DE2707129A1

DE2707129A1 - Photoverstaerker

Info

Publication number: DE2707129A1
Application number: DE19772707129
Authority: DE
Inventors: Kyler Fischer Nelson
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1976-03-31
Filing date: 1977-02-18
Publication date: 1977-10-13
Also published as: JPS52132689A; US4119840A; GB1580831A

Description

XEROX CORPORATION
Rochester N.Y./USA

PHOTOVERSTÄRKER

Die Erfindung betrifft das Gebiet der feldinduzierten Injektionsströme an isolierenden Schichten und insbesondere Einrichtungen mit hoher Ausbeute dieser Ströme, die besonders schnell ansprechen, wenn die isolierende Schicht in Kontakt ist mit einer Vorspannung erzeugenden Einrichtung und einer Photoleiterschicht und auf den Photoleiter dann Licht auftrifft·

Licht wird physikalisch betrachtet, als habe

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es Eigenschaften der Wellenbewegung und Eigenschaften von Energiepartikeln· Die Energiepartikeleigenschaft wird dem Lichtquant zugemessen. Wenn allgemein gesagt ein Lichtquant auf ein Photoleitermaterial auftrifft, entsteht ein Ladungsträgerpaar mit einer negativen Ladung und einer positiven Ladung· Typischerweise bewegt sich der eine der Ladungsträger im Photoleitermaterial, wenn das Lichtquant auftrifft, während der andere Ladungsträger praktisch am Platz seiner Entstehung bleibt« Der negative Ladungsträger wird allgemein als Elektron bezeichnet, während der positive Ladungsträger üblicherweise als Loch bezeichnet wird. Es wurde ermittelt, daß, wenn Licht auf ein Photoleitermaterial auftrifft, ein Lichtquant benötigt wird, um ein Ladungsträger paa- zu erzeugen· Somit hat der maximale Quantenwirkungsgrad, ausgedrückt als Zahl von Ladungsträgerpaaren, die durch Lichtquanten erzeugt werden, den Höchstwert von 1, Üblicherweise ist der Quantenwirkungsgrad aber kleiner als 1·

IM nun eine Photoverstärkung zu erhalten, die den Wert 1 übersteigt, hat es sich als notwendig erwiesen, daß ein Ohmscher Eontakt vorhanden ist, z.B. ein Ladungsreservoir an der Übergangs fläche von Metall auf den Photoleiter· Weiter bestand die Meinung, daß mit einem Sperrkontakt zum Photoleiter, z.B. einer nicht Ohmsehen Berührung mit einer Schottky-Energiesperre an der Übergangsfläche Metall - Photoleiter, PhotoverStärkungen von mehr als Eins nicht erzielbar sind· Es wird hierzu verwiesen auf "Photoconductive Gain Greater than Unity in CdSe Films with Schottky Barriers at the Contacts", R«R· Mehta and B.S. Sharma, J« Appl· Phys.. Vol. 44, No. 1, Jan· 1973. Nach diesem Artikel waren die Autoren in der Lage, eine Photoverstärkung größer als Eins mit Goldelektroden su er-

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zielen, die mit dem Photoleiter in Berührung sind, wobei die Goldkontakte nicht ohmisch gemacht sind mit einer Schottky-Energiesperre zwischen der Elektrode und dem Photoleiter, und wobei die verwendete Bestrahlung des Photoleiters mit einem schmalen Frequenzband durchgeführt wurde. Absichtlich wurde zwischen die Goldelektrode und den Photoleiter keine Isolierschicht eingebracht.

Leitung durch eine körperlich vorhandene, elektrisch isolierende Sperre wird berichtet in "Thermally Assisted Tunneling in Dielectric Films¹*, G.G. Roberts and J.I. Polanco, Phys. Stat. Sol, (a). 1, 409, (1970). Die Autoren berichten in diesem Artikel über Entdeckungen über die Beziehung zwischen der angelegten Spannung und dem fließenden Strom an einer isolierenden organischen Schicht, die zwischen die zwei Elektroden eingefügt ist. Es wird keine Photoleiterschicht verwendet, und auch Photoverstärkung wird nicht erwähnt.

Leitung durch eine Halbleiterschicht, die an eine wenige Atome starke Schicht eines isolierenden Materials angrenzt, ist theoretisch vorhanden nach dem Artikel "The Physical Review B", F. Schmidlin, J_-, 4, Seiten 1583 -1587 (1970).

In der US-PS 3 732 429 ist die Verwendung einer organischen Isolierschicht beschrieben, die mit einem Photoleiter in Berührung ist, um eine höhere Dunkelimpedanz in Verbindung mit einer Flüssigkristallschicht au erzielen. Diese drei Sohichten sind zwischen ein Elektrodenpaar eingelegt. Ferner ist in der nicht vorveröffentlichten US-Anmeldung Nr. 489 285 ein Verfahren zur Erzielung einer Photostromverstärkung an einer isolierenden Schicht vorgeschlagen, die mit einer Photoleiterschicht in Berührung ist,

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wobei diese beiden Schichten zwischen einem Elektrodenpaar angeordnet sind. Photostromverstärkung und thermische Tunnelbildung durch die Isolierschicht werden nach kurzer Zeitverzögerung erhalten, wenn Licht, auf das die Photoleiterschicht anspricht, auf die Schicht auftrifft, während an die beiden Elektroden ein elektrisches Potential angelegt ist. Um eine PhotoStromverstärkung in unmittelbare Reaktion auf die aktivierende Strahlung zu erhalten, wird die Photoleiterschicht unter gleichzeitiger Anwesenheit eines elektrischen Feldes ständig mit Licht von geringer Intensität bestrahlt. Das schwache Licht erzeugt ausreichend viele Paare von Löchern und Elektronen im Photoleiter, so daß in der Grenzschicht zwischen Isolator und Photoleiter die Elektronenwanderung und der Ladungsaufbau stattfindet. Der Ladungsaufbau selbst ist noch nicht ausreichend stark, um eine Photostromverstärkung zu bewirken. Er ist jedoch hinreichend, um eine sofortige thermische Tunnelbildung durch die Isolierschicht und eine Photostromverstärkung hervorzurufen, wenn Licht mit größerer Intensität auf den Photoleiter trifft.

Die vorstehenden Ausführungen lassen erkennen, daß es wünschenswert ist, eine Einrichtung zur Erzeugung einer Photostromverstärkung in unmittelbarer Folge auf das Auf treffen einer aktivierenden Lichtstrahlung mit nur einer Intensität zu schaffen. Aufgabe der Erfindung ist es deshalb, eine Photoleitereinrichtung zu schaffen, die, unmittelbar auf ihre Belichtung ansprechend, einen verstärkten Photostrom abgibt. Sine derartige Einrichtung kann als elektrische Schaltvorrichtung Verwendung finden. Sie kann in Kombination mit verschiedenen bilderzeugenden Schichten auch die Abbildung derartiger Schichten verbessern.

