DE2260864A1 - ELECTRON MULTIPLE - Google Patents
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Description
» PHB.32»220> » PHB.32» 220>
SCHE/JW/EVH.SCHE / JW / EVH.
ATT.D'der· fcl.Y. Philips1 Gloei!ompen?abrfekenATT.D'der · fcl. Y. Philips 1 Gloei! Ompen? Abrfeken
Akte No. PHB-32.220" ' ' ' .File No. PHB-32.220 "'' '.
Anmeldung vom; 12. Dez. 1972Registration from; Dec 12, 1972
Elektronenvervielfacher.Electron multiplier.
Die Erfindung bezieht sich auf Elektronenvervielfacher
und insbesondere auf Elektronenvervielfacher vom Kanalplattentyp. Die Erfindung ist anwendbar bei Kanalplatten zum Gebrauch
in elektronischen Bilderzeugungs- und Wiedergabegeräten.The invention relates to electron multipliers
and particularly to electron multipliers of the channel plate type. The invention is applicable to channel plates for use in electronic imaging and display devices.
Die Erfindung, die unter dem Namen "Kanalplatte" bekannt ist, ist ein Sekundltremissionselektronanvervielfacher mit
einer Matrix in Form einer Platte, die mit einer Vielzahl
länglicher Kanäle versehen ist, die sich in der Dickenrichtung erstrecken, wobei die Platte an einer 35ingangsflache mit einer
ersten leitenden Schicht und an einer Ausgangsflache mit einer
gesonderten zweiten leitenden Schicht vorsehen ist, die als
Eingänge- bzw. Ausgangselektrode wirksam sind«The invention, known by the name "channel plate", is a secondary emission electron multiplier with
a matrix in the form of a plate containing a multitude
elongated channels are provided which extend in the thickness direction, the plate being provided on an input surface with a first conductive layer and on an output surface with a separate second conductive layer, which is used as
Input and output electrodes are effective «
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PHB.32.220.PHB.32.220.
Sekundäremissionsverstärkeranordnungen dieser Art sind beispielsweise in den britischen Patentschriften Nr. 1.064.073.., · Nr. 1.064.074,Secondary emission amplifier arrangements of this type are for example in the British patents No. 1.064.073 .., No. 1.064.074,
Nr. 1.064.076» . Nr. 1.090.406 ,undNo. 1,064,076 ». No. 1.090.406, and
Nr. 1.15'+·515<! beschrieben worden,' während - ' Verfahren zum Herstellen in den britischen Patentschriften Nr. 1.064.072 (Kombination), und Nr. 1.064.075No. 1.15 '+ · 515 <! has been described 'while -' methods of manufacture in British Patent Specification No. 1,064,072 (combination), and No. 1,064,075
beschrieben werden.to be discribed.
Die Kanalplatten, die in diesen Patentschriften beschrieben werden, können als kontinuierliche Dynode&nordnungen betrachtet werden, weil das Material der Matrix (obschon nicht notwendigerweise einheitlich) in der Dickenanordnung, d.h. in der Richtung der Kanäle, ununterbrochen ist. Im Betrieb wird zwischen die zwei Elektrodenschichten der Matrix ein Potenzialunterschied angelegt um zum Beschleunigen von Elektronen ein elektrisches Feld zu erhalten; dieses Feld verursacht einen Potentialsprung, der die Folge ist eines Stromes durch die Widerstandsflachen innerhalb der Kanäle oder (wenn diese Kanaloberflächen nicht vorhanden sind) durch das Material der Matrix. Wie es bei allen Kanalplatten der Fall ist, erfolgt in den Kanälen eine Sekundäreinissionsvervielfaohung,The channel plates described in these patents can be used as continuous dynodes be considered because the material of the matrix (although not necessarily uniform) in the thickness arrangement, i.e. in the direction of the channels, is continuous. During operation, there is a potential difference between the two electrode layers of the matrix applied to obtain an electric field to accelerate electrons; this field causes one Potential jump, which is the consequence of a current through the Resistance surfaces within the channels or (if these Channel surfaces are not present) through the material the matrix. As is the case with all channel plates, there is a secondary emission multiplication in the channels,
Im Gegensatz zu den heutigen konventionellen kontinuierlichenDynodenkanalplatten wurden Platten mit einer geschichteten Konstruktion beschrieben, die mit einer Matrix versehen sind, die wechselweise aus leitenden Schichten und Trennschichten gebildet ist, so dass die Innenwand jedes Kanäle über seine Länge unterbrochen ist (die erste und die letzte leitende Schicht sind noch immer als Eingangs- bzw.In contrast to today's conventional continuous synodal canal plates panels have been described with a layered construction, those with a matrix are provided, which is formed alternately from conductive layers and separating layers, so that the inner wall of each Channels is interrupted along its length (the first and the the last conductive layer are still used as an input or
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Ausgangselektrode der Kanalplatte wirksam),Output electrode of the duct plate effective),
Eine geschichtete Konstruktion ist in der britischen Patentanmeldung Nr. 53370/71 der Anmelderin,A layered construction is used in the UK Patent application No. 53370/71 of the applicant,
beschrieben worden und zwar in Form einer Kanalplatte, wie diese darin definiert ist, wobei die Matrix als Sandwich, gebildet ist und zwar aus abwechselnd isolierenden und leitenden Schichten mit auf einer Linie·liegenden Oeffnungen, welche die Kanäle bilden; die Anordnung ist derart, dass jede isoxlierende Schicht gegenüber der vorhergehenden leitenden Schicht rückgestellt ist, damit das Aufladen der Isolierschicht vermieden wird. Eine alternative geschichtete Konstruktion wird in der britischen Patentanmeldung Nr. 53*371/71 in Form einer Kanalplatte, wie obenstehend definiert, beschrieben, wobei die Matrix aus abwechselnd Widerstandsschichten und leitenden Schichten mit Oeffnungen, die in einer Linie l±egen, und die Kanäle bilden, gebildet wird. In diesem Fall sind die isolierenden Trennschichten durch Widerstandstrennschichten ersetzt, so dass die geschichtete Kanalplattenstruktur abwechselnd leitende Schichten und Widerstandsschichten enthält. Da die Trennschicht zwischen zwei leitenden Schichten eine Widerstandsschicht ist, wird eine etwaige Ladung, die darauf infolge des Auftreffens von Elektronen akkumuliert, zur positiveren angrenzenden leitenden Schicht fliessen. Auf entsprechende Weise werden Elektronen von der negativeren angrenzenden leitenden Schicht fliessen und zwar zum Ersatz etwaiger sekundärer Elektronen, die durch die Widerstandsschicht ausgesandt worden sind.has been described in the form of a channel plate as defined therein, the matrix as a sandwich, is formed from alternating insulating and conductive layers with openings lying on a line, which form the channels; the arrangement is such that each isodulating Layer is reset to the previous conductive layer to allow charging of the insulating layer is avoided. An alternative layered construction is shown in British Patent Application No. 53 * 371/71 in the form of a channel plate, as defined above, described, the matrix of alternating resistance layers and conductive layers with openings that lie in one line, and form the channels, is formed. In this case, the insulating separation layers are through resistance separation layers replaced so that the layered channel plate structure contains alternating conductive layers and resistive layers. Since the separating layer between two conductive layers is a resistive layer, any charge that is on it will be accumulated as a result of the impact of electrons, for more positive adjacent conductive layer flow. In a corresponding way, electrons are from the more negative adjacent conductive layer to replace any secondary electrons that flow through the resistive layer have been sent out.
