DE1808238C3

DE1808238C3 - Elektrolumineszenzspeicher

Info

Publication number: DE1808238C3
Application number: DE1808238A
Authority: DE
Inventors: Benjamin Pasadena Calif. Kazan (V.St.A.)
Original assignee: Xerox Corp
Current assignee: Xerox Corp
Priority date: 1968-04-18
Filing date: 1968-11-11
Publication date: 1975-02-20
Also published as: ES360366A1; BE723721A; SE345341B; CH493930A; BR6905983D0; US3539862A; DE1808238B2; NL150616B; NL6816080A; DE1808238A1; JPS494999B1; GB1235310A; FR1591040A

Description

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stellen. Jegliche Flächenkratzer oder andere Schäden, weniger als etwa 10⁵ Ohm/cm* sind zur Herstellung

wie z. B. unterbrochene Leitungen, machen die be- des ö Sichtfeldes geeignet. Derartige Anordnungen

nachbarten Teile des Sichtfeldes unwirksam. Zur Her- weisen dann nicht mehr die vorstehend genannten

stellung eines Sichtfeldes größerer Ausmaße ohne Nachteile auf, da die undurchsichtigen Leiter leicht

derartige Defekte sind unverhältnismäßig hohe An- 5 mit ausreichender mechanischer Festigkeit hergestellt

forderuhgen an die Genauigkeit der Stoffe und der werden können und eine Verkratzung oder Beschädi-

Herstellungsverfahren zu stellen, wodurch sich un- gung während der Herstellung nur schwer möglich

gerechtfertigt hohe Herstellungskosten ergeben. ist. Ferner ermöglicht die hohe Leitfähigkeit eine

Die Aufgabe der Erfindung besteht deshalb darin, Herstellung von ö Sichtfeldern beliebiger Größe, da

eine neuartige elektrolumineszente Speicheranord- w ein entsprechender Stromfluß auch bei großen Ab-

fiung zu schaffen, die die vorstehend genannten ständen von der Spannungsquelle aufrechterhalten

Nachteile vermeidet und die leichte Herstellung werden kann.

relativ großflächiger Sichtfelder ermöglicht. Diese Geeignete undurchsichtige Leiter sind dünne sollen eine gute Helligkeitsausbeute, lange Speicher- Kupferdrähte, Silberfarbe in einem Plastikbindemittel Fähigkeit und gutes Halbtonverhalten sowie eine ein- 15 usw. Wird ein leitfähiger Farbstoff verwendet, so fache Bildherstellung und schnelle Bildlöschung er- können die dünnen leitfähigen Leitungen in dem gemöglichen, wünschten Muster aufgebracht werden oder die ge-

Ein Elektrolumineszenzspeicher der eingangs ge- samte Oberfläche der Unterlage kann bedeckt wer-

nannten Art löst diese Aufgabe erfindungsgemäß den, wonach die Zwischenbereiche aus dem leit-

durch jeweils einen auf jeden Leiter unmittelbar auf- 20 fähigen Farbstoff entfernt werden,

gebrachten leitfähigen Streifen und durch jeweils ein Soll die Speicheranordnung von der der Feldeffekt-

zwischen benachbarten Streifen angeordnetes isolie- Halbleiterschicht entgegengesetzten Seite betrachtet

rendes Segment. werden, so sollen die Unterlage und die leitfähigen

Der elektrolumineszente Stoff kann als Schicht vor- Streifen lichtdurchlässig sein. Wahlweise können die gesehen sein, die die leitfähigen Streifen und isolie- as isolierenden Segmente gleichfalls durchsichtig sein, renden Segmente bedeckt, oder es ist ein Segment des Eine geeignete Kombination aus Unterlage und Elekelektrolumineszenten Stoffes auf jeweils einen leit- troden ist optisch transparentes Glas mit dünnen, fähigen Streifen aufgebracht, wobei die einzelnen undurchsichtigen Drähten oder Streifen aus Silber-Segmente von den ihnen jeweils benachbarten Seg- farbstoff, auf denen optisch transparente, leitfähige menten durch die isolierenden Segmente getrennt sind. 30 Streifen aus Zinnoxid oder aufgedampftem Gold auf-

Die erste Ausfühningsform unterscheidet sich von gebracht sind. Beispielsweise können die durchsich-

der zweiten dadurch, daß sie eine durchgebende tigen. leitfälligen Streifen mittels einer Maske durch

Schicht eines elektrolumineszenten Stoffes aufweist. Aufbringen von Zinnoxid hergestellt werden, welches

während die zweite aus durch isolierende Segmente durch Dampfreaktion von Zinnsäure, Wasser und

voneinander getrennten elektrolumineszenten Seg- 35 Methanol gebildet ist.

menten besteht. In beiden Fällen soll jeder leitfähige Die Speicheranordnung ist insbesondere zur Her-

Streifen vorzugsweise denjenigen Teil eines jeden stellung von Sichtfeldern geeignet, die sich auf

undurchsichtigen Leiters berühren, der nicht mit der Plastikunterlagen befinden und beliebig groß und

