DE1489113B2 - Festkörperbildwandler - Google Patents
FestkörperbildwandlerInfo
- Publication number
- DE1489113B2 DE1489113B2 DE1489113A DE1489113A DE1489113B2 DE 1489113 B2 DE1489113 B2 DE 1489113B2 DE 1489113 A DE1489113 A DE 1489113A DE 1489113 A DE1489113 A DE 1489113A DE 1489113 B2 DE1489113 B2 DE 1489113B2
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- layer
- electrode
- radiation
- impedance
- solid
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 48
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 29
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 claims description 16
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 15
- 239000011521 glass Substances 0.000 claims description 12
- 210000003298 dental enamel Anatomy 0.000 claims description 9
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims description 9
- 230000009471 action Effects 0.000 claims description 6
- 239000000395 magnesium oxide Substances 0.000 claims description 3
- CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N magnesium oxide Inorganic materials [Mg]=O CPLXHLVBOLITMK-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N magnesium;oxygen(2-) Chemical compound [O-2].[Mg+2] AXZKOIWUVFPNLO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 3
- 229920006267 polyester film Polymers 0.000 claims description 3
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 193
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 description 13
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 10
- 239000011230 binding agent Substances 0.000 description 9
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 7
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 7
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 6
- 229910052980 cadmium sulfide Inorganic materials 0.000 description 6
- 238000004020 luminiscence type Methods 0.000 description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052801 chlorine Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000000460 chlorine Substances 0.000 description 5
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 5
- 229910052984 zinc sulfide Inorganic materials 0.000 description 5
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910002113 barium titanate Inorganic materials 0.000 description 4
- JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N barium titanate Chemical compound [Ba+2].[Ba+2].[O-][Ti]([O-])([O-])[O-] JRPBQTZRNDNNOP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 4
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 4
- 239000004033 plastic Substances 0.000 description 4
- OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N titanium oxide Inorganic materials [Ti]=O OGIDPMRJRNCKJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 3
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 3
- 230000000149 penetrating effect Effects 0.000 description 3
- 230000035699 permeability Effects 0.000 description 3
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 3
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 3
- 230000002829 reductive effect Effects 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N silicon dioxide Inorganic materials O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N tin dioxide Chemical compound O=[Sn]=O XOLBLPGZBRYERU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910001887 tin oxide Inorganic materials 0.000 description 3
- WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N tungsten Chemical compound [W] WFKWXMTUELFFGS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052721 tungsten Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010937 tungsten Substances 0.000 description 3
- 238000012800 visualization Methods 0.000 description 3
- WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 3-(oxolan-2-yl)propanoic acid Chemical compound OC(=O)CCC1CCCO1 WUPHOULIZUERAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N Chlorine atom Chemical compound [Cl] ZAMOUSCENKQFHK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N Zinc monoxide Chemical compound [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000005083 Zinc sulfide Substances 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N cadmium(2+);selenium(2-) Chemical compound [Se-2].[Cd+2] UHYPYGJEEGLRJD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N gold Chemical compound [Au] PCHJSUWPFVWCPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010931 gold Substances 0.000 description 2
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 description 2
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 2
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 2
- DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N zinc;sulfide Chemical compound [S-2].[Zn+2] DRDVZXDWVBGGMH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000004593 Epoxy Substances 0.000 description 1
- 239000000020 Nitrocellulose Substances 0.000 description 1
- BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N Silver Chemical compound [Ag] BQCADISMDOOEFD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M acetyloxyaluminum;dihydrate Chemical compound O.O.CC(=O)O[Al] HDYRYUINDGQKMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 230000006978 adaptation Effects 0.000 description 1
- 229940009827 aluminum acetate Drugs 0.000 description 1
- 238000000149 argon plasma sintering Methods 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 1
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 239000012799 electrically-conductive coating Substances 0.000 description 1
- 238000005401 electroluminescence Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 238000002073 fluorescence micrograph Methods 0.000 description 1
- 230000004907 flux Effects 0.000 description 1
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 1
- 239000003292 glue Substances 0.000 description 1
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 229920001220 nitrocellulos Polymers 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000010422 painting Methods 0.000 description 1
- 239000002985 plastic film Substances 0.000 description 1
- 229920006255 plastic film Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 230000001376 precipitating effect Effects 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000011241 protective layer Substances 0.000 description 1
- 230000009467 reduction Effects 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000004332 silver Substances 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 239000004071 soot Substances 0.000 description 1
- 230000003313 weakening effect Effects 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011787 zinc oxide Substances 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/26—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the composition or arrangement of the conductive material used as an electrode
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
- H01L31/12—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto
- H01L31/14—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof structurally associated with, e.g. formed in or on a common substrate with, one or more electric light sources, e.g. electroluminescent light sources, and electrically or optically coupled thereto the light source or sources being controlled by the semiconductor device sensitive to radiation, e.g. image converters, image amplifiers or image storage devices
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
-
- H—ELECTRICITY
- H05—ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H05B—ELECTRIC HEATING; ELECTRIC LIGHT SOURCES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; CIRCUIT ARRANGEMENTS FOR ELECTRIC LIGHT SOURCES, IN GENERAL
- H05B33/00—Electroluminescent light sources
- H05B33/12—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces
- H05B33/22—Light sources with substantially two-dimensional radiating surfaces characterised by the chemical or physical composition or the arrangement of auxiliary dielectric or reflective layers
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Luminescent Compositions (AREA)
- Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörperbildwandler, bei dem auf einer lichtdurchlässigen Trägerplatte
eine lichtdurchlässige, erste Elektrode aufgebracht ist, darauf eine Elektrolumineszenzschicht,
auf dieser eine Zwischenschicht und eine lichtundurchlässige Lichtabschirmschicht, an die sich eine
photoleitende Schicht anschließt, mit der sich eine
ao dritte Elektrode in elektrischem Kontakt befindet,
weiche aus elektrisch leitfähigen Drähten, Bändern oder einem Gitter bestehen kann, die entweder gemeinsam
mit einem äußeren Anschluß oder jeweils abwechselnd mit zwei verschiedenen leitenden Strei-'
fen verbunden sind, mit einer auf der photoleitenden Schicht und der dritten Elektrode angeordneten Impedanzschicht,
auf der ihrerseits eine strahlungsdurchlässige, zweite Elektrode angebracht ist, sowie
mit einer Spannungsversorgung zum Anlegen von Gleich- oder Wechselspannungen V1 zwischen die erste
und dritte Elektrode und V2 zwischen die erste und zweite Elektrode.
Festkörperbildwandler dieser Art sind bekannt (französische Patentschrift 1314094). Bekannt ist es
auch (französische Patentschrift 1153 717), einen Festkörperbildwandler mit einer fluoreszierenden
Schicht zu versehen, die als einzige Schicht ausgebildet ist und deren sich unter Einwirkung von Strahlungsenergie
ergebender Spektralbereich der Fluoreszenz zumindest teilweise mit dem Spektralbereich der photoleitenden
Schicht zusammenfällt. Bei anderen bekannten Bildwandlern (deutsches Gebrauchsmuster
1869477, deutsche Patentschrift 1107 846), fehlt
eine zusätzliche Fluoreszenzschicht ganz. Schließlich ist noch ein Festkörperbildwandler bekannt (deutsche
Auslegeschrift 1041184), der eine auf Röntgenstrahlen
ansprechende Fluoreszenzschicht aufweist. Neben dieser Fluoreszenzschicht ist eine Elektrolumineszenzschicht
angeordnet, deren Spektralbereich mit dem Spektralbereich übereinstimmt, in dem die Fluoreszenzschicht
fluoresziert. Ein darüber hinaus gehendes Zusammenwirken der Schichten tritt nicht auf.