Die Lösung dieser Aufgabe geschieht grob gesagt

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dadurch, daß zwischen eine Isolierschicht und eine Fhotoleiterschicht Mittel zur Erzeugung einer Vorspannung schichtweise eingefügt werden» Zu beiden Seiten dieser Schichtanordnung werden Elektroden angeordnet, und es wird an die Schichten ein elektrisches Potential angelegt» Photostromverstärkung ergibt sich unmittelbar, wenn auf den Photoleiter Licht auftrifft, für das dieser empfindlich ist.

Wahlweise kann zwischen den Photoleiter und eine der Elektroden auch eine Bildaufnahmeschicht eingefügt werden· Sie optischen Eigenschaften der optischen Schicht werden dann durch den Photostrom verändert. Wenn das Licht auf den Photoleiter in einer bildmäßigen Gestaltung auftrifft, dann wird diese Gestaltung in gleicher Weise auf der bilderzeugenden Schicht hervorgerufen.

Zum besseren Verständnis der Erfindung wird die Erfindung nun in genauen Einzelheiten an einem Ausführungsbeispiel in Verbindung mit der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Figur 1: Eine Schemadarstellung eines erfindungsgemäßen, schnell arbeitenden Photostromverstärkers;

Figur 2: eine in Zeitabhängigkeit wiedergegebene graphische Darstellung des Photostroms der erfindungsgemäßen Vorrichtung im Vergleich zu einem älteren Vorschlag gemäß der US-Anmeldung 489 285;

Figur 3: eine schematische Darstellung einer unter Vorspannung stehenden Photostromverstärkervorrichtung, die in Verbindung mit einer bilderzeugenden Schicht gebraucht wird.

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In der Figur 1 ist die mit Vorspannung arbeitende Photostromverstärkereinrichtung oder elektrische Schalteinrichtung gemäß der Erfindung in ihrer Gesamtheit mit 10 bezeichnet« Sie enthält Elektroden 1 und 4, eine Isolierschicht 2, eine eine elektrische Vorspannung erzeugende Schicht 8 und eine Photoleiterschioht 3. Die Schicht 3 ist wenigstens zehnmal so dick wie die Schicht 2.

Elektroden 1 und 4 können aus beliebigem Werkstoff bestehen, der in der Lage sein muß, von einer Spannungsquelle 5 Potential an die Isolierschicht 2 und die Photoleiterschicht 3 anzulegen« Es eignen sich dafür Metalle wie Platin. Silber, Zinn, Aluminium, Gold, Kupfer, Indium, Gallium, leitende Metalloxyde wie Zinnoxyd, Indiumoxyd, isolierende Substrate, die mit Leiterschichten ausgestattet sind, wie NESA-Glas, das eine dünne Schicht von Zinnoxyd auf Glas trägt und von der Pittsburgh Plate and Glass Company in den Handel gebracht wird« In bevorzugten Ausführungsformen zur Erzielung einer höheren Photostromverstärkung wird die Auswahl der Photoleiter schicht, der Elektroden und der Isolierschicht vorzugsweise so angepaßt getroffen, daß die Elektroden hinsichtlich ihrer Austrittsarbeit mit den Eigenschaften der Photoleiterschicht und der Isolierschicht abgestimmt werden« Der Begriff der Austrittsarbeit ist dem Fachmann allgemein bekannt« Wenn im vorliegenden Zusammenhang von hoher Austrittsarbeit die Rede ist, handelt es sich um Materialien mit einer Austrittsarbeit von mehr als vier eV, während der Begriff niedrige Austrittsarbeit in Verbindung mit Materialien verwendet wird, deren Austrittsarbeit unter vier eV liegt«

In der genannten älteren US-Anmeldung ist bereits dargelegt, daß eine Isolierschicht, sogar eine relativ dicke Isolierschicht, in Kontakt mit dem Photoleiter einen

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verstärkten Photostrom vom Vielfachen des Primärphotostroms ergibt·

In Verbindung mit der Erfindung können viele verschiedene Isolierschichten verwendet werden. Sie kann isolierende anorganische Substanzen enthalten wie z.B. Metalloxyde, die nicht leitend sind, und isolierende organische Substanzen. Geeignet* isolierende organische Substanzen sind: Zinksulfid, Poly-(2-Propen-Anthrazen), Poly$2-Vinyl-Anthrazen), Poly [i-(2-Anthryl)-Äthyl-Methacrylatj, Phenoxy-Harz - ein thermoplastisches Copolymer mit hohem Molekulargewicht des Biphenol A und Epichlorhydrin mit einer Grundmolekularstruktur von [0C₆H₄C(CH₃J₂C₆H₄OCH₂CH(OH)CHg]_n, worin η etwa 100 ist (das vorstehende Material entspricht Isoliermaterialien mit niedrigem Ionisierungspotential von weniger als 8 eV), Polystyrol, Polyvinylcarbazol, Polyäthylen, Polycarbonat-Harzen wie z.B. LEXAN - ein thermoplastisches, carbonatverkettetes Polymer, das durch Reagieren von Biphenol A mit Phosgen von der General Electric Company erzeugt wird, verschiedene Parylene wie Polypara-Zylylen und Poly-Monochlor-Paraxylylen, ein 65/35 Gewichtsprozent Copolymer aus Styrol und n-Butylmethacrylat, ein 7Ο/3Ο Gewichtsprozent Copolymer von Styrol und Hexylmethacrylat (vorstehende Stoffe stehen für Isoliermaterialien mit hoher Elektronenaffinität von über 1,5 eV)·

Es versteht sich, daß alle geeigneten Isolierschichten verwendet werden können, ohne Rücksicht auf den Wert ihres Ionisationspotentials (Austrittsarbeit). Für spezielle bevorzugte Ausführungsbeispiele, die später noch beschrieben werden, werden die Ionisationseigenschaften der in der Isolierschicht 2 verwendeten Stoffe an die Eigenschaften der Photoleiterschicht und die Austrittsarbeit der Elektroden angepaßt· Andere typische geeignete Isolier-

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materialien für die Isolierschicht 2 enthalten: Materialien wie Polystyrol, alkyd-substituierte Polystyrole, Polyolefine, Styrol-Acryl-Copolymere, Styrol-Olefin-Copolymere, Silikon-Harze, phenolische Harze und organische amorphe Glassorten· Typische geeignete Materialien enthalten Staybelit-Ester 10, ein teilweise hydrierter Harz-Ester; Foral-Ester, ein hydrierter Harz-Triester; und Neolyn 23, ein Alkyd-Harz, sämtlich von Hercules Powder Co·; SR 82, SR 84, das sind Silikon-Harze der General Electric Corporation; Velsicol X-37 - ein Polystyrol-Olefin-Copolymer von Velsicol Chemical Corp·; hydriertes Piecopal 100 - ein hochverzweigtes Polyolefin; HP-100, hydriertes Piccopal 100, Piccotex 100, ein Copolymer aus Methylstyrol und Yinyltoluol, Piccolastic A-75, 100 und 125, - sämtlich Polystyrole, Piccodien 2215,

