JPS63248031A - ガラス・チャンネルプレート接着方法 - 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】 本発明は電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートに関
する。特に本発明は、電子増倍器用ガラス・チャンネル
プレートを直列に接着するガラス・チャンネルプレート
接着方法であって、一方のチャンネルプレートのチャン
ネルが他方のチャンネルプレートのチャンネルに散開す
るガラス・チャンネルプレート接着方法に関する。また
本発明はかかる方法によって接着したチャンネルプレー
トの堆積体、かかる堆積体を具える粒子計数装置、光子
計数装置及び画像ディスプレイ陰極線管に関する。

２つの電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートを直列
に配置し、一方のチャンネルプレートのチャンネルを他
方のチャンネルプレートのチャンネルに対し成る角度を
成すようにすることは英国特許第１１２６０８８号明細
書から既知である。かかる一対のチャンネルプレートは
チャンネルプレートの増強された出力からチャンネルプ
レートへのイオン又は放射線帰還を抑圧するのに効果的
である。

２つより多いチャンネルプレートを直列に堆積体の形態
に配置し、各チャンネルプレートのインタフェースにお
けるチャンネル管に成る角度を成さしめると帰還抑圧を
一層改善できる。チャンネルプレートのかかる堆積体は
像増強装置、又は粒子もしくは光子計数装置において使
用することができるか、或は画像ディスプレイ陰極線管
におけるラスタ増強装置として使用することができる。

本発明の目的はチャンネルプレートの堆積体を堅固な機
械的構体として構成し、機械的及び電気的動作を安定化
した堆積体を提供するにある。

本発明は、電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートを
直列に接着するガラス・チャンネルプレート接着方法で
あって一方のチャンネルプレートのチャンネルが他方の
チャンネルプレートのチャンネルに散開するガラス・チ
ャンネルプレート接着方法において、互に接着すべきチ
ャンネルプレートの面にインジウムを被着するステップ
と、前記面を対抗配置し、かつチャンネルプレートの温
度を１３０℃及び３５０℃に上げる一方、前記面の間に
圧力を加えるステップとチャンネルプレートの温度を常
温に下げる一方、前記圧力を維持するステップとを含む
ことを特徴とする。従って、２つのチャンネルプレート
におけるチャンネルの開口の相対位置が永久的に確立さ
れ居中実構造が実現される。得られたチャンネルプレー
トの堆積体の外側面上に蒸着によりニクロム（Ｎｉｃｈ
ｒｏｍｅ　（商標名））電極を配設する。使用に当り外
側面の間に電位差を供給するので、典型的には堆積体の
各チャンネルプレートに約１０００ボルトの電圧が供給
される。

２つのチャンネルプレートの間において導電性である接
着層は各チャンネルプレート接合部において等電位面を
確立するように作動し、従ってチャンネルに沿って電位
勾配を確立する。

本発明方法は、インジウム被着を、真空における加熱さ
れたインジウム源からの蒸着によって行うことを特徴と
する。インジウムはチャンネル上にはフェースプレート
に対し成る角度、例えば、４５度において蒸着して、イ
ンジウムが各チャンネルにおいて１チヤンネルの直径周
囲に入り込むようにすると好適である。蒸着に当りチャ
ンネルプレートをそれ自体の面内で回転させることによ
り、各チャンネル端部周囲でのインジウムの均等な入り
込みが達成される。従って各チャンネルに対する高信顧
度の電気接続が行われる。

代案として本発明方法は、インジウム被着を、インジウ
ムターゲットからのプラズマスパッタリングによって行
うことを特徴とする。

また本発明方法は、隣接チャンネルプレートを分離する
ため隣接チャンネルプレート間にリングスペーサを配設
し、リングスペーサの面にインジウムを被着しかつ前記
チャンネルプレートのリムに接着することを特徴とする
。分離の効果は電子が一方のチャンネルプレートから生
じた後他方のチャンネルプレートに供給されるのが改善
され、分離ギャップにおける電子の成る程度の拡散を可
能ならしめることである。

チャンネルプレートリムは接着を改善するため中実ガラ
スとすることができる。スペーサは金属又は絶縁体とし
て、リングスペーサによって形成されるギャップ間に電
位差を確立するようにできる。リングスペーサの厚さは
チャンネル数個分の直径程度にすることができる。

