JP2001351509A - マイクロチャネルプレート - Google Patents
マイクロチャネルプレートInfo
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 耐候性に優れ、「反り」の発生を十分に抑制
可能なMCPを提供する。 【解決手段】 本発明によるMCP1は、細長い孔状の
チャネル7が複数設けられたプレート状のチャネルガラ
ス3の周囲に、外周ガラス5が配置されたものである。
このチャネルガラス3には、SiO2が35〜55%、Al2
O3が0〜5%、PbOが25〜46%、Σ(Li2O+Na2O+
K2O)が0.5〜10%、Σ(Rb2O+Cs2O)が0.1〜8
%、Σ(MgO+CaO+SrO+BaO)が0〜5%、Zr
O2が0.1〜7%、Bi2O3が0〜5%(以上全てwt%)、含ま
れている。このような組成により、チャネルガラス3に
十分なガラスネットワーク構造が形成される。またチャ
ネルガラス3の多孔質化を十分に抑止でき、水分の吸着
が抑えられる。それらの結果、高湿度環境下においても
「反り」等の経時変化の発生を十分に抑制できる。
可能なMCPを提供する。 【解決手段】 本発明によるMCP1は、細長い孔状の
チャネル7が複数設けられたプレート状のチャネルガラ
ス3の周囲に、外周ガラス5が配置されたものである。
このチャネルガラス3には、SiO2が35〜55%、Al2
O3が0〜5%、PbOが25〜46%、Σ(Li2O+Na2O+
K2O)が0.5〜10%、Σ(Rb2O+Cs2O)が0.1〜8
%、Σ(MgO+CaO+SrO+BaO)が0〜5%、Zr
O2が0.1〜7%、Bi2O3が0〜5%(以上全てwt%)、含ま
れている。このような組成により、チャネルガラス3に
十分なガラスネットワーク構造が形成される。またチャ
ネルガラス3の多孔質化を十分に抑止でき、水分の吸着
が抑えられる。それらの結果、高湿度環境下においても
「反り」等の経時変化の発生を十分に抑制できる。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロチャネル
プレートに関する。
プレートに関する。
【0002】
【従来の技術】マイクロチャネルプレート(Micro-chan
nel Plate;以下「MCP」と記す)は、極めて微細な
貫通孔が設けられ導電性を有するガラス部材が例えば数
百万本集束され、薄板状に成形されたものである。MC
Pにおいては、厚さ方向に沿って並置された各貫通孔
(チャネル)が独立した二次電子増倍器として機能し、
全体として二次元の電子増倍器が実現される。
nel Plate;以下「MCP」と記す)は、極めて微細な
貫通孔が設けられ導電性を有するガラス部材が例えば数
百万本集束され、薄板状に成形されたものである。MC
Pにおいては、厚さ方向に沿って並置された各貫通孔
(チャネル)が独立した二次電子増倍器として機能し、
全体として二次元の電子増倍器が実現される。
【0003】このような電子増倍器としてのMCPは、
電子、イオンをはじめ紫外線、真空紫外線、中性子線、
軟X線から硬X線等、検出対象が広範囲であること、小
型・軽量であること、しかも高利得性に優れた波高特性
等を有する。そして、これらの特徴により、画像増強管
(Image Intensifier;I.I)や質量分析装置等の種々
の電子装置に適用されており、極めて重要な構成部品の
一つとなっている。
電子、イオンをはじめ紫外線、真空紫外線、中性子線、
軟X線から硬X線等、検出対象が広範囲であること、小
型・軽量であること、しかも高利得性に優れた波高特性
等を有する。そして、これらの特徴により、画像増強管
(Image Intensifier;I.I)や質量分析装置等の種々
の電子装置に適用されており、極めて重要な構成部品の
一つとなっている。
【0004】また、MCPの機能及び機械特性等の物性
を向上させる観点からは、主材料であるガラス材料の組
成が重要なファクターと考えられており、各種の組成を
有するガラス材から成るMCPが提案されている。例え
ば、米国特許4112170号明細書には、マトリック
スガラス組成として、多種の組成が開示されている。
を向上させる観点からは、主材料であるガラス材料の組
成が重要なファクターと考えられており、各種の組成を
有するガラス材から成るMCPが提案されている。例え
ば、米国特許4112170号明細書には、マトリック
スガラス組成として、多種の組成が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところで、近年、MC
Pが適用される電子装置を用いる分野においては、従来
にも増して、高解像度化、高速応答性、高分解能等の諸
特性に対する更なる改善が求められている。これに対応
するため、MCPのチャネル径の縮小(一例として6μ
m以下)やチャネルピッチの短縮が切望されており、市
場動向も微細チャネル化へ向かう傾向が強まってきてい
る。
Pが適用される電子装置を用いる分野においては、従来
にも増して、高解像度化、高速応答性、高分解能等の諸
特性に対する更なる改善が求められている。これに対応
するため、MCPのチャネル径の縮小(一例として6μ
m以下)やチャネルピッチの短縮が切望されており、市
場動向も微細チャネル化へ向かう傾向が強まってきてい
る。
【0006】このような状況下、本発明者らは、従来の
ガラス組成を有するガラス部材を用いて公知の方法で微
細チャネルを有するMCPを製作し、その物性等を検討
した。より具体的には、上記の米国特許明細書中に記載
されたガラス組成でチャネル径4μm、厚さ0.2mm
のMCPを製作し、これに対して耐候性試験を実施し
た。その結果、従来のガラス組成を有するMCPは、経
時変化によって「反り」が生じ易く、この「反り」が進
行して「割れ」に至り易い傾向にあることを見出した。
こうなるとMCPの諸特性を維持できないという問題が
発生する。そして、現状では、この事象によってMCP
の微細チャネル化が制限されているのが実情である。
ガラス組成を有するガラス部材を用いて公知の方法で微
細チャネルを有するMCPを製作し、その物性等を検討
した。より具体的には、上記の米国特許明細書中に記載
されたガラス組成でチャネル径4μm、厚さ0.2mm
のMCPを製作し、これに対して耐候性試験を実施し
た。その結果、従来のガラス組成を有するMCPは、経
時変化によって「反り」が生じ易く、この「反り」が進
行して「割れ」に至り易い傾向にあることを見出した。
こうなるとMCPの諸特性を維持できないという問題が
発生する。そして、現状では、この事象によってMCP
の微細チャネル化が制限されているのが実情である。
【0007】そこで、本発明は、このような事情に鑑み
てなされたものであり、耐候性(耐環境性)に優れ、
「反り」の発生を十分に抑制可能なMCPを提供するこ
とを目的とする。
てなされたものであり、耐候性(耐環境性)に優れ、
「反り」の発生を十分に抑制可能なMCPを提供するこ
とを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上述した
知見に加えて、チャネルの縮径に伴いチャネル間の壁厚
が薄くなり、これによりMCPを構成するガラス基体自
体の強度が減少すること、また、これにより雰囲気中の
水分等の影響を受け易くなり「反り」が発生し易くなる
傾向にあることを見出した。また、上記課題を解決する
ために、これらの知見に基づいて鋭意研究を重ねた結
果、特定の成分処方でガラス基体を構成することによ
り、強度の向上を図り得ることを見出し、本発明に到達
した。
知見に加えて、チャネルの縮径に伴いチャネル間の壁厚
が薄くなり、これによりMCPを構成するガラス基体自
体の強度が減少すること、また、これにより雰囲気中の
水分等の影響を受け易くなり「反り」が発生し易くなる