Unterlage in Verbindung steht. flexibel sein können. Da geeignete Verfahren zur

Eine Verwendung der zweiten Ausführungsform 40 Herstellung von Zinnoxid-Uberzügen auf K»nststoffist günstiger, da der das Bild erzeugende Strom wäh- enterlagen nicht geläufig sind, werden durchsichtige, rend der Bildabgabe durch die Feldeffekt-Halbleiter- leitfähige Streifen auf die Plastikunterlage aufgeschicht fließen muß. Dies erfordert eine maximale bracht, die aus Mischungen von Zinkoxid- oder Stromsteuerung durch Ladungsablagerung und/oder Indiumoxid (lnjOj)-Pulver in einen transparenten. Neutralisation. Dies trifft nicht unbedingt für die 45 elektrisch isolierenden Kunstharzbindemittel bestehen, erste Ausfühningsform zu. bei der gemäß F i g. 2 ein Zum Aufbringen auf die Plastikunterlage ist bei-Stromfluß durch die elektrolumineszente Schicht auf- spielsweise ein Epoxyharz geeignet Eine derartige tritt. Dieser Stromfluß ist nicht in der Weise einer Mischung enthält etwa 60 bis etwa 95·/· leitfähiges äußeren Steuerung durch Ladungsablagenmg und/ Pulver. Abhängig von den verwendeten Stoffen wird oder Neutralisation ausgesetzt wie derjenige durch s· for optimale Ergebnisse vorzgswefae eine Menge die FeMeSekt-HalWerterschicbt. Der StTOmHuS durch von etwa 80 bis etwa 90·/· leitfähiges Pulver verdie dcluiuszente Schiebt erhöht das Hinter- wendet. Diese Mischungen massen nicht in Vakuum graedBcfat ad verringert dank dea Kontrast zwi- auf die Unterlage aufgebracht werden, 90 daß das gesehen Bid aad Hintergrund. Da dies unerwünscht samte ^ Skhtfeld «h P!astikcateriage oboe Vakuumist, wird dh Anordnung gemäß Fig. 1 verwendet, ss Aefdampruagsverfahreo aod entsprechende Einrichbei der ease maxheale Steueruag des Stromflesses trogen hergestellt werden kann, erreicht werden kann. FaIk etaii, kann das Stcbtfeld von der Seite

Die htigea Letter hefe» die erf order- der Feldeffekt-HaibteieracBkht an betrachtet wer-

Bebe Unfähigkeit Bogs der Eleitrodenstreife*. Dk der Hierzu kann es aal einer uaderchsicbtigea

!Hfe der trigen Streuen muß lediglich 60 nichtleitenden Unterlage unter Verwendung ra

Ftbruag eines Stromes von de» mittleres un- durchsichtiger, teitfähigcr Streifen aufgebracht sen

in Leiter zur Kante des kätfähigea Strei- Die Fektefekt-Haleteisducat soll jedoch fur das

fens srechen. Daher kam ein if Streifen von der uueeuen Schiebt abgegeben«

ren werden, dessea Leitfähigkeit un viele Licht durchlässig sem.

OiOOeuotdnagen gennger ist ab die der Elektroden- 6$ Das Sichtfeld wird zusanaea mit ener Vorrich-

streuen, wie dies auch η dea vorgeaaenten Literatur- trag zum Aufbringen eines Laduagsarasters auf dk

steten bscen ist. Lentange Stoffe far diese ladcngsspeichernde Ober8eche e Zammdea

Elektrodeastreifen mit Oterfläcoenwiderständen von ein Teil des deaeun Stoffes bödet ei»

elektrische Verbindung zwischen einander benachbarten Elektroden (eine Elektrode ist ein dünner, undurchsichtiger Leiter mit einem darauf aufliegenden leitfähigen Streifen), wobei der nachfolgende Teil der elektrischen Verbindung durch einen Teil der Feldeffekt-Halbleiterschicht gebildet wird. Dies bedeutet, daß der Strom von einer Elektrode durch einen Teil des elektrolumineszenten Stoffes, einen Teil der Feldeffekt-Halbleiterschicht und einen weiteren Teil des elektrolumineszenten Stoffes zur nächsten Elektrode fließt. Durch Erzeugung und/oder Änderung eines elektrostatischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche kann ein entsprechendes Bild auf der elektrolumineszenten Anordnung erzeugt und gespeichert werden.

In der vorliegenden Beschreibung bezieht sich die Bezeichnung »Feldeffekt-Halbleiter« auf einen Stoff, der elektrischen Strom leitet, jedoch eine Änderung seiner Leitfähigkeit durch Einwirkung eines elektrischen Feldes senkrecht zum Stromfluß erfährt, wodurch ein Bereich erzeugt wird, der den leitfähigen Querschnitt oder die Leitfähigkeit des Stoffes selbst ändert. In der vorzugsweisen Ausführungsform der Erfindung soll der Feldeffekt-Halbleiter die Fähigkeit besitzen, ein elektrostatisches Ladungsmuster auf seiner Oberfläche für längere Zeit zu speichern und eine Stromleitung ohne wesentliche Änderung des Oberflächenladungsmusters zu ermöglichen. Hat ein einzelner Stoff diese beiden physikalischen Eigenschaften, so wird er als »speichernder Feldeffekt-Halbleiter» bezeichnet. Er ist dann zur Speicherung eines elektrostatischen I^adungsmusters auf seiner Oberfläche geerdet, welches das senkrechte elektrische Feld zur Beeinflussung der Leitfähigkeit erzeugt. Geeignete Stoffe mit diesen Eigenschaften sind Zinkoxid, Bleioxid und Kadmiumoxid.

Wird ein »speichernder Feldeffekt-Halbleiter« verwendet, so ist die ladungsspeichemde Oberfläche des Sicbtfeldes auch die zu belichtende Fläche des Feldeffekt-Halbleiters. Kann der Feldeffekt-Halbleiter jedoch auf seiner belichteten Oberfläche ein elektrostatisches Ladungsmuster nicht für die erwünschte Zeit speichern, so wird eine dünne, elektrisch isolierende Schicht aufgebracht, und deren freie Oberfläche dient als ladungsspeichemde Fläche. Auf diese Weise können viele Halbleiter, die ein Feldeffekt-Verhalten zeigen, für die Erfindung geeignet gemacht werden, auch wenn sie anfangs ein elektrostatisches Ladungsmuster für die erwünschte Zeit nicht speichern können. Typische Halbleiter mit Feldeffekt-Eigenschaften, die derart abgewandelt werden können, and Kadmiumsulfid. Zinksulfid, Kadtnhnnseienid «sw. Ferner kann auf Zinkoxid und die anderen speichernden FeWcffekt-Halbleiter eine Isolierstoffschient aufgebracht werden, falls dies erwünscht ist. Außerdem kann eine Sperrschicht auf der Außenfläche des Halbleiterstoffes erzeugt werden, indem der Halbleiter zur Bildung eines p-n-Oberganges dotiert wird. Dieser Obergang wirkt ab Sperrschicht und verhindert den Durchgang von Oberflächenladungen te die darunterliegende Schicht