- ein Polystyrol-Olefin-Copolymer, sämtlich von Pennsylvania Industrial Chemical Co.; Araldit 6060 und 6071, Epoxy-Harze der Ciba; Amoco 18, - ein Poly-Alpha-Methylstyrol von Amoco Chemical Corp.; ET-693 und Amberol ST, Phenol-Formaldehyd-Harze, Äthylcellulose und Dow C4 und Methylphenylsilikon,

- sämtlich von Sow Chemical; R5O61A, ein Phenylmethyl-Silikonharz von Dow Corning; Epon 1001, ein Biphenol-Epichlorhydrin-Epoxyd-Harz der Shell Chemical Corp·; und PS-2, PS-3, beides Polystyrole und ET-693, ein Phenol-Formaldehyd-Harz von Dow Chemical; und Hirez 1085» ein Polyterpen-Harz der Tenneoo Corporation unter obiger Handelsbezeichnung·

Sie photoleitfähige Schicht 3 kann jedes geeignete Photoleitermaterial enthalten. Typische Photoleitermaterialien enthalten photoleitfähige anorganische Substanzen und photoleitfähige organisohe Substanzen. Typische anorganische photoleitfähige Substanzen enthalten sensibilisiertes Zinnoxyd, das beispielsweise durch Zufügen von Rodamin Dye sensibilisiert ist, welches von der Firma

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Dupont geliefert wird, Selen, mit Arsen legiertes Selen wie etwa Arsen-Triselenid, Tellur, Antimon oder Wismut; Cadmium-Sulfid, Cadmium-Sulfoselenid und viele andere typische geeignete anorganische photöleit fähige Substanzen entsprechend den US-PS 3 121 006 und 3 288 603. Typische geeignete organische photoleitfähige Stoffe enthalten z.B. die Kombination aus 2,5-Bi(p-Aminophenyl)-1, 3,4-Oxadiazol, das unter der Handelsbezeichnung TO 1920 von der Firma Kelle Wiesbaden zu beziehen ist, und Vinyl it TINS, ein Copolymer aus Vinylchlorid und Vinylacetat, zu beziehen von Garbide and Carbon Chemicals Company 1; und die Kombination aus 2,4,7-Triaitro-9-Fluorenon mit Polyvinylcarbazol, zu erhalten unter der Handelsbezeichnung Luvican 170 der Firma Winter, Wolf and Company, New York. Die Dicke der Photoleiterschicht 3 ist bei der Erfindung nicht kritisch, so daß jede Schichtstärke, die eine Photostromverstärkung bewirkt, verwendet werden kann·

Wie bereits früher gesagt, kann jede Kombination von Materialien für die Elektroden 1 und 4, die Isolierschicht 2 und die Photoleiterschicht 3 verwendet werden, um eine Photostromverstärkung im Sinne der Erfindung zu erzielen· Günstige Resultate werden jedoch in besonders bevorzugten Ausführungsbeispielen erhalten, wenn die Eigenschaften der Elektroden, der Isolierschicht und der Photoleiterschicht aufeinander abgestimmt sind« Das Abstimmen der Eigenschaften geschieht folgendermaßen. Wenn die Photoleitersubstanz vorwiegend eine Löcherleitung oder eine Leitung von positiven Ladungen hat und weniger eine Leitung von negativen Ladungen oder Elektronen, dann wird das Elektrodenmaterial vorzugsweise so ausgewählt, daß seine Austrittsarbeit über 4 eV liegt, während die Isolierschicht vorzugsweise ein niedriges Ionisations-

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potential von unter 8 eV aufweisen soll. Wenn dagegen die Photoleiterschicht vorzugsweise Elektronenleitung aufweist und weniger Lecherleitung, dann wird für die Elektroden ein Material mit Austrittsarbeit unter 4 eV und für das Isolierschichtmaterial ein solches mit hoher Elektronenaffinität von mehr als 1,5 eV verwendet.

Als Beispiel werden als photoleitfähige Materialien, die überwiegend positive Ladungen leiten und nicht so sehr negative Ladungen, folgende Substanzen verwendet: Photoleitfähige Legierungen wie Arsen-Triselenid und organische Substanzen wie sensibilisiertes Polyvinyl-Carbazol, das z.B. sit Selen oder Selen-Yerbindungen sensibilisiert ist, oder sensibi~Ksierende Farbstoffe»

Photoleitfähige Stoffe, die vorzugsweise negative Ladungen und weniger positive Ladungen leiten, sind sensibilisiertes Zinkoxyd in einem Bindemittel eines photoleitfähigen Schwefels, das Verbindungen wie Cadmiumsulfid und Cadmium-Sulfo-Selenid enthält· Ambipolare photoleitfähige Materialien, das sind solche, die positive und negative Ladungen gleichermaßen leiten und keine bevorzugte Leitungsart aufweisen, sind beispielsweise Selen und Selenverbindungen, die mit kleinen Mengen Arsen dotiert sind, sowie Polyvinyl-Carbazol, das eine große Menge von 2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon enthält· Wie bereits gesagt, können ambipolare Materialien mit zufriedenstellendem Ergebnis bei der praktischen Ausführung der Erfindung eingesetzt werden·

Durch Versuche wurde ermittelt, daß eine Photostromverstärkung bei der praktischen Ausführung der Erfindung erzielt wird, wenn das Dickenverhältnis der Photoleiterschicht zur Isolierschicht wenigstens etwa 10 χ 1 oder mehr beträgt·

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Alle geeigneten Vorspannmittel 8 können zwischen die Isolierschicht 2 und die Photoleiterschicht 3 eingebracht werden. Typisch ist eine dünne Schicht eines leitenden oder halbleitenden Materials, dessen elektrische Leitfähigkeit größer ist als die des verwendeten Photoleitermaterials. Wenn beispielsweise das Photoleitermaterial Arsen-Triselenid ist, dann kann als Vorspannschicht jedwedes Material verwendet werden, das einen geringeren Widerstand aufweist wie etwa Aluminium, Beryllium, Cadmium, Kupfer, Gold, Indium, Eisen, Lithium, Nickel, Platin, Kalium, Selen, Silber, Zinn, Zink, Mischungen und Verbindungen dieser Stoffe. Geeignete Halbleiter sind Indium-Antimonid, Indium-Arsenid, Gallium-Arsenid und Galliumphosphid.

Als Vorspanneinrichtung kann auch eine Ladungsschicht (Ionen) benützt werden, die zwischen den Isolator 2 und den Photoleiter 3 eingeschlossen wird.