傾向にあることを見出した。また、上記課題を解決する
ために、これらの知見に基づいて鋭意研究を重ねた結
果、特定の成分処方でガラス基体を構成することによ
り、強度の向上を図り得ることを見出し、本発明に到達
した。
【0009】すなわち、本発明によるMCPは、プレー
ト状を成すガラス基体にその厚み方向に沿って複数のチ
ャネルが設けられたものであって、チャネルの内径が1
〜6μmであり、ガラス基体が、SiO2 にPbO、ア
ルカリ金属酸化物及びZrO 2が含有されて成る組成物
より形成されたものであることを特徴とする。
ト状を成すガラス基体にその厚み方向に沿って複数のチ
ャネルが設けられたものであって、チャネルの内径が1
〜6μmであり、ガラス基体が、SiO2 にPbO、ア
ルカリ金属酸化物及びZrO 2が含有されて成る組成物
より形成されたものであることを特徴とする。
【0010】MCPの製造方法としては、例えばガラス
基体を構成する耐酸性ガラス管に酸可溶成分から成る芯
材を挿嵌し、これを融着且つ延伸した後、芯材を酸に溶
解させて除去することによりチャネルを形成させる方法
が挙げられる。この場合には、(1)融着時に芯材中の
金属イオンがガラス基材に移行する、(2)酸溶解時に
ガラス基材中の金属イオンが溶出する、といった現象が
生じ得る。こうなると、ガラス基体のシリカ構造のネッ
トワークが切断され、且つ、金属イオンが抜け出た部位
が空隙となって多孔質化が起り易く、ガラス基体の強度
が低下するおそれがある。
基体を構成する耐酸性ガラス管に酸可溶成分から成る芯
材を挿嵌し、これを融着且つ延伸した後、芯材を酸に溶
解させて除去することによりチャネルを形成させる方法
が挙げられる。この場合には、(1)融着時に芯材中の
金属イオンがガラス基材に移行する、(2)酸溶解時に
ガラス基材中の金属イオンが溶出する、といった現象が
生じ得る。こうなると、ガラス基体のシリカ構造のネッ
トワークが切断され、且つ、金属イオンが抜け出た部位
が空隙となって多孔質化が起り易く、ガラス基体の強度
が低下するおそれがある。
【0011】これに対し、ガラス基体が、SiO2 にP
bO、アルカリ金属酸化物及びZrO2が含有されて成
る組成物より形成されたものであると、ガラス基体への
金属イオンの出入が抑制される。これにより、ガラス基
体におけるシリカ構造の維持及び多孔質化の防止が図ら
れる。また、チャネル径(内径)が1〜6μmとされて
いるため、十分な電子増倍特性が得られると共に、チャ
ネル数を顕著に増大でき、高解像度化、高分解能等とい
った要求を十分に満足し得る。
bO、アルカリ金属酸化物及びZrO2が含有されて成
る組成物より形成されたものであると、ガラス基体への
金属イオンの出入が抑制される。これにより、ガラス基
体におけるシリカ構造の維持及び多孔質化の防止が図ら
れる。また、チャネル径(内径)が1〜6μmとされて
いるため、十分な電子増倍特性が得られると共に、チャ
ネル数を顕著に増大でき、高解像度化、高分解能等とい
った要求を十分に満足し得る。
【0012】或いは、本発明によるMCPは、プレート
状を成すガラス基体にその厚み方向に沿って複数のチャ
ネルが設けられたものであって、チャネルの内径が1〜
6μmであり、ガラス基体が下記に示す組成、すなわ
ち;SiO2 :35〜55wt%、Al2O3:0〜5w
t%、PbO :25〜46wt%、Σ(Li2O+Na
2O+K2O):0.5〜10wt%、Σ(Rb2O+Cs2
O):0.1〜8wt%、Σ(MgO+CaO+SrO+
BaO):0〜5wt%、ZrO2:0.1〜7wt
%、Bi2O3:0〜5wt%、に示す組成を有するもの
であることを特徴とする。ここで、wt%は重量%を示
し、本発明においては、実質的に「質量%」と等価であ
る(以下同様)。また、Σ( )は、括弧内に示す化学
式で表される各化合物の合計含有割合であることを示
す。
状を成すガラス基体にその厚み方向に沿って複数のチャ
ネルが設けられたものであって、チャネルの内径が1〜
6μmであり、ガラス基体が下記に示す組成、すなわ
ち;SiO2 :35〜55wt%、Al2O3:0〜5w
t%、PbO :25〜46wt%、Σ(Li2O+Na
2O+K2O):0.5〜10wt%、Σ(Rb2O+Cs2
O):0.1〜8wt%、Σ(MgO+CaO+SrO+
BaO):0〜5wt%、ZrO2:0.1〜7wt
%、Bi2O3:0〜5wt%、に示す組成を有するもの
であることを特徴とする。ここで、wt%は重量%を示
し、本発明においては、実質的に「質量%」と等価であ
る(以下同様)。また、Σ( )は、括弧内に示す化学
式で表される各化合物の合計含有割合であることを示
す。
【0013】このように構成されたMCPにおいては、
SiO2が上記の割合で含まれることにより、耐酸性が
高められる。また、PbOが上記含有割合を満足するこ
とにより、ガラス基体の強度を増大できる。さらに、S
iO2及びPbOが上記のような割合で含まれるので、
MCPのチャネル内面に適度な導電性を付与できる。ま
たさらに、Li2O、Na2O及びK2Oのうちいずれか
一つを含むことにより、ガラス基体の熱膨張係数及び粘
性を容易に且つ適度に調整可能である。
SiO2が上記の割合で含まれることにより、耐酸性が
高められる。また、PbOが上記含有割合を満足するこ
とにより、ガラス基体の強度を増大できる。さらに、S
iO2及びPbOが上記のような割合で含まれるので、
MCPのチャネル内面に適度な導電性を付与できる。ま
たさらに、Li2O、Na2O及びK2Oのうちいずれか
一つを含むことにより、ガラス基体の熱膨張係数及び粘
性を容易に且つ適度に調整可能である。
【0014】また、Rb2O及びCs2Oは、金属原子の
イオン半径が他のアルカリ金属に比して大きく、ガラス
における原子間距離が他のアルカリ酸化物より大きいた
めガラス基体中で移動し難い。この特性により利得の寿
命特性を伸ばすことができる。そして、ZrO2を上記
割合で含むことにより、ガラスとしての機能が損なわれ
ず(つまり、ガラスとしての実用に耐える)、しかも、
ガラス基体の硬度が十分に増大されると共に耐酸性を著
しく向上できる。
イオン半径が他のアルカリ金属に比して大きく、ガラス
における原子間距離が他のアルカリ酸化物より大きいた
めガラス基体中で移動し難い。この特性により利得の寿
命特性を伸ばすことができる。そして、ZrO2を上記
割合で含むことにより、ガラスとしての機能が損なわれ
ず(つまり、ガラスとしての実用に耐える)、しかも、
ガラス基体の硬度が十分に増大されると共に耐酸性を著
しく向上できる。
【0015】加えて、Al2O3を含む場合には、シリカ
の二次元又は三次元網目構造の中にAl2O3が導入され
てガラス構造の安定化が図られると共に、ガラス基体の
硬度を一層増加できる。さらに、アルカリ土類金属酸化
物(本発明ではMgO、CaO、SrO、BaO)を上
記割合で含有すると、二次電子放出比が増大される。さ
らに、Bi2O3を上記割合で添加するとMCPのチャネ
ル内面により良好な導電性を生じさせ得る。なお、Al
2O3、MgO、CaO、SrO、BaO及びBi2O
3は、必要に応じて添加されるものであり、ガラス基体
中に含まれなくても構わない。
の二次元又は三次元網目構造の中にAl2O3が導入され
てガラス構造の安定化が図られると共に、ガラス基体の
硬度を一層増加できる。さらに、アルカリ土類金属酸化
物(本発明ではMgO、CaO、SrO、BaO)を上
記割合で含有すると、二次電子放出比が増大される。さ
らに、Bi2O3を上記割合で添加するとMCPのチャネ
ル内面により良好な導電性を生じさせ得る。なお、Al
2O3、MgO、CaO、SrO、BaO及びBi2O
3は、必要に応じて添加されるものであり、ガラス基体
中に含まれなくても構わない。
