DE19625912A1 - Phosphor-Screen mit glatter Oberfläche - Google Patents
Phosphor-Screen mit glatter OberflächeInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines
Phosphorabbildungsschirms (Phosphor-Screens) mit einer im we
sentlichen planaren Phosphoroberfläche.
Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet biochemischer
Testsysteme und Nachweisverfahren, und sie betrifft insbeson
dere Phospor-Screens, die sich zur Aufzeichnung autoradiogra
phischer Abbildungen eignen.
Der Nachweis und die Abbildung bzw. Darstellung von Makromole
külen ist ein wesentlicher Teil vieler, in molekularbiologi
schen Laboratorien durchgeführter Verfahren; hierzu gehören
beispielsweise Proteinassays, die Sequenzierung von DNA und
die Kartierung von Genen. Der Nachweis und die Abbildung wer
den im allgemeinen durch die Markierung der zu untersuchenden
Moleküle mit einer radioaktiven Spezies und durch Aufzeichnung
der radioaktiven Emission aus den Molekülen auf einem Film
oder einem Screen durchgeführt.
Phosphorabbildungsschirme (Phosphor-Screens), die in jüngster
Zeit als Alternative für Röntgenfilme als Aufzeichnungsmedium
eingeführt wurden, können abgetastet werden. Dies ermöglicht
dem Experimentator, die aufgezeichneten Daten auf magnetischen
oder optischen Medien, beispielsweise auf Computer, Festplat
ten, Floppy Disks und CD-ROMs, zu speichern. Die aufgezeichne
te Information kann elektronisch übertragen und durch einen
Computer analysiert und manipuliert werden, um Informationen
mit hoher Detailgenauigkeit zu erhalten.
Phosphor-Screens werden üblicherweise durch Beschichtung eines
Feststoffsubstrats mit einer Aufschlämmung aus in einem Flüs
sigharz dispergierten Phosphorteilchen und anschließender Här
tung des Harzes unter Bildung einer verfestigten Schicht ge
bildet. Die Qualität der Abbildung, die dann in der Phosphor
schicht gespeichert ist, wird vom Zwischenraum zwischen der
Probe und der Oberfläche der Schicht und von der Qualität der
Oberfläche selbst abhängen. Durch Verringerung des Zwischen
raumes ist es möglich, die Bildschärfe dadurch zu maximieren,
daß der Grad der Ausbreitung des von der Probe emittierten
Signales, bevor es die Phosphoroberfläche erreicht, limitiert
wird. Was die Oberfläche anbelangt, können alle Abweichungen
von einer glatten planaren Oberfläche die Abbildungen beein
flussen, die von Signalen niederer Energiestärke aufgezeichnet
werden, da diese Signale nur wenige µm in die Phosphorschicht
eindringen. Beispielsweise werden bei einem ¹⁴C-Signal 90% des
Signals in den oberen 20 µm der Schicht verbleiben, während
bei einem ³H-Signal der gleiche Anteil in den oberen 2 µm
bleibt. Demnach werden Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche
die Qualität der Abbildung unabhängig von der Tiefe der Phos
phorschicht beeinflussen, und der Einfluß dieser Unregelmäßig
keiten wird bei Verringerung des Abstands zwischen der Probe
und der Oberfläche vergrößert.
Ein weiterer Faktor, der die Sensitivität des Screens beein
flußt, ist die Teilchengröße der phosphoreszierenden Stoffe
(Phosphore), wobei größere Teilchen eine höhere Sensitivität
aufweisen als kleinere Teilchen. Die sensitivsten Teilchen
sind solche mit Durchmessern von 10 µm oder darüber. Teilchen
dieser Größe und darüber neigen dazu, eine Oberfläche zu erge
ben, die rauh und uneben ist. Weiterhin werden diese Teilchen
leicht von der Oberfläche abgetragen, was zusätzlich zur Un
ebenheit der Oberfläche beiträgt.
Beim obenbeschriebenen herkömmlichen Gießverfahren setzen sich
die Teilchen in zufallsbedingter Weise bei Trocknung der Auf
schlämmung. Die Oberfläche der erhaltenen Phosphorschicht ist
variabel, und zwar in Abhängigkeit von der Teilchengröße und
-einheitlichkeit, der Viskosität und der Konsistenz des Har
zes, da es das Absetzverhalten der Teilchen beeinflußt, und
der Art und Weise, in der die Aufschlämmung getrocknet wird.
