DE2307723A1

DE2307723A1 - Lichtverstaerkungsgeraet

Info

Publication number: DE2307723A1
Application number: DE19732307723
Authority: DE
Inventors: Shigeru Hayakawa
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1972-02-22
Filing date: 1973-02-14
Publication date: 1973-08-30
Also published as: DE2307723B2; FR2173068A1; JPS4888885A; US3790867A; CA998460A; FR2173068B1; JPS5332679B2; GB1425265A; DE2307723C3

Description

Dr-In₃. H/.

Dipl.-ln_B.·-I·: 'Na AGULAR

BEKLtU SS

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Matsushita Electric Industrial Co.,Ltd., lOOü, Kadoma, Osaka,Japan!

Lichtverstärkungsgerät

Zusammenfassung der Beschreibung:

j Es handelt sioh um ein Lichtverstärkungsgerät, das eine Platte aus integrierten Schichten aus einem transparenten Träger, einer ersten transparenten Elektrodenschicht, einer photoli^tenden Schicht, einer Schicht mit negativem Widerstand (negative resistanf ce layer), einer elektrolumineszierenaen Schicht und einer zweiten transparenten Elektrode enthält. Das Oerät kann die Halobildung verhüten, die in dem hellen Feld des abgegebenen Bilds auftritt.

Die Erfindung bezieht sich auf ein Lichtverstärkungsgerät und im speziellen auf ein neues unu verbessertes Lichtverstärkungsgerät, das die Halobildung in dem hellen Feld des abgegebenen Bilds bei Erhöhung eines Kontraste des Bilds in dem dunklen Feld vermeiden kann.

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j Ein herkömmliches Lichtverstärkungsgerät hat Doppelschichten aus ^! einer elektrolumineüzierenden Schicht und einer photoleitenden j Schicht, die "sandwich"-artig zwiscnen zwei transparenten Elek- ^: troden angeordnet sind. Die transparenten Elektroden bestehen j dabei im allgemeinen auc dünnen Zinnoxidschichten, die auf transparenten Glasplatten abgeschieden sind. Die elektrolumineszierend^ Schicht besteht gewöhnlich aus Zinksulfid oder Zinkselenid als > aktives Material, und die photoleitenae Schicht besteht aus Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenid als aktives Material. Einfallendes ; Licht wird auf eine der transparenten Elektroden projiziert, die an die photoleitende Schicht grenzt, und dann wird das abgegebene Licht auf der anderen transparenten Elektrode beobachtet, die an die elektrolumineszierende Schicht grenzt. Ein solches konventionelles Gerät arbeitet nach dem folgenden Prinzip: Wenn eine Spannung über den beiden transparenten Elektroden angelegt wird und einfallendes Licht auf die photoleitende Schicht projiziert wird, vermindert sich die Spannung über der pnotoleitenucn Sohichtj in Übereinstimmung mit der Abnahme des spezifischen Widerstands der photoleitenden Schicht nach dem Projizieren von einfallendem Licht auf diese Schicht. Die Spannung über der elektrolurnineszierenden Schicht erhöht sich entsprechend, und daher wird das einfallende Licht verstärkt. Wenn das einfallende Licht aus einem ^! Lichtbild besteht, kann ein verstärktes, dem einfallenden Licht- ι bild entsprechendes Lichtbild beobachtet weruen.

Ein solches konventionelles Lichtverstärkungsgerät ist mit dem Problem verbunden, dass es ziemlich schwierig ist, den Kontrast des dunklen Felds in dem abgegebenen Lichtbild zu erhöhen. Eine Erhöhung der Intensität des einfallenden Liohts z.B. bewirkt eine Halobildung in dem hellen Feld in uem abgegebenen Bild.

Daher ist es ein Hauptziel der Erfindung, ein neues und verbessertes Lichtverstärkungsgerät zur Verfügung zu stellen, dass die Halobildung vermeiden kann, die in dem hellen Feld in dem abgegebenen Lichtbild erscheint.

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Nach einem weiteren Ziel der Jirfinaung soll ein Lichtverstärkungs4

j gerät geschaffen werden, aas eine Schicht mit negativem Wiuerstand

ausser einer elektrolumineszierenden Schicht und einer photoleij tenden Schicht enthält.

