DE2326961A1

DE2326961A1 - IMPROVED INPUT PART FOR X-RAY IMAGE AMPLIFIER

Info

Publication number: DE2326961A1
Application number: DE19732326961
Authority: DE
Inventors: Dominic Anthony Cusano
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 1972-05-30
Filing date: 1973-05-26
Publication date: 1973-12-20
Also published as: US3838273A; FR2186723B1; FR2186723A1; JPS4976462A; NL7307440A; IT988665B; GB1425051A

Description

Verbessertes Eingangsteil für Röntgen-BildverstärkerImproved input section for X-ray image intensifiers

D,ie Erfindung bezieht sich auf eine Bildverstärkerröhre für Röntgenstrahlen und insbesondere auf eine elektrisch leitende Grenzschicht in dem eingangsseitigen Schirm dieser Röhre,The invention relates to an image intensifier tube for X-rays and in particular on an electrically conductive boundary layer in the screen on the input side of this tube,

Die Röntgen-Bildverstärkerröhre ist besonders wertvoll für den. medizinischen Bereich zur Erzielung von helleren Röntgenbildern, insbesondere bei der Abbildung von Körperorganen, welche im allgemeinen einen geringen Kontrast besitzen. Die bekannten Eingangs schirme von.Röntgen-Bildverstärkern können in zwei Arten aufgeteilt werden. Eine erste Art verwendet eine gleichförmige Schicht eines dichten Leuchtstoffes mit hoher Ordnungszahl längs einer Oberfläche eines' Glassubstrates oder -trägers benachbart zur Quelle der Röntgenphotonen zur Absorption der auftreffenden Röntgenstrahlen, welche zuvor durch den Körper eines Patienten gegangen sind, und auf der gegenüberliegenden Oberfläche des Glassubstrates ist ein dünner,photoemittierender Film aufgebracht. Die Photonen der Röntgenstrahlen, welche in der Leuchtstoffschicht absorbiert werden, werden in Licht-The X-ray image intensifier tube is particularly valuable for the. medical area to achieve brighter X-ray images, especially when imaging body organs, which in the generally have a low contrast. The well-known input screens from X-ray image intensifiers can be of two types be divided. A first type uses a uniform layer of dense, high atomic number phosphor along a surface of a glass substrate or support adjacent to the source of the X-ray photons for the absorption of the incident X-rays, which were previously carried out by the body of a patient, and on the opposite surface of the glass substrate a thin, photo-emissive film is applied. The photons of the X-rays, which are absorbed in the fluorescent layer, in light

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photonen umgewandelt, in der Größenordnung von etwa 1000 Lichtphotonen für jedes Röntgenphoton und werden in allen Richtungen von dem Punkt der Absorption des Röntgenphotons ausgehend abgestrahlt. Die Lichtphotonen,welche auf den Film der Photokathode auf treffen, werden in Photoe.lektronen umgewandelt, mit Hilfe einer Anodenelektrode beschleunigt und durch elektronenoptische Mittel auf einen zweiten Leuchtschirm am ausgangsseitigen Ende des Bildverstärkers in unmittelbarer Nähe zur Anode fokussiert ' Hierdurch erhält man ein helleres Abbild als an dem eingangsseitigen Leuchtstoffschirm,photons converted, on the order of about 1000 light photons for each X-ray photon and are emitted in all directions from the point of absorption of the X-ray photon. The light photons that hit the film of the photocathode on are converted into photoelectrons, with the help of an anode electrode and accelerated by electron-optical means onto a second luminescent screen at the output end of the image intensifier is focused in the immediate vicinity of the anode 'This results in a brighter image than on the input side Fluorescent screen,