Festkörperbildwandler der genannten Art dienen zum Sichtbarmachen von für das menschliche Auge
an sich unsichtbaren Strahlungen. Eine solche unsichtbare Strahlung trifft dabei auf den Festkörperbildwandler
von der Seite der lichtdurchlässigen ersten Elektrode her auf, durchdringt diese und gelangt
schließlich zur photoleitenden Schicht, die entsprechend der Einfallsintensität der Strahlung beeinflußt
wird. In Abhängigkeit von der sich dabei ergebenden örtlichen Leitfähigkeit der photoleitenden Schicht
fließt so zwischen der ersten und der dritten Elektrode
ein elektrischer Strom, der dabei auch durch die Elektrolumineszenzschicht
fließt. Unter Einfluß dieses Stromes bzw. der ihn begleitenden elektrischen Felder
wird die Elektrolumineszenzschicht erregt und gibt das ursprünglich unsichtbare Strahlungsbild im sieht-
baren Spektralbereich wieder.
Dabei ergibt sich jedoch der Nachteil, daß die photoleitende Schicht nur auf Strahlungen bestimmter
Frequenz lebhaft anspricht. Als Material für die photoleitende Schicht wurde bisher im allgemeinen Cadmiumsulfid
und Cadmiumselenid verwendet, die mit Kupfer, Chlor usw. aktiviert sind. Auch feste Cadmiumsulfid-
und Cadmiumselenid-Lösungen kamen zur Verwendung. Diese Materialien weisen eine Photoleitfähigkeit
nur für den Spektralbereich von 500 bis 900 μπι auf. Es handelt sich also um einen Abschnitt
des schon an sich sichtbaren Spektralbereiches und einen schmalen Abschnitt des anschließenden Bereiches
infraroter Strahlung. Je nach den Herstellungsbedingungen wird der Bereich noch weiter eingeengt.
So ist die aus solchem Material gefertigte photoleitende Schicht vollkommen unempfindlich gegenüber
Strahlungen mit einer Wellenlänge von weniger als 500 μπι. Sie ist deshalb noch nicht einmal geeignet,
in den bekannten Festkörperbildwandlern Ultraviolettstrahlen sichtbar zu machen. Überdies ist auch die
Empfindlichkeit für Röntgenstrahlen gering. Wegen * des hohen Durchdringungsvermögens dieser Strahlen
wird außerdem ein hoher Prozentsatz der Strahlung die photoleitende Schicht ohne Wirkung durchdringen,
was ihre Empfindlichkeit für das Sichtbarmachen derartiger Strahlung weiter verringert.
Andererseits liegt die photoleitende Schicht bei den bekannten Festkörperbildwandlern so tief im Festkörperbildwandler
eingebettet, daß sie von Strahlen geringen Durchdringungsvermögens gar nicht erreicht
wird. Die photoleitende Schicht wird überdies häufig durch eine Impedanzschicht gegen Elektronenstrahlen
voll abgeschirmt. Elektronenstrahlen können die photoleitende Schicht nur unter so erheblicher Dämpfung
erreichen, daß mit dem bekannten Festkörperbildwandler Elektronenstrahlbilder nicht sichtbar gemacht
werden können.
Die Erfindung stellt sich deshalb die Aufgabe, die bekannten Festkörperbildwandler so weiterzubilden,
daß sie ohne Nachteil für ihre sonstigen Eigenschaften
auch für das Sichtbarmachen von Elektronenstrahlbildern geeignet sind. ·
I) Eine erfindungsgemäße Lösung dieser Aufgabe besteht darin, daß die Impedanzschicht als eine 20 bis
200 μπι starke Mischschicht ausgebildet ist, die unter
Einwirkung der sichtbar zu machenden Strahlung in einem Spektralbereich fluoresziert, der etwa beim
Empfindlichkeitsmaximum der photoleitenden Schicht liegt.
Eine andere erfindungsgemäße Lösung besteht darin, daß zwischen der Impedanzschicht aus einer
transparenten Substanz mit geringen dielektrischen Verlusten und der strahlungsdurchlässigen, zweiten
Elektrode eine Fluoreszenzschicht eingefügt ist, die unter Einwirkung der sichtbar zu machenden Strahlung
in einem Spektralbereich fluoresziert, der etwa beim Empfindlichkeitsmaximum der photoleitenden
Schicht liegt.
Es wird also eine zusätzliche Schicht verwendet, die unter Einwirkung der sichtbar zu machenden Strahlung
in einem Spektralbereich fluoresziert, der etwa beim Empfiridlichkeitsmaximum der photoleitenden
Schicht liegt. Die photoleitende Schicht muß damit nicht mehr direkt von der auffallenden und sichtbar
zu machenden Strahlung erregt werden. Die Strahlung regt vielmehr die Fluoreszenz der zusätzlichen Schicht
an. Das Material für die Fluoreszenzschicht ist so gewählt, daß die Frequenz der Fluoreszenzstrahlung geeignet
ist, die photoleitende Schicht zu erregen und damit die Elektrolumineszenz auf dem Bildschirm des
Festkörperbildwandlers auszulösen. Bei der Wahl des Materials für die fluoreszierende Schicht erfolgt
gleichzeitig die Anpassung an die Art der sichtbar zu machenden Strahlung. Besonders einfach wird der
Festkörperbildwandler, wenn die Impedanzschicht auf die erwähnte Weise als Mischschicht ausgebildet
ίο ist, die unter Einwirkung der sichtbar zu machenden
Strahlung fluoresziert. Man erreicht dann die erwünschte Wirkung ohne eine Komplizierung des Aufbaus
des Festkörperbildwandlers. Die Impedanzschicht wird beibehalten und dadurch als Mischschicht
ausgebildet, daß das fluoreszierende Material in sie eingelagert wird. Damit kann auch eine sonst von der
Impedanzschicht abgeschirmte Strahlung das Fluoreszenzmaterial erreichen, dessen Fluoreszenz wiederum
zu der sich unmittelbar anschließenden photo-
ao leitenden Schicht gelangt. Ohne Komplizierung des Aufbaus erhält man so auch bei Weiterverwendung
des bisher üblichen Materials für die photoleitende Schicht eine Funktionsfähigkeit des Festkörperbild-,
wandlers für eine weite Vielfalt einfallender Strahlungsarten.
Statt der Ausbildung der Impedanzschicht als Mischschicht kann auch eine eigene Fluoreszenzschicht
zwischen Impedanzschicht und strahlungsdurchlässiger zweiter Elektrode angeordnet sein. Eine
derartige Anordnung ist insbesondere dann günstig, wenn Strahlen mit sehr geringem Durchdringungsvermögen,
beispielsweise Ultraviolettstrahlen sichtbar gemacht werden sollen. Da jedoch die Fluoreszenzstrahlung
bis zur photoleitenden Schicht gelangen muß, wird in diesem Fall eine Impedanzschicht aus
einer transparenten Substanz verwendet. Sie kann zu diesem Zweck aus einem Polyesterfilm oder Emailglas
bestehen. Handelt es sich aber um die Sichtbarmachung von Strahlen mit höherem Durchdringungsvermögen,
wie Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen, so wird die Fluoreszenzschicht zweckmäßig zwischen der
Impedanzschicht und der dritten Elektrode angeordnet. Ihrem Röntgen- und Gammastrahlen nur geringfügig
schwächendem Material kann in diesem Fall ein stark lichtreflektierendes Material beigemischt werden.
Dadurch ergibt sich eine gute Trennung der . sichtbar zu machenden Strahlen mit hohem Durchdringungsvermögen
von zufällig auftretender Strahlung des sichtbaren Spektralbereichs. Die Impedanzschicht
kann hierfür beispielsweise Magnesiumoxid enthalten.
Gegebenenfalls können zwischen der ersten und der dritten Elektrode mehr als zwei Fluoreszenz- und
Impedanzschichten einander abwechselnd angeordnet sein, falls das für die jeweilige Verwendung zweckmäßig
erscheint.
