DE3917139A1 - Verfahren zur herstellung einer bildaufnahmeroehre und eines darin verwendeten speicherplattensegments - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine fotoleitende Bildaufnahmeröhre und eine Röntgenstrahlbildaufnahmeröh­ re, insbesondere ein Verfahren zur Herstellung einer ein Speicherplattensegment aufweisenden Bildaufnahmeröhre, die zum Betrieb mit erhöhter Speicherplattenspannung ge­ eignet ist, und zur Herstellung des darin verwendeten, speziellen Speicherplattensegments.

Im allgemeinen weist eine fotoleitende Bildaufnahmeröhre oder eine Röntgenstrahlbildaufnahmeröhre (im folgenden werden beide Typen zusammenfassend mit "Bildaufnahmeröh­ re" bezeichnet) ein Speicherplattensegment zur Umwand­ lung eines eintretenden optischen Bildes oder eines ein­ tretenden Röntgenstrahlbildes in eine Ladungsstruktur und zur Speicherung dieser Struktur und einen Abtast­ elektronenstrahl-Erzeugungsabschnitt zum Lesen der ge­ speicherten Ladungsstruktur und zur Umwandlung dieser Struktur in einen Signalstrom auf, wobei das abtastsei­ tige Oberflächenpotential unmittelbar nach dem Abtasten der Speicherplatte durch den Elektronenstrahl mit dem Katodenpotential abgeglichen wird.

Eine Bildaufnahmeröhre wird gewöhnlich mit einer an eine Gitterelektrode angelegten Spannung zwischen 300 und 2000 V in bezug auf eine Katode 9 und mit einer an einen licht­ durchlässigen, leitenden Film angelegten Speicherplat­ tenspannung zwischen einigen Volt und 100 V betrieben. Im Betrieb kann die Oberflächenspannung an der Abtast­ seite des Abtastbereiches höher werden als das Katoden­ potential, wobei die Potentialdifferenz durch einen Signalstrom und die Speicherkapazität des Speicherplat­ tensegmentes bestimmt wird. Wenn jedoch ein Abtastelek­ tronenstrahl auf die Oberfläche auftrifft, so beginnt das Potential unmittelbar nach dem Abtasten zu fallen, bis es mit dem Katodenpotential abgeglichen ist. In die­ sem Prozeß trifft ein Teil des Abtastelektronenstrahles auf die abtastseitige Oberfläche der Speicherplatte auf und wird zu einem Signalstrom, während der verbleibende Teil des Elektronenstrahls zur Elektronenstrahlerzeuger­ seite zurückkehrt, weshalb dieser Teil zurückkommender Elektronenstrahl genannt wird. Ein Teil dieses zurück­ kommenden Elektronenstrahls wird an der Elektrodenwand reflektiert und gestreut, so daß er wieder in den Ab­ tastbereich der Speicherplatte oder in dessen Umgebung eintritt.

Andererseits treffen die Abtastelektronenstrahlen außer­ halb des Abtastbereiches nicht wie im Abtastbereich auf, weshalb man im allgemeinen davon ausgeht, daß das ab­ tastseitige Oberflächenpotential mit dem Speicherplat­ tenpotential abgeglichen wird. Im Normalbetrieb wird das Sekundärelektronenemissionsverhältnis außerhalb des Ab­ tastbereichs auf einem Wert, der kleiner als Eins ist, gehalten; daher neigt das Oberflächenpotential dazu, aufgrund des Eintritts gestreuter Elektronen oder ande­ rer röhreninterner Streuelektronen in die Fläche außer­ halb des Abtastbereichs, sich, wenngleich nur schwach, zum Katodenpotential hin zu ändern. Wenn im Gegensatz dazu durch unerwünschten Lichteintritt ein Dunkelstrom oder ein optischer Strom entsteht, so wirken diese Strö­ me auf die Erhöhung des Oberflächenpotentials hin, so daß das Oberflächenpotential außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs dazu neigt anzusteigen und wiederum mit dem Speicherplattenpotential abgeglichen wird. Während des Betriebes der Bildaufnahmeröhre werden für das ab­ tastseitige Oberflächenpotential außerhalb des Abtastbe­ reichs zwei Änderungsfaktoren in Betracht gezogen, die miteinander kompensiert werden. Insbesondere enthalten die zwei Faktoren zur Änderung des abtastseitigen Ober­ flächenpotentials außerhalb des Abtastbereichs den in einem fotoleitenden Film fließenden Strom, der auf die Erhöhung des abtastseitigen Oberflächenpotentials hin­ wirkt, und die auf die abtastseitige Oberfläche auftref­ fenden gestreuten Elektronen, die auf die Erniedrigung des abtastseitigen Oberflächenpotentials hinwirken. Der Strom im fotoleitenden Film wird so eingestellt, daß er nur dann fließt, wenn über diesem Film eine Potential­ differenz besteht, so daß das abtastseitige Oberflächen­ potential außerhalb des Abtastbereichs auch dann das Speicherplattenpotential nicht übersteigen würde, wenn es durch den im fotoleitenden Film fließenden Strom er­ höht wird. So lange sich die Bildaufnahmeröhre in dieser Betriebsart befindet, wird das abtastseitige Oberflä­ chenpotential außerhalb des Abtastbereichs unterhalb des Speicherplattenpotentials gehalten, so daß der Betrieb der Bildaufnahmeröhre so lange stabil bleibt, wie das Sekundärelektronenemissionsverhältnis in diesem Teil den Wert Eins nicht übersteigt. Die herkömmlichen Bildauf­ nahmeröhren werden unter solchen Bedingungen betrieben.

Diese herkömmlichen Bildaufnahmeröhren werden beispiels­ weise in Ninomiya u.a., "Image Pick-Up Engineering", Corona 1975, S. 109 bis 116, in IEEE Electron Device Letters, EDL-8, Nr. 9 (1987), S. 392 bis 394, und in Kawamura u.a., "A Collections of Drafts for Speeches Before National Conference of Television Society", 1982, S. 81 bis 82, beschrieben. In diesen herkömmlichen Bild­ aufnahmeröhren wäre der oben erwähnte Normalbetrieb ei­ ner Bildaufnahmeröhre unmöglich, wenn die abtastseitige Oberfläche dazu neigte, aufgrund des Abtastelektronen­ strahls Sekundärelektronen zu emittieren. Als Mittel zur Verbesserung der Auftreffeigenschaften des Elektronen­ strahls durch Verkleinerung des Sekundärelektronenemis­ sionsverhältnisses auf der abtastseitigen Oberfläche ist daher in JP 52-40 809-A ein Verfahren vorgeschlagen wor­ den, in dem mittels Bedampfung in einem Inertgas auf der abtastseitigen Oberfläche der Speicherplatte eine Elek­ tronenstrahl-Auftreffschicht aus porösem Sb₂S₃ ausgebil­ det wird.

Um ferner ein Ausgangssignal mit einem hohen S/R-Wert zu erzeugen, indem Störsignale gedämpft werden, die andern­ falls durch einen fremden zurückkommenden Elektronen­ strahl in diesen Bildaufnahmeröhren erzeugt würden, ist ein aus JP 61-1 31 349-A bekanntes Verfahren vorgeschlagen worden, in dem außerhalb des Elektronenstrahl-Abtastbe­ reichs auf der abtastseitigen Oberfläche der Speicher­ platte eine zusätzliche Elektrode vorgesehen ist, wäh­ rend hierfür aus JP 63-72 037-A ein Verfahren bekannt ist, in dem der lichtdurchlässige leitende Film auf der Lichteintrittsseite der Speicherplatte in zwei Teile ge­ trennt wird, die dem tatsächlichen Abtastbereich des Elektronenstrahls und dem verbleibenden Bereich entspre­ chen, wobei diese Bereiche mittels zweier jeweils mit ihnen verbundenen Spannungsversorgungen gesteuert wer­ den.

Wenn die Dicke des fotoleitenden Filmes im Speicherplat­ tensegment erhöht wird, um die Empfindlichkeit zu erhö­ hen oder den Anteil des Restbildes zu verringern, oder wenn im fotoleitenden Film eine lawinenartige Vervielfa­ chung bewirkt wird, um die Empfindlichkeit dieser her­ kömmlichen Bildaufnahmeröhren weiter zu verbessern, ist eine Erhöhung der Spannung zwischen der Speicherplatten­ elektrode und der Katode der Bildaufnahmeröhre erforder­ lich (diese Spannung wird im folgenden als "Speicher­ plattenspannung" bezeichnet).

Mit zunehmender Speicherplattenspannung nimmt jedoch die Aufprallenergie der gestreuten Elektronen zu, so daß das Sekundärelektronenemissionsverhältnis auf einen Wert, der größer als Eins ist, erhöht wird, was dazu führen würde, daß das abtastseitige Oberflächenpotential außer­ halb des Abtastbereiches über den Wert des Speicherplat­ tenpotentials anzusteigen begänne. Diese Erhöhung des Oberflächenpotentials, die ferner die Emission von Se­ kundärelektronen erleichtert, würde das abtastseitige Oberflächenpotential außerhalb des Abtastbereichs stän­ dig erhöhen, bis es mit einem Elektrodenpotential, das höher ist als das Speicherplattenpotential, beispiels­ weise mit einem Gitterelektrodenpotential, abgeglichen ist. Eine Erhöhung des abtastseitigen Oberflächenpoten­ tials außerhalb des Abtastbereichs würde die Bahn des­ jenigen Abtastelektronenstrahls, der die den Abtastbe­ reich umgebenden Teile abtastet, beeinflussen, wodurch ein senkrechter Eintritt des Abtastelektronenstrahls in die Speicherplatte verhindert würde. Folglich würde die Emission von Sekundärelektronen durch den Abtastelektro­ nenstrahl in der Umgebung des Abtastbereichs erhöht, wo­ durch aufgrund der sich ergebenden instabilen Abtastung auf dem Bildschirm eine sogenannte "Brummverzerrung" oder aufgrund des Übergangs zu einer Hochgeschwindig­ keitsabtastung ein Inversionsphänomen hervorgerufen wür­ de.

Wie erwähnt, stellen sowohl das Brumm- wie auch das In­ versionsphänomen einen Fehler dar, der dem instabilen Betrieb zugeschrieben werden kann, der wiederum durch die Erhöhung des abtastseitigen Oberflächenpotentials außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs verursacht wird, wobei diese Erhöhung dann auftritt, wenn die Spei­ cherplattenspannung oder die Gitterspannung während des Betriebes erhöht wird.

Die Ursache des Brummverzerrungsphänomens wird mit Bezug auf den in Fig. 1A gezeigten Teilansicht-Querschnitt der das Speicherplattensegment einer Bildaufnahmeröhre umge­ henden Teile und mit Bezug auf den in Fig. 1B gezeigten fotoleitenden Film und das Diagramm von dessen Oberflä­ chenpotentialverteilung im einzelnen erläutert. Wie in Fig. 1B gezeigt, wird das Oberflächenpotential im Ab­ tastbereich durch den Abtaststrahl auf einem Wert gehal­ ten, der im wesentlichen gleich dem Wert des Katodenpo­ tentials ist. Andererseits ist das Potential außerhalb des Abtastbereichs gleich der an einen NESA-Film (durch­ sichtige Elektrode) angelegten Speicherplattenspannung. Wenn Streuelektronen (der sogenannte zurückkommende Strahl) in die Fläche außerhalb des Abtastbereiches ein­ treten und wenn das Oberflächensekundärelektronenemis­ sionsverhältnis verglichen mit dem Wert im Abtastbereich den Wert eins übersteigt, so steigt unter dem Einfluß der Spannung der Gitterelektrode in der Nähe der Ober­ fläche das Oberflächenpotential allmählich an, bis es schließlich mit der Gitterspannung abgeglichen wird. Folglich wird das Oberflächenpotential gegenüber dem ur­ sprünglichen Pegel erhöht, wodurch die Brummverzerrung weiter verschlimmert wird.

Zur Lösung dieses Problems kann die gesamte Filmfläche auf der Elektronenstrahlabtastseite des Speicherplatten­ segments aus einem Material aufgebaut werden, das, wie in Fig. 2A gezeigt, einen hohen Porositätsgrad besitzt, oder es kann die Dicke der Sb₂S₃-Schicht erhöht werden, wodurch das Brummverzerrungsphänomen beseitigt wird, wie an dem Zeichen Δ in Fig. 2B deutlich wird; allerdings wird das Restbildphänomen verschlechtert.

Zusammenfassend ergibt sich aus der vorangehenden Be­ schreibung, daß die Verwendung einer Bildaufnahmeröhre mit einer hohen Speicherplattenspannung zu einer abnor­ malen Struktur, die sich wie eine Brummverzerrung auf dem Wiedergabebildschirm des Monitors ändert (und die im folgenden lediglich als "Brummverzerrungsphänomen" be­ zeichnet wird) oder zu einer Polaritätsinversion der Signalausgabe einer Bildaufnahmeröhre in einem der Umge­ bung des Bildschirms entsprechenden Bereich (die im fol­ genden lediglich als "Inversionsphänomen" bezeichnet wird) führt, so daß es unmöglich wird, ein zufrieden­ stellende Bild zu erhalten. Ein herkömmliches Verfahren zur Unterdrückung der Erzeugung dieser Störphänomene be­ steht darin, den Porositätsgrad oder die Filmdicke einer Bildaufnahmeröhre, die eine Elektronenstrahl-Auftreff­ schicht aus porösem Sb₂S₃ besitzt, zu erhöhen. Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß der Widerstand für ein stärkeres Restbild erhöht wird.

Es ist daher die Aufgabe der Erfindung, eine Bildaufnah­ meröhre zu schaffen, die ein Speicherplattensegment be­ sitzt, durch das die oben erwähnten nachteiligen Phäno­ mene vermieden werden können, so daß auch bei einer Er­ höhung der Speicherplattenspannung ohne Verschlechterung der Eigenschaften etwa des Restbildes eine zufrieden­ stellende, stabile Bildqualität erhalten werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß erstens dadurch ge­ löst, daß eine Bildaufnahmeröhre geschaffen wird, in der in wenigstens einen Teil der Fläche außerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs der vom Elektronenstrahl abge­ tasteten Oberfläche der Speicherplatte eine Sekundär­ elektronenemissions-Dämpfungsschicht ausgebildet wird, wobei das Sekundärelektronenemissionsverhältnis der Ge­ samtfläche oder eines Teils dieser Fläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs auf einen Wert unterhalb desjenigen im tatsächlichen Abtastbereich verringert wird.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß zweitens dadurch ge­ löst, daß selbst bei herkömmlichem Aufbau der Oberfläche des tatsächlichen Elektronenstrahlabtastbereichs der Speicherplatte das Brummverzerrungs- bzw. das Inver­ sionsphänomen durch Verringerung des Sekundärelektronen­ emissionsverhältnisses in wenigstens einem Teil der Flä­ che außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs, vergli­ chen mit demjenigen im tatsächlichen Abtastbereich, un­ terdrückt wird.

Zum dritten wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch ge­ löst, daß eine Bildaufnahmeröhre und ein Verfahren ihrer Herstellung geschaffen wird, in der wenigstens ein Teil der Fläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs der abtastseitigen Oberfläche des Speicherplattenseg­ ments einer Bildaufnahmeröhre aus einem Material herge­ stellt wird, dessen Korngröße größer ist als diejenige des Materials im tatsächlichen Abtastbereich, oder in der die Filmdicke der Oberfläche erhöht wird und/oder in der wenigstens ein Teil der Fläche außerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs aus einem dünnen Film gebildet wird, der aus einem speziellen Element hergestellt ist, um dadurch eine Speicherplatte als Sekundärelektronen­ emissionsdämpfungsschicht auszubilden.

Die Erfindung wird im folgenden anhand von Ausführungs­ beispielen unter Bezug auf die Zeichnungen näher erläu­ tert; es zeigen:

Fig. 1A, 1B Querschnitte eines Speicherplattensegments einer herkömmlichen Bildaufnahmeröhre und ein die jeweilige Oberflächenpotentialver­ teilung darstellendes Diagramm;

Fig. 2A, 2B Darstellungen der abtastseitigen Oberflä­ che einer Speicherplatte einer herkömmli­ chen Bildaufnahmeröhre und ein Beispiel der Brummverzerrungs- bzw. Restbild- bzw. Filmdickekennlinien;

Fig. 3A, 3B Darstellungen der abtastseitigen Oberflä­ che eines Speicherplattensegments einer erfindungsgemäßen Bildaufnahmeröhre und einen Längsschnitt einer Bildaufnahmeröh­ re, in der eine solche Speicherplatte Ver­ wendung findet;

Fig. 4A-4F Darstellungen zur Erläuterung des Herstel­ lungsprozesses eines ersten Beispiels des Speicherplattenaufbaus, wie er in den Fig. 3A und 3B verwendet wird;

Fig. 4G den Querschnitt einer Ausführungsform ei­ nes Speicherplattenbereichs;

Fig. 4H eine Ausführungsform eines fotoleitenden Films;

Fig. 4I eine weitere Ausführungsform eines foto­ leitenden Films;

Fig. 4J, 4K Kennlinien eines Sekundärelektronenent­ ladungsverhältnisses bzw. des Restbildes;

Fig. 4L die Beziehung zwischen dem Gasdruck und der Korngröße bei der Bedampfung;

Fig. 5A-5F Darstellungen zur Erläuterung des Herstel­ lungsprozesses eines zweiten Beispiels des Speicherplattenaufbaus, wie er in den Fig. 3A und 3B Verwendung findet;

Fig. 6A-6E Darstellungen zur Erläuterung des Herstel­ lungsprozesses eines dritten Beispiels des Speicherplattenaufbaus, wie er in den Fig. 3A und 3B Verwendung findet;

Fig. 7 die schematische Darstellung einer Gitter­ struktur, die in den in den Fig. 6A bis 6E gezeigten Herstellungsprozessen verwendet wird;

Fig. 8A-8G Darstellungen zur Erläuterung des Herstel­ lungsprozesses eines vierten Beispiels des Speicherplattenaufbaus, wie er in den Fig. 3A und 3B Verwendung findet;

Fig. 9A, 9B die Draufsicht der Speicherplattenform ge­ mäß einer zweiten Ausführungsform und den Querschnitt der wesentlichen Teile einer Bildaufnahmeröhre, in der diese Ausfüh­ rungsform Verwendung findet;

Fig. 10A-10P Darstellungen des Prozesses zur Ausbildung einer Speicherplatte gemäß der in den Fig. 9A und 9B gezeigten zweiten Ausführungs­ form;

Fig. 11A, 11B die Draufsicht einer Speicherplattenform gemäß einer dritten Ausführungsform und den Querschnitt der wesentlichen Teile ei­ ner Bildaufnahmeröhre, in der diese Aus­ führungsform Verwendung findet;

Fig. 12A, 12B die Draufsicht der Speicherplattenform ge­ mäß einer vierten Ausführungsform und den Querschnitt der wesentlichen Teile einer Bildaufnahmeröhre, in der diese Ausfüh­ rungsform Verwendung findet;

Fig. 13A-13R Darstellungen des Prozesses zur Ausbildung einer Speicherplatte gemäß der in den Fig. 12A und 12B gezeigten vierten Ausführungs­ form;

Fig. 14 die Draufsicht einer Speicherplattenform gemäß einer fünften Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 15 eine Darstellung, in der schematisch der Aufbau einer "High-Vision"-Fernsehkamera erläutert wird, in der eine gemäß der Er­ findung hergestellte Bildaufnahmeröhre Verwendung findet; und

Fig. 16 ein Diagramm, das schematisch den Aufbau eines Röntgenstrahl-Analysesystems erläu­ tert, in dem eine gemäß der Erfindung her­ gestellte Röntgenstrahl-Bildaufnahmeröhre Verwendung findet.

Nun wird mit Bezug auf die Figuren ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel beschrieben. In den Fig. 3A und 3B ist der Aufbau einer Bildaufnahmeröhre gemäß einer Aus­ führungsform der Erfindung schematisch dargestellt. In Fig. 3A ist eine Draufsicht derjenigen Speicherplatten­ oberfläche einer Bildaufnahmeröhre gezeigt, die vom Elektronenstrahl abgetastet wird, während in Fig. 3B ein Querschnitt gezeigt ist, der die wesentlichen Teile ei­ ner Bildaufnahmeröhre schematisch darstellt. Diese Bild­ aufnahmeröhre weist ein Speicherplattensegment auf, das ein lichtdurchlässiges Substrat 1, einen lichtdurchläs­ sigen, leitenden Film 2, einen fotoleitenden Film 3, ei­ ne Elektronenstrahl-Auftreffschicht 104, ein mit dem lichtdurchlässigen, leitenden Film 2 in Verbindung ste­ hendes Indiummetall 10 und einen Metallring 11 besitzt. Die Elektronenstrahl-Auftreffschicht 104 wird in eine abtastseitige Oberflächenschicht im tatsächlichen, vom Elektronenstrahl abgetasteten Abtastbereich 4 (der im folgenden aus Gründen der Einfachheit lediglich mit "Oberflächenabschnitt im tatsächlichen Abtastbereich" bezeichnet wird) und in eine abtastseitige Oberflächen­ schicht außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs 5 (der im folgenden aus Gründen der Einfachheit lediglich mit "Oberflächenabschnitt außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs" bezeichnet wird) unterteilt.

Die Bildaufnahmeröhre weist ferner einen Ablenk-Konver­ genz-Bereich, der eine elektromagnetische Spule 8 zum Ablenken und Bündeln eines Elektronenstrahls enthält, und einen Elektrodenbereich, der eine Katode 9 zum Emit­ tieren eines Elektronenstrahls 7 und eine Gitterelektro­ de 6 enthält, auf. Dem Metallring 11 wird ein Bildsignal entnommen und mittels eines Signallesebereichs 42, der einen Kopplungskondensator und einen Vorverstärker ent­ hält, aufbereitet. Die Katode 9 und die Gitterelektrode 6 werden aus einer im voraus eingestellten Elektroden- Spannungsversorgung 40 mit der gewünschten Betriebsspan­ nung versorgt. Ebenso wird die elektromagnetische Spule 8 aus einer Ablenk-Konvergenz-Spulen-Spannungsversorgung 41 mit einer geeigneten Ablenk-Konvergenz-Spannung ver­ sorgt, damit der Elektronenstrahl 7 den Flächenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtastbereich abtastet.

Mit Bezug auf die Fig. 4A bis 4F wird nun nacheinander ein Fertigungsverfahren eines ersten Aufbaus des Spei­ cherplattensegments einer in den Fig. 3A und 3B gezeig­ ten Bildaufnahmeröhre erläutert.

Mittels eines Elektronenstrahlverdampfungsprozesses oder eines Zerstäubungsaufdampfungsprozesses (Fig. 4B) wird ein lichtdurchlässiger, leitender Film 2, dessen Haupt­ bestandteil ein Indiumoxyd ist, auf einem lichtdurchläs­ sigen Glassubstrat 1 (Fig. 4A) mit einer Größe von 2.54 cm ausgebildet. Auf der sich ergebenden Anordnung wird mittels Vakuumverdampfung eine aus Zeroxyd hergestellte Löcherinjektion-Sperrschicht von 0.02 µm Dicke und ein nacheinander aus Se, As und Te hergestellter fotoleiten­ der Film 3 zwischen 4 und 10 µm Dicke (Fig. 4C, 4D) aus­ gebildet. Hierauf folgt in zwei Schritten die Ausbildung einer Sb₂S₃-Schicht mittels Aufdampfung.

Mit Bezug auf die Fig. 4G, 4H, 4I wird im folgenden eine Struktur des Speicherplattensegments beschrieben:

In Fig. 4G ist der Querschnitt des Speicherplattenseg­ ments in Richtung der Dicke des Films gezeigt, während in Fig. 4H ein Ausführungsbeispiel des fotoleitenden Filmes gezeigt ist; in diesem Ausführungsbeispiel wird in Richtung der Dicke des Films mit einer Dichte von 2 Gewichts-% As gleichmäßig abgeschieden; in einem weite­ ren, in Fig. 4I gezeigten Ausführungsbeispiel wird in einem in nächster Nähe zum lichtdurchlässigen, leitenden Film 2 befindlichen Bereich mit einer Dichte von 15 Ge­ wichts-% Te-Schicht von 60 nm Dicke abgeschieden.

Im ersten Schritt der Ausbildung der Sb₂S₃-Schicht wird mittels Verdampfung in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, Sb₂S₃ abgeschieden, wodurch über der gesamten Oberfläche des fotoleitenden Films eine poröse Sb₂S₃-Schicht von 0.2 µm Dicke gebil­ det wird (Fig. 4E). Im zweiten Schritt wird eine Maske verwendet, die den Bereich des tatsächlichen Abtastbe­ reichs mit dem Elektronenstrahl abdeckt; in diesem Schritt wird in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.3 Torr herrscht, Sb₂S₃ abgeschieden. Daher wird die 0.2 µm dicke poröse Sb₂S₃-Schicht nur auf der Fläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs auf dem fotoleitenden Film ausgebildet, wodurch die Spei­ cherplatte einer Bildaufnahmeröhre hergestellt ist (Fig. 4F).

Im ersten Schritt der Sb₂S₃-Abscheidung wird eine poröse Sb₂S₃-Schicht mit vergleichsweise kleiner Korngröße über der gesamten Oberfläche des Elektronenstrahl-Abtastbe­ reichs ausgebildet. In zweiten Abscheidungsschritt wird eine Sb₂S₃-Schicht mit vergleichsweise großer Korngröße nur im Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächli­ chen Abtastbereichs darüber abgelagert, wodurch eine Elektronenstrahl-Auftreffschicht, die einen aus einer porösen Schicht mit kleiner Korngröße gebildeten Ober­ flächenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtastbereich und einen Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs mit größerer Korngröße enthält, aufgebaut wird. Der Oberflächenabschnitt 5 stellt eine Sekundär­ elektronenemissions-Sperrschicht dar. Für die so aufge­ baute Elektronenstrahl-Auftreffschicht der Speicherplat­ te hat sich herausgestellt, daß das Sekundärelektronen­ emissionsverhältnis des Oberflächenabschnitts 5 außer­ halb des tatsächlichen Abtastbereichs kleiner ist als dasjenige des Oberflächenabschnitts 4 innerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs, da die Korngröße (die Korn­ größe außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs liegt vorzugsweise zwischen 120 nm und 1000 nm) jeweils unter­ schiedliche poröse Schichten ergeben. Wie aus den Fig. 4E und 4F ersichtlich, trägt in dieser Ausführungsform die Tatsache, daß der Oberflächenabschnitt außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs dicker ausgebildet ist als der Oberflächenabschnitt innerhalb des tatsächlichen Ab­ tastbereichs, ebenfalls dazu bei, daß das Sekundärelek­ tronenemissionsverhältnis erniedrigt wird.

Im folgenden wird die Beziehung zwischen dem Sekundär­ elektronenentladungsverhältnis, der Filmdicke außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs und der Korngröße be­ schrieben. In Fig. 4J ist die Beziehung des Sekundär­ elektronenentladungsverhältnises bzw. der Restbildkenn­ linien bei konstanter Porosität (indem der N₂-Gasdruck während der Aufdampfung konstant gehalten wird) zur ver­ änderten Dicke des Film gezeigt. Wenn die Speicherplat­ tenspannung (Esj) bei ungefähr 50 V liegt, was eine nor­ male Betriebsbedingung herkömmlicher Bildaufnahmeröhren darstellt, so liegt das Sekundärelektronenentladungsver­ hältnis δ weit unterhalb von eins, während das Sekundär­ elektronenentladungsverhältnis δ ansteigt, wenn die Speicherplattenspannung erhöht wird, um mit hoher Em­ pfindlichkeit zu arbeiten; schließlich übersteigt das Verhältnis δ den Wert eins, wenn die Dicke des Sb₂S₃- Films zwischen 0.1 und 0.2 µm liegt. Obwohl das Verhält­ nis δ mit zunehmender Dicke des Sb₂S₃-Films kleiner wird, wird der Restbildindex (LAG) nach 3 Feldern schlecht.

In Fig. 4K sind das Sekundärelektronenentladungsverhält­ nis bzw. die Restbildkennlinie bei veränderlicher Poro­ sität (indem der N₂-Gasdruck während der Sb₂S₃-Aufdam­ pfung geändert wird) gezeigt. Obwohl das Sekundärelek­ tronenentladungsverhältnis mit steigender Porosität ab­ nimmt, wird die Restbildkennlinie verschlechtert. In Fig. 4L ist eine Beziehung zwischen dem Gasdruck während des Aufdampfprozesses und der Korngröße der abgeschiede­ nen Schicht gezeigt.

Bei der Betriebsspannung übersteigt das Sekundärelektro­ nenentladungsverhältnis a den Wert eins weder innerhalb noch außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs; das Verhältnis a ist wie folgt definiert:

a=(Sekundärelektronenemissionsverhältnis außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs) / (Sekundärelektronenemissionsverhältnis innerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs).

Der Wert von a sollte im Bereich 1 < a < 0.2 und vor­ zugsweise im Bereich 0.8 < a < 0.2 liegen.

In den Fig. 5A bis 5F ist ein zweites Beispiel eines Speicherplattenaufbaus gezeigt.

Auf einem 2.54 cm großen, lichtdurchlässigen Glassubs­ trat 1 (Fig. 5A) ist ein lichtdurchlässiger, leitender Film 2 und ein fotoleitender Film 3 aus Se, As und Te (Fig. 5B bis 5D) auf gleiche Weise gebildet wie im oben beschriebenen ersten Konstruktionsbeispiel. Auf der sich ergebenden Anordnung wird mittels Aufdampfen in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, eine 0.1 µm dicke, poröse Sb₂S₃-Schicht gebil­ det (Fig. 5E): Auf diesen Prozeß folgt die Ausbildung eines dünnen C-Films von 0.01 µm Dicke mittels Zer­ stäubungsaufdampfung in Argongas, in dem ein Druck von 0.01 Torr herrscht (Fig. 5F); in diesem Prozeß wird der dünne C-Film bei Verwendung einer Maske, die den tat­ sächlichen Abtastbereich des Elektronenstrahls abdeckt, mittels Aufdampfung abgeschieden. Somit wird der dünne C-Film nur auf der dem Oberflächenabschnitt außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs entsprechenden Fläche ausgebildet, so daß auf der Sb₂S₃-Schicht und dem Teil, auf dem der dünne C-Film abgeschieden worden ist, eine Sekundärelektronenentladungs-Sperrschicht gebildet wird.

Die Speicherplatte einer Bildaufnahmeröhre, die gemäß dem ersten oder dem zweiten Konstruktionsbeispiel gebil­ det ist, wird mittels eines Indiummetalls mit dem Gehäu­ se der Bildaufnahmeröhre, in das ein Elektronenstrahler­ zeuger eingebaut ist, verbunden. Anschließend wird das Röhreninnere vakuumabgedichtet, wodurch eine Bildauf­ nahmeröhre vom fotoleitenden Typ hergestellt ist. Wenn die auf die oben beschriebene Weise gefertigte Bildauf­ nahmeröhre in eine Fernsehkamera eingebaut wird, so lie­ fert der Betrieb der Röhre ein stabiles und zufrieden­ stellendes Bild mit geringem Restbild und hoher Empfind­ lichkeit, ohne daß selbst bei einer Speicherplattenspan­ nung von 400 V ein Brummverzerrungs- oder Inversions­ phänomen auftritt.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 6A bis 6E und Fig. 7 ein drittes Konstruktionsbeispiel einer Speicherplatte er­ läutert.

Auf einem 1.69 cm großen lichtdurchlässigen Glassubstrat (Fig. 6A) wird ein lichtdurchlässiger, leitender Film (Fig. 6B), eine Sperrschicht für positive Löcherinjek­ tion (Fig. 6C) und ein fotoleitender Film (Fig. 6D) auf­ gebracht, wobei das gleiche Verfahren wie das im ersten Konstruktionsbeispiel erwähnte angewendet wird. In näch­ ster Nähe zur Oberfläche des fotoleitenden Filmes wird ein Gitter, wie es in Fig. 7 gezeigt ist, angebracht, um die Menge der Aufdampfung zu steuern; dabei wird durch Verdampfung in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, ein Mittelteil von 0.1 µm Dicke abgeschieden. Das in Fig. 7 gezeigte Aufdampfungs­ steuergitter mit einem Gitterträger 17 weist ein Gitter 15 mit kleinem Durchlaßgrad, dessen Mittelteil hinrei­ chend groß ist, um den tatsächlichen Abtastbereich abzu­ decken, und ein Gitter 16 mit hohem Durchlaßgrad in ei­ nem das Gitter mit niedrigem Durchlaßgrad umgebenden Teil auf, wobei der hohe Durchlaßgrad vier mal so groß wie der niedrige Durchlaßgrad im Mittelteil ist (etwa 40 bis 400 Gitterlinien pro cm im Mittelteil und 10 bis 100 Gitterlinien pro cm im umgebenden Teil). Dadurch wird bei diesem Aufdampfungsprozeß die Filmdicke im umgeben­ den Teil vervierfacht, so daß in einem einzigen Auf­ dampfungsschritt ein poröser Sb₂S₃-Film ausgebildet wird, der eine Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht darstellt, deren umgebender Bereich außerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs ein kleineres Sekundärel­ ektronenemissionsverhältnis besitzt als der tatsächliche Abtastbereich. Dieses Speicherplattensegment wird in ei­ nem Bildaufnahmeröhrengehäuse, das einen Elektronen­ strahlerzeuger aufweist, eingebaut, anschließend wird das Röhreninnere hermetisch abgedichtet und evakuiert, wodurch eine Bildaufnahmeröhre vom fotoleitenden Typ hergestellt wird.

Obwohl in dieser Ausführungsform eine Sekundärelektronen nur schwer emittierende Oberfläche außerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs nicht überall aufgebracht wird, sondern lediglich in einem peripheren Bereich außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs, zeigt die so gefertigte Bildaufnahmeröhre dennoch keine Brummverzer­ rungs- oder Inversionsphänomene, vielmehr wird ein Bild hoher Qualität erzeugt, wenn die Röhre mit der Speicher­ plattenspannung von 300 V betrieben wird.

Nun wird mit Bezug auf die Fig. 8A bis 8G ein viertes Konstruktionsbeispiel einer Speicherplatte, die als Röntgenstrahlbildaufnahmeröhre geeignet ist, erläutert.

Eine 0,5 nm dicke und 2.54 cm große Be-Platte wird auf einer ihrer Seiten optisch poliert (Fig. 8A), dann wer­ den mittels Verdampfung Germaniumoxyd und Zeroxyd mit einer jeweiligen Dicke von 0.01 µm abgeschieden, wobei jede dieser Schichten auf der polierten Oberfläche als Löcherinjektion-Sperrschicht dient (Fig. 8B, 8C), schließlich wird mittels Verdampfung mit einer Dicke zwischen 20 und 30 µm eine Se-Schicht, in der 2% As enthalten ist, abgeschieden (Fig. 8D). Auf die sich er­ gebende Anordnung wird mittels Verdampfung über die ge­ samte Oberfläche in einer Argongasumgebung, in der ein Druck von 0.4 Torr herrscht, eine CdTe-Schicht abge­ schieden, wodurch ein 1 µm dicker poröser Film ausgebil­ det wird (Fig. 8E): Die so vorbereitete Anordnung wird in ein Ionenätzgerät eingebracht, wo der CdTe-Teil, der dem tatsächlichem Abtastbereich entspricht, bei Verwen­ dung einer Maske mittels Plasmaionenätzung beseitigt wird (Fig. 8F). Anschließend wird die Anordnung in ein Sb₂S₃-Aufdampfungsgerät gebracht, in dem mittels Verdam­ pfung auf der gesamten Oberfläche der Anordnung in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, Sb₂S₃ abgeschieden; hierbei wird ein 0.3 µm dicker poröser Sb₂S₃-Film ausgebildete (Fig. 8G). Das so erhaltene Bauteil wird in einem Bildaufnahmeröhrengehäu­ se, das einen Elektronenstrahlerzeuger enthält, wodurch eine vollständige Röntgenstrahlbildaufnahmeröhre herge­ stellt ist. Auch in diesem Fall wirkt der Oberflächenab­ schnitt außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs als Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht:

Der lichtdurchlässige, leitende Film muß nicht notwen­ dig, wie in Fig. 3 gezeigt, auf der gesamten Oberfläche des Substrats aufgebracht werden, er kann auch lediglich in dem dem tatsächlichen Abtastbereich entsprechenden Teil auf der vom Elektronenstrahl abgetasteten Seite aufgebracht werden. Gefordert wird nur, daß für den Oberflächenabschnitt außerhalb des tatsächlichen Abtast­ bereichs der Speicherplatte ein kleineres Sekundärelek­ tronenemissionsverhältnis sichergestellt wird als im tatsächlichen Abtastbereich: In den Fig. 9A und 9B ist die Größe des lichtdurchlässigen, leitenden Films mini­ miert, um an einem Signalanschlußstift 12 eine Signal­ ausgabe zu erhalten, die einen hohen S/R-Wert aufweist, bei der die Streukapazität der Signalelektrode gering ist und bei der Brummverzerrungs- und Inversionsphänome­ ne unterdrückt werden.

Gemäß der in den Fig. 9A und 9B gezeigten Ausführungs­ form wird von einem Signallesebereich 42 über den An­ schlußstift 12 eine Signalausgabe ausgelesen, wobei der Metallring über eine Erdschaltung 43 geerdet ist.

In den Fig. 10A bis 10H ist ein Fertigungsverfahren der in den Fig. 9A und 9B gezeigten Speicherplatte erläu­ tert:

Auf einem aus lichtdurchlässigen Glas hergestellten, 1.69 cm großen Substrat wird mittels Zerstäubung durch eine Maske ein aus Indiumoxyd gebildeter lichtdurchläs­ siger, leitender Film hergestellt (Fig. 10C, 10D). In der Glasplatte wird ein Loch ausgebildet (Fig. 10E, 10F), in das ein Signalanschlußstift gegeben wird; der Anschlußstift wird an einem Ende mit dem Indiumoxyd ver­ lötet (Fig. 10G, 10H). Auf der Seite des Substrats, auf der die Indiumoxydschicht aufgebracht ist, wird an­ schließend eine 0.02 µm dicke Zeroxyd-Schicht ausgebil­ det, die als Sperrschicht für die positive Löcherinjek­ tion dient (Fig. 10I, 10J); daraufhin wird in einem Va­ kuumverdampfungs-Abscheideprozeß ein 2 bis 4 um dicker amorpher, fotoleitender Se-As-Film von 14 mm Durchmesser aufgebracht (Fig. 10K, 10L). Auf die sich ergebende An­ ordnung wird mittels Verdampfung in einer Stickstoffgas­ umgebung, in der ein Druck vom 0.5 Torr herrscht, eine As₂Se₃-Schicht abgeschieden, wodurch ein poröser As₂Se₃- Film von 0.1 µm Dicke gebildet wird (Fig. 10M, 10N): Während der Aufdampfung wird der tatsächliche Abtastbe­ reich (6.6×8.8 mm) von einer Maske bedeckt, um dort die Abscheidung von As₂Se₃ zu verhindern. Dann wird auf eine Fläche von 14 mm Durchmesser in einer Stickstoff­ gasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, Sb₂S₃ aufgedampft, um einen porösen Sb₂S₃-Film von 0.1 µm Dicke auszubilden (Fig. 10O, 10P). Diese Anordnung wird mit dem Gehäuse der Bildaufnahmeröhre, das einen Elektronenstrahlerzeuger enthält, verbunden, wodurch ei­ ne vollständige Bildaufnahmeröhre vom fotoleitenden Typ hergestellt wird.

Diese Bildaufnahmeröhre wurde mit einer Speicherplatten­ spannung betrieben, die einem elektrischen Feld mit ei­ ner Intensität von 1.2×10⁸ V/cm des fotoleitenden Films entspricht, so daß ein Bild von extrem hoher Em­ pfindlichkeit und hoher Qualität erzeugt wird, bei dem Brummverzerrungs- und Inversionsphänomene geeignet un­ terdrückt werden.

Auch in dieser Ausführungsform wirken die porösen Filme aus As₂Se₃ und Sb₂S₃ als Sekundärelektronenemissions- Sperrschichten.

In den Fig. 11A, 11B und 12A, 12B sind andere Ausfüh­ rungsformen des Speicherplattensegments einer erfin­ dungsgemäßen Bildaufnahmeröhre gezeigt: Die Fig. 11A und 12A stellen Draufsichten auf die abtastseitigen Spei­ cherplattensegmente dar, während die Fig. 11B und 12B Querschnitte von Bildaufnahmeröhrenkonstruktionen, bei denen die jeweiligen Speicherplatten Verwendung finden, zeigen.

In diesen Ausführungsformen ist zwischen einem Substrat 1 und einem fotoleitenden Film 3 ein leitender Film 2 in zwei unabhängig isolierten Teilen 2 und 13 ausgebildet, die dem Oberflächenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtast­ bereich bzw. dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tastsächlichen Abtastbereichs des Elektronenstrahls ge­ genüber angeordnet sind. Der lichtdurchlässige, leitende Filmbereich 2, der dem Oberflächenabschnitt 4 im tat­ sächlichen Abtastbereich gegenüberliegt, ist mit einem in das Substrat 1 eingelassenen Signalanschlußstift 12 verbunden, so daß ein Ausgabesignal über diesen An­ schlußstift 12 ausgelesen wird. Gemäß der in den Fig. 11A und 11B gezeigten Ausführungsform ist der licht­ durchlässige, leitende Filmbereich 13, der dem Ober­ flächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbe­ reichs gegenüberliegt, über ein Indiummetall 10 mit ei­ nem Metallring 11 verbunden, wobei dieser Metallring 11 wiederum mit einer Spannungsversorgung 44 verbunden ist.

Andererseits ist in der in den Fig. 12A und 12B gezeig­ ten Ausführungsform ein lichtdurchlässiger, leitender Filmbereich 13, der dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs gegenüberliegt, mit ei­ nem durch das Substrat 1 hindurchgehenden Elektrodenan­ schlußstift 14 verbunden, wobei dieser Elektrodenan­ schlußstift 14 wiederum mit einer Spannungsversorgung 45 verbunden ist. Die abtastseitigen Oberflächen 4 und 5 dieser Speicherplatten können irgendeine der mit Bezug auf die Fig. 3A, 3B oder 9A, 9B erwähnten Konstruktionen besitzen. Ferner ist in der jetzt betrachteten Ausfüh­ rungsform der Bereich 13 des lichtdurchlässigen, leiten­ den Films, der dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs gegenüberliegt, mit Strom versorgungen 44 und 45 verbunden, wodurch der Bereich 13 mit einer unabhängigen Spannung versorgt wird, die nie­ driger ist als die an den Bereich 2, der dem Oberflä­ chenabschnitt im tatsächlichen Abtastbereich gegenüber­ liegt, gelieferte Speicherplattenspannung. Folglich wird in diesem Aufbau das Potential auf dem Oberflächenab­ schnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs der Elektronenstrahl-Abtastoberfläche niedriger gehalten als das Potential auf dem Oberflächenabschnitt 4 innerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs. Daher wirkt dieser Aufbau wie Sekundärelektronenemissions-Sperrschichten. In diesem Fall werden Brummverzerrungs- und Inversions­ phänomene bemerkenswert gedämpft. Wenn ferner der licht­ durchlässige, leitende Filmbereich 13, der dem Oberflä­ chenabschnitt außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs gegenüberliegt, wie erwähnt mit einer weiteren Span­ nungsversorgung verbunden wird, wird das in den Ober­ flächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtast­ bereichs eintretende Licht abgeblendet, wodurch die Däm­ pfungswirkung von Brummverzerrungs- und Inversionsphäno­ menen weiter gefördert wird. Die in den Fig. 12A und 12B gezeigte Ausführungsform weist ferner eine Gitterspan­ nungsversorgung 46 auf, die der Versorgung mit einer vorbestimmten Spannung eines Gitters 6 über einen Me­ tallring 11 dient, wodurch die unabhängige Steuerung der Gitterspannung erleichtert wird. Die mit Bezug auf die Fig. 11A und 11B bzw. 12A und 12B erläuterten Ausfüh­ rungsformen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Ferti­ gung nur dadurch, ob ein oder zwei Anschlußstifte 12 bzw. 12 und 14 verwendet werden; daher wird mit Bezug auf die Fig. 13A bis 13R beispielhaft ein Fertigungsver­ fahren für das in der in den Fig. 12A und 12B gezeigten Ausführungsform verwendete Speicherplattensegment erläu­ tert.

Auf einem 2.54 cm großen, durchsichtigen Glassubstrat wird mittels Maskenaufdampfung eine einem leitenden Film 3 aus Cr-Au entsprechende Elektrode ausgebildet (Fig. 13A bis 13D). Anschließend wird bei Verwendung einer Maske mittels Zerstäubung ein lichtdurchlässiger, lei­ tender Film 2 mit Indiumoxyd als Hauptbestandteil ausge­ bildet (Fig. 13E, 13F). In der Glasplatte werden dann zwei Löcher ausgebildet (Fig. 13G, 13H), in die ein Signalanschlußstift 12 und ein Elektrodenanschlußstift 14 eingelassen und mit dem lichtdurchlässigen, leitenden Film 2 bzw. dem leitenden Film 13 verlötet werden (Fig. 13I, 13J). Auf der Seite des Substrats, auf der die Elektrode und der lichtdurchlässige, leitende Film 2 aufgebracht sind, wird anschließend mittels Vakuumauf­ dampfung auf einer Fläche von 20 mm Durchmesser eine aus einem 0.03 µm dicken Zeroxyd-Film (Fig. 13K, 13L) und aus einem 2 bis 6 µm dicken, aus Se, As und Te bestehen­ den amorphen Halbleiterfilm (Fig. 13M, 13N) hergestellte Sperrschicht für positive Löcherinjektion ausgebildet. Auf der sich ergebenden Anordnung wird mittels Verdam­ pfung in einer Stickstoffgasumgebung, in der ein Druck von 0.2 Torr herrscht, Sb₂S₃ abgeschieden, wodurch ein 0.1 µm dicker, poröser Sb₂S₃-Film ausgebildet wird (Fig. 13O, 13P). Im nächsten Schritt wird der dem tatsächli­ chen Abtastbereich entsprechende Teil mit einer Maske bedeckt, anschließend wird mittels Verdampfung unter den gleichen Bedingungen wie oben auf die Fläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs Sb₂S₃ abgeschieden (Fig. 13Q, 13R), wodurch sich die Gesamtdicke des porö­ sen Sb₂S₃-Films auf 0.2 µm erhöht. Die so gewonnene An­ ordnung wird mit dem Gehäuse einer Bildaufnahmeröhre, die einen Elektronenstrahlerzeuger enthält, verbunden, worauf die hermetische Abdichtung und die Evakuierung folgt, so daß eine Bildaufnahmeröhre vom fotoleitenden Typ hergestellt wird.

In der mit Bezug auf die Fig. 13A bis 13R erläuterten Ausführungsform wird der gesamte Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs der Speicher­ platte als Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht aus­ gebildet, die so aufgebaut ist, daß weniger Sekundär­ elektronen hiervon emittiert werden als vom tatsächli­ chen Abtastbereich 4. Eine solche Schicht (Oberflächen­ abschnitt), von der weniger Sekundärelektronen emittiert werden, muß sich jedoch nicht notwendig über die gesamte Oberfläche 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs erstrecken. Wie in Fig. 14 gezeigt, muß zum Beispiel nur derjenige Bereich 5′ des Oberflächenabschnitts 5 außer­ halb des tatsächlichen Abtastbereichs, der in der Nähe des Oberflächenabschnitts 4 im tatsächlichen Abtastbe­ reich liegt, als Sekundärelektronenemissions-Sperr­ schicht aufgebaut werden, von der aus weniger Sekundär­ elektronen emittiert werden. Mit einer solchen Anordnung wird der gleiche Effekt wie oben beschrieben erzielt. Das heißt, daß Brummverzerrungs- und Inversionsphänomene mit gleicher Wirkung gedämpft werden. Der in Fig. 14 ge­ zeigte Bereich 5′ des Oberflächenabschnitts 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs kann von der gleichen Art sein wie der Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs in den oben beschriebenen Ausführungsformen.

Um das Sekundärelektronenemissionsverhältnis des Ober­ flächenabschnitts 5 außerhalb des tatsächlichen Abtast­ bereichs gegenüber demjenigen des Oberflächenabschnitts 4 innerhalb des Abtastbereichs der Speicherplatte zu verringern, wird in einer Inertgasumgebung, in der ein Druck von 1×10^-1 Torr oder höher herrscht, Sb₂S₃ ver­ dampft, um dadurch in einem dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des Abtastbereichs entsprechenden Teil auf dem fotoleitenden Film 3 einen porösen, dünnen Film mit niedrigerer Füllrate (größere Korngröße) als im Oberflä­ chenabschnitt 4 innerhalb des Abtastbereichs auszubil­ den, wie in den Ausführungsformen der Fig. 4A bis 4F, 5A bis 5F und 8A bis 8G erläutert wurde; damit wird eine Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht hergestellt. Das Sekundärelektronenemissionsverhältnis kann entweder durch Verringerung der Füllrate im Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs mittels er­ höhten Inertgasdrucks bei der Verdampfung oder durch Er­ höhung der Dicke des porösen Films verringert werden. Als Materialien für den porösen, dünnen Film, bei denen die Füllrate oder die Filmdicke zwischen dem Oberflä­ chenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtastbereich und dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Ab­ tastbereichs bestimmbar ist, können zusätzlich zu den in den oben beschriebenen Fertigungsprozessen verwendeten Materialien alle Verbindungen, die aus wenigstens einem der Elemente Zn, Cd, Ga, In, Si, Ge, Sn, As, Sb und Bi und aus wenigstens einem der Elemente S, Se und Te be­ stehen, verwendet werden. Das Sekundärelektronenemis­ sionsverhältnis zwischen dem Oberflächenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtastbereich und dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs, die aus diesen Verbindungen hergestellt sind, kann eingestellt werden, indem die Dicke der Bereiche 4 und 5 des aus dem oben erwähnten Material mittels Verdampfung in einem Inertgas hergestellten porösen Films oder der Inertgas­ druck zum Zeitpunkt der Verdampfung variiert werden. Ferner kann eine Aufschichtung einer Mehrzahl von porö­ sen, dünnen Filmen, die irgendwelche der oben erwähnten Verbindungen aufweisen, verwendet werden.

Alternativ dazu kann ein in Fig. 5F gezeigtes Verfahren verwendet werden, in dem ein dünner Film, der aus wenig­ stens einem der Elemente C, Ag und Pb besteht und der nicht zur Emission von Sekundärelektronen neigt, auf dem Oberflächenabschnitt 5 außerhalb des tatsächlichen Ab­ tastbereichs ausgebildet wird, oder in dem, wie bereits erwähnt, auf dem Oberflächenabschnitt 4 im tatsächlichen Abtastbereich zur Verbesserung der Strahlauftreffcharak­ teristik ein poröser, dünner Film mit hoher Füllrate ausgebildet wird; auf diesen Schritt folgt dann die Aus­ bildung des in Fig. 5F gezeigten dünnen Films, um die Emission von Sekundärelektronen weiter zu dämpfen. Wirk­ same Verfahren zur Ausbildung einer Sekundärelektronen­ emissions-Hemmschicht, die in wenigstens einem Teil des Oberflächenabschnitts 5 außerhalb des tatsächlichen Ab­ tastbereichs der Speicherplattenoberfläche ein kleines Sekundärelektronenemissionsverhältnis besitzt, enthalten eine Abscheidung mittels Verdampfung lediglich in einem vorbestimmten Teil, wozu, wie in Fig. 9F gezeigt, eine Maske verwendet wird, die Verdampfungsabscheidung durch ein Metallgitter zur Dampfabscheidungssteuerung vorge­ nommen wird, wobei das Metallgitter in einem dem tat­ sächlichen Abtastbereich gegenüberliegenden Bereich ei­ nen niedrigeren Durchlaßgrad besitzt als in dem davon verschiedenen Bereich, wie in Fig. 6E gezeigt ist, und die Ausbildung eines Films mittels Dampfabscheidung über die gesamte Oberfläche vorgenommen wird, woraufhin we­ nigstens das dampfabgeschiedene Material im tatsächli­ chen Abtastbereich ganz oder teilweise mittels Plasma­ ätzung oder anderen physikalischen Behandlungen besei­ tigt wird. Das ein Metallgitter verwendende Verfahren erfordert nur einen Dampfabscheidungsprozeß, während das Ionenätzverfahren den Vorteil hat, daß der Filmrand mit hoher Genauigkeit hergestellt werden kann.

Die vorangehende Beschreibung bezieht sich hauptsächlich auf das Beispiel einer fotoleitenden Bildaufnahmeröhre, bei der ein lichtdurchlässiges Substrat als Speicher­ platte verwendet wird. Die Erfindung kann jedoch mit gleicher Wirkung auch bei Röntgenstrahlbildaufnahmeröh­ ren, die einen auf einer Seite einer dünnen Be- oder Ti- Platte ausgebildeten fotoleitenden Film aufweisen, der mit einem Elektronenstrahl abgetastet wird, Verwendung finden. Eine Röntgenstrahlbildaufnahmeröhre erfordert einen dickeren fotoleitenden Film, da zum Zwecke der Er­ höhung der Menge der im Betrieb absorbierten Röntgen­ strahlen eine höhere Speicherplattenspannung angelegt wird; daher können sich Brummverzerrungs- oder Inver­ sionsphänomene leichter entwickeln. Trotzdem können sol­ che nachteiligen Einwirkungen mit der vorliegenden Er­ findung bemerkenswert gedämpft werden.

Wenn die vorliegende Erfindung ferner auf verschiedene Bildaufnahmeröhren vom Internvervielfachungstyp angewen­ det wird, die mit hinreichend hohen Speicherplattenspan­ nungen betrieben werden, um im fotoleitenden Film eine lawinenartige Vervielfachung hervorzurufen, so wird eine sehr hohe Empfindlichkeitscharakteristik der Bildauf­ nahmeröhre erzielt, während Brummverzerrungs- und Inver­ sionsphänomene unterdrückt werden.

Die vorliegende Erfindung, die dem fotoleitenden Film der Speicherplatte einer Bildaufnahmeröhre keine Be­ schränkungen auferlegt, ist zur Verwendung in verschie­ denen Bildaufnahmeröhren mit unterschiedlichen fotolei­ tenden Filmen geeignet. Die vorliegende Erfindung wirkt sich besonders deutlich hinsichtlich der Verbesserung der Speicherplattenspannung einer Bildaufnahmeröhre vom Inhibitionstyp aus, die einen fotoleitenden Film auf­ weist, von dem wenigstens ein Teil als Hauptkomponente einen amorphen Halbleiter aus Se oder amorphes Silizium­ hydrid besitzt.

Wie in Fig. 3A gezeigt, ist erfindungsgemäß wenigstens ein Teil des Oberflächenabschnitts außerhalb des tat­ sächlichen Abtastbereichs der Speicherplattenoberfläche als Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht ausgebil­ det, wodurch das Sekundärelektronenemissionsverhältnis auf einen Wert verringert wird, der niedriger ist als der entsprechende Wert des Oberflächenabschnitts im tat­ sächlichen Abtastbereich, so daß von der abtastseitigen Oberfläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs weniger Sekundärelektronen emittiert werden; somit wird der Potentialanstieg der abtastseitigen Oberfläche außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs so gesteuert, daß Brummverzerrungs- oder Inversionsphänomene gedämpft werden.

Obwohl die oben erwähnten Ausführungsformen eine Bild­ aufnahmeröhre verwenden, die einen Abtastelektronen­ strahl-Erzeugungsbereich mit elektromagnetischer Ablen­ kung und elektromagnetischer Konvergenz aufweist, ist die vorliegende Erfindung nicht notwendig auf einen sol­ chen Bildaufnahmeröhrentyp beschränkt, sie ist vielmehr mit gleicher Wirkung auch auf Bildaufnahmeröhren, bei denen elektrostatische Ablenkung und elektromagnetische Konvergenz, elektromagnetische Ablenkung und elektrosta­ tische Konvergenz oder elektrostatische Ablenkung und elektrostatische Konvergenz in der Abtastelektronen­ strahl-Erzeugungseinheit Verwendung finden, anwendbar.

In Fig. 15 ist ein Diagramm gezeigt, in dem schematisch der wesentliche Aufbau einer Dreiröhren-"High-Vision"- Farbfernsehkamera dargestellt ist, wobei diese Kamera eine erfindungsgemäße Bildaufnahmeröhre aufweist. Die dargestellte Kamera enthält drei den jeweiligen R-, G- und B-Kanälen entsprechende Bildaufnahmeröhren R, G und B, ein optisches Farbzerlegungssystem 34, einen Be­ triebsstromkreis 27, eine Elektronenstrahl-Abtastschal­ tung 28, eine Videosignalverstärkerschaltung 29, einen Bildsucher 30, einen Wiedergabefarbmonitor 31, eine Ka­ merasteuereinheit 32 und eine Zoomlinse 33. Wenn jede Bildaufnahmeröhre durch den Betriebsstromkreis 27 mit einer Speicherplattenspannung versorgt wird, um das elektrische Feld des fotoleitenden Films auf dem Wert 1.25×10⁶ V/cm zu halten, um die Röhre mit 1125 Abtast­ zeilen zu betreiben, kann ein extrem hochempfindliches "High-Vision"-Bild mit einer Empfindlichkeit, die mehr als 10 mal so hoch ist wie bei einer herkömmlichen Vi­ deokamera, erhalten werden, ohne daß Brummverzerrungs­ oder Inversionsphänomene auftreten.

In Fig. 16 ist schematisch der Aufbau eines Röntgen­ strahlanalysesystems, bei dem eine erfindungsgemäße Rön­ tgenstrahlbildaufnahmeröhre Verwendung findet, gezeigt. Dieses System enthält eine Röntgenstrahlquelle 19, eine erfindungsgemäße Röntgenstrahlbildaufnahmeröhre 20, eine Kamerasteuereinheit 21, einen Bildspeicher 22, einen Bildprozessor 23, einen Monitor 24 und eine Speicher­ plattenspannungsversorgung 25; die Bezugsziffer 26 be­ zeichnet einen abzubildenden Gegenstand. Wenn dieses Sy­ stem mit einer Spannung aktiviert wird, die von einer Speicherplattenspannungsversorgung an die Bildaufnahme­ röhre angelegt wird, kann ein zufriedenstellendes Rönt­ genstrahlanalysebild erzeugt werden, ohne daß Brummver­ zerrungs- oder Inversionsphänomene auftreten, selbst wenn die Speicherplattenspannung auf 600 V erhöht wird.

Aus der vorangehenden Beschreibung wird deutlich, daß erfindungsgemäß eine Bildaufnahmeröhre verwirklicht wird, die mit einer erhöhten Speicherplatten- oder Git­ terspannung betrieben werden kann, ohne daß Brummverzer­ rungs- oder Inversionsphänomene auftreten, wodurch die verschiedenen Charakteristiken einschließlich Empfind­ lichkeit, Auflösung und Restbild einer Bildaufnahmeröhre bemerkenswert verbessert werden.

Eine erfindungsgemäße, fotoleitende Bildaufnahmeröhre wird geeigneterweise in Fernsehkameras oder insbesondere in einer "High-Vision"-Kamera verwendet. Eine erfin­ dungsgemäße Bildaufnahmeröhre, die mit hoher Empfind­ lichkeit betrieben werden kann, gewährleistet eine Si­ gnalverarbeitung mit einem hohen S/R-Wert, wenn sie in einem Röntgenstrahlbild-Analysesystem angewendet wird.

Claims (24)

1. Bildaufnahmeröhre mit einem Speicherplattensegment, das zur fotoelektrischen Umwandlung wenigstens einen leitenden Film (2) und einen fotoleitenden Film (3) auf einem Substrat (1) aufweist, und mit einem Elek­ tronenstrahl-Abtastsystem zum Lesen eines Signals aus dem Speicherplattensegment, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil des Oberflächenabschnitts (5) außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs auf der vom Elektronenstrahl abgetasteten Seite des Speicher­ plattensegments als Sekundärelektronenemissions- Sperrschicht ausgebildet ist.

2. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Sperrschicht aus einer porösen Schicht aufgebaut ist.

3. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Oberfläche der Speicherplatte auf der vom Elektronen­ strahl abgetasteten Seite als poröse Schicht ausge­ bildet ist und die Sekundärelektronenemissions-Däm­ pfungsschicht als Schicht ausgebildet ist, die eine höhere Porosität besitzt als die poröse Schicht im tatsächlichen Abtastbereich des Elektronenstrahls.

4. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht aus ei­ ner Verbindung gebildet ist, die einerseits am wenig­ stens einem der Elemente Zn, Cd, Ga, In, Si, Ge, Sn, As, Sb und Bi und andererseits wenigstens aus einem der Elemente S, Se und Te zusammengesetzt ist.

5. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht aus ei­ ner Verbindung gebildet ist, die einerseits aus we­ nigstens einem der Elemente Zn, Cd, Ga, In, Si, Ge, Sn, As, Sb und Bi und andererseits aus wenigstens ei­ nem der Elemente S, Se und Te zusammengesetzt ist.

6. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht aus ei­ ner Mehrzahl von porösen Schichten gebildet ist, von denen wenigstens eine aus einem Material hergestellt ist, das in den Verbindungen enthalten ist.

7. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht aus ei­ ner Mehrzahl von porösen Schichten gebildet ist, von denen wenigstens eine aus einem Material hergestellt ist, das in den Verbindungen enthalten ist.

8. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht in we­ nigsten einem Teil des Oberflächenabschnitts (5) außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs aus wenig­ sten einem der Elemente Ag, Pb und C aufgebaut ist.

9. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens ein Teil des fotoleitenden Films (3) aus ei­ nem amorphen Halbleitermaterial als Hauptbestandteil hergestellt ist.

10. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß we­ nigstens ein der Sekundärelektronenemissions-Däm­ pfungsschicht entsprechender Teil des leitenden Films (2) getrennt von dem dem Oberflächenabschnitt (4) in­ nerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs entsprechen­ den Teil des leitenden Films (2) ausgebildet ist.

11. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der getrennt ausgebildete, dem Oberflächenabschnitt (4) innerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs entspre­ chende Teil des leitenden Films (2) mit einem Elek­ trodenanschlußstift (14) verbunden ist, der so ange­ ordnet ist, daß er durch das Substrat (1) hindurch­ ragt.

12. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß der getrennt ausgebildete, der Sekundärelektronenemis­ sions-Dämpfungsschicht entsprechende Teil des leiten­ den Films (2) mit einer Spannung beaufschlagt wird, die niedriger ist als die vorbestimmte Speicherplat­ tenspannung.

13. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß der getrennt ausgebildete, wenigstens der Sekundärelek­ tronenemissions-Dämpfungsschicht entsprechende Teil des leitenden Films (2) beseitigt ist.

14. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Substrat (1) ein aus einem Material wie Be oder Ti hergestelltes Speicherplattensubstrat ist, das eine Übertragung von Röntgenstrahlen durch dieses Material hindurch erlaubt.

15. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1, gekennzeichnet durch Einrichtun­ gen zum Betreiben der Bildaufnahmeröhre in einem elektrischen Feld, welches zur Ladungserhöhung im fo­ toleitenden Film (3) dient.

16. Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 14, gekennzeichnet durch Einrichtun­ gen zum Betreiben der Bildaufnahmeröhre in einem elektrischen Feld, welches der Ladungserhöhung im fo­ toleitenden Film (3) dient.

17. Fernsehkamera, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 1 verwendet wird.

18. Fernsehkamera, dadurch gekennzeichnet, daß in ihr eine Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 15 verwen­ det wird.

19. Röntgenstrahlbildanalysesystem, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm eine Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 14 verwen­ det wird.

20. Röntgenstrahlbildanalysesystem, dadurch gekennzeichnet, daß in ihm eine Bildaufnahmeröhre gemäß Anspruch 16 verwen­ det wird.

21. Verfahren zur Herstellung eines Speicherplattenseg­ ments, das zur fotoelektrischen Umwandlung wenigstens einen leitenden Film (2) und einen fotoleitenden Film (3) auf einem Substrat (1) aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens einer vorbestimmten porösen Schicht über der gesamten Fläche auf der vom Elektro­ nenstrahl abgetasteten Seite des fotoleitenden Films (3) der Speicherplatte, und
des Überlagerns einer porösen Schicht, die eine höhere Porosität als die vorbestimmte poröse Schicht besitzt, auf wenigstens einem Teil des Oberflächenab­ schnitts (5) außerhalb des tatsächlichen Abtastbe­ reichs des Elektronenstrahls in einer Lage oberhalb der vorbestimmten Schicht, wodurch eine Sekundärelek­ tronenemissions-Dämpfungsschicht ausgebildet wird.

22. Verfahren zur Herstellung eines Speicherplattenseg­ ments, das zur fotoelektrischen Umwandlung wenigstens einen leitenden Film (2) und einen fotoleitenden Film (3) auf einem Substrat (1) aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens einer vorbestimmten porösen Schicht über der gesamten Fläche der vom Elektronen­ strahl abgetasteten Seite des fotoleitenden Films (3), und
des Überlagerns der vorbestimmten porösen Schicht auf wenigstens einem Teil des Oberflächenabschnitts (5) außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs des Elektronenstrahls mit einem dünnen Film aus wenig­ stens einem der Elemente C, Ag und Pb, wodurch eine Sekundärelektronenemissions-Dämpfungsschicht ausge­ bildet wird.

23. Verfahren zur Herstellung eines Speicherplattenseg­ ments, das zur fotoelektrischen Umwandlung wenigstens einen leitenden Film (2) und einen fotoleitenden Film (3) auf einem Substrat (1) aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens einer porösen Schicht, indem auf dem fotoleitenden Film (3) eine Gittermaske angeord­ net wird, von der ein wenigstens einem Teil des Ober­ flächenabschnitts (5) außerhalb des tatsächlichen Ab­ tastbereichs entsprechender Teil einen höheren Durch­ lässigkeitsgrad besitzt als der dem Oberflächenab­ schnitt (4) innerhalb des tatsächlichen Abtastbe­ reichs entsprechende Teil, und
des Ausbildens einer Sekundärelektronenemissions- Dämpfungsschicht auf dem Teil mit höherem Durchläs­ sigkeitsgrad.

24. Verfahren zur Herstellung eines Speicherplattenseg­ ments, das zur fotoelektrischen Umwandlung wenigstens einen leitenden Film (2) und einen fotoleitenden Film (3) auf einem Substrat (1) aufweist,
gekennzeichnet durch die Schritte des Ausbildens einer vorbestimmten porösen Schicht über der gesamten Oberfläche des fotoleiten­ den Films (3),
des Beseitigens eines dem Oberflächenabschnitt (4) innerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs des Elektronenstrahls entsprechenden Teils der porösen Schicht, und
des Aufschichtens einer davon verschiedenen porö­ sen Schicht über der gesamten Oberfläche auf der vom Elektronenstrahl abgetasteten Seite, wodurch auf dem Oberflächenabschnitt (5) außerhalb des tatsächlichen Abtastbereichs eine Sekundärelektronenemissions-Däm­ pfungsschicht ausgebildet wird.