JPS5814753B2 - 光導電タ−ゲツト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はセレン化カドミウム層またはスルホセレン化カ
ドミウム層あるいは硫化カドミウムおよびセレン化カド
ミウムの混合物層あるいはテルル化カドミウムとセレン
化カドミウムの固溶体層または混合物層、あるいはセレ
ン化亜鉛とセレン化カドミウムの固溶体層または混合物
質層を用いた光導電ターゲットに関する。

セレン化カドミウム層またはスルホセレン化カドミウム
層あるいは硫化カドミウムおよびセレン化カドミウムの
混合物層を用いた光導電ターゲットを撮像管例えばビジ
コンに適用することは公知である。

例えばセレン化カドミウムを用いた光導電ターゲットに
は次の様な構造がある。

即ち第１図に示す如く光透過性ガラスからなるフエース
プレート１１の一方面上に透明導電膜の信号電極１２を
設け、この信号電極１２上にセレン化カドミウム層１３
（ＣｄＳｅ）を設け、この層１３上に絶縁体として比抵
抗１０６〜１０１４のＳｂ２Ｓ３又はＳｂ２Ｓｅ３又は
Ａｓ２Ｓ３又はＡｓ２Ｓｅ３又はＺｎＳなどの絶縁体層
１４を設けけたものである。

また第２図はＣｄＳｅ層１３と絶縁体１４の間にセレン
のオキシ酸塩層あるいはセレンのオキシ酸塩と酸化カド
ミウムの混合物層１５を設けたターゲットである。

ここにセレンのオキシ酸塩の例としては亜セレン酸カド
ミウム（ＣｄＳｅ０３）がある。

まだ、第３図はすでに出願中のものでＣｄＳｅ層１３と
絶縁体層１４の間に島状に設けられたセレンのオキシ酸
塩層あるいはセレンのオキシ酸塩と酸化カドミウムの混
合物層１６を設けたターゲットである。

このようにして得られたターゲットは何れも光電感度が
抜群によく、多用されている三硫化アンチモン光導電体
の２０倍以上あり、一酸化鉛を用いたターゲットの感度
と比較しても問題にならない程よい。

この評価は放送局の技術者からも認められており、特に
、焼付、暗電流などはほとんど認められず、特性は良好
である。

しかるにこのような従来のターゲットにおいても特に残
像特性について未だ不十分な点が残されており、その改
善が望まれていた。

本発明は上記の点に鑑みなされたもので、セレン化カド
ミウムを主体とした光導電ターゲットの特性のうち特に
残像特性を更に向上させた光導電ターゲットを提供する
ことを目的とする。

以下、実施例により本発明を詳細に説明する。

第４図に示すように、光透過性ガラスからなるフェース
・プレート１１の一方面上に沈着した透明導電膜１２の
上にセレン化カドミウム光導電体層を設ける。

すなわち、セレン化カドミウム層１３と亜セレン酸カド
ミウム層１６を設ける。

亜セレン酸カドミウム層は島状の層の例を示す。

さらに、２×１０−３Ｔｏｒｒより高真空中（例えば２
×１０−５Ｔｏｒｒの高真空中）で例えば厚さ０．５μ
前後に蒸着した三セレン化ひ素（Ａｓ２Ｓｅ３；以下で
はＡｓ４０Ｓｅ６０と記述する）の固体層２１を設け、
さらに２×１０−１〜２×１０−２Ｔｏｒｒ（例えば０
．２Ｔｏｒｒ）の低真空アルゴン雰囲気中で蒸着した三
セレン化ひ素の多孔質層２２を設け、さらに例えば２×
１０−５Ｔｏｒｒの高真空中で例えば厚さ１．５μ前後
に蒸着した三セレン化ひ素の第二の固体層２３を設けて
光導電ターゲツトとして形成する。

第４図の如き多孔質層が形成された光導電ターゲットに
おいては、多孔質層が形成されていない光導電ターゲッ
トよりも残像特性が第５図のように改善されることが判
明した。

第５図において実線は多孔質層が有る場合、点線は多孔
質層が無い場合を示す。

図の例は１８ｍｍ管の例であり、従来の方法では信号電
流５０ｎＡの場合に、減衰の第３フィールドで１５〜２
０％、立ち上りの第３フィールドが１５〜２５％に対し
て、本発明のターゲットでは減衰の第３フィールドが８
〜１２％、立ち上がりの第３フィールドが５０〜７５％
に改善される。

特に立ち上がりの残像において改善が著しい。

従来、三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）を用いたビジコ
ン・ターゲットで多孔質層と固体層を組み合わせて残像
特性が良化することは知られており、本発明のターゲッ
トにおいても多孔質層による同様の効果と考えられる。

