DE1414742B2 - Festkoerper bildspeicher - Google Patents

Description

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Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Bild- sind, die mit einem elektrisch leitenden, jedoch licht-

speicher mit einem platten- oder folienartigen Trag- undurchlässigen Material angefüllt sind,

körper aus transparentem, dielektrischem Material, Die Unterlage des Festkörper-Bildspeichers besteht

wie z. B. Glas und einem elektrolumineszierenden an sich nicht aus einem lichtundurchlässigen Ma-

und einem fotoleitenden Teil, die über je eine Elek- 5 terial. Diese Unterlage kann vielmehr aus einem licht-

trode mit einer Wechselspannungsquelle verbunden empfindlichen, trübbaren Glas bestehen, was weiter

sind, wobei auf den fotoleitenden Teil einfallendes unten näher ausgeführt werden wird. Hierunter ver-

Licht dessen Impedanz so weit vermindert, daß der steht der Fachmann ein Material (USA.-Patent-

elektrolumineszierende Teil durch die anliegende schrift 2 628 160), das z. B. bei Bestrahlungs- sowie

Spannung zur Abgabe sichtbarer Strahlung angeregt io bei Wärmebehandlung entsprechend getrübte Teile

wird, sowie mit einer Vielzahl von auf der Fläche erhält. Dieses vorzugsweise für den Festkörper-Bild-

des Tragkörpers verteilten Zellen für die Rückkopp- speicher verwendete Material kann besonders leicht

lung der abgegebenen sichtbaren Strahlung mit dem entsprechend einem vorbestimmten Muster geätzt und

fotoleitenden Teil. damit mit Öffnungen versehen werden, wobei die öff-

Erfindungsgemäß soll bei einem solchen Fest- 15 nungen dann mit einem lichtundurchlässigen sowie körper-Bildspeicher die Lichtisolation zwischen den elektrisch leitenden Material angefüllt werden,
einzelnen Zellen der Vorrichtung verbessert werden Man kann beispielsweise erfindungsgemäß zur und insbesondere das Auftreten von Streulicht durch Schaffung der Öffnungen so vorgehen, daß eine innere Reflexionen in der aus Festigkeitsgründen Negativmaske entsprechend der Anordnung der verhältnismäßig dick ausgebildeten Unterlage ver- 20 Einzelzellen bzw. der Öffnungen auf der Unterlage hindert werden. Erreicht wird dies sowie weitere Vor- mit Durchbrüchen versehen und auf eine lichtteile erfindungsgemäß durch eine folgende Merkmale empfindliche Glasunterlage gelegt wird. Daraufhin aufweisende Anordnung: wird das Verbundaggregat mit ultraviolettem Licht

bestrahlt. Nach dem Entfernen der Maske wird die

a) Der transparente Tragkörper weist an einer Viel- ₂₅ Unterlage einer Wärmebehandlung unterzogen. Die zahl von Stellen jeweils mehrere seine gesamte _mi_t ultraviolettem Licht bestrahlten Stellen auf der Dicke durchdringende Wandelektroden aus Unterlage werden durch die Wärmebehandlung trübe, lichtundurchlässigem elektrisch leitendem Ma- während die übrigen Zwischenteile klar bleiben. Die terial auf, die je eine für die optische Rück- _trüben Stellen besitzen nun eine andere Beschaffenkopplung vorgesehene Zelle mit Ausnahme ₃₀ heit als die Zwischenteile, und es ist erreicht, daß schmaler Verbindungsstege umschließen und sie _d;_ese stellen eine bessere Ätzbarkeit besitzen als die gegenüber dem umgebenden Teil des trans- Zwischenteile. Somit kann die Unterlage, z.B. in parenten Tragkörpers optisch isolieren; einem Säurebad einem Ätzprozeß unterworfen wer-

b) die beiden Stirnflächen jeder Rückkopplungs- ^den> ^{wobei die} trüben Stellen vollständig herauszelle weisen mit den lichtundurchlässigen Wand- 35 geätzt werden und durch die gesamte Dicke der elektroden elektrisch leitend verbundene licht- Unterlage hindurchgehende Öffnungen in einem andurchlässige Deckelektroden auf; ^sonst klaren Material hinterlassen. Diese in einem

