DE2349233B2 - Matrix aus photoleitenden zellen - Google Patents
Matrix aus photoleitenden zellenInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf eine Matrix aus JS
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 Verbindungselektroden,
die sich in Richtung der X-Achse erstrecken, 4& und mit zweiten, jeweils die anderen Elektroden der
Zelle miteinander verbindenden gemeinsamen Verbindungselektroden, die sich in Richtung der K-Achse
erstrecken.
Matrizen dieser Art werden zum Lesen von Lochkarten benutzt, wobei eine zwischen einer
Lichtquelle und der Matrix angeordnete Lochkarte je nach Stanzung der Lochkarte das auf die Matrix
fallende Licht ausblendet. Das nicht ausgeblendete, auf bestimmte einzelne photoleitende Zellen fallende Licht
hat eine Verringerung des Widerstands der betreffenden photoleitenden Zellen zur Folge, die durch Abtasten
mittels Stromimpulsen erfaßt werden können.
Damit nun die Abtastimpulse den jeweiligen Photozellen eindeutig zugeordnet werden können, müssen V.
natürlich die gemeinsamen Verbindungselektroden in Richtung der X-Achse von den gemeinsamen Verbindungselektroden
in Richtung der K-Achse an den von ihnen gebildeten kubischen Kreuzungen isoliert sein.
Für eine solche Isolierung werden nach dem Stand der ^
Technik entweder Aufdampfrchichten aus SiO2 bzw.
CaF2 verwendet oder glasartiges Material mit einem niedrigen Schmelzpunkt. Das erste Verfahren erfordert
eine Erhitzung des Substrats bzw. der Matrix im Vakuum auf eine Temperatur von ca. 200°, während das "
zweite Verfahren eine Erhitzung des Substrats in einer Atmosphäre auf über 500°C erfordert.
Soll zum Aufbau der photoleitenden Zellen eine CdS-Schicht verwendet werden, muß die Isolierschicht
ausgebildet werden, nachdem die CdS-Schicht aufgebracht ist. In diesem Fall könnte das erste Verfahren
nicht verwendet werden, weil die CdS-Schicht bei einer Erhitzung auf 200°C im Vakuum Schwefel abscheiden
würde, wodurch sich natürlich die Eigenschafton der CdS-Schicht ändern wurden. Das zweite Verfahren
könnte ebenfalls nicht verwendet werden, da die Erhitzung auf 5000C in einer Atmosphäre eine
Oxydation der Oberfläche der CdS-Schicht zur Folge haben würde, wodurch ebenfalls die Eigenschaften der
CdS-Schicht geändert werden würden.
Ferner müssen die CdS-Schicht und die Isolierschicht,
welche vorzugsweise im Siebdruckverfahren hergestellt werden, eine Dicke von 20 bis 30 μιη haben. Eine der
Elektroden wird dabei aus einer Te-Legierurig hergestellt, die mit der CdS-ZeIIe in Sperrkontakt steht,
während die andere Elektrode aus einer In-, Sn- oder einer ln-Al-Legierung besteht, die mit der CdS-ZeIIe in
Ohmschem Kontakt steht. Beide Elektroden werden aufgedampft. Da nun Te oder In bei niedriger
Temperatur bereits schmelzen, darf die anschließend hergestellte Isolierschicht nicht auf eine hohe Temperatur
erhitzt werden, sonst würden die Elektroden wegschmelzen.
Schließlich neigen grundsätzlich keramische Substrate dazu, durch Hitze verformt oder beschädigt zu
werden.
Der Erfindung liegt nun die Aufgabe zugrunde, bei einer Matrix der eingangs genannten Art für eine
Isolierung zwischen den ersten und den zweiten Verbindungselektroden zu sorgen, die eine problemlose
Herstellung der Matrix erlaubt, d. h. insbesondere, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung der photoleilenden
Zellen oder ihrer Elektroden durch Erhitzung der Matrix beim Aufbringen der Isolierung besteht.
Diese Aufgabe, wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß jeweils zwischen den ersten und zweiten Verbindungselektroden
an den von ihnen gebildeten kubischen Kreuzungen eine Isolierschicht aus einem zu den
Epoxyverbindungen gehörenden Harz angeordnet ist, das wenigstens Tonerde- oder Quarzsandpulver als
Füllstoff enthält.
