Brevet FR2037204A1 — publié le 19701231

L'invention concerne un dispositif de reproduction d'images, équipé d'une couche photoconductrice munie d'au moins une électrode et destinée à capter une image de rayonnement formée sur ladite couche, alors que sur la face de la couche photoconductrice, située â 5 l'opposé de la face captant l'image, se trouve un milieu sensible â l'intensité de champ muni d'une électrode perméable & la lumière, alors que suivant l'intensité locale du champ électrique, un faisceau lumineux auxiliaire dirigé sur le milieu est modulé localement par ce dernier. Un exemple d'un tel dispositif de reproduction d'images 10 est utilisé dans "l'Eidophore", â substance solide. Sans ce système, conçu pour la visualisation d'images sur grand écran, ces images étant au préalable réfléchies à la surface d'une substance solide, un faisceau lumineux, contenant l'information d'image et frappant une couche photoconductrice, engendre une configuration de charge électrique correspondant à 15 la répartition de la luminance dans ledit faisceau. Cette configuration de charge fournit une intensité de champ variant localement, qui s'exerce sur la surface libre d'un milieu sensible à intensité de champ. Un faisceau de lumière de projection, provenant du côté opposé à celui d'où provient le faisceau contenant l'information d'image et frappant ce milieu 20 est ainsi modulé dans la direction de réflexion. Par l'emploi d'une optique â. effluves thermiques (optique de Schlieren), on obtient dans le faisceau de lumière de projection, un contenu d'image correspondant au contenu que renferme la lumière contenant l'information d'image et frappant la couche photoconductrice, le contenu d'image ainsi obtenu pouvant 25 être visualisé sur un écran récepteur."On 0rgsire~al0r8 0btgnir une forte amplification de lumière entre la lumière â information d'image et la lumière de projection. Un tel dispositif de reproduction d'images est décrit dans un article de la publication "Zeitschrift fiir angewandte Mathematik 30 und Physik", volume 18, pages â 57 f parue en 19^7. Bans le dispositif décrit dans cet article, une certaine quantité de lumière du faisceau de projection, comme par exemple de la lumière de dispersion, peut atteindre le photoconducteur, de sorte que le contraste dans l'image se perd plus ou moins, à moins que l'on ne 55 maintienne faible l'intensité de la lumière de projection; mais dans ce cas, on n'obtient qu'une faible amplification de lumière. Le but de l'invention est de fournir un dispositif de reproduction d'images dont la couche photoconductrice soit convenablement protégée contre la lumière de projection, sans que pour cela soit entravée 40 une transmission convenable de la configuration de potentiel du photocon 70 08885 2 2037204 ducteur vers le milieu sensible â l'intensité de champ. Conformément à l'invention, un dispositif de reproduction d'images du genre mentionné dans le préambule est remarquable en ce qu'entre la couche photoconductrice et le milieu sensible & l'intensité 5 de champ se trouve une couche intermédiaire formant un blindage par la lumière et constituée principalement par un matériau semiconducteur qui, comme c'est également le cas du matériau constituant la couche photoconductrice, présente une transition directe entre la bande de valence et la bande de conduction, l'écart de bandes du matériau de la-10 dite couche intermédiaire étant par rapport à celui du matériau de la couche photoconductrice tellement plus petit que la couche intermédiaire présente une forte absorption du rayonnement correspondant â la transition de bandes directe du photoconducteur. De préférehce, l'écart de bandes du matériau de la couche intermédiaire est au maximum environ 0,2 e7 plus 15 petit que celui du matériau du photoconducteur. Dbb transitions directes de bande & bande ont un coefficient d'absorption relativement élevé, de sorte qu'une mince couche intermédiaire assufe déjà un blindage suffisant. Du fait que le matériau de la couche photoconductrice présente un écart de bandes plus grand que 20 celui du matériau de la couche intermédiaire, la. lumière qui a pu trana-verser celle-ci ne peut pas ttre absorbée par des transitions de bande : 2$ maintenue-faible si on élabore une mince couche photoconductrice. Pour- empêcher que la couche intermédiaire puisse entraver la transmission de la configuration de potentiel de la couche photoconductrice vers le milieu sensible â l'intensité de champ, cette couche intermédiaire ne doit pas être seulement mince, mais en outre, la résistance spécifique du matériau 30 qui la constitue doit au moins être égale â la résistance spécifique du matériau photoconducteur non irradié. Par l'emploi d'une couche intermédiaire conforme à l'invention, il est possible de réaliser, sans perte de contraste d'image, une amplification de lumière considérable entre la lumière