DE2060332B2 - Festkörper-Bildverstärker und Verfahren zu seiner Herstellung - Google Patents
Festkörper-Bildverstärker und Verfahren zu seiner HerstellungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Festkörper-Bildverstärker entsprechend dem Oberbegriff des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren zum Herstellen eines
solchen Bildverstärkers,
Ein Festkörper-Bildverstärker dieser Art ist aus der US-PS 34 05 276 bekannt
Bei einem solchen Festkörper-Bildverstärker treten Verluste dadurch auf, daß die Kopplungsleiter lediglich
mit der Unterseite der photoleitenden Schicht in Berührung sind Der Photostrom muß daher von der
wirksamen, photoleitenden Eingangsoberfläche fort und durch die Dicke der photoleitenden Schicht hindurchfließen, um den darunterliegenden Koppfunpsleiter zu
erreichen.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, diesen Nachteil zu beseitigen, d. h. einen Festkörper-Bildverstärker der eingangs genannten Art möglichst verlustarm aufzubauen.
Diese Aufgabe wird durch die im kennzeichnenden Teil des Patentanspruchs 1 genannten Merkmale gelöst
Weitere Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
Die mit der Erfindung erzielten Vorteile bestehen darin, daß dank der Tatsache, daß die Kopplungsleiter
mit der Eingangsoberfläche und nicht mit der Ausgangsoberfläche der photoleitenden Schicht in
Berührung sind, der Photostrom diese Schicht nicht mehr in Dickenrichtung zu durchfließen braucht um die
Kopplungsleiter zu erreichen. Die dadurch erzielte Verringerung der Verluste erübrigt auch die Verwendung einer optischen Rückkopplung.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den
Zeichnungen dargestellt und werden im folgenden näher beschrieben. Es zeigt
F i g. 1 einen Axialschnitt durch einen Teil eines bekannten Festkörper-Bildverstärkers,
F i g. 2 einen entsprechenden Schnitt durch einen Festkörper-Bildverstärker nach der Erfindung,
Fig.3 eine Abwandlung des Festkörper-Bildverstärkers nach F i g. 2, während
Fig.4 anhand eines perspektivisch dargestellten Teiles eines Festkörper-Bildverstärkers ein Verfahren
zu dessen Herstellung erläutert.
F i g. 1 zeigt einen Festkörper- Bndverstärker, Festkörper-Verstärker, der eine ununterbrochene photoleitende Eingangsschicht, auf deren Eingangsoberfläche
das eintretende Licht fällt, und eine aus quadratischen Maschen bestehende Eingangselektrode enthält, die
gegen die Ausgangsoberfläche der photoleitenden Schicht angebracht ist. Innerhalb jeder Masche der
Eingangselektrode befindet sich ein Kopplungsleiter CC, der mit Ausnahme seines Eingangsendes, das mit
einem Teil der Ai'sgangsoberfläche der photoleitenden Schicht in Kontakt steht, isoliert ist. Die Ausgangsenden
der Kopplungsleiter sind je mit einer aus einer Vielzahl leitender Platten E2 elektrisch verbunden, die derart in
einer Ebene im Abstand voneinander liegen, daß sie eine regelmäßige Anordnung bilden. Die Elektrolumineszenzschicht EL ist mit den Ausgangsoberflächen
sämtlicher Platten in Berührung, und auf der Ausgangsoberfläche dieser Schicht EL ist eine Ausgangselektrode
E3 angebracht Außerdem ist Füllmaterial F vorgesehen, und sowohl dieses Füllmaterial als auch die Platten
E2 sind lichtdurchlässig, so daß sie auf die beschriebene Weise eine optische Rückkopplung ermöglichen. Zwischen Ei und E3 ist eine geeignete Wechselstromerregung aus einer Quelle G vorgesehen.
In Fig.2 sind entsprechende Teile mit den gleichen
Bezugszeichen bezeichnet. Wie ersichtlich, besteht ein wesentlicher Unterschied darin, daß die Eingangselektrode Ei sich auf der Eingangsoberfläche der
photoleitenden Schicht befindet, während die photoleitende
Schicht öffnungen hat, die durch die Kopplungsleiter CC hindurchgefühlt sind. Außerdem (und
vorzugsweise) sind diese Enden der Kopplungsleiter mit Flanschen Cf versehen, um einen Oberflächenkontakt
(und nicht nur einen Randkontakt) mit der Eingangsoberfläche der photoleitenden Schicht herzustellen.