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Bel den geschichteten Strukturen, wie diese in den zwei obengenannten Patentschriften beschrieben worden sind, ist jede Trennschicht eine ununterbrochene Schicht, die mit Oöffnungen versehen ist, die in einer Linie liegen mit entsprechenden Oeffnungen in den leitenden Schichten, damit sie zusammen mit diesen letzten die Kanäle bilden.In the layered structures as described in the two patents cited above, each separating layer is an uninterrupted layer provided with openings which are in line with corresponding openings in the conductive layers so that they can be together with these last form the channels.
Die vorliegende Erfindung schafft eine dritte Form einer geschichteten Konstruktion. Nach der Erfindung hat eine Kanalplatte, wie diese obenstehend definiert wird, ein Matrix, die durch getrennte durchlöcherte leitende Schichten mit ausgerichtete Oeffnungen, welche die Kanäle definieren, und unterbrochene Trennelemente, welche die jeweiligen Oeffnungen der leitenden Schichten nicht völlig umgeben, gebildet (die Trennelemente sind unterbrochen in dem Sinne, dass ein Paar angrenzender leitender Schichten durch eino Anzahl Trennelemente die über den Arbeitsbereich der Kanalplatte nicht miteinander verbunden sind, getrennt wird).The present invention provides a third form of layered construction. According to the invention has a channel plate, As defined above, a matrix co-aligned by separate perforated conductive layers Openings, which define the channels, and interrupted dividing elements, which the respective openings of the conductive layers not completely surrounded, formed (the separating elements are interrupted in the sense that a pair of adjacent conductive layers are interrupted by a number of separators which are not connected to each other via the working area of the duct plate).
Jeaes Trennelement kann beispielsweise als Satz paralleler Streifen aus Trennmaterial gebildet werden, xfelche Streifen dieselbe Teilung haben wie die Kanäle (d.h. wie die Fliederung von Oeffnungen in einer angrenzenden leitenden Schicht). Ein Beispiel davon wird an Hand der Fig. 3A-3B beschrieben. Ein Gebilde aus Trennlinien kann auch eine Teilung haben, die ein Vielfaches der genannten Teilung ist (Fig»4A-4u)#Jeaes separator can for example be used as a set of parallel Strips of release material are formed, xfelche Strips have the same pitch as the channels (i.e. like the lilacs of openings in an adjacent conductive Layer). An example of this will be described with reference to Figures 3A-3B. A structure of dividing lines can also have a division that is a multiple of the division mentioned (Fig. 4A-4u) #
Als weitere Alternative kann ein Trennelement auch als zwei (Fig, ^c) oder drei (Fig, ^D) einander schneidende Gebilden paralleler Streifen gebildet werden, die eine Teilung auf* weisen, die ein ganzes Vielfaches der Kanalteilung beträgt.As a further alternative, a separating element can also be designed as two (Fig, ^ c) or three (Fig, ^ D) intersecting structures parallel strips are formed which have a pitch * which is a whole multiple of the channel pitch.
Statt der Streifen aus Trennmaterial können auch Punkt©Instead of the strips of separating material, point ©
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oder Inseln aus Trennmaterial verwendet werden. Derartige Punkte können zu Reihen mit derselben Teilung wie die der Kanäle in beiden Koordinatenrichtungen (Fig. 5A-5B), oder mit einer Teilung, die ein ganzes Vielfaches dieser Teilung beträgt (Fig. 6) angebracht werden.or islands of separating material can be used. Such points can form rows with the same pitch as that of the Channels in both coordinate directions (Figs. 5A-5B), or with a division that is a whole multiple of this division (Fig. 6).
Die Trennelemente können entweder isolierende Elemente oder "tfiderstandselemente sein; in den nachstehend beschriebenen Beispielen können die Vorteile der Widerstandstrennungen nicht optimal benutzt werden, was hauptsächlich eine Folge des unterbrochenen Charakters derselben ist.The separating elements can either be insulating elements or "resistance elements; in those described below Examples, the advantages of the resistance separations cannot be optimally used, which is mainly a consequence of the interrupted character of the same.
Wie in der britischen Patentanmeldung Nr, 53371/71 Tgpjjgp , Sfy- beschrieben, können Widerstandstrennungen zu drei Zwecken verwendet werden:As described in UK Patent Application No. 53371/71 T gpjjgp , Sfy - resistor separations can be used for three purposes:
-(i) das Vermeiden davon, dass Trennelemente, die Elektronenbahnen ausgesetzt sind, aufgeladen werden,- (i) avoiding that separating elements that are exposed to electron paths are charged,
-(2) das Schaffen von Mitteln zum Einstellen der % Potentiale der leitenden Bauelemente,- (2) the creation of means for setting the % potentials of the conductive components,
-(3) das Schaffen irgendeiner Sekundäremission.- (3) creating any secondary emission.
Die Funktionen (2) und (3) gelten für Anwendungen mit einem niedrigen Stromgebrauch, wie beispielsweise für Bildverstärkung, aber im allgemeinen nicht ftir Anwendungen mit einem hohen Stromverbrauch, wie bei Elektronenstrahlröhren. Im vorliegenden Fall ist die Funktion (3) selbstverständlich nur anwendbar, wenn jeder Kanal an gleichartige Gebiete des Trennmaterials grenzt und ist diese nicht anwendbar, wenn jeweils für einige Kanäle nur ein einziges Trennelenient vorhanden' ist. Die Funktion (2) wird wahrscheinlich weniger Anwendung finden, wenn nur.einige Trennelomente vorhandenFunctions (2) and (3) apply to applications with a low power consumption, such as image enhancement, but generally not for high power consumption applications such as cathode ray tubes. in the In the present case, function (3) can of course only be used if each channel is connected to similar areas of the Separating material borders and this is not applicable if there is only a single separating element for some channels is available. Function (2) is likely to become less Use when there are only a few separating elements
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sind für eine grosse Anzahl von Kanälen: weniger Trennelemente müssten denselben Gesamtanödenstrom führen und auf diese Weise könnten die Stromdichten unverantwortet hoch werden. Die Punktion (1) ist in allen Füllen anwendbar.are for a large number of channels: fewer separators would have to carry the same total anodenal current and onto this The current densities could become irresponsibly high. The puncture (1) can be used in all fillings.
Vorteile von unterbrochenen Trennelementen! Es gibt zwei Hauptvorteile gegenüber ununterbrochenen Trennolementen. An erster Stelle bedeutet die beschränktere Trenndichte dass die Trennungen weniger leicht Elektronanbahnen ausgesetzt werden, so dass im Falle isolierender Trennungen das Aufladen ein nicht zu grosses Problem mehr ist. An: zweiter Stolle können grössere Unterschiede in den Ausdehnungskoeffizienten des Leiters und der Trennung erlaubt werden. Geringe Unterschiede in der Ausdehnung können ein Biegen der Leiter-Trennungskombination herbeiführen wenn die Dichte ununterbrochen ist (wie in den bisher bekannten Anordnungen), mit der Folge, dass das Zusammenbauen einer Anzahl derartiger Kombinationen schwierig ist.Advantages of interrupted dividers! There is two main advantages over continuous dividers. In the first place, the more limited separation density means that the separations are less likely to be exposed to electronic pathways so that in the case of insulating separations, charging is no longer a problem that is too great. To: second tunnel there can be greater differences in the expansion coefficients of the head and the separation. Slight differences in expansion can cause the ladder-separator combination to bend bring about when the density is uninterrupted (as in the previously known arrangements), with as a result, a number of such combinations are difficult to assemble.
Einige spezifische Ausführungsboi.spiele nach der Erfindung werden nun als Beispiel an Hand der Zeichnungen näher erläutert. Eine Konstruktion, wie diese in «Ion Fig. 1 und 2 dargestellt ist, kann beispielsweise die nachfolgenden Abmessungen für d1-d3 und /haben: TABELLE I Some specific Ausführungsboi.spiele according to the invention will now be explained in more detail as an example with reference to the drawings. For example, a construction such as that shown in FIGS. 1 and 2 may have the following dimensions for d1-d3 and /: TABLE I
d1 = 100d1 = 100
d2 = 25d2 = 25
d3 = 50d3 = 50
. T = 75°.. T = 75 °.
(Die Abmessung dh ist ebenfalls angofjobcti als 100, aber dlou hat auf den Ulrkungsgrad der einzelnen .Kau ü Io kolnon ISinf .tiu.n)(The dimension dh is also angofjobcti as 100, but dlou has to the degree of ulceration of the individual .Kau ü Io kolnon ISinf .tiu.n)
309826/0831 wo309826/0831 where
- 7 - ΪΉΒ.32.220. - 7 - ΪΉΒ.32.220.
Fig. 1 zeigt einen axialen Schnitt, während Fig. 2 eine Draufsicht gemäss der Linie H-II aus Fig. 1 darstellt. Die letzten drei Stufen der Kanalplatte haben Metallplatten M(n-2), M(n-1), und M(n), die mittels Trennungen D voneinander getrennt sind. Da die Platte M(n) die letzte der Reihe ist, bildet diese die Ausgangselektrode der Kanalplatte. Auf entsprechende Art und Weise bildet die erste Platte m(1) die Eingangselektrode (im Betrieb können all diese Platten wie dargestellt mit zunehmenden Potentialen gespeist werden und zwar mittels einer Gleichstromspeisequelle, die schematisch durch Bm dargestellt ist, oder, falls es sich um Widerstandstrennungen handelt', können nur die Ausgangselektroden m( 1 ) und M(n) auf diese Art und Weise gespeist v/erden, oder nur M( 1 ) und die letzten paar Stufen). Auf diese Weise entspricht der Stapel Platten (M2)-M(n-1) (mit den angrenzenden Trennungen) auf effektive Weise der Matrix einer kontinuierlichen Dynodekanalplatte. FIG. 1 shows an axial section, while FIG. 2 shows a plan view along the line H-II from FIG. The last three stages of the channel plate have metal plates M (n-2), M (n-1), and M (n), which are separated by D from each other are separated. Since the plate M (n) is the last in the series is, this forms the output electrode of the channel plate. In a corresponding manner, the first plate m (1) forms the input electrode (all these plates as shown are fed with increasing potentials by means of a direct current supply source, which is shown schematically is represented by Bm, or, in the case of resistance separations', only the output electrodes m (1) and M (n) fed in this way, or just M (1) and the last couple of steps). In this way, the Stack plates (M2) -M (n-1) (with the adjacent partitions) effectively form the matrix of a continuous dynode channel plate.
In diesem Beispiel sind die Oeffnungen der Metallplatten kegelförmig dargestellt, obschon dies durchaus nicht wesentlich und in der Praxis sogar schwer erzieltoax· ist. Denselben oder einen noch griJsseren Wirkungsgrad lässt sich erhalten mittels gebogener Profile, die von der Kegelform nach Fig. 1 ausgehen} diese bieten den zusätzlichen Vorteil, dass sie entsprechend den heutigen Techniken leichter hergestellt werden können (der "Wirkungsgrad" eines Kanals kann hier als der Prozentsatz sekundärer Elektronen einer leitenden Schicht M, die in der nachfolgenden leitenden Schicht weitere sekundäre Elektronen verursachen, betrachtet werden)."In this example the openings are in the metal plates shown as a cone, although this is by no means essential and is even difficult to achieve in practice. Same or an even greater degree of efficiency can be obtained by means of curved profiles that proceed from the conical shape according to FIG. 1} these offer the additional advantage that they are accordingly Today's techniques can be manufactured more easily (the "efficiency" of a duct can be used here as the percentage secondary electrons of a conductive layer M, which are further secondary in the subsequent conductive layer Cause electrons to be considered). "
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Einige der geeigneteren Trennmuster werden nun an Hand der Fig. 3 bis 6 beschrieben; diese Trennungen sind in zwei Gruppen aufgeteilt und zwar Zeilentrennungen und Punkttrennungen.Some of the more suitable separation patterns are now on hand 3 to 6 described; these separations are in two Divided groups, namely line separations and point separations.
Fig. 3 zeigt zwei Anordnungen, wobei jede Anordnung ein einziges Gefüge paralleler Linien d_ aus einem Trennmaterial, das auf einer Metallplatte oder auf einem Metallbogen angeordnet ist, die bzw, der mit Oeffnungen C vorsehen ist, welche die Kanäle definieren.Fig. 3 shows two arrangements, each arrangement a single structure of parallel lines d_ made of a separating material, which is arranged on a metal plate or on a metal sheet, which or which is to be provided with openings C, which define the channels.
Wirtschaftlichere Muster können dadurch erhalten werden, dass die Anzahl Linien d. verringert wird, so dass nicht jeder Kanal an eine Trennung grenzt. Die Starrheit der metallenen Teile sorgt dafür, dass die Einzelteile genau am 'Platz gehalten werden. Fig. k zeigt einige dieser Anordnungen, wobei in Fig. Ua und 5B nur ein Gefüge von Linien verwendet wird, in Fig. kC zwei Gefüge und in Fig. ^D drei Gefüge. (Die Anordnung in Fig. ^B entspricht der nach Fig. 1 und 2).More economical patterns can be obtained by increasing the number of lines d. is reduced so that not every channel is adjacent to a separation. The rigidity of the metal parts ensures that the individual parts are held exactly in place. FIG. K shows some of these arrangements, with only one structure of lines being used in FIGS . Ua and 5B, two structures in FIG. KC and three structures in FIG. (The arrangement in Fig. ^ B corresponds to that of Figs. 1 and 2).
Fig. 5 zeigt zwei Muster von Punkttrennungen, wobei es für jeden Kanal einen Trennpunkt gibt, vrilhrend Fig. 6 ein Muster mit weniger als einen Punkt pro Kanal zeigt. In den Fällen, wo die Trennpunkte nahezu dieselbe Grosse haben dürfen wie die Oeffnungen C, kann die Anordnung nach Fig. 5 leicht erhalten werden, wenn eine durchlöcherte Metallplatte als Lehre zum Absetzen des Trennmaterials auf einer identischen Metallplatte verwendet wird.Fig. 5 shows two patterns of point separations, where there is a separation point for each channel, as shown in FIG. 6 shows a pattern with less than one point per channel. In those cases where the separation points are almost the same size may have like the openings C, the arrangement can according to Fig. 5 can easily be obtained if a perforated metal plate is used as a guide for the deposition of the separating material an identical metal plate is used.
Es kann eine Vielzahl von Verfahren durchgeführt werden um die Trennmuster anzubringen. Diese Verfahren sind einigermassen von der Zusammensetzung des Tronnniaterials und des Metalls abhängig; In Frage kommende Techniken sind u.a. Siebdrucken, Elektrophorese, Eloxieren und Verdampfen«A variety of methods can be used to apply the separation patterns. These procedures are to some extent depends on the composition of the Tronnnimaterials and the metal; Possible techniques include screen printing, Electrophoresis, anodizing and evaporation «
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. - 9 - PHB.32.220.. - 9 - PHB.32.220.
Siebdrucken und Elektrophorese können die geeignetesten, Verfahren sein wenn die Trennung aus Glas besteht. Die Herstellungsstufen können wie folgt sein:Screen printing and electrophoresis can be the most suitable, Be a process when the separation is made of glass. The stages of manufacture can be as follows:
1, Das Bilden von durchlöcherten Metallplatten.1, The making of perforated metal plates.
2. Das Anbringen des aus Glas bestehenden Trennmusters auf einer Seite jeder Metallplatte.2. Applying the glass dividing pattern on one side of each metal plate.
3· Das teilweise Schmelzen von Trennungen um diese an das3 The partial melting of separations around them to the
Metall zu heften.
k. Das Verbinden einer Reihe von Platten miteinander durch
teilweises Schmelzen der Trennungen.Staple metal.
k. The joining of a series of panels together by partially melting the separations.
Die genaue Beachtung des Raumes zwischen den Platten beim Heften kann infolge einer Formänderung der weichen Trennung Probleme ergeben. Eine Methode zur Vermeidung dieser Schwierigkeiten ist der Gebrauch von zwei Typen von Trennungen, eine um die Platten auf Abstand zu halten und eine zum Heften und Tragen. Diese Trennungen können beispielsweise als abwechselnde Linien in den Anordnungen nach Fig. 3 oder als abwechselnde Punkte in den Anordnungen nach Fig. 5 angebracht werden. Die Abstandstrennung muss zunächst angebracht werden und kann aus Glas mit einer hohen Schmelztemperatur oder aus einem PYROCERAM-achtigen Material bestehen. Diese Abstandselemente können .nach dem Anbringen bis zur richtigen Dicke bearbeitet werden. Die Heft-Trennelemente können danach angebracht werden und die Platten können darauf miteinander verbunden werden und zwar dadurch, dass sie auf eine derart hohe Temperatur gebracht werden, dass die Heft-Trennung erweicht, aber die Abstandstrennung nicht.The exact observation of the space between the plates when stapling can result from a change in the shape of the soft Separation problems arise. One method of avoiding these difficulties is to use two types of separations, one to keep the plates at a distance and one to staple and carry. These separations can be, for example, as alternating Lines in the arrangements of FIG. 3 or as alternating points in the arrangements of FIG. 5 are attached will. The spacing separation must first be attached and can be made of glass with a high melting temperature or of consist of a PYROCERAM-eight material. These spacers can .after application to the correct thickness to be edited. The staple dividers can then be attached and the panels can then be joined together be connected by the fact that they are on such a high temperature can be brought that the staple separation softens, but the spacing does not.
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Bei den obenstehend beschriebenen Beispielen wird" keine der Plattenöffnungen C einzeln von Trennmaterial umgeben. Nach der Erfindung ist es jedoch auch möglich, eine geringe' Anzahl Oeffnungen C zu umgeben. Es ist also beispielsweise möglich, dass jede Trennung Inseln aus Trennmaterial enthält, die in einem regelmässigen Abstand voneinander liegen und je eine Anzahl Oeffnungen C enthalten (und einzeln umgeben)} ein Beispiel davon ist in Fig. 7 dargestellt, in der jede Insel dJ. sieben Kahalöffnungen einzeln umgibt.In the examples described above, " none of the plate openings C are individually surrounded by separating material. According to the invention, however, it is also possible to use a small ' Number of openings C to surround. So it is for example it is possible that each separation contains islands of separation material which are at a regular distance from one another and each contain a number of openings C (and individually surrounded)} an example of this is shown in Fig. 7, in which each island dJ. surrounds seven kahal openings individually.
Da mindestens die Mehrheit dor Kanalöffnungen C nicht von Trennmaterial umgeben wird, besteht eine inherexvte' öefah-r von "Uebersprechen" zwischen Kanälen (diese Gefahr ist in den Anordnungen der zwei obengenannten Patentanmeldungen"nicht vorhanden). Deswegen ist es im vorliegenden Fall erwünscht, dass die Dicke der Trennungen geringer iat als dio Dicke der leitenden Schichten, Auch im Hinblick atrf die Wirtschaftlich-* keit bedeutet dies, dass von Widerstandstronnungen (falls' angewandt) keine Sekundäremission erwartet werden darf. Wenn nicht andors erwähnt, muss deswegen in den Beispielen im vorliegenden Fall angenommen werden, dass die Leiter viel dicker sind als die Trennungen und dass alle oder fast alle Leiter Sekundäremission aufweisen.Since at least the majority of the channel openings C are not is surrounded by separating material, there is an inherexvte 'öefah-r of "crosstalk" between channels (this danger is in the arrangements of the two above-mentioned patent applications "not available). Therefore, in the present case, it is desirable that the thickness of the separations is less than the thickness of the conductive layers, also with regard to the economic * This means that resistance flows (if ' applied) no secondary emission can be expected. Unless otherwise mentioned, it must therefore be assumed in the examples in the present case that the ladder is a lot are thicker than the separations and that all or almost all of the conductors have secondary emission.
Wenn die Trennungen aus einem Isoliermaterial bestehen, muss jede leitende Schicht einzeln aus der Ilochspannungsquolle gespeist werden, Wenn die Trennungen aus οinem Widerstandsmaterial bestehen sind andere Erwetgüngen anwendbar, wie nachstehend erläutert trird,If the partitions are made of an insulating material, each conductive layer has to be isolated from the Iloch voltage source If the separations are made of a resistance material there are other considerations as below explains trird,
fAD ORIGINAL 309326/0831fAD ORIGINAL 309326/0831
. -11 - PHB.32.220.. -11 - PHB.32.220.
Der Widerstandswert in Ohm kann für einen allgemeinen Fall nicht vorhergesagt werden, da dieser Wert· vom Strom und den Oberflächenanforderungen, gestellt durch eine willkürliche spezifische Anwendung, abhängig ist und auch von der Tatsache, ob es sich gegebenenfalls um ein Abtastverfahren handelt. Wenn die Kanalplatte in einem Bildverstärker verwendet wird, werden sämtliche Kanäle gleichzeitig arbeiten und zwar zur . Erhaltung eines vollständig leuchtenden Bildes. Wenn die Kanalteilung 125 /um sein sollte, und der Plattendurchmesser 125 mm, kann der maximale Ausgangsstrom pro Kanal im Gebiet 10~ bis 10 A liegen. Wenn die Struktur derart wäre, dass ein wesentlicher Teil (z.B. 50$) des Sekundäremissionsprozesses auf der Widerstandsoberf1acthθ innerhalb der Kanäle erfolgt, müsste der- Widerstand eines Kanals der Endstufe (Ausgangs-The resistance value in ohms can be used for a general Case cannot be predicted because this value · from the current and depends on the surface requirements, made by an arbitrary specific application, and also on the fact whether it is a scanning process, if any. If the channel plate is used in an image intensifier, all channels will work simultaneously, namely for the. Preservation of a completely luminous image. When the channel pitch should be 125 / µm, and the plate diameter 125 mm, the maximum output current per channel can be in the area 10 ~ to 10 A. If the structure were such that a substantial part (e.g. $ 50) of the secondary emissions process takes place on the resistance surface within the channels, the resistance of a channel of the output stage (output
1 2
stufe) etwa 10 Ohm oder weniger betragen' um diesen Strom
beizubehalten« Der Widerstand der vorhergehenden Stufen
kc5nnte hoher sein, aber es kann aus technologischem Gesichtspunkt
interessant sein, für sämtliche Widerstandsschichten denselben Widerstand zu wählen. Bei Anwendung im Bildverstärker
können alle Ltusseren Widerstandskreise oder andere äussere Mittel zum Einstellen der Potentiale der Zwischenleiter
fortgelassen werden. Es ist ausreichend, ein Gesamt-XJotential
zwischen die Eingangs- und Ausgangsleiter oder -elektroden anzulegen und auf den Strom, der durch die
Widerstandselemente fliesst zum Bestimmen der Potentiale der Zwischonleiter ütu vertrauen. Die Leistungsaufnahme einer
derartigen Platte i3t verhältnismässig niedrig, beispielsweise
1 bis 2 Watt für eine 10-Stufenplatte bei ^00 V pro Stufe und1 2
stage) be about 10 ohms or less to maintain this current. The resistance of the previous stages could be higher, but from a technological point of view it can be interesting to choose the same resistance for all resistor layers. When used in the image intensifier, all external resistance circuits or other external means for setting the potentials of the intermediate conductors can be omitted. It is sufficient to apply a total potential between the input and output conductors or electrodes and rely on the current flowing through the resistance elements to determine the potentials of the intermediate conductors. The power consumption of such a plate is relatively low, for example 1 to 2 watts for a 10-stage plate at ^ 00 V per stage and
0 9 8 2 6/08310 9 8 2 6/0831
- 12 - PHB.32.220.- 12 - PHB.32.220.
mit 10 KanSlen.with 10 channels.
Wie es auch bei den obengenannten Patentanmeldungen der Fall ist, müssen die Oeffnungen von aufeinanderfolgenden leitenden Schichten ausreichend genau ausgerichtet werden um ununterbrochene Kanäle durch die Kanalplattenstruktur zu bilden, aber eine derartige Ausrichtung bedeutet nicht, dass die Kanäle notwendigerweise gerade und gegenüber den Eingangs- und Ausgangsflächen der Kanalplatte normal sind. Im wesent- : liehen können aufeinanderfolgende leitende Schichten absichtlich gegenüber einander verschoben werden damit ihre Oeffnungen in den Stand gesetzt werden, Kanäle zu bilden, die gegenüber den Flächen der Kanalplatten nicht gerade und/oder nicht normal sind. ■ ' " ·....■ As is the case with the above patent applications, the openings of successive conductive layers must be aligned sufficiently precisely to form uninterrupted channels through the channel plate structure, but such alignment does not mean that the channels are necessarily straight and opposite the entrance and exit surfaces the duct plate are normal. In essential: can borrow consecutive conductive layers are intentionally shifted from each other so that their openings are placed in a position to form channels or are normal with respect to the surfaces of the channel plates are not straight and / not. ■ '"· .... ■
Was die Verfahren zum Herstellen anbelangt, beschreiben die genannten Patentanmeldungen Verfahren zum Gebrauch von gläsernen Isolatoren in der Sandwich-Struktur* Glasarten mit einem hohen Bleigehalt (.Pb) sind für die vorliegende Erfindung ' , . verwendbar; dabei kann dadurch eine Widerstandsschicht auf dem Glas gebildet werden, dass die vollständige KanaJ.plattenstruktur in Wasserstoff erhitzt wird. Dabei wird in den ausgesetzten Glasoberflächen, PbO reduziert bis Pb. Viele emailartige Glasarten haben einen hohen Pb-Gehalt und können auf diese Weise verwendet werden.. Glasarten, wie diese in der britischen Patentschrift 1.168.415 ■ erwähntAs for the methods of manufacture, describe the patent applications mentioned process for the use of glass insulators in the sandwich structure * types of glass with one high lead content (.Pb) are for the present invention ', . usable; this can result in a resistive layer The glass is formed so that the complete KanaJ plate structure is heated in hydrogen. In the process, PbO is reduced to Pb in the exposed glass surfaces. Many Enamel-like types of glass have a high Pb content and can used in this way .. Types of glass as mentioned in British Patent 1,168,415 ■
werden, sind auch verwendbar.are also usable.
Eine andere Annäherung ist der Gebrauch von vitrlösemAnother approach is the use of vitreous
ι,ι,
Kohlenstoff für die Widerstandsschicht. Vitriöser Kohlenstoff wird aus mehreren kunststoffartigen Materialien hergestellt, dio,Carbon for the resistance layer. Vitreous carbon is made from several plastic-like materials, dio,
309826/0831309826/0831
- 13 - PHB.32.220.- 13 - PHB.32.220.
wenn sie auf* eine höhe Temperatur gebracht werden, in Kohlenstoff umgewandelt werden. Der Widerstand ist eine Eigenschaft^ die sich durch den ganzen Körper erstreckt (dies im Gegensatz zu der Oberfiächenleitfähigkeit bleihaltiger Gläsarten) und ist "mittels der Erwärraungstemperatur regelbar (siehe■B, Lersmacher, H, Lydtin und W.F. Knlppenberg, Chemie. Ing. Techn, Jahrgang'42 T97O/Nr. 9/ΐο, S. 659/669)» Der Kohlenstoffilm kann in plastischem Zustand auf das Metall aufgetragen werden.when brought to a high temperature, they are converted into carbon. Resistance is a property that extends through the whole body (in contrast to the surface conductivity of lead-containing types of glass) and can be "regulated by means of the heating temperature (see B, Lersmacher, H, Lydtin and WF Knlppenberg, Chemie. Ing. Techn, Volume '42 T97O / No. 9 / ΐο, p. 659/669) » The carbon film can be applied to the metal in a plastic state.
Obschon der Querschnitt der Kanäle in Fig. 2 kreisförmig ist, ist'dies nicht wesentlich und braucht dies sogar nicht der bevorzugte Querschnitt zu sein. Ein quadratischer Kanalquerschnitt kann beispielsweise für manche AnwendungenAlthough the cross-section of the channels in Fig. 2 is circular is, this is not essential and even needs it not to be the preferred cross-section. A square one Channel cross-section can be used, for example, for some applications
vorgefertigt werden und eine derartige Kanalform lässt sich nach den beschriebenen Verfahren erhalten.be prefabricated and such a channel shape can obtained by the method described.
In Fig. Ί haben die Eingangs- und Äusgangselektroden M(1) und M(n) dieselbe Dicke und die gleichen Oeffnungen wie die Platten M(2)-M(n-1) der Matrix. In der Praxis kann es passieren» dass dies nicht die beste Anordnung ist. Es kann beispielsweise erwünscht sein, dass Mi 1) eine grossere.wirksame offene Oberfläche hat. Dies lässt sich dadurch erhalten, dass der Durchmesser der Oeffnungen vergrSssert und die Dicke der Platte "innder Auswärtsrichtung vergrSssert wird, so dass die hindurchgehende kegelförmigkeit der Oeffnungen zu einem grösseren Oeffnungsdurchmesser an der Eingangsfläche von M(i) führt.In Fig. Ί the input and output electrodes M (1) and M (n) the same thickness and the same openings as the plates M (2) -M (n-1) of the matrix. In practice it can happen » that this is not the best arrangement. It can for example It is desirable that Wed 1) have a larger, effective open Surface has. This can be achieved by increasing the diameter of the openings and increasing the thickness of the Plate "is enlarged in the outward direction so that the continuous conical shape of the openings to a larger opening diameter at the entrance surface of M (i) leads.
Wenn das verwendete Material für die leitenden Schichten nicht genügend sekundäremittierend ist für eine bestimmteWhen the material used for the conductive layers there is not enough secondary emitting for a given one
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- 14 - PHB.32.220.- 14 - PHB.32.220.
Anwendung, können die Sekundäremissionseigenschaften eines einzigen oder sämtlicher Leiter vergrössert werden und zwar dadurch, dass eine Schicht aus einem Material mit einer grosseren Emission auf den ausgesetzten Oberflächen der Leiter innerhalb der Kanäle angebracht wird* Dies kann auf allen Leitern erfolgen, aber es kann bevorzugt werden, diese Deckschichten nur an den ersten paar Leitern anzubringen» die sich an der Eingangsseite der KanalplatteApplication, the secondary emission properties of a single or all conductors are enlarged and that in that a layer of a material with a greater emission on the exposed surfaces of the Ladder is attached inside the ducts * This can be done on all ladders, but it may be preferred to do this Only to apply cover layers to the first few ladders » which is on the entrance side of the duct plate
Kanalplatten nach der Erfindung kSnnen entsprechend»·* Vorteile bieten, die für kontinuierliche Dynodekanalplatten beschrieben worden sind·Channel plates according to the invention can be made according to »· * Provide advantages for continuous dynode channel plates have been described
An erster Stelle ermöglicht es die geschichtete Konstruktion der Matrix, dass aufeinanderfolgende leitende Schichten gegenüber einander vorschoben werden, wie bereits beschriebe»* damit die Oeffnungen derselben Kanäle bilden, die,von der konventionellen Konfiguration gerader Kanäle die gegenüber den Kanalplattenflächen normal sind, abweichen. Dies kann' deswegen gemacht werden, um verschiedene Effekte zu realisieren, die bereits in bezug auf die kontinuierlichen Dyodenplatten beschrieben worden sind« Kachstehend folgen einige . s.p-ozifische, Beispielet ■ ' . . ■..·.... -■ ,, ■..., ; ., .-.-,■■ ;- In the first place, the layered construction of the matrix enables successive conductive layers to be advanced opposite one another, as already described, thus forming the openings of the same channels which differ from the conventional configuration of straight channels normal to the channel plate surfaces. This can be done in order to realize various effects which have already been described with respect to the continuous dyodenal plates. Some follow. sp-ocific, examples ■ '. . ■ .. · .... - ■ ,, ■ ..., ; .,.-.-, ■■ ; -
(a) kontinuierlich gestufte leitende Schichten,, d|.β derart angeordnet sind, dass sie Kanäle bilden, die einen scharfen Winkel mit der Normalen gegenüber den Flächen der. Kanalplatte elnschliessen (diese Anordnung kann beispielsweise vermeiden, dass orthogonale Elektronen durch die Kanäle passieren und kann zugleich eine optische Rückkopplung eines Wiedergabeschirms zu einer Photokathode an der Eingangsseite(a) continuously stepped conductive layers ,, d | .β are arranged so that they form channels that a sharp angle with the normal to the faces of the. Connect the duct plate (this arrangement can be, for example avoid that orthogonal electrons pass through the channels and can at the same time provide an optical feedback of a Display screen to a photocathode on the input side
309826/0831309826/0831
- 15 - PHB.32,220.- 15 - PHB.32,220.
der Platte vermelden). Ein Beispiel einer derartigen ' Konstruktion ist in Fig. 8 auf schematische Weise dargestellt, in der ein aus etwa 13-15 Stufen bestehender Stapel gestuft angeordnet ist, damit die Känalachsen Xc in einem Tiinkel Ck mit der Normalen gegenüber den Flächen gekippt werden, -Die Leiter, die als Eingangs- und Ausgangselektroden wirksam sind, sind durch m(i) und M(n) bezeichnet;.the record). An example of such a ' Construction is shown schematically in Fig. 8 in which a stack consisting of about 13-15 steps is stepped is arranged so that the channel axes Xc in a Tiinkel Ck with the normal to be tilted with respect to the surfaces, -The Conductors that act as input and output electrodes are denoted by m (i) and M (n).
(B) Veränderlich gestufte leitende Schichten, die. gekrümmte Kanäle bilden, damit Ionenrückkopplung und optische Rückkopplung vermieden wird und zwar auf eine Art und ¥eiset wie dies in der britischen Patentanmeldung Nr. T2780/71(B) Variable tiered conductive layers that. curved channels form so that ion feedback and visual feedback is avoided, and indeed in a manner ¥ t else as described in British patent application no. T2780 / 71
beschrieben worden ist. Eine einfachere Konstruktion, welche dieselben Effekte ergibt, lässt sich dadurch erhalten, dass zwei Stapel nach Fig. 8, die in entgegengesetzter Richtung gekippt sind, zu einem einzigen Stapel kombiniert werden, in dem die Kanäle ein Fischgrätenmuster haben. Auch kann ein gekippter Stapel mit einem orthogonalen Stapel kombiniert werden (wie in Fig. 8 dargestellt), damit Kanäle erhalten weitfen, die den gekrümmten Kanal formen, wie diese in der letztgenannton Patentschrift beschrieben worden sind, annähern, (in Fig. 7 und 8 können die dargestellten Trenneleinente Linien sein, wie die Linien d. aus Fig, 3B.» die gegenüber der Zeichenebene normal sind aber in der Praxis ist es leichter, wenn derartige Linien d. sich parallel zur Zeichenebene erstrecken, d.h. parallel zur Verschiebungs— richtung der Platte).has been described. A simpler construction, which results in the same effects can be obtained in that two stacks according to FIG. 8, which are in opposite directions Direction tilted, can be combined into a single stack in which the channels are a herringbone pattern to have. A tilted stack can also have an orthogonal Stacks are combined (as shown in Fig. 8) so Canals get widening that shape the curved canal, such as these have been described in the latter patent are approximate (in Figs. 7 and 8, the Be dividing lines, like the lines d. from Fig, 3B. " which are normal with respect to the plane of the drawing, but in practice it is easier if such lines d. parallel extend to the drawing plane, i.e. parallel to the displacement direction of the plate).
Eine weitere Möglichkeit ist eine dünne Schicht oder eine Membran über ein Ende (meistens den Eingang) jedes KanalsAnother option is a thin layer or a membrane over one end (mostly the entrance) of each channel
anzubringen, 30 9 826/0831to be attached, 30 9 826/0831
8AD8AD
- P6 - PHB.32.220- P6 - PHB.32.220
Untenstehend folgen einige spezifische Beispiele davon:Below are some specific examples of this:
(c) Das Anbringen einer Photoemissionsschicht über jeden Kanaleingang, wie dies in der britischen Patentschrift 1·15^·515 beschrieben worden ist.(c) The application of a photoemissive layer over each channel entrance as described in British Patent 1 x 15 ^ x 515 .
(d) Das Anbringen elektronendurchlässiger leitender Membranen über die Kanaleing&nge, wie dies in der britischen Patentschrift 1.175·599 beschrieben worden ist,(d) Placing electron-permeable conductive membranes over the channel rings, as is done in the UK Patent specification 1,175,599 has been described,
(e) Das Anbringen von Membranen nach Verfahren» wie diese in der Patentanmeldung Nr, 5^8.17/70 beschrieben worden sind.(e) The application of membranes by methods such as those in patent application no. 5 ^ 8.17 / 70 have been described.
Eine weitere Möglichkeit ist eine Photokathode in Form photoemittierender Oberflächengebiete auf oder in Berührung mit der Eingangselektrode anzubringen, wie beispielsweise beschrieben ist inAnother possibility is a photocathode in the form of photo-emitting surface areas on or in contact to be attached with the input electrode, as described, for example, in
(P) der britischen Patentschrift Nr, t,090.406(P) British Patent No. t, 090.406
; oder ' ' . ,; or ' ' . ,
(g) in der britischen Patentanmeldung Nr, 39070/7.0(g) in British Patent Application No. 39070 / 7.0
ι ■ ..ι ■ ..
Kanalplatten nach der vorliegenden Erfindung sind in ο einer Vielheit von bilderzeugenden Röhren verwendbar; typische Beispiele davon sind BildverstärkerrBhren und Elektronenstrahlröhren, Wie bereits erwähnt, schafft die Erfindung besondere Vorteile bei Anwendungen, die Wiedergabeschirme mit einer grossen Oberfläche erfordern, beispielsweise Fernsehwiedergabeanordnungen. Beispiele derartiger Anwendungen werden in der britischen Patentanmeldung Nr, 42723/71 be- - schrieben· -Channel plates according to the present invention are in ο usable with a variety of imaging tubes; typical examples are image intensifier tubes and cathode ray tubes, As already mentioned, the invention provides particular advantages in applications that use display screens with a require large surface, for example television display devices. Examples of such applications are described in British patent application no. 42723/71. -
Die Trennlinien d aus Fig. 3β. können gewellt sein, entsprechend dem Muster der Oeffnungen C.The dividing lines d from Fig. 3β. can be corrugated according to the pattern of the openings C.
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Claims (10)
Teilung wie die Kanäle in beiden der zwei Koordinatenrichtungen angeordnet sind,7. Channel plate according to claim 6, characterized in that the islands are points, the ili rows with the same
Division of how the channels are arranged in both of the two coordinate directions,
beiden der zwei Koordinatenrdcifrtungen angeordnet sind«8. Channel plate according to claim 7, characterized in that the islands are points in series with a division corresponding to a whole multiple of the channel division la
both of the two coordinates are arranged "
dass diese Anordnung mit einer Kanalplatte versehen ist»
die eine Struktur nach einem odelv mehreren der vorstehenden Ansprüche hat.10. Electro-optical arrangement, thereby marked, tehnet #
that this arrangement is provided with a channel plate »
which has a structure according to one or more of the preceding claims.
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