JPS6057655B2 - 撮像管 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、電子源と、該電子源から生じる電子ビームに
よつて一方の面の側で走査すべきターゲットを有する撮
像管であつて、前記のターゲットはセレン含有ガラス質
層を有し、このセレン含有ガラス質層は元素のテルルお
よび砒素をも含有し、これらの元素のうち少くとも一方
の元素の濃度をセレン含有ガラス質層の厚さの方向に変
化させるようにし、前記のセレン含有ガラス質層は第１
、第２、第３および第４層部分の少くとも４つの層部分
を有し、これら層部分はターゲットの前記の一方の面か
らターゲットの他方の面に向う方向で順次に隣接してい
るようにした撮像管に関するものである。

上述した撮像管は英国特許第１１３５４６０号明細書に
記載されている。

ガラス質のセレン層に関する問題は、このセレン層が波
長の長い放射に対して高域度を有しないということであ
る。

従つて、この感度を高めるためにテルルのような添加物
がしばしば用いられている。更に、撮像管の作動を良好
なものとするためには、特に、電子ビームからセレン含
有ガラス質層中に電子が注入されるのを適当に阻止し、
暗電流、応答遅れおよび残像の影響がわずかとなるよう
にすることが重要である。

更に、例えばセレン含有ガラス質層の安定性によつて決
まるような撮像管特性の安定性は大きくする必要があり
、撮像管は製造しやすくする必要がある。しかし、暗電
流や応答遅れはテルル濃度が大きい場合に可成り大きく
なり、この場合は例えば信号電極から見たテルル濃度が
セレン含有ガラス質層の厚さ全体に亘つて徐々に減少し
ている場合である。

更に、前記の英国特許明細書に記載されているようにガ
ラス安定化用添加物としてわずかの濃度の砒素しか入れ
ないためにセレン含有ガラス質層のガラス安定性が低く
なるおそれがある。本発明の目的は、特に電子ビームか
らの電子の注入を良好に阻止しうるような改善した特性
を有する撮像管を提供せんとするにある。本発明は特に
、テルルおよび砒素の双方或いはいずれか一方の濃度を
、走査すべき側におけるセレン含有ガラス質層の厚さの
一部分のみに亘つて増大させれば、電子注入阻止を良好
に達成せしめるとともに他の所望の特性を維持しうると
いう認識を基に成したものである。

本発明は、電子源と、該電子源から生じる電子ビームに
よつて一方の面の側で走査すべきターゲットとを有する
撮像管であつて、前記のターゲットはセレン含有ガラス
質層を有し、このセレン含有ガラス質層は元素のテルル
および砒素をも含有し、これらの元素のうち少くとも一
方の元素の濃度をセレン含有ガラス質層の厚さの方向に
変化させるようにし、前記のセレン含有ガラス質層は第
１、第２、第３および第４層部分の少くとも４つの層部
分を有し、これら層部分はターゲットの前記の一方の面
からターゲットの他方の面に向う方向で順次に隣接して
いるようにした撮像管において、前記の第１層部分で、
元素のテルルおよび砒素のうちの少くとも一方の濃度を
走査すべき面に向う厚さ方向で増大させ、走査すべき面
上での元素のテルルおよび砒素の濃度の合計を多くとも
３０原子％、少くとも８．５原子％とし、セレン含有ガ
ラス質層におけるあらゆる個所の砒素濃度も１．５原子
％よりも大きくし、第１層部分に隣接する第２層部分は
テルル濃度が０〜４原子％であり、この第２層部分の厚
さ全体に亘るいかなる個所における砒素およびテルルの
うちの少くとも一方の元素の濃度をもこの第２層部分に
隣接する第３層部分の厚さ全体に亘る対応する元素の濃
度の最小値以下とし、前記の第３層部分が元素のテルル
を含んでおり、この第３層部分は少くとも第４層部分に
隣接する側でテルルの濃度が第２および第４層部分の各
々におけるテルルの濃度以上である部分を有しているこ
とを特徴とする。

本発明により、走査すべき側におけるセレン含有ガラス
質層の厚さの一部分のみに亘つて砒素およびテルルの双
方或いはいずれか一方の濃度を上述しだように増大させ
ることにより、充分な解像度を有したまま、電子ビーム
からの電子注入を極めて満足しうる程度に阻止しうると
いうことを確かめた。

本発明による撮像管の安定性は、既知の電子注入阻止層
、例えば三セレ７化砒素より成る層を有する撮像管より
も可成り良好なものとなる。また、セレン含有ガラス質
層に１．５原子％よりも多い砒素を設けた結果、セレン
含有ガラス質層のガラス安定化が良好なものとなるとと
もに応答遅れもわずかとなる。前述した組成を有する第
１層部分の他の利点は（三流化アンチモンの既知の電子
注入阻止層に比べて）、撮像管の信号電極電圧を低くで
き、この第１層部分を簡単に形成しうるということであ
る。