Der zweite bekannte eingangsseitige Schirm verwendet ein aus Glas oder Aluminium hergestelltes Substrat oder Träger und die Leuchtstoffsehicht ist auf derjenigen Oberfläche eines solchen Substrates' ausgebildet, welche von der Quelle für die "Röntgenstrahlungsphotonen abgewendet ist. Der Photokathodenfilm ist auf der freien Oberfläche der Leuchtstoffsehicht angebracht. Die Bildverstärkerröhren, Welche die hier vorstehend beschriebenen eingangsseitigen Schirme verwenden, besitzen jedoch eine beträchtliche elektronenoptische Bildverzerrung, welche sich aus symmetrischen und gleichförmigen Verminderungen in dem elektrischen Potential des Photokathodenfilms über demselben von der Ringelektrode zum Mittenteil der Photokathode infolge des hohen Widerstandes der Photokathode ausbilden. Weiterhin entsteht bei der zweiten Art eines bekannten eingangsseitigen Schirms auch noch eine elektronenoptische Bildverzerrung infolge einer Unsymmetrie, einer örtlichen Veränderung in dem Potential der Photokathode infolge der ungleichförmigen Dicke und des ungleichförmigen spezifischen Widerstandes des Films der .Photokathode. Diese ergeben sich aus- der unregelmäßigen Oberfläche der Leuchtstoffsehicht, auf welcher der Photokathodenfilm aufgebracht ist.The second known input screen uses an off Glass or aluminum made substrate or support and the Phosphor layer is on that surface of one Substrates' formed, which from the source for the "X-ray photons is averted. The photocathode film is attached to the exposed surface of the phosphor layer. the Image intensifier tubes, which are those described herein above Use input-side screens, but have a considerable electron-optical image distortion, which results from symmetrical and uniform reductions in the electrical Potential of the photocathode film over the same from the ring electrode to the center part of the photocathode due to the high Form resistance of the photocathode. Furthermore, in the case of the second type, a known input-side screen is also produced another electron-optical image distortion due to an asymmetry, a local change in the potential of the photocathode due to the non-uniform thickness and the non-uniform resistivity of the film of the .Photocathode. These result from the irregular surface of the fluorescent layer, on which the photocathode film is deposited.

In dem Fall der vorstehend erörterten zweiten bekannten eingangsseitigen SehirmanOrdnung ist es üb.lich, eine dünne Grenzschicht aus einem elektrisch isolierenden, durch Leuchtstoffe lumineszierend gestalteten und transparenten Material zwischen der Leuchtstoffsehicht und dem Photokathodenfilm aufzubringen, umIn the case of the second known input side discussed above Sehirman order it is common to have a thin boundary layer made of an electrically insulating, luminescent designed by phosphors and transparent material between the To apply phosphor layer and the photocathode film to

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eine chemische Isolierung zwischen diesen beiden Schichten zu erhalten. Eine solche dünne Grenzschicht ergibt nur eine geringfügige Glättung der unregelmäßigen Oberfläche der Leuchtstoffschicht und ist daher nur in einem sehr geringen Maße wirksam zur Verringerung der elektronenoptischen Bildverzerrung infolge der ungleichförmigen Dicke und des ungleichförmigen Widerständsverhaltens des Photokäthodenfilms. Sie hat jedoch keine Auswirkung auf die Verzerrung, die aus dem Potentialabfall über dem Photokathodenfilm in seitlicher Richtung öder lateral entsteht. Ebenso ergaben sich im Stand der Technik beträchtliche Schwierigkeiten bei einer geeigneten Kopplung, einer dicken Leucht- _: stoffschicht mit einem sehr dünnen Photokathodenfilm. Da jedoch die zukünftige Entwicklungsrichtung in der Technologie von.Rönt- ■ genbildverstärkern auf noch dickere Leuchtstoffschichten gerichtet ist oder auch auf absichtlich mit Struktur versehene., eingangsseitige· Leuchtstoff schirme zur Erzielung einer höheren· Bildauflösung und eines höheren örtlichen. Bildkontrastes abzielt, wird dieses Problem der Grenzschicht zwischen Leuchtstoffschichten und Photokathodenfilm in der Zukunft noch bedeutungsvoller werden.to maintain chemical insulation between these two layers. Such a thin boundary layer results in only a slight smoothing of the irregular surface of the phosphor layer and is therefore only effective to a very small extent in reducing the electron-optical image distortion due to the non-uniform thickness and the non-uniform resistance behavior of the photo-cathode film. However, it has no effect on the distortion arising from the potential drop across the photocathode film in the lateral direction. Likewise, considerable difficulties arose in the prior art at a suitable coupling, a thick _light-: material layer with a thin film photo-cathode. However, since the future development direction in the technology of X-ray image intensifiers is directed to even thicker phosphor layers or also to phosphor screens on the input side which are intentionally provided with structure in order to achieve a higher image resolution and a higher spatial resolution. Aiming image contrast, this problem of the boundary layer between phosphor layers and photocathode film will become even more significant in the future.