Unregelmäßigkeiten im Oberflächenprofil sind auf Phosphorteil
chen mit gezackten und spitzen Ecken zurückzuführen, die aus
der Oberfläche hervorstehen.
Diese Unregelmäßigkeiten erschweren es, einen Schutzfilm auf
die Oberfläche aufzubringen. Weiterhin wird die Abbildung un
klar. Schutzfilme schützen die Oberfläche vor Feuchtigkeit,
die leicht einen chemischen Abbau der Phosphore bewirkt, und
weiterhin vor physikalischer Abrasion, die die Oberfläche mit
Rückständen kontaminiert, die entfernt werden müssen, bevor
der Screen mit maximaler Wirksamkeit verwendbar ist. Aus der
Oberfläche hervorstehende Teilchen durchdringen leicht den
Schutzfilm, wodurch Öffnungen entstehen, durch die Feuchtig
keit aus der Atmosphäre durch den Film auf die darunterliegen
de Phosphorschicht eindringen kann. Weiterhin können große,
hervorstehende Teilchen auf der Oberfläche verlagert werden,
wodurch sowohl große Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenkon
tur als auch große Lücken im Film entstehen.
Selbst dann, wenn der Schutzfilm die Phosphorschicht vollstän
dig abdeckt, gleichen Techniken zum Auftragen des Films die
Unregelmäßigkeiten der Phosphoroberfläche nicht vollständig
aus. Eindrücke in der Phosphoroberfläche nehmen leicht größere
Mengen des auf gebrachten Films auf als erhöhte Bereiche, und
der Unterschied in der Filmdicke kann von 10 bis zu 20 µm va
riieren. Für schwache Strahler wie ³H können Unterschiede in
der Filmdicke von 1 µm eine Signalabschwächung von mehr als
50% verursachen.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren
zur Bildung eines Phosphor-Screens bereitzustellen, das die
Herstellung einer im wesentlichen planaren Phosphoroberfläche
ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1
näher gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausfüh
rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen darge
stellt.
Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß ein Phosphor-Screen
mit einer Phosphorschicht mit glatter Oberfläche durch Verän
derung des aus dem Stand der Technik bekannten Gießverfahrens
gebildet werden kann. Erfindungsgemäß wird die Phosphorschicht
auf eine Unterlage aufgebracht, auf der sie verfestigt werden
kann und an der sie in ablösbarer Weise ohne Bindung anhaftet.
Die freiliegende Oberfläche der Schicht wird dann an ein Sub
strat gebunden, das den Träger für den fertigen Phosphor-
Screen bildet. Die der gegenüberliegenden Oberfläche der Phos
phorschicht anhaftende Unterlage verbleibt als Schutzabdeckung
bis zur Verwendung des Screens, wobei zu diesem Zeitpunkt die
Schicht in einfacher Weise entfernbar ist. Die Aufbringung der
Phosphorschicht wird so durchgeführt, daß der Phosphor auf die
Unterlage in flüssiger Form aufgebracht wird, bevorzugt in
Form einer Aufschlämmung, wie dies im stand der Technik er
folgt, und das Absetzen der Phosphorteilchen auf die Gießun
terlage ergibt eine im wesentlichen glatte, gleichmäßige und
ebene Teilchengrenzfläche an der Unterlagenoberfläche. Diese
Grenzfläche wird die freiliegende Oberfläche der Phosphor
schicht, wenn das Substrat an die andere Seite gebunden und
die Unterlage entfernt wird. Die freigelegte Oberfläche kann
dann mit oder ohne einem Schutzfilm beschichtet verwendet wer
den, der ohne weiteres mit einer im wesentlichen gleichmäßigen
Filmdicke ausgebildet werden kann.