Ein weiterer Unterschied besteht darin, daß die leitenden Platten E2 und/oder das Füllmaterial F für
von der Elektrolumineszenzschicht herrührendes Licht undurchlässig sind, um, wie erörtert, eine optische
Rückkopplung zu verhindern. Vorzugsweise reflektieren die leitenden Platten E 2 das von der Elektrolumineszenzschicht
herrührende Licht, so daß die Bildhelligkeit erhöht wird.
Wie erläutert wurde, ist es für die Leistung des Festkörper-Bildverstärkers wichtig, daß ein guter
elektrischer Kontakt zwischen der Eingangselektrode E1 und den Kopplungsleitern CC einerseits und der
Eingangsoberfläche (und nicht der Ausgangsoberfläche) der photoleitenden Schicht andererseits vorhanden ist
Dies läßt sich dadurch erzielen oder fördern, daß die Eingangselektrode E\ und/oder die Flansche C/fitr die
Strahlung, mit der ein Bild erzeugt werden soll, durchlässig ausgebildet werden. Dies ist verständlich,
wenn man erwägt, daß jedes Element der photoleitenden Schicht dem Eingangslicht vorenthalten wird, einen
hohen Widerstand hat und deshalb eine schlechte Verbindung mit anderen angestrahlten Gebieten der
photoleitenden Schicht macht. Auf diese Weise machen die Eingangselektrode E1 und die Flansche Cf, wenn sie
für eine derartige Strahlung undurchlässig sind, einen Oberflächenkontakt mit einen hohen Widerstand
aufweisenden Teilen der photoleitenden Schicht, während sie nur einen Randkontakt (mit geringem
Flächeninhalt) mit den angestrahlten (und somit besser leitenden) Teilen der Schicht haben. Wenn jedoch, wie
vorzugsweise der Fall ist, die Eingangselektrode E1 und
die Flansche Cf strahlungsdurchlässig sind, machen sie nicht nur dem erwähnten Randkontakt, sondern auch
einen Oberflächenkontakt mit größerem Flächeninhalt mit den darunterliegenden Teilen der photoleitenden
Schicht, die vom durch die Eingangselektrode E1 und
die Flansche Cf selber hindurchgelassenen Eingangslicht leitend gemacht werden.
Die photoleitende Schicht kann verhältnismäßig dünn sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ;st. In diesem Falle ist
eine andere, dickere Schicht Firgendeines Füllmaterials zwischen den Kopplungsleitern CCangebracht.
Es ist jedoch auch möglich, den ganzen Raum zwischen der Eingangselektrode E1 und den leitenden
Platten £2 mit dem Photoleiter auszufüllen, in welchem Falle selbstverständlich der größere Teil des Photoleiters
nur als Füllmaterial dient, während nur eine dünne Schicht an der Eingangsoberfläche wirksam ist. (In
beiden Fällen shd die Kopplungsleiter so ausgebildet, daß sie bis zur Ausgangsoberfläche des Füllmaterials
reichen und dort mit den leitenden Platten E 2 Kontakt machen.) Eine derartige Bauart is; in F i g. 3 dargestellt.
Die wirksamen Elemente des Festkörper-Bildverstärkers sind die, welche in den F i g. 2 und 3 dargestellt sind;
diese Figuren sind insbesondere in zweierlei Hinsicht schemalisch. Erstens ist das starre Substrat, das in der
Praxis als Stütze und Träger der verschiedenen Schichten erforderlich ist, nicht dargestellt. Zweitens ist
deutlichkeitshalber die Länge der Kopplungsleiter größer dargestellt, als sie in der Praxis zu sein braucht.
