DE1256807B - Photozelle - Google Patents

Description

DEUTSCHES MW PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

DeutscheKl.: 21g-29/01

Nummer: 1256 807

Aktenzeichen: C 37429 VIII c/21 g

J 256 807 Anmeldetag: 18.November 1965

Auslegetag: 21. Dezember 1967

Diese Erfindung betrifft eine Photozelle mit einem aus durchsichtigem Material bestehenden Fenster und mit einer vom Metallgehäuse isoliert angeordneten lichtempfindlichen Schicht, deren Träger aus Isolierstoff elastisch gegen das Gehäuse angedrückt ist.

Diese bekannten Photozellen weisen den Vorteil einer sehr guten Wärmeableitung auf, was wiederum die Verwendung eines an seiner Größe gemessen sehr leistungsfähigen lichtempfindlichen Bauelementes erlaubt. Sie sind jedoch baulich aufwendig, da bei ihnen das napfförmig ausgebildete Gehäuse mit einem Gewinderand versehen ist, auf welchen ein ebenfalls napfförmiges Fenster aufgeschraubt ist. Im Rand des Fensters sind kleine federnde Zungen vorgesehen, welche das lichtempfindliche Bauelement gegen die massive Bodenplatte des Gehäuses drücken. Für kleine Photozellen ist die bekannte Konstruktion somit ungeeignet.

Ferner ist es bekannt, auch klein ausführbare Photozellen dadurch herzustellen, daß man in ein Gehäuse aus Glas in Form eines flachen Rohres, das an einem Ende geschlossen ist, ein langgestrecktes lichtempfindliches Bauelement einsetzt. Das andere Ende des Rohres ist mittels eines Epoxydharzes verschlossen, dessen Polymerisation unterhalb der Temperaturen eintritt, denen das photoempfindliche Element noch ausgesetzt werden darf. Durch dieses andere Ende verlaufen die elektrischen Leitungen, die an das Elektrodensystem der Photozelle angeschlossen sind, sowie eine kleine Blechzunge, welche die Wärmeabfuhr bewirkt. Bei diesen Zellen ist nicht nur die Wärmeableitung gering; auch ist ihre Fixierung in der Sollage im Glasröhrchen schwierig. Schließlich sind sie auch stoßempfindlich.

Das lichtempfindliche Bauelement einer Photozelle ist in der Regel aus einer Verbindung eines zweiwertigen Metalls hergestellt, z.B. Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenid. Diese ist vorzugsweise in einer dünnen Schicht auf einem Plättchen aus isolierendem Material, wie z. B. Keramik oder Glas, niedergeschlagen. Auf der Oberfläche der Schicht ist ein Elektrodensystem angeordnet, das meist aus wenigstens zwei Elektrodenanordnungen in Form von Kämmen mit dazwischen befindlichen Zähnen gebildet ist, die vorzugsweise durch Aufdampfung eines Metalls über eine entsprechende Maske erhalten wurden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Photozelle der eingangs umrissenen Art so auszubilden, daß sie die Vorteile der beiden oben als bekannt erläuterten Typen verbindet, ohne jedoch deren Nachteile aufzuweisen.

Photozelle

Anmelder:

Compagnie Industrielle Frangaise des Tubes
Electroniques S. A.,
Courbevoie, Seine (Frankreich)

Vertreter:

Dr. W. Berg und Dipl.-Ing. O. Stapf,
Patentanwälte, München 2, Hilblestr. 20

Als Erfinder benannt:

Michel Nicolas, Courbevoie, Seine (Frankreich)
Beanspruchte Priorität:

Frankreich vom 20. November 1964 (995 751)

Dies wird gemäß der Erfindung dadurch erreicht, daß das lichtempfindliche Bauelement elastisch zwischen den Flachseiten eines beidseitig abgeflachten Rohres eingespannt ist.

In solchen Zellen kann unter anderem die Verschlußsubstanz für das offene Ende so gewählt werden, daß sich ihr Ausdehnungskoeffizient sowenig wie möglich von dem des Gehäusemetalls unterscheidet, damit Spannungen und so die obenerwähnte Gefahr der Ablösung an der Verbindung mit dem Metall vermieden werden.

