JPH0251212B2

JPH0251212B2 -

Info

Publication number: JPH0251212B2
Application number: JP56106332A
Authority: JP
Inventors: Jooji Kunatsupu Aran; Washinton Dereku
Original assignee: Koninklijke Philips Electronics NV
Current assignee: Koninklijke Philips NV
Priority date: 1980-07-09
Filing date: 1981-07-09
Publication date: 1990-11-06
Also published as: GB2080016A; JPS5746458A; US4422005A; DE3163200D1; EP0043629B1; EP0043629A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は電子倍増器、特にチヤンネル・プレー
ト形の電子増倍器に関するものである。本発明は
電子結像管用のチヤンネル・プレート形電子増倍
器に使用することができる。更に本発明はかかる
チヤンネル・プレート形電子増倍器用の担体板の
製造方法に関するものである。

ここに云う“チヤンネル・プレート”とは互に
絶縁した導電板製のダイノードの堆積体を具え、
この堆積体を横切つて貫通する極めて多数のチヤ
ンネルを有し、各チヤンネルがダイノードにおけ
る整列配置された孔から成り、しかもかかる孔の
壁部が２次電子を放射できる２次電子放射電子増
倍装置として定義される。使用に当りダイノード
には入力端から出力端へ向つて値の漸増する正電
圧を供給する。チヤンネルにおいては入力ダイノ
ードの孔の壁部に入射する電子により数の増大し
た２次電子が生じ、この２次電子が同じチヤンネ
ルにおいて一層高い正電圧を供給された次位ダイ
ノードの孔の壁部に入射して一層多数の２次電子
を放射させる。この過程が各チヤンネルの全長に
わたり逐次遂行され、入力電子流にほぼ比例する
極めて増大された出力電子流が得られる。かかる
チヤンネル・プレート形電子増倍器およびその製
造方法は英国特許第1434053号明細書に記載され
ている。

チヤンネル・プレート形電子増倍器は、陰極線
管の電子ビームのラスタ走査によつて供給される
電子映像の増強、または電子映像としてチヤンネ
ル・プレートの入力面に供給される光電子を励起
する発光映像を受光するホトカソードによつて供
給される電子映像の増強に使用することができ
る。これらのいずれの場合においても電子はチヤ
ンネル・プレートの第１、即ち入力ダイノードの
チヤンネル間における入力面の平坦部分に当たつ
て２次電子を励起し、これらの２次電子は、その
放射エネルギーおよび方向によりチヤンネル・プ
レート前方の空所内において、２次電子を元の発
生点から遠く離れたチヤンネル内へと運ぶ軌跡を
辿る。その場合、各チヤンネルがもとの入力電子
密度に比例する入力電子以外に、そのチヤンネル
から或る距離離れた範囲にわたる複数チヤンネル
の入口以外の前記平坦部にて放射された２次電子
を受け取ることにより、映像のコントラストおよ
び精細度が劣化する。

導電板製ダイノードは、アルミニウム・マグネ
シウムまたは銅ベリリウムの如き合金から製造
し、該合金を酸素雰囲気中において過熱すること
により活性化してダイノードの表面全体が高い２
次電子放射係数を有するようにすることができ
る。この場合入力面はコントラストを劣化させる
に至る不当に高い２次放射面となる。ダイノード
を例えば２次電子放射係数が４または５となるク
ライオライト（cryolite）を被着した鋼板で製造
することもできるが、この場合においても、クラ
イオライトの被着を孔の内側に限定することは実
効不可能であり、入力面が同様に不当に高い２次
電子放射係数を有することとなる。

