JPS63211545A - 光導電膜 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、光導電型撮像管のターゲットに用いられる光
導電膜に関するものであり、特にセレンを主材料とし所
謂サチコンのターゲットに用いられる光導電膜の膜構造
の改良に関するものである。

〔発明の概要〕

本発明は、セレンを主体としテルル及び深い電子捕獲準
位を形成する物質（例えばヒ素）を添加してなる光導電
膜に対し、セレンの中で負の空間電荷を形成する酸化物
を含有せしめるとともに、当該酸化物が含有される領域
の位置及び膜厚を所定の値に設定することにより、 いわゆるハイライト焼付きを低減しようとするものであ
る。

〔従来の技術〕

非晶質セレンは光１ｍ性を示し、ｎ型導電性の信号電極
と組み合わ゛せることにより、フォトダイオード型の光
導電性ターゲットを作成することができる。かかるター
ゲットを使用した撮像管は所謂サチコンとして広く知ら
れている。

この場合、セレンは長波長光（赤色光）に対する感度を
持たないので、セレン層の一部にテルルを添加する方法
がとられている。ただし、テルルの組成比が膜厚方向に
一定であると、充分な赤色感度をとった場合に残像や焼
付きが増加するので、通常は光入射側にだけテルルを適
当な濃度に添加することによりこれらの問題を解決して
いる。

一方、上記テルルが添加される領域やこれよりも光入射
側のセレン層には、ヒ素が添加されセレンの熱安定性が
高められるとともに、テルルの添加領域の前記光入射側
とは反対側（走査側）の領域には、セレンの中で電子を
捕獲する深い準位を形成すると考えられる物Ｗ（例えば
ヒ素）と、セレン中で電子を捕獲して負の空間電荷を形
成するための物￥ｔ（例えばＭｏＯ３）が添加されてお
り、これによって焼付きを低減するとともに増悪効果を
高めている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、一般に前述のセレンの中で深い電子捕獲学位
を形成する物質であるヒ素は、テルルが添加される領域
の直後に例えば一様な勾配で減少するように添加され、
またセレンの中で負の空間電荷を形成する物質であるＭ
ｏｂ、は、前記ヒ素の添加領域と重ねて、あるいは当該
領域の直後に一様な分布となるように添加されている。

しかしながら、ヒ素の添加領域と近接してＭｏｂ。

を添加した膜構造の光導電膜を使用した撮像管では、残
像、解像度等撮像管として通常要求される特性は良好で
あり、例えば１倍光量での長時間焼付きは少ないものと
なるが、特に１００倍光以上の所謂ハイライト光での焼
付き（ハイライト焼付き）が強く残ってしまう傾向にあ
る。

また、ハイライト焼付きを低減させるために前述のＭｏ
ｂ、を添加しないと、感光部が電界不足となるため、ネ
ガ焼付きが生じやすくなり、通常のターゲット電圧では
使用できなくなるという問題が生ずる。あるいは、Ｍｏ
Ｏ３を添加する領域の幅を狭めることによってもハイラ
イト焼付きは低減するが、やはりＭｏＯ３を除いた場合
と同様に電界不足となる。

そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑みて提案された
ものであって、電界不足を招来することなくハイライト
焼付きを低減することを目的とし、感度が高く長時間焼
付き、ハイライト焼付きのいずれも少ない光導電膜を提
供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明等は、上述の目的を達成せんものと長期に亘り鋭
意検討を重ねた結果、セレン中で電子を捕獲して負の空
間電荷を形成するための物質の添加領域が前述のハイラ
イト焼付きに大きな影響を与えているとの知見を得て本
発明を完成するに至ったもので、セレンを主体とし膜厚
方向の一部にテルルを添加して感度を増加せしめるとと
もに、前記テルルを添加した領域と隣接する領域に深い
電子捕獲準位を形成する物質を添加してなる光導電膜で
あって、上記深い電子捕獲準位を形成する物質が添加さ
れる領域から１ｏｏｏ〜３０００人離れた位置にセレン
の中で負の空間電荷を形成する酸化物を該酸化物が含有
される領域の膜厚が１００〜３００人となるように添加
したことを特徴とするものである。

ここで、セレンの中で負の空間電荷を形成する酸化物が
添加される位置は、ハイライト焼付きの関係で決められ
、深い電子捕獲準位を形成する物質が添加される領域か
ら１０００Å以上離れていればハイライト焼付きは一定
となり、極めて少ないレベルに抑えられる。これに対し
て、前記距離が例えば５００人よりも少ないと、非常に
強いハイライト焼付きを起こす。

一方、セレンの中で負の空間電荷を形成する酸化物が添
加される領域の幅は、電圧−電流特性の立ち上がり電圧
■、の関係から決められ、当該領域の幅を１００Å以上
とすることにより前記立ち上がり電圧ｖｋは低いレベル
で殆ど一定となる。この立ち上がり電圧■、が高いとい
うことは電界不足を意味し、酸化物が添加される領域の
幅が１００人未満であると電界不足となる。

〔作用〕

セレンの中で負の空間電荷を形成する酸化物が添加され
る令頁域の位置が光入射面に近いと、光吸収によってで
きたエレクトロンがこの添加領域にトラップされ、ハイ
ライト焼付きに悪影響を与える。

これに対して、負の空間電荷を形成する酸化物が添加さ
れる領域の位置を光入射面から離す方向へずらすことに
より、前記エレクトロンのトラップが抑えられ、ハイラ
イト焼付きが低減される。

また、負の空間電荷を形成する酸化物が添加される領域
の幅（膜厚）を１００Å以上とすることにより、立ち上
がり電圧■、は低いレベルに抑えられ、電界不足は解消
される。

〔実施例〕

以下、本発明を適用した光導電膜の実施例について、図
面を参照しながら説明する。

先ず、本実施例の光導電膜の説明に先立って、当該光導
電膜が使用される光導電性ターゲットの構成について節
単に説明する。

光導電性ターゲットは、第２図に示すように、ガラス基
板等からなる透光性基板（１）と、Ｓｎｏｗ等の透明導
電材料からなる透明導電膜（２）、非晶質セレンを主材
料とじテルルにより長波長感度をとった光導電膜（３）
とから構成されるもので、走査側表面には５ｂｔＳ３等
により形成され電子ビームのランディングを補助するビ
ームランディング補助層（４）が設けられている。

上記ビームランディング補助層（４）は、走査電子の注
入を阻止し、暗電流を少なくするとともに、その走査ビ
ームによる二次電子放出を少なくして高速度走査に転換
することを防止している。

かかる構成の光導電性ターゲットでは、入射光は透光性
基板（１）、ｉ３明導電膜（２）を通り、大部分が光導
電膜（３）で吸収され、特にテルル添加領域で電子−正
孔対が発生する。そして、光導電膜（３）にかかる電界
によって、光励起で生じた電子は信号電極である透明導
電膜（２）側へ移動し、正孔は走査側であるビームラン
ディング補助層（４）側へ移動して信号電荷の蓄積が行
われる。このような状態でビームランディング補助層（
４）上を電子ビームで走査すると、電子ビームの電子と
前記正孔とが再結合し、この結果透明導電膜（２）側の
電子が過剰となる。そこで、この電子を出力信号として
透明導電膜（２）から取り出す。

ところで、上述の構成を有する光導電性ターゲットに使
用される光導電膜（３）は、非晶質Ｓｅを主材料とし、
ＴｅやＡｓ等の各種物質が添加されるものであるが、添
加物質の膜厚方向での組成比が重要である。例えば、Ｓ
ｅ、八ｓ、Ｔｅの組成比が膜厚方向で一定であると、充
分な赤感度をとった場合、残像や焼付きが増加するので
、光入射側にだけＴｅを添加している。

そこで、以下本発明実施例である光導電膜（３）の膜構
造について説明する。

光導電膜（３）の膜組成は、第１図に示すように、大き
く分けて３つの領域に分けられる。

すなわち、長波長光に対する感度を確保するためにＴｅ
が添加される領域（図中領域ｉｉ）と、これよりも光入
射側の領域（図中領域ｉ）及び走査側の領域（図中領域
ｉｉｉ　）である。

感度を増すためのＴｅは、透明導電膜（２）との界面に
あたる膜厚ゼロの位置には全く存在せず、６Ｂ域ｉｉに
ほぼ均一に添加されている。Ｔｅが添加される領域ｉｉ
の膜厚あるいはＴｅの濃度等は、通常の値に設定すれば
良（、特に制約されるものではない。

領域１及び領域ｉｉにはＡｓが添加されるが、このＡｓ
はＳｅＯ熱安定性を高めるものである。

また、領域ｉ及び領域１１には、浅い準位を形成すると
考えられる物質を添加し、強い光が入射した後の応答特
性を早くし、長時間動作させた後でも良好な応答特性が
保持できるようにしてもよい。

浅い準位を形成すると考えられる物質としては、例えば
ＬｉＦ、ＮａＦＩＭｇＦｔ＋ＣａＦｚ＋ＢａＦｇ＋＾Ｉ
Ｆｚ＋ＣｒＦ、、Ｍｎ）ｚ。

ＣＯＦ　ｚ　＋　Ｐ　ｂ　Ｆ　２１　Ｃｅ　Ｆ　２１　
Ｔ　Ｉ　Ｆ　ａ％のフン化物が例示され、これらの少な
くとも１種を添加すればよい。本実施例では、領域ｉ及
び領域ｉｉにＬｉＦを添加している。

一方、Ｔｅが添加される領域ｉｉよりも走査側に位置す
る領域ｉｉｉは、増感補助層としての役割を果たす部分
で、領域ｉｉの直後には深い電子捕獲準位を形成する物
質であるＡｓが添加される０本例では、Ａｓは領域ｉｉ
側では略一定濃度とされるとともに、走査側では所定の
濃度勾配をもって減少するように分布されている。勿論
、Ａｓの濃度分布はこれに限定されるものではなく、膜
厚方向に一様に分布していてもよく、種々の濃度変化を
持っていてもよい、また、Ａｓの代わりに、Ｓｅａ中で
深い電子捕獲準位を形成すると考えられる物質、ずなわ
ちＢｉ。

Ｓｂ、Ｇｅ、Ｓのいずれか、またはＡｓとこれら元素か
らなる群の中から選ばれた複数の元素を使用してもよい
。Ｓｅの中で深い電子捕獲準位を形成する物質の／農度
としては、１〜３０％の範囲内であることが好ましい。

上記領域ｉｉには、前述の＾Ｓの他、Ｓｅａ中で負の空
間電荷を形成する酸化物が添加されるが、本実施例では
、酸化物としてＭｏＯ３を用い、ＭｏＯ３の位置（すな
わち前記Ａ３が添加される領域からこの門００゜が添加
される領域までの距離。）Ｌを１０００〜３０００人、
Ｍｏｂ、が添加される領域の幅（ＩＰ！厚）Ｗを１００
〜３００人としている。なお、Ｓｅの中で負の空間電荷
を形成する酸化物としては前記Ｍｏｂ、に限らず、Ｉｎ
ｚＯ３やＳｅａ、等、通常Ｓｅａ中で負の空間電荷を形
成する酸化物として使用される酸化物であっても同様の
効果が発現される。

実際、本発明者等は、ＭｏＯ□の濃度を７５０ｐｐｍと
し、常法に従って前記ＭｏＯ３の位置りを１８５０人９
幅Ｗを１００人とした光導電膜（実施例１とする。）、
同様にＭｏ５ｓの位置りを１８５０人１幅Ｗを２００人
とした先導を膜（実施例２とする。）、及び門００３の
幅Ｗを１５０人としそのうちの５０人が前記Ａｓが添加
される領域と重なるようにした光導電膜（比較例とする
。）を作成し、これらを第２図に示すような光導電性タ
ーゲットに使用してその焼付き状態を調べた。測定条件
としては、タングステンフィラメントに緑色フィルター
を設け、ピーク波長５５０ｎｍの光を１０秒間照射し、
１分後の値を求めた。また、測定に際しては、入射光の
強さを１０倍光、　５０倍光。

１００倍光、３００倍光、１０００倍光と変え、各点に
おける焼付量を求めた。結果を第３図に示す。

この第３図より、比較例では特に１００倍光におけるハ
イライト焼付きが大きいのに対して、実施例１．実施例
２共にハイライト焼付きは比較例の半分以下に低減して
いることがわかる。また、実施例２の光導電膜を使用し
たものでは、実施例１の光導電膜を使用したものより立
ち上がり電圧■。

が低くなっていた。

そこで、Ｍｏｂ、の幅Ｗを２００人に固定し、入射光の
強さも１００倍光と一定にして、ＭｏＯ３の位ＴｔＬと
焼付量の関係を副べた。結果を第４図に示す。

門００３の位置りと焼付量の関係では、ＭｏＯ＊の位置
りが５００人よりも近いとハイライト焼付きは極端に大
きくなり、ｔｏｏｏÅ以上としたときに低いレベルで一
定となった。

さらに、Ｍｏｂ、の位置■７を１８５０人に固定し、−
〇〇。

の幅Ｗと立ち上がり電圧Ｖｋの関係を調べた。結果を第
５図に示す。

第５図より、ＭＯＯ３の幅Ｗが１００Å以上であれば立
ち上がり電圧Ｖ、が殆ど一定となり、これに対してＭｏ
ｂ、の幅Ｗが１００人未満であると立ち−Ｆがり電圧ｖ
ｋが高くなり電界不足となることがわがっな。

〔発明の効果〕

以上の説明からも明らかなように、本発明においては、
Ｍｏｂ、やＩｎｚＯｓ等の負の空間電荷を形成する酸化
物のドープ位置を後方にずらしているので、光吸収によ
って生ずるエレクトロンのトラップが抑えられ、ハイラ
イト焼付きを大幅に低減することができる。

また、Ｓｅの中で負の空間電荷を形成する酸化物が添加
される領域の幅（膜厚）を広げているので、立ち上がり
電圧が低い値に抑えられ、電界不足による感度の低下が
解消される。

したがって、本発明によれば、光導電性ターゲットとし
たときに長時間焼付きやハイライト焼付きがいずれも少
なく、且つ感度の高い光導電膜を提供することが可能で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１図は光導電膜の膜厚方向での成分分布の一例を示す
特性図、第２図は光導電性ターゲットの構成例を示す模
式図、第３図は本発明を適用した実施例における焼付状
態を比較例のそれと比べて示す特性図、第４図は−００
１の位置りと焼付量の関係を示す特性図、第５図はＭｏ
５ｓの幅Ｗと立ち一ヒがり電圧ｖｋの関係を示す特性図
である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 セレンを主体とし膜厚方向の一部にテルルを添加して感
   度を増加せしめるとともに、前記テルルを添加した領域
   と隣接する領域に深い電子捕獲準位を形成する物質を添
   加してなる光導電膜であって、 上記深い電子捕獲準位を形成する物質が添加される領域
   から１０００〜３０００Å離れた位置にセレンの中で負
   の空間電荷を形成する酸化物を該酸化物が含有される領
   域の膜厚が１００〜３００Åとなるように添加したこと
   を特徴とする光導電膜。