. , _ .,,.„,.,, vorbesteimmten Muster verteilte Öffnungen können

c) der transparente Tragkörper einschließlich der _{nun mit dnem} i_ichtundurchlässigen und elektrisch Deckelektroden ist auf der einen Flache mit _{4o leitenden Mate}rial angefüllt werden, wobei optische einer elektrolumineszierenden Schicht und auf _{Barrieren sowie} elektrisch leitende Verbindungsder gegenüberliegenden Flache mit einer foto- _ei_emente geschaffen werden.

leitenden Schicht vollständig bedeckt; Selbstverständlich kann auch ein anderes durch-

d) die auf der fotoleitenden Schicht aufliegende sichtiges und dielektrisches Material verwendet wer-Elektrodenschicht weist in Höhe jeder Rück- 45 den. Ebenso können die Öffnungen auf mechanische kopplungszelle eine lichtdurchlässige Öffnung Weise geschaffen werden, z. B. durch Bohren oder auf. Fräsen und diese Öffnungen können dann nachträglich mit dem lichtundurchlässigen und elektrisch

Durch die Öffnung in der lichtundurchlässigen leitenden Material gefüllt werden, um optische

Elektrodenschicht hindurch kann Licht zu der Zelle 50 Barrieren zu schaffen, welche die Begrenzungen der

eintreten und von der Zelle in Richtung eines Be- Einzelzellen bilden.

trachters, also in Richtung der Elektrodenschicht, Die erfindungsgemäße Konstruktion vermeidet

austreten. also die Unzulänglichkeiten der bekannten Aus-

Durch das Vorhandensein der Wandelektroden führungen und ist leichter und billiger herzustellen,

wird ein Streulicht durch innere Reflexion verhindert. 55 Insbesondere wird durch die optisch in sich ge-

Eine etwa noch vorhandene Lichtstrahlung der schlossenen Einzelzellen eine innere Lichtreflexion

elektrolumineszierenden Schicht außerhalb der Zellen zwischen benachbarten Einzelzellen verhindert. Der

wird am Austritt aus dem Festkörper-Bildspeicher gleiche Erfolg läßt sich mit bekannten Konstruktio-

gehindert durch die auf der fotoleitenden Schicht nen (USA.-Patentschrift 2 926 263 oder schweize-

aufliegende Elektrodenschicht, welche nur im Be- 60 rische Patentschrift 344 143) nicht erreichen, da dort

reich der Rückkopplungszellen mit Öffnungen ver- die fotoleitenden und die elektrolumineszierenden

sehen ist. Teile auf der gleichen Seite des Glasträgers oder zwi-

Vorzugsweise ist der Festkörper-Bildspeicher so sehen zwei Glasplatten angeordnet sind. Gemäß

ausgebildet, daß das transparente, dielektrische Ma- einem Ausführungsbeispiel der bekannten Anordnung

terial der Unterlage aus einem an sich bekannten 65 nach der schweizerischen Patentschrift 344 143 wird

lichtempfindlichen, trübbaren Glas besteht, in wel- die fotoleitende Schicht und die elektrolumines-

chem vorzugsweise in Kreisform angeordnete, durch zierende Schicht auf einander abgekehrten Seiten

chemische Ätzung gebildete Öffnungen vorgesehen eines Trägers aufgebracht. Dabei bildet aber nur eine

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derselben eine ebene, kontinuierlich durchgehende leitend sind, liegt somit an den belichteten Stellen

und daher leicht und besonders genau herstellbare der Schicht 16 die von der Quelle 30 aufgebrachte

Schicht. Die andere Schicht, im Ausführungsbeispiel Spannung im wesentlichen an dem zwischen der

die fotoleitende Schicht, ist auf den Wandungen einer Deckelektrode 26 und dem unmittelbar benachbart