Auf der Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise erläutert, und zwar zeigt
F i g. 1 eine perspektivische Ansicht einer Ausführungsform
mit als Mischschicht ausgebildeter Impedanzschicht und angedeuteter Stromversorgung,
F i g. 2 ein Betriebsschema eines Festkörperbildwandlers zum Sichtbarmachen von Elektronenstrahlbildern,
F i g. 3 im Schnitt und mit schematisch angegebener Spannungsversorgung eine Ausführungsform mit Impedanzschicht
und Fluoreszenzschicht in Nebeneinanderanordnung, und
Fig. 4 eine andere Ausführungsform mit einer zusätzlichen
Gleichstromsteuerung.
Fig. 1 zeigt einen Festkörperbildwandler, der zum
Sichtbarmachen von Elektronenstrahlbildern, Röntgenstrahlen oder Gammastrahlen geeignet ist. Der
Festkörperbildwandler hat eine lichtdurchlässige Trägerplatte 1, die beispielsweise aus transparentem Glas
besteht. Auf die Trägerplatte 1 ist eine lichtdurchlässige erste Elektrode 2 aufgebracht, die aus einem Metalloxid,
wie Zinnoxid gefertigt ist. Eine sich anschließende Elektrolumineszenzschicht 3 besteht aus einer
aufgedampften dünnen Schicht aus ZnS, das gegebenenfalls
zum Erzielen einer Grünlumineszenz mit Kupfer aktiviert und mit Emailglas, Kunststoff od. dgl.
gebunden ist. Die elektrolumineszierende Schicht 3 hat eine Stärke von 5 bis 70 μπι und strahlt bei elektrischer
Erregung Licht ab. Die nächste Schicht ist eine lichtundurchlässige Lichtabschirmschicht 4, die eine
Erregung einer photoleitenden Schicht 5 durch die Elektrolumineszenzschicht 3 oder durch von dieser
Seite hereinfallendes Außenlicht verhindert. Die Lichtabschirmschicht 4 besteht aus einer aufgedampften
dünnen Schicht hohen Widerstandes, beispielsweise aus schwarzer Farbe, Ruß od. dgl. in einem
Bindemittel, wie Kunststoff oder Emailglas. Die Lichtabschirmschicht 4 hat eine Stärke von 1 bis
10 jum. Die sich anschließende photoleitende Schicht 5
besteht aus einem photoleitenden Material wie CdS, das mit Kupfer oder Chlor aktiviert und mit Kunststoff,
Emailglas oder einem ähnlichen Bindemittel abgebunden ist. Die Schicht kann durch Aufdampfen
ohne Verwendung eines Bindemittels oder auch als Sinterfilm ausgebildet sein. Die photoleitende
Schicht 5 hat eine Stärke von 5 bis 100 μητ. Sie besitzt
eine hohe Empfindlichkeit für eine Erregung durch eine Strahlung aus dem orangen oder infraroten Spektralbereich.
Mit der photoleitenden Schicht 5 steht eine dritte Elektrode 6 in elektrischem Kontakt, die
aus elektrisch leitfähigen Drähten, Bändern oder einem Gitter besteht. Die leitfähigen Bereiche haben
dabei eine Breite von etwa 10 bis 30 μΐη und eine Stärke von einigen Mikrometern. Bei einer gitterartigen
Ausbildung wird die Dichte der öffnungen im Gitter mit 8 bis 15 Öffnungen pro Quadratzentimeter
(50 bis 100 Mesh) angegeben. Besteht die Elektrode 6 aus Drähten, so werden vorzugsweise Wolfram- oder
andere Metalldrähte mit einer Stärke von rund 10 bis 30 μπι verwendet. Notfalls können die Drähte vorab
mit Gold oder einem anderen Metall plattiert werden.
Der Festkörperbildwandler weist weiter als Impedanzschicht eine Mischschicht 100 auf, auf der eine
strahlungsdurchlässige zweite Elektrode 7 angeordnet ist. Die Mischschicht 100 hat eine Stärke von 20 bis
200 μπι. Handelt es sich bei der sichtbar zu machenden
Strahlung Ex μπι Elektronenstrahlen, so wird die
als Impedanzschicht dienende Mischschicht 100 aus einem Material wie (Zn, Mg) F2, bei Röntgen- oder
Gammastrahlen aus einem Material wie ZnCdS:Ag gefertigt. Diese Materialien fluoreszieren unter Einwirkung
der jeweils sichtbar zu machenden Strahlung in einem Spektralbereich orangen Lichtes, der etwa
beim Empfindlichkeitsmaximum der photoleitenden Schicht 5 liegt.
Zweckmäßig wird die Mischschicht 100 aus dem beschriebenen pulverförmigen fluoreszierenden Material
gefertigt, das mit einem Bindemittel wie Epoxyharz oder Emailglas abgebunden ist. Das fluoreszierende
Material kann auch durch Aufdampfen als Mischschicht 100 erhalten werden. Auch kann die
Mischschicht 100 durch Ausfällen des fluoreszierenden Materials erhalten werden, das vorher in einer
Lösung einer geeigneten Zellulose, wie Nitrozellulose suspendiert wurde. Die Ausfällung erfolgt in eine geeignete
organische Lösung, wie Aluminiumacetat. Die ausgefällte Mischschicht 100 kann durch Erwärmen
ausgehärtet werden, da dabei die in ihr enthaltenen organischen Substanzen verdampfen und den Niederschlag
zu einer für das Sichtbarmachen von Elektronenstrahlbildern besonders gut geeigneten einzigen
Mischschicht 100 verkleben.
Die als Mischschicht 100 ausgebildete Impedanzschicht weist einen hohen spezifischen Widerstand
und eine kapazitive Impedanz gegenüber Wechselspannungen auf. Die auf ihr angeordnete strahlungsdurchlässige
zweite Elektrode 7 besteht aus einem dünnen aufgedampften Film aus einem Metall, wie
Aluminium. Die Elektrode 7 ist damit leicht für die sichtbar zu machende Strahlung strahlungsdurchlässig
auszubilden. Überdies reflektiert sie die von der Mischschicht 100 abgestrahlte Fluoreszenzenergie
sehr gut, so daß die Fluoreszenzenergie der Misch- ' schicht 100 nicht durch die Elektrode 7 nach außen
entweicht, sondern in Richtung auf die photoleitende Schicht 5 reflektiert wird. Gegebenenfalls wird die
strahlungsdurchlässige zweite Elektrode 7 mit einem elektrisch leitenden Überzug, beispielsweise einem
Silberanstrich versehen.
Die Spannungsversorgung des Festkörperbildwandlers kann beispielsweise, wie in Fig. 1 angedeutet,
erfolgen. Besteht die Elektrolumineszenzschicht 3 aus ZnS: Cu, Al, das bei Erregung Grünlicht ausstrahlt,
so ergibt sich die Lumineszenz nur bei Erregung durch eine Wechselspannung. Zwischen einem
leitfähigen Streifen 17 an der dritten Elektrode 6 und der ersten Elektrode 2 ist deshalb eine Wechselstromquelle
8 über Leiter 9 und 10 angeschlossen. Die Wechselstromquelle 8 legt zwischen die erste und die
dritte Elektrode eine Wechselspannung V1. Weiter ist
eine Wechselstromquelle 11 über den Leiter 9 und einen Leiter 12 mit der ersten Elektrode 2 und der
zweiten Elektrode 7 verbunden. Auf diese Weise ist zwischen die erste und die zweite Elektrode eine
Wechselspannung V2 gelegt, die mit der Wechselspannung
V1 in der Frequenz übereinstimmt.