ι ;

Diese Ze\^le werden durch ein Lichtvers tärlcungsgerät erreicht, das eine Platte aus integrierten Schichten enthält, die im wesentlichen aus einem transparenten Trägermaterial, einer ersten

ι transparenten Elektroaenachicht, einer Elektrizität*in-Licht-

Umwandlungsschicht mit einem spezifischen elektrischen Widerstand R, einer Schicht mit negativem Widerstand mit einer Spannung- !

j «»Strom-Kurve, die einen Über gangs punkt von einem niedrigen Wider- ; j

; Standsbereich eines spezifischen Widerstands R, zu einem hohen \ ! Bereich eines spezifischen Widerstands R in Übereinstimmung mit '

i

ί einer Erhöhung der Spannung auf eine kritische Spannung V , einer ;

I Licht-in-Elektrizität-ümwandlungsschicht mit spezifischen elek- < trischen Widerständen R, und Rp in bezug auf ein Bestrahlen mit | Licht mit Intensitäten L, und L^, worin L, oder L₂ unter oder übeii einer kritischen Intensität L liegen, die bewirkt, dass die Schidht mit negativem Widerstand eine Zweigspannung erhält, die der kritischen Spannung V entspricht, wenn Jas Lichtverstärkungsgerät mit einer bestimmten Spannun V versehen wird, und einer zweiten transparenten Elektrodenschicht besteht, wobei die erste transparente Elektrodenschicht, die Elektrizfeität-in-Lidit-Umwandlungsschicht, die Schicht mit negativem Widerstand, die Licht-in-Elektrizität-ümwandlungsschicht und die zweite transparente Elektrodenschicht in der angegebenen Reihenfolge zusammengesetzt sind und nach dem Bestrahlen des Geräts, das uie an dieses angelegte bestimmte Spannung V aufweist, mit einem Lichtbild ein Einheits-f bereich der Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht durch eine Spannung HV/(R,+R+R,) oder RV/R₂+R+R_h) erregt wird, wenn der entsprechende Einheitsbereich üer Licht-in-Elektrizität-Umwandlungsschicht mit der Lichtintensität L₁ oder L^ bestrahlt und dementsprechend die Halobildung in dem hellen Feld des Lichtbilds eliminiert wird.

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Diese und weitere Ziele der Erfindung sind aus der nachfolgenden ausführlicheren Beschreibung in Verbindung mit den dazugehörigen Zeichnungen ersichtlich. In den Zeichnungen

die Figur 1 eine schematische und grundsätzliche Bauweise des Lichtverstärkungsgeräts der Erfindung wieder,

die Figur 2 eine Spannung-Stromkennlinie einer Schicht mit nega- ! tivem Widerstand des in der Figur 1 dargestellten

! Geräts wieder.

aie Figur 3 eine Spannung-Strom-Kennlinie eines Thermistors mit einem positiven Temperaturkoeffizienten des Widerstands zur Erklärung der Wirkungsweise des erfindungsgemässen Geräts wieder und

die Figur 4 eine schematische Bauweise eines Lichtverstärkungsgeräts der Erfindung miteinem Heizelement, das in einer Schicht mit negativem Widerstand eingebettet ist.

Der Gegenstand der Erfindung wird im folgenden unter Bezugnalune auf die Figur 1 erläutert. Ein Lichtverstärkungsgerät nach der Erfindung enthält eine Platte aus integrierten Schichten, wie es in der Figur 1 dargestellt ist. Eine erste transparente Elektrodenschicht 2 ist auf einem transparenten Träge:· 1, wie z.B. einer Glasplatte, abgeschieden. Eine Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht j5 befindet sich auf der ersten transparenten Elektrodenschicht 2. Eine Schicht 4 mit negativem Widerstand befindet sich auf der Elektr.izität-in-Licht-Umwandlungsschicht Eine Licht-in-Elektrizität-Urawandlungsschlcht 5 befindet sich auf der Schicht 4 mit negativem Widerstand. Eine zweite transparente Elektrodenscbicht 6 1st auf der Licht-in-Elektrizität-Um-, Wandlungsschicht 5 abgeschieden.

