DE2349233A1 - Matrix aus photoleitenden zellen - Google Patents
Matrix aus photoleitenden zellenInfo
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Description
. H. LEINWEBER mfl.-:ng. H. ZIMMERMANN
DIPL.-ING. A. Gf. ν. WENGERSKY
8 München 2, Rosental 7, 2.
Tei.-Adr. Lelnpat Manchen
Telefon (089) 2603989
Postscheck-Konto: München 220 45-SfrW λ μ QOOQ-
den 1. Oktober 1973
Unser Zeichen
Wy/Va/Sd/POS-32053
MATSUSHITA ELECTRIC INDUSTRIAL CO.,LTD. Tokyo/Japan
Matrix aus photoleitenden Zellen
Die Erfindung befaßt sich mit HalbleiterYorrichtungen
und betrifft eine Matrix aus photoleitenden Zellen.
Es ist bekannt, eine Aufdampfschicht aus SiO9 oder CaF
als Isolierschicht für integrierte Dünnschichtschaltungen od. dgl.
zu verwenden.
Da die 'Herstellung dieser Aufdampfschicht ein Erhitzen
des Substrats im Vakuum erfordert, ist es jedoch schwierig, diese Aufdampfschicht zum Aufbau von nicht hitzebeständigen
elektronischen Bauteilen aufzubringen. Es wurde auch festgestellt, daß eine zufriedenstellende Bedingung zur Ausbildung einer
fertigen Aufdampfschicht ohne Löcher kaum herzustellen ist,
so daß der Ausstoßanteil an brauchbaren Produkten Terringert wird. Eine Isolierschicht einer glasartigen Substanz ist auch
nicht für den Aufbau solcher nicht hitzebeständigen elektronischen Bauelemente verwendbar, da die Herstellung einer
solchen glasartigen Isolierschicht eine hohe Temperatur von etwa 500°Cbis 60O0C erfordert. Die Elektrodenherstellung durch leitende
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Farbe und Sintern des glasartigen Isoliermaterials bei hohen Temperaturen würde Verunreinigungen erzeugen, die die elektronischen
Bauteile beeinträchtigen können.
Keramische Substrate neigen, ferner dazu* durch die Hitze
Yerformt oder beschädigt zu werden.
Plättchen beispielsweise aus einem unter dem Handelsnamers.
"Mylar" bekannten Polyesterfilm oder Kunststoffplättchen, auf ;
die die Elektroden gedruckt werden^ sind für die Herstellung von elektronischen Bauteilen großer Dichte nicht geeignet. ;
Durch die Erfindung sollen daher elektronische Bauteile, insbesondere eine Matrix aus photoleitenden Zellen geschaffen
werden, die die lachteile bekannter Bauteile beseitigt, die aufgrund ihrer Unbeständigkeit bei hohen Temperaturen nicht ohne
Schwierigkeit herzustellen sind.
Wenn Wechselstrom- oder Gleichstromimpulse jeweils zwischen
zwei Elektroden einer photoleitenden Zelle in-Form einer photoleitenden
Schicht gelegt werden, zeigen die Zellen, die mehr Lichtenergie empfangen, einen geringeren elektrischen Widerstand
als die Zellen, die nicht dem Licht ausgesetzt sind.
Dieses Merkmal kann zum Lesen von Lochkarten ausgenützt werden. Zu diesem Zweck werden einige hundert CdS-ZeI]^n sowie
ihre Elektroden in einer Ebene in Form einer Matrix angeordnet. In dieser Matrix müssen die Elektrodenlinien, die jeweils
eine Elektrode jeder Zelle einer Linie miteinander verbinden (diese Elektrodenlinien sind beispielsweise negativ und erstrecken
sich parallel zur X-Richtung), kubische Kreuzungen
mit den Elektrodenlinien bilden, die die andere Elektrode jeder Zelle einer Linie miteinander ^binden (diese Elektrodenlinien
sind beispielsweise positiv und erstrecken sich parallel zur Y-Richtung)ο Diese kubischen Kreuzungen müssen zwischen
den positiven und negativen Elektrodenlinien angeordnete Isolierschichten aufweisen^ um Kurzschlüsse zwischen den Linien .
zu vermeiden«, . . . - 3 -
_ 3 —
Die Schicht aus CdS-Zellen und die Isolierschicht werden
vorzugsweise im Siebverfahren hergestellt9 da diese Schichten
eine Dicke von 20 bis 30 pm haben.müssen«, Eine der Elektroden
wird aus einer Te-Legierung hergestellt, die mit der CdS-Zelle
in Sperrkontakt steht, während die andere Elektrode aus einer In-Sn- oder einer In-Al-Legierung besteht, die mit der CdS-Zelle
in Ohmschem Kontakt steht. Beide Elektroden sind im Aufdampfverfahren hergestellt.