Diese und andere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung
werden nachfolgend in weiteren Einzelheiten anhand der beilie
genden Figuren beschrieben. Die Figuren zeigen:
Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Phosphorschicht, die
auf eine mit einem Trennmittel beschichtete Unter
lage (bzw. Fläche oder Schicht) aufgebracht wird;
Fig. 2 einen Querschnitt durch die Phosphorschicht auf der
Unterlage, nachdem die Schicht verfestigt wurde;
Fig. 3 einen Querschnitt der mit der Unterlage als Rücksei
te versehenen Phosphorschicht der Fig. 2, die auf
einem auf beiden Seiten mit einem Klebemittel und
mit Ablösungsmitteln bedeckten Kunststoffilm aufge
bracht wird, wobei eines der Freisetzungsmittel ge
rade entfernt wird;
Fig. 4 einen Querschnitt der umgekehrten, mit der Unterlage
als Rückseite versehenen Phosphorschicht, die an
einen Kunststoffilm laminiert ist, wobei die ver
bleibenden Ablösungsmittel gerade entfernt werden;
Fig. 5 einen Querschnitt des Laminats der Fig. 4, das wei
terhin auf eine Feststoffträgerplatte aufgebracht
(laminiert) ist, wobei die die Phosphoroberfläche
bedeckende Unterlage gerade entfernt wird;
Fig. 6 einen Querschnitt des Laminats der Fig. 5, wobei ein
Schutzfilm auf der Phosphoroberfläche angeordnet ist.
Die Aufbringung der Phosphorschicht auf die lösbare Unterlage
wird unter Verwendung von Phosphor in flüssiger Form durchge
führt. Bevorzugte Flüssigkeiten sind Aufschlämmungen von
Phosphorteilchen in wäßrigen oder organischen Flüssigkeiten.
Besonders bevorzugt sind Aufschlämmungen in Flüssigharzen, die
gehärtet oder in anderer Weise verfestigt werden können, um
als transparente Bindemittel zu dienen, sobald die Flüssigkeit
auf die Unterlage aufgebracht wurde.
Die Wahl des Harzes ist unkritisch und kann in weiten Berei
chen variieren. Beispiele für das Harz sind Polyester, Poly
alkylene, Polyacrylate, Polyacrylatester, Polyvinylacetale,
Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyral, Polycarbonate, Cellulose
triacetat, Polystyrol, Polyurethane, Polyamide, Polyharnstof
fe, Epoxyverbindungen, Phenoxyharze, Polycaprolactone, Poly
acrylnitril, Copolymere von Vinylchlorid mit Isobutylether
oder Vinylpropionat und Copolymere von Styrol mit Acrylat,
Acrylnitril oder Ethylenchlorid. Bevorzugt werden Polyacrylat
ester, Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat und Poly
vinylbutyral.
Das Harz kann vor der Aufbringung der Aufschlämmung auf die
Unterlage teilweise gehärtet werden, und es kann entweder
flüssig sein oder durch vorsichtiges Erhitzen oder durch Auf
lösung in einem inerten Lösungsmittel verflüssigt werden. Al
ternativ kann das Harz vollständig vor der Auftragung gehärtet
und durch ein inertes Lösungsmittel verflüssigt werden. Die
Entfernung des Lösungsmitteis kann durch übliche Mittel er
reicht werden, bevorzugt durch Verdampfen, wobei, falls erfor
derlich, erhitzt werden kann. Es ist jedes übliche Lösungsmit
tel, das diesen Anforderungen genügt, verwendbar, wobei die
optimale Wahl vom Harz abhängt. Beispiele sind Wasser, Etha
nol, Propanol, Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Toluol, Xy
len, Chlorbenzol, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylke
ton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylenglycolmonomethylether,
Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Butylenglycolmonomethyl
ether, Butylenglycolmonomethyletheracetat, Propylenglycolmono
methylether, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Chloroform
und Trichlorethylen.
Erfindungsgemäß sind beliebige Phosphore in einem weiten Be
reich von Materialien verwendbar, die phosphoreszierend sind.