本発明方法により互に接着された電子増倍器用ガラス・
チャンネルプレートは、粒子計数装置、光子計数装置、
又はディスプレイラスクを増強するためチャンネルプレ
ートを用いる画像ディスプレイ陰極線管において発生し
た電子流を増強するのに使用できる。

以下図面につ酋本発明の詳細な説明する。

第１図には接着（ボンディング）するよう作成された２
つのガラスチャンネルプレートの面６及び７の断面図を
示す。チャンネルプレート１は、例えば、１００　ａｍ
の直径を有するチャンネル２を具える。本例ではチャン
ネルのピッチは１０８μｍであり、チャンネルは行及び
列方向における矩形アレイの形態に堆積される。従って
第１図は４つの隣接チャンネルから成る各方形アレイ間
の大きい島部（ランド（ｌａｎｄ））を示してはいない
。チャンネルプレートはガラス棒の堆積体を溶融するこ
とによって作製し、各ガラス棒はコアガラスと周囲クラ
ッドガラスとを有する。コアガラスには、クラッドガラ
スが耐性を有するエツチング剤を用いてエツチングを施
す。クラッドガラスは酸化鉛（ＰｂＯ）と少ないパーセ
ント量の酸化ビスマス（Ｂｉｔ（ｈ）とを含み、これに
はチャンネルプレート作成中の適当な段階において水素
還元処理を施す。これにより、英国特許第１１６８４１
５号明細書に記載された如く、各チャンネルの内壁上に
抵抗相が発生する。

この抵抗相により、端面間に電位差を供給した場合各チ
ャンネルに沿って電位勾配が確立されるので、２次電子
増倍のための連続的ダイノードが形成される。

図示の如くチャンネル壁部３上にはインジウムの蒸着相
４がチャンネル内に入り込みかつ面６においてチャンネ
ル壁部の端部５を横切って延在する。蒸着は面６に対し
４５度の角度で表面から行われ、面６をその平面内にお
いて回転させるので、インジウムは１チヤンネルの直径
の周りにおいてチャンネル内に均等に入り込むこととな
る。インジウムの厚さは０．１及び２ミクロンの間であ
る。

代案としてインジウム層はインジウムターゲットからプ
ラズマスパッタリングによって被着することもでき、こ
れによってもチャンネル内への均等な入り込みが得られ
る。

本例では第２のチャンネルプレート８が２５ミクロンの
直径及び３６ミクロンのピッチを有するチャンネルを具
え、このチャンネルプレートにおけるチャンネルも行及
び列方向における矩形アレイの形態に堆積される。面７
には、面６への蒸着と同一態様において、１ミクロンの
インジウム層ｌＯを蒸着し、１チヤンネルの直径の周り
においてチャンネル内に入り込ませる。

面６及び７を合体して接着する場合、接合されるのは各
面の僅かな区域である。両面間の接触は、チャンネル壁
部端部間の接触、又は４つの隣接する列から成る各方形
アレイ間のガラスの高部及び他の高部もしくはチャンネ
ル壁部端部の間の接触に制限される。

面６及び７は水平面において合体され、画面間には重量
物によって圧力を加える。両方のチャンネルプレートは
１３０度及び３５０度の間の接着温度に加熱することに
より溶着され、加圧状態のもとて数時間にわたりこの温
度に維持される。３５０　’Ｃの接着温度に対しては直
径３６ｍｍのチャンネルプレートに対する加圧重量は数
キログラムであり、１３０℃の接着温度に対しては同一
寸法のチャンネルプレートに対する加圧重量は約１０〜
３０キログラムである。次いで溶着されたチャンネルプ
レートを加圧状態のまま常温に冷却し、真空室へ移送す
る。

堆積体の外側面にニクロム（Ｎｉｃｈｒｏｍｅ　（商標
名））を蒸着し、蒸着源は面に対し４５度の方向とし、
堆積体を回転させて各チャンネルに電極層が均等に入り
込むようにする。次いで、完成した堆積体を、電子流動
ガンを使用する取外し可能な真空リグにおいてテストし
、堆積体の入力面（本例では直径の大きい方のチャンネ
ル）は電子入力を供給し、出力面から１ｍｍの位置に発
光スクリーンを配置して出力面の画像を発生させるよう
にする。接着された堆積体は、後での取扱においてチャ
ンネルプレートの相対位置に擾乱が住じないという知識
により品質管理を適用できるという利点がある。

なお、チャンネルのピッチが堆積体の２つのチャンネル
プレートにおいて等しい場合には、２つのチャンネルプ
レートにおけるチャンネルのアラインメントは不可能で
あり、チャンネルプレートを横切ってチャンネルピッチ
が僅かに変化するのを避けることができない。多くの場
合において第１チヤンネルプレートのチャンネルの方が
第２チヤンネルプレートのチャンネルより多くの電子を
供給する。

ある種の用途においては堆積体における隣接するチャン
ネルプレートは接触させると好適である。

この場合には接着すべきプレート面の区域の全体にイン
ジウムを被着する。しかし他の用途においては隣接チャ
ンネルプレート間にギャップを設けると好適である。こ
れに対しては隣接するチャネルプレート間に薄いリング
スペーサ又は介挿部材を配設してギャップを形成するよ
うにすることができる。スペーサは、チャンネルプレー
ト間において電気的絶縁が要求される場合には石英、ガ
ラスもしくはセラミックの如き絶縁体とし、又はステン
レススチールの如き導体とする。いずれの場合において
もスペーサを、スペーサ及びチャンネルプレート面上の
インジウム層を介しチャンネルプレートに接着すること
ができる。リングスペーサ内の露出面には接着インジウ
ムと接触する金属を電極として配設して、面電極への電
気接続を可能ならしめるようにする。第２図は絶縁リン
グスペーサ１１と共に互に接着した２つのチャンネルプ
レートを示す。スペーサ１１の厚さは５０〜２００　ミ
クロンにすることができる。スペーサの両面には、チャ
ンネルプレート面の対向部分と同様にインジウムを被着
する。リングスペーサ内のチャンネルプレート面の部分
には、インジウム被膜と、第１図につき上述した態様で
互に接着されたチャンネルプレートおよびスペーサの組
立てられた堆積体とに接触する金属を電着する。スペー
サ及び各チャンネルプレート間の接合部には、電気接続
タブ２３及び２５を有する適当なインジウム被着介挿部
材を設け、これから端子２１及び２２を引出す。

一つのチャンネルから生ずる電子流の拡散により第２の
プレートにおけるチャンネルに入る電子の部分が増大す
る。機械的強度の改善のためには、チャンネルプレート
のリムを中実ガラスとし、これにスペーサを接着するよ
うにすることができる。

プレート間の電気的絶縁が必要でない場合にはスペーサ
は金属で構成できる。第２図に示した如き絶縁スペーサ
の場合には、チャンネルプレートの２つの対向面に電位
を確立して第１のチャンネルプレートから生ずる電子を
加速するようにすることができる。第２のチャンネルプ
レートのチャンネル端部即ち高部に衝突すると、２次電
子が発生し、その一部が第２のチャンネルプレートのチ
ャンネルに引込まれ、チャンネルプレート間の電子結合
が改善される。粒子又は光子計数の用途に対しては、入
力チャンネルプレートにおける単一点源事象（単一点ソ
ース・イベント）に起因する最終チャンネルプレートの
チャンネルにおける電流の広がりにより、当該事象の位
置のコンピュータ局所化（ロー力うイゼーション）が可
能となり、従って元の事象の分析の一部が復旧される。

代案として対向面の間に２００〜３００ポルトの逆バイ
アスを供給できる。これは第１のチャンネルプレートか
ら生ずる低速電子を除去する効果を有し、かつある種の
用途における映像劣化を低減させる。

第３図は３つのチャンネルプレートの接着された堆積体
を具える光子計数装置を示す。真空容器１４の透明入力
窓１３の内側にホトカソード１２を設ける。３つのチャ
ンネルプレートの堆積体１６の入力面１７をホトカソー
ド１２の近くに配設し、出力面１９の近くに発光スクリ
ーン・アノード１８を配設する。

堆積体の隣接するチャンネルプレートは互にある角度を
成すチャンネルを有し、本例ではこれらの３つのチャン
ネルプレートは、個々の光子を検出できるような十分に
高い利得で作動させる光子計数装置における光学及びイ
オン帰還を一層低減させるのに使用される。典型的な作
動ではホトカソード１２及び入力面１７間に１０００ボ
ルトを供給し、接着された堆積体の両端間に２０００〜
３０００ボルトを供給し、アノード１８及び出力面１９
間に５０００ボルトを供給する。アノード１８を図示し
ない逼像装置上に結像させ、そのビデオ波形をコンピュ
ータにより分析して光子現象を検出できる。粒子計数装
置は、ホトカソードを設けず、かつ粒子を入力面１７に
直接入射させて２次電子を発生させ、この２次電子を堆
積体のチャンネル内に導入し、走行させることを除き、
第３図と極めて類似している。地球衛星用の用途におい
ては真空容器は必要ない。その場合宇宙空間からの粒子
は入力面に直接入射する。

第４図は本発明を、英国特許明細書第２１０３９６Ａ号
に開示さた形式の薄形ディスプレイ陰極線管に適用した
例を示す。低電圧、小電流電子ビー４１を電子銃２６に
よって発生させ、分割器４０及び容器の後壁４３間に確
立される無電界領域を介し上方へ走行させる。分割器４
０及び後壁４３間に水平（ライン）偏向装置４２を設け
る。分割器４０は容器の全高さまでは延設せず、この延
設されない空所においては電子ビームを、電子銃２６の
最終アノード電圧、例えば、４００ボルトに対し低い電
圧、例えば、ゼロボルトである樋状電極４４を用いて１
８０度にわたり反射させる。電子ビーム４１は分割器４
０及びガラス・チャンネルプレート電子増倍器２０間の
軌跡に追随するので、電子ビームは分割器４０上に配設
した多数のほぼ平行な電極４６間に発生する電界により
電子増倍器２０の方に偏向される。電流増倍後、電子増
倍器の各チャンネルを離脱した電子ビームは加速電界の
作用を受け、容器の透明フェースプレート４５に配設し
た陰極発光スクリーン２４から所要の光出力を発生する
。

電子増倍器２０は直列に接着した２′つのチャンネルプ
レート５０及び５１を有するガラス・マトリックス・チ
ャンネルプレート電子増倍器を具える。チャンネルプレ
ート５０及び５１の直径は典型的には、第１図につき説
明したチャンネルプレート１及び８の直径とする。電子
増倍器２０の入力側には実際上連続した導電フィルム４
８を配設する。

作動に当り導電フィルム４８は電子銃２６の最終アノー
ドの電圧、例えば、４００ボルトとし、電極４６に供給
する電圧を適切に調整して反発電界を発生させてビーム
を電子増倍器の方に偏向させ、この偏向電界は電極２６
の各々における電圧を特定の時間順序でゼロボルトから
４００ボルトに増大することによって形成される。チャ
ンネルプレート堆積体の両端間に２０００ボルトを供給
し、かつこの堆積体及びスクリーン２４間に３０００ボ
ルトを供給してスクリーン２４上に増強されたラスタを
発生させる。

以上の説明から当業者には他の変形例が可能であること
は明らかである。かかる変形には、チャンネルプレート
電子増倍器並びにその部品の設計、製造及び使用におい
て既知であり、かつ上に述べた特長に代るか又は付加し
て使用できる他の特長が包含される。本願の特許請求の
範囲には本願発明を特定の組合せにつき列挙したが、本
願はかかる組合せに限定されるものではなく、他の種々
の新規な組合せがあり得ることは当業者であれば明らか
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は互に接着すべき２つのチャンネルプレートの面
を拡大して示す断面図、 第２図は絶縁スペーサを介して互に接着された２つのチ
ャンネルプレートの断面図、 第３図は接着したチャンネルプレートの堆積体を使用す
る光子計数装置の断面図、 第４図は接着したチャンネルプレートの堆積体をラスタ
増強装置として使用する画像ディスプレイ陰極線管の断
面図である。 １・・・チャンネルプレート ２・・・チャンネル　　　　３・・・チャンネル壁部４
・・・インジウム蒸着層　５・・・端部６．７・・・面
　　　　　　８・・・チャンネルプレート９・・・チャ
ンネル　　　　１０・・・インジウム層１１・・・絶縁
リングスペーサ １２・・・ホトカソード　　　１３・・・透明入力窓１
４・・・真空容器　　　　　１６・・・堆積体１７・・
・入力面 １８・・・発光スクリーン・アノード １９・・・出力面　　　　　　２０・・・電子増倍器２
１、２２・・・端子　　　　　２３・・・電気接続タブ
２４・・・陰極発光スクリーン ２５・・・電気接続タブ　　　２６・・・電子銃４０・
・・分割器　　　　　　４１・・・電子ビーム４２・・
・水平偏向装置　　　４３・・・後壁４４・・・樋状電
極　　　　　４５・・・透明フェースプレート４６・・
・電極４８・・・導電フィルム５０、５１・・・チャン
ネルプレート 特許　出　願人　　エヌ・ベー・フィリップス・フルー
イランペンフアプリケニ

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートを直列に
   接着するガラス・チャンネルプレート接着方法であって
   、一方のチャンネルプレートのチャンネルが他方のチャ
   ンネルプレートのチャンネルに散開するガラス・チャン
   ネルプレート接着方法において、互に接着すべきチャン
   ネルプレートの面にインジウムを被着するステップと、
   前記面を対抗配置し、かつチャンネルプレートの温度を
   １３０℃及び３５０℃に上げる一方、前記面の間に圧力
   を加えるステップとチャンネルプレートの温度を常温に
   下げる一方、前記圧力を維持するステップとを含むこと
   を特徴とするガラス・チャンネルプレート接着方法。 ２、インジウム被着を、真空における加熱されたインジ
   ウム源からの蒸着によって行うことを特徴とする請求項
   １に記載の方法。 ３、インジウム被着を、インジウムターゲットからのプ
   ラズマスパッタリングによって行うことを特徴とする請
   求項１に記載の方法。 ４、隣接チャンネルプレートを分離するため隣接チャン
   ネルプレート間にリングスペーサを配設し、リングスペ
   ーサの面にインジウムを被着しかつ前記チャンネルプレ
   ートのリムに接着することを特徴とする請求項１〜３の
   いずれかに記載の方法。 ５、チャンネルプレート・リムが中実ガラスであること
   を特徴とする請求項４に記載の方法。 ６、リングスペーサが絶縁体であり、リングスペーサ内
   のチャンネルプレート面に、インジウムと接触する金属
   を電極として配設し、対向するチャンネルプレート面の
   電極に個別に電気結線を施すことを特徴とする請求項４
   又は５に記載の方法。 ７、リングスペーサが金属である請求項４又は５項に記
   載の方法。 ８、請求項１〜７のいずれかに記載の方法により互に接
   着された電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートの堆
   積体。 ９、電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートの堆積体
   と、堆積体の端面上に配設されかつ電位差を供給される
   ことができる導電性電極と、前記チャンネルプレートか
   ら生ずる電子を集めるため堆積体の出力端面に隣接する
   アノードと、計数すべき粒子を堆積体の入力端面に指向
   させる手段とを具える粒子計数装置において、前記ガラ
   ス・チャンネルプレートの堆積体を、請求項１〜７のい
   ずれかに記載の方法によって互に接着するよう構成した
   ことを特徴とする粒子計数装置。 １０、電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートの堆積
   体と、堆積体の端面上に配設されかつ電位差を供給され
   ることができる導電性電極と、前記チャンネルプレート
   から生ずる電子を集めるため堆積体の出力端面に隣接す
   るアノードと、堆積体の入力端面に隣接するホトカソー
   ドとを具え、ホトカソードに入射する光子に応答して前
   記入力端面に電子を供給する光子計数装置において、前
   記ガラス・チャンネルプレートの堆積体を、請求項１〜
   ７のいずれかに記載の方法によって互に接着するよう構
   成したことを特徴とする光子計数装置。 １１、電子増倍器用ガラス・チャンネルプレートと、前
   記チャンネルプレートの入力端面及び出力端面上に配設
   されかつ電位差を供給されることができる導電性電極と
   、前記入力端面を横切って電子ビームの走査を行って画
   像ラスタを発生させる手段と、前記出力端面に隣接しか
   つ増倍された電子画像ラスタを供給される発光スクリー
   ンとを具える画像ディスプレイ陰極線管において、電子
   増倍器用ガラス・チャンネルプレートが請求項１〜７の
   いずれかに記載の方法によって互に接着された増倍プレ
   ートの堆積体を具えたことを特徴とする画像ディスプレ
   イ陰極線管。