Da die Elektroden bei niedriger Temperatur schmelzende Legierungen, und zwar von Te oder In enthalten2 darf die anschließend
hergestellte Isolierschicht an jedem Kreuzungspunkt nicht auf eine hohe Temperatur erhitzt werden, da sonst die
Elektroden wegschmelzen würden»
Diese Aufgabe, d.h. die Ausbildung der Isolierschicht bei einer so niedrigen Temperatur, daß die darunterliegende
Elektrode nicht schmelzen kanns wird durch die Erfindung- gelöst
Ferner wird durch die Erfindung eine schnelle und beständige
Verbindung an jedem Kreuzungspunkt geschaffene
Gemäß der Erfindung besteht jeder Kreuzungspuoki aus einer
im Aufdampfverfahren hergestellten ersten Elektrode^ einer im
Siebverfahren auf der ersten Elektrode ausgebildeten Isolier- j schicht, die aus einem Epoxyharz besteht, und einer durch Auf- j
dampfen auf der Isolierschicht hergestellten zweiten Elektrode.
Das die Isolierschicht bildende Epoxyharz ist vorzugsweise
mit 40 bis 80 €rew.-# Quarzsand oder Tonerde mit einem
Partikeldurchmesser von 1 bis 10 /im als Füllstoff belastet,
um die Fließfähigkeit des Harzes während der Aushärtung zu steuern. Die Verarbeitbarkeit dieser Epoxyharze mit den Füllstoffen
kann vorzugsweise längs* als 30 Minuten dauern. Es ist
aber auch möglich, daß die Epoxyharze mit den Füllstoff en inner+-
halb von 30 Minuten bei einer Temperatur von weniger als 1500C
vollständig aushärten.
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Die ausgehärtete Schicht muß eine gleichmäßige Dicke von 20 bis 30 /im haben und darf keine Löcher aufweisen.
Die Materialien zur Herstellung der Elektrodenschichten müssen so beschaffen sein, daß sie fest gegen Bruch der Elektrodenlinie
sind und sich sowohl mit dem keramischen Substrat als auch mit dem Epoxyharz der Isolierschicht fest verbinden. Diese
Materialien können beispielsweise Ui, Au, Sn oder Al in Form dünner Filme sein.
Weitere Einzelheiten,· Vorteile und Merkmale der Erfindung
• ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der Zeichnung
ist die Erfindung beispielsweise veranschaulicht, und zwar zeigen
Fig. 1 eine Draufsicht auf eine Matrix aus photoleitenden Zellen gemäß der Erfindung und
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine schematisehe Darstellung
einer bei der in Fig. 1 dargestellten Matrix verwendeten photoleitenden Zelle.
Die Zeichnung zeigt ein keramisches Substrat 1 aus Tonerde, auf das eine Schicht von photoleitenden CdS-Zellen 2
aufgebracht und im Siebverfahren gedruckt wird. Eine Vielzahl von Zellen 2 ist in regelmäßigen Abständen voneinander in den
Eichtungen X und I angeordnet. Aufgedampfte Metallschichten
dienen als Elektroden 3, 4 und 5.
Die Elektroden 3 bestehen aus einer In-Sn-Legierung und
-stehen in Ohmschem Kontakt mit der CdS-ZeIIe. Sie sind im Aufdampfverfahren
hergestellt,,
Die Elektroden 4 bestehen aus einer Sn-Legierung und
sind ebenfalls durch Aufdampfen hergestellt»
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-. Die Elektroden 5 sind ebenfalls Aufdampfschichten, sie bestehen jedoch aus einer Te-Legierung und stehen mit der GdS- ■
Zelle 2 in Sperrkontakt.
Wie in Fig. 2 deutlich dargestellt 9 ist zwischen 'den
Elektroden 3 und 4 eine Isolierschicht 6 angeordnet. Diese Isolierschicht
6 besteht aus einem Einkoiaponenten-Epoxyharz, das
70 Gew.-$ Quarzsandpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bi
3 fim enthält. Diese Isolierschicht ist im Siebverfahren auf der
die X-Achse der Matrix bildenden Elektrode 3 aufgebracht'.