Der Kurze halber werden alle Formen des FeIdeffekt-HarWeiterstoffes in der vorliegenden Beschreibung ab Halbleiterstoff oder FeldeSekt-Halbleitersloff bezeichnet, wobei vorausgesetzt wild, daß die Spl ordnung eine freie, ment zur Unterlage gehörende Oberfläche hat, die ein elektrostatisches Ladungsmuster für längere Zeh speichern kann. Die Bezeichnung »Feldeffekt-Halbleiter« schließt also Einzelschichten sowie auch Doppelschichten ein, bei denen der Halbleiter in der vorstehend beschriebenen Weise modifiziert ist. Diese Stoffe gehören alle zu einer Stoffgruppe, sind sich jedoch nicht völlig gleich, da in vielen Fällen eine andere Wirkungsweise vorliegt, wie noch beschrieben wird. Obwohl im Hinblick auf die Betriebsweise die mit den verschiedenen Strukturen erhaltenen Ergebnisse äquivalent «und, sei

to darauf hingewiesen, daß die Möglichkeit zur Erzielung eines erwünschten Ergebnisses einen bestimmten Stoff gegenüber einem anderen Stoff geeigneter erscheinen läßt, da dieser hierzu zunächst in beschriebener Weise modifiziert werden muß.

Bei einer vorzugsweisen Betriebsart wird eine Wechselspannung an die mit Abstand zueinander angeordneten Elektroden angelegt, die zur Erzeugung einer Elektrolumineszenz im Zustand geringen Widerstandes des Halbleiterstoffes ausreicht. Es zeigt sich,

ao daß das Aufbringen und die Speicherung eines elektrostatischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche des elektrolumineszenten Sichtfeldes eine Steuerung des Stromflusses von Elektrode zu Elektrode bewirkt. Die Ablagerung elektro-

»5 statischer Ladung erhöht die Impedanz des Halbleiters, wodurch der Stromfluß in den benachbarten Flächenteilen verringert oder unterbrochen wird. Damit wird eine entsprechende Verringerung der Lichtabgabe aus der elektrolumineszenten Schicht bewirkt, wodurch sich ein Halbtonverhalten ergibt. Wird der Strom unter den Wert verringert, der eine Erzeugung der Elektrolumineszenz bewirkt, so tritt keine Lumineszenz auf, und der entsprechende Teil der Speicheranordnung erscheint dunkel. Andererseits wird bei Neutralisiening oder Entfernung der Ladungen von der Oberfläche die Impedanz verringert und der Stromfluß erhöht. Durch selektives Aufbringen und Beibehalten eines Ladungsmusters auf der Oberfläche des elektrolumineszenten Sichtfeldes kann also ein Bild erzeugt und gespeichert werden.

Bei einer anderen Betriebsart wird eine Wechselspannung an die mit Abstand zueinander angeordneten Elektroden angeschaltet, die zur Erzeugung der Elektrolumineszenz gerade noch nicht ausreicht, wenn der Halbleiterstoff in seinem normalen Impedanzzustand ist. Durch Erzeugung einer elektrostatischen Ladung geeigneter Polarität auf der ladungsspeichernden Oberfläche des elektrolumineszenten Sichtfeldes kann die Impedanz des Halbleiterstoffes derart ver ringen werden, daß Strom zwischen den Elektroden durch die elektroluinineszente Schicht fließt, wodurch eine Lichtabgabe auftritt. Andererseits wird die Impedanz erhöht und der Stiotufluß verringert, wenn diese Ladungen geeigneter Polarität neutralisiert oder von

SS der ladungsspeichernden Oberfläche entfernt werden. Steigt die Impedanz bis zu einem Punkt an, an dem der Strom unter den eine Elektrolumineszenz bewirkenden Wert verringert wird, so tritt keine Lumineszenz auf, und der entsprechende TeM der Speicher-

anordnung erscheint dunkel. Auf diese Weise können mit der Speicheranordnung durch selektives Aufbringen und Beibehalten eines Ladungsnrasters auf der ladungsspeichernden Oberfläche Kider erzeugt und gespeichert werden.

«5 Die Polarität der Oberflächenladung, die die Leitfähigkeit in der Fddeffekt-Halblehersducht verringert, entspricht der Polarität derjenigen Ladungen, die vorzugsweise durch die Schicht geleitet werden.

509608η 02

Dies bedeutet, daß ein η-Halbleiter eine Verringerung In Fig. 1 ist eine Speicheranordnung dargestellt,