Zu diesen Materialien gehören sowohl natürliche Mineralien und
biologische Verbindungen als auch synthetisch hergestellte
Materialien und Mischungen. Beispiele hierfür sind Metallhalo
phosphate wie Ca₅(PO₄)₃(F,Cl):Sb(III),Mn(II),Sr₅(PO₄)₃(Cl):
Eu(II), Sr₅(PO₄)₃(F,Cl):Sb(III),Mn(II) und [SrEu(II)];(PO₄)₃Cl;
andere seltenerd-aktivierte Phosphore wie Y₂O₃:Eu(III),
SrB₄O₇:Eu(II), BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu(II), Y(VO₄):Eu(III),
Y(VO₄)PO₄:Eu(III), Sr₂P₂O₇:Eu(II), SrMgP₂O₇:Eu(II),
Sr₃(PO₄)₂:Eu(II), Sr₅Si₄Cl₆O₁₀:Eu(II), Ba₂MgSi₂O₇:Eu(II),
GdOS:Tb(III), LaOS:Tb(III), LaOBr:Tb(III), LaOBr:Tm(III) und
Ba(F,Cl)₂:Eu(II); andere Aluminat-Wirtsphospore wie
Ce0,65Tb0,35MgAl₁₁O₁₉; Silicat-Wirtsphosphore wie Zn₂SiO₄:Mn(II);
und Fluorid-Wirtsphosphore wie Y0,79Yb0,20Er0,01F₃, La0,86Yb0,12Er0,02F₃
und Y0,639Yb0,35Tm0,001F₃. Weitere Materialien sind Erdalkalimetall
sulfide und -selenide. Diese sind wahlweise mit Samarium, Eu
ropium, Cerium oder einer Kombination dieser Elemente als auch
mit ihren Oxiden, Sulfiden oder Fluoriden dotiert. Ein weite
rer wahlweiser Bestandteil ist ein schmelzbares Salz wie Li
thiumfluorid und/oder Bariumsulfat, das als Flußmittel dient.
Die Teilchengröße der Phosphore in der Aufschlämmung kann un
terschiedlich sein; wie jedoch oben beschrieben, erhöht sich
jedoch die Sensitivität mit zunehmender Teilchengröße. Die
Erfindung ist auch auf Phosphorteilchen mit Durchmessern im
Bereich von etwa 10 µm bis etwa 100 µm, und bevorzugt auf
Teilchen im Größenbereich von etwa 15 µm bis etwa 75 µm, und
am bevorzugtesten von etwa 20 µm bis etwa 45 µm anwendbar.
Die Aufschlämmung kann weitere zusätzliche Bestandteile, wie
Dispergiermittel, enthalten, um ein schnelles Absetzen der
Phosphorteilchen zu verhindern; weiterhin können beispielswei
se Plastifizierungsmittel enthalten sein, um eine Phosphor
schicht mit einem verringerten Risiko für Brüche und Abblät
tern zu erreichen. Es können beliebige, aus dem Stand der
Technik bekannte Materialien für diese Zwecke verwendet wer
den. Beispiele für Dispergiermittel sind Phosphatester, Poly
acrylate, Polymethacrylate, Polymaleate, kondensierte Phospha
te, Polysulfonate, sulfonierte Polykondensate, Tannine, Ligni
ne, Glucoside und Alginate. Beispiele für Plastifizierungsmit
tel sind Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Bis(2-ethylhex
yl)adipat, Bis(2-butoxyethyl)adipat, Bis(2-ethylhexyl)azelat,
Diethylenglycoldibenzoat, Tri-n-butylcitrat, Diethylenglycol
dipelargonat, Methylphthalylethylglycolat, Butylphthalylbutyl
glycolat, hydrierte Terphenyle, chloriertes Paraffin, Di-2-
ethylhexylisophthalat, Butyloleat, Tributylphosphat, Triphe
nylphosphat, Isopropylphenyldiphenylphosphat, chloriertes Po
lyphosphonat, Dimethylphthalat, Dibutylphthalat, Dioctylphtha
lat, Butylcyclohexylphthalat, Adipinsäurepolyester, Azelain
säurepolyester, Methylricinoleat, Bis(2-ethylhexyl)sebacat,
n-Butylstearat, Sucroseacetat-isobutyrat, N-ethyl-(o,p)-tolu
olsulfonamid, Dibutyltartrat, Bis(2-ethylhexyl)terephthalat,
Tris(2-ethylhexyl)trimellitat und Campher.