Die Isolierschicht kann bei etwa 150°C ausgehärtet werden, so daß nicht die Gefahr einer Beschädigung der
CdS-Schicht besteht. Insbesondere eignet sich die erfindungsgemäße Isolierung für eine automatische
Herstellung. Da Tonerde- oder Quarzsandpulver als Füllstoff verwendet wird, lassen sich gute Siebdruckergebnisse
beim Aufbringen der Isolierschicht erzielen. Gleichzeitig wird der Expansionskoeffizient der Isolierschicht
klein gehalten und für eine gute Verbindung zwischen der Isolierschicht und einer aufgedampften
Metallelektrode gesorgt.
Vorzugsweise beträgt der Anteil des Füllstoffs 40 bis
80 Gew.-% und der Durchmesser der Partikel des Füllstoffs 1 bis 10 μπι, um die Fließfähigkeit des Harzes
während der Aushärtung zu steuern. Die Verarbeitung dieser Epoxyharze mit den Füllstoffen kann langer als
30 Minuten dauern. Es ist aber auch möglich, die Epoxyharze mit den Füllstoffen innerhalb von 30
Minuten bei einer Temperatur von weniger als 150° C vollständig auszuhärten. Die ausgehärtete Schicht muß
eine gleichmäßige Dicke von 20 bis 30 μιη haben und kann ohne weiteres löcherfrei hergestellt werden.
Weitere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung. Auf der
Zeichnung ist die Erfindung beispielsweise veranschau-
licht, und zwar zeigi
Fig. I cine Draufsicht auf eine Matrix aus phololcilenden
Zellen gemäß der Erfindung und
Fig. 2 in vergrößertem Maßstab eine schematische
Darstellung einer bei der in F i g. 1 dargestellten Matrix verwendeten photoleitendcn Zelle,
Die Zeichnung zeigt ein keramisches Substrat J aus Tonerde, auf das eine Schicht von photoleitenden
CdS-Zellcn 2 aufgebracht und im Siebverfahren gedruckt wird. Eine Vielzahl von Zellen 2 ist in
regelmäßigen Abständen voneinander in den Richtungen X und Y 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.
Die Elektroden 5 sind ebenfalls Aufdampfschichten, sie bestehen jedoch aus einer Te-Legiei ung und stehen
mit der CdS-ZeIIe 2 in Sperrkoniakt.
Wie in Fig. 2 deutlich dargestellt, ist zwischen den
Elektroden 3 und 4 eine Isolierschicht 6 angeordnet. Diese Isolierschicht 6 besteht aus einem Einkomponenten-Epoxyharz,
das 70 Gew.-% Quarzsandpulver mit einem Partikeldurchmesser von 2 bis 3 μΐη enthält.
Diese Isolierschicht ist im Siebverfahren auf der die X-Achse der Matrix bildenden Elektrode 3 aufgebracht.
Venn das Harz 30 Minuten lang auf 150°C gehalten worden ist, wird es zu einer harten Isolierschicht mit
einer gleichmäßigen Dicke von 20 bis 30 μΐη, die keine
Löcher aufweist.
Auf dieser Isolierschicht 6 wird die zweite Elektrode 4 aus einer Sn-Legierung durch Aufdampfen hergestellt,
die eine die -Y-Achse kreuzende K-Achse bildet.
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 V-Achsen auf, wobei die X-Achsen
und die V-Achsen kubische Kreuzungen bilden, bei denen die Isolierschichten 6 an den Punkten eingelagert
sind, an denen sich die Achsen treffen.
fine zweite Ausführungsform der Matrix ist auf die gleiche Weise gebaut wie die erste. Bei dieser
AusHihrungsform sind jedoch die Elektroden so ausgebildet, daß die Elektroden der X- und der
V-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.
Bei den beschriebenen Ausführungsformen sind die X-Achsen negativ und die V-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 V-Achsen verbunden sind,
wodurch diese Achsen negativ werden.
Der Gesamtaufbau einer vierten Ausführungsform ist der gleiche wie bei den oben beschriebenen Ausführungsformen.
In diesem Fall ist das die Isolierschicht bildende Epoxyharz ein Zweikomponentenharz, das aus
einem Harz und einem Härtungsmittel besteht. Das Harz und das Härtungsmittel sind mit Füllstoffen aus
Quarzsandpulver gemischt, das 40 Gew.-% beträgt, und Partikeldurchmesser von 1 bis 10 μπι aufweist. Die aus
diesem Zweikomponenten-Epoxyharz gebildete Isolierschicht ist ebenso wirksam wie die aus einem
Einkomponenienharz bestehende Isolierschicht.
Bei den oben beschriebenen Ausführungsformon waren die Füllstoffe im Epoxyharz Quarzsandpulver.
