JPS5996639A - 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、アモルファスシリコンを光導電膜として用い
る撮像管に係り、特に、高解像度を得るにあたっての寿
命特性を大幅に向上させる方法に関する。

〔発明の背景〕

水素ヲ含むアモルファスシリコン（以下ａ−８ｉ：Ｈと
略記する）を光導電膜に適用した撮像管は、高感度、低
残像で耐熱性もすぐれており、広い用途が可能である。

ところで、最近、高解像度の高品位画質への要求はます
ます高まっており、そのために撮像管の走査電子ビーム
を細く絞る方向で検討が進んでいる。この目的を達成さ
せるためには、カンードとメツシュの間の電圧を高くし
て走査電子ビームを加速することが行なわれる。しかし
、ａ−８ｉ：Ｈを用いた撮像管にこの方法を適用したと
ころ、信号電流−゛電圧特性が劣化するという現象が発
見された。

第１図に劣化現象の一例を示す。これは、走査電子ビー
ム加速電圧１５００Ｖで２００時間連続動作させた例で
あるが、曲線１に示す如き初期特性信号電流−′１程圧
特性が曲線２の如く変化し、結果として、通常のｉ！＋
ｊ作ターゲタ−ゲット電圧４０Ｖ号電流１５％の低下を
きたしている。

この現象は、ａ−８ｉ：Ｈ撮像管に特有のものでＩ’ｌ
”Ｖカメラなどの様にメツシュ電圧が５０〇八ｒ程要の
場針には見られなかったものであり、今後、高解像度化
への動きが高まる中で、解決が強く望まれる。

〔発明の目的〕

本発明の目的は上記の劣化現象を大幅に低減させ、高置
圧電子ビーム走査の下で長期間にわたって初期の高い特
性を示すアモルファスシリコン撮像管を提供することに
ある。

〔発明の概要〕

発明者らは、アモルファスシリコ／を光導電膜に用いた
撮像管について、劣化現象を詳細に検討した。第２図は
、電流電圧特性で、同一信号を得るために必要なターゲ
ット電圧の変化ΔＶとメツシュ電極への印加電圧との関
係ヲ調べたものである。図かられかるように、市、流霜
、圧特性の劣化はメツシュ電圧が高いほど太きい。さら
に詳しく調べた結果劣化はメツシュ電５圧の自乗に比例
し、１子ビーム量に比例することがわかった。

第３図は、撮像管のターゲット構造を示すものである。

３はガラス面板、４け透明電極、５はａ−８ｉ：Ｈ光導
電膜、６は電子ビームランディング層、７はメツシュ電
極、８は電子ビームである。

メツシュ電極はウオール・アノード１５と同一電位（或
いは他の電位）に保たれており、エレクトロ８を＄速し
ターゲットに好都合に到達させる働きをしている。前述
の特性劣化は撮像中に電子ヒ゛−ム８がメツシュアに衝
突し、その結果、何らかの影響がａ−８ｉ：Ｈ膜に及ぼ
されるためであろうと考えられる。

上記、特性劣化の原因としては、メツシュ形成物がスパ
ッタリングによりａ−３ｉ表面へ付着し、拡散すること
、電子ビーム衝撃にともなう軟ＸＪの発生などいくつか
が考えられる。いずれにせよ、メツシュ材料が、上記劣
化に関わっていると考えられる。

メツシュ材料としては通常鋼が使用されているが、発明
者らは種々の材料でメツシュを作成し、実際に効果を検
討した。

この結果、メツシュ電極としてＢｅ、Ｂ、Ｃ。

Ｍｇ、ＡＡおよび５ｉＪ１７なる群よシ選ばれた少なく
とも一考より成るメツシュ電極が前記の特性劣化防止に
効果を奏することが判明した。この場合メツシュ成極全
体が同材料を製作されていなくても、メツシュ電極の表
面が前記同材料で被覆されておれば良い。同材料を被覆
する場合、メツシュ電極基体は従来から多用されている
Ｃｕ等の金属を用いても良い。又被覆材料でメツシュ電
極の目的を遅し得れば絶縁物等を用いても良い。被覆の
手段は一般的な方法で良い。たとえば、スパッタ法、蒸
着法、　ＣＶＤ　（Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｖａｐｏｕｒ
ｌ）ｅｐｏｓｉｔｉｏｎ　　）等である。Ｃなどの場合
、カーボン、アーク放電を用いた方法などでもよい。

被覆層は効果を認め得るに５０人程度以上が目安であり
、１００Å以上もあれば十分であろう。

更に通常、２０００人〜３０００　Ａ迄の厚さを用いて
いる。

特性劣化防止の効果の満足度およびその製造の容易性か
らはＣ又はｋｔがメツシュ電極用材料として極めて好寸
しい。又、同様にこれらの材料を被覆し、た構造のメツ
シュ電極が実用的である。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例を説明する。

光導電膜として水素を３〜３０原子％含み、シリコン全
５０原子％以上含む含水素非晶質シリコンを用い、第３
図の如きターゲット構造を形成する。

含水素非晶質シリコンとして、種々のドーピングがなさ
れたり或いはカーボンやゲルマニワムを含有せしめたも
のも知られているが、こうした場合も、本発明の範囲の
ものであることはいうまでもない。

ガラス基板３上に５ｎＣ１，の熱分解法を用いて３００
ｎｍの厚さに透明導電体層４を形成する。この上部にａ
−８ｉ：Ｈ光導電体層５を約２μｍの厚さに形成する。

このａ−８ｉ：Ｈ光導電膜は。

モノシランガスのグロー放電分解、アルゴンと水素の混
合ガス中でのシリコンのスパッタリング等周知の方法で
得られる。

たとえば、３　Ｘ　１０−３Ｔｏｒｒのアルゴンと５×
１０””　Ｔｏｒｒの水素の混合雰囲気中で純粋なシリ
コン焼結体をターゲットとした反応性スパッタリングを
行なう。この時基板は２５０Ｃに保たれる。

この場合、ａ−８ｉ二Ｈ光導゛屯体は約１３原子％の水
素を含有していた。更に、ビーム・ランディング層６と
して５００人の厚さＡｓ、Ｓ８層を形成する。

こうして、ターゲットが構成される。

このようなターゲットをＣｕより成るメツシュ電極基体
の表面Ａｔ−ｆｚ７００人コーティングしたメツシュ電
極全組み合せ、メツシュ電圧１５００Ｖで連Ｍ、動作を
行なった。

その結果、初期感度７２０μｋｌＡｍに対し、２０００
時間連続動作後も６５０μＡ／１ｍ　　以上の高感度を
維持できた。

さらに、ＣをＣｕより成るメツシュ電極基体表面に１０
００人コーティングしたメツシュ電極を組み合せた場合
、２０００時間動作後も感度は７００μＡ　／　ｌ　ｍ
以上であり、長時間の連続使用に耐えるアモルファスシ
リコン撮像管が実現できた。加えて、Ｃを用いたメツシ
ュ電極の場合は、アモルファスシリコン光導電膜を透過
した光を再反射しないので、画面の７レア防止の効果が
あり、さらに良質の画像が得られる。

ａ−ｓｔ：ｎを用いた撮像管の信号電流劣化の抑制に効
果的なものは、Ｂ　ｅ　＃　Ｂ　−Ｃ１Ｍ　ｇ　＊Ａ７
，８ｉであり、以下の表のようにまとめられた。

第　　　１　　　表 表中の劣化抑制効果欄の◎、○、Δは劣化抑制効果が認
められるものを示しており、順次その結果の程度を示し
ている。×は劣化が認められるものを示している。作成
の容易さの欄も○、△は順次その程度を示している。又
、表中、資料Ａ　ｕ　。

Ｃｕは比較のために記載したものである。なお、メツシ
ュは必ずしもこれらの材料で作る必要はなく、例えば汎
用の銅メツシユの上にこれらの材料をコーティングする
ことで十分目的１［成できる。

さらに作成の容易さを考えると、ＣおよびＡＡが好まし
い。第４図に、Ｃメツシュ（直線９）、Ａｔメツシュ（
直線１０）および従来のＣｕメツシュ（直線１１）を使
用して、メツシュ電圧１５００Ｖで動作させた場合の劣
化の程度を示す。

実際の信号低流の変化は１０００時間動作後でＡ７メツ
シユの場合、５％以内、Ｃメツシュの場合０．５％以内
に抑えられてお！５％ａ−８ｉ：Ｈ光導電膜と上記メツ
シュを組み合せることで、寿命特性のすぐれた撮像管を
提供できる。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明によれば、アモルファスシリコ
ンを光導電膜に用いた撮像管の感度低下を大幅に抑制で
きるので、本撮像管を家庭用、監視用などに用いるにあ
たり極めて置い信頼性を維持できる効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のアモルファシリコン撮像管の信Δ 分電流の連続動作による変化を示す図、第２図は上記電
流電圧特性の経時変化と、メツシュ電極の電圧との関係
を示す図、第３図はアモルファスシリコン撮像管の構造
を説明する図、第４図は本発明に係るメツシュ材料と電
流電圧特性の経時変化との関係の例を示す図である。 ３・・・透光性面板、４・・・透明電極、５・・・光導
電体。 ６・・・ビーム・ランディング層、７・・・メツシュ電
極、晃　１　目 ’Ａ、？　　目 動作時用　（晒肉） 閉　３　口 ￥］　４−　図 勧　イγ　　崎　ｒｑ＜吟神１）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、含水素非晶質シリコン金光導電体として用いたター
   ゲットと、少なくともその表面が１３ｅ。 Ｂ、Ｃ，Ｍｇ、ＡｔおよびＳｉの群よシ選ばれた少なく
   とも一考より成るメツシュ電極とを有して成る撮像管。 ２、前記メツシュ電極がＣ又はｋｌより成ることを特徴
   とする特許請求の範囲第１項記載の撮像管。 ３、前記メツシュ電極が所望メツシュ電極基体表面にＢ
   ｅ、　Ｂ、ｃ、Ｍｇｓ　ＡｚおよびＳｉの群より選ばれ
   た少なくとも一考が被覆されて成ること全特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の撮像管。 ４、前記メツシュ電極の被覆がＣ又はＡｔにより成され
   ることを特徴とする特許請求の範囲第３項記載の撮像管
   。