In einem Beispiel für eine Formulierung für die Phosphorauf
schlämmung ist der Phosphor RD-55, bei dem es sich um mit Cerium
und Samarium aktiviertes Strontiumsulfid handelt, mit einer
Teilchengröße von 20-45 µm; das Bindemittel ist Acryloid A-10S
oder B-72, ein in Propylenglycolmonomethyletheracetat gelöstes
Acrylsäurebindemittel mit einem Feststoffgehalt von 30-40
Gew.-% (erhältlich von Rohm und Haas Co., Philadelphia,
Pennsylvania, USA); das weitere Lösungsmittel ist Propylengly
colmonomethyletheracetat; das Dispergiermittel ist TRITON® X-
100 (Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut, USA)
oder WITCO® PS-21A (Witco Corp., New York, New York, USA); das
Plastifizierungsmittel ist Dioctylphthalat. Eine typische For
mulierung ohne das Dispergiermittel und das Plastifizierungs
mittel kann 80 Gewichtsteile des Phosphors und 20 Gewichtstei
le der Bindemittellösung und des zugegebenen Lösungsmittels
enthalten. Mit dem Dispergiermittel und dem Plastifizierungs
mittel kann eine typische Formulierung 80 Gewichtsteile des
Phosphors, 14 Gewichtsteile der Bindemittellösung und des zu
gegebenen Lösungsmittels, 0,4 Gewichtsteile des Dispergiermit
tels und 0,8 Gewichtsteile des Plastifizierungsmittels enthal
ten. Hierbei handelt es sich lediglich um Beispiele. Weitere
Formulierungen sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar
und herstellbar.
Die lösbare Unterlage, an die der Phosphor in Flüssigform auf
gebracht wird, kann eine beliebig breite Vielzahl von Materia
lien umfassen, vorausgesetzt nur, daß das Unterlagenmaterial
inert ist, allen Bedingungen widerstehen kann, die zum Aushär
ten des Bindemittels erforderlich sind, und es entweder nicht
an das Bindemittel bindet oder es mit einem Mittel beschichtet
ist, das an das Bindemittel nicht bindet. Die Unterlage ist
bevorzugt flexibel, um ein einfaches Entfernen durch Abziehen
zu ermöglichen.
Die Unterlage ist bevorzugt entweder aus Papier oder aus
Kunststoff, und es ist eine breite Vielzahl von Kunststoffen
verwendbar. Beispiele hierfür sind Acrylpolymere (besonders
Poly(methylmethacrylat)), Cellulosen (beispielsweise Cellulo
seacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat und Cel
luloseacetatpropionat), Fluorokunststoffe (beispielsweise Po
ly(vinylfluorid), Poly(vinylidenfluorid), Polytrifluorchlor
ethylencopolymere und Poly(tetrafluorethylen)), Ionomerharze,
Vinylharze (beispielsweise Poly(vinylchlorid), Poly(vinylalko
hol), Poly(vinylfluorid), Vinylchlorid-vinylalkohol-Copolymere
und Poly(vinylidenchlorid)), Polyester (besonders Polyethylen
terephthalat), Polyurethane, Polybutylen, Polycarbonat, Poly
ethylen, Polyimide, Polypropylen und Polystyrol.
Die Dicke der Unterlage ist unkritisch, vorausgesetzt, daß sie
ausreichend dick ist, um eine Aufbringung des flüssigen Phos
phors zu ermöglichen, aber dünn genug, um eine ausreichende
Flexibilität zu ermöglichen, um sie in einfacher Weise zu ent
fernen, wenn die Phosphorschicht auf das Substrat laminiert
ist. Eine typische Dicke beträgt 50 bis 125 µm (2 bis 5 Mil).
Geeignete, anwendbare Trennmittel umfassen beliebige Trennmit
tel aus einer breiten Vielzahl von für diesen Zweck bekannter
Materialien. Beispiele hierfür sind Silicone (bevorzugt Dime
thylsiloxanpolymere), Wachse (beispielsweise Petrolwachse,
Carnaubawachse, Spermazet, Zinkstearat, Calciumstearat und
Magnesiumstearat), Fluorkohlenstoffe (in Form von Ölen, Wach
sen und Dispersionen), bestimmte flüssige Formen (beispiels
weise Lösungen) von Polymeren wie Poly(vinylacetat) und Po
ly(vinylalkohol) und Feststoffmaterialien wie Talk, Mika,
Quarzglas, Kaolin und Attapulgit.
