DE2551956C3 - Photoempfindliche Matrix mit einem Substrat - Google Patents
Photoempfindliche Matrix mit einem SubstratInfo
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Description
Die Erfindung betrifU eine photoempfindliche Matrix
mit einem Substrat, auf dem Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter bildende, streifenförmige Leiterbahnen sowie mit
jeweils einem Gleichrichter in Reihe liegende Photowiderstände angeordnet sind, die je einen Zeilenleiter
mit je einem Spaltenleiter verbinden. Eine solche Matrix mit einem AI2O3-Substrat ist aus der DE-OS 23 49 233
bekannt; sie wird vorzugsweise als Lochkartenleser eingesetzt.
Lochkartenleser liefern Falschsignale, wenn bei Beleuchtung eines bestimmten Matrixpunktes auch
benachbarte Punkte, an denen die auszulesende Lochkarte gar nicht gelocht ist. Licht empfangen und
damit ebenfalls ansprechen. Diese störende Überstrahlung suchte man bisher durch eine Reihe von teilweise
recht aufwendigen und raumbeanspruchenden Maßnahmen, beispielsweise durch Bildung von Lichtkanälen
direkt vor den einzelnen Matrixelementen und gleichzeitiger Ausleuchtung der Matrix mit einem möglichst
parallelen Lichtstrahlbündel zu verhindern (DE-AS 22 29 047). Dennoch läßt die optische Isolation der
einzelnen lichtempfindlichen Matrixzellen in vielen Fällen noch immer zu wünschen übrig.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, durch eine einfache Maßnahme dafür zu sorgen,
daß die einzelnen Matrix-Photowiderstände bei der optischen Ansteuerung benachbarter Photowiderstände
praktisch nicht beeinflußt werden. Zu diesem Zweck ist bei einer Matrix der eingangs genannten Art erfindungsgemäß
vorgesehen, daß das Substrat im spektralen Empfindlichkeitsbereich der Photowiderstände
wenigstens angenähert lichtundurchlässig ist.
Die Erfindung geht von der folgenden Beobachtung aus:
Es hat sich herausgestellt, daß die Überstrahlung nicht nur durch Streulicht im Raum vor den Photowiderständen,
sondern zu einem nicht vernachlässigbaren Teil auch durch Lichtleitung im Substrat der Matrix
verursacht wird. Die bislang verwendeten Substratwerkstoffe — A^Oj-Keramiken für Dickschichtschal-
tungen (AI2O3-Gehalt höher als 93%), Keramiken vom
Typ Ker221 sowie spezielle alkalifreie Aufdampfgläser — sind durchwegs gute Lichtleiter. So hat beispielsweise
eine für Photowiderstände normalerweise verwendete weiße AI2O3-Keramik von 1 mm Dicke eine Lichttransmission
von etwa 50%.
Bei einer erfindungsgemäßen Matrix trägt das Substrat nicht mehr zu dem störenden Übersprechen
bei, so daß sich in Verbindung mit geeigneten Vorkehrungen zur Lichiführung im Raum vor der
Matrix eine ausgezeichnete optische Trennung der einzelnen Lichtsensoren erzielen läßt Im Einzelfall
erhält man auch dann noch brauchbare Werte, wenn man sich mit weniger aufwendigen Lichtbündelungsmaßnahmen
begnügt und beispielsweise in den die Matrix beaufschlagenden Lichtstrahlen gewisse Divergenzen
zuläßt
Als Substratwerkstoffe eignen sich besonders schwarz eingefärbte Keramiken; vor allem hat sich mit
Fe2O3 versetztes AI2O3 bewährt, das in dem von üblichen
Photowiderständen wie CdSe, CdS, ZnS überstrichenen
Spektralbereich (ca. 0,25 μπι bis 1 μπι) opak ist und sich
ferner als Trägersubstanz für Photoleiter eignet, die
nach dem Thermodiffusionsverfahren hergestellt werden. Vor allem diffundieren aus der Aluminiumoxydkeramik
in die photosensitiven Schichten keine Verunreinigungen, die die Photoleihrog zerstören könnte.:
Die Erfindung soll nun an Hand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher
erläutert werden.
Die Figur zeigt einen Lochkartenleser in einer teilweise weggebrochenen Draufsicht Der Leser
enthält im einzelnen ein Substrat 1, auf dem eine Matrix aus Spaltenleitern 2 und Zeilenleitern 3 aufgetragen ist
Jeder Zeilenleiter überschneidet jeden Spaltenleiter in einem mit einer Isolierschicht 4 versehenen Kreuzungspunkt 5 und ist im Bereich dieses Kreuzungspunktes
über eine in Reihe mit einem Photoleiter 6 geschaltete Diode verbunden. Die Diode liegt in vorlegendem Fall
zwischen Photowiderstand und Zeilenleiter.
Die Matrix besteht aus folgenden Materialien: Die Leiterbahnen sind aus Au, die Photowiderstände aus
CdS, die Dioden aus Se, die Isolierschichten aus einem füllstofffreien hochthixotropen Zweikomponenten-Epoxydharz
und das Substrat aus einer mit Fe2O3
schwarz eingefärbten AI2O3-Keramik.
Das Substrat kann als Träger für Photowiderstände dienen, die nach dem Thermodiffusionsverfahren
hergestellt werden. Die Keramik bleibt insbesondere bei Temperaturen bis 700°C formstabil, gibt keine schädlichen
Fremdstoffe, vor allem keine Alkalimetalle, an die photoempfindlichen aufgedampften Schichten ab und
ist inert gegen diejenigen Substanzen, die beim Thermodiffusionsverfahren als Träger von Dotierungsmaterialien dienen (CdS, CdSe, CdCl2, InCI2).
Die optische Qualität des Keramiksubstrats läßt sich einfach prüfen: Man stellt auf der Keramik einen
Photowiderstand her und beansprucht dieses Bauelement mit beispielsweise 100° C, 1000 V/cm und 0 lux. Bei
ungenügender oder unregelmäßiger Einfärbung steigt der Dunkelstrom mit einer Exponentialfunktion bis zur
Zerstörung des Widerstandes an.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
Claims (3)
1. Photoempfindliche Matrix mit einem Substrat,
auf dem Zeilenleiter bzw. Spaltenleiter bildende, streifenförmige Leiterbahnen sowie mit jeweils
einem Gleichrichter in Reihe liegende Photowiderstände angeordnet sind, die je einen Zeilenleiter mit
je einem Spaltenleiter verbinden, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) im spektralen
Empfindlichkeitsbereich der Photowiderstände (6) wenigstens angenähert lichtundurchlässig ist
2. Matrix nach Anspruch 1, mit einem aus Keramik bestehenden Substrat, dadurch gekennzeichnet, daß
die Keramik schwarz eingefärbt ist
3. Matrix nach Anspruch 2, mit einem Substrat aus AfeCb-Keramik, dadurch gekennzeichnet, daß die
Keramik mit Fe2O3 eingefärbt ist
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