JPS5839393B2 - 光導電タ−ゲット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は光導電体層と絶縁体層からなる複合ターゲット
において、匍脚された暗電流を有し、かつ改善された光
応答特性を有する光導電ターゲットに関する。

本発明者は他の発明者と共に感度の良好な光導電体につ
いて研究し、セレン化カドミウムを光電変換面に用いた
高感度ビジコンを開発し、既に特許第６１０９９３号「
光導電体１および特許第７２７０３２号「光導電体」に
その内容を記載した。

このビジコンは工業用から放送用の種々の分野において
テレビ・カメラ用撮像管として有用であり商品名「カル
コニン」として実用に供せられている。

この光導電ターゲットの構造を第１図に示す。

フェース・プレート１上に信号電極となる５ｎｏ２やＩ
ｎ２Ｏ３の透明導電膜２を形成し、さらに第１層として
光電変換層となるセレン化カドミウム層３を厚さ０．５
μ以上例えば約１μｍに形成する。

該セレン化カドミウム層２はすでに提案された如く、蒸
着形成後焼結処理が行なわれ、この層において可視領域
の入射光の殆んどが吸収されて、光電変換される。

なお、この層にはセレン化カドミウムの他に亜セレン酸
カドミウムが表面ニ層状や島状に、あるいはセレン化カ
ドミウム層の中に分散して含まれても良いものと、これ
らを含めて光電変換層と呼ぶことにする。

従来の光導電ターゲットにおいては、この第１層３上に
ｓｂ ２ Ｓ３ ｙＳｂ Ｓｅ ３ ｓ Ｚｎ５ｔ Ｚ
ｎ５ｅ ＋ Ａｓ２ Ｓ３やＡ ｓ ２ Ｓ ｅ ３等
が絶縁体層４として形成され、この層４には前記入射光
は殆んど入射しないため、入射光に対して感度を有しな
い複合ターゲット５を構成した。

上記光導電ターゲットは光電感度が極めて高く、多用さ
れている三硫化アンチモン光導電ターゲットの２０倍以
上ある。

さらに、上記光導電ターゲットは焼付、暗電流が非常に
少なく、特性は良好であり、小形で使い易く動作が安定
で長寿命という特長を有している。

しかしながら、暗電流が非常に少ないために、光が照射
されたときのビジコンのレスポンスである立ち上がりの
残像が悪い欠点がある。

この点については、本発明者等が１９７６年テレビジョ
ン全国大会講演予稿集３−１０に発表した通りである。

本発明は上記欠点に鑑みなされたもので、暗電流を適正
な値にすると共に立ち上がり残像を改善した光導電ター
ゲットを提供するものである。

本発明は光導変換層と入射光に対して感度を有しない絶
縁体層からなる複合ターゲットにおいて前記絶縁体層を
前記光電変換層に二種類以上の異なった材料を部分的に
接触させることにより達成される。

以下、本発明の光導電ターゲットの実施例を図面により
説明する。

第１図の光導電ターゲットと同じ部分は同一番号で示し
ている。

即ち、フェース・プンート１、透明電導膜２、及びセレ
ン化カドミウム層３までを構成する。

この後、セレン化カドミウム層３上に、絶縁体層例えば
三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）を蒸着するが、この際
、メツシュ状マスクを通して蒸着する。

メツシュ状マスクには通常のビジコン（７） メツシー
４！極に用いられているメツシュを流用することが可能
で７５０メツシユ、１０００メツシユあるいは１５００
メツシユなど適当な開口率ヲモったメツシュを用いる。

このメツシュ状マスクを用いて蒸着するとメツシュ・ワ
イヤ部に相当するセレン化カドミウム層３上には５ｂ２
ｓ３が蒸着されず、メツシュの開口部に相当した部分に
Ｓｂ２Ｓ３が蒸着されて、細かな例えば四角い島状のＳ
ｂ２Ｓ３層６が形成される。

メツシュの細かさ例えば７５０メツシユのマスクを通し
て三硫化アンチモン層６を各々厚さ例えば７５Ａ程度に
蒸着し、この後、マスクをはずして、例えば ０
拳 Ａｓ２Ｓｅ３層７を厚さ例ボ約１．５〜２．０ｐｍ程度
に蒸着して光導電ターゲット８とする。

