DE1639460C - Festkörper Bildverstärker - Google Patents
Festkörper BildverstärkerInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich auf einen Feslkörper-Bildversliirker
mit Bildspeicherungseigenschaften, bestehend aus einer sirahlungseingangsseitigen transparenten
Elektrode, die mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, einer an der Elektrode
unmittelbar angrenzenden fotoleilfähigen Schicht, einer Isolierstoffschicht und einer elekirolumineszenlen
Anordnung, die durch parallele streifenförmige Elektroden, die abwechselnd mit einem tier beiden
Pole einer Spannungsquelle verbunden sind, mil Spannung versorgt wird.
Ein derartiger Festkörper-Bildverstärker ist /. B. aus der USA.-Patentschrift 2 l)05 830 bekannt, mil
dem an die strahlungsempfindliche Seile des Bildverstärkers gegebene Strahlungsbilder verstärkt wiedergegeben
oder aber über eine gewisse Zeil gespeichert
werden können. Aus der deutsche!» Auslegeschrifl 1202 913 ist ein ähnlicher Festkörper-Bildverstärker
bekannt, der jedoch etwas anders aufgebaut ist.
Diese bekannten Bildverstärker haben neben ihren Vorteilen gegenüber herkömmlichen mit Vakuumröhren
arbeitenden Bildverstärkern jedoch bisher noch den Nachteil, daß der mit Vakuumröhren
erreichbare Verstärkungsgrad, die Speicherfähigkeit und auch die mil diesen erzielbare Bildqualität nicht
zu erreichen ist.
Aufgabe der Erfindung fsl es daher, derartige Festkörper-Bildverstärker
so zu verbessern, daß sie hinsichtlich Verstärkungsgrad, Speicherfähigkeit und
auch Bildqualitäl mit den aus herkömmlichen Vakuumröhren aufgebauten Bildverstärkern vergleichbar
sind, die durch die Feslkörperlechnik bedingten Vorteile diesen gegenüber jedoch behalten.
Bei einem Festkörper-Bild verstärker der eingangs genannten Art ist diese Aufgabe gemäß der Erfindung
dadurch gelöst, daß zwischen der Isolierstoffschichl und der elektrolumineszenten Anordnung bzw. einem
I eil der slreifenförmigen Elektroden eine Schicht aus einem Feldcffekt-Halbleiter angeordnet ist.
Durch diese erfindungsgemäße Anordnung einer als aktives Verstärkungselement wirkenden FcUI-cffekl-Halblcilcrschicht
erhält der Festkörper-Bildverstärker eine zusätzliche, in ihn »hineinintegrierte
Verslärkerstufe, an die über die als Steuerelektrode wirkende IsolierstolTschicht jede durch Beeinllussimg
der fotoleilfähigen Schicht hervorgerufene Spanruingsänderung
gelangt. Diese Spannungsänderung bewirkt eine Stromsteucrung durch die lumincs/ente
Schicht und die als Drain-Sourcc-Strecke wirkende I eldeffekl Halblciterschicht, wodurch gegenüber den
bekannten Festkörper-Bildverstärkern eine zusäl'-liclie
Verstärkung erreicht wird, wie mc /. B. auch mit einer Triode eines herkömmlichen Vakuumröhren-Verstärkers
er/.iclbar ist.
Gemäß einer ersten Ausführungsform der Erfindung besteht die cleklrolumines/cntc Anordnung aus
getrennten sircifenfürmigcn Bereichen aus einem Gleichspannungslcuehtsloff, die alle ungerad/ahligen
Elektroden umgeben, wobei die Icldeffekl-Halhleilerschichl
an die Isolicrstoffschicht, die elvklrolumincs/cnlen
Bereiche und die geradzahligen, streifenförmigcn Elektroden angrenzt. Die strcifenförniigen
Elektroden sind dabei mit einer Glcichspanuungsqucllc
verbunden.