Ist V2 = 0 (Kurzschluß der Elektroden 2 und 7),
so verwendet man bei Röntgenstrahlen als sichtbar zu machende Strahlung Ex eine Wechselspannung V1
einer Frequenz von 100 bis 5000 Hz bei einem geeigneten Spannungswert. Die Röntgenstrahlen erregen
dabei die Mischschicht 100 zur Fluoreszenz. Durch die Fluoreszenz wird wiederum die photoleitende
Schicht 5 erregt. Gleichzeitig durchdringt die Strahlung Ex, die ein hohes Durchdringungsvermögen besitzt,
die Mischschicht 100 und erregt selbst die photoleitende Schicht 5. Die photoleitende Schicht 5 wird
also durch zwei Energiebilder erregt, nämlich das Röntgenstrahlbild und ein von der Mischschicht 100
unter Einwirkung des Röntgenstrahlbildes erzeugtes oranges Fluoreszenzbild. Die photoleitende Schicht 5
nimmt deshalb in einer rechtwinklig zur Richtung der Strahlung E1 verlaufenden Ebene an Leitfähigkeit zu,
und.es entsteht ein entsprechender Lichtstrom durch die Elektrolumineszenzschicht 3. Dieser Strom erregt
die Elektrolumineszenzschicht 3 zur Lumineszenz, die so ein helles positives Grünbild erzeugt.
Wird der Spannungswert Vx so gewählt, daß die
Elektrolumineszenzschicht 3 dann, wenn keine sichtbar zu machende Strahlung Ex vorliegt, dunkel ist,
so fließt entsprechend der Wechselspannung V1 ein
Dunkelstrom I1 durch die Elektrolumineszenzschicht
3. Wird eine Wechselspannung V2 angelegt, dann fließt über die Mischschicht 100 ein Strom I2,
der dabei auch durch die Elektrolumineszenzschicht 3 fließt. Bei festgelegter Wechselspannung V1 ergibt
sich durch Wahl der Phasendifferenz der Wechselspannungen V2 und V1 eine Differenz zwischen den
Strömen I1 und I2, die Amplitude des durch die Elektrolumineszenzschicht
3 fließenden Stromes I3 = I1 + I2 verringert sich und demgemäß auch die
Dunkellumineszenz bei Zunahme der Amplitude der Spannung V2. Die Phasendifferenz wird je nach dem
verwendeten Material gewöhnlich im Bereich von 180° ±90° gewählt.
Wird unter dieser Bedingung eine sichtbar zu machende Strahlung E1 auf den Festkörperbildwandler
aufgestrahlt, so entsteht ein sichtbares positives Bild E2, dessen Kontrast mit zunehmender Amplitude von
V2 ansteigt. Werden dagegen die Amplituden von V1
und V2 festgelegt, und nur die Phasendifferenz veränderlich
gemacht, so kann der Kontrast über einen weiten Bereich abnehmend gesteuert werden, da das
Phasenverhältnis von demjenigen für das vorstehend beschriebene Differentialverhältnis zwischen /, und
I2 abweicht.
Ähnlich wird, wenn V1 = 0 durch Anlegen der
Wechselspannung V2 die Beziehung I3 = I2 erzielt,
nach der die Elektrolumineszenzschicht 3 durch den Strom I2 erregt wird. Fällt unter diesen Umständen
eine sichtbar zu machende Strahlung E1 auf den Festkörperbildwandler
auf, so nimmt die photoleitende Schicht 5 entsprechend stellenweise an Leitfähigkeit
zu. Da die Elektroden 2 und 6 das gleiche Potential besitzen, wirkt die photoleitende Schicht 5 als elektrostatische
Schutzschicht, und der Strom I2 wird durch die dritte Elektrode 6 abgeleitet, so daß der
Strom I3 = I2, der durch die Elektrolumineszenzschicht
3 fließt, abnimmt. Auf diese Weise wird die Strahlung E1 in ein verstärktes, helles und gut sichtbares
Bild E2 umgewandelt, das ein Negativ des Bildes der Strahlung E1 ist.
Unter dieser Bedingung hinsichtlich der Strahlung E1 nehmen - wenn die Phasendifferenz von V1 zu
V2 derart gewählt ist, daß sich das Differentialverhältnis
von I1 (gewöhnlich im Bereich von 180° ±90°) ergibt —, der Kontrast und der Gammawert zu, da die
Amplitude von V1 über Null ansteigt. Wenn die Phasendifferenz
verändert wird, so daß sie von dem Differentialverhältnis abweicht, während die Amplitude
von V1 und V2 auf einem genau eingestellten Wert
festgelegt wird, nehmen andererseits der Kontrast und der Gammawert dementsprechend ab. Falls V1 eine
mehr oder weniger große Amplitude besitzt, hat die Abweichung der Phasendifferenz eine Verminderung
des Kontrastes und des Gammawertes zur Folge, und dadurch entsteht ein sichtbares Bild E2, das die Kombination
eines negativen Bildes darstellt, das den wenig intensiven Teilen des Bildes E1 entspricht, und
eines positiven Bildes, das den hochintensiven Stellen des Bildes E1 entspricht. Ergibt die Phasendifferenz
zwischen den Spannungen V1 und V2 ein additives
Verhältnis zwischen den Strömen I1 und I2, dann entsteht
ein positives Bild E2, das vollkommen umgekehrt ist in bezug auf das vorstehend beschriebene.
Sind die Amplituden von V1 und V2 derart gewählt,
daß nahezu ein Differenzverhältnis zwischen I1 und
I2 erzielt wird und I3 im Dunkeln und bei fehlender
Strahlung E1 größer als I2 und bei Vorhandensein einer
Strahlung E1 mit gleichförmiger und hoher Intensität
größer als I1 ist, so ist, wenn ein Röntgenstrahlenenergiebild
E1 mit ausreichend hoher Stärke aufgestrahlt wird und dabei I1 und I2 in einem
Differenzverhältnis gehalten werden, in dem I1 und
I2 in Phase liegen und die gleiche Amplitude besitzen,
ίο unter dieser Bedingung das erzielte Ausgangsbild E2
in seiner Helligkeit an denjenigen Stellen, die der lokalisierten Stärke des Röntgenstrahlenenergiebildes
E1 entsprechen, kaum vorhanden, und in denjenigen
Bereichen, die den Stellen des Röntgenstrahlenbildes mit einer niedrigeren Stärke als der lokalisierten
Stärke negativ und in den Bereichen, die den Stellen mit höherer Stärke als der lokalisierten Stärke entsprechen,
positiv. Auf diese Weise wird das Röntgenstrahlenenergiebild in zwei Stärkebereichgruppen
aufgeteilt und in ein kombiniert negativ-positives Bild umgewandelt. Die Anordnung besitzt also eine sogenannte
V-förmige Betriebscharakteristik. Bei zunehmender Amplitude von V1 oder abnehmender Amplitude von V2 verschiebt sich in diesem Falle die
V-förmige Charateristik in eine Richtung, in der die
Stärke der Eingangs-Röntgenstrahlung zunimmt und umgekehrt. Auf diese Weise kann das Verhalten des
Eingangsbildes E2 durch bloßes Steuern der Amplituden
von V1 und V2 beliebig verändert werden, und
durch eine Art Null-Methode ist eine genaue Beobachtung und Prüfung des Röntgenstrahlenenergiebildes E1 möglich.
Andererseits nimmt - wenn die Amplituden von V1 und V2 festgelegt sind und wenn auf deren Phasendifferenz
eingewirkt wird, so daß sie vom Differenzverhältnis abweicht, die Minimallumineszenzstärke
des Ausgangsbildes E2 zu und verkleinert den Kontrast,
während sich die V-förmige Charakteristik verschiebt. Wenn die Phasendifferenz von V1 und V2
verändert wird, so daß zwischen I1 und I2 ein additives
Verhältnis entsteht, dann verändert sich das Ausgangsbild E2 kontinuierlich in ein positives Bild.
Wie aus der obigen Beschreibung mehrerer Betriebsarten hervorgeht, kann durch Steuern der Amplituden
der Spannungen V1 und V2 und des Phasenverhältnisses
kontinuierlich von einer Art zur anderen übergegangen werden.
