre. Comme dans le mode de réalisation 3, deux plaques polarisantes sont placées dans une disposition de nicol croisé dans le trajet de la lumière blanche et, 25 entre ces plaques, est disposé le vase Dewar de manière que la lumière soit dirigée sur le cristal. De ce fait, un dispositif modulateur de couleurs se trouve constitué. En reliant les conducteurs aux bornes d'une source de tension de 1000V, on observe une couleur distincte. Si on inverse la polarité de la tension, 30 la couleur varie. On peut transformer la paire de couleurs en n'importe quelle paire différente de couleurs en faisant tourner le poiariseur ou en remplaçant le cristal par un autre cristal d'épaisseur différente. Comme mentionné précédemment, on peut utiliser, pour le 35 modulateur de couleurs, n'importe quel cristal ferro-électrique ferro-élastique bien qu'une conception différente soit nécessaire pour un cristal particulier. Mode de réalisation 5 Deux1monocristaux à coupe Z sont polis de manière à 40 avoir une épaisseur de 254 - 5/«- et 327 - , respectivement, . 69 09400 28 2005177 les surfaces recevant une finition de façon à constituer des faces optiquement plates. Comme représenté sur la fig. 9, des électrodes transparentes 6 sont formées sur les plans Z du cristal par pulvérisation de SnCL^ à 5Û0°C. Les cristaux 3', 3" sont coupés 5; aux dimensions d'un carré de 10mm de côté en profitant d'un clivage le long du plan (1 t O) et des conducteurs 8 sont fixés aux électrodes. Ensuite, chaque cristal est placé en sandwich entre deux plaques de verre de 0,15mm d'épaisseur et deux ensembles de ce genre sont réunis de manière que leurs surfaces périphéri-lO ques soient alignées. L'ensemble ainsi constitué est placé entre un poiariseur et un analyseur qui sont disposés de manière que leurs plans de vibration soient perpendiculaires. On remarquera que l'ensemble de cristal est placé de façon que l'un de ses bords soit parallèle au plan de vibration du poiariseur. En outre, 15 un cristal biréfringent, par exemple en quartz, est placé entre l'analyseur et l'ensemble de cristal (ou entre le poiariseur et le cristal), leurs axes optiques étant alignés. En projetant une lumière blanche sui/cPc^encement à partir du côté poiariseur et en appliquant aux cristaux respectifs des tensions supérieures 2iO au champ électrique coercitif, on peut moduler de façon appropriée la couleur de la lumière émergeant de l'analyseur. Mode de réalisation 6 Dans un agencement constitué par un poiariseur et un analyseur entre lesquels est placé un cristal biréfringent, si 25 on suppose que l'épaisseur du cristal est d et que la différence des indices de réfraction pour deux ondes lumineuses vibrant dans deux directions perpendiculaires est (r^ - n^), la transparence spectrale de l'agencement est donnée par les formules suivantes : Ti ( ) = cos2 JL R (19) 2 * 30 T2( A ) = s in R (20) où R=d(n2~n|) La formule (19) s'applique à un cas où les plans de polarisation du poiariseur et de l'analyseur sont parallèles et sont inclinés de 45° par rapport à l'axe principal du cristal. La formule (20) 35 s'applique à un cas où les deux plans de polarisation sont perpendiculaires et sont inclinés de 45° par rapport à l'axe du cristal. En conséquence, quand une lumière blanche est introduite dans un tel agencement, une lumière nettement colorée émerge de 69 09400 2.9 2005177 ce dernier. Par exemple9 dans un cas où les plans de polarisation du poiariseur et de l'analyseur sont perpendiculairesf on voit, d'après la formule (20), que la transparence spectrale prend des valeurs maximales pour la lumière de longueur d'onde , quand la relation suivante est satisfaite s -J- = ' i X ' i11 » (2n+1) TT (2t.) 2 En outre si R = 0,Jë » 2JU f ...... njr (22) À 10 le terme de droite de la formule (t9) ci-dessus prend une valeur nulle. Ceci signifie qu'aucune lumière n'est transmise à travers l'agencement ci-dessus. De ce fait, l'agencement décrit ci-avant, qui est constitué par un cristal biréfringent disposé entre le nicol croisé» forme un filtre de lumière. Si cet agencement est 15 constitué de manière à transmettre «m® longueur d'onde particulière, on peut l'appeler un filtre de couleurs0 Conformément à la présente invention, si la technique décrite précédemment de dispositions additive et eoustractive est appliquée à de tels filtres de couleurs9 on obtient des filtres 20 de couleurs pour trois couleurs primaires R, G et B en utilisant des paires appropriés de tels filtrés® Par exemplej en supposant que les longueurs d'onde centrales respectives des filtres H., 6 et B sont A^s? Aq et - , celle des valeurs (2n+1 ) (c'est-à-dire 1. S, o 0 o) qui doit 2 2 2 '2. 25 prendre la valeur de R pour les longueurs d'onde centrales respectives est déterminée par 1°épaisseur d du cristal constituant le filtre. Les couleurs déterminées par les valeurs ci-dessus t, 3, 5» sont appelés©j, respectivement^ couleur d'interférence 2 2 5 du premier ordre, couleur d'interférence du second ordre» couleur 30 d'interférence du troisième ordre» ainsi de suite BAD ORIGINAL 69 09400 30 2005177 Comme mentionné précédemment dans un cas où les plans de polarisation du poiariseur et de l'analyseur sont perpendicu-= la ire s comme dans l'agencement ci-dessus la transparence spectra le du dispositif est détermine par la foxmule (20), c'est-à-dire ^ â; R 5 % (A ) = sln ° '^ar cons®c*u6n'''& ®n supposant que 21, y et Z sont trois couleurs primaires conformes au système international d'identification des couleurs, les couleurs sont exprimées théoriquement coiame suit : Jî = ./l(A ) X dA ) Vù Y = Jl(X) y dA j (23) Z = J"I(A) z dS ) où x,, i et z désignent des coordonnées de la couleur spectrale. Lss valeurs de x. et sont déterminées à partir du rapport de mélange des trois couleurs primaires comme suit : 15 x = X ) X + Y + Z ) (a4) y — y l k + y + z J les valeurs ci-dessus de x et x sont portées sur le diagramme de chromaticité CIE. On voit, d'après la courbe 11 tracée sur le diagramme représenté sur la fig. 11t qu'à mesure que le retard, 2.0 et, par conséquent, l'épaisseur du cristal augmentent, les couleurs d'interférence du premier ordre apparaissent d'abord dans l'ordre de l'orange» du violet9 du bleu et du vert et, qu'ensuit© à aiesure que le cristal augmente encore d'épaisseur» les couleurs du second ordre apparaissent dans le même ordre. De ce fait, en 25 supposant que les longueurs d'onde centrales des couleurs primai»» res sont Àg s 617 f Âq = 537 g Àg = 477 on comprendra, d'après la fig» 11» que l'on obtient la gamme optimale de reproduction de couleurs en choisissant l'épaisseur 30 d du cristal et» par conséquent^ le retardf, de manière que le rouge soit obtenu comme couleur du premier ou du second ordre» cm le bleu soit obtenu comme couleur du second ©ta du troisième ordre et que le vert soit obtenu corame couleur du second» du troi sième ou du quatrième ordre. 35 Du fait que dans un cristal GMO appartenant b/stèa© orthorhombique du groupe du point mm2s le plan axial optique tourne de 90° quand on applique à ce cristal un champ électrique . ois une contrainte coercitifs supérieurs à son champ électrique ou sa contrainte coercitifs, on peut considérer que le sens du SAD ORiGîNAl 69 09400 2005177 retard R de la lumière transmise par le cristal s'inverse lorsque le champ électrique ou la contrainte est appliqué, ce qui est indiqué par - R. Par conséquent, on peut composer trois états de retard 5 en utilisant deux cristaux GMO et un cristal biréfringent approprié (par exemple un cristal de quartz). En supposant que les retards nécessaires pour composer les couleurs R, G et B sont R^. Rq et Rg respectivement, et que les retards constitutif sdén^'cris-tal de référence (par exemple le cristal de quartz), dans le pre-10 mier cristal GMO et dans le second cristal GMO sont Rq, Rj et Ru, respectivement, les trois jeux de combinaisons suivants sont possibles : = R0 - Ri + Rn ) (25) rr = ro — RI + RII rg = ro + RI - RII 15 rb = ro - RI - RII ou \ = ro + RI + RII rg = ro - RI + RII rb = ro + RI - RII ou 20 rr = Ro + RI + RII • rg = Ro — RI + RII rb = ro - RI + RII (26) (27) ) On peut obtenir les trois couleurs primaires avec n'importe laquelle des combinaisons ci-dessus. En d'autres termes, comme on 25 peut le voir sur la fig. 10, on dispose une lame de quartz 10, une première et une seconde lame GMO 3' et 3" de coupe Z, dont les épaisseurs sont choisies parmi l'un des groupes représentés sur le tableau 5, entre un poiariseur 1 et un analyseur Z qui sont disposés parallèlement de manière que leurs plans de polari-30 sation soient perpendiculaires. En appliquant une tension ou une contrainte appropriée sur chacune des lames GMO 3' et 3M et, de ce fait, en inversant les axes optiques de ces lames, le présent agencement peut être utilisé comme un filtre de couleurs électrique ou mécanique capable de transmettre n'importe laquelle des 35 trois couleurs primaires. 69 09400 32 Tableau 5 2005177 : Groupe • Lame de quartz 1ère lame . 2ème lame GMO | GMO : 1 » * 133 m 210 m ! 195 m • ; a 143 404 | 195 • ! 3 122 1 210 * 404 • • • L'explication ci-dessus a été donnée à propos d'un cas où les plans de polarisation du poiariseur et de l'analyseur sont perpendiculaires. En ce qui concerne un cas où les deux plans de 10 polarisation précités sont parallèles, il suffit de choisir l'épaisseur des cristaux de manière à obtenir des retards donnant une couleur rouge comme couleur d'interférence du premier ou du second ordre, une couleur bleue également du premier ou du second ordre et une couleur verte du troisième ou du quatrième ordre, 15 comme il apparaît clairement sur la fig. 12. Bien que l'on ait utilisé un cristal GMO comme élément de modulation de couleurs dans le mode de réalisation ci-dessus, on comprendra que n'importe quel cristal appartenant au groupe de points mm2 peut Ôtr® utilisé avec des effets similaires. D'une façon générale, une 20 tension d'environ tOOV est nécessaire pour que le cristal produis» une action dans le modulateur de couleurs* Toutefois, on p«ut réduire cette tension dans, des proportions de 1/n en divisant 1« cristal en n morceaux égaux dans le sens de l'épaisseur, d® manière à obtenir le même retard, et en appliquant la tension 25 d'actionnement aux morceaux reliés en parallèle» Comme décrit ci-dessus, conformément au procédé de la présente invention dans lequel on place une combinaison constituée par des cristaux appartenant au groupe de points min2 et par un autre cristal biréfringent entre deux plaques polarisantes 30 disposées de manière que leurs plans de polarisation soient parallèles ou perpendiculaires et que la polarisation desdits cristaux appartenant au groupe de points mm2 soit inversée par un champ électrique ou une contrainte mécanique supérieure au champ électrique ou à la contrainte coercitifs dos cristaux, on obtient 35 une modulation de la couleur de la lumière tombant sur l'agencement. Bien que dans le mode de réalisation ci-dessus on ait 69 09400 33: 2005177 décrit un modulateur de couleurs permettant d'obtenir les couleurs primaires R, G et B, on comprendra que l'on peut obtenir d'autres couleurs avec un dis~v>eitif similaire» si besoin est. En d'autres termes, comme décrit ci-dessusy un retard de lumière dans un cris-5 tal ferro-électrique irrégulier peut être amené d'un état indiqué par +R, à un autre état indiqué par -R au moyen de l'inversion de polarisation. Si des retards respectifs dans n morceaux de tels cristaux sont indiqués par R^, R^, R£...Rn, le retard résultant dans une combinaison arbitraire des n cristaux précités 10 sera donné par la formule suivante : R0 ± R, ± Rj t R3 ± Rn où Rq indique le retard dans le cristal de référence. La formule ci-dessus donne en général Zn résultatsc Par conséquent, on peut considérer, en principe, que n morceaux de cris-15 taux peuvent produire 2n genres de couleurs. Par exemple, pour obtenir un modulateur de couleurs donnant seize couleurs, quatre morceaux d'un cristal ferro-électrique irrégulier suffisent, lesdits morceaux recevant une finition de manière à présenter des directions de coupe et dos dimensions prédéterminées et étant 20 superposés dans le sens de la lumière incidentes Par ailleurs, des cristaux ferro-électriques irréguliers, tels que le cristal GMO mentionné ci-dessus9 ont,, pour propriété, que leurs réseaux cristallins se déforment quand la polarisation s'inverse. Par conséquents si l'inversion de polarisation doit 25 être utilisée pour la modulation de couleurs, les électrodes appliquées au cristal doivent satisfaire aux exigences suivantes s (1) Du fait que l'électrode est obligée de se contracter et de se dilater suivant la distortion du cristal provenant de la déformation du réseau cristallin par suite de l'inversion de polarisa- 30 tion, l'électrode doit adhérer fermement à la surface, de manière à supporter des inversions de polarisation répétées« (2) Du. fait que le cristal doit conserver de façon stable l'état déformé lors de l'inversion de polarisation, il faut que 1*électrode ne s'oppose pas h la déformation du cristalD ©ar conséquent, 35 il faut que l'électrode soit suffisamment mince et ait une résistance électrique considérablement faible. (3) Drune façon générale le cristal est divisé en domaines multiples dans la phase ferro-électriquee Par conséquent8 si l'électrode est appliquée au cristal lors de la phase ferro-élec BAD OfttGfNAt 69 09400 34 2005177 trique, une irrégularité, qui est fonction du réseau de domaines, se produit dans la couche de l'électrode sous forme d5une sorte de déformation qui risque d'affecter le cristal» Pour empêcher ce phénomène, il faut que l'électrode soit appliquée dans la phase 5 para-électrique. (4) Dans un dispositif dont la constitution est telle que l'électrode est formée sur la surface du cristal, surface à travers laquelle est transmise la lumière, il va de soi que l'électrode doit laisser passer la lumière. 10 (5) Dans le même cas que dans le paragraphe (4) précédent, si la lumière incidente est blanche et si la couleur d'interférence produite par le cristal doit être utilisée, il ne faut pas que l'électrode soit en une matière susceptible d'affecter la couleur d'interférence. 15 (6) Il faut que la matière constituant l'électrode soit stable du point de vue chimique aussi bien que du point de vue physique pour assurer une longue durée de vie utile. D'une façon générale, on peut utiliser les techniques ou les substances suivantes pour former l'électrode appliquée au 20 cristal ferro-électrique en vue de l'inveriion d© polarisation : (a) Application d'une feuille métallique très mince (b) Evaporation de métal (c) Application d'une pête d'argent ou analogue et séchage à température élevé® 25 (d) Plaquage d'un métal sans électricité (e) Electrode au mercure (f) Application de particules non métalliques telles que de la poudre de carbone (par exemple de "l'Aquadag") (g) Electrode liquide. 30 Le tableau suivant montre à quel degré les électrodes mentionnées ci-dessus (a) à (g) satisfont les exigences mentionnées précédemment (1) à (6). Dans le tableau, le signe o, indique que l'électrode satisfait sensiblement l'exigence désignée, le signe x indique que l'exigence n'est pas satisfaite et le signe A indique 35 qufelle ne satisfait pas nécessairement l'exigence ni n'affecte de façon sensible la fonction du cristal. BAD ORIGINAL i 69 09400 35 2005177 (a) (b) (c) (d) (e) (f) (g) (t) x X 0 X A X A (2) 0 0 X 0 0 o A (3) X A o X A A X (4) X X X X X X o (5) X X X X X X o (6) X A o o A X X Comme on peut le voir sur le tableau ci-dessus, parmi les divers types d'électrodes (a) à (g), aucune ne satisfait la 10 totalité des exigences (t) à (6). Bien que l'électrode liquide (g) donne presque satisfaction, elle n'assure pas une longue durée de vie utile, et elle n'est pas commode à appliquer» Pour pallier les inconvénients décrits ci-dessus de l'électrode classique, on utilise, dans la présente invention, 15 de nouveaux types d'électrodes que l'on va décrire par les trois modes de réalisation suivants t Mode de réalisation 7 On chauffe jusqu'à 500°C à une allure d'accroissement de température d'environ 5°C par minute et on maintient à 20 500*C — 50® pendant 1Q minutes un cristal GMO qui a été coupé perpendiculairement à l'axe c, et poli avec une pâte à diamants de tianière à présenter une planéité optique et qui a reçu une finition de manière à constituer une lame transparente de 200 o d'épaisseur et d'environ 1cm • Ensuite, en pulvérisant une solu-25 tion contenant du SnCl^ comme ingrédient principal sur le cristal pendant 3 à 5 minutes à la môme température, on forme, sur "l'une des surfaces du cristal, un revêtement du type nesa précité contenant du SnQj» comme constituant principal. Après avoir maintenu ensuite le cristal à la même température pendant envi-30 ron 10 minutes, on refroidit à une allure de 5°C par minute jusqu'à 100°C ou une température inférieure. On applique une autre électrode à la surface opposée du cristal en utilisant le même procédé que décrit ci-dessus. Mode de réalisation 8 35 On forme une pellicule opaque de In d'une épaisseur d'environ 500 Â par évaporation sur la surface d'un cristal GMO de la même formation que décrit dans le mode de réalisation 7 et on chauffe ce cristal revêtu jusqu'à une température comprise entre 160°C et 200°C dans l'atmosphère ambiante, chauffage que 40 l'on fait suivre par un refroidissement progressif. Grâce à ce 69 09400 36 2005177 processus, on obtient une électrode transparente constituée principalement de In02« Mode de réalisation 9 _____________ 2 On place, dans un récipient qui contient 400cm d'éthy-5 lène glycol saturé avec du nitrate de sodium, un cristal GMO préparé de la même façon que décrit ci-dessus et comportant un revêtement de In déposé par évaporation sur-sa surface» On effectue une anodisation par électrolyse de la surface revêtue de In, le revêtement de In étant utilisé comme anode et une électrode de 10 carbone étant utilisée comme cathode. Après deux à trois minutes d*anodisation, on obtient une électrode transparente constituée principalement de InOg* La mince pellicule^formée suivant le processus du mode de réalisation 7, 8 ou 9 ci-dessus, avait une épaisseur d'environ 15 300 à 800 X et une résistance électrique comprise entre plusieurs dizaines d'ohms et plusieurs centaines d'ohms mesurés avec une sonde à pointe de contact. Après avoir enlevé de la surface périphérique de la lame de cristal le revêtement inutile, on a relié des conducteurs 8 aux électrodes 6, comme représenté sur la fig. 20 13, et on a appliqué une tension par l'intermédiaire de ces conducteurs 8. On a remarqué que le cristal prenait l'état de domaine unique quand là tension atteignait 100V environ. On a placé ce cristal entre le nicol croisé (1,2) en même temps qu'une plaque de mica de 10' présentant un retard d'environ 600 m/c, et, quand 25 on a appliqué une tension au cristal alternativement dans le sens positif et dans le sens négatif, on a observé un changement de couleur dépendant du changement de polarité de la tension. En outre, vingt cristaux de ce genre,ayant des dimensions de 10mm x 20mm x 0,3mm et munis des électrodes décrites ci-dessus^ont été 30 maintenus sous une tension électrique de 130V et de fréquence 50Hz. Après un essai continu pendant 100 heures, on n'a observé aucun changement, ce qui indiquait la stabilité des électrodes. Bien que la résistance électrique et la transparence ne présentaient aucun changement dans les électrodes préparées sui-35 vant le mode de réalisation 7 ci-dessus, on a remarqué que la résistance des électrodes préparées suivant le mode de réalisation 9 augmentait jusqu'à deux fois sa valeur initiale environ tandis que la transparence n'était pas modifiée. En ce qui concerne l'épaisseur, les électrodes préparées suivant le mode de réalisa-40 tion 7 entraînaient une légère déformation du cristal si l'épais 69 09400 37 2005177 seur était supérieure à 1 . Toutefois* dans les électrodes préparées suivant le mode de réalisation 8 ou 9f aucune déformation de ce genre n'a été constatée même dans celles ayant une épaisseur de 3/v • t BAD ORIGINAL 69 09400 38 2005177 REVENDICATIONS 1 - Procédé de modulation de couleurs caractérisé par le fait qu'on applique un champ électrique à au moins un élément de cristal ferro-électrique irrégulier tiaxe biréfringent par l'inter— 5 médiaire d'un dispositif de modulation électrique nécessaire, le champ électrique précité ayant une intensité au moins égale au champ électrique coercitif dudit cristal, grâce à quoi on module une couleur d'interférence produite quand une lumière tombant sur le cristal précité est transmise à travers ce cristal. 10 2 - Procédé de modulation de couleurs suivant la reven dication 1, caractérisé par le fait, d'une part, que l'on applim»*i que le champ électrique précité à chacun d'au moins deux éléments de cristaux ferro-électriques irréguliers biaxes et biréfringents dont les paires de surfaces principales sont en regards et paral- 15 lèles, chacune desdites paires de surface étant perpendiculaire à l'axe _c du cristal, le champ électrique précité étant appliqué entre lesdites paires de surfaces et la direction de la lumière incidente étant perpendiculaire à ladite paire de surfaces, et, d'autre part, qu'en outre, on commande alternativement le champ 20 électrique appliqué à chaque cristal de manière que les retards de la lumière dans les cristaux respectifs susvisés soient combinés de façon additive ou soustractive, grâce à quoi on commande le retard résultant de manière à moduler la couleur d'interférence précitée. 25 3 - Procédé de modulation de couleurs suivant la reven dication 1, caractérisé par le fait que la direction du champ électrique précité et de ladite lumière incidente est parallèle b l'axe ç, de l'élément de cristal. 4 - Modulateur de couleurs comprenant : un cristal ferro- 30 électrique irrégulier biaxe et biréfringent comportant deux surfaces opposées coupées parallèlement à l'axe £ du cristal, au moins deux électrodes transparentes constituées sur les deux surfaces précitées et un dispositif de modulation électrique relié électriquement auxdites électrodes transparentes afin d8appliquer 35 un champ électrique dont l'intensité est au moins égale au champ électrique coercitif du cristal. 5 - Modulateur de couleurs comprenant : un cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent comportant deux surfaces opposées coupées suivant un plan qui n'est pas perpendicu- 40 laire à l'axe c^ du cristal, au moins deux électrodes transparentes BAD ORIGINAL 69 09400 39 2005177 constituées sur les deux surfaces précitées et un dispositif de modulation électrique relié électriquement aux électrodes transparentes susvisées afin d'appliquer un champ électrique dont l'intensité est au moins égale au champ électrique coercitif dudit 5 cristal, 6 - Modulateur de couleurs comprenant : un cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent comportant deux surfaces opposées perpendiculairement à l'axe £ du cristal, au moins deux électrodes transparentes constituées sur les deux surfaces tO précitées, et un dispositif de modulation électrique relié électriquement aux électrodes transparentes susvisées pour appliquer un champ électrique dont l'intensité est au moins égale au champ électrique coercitif dudit cristal. 7 - Modulateur de couleurs comprenant : plusieurs cris-15 taux biaxes biréfringents dont au moins deux sont des éléments de cristaux électriques irréguliers, chacun comportant une paire de surfaces opposées coupées perpendiculairement à l'axe £ du cristal, lesdits éléments de cristaux étant disposés de manière que leurs surfaces soient parallèles, au moins une paire d'électrodes trans-20 parentes constituées sur lesdites paires de surfaces et un dispositif de modulation électrique relié électriquement aux électrodes transparentes susvisées pour appliquer un champ électrique ..dont l'intensité est au moins égale au champ électrique coercitif dudit cristal. 25 8 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 4, caractérisé par le fait qu'il est disposé entre deux dispositifs de' polarisation placés parallèlement. 9 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 5, caractérisé par le fait qu'il est disposé entre deux dispositifs 30 de polarisation placés parallèlement, cela en même temps qu'au moins un modulateur de couleurs du genre précité. tO - Modulateur de couleurs suivant la revendication 6, caractérisé par le fait qu'il est placé entre deux dispositifs de polarisation parallèles. 35 11 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 7, caractérisé par le fait qu'il est placé entre deux dispositifs de polarisation parallèles. 12 - Modulateur de couleurs capable de moduler une lumière blanche de manière à produire n'importe laquelle des trois 40 couleurs primaires, à savoir le rouge, le bleu et le vert, ce BAD ORIGINAL 69 09400 40 2005177 modulateur de couleurs comprenant : deux dispositifs de polarisation disposés parallèlement, au moins un cristal biréfringent et plusieurs éléments de cristaux ferro-électriques irréguliers biaxes et biréfringents disposés entre les deux dispositifs de 5 polarisation précités, chacun des éléments de cristaux précités comportant une paire de surface coupées perpendiculairement à l'axe c, une paire d'électrodes transparentes étant constituée sur ladite paire de surfaces, un dispositif de modulation électrique destiné à appliquer un champ électrique dont l'intensité est au 10 moins égale au champ électrique coercitif de l'élément de cristal à chacun des éléments de cristaux ferro-électriques irréguliers par l'intermédiaire des électrodes transparentes susvisées et, enfin, une source de lumière pour projeter des rayons de lumière blanche sur l'ensemble d'éléments de cristaux et de cristaux bir 13 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que les épaisseurs des éléments de cristaux ferro-électriques irréguliers biaxes et biréfringents 20 précités, dans le sens de l'axe je, sont choisies de manière que le retard résultant de la lumière transmise à travers l'ensemble susvisé d'éléments de cristaux et de cristaux biréfringents produise une couleur rouge comme couleur d'interférence du second ordre ou du premier ordre, une couleur bleue comme couleur d'in-25 terférence du troisième ordre ou du second ordre, ou une couleur verte comme couleur d'interférence du troisième ordre ou du second ordre. 14 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que les épaisseurs des éléments de cris- 30 taux ferro-électriques irréguliers biaxes et biréfringents précités, dans la direction de l'axe c,, sont choisies de manière que le retard résultant de la lumière transmise à travers ledit ensemble d'éléments de cristaux et de cristaux biréfringents produise une couleur rouge comme couleur d'interférence du second ordre ou du 35 premier ordre, une couleur bleue comme couleur d'interférence du second ordre ou du premier ordre ou une couleur verte comme couleur d'interférence du quatrième ordre ou du troisième ordre. 15 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 4, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier 40 biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de 69 09400 41 2005177 gadoliniunt pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : où R et R' indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre O et 1,0 et 5 e_ indique un nombre compris entre O et 0,2.» 16 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 15, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In. 17 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 5, 10 caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante t aV3M°1-eWe03 15 où R et R1 indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x. indique un nombre compris entre 0 et 1,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2, t8 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 17, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes pré- 20 citées sont formées de bioxyde soit de Sn soit de In. 19 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 6, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégu-lier et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : 25 (RxR,1-x'a03*3H°l.e*e°3 où* R et R* indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre O et 1,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2» 20 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 30 19, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In. 21 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de 35 gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : OÙ R et R* indiquent respectivement au moins un élément de terres raress x indique un nombre compris entre 0 et 1,0 et e bad ohiginal 69 09400 42. 2005177 indique un nombre compris entre O et 0,2. 22 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 21, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sent formées par du bioxyde soit de Sn soit à® In. 5 23 - Modulateur de couleurs suivant"la revendication 8, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégu-lier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : où R et H* indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre O et 1,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2» 24 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 23, 15 caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In» 25 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 9, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de 20 gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : (RxR't-x)203'3Mot-e,,e03 où R et R' indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x, indique un nombre compris entre O et 1 ,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2» 25 26 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 25, caractérisé par le fait que lesdites électrodes transparentes sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In0 27 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 10, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier 30 biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : (RxR'l-x)203-3Mot-eWe03 où R et R' indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre 0 et 1,0- et e, 35 indique un nombre compris entre 0 et 0,2» 28 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 27, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In» 29 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 11, bad original 69 09400 43 2005177 caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante t 3 5 où R et R* indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre O et 1,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2. 30 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 29, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes sont 10 formées par du bioxyde soit de Sn soit de In» 31 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 12, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule «himique 15 suivante : où R et R1 indiquent respectivement aa moins un élément de terres rares, x indique un nombre compris entre O et 1,0 et 8 indique un nombre compris entre O et 0,2* 20 32 - Modulateur de couleurs suivant 1« revendication 3t, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In. 33 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 13, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irré-25 gulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par l'a formule chimique suivante : 2°3'3M où R et R* indiquent respectivement au moins un élément de terres 30 rares, x indique un nombre compris entre 0 et 1,0 et £ indique un nombre compris entre 0 et 0,2, 34 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 33, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In. 35 35 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 14, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : 69 09400 44 2005177 où R et R1 indiquent respectivement au moins un élément de terres rares , x indique un nombre compris entre O et t,0 et e indique un nombre compris entre O et 0,2„ 5 36 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 35, caractérisé par le fait que les électrodes transparentes précitées sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In« 37 - Procédé de modulation de couleurs caractérisé par le fait que l'on applique une force mécanique sur un élément de 10 cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent par l'intermédiaire d'un dispositif nécessaire de pression, ladite force étant au moins égale à la contrainte coercitive dudit cristal, grâce à quoi on module une couleur d'interférence produite quand une lumière tombant sur ledit cristal est transmise à tra- 15 vers ce cristal, 38 - Modulateur de couleurs comprenant un élément de cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent comportant deux surfaces opposées perpendiculaires à l'axe _ç du cristal et un dispositif pour appliquer- une pression sur ledit 20 cristal perpendiculairement aux deux surfaces précitées» 39 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 38, caractérisé par le fait qu'il est disposé entre deux dispositifs de polarisation placés parallèlement, 40 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 25 38, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irrégulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : 30 où R et R1 indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x désigne un nombre compris entre 0 et 1,0 et £ désigne un nombre compris entre O et O,20 41 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 39, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irré- 35 gulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de molubdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule suivante : (RxR't-*>203'3M°l-eWe03 où R et R* indiquent respectivement au moins un élément BAD ORIGfNAL 69 09400 45: 2005177 de terres rares, x désigne un nombre compris entre O et 1,0 et e désigne un nombre compris entre O et 0,2.» 42 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 7, caractérisé par le fait que les éléments de cristaux ferro- 5 électriques irréguliers ont la même épaisseur dans la direction de l'axe ç. 43 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 42, caractérisé par le fait que le cristal ferro-électrique irré— gulier biaxe et biréfringent précité est un monocristal de mo- 10 lybdate de gadolinium pouvant être exprimé par la formule chimique suivante : 2 où R et R' indiquent respectivement au moins un élément de terres rares, x. désigne un nombre compris entre O et t ,0i et _e 15 désigne un nombre compris entre O et 0,2» 44 - Modulateur de couleurs suivant la revendication 43, caractérisé par le fait que lesdites électrodes transparentes sont formées par du bioxyde soit de Sn soit de In® bad ôrigtnal