Die slreifenförmigen Bereiche des Glcichspannum'sleiiehlstoffes
sorgen bei geeigneter geometrischer Anordnung für eine optimale Bildauflösung,
wobei in den Bereichen, in denen der elektrische Widerstand der Halbleilersehichl von durch die infolge
aufireffender Lichtstrahlung leitend gemachte fotoleitfähige Schicht hindurchtretenden Ladungen
nicht erhöht wurde, ein helles Leuchten der Lumineszenzsehicht
auftritt.
Gemäß einer anderen Ausfühningsform der Erfindung bildet die elektrolumineszente Anordnung eine
an die Feldeffekt-Flalbleiterschicht angrenzende durchgehende Schicht aus einem Weehselspannungsleuchtstoff,
wobei alle streifenfömiigen Elektroden in diese Leuchistoffschicht eingebettet und mit einer
Wechselspannungsquelle verbunden sind.
Bei dieser Ausführungsform wird durch die Verwendung
einer kontinuierlichen Leuchtstoffschichi ein
noch höheres Auflösungsvermögen erzielt, wobei im später noch näher erläuterten elektrischen Ersatzschaltbild
des Bildverstärkers die Drain-Souree-Strecke der Feldeffekt-Halbleiterschicht symmetrisch
beschaltet ist, so daß der Weehselstromwidcrsland des Verstärkers gesteuert wird.
Gemäß einer bevorzugten Ausfühningsform der Erfindung ist die Isr'ierstoffschicht optisch undurchlässig,
was für sich aus der bereits genannten deutschen Auslegeschrifl 1 202 913 bekannt ist. Durch
as diese undurchlässige Isolierstoffschicht wird eine
Rückwirkung der lumineszenten Schicht auf die fotoleitfähige Schicht verhindert, wenn diese gegenüber
der Lumineszenzstrahlung lichtempfindlich ist. Die Erfindung wird im folgenden an Hand von in
den Figuren dargestellten Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigt
F ig. I den Schnitt einer gemäß der Erfindung ausgebildeten Anordnung sowie deren elektrische Beschaltung,
F i g. 2 das elektrische Ersatzschaltbild der in Fig. I gezeigten Anordnung,
Fig. 3 den Schnitt eines zweiten Ausführungsbcispiels
mit der elektrischen Beschallung, und
Fig. 4 das Ersatzschaltbild der in Fig. 3 gezeigten Anordnung.
!n Fig. I ist eine Bildverstärkeranordnung Il dargestellt,
die eine dünne, optisch transparente, elektrisch leitfähige Schicht 12 als transparente Elektrode
auf einer fotoleitfähigen Schicht 13 aufweist. Die optisch transparente, elektrisch leitfähige Elektrode
12 kann aus einem bekannten Stoff entsprechender Eigenschaften gebildet sein, beispielsweise als dünne
Schicht aus Kupferoxyd, Kupferjodid, Zinnox\d, Gold o. ii. Für die Schicht 13 wird ein fotoleitfähiger
Stoff nut ausreichend hohem spezifischen Widerstand verwendet. Sie kann entweder als homogene
Schicht des fololcilfähigen Stoffes oder in Form fein verteilter fotoleitfähiger Teilchen aufgebracht sein,
die in einem elektrisch nichtleitenden, filmbildendcn Bindemittel dispergicrt sind. Verschiedene Dotierungsmillel,
Zusätze, Scnsitivierungsmittel u. ä., die für Fotoleiter bekannt sind, können ferner zur Änderung
der Empfindlichkeit, des Empfindlichkeitsspekirums oder anderer Eigenschaften des Fotoleiter*
hinzugefügt werden, wozu bekannte Verfahren angewendet werden. Typische fololcitfähige Stoffe sind
Schwefel, Anlhra/en, Selen, Arsensulfid, Antimontrisulfid,
Kadmiumsulfid, Kadmiumselenid, Kadmiumsulfoselenid, Blcioxyd, Bleisulfid, Polyvinylkarbazol,
Phthalocyanin, C'hinakridone, Zinksulfid usw.
Die fotoleiifiihige Schicht 13 muß lediglich eine
. ausreichende Stärke zur Absorption eines merklichen Anteils der einfallenden aktivierenden elektromagne-
tischen Strahlung und /ur Beständigkeit gegenüber der angelegten Spannung besitzen. Entsprechend
wird vorzugsweise ein Fotoleiter verwendet, der einen hohen Dunkelwiderstand sowie eine Stärke von etwa
1 bis etwa KiO Mikron, im allgemeinen zwischen 25 und 50 Mikron besitzt.
