DE10301274B4

DE10301274B4 - Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht

Info

Publication number: DE10301274B4
Application number: DE2003101274
Authority: DE
Inventors: Manfred Fuchs; Reiner Franz Dr. Schulz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens AG
Priority date: 2003-01-15
Filing date: 2003-01-15
Publication date: 2005-03-24
Anticipated expiration: 2023-01-16
Also published as: DE10301274A1

Abstract

Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht (5), gekennzeichnet durch folgende Schritte:
a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht (5) mit einer Vielzahl von Nadeln (2) auf einem Träger (1, 8) und
b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder (5).

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht.

Es sind beispielsweise aus der DE 100 61 743 A1 derartige Bildwandler bekannt, die aus Leuchtstofffolien oder -platten mit einem nadelförmigen Absorbermaterial bestehen. Solche Folien oder Platten können beispielsweise in der Radiographie oder Mammographie eingesetzt werden. Diese Bildwandler können hochenergetische Strahlung wie Röntgen- oder Gammastrahlung absorbieren und niederenergetischere Strahlung emittieren, wie beispielsweise Infrafrot-, UV-Strahlung oder sichtbares Licht. Die Emission kann entweder spontan in einem Szintillator oder verzögert in einem Speicherleuchtstoff nach Anregung mit zumeist rotem Stimulationslicht erfolgen. Als Materialien finden beispielsweise Alkalihalogenide mit entsprechenden Dotierstoffen Verwendung.

In der DE 100 61 743 A1 ist ein Beispiel für die besonders vorteilhafte Herstellung solcher nadelförmiger Schichten mit reduzierter Dichte beschrieben. Ein Charakteristikum ist, dass sich zwischen den einzelnen "Nadeln" leere Hohl- und Zwischenräume 3 befinden, wie dies anhand der 1 und 2 näher erläutert wird. 1 zeigt einen Querschnitt und 2 eine Aufsicht einer derartigen Leuchtstoffplatte. Auf einem Träger oder Substrat 1, welches die mechanische Stabilität gewährleisten soll, befinden sich die Nadeln 2. Durch Unterschiede im Brechungsindex zwischen den Nadeln 2 und den Zwischenräumen 3 erreicht man eine gute optische Trennung zwischen den Nadeln 2, die wegen der angestrebten hohen Ortsauflösung erwünscht ist.

Als nachteilig erweist sich bei diesem Aufbau die relativ große mechanische Instabilität. Wie 1 zeigt, sind die einzelnen Nadeln 2 nicht miteinander verbunden und bilden keinen stabilen Verbund. Durch mechanische Einwirkungen wie Vibrationen oder Stöße können die einzelnen Nadeln 2 ihre Lage ändern. Dieser Effekt ist unerwünscht, da sich dadurch die lokalen Empfindlichkeiten ändern können. Diese lokalen Empfindlichkeitsänderungen werden in Form von Strukturrauschen beispielsweise in Röntgenbildern sichtbar. Wenn sich beispielsweise bei einer leichten Durchbiegung des Substrats 1 – beispielsweise durch einen Patienten – und der Leuchtstoffschicht breitere Zwischenräume 3 entlang einer Linie bilden würden, dann sähe man dies in Form eines linienförmigen Bereichs mit reduzierter Empfindlichkeit. In den 3 und 4 ist ein solcher Effekt schematisch dargestellt. Entlang eines Streifens 4 ist die Empfindlichkeit reduziert. Dieser Effekt verschlechtert die Bildqualität des Systems, in dem diese Leuchtstoffschicht eingesetzt wird.

Bei pulverförmigen Speicherleuchtstofffolien ist es bekannt, einen Binder mit Leuchtstoffpartikeln zu vermischen und die so entstandene Suspension auf eine Trägerfolie aufzurakeln.

Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei Leuchtstofffolien oder -platten mit einem nadelförmigen Absorbermaterial durch ihr Herstellungsverfahren die mechanische Stabilität zu erhöhen sowie deren optische und/oder elektrische Eigenschaften zu verbessern.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:

a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht mit einer Vielzahl von Nadeln auf einem Träger und
b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder.

