DE1589369C - Solid-state image storage, especially for use with X-rays as excitation radiation - Google Patents
Solid-state image storage, especially for use with X-rays as excitation radiationInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Festkörper-Bildspeicher, insbesondere zur Verwendung mit Röntgenstrahlen als Anregungsstrahlung, mit zwei Flächenelektroden, von denen zumindest eine für die Anregungsstrahlung und eine für sichtbares Licht durchlässig ist und zwischen welchen eine Schicht eines auf die Anregungsstrahlung ansprechenden Materials mit photodielektrischen Eigenschaften, insbesondere Zinkoxid, sowie eine Schicht eines elektrolumineszenten Materials angeordnet sind, wobei die beiden Elektroden an eine Wechselspannungsquelle angeschlossen sind.The invention relates to a solid-state image memory, especially for use with X-rays as excitation radiation, with two flat electrodes, of which at least one is transparent to the excitation radiation and one to visible light is and between which a layer of a material responsive to the excitation radiation with photo dielectric properties, especially zinc oxide, as well as a layer of an electroluminescent Material are arranged, the two electrodes connected to an AC voltage source are.
Wird bei einem derartigen (aus der französischen Patentschrift 1 398 598 bekannten) Festkörper-Bildspeicher die Materialschicht mit photodielektrischen Eigenschaften einer Anregungsstrahlung mit einer einem Bild entsprechenden Intensitätsverteilung ausgesetzt, so wird von der elektrolumineszenten Materialschicht dieses Bild in sichtbarem Licht abgestrahlt, sofern man während des Einwirkens der Anregungsstrahlung oder einige Zeit danach an die Flächenelektroden eine Wechselspannung anlegt. Trotz nur kurzzeitiger Einwirkung der Anregungsstrahlung kann eine Abstrahlung des sichtbaren Bildes über einen längeren Zeitraum erhalten werden, z. B. über eine halbe Stunde bei Zimmertemperatur. Die Zeitdauer der Speicherung des Bildes in der photodielektrischen Materialschicht kann bei niedrigen Temperaturen, /.. B. bei Aufbewahrung in einem Haushaltskühlschrank mehr als 24 Stunden betragen. Wird die Wechselspannung abgeschaltet, so erlischt das Bild. Bei Wiedcranlegen der Wechselspannung innerhalb der genannten Zeiträume entsteht das Bild von neuem. Durch Erhitzen oder Bestrahlen mit Infrarot-Strahlen kann die photodielektrische Materialschicht wieder in ihren ursprünglichen Zustand gebracht, d. h. das gespeicherte Bild gelöscht werden.If, in such a solid-state image memory (known from French patent specification 1,398,598), the material layer with photo-dielectric properties is exposed to excitation radiation with an intensity distribution corresponding to an image, this image is emitted in visible light from the electroluminescent material layer, provided that one is exposed during the exposure the excitation radiation or some time after that, an alternating voltage is applied to the surface electrodes. Despite only brief exposure to the excitation radiation, the visible image can be emitted over a longer period of time, e.g. B. over half an hour at room temperature. The duration of storage of the image in the photo dielectric material layer may be more than 24 hours at low temperatures, / .. B. when stored in a domestic refrigerator. If the AC voltage is switched off, the image disappears. When the alternating voltage is applied again within the specified time periods, the image is created again. By heating or irradiating with infrared rays, the photodielectric material layer can be restored to its original state, ie the stored image can be deleted.
Nachteilig an dem bekannten Festkörper-Bildspeicher ist, daß er nur mit relativ geringen Wechselspannungen betrieben werden kann. Die Bildqualität ist daher nur mäßig. Die zwischen den Flächenelektroden angeordnete Zinkoxidschicht muß relativ dick sein, um den Bildspeicher funktionsfähig zu machen, ίο Je dicker die Zinkoxidschicht ist, desto geringer ist jedoch die bei dem abgestrahlten, sichtbaren Licht erzielbare Auflösung und der bei diesem Bild erreichbare Kontrast.The disadvantage of the known solid-state image memory is that it only operates with relatively low alternating voltages can be operated. The image quality is therefore only mediocre. The one between the surface electrodes arranged zinc oxide layer must be relatively thick in order to make the image memory functional, ίο The thicker the zinc oxide layer, the smaller it is however, the resolution achievable with the emitted, visible light and that achievable with this image Contrast.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Festkörper-Bildspeicher der eingangs genannten Art derart weiterzubilden, daß eine verbesserte Bildqualität erhalten wird.The invention is based on the object of providing a solid-state image memory of the type mentioned at the beginning further develop in such a way that an improved image quality is obtained.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß zwischen der photodielektrischen Schicht und der einen Elektrode eine Schicht eines Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante vorgesehen ist.According to the invention, this object is achieved in that between the photodielectric layer and the one electrode is provided with a layer of a high dielectric constant material.
Diese weitere Schicht eines Materials mit hoher Dielektrizitätskonstante bringt folgende Vorteile:This additional layer of a material with a high dielectric constant has the following advantages:
a) Der Bildspeicher kann zum Abstrahlen des sichtbaren Bildes mit einer wesentlich höheren Wechselspannung betrieben werden, wodurch ein Bild mit höherer Auflösung und besserem Kontrast erhalten wird;a) The image memory can radiate the visible image with a significantly higher AC voltage operated, creating an image with higher resolution and better Contrast is obtained;
b) die Dicke der Zinkoxidschicht kann verringert werden, was ebenfalls der Bildqualität zugute kommt;b) the thickness of the zinc oxide layer can be reduced, which also benefits the image quality comes;
c) die Zuverlässigkeit des Bildspeichers wird wesentlich verbessert, da die Gefahr eines Funkendurchschlags bei Anlegen der Wechselspannung verringert ist. Dieser Punkt ist von besonderer Wichtigkeit, da sich, bei bekannten Bildspeichern gezeigt hat, daß im Augenblick des Anlegens der Wechselspannung die Gefahr eines Funkendurchschlags besteht. Dieser Funkendurchschlag rührt von der raschen Belastungsänderung der zwischen den Flächenelektroden angeordneten Schichten her, wenn ein elektrisches Feld angelegt wird;c) the reliability of the image memory is significantly improved, since there is a risk of a spark breakdown is reduced when the AC voltage is applied. This point is of particular importance because, with known image memories has shown that the moment the alternating voltage is applied, there is a risk of a spark breakdown consists. This spark breakdown is due to the rapid change in load on the electrodes arranged between the surface electrodes Layers when an electric field is applied;
d) auf Grund der Schicht mit hoher Dielektrizitätskonstante wird die Lichtmenge verringert, die während des Betriebes des Bildspeichers auf die Schicht mit photodielektrischen Eigenschaften fallen würde. Demgemäß kann ein Bildspeicher nach der Erfindung auch benutzt werden, wenn kein dunkler Raum zur Verfügung steht;d) due to the high dielectric constant layer, the amount of light is reduced, the during the operation of the image memory on the layer with photodielectric properties would fall. Accordingly, an image memory according to the invention can also be used when no dark room is available;
e) ein Bildspeicher, der eine Schicht mit hoher Dielektrizitätskonstante aufweist, insbesondere,e) an image memory which has a layer with a high dielectric constant, in particular,
wenn diese Schicht ein Element mit hoher Atomnummer (z. B. Barium) enthält, hat eine größere Absorptionsfähigkeit für Röntgenstrahlen als ein Bildspeicher ohne diese Schicht. Eine solche erhöhte Absorptionsfähigkeit ist dann von Vorteil, wenn ein solcher Bildspeicher mit Röntgenstrahlen als Anregungsstrahlung verwendet werden soll.if this layer contains an element with a high atomic number (e.g. barium), has one greater absorption capacity for X-rays than an image memory without this layer. One such increased absorption capacity is advantageous if such an image memory with X-rays should be used as excitation radiation.
Ein Ausfiihrungsbeispiel der Erfindung wird nachfolgend an Hand der Zeichnung näher beschrieben, in der ein Festkörpcr-Bildspeicher im Querschnitt dargestellt ist.An exemplary embodiment of the invention is described in more detail below with reference to the drawing, in which a solid-state image memory is shown in cross section.
stellt eine für sichtbares Licht durchlässigerepresents one that is permeable to visible light
3 43 4
Glasplatte dar, auf deren einen Oberfläche ein eben- spannung abhängt. Die Dicke der Zinkoxidschicht 13 falls für sichtbares Licht durchlässiger leitfähiger darf die Dicke der Schichten 12 und 14 zusammen Film 11 z. B. aus Zinnoxid in bekannter Weise auf- nicht überschreiten und kann beispielsweise bis ] % gebracht ist. Der Film 11 ist in herkömmlicher Weise der Dicke der elektrolumineszenten Schicht 12 bean eine elektrische Zuleitung 16 angeschlossen, so 5 tragen.Glass plate, on one surface of which a plane tension depends. The thickness of the zinc oxide layer 13 if more conductive to visible light, the thickness of layers 12 and 14 together is allowed Film 11 e.g. B. made of tin oxide in a known manner and can, for example, up to]% is brought. The film 11 is the thickness of the electroluminescent layer 12 in a conventional manner an electrical lead 16 is connected, so 5 wear.
daß die Glasplatte 10 mit dem Film 11 die eine Flä- Es hat sich erwiesen, daß die Funktionstüchtigkeitthat the glass plate 10 with the film 11 has one surface. It has been shown that the functionality
chenelektrode des Bildspeichers bildet. Auf dem des erfindungsgemäßen Bildspeichers von der Quali-Chenelectrode of the image memory forms. On the image memory according to the invention of the quality
FiIm 11 befindet sich eine Schicht eines elektrolumi- tat des verwendeten Zinkoxids abhängt. Werden daherFiIm 11 is a layer of an electrolumi- tate that depends on the zinc oxide used. Will therefore
neszenten Materials wie z. B. Zinksulfid, das in orga- mit einer Zinkoxidqualität keine zufriedenstellendennescent material such as B. zinc sulfide, which is not satisfactory in organic quality with zinc oxide
nischem Harz oder Lack eingebettet ist. Die Schicht io Ergebnisse erzielt, muß eine andere Zinkoxidqualitätnic resin or varnish is embedded. The layer that produces results must be of a different zinc oxide quality
12 kann auf die aus der Herstellung üblicher Elek- versucht werden. Statt Zinkoxid können auch andere12 can be tried on the usual electrical from the manufacture. Instead of zinc oxide, others can also be used
trolumineszenzlampen bekannten Weise hergestellt Materialien mit photodielektrischen EigenschaftenTroluminescent lamps known way made materials with photodielectric properties
werden, und sie kann eine bei diesen Lampen übliche Verwendung finden.and it can find a common use with these lamps.
Dicke aufweisen. Nach dem Trockenen dieser Elek- Ein in obiger Weise hergestellter Bildspeicher hatHave thickness. After this elec- tric has dried, an image memory produced in the above way has
trolumineszenzschicht 12 während etwa 30 bis 15 sich insbesondere bei Verwendung mit Röntgenstrah-troluminescent layer 12 for about 30 to 15, especially when used with X-ray
45 Minuten bei.etwa 100 bis 120° C und nach deren len als Anregungsstrahlung bewährt. Das Röntgen-45 minutes at about 100 to 120 ° C and after it has been used as an excitation radiation. The x-ray
Abkühlung wird die Elektrolumineszenzschicht 12 bild eines Gegenstandes kann erhalten werden, indemCooling is the electroluminescent layer 12 image of an object can be obtained by
mit einer dünnen Zinkoxidschicht 13 in einem Nitro- der Gegenstand vor den Bildspeicher gebracht undwith a thin zinc oxide layer 13 in a nitro the object brought in front of the image memory and
zellulosebutylazetatlack überzogen. Nach Verdamp- der Bildspeicher den Röntgenstrahlen ausgesetztcellulose butyl acetate varnish coated. After evaporation, the image memory is exposed to the X-rays
fen des Lösungsmittels wird dieser Verbundkörper 20 wird. Danach kann der Gegenstand wieder entferntThis composite body 20 becomes fen the solvent. The object can then be removed again
weitere 30 bis 45 Minuten bei 100 bis 120° C werden. Nach Anliegen einer Wechselspannung zwi-another 30 to 45 minutes at 100 to 120 ° C. After applying an alternating voltage between
erhitzt. sehen den Flächenelektroden wird dann von demheated. see the surface electrodes is then from that
Die Zinkoxidschicht 13 wird dann mit einer Schicht Bildspeicher das Röntgenbild des Gegenstandes imThe zinc oxide layer 13 is then with a layer of image storage the X-ray image of the object in the
14 hoher Dielektrizitätskonstante, die z. B. aus in sichtbaren Bereich abgestrahlt. Dieses Röntgenbild14 high dielectric constant, the z. B. radiated from in the visible area. This x-ray
einem organischen Bindemittel eingebettetem fein- 25 bleibt mehrere Minuten oder sogar bis eine halbeAn organic binder embedded fine-25 remains for several minutes or even up to a half
pulverigem Bariumtitanat, Bariumstrontiumtitanat Stunde und mehr auf dem Bildspeicher, wobei diepowdery barium titanate, barium strontium titanate hour and more on the image memory, with the
oder Titandioxid besteht, überzogen. Daraufhin wird Bildqualität sich nur geringfügig verschlechtert. Dieor titanium dioxide is coated. As a result, the image quality is only slightly degraded. the
die Konstruktion wieder 20 bis 30 Minuten bei 90 Verschlechterung der Bildqualität kann in gewissenthe construction again 20 to 30 minutes at 90 deterioration in image quality can be in certain
bis 100° C erhitzt. Fällen durch Änderung der Amplitude und/oderheated to 100 ° C. Cases by changing the amplitude and / or
Die Schicht 14 hoher Dielektrizitätskonstante wird 30 Frequenz der an den Bildspeicher angelegtenThe high dielectric constant layer 14 becomes the frequency applied to the image memory