Es ist daher eine der Hauptaufgaben der Erfindung, eine Röntgenbildverstärkerröhre mit einem neuen und verbesserten eingangsseitigen Schirm zu schaffen, der außerdem noch eine wesentlich verminderte elektronenoptische Bildverfälschung oder -verzerrung besitzt.It is therefore one of the main objects of the invention to provide an X-ray image intensifier tube to create a new and improved screen on the input side, which is also an essential has reduced electron-optical image adulteration or distortion.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht darin, eine Zwischenschicht zur wirksamen Kopplung einer dicken Leuchtstoffsehicht mit einem sehr dünnen Photokathodenfilm zu erhalten.Another object of the invention is to provide an intermediate layer to obtain effective coupling of a thick phosphor layer with a very thin photocathode film.

Eine weitere Aufgabe der Erfindung besteht in der Schaffung einer Zwischenschicht zwischen der Leuchtstoffsehicht und der Photokathode· von Eingangsschirmen mit hoher Auflösung und hohem Kon-" trast, wie sie-für die Zukunft zu erwarten sind.Another object of the invention is to provide an intermediate layer between the phosphor layer and the photocathode. of entrance screens with high resolution and high con " trast as they are to be expected for the future.

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Zusammengefaßt werden diese Aufgaben gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß eine Grenzschicht aus einem elektrisch leitenden Material vorgesehen wird, welches für die Lumineszenzstrahlung eines Röntgenleuchtstoffes optisch transparent ist und als eine Zwischenschicht zwischen der Leuchtstoffschicht Und dem Photokathodenfilm einerRöntgenbildverstärkerröhre dient. Das Material dieser Grenzschicht ist mit den Materialien sowohl des Leuchtstoffes als auch der Photokathode kompatibel oder verträglich und ergibt eine chemische Isolation zwischen diesen beiden Materialien. Die Grenzschicht besitzt außerdem eine ausreichende Dicke, um eine wesentliche Ausglättung von Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche der Leuchtstoffschicht zu erhalten. Am wichtigsten ist es hierbei, daß der beträchtlich kleinere Widerstand der Grenzschicht relativ zur Photokathode dazu führt, daß die Grenzschicht eine Elektronennachlieferung an die Photokathode an allen Punkten mit Elektronenemission ergibt und dadurch in wesentlicher Weise einen gleichförmigen Potentialabfall von derIn summary, these objects according to the invention are thereby solved that a boundary layer is provided from an electrically conductive material, which for the luminescent radiation of an X-ray phosphor is optically transparent and acts as an intermediate layer between the phosphor layer and the photocathode film an X-ray image intensifier tube. The material of this boundary layer is identical to the materials of both the phosphor as well as the photocathode compatible or compatible and results in a chemical isolation between these two materials. The boundary layer is also of sufficient thickness to substantially smooth out irregularities in the surface of the phosphor layer. Most importantly it is here that the considerably lower resistance of the boundary layer relative to the photocathode leads to the Boundary layer results in a subsequent delivery of electrons to the photocathode at all points with electron emission and thereby in essentially a uniform drop in potential from the

Ring; elektrode zum Mittenteil der Photokathode infolge desRing; electrode to the central part of the photocathode as a result of the

hohen Widerstandes des Photokathodenfilms vermindert.high resistance of the photocathode film is reduced.

Die hierbei erhaltene Verminderung der gleichförmigen oder stetigen Potentialänderung über dem Photokathodenfilm in seitlicher Richtung und auch die Verminderung der ungleichförmigen Potentialänderungen infolge einer Reduzierung der Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche der Leuchtstoffschicht führt zu einer bedeutungsvollen Verminderung der optischen Bildverzerrung infolge dieser Paktoren in dieser Bildverstärkerröhre. Ein besonders geeignetes Material für die Grenzschicht ist Indiumoxyd In₂O,.The resulting reduction in the uniform or steady potential change across the photocathode film in the lateral direction and also the reduction in the non-uniform potential changes as a result of a reduction in the irregularities on the surface of the phosphor layer lead to a significant reduction in the optical image distortion due to these factors in this image intensifier tube. A particularly suitable material for the boundary layer is indium oxide In ₂ O ,.