Zur kontinuierlichen Steuerung der Anordnung oder deren Feineinstellung in einem begrenzten Bereich
wird vorteilhafterweise eine Wechselstromquelle verwendet, die nur einen einzigen Signalgenerator
und zwei elektrische Signalverstärkersysteme umfaßt mit einem einstellbaren Phasenschieber und
einem zumindest in einem der Verstärkersysteme angeordneten Amplitudensteuermittel.
Aus der vorstehenden Beschreibung einiger Ausführungsformen
der Mischschicht 100 ist ersichtlich, daß die dielektrische Festigkeit der Mischschicht 100
des öfteren Schwierigkeiten bereitet. Ein derartiges Problem kann jedoch durch Zusatz eines Pulvers dielektrischer
Substanz zur Schicht 100 gemildert werden, welches Licht reflektiert und eine hohe dielektrische
Festigkeit aufweist. Beispielsweise kann die Mischschicht 100 durch Vermischen eines fluoreszierenden
Pulvers und eines stark lichtreflektierenden dielektrischen Pulvers, wie Zinksulfid, Zinkoxid,
Titanoxid oder Bariumtitanat und durch Laminieren dieses Gemisches mit einem Bindemittel, wie Epoxy-
309 551/95
harz, hergestellt werden. Natürlich muß die dielektrische Festigkeit und der Impedanzwert für die Mischschicht
100 genau gewählt werden.
Die Wahl eines Impedanzwertes läuft auf die Steuerung der Schichtstärke hinaus. Andererseits bieten
die hoch lichtreflektierenden Materialien einen recht weiten Bereich für die Wahl der Dielektrizitätskonstante.
So besitzt z.B. Bariumtitanatpulver eine Dielektrizitätskonstante von einigen Tausend und
darüber, und diejenigen von Titanoxid liegt bei einer Größenordnung von zehn. Der Impedanzwert der
Mischschicht 100 kann also durch geeignete Wahl der Materialien und Veränderung ihres Volumenverhältnisses
im Gemisch in einem weiten Bereich gewählt werden.
Zwar ist die Beschreibung im Hinblick auf den Betrieb mit einer Wechselstromquelle bzw. Wechselspannungsquelle durchgeführt, jedoch können die
Spannungen Vx und V2 auch Gleichspannungen sein,
wenn die Elektrolumineszenzschicht 3 aus einem aufgedampften Film besteht, wie z.B. ZnS, das mit Mn
oder einem anderen Element aktiviert ist, da eine solche Schicht bei Gleichstrom luminesziert. Auch in
diesen Fällen müssen natürlich die verschiedenen Schichten des Festkörperbildwandlers eine geeignete
Leitfähigkeit aufweisen, so daß der Durchfluß eines mehr oder weniger starken Gleichstroms möglich ist.
Dies ist durch richtige Wahl der Materialien einschließlich der Bindemittel für die Schichten oder
durch geeignetes Steuern ihrer Volumenverhältnisse erzielbar, oder auch durch Zusatz eines Materials bzw.
Materialien mit geeignet niedrigem Widerstand.
Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, die sich insbesondere
zur Verwendung bei Strahlungsenergie in Form von Elektronenstrahlbildern eignet. Ein Festkörperbildwandler 200 hat eine Stromquelle 300 zum
Anlegen der Spannungen V1 und V2 und ist in einen
Glaskolben 400 eingeschlossen, der der Bildröhre in einem Fernsehapparat entspricht und zwar an der
Stelle, die dem Bildschirm eines Fernsehapparates entspricht. Eine Elektronenkanone 401 sendet ein
Elektronenbündel E1 aus, das durch ein elektrisches
Signal S moduliert wird und durch eine Ablenkspule
402 über den Schirm geführt wird.
Wenn bei Anlegen der Spannungen V1 und V2 ein
Elektronenbündel E1 auf die zweite Elektrode 7 gerichtet wird, die beispielsweise aus einem aufgedampften
Aluminiumfilm besteht und durchlässig gegenüber dem Elektronenbündel ist, dann erregt das
die zweite Elektrode 7 durchdringende Elektronenbündel die Mischschicht 100. Diese strahlt bei Erregung
Lichtenergie aus, die die photoleitende Schicht 5 erregt. Auf diese Weise ist der Lumineszenzausgang
E2 der Elektrolumineszenzschicht 3 elektrisch steuerbar.
Wenn beispielsweise als elektrisches Signal S ein Videosignal zur Steuerung des Elektronenbündels E1
verwendet wird, kann dieses in ein sichtbares Bild umgewandelt werden, das auf der Seite der ersten Elektrode
2 der Anordnung erscheint.
Diese Ausführungsform arbeitet somit wie die herkömmlichen Fernsehbildröhren. Da sie einen viel höheren
Verstärkungsfaktor aufweist, kann sie zufriedenstellend mit einem Elektronenbündel JE1 arbeiten,
dessen Spannung und Stromstärke niedriger sind als bei jeder herkömmlichen Fernsehröhre, und mit einem
Videosignal S, das schwächer ist als je zuvor. Zusätzlich ist das mit der Anordnung erzielte Ausgangsbild
auf Grund seiner höheren Verstärkung heller.
Ein äußerst wichtiger Vorteil dieser Anordnung
besteht weiter darin, daß nicht nur Kontrast und Gammawert des Bildes durch Veränderung der Spannungen
V1 und V2 frei steuerbar sind, wie oben beschrieben,
sondern daß mit dem gleichen Signal 5 auch ein Ausgangsbild negativer oder kombiniert positiv—negativer
Art durch Steuern von V1 und V2 erzielbar
ist.
ίο Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, die sich insbesondere
zur Verwendung bei einem Strahlungsenergiebild E1, wie z.B. einem Ultraviolettbild eignet,
dessen Durchdringungsvermögen verhältnismäßig niedrig ist. Hier ist die Mischschicht 100 in eine Fluoreszenzschicht
101 und eine Impedanzschicht 102 aufgelöst.
In der nachstehenden Beschreibung wird vorausgesetzt, daß E1 ein Ultraviolettbild ist. Bei Erregung der
Fluoreszenzschicht 101 kann diese nur an ihrem Oberflächenbereich lumineszieren, da das Ultraviolettbild
E auf Grund des begrenzten Durchdringungsvermögens das Schichtinnere nicht gänzlich erregen
kann. Aus diesem Grunde wird die Erregung der pho- ' toleitenden Schicht 5 durch die aus dem Oberflächenbereich
der Fluoreszenzschicht 101 durchkommende Lichtenergie bewirkt. Eine derartige Erregung kann
nicht ausreichend wirksam sein, weil die Lichtenergie während ihres Durchtritts durch das Material der
Fluoreszenzschicht 101 durch Absorption teilweise verlorengeht. Um diese Erscheinung zu vermeiden,
soll die Fluoreszenzschicht 101 außerordentlich dünn sein. Andererseits ist die Stärke der Fluoreszenzschicht 101 Begrenzungen auf Grund der Anforderungen
der Impedanz und der dielektrischen Festigkeit unterworfen.
Dies kann durch Anordnung einer Lumineszenzlichtenergie übertragenden Impedanzschicht 102 zwischen
der Fluoreszenzschicht 101 und der photoleitenden Schicht 5 verbessert werden. Die Impedanzschicht
102 besteht aus einer transparenten, verlustarmen dielektrischen Substanz, wie z. B. einem Polyesterfilm
oder einem lichtdurchlässigen Emailglas. Durch diesen Aufbau kann den Schwierigkeiten hinsichtlich
Impedanz und dieleketrischer Festigkeit begegnet werden, und die Fluoreszenzschicht 101 kann
jede gewünschte Stärke besitzen. Die in der Fluoreszenzschicht 101 bei Erregung durch das Ultraviolettbild
E1 erzeugte Lichtenergie durchdringt die Impedanzschicht
102 und erregt wirksam die photoleitende
so Schicht 5.