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Die Figur 2 zeigt die Spannungs-Strom-Kennlinie aer Schicht ^ mit negativem Widerstand. Die Schicht k- mit negativem Widerstand zeigt einen Uiwrandlungspunkt 7 auf der Spannung-Strom-Kennlinie bei einer kritischen Spannung V . Bei diesem ümwandlungspunkt γ ändert sich der Widerstand von einem niedrigen Widerstandszweig 8 eines spezifischen Widerstands R, in einen hohen Widerstandszweig 9 eines spezifischen Widerstands R, in Übereinstimmung mit einem Spannungsanstieg, wie der Figur 2 zu entnehmen ist. Der R.-Wert ist höher als mindestens das lOOf-ache des R.-Werts. Die Licht-ln-Elektrizität-Umwandlungsschicht ρ hat spezifische Widerstände R₁ und R^ in bezug auf die Bestrahlung mit Licht mit den Intensitäten L, und L₂, worin L, oder· L₂ niedriger oder höher ist als eine kritische Intensität L,, die bewirkt, dass

v>

diese Schicht 4 mit negativem Widerstand eine Zweigspannung -tm erhält, die der kritischen Spannung V entspricht. Der R^-Wert ,

1st höher als der R₂-Wert. j

Wenn eine bestirnte Spannung Y an das Lichtverstarkungsgerät >

angelegt und ein Einheitsbereich der Hcht-ln-Elektrizität-Um- j

Wandlungsschicht'5 mit Licht mit der Intensität L₁ oder L₂ be- :

strahlt wird, wird die Spannung, die bei dem entsprechenden I

Einheitsbereich der Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht 3 i auftritt, als RV/(R,+R+R,) oder RV/(R_o+R+R. ) ausgedrückt, worin

XX C. Ll

R der spezifische Widerstand der Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht 3 let.

Die Helligkeit B des von der Elektrizität-in-Licht-Umwandlungfisehleht 3 emittierten Liehts kann in einfacher Weise mit der Spannung V_n,, die bei der Schicht 3 auftritt, in Beziehung gesetzt \ und wie folgt ausgedrückt werden: '

worin η in der Praxis einen Wert zwischen 3 und 7 hat und K eine Konstante ist.

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ι Demnach nimmt die Helligkeit des von einem Einheitsbereich der , Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht 3 mit einer Erhöhung j der Lichtintensität von L, auf L₂ des auf uen entsprechenden I Einheitsbereich der Licht-in-Elektrizität-Umwandlungsschicht 5 ! gestrahlten Lichts ab. Folglich kann eine klare Bildanzeige in dem dunklen Feld des Lichtbilds ohne Auftreten der Halobildung in dem sehr hellen Feld erhalten werden.

! Die erste transparente Elektrodenschicht 2 und die zweite transpa- ! rente Elektrodenechicht 6 können aus einem transparenten dünnen I Zinnoxidfilm bestehen. Die Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschlcht i 3 besteht im wesentlichen aus einem elektrolumineszierenden Matei rial, wie z.B. aus Zinksulfid oaer Zinkselenid. Die Licht-in-Elekj trlzität-Umwandlungsschicht 5 besteht im wesentlichen aus einem ^! photoleitenden Material, wie z.B. aus Kadmiumsulfid oder Kadmiumselenld. Die Schicht 4 mit negativem Widerstand mit einer Spannungj- -Strom-Kennlinie, wie sie in der Figur 2 dargestellt ist, besteht j

Im wesentlichen aus einem Thermistorelement mit einem positiven j

Temperaturkoeffizienten des Widerstands (nachfolgend als PTC-Thermistor bezeichnet). Diese FTC-Thermistorschicht wird durch Aufbringen einer Paste aus In einem Trägermittel dlspergiertem ge- ί pulvertem PPC-Thermistor auf die Elektrlzität-in-Licht-Umwandlungsjschicht J3 und Härten dieser Paste hergestellt.

Es ist erwünscht, die kritische Spannung V in einfacher Weise zu ändern, um so eine Halobildung in dem hellen Feld mit verschiedener Helligkeit zu verhindern. Wie in der Figur 3 dargestellt ist, verschiebt sich die Spannung-3tiom-Kurve des PTC-Thermistors von einer Kurve 10 zu einer Kurve 12 durch eine Kurve 11 mit Erhöhung der Temperatur aes PTC-Thcrmistors, und dementsprechend verschiebt sich die kritische Spannung V₁ zu V, durch V^.