Unterhalb der fotoleitfähigen Schicht 13 ist eine FeldelTekt-Halbleitersehielu 14 vorgesehen, die eine
Reihe sehr feiner, nahe beieinander parallel angeordneier
und elektrisch getrennter Leiter 16 als streifenförniige filektrodcn bedeckt, die in die Schicht ein-L'ehetiet
sind. Die Breite und der Abstand der Leiter 16 bestimmen das Auflösungsvermögen der Anordnung.
So sind beispielsweise mit Elektroden von 0.25 nun Breite und 0,5 mm Mittenabstand (50 0O
Fiikhendeckung) gute Ergebnisse zu erreichen. Als Leiter 16 können aufgedampfte Metailelektroden mit
mir wenigen Angstrom Stärke verwendet werden. /wischen der fotoleitfähigen Schicht 13 i'nd der
I ddeffekt-Halbleiterschicht 14 ist eine sehr dünne
!Milierstoffschicht 15 vorgesehen, die einen Ladungsauslausch
zwischen den beiden Schichten 13 und 14 \ erhindert.
Diese Isolierstoffschicht 15 kann optisch undurchsichtig sein, so daß eine weitere Belichtung der fotoieilfähigen
Schicht 13 durch den unter ihr liegenden dcktrokmiineszenten Stoff 17 nach dessen Anregung
.erhindeit wird. Die Isolierstoffschicht 15 braucht
jedoch nicht unbedingt undurchsichtig zu sein, wenn die fotoleitfähige Schicht 13 gegenüber einer Strahlung
mit den durch den Iumines/.enten Stoff abgegebenen Wellenlängen nicht empfindlich ist. Jeder
/weile Leiter 16 ist mit einem elektrolumineszenten Si- ff 17 für Gleichspannung überzogen, wozu jeder
dcktrolumine: iente Leuchtstoff für Gleichspannung
verwendet werden kann. Ein typischer derartiger Stoff aus Kupferchlorid mit Mangan aktiviertem Zinksul-I
id ist von Thornton im Journal of Applied Physics, Vol. 33, Nr. 10, S. 3045 ff. beschrieben. Die FeIddfekt-Halbleiterschicht
14 kann als ein halbleitender Widerstand angesehen werden, dessen Leitfähigkeit durch ein transversales elektrisches Feld gesteuert
wird, welches sich aus einer angelegten Spannung eriiihl.
Der Halbleiterstoff kann entweder ein n- oder p-Halbleiter sein. Es kann ein geeigneter Feldeffekl-Halbleiterstoff
verwendet werden. Typische FeIdeffekt-Halbleiter sind Silizium, Germanium, Kadmiumsulfid,
Kadmiumselenid, Zinkoxyd usw.