der Leitfähigkeit durch Ablagerung negativer Ladun- die eine Anzahl dünner, undurchsichtiger, parallel een auf der ladungsspeichernden Oberfläche erfährt. zueinander angeordneter Leiter 11 auf einer tragen-Andererseits erfährt ein p-Halbleiter eine Verringe- den Unterlage 12 enthält. Auf jedem undurchsichrung der Leitfähigkeit durch die Ablagerung positiver 5 tigen Leiter 11 ist ein Streifen 13 aus leitfanigem Ladungen auf der ladungsspeichernden Oberfläche. Stoff vorgesehen. Diese leitfähigen Streifen 13 stehen Die Leitfähigkeit kann durch Ablagerung von Ladun- mit der gesamten Oberfläche der undurchsichtigen gen jeweils entgegengesetzter Polarität auch erhöht Leiter 11 in Berührung, die der tragenden Unterlage werden. Durch richtige Einstellung der Betrieb^bedin- 12 abgewandt ist. Auf jedem leitfähigen Streifen 13 gungen und durch Aufbringen von Ladungen mit io befindet sich ein Segment aus elektrolumineszenlem einer der Vorzugspolarität des Halbleiters entgegen- Stoff 14. Zwischen jeweils zwei Anordnungen aus gesetzten Polarität kann die Speicheranordnung in undurchsichtigem Leiter 11, leitfähigem Streifen 13 den entsprechenden Flächenteilen zu einem helleren und elektrolumineszentem Stoff 14 befindet sich ein Leuchten oder zur Abgabe von Licht aus vorher elektrisch isolierendes Segment 15. Die oberen Flächen dunklen Flächenteilen angeregt werden. Soll ein 15 der Segmente 14 und 15 liegen in einer gemeinsamen weißes Bild auf dunklem Hintergrund erzeugt wer- Ebene, so daß eine Feldeffekt-Halbleiterschicht 16 den, so wird eine elektrostatische Ladung gleich- gleichmäßig aufgelegt werden kann. Die elektrischen mäßig auf die gesamte ladungsspeichernde Fläche Leitungen 17 sind an die Elektroden 11 angeschaltet aufgebracht. Die Neutralisierung oder Entfernung und dienen zur Zuführung einer Spannung. Die Elekeines Teiles der Ladung erzeugt einen Stromfluß in ao troden sind abwechselnd mit jeweils einem Pol einer den entsprechenden Flächenteilen, wodurch eine Wechselstromquelle 18 verbunden. Soll das Bild auf Lumineszenz der Leuchtstoffschicht in denjenigen dem Sichtfeld von der der Feldeffekt-Halbleiterschicht Flächenteilen auftritt, wo die Ladung neutralisiert entgegengesetzten Seite betrachtet werden, so sollen bzw. entfernt wurde. Ein weißes Bild auf schwarzem die tragende Unterlage 12 und die leitfähigen Streifen Hintergrund kann auch durch Ablagerung eines ent- »5 13 für die von den elektrolumineszenten Stoff abgesprechend ausgebildeten elektrostatischen Ladungs- gebene Strahlung durchlässig sein, musters erreicht werden, wobei dunkle Hintergrund- In F i g. 2 ist eine andere Ausführungsform der

teile den Bereichen der Ladungsablagerung ent- Speicheranordnung dargestellt, wobei für mit Teilen sprechen. Die Lumineszenz der Leuchtstoffschicht aus F i g. 1 übereinstimmende Teile gleiche Bezugsunter den Flächenteilen der Halbleiterschicht, auf 30 zeichen verwendet sind. Die Speicheranordnung 10 denen sich keine Ladung befindet, erzeugt ein weißes enthält eine Anzahl dünner, urdurchsichtiger, parallel Bild au* schwarzem Hintergrund. zueinander angeordneter Leiter 11 auf einer tragen-

SoIl ein schwarzes Bild auf weißem Hintergrund den Unterlage 12. Auf jedem Leiter 11 ist ihn teilerzeugt werden, so wird ein elektrostatisches Ladungs- weise umgebend ein Streifen 13 aus leitfähigem Stoff muster auf die ladungsspeichernde Oberfläche aufge- 35 vorgesehen. Jeder Streifen 13 ist von den ihm bebracht. Dadurch ergibt sich ein Anstieg der Impedanz nadibarten Streifen durch Segmente 15 aus elektrisch der Halbleiterschicht, wodurch der Stromfluß in den nichtleitendem Stoff isoliert. Die oberen Flächen der entsprechenden Flächenteilen unterbrochen wird. Streifen 13 und der Segmente 15 bilden eine gemein-Fällt der Strom unter den zur Erzeugung der Elektro- same Ebene, so daß eine Schicht 14 aus elektrolumineszenz erforderlichen Wert ab, so erscheint der- 40 lumineszentem Stoff aufgelegt werden kann. Eine jenige Teil der Speicheranordnung dunkel, auf dem Schicht aus einem Feldeffekt-Halbleiterstoff 16 besieh die Ladung befindet, und es ergibt sich ein findet sich auf der Schicht 14 aus elektrolumineszenschwarzes Bild auf weißem Hintergrund. Ferner kann tem Stoff. Die elektrischen Anschlüsse entsprechen auch eine gleichmäßige elektrostatische Ladung auf denen aus F i g. 1, und bei Betrachtung des erzeugten die ladungsspeichernde Oberfläche aufgebracht wer- 45 Bildes von der der Feldeffekt-Halbleiterschicht abgeden, wonach ein dem weißen Hintergrund ent- wandten Seite sollen die entsprechenden Stoffe wie sprechender Teil der Ladung entfernt oder neutrali- bei der Anordnung in Fig. 1 durchlässig für die siert wird. Dadurch ergibt sich gleichfalls ein abgegebene Strahlung sein.

schwarzes Bild auf weißem Hintergrund. Beim Betrieb der Anordnung wird an einander

Das Bild kann auch durch Anschaltung einer so benachbarte Elektroden eine Wechselspannung ange-Wechsdspannung an die Elektroden erreicht werden. schaltet. Abhängig von der jeweiligen Leitfähig*«* Die Spannung soll zur Elektrolumineszenz im nor- der Feldeffekt-Halbleiterschicht fließt auf den f¹ malen Impedanzzustand des Halbleiters noch nicht Fig. 1 und 2 gestrichelt dargestellten Wegen ein ausreicher'. Eine Ablagerung von Ladung geeigneter mehr oder weniger starker Wechselstrom von einer Polarität verursacht einen Abfall der Impedanz und 55 Elektrode zur anderen. Aus Fig. I ist zu ersehen, ehre Lichtabgabe in den entsprechenden Flächen- daß der Strom von der einen Elektrode durch die teilen. Die Erzeugung eines schwarzen Bildes auf elektrolumincszente Schicht, die Feldcffekt-Halbleiterweißem Hintergrund oder umgekehrt hängt in be- schicht sowie durch die elektrolumincszente Sdncbt schriebener Weise von den Schritten der Ladungs- zur benachbarten Elektrode fließt und damit einen ablagerung und/oder Ladungsentfernung ab. 60 Stromkreis bildet. Bei ausreichender Stromstärke gibt

Die Erfindung wird im folgenden an Hand der in die elektrolumineszente Schicht in den Bereichen, die den Figuren dargestellten Ausführungsbeispiele be- den stromführenden Elektroden benachbart sind, schrieben. Es zeigt Licht ab.