Die Wärmeableitung ist gut, da die Hülle aus Metall — gegebenenfalls über ein Einlagestück — am lichtempfindlichen Bauelement klemmend anliegt. Die Baugröße kann klein gewählt werden. Die Herstellung ist einfach.

Vorteilhaft ist die Ausbildung so getroffen, daß die durchsichtige Fensterplatte mit dem Träger der lichtempfindlichen Schicht mittels einer Vergußmasse zu einem die lichtempfindliche Schicht einkapselnden Bauelement zusammengefaßt ist.

Das erleichtert die Montage und schützt die lichtempfindliche Schicht besonders gut.

Soll sich das Metallgehäuse in direktem Kontakt mit dem Träger des photoempfindlichen Elements befinden, so wird vorteilhaft auf der Fläche des Rohres gegenüber dem Fenster eine Eindrückung vorgesehen, die vorteilhaft etwa die gleiche Länge

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Claims (2)

und Breite wie das lichtempfindliche Bauelement hat. Die Tiefe der Eindrückung ist dabei so groß, daß das lichtempfindliche Bauelement in das Gehäuse zwischen die Eindrückung und die entgegengesetzte Fläche des Gehäuses eingeschlossen ist. Infolge des so erreichten guten Kontaktes zwischen dem Träger und dem Gehäuse wird durch Leitfähigkeit des Metalls, durch Konvektion und Strahlung eine Ableitung der während des Betriebes der Zelle entwickelten Wärme in die ganze äußere Umgebung erreicht. Der Kontakt zwischen dem Gehäuse und dem Träger kann auch durch eine Zwischenlage aus Metall mit guter Wärmeleitfähigkeit erreicht werden, die zwischen die vorhandene oder nicht vorhandene Eindrückung des Gehäuses und den Träger eingefügt wird. Das Metallgehäuse kann eine außen befindliche Zunge enthalten, die durch Ausstanzen an der Kante seiner Öffnung ausgeführt wurde und zusätzlich zur Kühlung und Befestigung der Zelle auf der Verwendungseinrichtung dient. Die Leistung von durch ein Metallgehäuse nach der Erfindung gekühlten Zellen beträgt etwa das Dreifache von herkömmlichen Zellen mit Gehäusen aus Glas oder Kunststoff, und die so erreichte Leistung kann noch verdoppelt werden, wenn das Metallgehäuse mit einer Zunge versehen ist, die zugleich eine zusätzliche Kühleinrichtung bildet. Dabei dient diese Zunge auf einer Verwendungseinrichtung unter Umständen zur Herstellung einer thermischen Verbindung mit dieser, wie es weiter unten angegeben ist. Nachfolgend sind an Hand der Zeichnung Ausführungsbeispiele der Erfindung beschrieben. F i g. 1 zeigt eine perspektivische Ansicht des Gehäuses; F i g. 2 zeigt einen Querschnitt, bei dem der Schnitt entlang der Linie II-II der F i g. 1 verläuft; F i g. 3 zeigt einen Querschnitt der Zelle, der in den Bereich des Fensters des Gehäuses gelegt ist; F i g. 4 stellt eine perspektivische Teilansicht des Gehäuses dar; F i g. 5 zeigt einen Querschnitt der erfindungsgemäßen Zelle. Entsprechend den F i g. 1 und 2 hat das Metallgehäuse 1 die Form eines abgeflachten Rohres, das an einem Ende durch eine abgerundete Stirnseite 11 geschlossen und an seinem anderen Ende 12 offen ist. Das Metallgehäuse 1 besitzt auf einer Fläche ein Fenster 2. Auf der anderen Fläche befindet sich eine in das Innere des Rohres ragende flache Eindrükkung 3, die sich von der Rückseite 11 des Rohres bis fast zu dessen offenem Rand 12 erstreckt. Das Gehäuse ist aus ziehbarem Metall hergestellt. Wegen der für ein solches Metall erforderlichen Eigenschäften muß vorzugsweise Aluminium und Kupfer gewählt werden. Dennoch können andere Metalle oder Legierungen, wie z. B. Messing, in gleicher Weise geeignet sein. In