Die unterschiedlichen Schichten und Elektroden können auf einer einzigen lichtdurchlässigen Substratplatte
angebracht werden, die sich auf der Eingangsseite oder auf der Ausgangsseite befinden kann, Jstzt wird jedoch
ein bestimmtes Herstellungsverfahren beschrieben werden in bezug auf einen Festkörper-Bildverstärker,
bei dem zwei lichtdurchlässige Platten (eine auf der Eingangsseite und eine auf der Ausgangsseite) Verwendung
finden, wobei auf jeder Platte ein Teil der wirksamen Schichten angebracht wird, bevor die beiden
Teile zu einem Ganzen zusammengebaut werden.
Ein erstes oder Eingangssubstrat hat die Form einer verhältnismäßig dicken lichtdurchlässigen Glasplatte
Wl (Fig.4), auf deren Ausgangsoberfläche auf eine
bekannte Weise die Eingangselektrode £"1 und eine Anordnung von Scheiben, die nachher die Flansche Cf
bilden, angebracht werden. Die nächste Stufe besteht darin, daß auf den mittleren Teilen der Flansche durch
Galvanisieren oder dergleichen Metall angebracht wird, um die Kopplungsleiter CC zu bilden (diese sind viel
kürzer, als sie in den F i g. 2 und 3 deutlichkeitshalber gezeichnet sind).
Nachdem die Eingangselektro'.·'..· und die Kopplungsleiter
hergestellt worden sind, wird die photoieitende Schicht PC (die in F i g. 4 nicht dargestellt ist) auf der
Eingangselektrode E1 und um die Kopplungsleiter CC
herum angebracht, wonach sie gesintert wird. Die photoieitende Schicht kann eine verhältnismäßig dünne
Schicht sein, wie dies in F i g. 2 dargestellt ist, in
welchem Falle eine andere, dickere Füllmaterialschicht zwischen den Kopplungsleitern angebracht wird. Eine
andere Möglichkeit besteht darin, daß, wie vorstehend erwähnt, der ganze Raum zwischen der Eingangselektrode
EX und den leitenden Platten El mit photoleitendem
Material ausgefüllt wird. In beiden Fällen reichen die Kopplungsleiter bis zur Ausgangsoberfläche des
Füllmaterials, z. B. dadurch, daß die Ausgangsoberfläche des Eingangsteiles nach dem Sintern abgerieben oder
abgeschliffen wird.
Als nächste Stufe nimmt man ein zweites Substrat
<o oder eine zweite Ausgangsplatte W2 (die ebenfalls eine
verhältnismäßig dicke Glasplatte sein kann), auf deren Eingangsoberfläche eine lichtdurchlässige Zinnoxydsohicht
aufgebracht wird, welche die Ausgangselektrode E3 bildet.
Dann wird die Elektrolumineszenzschicht EL mit
Hilfe eines geeigneten Bindemittels auf dem Zinnoxyd angebracht.
Danach wird durch Aufdampfen eine ununterbrochene leitende Schicht auf die Eingangsoberfläche der
so Elektrolumineszenzschicht aufgebracht. Auf dieser wird ein Ätzgrund in Form eines Mosaikmusters angebracht,
wonach unerwünschtes leitendes Material weggeätzt wird, so daß das erwünschte Mosaik aus quadratischen
oder nahezu quadratischen leitenden Platten E2 zurückbleibt.
Die beiden so gebildeten Teile des Bildverstärkers werden dann, nachdem eine oder beide Grenzflächen
mit einem flüssigen Bindemittel überzogen sind, unier Druck gegeneinander gelegt (Fig.5). Der ausgeübte
mi Druck preßt das Bindemitte! von den Stellen weg, an
denen die Kopplungsleiter aus dem Füllmaterial herausragen, um Kontakt mit den leitenden Platten E2
zu machen. Dieser Prozeß läßt sich dadurch überwachen, daß während der Druckausübung geeignete
>■'> Spannungen an den Bildverstärker angelegt werden.
Auf diese Weise werden Flächen des Bildverstärkers, in denen ein guter Kontakt zwischen den Kopplungsleitern
und den leitenden Platten E2 hereestellt worden
ist, kenntlich durch eine höhere Lichtausbeute der Elektrolumineszenzschicht, und der Druck auf die
Platten WX und W2 kann erhöht werden, bis die
Helligkeit der Wiedergabe überall gleich groß ist, was bedeutet, daß sämtliche Kopplungsleiter mit sämtlichen
leitenden Platten El Kontakt machen. Dabei ist es günstig, daß die Kopplungsleiter aus einem weichen
Material, wie Gold, bestehen, das sich örtlich verformen läßt, wodurch Unregelmäßigkeiten in den beiden
zusammen ein Ganzes bildenden Teilen aufgefangen ">
werden können.
