DE1439543A1 - Bildwandler - Google Patents

Bildwandler

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DE1439543A1 DE19641439543 DE1439543A DE1439543A1 DE 1439543 A1 DE1439543 A1 DE 1439543A1 DE 19641439543 DE19641439543 DE 19641439543 DE 1439543 A DE1439543 A DE 1439543A DE 1439543 A1 DE1439543 A1 DE 1439543A1
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Deutsche ITT Industries GmbH
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    • HELECTRICITY
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Description

Bildwandler
Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörperbildwandler unter Verwendung Ton Halbleitern.
Gemäß der Erfindung besteht der Pestkörperbildwandler aus einer mehrschichtigen Platte oder Folie, welche strahlungsempfindliche fotoleitende Schichten angrenzend an Schichten aus elektroluminiszenten Phosphoren enthält, wobei die fotoleitenden Schichten und die Phosphorschichten zwischen durchsichtigen Elektrodenschichten angeordnet sind und Mittel zum Anlegen eines elektrischen Potentials an die Elektrodenschichten vorgesehen sind#
Bei einer bevorzugten Ausführungsform gemäß der Erfindung enthält die Vorrichtung eine mehrschichtige Platte, welche eine Schicht aus Galliumarsenid vom η-Typ enthält, eine Schicht von halbisolierendem Galliumarsenid, eine Schicht von Galliumarsenid . vom p-Typ, eine Schicht von Galliumphosphid vom η-Typ und eine
' Schicht von Galliumphosphid vom p-Typ und Mittel zum Anlegen eines elektrischen Potentials an die erste und die letzte Schicht«
Bei dem Festkörperbildwandler wie er oben beschrieben ist, wird · ein geringer Strom durch Fotoanregung oder durch eine Kombination von Fotoanregung und Injektion erzeugt, wenn das fotoleitende
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Material an eine Gleichspannung gelegt wird. Dabei werden unstabile Zustände erzeugt .und das Material wird in einen neuen Zustand umgeschaltet, wobei ein größerer Strom bei der gleichen Spannung fließt. Wenn auf eine große Platte aus' solchem-Material ein Lichtpunkt konzentriert wird, um die unstabilen Zustände zu erzeugen, dann wird der elektrolumineszente Phosphor in der Uähe des beleuchteten Punktes in den Zustand höheren Stromes umgeschaltet und sendet Licht aus·
Bei der Verwendung einer Gleichstromvorspannung kann die mehrschichtige Platte als statischer Bildverstärker oder Speicher ■verwendet werden» Wenn jedoch eine We cha e Istromspannung verwendet wird, kann eine Serie von Bildern mit Wechselstromfrequenz erhalten werden· Wenn zum Beispiel die Wechselstromfrequenz mehr als 25 Hz beträgt, -kann ein flackerfreies bewegliches Bild erhalten werden.
Eine bevorzugte Ausf uhrungsform der Erfindung soll anhand der Pigur näher erläutert werden, in der ein Schnitt durch einen Teil. eines mehrschichtigen Bildwandlers dargestellt ist·
Die mehrschichtige-Platte besteht aus einer Schicht 1 aus Gallium- :0 arsenid vom η-Typ, einer Schicht 2 aus halbisolierendem Galliumarsenid, einer Schicht 3 aus Galliumarsenid vom p-Typ, einer Schickt aus Galliumphosphid vom η-Typ und einer Schicht 5 aus Galliumphosphid vom p-Typ, und zwar in dieser Eeihenfolge. Die Schicht 1 aue Galliumarsenid vom η-Typ wirkt als Elektrode und ist für Infrarotstrahlung durchlässig. Die Schicht 2 aus halbisolierendem Galliumarsenid vom p-Typ bildet eine Elektrode mit Löcher injektion· Di· Übergangs ζ one zwischen der Schicht 4 aus Galliumphosphid vom n-Typ und der 3chicht 5 aus Galliumphosphid vom p-Typ bildet einen ' lichtaussendenden pn-übergang und die Schicht 5 vom p-Typ wirkV . gleichzeitig als Elektrode, die für das vom übergang
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ausgesendete Licht durchlässig ist·
Die Schichten 1 und 5» welche als transparente Elektroden wirken, sind an die Wechse!stromquelle angeschlossen.
Wenn die mehrschichtige Platte der Infrarotstrahlung 7 ausgesetzt wird, bewirkt die Strahlung eine Änderung der leitfähigkeit im Fotoleiter, wobei die Hauptmenge der freien Träger, welche von der Stromquelle 6 geliefert werden, die Änderung bewirkt und nicht die Fotoanregung. Die.se Eigenschaft wird bei einem Material mit großer Bandlücke beobachtet,· wie ζ·Β. bei Galliumarsenid, wenn seine Leitungseigenschaften durch ein Niveau in der Mhe . der Mitte der Energielücke bestimmt ist. Wenn das Verhältnis von Traps zum Sinf anggquer schnitt für Löcher und Elektronen so ist, daß für eine Injektion bei niedrigem Niveau die Lebensdauer der Träger sehr unterschiedlich ist, existiert in der Stromspannungskennlinie ein negatives G-ebiet bei einer höheren Injektionsrate und das Material schaltet sich in einen Zustand hoher Leitfähigkeit um. Im Falle von Galliumarsenid vsiird dieses Verhalten durch die Konzentration der Löcher bestimmt, welche entweder durch die Elektrode injiziert werden oder durch Fotoanregung erzeugt werden« Wenn so ein Strom von beispielsweise 50 /u A in dem halbisolierenden Galliumarsenid durch Fo to anregung oder durch eine Kombination von Fotoanregung und Injektion zum Fließen gebracht wird, wird ein unstabiler Suetand erreicht und das Material wird in einen neuen Zustand umgeschaltet, bei dem beispielsweise 5mA bei der gleichen Spannung fließen. Ein Fotoleiter dieser Art zusammen mit einem elektroiuminiszenten Phosphor für niedrige Spannung, wie ζ·Β· Galliumphosphid, ergibt ein Mittel zur Bildverstärkung bei Wellenlängen in dem Bereich von 1 /u.
Bei der Kombination von Galliumarsenid und Galliumphosphid ist · der Dunkel strom infolge der nicht linearen Kennlinie von Galliumphosphid nicht sehr kritisch.
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Die Wechselstromquelle fur die Vorspannung hat eine Spannung in der Größenordnung von 50 V und die frequenz wird durch die an die Vorrichtung gestellten Anforderungen bestimmt« Wenn beispielsweise, wie oben erwähnt, eine flackerfreie Bildumwandlung erforderlieh ist, sollte die. Frequenz mehr als 25 Hz betragen· Wenn der Wechselstrom der Vorspannungsquelle beispielsweise die Form einer Sinuswelle hat, wird die Änderung der Helligkeit des Gegenstandes im Bild wiedergegeben, da die umschaltung bei helleren Lichtquellen früher erfolgt,
") Die praktische Ausführung eines Bildwandlers enthält eine mehr- ' schichtige Platte aus dem oben beschriebenen Material,' die an einem Ende eines lichtdichten Gehäuses angeordnet wird, während das andere Ende des Gehäuses eine linse enthält. Die Anordnung entspricht der Mattscheibe einer Plattenkamera, mit dem Unterschied-, daß in diesem Falle die Platte das darauf geworfene Bild von einem unsichtbaren Infrarotbild in ein Bild aus sichtbarem licht umwandelt. Die Wechselstromquelle kann getrennt in einer Tragtasche angeordnet sein, die von dem Bedienungsmann getragenwird.
} Die Schichten aus Galliumarsenid und Galliumphosphid können nach dem Epitaxialverfahren niedergeschlagen sein und die Schichten können von einer durchsichtigen Unterlage getragen werden, welche einen Teil einer der üben genannten Schichten bilden kann oder auch nicht.
Die Erfindung ist nicht auf die dargestellten und beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt·
Anlägen«
8 Patentansprüche
1 Bl.Zeichnungen ■ - 5 -
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Claims (8)