Durch Verwendung der zusammengesetzten Schicht an Stelle der Mischschicht 100 kann jedes Ultraviolettbild
E1 in sichtbare Bilder E2 unterschiedlicher
Art durch Steuern der Spannungen V1 und V2
umgewandelt oder verstärkt werden, obgleich eine derartige Bildumwandlung mit einer aus lichtelektrisch
leitendem Material, wie CdS: Cu, Cl bestehenden photoleitenden Schicht 5 nicht möglich ist.
Bei dieser Ausführungsform besteht die zweite Elektrode 7 aus einer Basis- bzw. Trägerplatte, wie
z. B. einer Quarzplatte 14, die in diesem Beispiel gegenüber Ultraviolettstrahlen strahlungsenergiedurchlässig
ist und einem elektrisch leitenden Film aus Zinnoxid oder ähnlichem Material, der in Form einer
Schicht auf die Quarzplatte 14 aufgebracht ist.
Die dritte Elektrode 6 dieser Ausführungsform umfaßt eine Anordnung von unter Abstand untereinander
angeordneten parallelen Metalldrähten und ei-
nem leitfähigen Streifen 17, an die von einer Wechselstromquelle
8 eine Spannung V1 angelegt wird.
Die Anordnung gemäß Fig. 3 umfaßt auch eine Zwischenschicht 13, die zwischen der Lichtabschirmschicht
4 und der elektrolumineszierenden Schicht 3 angeordnet ist. Die Zwischenschicht 13 ist derart beschaffen,
daß sie einen dielektrischen Zusammenbruch zwischen den Elektroden 2 und 6 verhindert
und dabei das Licht von der Elektrolumineszenzschicht 3 reflektiert und dadurch die Helligkeit des
sichtbaren Ausgangsbildes E2 verstärkt. Die Zwischenschicht
13 kann durch Verdampfen einer weißen, stark dielektrischen Substanz mit einem hohen
Reflexionsfaktor und einer hohen dielektrischen Festigkeit, z.B. Titanoxid oder Bariumtitanat erzielt
werden. Die Stärke der Zwischenschicht 13 ist derart bestimmt, daß sie eine Impedanz ergibt, die niedriger
ist als diejenige der Elektrolumineszenzschicht 3, um somit den Spannungsverlust zu vermindern.
Die als Entladungselektrode dienende Drahtgitter-Elektrode 6 besteht aus Wolfram- oder anderen
Metalldrähten mit einer Stärke von rund 10 bis 150 μπι, die unter regelmäßigem Abstand von ungefähr
250 bis 700 μΐη angeordnet und nötigenfalls mit Gold plattiert sind. In der gezeigten Ausführungsform
besteht die Elektrode 6 aus dünnen Wolframdrähten mit einer Dicke von rund 10 μπι und ist in der Mitte
der verhältnismäßig starken photoleitenden Schicht 5 bei rund 80 μΐη eingelagert.
Selbstverständlich ist diese Ausführungsform unter
den gleichen Prinzipien bei Strahlungsenergie E1 in
Form von Röntgenstrahlen, Gammastrahlen oder ähnlichen Strahlungsarten mit hohem Durchdringungsvermögen
verwendbar. Bei Elektronenstrahlen sind zufriedenstellende Ergebnisse erzielbar, wenn die
Quarzplatte 14 weggelassen wird und die Elektrode 7 durchlässig gegenüber einem Elektronenstrahl ausgebildet
ist, z. B. die Form eines aufgedampften Aluminiumfilms aufweist.
F i g. 4 zeigt eine weitere Ausführungsform, die sich
insbesondere für Strahlungsenergieformen mit hohem Durchdringungsvermögen, wie z.B. Röntgenstrahlen
und Gammastrahlen eignet. Bei dieser Ausführungs-, \ form ist die Mischschicht 100 ebenfalls in eine zusammengesetzte
Schicht aufgelöst, ihr Aufbau unterscheidet sich jedoch von demjenigen gemäß Fig. 3. In
F i g. 3 wird nämlich die photoleitende Schicht durch Lichtstrahlen erregt, die die Impedanzschicht 102
durchdrungen haben. In diesem Falle werden die Lichtstrahlen häufig in einem solchen Ausmaß in der
Impedanzschicht 102 gestreut, daß das Ausgangsbild E2 verschwommen wirkt.
Dieser Nachteil wird durch die Ausführungsform gemäß F i g. 4 dadurch beseitigt, daß unmittelbar auf
die Oberfläche der photoleitenden Schicht 5 eine Fluoreszenzschicht 101 aufgebracht wird. Eine strahlungsenergiedurchlässige
Hilfs-Impedanzschicht 103 ist, wie aus der Zeichnung ersichtlich, zwischen die
zweite Elektrode 7 und die Fluoreszenzschicht 101 eingebracht, um die Charakteristiken der dielektrischen
Festigkeit und der Impedanz der Anordnung zu verbessern. Die Impedanzschicht 103 besteht aus
einer röntgenstrahlendurchlässigen dielektrischen Substanz, wie z.B. Polyester oder einem anderen
Kunststoffilm oder Emailglas.
Die zweite Elektrode 7 ist eine lichtreflektierende röntgenstrahlendurchlässige Elektrode, auf die ein
Aluminium- oder ein anderer Metallfilm oder eine Aluminium- bzw. eine andere dünne Metallfolie aufgeklebt
ist. Es kann auch ein elektrisch leitender Film aus einem Metalloxid, wie z. B. Zinnoxid verwendet
sein, der auf eine dünne Basisplatte aus Glas aufgebracht ist.
Zusätzlich kann der Impedanzschicht 103 eine geeignete Lichtreflexion erteilt werden, um den Ausnutzungsfaktor
der aus der Fluoreszenzschicht 101 kommenden Lichtenergie zu vergrößern. Die Impedanzschicht
103 kann als Strahlungsenergie durchlässig und zusätzlich Fluoreszenzenergie reflektierend
gemacht werden. So sollte bei Verwendung mit Röntgenstrahlenbildern die Schicht 103 zumindest eine
stark lichtreflektierende Substanz enthalten. Ein Beispiel hierfür ist eine einzige Schicht aus Magnesiumoxid
oder ähnlichem Material, die auf die Fluoreszenzschicht 101 aufgebracht ist. Eine Abwandlung
weist die Form einer Mischschicht auf, die ein feines Pulver aus Zinksulfid, Titanoxid, Bariumtitanat oder
ein ähnliches Gemisch einschließt, das mit einem Bindemittel, wie Epoxyharz oder einem anderen Kunststoff
oder Emailglas vermischt ist.
Bei diesen Ausführungsformen ist die von der-Fluoreszenzschicht 101 herkommende Lichtenergie
nur einem äußerst verringerten Lichtzerstreuungseffekt unterworfen und ist mit gutem Erfolg in der photoleitenden
Schicht 5 verwendbar, so daß ein klares und abgegrenztes Ausgangsbild E2 entsteht, weil es
unmittelbar durch die Impedanzschicht 103 in Richtung auf die photoleitende Schicht 5 reflektiert wird.
Diese Impedanzschicht 103 ist selbstverständlich durchlässig gegenüber Röntgenstrahlen, da sie gewöhnlich
recht dünn ausgebildet sind.
Die Verwendung der Impedanzschicht 103 ist auch vom Standpunkt der Steuerung ihres Impedanzwertes
dahingehend vorteilhaft, daß für die Schicht leicht ein
geeigneter Impedanzwert gewählt werden kann, während ihre dielektrische Festigkeit durch geeignete
Wahl der Schichtstärke und - im Falle einer Mischschicht- der spezifischen Dielektrizität und des Volumenverhältnisses
der pulverförmigen Materialien zur Bildung der Schicht verbessert wird.