Vielzahl von senkrecht zur erstgenannten konti- 5 liegenden Bereich der Elektrode 10 liegenden Teil

nuierlichen Schicht stehenden und voneinander be- der elektrolumineszierenden Schicht 14. Diese Span-

abstandeten öffnungen aufgetragen, was im Ver- nung reicht aus, um diesen Teil der elektrolumines-

gleich zu einer kontinuierlich verlaufenden Schicht zierenden Schicht 14 Licht aussenden zu lassen. Um

eine Erschwernis bei der Herstellung bedeutet. den Lichtzugang auch nach dem Wegfall der ein-

Demgegenüber ist es erfindungsgemäß auch vor io fallenden Strahlung aufrechtzuerhalten, wird das von

allem wesentlich einfacher, Defektstellen aus- dem angeregten Teil der Schicht 14 erzeugte Licht

zubessern oder zu entfernen, ohne daß man die sich über den durchsichtigen Rückkopplungsteil 20 mit

im ordnungsgemäßen Zustand befindlichen anderen dem unmittelbar darunterliegenden Bereich der foto-

Schichten dabei beschädigt. leitenden Schicht 16 rückgekoppelt, um diesen auf

Aufbau und Wirkungsweise des Feststoff-Bild- 15 einem niedrigen Widerstandswert zu halten. Dieser

Speichers nach der Erfindung werden nachstehend Zustand dauert so lange an, bis die Spannungsquelle

an Hand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeich- 30 entfernt oder die Spannung in anderer Weise

nung zeigt in unterbrochen wird. Da jede Zelle von den lichtun-

F i g. 1 einen vergrößerten Vertikalteilschnitt des durchlässigen Wandelektroden 24 umgeben ist, kann

Feststoff-Bildspeichers mit einer einzelnen Rück- 20 das in einer Zelle eine Rückkopplung bewirkende

kopplungszelle und in Licht nicht auf benachbarte Zellen übertragen wer-

F i g. 2 und 3 vergrößerte Querschnitte von zwei den. Die erfindungsgemäße Ausbildung der Zellen

verschiedenen Ausbildungsformen einer Zelle. in dem Tragkörper 32 liefert also eine ausgezeichnete

In der folgenden Beschreibung verschiedener Aus- Lichtrückkopplungssteuerung.

führungsformen sind gleiche Teile in jeder Figur mit 25 Wie man aus F i g. 1 erkennt, sind die durchgehengleichen Bezugszeichen versehen. den Wandeleletroden 24 rings um den äußeren Rand

In F i g. 1 ist eine neuartige Schichtkonstruktion des Rückkopplungsteiles 20 angeordnet. In F i g. 1 einer einzelnen Rückkopplungszelle wiedergegeben. und 2 sind zwei bevorzugte Anordnungen der Jede Zelle besteht aus einem durchsichtigen Rück- Wandelektroden 24 um den Rückkopplungsteil 20 kopplungsteil 20, z. B. aus Glas, durchgehenden 30 wiedergegeben. Während nach beiden Figuren der Wandelektroden 24 sowie Deckelektroden 22, 26 und Bereich 20 im wesentlichen kreisförmig ist, kann er ist von dem restlichen Teil 18 der Unterlage 32 um- selbstverständlich jede beliebige Form annehmen, geben. Das zweckmäßigste Material für den Trag- Nach F i g. 2 sind die Wandelektroden 24 kreisförkörper 32 ist ein lichtempfindliches, trübbares Glas, mig um den äußeren Umfang des Rückkopplungswie im folgenden noch näher beschrieben wird. Die 35 teiles 20 derart angeordnet, daß dieser mit dem restdurchgehenden Wandelektroden 24 sind so dick, daß liehen Teil 18 des Tragkörpers 32 durch Stege 25 versie als optische Schranke zwischen dem Rück- bunden bleibt.