contenant 55 l'information d'image et la lumière de projection. La description suivante, en regard deB dessins annexés, le tout donné â titre d'exemple, fera bien comprendre comment l'invention peut être réalisée. La fig. 1 montre schématiquement en coupe un dispositif 40 de reproduction d'images, muni d'une couche intermédiaire. bad original 70 08885 5 2037204 La fig. 2 est une vue en perspective illustrant la partie stratifiée qui, par rapport â la fig. 1, est ici représentée â l'envers. La fig. 5 montre un autre dispositif de reproduction 5 d'images conforme â l'invention. Sur les figures 1 et 2, le dispositif de reproduction d'images comporte deux parties (1) et (2) que sépare un espace intermédiaire (3). La première partie (1) doit convertir en une configuration de charge électrique le contenu d'image d'un faisceau (4) contenant de 10 l'information d'image et frappant cette partie (1); dans la partie (2)f cette configuration module, suivant le contenu d'image du faisceau (4)» une lumière de projection (5) frappant une face appartenant â la partie (2) et située â l'opposé de la partie (1). De bas en haut sur la fig. 1, et de haut en bas sur la 15 fig. 2, la partie (1) comporte â cet effet un support transparent (6), une configuration de lignes opaque (7), une plaque (8) électriquement isolante, une grille (11) formée par deux peignes électriquement conducteurs (9) et (10) s'adaptant l'un dans l'autre, une couche photoconductrice (12), ainsi qu'une couche intermédiaire (15) à effet de blindage. 20 Après l'espace intermédiaire (5), on remarque dans la partie (2) un milieu (14) pouvant être déformé localement sous l'effet d'une intensité de champ électrique, un conducteur électrique transparent (15)» ainsi qu'un support (16)» transparent également. Si un prisme (17) est placé sur le support (16), le milieu (14) & pouvoir modulateur appartient à une 25 optique affluves thermiques, comportant par ailleurs line source lumineuse (18) engendrant le faisceau de lumière de projection (5)» un premier jeu de fentes (19)» un deuxième jeu de fentes (20), une optique (21), ainsi qu'un écran (22), recevant le faisceau de lumière de projection modulée. Pour faciliter les choses, cet écran (22) a été représenté trop petit et 50 trop près de l'optique (21). A l'aide du prisme (17)1 pouvant être remplacé par un jeu de lentilles, on fait le nécessaire pour que la surface libre (25) du milieu déformable (14), située du côté de l'espace intermédiaire (5), soit frappée par le faisceau incident de lumière de projection sous un angle tel qu'il se produise une réflexion totale. Les jeux 55 de fentes (19) et (20) sont disposés entre eux de façon que la lumière de projection que laisse passer le jeu (19) et qui est réfléchie par une surface (25) non déformée par une configuration de charge, soit reçue par les parties opaques du jeu de fentes (20), de sorte que l'écran de réception ne reçoit alors aucune lumière. 40 Afin de décrire plus en détail la fonction des consti- 70 08885 4 2037204 tuants de* parties (1) et (2), celles-ci ont été représentées en perspective sur la fig. 2 qui, comparée avec la fig, 1, montrent l'ensemble à l'envers. Pour une des méthodes connues pour produire une configuration de potentiel, on raccorde une source de tension continue (24) entre les 5 peignes (9) et (10), et une source de tension continue (25) entre une dérivation céntrale de cette source (24) et l'électrode (15), qui est par exemple en oxyde d'étain déposé par évaporation. Entre la grille (11) et l'électrode (15), il se forme ainsi une configuration de potentiel de forme ondulatoire correspondant à la configuration des lignes de la grille 10 (11), alors que la surface (23) du milieu déformable (14) est déformée en correspondance. Localement, avec cette configuration de forme ondulatoire, la lumière de projection, lors de sa réflexion sur cette configuration, acquiert une autre direction, mais si on fait le nécessaire pour que la direction des lignes de la grille (11) soit perpendiculaire aux jeux de 15 fentes (19) et (20), cette variation de direction se fait dans la direction des fentes des jeux (19) et (20), de sorte qu'également maintenant, aucune lumière de projection ne peut atteindre l'écran (22). Un faisceau de lumière contenant l'information d'image et frappant la couche photoconductrice (12) par l'intermédiaire de la grille (11), est à même de 20 renforcer ou d'affaiblir localement cette configuration en forme ondulatoire, mais cela également n'aboutit pas & l'arrivée de lumière sur l'écran de projection. Cette situation change seulement ai dans le trajet de cette lumière & information d'image, il se trouve une configuration de lignes (7) de bandes opaques, dont la direction forme un certain angle 25 avec celle des lignes de la grille (11). La lumière incidente à information d'image tordra maintenant pour ainsi dire hors de