DE2855716A1

DE2855716A1 - Target fuer bildaufnahmeroehren

Info

Publication number: DE2855716A1
Application number: DE19782855716
Authority: DE
Inventors: Masayoshi Gando; Hiromichi Kurokawa; Yasuo Nakamura; Haruhiko Okada; Hideeo Yamanaka; Masaru Yamazaki
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1977-12-26
Filing date: 1978-12-22
Publication date: 1979-06-28
Also published as: FR2412937A1; JPS622426B2; AU529653B2; CA1119233A; AU4252278A; FR2412937B1; GB2011172B; US4240006A; GB2011172A; NL7812555A; JPS5488720A

Description

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BESCHREIBUNG

Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Bildaufnahmeröhren und betrifft insbesondere eine Target-Anordnung für eine solche Röhre, wie im Oberbegriff von Patentanspruch 1 angegeben.

Ein übliches Target für Bildaufnahmeröhren enthält als fotoleitende Schicht eine amorphe Selen(Se)-Schicht, die eine Speicherfunktion bewirkt, so daß sie als fotoleitende Schicht im Target von Bildaufnahmeröhren weit verbreitet ist. Zur Erhöhung der Empfindlichkeit für den langwelligen roten Farbanteil hat man der fotoleitenden Se-Schicht Tellur (Te) zugesetzt. Dieser Zusatz von Te zu der fotoleitenden Se-Schicht führt jedoch zu folgenden Nachteilen: Die Resistenz der Schicht gegenüber Wärme sinkt und insbesondere tritt eine Verschlechterung ihrer Charakteristik in der Weise auf, daß mit zunehmender Alterung der Dunkelstrom ansteigt, die Empfindlichkeit schwankt, Flackererscheinungen zu beobachten: sind usw.

Zur Vermeidung der vorstehend genannten Nachteile hat man auch schon Arsen (As) zu der aus Se bestehenden fotoleitenden Schicht zugesetzt. In diesem Fall ergeben sich Schwierigkeiten daraus,daß mit steigender Konzentration von As im Dauerbetrieb starke EmpfindlichkeitsSchwankungen an der Schicht auftreten.

Um diesen letztgenannten Nachteil zu vermeiden, ist man zu der in Fig. 1 der nachstehenden Zeichnung enthaltenen bekannten, aus Se-Te-As zusammengesetzten fotoleitenden Schicht übergegangen. Diese bekannte Target-Anordnung besteht aus einer beispielsweise aus SnO₂ bestehenden transparenten leitfähigen Schicht 2, die auf die Innenoberfläche einer Glasfrontplatte 1 eines Bildaufnahmeröhrenkolbens aufgebracht ist und der Ableitung eines Signalstromes dient, einer auf die transparente leitfähige Schicht 2 aufgebrachten und beispiels-

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weise aus ZnO oder GeO- bestehenden stabilisierenden bzw. Pjfimerschicht 3, einer auf die Primerschicht 3 aufgebrachten fotoleitenden Se-Te-As-Schicht 4 und einer beispielsweise aus Antimon-Trisulfid-Sb₂S., bestehenden sogenannten Strahl-Auftreffschicht 5, welche auf die fotoleitende Schicht 4 aufgebracht ist. Bei dieser bekannten Ausführung trifft der Elektronenstrahl aus Pfeilrichtung a (Fig. 1) auf die Auftreffschicht 5 auf.

Die fotoleitende Se-Te-As-Schicht 4 besteht aus einer ersten Schutzschicht 6, einer lichtempfindlichen Schicht 7, einer zweiten Schutzschicht 8 und einer kapazitiven Schicht 9 in dieser Reihenfolge, um die elektrostatische Kapazität des bekannten Targets von Fig. 1 zu reduzieren. Die kapazitive Schicht 9 besteht aus einer fotoleitenden Se-As-Schicht, deren As-Konzentration beispielsweise kleiner als 5 Atom-% und deren Dicke genügend groß gewählt ist, beispielsweise 4μηι.