Das in Fig. 4 dargestellte Stromzuführungssystem -eignet sich insbesondere zur Steuerung der Betriebs-Charakteristiken
des Festkörperbildwandlers mit Gleichstrom über einen weiten Bereich, wobei deren
Empfindlichkeit verbessert wird, falls die Anordnung eine photoleitende Schicht 5 in Form einer Mischschicht
umfaßt, die ein lichtelektrisch leitendes PuI-vermaterial, wie z. B. CdS: Cu, Cl und ein Bindemittel,
wie Epoxyharz, umfaßt und durch eine Wechsel-Stromquelle 300 gesteuert wird.
Die dritte Elektrode 6 besteht aus einer Anordnung aus elektrisch leitenden Metall- oder ähnlichen -Streifen
oder Metalldrähten. In F i g. 4 ist die Elektrode 6 als eine Elektrode dargestellt, die Metalldrähte umfaßt
und in der lumineszierenden Impedanzschicht 100 eingelagert ist und in elektrischem Kontakt mit
der lichtelektrisch leitenden Schicht 5 gehalten ist. Die Drähte der dritten Elektrode 6 sind abwechselnd mit
leitenden Streifen 71 und 72 verbunden und bilden somit zwei gegenseitig isolierte Elektroden, die über
einen die Polarität wechselnden Schalter 15 an eine veränderliche Stromquelle 16 und über Gleichstrom
blockierende Kondensatoren C1 und C2 und einen
Leiter 10 an eine Wechsel-Stromquelle 300 angeschlossen sind. Die Kapazität der Kondensatoren C1
und C2 sollte groß genug sein, um ihre Wechselstrom-
impedanz zu verringern.
Wie aus der Zeichnung ersichtlich, legt die Wechsel-Stromquelle 300 eine Wechselspannung F1 an die
Leiter 9 und 10 und eine weitere Wechselspannung F2 an die Leiter 9 und 12. Hierbei wird eine Wechselspannung
F1 an die dritte Elektrode 6 und die erste Elektrode 2 angelegt, und eine Gleichspannung VB
an die beiden Sätze abwechselnder Elemente in der dritten Elektrode 6 (in der Ebene der photoleitenden
Schicht 5, die sich rechtwinklig zu derjenigen Richtung erstreckt, in der die Röntgenstrahlenenergie E1
aufgestrahlt wird).
Die Wechselstrom-Empfindlichkeit der photoleitenden Schicht, die, wie vorstehend beschrieben, aus
einem Gemisch eines lichtelektrisch leitenden Pulvers, wie CdS: Cu, Cl, und eines Bindemittels besteht,
nimmt mit steigender Frequenz ab, und zwar auf Grund der fehlenden Proportionalität ihrer Spannungs-Strom-Charakteristik
und der innewohnenden Wechselstromabhängigkeit. Diese Abnahme der lichtelektrischen Wechselstrom-Empfindlichkeit
kann durch Verwendung einer Steuergleichspannung verbessert werden.
Andererseits hängen die Empfindlichkeit, die Betriebscharakteristiken,
der Kontrast und der Gammawert bei dem Festkörperbildwandler gemäß Fig. 4 von der Empfindlichkeit in einer Ebene ab, die senkrecht
zu derjenigen Richtung verläuft, in der E1 aufgestrahlt
wird. Aus diesem Grunde können diese Eigenschaften der Anordnung durch Verwendung einer
von der veränderlichen Gleichstromquelle 16 ausgehenden Gleichspannung VB veränderlich gestaltet
werden, um die Wechselstrom-Empfindlichkeit steuerbar in einer Ebene zu erhöhen, die senkrecht zur
Richtung der Strahlung E1 verläuft. Der Veränderungsbereich
der Betriebscharakteristiken vergrößert sich mit zunehmender Frequenz der Spannungen V1
und F2.
Bei der positiven, V-förmigen und negativen Betriebsweise
der Anordnung, die durch Steuerung von F1 und F2 in der in bezug auf Fig. 1 beschriebenen
Weise erzielt wird, hat das Anwachsen von VB die
Verschiebung der Betriebscharakteristiken in einer Richtung zur Folge, in der die Bestrahlungsintensität
der Eingangsstrahlungsenergie abnimmt und dabei die Empfindlichkeit, der Kontrast und der Gammawert
erhöht wird. Ein bedeutender Vorteil ergibt sich dahingehend, daß der Veränderungsbereich beim Betrieb
der Anordnung der durch Steuerung der Amplitude und des Phasenverhältnisses von F1 und F2
erzielbar ist (einschließlich des Falles, wo F1 oder F2
auf Null vermindert werden) unter der Steuerung der Gleichspannung VB weiterhin vergrößerbar
ist.
Andererseits ist die Verwendung einer photoleitenden
Schicht aus miteinander verbundenem Pulvermaterial für einige Anwendungsformen sehr unerwünscht,
weil selbst nach beendeter Aufstrahlung des Strahlungsenergiebildes die Reaktionsgeschwindigkeit
derart begrenzt ist, daß für eine Zeitspanne von mehreren Sekunden bis mehrere Minuten ein Restbild
entsteht. Unter Nutzbarmachung einer besonderen Erscheinung bei dieser Art photoleitender Schicht
kann das Restbild durch Wechseln der. Polarität der gerade an den untereinander verbundenen Elektroden
6 anliegenden Gleichspannung VB schnell gelöscht
werden, wodurch die Polarität des Gleichspannungsfeldes, in dem die photoleitende Schicht 5 liegt,
umgekehrt wird. Für diesen.Zweck ist der Polaritäts-Umschalter 15 vorgesehen. Das Stromzuführungssystem
gemäß Fig. 4 weist somit den Vorteil auf, daß nicht nur die Betriebscharakteristik der Sichtanordnung
über einen größeren Bereich hinweg veränderlich gestaltet werden kann, sondern auch das Restbild
leicht löschbar ist.
Zwar weist in der vorstehenden Beschreibung die Mischschicht 100 immer ein oder zwei Schichten auf,
sie kann jedoch die Form einer zusammengesetzten Schicht mit mehr als zwei Elementarschichten besit-
zen.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (6)
1. Festkörperbildwandler, bei dem auf einer lichtdurchlässigen Trägerplatte eine lichtdurchlässige,
erste Elektrode aufgebracht ist, darauf eine Elektrolumineszenzschicht, auf dieser eine
Zwischenschicht und eine lichtundurchlässige Lichtabschirmschicht, an die sich eine photoleitende
Schicht anschließt, mit der sich eine dritte Elektrode in elektrischem Kontakt befindet, welche
aus elektrisch leitfähigen Drähten, Bändern oder einem Gitter bestehen kann, die entweder
gemeinsam mit einem äußeren Anschluß oder jeweils abwechselnd mit zwei verschiedenen leitenden
Streifen verbunden sind, mit einer auf der photoleitenden Schicht und der dritten Elektrode
angeordneten Impedanzschicht, auf der ihrerseits eine strahlungsdurchlässige, zweite Elektrode angebracht
ist, sowie mit einer Spannungsversorgung zum Anlegen von Gleich- oder Wechselspannungen
V1 zwischen die erste und dritte Elektrode und V2 zwischen die erste und zweite Elektrode,
dadurch gekennzeichnet,daß die Impedanzschicht als eine 20 bis 200 μτη starke Mischschicht
(100) ausgebildet ist, die unter Einwirkung der sichtbar zu machenden Strahlung in einem
Spektralbereich fluoresziert, der etwa beim Empfindlichkeitsmaximum
der photoleitenden Schicht liegt.