【0016】また、各チャネルのガラス基体の厚み方向
に沿う中心軸の間隔(ピッチ)が1.2〜7.5μmで
あり、ガラス基体の厚さが0.05〜0.9mmである
と好適である。上述の如く、本発明のMCPはチャネル
径が1〜6μmとされており、この場合にチャネルピッ
チを1.2〜7.5μmとすることにより、チャネル構
造を維持しつつ開口割合を極めて増大できる。また、ガ
ラス基体の厚さを0.05〜0.9mmとすれば、機械
的な強度が担保されつつ、高利得が得られ、しかもノイ
ズが低減されてS/N比を向上できる。
に沿う中心軸の間隔(ピッチ)が1.2〜7.5μmで
あり、ガラス基体の厚さが0.05〜0.9mmである
と好適である。上述の如く、本発明のMCPはチャネル
径が1〜6μmとされており、この場合にチャネルピッ
チを1.2〜7.5μmとすることにより、チャネル構
造を維持しつつ開口割合を極めて増大できる。また、ガ
ラス基体の厚さを0.05〜0.9mmとすれば、機械
的な強度が担保されつつ、高利得が得られ、しかもノイ
ズが低減されてS/N比を向上できる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態について
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。図1は、本発明によるM
CPの一実施形態を模式的に示す斜視図であり、図2A
はその摸式平面図、図2Bは図2AにおけるB−B線断
面図である。
詳細に説明する。なお、同一の要素には同一の符号を付
し、重複する説明を省略する。図1は、本発明によるM
CPの一実施形態を模式的に示す斜視図であり、図2A
はその摸式平面図、図2Bは図2AにおけるB−B線断
面図である。
【0018】MCP1は、プレート状を成すチャネルガ
ラス3(ガラス基体)の周囲に外周ガラス5が接合され
たものである。なお、この外周ガラス5はなくてもよ
い。チャネルガラス3には、その厚み方向に沿って細長
い孔状のチャネル7が複数設けられている。また、個々
のチャネル7の少なくとも内壁面7aには、固有の抵抗
値を有するメタル層等の二次電子放出材料層が形成され
ており、これにより、各チャネル7は独立した二次電子
増倍器となっている。さらに、チャネルガラス3の両面
には、例えば、真空蒸着等によって形成された電極(図
示せず)が設けられている。
ラス3(ガラス基体)の周囲に外周ガラス5が接合され
たものである。なお、この外周ガラス5はなくてもよ
い。チャネルガラス3には、その厚み方向に沿って細長
い孔状のチャネル7が複数設けられている。また、個々
のチャネル7の少なくとも内壁面7aには、固有の抵抗
値を有するメタル層等の二次電子放出材料層が形成され
ており、これにより、各チャネル7は独立した二次電子
増倍器となっている。さらに、チャネルガラス3の両面
には、例えば、真空蒸着等によって形成された電極(図
示せず)が設けられている。
【0019】このようなMCP1において、電極間すな
わち各チャネル7の両端に電圧が印加されると、チャネ
ル7内に軸方向の電界が発生する。このとき、一方端か
らチャネル7内に電子が入射すると、入射電子は電界か
らエネルギーを付与され、チャネル7内壁に衝突して二
次電子を放出する。このような衝突が多数回繰り返さ
れ、電子が指数関数的に増大されることにより電子増倍
が行われる。
わち各チャネル7の両端に電圧が印加されると、チャネ
ル7内に軸方向の電界が発生する。このとき、一方端か
らチャネル7内に電子が入射すると、入射電子は電界か
らエネルギーを付与され、チャネル7内壁に衝突して二
次電子を放出する。このような衝突が多数回繰り返さ
れ、電子が指数関数的に増大されることにより電子増倍
が行われる。
【0020】より具体的な例として、例えば近接型イメ
ージインテンシファイアにMCP1を適用する場合に
は、薄膜状の光電陰極を有する入射窓がMCP1の前方
(光が入射する側)に配置され、MCP1の後方(電子
が出射される側)に蛍光体層等の発光部材層が配置され
てもよい。この場合、光電陰極と発光部材層との間に高
電圧が印加された状態で、電子増倍による入射光検出が
行われる。
ージインテンシファイアにMCP1を適用する場合に
は、薄膜状の光電陰極を有する入射窓がMCP1の前方
(光が入射する側)に配置され、MCP1の後方(電子
が出射される側)に蛍光体層等の発光部材層が配置され
てもよい。この場合、光電陰極と発光部材層との間に高
電圧が印加された状態で、電子増倍による入射光検出が
行われる。
【0021】また、MCP1を構成するチャネルガラス
3は、以下に示す組成を有している。すなわち; ・SiO2 :35〜55wt%、 ・Al2O3:0〜5wt%、 ・PbO :25〜46wt%、 ・Σ(Li2O+Na2O+K2O):0.5〜10wt
%、 ・Σ(Rb2O+Cs2O):0.1〜8wt%、 ・Σ(MgO+CaO+SrO+BaO):0〜5wt
%、 ・ZrO2:0.1〜7wt%、 ・Bi2O3:0〜5wt%、 とされている。
3は、以下に示す組成を有している。すなわち; ・SiO2 :35〜55wt%、 ・Al2O3:0〜5wt%、 ・PbO :25〜46wt%、 ・Σ(Li2O+Na2O+K2O):0.5〜10wt
%、 ・Σ(Rb2O+Cs2O):0.1〜8wt%、 ・Σ(MgO+CaO+SrO+BaO):0〜5wt
%、 ・ZrO2:0.1〜7wt%、 ・Bi2O3:0〜5wt%、 とされている。
【0022】ここで、SiO2の含有割合が35wt%
未満であると、チャネルガラス3の耐酸性が十分に高め
られない。一方、SiO2の割合が55wt%を超える
と、又は、PbOの含有割合が25wt%を下回ると、
MCP1のチャネル7の内壁面に適度な(適切な)導電
性が付与され難くなる傾向にある。これに対し、PbO
の含有割合が46wt%を上回ると、チャネルガラス3
の強度が顕著に低下する傾向にある。
未満であると、チャネルガラス3の耐酸性が十分に高め
られない。一方、SiO2の割合が55wt%を超える
と、又は、PbOの含有割合が25wt%を下回ると、
MCP1のチャネル7の内壁面に適度な(適切な)導電
性が付与され難くなる傾向にある。これに対し、PbO
の含有割合が46wt%を上回ると、チャネルガラス3
の強度が顕著に低下する傾向にある。
【0023】また、Li2O、Na2O及びK2Oのうち
少なくともいずれか一つの酸化物を構成成分として含む
ことにより、チャネルガラス3の熱膨張係数及び粘性を
容易に且つ適度に調整可能である。これらの合計含有割
合が0.5wt%未満であると、チャネルガラス3の熱
膨張係数及び粘性の調整が十分にできない傾向にある。
一方、これらの合計含有割合が10wt%を超えると、
熱膨張係数が大きくなり、また粘性が低下し、芯材ガラ
スとのマッチングが難しくなる不都合がある。
少なくともいずれか一つの酸化物を構成成分として含む
ことにより、チャネルガラス3の熱膨張係数及び粘性を
容易に且つ適度に調整可能である。これらの合計含有割
合が0.5wt%未満であると、チャネルガラス3の熱
膨張係数及び粘性の調整が十分にできない傾向にある。
一方、これらの合計含有割合が10wt%を超えると、
熱膨張係数が大きくなり、また粘性が低下し、芯材ガラ
スとのマッチングが難しくなる不都合がある。
【0024】また、Rb2O及びCs2Oは、金属原子の
イオン半径が他のアルカリ金属に比して大きく、ガラス
中における原子間距離が他のアルカリ酸化物(Li
2O、Na2O及びK2O)より大きい。よって、これら
はチャネルガラス3中で移動し難い。したがって、チャ
ネルガラス3がRb2O及び/又はCs2Oを含有するこ
とにより、MCP1の利得の寿命特性を改善できる。そ
して、これらの合計含有割合が0.1wt%未満である
と、利得寿命特性の十分な改善特性が認められないこと
