JPS59119650A - 高速度電子ビ−ム走査型撮像管 - 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】 〔発明の利用分野〕 本発明は、高速度電子ビーム走査により、光電変換信号
を読み取るようにした高速度電子ビーム走査方式の光導
電形撮像管に関するものである。

〔従来技術〕

従来の光導電形撮像管では、低速度電子ビーム走査方式
を用いているため、１）ターゲラ）Ｗ量による容量性残
像が多い、２）周辺解像度が悪い、３）画像歪みが多い
、などの欠点がある。

これに対し、高速度電子ビーム走査方式では、これらの
欠点を解消できるという大きな利点がある。しかしなが
ら高速度電子ビーム走査方式の光導電形撮像管では、ビ
ーム走査時にターゲットから出た２次電子の一部が、タ
ーゲットに戻シ、再分布するため、偽信号が発生すると
いう問題があ夛、これまで実用化に至っていない、。

高速度ビーム走査方式の撮像管では、動作時において平
衡電極となる２次電子コレクターと、ビーム走査面との
間の電位差はほとんど無い。このためビーム走査時にタ
ーゲットから放出された２次電子のうちエネルギーの低
いものは、コレクターに到達できず、ターゲット上に再
分布することになシ、次に走査する時に偽信号として観
測される。

この２次電子の再分布による偽信号を防止するため、次
のような提案がなされている。２次電子による偽信号を
防止するためには、コレクターとなる平衡電極をターゲ
ットに近づければ、２次電子の収集効率は轟然良くなる
はずである。現在この方法の極限として、金属メツシュ
からなる平衡電極を、ターゲットのビーム走査面上に、
直接付ける方法がある。この時、ターゲットから出た２
次゛電子は、平衡電極と他の電極との間の電界によって
動くため、ターゲットにはもちろん、平衡電極にも戻ら
ず、再分布による偽信号を生じない。

しかしながらこの方法を用いると、メツシュによる影や
ビートの発生、解像度の劣化等の問題を生じ、十分な特
性を得ることができない。

〔発明の目的〕

高速度電子ビーム走査方式の撮像管において走査時に発
生する２次電子のターゲツト面への再分布に基づく偽信
号の発生を除去し、且ビートの発生、解像度の劣化等の
撮像特性に欠点を発生しない撮像管の構成を提供するこ
とが本発明の目的である。

〔発明の概要〕

高速度電子ビーム走査方式における走査時に発生する偽
信号の発生は金属ストライブからなる平衡電極をターゲ
ットのビーム走査面上に設けることによって防止する。

そしてこの平衡電極を設けることによる電極の影やビー
トの発生、および解像度の劣化等の問題が発生するのを
防止するため、ストライプ状電極をビーム走査方向と平
行に形成するものである。従って走査ビームはストライ
ブ状電極を横切ることはない。

ストライプ状電極は走査線数に応じて設定すれば良い。

但しその数そのものは必ずしも走査線数に一致せしめる
必要はない。

ターゲット構造のその他の点は高速度電子ビーム走査方
式のそれで良い。

〔発明の実施例〕

第１図に本発明の動作原理を説明するだめの装置概略図
を示す。１は透光性基板、２は透明導電膜、３は光導電
体層である。光導電体層は透光性基板側から入射する光
を吸収し、電子−正孔対を生成する。光導電体層３の電
子ビーム６で走査される側にストライブ状の電極４を形
成し、そのストライブの方向が、ビーム走査方向と平行
になるように配置する。

このような撮像管ターゲットを動作する場合、透明導電
膜２に、カソード電極７に対して通常１００■以上の高
い正の電圧を印加して、一般にターゲットの２次電子放
出（以下δと略す）が１以上になる様にして使用する。

この時、ターゲットの走査面上に形成されたストライブ
電極４の電位を、透明電極２よシもさらに高くなるよう
に設定する。このような状態で電子ビーム走査を行なう
と、ターゲット表面は２次電子７を放出してストライブ
電極４に平衡し、透明電極２に対して正の電位を取るよ
うになる。したがって光で生じた電子−正孔対のうち、
電子が走査側へ流れるため、走査面電位は負の方向に下
降する。次にこれを電子ビーム６で走査することによシ
光像の強度に応じた表面電位下降分を、負荷抵抗９を通
して信号として取シ出すしくみになっている。このよう
な方式を高速度電子ビーム走査負帯電動作方式と呼ぶ。

なお、２次電子放出のための層は、動作時のメツシュ電
圧、すなわち０．１〜２．　ＯｋＶで加速された走査電
子に対して、２次電子放出比が１以上であシ、かつ、眠
気抵抗が１０１０Ω−α以上で、耐電子衝撃性にすぐれ
ていることが必要である。光導電体層３０表面層をそれ
として用いることもあるが、又２次゛電子放出鳩を設け
ることもある。上述の条件を満たす材料としては、酸化
物、又は弗化物があり、特に、ＭｇＯ，Ｂａｄ、ＣｅＯ
２。

Ｎｂ２Ｏ５＋　ｋ−１ｘ　Ｏｓ　＋　Ｓ　ｊｏｚ　、　
ＭｇＦ２　、　ＣｅＦ４Ａ　Ｌ　Ｆ　ｇ　　等が良い。

膜厚は３ｎｍから３０口ｍの範囲が望ましい。

第２図に、本発明のターゲット構造の代表的−例を示す
。ストライプ電極４は、光導電体ノー３の上に絶縁層１
２を介して形成される。走査電子ビーム６は、ストライ
プ電極４の方向と平行な方向１１に走査するように設定
する。ストライプを極は走査線に対応して設けるのが好
ましい。勿論走査線と１対１に対応せしめる要はなく、
走査線に対し一本おきに設けても良いし、また、特に規
則的でなくとも良い。この時、各ストライプ電極の巾は
、各ストライプ間隔に比べてできるだけ小さい方が良い
。ひとつの例では走査線間隔が２０μｍ程度の場合、ス
トライプ電極の幅は２μｍ程展とした。このストライプ
電極４は透光性である必要はなく、導電性の高い材料で
あれば良く、例エバ金楓材料＜例示すればＣｒ−Ａｕ積
ＪｍＣｒ　。

Ｃｒ−Ａｔ槓層１ＭＯ等）で形成することができる。ス
トライプ電＆４の厚さとしてはおおむね１０００人〜１
μｍ程度を用いる。更に厚くても良いが、製造しづらく
且所期の目的に特に利点はない。

次にターゲットの製造方法を略述する。

薄板ガラス基板１上に、酸化スズを主体とする透明導電
膜２を形成する。次に高周波スパッタ装置において、タ
ーゲットに高純度Ｓｉを使用し、これと相対して前記基
板を設置する。装置内を１ｘ　１０−６Ｔｏｒｒ以下の
高真空に排気した後、アルゴンおよび水素の混合ガスを
導入して装置内を５　Ｘ　１０””　〜５　Ｘ　１０−
”　’Ｉ’ｏｒｒの圧力にする。混合ガス中の水素の濃
度は３０〜６５％とする。基板温度を１５０Ｃ〜３００
Ｃに設定した後、反応性スパッタリングを行ない、透明
導電膜の形成された基板１上に膜厚約０．５〜４μｍａ
−８ｉ　：　Ｈ膜３を堆積する。必要に応じて２次電子
放出層を形成する。たとえば別の高周波スパッタ装置に
おいて、ターゲットに高純度ｃｅｏ、を使用し、それと
相対してａ−８ｉ：Ｈ膜を堆積した前記基板を設置する
。装置内をｌ　ｘ　ｌ　Ｑ−６Ｔｏｒｒ以下の高真空に
した後、アルゴンを導入して５×１０−４〜５Ｘ１０−
ｓＴＯｒｒの圧力にし、基板温度１００１：’〜２００
Ｃに設定してスパッタリングを行う。このようにして酸
化セリウムから成る層を約５ｎｍ〜３Ｑｎｍの厚さまで
、ａ−８ｉ；）（膜の上に堆積し、これを２次電子放出
層とする。

次に所定位置にストライプ状にｓｉｏ、膜１２を形成し
、更に５ｉＣｈ膜１２上にストライプ状（９） 金属電極、たとえばＣｒ−Ａｕニノー膜４を形成する。

以上によシ作られた光導電ターゲットはＨＮ方式の電子
銃と結合させ、管内を真空排気、封止し、ＨＮ動作方式
の光導電形撮像管を得る。

第３図に別な構造のターゲットの例を示す。

第３図では、ストライブ電＆４を、光導電体層３から絶
縁するためのストライプ状の絶縁層１２が、透明導電膜
４に直接形成されておシ、ストライプ電極４と透明導電
膜２との間の光導電体層を除き、絶縁層１２を介在させ
た場合の例である。

また、この例では、ストライプ電極間に２次電子放出／
１ｆ１１３を形成している。この場合も、電子ビーム６
の走査方向１１はストライプ電極４と平行になるように
設定する。ターゲット構造をこのようにすることによシ
、ストライプ電極４０部分において電子−正孔対の生成
、及び電荷の蓄積がなくなり、残像を改善できる。

従来、低速度電子ビーム走査方式の撮像管では、電子ビ
ームの集束や、偏向の一様性を良くするた（１０） めに、ターゲットに近接させてフィールドメツシュ電極
を設けている。これに対して本発明では、透明導電膜２
に１００ｖ以上の高い正の電圧を印加するため、フィー
ルドメツシュは必ずしも必要ではなく除去した状態にお
いても良好な撮像特性を得ることができる。この点は工
業上の大きな利点である。

以上述べた本発明の効果を充分に発揮するには透明電極
側ならびにビーム走査側からの電子および正孔の注入を
阻止した構造にすることが望ましい。上記目的を達成す
る方法としては、ヘテロ接合特性の逆特性を用いること
ができる。

本発明において光導′屯体層３については特に材料に制
限はなく・、通常の光導室形撮像管に適用可能で、ビー
ム走査側のδが動作時に１以上になるような薄層で形成
されていれば良い。ただ、前述の例で説明したように、
光導電体層３の上にストライプ電＆、４を形成しなけれ
ばならず、化学的エツチングやプラズマエツチングなど
の加工プロセスに適合する材料であることが望ましい。

（１１） 種々の材料で本発明の撮像管ターゲットを製作した粕来
、水素を含有した非晶質シリコン（ａ−ｓ　ｔ　：　Ｈ
と略記する。）が加工プロセスに極めて良く適合し、且
高速度電子ビーム走査方式の長所を損なうことなしに解
像度が優れ、２次電子の再分布による偽信号の無い撮像
管を得ることのできることを見い出した。

ａ−８ｉＨ）（光導電膜はＳＩ板をターゲットにしてア
ルゴンと水素の混合ガス雰囲気中での反応性スパッタリ
ング法や、少なくとも８ｉＨ４を含有する雰囲気ガス中
でのグロー放電ＣＶＤ法等によシ得ることが出来る。ａ
−８ｉ：Ｈ膜の光学的禁制帯巾は、作成時の基板温度、
水素ガス含有量、ならびにｓｉｐ＜　、ＧｅＨ４等の不
純物ガス量によって大巾に変えることが出来るが、本発
明に用いられるａ−８ｉ：Ｈ膜の禁制帯巾は１．４ｅＶ
から２、２　ｅ　Ｖの範囲にあることが望ましい。何故
ならば、１．４６Ｖよシ小さくなると、暗抵抗が下りす
ぎて解像度が悪くなったシ、不必要な近赤外感度に感度
を有する恐れがあシ、また逆に２．２ｅＶ以（１２） 上では赤色光感度が低下するためである。最も望ましい
のは１．６ｅＶから２．　Ｏｅ　Ｖの範囲である。

ａ−３ｉ：）ｌ光導電膜の膜厚は、光の吸収係数と要求
する撮像管の分光感度から逆算して決めれば良い訳でお
るが、通常、０．２μｍから１０μｍまでの範囲が適当
で、動作電圧、作成時間、面欠陥の発生確率等を考慮す
ると、０．５μｍから４μｍの範囲が望ましい。

なお、本発明に色分離用のストライブカラーフィルター
を組合せて、単管カラー撮像管を構成しても、本発明の
効果が有効であることは言うまでもない。

〔発明の効果〕

本発明によるとビーム走査面上にストライブ電極を設け
、これと平行な方向に、高速度電子ビームで走査するこ
とにあり、走査時に出る２次電子の、ターゲットへの再
分布による偽信号の発生を除去し、且つ高解像度特性を
得ることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像管の構成を示す図、（１３） 第２図は本発明による撮像管ターゲットのひとつの例を
示す斜視図、第３図は本発明による撮像管ターゲットの
別な例を示す断面図である。 １・・・透光性基板、２・・・透明導電膜、３・・・光
導電体層、４・・・ストライブ電極、５・・・カソード
、６・・・走査電子ビーム、７・・・２次電子、８・・
・集束電極、９・・・負荷抵抗、１０・・・ターゲット
電圧、１１・・・走査（１４）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、透光性基板上に透明導電膜と光導電体層とを少なく
   とも有し、前記透光性基板側から光を入射する如く配置
   したターゲットを少なくとも有する撮像管において、前
   記光導′亀体層のビーム走査面内にビーム走査方向と平
   行に縞状のストライブ電極を形成したことを特徴とする
   高速度電子ビーム走査凰撮像管。 入　前記ストライブ電極は絶縁膜を介して形成されて成
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の高速度
   電子ビーム走査型撮像管。 ＆　前記ストライブ電極は前記光導電体層上に絶縁膜を
   介して形成されて成ることを特徴とする特許請求の範囲
   第２項記載の高速度電子ビーム走査凰撮像管。 ４、前記ストライブ電極φ前記光導電体層内に埋設され
   たストライブ状絶縁膜上に形成されて成ることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載の高速度電子ビーム走査
   型撮像管。 ５、前記光導電体層はそのビーム走査面側に２次電子放
   出層を有して成ることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項、第２項、第３項、又は第４項記載の高速度電子ビー
   ム走査型撮像管。 ６、前記クーゲラＦにおける光導電体層の透明電極側お
   よび電子ビーム走査側の少なくとも一方に電子および正
   孔のうちの少なくとも一考の注入阻止のだめの手段を設
   けてなることを特徴とする特許請求の範囲第１項、第２
   項、第３項、第４項又は第５項記載の高速度電子ビーム
   走査型撮像管。 ７、前記光導電体層が非晶質シリコン層よりなることを
   特徴とする特許請求の範囲第１項、第２項、第３項、第
   ４項、第５項又は第６項記載の高速度ビーム走査型撮像
   管。