チヤンネルを互に一層近づけて入力面における
隣接する孔間の平坦面を最小にすることによる解
決策は多くの理由のために充分ではない。第１の
理由は、金属の領域に対する孔の領域の比率が増
大し、個々のダイノードが脆弱になり、チヤンネ
ル・プレートの製造に当り取り扱いが難かしくな
ることである。第２の理由は、最も容易に製造で
きるチヤンネルは円形断面を有するから、チヤン
ネル相互の間隔を最小にしても、チヤンネル相互
間の平坦領域は除去できないことである。更に次
の理由は、チヤンネル・プレート形電子増倍器の
用途としては、増倍器出力端においてカラー選択
が行われるカラー表示装置での使用が重要である
ことである。その場合には、例えば、ダイノード
堆積体の出力面上に１対の選択電極を配置し、各
選択電極は規則的に離間した導電細条で構成し、
これらの導電細条を直線条に配設されたチヤンネ
ルおよびスクリーン上の直線上に配設された蛍光
体と位置合わせして配置するようにする。前記２
個の選択電極は交さ指状電極とし、かつこれら電
極に電圧を供給して各チヤンネルの出力ビームを
選択された蛍光体上へ偏向させるようにする。か
かるカラー選択装置が英国特許第1458909号明細
書に記載されているが、これにおいてはチヤンネ
ル間の間隔を小さくしているのでカラー選択電極
用のスペースが著しく小さくなり、かつこれに対
応してスクリーン上の蛍光細条またはドツトパタ
ーンのためのスペースも著しく小さくなる。

本発明の目的は、不所望の２次電子放射を低減
することによりコントラストおよび精細度の上記
劣化を軽減することにあり、この目的のため本発
明によれば、互に絶縁した導電板製ダイノードの
堆積体を具え、チヤンネルが該堆積体を横切つて
貫通し、これらの各チヤンネルがダイノードにお
ける整列孔から成り、各チヤンネルの内壁が二次
電子放射面を有しているチヤンネル・プレート形
の電子増倍器において、入力ダイノードの孔以外
の外側表面上に二次電子放射係数が2.0以下の頂
部層を設けたことを特徴とする。

上記頂部層の２次電子放射係数が小さくなる
程、コントラストの改善度が向上するのであつ
て、その頂部層の２次電子放射係数を２以下とす
る場合に十分な改善が得られることを確かめた。
しかし２次電子放射係数の小さい材料層を入力ダ
イノードの表面上に直接被着する場合に、同時に
孔の壁部に２次電子放射係数の大きい材料層を被
着するのは困難である。製造に際しては２次電子
放射係数の小さい材料がチヤンネルに入り込み、
その性能を劣化させるおそれが常に存在する。従
つて、２次電子放射係数の小さい材料を入力ダイ
ノードの外側表面に接触して配置した担体板上に
堆積し、担体板には入力ダイノードの孔と位置合
わせした孔を設けるようにするのが好適である。

電子装置においてその動作に妨害する２次電子
放射の抑制は当業者により長年にわたり研究が続
けられている事柄であり、これについては
Walter H.Kohl著“Handbook of Material
and Techniques for Vacuum Devces”、
Reinhold Publishing Corp.発行、Chapter 19.第
569〜571頁に記載されている。任意の光学的黒色
微細結晶質層の２次電子放射係数が円滑なコヒー
レント層の２次電子放射係数より遥かに小さいこ
とは既知である。黒鉛又はすすの形態のカーボン
は小さい２次電子放射係数を有するが、カーボン
粒子がチヤンネルに入るのを防止することが難し
いから、黒鉛およびすすは両方共チヤンネル・プ
レート形電子増倍器においては好ましくない。チ
ヤンネル・プレートを横切るチヤンネルのうち不
規則に数個のチヤンネルだけが劣化されても、結
像装置の場合許容できる増強像を得ることができ
なくなる。しかしカーボン担体上に電子ビーム蒸
着層として被着する場合には、強力に付着する高
密度カーボン層が得られる。カーボン層は化学的
蒸着法によつて被着することもできる。

図面につき本発明を説明する。

第１ａ図にはチヤンネル・プレート形電子増倍
器１の断面図において対を成す多数のダイノード
半部２で構成したダイノードを示す。ダイノード
における孔６は、前記英国特許第1434053号に記
載された如くダイノードの最適効率のため樽形に
する。ダイノード半部２における半樽形孔はエツ
チングによつて形成することができ、樽形の形状
に従う各テーパ付の半樽形孔の壁部には孔６に２
次電子多量放射層を形成する処理の一部に必要と
される蒸着層を被着することができる。それぞれ
対を成すダイノード半部２および穿孔したセパレ
ータ３の堆積体を構成するように組立てる。第１
ｂ図は第１ａ図の堆積体の出力ダイノード側から
みた正面図を示す。使用に際しては電位V₁，V₂，
V₃…V_oをダイノードに供給し、電位V₁は電位V_o
に対し正の最大電位とし、V₂は正の次位最大電
位とし、以下同様とする。これらの電位において
隣接する電位相互間の他は例えば300ボルトとす
る。電子増倍動作の際における電子の軌跡を符号
７で示す。