がある。これに対し、これらの合計含有割合が8wt%
を超えると、含有量に応じた利得寿命特性の改善が得ら
れない、つまり効果が飽和する傾向にある。しかも材料
費が高価である。さらに、ダークノイズが増加してしま
う。
イオン半径が他のアルカリ金属に比して大きく、ガラス
中における原子間距離が他のアルカリ酸化物(Li
2O、Na2O及びK2O)より大きい。よって、これら
はチャネルガラス3中で移動し難い。したがって、チャ
ネルガラス3がRb2O及び/又はCs2Oを含有するこ
とにより、MCP1の利得の寿命特性を改善できる。そ
して、これらの合計含有割合が0.1wt%未満である
と、利得寿命特性の十分な改善特性が認められないこと
がある。これに対し、これらの合計含有割合が8wt%
を超えると、含有量に応じた利得寿命特性の改善が得ら
れない、つまり効果が飽和する傾向にある。しかも材料
費が高価である。さらに、ダークノイズが増加してしま
う。
【0025】さらに、ZrO2が添加されることによ
り、チャネルガラス3の硬度を格段に増大でき、しかも
チャネルガラス3の耐酸性を顕著に高めることができ
る。このZrO2の含有割合が0.1wt%を下回る
と、高度の増大効果が十分に得られない傾向にある。一
方、このZrO2の含有割合が7%を超えると、チャネ
ルガラス3のガラスとしての機能が損なわれてしまい実
用に耐えられないおそれがある。
り、チャネルガラス3の硬度を格段に増大でき、しかも
チャネルガラス3の耐酸性を顕著に高めることができ
る。このZrO2の含有割合が0.1wt%を下回る
と、高度の増大効果が十分に得られない傾向にある。一
方、このZrO2の含有割合が7%を超えると、チャネ
ルガラス3のガラスとしての機能が損なわれてしまい実
用に耐えられないおそれがある。
【0026】このように、チャネルガラス3が、SiO
2、PbO、及び、アルカリ金属酸化物に加えてZrO2
を上述したそれぞれの好適な割合で含有して成るので、
ガラス素材としての強度を格段に向上できる。よって、
チャネル7径を従来に比して縮小することによりチャネ
ル7間の壁厚が薄くなっても、十分な強度を有するチャ
ネルガラス3を得ることができる。
2、PbO、及び、アルカリ金属酸化物に加えてZrO2
を上述したそれぞれの好適な割合で含有して成るので、
ガラス素材としての強度を格段に向上できる。よって、
チャネル7径を従来に比して縮小することによりチャネ
ル7間の壁厚が薄くなっても、十分な強度を有するチャ
ネルガラス3を得ることができる。
【0027】また、耐酸性を顕著に向上できるので、後
述するエッチング処理においてチャネルガラス3が腐蝕
(腐食)されることを十分に防止できる。これにより、
チャネルガラス3の表層部や内部に生じるおそれがある
微細孔(多孔質部)を格段に軽減できる。その結果、こ
のような多孔質部の存在に起因するチャネルガラス3の
強度低下を有効に抑制できるので、「反り」や「割れ」
といった経時的な変化を一層抑えることが可能となる。
述するエッチング処理においてチャネルガラス3が腐蝕
(腐食)されることを十分に防止できる。これにより、
チャネルガラス3の表層部や内部に生じるおそれがある
微細孔(多孔質部)を格段に軽減できる。その結果、こ
のような多孔質部の存在に起因するチャネルガラス3の
強度低下を有効に抑制できるので、「反り」や「割れ」
といった経時的な変化を一層抑えることが可能となる。
【0028】またさらに、チャネルガラス3がAl2O3
を含むと、シリカ(SiO2)の二次元又は三次元網目
構造の中にAl2O3が導入されてガラス構造の安定化が
図られると共に、チャネルガラス3の硬度を一層増大で
きる。このAl2O3の含有割合が5wt%を超えると、
アルカリイオンの移動が容易になり、芯材溶解時の酸に
よるアルカリイオンの溶出が促進され、その溶出量が増
大するという不都合がある。さらにまた、上記のアルカ
リ土類金属の酸化物(MgO、CaO、SrO、Ba
O)のうちいずれか一つの酸化物が含有されると、二次
電子放出比が増大される。これらのアルカリ土類金属酸
化物の合計含有割合が5wt%を超えると、含有量に応
じた二次電子放出比が得られない、つまり効果が飽和す
る傾向にある。
を含むと、シリカ(SiO2)の二次元又は三次元網目
構造の中にAl2O3が導入されてガラス構造の安定化が
図られると共に、チャネルガラス3の硬度を一層増大で
きる。このAl2O3の含有割合が5wt%を超えると、
アルカリイオンの移動が容易になり、芯材溶解時の酸に
よるアルカリイオンの溶出が促進され、その溶出量が増
大するという不都合がある。さらにまた、上記のアルカ
リ土類金属の酸化物(MgO、CaO、SrO、Ba
O)のうちいずれか一つの酸化物が含有されると、二次
電子放出比が増大される。これらのアルカリ土類金属酸
化物の合計含有割合が5wt%を超えると、含有量に応
じた二次電子放出比が得られない、つまり効果が飽和す
る傾向にある。
【0029】加えて、Bi2O3を添加すると、チャネル
ガラス3に優れた導電性を生じさせることが可能とな
る。このBi2O3の含有割合が5wt%を超えると、M
CP1の抵抗が下がり過ぎ、電圧印加時に異常放電をお
こすおそれがある。
ガラス3に優れた導電性を生じさせることが可能とな
る。このBi2O3の含有割合が5wt%を超えると、M
CP1の抵抗が下がり過ぎ、電圧印加時に異常放電をお
こすおそれがある。
【0030】また、MCP1においては、チャネル7の
径(内径)は、1〜6μmとされている。このチャネル
7径が1μm未満であると、十分な電子増倍特性が得ら
れない傾向にある。一方、チャネル7径が6μmを超え
ると、従来のMCPと同程度のチャネル径となり、MC
Pが搭載された電子装置に対する高解像度化、高速応答
性、高分解能といった要求を十分に満足できない可能性
がある。
径(内径)は、1〜6μmとされている。このチャネル
7径が1μm未満であると、十分な電子増倍特性が得ら
れない傾向にある。一方、チャネル7径が6μmを超え
ると、従来のMCPと同程度のチャネル径となり、MC
Pが搭載された電子装置に対する高解像度化、高速応答
性、高分解能といった要求を十分に満足できない可能性
がある。
【0031】さらに、MCP1の厚さは、好ましくは
0.05〜0.9mm以下とされる。MCP1の厚さが
0.05mm未満であると、ガラス研磨限界未満とな
り、且つ、取り扱い時の僅かな衝撃等によって破損し易
くなるおそれがある。こうなると、製品としての使用に
耐え難くなる。
0.05〜0.9mm以下とされる。MCP1の厚さが
0.05mm未満であると、ガラス研磨限界未満とな
り、且つ、取り扱い時の僅かな衝撃等によって破損し易
くなるおそれがある。こうなると、製品としての使用に
耐え難くなる。
【0032】また、MCPの利得特性は、チャネル長L
とチャネル径dの比で定義される規格化長α=L/dの
影響を強く受けることが知られている。一般に、この規
格化長αを大きくすることにより高い利得が得られる。
しかし、規格化長αを大きくすると、チャネル内に存在
する残留ガスと増倍電子との衝突によってイオンフィー
ドバックが発生する。こうなると、ノイズが増大しS/
N感度(比)が低下する傾向にある。MCP1において
は、その厚さが0.9mmを超えると、利得の向上に比
してノイズの増大が顕著となってしまう傾向にある。M
CP1の厚さが0.9mmであり、チャネル7径が6μ
mの場合には、規格化長αが150となり、この値は、
通常、限界値と考えられている値に略相当する。
とチャネル径dの比で定義される規格化長α=L/dの
影響を強く受けることが知られている。一般に、この規
格化長αを大きくすることにより高い利得が得られる。
しかし、規格化長αを大きくすると、チャネル内に存在
する残留ガスと増倍電子との衝突によってイオンフィー