2. Festkörperbildwandler, bei dem auf einer lichtdurchlässigen Trägerplatte eine lichtdurchlässige,
erste Elektrode aufgebracht ist, darauf eine Elektrolumineszenzschicht, auf dieser eine
Zwischenschicht und eine lichtundurchlässige Lichtabschirmschicht, an die sich eine photoleitende
Schicht anschließt, mit der sich eine dritte Elektrode in elektrischem Kontakt befindet, welche aus elektrisch leitfähigen Drähten, Bändern
oder einem Gitter bestehen kann, die entweder gemeinsam mit einem äußeren Anschluß oder jeweils
abwechselnd mit zwei verschiedenen leitenden Streifen verbunden sind, mit einer auf der
photoleitenden Schicht und der dritten Elektrode angeordneten Impedanzschicht, auf der ihrerseits
eine strahlungsdurchlässige, zweite Elektrode angebracht ist sowie mit einer Spannungsversorgung
zum Anlegen von Gleich- oder Wechselspannungen V1 zwischen die erste und dritte Elektrode
und V2 zwischen die erste und zweite Elektrode, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der Impedanzschicht
(102) aus einer transparenten Substanz mit geringen dielektrischen Verlusten und
der strahlungsdurchlässigen, zweiten Elektrode (7) eine Fluoreszenzschicht (101) eingefügt ist, die
unter Einwirkung der sichtbar zu machenden Strahlung in einem Spektralbereich fluoresziert,
der etwa beim Empfindlichkeitsmaximum der photoleitenden Schicht (5) liegt.
3. Festkörperbildwandler nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht
(102) aus Polyesterfilm oder Emailglas besteht.
4. Festkörperbildwandler nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht
(103) ein stark lichtreflektierendes Material enthält.
5. Festkörperbildwandler nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Impedanzschicht
(103) Magnesiumoxid enthält.
6. Festkörperbildwandler nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen
der dritten Elektrode (6) und der zweiten Elektrode (7) mehr als zwei einander abwechselnde
Fluoreszenz- und Impedanzschichten angeordnet sind.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2724863 | 1963-05-22 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1489113A1 DE1489113A1 (de) | 1969-04-24 |
DE1489113B2 true DE1489113B2 (de) | 1973-12-20 |
DE1489113C3 DE1489113C3 (de) | 1974-07-11 |
Family
ID=12215758
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1489113A Expired DE1489113C3 (de) | 1963-05-22 | 1964-05-22 | Festkörperbildwandler |
Country Status (4)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3348056A (de) |
DE (1) | DE1489113C3 (de) |
GB (1) | GB1025320A (de) |
NL (1) | NL6405716A (de) |
Families Citing this family (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3800156A (en) * | 1966-08-15 | 1974-03-26 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Infrared image converting device |
GB1208308A (en) * | 1966-10-27 | 1970-10-14 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Electroluminescent display devices |
DE1816680B2 (de) * | 1967-12-28 | 1971-03-18 | Verfahren zur darstellung von schrift oder bildzeichen | |
JPS4813277B1 (de) * | 1968-02-02 | 1973-04-26 | ||
US3710127A (en) * | 1971-04-19 | 1973-01-09 | Matsushita Electric Ind Co Ltd | Solid-state image converter having composite energy sensing element |
DE3312264A1 (de) * | 1983-04-05 | 1984-10-11 | Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München | Vorrichtung zur aufnahme von roentgenbildern |
JP2003332560A (ja) * | 2002-05-13 | 2003-11-21 | Semiconductor Energy Lab Co Ltd | 半導体装置及びマイクロプロセッサ |
JP4373063B2 (ja) | 2002-09-02 | 2009-11-25 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電子回路装置 |
JP4094386B2 (ja) * | 2002-09-02 | 2008-06-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 電子回路装置 |
JP4574118B2 (ja) * | 2003-02-12 | 2010-11-04 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 半導体装置及びその作製方法 |
CN100502609C (zh) * | 2004-12-29 | 2009-06-17 | 郑岩 | 场致发光线 |
DE102007030108A1 (de) * | 2007-06-28 | 2009-01-02 | Lyttron Technology Gmbh | Anorganisches Dickfilm-AC Elektrolumineszenzelement mit zumindest zwei Einspeisungen und Herstellverfahren und Anwendung |
DE102010028206A1 (de) * | 2010-04-26 | 2011-10-27 | Tesa Se | Optisch durchgängige, tiefziehfähige Elektrode und diese enthaltendes Flächenelement für EL-Folie/-Lampen |
CN114077134A (zh) * | 2020-08-17 | 2022-02-22 | 深圳市绎立锐光科技开发有限公司 | 波长转换装置及其制备方法 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1033812B (de) * | 1955-10-14 | 1958-07-10 | Philips Nv | Feststoffbildverstaerker mit einer strahlungsempfindlichen und einer elektroleuchtenden Schicht |
US2929950A (en) * | 1955-12-30 | 1960-03-22 | Electronique & Automatisme Sa | Electroluminescence devices |
US3217168A (en) * | 1960-12-29 | 1965-11-09 | Philips Corp | Photosensitive solid-state image intensifier |
US3101408A (en) * | 1961-01-18 | 1963-08-20 | John W Taylor | Ionizing radiation detector of the scintillation photoconductive type |
-
1964
- 1964-05-20 US US368906A patent/US3348056A/en not_active Expired - Lifetime
- 1964-05-20 GB GB20834/64A patent/GB1025320A/en not_active Expired
- 1964-05-22 NL NL6405716A patent/NL6405716A/xx unknown
- 1964-05-22 DE DE1489113A patent/DE1489113C3/de not_active Expired
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE1489113C3 (de) | 1974-07-11 |
NL6405716A (de) | 1964-11-23 |
DE1489113A1 (de) | 1969-04-24 |
GB1025320A (en) | 1966-04-06 |
US3348056A (en) | 1967-10-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
DE1489113C3 (de) | Festkörperbildwandler | |
DE1087698C2 (de) | Verfahren und Einrichtung zum Betrieb elektrolumineszierender Zellen | |
DE1489986B1 (de) | Geschichteter Koerper mit durch Bestrahlung anregbarer elektrischer Leitfaehigkeit und Verfahren zu seiner Herstellung | |
DE1138867B (de) | Vorrichtung zur Erzeugung eines in seiner Lage steuerbar veraenderlichen elektrolumineszierenden Leuchtfleckes | |
DE1903562A1 (de) | Festkoerper-Bildwandler | |
DE1789143A1 (de) | Fernsehaufnahmeanordnung | |
DE1464274C3 (de) | Verfahren und Spannungsversorgung zum Betrieb einer Festkörperbildverstärkerplatte | |
DE1639329C3 (de) | Festkörperbildwandler | |
DE1414963A1 (de) | Elektro-optische Vorrichtung | |
DE1809749A1 (de) | Signalspeichervorrichtung | |
DE2214374B2 (de) | Bildwandler- oder Bildverstärkerröhre | |
DE1539899B1 (de) | Festkoerperbildwandler bzw bildverstaerker | |
DE1764079A1 (de) | Auf Energie ansprechende Lumineszenzvorrichtung | |
DE1489118A1 (de) | Bildverstaerker zur Sichtbarmachung einer unsichtbaren Einstrahlung | |
DE1614176C3 (de) | Festkörper-Infrarotbildwandler | |
DE1489118C (de) | Festkörper Bildverstärker | |
DE1903563C (de) | Festkörper Bildwandler | |
DE1489110C (de) | Vorrichtung zum Umwandeln von Strahlung hoher Quantenenergie in sichtbares Licht | |
DE1914912C3 (de) | Festkörper-Bildverstärker | |
DE1004301B (de) | Strahlungsverstaerker mit fotoleitendem und elektrolumineszierendem Material | |
DE1549143C (de) | Elektrolumineszenzspeicher | |
DE1903562C (de) | Festkörper Bildwandler | |
DE1564331C3 (de) | Festkörperbildwandler | |
DE1489110B2 (de) | Vorrichtung zum umwandlen von strahlung hoher quantenenergie in sichtbares licht | |
DE1414963C (de) | Optoelektronische Schaltung und daraus aufgebauter Feststoff-Bildverstärker |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |