DE1815216A1 - Verfahren zur Herstellung einer elektrolumineszenten Festkoerperspeichervorrichtung - Google Patents

Description

Patentanwälte Dipl.-Ing. F.Weickmann,

D1PL.-ING. H.Weickmann, D1PL.-PHYS. Dr. K. FiNCKE Dipl.-Ing. F. A.Weickmann, Dipl.-Chem. B. Huber

XEROX CORPORATION, ^{8 M0NCHEN 27}· ^DEN

Rochester. K.Y.14603/ÜSA mdhlstrasse 22, rufnummer 483921/22

Verfahren zur Herstellung einer elektrolumineszenten Pestkörperspeiohervorriohtung.

Die Erfindung· betrifft ein Yerfahren zur Herateilung einer durch Ladung steuerbaren elektrolumineszenten Pestkorperspeichervorrichtung. Ea ist eine große Anzahl von festkörperspeiohervorriohtungen zur Bilderzeugung, Anzeige und Speicherung bekannt, jedoch haben diese Vorrichtungen keine bemerkenswerte Anwendung gefunden_g da. bei ihrem Betriete praktische Probleme auftrate&o Bi© SpeisiLSi^istaag dieser Vorrichtungen hängt von verseMed©2i@n Braeheinußgen wie z.B". dem langsamen Leitfähigk©its©l3fiill naoh Anregumg eines fotoleitfähigen Stoffes, der Hystersse-WirSaang der Fotoleiter und der optischen Rückkopplung ab. SiMge d©r einer praktischen Ausnutzung derartiger Bildspeicher-vorrißhtungen entgegenwirkenden Faktoren sind die geringe Empfindlichkeit für einfallende Strahlung, geringe Iiichtabgabe, begrenzte HalbtosiCTi©cl®3?gabe und Schwiebei ά®τ

Eine bekannte Festkorparspoiekervor^ielriiiMg arbeitet beispiels weise mit einem SiehtfsMp das ams ©iass¹ SeMoht eines elektro lumineszenten Stoffes "besteht, wie θ:? is mn US-Patentschriften 2 768 310 land 2 949 537 beschri©"bea is-fc» Sie Bilder werden, durch, eiisaai LsitfgMgfeei-asanetis-g in S-silen. eines Stoffes mit veriiidQEiisi&QS Tiide^staiid» beiep5.@lsw@ise eines fotoleitfähigen Stoffes» ©rs©ugt, auf am. ii© Bildstralilung auftritt.

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Der Leitfähigkeitsanstieg erzeugt eine entsprechende Lumineszenz in dem jeweils angrenzenden Teil des elektrolumineszenten Stoffes. Bei derartigen Abbildungsvorrichtungen kann die leitfähigkeit der Stoffe mit veränderlichem Widerstand eine bemerkenswert lange Abfallzeit nach unterbrechung der Strahlung haben, so daß das Bild für eine angemessene Zeit gespeichert werden kann. Jedoch treten bei derartigen Vorrichtungen Pro-.bleme hinsichtlich der Beibehaltung ausreichender Helligkeit während dieser Abfallzeit auf· Noch wichtiger sind die Probleme der Bildentfernung, die im allgemeinen in ziemlich langer Zeit abläuft.

Eine weitere bekannte Festkörpert^iiichervorrichtung arbeitet unter Ausnutzung der Hysterese-Eigenschaft eines Potoleiters, auf den ein elektrisches Feld einwirkt. Hierbei wird der Fotoleiter bei Belichtung mit einer geringen lichtmenge leitfähig und bleibt für längere Zeit fast konstant auf diesem Wert, anstatt allmählich seine Leitfähigkeit zu verlieren. Die Hälbtonwiedergabe und Bildhelligkeit derartiger Sichtfelder sind relativ schlecht, und ihr Betrieb hängt kritisch von der angelegten Spannung ab. Ferner ist die Lichtabgabe individueller Bildelemente ungleichmäßig \ind fehlerhaft.

Bei einigen Sichtfeldern läßt man eine optische Bückkopplung zwischen der Leuchtstoffschicht und der für die Bildeingabe vorgesehenen fotoleitfähigen Schicht einer zweischichtigen Anordnung zu. Wegen der ent dämpf enden Wirkung führt die Anregung des Fotoleiters durch äußeres Licht oberhalb eines bestimmten Schwellwertes zu einem Anstieg des abgegebenen Lichtes bis zu einem Sättigungswert. TJm eine optische Kopplung zwischen benachbarten Elementen und damit eine Yerwischung des Bildes zu verhindern, ist bei der Herstellung eines derartigen Sichtfeldes extreme Sorgfalt ,!arauf zu verwenden, daß das Licht eines jeden lumin^esenw Bildelementes nur auf das ihm zugeordnete fotole^. Sfäaige 'Ixement begrenzt ist* Wegen der bistabilen Hatür derartiger Anordnungen können mir Schwarz-Weiß-Bilder ohne Haibtcnwiedergäbe gespeichert werden.

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Durch die französische latentschrift 1 543 309 ist eine durch Ladung steuerbare elektrolumineszente Pestkörperspeichervorrichtung mit Feldeffekt-Halbleiter bekannt. Sie besteht aus einem elektrolumineszenten Lichtfeld mit einer Anzahl mit Abstand zueinander angeordneter Elektroden auf der Oberfläche einer tragenden Unterlage, einer Schicht eines elektrolumineszenten Stoffes auf den Elektroden, die einen Teil der elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden bildet, und einer Schicht eines Feldeffekt-Halbleiters auf der elektrolumineszenten Schicht, die gleichfalls einen Teil der elektrischen Verbindung zwischen den Elektroden bildet. Auf dem elektrolumineszenten Sichtfeld kann ein elektrostatisches LadungB-muster gespeichert werden. Zumindest ein Teil des elektrolumineszenten Stoffes bildet die elektrische Verbindung zwischen den Elektroden, deren anderer Teil teilweise durch die Feldeffekt-Halbleiterschicht gebildet wird. Es sei bemerkt, daß ein Feldeffekt-Halbleiter eine Stromleitung ermöglicht, ohne das Ladungsmuster auf der ladungsspeichernden Oberfläche wesentlich zu ändern. Durch eine Änderung des elektrostatischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche kann mit einer derartigen elektrolumineszenVorrichtung ein Bild erzeugt und gespeichert werden.

Die Bezeichnung "Feldeffekt-Halbleiter" bezieht sich auf einen. Stoff, dessen leitfähigkeit durch Einwirkung eines elektrischen Feldes senkrecht zum Stromfluß geändert wird, wodurch ein Eaumladungsbereich erzeugt wird, der den Leitfähigkeit squerschnitt des Halbleiters verringert. So kann die auf die Oberfläche eines Feldeffekt-Halbleiters aufgebrachte elektrostatische Ladung den Stromfluß zwischen einander benachbarten Elektroden unter dem geladenen Bereich beeinflussen. Durch Steuerung des Stromflusses kann der elektrolumineszente Leuchtstoff in bildmäßiger Verteilung zur Lumineszenz angeregt werden. Das sich ergebende Bild kann auf dem Sichtfeld so lange betrachtet werden, bis das elektrostatische Ladungsmuster geändert oder der Strom ausgeschaltet wird, und wird gespeichert, bis das Ladungsmuster

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- 4 -sich abschwächt oder gelöscht wird·

Der Feldeffekt-Halbleiterstoff soll ein elektrostatisches Ladungsmuster auf seiner Oberfläche für längere Zeit speichern können und ohne Änderung der Oberflächenladung einen Stromfluß ermöglichen. Hat ein Stoff diese beiden physikalischen Eigenschaften, so kann er wohl sehr zutreffend als "speichernder Feldeffekt-Halbleiter" bezeichnet werden. Dies bedeutet, daß der speichernde Feldeffekt-Halbleiter ein elektrostatisches Ladungamu8ter auf seiner Oberfläche halten, kann, welches dann zur Erzeugung des zur Änderung der Leitfähigkeit erforderlichen, stnkreohten elektrischen Feldes dient. Geeignete Stoffe mit diesen Eigenschaften sind Zinkoxid, Bleioxid und Kadmiumoxid sowie andere»

Es können, ferner viele Halbleiter mit Feldeffekt-Wirkung für derartige Siohtfelder verwendet werden, auch wenn sie zunächst ein elektrostatisches Ladungamuiter auf ihrer Oberfläche für die erforderliche Zeit nioht speichern können» Hierzu wird eine Isolierstoffschicht auf die dem elektroluminessenten !leuchtstoff abgewandte Seite des Feldeffekt-Halbleiterβ aufgtbrmoht. Bas elektrostatische Iedungerauster befindet eich dann auf der Oberfläche des Isolierstoffes statt auf der Oberfläche des Halbleiters» Typische Halbleiter, die derart modifiziert werden können« sind Kadmiumsulfid, Zinksulfid, aktiviertes Zinksulfid, Zinkoxid, Kadmiumselenid und andere» Es kann ferner eine Sperrschicht auf der Außenfläche des Halbleiters erzeugt werden, indem dieser in geeigneter Weise zur Bildung eines p-n-Überganges dotiert wird. Dieser Übergang wirkt als eine Sperrschicht und verhindert den Übergang der Oberflächenladung auf den darunterliegenden Stoff.

Der Einfachheit halber wird der speichernde Feldeffekt-Halbleiter im folgenden auch als Halbleiter oder Feldeffekt-Halbleiter bezeichnet, worunter zu verstehen ist, daß das

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Sichtfeld eine äußere Fläche hat, auf der ein elektrostatisches Ladungamuster für längere Zeit gespeichert werden kann.

Die Bezeichnung "Feldeffekt-Halbleiter¹¹ betrifft also einschichtige und auch mehrschichtige Strukturen, bei denen der Halbleiter in vorstehend beschriebener Weise modifiziert ist. Obwohl diese Stoffe derart zusammengefaßt werden können, sind sie Jedoch nicht völlig äquivalent, da sie in vielen Fällen eine verschiedenartige Betriebsweise erfordern. Obwohl also die mit diesen verschiedenartigen Strukturen erreiohten Ergebnisse äquivalent sein können, kann ein bestimmter Stoff hierzu viel besser geeignet sein als ein anderer, der zunächst modifiziert werden muß.

Außer praktisch reinen Schichten des Halbleiters können auchi viele Zusammensetzungen verwendet werden, die den Halbleiter dispergiert in einem nicht leitfähigen Harzbindemittel wie z.B. Polyvinylchlorid enthalten. Das Verhältnis von Halbleiter zu Bindemittel kann im Bereich von. J s 1 bis 50sl liegen. Ist der %lM@it©r auoh fotoleitfähig,, was beispiels« weise für Zinkoxid siirfeffiffΐ₈ eo soll er die vorst&hsnd genanntem Eigenschaften haben taaö auoh ein® Oberfläehenladung durch einfallende Sfesiilimg ableiten, können. Werden fotoleitfähige Stoffe verwendet* so können der Stoffzusammensetzung verschiedene Farbstoffe und Seixsitivierungsmittel beigegeben werden, um das Empfindlichkeitsspektnsm zu verbreitern oder zu erhöhen* Ferner köitaen mehrschichtige etrukt&ren aus Fotoleiter und Halbleiter verwendet werd@n»

Beim Betrieb einer derartigen Speiohe^G^ioirkmg wird eine Wechselspannung an. die mit Abstand zu ©ia&Mos⁵ angeordneten Elektroden angelegt _r di© sar Indtütbion qItjbt llektroluminessenz ausreicht, wenn, der Halbleiter sieh i® Zustand geringen Widerstandes befind©t_Q Ea zeigte SiOIi₀ äaß €&& Aufbringen und Speichern eines elektrostatischen SaäimgsM&sters auf der ladungsspeichernden Oberfläche ei&tes ©lelctrolumineszenten Sichtfeldes zur Steuenmg des Stromflussas von Elektrode zu

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Elektrode verwendet werden kann. Bas Aufbringen der elektrostatischen Ladung erhöht den Widerstand des Halbleiters, wodurch der Stromfluß in den benachbarten Bereichen verringert oder unterbrochen, wird. Dadurch wird eine entsprechende Verringerung der Lichtabgabe aus der elektrolumineszenten Schicht verursacht, wodurch sich ein Halbtonverhalten ergibt. Wird der Strom unter den für die Elektrolumineszenz erforderlichen Wert verringert, so tritt keine Lumineszenz auf und der entsprechende Teil der Speichervorrichtung erscheint dunkel. Umgekehrt wird der Widerstand verringert und der Strom verstärkt, wenn die Ladungen auf der Oberfläche neutralisiert oder von dieser entfernt werden. So kann also durch selektives Aufbringen und Halten eines Ladungsmusters auf der Oberfläche des elektrolumineszenten Sichtfeldes ein Bild erzeugt und gespeichert werden.

Soll ein weißes Bild auf einem schwarzen Hintergrund erzeugt werden, so kann eine elektrostatische Ladung gleichmäßig auf die gesamte ladungsspeicheriide Fläche aufgebracht wer« den. Eine Neutralisation oder Yerringerung eines Seiles der Ladung ermöglicht einen Stromfluß in den benachbarten Bereichen, wodurch eine Lumineszenz des Leuchtstoffes unter den Bereichen auftritt, in denen die Ladung neutralisiert oder entfernt wurde. Bin weißes Bild auf einem schwarzen Hintergrund kann auch durch Aufbringen eines selektiven elektrostatischen Ladungsmusters erzeugt werden, wobei die dunklen Hintergrundflächen den Flächen mit aufgebrachter Ladung entsprechen. Die Lumineszenz der Leuchtstoff schicht unter denjenigen Teilen der Halbleiterschicht, die keine Ladung enthalten, erzeugt ein weißes Bild auf schwarzem Hintergrund.

Soll ein schwarzes Bild auf weißem Hintergrund erzeugt werden, so wird ein selektives elektrostatisches Ladungsmuster auf die ladungsspeichernde Fläche aufgebracht. Dadurch ergibt sich ein Anstieg des Widerstandes in Halbleiter, wo-

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durch der Stromfluß in den entsprechenden Bereichen unterbrochen wird. Fällt der Strom unter den für die Elektrolumineszenz erforderlichen Wert ab, so erscheint der eine Ladung enthaltende Teil der Speichervorrichtung dunkel, und es ergibt sich ein schwarzes Bild auf weißem Hintergrund. Ferner kann auch eine gleichmäßige elektrostatische ladung auf die Iadungsspeichernde Oberfläche aufgebracht werden, von der entsprechend den hellen Hintergrundflächen ein Teil entfernt oder neutralisiert wird, so daß sich das erwünschte schwarze Bild auf weißem Hintergrund ergibt.

Es sei bemerkt, daß wenn bei Vorhandensein von Ladungen auf der Oberfläche eines fotoleitfähigen Feldeffekt-Halbleiters wie z.B. Zinkoxid eine Strahlung geeigneter Wellenlänge auftrifft,, Loch-Elektronenpaare erzeugt werden, die die Oberflächenladungen in den belichteten Bereichen, neutralisieren. Dadurch wird das Zinkoxid in diesen Bereichen wieder leitfähig, während ob in den geladenen Bereichen, nicht leitfähig bleibt·

Obwohl der Nutzen eines Sichtfeldes der beschriebenen Art ohne weiteres zu erkennen ist, sollen noch einige Anwendungsbeispiele gegeben werden. Beispielsweise kann das abgegebene luminescent θ Bild zur Belichtung einer elektrofotografischen Platte dienen, So kann ein einziges gespeichertes Bild zur wiederholten Belichtung derartiger Flatten bzw. zur Herstellung einer Vielzahl Kopien, verwendet werden. Da das abgegebene Bild für längere Zeit beständig ist» kann die elektrofotografische Platte vor dem Verlöschen des Bildes sehr oft belichtet und entwickelt werden.

Der Kontakt einer Isolierstoff lache mit einer geladenen Zinkoxidschicht hat einen geringen Einfluß auf deren Entladung. So kann ein geladenes Blatt aus Zinkoxidpapier in direkten Kontakt mit der Zinkoxidfläche eines Speicherfeldes gebracht werden, ohne die gespeicherten Informationen zu stören. Das Zinkoxidpapier wird direkt mit dem abgegebenen Bild belichtet und kann dann auf herkömmliche Weise entwickelt werden. Dadurch

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können auch hier mit einem einzigen Belichtungsbild viele Kopien hergestellt werden.

Es sei darauf hingewiesen, daß auch nach Unterbrechung des zur Erzeugung des Ladungsmusters dienenden Eingangssignals das Ausgangssignal bis zu dem Zeitpunkt weiter erzeugt wird, zu dem das elektrostatische Ladungsmuster von der ladungsspeichernden Oberfläche verschwindet.

Siohtfelder dieser Art ermöglichen eine Erzeugung eines insgesamt integrierten Bildes auf der Grundlage einer Integration der einfallenden Strahlungsenergie im Gegensatz zu den herkömmlichen fotoleitfähigen Vorrichtungen, deren Funktion von der augenblicklichen Strahlungsstärke abhängt.

Serartige Sichtbilder erzeugen ein Ausgangssignal hoher Hellig· keit und haben gute Halbtoneigenschaften im Gegensatz zu den bisherigen Vorrichtungen, bei denen im allgemeinen die eine oder die andere dieser beiden Eigenschaften fehlte.

Eins Speichervorrichtung der vorstehend beschriebenen Art vereinigt also alle Vorteile sowie Nutzeffekte derartiger Vorrichtungen. Bei ihrer Herstellung treten jedoch Probleme " auf, die im folgenden kurz erläutert werden sollen.

Bisher stellte man derartige Speichervorrichtungen bzw, Sicht felder nach umständlichen, komplizierten und zeitraubenden Verfahren her, die zur Herstellung von Vorrichtungen großer Abmessungen und/oder großer Anzahlen nicht geeignet sind. Ferner traten große Schwierigkeiten bei der Herstellung von Trommeln oder ebenen Feldern mit hohem Auflösungsvermögen auf. Ein noch wichtigeres Problem betrifft den möglichen Bildkontrast. Dieses ergibt sich im wesentlichen aus der Tatsache, daß der Stromfluß zwischen den Elektroden bisheriger Vorrichtungen auch den Kraftlinien der elektromagnetischen Streufelder zwischen einander benachbarten Elektroden neben den erwünschten linien von einer Elektrode durch den elektrolumineszenten Leuchtstoff in die Halbleiterschicht und von

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dieser durch den elektrolumineszenten Leuchtstoff zur benachbarten Elektrode folgte. Diese Streufelder verursachten daher eine wesentliche Verschlechterung des Bildkontrastes und auch des Auflösungsvermögens.

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, ein Verfahren zur Herstellung einer elektrolumineszenten Festkörperspeichervorrichtung zu schaffen, durch das die vorstehend beschriebenen Nachteile und Probleme vermieden werden und das besser, einfacher und kommerziell günstiger arbeitet als bisherige Verfahren. Es soll die Herstellung von Speichervorrichtungen ermöglichen, die eine gute Helligkeitsausbeute, eine lange Speicherzeit, gutes Halbtoaverhaltea» hohes Auflösungsvermögen und gute Kontrasteigenschaften verbunden mit einfacher Bilderzeugung und schneller Bildlöschung aufweist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist ein Verfahren zur Herstellung einer durch ladung steuerbaren elektrolumiiieszenten Festkörperspeichervorrichtung erfindungsgemäß derart ausgebildet, daß eine Anzahl isolierter Leiterdrahte um einen, aylindrisehen Trommelkörper gewickelt _s auf diesem verklagt lind sur Freilegung eines Teiles ihrer leitfälligen Oberfläche abgeschliffen werden, daß in die freigelegten Teile Vertiefungen eingeätzt werden, die voneinander durch die verbliebenen Drahtisolationen getrennt sind und mit einem elektroluminessenten Leuchtstoff gefüllt werden, und daß auf die Leuchtstofffüllungen und die Draht Isolationen eine dünne Schicht eines Peldeffekt-Halbleiters aufgebracht wird.

Die Erfindung vermeidet also die G'ben axüTgeseigten Probleme und Schwierigkeiten durch die Herstellung iiiiGS· Festkörperspeichervorrichtung mit einer Trennung des einer jeden Elektrode augeordneten elektrolumineszenten Leuchtstoffes von dem benachbarten Leuchtstoff durch zwei Isoliorstoffschichten. Die durch dieses Verfahren sieh ergebende Speicliarstruktur verhindert die schädlichen. Wirkungen, der Streufelder zwischen benachbarten Elektroden^ woclureh. sich sin© ¥srbesserung des

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Kontrastes und des Auflösungsvermögens ergibt.

Eine nach dem erfindungsgemäßen Verfahren hergestellte elektrolumineszente Festkörperspeichervorrichtung zeichnet sich aus durch eine Anzahl paarweise an eine Wechselspannung anschaltbarer elektrischer Leiterdrähte, die auf einer Unterlage befestigt und jeweils teilweise mit einem isolierenden Überzug versehen sind, durch eine zwischen den Isolierüberzügen gebildete Vertiefung in der freien Oberfläche eines jeden Leiterdrahtes, die mit einem elektrolumineszenten Leuchtstoff gefüllt ist, und durch eine auf die Leuchtstoffüllungen und die Isolierüberzüge aufgebrachte dünne Schicht eines Feldeffekt-Halbleiters, wobei die dielektrische Festigkeit der Isolierüberzüge eine Lumineszenz des Leuchtstoffes durch die Wechselspannung bei Fehlen des Feldeffekt-Halbleiters verhindert.

Die Speichervorrichtung kann in Form einer Trommel verwendet werden, oder die Trommel wird aufgeschnitten und geöffnet, so daß sich ein Speicherfeld ergibt, dessen Leiterdrähte an ihren Enden frei liegen, und mit den erforderlichen elektrischen Spannungen versorgt werden.

Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine perspektivische Darstellung des Trommelkörpers, auf den die Elektrodendrähte gewickelt werden und der zur Anschaltung der Spannungen mit Schleifringen versehen ist,

Fig.2-6 perspektivische Schnittdarstellungen der einzelnen Schritte des erfindungsgemäßen Verfahrens und

Fig, 7 eine perspektivische Darstellung einer gemäß der Erfindung hergestellten Speichereinrichtung mit einer Speichervorrichtung in Trommelform.

Die erfindungsgemäße Speichervorrichtung kann folgendermaßen hergestellt werden. Eine Trommel 10 (Fig. 1), die aus einem

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durchsichtigen oder undurchsichtigen Stoff besteht, wird mit einer Anzahl Drähte 35 in Form einer einlagigen Spule bewickelt, Fig. 1 zeigt eine Gesamtansicht der Trommel 10. Sie kann aus einem geeigneten undurchsichtigen Stoff oder auch aus Glas oder einem durchsichtigen Kunststoff bestehen. An jedem ihrer Enden sind zwei Schleifringe 12 und 14 bzw. 16 und 18 vorgesehen. Die einlagige Spule kann bifilar gewickelt sein, wobei der eine Leiterdraht mit den Schleifringen. 12 und 16, der andere mit den Schleifringen 14 und 18 verbunden ist. Andernfalls können nur zwei Schleifringe verwendet werden, die sich an einem Ende der Trommel befinden, wobei die Verbindung mit dem zweiten Schleifring dadurch erfolgt, daß die Drähte durch das Inaere der Trommel 10 zurückgeführt sind. In jedem Falle kann bei einer derartigen Anordnung eine Wechselspannung über elektrische Kontakte 22, 24, 26 und 28 und Leitungen 30 derart an die Drähte angeschaltet werden, daß diese abwechselnd an dem einen bzw. dem anderen FoI der Wechselspannungsquelle liegen. Eine Schicht 38 eines Epoxyklebers oder eines ähnlichen Klebstoffes wird unmittelbar vor dem jeweils aufzuwickelnden Leiterdraht auf die Trommel 10 aufgebracht. Erlaubt es die Trocknungszeit des Klebstoffes, so kann auch die gesamte Trommel vor der Bewicklung mit dem Klebstoff versehen werden. Andernfalls kann der Epoxykleber auch nach Aufbringen der Drähte 35 auf die Trommel aufgebracht werden, indem er in der in Fig. 2 gezeigten Weise durch Kapillarwirkung die Zwischenräume zwischen den Drähten füllt.

Eine zur Bewicklung der Trommel 10 mit den Drähten 35 geeignete Vorrichtung ist in der US-Patentschrift 3 136 912 beschrieben.

Die Abmessungen der Trommel 10 sind von der Größe des gewünschten Bildes abhängig. Die Drähte 35 bestehen aus einem Leiter 36 aus Kupfer, der mit einem Isolierlack oder einem ähnlichen Überzug 34 versehen ist. Sie werden an der Unterlage 32 der Trommel 10 mit dem Klebstoff 38 festgehalten, der aus einem thermoplastischen Harz, einem Epoxyharz o.a. bestehen kann.

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Außer Kupfer können auch andere gute elektrische Leiter verwendet werden wie z.B, Silber, Platin, Messing und Stahllegierungen. Als isolierender Überzug 34 ist jeder Stoff geeignet, der gegenüber den Ätzmitteln für den jeweiligen Leiter 36 unempfindlich ist.

Nachdem die Drähte fest auf ihrer Unterlage angeordnet sind, kann die Trommeloberfläche, die jetzt aus der isolierenden Oberfläche 34 der Kupferdrähte 36 besteht, mit Sandpapier oder ähnlichen Mitteln abgeschliffen werden, um die leitfähigen Flächen der Drähte 36 freizulegen. Dieser Verfahrensschritt ist in Fig. 3 dargestellt. Eine häufige mikroskopische Überprüfung der Leiteroberfläche während des Herstellungsverfahrens ermöglicht die Feststellung der gewünschten Oberflächeneigenschaft vor Durchführung des nächsten Verfahrensschrittes.

Die freien Oberflächen, der Drähte 36 werden nun geätzt, wobei zwischen benachbarten Drähten in der in Fig. 4 gezeigten Weise die Isolierstoffüberzüge als Sperren stehen bleiben. Eine Lösung von Chloreisen oder von Salpetersäure und Salzsäure kann zur Ätzung eines Teiles des Kupferleiters 36 verwendet werden. Auch können andere starke Ätzmittel angewendet werden.

Nach einer zur Entfernung des erwünschten Teiles des Leiters 36 ausreichenden Ätzzeit (ca. 25 Minuten für eine Menge von 3 Liter wäßriger Lösung, die ca. 450 Gramm Chloreisen enthält, für Kupferdraht) wird das Ätzmittel mit Wasser abgewaschen und eine Neutralisierung mit Ammoniak und/oder Seife oder anderen geeigneten Baaen durchgeführt. Die Neutralisierungsmittel werden dann mit destilliertem Wasser abgewaschen und die Speichervorrichtung nach Abwaschen mit Methanol getrocknet. Die erhaltene Anordnung ist in Fig. 4 dargestellt.

Die durch das Ätzen erzeugten Vertiefungen werden nun mit einer Mischung elektrolumineszenter Leuchtstoffe 42 gefüllt,

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die In ein Harz eingebettet sind. Die Füllungen sind in ELg. dargestellt. Der Zweck der Isolierstoffsperren 34 besteht darin, benachbarte Leiterdrähte 36 gegeneinander zu isolieren, auch wenn sie mit den elektrolumineszenten Leuchtstoffen 42 überzogen sind. In diesem Zustand kann die Trommel auch bei Anschaltung einer Wechselspannung nicht leuchten, da die isolierenden Sperren 34 zwischen einander benachbarten Leitern 36 einen ausreichend hohen Widerstand bilden und das an den elektrolumineszenten Leuchtstoffen 42 gebildete elektrische Feld zu schwach ist.

Typische elektrolumineszente Leuchtstoffe sind Kupferchlorid und mit Magnesium aktiviertes Zinksulfid in einem Epoxybindemittel. Sie sind von Thornton im Journal of Applied Physics, Vol. 33, Nr. 10, Seite 3045 ff. beschrieben. Andere geeignete elektrolumineszente Leuchtstoffe sind bekannt und können den zahlreichen diesbezüglichen Handbüchern entnommen werden.

Eine Schicht 44 des in einem Bindemittel dispergierten Fotoleiters Zinkoxid wird dann auf die isolierenden Sperren 34 und die elektrolumineszenten Leuchtstoffe 42 aufgebracht, wie in Fig. 6 dargestellt»

Auf die mit Leuchtstoff 42 angefüllten Vertiefungen kann auch zur Bildung der Schicht 44 ein Zinkoxidüberzug (Zinküberschuß) aufgebracht werden, wobei eine Bindemittelbeimischung verwendet wird, wenn bessere Oberflächen- oder Haft eigenschaften gewünscht sind.

Da die Trommel ohne die Zinkoxidschicht 44 wegen der Sperren 34 zwischen den Leitern 36 nicht leuchten kann, sind die Anforderungen an die Zinkoxidsohicht 44 nicht so streng wie bei den bisher bekannten Speichervorriohtungen dieser Art.

Die Eigenschaften des Zinkoxide sind allgemein in einem Aufsatz mit dem Titel "A Review of Electrofax" von James A. Amick in RCA Review, 19.12,1959, Vol. 20, Nr, 4, Seiten 753 bis 769, beschrieben.

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Außer Zinkoxid können auch andere typische Feldeffekt-Halbleiter wie z.B» Kadmiumsulfid, Kadmiumoxid, Kadmiumselenid, Silizium, Germanium u.a. verwendet werden. Vorzugsweise wird Zinkoxid verwendet, da seine Fotoleitfähigkeitseigenschaften günstig sind und es leicht in Form dünner Filme abgelagert werden kann.

Andere typische Fotoleiter, die mit den nicht fotoleitenden Halbleitern in einer mehrschichtigen Anordnung kombiniert werden können, sind Schwefel, Anthracen, Arsensulfid, Antimontrisulfid, Kadmiumsulfid, Kadmiumselenid, Kadmiumsulfoselenid, Bleioxid, Bleisulfid, Polyvinylcarbazol, Phthalocyanin, Chinacridone, Zinksulfid u.a.

Falls erwünscht, kann die Trommel derart ausgeführt sein, daß sie von ihrem Inneren her optisch ansteuerbar ist, wozu die Trommelunterläge durchsichtig ist. Als Drahtklebemittel kann ein klares Epoxyharz verwendet werden. Zur weiteren Erleichterung der optischen Ansteuerung aus dem Inneren der Trommel können ferner je nach Wunsch optisch durchsichtige und elektrisch leitfähige Schichten wie z.B. dünne Schichten aus Kupferoxid, Kupferiodid, Zinnoxid, Gold o.a. mit optisch durchsichtigen Isoliersperrschichten verwendet v/erden.

Ferner kann die Trommel auch von ihrer Außenseite her optisch angesteuert v/erden, und die Speicherfelder sind von beiden Seiten je nach ihrer Struktur ansteuerbar.

Beim Betrieb der Speichervorrichtung ist zu beobachten, daß die Zinkoxidschicht 44 im ungeladenen Zustand einen geringen Widerstand hat und die Trommel bei Anschaltung einer geeigneten Spannung an die Leiterdrähte leuchtet. Eine in vorstehend beschriebener Weise hergestellte Trom- * mel kann durch Aufbringen einer Ladung auf die Oberfläche der Zinkoxidschicht 44 abgedunkelt werden. Dies- Ladung kann zur Löschung des Bildfeldes gleichmäßig aufgebracht werden, indem eine Korona-Entladungseinrichtung für die Elektrofotografie bekannter Art über die Zinkoxidschicht bewegt wird. Wird dann die Oberfläche der Zinkoxidschicht

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44 belichtet (vorzugsweise mit ultraviolettem licht), so wird ihr Widerstand verringert, wodurch die elektrolumineszenten Schichten 42 aufleuchten. Wird ein selektives Muster aus Licht und Schatten auf eine geladene Zinkoxidschicht 44 gestrahlt, so wird ein entsprechendes Leuchtmuster erzeugt, das wegen der Verwendung der Sperrschichten 34 zwischen benachbarten Leiterdrähten 36 einen starken Kontrast aufweist.

Das auf die Zinkoxidschicht 44 aufgebrachte Ladungsmuster kann mit elektrostatischen Ladungen beider Polaritäten erzeugt oder geändert werden, wozu elektrografieehe Vorrichtungen anwendbar sind. Außer einer Korona-Entladungsvorrichtung können zur Löschung der Zinkoxidschicht 44 auch andere Vorrichtungen verwendet werden.

Die Trommelform der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung kann in ein ebenes Bildfeld verwandelt werden, indem die Drähte 35 parallel zur Trommellängsachse durchgeschnitten werden. Nach Öffnung der Trommelform in ein ebenes Speicherfeld können abwechselnde Drähte je nach Wunsch belichtet und beschaltet werden. Entsprechende Ausführungen enthält auch die US-Patentschrift 3 136 912.

Ein Anzeigesystem, das mit der Trommelform der erfindungsgemäßen Speichervorrichtung arbeitet, ist in Pig. 7 dargestellt. Für dieses System wird das Tastenfeld 46 einer Schreibmaschine als Eingabevorrichtung verwendet. Eine Speicher- und Anzeigetrommel mit elektrolumineszenten Leuchtstoffen und einer Zinkoxidschicht, hergestellt nach dem vorstehend beschriebenen Verfahren, ist mit 48 bezeichnet. Außer den Eingabetasten enthält das Tastenfeld eine Löschtaste 58, eine Steuertaste 62 für die Trommelbewegung sowie Tasten zur Erzeugung des abzugebenden Bildes. Eine Korona-Entladungsvorrichtung lädt die Anzeigetrommel 48 gleichmäßig auf, und ein optischer Schriftzeichengenerator mit Ansteuervorrichtung 50 erzeugt ein selektives Ladungsmuster auf der Trommel. Wegen eines

