JPS60227341A - 撮像管の光導電タ−ゲツト - Google Patents
撮像管の光導電タ−ゲツトInfo
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- JPS60227341A JPS60227341A JP59081984A JP8198484A JPS60227341A JP S60227341 A JPS60227341 A JP S60227341A JP 59081984 A JP59081984 A JP 59081984A JP 8198484 A JP8198484 A JP 8198484A JP S60227341 A JPS60227341 A JP S60227341A
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- photoconductive
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- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01J—ELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
- H01J29/00—Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
- H01J29/02—Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
- H01J29/10—Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
- H01J29/36—Photoelectric screens; Charge-storage screens
- H01J29/39—Charge-storage screens
- H01J29/45—Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen
- H01J29/451—Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen with photosensitive junctions
- H01J29/456—Charge-storage screens exhibiting internal electric effects caused by electromagnetic radiation, e.g. photoconductive screen, photodielectric screen, photovoltaic screen with photosensitive junctions exhibiting no discontinuities, e.g. consisting of uniform layers
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Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の技術分野〕
本発明はビジコン形撮像管の光導電ターゲット、とくに
可視光領域に高い光電変換感度をもち残像特性のよいタ
ーゲットの改良に関する。
可視光領域に高い光電変換感度をもち残像特性のよいタ
ーゲットの改良に関する。
(発明の技術的背景およびその問題点)ビジコン形撮像
管の光導電ターゲットの材料としては、これまでよく知
られるように、Sb2S3、Pb O,Si 、Se
−Te−AS系、Zn 3e −Zn (、r! Te
系、Cd Se −Cd Se 03−As2S eo
7,4などの材料が用いられている。これらのうら、P
bOや3e−”1e−Asを主成分とする光導電ターゲ
ットは、感度が比較的低いものの暗電流が小さく、応答
速度が速い利点を有しており、主としてカラー撮像の用
途に使用されている。またZn Se −Zn Cd
Te系、あるいはCd Seを用いたターゲットは、可
視光領域において量子効率が略1に近く、残像特性、す
なわち応答速度が上記PbO等のターゲットに比べてや
)遅い・傾向がある反面、約10倍の高感度を有してい
る。
管の光導電ターゲットの材料としては、これまでよく知
られるように、Sb2S3、Pb O,Si 、Se
−Te−AS系、Zn 3e −Zn (、r! Te
系、Cd Se −Cd Se 03−As2S eo
7,4などの材料が用いられている。これらのうら、P
bOや3e−”1e−Asを主成分とする光導電ターゲ
ットは、感度が比較的低いものの暗電流が小さく、応答
速度が速い利点を有しており、主としてカラー撮像の用
途に使用されている。またZn Se −Zn Cd
Te系、あるいはCd Seを用いたターゲットは、可
視光領域において量子効率が略1に近く、残像特性、す
なわち応答速度が上記PbO等のターゲットに比べてや
