JPS6141097B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は電子増倍装置特に電子的に像を形成し
表示する分野に使用し得るチヤンネルプレート形
の電子増倍装置に関する。 現在では、チヤンネルプレートは二次放出電子
増倍装置であつてこの増倍装置をガラスプレート
の形態とし得る。このガラスプレートは入力およ
び出力電極として夫々作用するプレートの入力面
上の第１導電層をおよび出力面上の第２導電層を
有し、さらにこのガラスプレートは抵抗性壁を持
つた厚さ方向に貫通する多数のチヤンネルを有
し、各チヤンネル内の電界はその長さに沿つて均
一に変化する。この電子増倍装置は、互いに分離
された複数個のダイノード金属チヤンネルプレー
トの積層体より成るチヤンネルプレート構体の形
態とすることも出来る。 異なる形のチヤンネルプレート構体が英国特許
第1401969号、第1402549号および第1434053号の
各明細書に開示されている。英国特許第1402549
号明細書の第５図および第６図には積重ね体の隣
接するチヤンネルプレートを分離するための手段
としてスクリーンプリント処理された（screen
printed）ガラスドツトを使用することが開示さ
れている。これらプレートを一緒に結合させて１
つのチヤンネルプレート構体を形成するためには
このガラスドツトを部分的に溶かすことが必要で
ある。この場合、ガラスドツトを部分的に溶融す
るとこれらガラスドツトの形状が変化するために
チヤンネルプレート間の間融の精度が失なわれて
しまうという問題が起り得る。この問題を回避す
るため、その英国特許明細書においては高融点の
ガラスから間融形成用分離素子を形成することが
提案されている。この分離素子はこれを適用させ
た後に正確な厚さに機械加工することが出来る。
その後に低融点ガラスの結合用分離素子を各チヤ
ンネルプレートの離間用分離素子と同じ表面に適
用することが出来る。次いでこれらプレートを積
重ね体として配置しこの際プレート内のチヤンネ
ルが所望の如く配列されるようにし、この積重ね
体を加熱して低融点のガラス結合用素子が部分的
に溶融する温度にし、よつてこれら素子を隣接す
るプレートの表面に結合させている。プレートが
二次電子放出材料例えば軟鋼から造られていない
場合には、各チヤンネル中に二次電子放出材料を
設ける。高融点および低融点のガラスの分離素子
をプレートに着けるために行なうこれらプレート
の繰返し加熱およびこれら素子をこれらプレート
に結合するための加熱はこの二次電子放出材料に
悪影響を及ぼし得る。この影響によりチヤンネル
プレート構体の区域にわたりチヤンネルが均一に
作動しない。 従つて、本発明の目的は別にダイノードプレー
トとも呼ばれるチヤンネルプレートを信頼の高い
かつ簡単な方法で正確に離間させることにある。 このため、本発明によれば、ダイオードプレー
トの領域中に分布されている個別の分離素子の配
列によつて互いに分離された個別の導電性ダイノ
ードプレートの積重ね体を具え、前記分離素子は
前記ダイノードプレートよりも導電率が小さいチ
ヤンネルプレート構体を提供するものである。 本発明の第２要旨によれば、導電性の有孔ダイ
オードを形成する複数個のシートのうちの少なく
ともいくつかのシートの表面上にガラスエナメル
を被着させ、該ガラスエナメルを焼成し、このエ
ナメル化された表面に個別の分離素子を一時的に
位置決めし、前記球状分離素子を前記エナメル化
された表面にこの表面のガラスエナメルを溶融す
ることによつて結合させおよび前記球状分離素子
の自由表面を隣接するシートの表面に接触させて
前記シートを積重ね体状に配置させることから成
るチヤンネルプレート構体製造方法を提供するこ
とにある。 この個別の分離素子を球状とし得、これらはバ
ロテイニ（ballotini）と呼ばれている小形のガラ
ス球より成る。これらの個別の素子を設けること
によつてチヤンネルプレート構体の電気特性およ
びダイノードとして知られている隣接したチヤン
ネルプレート相互間の間隔を一層良好とすること
が可能である。絶縁性セパレータとして小形のガ
ラス球を使用する場合には、隣接するダイノード
プレート間の抵抗値および破壊電圧の限界をスク
リーンプリント処理されたガラスに比べて一層大
きくし得る。比較のために、実験的に得られたチ
ヤンネルプレートについてのデータを表に示す。
尚、このチヤンネルプレートの作動面積は150×
200mm²程度であり、チヤンネルピツチは0.8mm程度
であり、スペーサの厚さは0.1mm程度であつた。

【表】 絶縁性または抵抗性セパレータとして個別の素
子を使用することによるさらに他の利点は、これ