Für den praktischen fall wird das für die Vorspannungsschicht 8 verwendete Material so gewählt, daß es leicht in dünnen Schichten aufgebracht werden kann, die gelegentlich wenigstens zum Teil transparent sind. Bevorzugte AusfUhrungsformen für schnell ansprechende Photostromverstärkervorrichtungen 10 verwenden Gold- und Selenschichten als Vorspannungsschichten 8.

Sie erhöhte Leitfähigkeit der Vorspannungsschicht 8 im Vergleich zur Photoleiterschioht bewirkt, daß an der Trennfläche zwischen Photoleiterschicht 3 und Isolator 2 im Bereich der Vorspannungsschicht 8 eine Ladung aufgebaut wird, wenn die Elektroden 1 und 4 an Spannung gelegt werden und die Austrittsarbeit der Vorspannungseinrioh-

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tung 8 anders ist als die der Elektrode 1. Wenn die Elektroden 1 und 4 an eine felderzeugende elektrische Energiequelle angeschlossen sind, wie sie bei 5 in Figur 1 dargestellt ist, ist der Ladungsaufbau größer und tritt auch dann auf, wenn die Austrittsarbeit der Vorspannungsmittel 8 und der Elektrode 1 im wesentlichen gleich sind«,

Für beste Funktion der erfindungsgemäßen Einrichtung sollte das Verhältnis der Austrittsarbeit zwischen Elektrode 1 und Vorspannungsschicht 8 so gewählt sein, daß im Bereich der Vorspannungsschicht 8 Elektronen sich anhäufen, wenn vorzugsweise ein elektronenleitender Photoleiter verwendet wird, und daß sich positive Ladungen im Bereich der Vorspannungsschicht 8 anhäufen, wenn es sich beim Photoleiter um einen vorzugsweise löcherleitenden Stoff handelt«

Wie bereits in der älteren Anmeldung Serial No. 489 285 dargelegt, ruft Licht 6, das in einer normalen Photostromverstärkereinrichtung durch die transparente Elektrode 4 auf die Photoleiterschicht auftrifft, einen Stromfluß durch den Photoleiter hervor, so daß sich an der Trennfläche zwischen Photoleiter und Isolator eine Ladung aufbaut, bis diese hinreichend groß ist, daß durch den Isolator eine thermische Tunnelbildung hervorgerufen wird, so daß eine PhotoStromverstärkung erreicht wird· Dies bedeutet eine Verzögerung im Auftreten des Photostroms, nachdem Licht auf den Photoleiter aufgetroffen ist, solange eben der Ladungsaufbau stattfindet« Abhängig von der Stärke des aktivierenden Lichtes, ist die Verzögerung bei typischen Vorrichtungen zwischen 1/2 Sekunde (bei Lichtintensität von 1.61 χ 10¹⁵ Photonen/cm /s) bis etwa 5 Sekunden (bei Lichtintensität von 9.26 χ 10 Photonen/cm /s)_f Bei einer Photostromverstärkervorrichtung mit einer etwa 8/U dicken Arsen-Triselenid-Photoleiterechicht, die in Eontakt ist mit einer Phenoxy-

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Isolierschicht von 100 A bei einer anliegenden Spannung von etwa 120 V zwischen einer Indiumoxyd- und einer Goldelektrode. Man hat festgestellt, daß ein Ladungsaufbau benötigt wird, der ausreicht, um eine Feldstärke von 3 x 10 V/cm hervorzurufen, bevor bei dieser Ausführung ein Photostrom auftritt.

Bei der Erfindung übernimmt der Ladungsaufbau, der durch die Vorspannungsschicht 8 bewirkt wird, wenigstens zum Teil die Stelle des früher für den Tunneldurchbruch benötigten Ladungsaufbaus_# Wenn Licht 6 auf den Photoleiter 3 in einer Einrichtung gemäß der Erfindung auftrifft, die im übrigen der vorstehend beschriebenen entspricht, dann läßt sich ein verstärkter Photostrom ohne Verzögerung beobachten·

Figur 2 zeigt das typische Photostromverhalten über der Zeit aufgrund der Belichtung einer herkömmlichen Einrichtung und der Einrichtung nach der Erfindung.

Im Augenblick t_Q, in welchem der Lichteinfall beginnt, ist bei der herkömmlichen Vorrichtung der primäre stationäre Photostrom zu beobachten. Im Augenblick t. geht der Photostrom dann in den Verstärkungsbetrieb über und steigt an, bis die maximale Stromverstärkung erreicht ist· Im Augenblick tp wird das Licht abgeschaltet. Der Strom fällt ab und kehrt auf seinen Dunkelstromwert zurück. Bei wiederholten Versuchen an verschiedenen Ausführungsbeispielen konnte festgestellt werden, daß für jede einzelne Vorrichtung die Menge oder Gesamtladung, die durch den Photoleiter hindurch geleitet werden muß, bevor die Photostromverstärkung des Sekundärstroms einsetzt, praktisch konstant ist (etwa 0.6/uC/om ) und praktisch unabhängig von der Belichtung sowie der angelegten Spannung· Bei den einzelnen Ausführungsformen wurde also ein Feld von 3 x 10 V/om an der Isolier-

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schicht aufgebaut, bevor die Photostromverstärkung beobachtet werden konnte.

Die Darstellung der Figur 2 läßt erkennen, daß der sekundäre Photostrom größer als der Primärstrom ist« Dieser Teil des Photostroms wird als verstärkter Photostrom bezeichnet· Nach der Theorie erregt bei der herkömmlichen Vorrichtung Erregerlicht den Photoleiter und erzeugt dabei Ladungsträgerpaare, von denen die positive Ladung zur negativen Elektrode und die negative Ladung zur positiven Elektrode hin wandern· Alle Ladungen einer Polarität sammeln sich an der Grenzfläche des Photoleiters mit der Elektrode, mit der der Photoleiter in Berührung ist, während die Ladungen der anderen Polarität sich an der Grenzfläche zwischen isolierender Schicht und Photoleiter ansammeln. Im Augenblick t₁ ist die an diesen Grenzflächen angesammelte Gesamtladung ausreichend groß, so daß sie an der Isolierschicht die kritische elektrische Feldstärke (etwa 3 x 10 V/cm) hervorruft· In diesem Punkt erhält die Ladungsinjektion in das Valenzbandes Isoliermaterials durch thermisch unterstützte Tunnelwirkung Bedeutung· Die Geschwindigkeit der tunnelbildenden Ladungen in der Isolierstoffschicht ist sehr hoch, so daß die Zufallsmöglichkeit der Rekombination mit Ladungen entgegengesetzter Polarität klein ist· Da das anregende Licht dafür sorgt, daß mehr Ladungen an der Grenzfläche erzeugt werden, steigt das elektrische Feld an der Isolierstoffschicht an. Dadurch wird die isolierende Schicht für Tunnelentladungen noch durchlässiger, und der verstärkte Strom steigt so weit an, bis Bildung und Rekombination der Ladungen im Gleichgewicht sind· Experimentelle Ergebnisse stimmen im wesentlichen mit diesen theoretischen Überlegungen überein und machen deutlich, daß bei jeder speziellen Anordnung der maximale verstärkte Photostrom proportional zum Quadrat der angelegten Spannung ansteigt.