dann mit einer elektrisch leitenden Schicht 15 ent- Wechselspannung vermindert werden,then be reduced with an electrically conductive layer 15 alternating voltage,
weder durch Aufstreichen von Kolloidgraphit oder Es wurde gefunden, daß eine größere Gefahr zurneither by painting colloidal graphite nor has it been found that a greater risk of
Silber oder durch Aufdampfen eines Aluminium- Verschlechterung des Speicherbildes besteht, wennSilver or by vapor deposition of an aluminum deterioration of the memory image, if
oder Goldfilms überzogen. Die elektrisch leitende die angelegte Wechselspannung bzw. deren Frequenzor gold film coated. The electrically conductive the applied alternating voltage or its frequency
Schicht 15 wird ebenfalls an eine elektrische Zu- 35 zu hoch ist. Daher wird gewöhnlich bei derartigenLayer 15 is also connected to an electrical supply 35 is too high. Therefore, usually with such
leitung 17 angeschlossen und bildet die zweite, für Bildspeichern mit etwa 240 Volt und 50 Hertz bzw.Line 17 is connected and forms the second, for image storage with about 240 volts and 50 Hertz or
die Anregungsstrahlung des Bildspeichers durch- 110 Volt und 60 Hertz gearbeitet. Zur Verstärkungthe excitation radiation of the image memory worked through 110 volts and 60 hertz. For reinforcement
lässige Flächenelektrode. der Röntgenstrahlen kann in den Bildspeicher auchcasual surface electrode. the x-rays can be in the image memory too
Ein auf diese Weise hergestellter Bildspeicher, des- z. B. ein Material wie Kalziumwolframat eingebettetAn image memory produced in this way, des- z. B. embedded a material such as calcium tungstate
sen eine Flächenelektrode zwar für die Anregungs- 40 werden, das dann z. B. einen Teil des dielektrischensen a surface electrode for the excitation 40, which then z. B. part of the dielectric
strahlung, jedoch nicht für sichtbares Licht durch- Materials ersetzen kann.radiation, but not for visible light through material.
lässig ist, kann auch ohne Dunkelkammer zum Be- Der Bildspeicher nach vorliegender Erfindung trachten des gespeicherten Bildes verwendet werden, eignet sich nicht nur zur Röntgendurchleuchtung für wobei der Kontrast des Bildes selbstverständlich ärztliche und zahnärztliche Zwecke, sondern auch zur durch Abschirmung des Umgebungslichtes verbessert 45 zerstörungsfreien Materialprüfung mittels Röntgenwerden kann. strahlen. Ein weiterer Verwendungszweck besteht inis casual, can also be used without a darkroom. The image memory according to the present invention The saved image is not only suitable for fluoroscopy the contrast of the picture being of course medical and dental purposes, but also for By shielding the ambient light, non-destructive material testing by means of X-rays is improved can. shine. Another use is in
Für die Funktionstüchtigkeit eines erfindungsge- der Aufspürung von z. B. radioaktiven Strahlen oderFor the functionality of an inventive tracking of z. B. radioactive rays or
mäßen Bildspeichers sind die Dicken der einzelnen von Laserstrahlen. Selbstverständlich darf die Inten-In terms of image storage, the thicknesses of the individual laser beams are. Of course, the Internet
Schichten und deren Gleichmäßigkeit von Bedeutung. sität dieser Strahlung nicht so groß sein, daß die beiLayers and their evenness are important. The intensity of this radiation should not be so great that the at
Die Dicke der elektrolumineszenten Schicht 12 und 50 der Herstellung des Bildspeichers verwendeten Binde-The thickness of the electroluminescent layer 12 and 50 of the manufacture of the image memory used binding
der Schicht 14 mit hoher Dielektrizitätskonstante ent- mittel zersetzt werden. Ebenso kann der Bildspeicherof the layer 14 with a high dielectric constant are decayed. The image memory can also
spricht der bei gewöhnlichen Elektrolumineszenzlam- nach einer gleichmäßigen Erregung z. B. mittelsspeaks of the ordinary electroluminescent lamp after a uniform excitation z. B. by means of
pen üblichen Dicke, wobei der Fachmann weiß, daß Röntgenstrahlen zur Aufspürung von Infrarotstrahlenpen of usual thickness, those skilled in the art will know that X-rays are used to detect infrared rays
die genaue Schichtstärke teilweise von der Arbeits- verwendet werden.the exact layer thickness will be used in part by the working.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings
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