ら素子の寸法が小さいので、あるダイノードから
次のダイノードへ電子が通過する際に脱落した電
子がこれら素子に着いて負の電荷を形成してこれ
ら電荷がチヤンネルを経る別の電子の通行を邪魔
するようなことが起らない点にある。これら脱落
電子はむしろ導通状態にあるダイノード表面に着
きそのために帯電を起さない。 これら分離素子を抵抗性すなわち絶縁性という
よりはむしろ僅かながら導電性を有する素子とし
たい場合には、小形のガラス球の如き素子を高鉛
含有量のガラスで形成し得る。この場合このガラ
スは水素の還元性雰囲気中で加熱されると抵抗性
表面を生じさせるものである。斯様にして形成さ
れた抵抗性素子はダイノードプレートをバイアス
するための抵抗チエーンの一部分とし作用する。 これら個別の分離素子を一つずつまたは一かた
まりとして所要に応じて配置することが出来る。
さらに、これら素子を各ダイノードプレートの端
縁部においてはこれらダイノードプレートの中央
部におけるよりも高い密度で配置し得る。このよ
うに素子を分布させることによつて端縁部におけ
る結合強度を一層大とし得るので、隣接するダイ
ノードプレートが剥離したりチヤンネルプレート
構体の性能の均一性に悪影響を及ぼしたりする危
険を最小限に押えることが出来る。これら分離素
子を各ダイノードプレートのチヤンネル間に規則
的に配置させることが出来ると共に、ダイノード
プレートの境界の無孔の所ではこれら素子の密度
をはるかに大とし得る。 これら個別の分離素子を隣接するダイノードプ
レートに結合させよつて一体化された積重ね体を
形成し得る。さらに、これら素子をダイノードプ
レートを形成しているプレートの一側に結合させ
ることが出来、チヤンネルプレート構体を個々の
ダイノードプレートを積重ね体として配置してこ
れを締着することによつて組立てることが出来
る。 以下、図面により本発明の実施例につき説明す
る。 説明を簡単にするために、第１図および第２図
についての説明は本発明を理解するために必要な
説明のみに限るとする。ダイノードの組立ておよ
びダイノードの配置の変形例についての詳細につ
いては英国特許第1401969号、第1402549号および
第1434053号明細書を参照されたい。 第１図はチヤンネルプレート構体１０を示し、
この場合ダイノードプレート１１，１２，１３お
よび１４の各々には単一の有孔金属プレートを具
えている。ダイオードプレート１１〜１４中のチ
ヤンネル１５は電子増倍の方向に先細となつてお
り、互いに整列されている。これらダイオードプ
レート１１〜１４を小形のガラス球の形態をして
いる球状分離素子１６によつて分離している。こ
れら球状分離素子はガラスエナメル１７によつて
隣接するダイノードに結合されている。図より明
らかなように、ダイノードプレート１１〜１４の
無孔端縁における素子１６の密度は中央部におけ
る密度よりも大きい。さらに、これら素子１６を
ダイノードプレートの各チヤンネル開口部間に位
置決めさせた状態を示しているけれども、一つの
ダイノードプレートの隣接するチヤンネル１５の
中心間距離の整数倍だけ離間させることが出来
る。 図示の分離素子１６は電気的に絶縁されている
ので、各ダイノードを電源１８によつて別々にバ
イアスすることが必要である。 第２図は第１図に示したチヤンネルプレート構
体１０の他の実施例を示す図である。ダイノード
プレート２０ないし２３は各々２つの並置されて
接合している有孔金属シート２５，２６より成
り、各ダイノードの少くともシート２６中のチヤ
ンネル１５は図示のようにダイノードプレート２
１のチヤンネル中に入射した電子ビームの電子増
倍作用によつて二次電子放出を行なうものであ
る。分離素子１６はチヤンネル間に好適な間隔で
配置させた小形のガラス球を具えている。この場
合にも各ダイノードに対して電源１８のタツプを
接続する。 次に第２図に示すチヤンネルプレート構体の製
造方法の一例につき説明する。この方法は第１図
に示す構体の製造にも容易に適用出来る方法であ
る。 例えば軟鋼シートから成り、内部に末細状の孔
の位置の合つた配列を有している一対の金属シー
ト２５，２６を清浄する。高発性の二次電子放出
表面を少なくともシート２６の孔内に例えば蒸着
によつて被着形成する。次いでこれらシート２
５，２６をこれら孔の小径開口部が互いに離間す
るようにして組立ててダイノードを形成する。 各一対のダイノードプレート構成部分の外表面
に結合媒質を被覆する。これら結合媒質は後の処
理工程において小形のガラス球をダイノードプレ
ートに結合するために使用される。この結合媒質
は好ましくは薄いガラスエナメルの層であつて、
これは例えば懸濁液からスクリーンプリント処理
または沈降処理することによつて得られる。この
場合、ダイノードプレート材料および結合媒質の
膨張係数が一致している場合には、この結合媒質
例えばガラスエナメルをダイノードの外側表面の
全部にわたつて被着させ得る。さもなければ温度
変化によりダイノードプレートが巻縮する危険を
防ぐためにこのガラスエナメルを小形のガラス球
の位置と一致する箇所にドツト状に局部的に被着
させることが必要である。次いで例えば350℃な
いし450℃の温度範囲でこのエナメルを焼成して
ガラス状にする。次いで隣接するダイノードから
各隣接する一対のダイノードプレート構成部分の
一方に松根油の如き粘着性媒質を被着させる。そ
の目的は小形のガラス球を一時的に保持するため
である。次いで粘着性媒質上にステンシルまたは
他のダイノードプレートを置き、例えば公称100
ミクロンの直径を有する小形のガラス球をこのス
テンシルの表面を横切つてブラツシユする。この
ステンシルは有孔金属の薄いシートから成つてお
り、これら孔は１個のガラス球体または所望なら
ば小数個のバロテイニーの一かたまりが所望の箇
所の各々に置かれるような位置に設けられている
と共にそれに適うような直径を有している。バロ
テイニを粘着性媒質によつてダイノードプレート
構成部分に対して正しい位置に置いて接着させた
状態でこのステンシルを取り除く。このダイノー
ドプレート構成部分を加熱サイクルを経て処理し
て粘着性媒質を発散させて除去し、ガラス層を溶
融させ、よつて小形のガラス球をダイオード構成
部分に永久的に接合させる。次の工程で治具内で
小形のガラス球が被着されたダイノードプレート
構成部分に対してエナメルが被覆されたダイノー
ド構成部分を置く。この治具は両部分を位置合わ
せして保持する。またこれらは別の加熱サイクル
で処理される。その場合、温度を上昇させてエナ
メルを溶融させ、２つのダイオード構成部分が小
形のガラス球によつて互いに分離された状態で結
合するようにする。この場合、エナメルが小形の
ガラス球を覆つて２つのダイノード間を橋絡させ
絶縁効果に悪影響を及ぼすことが無いように注意
する必要がある。 これらダイノード構成部分を結合させる代りに
用いる技術的方法としてはこれら部分を一緒に締
着させる方法である。この場合には、一方のダイ
ノードプレート構成部分は上述したように小形の
ガラス球で覆われる。しかしながらこの場合には
他方のダイノードプレート構成部分にはエナメル
を被覆させない。これらダイノードプレート構成
部分は可撓性を有しているので、この方法は例え
ばその部分の厚さが約0.15mmである場合には面積
が数百cm²よりも大きくない増倍装置に対してしか
適しない。 上述した実施例においては、小形のガラス球と
ダイノードプレートとの間の結合をガラスエナメ
ルによつて行つている。しかしながら、ガラスが
唯一の好適結合媒質であるのではなく、例えばケ
イ酸カリウム溶液、ポリイミド接着剤およびシル
バツク（Sillvac）（真空に適する接着剤）等の他
の結合媒質もある。 上述した方法は抵抗性スペーサにも適してい
る。抵抗性分離素子を鉛含有ガラスから造られた
小形のガラス球を使用し各球体の表面を水素雰囲
気中で加熱して還元することによつて形成し得
る。抵抗性素子を使用しているけれども、ダイノ
ードプレートを第１図および第２図に示すように
電源１８に別々に結合する必要はない。その代わ
りに、電源を第１および最終ダイノードプレート
間に接続し得、この場合抵抗性素子が各ダイノー
ドを所要に応じてバイアス出来る分圧器として作
用する。 第３図は例えば軟鋼の如き金属性コーン部３１
を具えるチヤンネルプレート形陰極線管３０を示
しており、このコーン部はこのコーン部３１の開
放端を閉成しているほぼ平坦状のプレートガラス
スクリーン３２を有している。本発明に従つて形
成されたチヤンネルプレート構体１０をこのスク
リーン３２から例えば10mmという微小距離だけ離
間させて配設する。電子銃３３をコーン部３１の
閉成端に隣接させて配設し、偏向コイル組立体３
４を電子銃と離間してこれに隣接させて配設す
る。 作動時には、電子銃３３から低エネルギー電子
ビーム３５をコイル組立体３４によつてチヤンネ
ルプレート構体１０の入力側を横切つてラスタを
形成するように偏向させる。このビームはこの構
体１０内で電子増倍を行ない、出力電子はこのス
クリーン３２に対してほぼ垂直に供給される。 この表示管の他の構成例においては、チヤンネ
ルプレート構体をシヤドウマスクと同様にガラス
容器を有する普通の陰極線管内に置くことが出来
る。 上述したチヤンネルプレート構体を例えば電子
増倍装置、映像増倍管、データ表示管、Ｘ線像増
倍管およびある種の気体放電管のような他の実用
的装置にも使用することが出来る。 球状素子は、容易に入手出来るという理由で小
形のガラス球とするのが好適であるが、これら素
子をダイノードの抵抗値よりも高い十分大きな抵
抗値を有すると共にチヤンネルプレート組立体の
正規の処理工程中にこれら素子が変形を起さない
ような十分高い融点を有する任意好適な材料とす
ることが出来る。 さらに、小形のガラス球を設けるための一技術
的方法につき説明したけれども、斯様な材料を取
扱うための現在知られている科学技術を使用して
いる他の技術的方法を使用することも出来る。 これら個別の分離素子の形状を球以外の他の形
状例えば円筒、楕円、角柱および立方体等の形状
とし得る。これら素子を敷くための技法は、素子
の形状にかかわりなく、素子を所望の個所に確実
に位置決めおよび配向させてダイノードプレート
を互にほぼ一定の距離だけ離間させるものでなけ
ればならない。 本発明は上述した実施例にのみ限定されるもの
ではなく多くの変形または変更を行ない得ること
明らかである。

【図面の簡単な説明】

第１図は各ダイノードが英国特許第1402549号
明細書の第１図に示す形の単一の導電性有孔プレ
ートを含むものであつて、球状分離素子を有する
４個のこれらダイノードの積重ね体の一部分を示
す断面図、第２図は各ダイノードが英国特許第
1434053号明細書の第４図に示す一対の接合して
いる導電性有孔プレートを含むものであつて、球
状分離素子を有する４個のこれらダイノードの積
重ね体の一部分を示す断面図、第３図は本発明に
より形成されたチヤンネルプレート構体を有する
像表示管を示す線図的断面図である。 １０…チヤンネルプレート、１１〜１４，２０
〜２３…ダイノードプレート、１５…チヤンネ
ル、１６…分離素子、１７…ガラスエナメル、１
８…電源、２５，２６…金属シート、３０…陰極
線管、３１…コーン部、３２…ガラススクリー
ン、３３…電子銃、３４…偏向コイル組立体、３
５…電子ビーム。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 個別の離間された導電性ダイノードプレート
   を具えるチヤンネルプレート構体において、前記
   ダイノードプレートは該ダイノードプレートの領
   域中に分布されている個別の分離素子の配列によ
   つて互いに分離されており、前記分離素子はダイ
   ノードプレートよりも導電率が小さいことを特徴
   とするチヤンネルプレート構体。 ２ 前記分離素子はほぼ球状であつて小形のガラ
   ス球より成ることを特徴とする特許請求の範囲１
   記載のチヤンネルプレート構体。 ３ 前記分離素子は鉛皮膜の表面を有するガラス
   から造られていることを特徴とする特許請求の範
   囲１または２記載のチヤンネルプレート構体。 ４ 前記ダイノードプレートの各々は互いに電気
   的に接触している２つの導電性有孔接合シートよ
   り成ることを特徴とする特許請求の範囲１ないし
   ３のいずれか一つに記載のチヤンネルプレート構
   体。 ５ 前記分離素子は各ダイノードプレートの中央
   部におけるよりもその端縁部において一層高密度
   で配置されていることを特徴とする特許請求の範
   囲１ないし４のいずれか一つに記載のチヤンネル
   プレート構体。 ６ 前記分離素子は前記ダイノードプレートに結
   合されていることを特徴とする特許請求の範囲１
   ないし５のいずれか一つに記載のチヤンネルプレ
   ート構体。 ７ 導電性の有孔ダイノードを形成する複数個の
   シートのうち少なくともいくつかのシートの表面
   上にガラスエナメルを被着させ、該ガラスエナメ
   ルを焼成し、このエナメル化された表面に個別の
   分離素子を一時的に位置決めし、前記分離素子を
   前記エナメル化された表面にこの表面のガラスエ
   ナメルを溶融することによつて結合させおよび前
   記分離素子の自由表面を隣接するシートの表面に
   接触させて前記シートを積重ね体状に配置させる
   ことを特徴とするチヤンネルプレート構体の製造
   方法。 ８ 前記シートの各々が１つのダイノードプレー
   トを構成するときには、前記積重ね体を形成して
   いる前記シートの１個を除いた全てのシートはそ
   の一方の表面に前記分離素子の配列を有すること
   を特徴とする特許請求の範囲７記載のチヤンネル
   プレート構体の製造方法。 ９ 前記シートの各々が１つのダイノードプレー
   トの半部を構成するときには、前記シートは接合
   を形成する対として配置され、前記分離素子の配
   列は前記接合を形成する対の一方のシート上に設
   けられることを特徴とする特許請求の範囲７記載
   のチヤンネルプレート構体の製造方法。