DE69220563T2 - Festkörperbildwandler - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft eine Festkörperbildwandler- Vorrichtung und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung und insbesondere eine Festkörperbildwandler-Vorrichtung, die ein Strahlungsbild einer nicht-sichtbaren Wellenlänge wie von IR-Strahlen, Röntgenstrahlen und Gammastrahlen, in ein Bild sichtbaren Lichts umwandelt.
• Allgemein besitzt eine Festkörperbildwandler-Vorrichtung einen Aufbau, bei dem in Folge ein transparentes Substrat 1, eine transparente Elektrode 2, eine elektrolumineszente Schicht 3, eine reflektierende Schicht 4, eine nicht-transmittierende Schicht 51 eine photoleitende Schicht 6 (im folgenden als PC-Schicht bezeichnet), und eine Rückelektrode 7 schichtweise angeordnet sind. Diese Art einer Festkörperbildwandler-Vorrichtung wandelt das Bild einer nicht-sichtbaren Wellenlänge nach dem folgenden Prinzip in das sichtbare Bild um.
• Ein Röntgenstrahlenbild wird von der Seite der Rückelektrode 7 in einem Zustand aufgestrahlt, in dem eine Wechselspannung von 400 bis 500 V zwischen die transparente Elektrode 2 und die Rückelektrode 7 angelegt ist. In einem Zustand, in dem kein Röntgenstrahlenbild aufgestrahlt wird, ist die elektrolumineszente Schicht 3 nichtemittierend, da der größte Teil der angelegten Spannung an die PC-Schicht 6 angelegt ist, die einen hohen spezifischen Widerstand von mehreren 10 MΩ cm aufweist. Wenn jedoch die Röntgenstahlen aufgestrahlt werden, verringert sich der spezifische Widerstand der PC-Schicht 6 entsprechend der Vergrößerung der Belichtungsdosis der Röntgenstrahlen. Deshalb wird ein Teil der angelegten Spannung auf die elektrolumineszente Schicht 3 verteilt. Dann überschreitet die elektrolumineszente Schicht 3 die Startspannung für Lichtemission, wodurch ein gewandeltes Ausgangsbild auf der Seite des transparenten Substrats 1 erhalten werden kann. Dabei sind die reflektierende Schicht 4 und die nicht-transmittierende Schicht 5 vorgesehen, um eine optische Rückkopplung zu verhindern, die von der elektrolumineszenten Schicht 3 auf die PC-Schicht 6 ausgeführt wird. Somit sind sie vorgesehen, um zu verhindern, daß das Bild aufgrund der Tatsache, daß von der elektrolumineszenten Schicht 3 erzeugtes Licht zu der PC-Schicht 6 umgekehrt wird, auf der Seite des transparenten Substrats 1 nicht gebildet wird.
• Bei der wie oben beschrieben aufgebauten Bildwandlervorrichtung werden die Schichten außer die Elektroden 2 und 7 gebildet, indem ein Pulvermaterial in einem organischen Bindemittel dispergiert und die Dispersion mittels Siebdruck und dergleichen aufgebracht wird. Die Schichtstruktur, die mit einem derartigen Verfahren gebildet wird, wird allgemein als Dispersionstyp bezeichnet. Die Schichtdicke reicht normalerweise von einigen 10 µm bis einige 100 µm. Daher wird die wie oben beschrieben aufgebaute Festkörperbildwandler-Vorrichtung eine Festkörperbildwandler-Vorrichtung vom Dispersionstyp genannt. Die Festkörperbildwandler-Vorrichtung vom Dispersionstyp besitzt jedoch die folgenden Probleme.
• (1) Die Gleichförmigkeit einer lichtemittierenden Oberfläche wird hauptsächlich in Abhängigkeit von der Teilchengröße des Leuchtstoffs, der die elektrolumineszente Schicht 3 bildet, dem Dispersionszustand und der aufgetragenen Schichtdicke bestimmt.
• (2) Da die Schichtdicke der PC-Schicht 6 groß ist (einige 100 µm), ist eine hohe angelegte Spannung notwendig.
• (3) Da die elektrolumineszente Schicht 3 vom Dispersionstyp ist, ist ihre Leuchtdichte gering und ihre Lebensdauer kurz.
• (4) Da die elektrolumineszente Schicht 3, die reflektierende Schicht 4 und die nicht-transmittierende Schicht 5 vorgesehen sind, wird der Bestrahlungsstrahl von der Seite des transparenten Substrats 1 nicht transmittiert.
• (5) Da die dünne Schicht, die durch Metallabscheidung gebildet wird, als die Rückelektrode 7 verwendet wird, ist die Anregungseffektivität der PC-Schicht 6 durch den Bestrahlungsstrahl von der Rückseite gering.
• Insbesondere wegen der Probleme (4) und (5) werden gegenwärtig bei einer aktuellen Anwendung lediglich eine Festkörper-Röntgenstrahlenbild-Wandlervorrichtung mit einer hohen Transmissivität zur Rückelektrode 7 praktisch verwendet.
• In der Japanischen Patentanmeldung JP-A-5893293 ist ein Photoverstärker beschrieben, der eine Schicht umfaßt, die Flächen oder Punkte guter elektrischer Leitfähigkeit enthält und die zwischen der photoleitenden Schicht und der elektrolumineszenten Schicht gebildet ist. Diese Schicht ist jedoch nicht transparent, so daß der Betrieb der Vorrichtung auf eine einseitige Bestrahlung der Vorrichtung beschränkt ist. In der Japanischen Patentanmeldung JP-A-6388872 ist ein Wandler beschrieben, der eine Lichtabschirmschicht zwischen der photoleitenden Schicht und der lichtemittierenden Schicht umfaßt, so daß die Vorrichtung ebenfalls auf einer speziellen Seite bestrahlt werden muß.
• Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Festkörperbildwandler-Vorrichtung zu schaffen, die mit hoher Empfindlichkeit ein Bild mit hoher Leuchtdichte ergeben kann, und ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung bereitzustellen.
• Diese Aufgabe wird jeweils entsprechend durch die Gegenstände der Ansprüche 1 und 13 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen bestimmt.
• Entsprechend einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird eine Festkörperbildwandler-Vorrichtung bereitgestellt, die ein transparentes Substrat, eine transparente Elektrode, die auf dem transparenten Substrat gebildet ist, eine EL-Schicht, die auf der transparenten Elektrode gebildet ist, eine Schicht niedrigen Widerstandes mit Flächen oder Punkten mit niedrigem Widerstand, die auf der EL-Schicht gebildet und im wesentlichen transparent für die auf die Vorrichtung einfallende elektromagnetische Strahlung ist, eine photoleitenden Schicht, die auf der punktartigen Schicht niedrigen Widerstands gebildet ist, und eine Rückelektrode umfaßt, die auf der photoleitenden Schicht gebildet ist.
• Die Erfindung wird vollständiger aus der folgenden Beschreibung von Einzelheiten in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen verstanden. Es zeigen:
• Fig. 1: eine schematische Querschnittsansicht des Aufbaus einer herkömmlichen Festkörperbildwandler-Vorrichtung;
• Fig. 2: eine schematische Querschnittsansicht des Aufbaus einer Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 3A und 3B: elektrische Schaltbilder, die eine Operation einer Punktschicht gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen;
• Fig. 4: eine schematische Querschnittsansicht des Aufbaus einer gestreiften transparenten Elektrode entsprechend der vorliegenden Erfindung;
• Fig. 5: eine schematische Querschnittsansicht einer teilweise vergrößerten, erfindungsgemäßen Festkörperbildwandler-Vorrichtung; und
• Fig. 6: eine schematische Querschnittsansicht einer Punktschicht und einer nicht-transmittierenden Isolationsschicht.
• Verschiedene Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden unter Bezug auf die Zeichnungen erklärt.
• Fig. 2 ist eine schematische Querschnittsansicht eines Beispiels einer Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In Fig. 2 besitzt die Festkörperbildwandler-Vorrichtung den Aufbau, bei dem ein transparentes Substrat 1, eine transparente Elektrode 2, eine erste dielektrische Schicht 11, eine lichtemittierende Dünnfilm- Schicht 12 eine zweite isolierende Schicht 13 (diese Schichten 11, 12 und 13 bilden eine Dünnfilm-EL vom Doppelisolationstyp), eine Punktschicht niedrigen Widerstands (im folgenden als Punktschicht bezeichnet) 14, eine PC-Schicht 6 und eine Rückelektrode 7 in Folge laminiert sind.
• Bei der Festkörperbildwandler-Vorrichtung, die in Fig. 2 gezeigt ist, kann jede der transparenten Elektrode 2, der ersten isolierenden Schicht 11, der lichtemittierenden Dünnfilm-Schicht 12, der zweiten isolierenden Schicht 13, der Punktschicht 14 und der Rückelektrode 7 durch eine Vakuumverdampfung oder durch Sputtern gebildet werden.
• Als ein Material, das die transparente Elektrode 2 bildet, kann In&sub2;O&sub3;, SnO&sub2;, ITO (Indium-Zinn-Oxid), AZO (aluminiumdotiertes Zinkoxid) und dergleichen verwendet werden. Als Materialien, die die isolierenden Schichten 11 und 13 bilden, können mindestens ein Metalloxid verwendet werden, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al, Si, Ti, Ta, seltenen Erden und Erdalkalimetallen oder einer Mischung aus diesen Metallen besteht. Als ein solches Oxid können Y&sub2;O&sub3;, Al&sub2;O&sub3;, Ta&sub2;O&sub5;, PbNb&sub2;O&sub6;, BaTiO&sub3; und dergleichen aufgelistet werden.
• Als Material, das die lichtemittierende Dünnfilm-Schicht bildet, kann ein übliches lichtemittierendes Dünnfilm-EL- Material, wie ZnS:Tb.F, ZnS: Mn und dergleichen verwendet werden. Als ein Material, das die Rückelektrode 7 bildet, können Metalle wie Al, Au und dergleichen und dasselbe Material wie solches verwendet werden, das als die transparente Elektrode 2 benutzt wird, falls Durchlässigkeit erforderlich ist.
• Als ein Material, das die Punktschicht 14 bildet, können Metalle wie Al, Au, Pt, Zn, Ag, Cu, Ni und dergleichen und transparentes, leitfähiges Material wie ITO, AZO und SnO&sub2; verwendet werden. Die Punktschicht 14 kann auf der zweiten isolierenden Schicht 13 durch Verdampfungssputtern durch eine Punktmaske oder ein Lift-off-Verfahren unter Verwendung eines Photoresists gebildet werden, um eine Dicke von vorzugsweise 0,01 bis 5 µm, besonders bevorzugterweise 0,1 bis 1 µm aufzuweisen. Darüberhinaus kann die Punktschicht durch Photoätzen gebildet werden.
• Die Größe des Punktes der Punktschicht beträgt vorzugsweise 20 bis 300 µm, besonders bevorzugterweise 50 bis 120 µm, und der Abstand zwischen Punkten beträgt vorzugsweise 20 bis 300 µm, besonders bevorzugterweise 50 bis 120 µm.
• Die PC-Schicht 6 kann durch Dispergieren eines Pulvers aus CdSe:Cu, Cl in einem organischen Bindemittel und Aufbringen der Dispersion auf die Punktschicht 14 gebildet werden. CdSe:Cu, Cl besitzen ursprünglich ein Empfindlichkeitsmaximum im nahen IR-Bereich. Darüberhinaus werden CdS, PbS, PbSe als weiterer Photoleiter verwendet, wobei jedes seine eigene Empfindlichkeit besitzt. Deshalb kann der Photoleiter in Abhängigkeit von der Wellenlänge der umzuwandelnden Strahlung verwendet werden.
• Da die Dünnfilm-Schicht vom Doppelisolationstyp gegenwärtig die beste Stabilität und die beste Leuchtdichte besitzt, wird sie weit verbreitet als eine Schicht benutzt, die unter Anlegung eines elektrischen Feldes Licht emittiert. Eine andere Dünnfilm-EL kann verwendet werden.
• Eine Operation der Punktschicht 14 in dem erfindungsgemäßen Festkörperbildwandler-Element, das in Fig. 2 gezeigt ist, wird unter Bezug auf die Schaltbilder erklärt, die in den Figuren 3A und 3B gezeigt sind. Fig. 3A ist ein Schaltbild eines Teilbereiches, wo die Punktschicht 14 gebildet ist, und Fig. 3B ist das Schichtbild eines Teilbereiches, wo keine Punktschicht 14 gebildet ist. In den Figuren 3A und 3B ist die PC-Schicht 6 durch einen variablen Widerstand RPC ausgedrückt, in dem sich der Widerstandswert in Abhängigkeit vom Anregungslicht ändert. Die Dünnfilm-EL vom Doppelisolationstvp wird durch ein Äquivalentschaltbild ausgedrückt, in dem eine Parallelschaltung umfassend eine Kapazität CEL der lichtemittierenden und einen nichtlinearen Widerstand REL in Reihe zwischen den Kapazitäten C1 und C2 der zwei isolierenden Schichten geschaltet ist. Wie in diesen Schaltbildern gezeigt ist, sind die PC-Schicht 6 (RPC) und die Dünnfilm-EL in Reihe geschaltet. Die PC-Schicht wird durch Aufbringen von photoleitendem Pulver auf die Punktschicht 14 in einem Zustand gebildet, in dem das photoleitende Pulver in dem isolierenden organischen Bindemittel dispergiert ist. Deshalb bildet die Grenzfläche zwischen der PC-Schicht und der zweiten isolierenden Schicht 13 der Dünnfilm-EL-Schicht nicht eine Ebene, und in der Grenzfläche wird ein Punktkontakt hergestellt. Daher existieren viele Räume in der Grenzfläche und eine äquivalente elektrostatische Kapazität ist in der Grenzfläche erzeugt.
• Daher wird, wie es in Fig. 3B gezeigt ist, falls die PC-Schicht 6 direkt auf der zweiten isolierenden Schicht 13 gebildet ist, eine Kapazität Cb zusätzlich auf der Kapazität C&sub2; der kontaktierten Oberfläche erzeugt. Wie in Fig. 3A gezeigt ist, wird jedoch, selbst wenn photoleitendes Pulver punktartig die Punktschicht 14 niedrigen Widerstands in dem Teilbereich, wo sich die Punktschicht 14 niedrigen Widerstands befindet, kontaktiert, eine Kapazität wie Cb nicht erzeugt. Oder, falls eine Kapazität erzeugt wird, ist die Impedanz niedrig gering, um im Vergleich mit Cb vernachlässigt zu werden. Dies liegt daran, daß die Punktschicht 14 die zweite isolierende Schicht 13 flächenweise kontaktiert. In den Figuren 3A und 3B ist der Widerstandswert der Punktschicht 14 niedrigen Widerstands selbst niedrig genug, um im Vergleich mit dem der PC-Schicht 6 vernachlässigt zu werden, der Widerstandswert ist fortgelassen.
• Dementsprechend steigt im Vergleich mit dem Teilbereich, wo der Punkt besteht, die Startspannung für die EL-Lichtemission, um einige 10 Volt gegen dieselbe Menge einfallenden Lichtes in den Teilbereich, wo kein Punkt besteht. Mit anderen Worten, selbst wenn die PC-Schicht 6 durch einfallendes Licht angeregt wird, strahlt nur die EL-Schicht, die dem Teilbereich entspricht, wo die Punktschicht 14 niedrigen Widerstands besteht, Licht ab, und der Teilbereich, wo keine Punktschicht 14 niedrigen Widerstands besteht, wird kein Licht abgestrahlt, da die Kapazität Cb der Grenzfläche gegeben ist. Falls die Festkörperbildwandler-Vorrichtung ohne die Punktschicht 14 aufgebaut ist, wird die Spannung gesteigert, die an die gesamte Vorrichtung anzulegen ist, bis die Lichtemission beginnt, und die EL-Schciht und die PC-Schicht 6 werden leicht durchschlagen.
• Darüberhinaus wird bei der herkömmlichen Festkörperbildwandler-Vorrichtung vom Dispersionstyp aufgrund der positiven Rückkopplung der EL-Lichtemission die Anregung der PC-Schicht 6 durch die nicht-transmittierende Schicht mit einem großen Widerstandswert (10&sup6; bis 10¹¹Ω cm) verhindert. Falls bei der erfindungsgemäßen Festkörperbildwandler-Vorrichtung vom Dispersionstyp die EL-Lichtemission positiv von der elektrolumineszenten Schicht zu dem Teilbereich rückgekoppelt wird, wo keine Punktschicht 14 besteht, erreicht die Spannung nicht die Startspannung für die Lichtemission und es wird keine Lichtemission erzeugt, da die Kapazität Cb (Teilbereich, wo keine Punktschicht 14 gegeben ist) der Grenzfläche gegeben ist.
• Wie oben erwähnt wurde, strahlt gemäß der erfindungsgemäßen Festkörperbildwandler-Vorrichtung vom Dispersionstyp der Teilbereich der EL-Schicht, der dem Teilbereich entspricht, der durch das einfallende Lichtbild angeregt worden ist, Licht in Punktform ab. Im Ergebnis kann das punktartige Bild erhalten werden.
• Falls die Punktschicht 14 aus transmittierendem Material gebildet ist, wird Licht durch die Dünnfilm-EL oder die Punktschicht 14 durchgelassen, so daß selbst ein Bild des nahen IR mit einer Wellenlänge von ungefähr 1 µm, das von der Seite des transparenten Substrats 1 geschickt wird, in ein Bild sichtbarer Strahlung umgewandelt werden kann.
• Im Fall von mittleren Infrarotstrahlen, die eine Wellenlänge von 1.4 µm bis 5 µm aufweisen, wird der Infrarotstrahl, der von der Seite des transparenten Substrats 1 eingetreten ist, von ITO oder AZO reflektiert oder absorbiert, die die transparente Elektrode 2 bilden, bevor der Infrarotstrahl die PC-Schicht 6 erreicht. Wie in Fig. 4 gezeigt ist, kann daher, falls die transparente Elektrode 2 streifenförmig gebildet ist, das Infrarotbild die PC-Schicht 6 erreichen. Selbst falls die transparente Elektrode 2 netzartig gebildet ist, kann der Infrarotstrahl in derselben Weise hindurchtreten.
• Die transparente Elektrode 2 kann durch Photoätzen oder Verdampfungssputtern durch eine Maske oder das Lift-off-Verfahren netzartig gebildet werden. Die Größe des Streifens, die Breite des Netzes und die Abstufung sind nicht speziell beschränkt, sie sind jedoch vorzugsweise ungefähr dieselben wie die Größe des Punktes der Punktschicht 14 oder kleiner als die des Punktes der Punktschicht 14, um so die Auflösung zu verbessern.
• Figur 5 ist eine Querschnittsansicht einer teilweise vergrößerten Festkörperbildwandler-Vorrichtung entsprechend der vorliegenden Erfindung, wobei die transparente Elektrode 2 streifenartig gebildet und die Punktschicht 14 gebildet ist. Wie in Fig. 5 gezeigt ist, tritt das einfallende Licht mittleren Infrarots, das von der Seite des transparenten Substrats 1 her eintritt, durch den Streifen hindurch und erreicht die Punktschicht 14. Derartiges Licht, das die Punktschicht 14 erreicht, enthält einen Lichtanteil, der in einer schrägen Weise direkt auf die Punktschicht 14 trifft, und einen weiteren Lichtanteil, der auf den Teilbereich trifft, wo keine Punktschicht 14 besteht. Einfallendes Licht, das auf die Punktschicht 14 fällt, wird durch ITO reflektiert oder absorbiert, das die Punktschicht 14 bildet, wobei jedoch einfallendes Licht, das auf den Teilbereich fällt, wo keine Punktschicht 14 besteht, durch die Teilchen durchläuft, die die PC-Schicht 6 bilden, und die PC-Schicht 6 auf der Punktschicht 14 erreicht.
• Die Teilchen der stimulierten PC-Schicht 6 beginnen, Licht abzustrahlen, indem die Spannung auf die Dünnfilm-EL verteilt wird, wo die Punkte und die Streifen überlagert sind. Der Teilbereich, wo keine Punktschicht 14 gegeben ist, strahlt jedoch kein Licht ab, da die Kapazität Cb der Grenzfläche besteht.
• Ähnlich wie beim Fall, bei dem die transparente Elektrode 2 streifenartig oder netzartig gebildet ist, treten selbst in einem Fall, in dem die Rückelektrode 7 streifenartig oder netzartig gebildet ist, die Wellenlänge der Strahlen des mittleren Infrarot oder mehr durch die Streifen der Rückelektrode 7 und die Netzbildung hindurch und stimulieren die PC-Schicht 6, so daß nur die EL-Schicht entsprechend dem Teilbereich, wo die Streifen oder das Netz und die Punkte gebildet sind, Licht abstrahlt. Falls die gestreifte oder netzartige Rückelektrode 7 direkt auf der PC-Schicht 6 vom Dispersionstyp gebildet ist, ist es schwierig, die Streifen und dergleichen durch das Licht-off-Verfahren oder Photoätzen zu bilden, da ein Waschvorgang während des Gesamtverfahrens erforderlich ist und die PC-Schicht 6 beim Waschvorgang abgelöst wird. Daher wird in diesem Fall das transparente Substrat wie eine Glasplatte auf der Rückoberfläche bereitgestellt und ITO wird streifenartig oder netzartig auf dem transparenten Substrat ähnlich wie die transparente Elektrode 2 gebildet, wobei danach vorzugsweise die PC-Schicht 6 und die ITO-Schicht einander gegenüberliegen, um nahe aneinander zu haften.
• Bei dem Festkörperbildwandler-Element zur Umwandlung mittlerer IR-Strahlung und ferner IR-Strahlung wird wegen des Durchtritts des Stromes oder Lichtes in die PC-Schicht 6 die EL-Lichtemission sicher genutzt. Hinsichtlich der fernen IR-Strahlung wird, da kein Bedarf nach einer gestreiften oder genetzten Elektrode besteht, durch den Durchtritt des Stroms in die PC-Schicht 6 des Teilbereiches, wo keine Punktschicht 14 gegeben ist, die Auflösung schlecht. Daher wird, wie in Fig. 6 gezeigt, eine nicht-transmittierende, isolierende Schicht zwischen den Punkten derart gebildet, daß einfallendes Licht nur auf die Punkte trifft. Dadurch kann die Auflösung des sichtbaren Bildes verbessert werden. Als Material für die punktartige, nicht-transmittierende isolierende Schicht wird z.B. eine Mischung aus Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, Mn&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; verwendet, wobei eine derartige isolierende Schicht durch das Lift-off- Verfahren oder Photoätzen gebildet werden kann.
• Im folgenden wird ein Beispiel der bestimmten Herstellung der Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung erläutert.
• Die transparente ITO-Elektrode 2 mit einer Dicke von 500 A, die auf der Glasplatte mit der Dicke von 1 mm durch Sputtern gebildet ist, die erste isolierende Schicht, die aus Ta&sub2;O&sub3; durch Sputtern gebildet ist und eine Dicke von 0,3 µm aufweist, die Dünnfilm-EL-Schicht, die aus ZnS:Tb, F gebildet ist und eine Dicke von 0,4 µm aufweist, und die zweite isolierende Schicht, die aus Ta&sub2;O&sub5; gebildet ist und eine Dicke von 0,3 µm aufweist, werden aufeinanderfolgend laminiert.
• Als nächstes wird durch Sputtern eine Punktschicht aus ITO gebildet, die einen Punktdurchmesser ∅ von 100 µm, eine Punktdicke von 0,1 µm und ein Raster von 200 µm besitzt.
• Ferner wird ein Sputtern ausgeführt, wobei als Target ein gesinterter Körper einer Mischung verwendet wird, in der 20 Gew.-% von Al&sub2;O&sub3; einer Mischung aus Mn&sub2;O&sub3; und Pr&sub6;O&sub1;&sub1; zugesetzt wird, deren Gewichtsverhältnis 4:5 ist. Dann wird eine nicht-transmittierende, isolierende Schicht zwischen den Punkten der Punktschicht 14 durch ein Lift-off-Verfahren gebildet.
• Eine Aufschlämmung, in der CdSe:Cu, Cl-Pulver und Zyanoethyl- Zellulose als ein organisches Bindemittel gemischt sind, wird unter Verwendung einer Rakel aufgebracht und getrocknet, so daß eine PC-Schicht mit einer Dicke von 150 µm gebildet wird.
• Nach dem Trocknen der PC-Schicht wird eine Al-Rückelektrode 7 mit einer Dicke von 500 A durch Vakuumabscheidung gebildet, so daß die erfindungsgemäße Festkörperbildwandler-Vorrichtung erhalten wurde.
• Da die elektrolumineszente Schicht durch eine Dünnfilm-EL gebildet wird, ist bei der erfindungsgemäßen, wie oben beschrieben erhaltenen Festkörperbildwandler-Vorrichtung die Lebensdauer der Dünnfilm-EL größer als die der EL vom Dispersionstyp und eine gleichförmige lichtemittierende Oberfläche kann erhalten werden. Dadurch können die früheren Probleme (1) und (3) gelöst werden.
• Ferner ist, falls die Helligkeits-Spannungs-Charakteristik der Dünnfilm-EL mit der der EL vom Dispersionstyp verglichen wird, die Dünnfilm-EL hinsichtlich der Steigerungsrate der Helligkeit von der Lichtemissions-Startspannung ab überlegen. Mit anderen Worten, eine der Lichtemissionsspannung hinzuzufügende Spannung, die erforderlich ist, um dieselbe Helligkeit wie die durch eine EL vom Dispersionstyp zu erhalten, ist bei der EL vom Dünnfilmtyp niedrig. Da die erfindungsgemäße Festkörperbildwandler-Vorrichtung die oben erwähnte Dünnfilm-EL aufweist, ist die Helligkeit gut. Dies steht mit der Dicke der PC-Schicht 6 in Beziehung. Somit muß bei der herkömmlichen Festkörperbildwandler-Vorrichtung, um größere Spannungen auf der elektrolumineszenten Schicht zu verteilen, die Menge des einfallenden Lichtes vergrößert werden oder die PC-Schicht 6 wird verdickt und der Widerstand vergrößert und eine hohe Spannung muß angelegt werden. Hingegen kann bei der erfindungsgemäßen Festkörperbildwandler-Vorrichtung, da die elektrolumineszente Schicht eine Dünnfilm-EL ist, eine hohe Helligkeit durch einen kleinen Spannungsbetrag erzielt werden, so daß die PC-Schicht 6 dünn sein kann. Daher löst die erfindungsgemäße Festkörperbildwandler-Vorrichtung das frühere Problem (2) und selbst bei einer geringen Spannung kann eine hohe Helligkeit erzielt werden.
• Außerdem kann die erfindungsgemäße Festkörperbildwandler-Vorrichtung das frühere Problem (4) lösen. Anders als die herkömmliche Vorrichtung ist die vorliegende Vorrichtung nicht auf ein von der Rückoberfläche einfallendes Lichtbild beschränkt, es kann sogar ein von der Vorderseite einfallendes Lichtbild in das sichtbare Bild umgewandelt werden. Da die PC-Schicht direkt von der Rückoberfläche her angeregt werden kann, falls die Rückelektrode 7 transparent ist, kann ferner das frühere Problem (5) gelöst werden. Falls die Rückelektrode 7 streifenförmig oder netzförmig ist, kann darüberhinaus ein Bild mit einer Wellenlänge des mittleren Infrarot oder größer in ein sichtbares Bild umgewandelt werden.

Claims (13)

1. Festkörperbildwandler-Vorrichtung umfassend:

ein transparentes Substrat (1),

eine transparente Elektrode (2), die auf dem transparenten Substrat gebildet ist,

eine elektrolumineszente EL-Schicht (11, 12, 13), die auf der transparenten Elektrode (2) gebildet ist und bei Anlegen eines elektrischen Feldes Licht emittiert,

eine photoleitende Schicht (6), die auf der EL-Schicht gebildet ist,

eine Rückelektrode (7), die auf der photoleitenden Schicht (6) gebildet ist, und

eine Schicht (14), die zwischen der EL-Schicht und der photoleitenden Schicht gebildet ist, wobei die Schicht (14) punktartige Flächen eines Materials niedrigen Widerstands umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schicht (14) für elektromagnetische Strahlung, die auf die Vorrichtung einfällt, transparent ist.

2. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen oder die Abstände zwischen den Flächen oder beide aus einem Material gebildet ist, das für die auf die Vorrichtung einfallende elektromagnetische Strahlung transparent ist.

3. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Flächen aus einem Metall gebildet sind, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus Al, Au, Pt, Zn, Ag, Cu und Ni, Indium-Zinn-Gxid, aluminiumdotiertem Zinkoxid oder Zinnoxid besteht.

4. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß ein Durchmesser einer Fläche der Schicht (14) 20 bis 300 µm beträgt und daß ein Abstand zwischen Flächen 20 bis 300 µm beträgt.

5. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (14) 0,005 bis 5 µm beträgt.

6. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Dicke der Schicht (14) 0,1 bis 1 µm beträgt.

7. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (7) für Röntgenstrahlung transparent ist.

8. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (7) für Infrarotstrahlung transparent ist.

9. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß eine nicht-transmittierende, isolierende Schicht zwischen den Flächen der Schicht (14) gebildet ist.

10. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die nicht-transmittierende, isolierende Schicht aus einer Mischung aus Pr&sub6;O&sub1;&sub1;, Mn&sub2;O&sub3; und Al&sub2;O&sub3; gebildet ist.

11. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die transparente Elektrode (2) streifenartig oder netzartig gebildet ist.

12. Festkörperbildwandler-Vorrichtung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Rückelektrode (7) streifenartig oder netzartig gebildet ist.

13. Verfahren zur Bildung einer Festkörperbildwandler- Vorrichtung, umfassend die Schritte des Bildens:

eines transparenten Substrats (1),

einer transparenten Elektrode (2), die auf dem transparenten Substrat (1) gebildet ist,

einer elektrolumineszenten EL-Schicht (11, 12, 13), die auf der transparenten Elektrode (2) gebildet ist und bei Anlegung eines elektrischen Feldes Licht emittiert,

einer photoleitenden Schicht (6), die auf der EL-Schicht gebildet ist,

einer Rückelektrode (7), die auf der photoleitenden Schicht (6) gebildet ist, und

einer Schicht (14), die zwischen der EL-Schicht und der photoleitenden Schicht gebildet ist, wobei die Schicht (14) punktartige Flächen eines Materials niedrigen Widerstandes umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß

die Schicht (14), die für elektromagnetische Strahlung, transparent ist, die auf die Vorrichtung einfällt, durch Abscheidung, Sputtern oder ein Lift-off-Verfahren unter Verwendung eines Photoresists gebildet ist.