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Fehlers oder aus einem anderen Grunde muß die Ansteuerung einer Zeile auf der Trommel 48 geändert werden können, was durch Drücken der Zeilenlöschtaste 58 geschieht, mit der die Korona-Entladungseinrichtung 54 zur Löschung der betreffenden Zeile eingeschaltet wird. Bei 52 ist eine andere mögliche Lage für den optischen Schriftzeichengenerator dargestellt. Ein elektrografischer Abtaster 56, der einen Strich-,oder Punktcode erzeugt, kann zusätzliche Informationen auf die Speichertrommel 48 aufbringen. Auf diese Weise wird eine elektrolumineszente Anzeige auf der Trommel 48 durch optische und/oder elektrografisehe Eingabe mittels des Tastenfeldes erzeugt. Es ist ferner ein wahlweise entfernbares Schutzfilter 64 für die Anzeigetrommel vorgesehen. Wahlweise kann auch eine Ausgabevorrichtung für Kopien vorgesehen sein, die mit einem wiederverwendbaren dielektrischen Aufzeichnungsträger und geeigneten Toner- und Fixiervorrichtungen eine dem gespeicherten Bild entsprechende Kopie nach der bekannten elektrografisehen Technik erzeugt. Diese Vorrichtung ist mit 66 bezeichnet. Ferner können auch zahlreiche andere Konfigurationen und Speichervorrichtungen verwendet werden, die ein ebenes Sichtfeld oder eine Trommel enthalten. Derartige Ausführungsformen sind dem Fachmann nach Kenntnis der vorstehenden Beschreibung möglich.

Die Erfindung wurde an Hand einer vorzugsweisen Ausführungsform beschrieben, es sind jedoch zahlreiche Änderungen und andere Ausführungsformen möglich, die insgesamt durch den Grundgedanken der Erfindung umfaßt werden. Ferner können auch in Anpassung an bestimmte Erfordernisse oder Materialien Weiterbildungen derartiger Ausführungsformen vorgenommen werden.

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Claims (7)

Patentansprüche :

1. Verfahren zur Herstellung einer durch Ladung steuerbaren elektrolumineszenten Festkörperspeichervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß eine Anzahl isolierter Leiterdrähte (36) um einen zylindrischen Trommelkörper (10) gewickelt, auf diesem verklebt und zur Freilegung eines Teiles (35) ihrer leitfähigen Oberfläche abgeschliffen werden, daß in die freigelegten Teile (35) Vertiefungen (40) eingeätzt werden, die voneinander durch die verbliebenen DrahtIsolationen (34) getrennt sind und mit einem elektrolumineszenten Leuchtstoff (42) gefüllt werden, und daß auf die Leuchtstofffüllungen (42) und die Drahtisolationen (34) eine dünne Schicht (44) eines Feldeffekt-Halbleiters aufgebracht wird·

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Trommelkörper (10) längs einer Mantellinie aufgeschnitten und aus ihm ein flaches Speicherfeld gebildet wird und daß zu dessen Betrieb an abwechselnde Leiter jeweils ein Pol einer elektrischen Spannungsquelle angeschaltet wird»

3. Elektrolumineszente Festkörperspeichervorrichtung, hergestellt naohi dem Verfahren gemäß Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch eine Anzahl paarweise an eine Wechselspannung anschaltbarer elektrischer Leiterdrähte (36)» die auf einer Unterlage (32) befestigt und jeweils teilweise mit einem isolierenden Überzug (34) versehen sind, durch eine zwischen den Isolierüberzügen (34) gebildete Vertiefung (40) in der freien Oberfläche (35) eines jeden Leiterdrahtes (36), die mit einem elektrolumineszenten Leuchtstoff (42) gefüllt ist, und durch eine auf die Leuchtstoffüllungen (42) und die Isolierüberzüge (34) aufgebrachte dünne Schicht (44) eines Feldeffekt-Halbleiters, wobei die dielektrische Festigkeil; der Isolierüberzüge (34) eine Lumineszenz des Leuchtstoffes (42) durch die Wechselspannung bei Fehlen des Feldef&ekt-Halbleitera (44) verhindert.

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4. Speichervorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (32) die Form einer Trommel (10) hat.

5. Speichervorrichtung nach Anspruch 4_f dadurch gekennzeichnet, daß die Trommel (10) von ihrem Inneren und von ihrer Außenseite her optisch ansteuerbar ist·

6. Speichervorrichtung nach Anspruch 3_t dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (32) die Fora eines relativ dünnen, flachen Speicherfeldes hat»

7. Speichervorrichtung nach einem der Ansprüche 3 Ms 6, dadurch gekennzeichnet, daß der FeldeffeJkt-Halbleiter (44) Zinkoxid ist.

09042/1468

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