Die strcifenförmigen Elektroden 16 sind abwechselnd mit jeweils einem Pol einer Gleichspannungsquelle
18 von einigen hundert Volt verbunden. Die Iransparente Elektrode 12 ist mit einer zweiten Spannungsquelle
19 von etwa 100 V Gleichspannung verbunden. Diese Spannungen können jedoch auch
andere Werte aufweisen, die von den angegebenen erheblich abweichen, was von den gewählten Stoffen,
deren Stärke, dem benötigten Hclligkeitsgrad u. ä. abhängt. Fällt Licht oder eine andere Strahlung 21 in
bildmäßiger Verteilung auf die Anordnung 11 und durchdringt sie die transparente Elektrode 12, so wird
die fotoleitfähige Schicht J3 lcitfiihiger gemacht, wodurch
rieh Ladungen durch die fotoleitfähige Schicht 13 hindurch auf die Oberfläche der Isolicrstoffschicht
15 bewegen, wie dies durch das Bezugszeichen 22 angedeutet ist. Da andere Teile der Anordnung II
entsprechend den dunklen Teilen des projizieren Bildes nicht von der Strahlung getroffen werden, können
an diesen Stellen die von der Spannungsquelle 19 gelieferten
Ladungen die relativ nichtleitende fotoleitfähig!: Schicht 13 nicht durchdringen und gelangen
daher nicht über die leitfähige Schicht 12 hinaus. Hie Ladungen 22, die durch die fotoleitfähige Schicht 13
auf die Oberfläche der Schicht 15 gelangen, induzieren entsprechende Ladungen entgegengesetzter Polarität
in der Halbleiterschicht 14. Wird als Halbleiterschicht 14 ein n-Halbleiier verwendet und isl die
Ladung 22 negativ, so steigt der Widerstand der
ίο Halbleiterschicht. Wegen dieses Widerstaiidsansiicgs
wird der Stromfluß in diesen Bereichen /wischen jeweils benachbarten Elektroden 16 verringert und der
elcktrolumineszente Leuchtstoff 17 über den Elektroden
zeigt keine Lumineszenz. Da die an allen Elek-
troden 16 liegende Spannung 18 zur Erzeugung einer Elektrolumineszenz mit hellem Leuchten in denjenigen
Bereichen ausreicht, in denen üjr Widerstand der
Feldeffekt-Halbleiterschicht 14 durch Jie Einwirkung äußerer Ladungen nicht erhöht wurde, zeigen die
nicht belichteten Flächenteile der Anordnung 11 ein helles Leuchten.
Eine Umkehrung der Polarität der Ladung 22 kann zur Erzeugung einer Umkehrung der vorstehend
beschriebenen Vorgänge dienen, d. h. sie hewirkl
einen Anstieg der Leitfähigkeit der Halbleitersehiehi
14 und damit eine Umkehrung der Polarität des abgegebenen Lichtbildes. Da die Spannungsquelle 19 eine
äußere Energiequelle mit einem praktisch unbegrenzten Ladungsvorral darstellt, kann mit der bcschrie-
benen Anordnung eine hohe Verstärkung erzielt werden. Dies ist am besten aus dem in F i g. 2 dargestellten
elektrischen Ersatzschaltbild der Anordnung 11 zu erkennen. In diesem Schaltbild, das nur einen kleinen
Teil der Anordnung 11 über zwei benachbarten
Elektroden 16 darstellt, ist die Spannungsquelle 18 mit einem Kondensator in Reihe geschaltet, der
durch zwei benachbarte Elektroden 16 gebildet wird. Das Dielektrikum dieses Kondensators wird durch
den elektrolumineszenten Stoff 17 gebildet. Dieser Kondensator ist mit der Spannungsquelle 18 und der
Feldeffekt-Halbleiterschicht 14 zu einem Stromkreis ergänzt. Ein Pol der Spannungsquclle 19 ist über die
fotoleitfähige Schicht, die als veränderlicher Widerstand dargestellt ist, mit der als Steuerelektrode wir-
kenden Isolierstoffschicht 15 der Feldeffeki-Halbleiterschicht
14 verbunden. Die Ähnlichkeit dieses Ersatzschaltbildes mit einem Triodenverstärker ist
sc.fori 2u erkennen, da die Spannungsquelle 19 eine
Ladung auf die Steuerelektrode 15 des Fcldeffekt-
Transistors 14 entsprechend der Lichteinvirkung auf den »veränderlichen Widersland« 13 gibt, wobei die
Steuerelektrode 15 in einer dem Gitler einer Vakuumröhre analogen W^isc wirkt, indem sie den Stromfluß
in einem gesteuerten Stromkreis verringert, wenn ihre
eigene Spannung erhöht wird. Wird andererseits keine Ladung an die Steuerelektrode 15 geliefert, weil auf
die fotoleitfähige Schicht 13 kein Licht einwirkt, so bleibt der Simmfluß in der Reihenschaltung der Bauelemente
14 und ίβ über die Spannungsquelle 18 unverändert stark und der elektrolumineszente Stoff
17 zeigt ein helles Leuchten.