Wenn das Harz 30 Minuten lang auf 15O0G gehalten worden
ist, wird es zu einer harten Isolierschicht mit einer gleichmäßigen Dicke von 20 bis 30 ^um, die keine Löcher aufweist»
Auf dieser Isolierschicht 6 wird die zweite Elektrode 4
aus einer Sn-Legierung. durch Aufdampfen hergestellt9 die eine
die X-Achse kreuzende Y-Achse bildetΌ
Die so erhaltene Matrix aus photoleitenden Zellen weist demnach von einer ersten Gruppe von Elektroden gebildete X-Achsen
und von einer zweiten Gruppe von Elektroden gebildete Y-Achsen auf, wobei die X-Achsen und die Y-Achsen kubische
Kreuzungen bilden, bei denen die Isolierschichten 6 an den Punkten eingelagert sind, an denen sich die Achsen treffen.
Eine zweite Ausführungsform der Matrix ist auf die gleiche Weise gebaut wie die erste. Bei dieser Ausführungsform
sind jedoch die Elektroden so ausgebildet9 daß die Elektroden
der X- und der Y-Achsen zunächst an einem Muster einer ersten Maske entsprechenden Teilen ausgeschnitten werden,, woraufhin
die ausgeschnittenen Teile unter Verwendung einer dem Muster der ausgeschnittenen Teile entsprechenden zweiten Maske ausgefüllt
werden.
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Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die X-Achser negativ und die Y-Achsen positiv. Bei der Matrix einer dritten
Ausführungsform sind dagegen die Elektroden 5 aus Te-Legierung zu X-Achsen verbunden, so daß diese positiv werden, während die
Elektroden der In-Sn-Legierung zu Ϊ-Achsen verbunden sind, wodurch
diese Achsen negativ werden»
Der Gesamtaufbau einer vierten Ausführungsform ist der j gleiche wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen. In
diesem Fall ist das die Isolierschicht bildende Epoxyharz ein Zweikomponentenharz j das aus einem Harz und einem Härtungsmittel
besteht« Das Harz und das Härtungsmittel sind mit Füllstoffen aus Quarzsandpulver gemischt, das 40 Gew. =36 beträgt und Partikeldurchmesser
von 1 bis 10 pm aufweist. Die aus diesem Zwei-: komponenien-Ipoxyhars gebildete Isolierschicht ist ebenso
wirksam wie die aus einem Einkomponentenharz bestehende Isolier-r
schichte
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen waren die Füllstoffe im Epoxyharz Quarzsandpulver. Bei einer fünften
Ausführungsform ist der Quarzsand durch ein Tonerdepulver mit einem Partikeldurchmesser von 1 bis 10 pm. ersetzt, das 40 bis
80 Gew.-% beträgt.
Die aus Epoxyharz mit Füllstoffen aus pulverisierter
Tonerde bestehende Isolierschicht kann auch wirkungsvoll zum Aufbau von Matriken der ersten bis vierten Ausführungsform
verwendet werden.
Bei den vorgenannten Ausführungsformen eins bis fünf sinip.
entweder die Elektroden der X-Achse oder die der Y-Achse oder ; beide Aufdampfelektroden aus einer Sn-Legierung. Bei der i
sechsten Ausführungsform ist diese Sn-Legierung durch eine entsprechende Legierung aus Al1 Au bzw. Ii ersetzt.
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Somit bestehen bei der sechsten Ausführungsform jeweils die Elektroden der X-Achse bzw. die der Y-Achse oder beide
aus einer Aufdampfschicht aus einer Al-, einer Au- oder einer Ni-Legierung. Diese Elektroden können ebenso wirksam zum
Aufbau der vorbeschriebenen Ausführungsformen dienen.
Ein το11ständiger Ohmscher Kontakt kann nicht erzielt
werden, ohne daß die In-Elektroden mit den CdS-Zellen direkt
in Berührung stehen. Es kann jedoch nur Sn, Au, M bzw. Al
als Elektrode verwendet werden. Daher weist in der siebenten ; Ausführungsform die Matrix mit dem gleichen Aufbau wie die
j Ausführungsformen eins bis sechs Elektroden der X-Achse bzw. (
der I-Achse auf, die aus Sn, Au, Ii bzw. Al bestehen und j
durch Aufdampfen in direktem Kontakt mit den CdS-Zellen stehen}
In weiteren Ausführungsformen werden anstelle der GdS-Zellen
photoleitende Zellen aus CdSe oder PbS verwendet.
j ' Die Tonerde zur Herstellung des Substrats kann ferner
auch durch Steatit, Forsterit oder Zirkonerde ersetzt werden.