kopplungsteil 20 und dem restlichen Teil 18 des Trag- Bei der Ausführungsform nach F i g. 3 wurde jede körpers 32 dienen. Somit hat die Wandelektrode 24 zweite Wandelektrode mit größerem Radius und die zweifache Aufgabe, eine optische Schranke zwi- 40 größerer Bogenlänge ausgebildet, so daß sie die ansehen benachbarten Zellen zu bilden und eine un- grenzenden Verbindungselemente überlappt und die mittelbare elektrische Verbindung zwischen der Lichtrückkopplung in seitlicher Richtung begrenzt, elektrolumineszierenden Schicht 14, die sich auf einer Auch hier verbinden Stege 25 den Teil 20 mit dem Seite des Tragkörpers 32 befindet, und einer foto- restlichen Teil 18 des Tragkörpers und geben eine leitenden Schicht 16, die auf der anderen Seite des 45 ausgezeichnete Festigkeit. Bei dieser Ausführungs-Tragkörpers 32 geschlagen ist, zu bilden. Die Elek- form ist somit, da die Wandelektroden 24 völlig lichttroden 10 und 12 berühren die elektrolumines- undurchlässig sind, eine verbesserte Lichtisolation zierende Schicht 14 bzw. die fotoleitende Schicht 16. zwischen den einzelnen Zellen vorhanden, weil zur Die durchsichtige Deckelektrode 26 liefert eine elek- Rückkopplung geeignetes Licht, das eine benachbarte irische Verbindung über den gesamten Rück- 50 Zelle anregen könnte, über die Stege 25 einen langen kopplungsbereich zwischen den Wandelektroden 24 verwickelten Weg laufen müßte. Auf diese Weise und der elektrolumineszierenden Schicht 14, wäh- kann kein Licht aus dem Bereich innerhalb des Teirend die durchsichtige Deckelelektrode 22 die gleiche les 20 austreten.

Funktion zwischen den Wandelektroden 24 und Wie bereits erwähnt, ist ein für den Tragkörper 32 der fotoleitenden Schicht 16 ausübt. Eine Hoch- 55 besonders geeignetes Material ein lichtempfindliches, Spannungsquelle 30 liegt an den Elektroden 10 und trübbares Glas. Verschiedene Zusammensetzungen 12. Durch die öffnung 28 tritt das erregende Licht sowie Verfahren zu ihrer Herstellung sind beispielsein, weise in der USA.-Patentschrift 2 628160 ange-

Im Betrieb wird den Elektroden 10 und 12 von geben. Alle dort angegebenen Verfahren und Zu-

der Stromquelle 30 eine 400 Hz-Wechselspannung 60 sammensetzungen sind für die vorliegende Erfindung

von etwa 600 Volt zugeführt. Wenn keine erregende gleich gut verwendbar.

Strahlung durch die Öffnung 28 auf das fotoleitende Bei der Herstellung eines Festkörper-Bildspeichers

Material fällt, wird die Zelle nicht beleuchtet, da die gemäß der vorliegenden Erfindung wurde mit einem

fotoleitende Schicht einen hohen Dunkelwiderstand Material entsprechend der genannten Patentschrift

aufweist. Wenn jedoch Strahlung auf einen Teil der 65 begonnen. Diese Patentschrift lehrt, gewisse Teile

fotoleitenden Schicht 16 fällt, wird die Impedanz eines Silikatglases einer Strahlung auszusetzen, das

der belichteten Teile dieser Schicht beträchtlich ver- Glas in der Wärme zu behandeln, um einen dem der

mindert. Da die Elektroden 22, 24 und 26 elektrisch Strahlung ausgesetzten Teil entsprechenden getrübten

Teil zu erhalten und anschließend den der Strahlung ausgesetzten Teil zu ätzen.

Auf diese Weise kann eine öffnung mit überaus kleinen Abmessungen genau an einem bestimmten Ort im Glas hergestellt werden. Es hat sich gezeigt, daß dies zur Herstellung von öffnungen ausreicht, durch die die durchgehenden Verbindungselemente 24 führen sollen.

Die nächste Stufe bei diesem Verfahren umfaßt die Herstellung der Elektroden 22, 24 und 26. Eine hierfür geeignetes Verfahren ist beispielsweise aus der USA.-Patentschrift 2 564 708 bekannt. Die oben beschriebene Wirkungsweise des Bildspeichers erfordert, daß Deckelektroden 22 und 26 als dünne, lichtdurchlässige Schichten, die Wandelektroden 24 hingegen als verhältnismäßig dicke, undurchsichtige Schichten aufgebracht werden.