Außer der Anwcndungsmöglichiicil dcrcrfindungsgemäßen
Anordnung zur Erzielung starker Verstiir· kungswirkungcn ist es mit dieser Anordnung möglich.
ein sehr schwaches Lichteingangssignal über lange Zeiträume zu integrieren und ein stärkeres Ausgangssignal
abzugeben, als dies durch Anwendung lediglich des Verstärkungsfaktors der Anordnung bei rela-
liv kur/er Belichtung crmigt würde. Diese Wirkung
ergibt sich deshalb, weil während der Gesamtzeit der l.icliteinwirkung auf die fotolcitfähige Schicht 13 eine
ladung von der transparenten Elektrode 12 auf die IsolierstofTschichl 15 übergehen kann und diese einen
siarkcn Unlcrdrückungspegel erzeugt. Das Bild kann
auch nach Abschaltung des Lichtes durch Bindung dieser Ladung an der Isolierstoffschicht 15 gespeichert
werden. Wie aus dem Ersatzschaltbild hervorgeht, kann das Bild leicht durch Erdung der transparenten
Elektrode 12 oder durch Anschalten einer Spannung cnlgcgcngcsctzter Polarität und Ausleuchten
mit Licht gelöscht werden, so daß die fololeitfiihigc Schicht 13 über ihre ganze Fläche leitfähig
wird. Dieser Vorgang ermöglicht den Abfluß aller an der IsolierstofTschicht 15 zwischen der fotoleitfähigen
Schicht 13 und der Feldcffekt-Halbleiterschichl 14 gebundenen Ladungen nach Erde.
' In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, in dem sich entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen befinden. Der wesentliche Unterschied zwischen den Anordnungen gcmiiß Fig. 1 und 3 besteht darin, daß in I i g. 3 eine Wcchselspannungsquelle 24 vorgesehen ist und daß die clektrolumincszente Schicht 17 alle Elektroden 16 als durchgehende Schicht gleichmäßig bedeckt. Die Spannungsquelle 24 kann vorzugsweise eine Spannung von 300 V bei 1000 Hz liefern. Jeder geeignete elektrolumineszenle Leuchtstoff für Wechselspannung kann als Schicht 17 verwendet werden. Ein typischer Leuchtstoff dieser Art ist mit Kupferchlorid aktiviertes Zinksulfid. Die in Fig. 4 dargestellte Ersatzschaltung ist mit derjenigen aus Fig. 2 praktisch identisch, mit dem Unterschied, daß an die Drain- und an die Source-EIektrode der FeIdcffckl-Schicht 14 je ein Kondensator (Leuchlsloffelement) angeschaltet ist. Da der Feldeffekt-Verslärker in der dargestellten Form im Hinblick auf die Drain- und die Source-EIektrode symmetrisch ist. kann mit der Steuerspannung der Wcchselslromwiderstand des Verstärkers gesteuert werden. Die Verwendung zweier I cuchlstoffclemente im Gegensatz zu dem einen in E i g. I hat den Vorteil, daß bei einer Realisierung der Anordnung 11 ein dünner, kontinuierlicher Lciichtstoffilm 17 mit höherem Auflösungsvermögen an Stelle der voneinander getrennten Elemente oder Streifen de? Leuchtstoffes verwendet werden kann. Da ein kontinuierlicher Leuchtstoffilm verwendet svird. ist in dem Ersatzschaltbild ein zweiter Kondensator 26 gezeigt, der den in Fig. 3 gezeigten Stromweg 26 zwischen benachbarten Elektroden 16 direkt durch die Leuchtsloffschicht 17 darstellt, während der in F i g. 3 gezeigte Sl rom weg 27 durch die Reihenschaltung der Spannungsquellc 24 über die beiden Kondensatoren 17 und den Feldeffekt-Transistor 14 dargestellt ist. Wird die Impedanz des Kondensators 26 sehr hoch und/oder auf einem mäßig hohen Wert gehalten und dann der Leuchtstoff unmittelbar zwischen benachbarten Elektroden deaktiviert oder ein neutraler Stoff aufgebracht, so ist die Wirkung des Kondensators 26 auf die Schallung vernachlässigbar klein. I'm zu vermeiden, daß das elektrische Feld gebundener Ladungen nicht über die Fcldcffckl-Schichl 14 verläuft, ist es vorteilhaft, die transparente Elektrode 12 nach der Belichtung von der Anordnung 11 zu trennen oder sie durch eine Korona-Entladiingseinrichtunj' /u ersetzen, die eine Ladung auf die freie Oberfläche der foiolcitfähigcn Schicht 13 aufbringt.