Ａｓ ２ Ｓｅ ３の一部は前述のメツシュ・ワイヤ部
に相当したセレン化カドミウム層に直接接触し、他の部
分は島状のＳｂ２Ｓ３に接触する。

上記実施例により得られた本発明のターゲットと従来の
ターゲットの残像特性に関する比較を第３図に示す。

島状の５ｂ２Ｓ３層があることにより立ち上がりの残像
が改善されていることが良くわかる。

図の測定条件は１８ｍｍサイズのターゲットで信号電流
が５０ｎＡの例である。

以下の残像や暗電流もこの条件で得たものを主として示
す。

第１表は従来ターゲットと本発明ターゲットの暗電流と
残像特性に関する比較表である。

表中ＩＦ、２Ｆ、３ＦのＦはフィールドの略である。

使用するメツシュを７５０，１０００及び１５００メツ
シユとした例である。

１５００メツシユでは開口率が７５０メツシユに比べて
小さくなり、Ｓｂ２Ｓ３の島状部分が占める面積が少な
くなるので、暗電流や残像の改善効果が減少する。

従って、メツシュの細かさで暗電流が制御できる。

表には示さないが、５ｂ２Ｓ３の厚さを増加することに
より暗電流が増え、さらに使用する５ｂ２Ｓ３重量比を
増せば暗電流が増加でき、所望の暗電流、したがって所
望の残像を得ることができる。

表の例はｓｂ重量比７４多のＳｂ２Ｓ３の例である。

ｓｂ重量比が変化すればＳｂ２Ｓ３と正確には書けない
が用いる材料は化学当量から５ｂ８０％程度が良好であ
り、これらを総称してＳｂ２Ｓ３で書くことにする。

なお、同じ１０００メツシユでも、メツシュの太さ、し
たがって開口率を変えることによっても制御できること
は勿論である。

メツシュを通した蒸着により形成できる島状層の厚さは
前記実施例に限らず１６８μｍの厚さでも可能であるが
、Ｓｂ２Ｓ３島状層の厚さを例えば５ｏｏｏ′Ａにする
と、撮像に適した信号電極電圧が１ｏｏｖ以上となり、
実用的でない。

暗電流を２０ｎＡ以下にするにはメツシュの開口率にも
よるが５００Ａ程度で良い。

表に見られるように立ち上がり残像の他に減衰残像も改
善される利点がある。

前記実施例ではメツシュ状マスクを通して島状にＳｂ２
Ｓ３を蒸着した例を述べたが、これに限らず、クリル状
マスクを通して縞状のＳｂ２Ｓ３を蒸着しても良い。

逆に三硫化アンチモンをセレン化カドミウム層の全面に
一様に蒸着した後、ＮａＯＨ酸液などで、三硫化アンチ
モンの一部をエツチングして、島状や縞状の任意の形状
に形成しても良い。

セレン化カドミウムの一部ＶｃＳｂ２ｓ３が形成され、
この上にＡｓ２Ｓｅ３が蒸着されることが必要である。

セレン化カドミウムの一部はＳｂ２Ｓ３、他の残りはＡ
ｓ２Ｓｅ３と接触している状態にすることが大切である
。

第４図は本発明による他の実施例を示す。

前記実施例と同じく、ガラス・フェース・プレート１、
透明導電膜２およびセレン化カドミウム層３までを構成
する。

この後、メツシュ状マスクを通してＡｓ２Ｓｅ３を蒸着
する。

これにより、厚さ例えば６５大程度の薄い島状Ａｓ２Ｓ
ｅ３層９が形成される。

マスクを取り除き、５ｂ２Ｓ３層１０を厚さ例えば７５
Ａに一様に形成する。

さらにＡｓ ２ Ｓｅ ３層１１を一様に厚さ１．５〜
２０μｍに形成して光導電ターゲット１２を構成する。

前述の実施例より蒸着工程は増えるが、本実施例におい
てはセレン化カドミウム層上には島状にＡｓ２５ｅａ力
彬成され、メツシャ・ワイヤ部に相当する残りの部分で
Ｓｂ２Ｓ３がセレン化カドミウム層と接触する。

この構成により、暗電流は従来ターゲットの１ｎＡ以下
か４〜５ｎＡに増加し、立ち上がり残像は第３フイール
ドにおいて２５％〜７０多に改善される。

島状のＡｓ２Ｓｅ３ Ｋ限らず、縞状のＡｓ２Ｓｅ３で
も良く、またＡｓ２Ｓｅ３を一様に蒸着しておいてから
エツチングにより適当にセレン化カドミウムの露出面を
形成した上でＳｂ２Ｓ３を蒸着しても良い。

Ａｓ２Ｓｅ３層の厚さは上述の６５大に限らず、１２５
Ｘでも、さらに厚くてもよい。

５ｂ２Ｓ３層の厚さは前述の実施例と同じく５０００Ａ
以下が実用的である。

セレン化カドミウム層上に島状や縞状に Ｓｂ２Ｓ３やＡｓ ２ Ｓ ｅ ３が形成されると、そ
の模様が撮像画面に影響を及ぼすことが心配される。

島状の例については７５０メツシユの構成では撮像画面
を注意して観察すると模様が検知される程度、１０００
メツシユではほとんどわからず、１５００メツシユでは
問題が無い状態であり、いずれも実用に供しうる。

この意味では、メツシュに一部欠陥があっても撮像画面
では影響が認められない。

島状の形状は四角でも円でも良いが、その大きさは上述
の画面観察からも知られるように成可く小さく例えば走
査する電子ビームで分解出来ない程度の大きさでかつ平
均にターゲットの横方向に分散しているのが良い。

′前記実施例では、例えばメツシュ状マスクヲ用いて島
状層をつげ、その上に一様な他の絶縁物層を形成した。

これに限らず、例えばグリル状マスクを用いた場合のよ
うに、縞状に適当な絶縁物層を形成し、マスク又はフェ
ース・プレートを相対的に移すか、または蒸着源を別の
位置に配置することにより、最初の蒸着で覆わなかった
部分にのみ次の蒸着で形成することも可能である。

いずれにしろ、二種類又はそれ以上の異なった絶縁体材
料がセレン化カドミウムと直接接触することが必要であ
る。

前記実施例でＳｂ２Ｓ３とＡｓ２ Ｓｅ ３の組合わせ
で、暗電流と残像の立ち上がりに効果があるのは前者の
Ｓｂ２Ｓ３である。

Ｓｂ２Ｓ３の効果を十分に出すにはセレン化カドミウム
層全面にわたってＳｂ２Ｓ３を形成するのが良いが、画
質的に粗面を呈することが多く、画像の焼付きも出やす
い。

この欠点はＡｓ２Ｓｅ３がセレン化カドミウム層に直接
接触することで取り除かれる。

暗電流の大きさは５ｂ２Ｓ、のセレン化カドミウム層に
直接接触する面積と形成する厚さ、さらにはｓｂ重量比
によって所望の値に制御出来る。

すでに本発明者等が提案したＳｂ２Ｓ３とＡｓ２ Ｓｅ
３の同時蒸着方法により、本発明の形成方法の方が特
性の再現性や制御の容易さの点で大きな利点がある。

なお、前記実施例ではＳｂ２Ｓ３とＡｅ、’２Ｓｅ３の
例を述べたが、Ａ ｓ ２ Ｓ ｅ ３の代わりにＡｓ
２Ｓ３でも良い。

Ａｓ２Ｓ３の場合には走査側に形成する層の厚さは０．
１ ｐ ｍ −１，２ｐｍで約０．４μｍが最適である
。

したがって、組み合わせとしてはセレン化カドミウム層
上にＡｓ２Ｓ３又はＡｓ２Ｓｅ３の島状層をつ：す、Ｓ
ｂ２Ｓ３層を全白に形成し、さらにＡｓ２Ｓ３又はＡｓ
２Ｓｅ３層を形成するという具合に任意にできる。

なお、Ａｓ２５３に限らすＡｓとＳの適当な成分比の化
合物、Ａｓ２５ｅ３に限らすＡｓとＳｅの適当な成分比
の化合物を用いても良いことは勿論である。

したがって、５ｂ２ｓ３などＱ硫化アンチモン、Ａｓ２
Ｓｅ３などのセレン化ひ素とＡｓ２Ｓ３などの硫化ひ素
と組み合わせがある３Ｓｂ２Ｓ３の形成は昇華によって
も蒸着によっても良いが、膜厚が厚い場合には昇華の方
が焼付が少なく、ターゲット電圧適正値が実用範囲とな
る傾向がある。

なお、光電変換層に接触する材料は上述したＳｂ２Ｓ３
とＡｓ２Ｓｅ３、又は５ｂ２ｓ３とＡｓ２Ｓ３に限らず
、Ｓｂ２Ｓ３と他の材料、例えばＺｎＳ やＺｎ５ｅな
どでもよい。

また、２種類に限らず、面積的に分散して接触する分に
は何種類でも良いことは勿論である。

なお、接触部以外の走査側絶縁体層は多層構造で良いこ
とは勿論である。

本発明者等は先に光電変換層のセレン化カドミウム層上
に例えばＳｂ２Ｓ３とＡｓ２ Ｓｅ ３の同時蒸着層を
形成して、暗電流と立ち上がり残像を改善することを提
案したが、本発明においては、セレン化カドミウム層上
でそれぞれ所定の部分に別々にＳｂ２Ｓ３とＡｓ２Ｓｅ
３をつげる方法で同時蒸着法と同じ効果が得られる。

蒸着工程数は５ｂ２ｓ３とＡｓ２Ｓｅ３が別になるので
増えるが、それぞれの比率を蒸着する面積で制御出来る
ので、蒸着速度を制御する同時蒸着法より極めて容易で
あり、特性の再現性が高くなる利点がある。

なお、上記実施例では第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重の硬化カドミウム、
例えば重量比で硬化カドミウム／セレン化カドミウム＝
ｌ／２を含んだ固溶体（スルホ−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□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、テルル、アンチモン、ビスマス、鉛
、スズ、アルカリ金属、アルカリ土類金属等の一種ない
し数種を含んでもよい。

さらにまた上記実施例では、岨セレン酸カドミウム層を
設けた例について説明したが、亜セレン酸カドミウム層
はなくても良好な効果が得られる。

また、亜セレン酸カドミウムが島状に形成されてイテモ
良いことは明らがである。

さらに、亜セレン酸カドミウムに酸化カドミウムが混在
していてもよいし、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、Ｃｄ３Ｓｅ４０１１（３Ｃ
ｄＳｅＯ３・５ｅ０２ ）が混在していてもよい。

上記に詳しく説明したように複合ターゲットの光電変換
層上に２種類以上の材料の絶縁体層を形成することによ
り、ビジコン形撮像管の暗電流や立ち上がり残像を制御
することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の光導電ターゲットの断面図、第２図は本
発明の光導電ターゲットの実施例を説明するための断面
図、第３図は従来の光導電ターゲットと本発明の光導電
ターゲットの立ち上がり残像特性の比較図、第４図は本
発明の光導電ターゲットの他の実施例の断面図である。 １・・・・・・ガラス・フェース・プレート、２・曲・
透明導電膜、３・・・・・・セレン化カドミウム、４・
・・・・・絶縁体層、５・・・・・・複合ターゲット、
６・・・・・・島状５ｂ２８３層、７・・・・・・Ａｓ
２Ｓｅ３層、８・・・・・・光導電ターゲット、９・・
・・・・島状Ａｓ ２ Ｓｅ ３層、１０・・・・・・
Ｓｂ２Ｓ３層、１２・・・・・・光導電ターゲット。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 入射光に対して光電変換機能を有しない硫化アンチ
   モンからなる絶縁体層と、硫化ひ素、七ンン化ひ素、セ
   レン化亜鉛または硫化亜鉛からなる絶縁体層を、入射光
   に対して光電変換を行う光導電体層上に接触するように
   設けたことを特徴とする光導電ターゲット。 ２ 前記光導電体層は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重畳された層、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、混合物層あるいは重畳された層、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、混合物質層ある
   いは重畳された層であ涜侍許請求の範囲第１項記載の光
   導電ターゲット。