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Bei der Erfindung nun unterstützt die Vorspannungseinrichtung 8 den Ladungsaufbau von etwa 3 χ 10 V/ cm an der Grenzfläche des Photoleiters zur Isolierstoffschicht, so daß der verstärkte Photostrom sehr schnell auftritt, wenn aktivierendes Licht auf den Photoleiter auftrifft· Aus der Figur 2 ist wiederum zu ersehen, daß im Augenblick des Einschaltens des Lichts zum Zeitpunkt t_Q der verstärkte Photostrom (Erfindung) unmittelbar auftrifft und etwa denselben Spitzenwert erreicht, den auch der verstärkte Photostrom bei der bekannten Vorrichtung bereits erreicht hat, jedoch eher« Der verstärkte Photostrom (Erfindung) fällt nach derselben Kurve ab wie derjenige bei der bisher bekannten Vorrichtung, wenn das Licht im Zeitpunkt t₂abgesehaltet wird.

Bei der Erfindung ersetzt der Ladungsaufbau an der Grenzschicht des Photoleiters zur isolierenden Schicht durch die Vorspannungseinrichtung 8 wenigstens zum überwiegenden Teil den vor dem Eintritt des Verstärkungsfalls erzeugten Ladungsanteil, der durch den Primärstrom bei der bekannten Vorrichtung hervorgerufen werden muß, und beseitigt damit die Verzögerung zwischen t_Q und dem Auftreten des verstärkten Photostroms,

Figur 2 zeigt die Kurve eines erfindungsgemäßen Ausführungsbeispiels, bei dem die Austrittsarbeit des Vorspannungsmaterials 8 und der Elektrode 1 im wesentlichen gleich sind. Es wurde beobachtet, daß bei Vorrichtungen, welche ein Vorspannungsmaterial 8 verwenden, das sich in seiner Austrittsarbeit von der Elektrode 1 unterscheidet, der verstärkte Photostrom nicht nur unmittelbar auftritt sondern dieser auch noch größer ist. Bei einem Ausführungsbeispiel, bei dem die Elektrode aus Aluminiumoxyd besteht und das Vorspannungsmaterial Gold ist, konnte ein verstärkter

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Photostrom festgestellt werden, der wenigstens fünfmal größer als der Photostrom einer bekannten Vorrichtung ist«

Aus der Darstellung der Figur 2 wird deutlich, daß mit der Erfindung ein schnell arbeitender elektrischer Schalter geschaffen werden kann, in welchem der verstärkte Photostrom sofort bei Einschalten des anregenden Lichtes auftritt und der Strom im Anschluß an das Abschalten des anregenden Lichtes erlischt« Die Erfindung läßt sich folglich sehr gut in Verbindung mit Bildträgerschichten, Materialien und Einrichtungen verwenden, die entweder elektrische Felder, Ladungsinjektion oder Stromfluß für die Bilderzeugung einsetzen·

Figur 3 zeigt schematisch eine Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Bildträgerschicht 7 vorhanden ist, Figur 3 zeigt, daß die vorgespannte Vorrichtung 11 für Verstärkung des Photostroms derjenigen aus Figur 1 völlig gleicht, außer daß die Bildträgerschicht 7 zwischen die Photoleiterschicht 3 und die Elektrode 4 eingefügt ist. Die Bildträgerschicht 7 kann in gewöhnlicher Weise eine Einfachschicht oder eine kombinierte Schicht sein· So kann beispielsweise die Bildträgerschicht 7 aus Flüssigkristallmaterial bestehen, die in den Bereichen des Stromflusses eine dynamische Streuung ergibt« Die Elektroden 1 und 4 können in Bildkonfiguration gestaltet sein, um bildmäßig gestalteten verstärkten Photostrom hervorzurufen. Es kann aber auch das anregende Licht 6 bildmäßige Konfiguration haben, woduroh der durch die Anregung entstehende Photostrom in den Bereichen die Bildträgersohicht 7 anregt, in denen die Photoleiterschicht 3 vom anregenden Licht getroffen wird· In einer typischen, schnell wirkenden Vorrichtung für verstärkten Photostrom gemäß der Erfindung sind die Elektroden 1 und 4 vorzugsweise transparent.

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Zum Zweck einer genaueren Erläuterung des Flüssigkristallmaterials, sowie der Verfahren und Vorrichtungen für dessen Anwendung, um Licht diffus zu streuen oder dynamisch zu streuen, womit eine Bilderzeugung erzielt wird, wird auf die US-Patentschriften 3 592 527, 3 722 und 3 761 172 verwiesen. Derartige Flüssigkristallsubstanzen enthalten nematische Mesophasen und Mischungen aus nematischen und cholesterischen Mesophasen, in denen eine angelegte Spannung stellenweise die Streuung und stellenweise Lichtdurchlaß oder Lichtreflexion erzeugt.

Bildträger schicht en und Einrichtungen, die sich in Verbindung mit der schnell wirkenden Photostromverstärkungsvorrichtung gemäß der Erfindung verwenden lassen, sind alle diejenigen, die bildmäßig sich gestalten lassen durch Zuführen einer Spannung, durch die die Schicht entweder in den Einfluß eines elektrischen Feldes, eines Stroms oder eines Ladungsträgerflusses gerät oder Ladungen eingefangen werden, wie z.B. in der US-PS 3 645 729·

Die bilderzeugende Schicht 7 kann jede geeignete Bildwiedergabeschicht sein wie z.B. eine elektrochromische Anzeige» Derartige Dinge sind dem Fachmann bekannt und werden hier nicht näher erläutert. Es gehören dazu ausgewähltes Elektroplattieren, pH-Wertänderungen in chemischen Verbindungen, die zu Farbveränderungen führen, Reduktions-Oxydationsreaktionen wie z.B. die Bildung von Oxyden in Übergangsmetallen und die gesamte Gruppe der Stoffe, die ihre optischen Eigenschaften ändern als Folge von ihnen eingefangener elektrischer Ladungen.

Typische Auswirkungen auf dem Sektor der

Flüssigkristalle sind z.B. die optisch negative zur optisch positiven Phasentransformation gemäß US-PS 3 652 148, die

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gedreht nematische zur nematischen Transformation gemäß US-PS 3 731 986, die Grandjean in fokalkonische Textur-Transformation gemäß US-PS 3 642 348 und die Wirkungen des nematischen Feldes_y wie sie als einaxiale und biaxiale Transformationen in der US-PS 3 687 515 beschrieben sind. Allgemein gesagt treten Wirkungen der flüssigkristalle bei der Anwendung der Erfindung auf, wenn der Photoleiter einen Dunkelwiderstand hat, der ausreichend größer ist als der Widerstand des Flüssigkristallmaterials, so daß das am Flüssigkristallmaterial herrschende elektrische Feld unter der Grenze liegt, die für eine Bilderzeugung benötigt wird, und (2) bei Licht der Widerstand des Photoleiters auf einen Wert abnimmt, der niedrig genug ist, so daß das am Flüssigkristall wirksam werdende elektrische Feld ausreicht, um den Feldeffekt hervorzurufen·

Der Fachmann erkennt, daß der mit der Erfindung erzielte, verstärkte Photostrom die für die Erzeugung von Bildern bei derartigen Anzeigevorrichtungen üblicherweise benötigte Lichtstärke herabsetzt und daß überdies ein stärkerer Strom je angelegter Spannung erzeugt wird als ohne den durch die Erfindung hervorgerufenen verstärkten Photostrom .

Die Spannungsquelle 5 ist in den Figuren 1 und 3 sohematisoh als Gleichspannungsquelle dargestellt» Die vorteilhafte Photostromverstärkung tritt nur bei Anwendung einer Gleichspannungsquelle auf. Eine Wechselspannungsquelle ergibt nicht die Photostromverstärkung, denn die dadurch hervorgerufene Schwingung der Ladungen erzeugt an der Isolierschicht im Zeitpunkt t_Q nicht das ausreichende elektrische Feld, um die Stromverstärkung hervorzurufen· Die Spannungsquelle 5 wird an die Elektroden 1 und 4 mit einer solchen Polarität angeschlossen, daß die stärker beweglichen

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Ladungsträger der Ladungsträgerpaare, welche durch das auftreffende anregende Licht in der Photoleiterschicht erzeugt werden, von der Isolierschicht wegwandern« Bei den Darstellungen in den Figuren 1 und 3 ist die Polarität der angeschlossenen GrIeichspannungsquellen so, daß die beweglichen Ladungsträger von der Elektrode 1 weg zur Elektrode 4 wandern» Wenn also der verwendete Photoleiter vorzugsweise positive Ladungen leitet, dann ist der negative Pol der Spannungsquelle 5 an die Elektrode 4 anzuschließen· Leitet hingegen der Photoleiter bevorzugt negative Ladungen, dann muß der positive Pol der Spannungsquelle 5 mit der Elektrode 4 verbunden werden«

In folgenden Beispielen werden einige bevorzugte Ausfuhrungsbeispiele der Erfindung beschrieben. Anteile oder Prozente beziehen sich dabei auf das Gewicht, sofern nicht anderes angegeben ist.

BEISPIEL I

Eine schnell wirkende Photostromverstärkereinrichtung gemäß dem Aufbau nach Figur 1 besteht aus Folgendem:

Ein mit einer dünnen, transparenten Indiumoxyd-Leiterschicht überzogenes Grlassubstrat dient als Elektrode 1. Die Elektrode wird bei ihrer Herstellung in einer Lösung von Alcanox in einem Ultraschallbad etwa 30 Minuten lang gereinigt. An dieses Reinigen schließt sich etwa 5 Minuten lang ein Spülvorgang unter laufendem heißem Wasser und anschließend 5 Minuten lang ein Spülvorgang unter laufendem deionisiertem Wasser an. Anschließend werden die Elektroden 1 Stunde lang bei etwa 60⁰O in einem Ofen luftgetrocknet ·

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Über die Indiumoxyd-Schicht der einen Elektrode wird im Tauchbeschichtungsverfahren eine Phenoxy-Isolierschicht gebreitet. Die Dicke der Phenoxy-Schicht läßt sich durch Änderung der Konzentration einer Phenoxy-Harzlösung steuern, welche 2-Methoxyäthyl-Acetat und Methyl-Äthyl-Keton enthält. Ein 1 : 1 Volumenverhältnis der beiden Lösungsmittel wird dabei verwendet, und das Phenoxy-Harz wird in einer Menge zugegeben, die etwa 0,3 ^ der fertigen Lösung ist. Die zu beschichtende Elektrode wird in die Lösung eingetaucht und mit einer Geschwindigkeit von etwa 5,6 cm/s herausgezogen. Die sich ergebende Dicke der Phenoxy-Isolierschicht wird durch Mehrfachstrahl-Interferometrie, mit einem Übertragungs-Elektronenmikroskop und durch UV-Absorbtionsmessungen auf eine Dicke von etwa 100 A bestimmt.

Die elektrische Vorspannungsschicht besteht aus Selen, das im Vakuum auf die Phenoxy-Schicht aufgebracht wird. Es wird Selen gewählt, da es eine höhere Leitfähigkeit als Arsen-Triselenid hat, welches als Photoleiterschicht verwendet wird. Die Selen-Schicht wird in einem Vakuum von

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etwa 1 χ 10 Torr durch eine Strahlungsbeheizung auf etwa 85 bis 90⁰C, bei der das Selen aus einer "Knudsen-Zelle" in Form eines TantalSchiffchens verdampft, niedergeschlagen. Die Dicke der Selenschicht wird mit Hilfe von Mehrfaohstrahlinterferrometrischen Messungen auf etwa 100 A bestimmt.

Eine aus Arsen-Triselenid bestehende Photoleiterschicht wird anschließend über die Phenoxy-Isolierschicht durch Vakuumaufdampfen aufgebracht. Die phenoxybeschichtete Elektrode wird zunächst in einem Vakuum von etwa 1 χ 10 Torr mit Hilfe von Strahlungsbeheizung auf etwa 85 bis 90⁰C während ungefähr 1 Stunde ausgebacken. Das Arsen-Triselenid wird aus einem Tantal schiffchen in Form einer "Knudsen-Zelle"verdampft. Die Dicke der Photoleiter-

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schicht wird durch die Menge des Photoleitermaterials, die in das Schiffchen eingegeben wird, gesteuert» Damit die sich einstellende Photoleiterschicht eine gleichförmige Stärke hat, wird während des Bedampf ungavorgangs ein sich drehendes Rad benützt, an dem die phenoxy-beschichtete Elektrode befestigt wird· Während des Bedampfens mit Arsen-Triselenid wird die Temperatur der phenoxy-beschichteten Elektrode auf etwa 45 bis 5O⁰C gehalten, damit die sich aufbauende Photoleiterschicht aus Arsen-Triselenid ein gutes Aussehen und gute mechanische Eigenschaften erhält· Es wird soviel Arsen-Triselenid in das Schiffchen eingegeben, daß eine Photoleiterschichtdicke von etwa 8/U entsteht, was mit Hilfe von Mehrfachstrahl-interferrometrischen Messungen bestimmt wird· Anschließend wird eine Goldelektrode auf die freie Fläche der Arsen-Triselenid-Schicht aufgedampft· Sie Goldelektrode wird dann an die negative Klemme einer einstellbaren Gleichspannungsquelle angeschlossen, während ihre positive Klemme an die Elektrode gelegt wird, die mit der Phenoxy-Isolationsschioht in Verbindung steht«

BEISPIEL II

Das in Verbindung mit Beispiel I beschriebene Verfahren wird ebenfalls ausgeführt mit der Ausnahme, daß die Substanzen zur Erzeugung der Vorspannungsschicht und für die Photoleiterschicht durch diejenigen aus der Tabelle II ersetzt werden.

II

Vorrichtung für verstärkten Vorspannungs- Material

Photostrom mit Vorspannungs- schicht

einrichtung

a Gold Polyvinyl-Carbazol

b Aluminium Zinkoxyd

c Silber Cadmium-Sulfid

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d Nickel Cadmium-Sulfo-Selenid

e Quecksilber Polyvinyl-Carbazol mit

2,4,7-Trinitro-9-Fluorenon

Weitere Beispiele zu den Vorrichtungen a bis e und der Vorrichtung gemäß Beispiel I sind im wesentlichen nach demselben Verfahren hergestellt, wie unter Beispiel I beschrieben, außer daß die isolierende Schicht besteht aus Poly (2-Propen-2-Anthrazen), Polyvinyl-Carbazol, einem 73/30 Gewichtsprozent Copolymer aus Styrol und Hexylmethacrylat oder Polystyrol.

An jede der Substanzen wird ein elektrisches Feld gelegt und eine Meßvorriohtung an den Feldschaltkreis angeschlossen, so daß die Zeit, in der der verstärkte Photostrom auftritt, festgestellt werden kann. Einfallendes Licht 6 mit einer Wellenlänge von etwa 454 nm bei einem Licht strom

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von etwa 4·58 χ 10 Photonen/cm /s wird durch die transparente Elektrode 4 auf den Photoleiter geriohtet. Sie Zeit, in der der verstärkte Photostrom auftritt, wird gegenüber der Zeit, in der das licht auf den Photoleiter trifft, beobachtet. Bei jedem Versuch trat ohne Verzögerung verstärkter Photostrom auf, wenn Licht auf den Photoleiter fiel.

BEISPIEL III

Die schnell wirkende Photostromverstärkervorrichtung ist im wesentlichen nach dem unter Beispiel I beschriebenen Verfahren hergestellt, außer daß das Vorspannungsmaterial nicht zwischen den Photoleiter und die isolierende Schicht eingebracht ist· Statt dessen wird die isolierende Schicht nach Beispiel I hergestellt und dann gleichmäßig mit einer Korona-Entladevorrichtung mit positiver Ladung von ausreichender Stärke aufgeladen, daß ein Feld von etwa 3 x 10 V/cm an der isolierenden Schicht er-

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zeugt wirdο Sie so geladene Schicht wird dann mit dem Photoleiter beschichtet, und es wird an den Photoleiter eine Elektrode angeschlossen, wie im Beispiel I beschrieben. Die Prüfung dieses Beispiels III geht wie im Beispiel II vor sich. Es wird ein verstärkter Photostrom ohne Verzögerung beobachtet.

BEISPIEL IY

Es werden schnell wirkende, mit verstärktem Photostrom arbeitende Bilderzeugungsvorrichtungen gemäß Figur 3 im wesentlichen nach den Verfahren entsprechend Beispiel I und III hergestellt, wobei lediglich die bilderzeugende Schicht zwischen den Photoleiter und die Elektrode eingebracht wird_e Die bilderzeugende Schicht besteht aus einem 13/U starken Flüssigkristall, der zwischen den Photoleiter und die transparente Elektrode 4 (siehe Figur 3) eingebracht ist· Das Flüssigkristallmaterial wird dort mit Epoxyd-Harz eingeschlossen« Bei diesem Ausführungsbeispiel wird ein Flüssigkristall verwendet, der 80 # p-Methoxy-Benzyliden-p-n-Butylanilin (MBBA) und 20 $> Cholesterol-Oleyl-Carbonat (COG) enthält. Die aktive Fläche der

2
Vorrichtung beträgt ungefähr 4 cm .

Das anregende Licht hat eine Wellenlänge von etwa 545 nm und einen Lichtstrom von etwa 9·2 χ 10 Photonen/ cm /s, wobei dieser Lichtstrom auf den Photoleiter der beiden Vorrichtungen in bildmäßiger Konfiguration auftrifft. Beide Vorrichtungen werden beobachtet, um das Auftreten des bildmäßigen Musters auf der bilderzeugenden Schicht festzustellen in bezug auf den Zeitpunkt, in welchem das bildmäßige Muster als Licht auf die Vorrichtung fällt. Es ließ sich auf der bilderzeugenden Schicht keine Zeitverzögerung feststellen.

BEISPIEL V

Es wurden schnell wirkende Photostromverstärkervorrichtungen hergestellt nach der Art von Figur 1 und nach einem Verfahren gemäß Beispiel I, außer daß die transparente Elektrode ein mit Indiumoxyd beschichtetes Glassubstrat und die Isolierschicht eine 300 A starke Zinksulfat-Schicht ist. Bei einer Ausführungsform ist das vorspannende Material Selen, bei einer zweiten Indium,

Beide Vorrichtungen wurden nach dem Versuchsablauf gemäß Beispiel II getestet« Bei der Vorrichtung mit Selen als Vorspannungsschicht tritt der verstärkte Photostrom unmittelbar bei der Belichtung auf und erreicht seinen Spitzenwert nach ungefähr 1,5 Sekunden. Bei der Vorrichtung mit Indium als Vorspannungsschicht ist der verstärkte Photostrom ebenfalls sofort vorhanden, und der Spitzenwert ist nach 1,0 Sekunden erreicht.

Einer in gleicher Weise unter Weglassung der Vorspannungsschicht hergestellte Vorrichtung für verstärkten Photostrom zeigte unter den gleichen Testbedingungen, daß der verstärkte Photostrom erst nach einer Zeitverzögerung auftrat und der Maximalwert nach etwa 3,5 Sekunden erreicht wurde.

BEISPIEL VI

Eine Vorrichtung für verstärkten Photostrom nach herkömmlicher Art und eine schnell wirkende nach der Erfindung werden mit einer transparenten Elektrode aus Glas hergestellt, die mit Aluminium (Austrittsarbeit 3,8 eV) beschichtet ist, während die zweite Elektrode aus Gold besteht. Bei der schnell wirkenden Vorrichtung gemäß der Erfindung ist eine Vorspannungsschicht in Form einer dünnen

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Goldbeschichtung (Austrittsarbeit 4,21 eV) auf die isolierende Schicht aufgebracht. Die isolierende Schicht ist in beiden Vorrichtungen eine 300 A starke Zinksulfid-Beschichtung.