F i g. 1 einen Querschnitt der vorzugsweise ver- Zur Verwendung einer Anordnung der vorstehend

wendeten Ausfuhrungsform einer Speicheranordneng 63 beschriebenen Art mit einer ladungsspeichcin** ^ma „ . ~ . „ · . _Ä Oberfläche 19 ist ferner ein Bilderzcugungsverfahrea

Fig. 2 einen Querschnitt einer anderen Ausfüh- vorgesehen o«uc.«:u_B ^

rungsform der Speicheranordnung. VVie bereits beschrieben, ist die ladungsspcichern*

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Oberfläche entweder die freie Oberfläche des Feld- speichernde Oberfläche der Speicheranordnung vereffekt-Halbleiterstoffes, wenn dieser ein »speichernder wendet werden. Ein Ladungsmuster kann ferner z. B. Feldeffekt-Halbleiterstoff« ist, oder die freie Ober- durch Korona-Entladung mittels einer entsprechend fläche einer dünnen, elektrisch isolierenden Schicht ausgebildeten Maske aufgebracht werden. Außerdem auf dem Halbleiterstoff, wenn dieser nicht ein »spei- 5 kann die in F i g. 8 der vorstehend genannten Patentchernder Feldeffekt-Halbleiterstoff« ist. Das elektro- schrift gezeigte Korona-Entladungseinrichtung nachstatische Ladungsmuster 20 steuert den Stromfluß einander längs vertikalen und horizontalen Leitern zwischen benachbarten Elektroden. Bei einer Be- bewegt werden, so daß an ausgewählten Verbintriebsart verringert das elektrostatische Ladungs- dungspunkten eine Korona-Emission auftritt und damuster die Leitfähigkeit der Feldeffekt-Halbleiter- io mit eine selektive Ladung von Teilen einer darunterschicht, und bei richtiger Einstellung der Betriebs- liegenden Speicheranordnung erreicht wird. Eine größen wird der Stromfluß zwischen benachbarten weitere Vorrichtung zur Ablagerung des elektro-Elektroden entweder geschwächt oder ganz unter- statischen Ladungsmusters besteht in einer oder mehbrochen. Die entsprechenden Teile der Speicher- reren Einrichtungen zur punktförmigen Korona-Entanordnung erscheinen dunkel. Wo keine Ladung auf- 15 ladung, mit denen eine Abtastung der ladungsgebracht ist, fließt der Strom jedoch ohne Unter- speichernden Oberfläche durchgeführt wird. Die brechung von einer Elektrode zur anderen, wobei aus gleichzeitige Zuführung elektrischer Eingangssignale den entsprechenden Teilen des elektrolumineszenten zu den Koronapunkten mit der Ablagerung elektro-Stoffes Licht abgegeben wird. statischer Ladungen bewirkt entweder eine Erzeugung

Bei der anderen beschriebenen Betriebsart erhöht ao oder eine Modifizierung eines Bildes auf der elektro-

das elektrostatische Ladungsmuster die Leitfähigkeit lumineszenten Speicheranordnung. Bei dieser Aus-

der Feldeffekt-Halbleiterschicht, und bei richtiger führungsform kann entweder das Koronasystem oder

Einstellung der Betriebsgrößen wird der Stromfluß die Speicheranordnung selbst in eine Abtastbewegung

unter den eine Ladung enthaltenden Bereichen zwi- versetzt werden.

sehen benachbarten Elektroden verstärkt. Die ent- 35 Das von der Speicheranordnung abgegebene Bild

sprechenden Teile der Speicheranordnung leuchten kann modifiziert werden, indem das gespeicherte

heller und/oder geben eine Strahlung ab. Wo keine Ladungsmustc abgeändert wird. Derartige Ande-

Ladung aufgebracht ist, fließt jedoch kein Strom von rungen sind eine vollständige Neutralisation, eine

einer Elektrode zur anderen, und die entsprechenden teilweise Neutralisation oder eine Hinzufügung neuer

Teile der Speicheranordnung bleiben dunkel. 30 Flächenladungen zu dem bereits vorhandenen La-

Das elektrostatische Ladungsmuster kann auf der dungsmuster.

Oberfläche der elektrolumineszenten Anordnung Die physikalischen Eigenschaften von Zinkoxid,

durch jede geeignete Vorrichtung erzeugt werden. Bleioxid und Kadmiumoxid ermöglichen eine Speiche-

Beispielsweise können optische oder elektrische Ein- rung negativer ionischer Ladungsmuster auf der

richtungen zum Aufbringen des erwünschten Ladungs- 35 Oberfläche und eine Steuerung des Stromflusses durch

musters verwendet werden. die Speicheranordnung mit dem Ladungsmuster ohne

Ein Verfahren zur Erzeugung eines Ladungsmusters dessen Änderung. Negative Sauerstoffatome, wie sie besteht in einer gleichmäßigen Ablagerung von Ionen durch die Korona-Entladung oder die in der vorauf der ladungsspeichernden Oberfläche und Ablei- stehend genannten Patentschrift beschriebene elektrotung eines Teiles dieser Ionen, wodurch sich entweder 40 statische Entladung erzeugt werden, sind zur Steueein Positiv oder ein Negativ des zu reproduzierenden rung des Stromflusses geeignet. Es zeigte sich jedoch. Bildes ergibt. Hat beispielsweise der Feldeffekt-Halb- daß die Ablagerung von positiven ionischen Ladungsleiterstoff auch Fotoleitfähigkeitseigenschaften, wie es mustern keine Steuerwirkung zur Folge hat. da dei bei Zinkoxid der Fall ist, so kann die gleichmäßige Feldeffekt-Halbleiterstoff eine derartige Ladung aul elektrostatische Ladung z. B. durch eine Korona- « seiner Oberfläche nicht hält. Entsprechend kann e« Entladung aufgebracht werden. Eine selektive Ablei- erforderlich sein, eine Isolierstoffschicht auf die tung eines Teiles einer Oberflächenladung kann durch Feldeffekt-Halbleiterschicht aufzubringen, wenn ein« Belichtung nur ausgewählter Teile der Feldeffekt- Steuerung des Stromflusses durch Elektronen posi-Halbleiterschicht mit aktivierender Strahlung erreicht river ionischer Ladungsmuster erzielt werden soll.
werden. Das sich ergebende elektrostatische lateate 50 Das folgende Beispiel dient zum besseren Ver Bild bewirkt eine Steuerung des Stromflusses zwischen ständnis der Erfindung sowie deren Anwendung. E< benachbarten Elektroden. soll nicht einschränkend, sondern lediglich als Aus

Im Gegensatz zu einer VoHbildbelichtung können führungsform verstanden werden,

auch eine oder mehrere punktförmig Lichtquellen Eine Unterlage aus Plexiglas (Polymethylmetha

zur Abtastung der ladungssperchernden Oberfläche 55 crylat-Polymer) mit etwa IS X 15 cm Größe win

verwendet werden. Eine Modulation der Lichtstärke zunächst mit einer leitfähigen Schicht aus 90 Ge

ergibt die Erzeugung eines entsprechenden Halbton- wkhtsprozent Silberblättchen in einem Epoxyharz

bildes. bindemittel überzogen. Nach der Aushärtung win

Ferner kann auch eine Vorrichtung zum Auf- ein Teil des Silbereberzuges entfernt, so daß Silber

bringen von Ionen in dem gewünschten Ladungs- 60 leitungen von 0.13 mm Breite und 1.3 mm Mitten

muster vorgesehen sein. Beispielsweise können elek- abstand auf der gesamten Oberfläche zurückbleiben

trostatische Ladungen durch eise Vorrichtung der in Eine Schicht aus 80 Gewichtsprozent Indiumoxk

der USA-Patentschrift 3023 731 beschriebenen Art (Ir₈O₃) in einem Epoxybmdemittd wird dann auf d«

aufgebracht werden. Insbesondere können die Schreib- Oberfläche aufgesprüht, so daß sich eine Schicht voi

köpfe gemäß F i g. 5 und 7 oder die Schriftzeichen- 6$ etwa 0,08 mm Stärke ergibt. Nach der Aushärtunj

trommel gemäß Fig. 3 dieser Patentschrift in der wird die Oberfläche nut einer ekktrolumineszentei

dort beschriebenen Weise zum Aufbringen eines Schicht aus 75 Gewichtsrozent Zinksulfid in einen

selektiven ionischen Ladungsmusters auf die kwfcmgc- Epoxybindemittel bis zu einer Stärke von 0,08 mn

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aufgebracht. Nach der Aushärtung wird ein Teil der Indiumoxidschicht und der Zinksulfidschicht entfernt, §o daß Streifen aus Indiumuxid mit darauf aufgebrachtem Zinksulfid von 0,65 mm Breite und 1,3 mm Mittenabstand übrigbleiben, die zentrisch auf den 0,13 mm breiten Silberleitungen angeordnet sind. Die durch Entfernen von Teilen der Indiumoxidschicht und der Zinksulfidschicht gebildeten Zwischenräume werden mit einem klaren Epoxyharz zur Bildung finer durchgehenden flachen Oberfläche ausgefüllt. ip Die Oberfläche wird dann mit einer Feldeßckt-Halb-Ieiterschicht fiberzogen, die aus 90^e/o Zinkoxid-Pulver in einem Styrol-Butadien-Copolymerharz besteht. Schließlich werden die Silberleitungen an den Kanten des Sichtfeldes abwechsehid untereinander verbunden, so daß zwei Leitungsgruppen entstehen, an die die Wechselspannungsquelle angeschaltet wird. Beim Betrieb beträgt die an die Silber-Indiumoxidelektroden angeschaltete Wechselspannung 600 Volt, und es ergeben sich gespeicherte Bilder mit einer ac 238

Leuchtdicke von 37 960 Stilb auf der Seite des FeIdeffekt-HalbleiterscMcht sowie von etwa 29 200 Stilb auf der Seite der Piastikunterlage.

Eine Speicheranordnung nach der Erfindung kann als ein Bildschirm für eine Speicherröhre verwendet werden, wobei vorzugsweise eine neutrale Unterlage, wie z. B- Glas, und ein anorganischer Stoff als Bindemittel für das leitfähige Pulver verwendet wird.

Die Erfindung wurde an Hand vorzugsweiser Ausführungsbeispiele beschrieben, dem Fachmann sind jedoch weitere Ausführungsbeispiele ohne Abweichung vom Grundprinzip der Erfindung möglich. Beispielsweise können die undurchsichtigen Leiter in feinen, parallelen Vertiefungen innerhalb der Unterlage als Silberfüllungen oder entsprechend bemessene Drähte usw. vorgesehen sein. Weitere Ausführungsformen können zur Anpassung an verschiedenste Erfordernisse oder Bestandteile verwirklicht werden, ohne vom Grundgedanken der Erfindung abzuweichen.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Eiektrolumineszenzspeicher mit einer Unterlage, auf deren einer Oberflache eine Anzahl schmaler, undurchsichtiger Leiter angeordnet ist, über denen ein elektrolumineszenter Stoff und eine darüber angeordnete Schicht eines Feldeffekt-Halbleiters vorgesehen ist, gekennzeichnet durch jeweils einen auf jeden Leiter(11) unmittelbar aufgebrachten leitfähigen Streifen (13) und durch jeweils ein zwischen benachbarten Streifen (13) angeordnetes isolierendes Segment (15).

2. Elektrelumineszenzspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolumineszente Stoff (14) als eine Schuht ausgebildet ist, die auf den leitfähigen Streifen (13) und den isolierenden Segmenten (15) aufliegt,

3. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 1, ao dadurch gekennzeichnet, daß der elektrolumineszente Stoff (14) als jeweils ein auf jedem leitfähigen Streifen (13) liegendes Segment ausgebildet ist und daß die Segmente von dem jeweils benachbarten Segment durch die nichtleitenden as Segmente (15) getrennt sind.

4. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß jeder leitfähige Streifen (13) mit demjenigen Teil des undurchsichtigen Leiters (11) in Berührung steht, der der Unterlage (12) abgewandt ist.

5. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitfähigkeit eines jeden leitfähigen Streifens (13) zumindest zur Leitung eines Stromes von dem mit ihm in Berührung stehenden undurchsichtigen Leiter (11) zu seiner Kante ausreicht.

6. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Unterlage (12) und die leitfähigen Streifen (13) lichtdurchlässig sind.

7. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekt-Halbleiterschicht (16) lichtdurchlässig ist.

8. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß ferner eine dünne, elektrisch isolierende Schicht auf der Feldeffekt-Halbleiterschicht (16) vorgesehen ist.

9. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die isolierende Schicht eine fotoleitfähige Isolierstoffschicht ist.

10. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der ' Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchsichtigen Leiter (11) als dünne Drähte ausgebildet sind.

11. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 1, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die undurchsichtigen Leiter (11) als schmale Linien aus Siiberfarbstoff ausgebildet sind.

12. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche I, 4 oder 5, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Streifen (13) aus einem in einem Kunstharzbindemittel dispergierten leitfähigen Pulver bestehen.

13. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Pulver Zinkoxid ist.

14. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das leitfähige Pulver Indiumoxid ist.

15. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 12 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Kunstharzbindemittel ein Epoxyharz ist

16. Elektrolumineszenzspeicher nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Streifen (13) 60 bis 95 Gewichtsprozent leitfahiges Pulver enthalten.

17. Elektrolummeszenzspeicher nach einem der Ansprüche 12 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß die leitfähigen Streifen (13) 80 bis 90 Gewichtsprozent leitfähiges Pulver enthalten.

18. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 1 oder 7, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekt-Haloleiterschicht (16) aus einem speichernden Feldeffekt-Halbleiter besteht.

19. Elektrolununeszenzspeicher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der speichernde Feldeffekt-Halbleiter Zinkoxid ist.

20. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der speichernde Feldeffekt-Halbleiter Bleioxid ist.

21. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß der speichernde Feldeffekt-Halbleiter Kadmiumoxid ist.

22. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 1 oder 8, dadurch gekennzeichnet, daß er eine zur Speicherung eine¹; elektrostatischen Ladungsmusters geeignete Oberfläche hat, die nicht ein Teil der Unterlage (12) ist, und daß eine Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsmusters auf dieser Oberfläche vorgesehen ist.

23 Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsmusters aus einer Einrichtung zur Erzeugung einer gleichmäßigen elektrostatischen Ladung auf der ladungsspeichernden Oberfläche und einer Einrichtung zur wablweisen Entfernung eines Teils dieser Ladung besteht.

24. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche aus einer Einrichtung zum Aufbringen bildmäßig verteilter elektrostatischer Ladung besteht.

25. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche aus einer evakuierten Speicherröhre mi! dem Elektrolumineszenzspeicher als Bildfeld besteht, die eine Einrichtung zur Erzeugung eines Elektronenstrahls und eine diesen ablenkende Schreibvorrichtung zur Ausbildung eines elektronischen Ladungsmusters auf der ladungsspeichernden Oberfläche enthält.

26. Elektrolumineszenzspeicher nach Anspruch 22, dadurch gekennzeichnet, daß die Feldeffekt-Halbleiterschicht (16) ein fotoleitfähiger Isolierstoff ist und daß die Vorrichtung zur Erzeugung eines elektrostatischen Ladungsmusters eine Einrichtung zur gleichmäßigen elektrostati-

sehen Ladung der ladungsspeichernden Ober- fläche, auf die ein elektrostatisches Ladungsmuster jjgehe und eine optische Einrichtung zur Bestrah- aufgebracht werden kanu. Es wird zusammen mit lang der ladungsspeichernden Oberfläche mit einer Vorrichtung zur Erzeugung eines LadungsgjeJctroniagnetischer Strahlung enthält, die die mustere auf der ladungsspeichernden Oberfläche ver-_{otaleitfähige Feldeffekt-Halbleiterschicht (16) 5 wendet Hierbei wird eine Wechselspannung an die aktiviert Elektroden angeschaltet, die eine Elektrolumineszenz

27. Elektrolumineszenzspeicher nach An- im Zustand geringen Widerstandes des Feldeffektspruch !,dadurch gekennzeichnet, daß die Unter- Halbleiters bewirkt. Es zeigte sich, daß das Auflage (12) mit einer Anzahl parallel zueinander bringen einer elektrostatischen Ladung auf die IaverlaufenderVertiefungen versehen ist, die jeweils io dungsspeichernde Oberfläche des Schichtfeldss zur einen undurchsichtigen Leiter (11) enthalten. Steuerung des Stromflusses von einer Elektrode zur

anderen ausgenutzt werden kann. Die Impedanz des Feldeffekt-Halbleiters wird dadurch erhöht, womit

. der Stromfluß in den benachbarten Flächenteilen ver-

15 ringen oder unterbrochen wird. Dadurch wird eine entsprechende Verringerung der Lichtabgabe aus der elektrolumineszenten Schicht bewirkt, so daß sich ein

Die Erfindung oetrifft einen Elektrolumineszenz- Halbtonverhalten ergibt Wird der Strom unter densperfher mit einer Unterlage, auf deren einer Ober- jenigen Wert abgesenkt, der die Eelektrolumineszenz fläche eine Anzahl schmaler, undurchsichtiger Leiter »a bewirkt, so tritt keine Lumineszenz auf, und der jeangeordnet ist, über denen ein elektrolumineszenter weilige Flächenbereich der Speichervorrichtung er-Cj₀(J _un(j eine darüber angeordnete Schicht eines scheint dunkel. Wird die Impedanz verringert und Feldeffekt-Halbleiters vorgesehen ist. Ein solcher der Stromfluß durch Neutralisierung oder Entfernung gjektrolumineszenzspeicher eignet sich zur Speiche- der Ladungen von der Oberfläche erhöht, so tritt eine rang eines optischen Bildes durch Erzeugung eines »5 Lichtabgabe in den entsprechenden Flächenteilen elektrostatischen Ladungsmusters auf der Oberfläche auf. Durch selektive Anordnung bzw. Erzeugung des Feldeffekt-Halbleiterstoffes, der den Stromfluß eines Ladungsmusters auf der Oberfläche des Schichtdurch die Speicheranordnung reguliert und damit feldes kann ein Bild erzeugt und für längere Zeit eine Bilderzeugung bewirkt. gespeichert werden.

Es sind mehrere Arten vonFestköiper-Abbildungs- 3° Die Impedanz des Feldeffekt-Halbleiters kann anordnungen bekannt, die jedoch keine weitläufige ferner verringert und der Stromfluß erhöht werden, Anwendung gefunden haben, da bei ihrer Herstel- wenn Ladungen einer geeigneten Polarität auf die lung und Benutzung Probleme verschiedener Art auf- ladungsspeichernde Oberfläche aufgebracht werden, treten. Die Speicherwirkung dieser Anordnungen Ist der Stromfluß anfangs für eine Lumineszenz nicht hängt beispielsweise von dem langsamen Abfall der 35 ausreichend, so kann er durch Aufbringen derartiger Leitfähigkeit nach Anregung eines fotoleitfähigen Ladungen erhöht werden, wodurch eine Lichtabgabe Stoffes, dem Hysterese-Effekt der Fotoleiter und der aus den entsprechenden Teilen der Speichervorrichoptischen Rückkopplung ab. Einige der praktischen tung erreicht wird. Der Stromfluß zwischen den Elek-Anwendung entgegenwirkende Faktoren sind geringe troden kann durch Neutralisierung oder Entfernung Strahlungsempfindlichkeit, geringe Lichtausbeute, 4° der Oberflächenladung verringert werden, wodurch schlechte oder keine Halbtoneigenschaften, schwie- bei Absinken unter einen bestimmten Schwellwert die rige Bildlöschung und ein relativ geringes Verhältnis Lichtabgabe unterbrochen wird. Auf diese Weise von abgegebenem Licht zu Hintergrundlicht. können Bilder für längere Zeit erzeugt und gespei-

Eine bekannte Bildwidergabevorrichtung besteht chert werden.

aus einem Sichtfeld, das aus einer Schicht eines 45 Obwohl diese Speicheranordnung nicht die NachStoffes mit variabler Impedanz und einer elektro- teile früherer Anordnungen aufweist, ist ihre praklumineszenten Schicht besteht und in den USA.- tische Anwendung jedoch noch eingeschränkt. Wer-Patentschriften 2 768 310 und 2 949 527 beschrieben den Elektrodenstreifen aus durchsichtigem, leitfähiist Das Bild wird auf dieser Anordnung durch den gem Zinnoxid verwendet, so daß die Lichtabgabe des Anstieg der Leitfähigkeit in denjenigen Teilen des 50 Sichtfeldes von der der Eingangsseite entgegengesetz-Stoffes mit variabler Impedanz, im vorliegenden Falle ten Seite betrachtet werden kann, so können nur eines Fotoleiters, erzeugt, auf die die einfallende relativ kleine Sichtfelder, beispielsweise von 30X30 Strahlung auf trifft. Ein derartiger Leitfähigkeits- bis 60 X 60 cm Größe, hergestellt werden, bedingt anstieg erzeugt entsprechend eine Lumineszenz in der durch den elektrischen Widerstand der leitfähigen benachbarten elektrolumineszenten Schicht. 55 Elektrodenstreifen. Dies bedeutet, daß durch die be-

Durch die belgische Patentschrift 703 461 ist eine grenzte Oberflächenleitfähigkeit der Elektrodenelektrolumineszente Speicheranordnung der eingangs streifen eine praktische Grenze für ihre Länge bei genannten Art bekannt, die nicht die Nachteile zuvor einer vorgegebenen Breite besteht, wenn sie auf die beschriebener Sichtfelder aufweist. Sie arbeitet mit tragende Unterlage aufgebracht sind und der fur einem Anzeigefeld, das aus einer Anzahl zueinander 60 einen Betrieb der Anordnung erforderliche Strom mit Abstand angeordneter Elektroden auf der einen erzeugt wird. Die Verwendung besser leitfahiger Fläche einer Unterlage, einer Schicht eines elektro- Elektroden ist nicht günstig, da jede Verringerung lumineszenten Stoffes auf den Elektroden als deren des Widerstandes einen starken Abfall der Lichtteilweise elektrische Verbindung und einer Schicht durchlässigkeit der Elektroden verursacht. Ähnliche eines Feldeffekt-Halbleit&istoffes auf der elektro- 65 Probleme bestehen bei aufgedampften Metallfilmen lumineszenten Schicht als weiterer Teil der elektri- als Eiektrodenstreifen. Außerdem sind bei derHerschen Verbindung zwischen den Elektroden besteht stellung großflächiger Sichtfelder hohe Antorderun-Dieses Sichtfeld hat eine ladungsspeichernde Ober- gen an die Genauigkeit der Elektrodenstreifen zu