Die Elektrode 10 kann in Übereinstimmung mit der genannten USA.-Patentschrift 2 564 708 aufgebracht werden. Die Elektrode 12 besteht jedoch vorzugsweise aus einem aufgedampften Metallüberzug, beispielsweise aus Gold oder Indium, der an dem fotoleitenden Material gut haftet.

Selbstverständlich brauchen auch die Wandelektroden 24 nicht nach dem genannten Verfahren niedergeschlagen zu werden, da man auch andere Verfahren, beispielsweise Aufdampf- oder stromlose Nickel- oder Kupferüberzugverfahren, verwenden kann. Wichtig ist lediglich, daß diese Elektroden sowohl elektrisch leiten als auch optisch undurchsichtig sind.

Die elektrolumineszierende Schicht 14 kann aus irgendeinem Material bestehen, das unter dem Einfluß eines elektrischen Feldes Licht aussendet. Beispielsweise kann es sich dabei um geeignet eingebettete Leuchtstoffe handeln, wie sie in »The New Phenomena of Electro-photo-luminescence and its Possibilities for the Investigation of Crystal Lattice«, G. Destriau, Philosophical Magazine Journal of Science, Ser. 7, Volume 38, 1947, S. 700 bis 739, 774 bis 793 und 880 bis 888, beschrieben sind. Das fotoleitende Material 16 kann aus irgendeinem lichtempfindlichen Material, beispielsweise Cadmiumsulfid, bestehen.

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Festkörper-Bildspeicher mit einem platten- oder folienartigen Tragkörper aus transparentem, dielektrischem Material, wie z. B. Glas und einem elektrolumineszierenden und einem fotoleitenden Teil, die über je eine Elektrode mit einer Wechselspannungsquelle verbunden sind, wobei auf den fotoleitenden Teil einfallendes Licht dessen Impedanz so weit vermindert, daß der elektrolumineszierende Teil durch die anliegende Spannung zur Abgabe sichtbarer Strahlung angeregt wird, sowie mit einer Vielzahl von auf der Fläche des Tragkörpers verteilten Zellen für die Rückkopplung der abgegebenen sichtbaren Strahlung mit dem fotoleitenden Teil, gekennzeichnet durch folgende Merkmale:

a) Der transparente Tragkörper (32) weist an einer Vielzahl von Stellen jeweils mehrere seine gesamte Dicke durchdringende Wandelektroden (24) aus lichtundurchlässigem elektrisch leitendem Material auf, die je eine für die optische Rückkopplung vorgesehene Zelle (20) mit Ausnahme schmaler Verbindungsstege (25) umschließen und sie gegenüber dem umgebenden Teil (18) des transparenten Tragkörpers (32) optisch isolieren;

b) die beiden Stirnflächen jeder Rückkopplungszelle (20) weisen mit den lichtundurchlässigen Wandelektroden (24) elektrisch leitend verbundene lichtdurchlässige Deckelektroden (22, 26) auf;

c) der transparente Tragkörper (32) einschließlich der Deckelektroden (22, 26) ist auf der einen Fläche mit einer elektrolumineszierenden Schicht (14) und auf der gegenüberliegenden Fläche mit einer fotoleitenden Schicht (16) vollständig bedeckt;

d) die auf der fotoleitenden Schicht (16) aufliegende Elektrodenschicht (12) weist in Höhe jeder Rückkopplungszelle (20) eine lichtdurchlässige öffnung (28) auf.

2. Verfahren zur Herstellung eines Festkörper-Bildspeichers nach den Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem aus einem an sich bekannten lichtempfindlichen, trübbaren Glas bestehenden transparenten Tragkörper (32) durch chemische Ätzung durchgehende schlitzförmige Öffnungen (24) derart hergestellt werden, daß die von den öffnungen umschlossenen Zellen (20) noch durch schmale Stege (25) mit dem umgebenden Teil (18) des Tragkörpers (32) verbunden bleiben, und daß die schlitzförmigen öffnungen mit einem lichtundurchlässigen elektrisch leitenden Material angefüllt werden.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die schlitzförmigen öffnungen in Form konzentrischer Kreisbögen hergestellt werden.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen