JP3054032B2 - 電子管 - Google Patents

電子管

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JP3054032B2
JP3054032B2 JP6148196A JP14819694A JP3054032B2 JP 3054032 B2 JP3054032 B2 JP 3054032B2 JP 6148196 A JP6148196 A JP 6148196A JP 14819694 A JP14819694 A JP 14819694A JP 3054032 B2 JP3054032 B2 JP 3054032B2
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厚 石川
千代志 奥山
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J43/00Secondary-emission tubes; Electron-multiplier tubes
    • H01J43/04Electron multipliers
    • H01J43/06Electrode arrangements
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J1/00Details of electrodes, of magnetic control means, of screens, or of the mounting or spacing thereof, common to two or more basic types of discharge tubes or lamps
    • H01J1/88Mounting, supporting, spacing, or insulating of electrodes or of electrode assemblies
    • H01J1/90Insulation between electrodes or supports within the vacuum space
    • HELECTRICITY
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    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/023Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof secondary-electron emitting electrode arrangements
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    • H01J9/00Apparatus or processes specially adapted for the manufacture, installation, removal, maintenance of electric discharge tubes, discharge lamps, or parts thereof; Recovery of material from discharge tubes or lamps
    • H01J9/02Manufacture of electrodes or electrode systems
    • H01J9/18Assembling together the component parts of electrode systems

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、電子管に関し、特に、
電子管内部にアルカリ金属を封入して光電面を形成する
光電子増倍管などの電子管に関する。
【0002】
【従来の技術】光電子増倍管などの電子管では、光電陰
極、各段のダイノード、アノードを互いに電気的に分離
した状態で支持する絶縁材料として、一般にセラミック
スが使用されている。
【0003】また、このセラミックスは、黒色などに着
色することにより、電子増倍管の暗電流が低下すること
が知られている(特開昭62−150644)。
【0004】このようなセラミックを着色するには、赤
系統の着色としてMnからスタートする場合と、青系統
の着色としてCoからスタートする場合がある。Coは
Mnの数倍のコストがかかり、またその色も青みを帯び
た黒色になるため、Mn系統の黒色セラミックがLSI
パッケージ用などに大量に使われ、真空管材料にも使わ
れている。
【0005】黒色セラミックスの組成の一例を示すと、
Al2 3 、Si、Ti、Mn、Fe、Crなどであ
る。このうち、セラミックスの着色材としては、一般
に、Fe、Cr、Co、Mn、Ni、Cuなどが使われ
ている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】光電子増倍管などの電
子管では、電子管チューブ内にアルカリ金属を封入して
光電面を形成するが、各電極を支持・固定する着色セラ
ミックスがアルカリ金属を吸着してしまい、光電面作製
にあたっては、多量のアルカリ金属が必要となってい
た。一方で、このようなアルカリ金属を封入する電子管
では、必要最小限のアルカリ量で製造することが、光電
感度、暗電流、Life等で表される、電子管の特性を安定
させるには、好適である。
【0007】本発明は、このような課題を解決すべくな
されたものであり、電子管製作にあたって、アルカリ金
属の封入量を必要最小限に抑えることができる電子管を
提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】そこで、本発明に係る電
子管は、アルカリ金属を封入して形成される光電面を有
する電子管において、電子放出制御のために個々に所定
の電位が与えられる複数の電極体と、この各電極体を互
いに電気的に絶縁する黒色絶縁部材とを管内に有し、黒
色絶縁部材はMnOを含有せず、且つ、Al23を主成
分としてFe及びSiの酸化物を含有することを特徴と
する。この場合、黒色絶縁部材は、Cr、Ti、Mg、
Caからなる群から選択される少なくとも1種の酸化物
又は全てを含むことが好ましい。また、本発明に係る電
子管は、アルカリ金属を封入して形成される光電面を有
する電子管において、電子放出制御のために個々に所定
の電位が与えられる複数の電極体と、この各電極体を互
いに電気的に絶縁する黒色絶縁部材とを管内に有し、黒
色絶縁部材はMnOを含有し、且つ、MnOの含有量が
3wt%以下であることを特徴とする。
【0009】
【作用】絶縁材料の着色材としてのMnOの含有量を3
wt%以下とすることにより、この絶縁材料に吸着され
るアルカリ金属の量を十分に抑えられる。この結果、電
子管内に封入するアルカリ金属の量を必要最小限に抑え
ることができ、S/N比の優れた電子管が得られる。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例につき、添付図面を参
照して説明する。
【0011】図1に、電子管の一例として、光電子増倍
管を概略的に示す。この光電子増倍管10は、入射窓1
2から入射する光を受け光電子を放出する光電面13、
光電面13から放出された光電子を二次電子放出作用に
より増倍する電子増倍部14、電子増倍部14で増倍さ
れた電子を取り出すアノード15などを、電子管チュー
ブ11内に配して構成している。
【0012】電子増倍部14は、いわゆるボックス型の
ダイノード14aを多段に配列して構成しており、平板
状の支持電極16によって、各段のダイノード14a
を、個々に支持している。なお、1段のダイノード14
aとそれを支持する1つの支持電極16とは、互いに電
気的に接続されている。
【0013】また、隣設する支持電極16の間には、セ
ラミックにより形成した絶縁材料としての黒色スペーサ
17を配設しており、各支持電極16、アノード15な
どは、この一連の黒色スペーサ17によって電子管チュ
ーブ11側に支持・固定されている(図2参照)。ま
た、この黒色スペーサ17は、このセラミックスの元素
組成として、MnOの含有量を3wt%以下に規定して
製作されたものである。
【0014】このようなMnOの含有量は、以下の測定
に基づいて規定したものである。図3に示すようなガラ
ス容器100に、前述した黒色スペーサに対応するサン
プルとして、着色セラミックスのサンプル Sample 1〜
Sample5を配置する。また、各サンプルSample1〜Samp
le5の元素組成比を、図4の図表に示しておく。なお、
各サンプルに含まれる元素は、セラミック作製時に添加
するものである。
【0015】次いで、このガラス容器100内に、光電
面作製時に使用するアルカリ金属としてのK、Rb、C
sの金属蒸気を封入する。その後、ガラス容器100内
を真空雰囲気(10-7torr程度)とした後、密封す
る。
【0016】次いで、各サンプル Sample 1〜Sample5
をガラス容器100から取り出し、蛍光X線によって各
サンプルの表面付近に吸着したアルカリ量を調べる。こ
の吸着されたアルカリ量は、蛍光X線装置で測定する
が、この装置は、X線を各サンプルに入射し、発生する
特性X線のエネルギー分布を調べるものである。測定原
理としては、特性X線のエネルギーは各元素に固有であ
るため、この検出されたエネルギー値から元素の種類が
分り、かつ、蛍光X線の強度から含有量も検出できる。
この際使用した蛍光X線装置では、各サンプルの表面深
さ10μm前後の情報が得られる。
【0017】この測定結果を、図4における図表の右欄
に示す。この表は、各サンプルSample1〜Sample5の元
素組成と、対応するアルカリ吸着量(蛍光X線分析、特
性X線強度)とを示している。また、この測定結果と各
着色セラミックスに含まれるMnOの量との関係を図5
のグラフに示す。このグラフから、着色材としてのMn
Oの含有量が3wt%を越えた付近から、アルカリの吸
着量が、K、Rb、Csともに、著しく増加しているこ
とがわかる。
【0018】そこで、着色スペーサにおけるMnOの含
有量を3wt%以下に規定した光電子増倍管を用いて、
暗電流を測定したところ、MnOの含有量が3wt%を
越える光電子増倍管に比べ、暗電流を減少させることが
できた。この理由としては、この光電子増倍管を製作す
る際に、アルカリと反応性の強いMnOを完全に取り去
るか、あるいは低減できたためであると考えられる。測
定では、電子管チューブの中に封入するアルカリ量
(K、Cs、Rbなど)を、約半分の量に減じることが
できた。
【0019】この結果、暗電流の原因となっていたリー
ク電流、あるいは電子増倍中における異常な発光を1/
4〜1/6に低減でき、ダークカウント(Dark counts
)も同様に低減することができた。
【0020】また、図7(a)、(b)に示すように、
各ダイノード24a等を支持する絶縁材料として、基板
タイプの黒色インシュレーター27を用いた光電子増倍
管においても、この黒色インシュレーター24aのMn
Oの含有量を3wt%以下にすることで同様の効果が得
られた。
【0021】以上説明した実施例では、電子管として光
電子増倍管を例示したが、この例に限定するものではな
く、例えば、図6に示すようなイメージインテンシファ
イアに用いることもできる。この場合、各電極板61を
分離・支持するセラミックスとして、本体外壁部に黒色
セラミックス60を使用する。これによって、高電圧の
印加が可能となる。なお、構成を概略的に説明すると、
参照番号62、63および64は、入射窓、フォトカソ
ードおよびマイクロチャンネルプレート(MCP)をそ
れぞれ示し、MCP64で増倍された電子流は蛍光面6
5、蛍光面65で形成された可視光像を外部に出力する
ファイバオプティカルプレート(FOP)66を備えて
いる。
【0022】また、この他にも、内部にアルカリ金属を
封入する電子管であれば特に限定するものではない。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる電
子管は、MnOの含有量が3wt%以下である絶縁材料
を用いることにより、暗電流の原因となるリーク電流、
電子増倍中の異常な発光を低減することができ、これに
よって、S/N比の優れた電子管を提供することが可能
となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本実施例にかかる電子管として、光電子増倍管
の内部構造を概略的に示す断面図である。
【図2】図1における電子増倍部の一部を取り出して示
す斜視図である。
【図3】測定に用いたサンプル等を示す説明図である。
【図4】測定結果を示す図表である。
【図5】測定結果を示すグラフである。
【図6】電子管の他の実施例として、イメージインテン
シファイアを示す概略断面図である。
【図7】(a)はインシュレータを備えた光電子増倍管
を示す概略斜視図、(b)はその電子増倍部を取り出し
て示す概略斜視図である。
【符号の説明】
10…光電子増倍管、11…電子管チューブ、13…光
電面、14a…ダイノード、17…黒色スペーサ、27
…黒色インシュレーター。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 奥山 千代志 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (72)発明者 竹内 純一 静岡県浜松市市野町1126番地の1 浜松 ホトニクス株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−150644(JP,A) 特開 昭54−24118(JP,A) 特開 昭56−23532(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) H01J 43/20

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 アルカリ金属を封入して形成される光電
    面を有する電子管において、電子放出制御のために個々
    に所定の電位が与えられる複数の電極体と、この各電極
    体を互いに電気的に絶縁する黒色絶縁部材とを管内に有
    し、前記黒色絶縁部材はMnOを含有せず、且つ、Al
    23を主成分としてFe及びSiの酸化物を含有するこ
    とを特徴とする電子管。
  2. 【請求項2】 前記黒色絶縁部材は、Cr、Ti、M
    g、Caからなる群から選択される少なくとも1種の酸
    化物を更に含むことを特徴とする請求項1に記載の電子
    管。
  3. 【請求項3】 前記黒色絶縁部材は、Cr、Ti、M
    g、Caからなる群の酸化物を更に含むことを特徴とす
    る請求項1に記載の電子管。
  4. 【請求項4】 アルカリ金属を封入して形成される光電
    面を有する電子管において、電子放出制御のために個々
    に所定の電位が与えられる複数の電極体と、この各電極
    体を互いに電気的に絶縁する黒色絶縁部材とを管内に有
    し、前記黒色絶縁部材はMnOを含有し、且つ、MnO
    の含有量が3wt%以下であることを特徴とする電子
    管。
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DE69518703T DE69518703T2 (de) 1994-06-29 1995-06-20 Elektronenröhre
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EP0690476B1 (en) 2000-09-06
US5619099A (en) 1997-04-08
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