Bei einer fünften Ausführungsform ist der Quarzsand durch ein Tonerdepulver mit einem Partikeldurchmesser
von 1 bis ΙΟμιη ersetzt, das 40 bis 80 Gew.-u/o
beträgt.
Die aus Epoxyharz mit Füllstoffen aus pulverisierter
Tonerde bestehende Isolierschicht kann auch wirkungsvoll zum Aufbau von Matrizen der ersten bis vierten
Ausführungsform verwendet werden.
Bei den vorgenannten Ausführungsforrncn eins bis fünf sind entweder die Elektroden der X-Achse oder die
der Y- Achse oder beide Aufdampfelektroden aus einer Sn-Legierung. Bei der sechsten Ausführungsform ist
diese Sn-Legierung durch eine entsprechende Legierung aus Al, Au bzw. Ni ersetzt.
Somit bestehen bei der sechsten Ausführungsform jeweils die Elektroden der X-Achse bzw. die der
V-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 vollständiger 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, Ni bzw. Al als Elektrode verwendet werden.
Daher weist in der siebenten Ausführungsform die Matrix mit dem gleichen Aufbau wie die Ausführungsformen eins bis sechs Elektroden der X-Achse bzw. der
V-Achse auf, die aus Sn, Au, Ni bzw. Al bestehen und
durch Aufdampfen in direktem Kontakt mit den CdS-Zellen stehen.
In weiteren Ausführungsformen werden anstelle der CdS-Zellen photoleitende Zellen aus CdSe oder PbS
verwendet.
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 V-Achse an jedem Kreuzungspunkt angeordnete
Isolierschicht aus Epoxyharz besteht, das bei verhältnismäßig niedrigen Temperaturen von weniger
als 1500C 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 Diodencharakteristik sich bei hohen Temperaturen ändern würden, bei denen die elektronischen Bestandteile nicht von Hitze betroffen werden. Aus dem gleichen Grund tritt keine Verformung des Substrats durch Hitze auf. Darüber hinaus sind Epoxyharze zu niedrigen Preisen im Handel erhältlich, was zu einer wirtschaftlichen Herstellung führt.
Auf diese Weise erhält man Matrizen mit nicht hitzebeständigen elektronischen Bestandteilen, insbesondere mit photoleitenden CdS-Zellen, deren Zusammensetzung und Diodencharakteristik sich bei hohen Temperaturen ändern würden, bei denen die elektronischen Bestandteile nicht von Hitze betroffen werden. Aus dem gleichen Grund tritt keine Verformung des Substrats durch Hitze auf. Darüber hinaus sind Epoxyharze zu niedrigen Preisen im Handel erhältlich, was zu einer wirtschaftlichen Herstellung führt.
2. An den Kreuzungsstellen tritt kein Kurzschluß auf, da die Isolierschicht eine Dicke von 20 bis 30 μιη
erreicht und keine Löcher in einer solchen Schicht vorhanden sind.
3. Da die die Isolierschicht bildenden Harze Füllstoffe, wie Tonerde- oder Quarzsandpulver, 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 größer 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.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (5)
1. Matrix aus 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 Verbindungselektroden, die sich in Richtung der X-Achse erstrecken,
und mit zweiten jeweils die anderen Elektroden der Zellen miteinander verbindenden gemeinsamen
Verbindungselektroden, die sich in Richtung der V-Achse erstrecken, dadurch gekennzeichnet,
daß jeweils zwischen den ersten (3) und zweiten Verbindungselektroden (4) an den von ihnen
gebildeten kubischen Kreuzungen eine Iso'ierschicht
(6) aus einem zu den Epoxyverbindungen gehörenden Harz angeordnet ist, das wenigstens Tonerdeoder
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
I bis 10 μιη 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 F.DOxyharz ist.
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- 1973-10-01 DE DE2349233A patent/DE2349233C3/de not_active Expired
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR2517887A1 (fr) * | 1981-12-07 | 1983-06-10 | United Kingdom Government | Procede de polarisation d'un detecteur photoconducteur, appareil de detection et detecteur photoconducteur |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE2349233A1 (de) | 1974-04-18 |
| GB1401923A (en) | 1975-08-06 |
| US3900883A (en) | 1975-08-19 |
| JPS5123870B2 (de) | 1976-07-20 |
| JPS4957784A (de) | 1974-06-05 |
| DE2349233C3 (de) | 1978-04-13 |
| CA1006957A (en) | 1977-03-15 |
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