Durch die Verwendung eines Binders wird einerseits die Druckempfindlichkeit der nadelförmigen Speicherleuchtstoffschich ten vermindert und somit allgemein die mechanische Widerstandsfähigkeit erhöht. Anderseits kann die nun entstandene kompakte Schicht aus nadelförmigem Speicherleuchtstoff und Binder gewünschte Funktionalitäten wie beispielsweise Leitfähigkeit, Reflexion und Absorption aufweisen.

Erfindungsgemäß kann als weiterer Schritt der Träger entfernt werden.

Zur Erhöhung der Resistenz des Bildwandlers gegen Beschädigungen durch Feuchtigkeit oder mechanische Beschädigungen kann auf der mit dem Binder versehenen Leuchtstoffschicht eine feuchtigkeitsundurchlässige und/oder kratzfeste Schutzschicht aufgetragen sein.

Zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen der Leuchtstofffolie kann der Binder eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.

Um eine maximale Ortsauflösung zu erreichen, ist der Binder lichtabsorbierend.

Um die Lichtausbeuten zu erhöhen, kann der Binder ein lichtreflektierenden Binder sein.

Zur Erhöhung der gewünschten elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften können dem Binder erfindungsgemäß weitere Stoffe zugemischt werden:

• weiße Pigmente wie TiO₂ zur Verbesserung der Reflexion,
• schwarze Pigmente wie Kohlenstoff (C) zur Erhöhung der Absorption und der elektrischen Leitfähigkeit
• Silber-Pigmente zur Verbesserung der Reflexion und elektrischen Leitfähigkeit,
• blaue Zusätze zur besseren selektiven Trennung des Stimulationslichtes und des emittierten Lichtes im Falle von Speicherfolien, welche die Wellenlängen des Stimulations lichtes absorbiert und die Wellenlängen des emittierten Lichtes reflektiert.

Derartige blaue Zusätze können anorganische Farbstoffe, wie beispielsweise CoCl₂, organische Farbstoffe, wie Indigo, oder Tinten sein.

Verbiegungen werden damit verhindert, wenn der Binder eine geringe Elastizität aufweist, so dass man eine starre Einheit erhält.

Der Bildwandler kann besser auftretende mechanische Spannungen aufzunehmen, wenn der Binder eine hohe Elastizität aufweist. Wenn der Binder elastisch ist, werden zwar Verbiegungen nicht verhindert, aber die Nadeln kommen immer wieder in den selben Ausgangszustand zurück.

Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
1 einen Querschnitt durch eine bekannte Leuchtstoffplatte mit einer nadelförmigen Schicht,
2 eine Sicht auf eine Leuchtstoffplatte gemäß 1,
3 einen Querschnitt durch eine bekannte Leuchtstoffplatte mit einer Fehlstelle,
4 eine Sicht auf eine Leuchtstoffplatte gemäß 3,
5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte,
6 eine Aufsicht auf eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte gemäß 5 und
7 bis 9 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Leuchtstoffplatte.
In den 5 und 6 ist eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte dargestellt, die aus dem Substrat 1 besteht, auf dem eine nadelförmige Leuchtstoffschicht 5 mit einer Vielzahl von Nadeln 2 aufgebracht ist. Zur Fixierung werden die einzelnen Nadeln 2 in einen Binder 6 eingebettet. Insbesondere werden die Hohl- und Zwischenräume 3 mit einem Binder 6 ausgefüllt.
Dieser Binder 6 kann hart sein, d.h. eine geringe Elastizität aufweisen, um eine starre Einheit zu erhalten, so dass Verbiegungen verhindert werden.
Dieser Binder 6 kann aber auch elastisch sein, um auftretende mechanische Spannungen aufzunehmen. Verbiegungen werden zwar nicht verhindert, aber die Nadeln 2 kehren immer wieder in den selben Ausgangszustand zurück.
Des weiteren kann der Binder 6 zusätzlich zu seinen beschriebenen mechanischen Eigenschaften auch noch besonders vorteilhafte optische und/oder elektrische Eigenschaften aufweisen. So kann zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen der Leuchtstofffolie der Binder 6 eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
Um eine maximale Ortsauflösung zu erreichen, kann ein Binder mit lichtabsorbierender Wirkung verwendet werden. Zur Erzielung einer hohen Lichtausbeute kann ein lichtreflektierender Binder Verwendung finden.
Als Bindermaterialien kommen beispielsweise Epoxidharze, Polyimide, Silikone und Acrylate in Frage. Aber auch anorgani sche Kleber, wie beispielsweise keramische Kleber mit Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder Magnesiumoxid können verwendet werden.
Wenn der Binder selbst die gewünschten elektrischen und optischen Eigenschaften noch nicht aufweist, können sie durch Zumischung von weiteren Stoffen erzielt werden. Beispielsweise kann man weiße Pigmente wie TiO₂ (Reflexion), schwarze Pigmente wie Kohlenstoff (Absorption und bei C elektrische Leitfähigkeit) und/oder Silber (Reflexion und elektrische Leitfähigkeit) zumischen.
Im Falle von Speicherfolien ist eine selektiv wirkende Zumischung von Vorteil, welche die Wellenlängen des Stimulationslichtes absorbiert und die Wellenlängen des emittierten Lichtes reflektiert, wie beispielsweise blaue Zusätze in Form von anorganischen (z.B. CoCl₂) oder organischen Farbstoffen (z.B. Indigo) oder handelsübliche Tinten.
Anhand der 7 bis 9 wird die Herstellung eines mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht 5 beschichteten Substrats 1 näher erläutert. In die Hohl- und Zwischenräume 3 zwischen den Nadeln 2 wird der Binder 6 eingebracht. Bei einer ersten, in 7 dargestellten Ausführungsform wird zum Schutze vor Umwelteinflüssen die Leuchtstoffschicht 5 mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen und/oder kratzfesten Schutzschicht 7 versehen. Vor dem Aufbringen der Schutzschicht 7 kann die Oberfläche durch Abtragen der obersten Spitzen der Nadeln 2 eingeebnet werden.
Anhand der 8 ist ein zweites Verfahren zur Herstellung einer Leuchtstofffolie oder -platte dargestellt, bei der die nadelförmige Leuchtstoffschicht 5 auf ein Transfersubstrat 8 aufgebracht wird. Danach wird der Binder 5 in die Hohl- und Zwischenräume 3 zwischen den Nadeln 2 gegeben. Es wird soviel Binder 5 aufgetragen, bis die einzelnen Nadeln 2 ganz bedeckt sind. Der Binder 5 hat jetzt die Nadeln 2 ausreichend eingebettet, so dass das Transfersubstrat 8 entfernt werden kann.
Nach dem Entfernen des Transfersubstrates 8 kann die Oberfläche durch Abtragen einer dünnen Schicht von Spitzen der Nadeln 2 und des Binders 5 eingeebnet werden, wie dies 9 zu entnehmen ist. Zum Schluss wird eine Schutzschicht 7 aufgebracht.
Vorzugsweise wird das Bindermaterial im Vakuum auf die nadelförmige Leuchtstoffplatte aufgebracht. Damit wird erreicht, dass sich keine schwer verdrängbaren Lufteinschlüsse bilden und der Binder 5 ungehindert nach unten in die Hohl- und Zwischenräume 3 fließen kann.

Claims

Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht (5), gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht (5) mit einer Vielzahl von Nadeln (2) auf einem Träger (1, 8) und b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder (5).
Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: c) Entfernen des Trägers (8).
Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: d) Auftragen einer Schutzschicht (7) auf der mit dem Binder (5) versehenen Leuchtstoffschicht (5).
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (5) eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (5) eine lichtabsorbierende Wirkung aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (5) ein lichtreflektierenden Binder ist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) zur Erhöhung der gewünschten Eigenschaften weitere Stoffe zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) weiße Pigmente zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) schwarze Pigmente zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binde (5) Kohlenstoff-Pigmente zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) Silber-Pigmente zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) blaue Zusätze zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) anorganische Farbstoffe als blaue Zusätze zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) CoCl₂ als blauer Zusatz zugemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) organische Farbstoffe als blaue Zusätze zugemischt werden.
Verfahren nach Anspruch 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) Indigo als blauer Zusatz zugemischt wird.
Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (5) Tinten als blaue Zusätze zugemischt werden.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet , dass der Binder eine geringe Elastizität aufweist.
Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine hohe Elastizität aufweist.