JP2945732B2 - 撮像管およびその動作方法 - Google Patents
撮像管およびその動作方法Info
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Description
る非晶質半導体から成る撮像管およびその動作方法に関
する。
るとともに、n形導電性の材料と整流性接触をなすこと
から、非晶質Seを光導電層として用い、この特徴を生か
した阻止型撮像管ターゲットを作ることができる。
ると、材料内部で電荷のアバランシェ増倍が誘起され、
撮像管の光感度がめざましく増大することが知られてい
る。これについては、例えば、特開昭63−304551号公報
に述べられている。
め、非晶質Seを用いた撮像管を長時間連続動作させる
と、温度上昇、光照射、電界印加に由来する局所的な結
晶化が起こり、再生画像に白点状の画面欠陥(以下、こ
れを単に白キズと呼ぶ)が発生する。
転移点を上昇させる方法が知られている。しかし、As添
加は、非晶質Se内に電子捕獲準位の形成を伴うので、非
晶質Se系光導電層全体にわたって一様に多量のAsを添加
することは、暗電流や残像等の増加をもたらすため、得
策ではない。
防止には有効であるが、撮像管を高電界下で長時間動作
すると、暗電流が大きくなる問題があった。
いた撮像管において、長時間連続動作させても白キズが
発生せず、かつ高電界下においても暗電流を小さくする
ことができる構造を提供することにある。
主体とする非晶質半導体から成る光導電層の、電子注入
阻止層または正孔注入阻止層との界面または界面近傍の
少なくともいずれかの光導電層内の狭い領域のAs添加量
を極力低減し、また、この狭い領域を除く中央部の領域
のAs添加量は該狭い領域よりも少なくすることにより達
成される。
層から成る光導電層内の電子注入阻止層の界面から、ま
たは界面近傍から層厚10nm以上・400nm以下の領域に、A
sを22重量%以上・38重量%以下添加する。また、光導
電層内の正孔注入阻止層の界面から、または界面近傍か
ら層厚10nm以上・100nm以下の領域に、Asを1重量%以
上・5重量%以下添加する。さらに、上記特定の領域以
外の領域に、Asを1重量%以下添加し、非晶質半導体層
全体の層厚を2〜10μmとしたものである。
で、電荷のアバランシェ増倍が誘起される電界領域で撮
像管を動作させることを特徴とする。
る。1は透光性基板、2は透光性導電膜、3は正孔注入
阻止層、4はSeを主体とする非晶質半導体層から成る光
導電層、5は電子注入阻止層である。光導電層4は、Se
−As(I)層41、Se−As(II)層42、Se−As(III)層4
3から構成されている。Aは入射光側、Bは電子ビーム
走査側である。
る結晶化の核発生は、他層と接する界面領域でのみ起こ
り、内部で起こることはほとんどない。この核発生の物
理的機構は、まだ充分解明されていないが、核発生に必
要な転移エネルギーが、他層との界面で最も低くなって
いるためと考えられる。
つ結晶化に起因する白キズを防止するためには、非晶質
半導体層内の電子注入阻止層または正孔注入阻止層の、
界面または界面近傍の領域のみを結晶化しにくい材料組
成とすることが重要であることを示唆している。
孔注入阻止層3との界面領域での結晶化を防止し、Se−
As層(III)43により電子注入阻止層5との界面領域で
の結晶化を防止している。
加量は、前記目的のために、実験的に定められたもので
ある。
層3、あるいは電子注入阻止層5を隣接させたが、その
間に、ごく薄い(100nm以下、30〜60nmが望ましい)、A
s添加量が1重量%以下のSe−As層(図示せず)を介在
させても、結晶化に対する効果はほとんど変わらないこ
とが判ってい。また、第1図の例では、Se−As(I)層
41とSe−As(III)層43以外の半導体層をSe、Asより成
る層としたが、この層にAs以外の添加物、たとえばTeな
どの元素を添加しても、上記の結晶化防止効果は不変で
あることは明らかである。
添加することにより、ガラス転移点を上昇させることが
できるので、長時間連続動作させても白キズが発生せ
ず、また、上記のような界面近傍の特定の領域のみにAs
を高濃度に導入したので、高電界下においても暗電流を
小さく抑えることができる。
明する。
導電膜2を形成し、その上に、CeO2を30nmの厚さに蒸着
し、正孔注入阻止層3を形成する。その上に、Se、Asか
ら成る厚さ60nmの非晶質半導体層41を真空蒸着法により
形成する。膜形成に際しては、Se、As2Se3をそれぞれ別
のボートから同時に蒸着させて蒸着し、As濃度が3重量
%となるようにする。その上に、Se、Asから成る非晶質
半導体層42を真空蒸着法により形成する。このときのAs
濃度は0.5重量%とする。その上に、やはり、Se、Asか
ら成る非晶質半導体層43を真空蒸着法により形成する。
このとき、As濃度は、10〜39重量%、膜厚は5〜500nm
の間で変化させ、光導電層全体の膜厚を5μmとする。
その上に電子注入阻止層5としてSb2S3を1×10-1Torr
の不活性ガス雰囲気中で0.1μmの厚さに蒸着し、阻止
型構造の光導電ターゲットを得る。さらに、得られたタ
ーゲットを電子銃を内蔵した撮像管匡体中に組込み、光
導電型撮像管を得る。
大きくすると、全ての撮像管で約7×107V/mで、アバラ
ンシェ増倍を開始し、約1.1×108V/mで増倍率10が得ら
れた。各撮像管を寿命試験装置に入れ、増倍率10を与え
る電界下で2000時間、連続動作させた。そして、寿命試
験終了後、高電界での暗電流値と寿命試験による白キズ
発生の有無を調べた。
が10となる電界を印加したとき、暗電流がほぼ1nAとな
る点を結ぶ特性線であり、暗電流は一点鎖線Aより上方
では1nAより大きく、一点鎖線Aより下方では1nAより小
さい。同様に、破線Bは、増倍率が30となる電界を印加
したとき、暗電流がほぼ1nAとなる点を結ぶ特性線であ
り、暗電流は破線Bより上方では1nAより大きく、破線
Bより下方では1nAより小さい。
の発生が認められた否かを区別する特性線で、実線Cよ
り上方では白キズが発生せず、実線Cより下方では白キ
ズが発生したことを示す。
域が適正範囲であり、破線Bと実線Cとによって囲まれ
た領域が最適範囲である。
=−0.32x+150(x≧350)、破線Bについて、y=36
(x≦150)、y=−0.28x+78(x≧150)、また、実
線Cについて、y=−0.8x+46(x≦30)、y=22(x
≧30)である。
する透明導電膜2を形成し、その上にGeO2を40nm、その
上にCeO2を40nmの厚さに蒸着し、正孔注入阻止層3を形
成する。その上に、Se、AsとLiFから成る膜厚60nmの非
晶質半導体層41を真空蒸着法により形成する。膜形成に
際しては、Se、As2Se3およびLiFをそれぞれ別々のボー
トから同時に蒸発させて蒸着し、As濃度を2重量%と
し、LiF濃度は、2000ppm重量%となるようにする。次
に、Se、Asとから成る非晶質半導体層42を真空蒸着法で
形成する。このときのAs濃度は0.5重量%とする。その
上にSe、Asとから成る非晶質半導体層43を20〜500nmの
厚さの範囲で変化させ、真空蒸着法により形成する。こ
のときのAs濃度は30重量%とする。その上に、Seのみか
ら成る非晶質半導体層(図示せず)を50nmの厚さに、真
空蒸着法により形成し、非晶質半導体層全体の厚さが5
μmとなるようにする。その上に、電子注入阻止層5と
して、Sb2S3を2×10-2Torrの不活性ガス雰囲気中で0.1
μmの厚さに蒸着し、阻止型構造の光導電ターゲットを
得る。さらに、これを電子銃を内蔵した撮像管匡体に組
込み、光導電型撮像管を得る。
内で、青色光照射時に増倍率10を与える電界下で、2000
時間、連続動作させた。
例1の結果とほぼ同様であった。また、暗電流に関する
データ値は、概ね、実施例1の0.8〜1.0倍程度と実施例
1と同等もしくは優れた結果が得られた。
高濃度に含む層43との間に純Seを50nm程度介在させて
も、As高濃度層の暗電流低減、白キズ発生の抑止効果は
十分有効であることが判る。
主体とする透明光導電層2を形成し、その上に、正孔注
入阻止層3としてCeO2を50nmの厚さに蒸着する。その上
に、Se、AsとLiFから成る50nmの厚さの非晶質半導体層4
1を真空蒸着法により形成する。膜形成に際しては、S
e、As2Se3およびLiFをそれぞれ別のボートから蒸発させ
て蒸着し、As濃度を2.0重量%、LiFを1000ppm重量%と
なるようにする。次に、その上に、Se、As、およびTe
(赤の増感)から成る50nmの厚さの非晶質半導体層(図
示せず)を形成する。このときのAs濃度は2.0重量%、T
e濃度は10重量%とする。その上に、Se、Asから成る非
晶質半導体層42を形成する。このときのAs濃度は、1.0
重量%とする。その上に、Se、AsおよびGaF3よりなる20
0nmの膜厚の非晶質半導体層43を形成する。このときのA
s濃度は25重量%、GaF3の濃度は、2000ppm重量%とす
る。その上に、SeとGaF3よりなる50nmの非晶質半導体層
(図示せず)を形成する。このときのGaF3濃度は、2000
ppmとし、光導電層全体の膜厚を5μmとする。次に、
電子注入阻止層5として、Sb2S3を1×10-1Torrの不活
性ガス雰囲気中で0.2μmの厚さに蒸着し、阻止型構造
の光導電ターゲットを得る。さらに、これを電子銃を内
蔵した撮像管匡体に組込み、光導電型撮像管を得る。
てたとき増倍率10となる電界で2000時間連続動作させ
た。連続動作後の暗電流を、実施例1、2と同様にして
測定した結果、暗電流は1nA以下と良好であった。ま
た、白キズも発生していなかった。
ても、本発明が有効であることが判る。
層2を形成し、その上にCeO2を30nmの厚さに蒸着し、正
孔注入阻止層3を形成する。その上に、SeとLiFから成
る100nmの厚さの非晶質半導体(図示せず)を真空蒸着
法により形成する。膜形成に際しては、SeおよびLiFを
それぞれ別のボートから蒸発させて蒸着し、LiFを1000p
pm重量%となるようにする。次に、その上に、Se、Asか
ら成る非晶質半導体層42を形成する。このときのAs濃度
は、1.0重量%とする。その上に、Se、Asよりなる250nm
膜厚の非晶質半導体層43を形成する。このときのAs濃度
は、25重量%とし、光導電層全体の膜厚を6μmとす
る。次に、電子注入阻止層5として、Sb2S3を2×10-1T
orrの不活性ガス雰囲気中で0.1μmの厚さに蒸着し、阻
止型ターゲットを得る。これを電子銃を内蔵した撮像管
匡体に組込み、撮像管を得る。
てたとき増倍率10となる電界で1000時間連続動作させ
た。連続動作後の暗電流を、実施例1、2と同様にして
測定した結果、暗電流は1nA以下と良好であった。ま
た、白キズも発生していなかった。
しも無くとも、長時間安定な撮像管動作が可能であるこ
とが判る。
が、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、そ
の要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であるこ
とは勿論である。
体とする光導電層を用いた撮像管において、高電界印加
時の暗電流が低く、かつ、長時間連続動作させても白キ
ズを発生しない効果がある。
ターゲットの断面構造の一例を示す図、第2図は、本発
明の実施例の結果を示す説明図である。 1……透光性基板 2……透光性導電膜 3……正孔注入阻止層 4……光導電層 5……電子注入阻止層 41……Se−As(I)層 42……Se−As(II)層 43……Se−As(III)層
Claims (5)
- 【請求項1】透光性基板上に透光性導電膜、正孔注入阻
止層、少なくとも一部がSeを主体とする非晶質半導体か
ら成る光導電層、および電子注入阻止層を少なくとも形
成して成るターゲットと、電子ビームにより上記ターゲ
ットを走査する電子ビーム制御部とを有する撮像管にお
いて、上記光導電層内の上記電子注入阻止層との界面か
ら、または界面近傍から層厚10nm以上・400nm以下の領
域に、Asを22重量%以上・38重量%以下添加したことを
特徴とする撮像管。 - 【請求項2】透光性基板上に透光性導電膜、正孔注入阻
止層、少なくとも一部がSeを主体とする非晶質半導体か
ら成る光導電層、および電子注入阻止層を少なくとも形
成して成るターゲットと、電子ビームにより上記ターゲ
ットを走査する電子ビーム制御部とを有する撮像管にお
いて、上記光導電層内の上記電子注入阻止層との界面か
ら、または界面近傍から層厚12.5nm以上・200nm以下の
領域に、Asを22重量%以上・36重量%以下添加したこと
を特徴とする撮像管。 - 【請求項3】上記光導電層の上記正孔注入阻止層との界
面から、または界面近傍から層厚10nm以上・100nm以下
の領域に、Asを1重量%以上・5重量%以下添加したこ
とを特徴とする請求項1または2記載の撮像管。 - 【請求項4】上記光導電層の上記特定の領域以外の領域
に、Asを1重量%以下添加したことを特徴とする請求項
1、2または3記載の撮像管。 - 【請求項5】上記光導電層の内部で、電荷のアバランシ
ェ増倍が誘起される電界領域で上記撮像管を動作させる
ことを特徴とする請求項1、2、3または4記載の撮像
管の動作方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066190A JP2945732B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 撮像管およびその動作方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP23066190A JP2945732B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 撮像管およびその動作方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04112433A JPH04112433A (ja) | 1992-04-14 |
| JP2945732B2 true JP2945732B2 (ja) | 1999-09-06 |
Family
ID=16911311
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP23066190A Expired - Lifetime JP2945732B2 (ja) | 1990-09-03 | 1990-09-03 | 撮像管およびその動作方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2945732B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5529410B2 (ja) * | 2008-11-21 | 2014-06-25 | 日本放送協会 | 撮像装置及び撮像方法 |
-
1990
- 1990-09-03 JP JP23066190A patent/JP2945732B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH04112433A (ja) | 1992-04-14 |
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