Patentansprüche ι
1.) Festkörperbildwandler, dadurch gekennzeichnet, daß er eine mehrschichtige Platte mit strahlungsempfindlichen fotoleitenden Schichten angrenzend an Schichten aus elektroluminiszenten Phosphoren enthält und die fotoleitenden Schichten xind die Phosphorschichten zwischen transparenten Elektrodenschichten angeordnet sind und daß Mittel zum Anlegen eines elektrischen Potentials zwischen den Elektrodenschichten vorgesehen sind»
2o) festkörperbildwandler nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die strahlungsempfindlichen fotoleitenden Schichten aus einem Material mit großer Energie lücke "bestehen, bei dem durch Bestrahlung eine Änderung der Leitfähigkeit eintritt und die Hauptmenge der. freien Träger, welche die Änderung bewirken, durch das angelegte elektrische Potential geliefert werden*
3o) .!Festkörperbildwandler nach Anspruch 2r dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht aus Galliumarsenid besteht.
4-·) Festkörperbildwandler nach Anspruch 1 - 3j dadurch .gekennzeichnet, daß er eine Schicht aus G-alliumarsenid vom η-Typ, eine Schicht von isolierendem Galliumarsenid, eine Schicht von Galliumarsenid vom. p-Iyp, eine Schicht von Galliumphosphid vom η-Typ und eine Schicht von Galliumphosphid vom p-Typ enthält und Mittel zum ,Anlegen elektrischen Potentials an die erste und letzte dieser Schichten.
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5.) !Festkörperbildwandler nach Anspruch 1-4, dadurch gekennzeichnet, daß die mehrschichtige Platte den Abschluß an einem Ende eines lichtdichten G-ehäuses "bildet, so daß die fotoleitenden Schichten nach dem Inneren des G-ehaus.es gerichtet sind und das andere Ende des Gehäuses eine Linse enthält»
6o) Vorrichtung nach Anspruch 1 ■=» 5, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitenden Schichten und die Phosphorschichten durch epitaxiales niederschlagen erzeugt sind.,
7«) Vorrichtung nach Anspruch 1-6, dadurch gekennzeichnet, daß das elektrische Potential an den Slektrodensehichten ein Wechselstrompotential ist»
8.) Yorrichtung nach Anspruch 1 - 6, dadurch gekennzeichnet, daß an die Elektrodenschiehten eine Gleichspannung angelegt ist*
Fr./da. - 17»11.1964
DE19641439543 1963-12-24 1964-11-18 Festkoerperbildwandler Pending DE1439543B2 (de)

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DE1439543A1 true DE1439543A1 (de) 1968-10-24
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FR1418687A (fr) 1965-11-19
GB1038200A (en) 1966-08-10
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