Ein besseres Verständnis dieser und weiterer Aufgaben und Vorteile und der Arbeitsweise der Erfindung ergibt sich aus der nachstehenden ausführlichen Beschreibung einer beispielhaften Ausführungsform im Zusammenhang mit den Abbildungen,bei denen in den verschiedenen Figuren gleiche Teile mit der gleichen Bezugsziffer bezeichnet sind.A better understanding of these and other tasks and benefits and the operation of the invention will be apparent from the following detailed description, by way of example Embodiment in connection with the figures in which In the various figures, the same parts are denoted by the same reference number.

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Pig, 1 ist eine Schnittansicht einer konventionellen Röntgenbildverstärkerröhre, ' . ,Pig, Fig. 1 is a sectional view of a conventional X-ray image intensifier tube, '. ,

Pig, 2 ist eine vergrößerte Schnittansicht eines Teils eines ersten bekannten eingangsseitigen Schirms in einer RöntgenbiIdverstärkerröhre. Pig, Fig. 2 is an enlarged sectional view of part of a first known input screen in an X-ray image intensifier tube.

; Fig. 3 ist eine Schnittansicht eines zweiten konventionellen eingangsseitigen Schirms,; Fig. 3 is a sectional view of a second conventional one input screen,

Pig, 4 gibt eine Schnittansicht eines eingangsseitigen Schirms ' eines relativ neuen Bautyps, welcher aufgedampftes ^: Leuchtstoffmaterial verwendet,Pig, 4 is a sectional view of an input screen 'of a relatively new type of building which is ^{vapor-deposited:} used phosphor material,

Fig. 5 zeigt eine Kurvendarstellung des spektralen Verhaltens für die Materialien des Leuchtstoffes, der Grenzschicht und der Photokathode bei einem eingangsseitigen Schirm gemäß der Erfindung.5 shows a graph of the spectral behavior for the materials of the luminescent material, the boundary layer and the photocathode in the case of a screen on the input side according to the invention.

'■- Fig. 6 ist eine Schnittansicht des Eingangsschirmes der Fig. 2 mit Zufügung einer neuen Grenzschicht gemäß der Erfindung. '■ - Fig. 6 is a sectional view of the input screen of Figure 2 with the addition of a new boundary layer according to the invention..

Fig. 7 ist eine Schnittansicht des Eingangssehirms der Fig. 3 ι mit ergänzender Zufügung einer Grenzschicht.FIG. 7 is a sectional view of the input screen of FIG. 3 ι with the addition of a boundary layer.

Fig. 8 ist eine Schnittansicht des Eingangssehirms der Fig. 4 . mit Zufügung einer Grenzschicht.FIG. 8 is a sectional view of the input screen of FIG. 4 . with the addition of a boundary layer.

Fig, 9 zeigt eine.Schnittansicht eines Eingangssehirms in der bereits absehbar zukünftigen Bauweise unter Verwendung der Grenzschicht. ■FIG. 9 shows a sectional view of an input screen in FIG already foreseeable future construction using the boundary layer. ■

Fig. 10 ist eine Schnittansicht einer zweiten absehbaren zukünftigen Bauweise eines Eingangsschirms mit Verwendung der Grenzschicht,Fig. 10 is a sectional view of a second foreseeable future Construction of an entrance screen using the boundary layer,

Fig. 1 zeigt eine konventionelle RöntgenbiIdverstärkerröhre, dieFig. 1 shows a conventional X-ray image intensifier tube which

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aus einem Glaskolben 10 mit einem Eingangsfenster 10a besteht, durch das die Röntgenphotonen nach dem Durchgang durch den Körper eines Patienten eintreten. Ein Eingangsschirm eines konventionellen Typs umfaßt eine im wesentlichen gleichförmige Leuchtstoffschicht 11, auf der ein dünner Photokathodenfilm 12 auf der inneren Oberfläche des Eingangsfensters IQa aufgebracht und ausgebildet sein kann. Alternativ wird die Leuchtstoffs chicht gemäß der Darstellung in Fig. 1 auf einem getrennten Substratteil oder einer Frontplatte 13 ausgebildet, welche einen geringen Abstand vonjler inneren Oberfläche des Eingangsfensters 10a in der Größenordnung von etwa 1,2 cm (1/2 Zoll) besitzt. Die Frontplatte 13 ist dann im Innern eines Glaskolbens 10 gehaltert unqparallel zum Eingangs fenster 10a ausgerichtet. Der photoemittierende Film 12 bildet die Kathode der Röntgenbildverstärkerröhre und ist elektrisch mit dem Anschluß eines Netzteils mit negativer Polarität verbunden, welcher zur Stromversorgung.oder Spannungsversorgung der Röhre dient. Der Leuchtstoff kann ein Leuchtstoff des granulären oder körnigen Typs sein, wie beispielsweise Zink-Cadmiumsulfid oder ein transparenter Leuchtstoff, wie beispielsweise Caesiumjodid. Diese Materialien sind typisch und die Dicke der Schicht (oder der mehrfachen Schichten) liegt allgemein im Bereich von 0,125 mm bis etwa 0,625 mm (5 bis 15 mil). DerjPhotokathodenfilm hat typischerweise eine Dicke im Bereich von 50 bis 250 S . Das photoemittierende Material in dem Film 12 ist typischerweise ein Material des Mehrfachalkali-Typs; es besitzt einen relativ niedrigen elektrischen Flächenleitwert und stellt dadurch einen relativ großen elektrischen Widerstand dar.consists of a glass bulb 10 with an inlet window 10a, through which the X-ray photons enter after passing through a patient's body. An input screen of a conventional one Type comprises a substantially uniform phosphor layer 11 on which a thin photocathode film 12 on the inner surface of the input window IQa can be applied and formed. Alternatively, the phosphor layer is used formed as shown in Fig. 1 on a separate substrate part or a front plate 13, which has a low Distance from each inner surface of the entrance window 10a on the order of about 1.2 cm (1/2 inch). The front plate 13 is then held in the interior of a glass bulb 10 aligned unqparallel to the entrance window 10a. The photo-emitting film 12 forms the cathode of the X-ray image intensifier tube and is electrically connected to the terminal of a power supply unit with negative polarity, which is used for power supply.or Power supply of the tube is used. The phosphor can be a Be phosphors of the granular or granular type, such as Zinc cadmium sulfide or a transparent phosphor such as cesium iodide. These materials are typical and the thickness of the layer (or multiple layers) is generally in the range of 0.125 mm to about 0.625 mm (5 to 15) mil). The photocathode film typically has a thickness in the range from 50 to 250 S. The photo-emissive material in film 12 is typically a multiple alkali type material; it has a relatively low electrical surface conductance and thus represents a relatively high electrical resistance represent.

Ein elektrisch leitender Ring 14 besitzt eine innere Oberfläche in Kontakt mit den äußeren Kanten des Photokathodenfilms 12 (oder einen elektrisch leitenden Streifen in Kontakt mit den Kanten des Films 12) und wird dazu verwendet, diesem Film symmetrisch ein ·An electrically conductive ring 14 has an inner surface in contact with the outer edges of the photocathode film 12 (or an electrically conductive strip in contact with the edges of the Films 12) and is used to make this film symmetrically

negatives Potential zuzuführen. Die Ring .elektrode 14 kann auchsupply negative potential. The ring electrode 14 can also

als Halterung für die Eingangsschirmanordnung (11,12,13) in ihrer richtigen Orientierung "im Innern des Glaskolbens 10 dienen. In den Fällen, in denen der Eingangsschirm unmittelbar auf dem Eingangsfenster 10a ausee^^^t,'£$£,, ^cann ein Film aus elektrischas a holder for the input screen arrangement (11,12,13) in their correct orientation "in the interior of the glass bulb 10. In those cases in which the input screen is directly on the input window 10a ausee ^^^ t, '£ $ £ ,, ^ cann a film made of electric

leitendem Material, beispielsweise verdampftes Aluminium, auf
der inneren Oberfläche des Glaskolbens entlang der !Kante des
Eingangsschirms in Kontakt.mit dem Photokathodenfilm abgeschieden werden, um diesem das Potential zuzuführen. Alternativ kann im
Falle einer unmittelbaren Ausbildung des Eingangeschirms auf dem Eingangsfenster 10a oder im Falle eines getrennten Substratteils
13 die innere Hauptoberfläche des Fensters 10a oder des Teils 13 vollständig mit dem verdampften Aluminium überzogen sein, um eine" lichtreflektxerende Oberfläche bezüglich der sich nach rückwärts _; bewegenden Lichtphotonen in der Leuchtstoffschicht zu bilden ^: und dadurch die Anzahl der Lichtphotonen zu erhöhen, welche auf '■. den Photokathodenfilm 12 gerichtet werden. Offensichtlich kann
im Falle eines getrennten Substratteils 13. gemäß Fig. 1 dieses | aus Glas oder aus einem Metall niedriger Ordnungszahl hergestellt^; werden, .beispielsweise aus Aluminium. In diesem let—zteren Falle ist der überzug aus verdampftem Aluminium nicht erforderlich. In ' jedem Falle wird die Photokathodenelektrode 12 elektrisch mit
dem Anschluß negativer Polarität der Netζversorgung durch einen
geeigneten elektrischen Leiter 15 verbunden, welcher über einer · Vakuumabdichtung die Wand des Glaskolbens 10 durchsetzt.conductive material, for example evaporated aluminum
the inner surface of the glass bulb along the! edge of the
Input screen in contact with the photocathode film to be applied to this the potential. Alternatively, in
In the case of a direct formation of the input screen on the input window 10a or in the case of a separate substrate part
13, the inner main surface of the window 10a or the part 13 may be completely coated with the vaporized aluminum to a "lichtreflektxerende surface with respect to the _rearwardly, to form moving light photons in the phosphor ^layer: and thereby increase the number of light photons to ' ■ the photocathode film 12. Obviously, can
in the case of a separate substrate part 13 according to FIG. 1, this | made of glass or of a low atomic number metal ^; made of aluminum, for example. In this last case, the evaporated aluminum coating is not required. In 'each case, the photocathode electrode 12 is electrically with
the connection of negative polarity of the mains supply through a
suitable electrical conductor 15 connected, which penetrates the wall of the glass bulb 10 via a vacuum seal.

Die von dem Photokathodenfilm 12 abgegebenen oder abgestrahlten
Photoelektronen werden durch eine Elektrode 16 fokussiert, welche auf einem positiven Potential von mehreren hundert Volt bezogen auf den Photokathodenfilm 12.gehalten wird, und die Photo- ; elektronen werden bei einem typischen Beispiel auf etwa 25 Kilo-Volt mit Hilfe einer Anodenelektrode 17, welche im Innern.des ^! ausgangsseitigen Endes des Glaskolbens 10 angeordnet ist, beschleunigt. Die Fokussierungselektrode 16 ist allgemein entweder entlang der inneren Oberfläche des Glaskolbens im Bereich zwischen der Kathode und der Anode ausgerichtet, oder sie kann einen geringen Abstand von demselben besitzen. Die Elektroden 16 und
17 sind zvreckmäßigerweise so geformt, daß sie die erwünschte ' _: elektronenoptische Fokussierung der beschleunigten Photoelektro- ■ nen auf den ausgangsseitigen Leuchtstoffschirm 18 ergeben, der
entweder auf der Oberfläche des inneren Endes 10b des GlaskolbensThe emitted or radiated from the photocathode film 12
Photoelectrons are focused by an electrode 16, which is held at a positive potential of several hundred volts with respect to the photocathode film 12., and the photo; In a typical example, electrons are reduced to about 25 kilo-volts with the aid of an anode electrode 17, which is located inside the ^! is arranged on the outlet end of the glass bulb 10, accelerated. The focusing electrode 16 is generally either aligned along the inner surface of the glass envelope in the region between the cathode and the anode, or it may be spaced a short distance therefrom. The electrodes 16 and
17 are zvreckmäßigerweise so shaped to the desired _': arise electron-optical focusing of the accelerated photoelectron ■ NEN on the output-side phosphor screen 18, the
either on the surface of the inner end 10b of the glass envelope

10 ausgebildet oder mit geringem Abstand von diesem Ende angeordnet ist. Auf dem zweiten Leuchtetoffschirm 18 erscheint ein Bild, das bedeutend heller ist als das Bild auf-dem eingangsseitigen Leuchtstoffschirm und das unmittelbar von dem Arzt betrachtet oder einer weiteren Auswertung unterzogen werden kann. Die"Laufwege für zwei der Photoelektronen zwischen dem Photokathodenfilm 12 und dem Ausgangsleuchtstoff 18 sind durch eine gestrichelte Linie und Pfeile angedeutet.10 formed or arranged at a small distance from this end is. A appears on the second phosphor screen 18 Image that is significantly brighter than the image on the input side Fluorescent screen and which can be viewed directly by the doctor or subjected to a further evaluation. The "pathways for two of the photoelectrons between the photocathode film 12 and the starting phosphor 18 are through a dashed line and arrows indicated.

Die Dicke der Leuchtstoffschicht in konventionellen Verstärkern beruht auf einem Kompromiß zwischen einer dicken Schicht, die für eine hohe Absorption der Röntgenstrahlen erforderlich ist und einer dünnen Schicht, die für eine hohe Bildauflösung und für den örtlichen Bildkontrast notwendig ist. Als Ergebnis besitzt eine konventionelle Leuchtstoffschicht mit einer Dicke zwischen etwa 0,125 und 0,375 mm (5-15 mil) eine relativ geringe Röntgenabsorptiom in der Größenordnung von 15 - 35 '%. der' auftreffenden Röntgenstrahlen. Die noch nachstehend beschriebenen zukünftigen eingangsseitigen Leuchtstoffschichten im Zusam menhang mit den Fig. 9 und .10 können zu einer dickeren Leuchtstoffschicht führen, um dadurch die Röntgenabsorption und damit die Empfindlichkeit zu erhöhen, jedoch mit einem bedeutend geringeren Verlust der Auflösung und des örtlichen Kontrastes, als dies bei konventionellem Bildverstärker geschieht. Alternativ können sie konventionelle Schichtdicken des Leuchtstoffes verwenden, hierfür jedoch eine erhöhte Auflösung und einen größeren Kontrast erzielen.The thickness of the phosphor layer in conventional intensifiers is based on a compromise between a thick layer, which is necessary for a high absorption of the X-rays, and a thin layer, which is necessary for a high image resolution and for the local image contrast. As a result, a conventional phosphor layer between about 0.125 and 0.375 mm (5-15 mils) thick has a relatively low X-ray absorptiom, on the order of 15-35 %. of the 'incident X-rays. The future input-side phosphor layers described below in connection with FIGS. 9 and 10 can lead to a thicker phosphor layer in order to thereby increase the X-ray absorption and thus the sensitivity, but with a significantly lower loss of resolution and local contrast than this happens with a conventional image intensifier. Alternatively, you can use conventional layer thicknesses of the phosphor, but achieve an increased resolution and a greater contrast.

Die Fig. 2 zeigt eine zweite Ausführungsform eines konventionellen Eingangsschirms eines Röntgenbildverstärkers, bei dem die Hauptoberfläche des Tragteils 13 benachbart zur Quelle der Röntgenphotonen als Träger für die Leuchtstoffschicht 11 dient und die gegenüberliegende Hauptoberfläche des Trägerteils 13 als Träger für den Photokathodenfilm 12 verwendet wird. Im Hinblick auf die Orientierung der Leuchtstoffschicht 11 und des Photokathodenfilms 12 relativ zum Trägerteil 13 muß dieses Trägerteil 13 aus einem für die Leuchtstofflumineszenz transparenten Material hergestellt sein, beispielsweise aus Glas, und besitztFig. 2 shows a second embodiment of a conventional one Input screen of an X-ray image intensifier in which the main surface of the support member 13 is adjacent to the source of the X-ray photons serves as a carrier for the phosphor layer 11 and the opposite main surface of the carrier part 13 as Support for the photocathode film 12 is used. Regarding the orientation of the phosphor layer 11 and the photocathode film 12 relative to the carrier part 13, this carrier part 13 must be made of a material that is transparent to fluorescent luminescence be made, for example of glass, and has

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typischerweise eine Dicke von etwa 0,125 mm (5 mil). Die Phosphorschicht 11 in der hier dargestellten Form besteht aus einer relativ dicken.vielfachen Schicht mit relativ großen Leuchtstoffkörnern (d.h. der Teilchendurchmesser ist größer als etwa 0,008 mm oder 0, 3 mil, um eine gute Lichtdurchlässigkeit zu. erhalten). Obwohl die Leuchtstoffkörner zur bequemeren Darstellung als Kugeln dargestellt sind, können diese Körner selbstverständlich, im allgemeinen nicht vollkommen kugelförmig sein.typically about 0.125 mm (5 mils) thick. The phosphor layer 11 in the form shown here consists of a relatively thick multiple layer with relatively large phosphor grains (i.e., the particle diameter is greater than about 0.008 mm or 0.3 mils for good light transmission. obtain). Though the phosphor grains for more convenient viewing are shown as spheres, these grains can of course, generally not be perfectly spherical.