leur direction les ondes de la configuration , du fait que la lumière, â configuration de bandes inclinées, frappant ladite configuration, influence maintenant dans le même sens la conductibilité électrique de la couche photoconduc-50 trice et de ce fait la configuration de potentiel. La lumière de projection subit ainsi maintenant une déviation en direction transversale, et cette lumière déviée dépassera le jeu de fentes (20) et formera une image sur l'écran. Par cette méthode, présentant d'ailleurs plusieurs formes de réalisation, on obtient que l'information de l'image formée sur la couche 35 photoconductrice soit représentée sur l'écran. Pour éviter des perturbations durant cette transmission, il importe que la configuration de lignes (7)» formée de préférence par des bandes métalliques déposées par évaporation, présente une silhouette convenable sur le grillage (11) et la couche photoconductrice (12), cette configuration (7) devant toutefois 40 être isolée électriquement des peignes (9) et (10). De préférence, on 70 08885 5 2037204 dépose â cet effet par évaporation la configuration de lignes (7) sur une face d'une plaque de verre (8) ayant une épaisseur de 100^u environ, alors que sur l'autre face de la plaque on dépose par évaporation la grille (11) sur laquelle on dépose en même temps par évaporation la 5 couche photoconductrice (12). La configuration d'intensité de champ est influencée par l'incidence de lumière sur la couche photoconductrice, et s'étend entre la grille (11) et l'électrode (15% La distance existant entre la couche photoconductrice et l'électrode (15) doit être aussi réduite que possible pour obtenir une grande sensibilité, c'est-â-dire une 10 forte intensité de champ entre la couche et l'électrode. La couche intermédiaire (15)» l'espace intermédiaire (3) et la couche déformable (14) doivent donc être minces. En guise de couche déformable, on utilise un film d'huile; l'huile utilisée doit avoir une résistance électrique assez réduite, et est par exemple une huile de silicone polymérisée, de sorte 15 que l'intensité de champ sur le film d'huile est réduite. Surtout, l'espace intermédiaire (3) et la couche de blindage (13) doivent donc présenter une faible épaisseur. Une valeur minimale de l'épaisseur de l'espace intermédiaire est déterminée par le risque d'un contact entre les couches (13) et (14)» et est environ égale à 20^u. Quand on met à profit 20 l'invention, l'épaisseur de la couche intermédiaire (13) lui de préférence est déposée par évaporation directement sur la couche photoconductrice (12), ne doit pas être supérieure â quelques ^u. Sans le cas traité, la couche photoconductrice (12) est en CdSe, activé â l'aide de cuivre, et présente une épaisseur de 1yu 25 maximum. Au besoin, un dopage, de cuivre par exemple, donne au matériau photoconducteur utilisé une résistance d'obscurité relativement faible •7 d'environ 10 ohms. Ce matériau semiconducteur CdSe a un écart de bandes de 1,8 eV. Ce matériau a été choisi pour satisfaire de façon simple aux exigences d'obtenir une couche intermédiaire appropriée (13) assurant le 30 blindage. Cette couche intermédiaire est en CdTe, en GeSe ou en Sb2Sëj, ou en des mélanges de ces matériaux. Ces matériaux semiconducteurs à écarts de bandes respectivement égaux à 1,5 eV, 1,7 eV et 1,4 eV, ont été déposés par évaporation sur la couche photoconductrice (12), présentent une épaisseur ne dépassant pas quelques yu, et forment des couches uni-35 formes adhérant convenablement â la couche (12). Une couche convenant particulièrement est formée par un mélange contenant en poids environ trois parties de SbgSe^ et une partie de GeSe. Le matériau de la couche intermédiaire (13) & été déposé par évaporation sur le photoconducteur (12) se trouvant la température ambiante. On a empêché ainsi que pendant 40 le dépôt, le matériau de la couche intermédiaire puisse former des niveaux 70 08885 i 2037204 intermédiaires dans le photoconducteur, de tels niveaux étant susceptibles d'absorber la lumière â longueur d'onde élevée que la couche Intermédiaire a laissé passer, La couche intermédiaire étant obtenue par ledit dépôt par évaporation, celle-ci acquiert une structure cristalline 5 fine dans laquelle la résistance électrique réside dans les jonctions de cristal. Tant que les cristaux sont petits comparativement à la période de grille dans le système, la conduction électrique relativement élevée à l'intérieur des cristaux de la couche intermédiaire ne cause aucun inconvénient. Cette influence est certainement nulle pour une période de 10 50^u, étant donné qu'en pratique, la dimension des cristaux né dépasse pas 1^u environ. En pratique, on a constaté que la qualité de la couche intermédiaire peut être influencée favorablement lorsque le matériau devant constituer cette couche est déposée par évaporation dans une atmosphère non réductrice. 15 La fig. 5 montre un autre dispositif de reproduction d'images conforme à l'invention. Se gauche & droite sur cette fig. 3» ce dispositif comporte, serties entre deux supports transparents (30) ®t (31), successivement» une électrode transparente (32), une couche photoconductrice (33) en CdSe, une couche intermédiaire de blindage (34), 20 identique à la couche intermédiaire déjà décrite et constituée de préférence par un mélange de SbgSe^ et de GeSe, une couche (35) en forme de mosaïque, constituée par exemple par une pellicule d'aluminium craquelée, un milieu (36) sensible & intensité de champ et formé ici par un composé nématique mésomorphique ou un composé cristallin nématique liquide, dont peuvent être localement influencées par l'intensité de champ électrique se produisant dans la couche, et enfin un deuxième conducteur électrique transparent (37), relié à l'électrode (32) à travers une Bource de tension électrique (38). 30 Sou#1'influence d'un faisceau de lumière contenant l'information d'image (39) frappant sur la figure, le support gauche (30) et parvenant ainsi sur la couche photoconductrice (33)* la couche nématique (36) devient le siège de variations locales d'intensité de champ électrique correspondant au contenu d'information dans ledit faisceau 35 (39). L'information d'image correspondant auxdites variations et ayant la forme de variations de la transmission de lumière ou de la réflexion de lumière, est mise â profit pour la modulation d'un faisceau de lumière de projection (40) frappant la couche nématique (36) par l'intermédiaire du support transparent droit (31). 40 A cet effet, l'ensemble stratifié est placé dans un 70 08885 7 2037204 dispositif de formation d'images, comportant par ailleurs une source (41) pour engendrer la lumière de projection, un miroir semi-transparent (42), et une optique (43) équipée d'un écran (44) pour recevoir l'image» Lorsque les variations de la réflexion de lumière par 5 la couche nématique (36) sont utilisés pour la modulation du faisceau de lumière de projection, on peut, étant donné que ceci est essentiellement un effet de dispersion, utiliser à nouveau un système de formation d'images par effluves thermiques. Par contre, lorsqu'on utilise les variations de l'absorption de la lumière, la lumière réfléchie par la 10 pellicule d'aluminium (35) forme directement l'image sur l'écran (44) par l'intermédiaire du miroir semi-transparent (42) et l'optique (43). 70 08885 8 2037204 BEVmDICATIOITSt 1. Dispositif de reproduction d'images, équipé d'une couche photoconductrice munie d'au moins une électrode et destinée à capter une image de rayonnement formée sur ladite couche, alors que sur 5 la face de la couche photoconductrice, située â l'opposé de la face captant l'image, se trouve un milieu sensible â l'intensité de champ muni d'une électrode perméable à la lumière, alors que suivant l'intensité locale du champ électrique, un faisceau lumineux auxiliaire dirigé sur le milieu est modulé localement par ce dernier, caractérisé en ce qu'entre tO la couche photoconductrice et le milieu sensible à l'intensité de champ se trouve une couche intermédiaire formant un blindage pour la lumière et constituée principalement par un matériau semiconducteur qui, comme c'est également le cas du matériau constituant la couche photoconductrice, présente une transition directe entre la bande de valence et la 15 bande de conduction, l'écart de bandes du matériau de ladite couche intermédiaire étant par rapport â celui du matériau de la couche photoconductrice tellement plus petit que la couche intermédiaire présent® une forte absorption pour du rayonnement correspondant à la transition de bandes directe du photoconducteur. 20 2, Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'écart de bandes du matériau de la couche intermédiaire est au maximum environ 0,2 eV plus petit que celui du matériau du photoconduc*' teur. 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé 25 en ce que la couche photosensible est formée par le matériau photoconducteur CdSe activé à l'aide de cuivre, alors que la couche intermédiaire est une couche cristalline fine formée par un semiconducteur du groupe renfermant le CdTe, le Ge S et le SbgSe^, et des mélanges de ces matériaux. 50 4. Dispositif selon la revendication 1, 2 ou 3» caracté risé en ce que le photoconducteur est formé par une couche de CdSe déposée par évaporation sur un support transparent muni d'électrode, ladite couche ayant une épaisseur maximale de 1yu, alors que la couche intermédiaire est une couche de Ge S ou de Sb^e^, déposée par évapora-35 tion sur la couche photoconductrice et ayant une épaisseur d'au maximum quelques ^u. 5. Dispositif selon une des revendications 1 à 4» carac térisé en ce que le matériau constituant la couche intermédiaire est un mélange contenant en poids environ trois parties de SbgSe^ et une partie 40 de Ge Se.