Die Aufbringung der Flüssigform des Phosphors auf die Unter
lage kann durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren erfol
gen, beispielsweise unter Verwendung von Bandgießmaschinen
unter Verwendung von Streichmessern zur Einstellung der Be
schichtungsdicke. Sobald die Beschichtung aufgebracht ist,
läßt man die Flüssigkeit verfestigen, was unter Trocknen, Ver
dampfung von organischem Lösungsmittel, Aushärten oder einer
Kombination dieser Verfahren möglich ist.
Sobald die Phosphorschicht verfestigt ist, wird die freilie
gende Oberfläche der Schicht an ein Substrat gebunden, das
zuletzt als Träger für den Phosphor-Screen dient. Das Substrat
kann ein beliebiges starres Material sein, und die Bindung
kann durch ein beliebiges Verfahren erreicht werden, das eine
permanente Bindung gestattet. Bevorzugte Trägermaterialien
sind Kunststoff, Glas, Papier, Metall und Metallverbindungen
wie Oxide. Metalle wie Aluminium, Stahl und Magnesium werden
insbesondere bevorzugt, wobei Aluminium am bevorzugtesten ist.
Beispiele für Klebemittel, um die Phosphorschicht an das Sub
strat zu binden, sind Epoxyverbindungen, Phenolharze, Acryl
harzderivate und Urethane. Ein speziell bevorzugtes herkömm
liches Verfahren zur Aufbringung des Klebstoffes ist die Ver
wendung einer Zwischenschicht, die auf beiden Seiten mit einem
Klebemittel beschichtet ist, und die Laminierung der mit einem
Film rückseitig verstärkten Phosphorschicht auf das Substrat,
wobei die mit dem Klebemittel beschichtete Schicht zwischen
dem Phosphor und dem Substrat liegt. Die mit dem Film rücksei
tig belegte Phosphorunterlage ist auch ohne ein starres Sub
strat verwendbar, beispielsweise für Anwendungen, bei denen
eine Biegung oder eine Flexibilität der Phosphorunterlage wün
schenswert ist.
Sobald die mit einem Film rückseitig belegte oder verstärkte
Phosphorschicht auf das Substrat laminiert ist, kann die Film
unterlage bzw. Filmverstärkung entfernt werden, wodurch eine
glatte Phosphoroberfläche zurückbleibt. Falls ein Schutz der
Oberfläche erwünscht ist, kann die Oberfläche dann mit einer
Schutzbeschichtung beschichtet werden, um die Phosphore vor
Abrasion und Feuchtigkeitseinwirkung zu schützen. Es wurden
Schutzfilme aus verschiedenen Materialien offenbart, wozu Si
liciumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Indiumoxid (InO₂),
Polyester (beispielsweise MYLAR®, DuPont de Nemours Co.,
Wilmington, Delaware, USA), Celluloseacetat, Polymethylmeth
acrylat, Polyethylenterepthalat, Polyethylen und Parylene ge
hören. Beispiele für Parylene sind Poly(1,4-dimethylbenzol),
Poly(2-chlor-1,4-dimethylbenzol) und Poly(1,5-dichlor-2,4-di
methylbenzol). Der Film kann durch beliebige herkömmliche Mit
tel aufgebracht werden. Eine besonders wirksame Methode ist
die Plasmabeschichtung.
Ein besonders wirksames Verfahren zur Anwendung der Lösungs
vorschläge der vorliegenden Erfindung wird in den Zeichnungen
beschrieben. Die Fig. 1 zeigt die Aufbringung einer Phosphor
aufschlämmung 11 auf einen Trägerfilm 12 durch ein Streichmes
ser 13. Die Aufschlämmung 11 umfaßt eine Flüssigphase 14 aus
einem Harz, einem Dispergiermittel, einem Plastifizierungsmit
tel und einem Lösungsmittel für jede dieser drei Bestandteile,
zusätzlich Feststoffteilchen 15 des Phosphors, die gleichmäßig
in der Aufschlämmung dispergiert sind. Der Trägerfilm 12 wird
mit einem Trennmittel 16 beschichtet. Beispielsweise kann eine
Beschichtungsdicke im Bereich von 203 µm (0,008 inch) bis 712
µm (0,028 inch) verwendet werden, obwohl die optimale Dicke
mit den verschiedenen anderen Parametern des Systems variieren
kann. Die Fig. 2 zeigt den Trägerfilm 12 mit der festen Phos
phorharzschicht 21, die durch das Verdampfen des Lösungsmit
tels und das Aushärten des Harzes entsteht. Eine Beschichtung
mit der oben angegebenen Dicke kann beispielsweise unter flie
ßendem Stickstoff etwa eine Stunde lang getrocknet werden,
worauf sich eine Aushärtung für weitere zwölf Stunden an
schließt. Während dieser Zeit haben sich die Phosphorteilchen
15 teilweise auf den Boden der Harzschicht 21 abgesetzt, wo
durch sich eine hohe Konzentration an der Grenzschicht zwi
schen der Harzschicht 21 und der Trägerfilmoberfläche ergibt.