ドバックが発生する。こうなると、ノイズが増大しS/
N感度(比)が低下する傾向にある。MCP1において
は、その厚さが0.9mmを超えると、利得の向上に比
してノイズの増大が顕著となってしまう傾向にある。M
CP1の厚さが0.9mmであり、チャネル7径が6μ
mの場合には、規格化長αが150となり、この値は、
通常、限界値と考えられている値に略相当する。
【0033】またさらに、チャネル7のピッチは、好ま
しくは1.2〜7.5μmとされている。このピッチが
1.2μm未満の場合には、チャネル7径が1μmであ
ってもチャネル7間の隔壁が過度に薄くなり、構造上十
分な強度を維持できない傾向にある。一方、このピッチ
が7.5μmを超えると、構造上の強度は担保されるも
のの、高解像度化や高分解能といった要求を十分に満足
できる程にMCP1の特性を向上できない傾向にある。
しくは1.2〜7.5μmとされている。このピッチが
1.2μm未満の場合には、チャネル7径が1μmであ
ってもチャネル7間の隔壁が過度に薄くなり、構造上十
分な強度を維持できない傾向にある。一方、このピッチ
が7.5μmを超えると、構造上の強度は担保されるも
のの、高解像度化や高分解能といった要求を十分に満足
できる程にMCP1の特性を向上できない傾向にある。
【0034】以上のような構成のMCP1を製造する方
法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下に
示す方法を用いることができる。まず、芯材としての酸
可溶性を有するガラス棒を、上述したチャネルガラス3
の組成を有する耐酸性のガラス管に挿嵌し、両者を一体
的に加熱軟化させると同時に引き伸ばすことにより、そ
れらを融着させる。この操作により、酸可溶性ガラス芯
材を耐酸性ガラスで被覆した0.5〜0.7mmの二重
構造の素線を得る。ここで、酸可溶性を有するガラス棒
としては、例えば、B2O3−BaO−La2O3系ガラス
等を好ましく使用できる。
法は、特に限定されるものではないが、例えば、以下に
示す方法を用いることができる。まず、芯材としての酸
可溶性を有するガラス棒を、上述したチャネルガラス3
の組成を有する耐酸性のガラス管に挿嵌し、両者を一体
的に加熱軟化させると同時に引き伸ばすことにより、そ
れらを融着させる。この操作により、酸可溶性ガラス芯
材を耐酸性ガラスで被覆した0.5〜0.7mmの二重
構造の素線を得る。ここで、酸可溶性を有するガラス棒
としては、例えば、B2O3−BaO−La2O3系ガラス
等を好ましく使用できる。
【0035】次に、上記二重構造の素線を、例えば、約
103本平行に配列して六角柱状の型枠に収納し、これ
を500〜600℃に加熱して相互に融着させて各素線
間の空隙を消滅させる。それと共に引伸しを行って全体
径が0.5〜1.0mm程度とされた多重素線を得る。
103本平行に配列して六角柱状の型枠に収納し、これ
を500〜600℃に加熱して相互に融着させて各素線
間の空隙を消滅させる。それと共に引伸しを行って全体
径が0.5〜1.0mm程度とされた多重素線を得る。
【0036】次いで、その多重素線を更に型枠すなわち
外周ガラス5に例えば1000本収納し、再び500〜
600℃に過熱して多重素線同士を相互に融着させて空
隙を消滅させる。こうして、二重構造を有する極細ガラ
ス素線が、例えば106本平行に配列且つ相互に融着さ
れた多重素線群を形成せしめる。この外周ガラス5の素
材としては、チャネルガラス3と熱膨張係数及び熱的特
性が整合しているものであればよく、その材料組成は特
に限定されない。このような外周ガラス5を有すると、
MCP1の取り扱いが平易になる利点がある。また、M
CP1のハンドリングの際に、チャネルガラス3にキズ
やカケが生じることを有効に防止できる。このため、キ
ズやカケに起因するノイズの発生を抑制できる。
外周ガラス5に例えば1000本収納し、再び500〜
600℃に過熱して多重素線同士を相互に融着させて空
隙を消滅させる。こうして、二重構造を有する極細ガラ
ス素線が、例えば106本平行に配列且つ相互に融着さ
れた多重素線群を形成せしめる。この外周ガラス5の素
材としては、チャネルガラス3と熱膨張係数及び熱的特
性が整合しているものであればよく、その材料組成は特
に限定されない。このような外周ガラス5を有すると、
MCP1の取り扱いが平易になる利点がある。また、M
CP1のハンドリングの際に、チャネルガラス3にキズ
やカケが生じることを有効に防止できる。このため、キ
ズやカケに起因するノイズの発生を抑制できる。
【0037】それから、その多重素線群を、各素線と垂
直に又は所定の適当な角度でもって薄く切断し、その切
断面を研磨することにより、例えば厚さ1mm以下の板
状体とする(なお、図2Bには、適当な角度をもって切
断し研磨したものを示している)。そして、この板状体
を、適宜の酸溶液に数時間浸漬する。これにより、酸可
溶性ガラスから成るガラス芯材が優先的にエッチングさ
れて除去され、多数の微細な貫通孔つまりチャネル7が
形成される。次に、この貫通孔を有する板状体を水素ガ
ス雰囲気中に、例えば約400℃で数時間置くことによ
り、耐酸性ガラス(チャネルガラス3)中のPbOがH
2によって還元され、PbとH2Oとが生成する。このよ
うに生成されたPbによりチャネルガラス3の表面に導
電層が形成される。なお、Bi2O3を含む場合には、B
i2O3も還元されてBiとH2Oとが生じる。それか
ら、このチャネルガラス3の両面に真空蒸着等の方法で
電極を形成させMCP1を得る。なお、以上の製造工程
を実施する間に外周ガラス5を除去してもよい。また、
型枠は外周ガラスとならないものを使用しても構わな
い。
直に又は所定の適当な角度でもって薄く切断し、その切
断面を研磨することにより、例えば厚さ1mm以下の板
状体とする(なお、図2Bには、適当な角度をもって切
断し研磨したものを示している)。そして、この板状体
を、適宜の酸溶液に数時間浸漬する。これにより、酸可
溶性ガラスから成るガラス芯材が優先的にエッチングさ
れて除去され、多数の微細な貫通孔つまりチャネル7が
形成される。次に、この貫通孔を有する板状体を水素ガ
ス雰囲気中に、例えば約400℃で数時間置くことによ
り、耐酸性ガラス(チャネルガラス3)中のPbOがH
2によって還元され、PbとH2Oとが生成する。このよ
うに生成されたPbによりチャネルガラス3の表面に導
電層が形成される。なお、Bi2O3を含む場合には、B
i2O3も還元されてBiとH2Oとが生じる。それか
ら、このチャネルガラス3の両面に真空蒸着等の方法で
電極を形成させMCP1を得る。なお、以上の製造工程
を実施する間に外周ガラス5を除去してもよい。また、
型枠は外周ガラスとならないものを使用しても構わな
い。
【0038】ここで、上述したガラス芯材と耐酸性ガラ
スとの融着の際には、ガラス芯材中のバリウムイオン
(Ba2+)と、チャネルガラス3を形成するための耐酸
性ガラス中の鉛イオン(Pb2+)との間でイオン交換及
びそれらの拡散が起こり得る。その割合(頻度)は、耐
酸性ガラス中のPbOの含有量に応じて増減する。耐酸
性ガラス内に導入されたバリウムイオンは、その後のエ
ッチングによるガラス芯材の除去工程において酸溶液へ
溶出するため、チャネルガラス3のシリカ構造(シリケ
ート構造)を構成するネットワークの切断が引き起こさ
れる。こうなると、バリウムイオンが存在していた部位
が空隙となって、チャネルガラス3が多孔質状となって
しまい、強度が低下するおそれがある。ただし、作用は
これに限定されない。
スとの融着の際には、ガラス芯材中のバリウムイオン
(Ba2+)と、チャネルガラス3を形成するための耐酸
性ガラス中の鉛イオン(Pb2+)との間でイオン交換及
びそれらの拡散が起こり得る。その割合(頻度)は、耐
酸性ガラス中のPbOの含有量に応じて増減する。耐酸
性ガラス内に導入されたバリウムイオンは、その後のエ
ッチングによるガラス芯材の除去工程において酸溶液へ
溶出するため、チャネルガラス3のシリカ構造(シリケ
ート構造)を構成するネットワークの切断が引き起こさ
れる。こうなると、バリウムイオンが存在していた部位
が空隙となって、チャネルガラス3が多孔質状となって
しまい、強度が低下するおそれがある。ただし、作用は
これに限定されない。
【0039】これに対し、本発明によるMCP1では、
チャネルガラス3におけるSiO2の含量が上記の範囲
とされ、且つ、ZrO2が上記の含有割合で添加されて
いることにより、チャネルガラス3へのバリウムイオン
の侵入が十分に抑制される。よって、チャネルガラス3
におけるシリカ構造ネットワークの切断を有効に防止で
き、チャネルガラス3の多孔質化を抑えることが可能と
なる。その結果、チャネルガラス3の強度低下を十分に
抑止できる。
チャネルガラス3におけるSiO2の含量が上記の範囲
とされ、且つ、ZrO2が上記の含有割合で添加されて
いることにより、チャネルガラス3へのバリウムイオン
の侵入が十分に抑制される。よって、チャネルガラス3
におけるシリカ構造ネットワークの切断を有効に防止で
き、チャネルガラス3の多孔質化を抑えることが可能と
なる。その結果、チャネルガラス3の強度低下を十分に
抑止できる。
【0040】また、エッチングによってガラス芯材を除
去する工程においては、チャネルガラス3としての耐酸
性ガラスから鉛及びアルカリ金属が溶出する傾向にあ
る。この溶出量はそれらの含有量に略比例する。こうな
ると、鉛又はアルカリ金属が存在していた部位が空隙と
なって、チャネルガラス3がやはり多孔質状となってし
まい、強度が低下するおそれがある。ただし、作用はこ
れに限定されない。
去する工程においては、チャネルガラス3としての耐酸
性ガラスから鉛及びアルカリ金属が溶出する傾向にあ
る。この溶出量はそれらの含有量に略比例する。こうな
ると、鉛又はアルカリ金属が存在していた部位が空隙と
なって、チャネルガラス3がやはり多孔質状となってし
まい、強度が低下するおそれがある。ただし、作用はこ
れに限定されない。
【0041】これに対し、本発明によるMCP1では、
チャネルガラス3におけるSiO2の含量が上記の範囲
とされ、且つ、ZrO2が上記の含有割合で添加されて
いることにより、チャネルガラス3からのPb及びアル
カリ金属の溶出をも抑制できる。したがって、チャネル
ガラス3におけるシリカ構造ネットワークの切断を更に
防止でき、チャネルガラス3の多孔質化を一層抑えるこ
とが可能となる。その結果、チャネルガラス3の強度低
下を一層十分に防止できる。
チャネルガラス3におけるSiO2の含量が上記の範囲
とされ、且つ、ZrO2が上記の含有割合で添加されて
いることにより、チャネルガラス3からのPb及びアル
カリ金属の溶出をも抑制できる。したがって、チャネル
ガラス3におけるシリカ構造ネットワークの切断を更に
防止でき、チャネルガラス3の多孔質化を一層抑えるこ
とが可能となる。その結果、チャネルガラス3の強度低
下を一層十分に防止できる。
【0042】また、耐酸性ガラス中のPbOを還元する
工程においては、還元される層厚は数μm程度であるた
め、例えばチャネル7径が6μm以下の場合、隣設され
たチャネル7間の壁(例えば厚さ1.5μm以下)はす
べて還元される。これは、現実的な抵抗値を有する条件
下での還元前後の重量変化量がチャネルガラス3のPb
O中の酸素原子量と略同程度であることから確認でき
る。この場合、チャネルガラス3中のPbOの部位から
酸素が放出されることとなる。よって、この現象によっ
ても、チャネルガラス3のシリカ構造(シリケート構
造)を構成するネットワークが切断され、酸素原子が存
在していた部位が空隙となって多孔質化が引き起こされ
得る。ただし、作用はこれに限定されない。
工程においては、還元される層厚は数μm程度であるた
め、例えばチャネル7径が6μm以下の場合、隣設され
たチャネル7間の壁(例えば厚さ1.5μm以下)はす
べて還元される。これは、現実的な抵抗値を有する条件
下での還元前後の重量変化量がチャネルガラス3のPb
O中の酸素原子量と略同程度であることから確認でき
る。この場合、チャネルガラス3中のPbOの部位から
酸素が放出されることとなる。よって、この現象によっ
ても、チャネルガラス3のシリカ構造(シリケート構
造)を構成するネットワークが切断され、酸素原子が存
在していた部位が空隙となって多孔質化が引き起こされ
得る。ただし、作用はこれに限定されない。
【0043】これに対し、本発明によるMCP1では、
チャネルガラス3中のPbOの含有割合が上述の範囲と
されているので、シリカ構造のネットワークの切断を抑
制できる。その結果、チャネルガラス3の多孔質化を更
に一層抑えることが可能となる。これにより、チャネル
ガラス3の強度低下を更に防止できる利点がある。
チャネルガラス3中のPbOの含有割合が上述の範囲と
されているので、シリカ構造のネットワークの切断を抑
制できる。その結果、チャネルガラス3の多孔質化を更
に一層抑えることが可能となる。これにより、チャネル
ガラス3の強度低下を更に防止できる利点がある。
【0044】すなわち、本発明によるMCP1によれ
ば、(1)融着時においてイオン交換及び拡散によるチ
ャネルガラス3へのバリウムイオンの導入を低減でき、
(2)ガラス芯材をエッチングにより除去する際に、チ
ャネルガラス3からの鉛及びアルカリ金属の溶出を抑制
でき、(3)還元によって導電層を形成せしめる際に、
チャネルガラス3からの酸素の放出を低減できる、とい
った特に優れた効果が奏される。
ば、(1)融着時においてイオン交換及び拡散によるチ
ャネルガラス3へのバリウムイオンの導入を低減でき、
(2)ガラス芯材をエッチングにより除去する際に、チ
ャネルガラス3からの鉛及びアルカリ金属の溶出を抑制
でき、(3)還元によって導電層を形成せしめる際に、
チャネルガラス3からの酸素の放出を低減できる、とい
った特に優れた効果が奏される。
【0045】これらにより、上述したチャネルガラス3
の各構成成分によって奏される効果に加え、チャネルガ
ラス3の多孔質化を十分に抑止できる。よって、多孔質
化によりチャネルガラス3表面に生じるおそれのある微
細孔や凹凸を軽減でき、チャネルガラス3への水分の吸
着が抑えられる。したがって、水分の吸着に起因して発
生する応力が低減される。また、チャネルガラス3にお
けるシリカ構造のネットワークの切断又は断裂を十分に
防止できる。よって、MCP1周囲の雰囲気中に存在す
る水分等の影響を受け難くなり、高湿度環境下において
も「反り」や「割れ」といった経時変化の発生を十分に
抑制できる。
の各構成成分によって奏される効果に加え、チャネルガ
ラス3の多孔質化を十分に抑止できる。よって、多孔質
化によりチャネルガラス3表面に生じるおそれのある微
細孔や凹凸を軽減でき、チャネルガラス3への水分の吸
着が抑えられる。したがって、水分の吸着に起因して発
生する応力が低減される。また、チャネルガラス3にお
けるシリカ構造のネットワークの切断又は断裂を十分に
防止できる。よって、MCP1周囲の雰囲気中に存在す
る水分等の影響を受け難くなり、高湿度環境下において
も「反り」や「割れ」といった経時変化の発生を十分に
抑制できる。
【0046】
【実施例】以下、実施例により本発明を更に詳細に説明
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、以下において特に断らない限り、「%」は
重量基準つまり「wt%」を示す。
するが、本発明はこれらの実施例に限定されるものでは
ない。なお、以下において特に断らない限り、「%」は
重量基準つまり「wt%」を示す。
【0047】〈実施例1〉SiO2 42%、Al2O3
1%、PbO 42.5%、Li2O 1.5%、Na2O
2%、K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、Zr
O2 3%、Bi2O 3 3%の組成を有する耐酸性ガラス
材を用い、上述の実施形態において説明したのと同様な
製造方法により、MCPとしてのチャネルガラス3を製
作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス材のガラ
ス転移温度(Tg)は430℃であり、ガラス屈伏温度
(At)は485℃であり、熱膨張係数(α)は87.
7×10-7℃-1であり、抵抗値は1.1×1012Ω/□
(sq.)であった。
1%、PbO 42.5%、Li2O 1.5%、Na2O
2%、K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、Zr
O2 3%、Bi2O 3 3%の組成を有する耐酸性ガラス
材を用い、上述の実施形態において説明したのと同様な
製造方法により、MCPとしてのチャネルガラス3を製
作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス材のガラ
ス転移温度(Tg)は430℃であり、ガラス屈伏温度
(At)は485℃であり、熱膨張係数(α)は87.
7×10-7℃-1であり、抵抗値は1.1×1012Ω/□
(sq.)であった。
【0048】〈実施例2〉SiO2 43%、Al2O3
1%、PbO 42.5%、Li2O 1%、Na2O
2.5%、K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、
ZrO2 3%、Bi2O3 2%の組成を有する耐酸性ガ
ラス材を用い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチ
ャネルガラス3を製作した。このチャネルガラス3用耐
酸性ガラス材のガラス転移温度(Tg)は439℃であ
り、ガラス屈伏温度(At)は507℃であり、熱膨張
係数(α)は86.9×10-7℃-1であり、抵抗は4.
6×10 12Ω/□(sq.)であった。
1%、PbO 42.5%、Li2O 1%、Na2O
2.5%、K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、
ZrO2 3%、Bi2O3 2%の組成を有する耐酸性ガ
ラス材を用い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチ
ャネルガラス3を製作した。このチャネルガラス3用耐
酸性ガラス材のガラス転移温度(Tg)は439℃であ
り、ガラス屈伏温度(At)は507℃であり、熱膨張
係数(α)は86.9×10-7℃-1であり、抵抗は4.
6×10 12Ω/□(sq.)であった。
【0049】〈実施例3〉SiO2 42%、Al2O3
1%、PbO 44%、Li2O 1%、Na2O 2%、
K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、ZrO2 3
%、Bi2O3 2%の組成を有する耐酸性ガラス材を用
い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチャネルガラ
ス3を製作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス
材のガラス転移温度(Tg)は433℃であり、ガラス
屈伏温度(At)は496℃であり、熱膨張係数(α)
は85.6×10-7℃-1であり、抵抗は3.7×1012
Ω/□(sq.)であった。
1%、PbO 44%、Li2O 1%、Na2O 2%、
K2O 3%、Cs2O 1%、BaO 1%、ZrO2 3
%、Bi2O3 2%の組成を有する耐酸性ガラス材を用
い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチャネルガラ
ス3を製作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス
材のガラス転移温度(Tg)は433℃であり、ガラス
屈伏温度(At)は496℃であり、熱膨張係数(α)
は85.6×10-7℃-1であり、抵抗は3.7×1012
Ω/□(sq.)であった。
【0050】〈実施例4〉SiO2 41%、Al2O3
1%、PbO 45.5%、Li2O 0.5%、K 2O
5.5%、Cs2O 1%、CaO 2%、ZrO2 3
%、Bi2O3 3%の組成を有する耐酸性ガラス材を用
い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチャネルガラ
ス3を製作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス
材のガラス転移温度(Tg)は458℃であり、ガラス
屈伏温度(At)は520℃であり、熱膨張係数(α)
は86.4×10-7℃-1であり、抵抗は5.0×1012
Ω/□(sq.)であった。
1%、PbO 45.5%、Li2O 0.5%、K 2O
5.5%、Cs2O 1%、CaO 2%、ZrO2 3
%、Bi2O3 3%の組成を有する耐酸性ガラス材を用
い、実施例1と同様にしてMCPとしてのチャネルガラ
ス3を製作した。このチャネルガラス3用耐酸性ガラス
材のガラス転移温度(Tg)は458℃であり、ガラス
屈伏温度(At)は520℃であり、熱膨張係数(α)
は86.4×10-7℃-1であり、抵抗は5.0×1012
Ω/□(sq.)であった。
【0051】〈比較例1〉SiO2 39%、PbO 5
0.7%、K2O 5.3%、Rb2O 2.0%、BaO
2%の組成(米国特許第4112170号明細書中のT
ABLE Iに記載のGlass A の組成)を有するガラス材を用
い、公知の方法でMCPとしてのチャネルガラスを製作
した。
0.7%、K2O 5.3%、Rb2O 2.0%、BaO
2%の組成(米国特許第4112170号明細書中のT
ABLE Iに記載のGlass A の組成)を有するガラス材を用
い、公知の方法でMCPとしてのチャネルガラスを製作
した。
【0052】〈耐候性試験〉各実施例及び比較例1で製
作したMCPとしての円板状のチャネルガラス(チャネ
ル径4μm、厚さ0.2mm、外径18mm)各10枚
を、温度40℃、相対湿度(RH)93%の雰囲気中に
480時間放置し、「反り」の状態を顕微鏡により目視
又はスケールで観察した。その結果、各実施例のチャネ
ルガラスには、有意な「反り」の発生は認められなかっ
た。これに対し、比較例1のチャネルガラスは、48時
間経過時点で「反り」が生じた。上記条件下においてこ
のような短時間で「反り」が生じるような経時特性で
は、通常の使用には耐え難いと考えられる。これらの結
果より、本発明のMCPは、十分な耐候性又は耐環境性
を有することが確認された。
作したMCPとしての円板状のチャネルガラス(チャネ
ル径4μm、厚さ0.2mm、外径18mm)各10枚
を、温度40℃、相対湿度(RH)93%の雰囲気中に
480時間放置し、「反り」の状態を顕微鏡により目視
又はスケールで観察した。その結果、各実施例のチャネ
ルガラスには、有意な「反り」の発生は認められなかっ
た。これに対し、比較例1のチャネルガラスは、48時
間経過時点で「反り」が生じた。上記条件下においてこ
のような短時間で「反り」が生じるような経時特性で
は、通常の使用には耐え難いと考えられる。これらの結
果より、本発明のMCPは、十分な耐候性又は耐環境性
を有することが確認された。
【0053】
【発明の効果】以上説明したように、本発明のMCPに
よれば、チャネルガラス(ガラス基体)が上述したよう
な組成を有しているので、従来に比してガラス基体ひい
てはMCPの強度を格段に向上できる。また、ガラス基
体の多孔質化が十分に抑制されるので、環境中の水分の
影響による強度低下を確実に抑制できる。よって、MC
Pの耐候性(耐環境性)を顕著に向上でき、「反り」や
「割れ」の発生を十分に防止できる。
よれば、チャネルガラス(ガラス基体)が上述したよう
な組成を有しているので、従来に比してガラス基体ひい
てはMCPの強度を格段に向上できる。また、ガラス基
体の多孔質化が十分に抑制されるので、環境中の水分の
影響による強度低下を確実に抑制できる。よって、MC
Pの耐候性(耐環境性)を顕著に向上でき、「反り」や
「割れ」の発生を十分に防止できる。
【図1】本発明によるMCPの一実施形態を模式的に示
す斜視図である。
す斜視図である。
【図2】図2Aは、本発明によるMCPの一実施形態を
示す摸式平面図であり、図2Bは、図2AにおけるB−
B線断面図である。
示す摸式平面図であり、図2Bは、図2AにおけるB−
B線断面図である。
1…MCP、3…チャネルガラス(ガラス基体)、5…
外周ガラス、7…チャネル、7a…内壁面。
外周ガラス、7…チャネル、7a…内壁面。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) H01J 31/50 H01J 31/50 D 43/24 43/24 (72)発明者 松浦 恵樹 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 楠山 泰 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 内山 利幸 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 Fターム(参考) 4G062 AA01 BB04 DA05 DA06 DB01 DB02 DB03 DC01 DD01 DE01 DF04 DF05 EA02 EA03 EB02 EB03 EC02 EC03 ED01 ED02 ED03 EE01 EE02 EE03 EF01 EF02 EF03 EG01 EG02 EG03 FA01 FB01 FC02 FC03 FD01 FE01 FF01 FG01 FH01 FJ01 FK01 FL01 GA01 GA02 GA03 GA10 GB01 GC01 GD01 GE01 HH01 HH02 HH03 HH05 HH07 HH09 HH11 HH13 HH15 HH17 HH20 JJ01 JJ03 JJ05 JJ07 JJ10 KK01 KK03 KK05 KK07 KK10 MM22 MM23 NN34 5C027 EE07 EE12 5C037 GH11 GH18 5C038 BB02 BB06
Claims (3)
- 【請求項1】 プレート状を成すガラス基体に該ガラス
基体の厚み方向に沿って複数のチャネルが設けられたマ
イクロチャネルプレートであって、 前記チャネルの内径が1〜6μmであり、 前記ガラス基体が、SiO2 にPbO、アルカリ金属酸
化物及びZrO2が含有されて成る組成物より形成され
たものである、ことを特徴とするマイクロチャネルプレ
ート。 - 【請求項2】 プレート状を成すガラス基体に該ガラス
基体の厚み方向に沿って複数のチャネルが設けられたマ
イクロチャネルプレートであって、 前記チャネルの内径が1〜6μmであり、 前記ガラス基体が、下記; SiO2 :35〜55wt%、 Al2O3:0〜5wt%、 PbO :25〜46wt%、 Σ(Li2O+Na2O+K2O):0.5〜10wt%、 Σ(Rb2O+Cs2O):0.1〜8wt%、 Σ(MgO+CaO+SrO+BaO):0〜5wt%、 ZrO2:0.1〜7wt%、 Bi2O3:0〜5wt%、 に示す組成を有するものである、ことを特徴とするマイ
クロチャネルプレート。 - 【請求項3】 前記各チャネルのガラス基体の厚み方向
に沿う中心軸の間隔(ピッチ)が1.2〜7.5μmで
あり、 前記ガラス基体の厚さが0.05〜0.9mmである、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載のマイクロチャ
ネルプレート。
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000172490A JP2001351509A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | マイクロチャネルプレート |
PCT/JP2001/004849 WO2001095366A1 (fr) | 2000-06-08 | 2001-06-08 | Galette de microcanaux |
AU2001262722A AU2001262722A1 (en) | 2000-06-08 | 2001-06-08 | Micro-channel plate |
EP01936918A EP1306880A4 (en) | 2000-06-08 | 2001-06-08 | MICRO CHANNEL PLATE |
US10/297,406 US20040005433A1 (en) | 2000-06-08 | 2001-06-08 | Micro-channel plate |
CN01812092.XA CN1230866C (zh) | 2000-06-08 | 2001-06-08 | 微通道板 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2000172490A JP2001351509A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | マイクロチャネルプレート |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2001351509A true JP2001351509A (ja) | 2001-12-21 |
Family
ID=18674883
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2000172490A Pending JP2001351509A (ja) | 2000-06-08 | 2000-06-08 | マイクロチャネルプレート |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20040005433A1 (ja) |
EP (1) | EP1306880A4 (ja) |
JP (1) | JP2001351509A (ja) |
CN (1) | CN1230866C (ja) |
AU (1) | AU2001262722A1 (ja) |
WO (1) | WO2001095366A1 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2007513486A (ja) * | 2003-12-03 | 2007-05-24 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ, インコーポレイテッド | マイクロチャネルプレート(mcp)製作のための穴の開いたメガボウルウエハ |
JP2007513485A (ja) * | 2003-12-03 | 2007-05-24 | アイティーティー マニュファクチャリング エンタープライジーズ, インコーポレイテッド | メガボウルウエハを用いたマイクロチャネルプレート製作のためのデバイスおよび方法 |
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