上述した利点は、走査すべき側における第１層部分中の
砒素およびテルルの濃度の合計が８．５原子％よりも大
きくなるようにすれは特に著るしいものとなる。

熱安定性を良好にし、電子注入阻止効果を良好にするた
めには、第１層部分を０．１μｍよりも肉厚にするのが
好ましい。

信号電極電圧を高くするための条件は、特に第１層部分
を１μｍよりも肉薄にすることにより相殺される。

残像の影響を無くすためには、セレン含有ガラス質層の
第２層部分におけるテルルの濃度を４原子％よりも小さ
くするのが好ましく、テルルは第２層部分から完全に無
くすようにすることもできる。

セレン含有ガラス質層の第３層部分における砒素および
テルルのうちの少くとも一方の元素の濃度の値が、少く
ともこの第３層部分に隣接する第４層部分の側で、この
第４層部分の厚さ全体に亘る対応する元素の濃度の最大
値以上となるようにするのが好ましい。

第４層部分は通常信号電極に隣接するため、セレン含有
ガラス質層の赤感度は、温度安定性やホール注入阻止効
果を良好に保つたまま改善される。図面につき本発明を
説明する。

第１図に示す撮像管１は電子源２およびターゲット９（
第２図をも参照のこと）を有し、このターゲット９はそ
の一方の面上で電子源２から生じる電子ビーム２０によ
り走査する。

ターゲット９はセレン含有ガラス質層２１を有し、この
ガラス質層２１は元素のテルルおよび砒素をも含有する
。これらの元素（テルルおよび砒素）の少くとも一方の
濃度はセレン含有ガラス質層２１の厚さの方向に変化さ
せる。本発明によれば、セレン含有ガラス質層２１が、
走査すべき面の側て第１層部分２５を有し、この第１層
部分２５において、走査すべき面上での元素のテルルお
よび砒素の濃度の合計が多くとも３０原子％となる値ま
で元素のテルルおよび砒素のうちの少くとも一方の濃度
が走査すべき面に向かう厚さ方向で増大するようにする
。

セレン含有ガラス質層２１におけるあらゆる個所の砒素
濃度も１．５原子％よりも大きくし、セレン含有ガラス
質層２１は第１層部分２５に隣接する第２層部分２６を
有し、この第２層部分２６ではいかなる個所においても
砒素およびテルルのうちの少くとも一方の元素の濃度が
、この第２層部分２６に隣接する第３層部分２７の厚さ
全体に亘る対応する元素の濃度の最小値以下となるよう
にする。撮像管は通常、電子を加速しまた電子ビームを
集束させる電極を有する。

更に、電子ビームを偏向させる通常の手段を設けてター
ゲット９を走査しうるようにしている。これらの偏向手
段は例えばコイル装置７より成る。電極６は特に撮像管
の壁部を電子ビームから遮蔽する作用をする。撮像”す
べきシーンの像はレンズ８によりターゲット９上に形成
され、撮像管は放射を透過しうる窓３を有する。更に、
通常コレクタグリッド４が存在する。

例えば環状電極とすることもできるこのコレクタグリッ
ド４により、ターゲット９から反射される電子やこのタ
ーゲット９から生じる二次電子を取出すことができる。
作動中は、信号電極２２が電子源２に対して正にバイア
スされる。

電子源２は第２図に示す点Ｃノに接続する必要がある。
電子ビーム２０によりターゲットを走査すると、ターゲ
ットはほぼ陰極電位に帯電される。次に、このターゲッ
トはセレン含有ガラス質層２１に当たる放射２４の強度
に依存して完全に或いは部分的に放電される。

次の走査サイクルにおいては、ターゲットが再び陰極電
位になるまで電荷が再び供給される。この帯電用の電流
が放射２４の強度の目安となる。出力信号は抵抗Ｒを経
て端子ＡおよびＢから取出される。第１層部分２５にお
ける走査すべき面上での砒素およびテルルの濃度の和は
＆５原子％よりも大きくするのが好ましく、第１層部分
２５の厚さは０．１〜１μｍの範囲とする。

更に、セレン含有ガラス質層２１の第２層部分２６にお
けるテルル濃度は４原子％よりも小さくするのが好まし
く、或いはテルルを第２層部分２６から完全に無くする
。

セレン含有ガラス質層２１の第３層部分２７における砒
素およびテルルのうちの少くとも一方の元素の濃度の値
が、少くともこの第３層部分に隣接する第４層部分２８
の側で、この第４層部分の厚さ全体に亘る前記の少くと
も一方の元素の濃度の最大値以上となるようにする場合
には、撮像管の赤感度が増大する。

セレン含有ガラス質層２１の第４層部分２８は信号電極
２２からのホールの注入を減少させるのに用いることが
できる。以下の例では透明ガラス窓３上に酸化錫或いは
酸化インジウム或いは錫をドーピングした酸化インジウ
ム等より成る透明信号電極２２と、セレン含有ガラス質
層２１とを通常のようにして設けた。層２１は高真空装
置内で第４層部分２８、第３層部分２７、第２層部分２
６および第１層部分２５を順次に設けることにより形成
した。例１ 層部分の組成および厚さは以下の表１に示す。

この表１において記載゜４９６−８３゛は、第１層部分
２５中のセレン濃度が第２層部分２６に隣接する第１層
部分２５の側で９６原子％となり走査すべき側で羽原子
％となるように前者の側から後者の側に向けて遂次減少
するということを示し、同様に第１層部分２５中の砒素
およびテルルの濃度はそれぞれ４原子％から８．５原子
％におよび０原子％から８．５原子％に増大する。ター
ゲットはテレビジョン撮像管に組込んだ。信号電極電圧
を適当に選択すると、可視光に対する感度のスペクトル
分布が優れたものとなるということを確かめた。

厚さが０．６μｍの第３層部分２７を有するターゲット
は厚さが０．２μｍの第３層部分２７を有するターゲッ
トよりも、長い波長の光に対して高い感度を有した。

これら双方のいずれの厚さに対しても暗電流が小さくな
りまた残像がわずかとなるということを確かめた。また
わずかな光度のバイアス光により応答速度が優れたもの
となつた。真空中で８０℃で４時間後処理することによ
り上述した特性にほんのわずかだけ影響を与えた。例■
層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

得られたターゲットをテレビジョン撮像管に組込むと、
第１層部分２５がないターゲットは高い暗電流および遅
い応答速度を有し、残像の影響・（輝き）も許容しえな
い程度に大きいということを確かめた。信号電極の電圧
を高くすると、量子効率は１００％を越えた。これに対
し、厚さが０．２μｍの第１層部分２５を有するターゲ
ットの場合、信号電極電圧を適当に選択することにより
可視光に対する感度のスペクトル分布が優れたものとな
つた。

また残像や暗電流もわずかとなり、ターゲットの低いバ
イアス光により応答速度が優れたものとなつた。例■ 層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

このようにして得たターゲットをテレビジョン撮像管に
組込んだ。この場合、可視光に対する感度のスペクトル
分布が優れたものとなり、暗電流が小さくなり、応答速
度が優れたものとなつた。

第１層部分２５を厚くすればする程、肉薄な第１層部分
２５の場合と同じ感度を得る上で信号電極の電圧をわず
かずつ高くする必要があることを確かめた。しかし、第
１層部分が肉厚の場合、応答速度は第１層部分が肉薄の
場合よりも良好となり、光レベルが高い場合でも可視残
像は生じなかつた。

厚さが０．１μｍの第１層部分２５の電子注入阻止効果
は厚さが０．２μｍ或いは０．５μｍの場合よりもわず
かに小さくなるが依然として充分なものであつた。例■ 層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

このターゲットを組込んだテレビジョン撮像管は、信号
電極の電圧を比較的低くした場合に可視光に対する感度
の優れたスペクトル分布を呈した。また波長が長い光に
対する感度や、低バイアス光の場合の応答速度も優れた
ものとなつた。更に、可視残像が無くなり、暗電流が小
さくなつた。例■ 層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

第２層部分２６における砒素濃度は、第３層部分２７に
隣接する側で９．５原子％となり第１層部分２５に隣接
する側では１６原子％となるように前者の側から後者の
後に向けて連続的に徐々に増大させ、セレン濃度は上記
と対応させて減少させた。このターゲットをテレビジョ
ン撮像管に組込んだ場合、可視光に対する感度のスペク
トル分布が良好となり、残像は殆んど見ることができな
くなり、ターゲットのバイアス光を低くした場合の応答
速度が優れたものとなることを確かめた。

例■層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

第４層部分２８におけるセレン濃度は信号電極２２の側
で９３Ｗ．子％となり第３層部分２７の副層Ａに隣接す
る側で羽原子％となるように前者の側から後者の側に向
つて連続的に減少させる。同様に第４層部分２８におけ
る砒素濃度を２．５原子％から３原子％に増大させ、テ
ルル濃度を４．５原子％から９原子％に増大させる。第
３層部分２７の副層Ｂにおけるセレン濃度は羽原子％か
ら９７原子％に増大させ、砒素濃度は３原子％から、２
．５原子％に減少させ、テルル濃度は９原子％から０．
５原子％に減少させる。第１層部分２５の副層Ａにおけ
る濃度も表■に示すように第２層部分２６側から第１層
部分の副層Ｂ側に向けて変化させる。

上述したターゲットを設けたテレビジョン撮像管におい
ては、信号電極の電圧を適当に選択すると、可視光に対
する感度のスペクトル分布が良好となり、暗電流が低く
なり、ターゲットのバイアス光を低くした際の応答特性
が優れたものとなつた。

例■ 層部分の組成および厚さを以下の表■に示す。

このターゲットを使用して製造したテレビジョン撮像管
においては、信号電極の電圧を適当に選択した場合感度
のスペクトル分布が良好なものとなつた。特に信号電極
電圧をわずかに高くすると、信号電流が高い場合であつ
ても残像が見えなくなつた。また、ターゲットのバイア
ス光が低い場合の応答速度も優れたものとなつた。本発
明は上述した例のみに限定されるものではない。

セレン含有ガラス質層の組成は本発明の範”囲内で種々
に変えることができる。また例えば、第１層部分におい
ては砒素濃度のみを増大させることができる。また例え
ば、酸化セリウム或いは酸化モリブデン或いはセレン化
カドミウムより成る層を信号電極とセレン含有ガラス質
層との間に設けることもできる。また第１層部分上に特
別な層を設けることもできる。セレン含有ガラス質層中
に硫黄、ヨー素、ビスマス等のような不純物が約１０ｐ
ｐｍまでの濃度でごく微量存在しても何等影響を及ばさ
ないということを確かめた。従つて、この程度の不純物
は存在してもかまわない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による撮像管の一例を示す断面図、第２
図は第１図の撮像管のターゲットの一部分を示す断面図
である。 １・・・撮像管、２・・・電子源、３・・・窓、５，６
・・・、極、７・・・コイル装置、９・・・ターゲット
、２０・・・電子ビーム、２１・・・セレン含有ガラス
質層、２２・・・信号電極、２４・・・放射、２５・・
・第１層部分、２６・・・第２層部分、２７・・・第３
層部分、２８・・・第４層部分。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 電子源と、該電子源から生じる電子ビームによつて
   一方の面の側で走査すべきターゲットとを有する撮像管
   であつて、前記のターゲットはセレン含有ガラス質層を
   有し、このセレン含有ガラス質層は元素のテルルおよび
   砒素をも含有し、これらの元素のうち少くとも一方の元
   素の濃度をセレン含有ガラス質層の厚さの方向に変化さ
   せるようにし、前記のセレン含有ガラス質層は第１、第
   ２、第３および第４層部分の少くとも４つの層部分を有
   し、これら層部分はターゲットの前記の一方の面からタ
   ーゲットの他方の面に向う方向で順次に隣接しているよ
   うにした撮像管において、前記の第１層部分で、元素の
   テルルおよび砒素のうちの少くとも一方の濃度を走査す
   べき面に向う厚さ方向で増大させ、走査すべき面上での
   元素のテルルおよび砒素の濃度の合計を多くとも３０原
   子％、少くとも８．５原子％とし、セレン含有ガラス質
   層におけるあらゆる個所の砒素濃度も１．５原子％より
   も大きくし、第１層部分に隣接する第２層部分はテルル
   濃度が０〜４原子％であり、この第２層部分の厚さ全体
   に亘るいかなる個所における砒素およびテルルのうちの
   少くとも一方の元素の濃度をもこの第２層部分に隣接す
   る第３層部分の厚さ全体に亘る対応する元素の濃度の最
   小値以下とし、前記の第３層部分が元素のテルルを含ん
   でおり、この第３層部分は少くとも第４層部分に隣接す
   る側でテルルの濃度が第２および第４層部分の各々にお
   けるテルルの濃度以上である部分を有していることを特
   徴とする撮像管。 ２ 特許請求の範囲１記載の撮像管において、第１層部
   分を０．１μｍよりも肉厚にしたことを特徴とする撮像
   管。 ３ 特許請求の範囲１または２に記載の撮像管において
   、第１層部分を１μｍよりも肉薄にしたことを特徴とす
   る撮像管。 ４ 特許請求の範囲１ないし３のいずれか１つに記載の
   撮像管において、セレン含有ガラス質層の第２層部分に
   おけるテルル濃度を４原子％よりも少なくしたことを特
   徴とする撮像管。 ５ 特許請求の範囲４記載の撮像管において、第２層部
   分にテルルを含有させないことを特徴とする撮像管。 ６ 特許請求の範囲１ないし５のいずれか１つに記載の
   撮像管において、セレン含有ガラス質層の第３層部分に
   おける砒素およびテルルのうちの少くとも一方の元素の
   濃度の値が、少くともこの第３層部分に隣接する第４層
   部分の側で、この第４層部分の厚さ全体に亘る対応する
   元素の濃度の最大値以上となるようにしたことを特徴と
   する撮像管。