In der Fig. 3 wird eine mit Klebstoff beschichtete Zwischen
schicht 30 über der verfestigten Phosphorschicht 21 aufge
bracht, wobei der Trägerfilm 12 weiterhin an der Phosphor
schicht anhaftet. Die Zwischenschicht 30 besteht aus einem
Kunststoffilm 31, der auf beiden Seiten mit Klebstoffschichten
32, 33 beschichtet ist, die wiederum durch Trennmittel 34, 35
geschützt sind. Ein Beispiel für diese Art von Kunststoffilm
ist ein Polyesterfilm mit dem Namen DFM-200C von Flexcon Co.,
Inc., Spencer, Massachusetts, USA, der auf beiden Seiten mit
V-23-Acrylkontaktklebemittel und mit silicon-beschichtetem
Papier als Trennmittel beschichtet ist. Das obere Trennmittel
34 wird entfernt, bevor der Film auf die Phosphorschicht 21
aufgebracht wird, und die freiliegende Klebemittelschicht 32
wird direkt über die freiliegende Oberfläche 36 der Phosphor
schicht aufgebracht, d. h. auf der der Grenzfläche gegenüber
liegenden Oberfläche, wo die Phosphorteilchen als Ergebnis des
Absetzens, das während der Aushärtungsstufe stattfand, ange
reichert wurden. Die Phosphorschicht 21 und der mit einem
Klebemittel beschichtete Kunststoffilm 30 werden mit einem
Druckroller zusammen laminiert, wodurch sich das in Fig. 4 ge
zeigte Laminat ausbildet. Das Laminat wird dann auf die ge
wünschte Größe und Form zugeschnitten, und das untere Trenn
mittel 35 auf dem Kunststoffilm wird dann entfernt, wie dies
durch den Pfeil gezeigt wird, wodurch die untere Klebemittel
schicht 33 freigelegt wird.
Die untere Klebemittelschicht 33 wird dann in Kontakt mit der
Oberfläche einer flachen anodisierten Aluminiumplatte 40, wie
sie in Fig. 5 gezeigt ist, gebracht, und die Platte wird auf
den Kunststoffilm 31 und die Phosphorschicht 21 durch das Kle
bemittel laminiert. Der erhaltene Screen wird bei 50°C 48
Stunden lang getrocknet. Das Trägerfilm 12 wird dann abgezo
gen, wie dies durch den Pfeil in Fig. 5 gezeigt wird, wodurch
eine glatte Oberfläche 41 der Phosphorschicht freigelegt wird,
d. h. die Oberfläche, an der die Phosphorteilchen konzentriert
sind. Der Schutzfilm 42 wird dann über die glatte Phosphor
oberfläche aufgebracht.
Die vorstehenden Ausführungen dienen zur Veranschaulichung der
Erfindung. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, daß
die genannten Materialien, Abmessungen, Verhältnisse, Verfah
rensschritte und die anderen Parameter des Verfahrens und des
Laminats, wie sie hier beschrieben wurden, weiter modifizier
bar oder ersetzbar sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuwei
chen.
Erfindungsgemäß wird somit ein Phosphor-Screen mit einer
Phosphorschicht mit einer glatten Oberfläche dadurch ausgebil
det, daß eine Phosphorschicht in flüssiger Form auf eine Un
terlage gegossen wird, an die die Schicht ohne Bindung anhaf
tet. Die freiliegende Oberfläche der Schicht wird dann verfe
stigt und an ein dauerhaftes Substrat gebunden. Die Schicht,
auf die der Phosphor gegossen wurde, wird dann entfernt, wo
durch eine glatte freiliegende Oberfläche verbleibt, die dann
mit einer transparenten Schutzschicht bedeckt werden kann.