' In Fig. 3 ist ein anderes Ausführungsbeispiel der Erfindung dargestellt, in dem sich entsprechende Bauelemente mit den gleichen Bezugszeichen befinden. Der wesentliche Unterschied zwischen den Anordnungen gcmiiß Fig. 1 und 3 besteht darin, daß in I i g. 3 eine Wcchselspannungsquelle 24 vorgesehen ist und daß die clektrolumincszente Schicht 17 alle Elektroden 16 als durchgehende Schicht gleichmäßig bedeckt. Die Spannungsquelle 24 kann vorzugsweise eine Spannung von 300 V bei 1000 Hz liefern. Jeder geeignete elektrolumineszenle Leuchtstoff für Wechselspannung kann als Schicht 17 verwendet werden. Ein typischer Leuchtstoff dieser Art ist mit Kupferchlorid aktiviertes Zinksulfid. Die in Fig. 4 dargestellte Ersatzschaltung ist mit derjenigen aus Fig. 2 praktisch identisch, mit dem Unterschied, daß an die Drain- und an die Source-EIektrode der FeIdcffckl-Schicht 14 je ein Kondensator (Leuchlsloffelement) angeschaltet ist. Da der Feldeffekt-Verslärker in der dargestellten Form im Hinblick auf die Drain- und die Source-EIektrode symmetrisch ist. kann mit der Steuerspannung der Wcchselslromwiderstand des Verstärkers gesteuert werden. Die Verwendung zweier I cuchlstoffclemente im Gegensatz zu dem einen in E i g. I hat den Vorteil, daß bei einer Realisierung der Anordnung 11 ein dünner, kontinuierlicher Lciichtstoffilm 17 mit höherem Auflösungsvermögen an Stelle der voneinander getrennten Elemente oder Streifen de? Leuchtstoffes verwendet werden kann. Da ein kontinuierlicher Leuchtstoffilm verwendet svird. ist in dem Ersatzschaltbild ein zweiter Kondensator 26 gezeigt, der den in Fig. 3 gezeigten Stromweg 26 zwischen benachbarten Elektroden 16 direkt durch die Leuchtsloffschicht 17 darstellt, während der in F i g. 3 gezeigte Sl rom weg 27 durch die Reihenschaltung der Spannungsquellc 24 über die beiden Kondensatoren 17 und den Feldeffekt-Transistor 14 dargestellt ist. Wird die Impedanz des Kondensators 26 sehr hoch und/oder auf einem mäßig hohen Wert gehalten und dann der Leuchtstoff unmittelbar zwischen benachbarten Elektroden deaktiviert oder ein neutraler Stoff aufgebracht, so ist die Wirkung des Kondensators 26 auf die Schallung vernachlässigbar klein. I'm zu vermeiden, daß das elektrische Feld gebundener Ladungen nicht über die Fcldcffckl-Schichl 14 verläuft, ist es vorteilhaft, die transparente Elektrode 12 nach der Belichtung von der Anordnung 11 zu trennen oder sie durch eine Korona-Entladiingseinrichtunj' /u ersetzen, die eine Ladung auf die freie Oberfläche der foiolcitfähigcn Schicht 13 aufbringt.
Bei der vorstehend beschriebenen Ausführung der
crfindungsgci.iäßen Anordnung ist die Impedanz des
Kondensators 26 so groß, daß sie einer Sl reu kapazität entspricht und bei Frequenzen von etwa 1000 Hz
bei der Aktivierung der Leuchlstoffschicht 17 im Ersatzschaltbild vernachlässigt werden kann. Diese
Streuimpedanz ist daher so groß, weil die Kapazität des Kondensators 26 verglichen mit derjenigen der
Kondensatoren 16 und 17 sehr klein ist. Dieses ist
ίο durch den Abstand zwischen benachbarten Elektroden
16 von etwa 0,25 mm bedingt, während die Stärke der elektrolumineszenten Schicht über den
Elektroden 16 lediglich etwa 0,025 mm beträgt. Da die Kapazität eines Kondensators mit abnehmendem
Abstand der Elektroden zunimmt und da der Wechselstromwiderstand eines Kondensators bei zunehmender
Kapazität abnimmt, ist die Impedanz der Reihenschaltung der beiden aus den Elektroden 16
und dem Leuchtstoff 17 gebildeten Kondensatoren in
ao Fig. 4 viel geringer als die Impedanz des Kondensators
26.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann ferner zur Integration verwendet werden und auf die im Zusammenhang
mit Fig. I beschriebene Art gelöscht
»5 werden.
Die von der Spannungsquellc 19 an die fotoleitfähige
Schicht 13 in beiden Ausführungsbeispielen der Erfindung gelieferte negative Ladung und Belichtung,
also damit verbundene Entladung an die Isolierstoffschicht
15, verringert die Leitfähigkeit der Feldeffekt-Halbleiterschicht (bei n-Halbleiler), wodurch
belichtete Flächenteile die lumineszente Lichtabgabe unterdrücken, während bei einer positiven
Spannungsquelle die Leitfähigkeit der Feldcffekt-Schicht 14 erhöht wird und die belichteten Flächenteile
ein helles lumineszenz Leuchten bewirken. Im
letzteren Fall kann die Spanning für die Elektroden 16 so gewählt werden, daß sie zum Leuchten des
Leuchtstoffes nicht ausreicht, wenn der Widerstand der Feldcffekt-Halbleiterschichl 14 durch Ladungsübertragung
gleichbleibt. Wird dann eine positive Ladung an die Isolierstoffschicht 15 geliefert und in
der Halbleiterschicht 14 ein transversales Feld erzeugt, so nimmt ihr Widerstand ab, und c, fließt ein
Strom, der zur Anregung des Leuchtstoffes im Bereich der geladenen Flächenteile ausreicht. Der
»Abbildungssinn« oder die Polarität des erzeugten optischen Bildes entspricht also entweder dem eingegebenen
optischen Bild oder ist gegenüber diesem
abhängig von der Polarität der Spannungsquelle 18 umgekehrt. Die in Fig. 1 gezeigte Anordnung kann
in gleicher Weise mit einem Leuchtstoff für W^hselspannung
und mit Wechselspannungsanregung wie die in Fig. 3 gezeigte Anordnung aufgebaut sein. Bei
Wechselspannung empfiehlt sich jedoch die Verwendung
der einfacher aufgebauten Anordnung aus Fig. 3 mit ihrer höheren potentiellen Bildauflösung.
Diese Anordnung kann gleichfalls mit einem Leuchtstoff für Gleichspannung aufgebaut sein, vorausgc-
setzt, daß dessen Widerstand nicht zu gering und die Schicht dünn ist.
Wie bereits erläutert, kann eine Löschline der Anordnung
durch gleichmäßige Auslcuchtung^dcr foto·
leiirähigen Schicht 13 mit aktivierendem Licht und
lulling der transparenten Elektrode 12 erreicht werden so daß alle Indungen an der Zwischenschicht
/wischen der foloicilfähigcn Schicht 13 und dei
Isoiicrstoffschicht 15 nach Erde abgeleitet werden
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Dadurch gibt die Anordnung II über ihrer gesamten
Bildfläche gleichmäßig starkes Licht ab. 1st die aktivierende Spannung an den Elektroden 16 nicht ausreichend,
um den Leuchtstoff anzuregen und die Verringerung des Widerstandes der Feldeffekt-Halblciterschicht
14 mit den normalerweise verwendeten Ladungen zum Leuchten des Leuchtstoffes zu bewirken,
so wird das Bildfeld durch die Löschung auf seiner gesamten Fläche gleichmäßig dunkel. Die Löschung
kann beschleunigt werden, wenn die Polarität der angelegten Spannung bei Ausleuchtung umgekehrt
wird, anstatt lediglich die transparente Elektrode 12 zu erden Dadurch wird eine Ladung umgekehrter
Polarität an der Zwischenschicht zwischen den Schichten 13 und 15 erzeugt, so daß bei erneuter
Politritätsumkehr und Bildbelichtung eine größere Lichtempfindlichkeit erzielt wird, da die Ladung der
einen Polarität an der Zwischenschicht die Ladung der anderen Polarität von der transparenten Elektrode
12 her bei Belichtung anzieht. ao
Gemäß einem anderen Verfahren wird von der Spannungsquelle 19 eine Spannung geliefert, der
Fotoleiter mit aktivierender Strahlung gleichförmig ausgeleuchtet und anschließend die Strahlung abgeschaltet,
so daß Ladungen an der Zwischenschicht zwischen der fololeitfähigen Schicht 13 und der Isolierstoff
schicht IS gebunden werden. Die Abbildung
kann dann durchgeführt werden, indem lediglich die transparente Elektrode 12 während der Belichtung
geerdet wird.