Obgleich vorstehend von der Ebene des Bildverstärkers und von in einer Ebene liegenden Elementen die
Rede war, dürfte es einleuchten, daß der Bildverstärker erforderlichenfalls etwas gekrümmt sein kann. Sofern
von Licht die Rede war, soll darunter auch unsichtbares Licht, wie Ultraviolett- oder Infrarotstrahlung verstanden werden.
Obgleich in der Zeichnung voneinander getrennte leitende Platten £°2 dargestellt sind und obgleich die
Flansche Cf auf gesonderten Platten angebracht werden können, können beide Arten von Elementen E2 und Cf
einheitlich mit den Kopplungsleitern CC sein, wenn das angewandte Herstellungsverfahren dies zuläßt.
Claims (7)
1. Festkörper-Bildverstärker mit einer photoleitenden Schicht (PQ, auf deren Eintrittsoberfläche
eintretendes Licht fällt, einer Eingangselektrode s (Ei) in Form eines Gitters auf der Eintrittsoberfläche der photoleitenden Schicht, Kopplungsleitern
(CC), die mit ihren Eingangsenden mit der photoleitenden Schicht in Berührung sind, leitenden
Platten (E2), die je elektrisch leitend mit dem Ausgangsende eines Kopplungsleiters (CC) verbunden sind und in Abstand voneinander in einer Ebene
liegen, einer Elektrolumineszenzschicht (EL) die mit
den Ausgangsoberflächen aller leitenden Platten (E2) in Berührung ist, und einer lichtdurchlässigen is
Ausgangselektrode (E3) in Berührung mit der Ausgangsoberfläche der Elektrolumineszenzschicht
(EL) dadurch gekennzeichnet, daß in Öffnungen der photoleitenden Schicht (PC) gemäß
einem bestimmten Muster jeweils das Eingangsende eines Kopplungsleiters (CC) liegt und daß jeder
Kopplungsleiter mit der Eintrittsoberfläche der photoleitenden Schicht (PC) und mit der Begrenzung der Öffnung in Berührung ist.
2. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß alle leitenden Platten
(E 2) für das von der Elektrolumineszenzschicht (EL) ausgestrahlte Licht undurchlässig oder auf ihrer
Rückseite mit einem Füllmaterial (F) bedeckt sind,
das für dieses Licht undurchlässig ist
3. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die leitenden Platten
(E2) das VLti der Elektrolumineszenzschicht (EL)
herrührende Licht rf flektieren.
4. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß & · Eingangsenden der
Kopplungsleiter (CC) mit Flanschen (Cf) versehen sind, die einen Oberflächenkontakt mit der Eintrittsoberfläche der photoleitenden Schicht (PC) machen.
5. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 4, «
dadurch gekennzeichnet, daß die gitterförmige
Eingangselektrode (Ei) und/oder die Flansche (Cf)
für die einfallende Strahlung durchlässig sind.
6. Festkörper-Bildverstärker nach einem dsr
vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeich- « net, daß der Raum zwischen der gitterförmigen
Eingangselektrode (Ei) und den leitenden Platten
(E2) mit einem photoleitenden Material gefüllt ist, wobei der größere Teil dieses Materials nur als
Füllmaterial (F) dient und nur eine sehr dünne Schicht an der Eintrittsoberfläche als photoleitende
Schicht (PC) wirksam ist
7. Verfahren zum Herstellen eines Festkörper-Bildverstärkers nach einem der vorangehenden
Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß zwei strahlungsdurchlässige Substratplatten (Wi, W2)
auf je einer Seite mit einem Teil der wirksamen Schichten und der Elektroden versehen werden und
dann die beiden Platten an den die Schichten und Elektroden tragenden Seiten zusammengefügt wer- w
den (F ig. 5).
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