電位V_oが供給される第１ダイノード、即ち入
力ダイノードは、テーパ付の半樽形孔の大きな直
径を有する側が到来電子に対向する如く配置した
単一のダイノード半部で構成する。この入力ダイ
ノードに２次電子放射層を被着する場合、テーパ
付半樽形孔の壁部と同じく孔の入口以外の各孔間
の平坦面にも２次電子放射層が被着される。原理
的には、２次電子放射層の被着に当り、この平坦
面にマスキング処理を施すことができるが、この
マスキング過程を省けるようにすると電子増倍器
の製造が容易になる。しかしマスキング過程を除
くと、この平坦面が孔の壁部と同一と高い２次電
子放射係数を有することとなる。従つてこの平坦
面に当たる入力電子により多量の２次電子が発生
し、かかる２次電子はその初期エネルギーおよび
方向により入力ダイノードの前方空所へと移動す
る。入力ダイノードの直ぐ前の空所における静電
界は一般に弱い。従つて、入力ダイノードの平坦
面から放射された２次電子は、入力ダイノードを
横方向に横切る軌跡を辿つた後にしか入力ダイノ
ードに戻れない。その場合かかる２次電子はその
元の発生点から遠く離れたチヤンネルに入射する
ことになる。従つて、チヤンネル・プレートによ
つて伝送される電子映像のコントラストおよび精
細度は、各チヤンネルが元の入力電子密度に比例
する入力電子以外に、そのチヤンネルから或る距
離離れた範囲にわたる複数チヤンネルの入口以外
の前記平坦部にて放射された２次電子を受け取る
ことにより劣化する。

電子増倍器の動作中入力ダイノードの平坦面を
マスクし、かつこの平坦面の有効２次電子放射係
数をできるだけ低減させるために本発明では第１
即ち入力ダイノードの平坦面上に担体板４を配置
する。この担体板４は入力ダイノードの孔と位置
合わせされ、かつ入力ダイノードの入力開口を遮
らないよう配設した孔を有し、担体板４の固体部
分は入力ダイノードの平坦面のほぼすべてをマス
クするようにする。担体板４の外側表面には電子
ビーム蒸着によりカーボン層（頂部層）５を被着
する。かかるカーボン層は担体板４だけ存在する
状態でカーボン塊を真空中において電子ビーム衝
撃により極めて高い温度に過熱することによつて
形成する。この場合、カーボンは担体板４上に蒸
着されて、0.8〜1.3の２次電子放射係数を有する
粘着力の強い高密度カーボン層となる。このカー
ボン層は、その２次電子放射係数がすす、または
粉末黒鉛程には小さくないが、機械的にはこれら
すすまたは粉末黒鉛より遥かに強く、かつ例えば
半樽形孔の壁部上に使用される４〜５の範囲内の
２次電子放射係数を有するクライオライト
（cryolite）に比べ充分小さい２次電子放射係数
を有する。

２次電子放射率の低い材料層として斯様な担体
板を使用することにより、２次電子放射率の高い
材料の選択およびその被着方法と、２次電子放射
率の低い材料の選択およびその被着方法とを分け
ることができる利点が得られる。

担体板における孔はダイノード堆積体の入力表
面上全体にわたり入力ダイノードの孔と正確に位
置合わせすることが必要である。これを達成する
ためダイノード半部を担体板製造の出発点として
使用することができる。ダイノード半部自体は例
えば軟鋼板から製造し、この軟鋼板にマスター
（親材）から光化学的方法によりエツチングで適
切に孔を形成し、ダイノード堆積体における対応
する孔が互に合致するようにする。第２図は、２
次電子放射層を被着してない穿孔されたダイノー
ド半部２の直径の大きい開口を有する側を自己付
着性プラスチツク材料のフイルム８でマスクした
状態を示し、この状態からエツチングにより径の
小さい開口の直径を増大して上記大きい開口の直
径にほぼ等しく、その厚さを薄くする。次いでフ
イルム８を取外し、このフイルムにより形成した
担体板の片側の表面上に電子ビーム蒸着法により
カーボン層を被着する。

【図面の簡単な説明】

第１ａ図は本発明の電子増倍器の実施例の要部
断面図、第１ｂ図は第１ａ図の実施例の出力ダイ
ノード側からみた平面図、第２図は本発明の製造
方法の実施例を示す要部断面図である。１……チヤンネル・プレート形電子増倍器、２
……ダイノード半部、３……セパレータ、４……
担体板、５……カーボン層、６……孔、７……電
子の軌跡、８……マスク用フイルム。

Claims

【特許請求の範囲】１互に絶縁した導電板製ダイノードの堆積体を
具え、チヤンネルが該堆積体を横切つて貫通し、
これらの各チヤンネルがダイノードにおける整列
孔から成り、各チヤンネルの内壁が二次電子放射
面を有しているチヤンネル・プレート形の電子増
倍器において、入力ダイノードの孔以外の外側表
面上に二次電子放射係数が2.0以下の頂部層を設
けたことを特徴とするチヤンネル・プレート形電
子増倍器。２特許請求の範囲第１項記載のチヤンネル・プ
レート形電子増倍器において、前記入力ダイノー
ド以外の各ダイノードが互に接触した１対のダイ
ノード半部を具え、各ダイノード半部における孔
がダイノード半部の一側において他側におけるよ
り直径の大きい開口を有し、かつ各ダイノード対
において直径の大きい開口を互に対向させ、更に
入力ダイノードが直径の大きい開口を外部と対向
するよう配置した単一のダイノード半部を具える
ようにしたことを特徴とするチヤンネル・プレー
ト形電子増倍器。３特許請求の範囲第１または２項記載のチヤン
ネル・プレート形電子増倍器において、前記頂部
層を、入力ダイノードの外側表面と接触配置した
担体板上に被着し、該担体板の孔を入力ダイノー
ドの孔と位置合せしたことを特徴とするチヤンネ
ル・プレート形電子増倍器。４特許請求の範囲１，２または３項のいずれか
に記載のチヤンネル・プレート形電子増倍器にお
いて、前記頂部層をカーボン層としたことを特徴
とするチヤンネル・プレート形電子増倍器。５特許請求の範囲３および４項のいずれかに記
載のチヤンネル・プレート形電子増倍器におい
て、前記カーボン層を前記担体板上に電子ビーム
蒸着層として被着したことを特徴とするチヤンネ
ル・プレート形電子増倍器。６互に絶縁した導電板製ダイノードの堆積体を
具え、チヤンネルが該堆積体を横切つて貫通し、
これらの各チヤンネルがダイノードにおける整列
孔から成り、各チヤンネル内壁が二次電子放射面
を有しており、入力ダイノードの孔以外の外側表
面上に二次電子放射係数が2.0以下の頂部層を設
け、入力ダイノード以外の各ダイノードが互に接
触した１対のダイノード半部を具え、各ダイノー
ド半部における孔がダイノード半部の一側におい
て他側におけるより直径の大きい開口を有し、か
つ各ダイノード対において直径の大きい開口を互
に対向させ、更に入力ダイノードが直径の大きい
開口を外部と対向するよう配置した単一のダイノ
ード半部を具え、前記頂部層を、入力ダイノード
の外側表面と接触配置した担体板上に被着し、該
担体板の孔を入力ダイノードの孔と位置合せした
チヤンネル・プレート形電子増倍器に使用する前
記担体板を製造する方法において、当該方法が、
穿孔したダイノード半部の直径の大きい開口を有
する側の開口および平坦面をマスクする工程と、
前記マスク工程によるマスクをエツチングして直
径の小さい開口の直径を次第に大きくし前記大き
い開口の直径にほぼ等しくするエツチング工程
と、担体板の片側にカーボン層を被着する工程と
を含むことを特徴とするチヤンネル・プレート形
電子増倍器用担体板の製造方法。７特許請求の範囲第６項記載の製造方法におい
て、前記カーボン層を電子ビーム蒸着によつて被
着することを特徴とする製造方法。８特許請求の範囲第６項記載の製造方法におい
て、前記カーボン層を化学的蒸着によつて被着す
ることを特徴とする製造方法。９特許請求の範囲第６，７または８項のいずれ
かに記載の製造方法において、前記マスク工程
を、自己付着性材料の連続フイルムをダイノード
半部に被着することによつて行うことを特徴とす
る製造方法。