; Die erfindungsgemäßen Matrizen weisen die folgenden Vorteile auf:
1. Da die zwischen den Elektroden der X-Achse und der Y-Achse an jedem Kreuzungspunkt angeordnete Isolierschicht
aus Epoxyharz besteht, das bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von weniger als 1500G aushärtet, ist es unwahrscheinlich,
daß die elektronischen Bestandteile während der Ausbildung der Isolierschicht beschädigt werden*
Auf diese Weise erhält man Matrizen mit nicht'hitzebeständigen
elektronischen Bestandteilen, insbesondere mit photoleitenden CdS-Zellen, deren Zusammensetzung und Diodencharak"te"ristik
sieh bei hohen Temperaturen ändern würden, bei denen die elektronischen Bestandteile nicht von Hitze betroffen
werden. Aus dem gleichen Grund tritt keine Verformung des
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Substrats durch Hitze auf., Darüber hinaus sind Epoxyharze zu
niedrigen Preisen im Handel erhältlich^ was zu einer wirtschaftlichen
Herstellung führte
2. An den Kreuzungsstellen tritt kein Kurzschluß auf,
da die Isolierschicht eine Dicke τοπ 20 bis 30yum erreicht und
keine Löcher in einer solchen Schicht vorhanden sind.
3. Da die die Isolierschicht bildenden Harze Füllstoffe, wie Tonerde- oder Quarzsandpulνer, enthalten, ist die Fließfähigkeit
so verringert, daß das Harz nicht herausfließen oder sich rundherum ausbreiten kann. Die mit einem solchen Harz
hergestellte Isolierschicht ist auch insofern vorteilhaft, als
sie eine große Härte und eine geringe Wärmeausdehnung oder -schrumpfung aufweist„Die innige Verbindung dieser Isolierschicht mit den Elektroden und mit dem keramischen Substrat
ist so stark, daß ein Abblättern der Schichten kaum auftreten kann.
4. Die Bauelementdichte in der Matrix kann grosser gemacht werden, da selbst komplizierte Matrixmuster ohne
Schwierigkeiten aufgebaut werden können«,
5. Die Herstellung ist einfacher und leichter, da die
Isolierschicht aus Harz im Druckverfahren hergestellt werden !
kann.
— 9 — 4098 16/0819
Claims (5)
- Patentanspruchesaus photoleitenden Zellen, mit einem keramischen Substrat, auf dem eine Schicht photoleitender Zellen 'ausgebildet ist, mit ersten jeweils eine der Elektroden jeder Zelle miteinander verbindenden gemeinsamen Linien, die sich in Richtung der X-Aehse erstrecken, und mit zweiten jeweils die anderen Elektroden der Zellen miteinander verbindenden gemeinsamen Linien, die sich in Richtung der Y-Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet, daß- jeweils zwischen den ersten und zweiten Linien an den von ihnen gebildeten kubischen Kreuzungen eine Isolierschicht (6) aus einem zu den Epoxyverbindungen gehörenden Harz angeordnet ist, das wenigstens Tonerde- oder Quarzsandpulver als Füllstoff enthält.'
- 2. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Isolierschicht (6). im Siebdruckverfahren hergestellt ist.
- 3. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser der Partikel des Füllstoffs 1 bis 10 pm beträgt
- 4. Matrix nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Anteil des Füllstoffs 40 bis 80 Gew.-$ beträgt.
- 5. Matrix nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Harz ein Epoxyharz ist.40981670819Leerseite
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| EP0119742A2 (de) * | 1983-02-15 | 1984-09-26 | Sharp Kabushiki Kaisha | Zweidimensionale Bildlesevorrichtung |
| EP0119742A3 (en) * | 1983-02-15 | 1985-11-27 | Sharp Kabushiki Kaisha | Two-dimensional image readout device |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
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| JPS4957784A (de) | 1974-06-05 |
| US3900883A (en) | 1975-08-19 |
| CA1006957A (en) | 1977-03-15 |
| JPS5123870B2 (de) | 1976-07-20 |
| DE2349233C3 (de) | 1978-04-13 |
| GB1401923A (en) | 1975-08-06 |
| DE2349233B2 (de) | 1977-08-25 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) |