)遅い・傾向がある反面、約10倍の高感度を有してい
る。
本発明者らは先に、可視光のみならず赤外光領域にも高
感度を有し低暗電流特性をもつ光導電ターゲットを提案
した。それは光導電層としてCd Te (+−X)
S13 (X) (ここで(X)は0.3〜0.5)を
主成分とする材料を用い、この腑の厚さを例えば1.5
μ和というように相当厚く形成し、その上にA s2S
e3無定形半導体高抵抗層を比較的薄く例えば1.5
μmの厚さに形成したターゲット層を使用したものであ
る。これは上述のようにとくに赤外領域まで著しく高い
感度を有するがPbO膜等に比べてや)残像特性が劣っ
ている。
感度を有し低暗電流特性をもつ光導電ターゲットを提案
した。それは光導電層としてCd Te (+−X)
S13 (X) (ここで(X)は0.3〜0.5)を
主成分とする材料を用い、この腑の厚さを例えば1.5
μ和というように相当厚く形成し、その上にA s2S
e3無定形半導体高抵抗層を比較的薄く例えば1.5
μmの厚さに形成したターゲット層を使用したものであ
る。これは上述のようにとくに赤外領域まで著しく高い
感度を有するがPbO膜等に比べてや)残像特性が劣っ
ている。
本発明は以上の問題点を解決し、可視光領域で実用上満
足できる光感度および暗電流特性を有しながらとくに残
像特性のよい即ち応答速度の速い撮像管の光導電ターゲ
ットを提供するものである。
足できる光感度および暗電流特性を有しながらとくに残
像特性のよい即ち応答速度の速い撮像管の光導電ターゲ
ットを提供するものである。
本発明は、透光性の導電層上に被着されたカドミウム(
Cd)、テルル(1−e)、およびセレン(Se )を
主成分とする(Cd l−e (1−X) Se (X
))からなる光導電層と、この光導電層上に被着され比
抵抗が1012乃至101?Ωcmの範囲の値を有する
高抵抗層とを含む撮像管の光導電ターゲットにおいて・
上記(Cd Te (1−X) Se (X))を主成
分とする光導電層の膜厚が1,000人を越え10,0
00Å以下の範囲に設定されており、且つ高抵抗層の膜
厚が2μm以上、10μm以下であることを特徴とする
撮像管の光導電ターゲットである。
Cd)、テルル(1−e)、およびセレン(Se )を
主成分とする(Cd l−e (1−X) Se (X
))からなる光導電層と、この光導電層上に被着され比
抵抗が1012乃至101?Ωcmの範囲の値を有する
高抵抗層とを含む撮像管の光導電ターゲットにおいて・
上記(Cd Te (1−X) Se (X))を主成
分とする光導電層の膜厚が1,000人を越え10,0
00Å以下の範囲に設定されており、且つ高抵抗層の膜
厚が2μm以上、10μm以下であることを特徴とする
撮像管の光導電ターゲットである。
また上記Cd Te (1−X) Se (X)からな
る光導電層はその[eとSeとのモル比の(X)の値が
、0.3以上、0.9以上の範囲内の値であることを特
徴とするターゲットである。
る光導電層はその[eとSeとのモル比の(X)の値が
、0.3以上、0.9以上の範囲内の値であることを特
徴とするターゲットである。
以下、図面を参照してその実施例を説明する。
本発明の光導電ターゲットは、第1図に示すようにガラ
スフェースプレートのような透光性基板(11)の上に
直接又は色フィルタ膜のような他の透光性膜を介してネ
サ即ち透光性導電層(12)が被着され、この上に光導
電層(13)が厚さ1,000人を越え10,000人
未満、例えば5,000人の厚さで被着されてなる。そ
してこの上にAs−8e系無定形半導体高抵抗層(14
)が被着され、さらにその上kmsb2s3 II (
15) カ約i、ooo人(1)厚す”’C−被肴8れ
ている。高抵抗層(14)の厚さは、2μm乃至10μ
mの範囲内の厚さで、−例として4μmの厚さに設定さ
れる。
スフェースプレートのような透光性基板(11)の上に
直接又は色フィルタ膜のような他の透光性膜を介してネ
サ即ち透光性導電層(12)が被着され、この上に光導
電層(13)が厚さ1,000人を越え10,000人
未満、例えば5,000人の厚さで被着されてなる。そ
してこの上にAs−8e系無定形半導体高抵抗層(14
)が被着され、さらにその上kmsb2s3 II (
15) カ約i、ooo人(1)厚す”’C−被肴8れ
ている。高抵抗層(14)の厚さは、2μm乃至10μ
mの範囲内の厚さで、−例として4μmの厚さに設定さ
れる。
このターゲットで光電変換の機能をもつ光導電層(14
)は、Cd Te (j−X) Se (X)であられ
される構成のうち、1eとSeとのモル比は(X)の値
が、0.3以上、0.9以下の範囲内となるようにする
。
)は、Cd Te (j−X) Se (X)であられ
される構成のうち、1eとSeとのモル比は(X)の値
が、0.3以上、0.9以下の範囲内となるようにする
。
つまりCd Te (1−X) 3e (X)のCdが
1に対しclTeは0.7〜0.1の範囲、Seは0.
3〜0.9の範囲内の値に選んである。−例としては(
X)−0,4に選ぶ。
1に対しclTeは0.7〜0.1の範囲、Seは0.
3〜0.9の範囲内の値に選んである。−例としては(
X)−0,4に選ぶ。
次に好ましい製造方法について述べる。
まず透光性基板(11)上に透光性導電層(12)を被
着する。そしてこの導電層(12)の上に、基板温度を
100℃〜400℃の範囲内の温度に保ちながら、0.
01〜17orrの範囲内の圧力のアルゴン(Ar )
ガス雰囲気中でCd TeとCd Seを蒸着する。こ
の蒸着に当っては、Cd Te粉末とCd Se粉末と
を所定モル比で混合し熱処理して固溶材料としたものを
蒸発用るつぼに入れて蒸着してもよい。あるいはまた、
Cd TeとCd Seを別々の蒸発源に入れるか、若
しくはcd 、 Te 。
着する。そしてこの導電層(12)の上に、基板温度を
100℃〜400℃の範囲内の温度に保ちながら、0.
01〜17orrの範囲内の圧力のアルゴン(Ar )
ガス雰囲気中でCd TeとCd Seを蒸着する。こ
の蒸着に当っては、Cd Te粉末とCd Se粉末と
を所定モル比で混合し熱処理して固溶材料としたものを
蒸発用るつぼに入れて蒸着してもよい。あるいはまた、
Cd TeとCd Seを別々の蒸発源に入れるか、若
しくはcd 、 Te 。
Seを各々別々の蒸発源に容れて、同時蒸着又は循環的
に積層するようにして蒸着してもよい。そして前述のよ
うな成分比となるようにする。
に積層するようにして蒸着してもよい。そして前述のよ
うな成分比となるようにする。
こうして光導電層(13)を例えば約5,000人の厚
さに形成し、ひき続いてこれをテルル(Te)蒸気を含
む窒素(N2)のような不活性ガス雰囲気中で、500
℃〜700℃の範囲の温度で例えば20分間熱処理によ
り焼結を行なう。次いで、この焼結されたC d T
e (+−X) S e (X)の光導電層(13)上
に、As−3e系で例えばASがモル比0.1、Seが
0.9の無定形半導体からなる高抵抗層(14)を前記
光導電層(13)の厚さよりも十分厚くたとえば4μm
の厚さに蒸着し、さらにその上にSb2S3層(15)
を約1000人の厚さで形成して0、これら複合層から
なる光導電ターゲットを得る。
さに形成し、ひき続いてこれをテルル(Te)蒸気を含
む窒素(N2)のような不活性ガス雰囲気中で、500
℃〜700℃の範囲の温度で例えば20分間熱処理によ
り焼結を行なう。次いで、この焼結されたC d T
e (+−X) S e (X)の光導電層(13)上
に、As−3e系で例えばASがモル比0.1、Seが
0.9の無定形半導体からなる高抵抗層(14)を前記
光導電層(13)の厚さよりも十分厚くたとえば4μm
の厚さに蒸着し、さらにその上にSb2S3層(15)
を約1000人の厚さで形成して0、これら複合層から
なる光導電ターゲットを得る。
本発明により得られる撮像管の光導電ターゲットの特性
について次に説明する。
について次に説明する。
光m温度が2856’)Cの標準光源によりターゲット
面照麿を1ルクスとした時の信号電流である所謂白色光
感度は、比較例のターゲットすなわち前述の本発明者ら
による先の提案によるターゲットに比べて可視光領域で
の感度では略同等の特性が得られた。光導電層(13)
の膜ルの制御に対する光電変換感度の変化は、第2図に
示すように膜厚(1)が薄くなるに従って感度低下が赤
外領域で大きいが可視光領域では比較的少ない。特に膜
厚の低減に対して波長の短い領域では感度低下が少なく
、実用上満足できる特性が得られる。しかし、1.00
0Å以下の厚さでは波長の短い青領域で著しい感度低下
が生じるので好ましくない。
面照麿を1ルクスとした時の信号電流である所謂白色光
感度は、比較例のターゲットすなわち前述の本発明者ら
による先の提案によるターゲットに比べて可視光領域で
の感度では略同等の特性が得られた。光導電層(13)
の膜ルの制御に対する光電変換感度の変化は、第2図に
示すように膜厚(1)が薄くなるに従って感度低下が赤
外領域で大きいが可視光領域では比較的少ない。特に膜
厚の低減に対して波長の短い領域では感度低下が少なく
、実用上満足できる特性が得られる。しかし、1.00
0Å以下の厚さでは波長の短い青領域で著しい感度低下
が生じるので好ましくない。
また暗電流特性は、ターゲット温度が25℃において、
比較例が2 nAであるのに対しは望同等の値となった
。
比較例が2 nAであるのに対しは望同等の値となった
。
さらに画面上のキズ発生電圧(Esjl)および焼付き
の消える焼付消滅電圧(Esj2)の特性は、第3図に
示すように光導電層(13)の厚さが1.000人乃至
10 、000人の範囲の厚さにおいて両持・性とも満
足できる厚さであることがわかった。つまりこの範囲で
あるとターゲット動作電圧が幾分変動しても画質特性の
劣化がほとんどなく、実用上満足な特性が得られる。
の消える焼付消滅電圧(Esj2)の特性は、第3図に
示すように光導電層(13)の厚さが1.000人乃至
10 、000人の範囲の厚さにおいて両持・性とも満
足できる厚さであることがわかった。つまりこの範囲で
あるとターゲット動作電圧が幾分変動しても画質特性の
劣化がほとんどなく、実用上満足な特性が得られる。
次に高抵抗層(14)の膜厚と特性の関係について説明
する。
する。
高抵抗層(14)は光導電層(13−)への電子の流れ
込みを制御する電荷蓄積機能を維持するものであり、そ
の暗比抵抗は、10120cIl1以上、1011Ωc
IIl以Fであることが必要である。例えばこの層が1
012Ωcmの比抵抗をもつA s2s e3の膜を使
用した場合の例を説明する。この層の膜厚を変えた場合
の残像特性は第4図に示すように、膜厚が厚くなるにし
たがって容量性残像が減少し、厚さが3μmで残像が5
%程度となる。これ以上に膜厚を増加しても残像特性は
あまり向上せず、逆に解像度の低下が認められる。この
高抵抗層(14)は比抵抗が高く、しかも比誘電率が小
さい材料が望ましい。AS−3e系無定形半導体の高抵
抗層(14)の比抵抗および比誘電率は第5図および第
6図に示すようにAs濃度を適当に制゛御することによ
り好ましい範囲に設定することができる。
込みを制御する電荷蓄積機能を維持するものであり、そ
の暗比抵抗は、10120cIl1以上、1011Ωc
IIl以Fであることが必要である。例えばこの層が1
012Ωcmの比抵抗をもつA s2s e3の膜を使
用した場合の例を説明する。この層の膜厚を変えた場合
の残像特性は第4図に示すように、膜厚が厚くなるにし
たがって容量性残像が減少し、厚さが3μmで残像が5
%程度となる。これ以上に膜厚を増加しても残像特性は
あまり向上せず、逆に解像度の低下が認められる。この
高抵抗層(14)は比抵抗が高く、しかも比誘電率が小
さい材料が望ましい。AS−3e系無定形半導体の高抵
抗層(14)の比抵抗および比誘電率は第5図および第
6図に示すようにAs濃度を適当に制゛御することによ
り好ましい範囲に設定することができる。
これらの図から明らかなようにA311度を3%〜40
%の範囲に設定することにより比抵抗を1012〜10
11ΩC111の範囲に、また比誘電率を7.2〜10
.5程度の値にすることができ、上述の如く望ましい特
性を得ることができる。
%の範囲に設定することにより比抵抗を1012〜10
11ΩC111の範囲に、また比誘電率を7.2〜10
.5程度の値にすることができ、上述の如く望ましい特
性を得ることができる。
また高抵抗層(14)の膜厚と残像特性との関係は、光
導電層(13)の膜厚が5,000人で、高抵抗層(1
4)のモル比がAS=0.1.5e=0.9で、その膜
厚を変えた場合の残像特性の変化を第7図に示す。同図
からこの高抵抗層の膜厚が約2.0μm以上であれば残
像特性は5%程度以下の望ましい特性に維持できる。ま
たその上限はターゲット動作電圧が高くなり過ぎないよ
うにするために実用上10μm程度である。なおこの高
抵抗層(14)のAs濃度を10%からさらに下げると
無定形質から結晶質に変化する結晶化温度が急激に低下
してしまう。例えばAs濃度が1%以下では90℃程度
で結晶化してしまうので、撮像管の製造工程での熱環境
を考慮に入れると、A31度は3%がド限である。
導電層(13)の膜厚が5,000人で、高抵抗層(1
4)のモル比がAS=0.1.5e=0.9で、その膜
厚を変えた場合の残像特性の変化を第7図に示す。同図
からこの高抵抗層の膜厚が約2.0μm以上であれば残
像特性は5%程度以下の望ましい特性に維持できる。ま
たその上限はターゲット動作電圧が高くなり過ぎないよ
うにするために実用上10μm程度である。なおこの高
抵抗層(14)のAs濃度を10%からさらに下げると
無定形質から結晶質に変化する結晶化温度が急激に低下
してしまう。例えばAs濃度が1%以下では90℃程度
で結晶化してしまうので、撮像管の製造工程での熱環境
を考慮に入れると、A31度は3%がド限である。
次に、光導電層(13)の1eとSeとのモル比、およ
び膜厚に関して説明する。
び膜厚に関して説明する。
このCd 1 e (+−X) S exMil ハ、
透光性4i1層1:基板温度を100〜400℃で、真
空中又は不活性ガス或いは酸素を含む不活性ガス雰囲気
中で蒸着し、その後温度500〜700℃で焼結して形
成する。焼結条件が一定であれば、この膜厚が厚くなる
ほど焼結が不足する結果、焼付消滅電圧が上昇し暗電流
が増加してしまう。また同様に組成比の(X)の値が増
加するほどやはり焼結が不足し同様の特性傾向がある。
透光性4i1層1:基板温度を100〜400℃で、真
空中又は不活性ガス或いは酸素を含む不活性ガス雰囲気
中で蒸着し、その後温度500〜700℃で焼結して形
成する。焼結条件が一定であれば、この膜厚が厚くなる
ほど焼結が不足する結果、焼付消滅電圧が上昇し暗電流
が増加してしまう。また同様に組成比の(X)の値が増
加するほどやはり焼結が不足し同様の特性傾向がある。
逆に膜厚が薄過ぎ、あるいは(X)の値が0.3以下と
いうTe含有量が多くなるほど、焼結が過度になり、ま
た膜の比抵抗が低下し、暗電流が増加する。そこで本発
明者らは、組成比の(X)の値が大きい場合は膜厚を薄
くすることにより一定の焼結条件でも良好な特性を再現
しうろことを見いだした。例えば(X)の値が0.8の
場合、膜厚を6 、000Å以下にとどめれば実用上満
足な特性が得られることが確認できた。
いうTe含有量が多くなるほど、焼結が過度になり、ま
た膜の比抵抗が低下し、暗電流が増加する。そこで本発
明者らは、組成比の(X)の値が大きい場合は膜厚を薄
くすることにより一定の焼結条件でも良好な特性を再現
しうろことを見いだした。例えば(X)の値が0.8の
場合、膜厚を6 、000Å以下にとどめれば実用上満
足な特性が得られることが確認できた。
そして良好な特性を示すこの光導電層(13)の結晶状
態は、平均粒径が0.2〜1μm程度のものが主体とな
っている場合であることが確認できた。焼結が不足して
いる場合は結晶成長が少なく粒径が小さいものが主体と
なって感度が低く、暗電流が大きくなる。逆に焼結が過
度であると満足な特性が得られない。このような事情か
ら、この膜厚はi、ooo人を越え、10,000人未
満の範囲内の厚さが望ましく、又組成比の(X)の値は
0.3以上、0.9以下の範囲内の値に設定するのが望
ましい。
態は、平均粒径が0.2〜1μm程度のものが主体とな
っている場合であることが確認できた。焼結が不足して
いる場合は結晶成長が少なく粒径が小さいものが主体と
なって感度が低く、暗電流が大きくなる。逆に焼結が過
度であると満足な特性が得られない。このような事情か
ら、この膜厚はi、ooo人を越え、10,000人未
満の範囲内の厚さが望ましく、又組成比の(X)の値は
0.3以上、0.9以下の範囲内の値に設定するのが望
ましい。
このように本発明による光導電ターゲットは、光感度、
暗電流特性を実用上満足できる特性としながらとくに残
像特性のよい即ち応答速度の速い特性を示すことが確認
できた。
暗電流特性を実用上満足できる特性としながらとくに残
像特性のよい即ち応答速度の速い特性を示すことが確認
できた。
第1図は本発明の実施例を示す概略縦断面図、第2図乃
至第7図は各々その特性図である。 (11)・・透光性基機、(12) ・・透光性導電層
、(13) ・・光導電層、(14)・・高低抗層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (はが1名)第 1
図 第2図 波長(η匍− i沖にメq舎のMl(llffL ) 第 6 図
至第7図は各々その特性図である。 (11)・・透光性基機、(12) ・・透光性導電層
、(13) ・・光導電層、(14)・・高低抗層。 代理人 弁理士 則 近 憲 佑 (はが1名)第 1
図 第2図 波長(η匍− i沖にメq舎のMl(llffL ) 第 6 図
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1) 透光性の基板と、この基根上に被着された透光
性導電層と、この導電層上に被着されたカドミウム(C
d)、テルル(Te )およびセレン(Se )を主成
分とする Cd ’T e (1−X) Se (x)からなる光
導電層と、この光導電層上に被着された高抵抗層とを含
む撮像管の光導電ターゲットにおいて、 上記(Cd Te! (1−X) Se (X))から
なる光導電層の膜厚が1,000人を越え10,000
人未満の範囲の厚さに設定されており、且つ上記高4抵
抗層の膜厚が2μm以上、10μM以下であることを特
徴とする撮像管の光導電ターゲット。 ■ (Cd Te (1−X) 3e (X))からな
る光導電層は、そのTeと3eとのモル比の前記(X)
の値ット。 (3) 高抵抗層は、その比抵抗が1012ΩCl11
乃至101?Ωchiの範囲の値を有する特許請求の範
囲第1項記載の撮像管の光I!電ターゲット。 (4) 高抵抗層は、砒素(As )およびアンチモン
(Sb )を主成分とするAs−8e系無定形半導体層
からなっている特許請求の範囲第1項又は第3項記載の
撮像管の光導電ターゲット。 (5) (Cd 1e (1−x) 3e (x))か
らなる光導電層は、その結晶構造として粒径が0.2μ
m以上、1μm以下の結晶粒子が多く存在することを特
徴とする特許請求の範囲第1項記載の撮像管の光導電タ
ーゲット。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59081984A JPS60227341A (ja) | 1984-04-25 | 1984-04-25 | 撮像管の光導電タ−ゲツト |
| EP85104873A EP0162310B1 (en) | 1984-04-25 | 1985-04-22 | Photoconductive target of the image pickup tube |
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Family Applications (1)
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