In der Figur 4 enthält eine Platte integrierte Schichten aus einem transparenten Trägermaterial 10, einer ersten transparenten Elektrodenachicht Iy, einer Elektrizität-in-Lioht-Umwandlungsschioht lö, einer Schicht ly mit negativem Widerstand, einer

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Licht-in-Elektrizität-Uinwandlungsschicht dO unu einer zweiten transparenten Elektroüenschicht 21 in der angegebenen Reihenfolge. Ein Heizelement 22 ist in der Schicht 19 mit negativem Widerstand enthalten. Dieses Heizelement 22 besteht aus einem Metalldraht oder aus einer dünnen Metallfolie. Die Ochicht 19 mit negativem Widerstand besteht im wesentlichen aus einem
PTC-Thermistorelement. Die Temperatur der Schicht 19 mit nega tivem Widerstand ändert sich mit dem elektrischen Strom, der
durch das Heizelement 22 fliesst, und demnach kann die kritische Spannung V durch Regelung des Heizstroms gesteuert werden.

Obwohl vorstehend zur Zelt bevorzugte Ausführungen der Erfindung beschrieben sind, können, wie für den Fachmann ersichtlich ist, innerhalb des Erfindungsbereichs verschiedene Änderungen und
Abwandlungen vorgenommen werden.

- Patentansprüche - j

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Claims

j Patentansprüche

Lichtverstärkungsgerät, gekennzeichnet durch eine Platte aus integrierten Schichten, uie im wesentlichen auü einem transparenten Träger, einer ersten transparenten Elektrodenschicht, einer Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht mit einem spezifischen elektrischen Widerstand R, einer Schicht mit negativem Widerstand mit einer Spannung-Strom- -Kennlinie, die einen Umwandlungspunkt von einem niedrigen Widerstandszweig eines spezifischen Widerstands R, zu einem hohen Zweig eines spezifischen Widerstands R. mit einer Erhöhung der Spannung bei einer kritischen Spannung V zeigt, einer Licht-in-Elektrizfcität-Umwandlungsschicht mit spezifischen elektrischen Widerständen R, und R^ in bezug auf das Bestrahlen mit Licht mit Intensitäten L, und L₂, worin L. oder L_p niedriger oder höher ist als eine kritische Intensität L ,die bewirkt, dass die Schicht mit negativem Widerstand eine Zweigspannung erhält, die der kritischen Spaiinung V entspricht, wenn das Lichtverstärkungsgerät mit einer bestimmten Spannung V versehen ist, und einer zweiten transparenten Elektrodenschicht besteht, wobei die erste transparente Elektrodenschicht, die Elektrizitätwln- -Licht-Uniwandlungsschicht, die Schicht mit negativem Widerstand, die L.icht-in-Elektrizität-U.i'wandiungsschicht und die zweite tiNin.^j.arente Elektroden^ nicht in der angegebenen Reihent'·. . / zusammengesetzt sine, ^odurch nach dem Aufstrahlen «» ri .·. ί. .(itbjlds auf das Ut. ;Μ. :.it einer an dit?£H.'£^: an·

ORIGINAL INSPECTED

gelegten bestimmten Spannung V ein Einheitsbereich der Elektrizität-in-Licht-Umwandlungsschicht durch eine . i>pannung R^v/(Ri+K+H, ) oüer HV/(H,. -»-ii+Ji. ) an^orcgt wird, wenn

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der entsprechende Einheltsbereicn der Licht-in-Elektrizitiit- -ürawandlungsschicht mit der Lichtintensität L₁ oaer i,. bestrahlt wird und die Halobildung in dem hellen Feld ues Lichtbilds eliminiert wird.

^;

, 2. LichtverstMrkungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekenn^eich- : net, dass die Elektrizltüt-in-Licht-Umwandlungsschicht im wesentlichen aus einem elektrolumineüzierenden Material besteht.

Lichtverstärkungsgerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeich-? net, dass die Schicht mit negativem Widerstand Λ..ι ·..·-;^-j;.tlJc'i-^Λ aus einer Thermistorsohicht besteht, die l'ein verteiltes Pulver mit einem positiven Temperaturkoeffizienten ' des Widerstands enthält. >

4. Lichtverstärkungsgerät nach Anspruch 1, üadurch gekennzeich-j net, dass die Hcht-in-Elektrizität-Umwandlungsschicht im j

wesentlichen aus einem photoleitenden Material besteht.

5. Lichtverstärkungsgerät nach Anspruch 1, uauuieh gekennzeichnet, dass die Schicht mit negativem Widerstand ein darin eingebettetes Heizelement zur Steuerung uer Grosse der kritischen Spannung V enthält. '

ORIGINAL INSPECTED

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