dem in F i g. 3 gezeigten Querschnitt eines in das Gehäuse 1 eingefügten Bauelementes ist mit 4 der isolierte Träger bezeichnet. Dieser trägt die photoempfindliche SchichtS und die seitlichen Anschlüsse 6 und 7 der jeweiligen Elektroden 6a und 7 a. Auf dem Träger befindet sich über einer synthetisehen Zwischensubstanz 8 aus einem Silikonharz ein dünnes Plättchen 9 aus lichtdurchlässigem Material (Glas oder Kunststoff). Durch dieses empfängt die photoempfindliche Schicht 5 die anzuzeigende Strahlung. Die synthetische Substanz 8 soll die Teile 4, 5, 6,7 und 9 vereinigen, damit so ein zusammenhängendes Bauelement mit einer Stärke (e) geschaffen ist, die über die ganze Länge konstant ist. Dieses Element kann dann durch die Öffnung 12 des Gehäuses in dessen Inneres eingeführt und nach dem Fenster 2 ausgerichtet werden. Das Bauelement liegt einerseits an der das Fenster 2 umschließenden Innenwand des Behälters und andererseits an der Innenfläche der flachen Eindrückung 3 an. Der Abstand et zwischen den Innenflächen des Gehäuses soll um so viel geringer als das Maß e sein, daß das Einführen des Bauelementes einen gewissen Druck erfordert. Dadurch wird der zwischen dem Gehäuse und der Unterlage 4 für die photoempfindliche Schicht angestrebte Kontakt gewährleistet. Ein Lack 13, mit dem die äußeren Ränder des durchsichtigen, flachen, lichtdurchlässigen Plättchens 9 vorher überzogen wurden, sichert zwischen diesem flachen Plättchen und dem Rand des in das Metall geschnittenen Fensters 2 eine provisorische Abdichtung. Durch diese können die freien Bereiche des Behälters bis zu dem durch die Ausformung begrenzten Niveau gefüllt werden. Zur Füllung dient ein flüssiger Kunststoff. Nach der Polymerisation dieses Kunststoffes (der z. B. ein flüssiges Silikonharz sein kann) wird ein Abschlußpfropfen für die Zelle bis zum Rand des offenen Endes 12 des Behälters mittels eines anderen Kunststoffes gebildet. Dieser kann z. B. ein Harz sein, das wie etwa Epoxydharz bei Raumtemperatur polymerisiert. Die Fig. 4 zeigt ein Metallgehäuse la, bei dem während der mechanischen Herstellung eine vom Rand seines offenen Endes 12 ausgehende Zunge 14 hergestellt wurde. Diese ist lang genug, um als eine zusätzliche Kühleinrichtung, als Befestigungslasche der Zelle an einer Vorrichtung und/oder als thermisches Verbindungsteil zu dieser zu dienen. In diesem Fall oder in dem vorher genannten Fall kann sie dabei zu dem Zellengehäuse die Verbindung herstellen, um als Kühleinrichtung zu dienen. Die F i g. 5 zeigt eine Abwandlung, bei der die Eindrückung 3 durch ein entsprechendes Teil ersetzt wird. Diese wird durch eine Metallplatte 10 mit Wärmeleitfähigkeit gebildet, die zwischen den Träger 4 und die Innenfläche der flachen Gehäusewand eingefügt ist, die sich dem Fenster 2 gegenüber befindet. Diese Platte überträgt auf das Metallgehäuse 1 die durch die Zelle entwickelte Wärme. Patentansprüche:

1. Photozelle mit einem aus durchsichtigem Material bestehenden Fenster und mit einer vom Metallgehäuse isoliert angeordneten lichtempfindlichen Schicht, deren Träger aus Isolierstoff elastisch gegen das Gehäuse angedrückt ist, dadurch gekennzeichnet, daß das lichtempfindliche Bauelement (4,5,8,9) elastisch zwischen den Flachseiten eines beidseitig abgeflachten Rohres (1) eingespannt ist.

2. Photozelle nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die durchsichtige Fensterplatte (9) mit dem Träger (4) der lichtempfindlichen Schicht (5) mittels einer Vergußmasse (8) zu einem