Die erfindungsgemäße Anordnung kann in Verbindung mit Bildern jeder geeigneten Art bei Verwendung
aktivierender elektromagnetischer Strahlung benuti'i werden, gegenüber der die fololeitfähige Schicht
empfindlich ist. Derartige Strahlungen sind beispielsweise Röntgenstrahlen, infrarotes, ultraviolettes und
sichtbares Licht.
Claims (7)
1. Festkörper-Bildverstärker mit Bildspeichcrungseigenschaften, bestehend aus einer strahlungseingangsseitigen
transparenten Elektrode, die mit einer Gleichspannungsquelle verbunden ist, einer an der Elektrode unmittelbar angrenzenden
fotoleitfähigen Schicht, einer Isolierstoffschicht und einer elektrolumineszenten Anordnung,
die durch parallele streifenförmige Elektroden,
die abwechselnd mit einem der beiden Pole einer Spannungsqucllc verbunden sind, mit Span
nung versorgt wird, dadurch gekenn zeichnet, daß zwischen der Isolierstoffschichl
(15) und der elektrolumineszenten Anordnung (17) bzw. einem Teil der streifenförmigen Elek
troden (16) eine Schicht (14) aus einem Feld
effekl-Halbleiter angeordnet ist.
2. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolumines
zente Anordnung (17) aus getrennten streifenför
migcn Bereichen aus einem Gleichspannungs leuchtstoff besteht, die alle ungeradzahligen Elektroden
(16) umgeben, daß die Feldeffckt-Halb
lederschicht (14) an die Isolierstoffschicht (15) die eleklrolumincszenten Bereiche (17) und die
geradzahligen streifenförmigen Elektroden (16] angrenzt und daß die streifenförmigen Elektroder
(16) mit einer Gleichspannungsquelle (18) ve·· bunden sind.
3. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, daß die elektrolumines
zenle Anordnung (17) eine an die Feldcffekt· Halblciterschicht (14) angrenzende durchgehende
Schicht aus einem Wechsclspannungsleuchtstofl bildet und daß alle streifenförmigen Elektrode!
(16) in diese Leuchtstoffschicht (17) eingebettcl und mit einer Wechselspannungsquelle (24) ver
bunden sind.
4. Festkörper-Bildverstärker nach einem dei Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daf!
die Isolierstoffschicht (15) optisch undurchsich tig ist.
5. Festkörper-Bildverstärker nach einem dei Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daf!
der die Elektroden (16) berührende elektrolumi neszente Leuchtstoff (17) die FeldetTekt-Halb
Ieiterschicht (14) berührt und diese von den Elek troden (16) mindestens teilweise trennt.
6. Festkörper-Bildverstärker nach Anspruch 5 dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (16'
in den Leuchtstoff (17) eingebettet sind und von einander durch mindestens einen Teil des Leuchtstoffes
(17) elektrisch getrennt sind.
7. Festkörper-Bildverstärker nach einem dei
Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet. daH der Feldeffekt-Halbleiter (14) Zinkoxvd ist.
Hierzu 1 Blatt Zeichnungen
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