Claims (18)
1. Verfahren zur Bildung eines Phosphorabbildungsscreens mit
im wesentlichen planarer Phosphoroberfläche mit den nach
folgenden Schritten:
- (a) Ausbilden einer Phosphorschicht auf einer Unterlage mit glatter Oberfläche in haftender, jedoch nicht bindender Weise durch Aufbringen eines Phosphors in flüssiger Form auf die Unterlage und Verfestigen des so aufgebrachten Phosphors, wodurch eine Phosphor schicht mit einer freiliegenden Seite und einer durch die Unterlage geschützten Seite ausgebildet wird;
- (b) Binden der freiliegenden Seite der Phosphorschicht auf ein Substrat, um ein durch die Unterlage ge schütztes Phosphor/Substrat-Laminat auszubilden; und
- (c) Entfernen der Unterlage mit der glatten Oberfläche vom durch die Unterlage geschützten Phosphor/Sub strat-Laminat, wodurch eine im wesentlichen planare Phosphoroberfläche verbleibt.
2. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt (a) das Aufbringen des Phosphors in Form
einer Aufschlämmung von Phosphorteilchen in einer Lösung
aus einem Bindemittel mit einem flüchtigen Lösungsmittel
umfaßt, um eine Beschichtung auf der Unterlage mit der
glatten Oberfläche zu bilden, und Verflüchtigen oder Ver
dampfen des Lösungsmittels aus der Beschichtung.
3. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Schritt (a) mit der Unterlage mit glatter Ober
fläche in einer im wesentlichen horizontalen Position
durchgeführt wird und die Aufschlämmung auf die obere
Fläche der Unterlage mit glatter Oberfläche aufgebracht
wird.
4. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Phosphorteilchen solche mit einem mittleren
Durchmesser von etwa 10 µm bis etwa 100 µm verwendet wer
den.
5. Verfahren nach Anspruch 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Phosphorteilchen solche mit einem mittleren
Durchmesser von etwa 15 µm bis etwa 75 µm verwendet wer
den.
6. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Unterlage mit einer glatten Oberfläche im Schritt
(a) eine flexible Unterlage aus einem Polymermaterial
verwendet wird, die mit einem Trennmittel beschichtet
ist.
7. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Substrat eine flexible Schicht verwendet wird.
8. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Substrat ein starrer Feststoff verwendet wird und
der Schritt (b) das Binden der Phosphorschicht an den
Feststoff durch ein polymeres Klebemittel umfaßt.
9. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Substrat Aluminium verwendet wird.
10. Verfahren nach Anspruch 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß im Schritt (b) die Phosphorschicht an den starren
Feststoff mit einer dazwischen angeordneten Zwischen
schicht laminiert wird, wobei die Zwischenschicht auf
beiden Seiten mit einem Klebemittel vorbeschichtet ist.
11. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß es als weiteren Schritt (d) das Aufbringen einer
strahlungsdurchlässigen Schutzbeschichtung auf die im
wesentlichen planare Phosphoroberfläche aufweist.
12. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß als Schutzbeschichtung ein Parylenpolymer verwendet
wird.
13. Verfahren nach Anspruch 12,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Parylenpolymer aus einem Element der Gruppe, be
stehend aus Poly(1,4-dimethylbenzol), Poly(2-chlor-1,4-
dimethylbenzol) und Poly(1,5-dichlor-2,4-dimethylbenzol),
ausgewählt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 11,
dadurch gekennzeichnet,
daß die Schutzbeschichtung aus einem Element der Gruppe,
bestehend aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Indium
oxid, ausgewählt wird.
15. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend
aus Alkalimetallsulfiden und -seleniden, ausgewählt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend
aus Calcium- und Strontiumsulfiden und -seleniden, ausge
wählt wird.
17. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend
aus Calcium- und Strontiumsulfiden und -seleniden, ausge
wählt wird, und er mit einem Element der Gruppe, beste
hend aus Samarium, Europium, Cerium oder einer Kombina
tion hiervon, dotiert ist.
18. Verfahren nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet,
daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend
aus Calciumsulfid und Strontiumsulfid, ausgewählt wird,
und er mit einem Element der Gruppe, bestehend aus Sama
rium, Europium, Cerium oder einer Kombination hiervon,
dotiert ist.
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