Der Testablauf wird gemäß Beispiel II durchgeführt. Bei der schnell wirkenden Vorrichtung tritt der verstärkte Photostrom nicht nur schneller auf als bei der Vorrichtung gemäß dem Stand der Technik, sondern seine Größe erreicht auch den etwa fünffachen Wert.

Mit der Erfindung wird also ein verstärkter Photostrom erhalten, der sofort auftritt, was dadurch erreicht wird, daß zwischen die Isolierschicht und eine Photoleiterschicht, welche zwischen zwei Elektroden eingesetzt sind, eine Vorspannungsschicht eingefügt ist. Diese schichtartig aufgebaute Vorrichtung kann in Verbindung mit einem angelegten elektrischen Potential und bei Belichtung als eine schnell wirkende elektrische Schalteinrichtung verwendet werden. Wahlweise kann auch eine bilderzeugende Schicht zwischen die Photoleiterschicht und eine der Elektroden eingefügt sein, die dann mit erhöhter Empfindlichkeit schnell bildmäßig beeinflußt werden kann.

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ι ¹ ·. Leerseite

Claims

Patentansprüche

.1.) Vorrichtung für verstärkten Photostrom mit einer ersten Elektrode, einer isolierenden Schicht auf der ersten Elektrode, einer Photoleiterschicht in Verbindung mit der isolierenden Schicht und einer zweiten Elektrode im Kontakt mit der Photoleiterschicht auf ihrer der ersten Elektrode gegenüberliegenden Seite, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die isolierende Schicht (2) und die Photoleiterschicht (3) eine Vorspannung erzeugende Einrichtung (8) eingefügt ist, um ein sofortiges Auftreten des verstärkten Photostroms durch die isolierende Schicht (2) hervorzurufen, wenn die Vorrichtung von einem Lichtstrom getroffen wird, während an den Elektroden (1, 4) ein Feld zugeführt wird»

2, Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch

gekennzeichnet , daß die Vorspannung erzeugende Einrichtung ein Vorspannung erzeugendes Material ist, das schichtweise zwischen die Isolierschicht (2) und die Photoleiterschicht (3) eingefügt ist, während die erste und die zweite Elektrode in elektrischem Kontakt sind.

3· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß der elektrische Kontakt zwischen der ersten und der zweiten Elektrode durch eine feiderzeugende Einrichtung (5) hergestellt wird.

4· Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß das Vorspannung erzeugende Material eine höhere elektrische Leitfähigkeit als der Photoleiter aufweist·

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ORIGINAL INSPECTED

5· Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch

gekennzeichnet , daß das Vorspannung erzeugende Material Selen, Gold, Aluminiu, Silber, Nickel, Quecksilber oder Mischungen daraus ist·

6. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch

gekennzeichnet , daß ein PeId von etwa 3 x 10 V/cm an die isolierende Schicht angelegt ist.

7· Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorspannungseinrichtung eine im wesentlichen gleichmäßige Schicht von Ladungsteilshen ist, die zwischen der Isolierschicht und der Photoleitersc^v \cht eingefangen sind·

8 ο Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Schicht von Ladungsteilchen ein feld von etwa 3 x 10 V/cm an der Isolierschicht erzeugt«

9 · Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß das photoleitende Material ein Stoff aus folgender Gruppe ist: Arsen, Triselenid, sinsitiviertes Polyvinyl-Carbazol, Selen, Selen-Legierungen, sensitiviertes Zinkoxyd, Cadmium-Sulfid, Cadmium-SuI foselenid und Mischungen daraus.

10. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichne t , daß die Isolierschicht aus einem Isoliermaterial besteht, das aus folgender Stoffgruppe ausgewählt ist: Zinksulfid, Phenoxy-Harz, Poly (2-Propen-Anthraaen), Poly (92-Vinyl-Anthraaen), Poly [i-(2-Anthryl) Äthyl-Methylacrylatl , Polystyrol, Polyvinyl-

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Carbazol, Polyäthylen, Polycarbonat-Harze und Mischungen daraus.

11. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für die erste und die zweite Elektrode (1, 4) ein Stoff aus folgender Gruppe verwendet wird: Platin, Kupfer, Gold, Zinnoxyd, Indiumoxyd, Silber, Zinn, Aluminium und Indium.

12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß zwischen die Photoleiterschicht und die zweite Elektrode eine bilderzeugende Schicht (7) eingefügt ist, die aus einem Material besteht, das wenigstens eine optische Eigenschaft besitzt, die sich ändert, wenn sie einer anliegenden Spannung ausgesetzt wird.

13. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die bilderzeugende Schicht (7) ein Material aus folgender Gruppe enthält: Nematische Flüssigkristallsubstanzen, cholesterische Flüssigkristallsubstanzen und Mischungen daraus.

14. Vorrichtung nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet , daß die bilderzeugende Schicht etwa 80 Gewichtsprozent p-Methoxy-Benzyliden-p-n-Butylanilin und etwa 20 Gewichtsprozent Cholesterol-Oleyl-Garbonat enthält.

15. Vorrichtung naoh Anspruoh 12, dadurch gekennzeichnet, daß die bilderzeugende Schicht elektrochromisoh ist.

16. Verfahren zur Erzeugung eines bei Auftreffen

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eines Lichtes augenblicklich auftretenden verstärkten Photostroms, dadurch gekennzeichnet, daß (a) eine verstärkten Photostrom liefernde Vorrichtung gemäß Anspruch 1 verwendet wird, an die Vorrichtung eine Gleichspannung angelegt wird und die photoleitfähige Schicht einem Lichtstrom ausgesetzt wird, dessen Wellenlänge innerhalb des Grundabsorbtionebandes des lichtempfindlichen Materials der photoleitfähigen Schicht liegt, wodurch der Primärstrom innerhalb der photoleitfähigen Schicht mit dem an der Isolierschicht aufgrund der Vorspannungsmittel wirkenden Feld zusammenwirkt, um augenblicklich den verstärkten Photostrom hervorzurufen.

17ο Verfahren zur Bilderzeugung, dadurch gekennzeichnet , daß an eine Vorrichtung gemäß Anspruch 12 eine Gleichspannung angelegt und die Vorrichtung in bildmäßiger Konfiguration einem Lichtstrom ausgesetzt wird, dessen Lioht eine Wellenlänge hat innerhalb des Grundabsorbtionsbandes des photoleitenden Materials in der Photoleitersohioht, wodurch ein Primärstrom in der Photoleiterschicht erzeugt wird, der in Verbindung mit der elektrischen Vorspannung an der Isolierschicht, die durch die Vorspannungseinrichtung hervorgerufen ist, augenblicklich einen verstärkten Photostrom erzeugt, durch den die optischen Eigenschaften der bilder zeugenden Schicht in der bildmäßigen Konfiguration verändert werden·

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