しかしながら、本発明者等は前述した三セレン化ひ素の
多孔質層および後述する他のひ素−セレン材料等からな
る固体層と多孔質層との組み合わせについては三硫化ア
ンチモンの例とは以下の点で異なることを見出した。

すなわち、通常の三硫化アンチモンを主としたターゲッ
トにおいては、ガラス基板上の一方面上に透明信号電極
となるネサ膜（Ｓｎ０２膜）上に固体層−多孔質層−固
体層と形成すると固体層のみのターゲットよりも周知の
ように残像特性が改善される。

しかるにこの三硫化アンチモンの例では多孔質層は入射
光に対して光電変換機能を有する層として用いられてい
る。

これに対し、本発明では入射光に対して光電変換を行な
う層はセレン化カドミウムのみであり、その上に形成し
た光電変換の役割を持たない絶縁体層の機能として用い
る三セレン化ひ素層を多孔質層としたものである。

従来の三硫化アンチモンの例では光に感ずる部分である
光電変換層が多孔質層となっているため、残像特性が改
善される他に分光特性が変化する結果となる。

三硫化アンチモンの固体層は通常赤色の長波長側に感度
があり、多孔質層は通常固体層より短波長側に感度があ
って、両者を併用することで可視光全域にわたる分光特
性を得ている。

本発明の場合には、光電変換作用を有する層に設けるの
ではなく、いわゆる光電蓄積の作用を行なう部分に多孔
質層を応用しており、分光特性を変えることなく残像の
みを改善できる。

本発明者等の一人は他の発明者と共に第１図の如き構造
のターゲットにおいて、絶縁体層の比抵抗を所望の値に
するために低抵抗の材料を多孔質層として高抵抗化する
ことを述べたが、本発明においてはすでに十分な高抵抗
の材料をも含めて多孔質層として残像特性を改善するも
のである。

三硫化アンチモンのビジコンの例と異なる点として次の
事実も判明した。

三セレン化ひ素をＳｎＯ２膜上に固体層で蒸着すると、
本発明者の一人がすでに報告したように蓄積形ビジコン
となる，（Ｊａｐａｎｅｓｅ Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ
Ａｐｐｌｉｅｄ Ｐｈｙｓｉｃｓ第６巻、第７号８７５
〜８８２頁１９６７年）。

三セレン化ひ素の固体層の代わりに第４図に示したセレ
ン化カドミウム層と亜セレン酸カドミウム層を除いた層
、すなわち、三セレン化ひ素の固体層一多孔質層一固体
層をガラス基板一ネサ膜上に形成したターゲットにおい
ては通常のビジコン動作をなさず、第６図の点線に示す
ように蓄積形ビジコンの特性を示す。

時刻ｔ＝ｔｏにおいて光を照射すると照射時間と共に信
号電流が増加し、適当時間後のｔ＝ｔｏ＋Ｔにおいて光
を遮断すると、信号電流は元の値に戻らず、長時間にわ
たってゆっくりとした減衰カーブを描く。

多孔質層を併用しても通常の三硫化アンチモンのビジコ
ンのようＫ残像特性が改善されることはない。

しかし第４図の構成のターゲットでは、ｔ＝ｔｏにおい
て光照射を開始すると、極めて短時間のうちに一定の信
号電流値に到達し、ｔ−＝ｔｏ＋Ｔにおいて光を遮断す
ると極めて短時間のうちに元の暗電流値に戻る。

これをさらに詳しく観察したのが前述の第５図であり、
多孔質層による残像改善が実現される上述したようにセ
レン化カドミウムを主とする光電変換層上に絶縁層を形
成する場合、その絶縁層の一部を多孔質層とすることに
より残像特性が改善できる。

このような効果を可能ならしめる材料としてはこれまで
述べてきた玉セレン化ひ素（Ａｓ４０Ｓｅ６０）に限ら
ず、ＡＳ６０Ｓｅ４０，Ａｓ５０Ｓｅ５０Ａｓ３６Ｓｅ
７０，ＡＳ２０Ｓｅ８０などＡｓとＳｅの適当なモル比
の材料について有効である。

ＡｓとＳｅの割合はＡＳ５５Ｓｅ４５，ＡＳ５２Ｓｅ４
８などでも良いことは勿論である。

ただし、ＡｓがＳｅよりも多くなるとＡｓがＳｅと十分
に反応せず、Ａｓ単体が遊離して害をおよぼす場合があ
り、モル比でＡｓが６０％程度つまりＡＳ６０Ｓｅ４０
まで実用的である。

モル比でＳｅが多くなる場合にはＡｓ単体の遊離は問題
とならず、むしろ薄膜とした後でのセレンの結晶化によ
る画質の劣化が問題となる。

したがって、ＡｓはＳｅの結晶化を防ぐ意味でモル比で
２係程度でも良い。

また、Ａｓ−Ｓｅ系に限らず、Ａｓ−Ｓ系、Ａｓ−Ｔｅ
系あるいはＡｓ−Ｓ−Ｓｅ，Ａｓ−Ｓ−Ｔｅ，Ａｓ−Ｓ
ｅ−Ｔｅの材料についても多孔質層の形成は有効である
。

なお、第６図の特性はＡｓ−Ｓｅを主とした材料につい
て起る場合が多い。

なお、第４図の構造で絶縁体層として三セレン化ひ素を
主として述べたが固体層と多孔質層の材料は異なっても
良い。

例えば、最初の固体層には三セレン化ひ素（Ａｓ４０Ｓ
ｅ６０）、多孔質層には二セレン化ひ素（ＡＳ５０Ｓｅ
５０）、第二の固体層に再び三セレン化ひ素（Ａｓ４０
Ｓｅ６０）を使用しても良い。

三セレン化ひ素の方が三セレン化ひ素より多孔質層の形
成制御が容易であり製造上の利点が多い。

また、Ａｓ−Ｓｅの固体層一多孔質層上にＡｓ−Ｓ系の
固体層が形成される場合のように、材料の組み合わせは
どのようにしても良い。

また、固体層−多孔質層−固体層の組み合わせに限らず
、第７図のように固体層−多孔質層とするか、あるいは
第８図のように多孔質層−固体層、さらには第９図のよ
うに多孔質層−固体層−多孔質層としても良い。

また、固体層と多孔質層を交互に重ねても良い。

種々実験した結果では多孔質層上に固体層が蒸着される
場合に残像特性の改善が著しい。

また、多孔質層−固体層の順序の場合に、固体層を蒸着
すると多孔質層の一部を核にして垂直方向に米粒状の層
が形成されることが観察された。

この場合、多孔質層が極度に厚く、その上に米粒状層が
形成されると画像を得るためにビジコンのターゲット電
圧を極めて高くする（例えば１００Ｖ以上）ことが必要
で、実用的ではない。

多孔質層の残りが僅かにあって、その上に固体層を蒸着
したことによる米粒状層が形成されるとターゲット電圧
が５０Ｖ以下の実用範囲となって、残像の良好な撮像管
が得られる。

なお、上述の説明では第４図のようにセレン化カドミウ
ムを主とする光電変換層とその上に形成された島状の亜
セレン酸カドミウム層を例として述べたが、第１図のよ
うなセレン化カドミウム層を主とした層のみの場合でも
、また第２図のようなセレン化カドミウムを主とした層
上に亜セレン酸カドミウム層が形成された場合にも適用
できることは明らかである。

その例を第１１図に示す。絶縁層を固体層−多孔質層−
固体層とした例である。

本発明による複合ターゲットの実施例では第１層にセレ
ン化カドミウムを使用した例について述べたが、適当な
量の硫化カドミウム、例えば重量比で硫化カドミウム／
セレン化カドミウム＝１／２を含んだ固溶体（スルホー
セレン化カドミウム）ないしは混合物であってもよい。

また、硫化カドミウムとセレン化カドミウムの各層が重
畳されたものでもよい。

また、テルル化カドミウムとセレン化カドミウムを含ん
だ固溶体ないし混合物であってもよい。

またテルル化カドミウムとセレン化カドミウムの各層が
重畳されたものであってもよい。

また、セレン化亜鉛とセレン化カドミウムを含んだ固溶
体ないし混合物であっても良いし、セレン化亜鉛とセレ
ン化カドミウムの各層が重畳されたものでもよい。

また、他の材料でもセレン化カドミウムと固溶体を形成
するか、あるいは混合できるか、または重畳できるもの
なら何んでも良い。

これら複合ターゲットには例えば９９．９９９％の高純
度材料のセレン化カドミウムをそのまま使用することが
できる。

あるいは、不純物として、タリウムの他に、良く知られ
ているような銅、金インジウム、ガリウム、アルミニウ
ム、ハロゲン類 アルカリ金属、アルカリ土類金属等の一種ないし数種を
含んでも良い。

セレン化カドミウムを主とした第一層の役割は従来のタ
ーゲット構造と同様に光感度を得ることであり、光吸収
はこの第一層で行なわれる。

この意味でこの層を光電変換層と呼べる。

上記実施例においては亜セレン酸カドミウムを述べたが
、これに酸化カドミウムが混在していてもよい。

また、カドミウムとセレンと酸素からなる複雑な中間化
合物、例えば、Ｃｄ３Ｓｅ４Ｏ１１（３Ｃｄ−ＳｅＯ３
・ＳｅＯ２）が亜セレン酸カドミウムに混在していても
よい。

多孔質層の材料には実施例に述べた三セレン化ひ素など
のひ素−セレン化物や三硫化ひ素などのひ素−硫黄化物
の他に、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、硫
化タリウム、セレン化タリウム、三硫化ビスマス、三セ
レン化ビスマス、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化カ
ドミウム、三硫化アンチモン、三セレン化アンチモン、
フツ化カルシウム、フツ化マグネシウム、フツ化アルミ
ニウム、フツ化ナトリウム、氷晶石および酸化鉛などの
材料が使われる。

また、多孔質層を形成するには実施例で述べたアルゴン
雰囲気中の蒸着が有効であるが、アルゴンのみならず窒
素や他の不活性ガスでも良く、さらには酸素が含まれて
いても良い。

以上、述べたように光電変換作用のない層に多孔質層を
適用することにより残像特性のすぐれた撮像管が得られ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のセレン化カドミウムを用いた光導電ター
ゲットを説明するための断面図、第２図は第１図の他の
構造を示す断面図、第３図は第１図の他の構造を示す断
面図、第４図は本発明に係る光導電ターゲットの一実施
例を説明するための断面図、第５図は従来の光導電ター
ゲットと本発明の光導電ターゲットをビジコンに内蔵し
た時の残像特性の比較を示す特性曲線図、第６図は本発
明ターゲットのセレン化カドミウムを主とする光電変換
層とセレン化ひ素とからなる光導電ターゲットとセレン
化ひ素のみからなる光導電ターゲットの光応答特性の比
較を示す特性曲線図、第７図と第８図と第９図は第４図
の他の構造を示す断面図、第１０図は本発明を第１図の
ターゲットに適用したー実施例を示す図、第１１図は本
発明を第２図のターゲットに適用した一実施例を示す図
である。 １１・・・フエース・プレート、１２・・・透明導電膜
１３・・・ＣｄＳｅ層、１４・・・絶縁体層、１５・・
・ＣｄＳｅＯ３層、１６・・・島状のＣｄＳｅＯ３層、
２１・・・Ａｓ４０ｓｅ６０の固体層、２２・・・Ａｓ
４０Ｓｅ６０の多孔質層、２３・・・Ａｓ４０Ｓｅ６０
の固体層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 人射光の光電変換を行う光導電体層と、該光導電体
   層上に設けられた入射光の光電変換機能を有しない絶縁
   体層とを備え、前記絶縁体層を、少なくとも高真空蒸着
   により形成された固体層と低真空蒸着により形成された
   多孔質層との積層構造としたことを特徴とする光導電タ
   ーゲット。 ２ 絶縁体層は固体層多孔質層固体層の積層構造である
   特許請求の範囲第１項記載の光導電ターゲット。 ３ 絶縁体層は多孔質層固体層多孔質層の積層構造であ
   る特許請求の範囲第１項記載の光導電ターゲット。 ４ 絶縁体層はＡｓ４０Ｓｅ６０の固体層、該固体層上
   に設けたＡｓ５０Ｓｅ５０の多孔質層、該多孔質層上に
   設けたＡＳ４０Ｓｅ６０の固体層である特許請求の範囲
   第１項記載の光導電ターゲット。 ５ 光電変換層としてセレン化カドミウムまたはスルホ
   セレン化カドミウムあるいは硫化カドミウムおよびセレ
   ン化カドミウムの混合物層、あるいはテルル化カドミウ
   ムとセレン化カドミウムの固溶体層または混合物層、あ
   るいはセレン化亜鉛とセレン化カドミウムの固溶体層ま
   たは混合物質層を用いた特許請求の範囲第１項記載の光
   導電ターゲット。 ６ 多孔質層としてひ素−セレン化物、ひ素−硫黄化物
   、ひ素−テルル化物、ひ素−硫黄−セレンの化合物、ひ
   素−硫黄−テルルの化合物、ひ素一セレンーテルルの化
   合物、硫化ゲルマニウム、セレン化ゲルマニウム、硫化
   タリウム、セレン化タリウム、三硫化ビスマス、三セレ
   ン化ビスマス、セレン化亜鉛、硫化亜鉛、テルル化カド
   ミウム、三硫化アンチモン、三セレン化アンチモン、フ
   ッ化カルシユム、フツ化マグネシウム、フッ化アルミニ
   ウム、フツ化ナトリウム、氷晶石もしくは酸化鉛を用い
   た特許請求の範囲第１項記載の光導電ターゲット。