Die erste und die zweite Schutzschicht 6 und 8 bestehen beispielsweise jeweils aus einer fotoleitenden Se-As-Schicht mit einer relativ hohen As-Konzentration, während die lichtempfindliche Schicht 7 eine fotoleitende Se-Te-As-Schicht mit einem Te-Anteil von beispielsweise 20 Atom-% ist.

Eine mit der bekannten Target-Anordnung gemäß Fig. 1 versehene Bildaufnahmeröhre hat weniger Mangel bezüglich eines Dunkelstromanstiegs bei Dauerbetrieb, bezüglich der Änderungen der Rotlichtempfindlichkeit bei Betrieb mit relativ hoher Temperatur (r¹ 50°C) und während des Rücklaufes. Man nimmt an, daß dieser Vorteil darauf zurückzuführen ist, daß die Diffusion von Te in der lichtempfindlichen Schicht 7 durch d ie Anwesenheit der ersten und zweiten Schutzschichten 6 und 8 verhindert wird.

Die bekannte Target-Anordnung ist jedoch in ihrem Aufbau relativ kompliziert und recht teuer.

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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine relativ einfach aufgebaute, aber im Betrieb sehr leistungsfähige Target-Anordnung der genannten Art aufzuzeigen.

Die erfindungsgemäße Lösung ist im Patentanspruch 1 angegeben. Vorteilhafte Weiterbildungen des Erfindungsgedankens sind in Unteranspruchen gekennzeichnet.

Weitere Einzelheiten und die Vorteile der erfindungsgemäßen Target-Anordnung können der nachfolgenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezugnahme auf eine Zeichnung, die auch den vorstehend erläuterten Stand der Technik enthält, entnommen werden. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Querschnittsdarstellung einer dem

Stand der Technik entsprechenden Target-Anordnung für eine Bildaufnahmeröhre,

Fig. 2 eine schematische Darstellung einer mit einer erfindungsgemäßen Target-Anordnung versehenen Bildaufnahme

röhre ,

Fig. 3 einen maßstäblich vergrößerten Querschnitt durch die

erfindungsgemäße Target-Anordnung von Fig. 2 und 25

Fig. 4 eine graphische Darstellung zur Relation zwischen einem Wert χ aus der Verbindung Cd_o_ Zn SnO. der Target-Anordnung und einem Schichtwiderstand bzw. einem optischen Spalt der Anordnung.
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Fig. 1 (Stand der Technik) ist bereits in der Beschreibungseinleitung erläutert worden.

Die in Fig. 2 dargestellte, mit einer erfindungsgemäßen Target-Anordnung ausgerüstete Bildaufnahmeröhre besitzt einen

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Kolben 11 mit einer darin angeordneten Elektronenkanone 12. Auf der inneren Oberfläche einer transparenten Glasfrontplatte 13 des Kolbens 11 befindet sich eine Target-Anordnung 14. Auf der Außenseite des Kolbens 11 befindet sich eine Ablenkspule 15, eine Konvergenzspule 16 und eine Bündelungsspule 17.

Die in Fig. 3 geschnitten sowie maßstäblich vergrößert dargestellte Target-Anordnung 14 besitzt eine auf die Innenoberfläche der Glas-Frontplatte 13 aufgetragene transparente leitfähige Schicht 18 zur Ableitung eines Signalstroms und eine fotoleitende Schicht 19, deren Hauptbestandteil Selen (Se) ist. In diesem vorliegenden Falle befindet sich zwischen der transparenten leitfähigen Schicht 18 und der fotoleitenden Schicht 19 eine stabilisierende Schicht 20 in Form einer mindestens eines der beiden Metalle Zink (Zn) und Cadmium (Cd) und mindestens eines der Metalle Zinn (Sn) und Germanium (Ge) enthaltenden halbisolierenden Oxidschicht. Auf die fotoleitende Schicht 19 ist eine Strahl-Auftreffschicht 21 aufgebracht, die beispielsweise aus porösem Antimon-Trisulfid-Sb^S- besteht und eine Dicke von beispielsweise 0,1 μΐη(1000 A) besitzt.

Gemäß Fig. 3 ist die fotoleitende Schicht 19 aus einer lichtempfindlichen Schicht 22 und einer kapazitiven Schicht 23 zusammengesetzt, um die Kapazität der Target-Anordnung zu reduzieren. Die lichtempfindliche Schicht 22 ist eine fotoleitende Se-Te-As-Schicht mit einer Dicke von beispielsweise 0,07 μΐη(700 8) und einem Gehalt von 20 Atom-% von Te sowie 2 Atom-% von As, und die kapazitive Schicht 23 ist eine leitfähige Se-As-Schicht, die 2 Atom-% As enthält und ausreichend, beispielsweise 4 bis 6μΐη dick ist. Die stabilisierende Schicht bzw. halbisolierende Oxidschicht 20 besteht beispielsweise aus Cd₂__xZn_xSn0₄(1 < χ < 2) und ist beispielsweise durch Aufdampfen unter Gleichspannung (DC-Sputtering) gebildet. In diesem Falle wird die schließlich gewonnene Materialverbindung

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oder eine Cd₀_ Zn S -Legierung unter einer Sauerstoff ent-

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haltenden Atmosphäre aufgesprüht. Auf diese Weise wird eine fast amorphe stabilisierende Schicht 20 gebildet. Im vorliegenden Falle hat die stabilisierende Schicht 20, welche bei der Temperatur des Substrates, d. h. bei der Temperatur der Frontplatte 13, auf der die transparente leitfähige Schicht 18 im Sprühverfahren aufgetragen ist, einen unterschiedlichen Widerstand. Dieser Widerstand zeigt eine abnehmende Tendenz mit steigender Temperatur des Substrates. Daher ist man bestrebt,die Temperatur des Substrates unterhalb 200⁰C zu wählen.

In der graphischen Darstellung von Fig. 4 ist oben die Abhängigkeit des Schichtwiderstands (Π/□) der stabilisierenden Schicht 20 von dem Wert χ der Verbindung Cd₉_ Zn SnO.

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und unten die Abhängigkeit eines optischen Spaltes ebenfalls von dem Wert χ aufgetragen. Man kann aus Fig. 4 ersehen, daß sich mit zunehmendem Zn-Anteil, d. h. mit steigendem Wert x, auch der optische Spalt vergrößert, wobei sich auch der Schichtwiderstand erhöht, so daß auch der Blockiereffekt (Sperreffekt) für den Dunkelstrom groß wird. Daher ist man bestrebt, den Wert χ größer als 1 zu wählen. Wenn der optische Spalt 3,0 eV ist, dann beträgt die Absorptionswellenlänge 410 ΐημ (Millimikron) , liegt also in der Nähe der untersten Wellenlänge des sichtbaren Spektrums; die spektrale Kennlinie wird also hervorragend.

Wenn der Sn-Anteil in der Verbindung Cd_0-Zn SnO. größer als ein bestimmter Wert wird oder wenn die Verbindung Cd₀ Zn SnO-

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überhaupt kein Sn enthält und zu Cd_9- Zn 0. wird, dann kann der Fall eintreten, daß eine durch Aufsprühen als amorphe Schicht gebildete Stabilisierschicht schwierig bei guter Reproduzierbarkeit herstellbar ist,und manchmal treten Körner in einem Teil oder in der so hergestellten gesamten stabilisierenden Schicht auf. Wenn man in einem solchen

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Falle die Dicke der stabilisierenden Schicht groß wählt (~0,2 μΐη) ,dann sind große Körner vorhanden, an deren spitzen Enden sich konzentrisch ein elektrisches Feld ausbildet, welches zur Erhöhung des Dunkelstromes führt. Ferner kann es beim Herstellen der Stabilisierschicht vorkommen, daß auf der Innenwand der Vakuumsaugvorrichtung, am Substrat, auf Halterungen und dergleichen haftende Schichtpartikel sich dort leicht ablösen und

wiederum mit dem Substrat verbunden werden, so daß Fehlerstellen in der Schicht vorhanden sind.

Die transparente leitfähige Schicht 18 kann aus SnO „ hergestellt oder ihre Oberfläche kann glatt geätzt sein, damit sie bessere Sperreigenschaften aufweist. Die transparente leitfähige Schicht 18 kann aber auch aus Cd„_ Zn SnO-(0 < χ < 1) hergestellt werden.

Die erfindungsgemäße Target-Anordnung zeigt mit Sicherheit nach einem Dauerbetrieb von 100 bis 200 std bei 35⁰C so gut wie keine Verschlechterung in ihrer Charakteristik oder überhaupt eine vollkommen stabile Charakteristik, und vor allem der Dunkelstrom ist stark reduziert.

Die nachstehende Tabelle 1 enthält elf Beispiele 1 bis 11 verschiedener Zusammensetzungen der transparenten leitfähigen Schicht 18 und der stabilisierenden Schicht 20 in der erfindungsgemäßen Target-Anordnung gemäß Fig. 3. Ferner enthält die Tabelle Vergleichsbeispiele 1 und 2 einer nichterfindungsgemäßen Anordnung, die keine stabilisierende Schicht 20 enthält. In allen Fällen wurde der Dunkelstrom gemessen. Zur Erleichterung der Messung des Dunkelstromes ist die Dicke der kapazitiven Schicht 23 mit 2μπι und ferner eine Target-Spannung V_ von einmal 50 V und einmal 100 V gewählt worden.

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Tabelle 1

	1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11	Transparente leitfähige Schicht 18	Stabilisierende Schicht 20	Dunkelstrom (nA)	v_T=ioo ν
Beispiel:	1 2	SnO₂ SnO₂ SnO₂ SnO₂ Cd₃SnO₄ Cd₃SnO₄ Cd₂SnO₄ Cd₄GeO₆ Cd₄GeO₆ Cd_1/5Zn_0f5SnO₄	CdZnSnO₄ Zn₃SnO₄ Cd. GeO, 4 6 CdZnSnO. ⁰³O^I,5^4 Zn₀SnO. 2 4 CdZnSnO₄ Zn-SnO₄ CdZnSnO₄ ^0,5^Ζη1,5^8ηΟ4	V_T=50 V	220 2 0,7 400 13 1,8 0,8 20 1,0 1,5 0,5
Vergleichs beispiel:	SnO₂ SnO₂ (Sprühen; Ätzen)		8 0,9 0,5 16 4 0,5 0,6 3,8 0,5 0,6 0,5
600 220

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Aus dieser Tabelle 1 geht hervor, daß man mit Hilfe der Erfindung den Dunkelstrom wesentlich reduzieren kann. Der Grund für diesen erfindungsgemäß reduzierten Dunkelstrom ist darin zu sehen, daß die als halbisolierende Oxidschicht mit oben angegebener Zusammensetzung ausgebildete stabilisierende Schicht 20 die Injektion von Löchern aus der transparenten leitfähigen Schicht 18 in die fotoleitende Schicht 19 verhindert.

Man kann aus Tabelle 1 auch leicht entnehmen, daß mit sinkendem Zn-Anteil auch der Dunkelstrom sinkt.

Der auf Te in der lichtempfindlichen Schicht 22 zurückzuführende lichtempfindlichkeitssteigernde Effekt für Rotlicht beginnt bei einer Konzentration dieses Stoffes von etwa 10 Atom-%. Zur Erzielung einer ausreichenden Rotlichtempfindlichkeit ist eine Te-Konzentration von mehr als 15 Atom-% erwünscht.

Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Verteilung von Te in der lichtempfindlichen Schicht 22 zumindest an der Grenzfläche zwischen dieser und der stabilisierenden Schicht 20 auf der Lichtexnfallssexte vorhanden ist, und zwar im Hinblick auf die Umwandlungs-Leistungsfähigkeit.

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Der Aufbau, d. h. die Zusammensetzung und Struktur der fotoleitenden Schicht 19, kann zusätzlich zu den oben beschriebenen und dargestellten Ausbildungen in verschiedener Hinsicht verändert werden. So ist beispielsweise in Fig. 3 eine als fotoleitende Se-As-Schicht ausgebildete Schutzschicht 24, welche 20 Atom-% As enthält, zwischen der lichtempfindlichen Schicht 22 und der kapazitiven Schicht 23 angeordnet, wie in Fig. 3 durch eine unterbrochene Linie angedeutet.

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Die vorstehende Beschreibung bezieht sich auf ein einziges bevorzugtes Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung, ohne daß die Erfindung auf diese Ausführung beschränkt ist.

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Zusammenfassung

Eine Target-Anordnung zur Verwendung in einer Bildaufnahmeröhre enthält eine auf ein transparentes Substrat aufgebrachte transparente leitfähige Schicht, eine auf die leitfähige Schicht aufgetragene fotoleitende Schicht mit Selen (Se) als Hauptbestandteil und eine zwischen der transparenten leitfähigen Schicht und der fotoleitenden Schicht angeordnete halbisolierende Oxidschicht. Diese halbisolierende Oxidschicht enthält mindestens eines der Metalle Zink (Zn) und Cadmium (Cd) sowie mindestens eines der Metalle Zinn (Sn) und Germanium (Ge).

Claims

TER MEER-MÜLLER-STEINMEISTER

Beim Europäischen Patentamt zugelassene Vertreter — Frofessional Representatives before the European Patent Office Mandatairos agrees pres !'Office european des brevets

Dipl.-Chem. Dr. N. ter Meer Dipl -Ing. H. Steinrneister Dipl.-lng, F. E. Müiler Siekerwall 7

Triftstrasse 4, t>iei<erwall V,

D-8OOO MÜNCHEN 22 D-48OO BIELEFELD 1

S78P194 22. Dezember 1978

Mü/Gdt/tr

Sony Corporation

7-35 Kitashinagawa 6-chome, Shinagawa-ku, Tokyo, Japan

Target für Bildaufnahmeröhren

Priorität: 26. Dezember 1977, Japan, No. 156916/77

PATENTANSPRÜCHE

Target für Bildaufnahmeröhren, bestehend aus einem transparenten Substrat, einer auf diesem Substrat angeordneten transparenten leitfähigen Schicht, einer über dieser leitfähigen Schicht liegenden, Selen enthaltenden, fotoleitenden Schicht und einer halbisolierenden, zwischen der leitfähigen und der fotoleitenden Schicht angeordneten Oxidschicht

ORIGiNAL INSPECTED 909826/0943 original

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dadurch gekennzeichnet, daß die halbisolierende Oxidschicht (20) mindestens eines der Elemente der Metallgruppe Hb des Periodischen Systems und mindestens eines der Elemente der Metallgruppe IVb des Periodischen Systems enthält.
2. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die fotoleitende Schicht (19) Tellur (Te) und Arsen (As) enthält.
3. Target nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Oxidschicht folgende Zusammensetzung hat: Cd- Zn SnO. (1<x<2).
4. Target nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet , daß die Oxidschicht folgende Zusammensetzung hat: Cd.GeO,-.
5. Target nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet , daß χ = 2 gewählt ist.
6. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der fotoleitenden Schicht (19) eine Strahl-Auftreffschicht (21) angeordnet ist.
7. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet , daß die transparente leitfähige Schicht (18) aus Zinnoxid besteht.
8. Target nach Anspruch 2 oder 6, dadurch gekennzeichnet , daß die fotoleitende Schicht

(19) eine sensibilisierte Schicht (22) und eine kapazitive Schicht (2 3) enthält.

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9. Target nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen der lichtempfindlichen Schicht (22) und der. kapazitiven Schicht (23) eine Schutzschicht (24) angeordnet ist.
10. Target nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in der Oxidschicht aus der Metallgruppe Ufa mindestens ein Vertreter der Zink und Cadmium umfassenden Gruppe und aus der Metallgruppe IVb des Periodischen Systems mindestens ein Vertreter der Zinn und Germanium umfassenden Gruppe enthalten ist.

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