Ebenso besitzen diese Körner infolge«des Verfahrens zur Aus-' , - - körnigenLikewise, as a result of 'the process of forming' , - - granular

bildung oder Formation eines solchen/Leuchtstoffes nicht notwendigerweise alle die gleiche Größe. Die granulären oder körnigen Leuchtstoffe in der AusfÜhrungsform nach Fig. 2 sind'sehr dünn beschichtet mit einem Silikonkunstharz, so daß bei der Verdichtung oder dem Zusammenpressen der Leuchtstoffe dieses Kunstharz einen Adhäsionseffekt liefert, um die Leuchtstoffe auf der Oberfläche des Trägerteils 13 festzulegen. Die körnigen Leuchtstoffe 11 können beispielsweise aus Cadmiumsulfid oder Gadoliniumoxysulfid bestehen. In einigen Fällen wird zu dem Leuchtstoffträgermaterial ein geeigneter -Aktivator zugesetzt; für Zinkcadmiumsulfid ist ein typischer Aktivator Silber und bei Gadoliniumoxysulfid Terbium. Das Photoemittermaterial zur Bildung des Photokathodenfilms 12 kann'aus einer der typischen Arten ausgewählt sein, beispielsweise das Material S-20 (eine Verbindung von Antimon, Caesium, Natrium und Kalium) oder S-Il (eine Verbindung von Caesium, Antimon und Sauerstoff). Es besitzt eine Dicke in dem bereits vorstehend genannten Bereich von 5O-25O S und kann typischerweise eine Dicke von 150 8 besitzen. .Formation or formation of such a / luminescent material not necessarily all the same size. The granular or granular phosphors in the embodiment of FIG. 2 are very thinly coated with a silicone resin, so that when Compression or compression of the phosphors this synthetic resin provides an adhesion effect to the phosphors to set on the surface of the support part 13. The granular phosphors 11 can, for example, made of cadmium sulfide or Consist of gadolinium oxysulfide. In some cases it becomes that A suitable activator added to the fluorescent carrier material; A typical activator for zinc cadmium sulfide is silver and with gadolinium oxysulfide terbium. The photo emitter material for forming the photocathode film 12 can be one of the typical Kinds be selected, for example the material S-20 (a compound of antimony, cesium, sodium and potassium) or S-II (a combination of cesium, antimony and oxygen). It has a thickness in the range already mentioned above from 50 to 250 S and can typically have a thickness of 150 8. .

Der Eingangsschirm der Fig. 2 besitzt einen Vorteil gegenüber dem in Fig. 1 abgebildeten Eingangsschirm, welcher mit weiteren Einzelheiten ebenfalls in Fig. 3 wiedergegeben ist. Dieser besteht darin, daß der Photokathodenfilm 12 auf einer glatten Oberfläche des Glasträgerteils 13 aufgebracht ist und dadurch ' die elektronenoptische Bildverzerrung beseitigt wird, welche zurückzuführen ist auf einen ungleichmäßig dicken'oder mit ungleichmäßigem Widerstand behafteten Photokathodenfilm, welcheThe input screen of Fig. 2 has an advantage over this the input screen shown in Fig. 1, which with further Details are also shown in FIG. This exists in that the photocathode film 12 on a smooth Surface of the glass support part 13 is applied and thereby 'the electron-optical image distortion is eliminated, which is due to an unevenly thick 'or with unevenly resistive photocathode film, which

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sich aus den Unregelmäßigkeiten längs der ausgangsseitigen Oberfläche der Leuchtstoffschicht ergeben. Da jedoch nur die Kanten des Photokathodenfilms 12 in der Ausführungsform nach Fig. 2 in Kontakt mit dem elektrisch leitenden Ringteil lh zur Zuführung des richtigen Potentials zur Photokathode stehen (wie auch im Falle der Fig. 1 ), bleibt weiterhin die elektronenoptische Bildverzerrung infolge der Änderung des elektrischen Potentials in seitlicher Richtung über den Photokathodenfilm ^{: :} eine Quelle für eine elektronenoptische Bildverzerrung bei dieser konventionellen Eingangsschirmstruktur.result from the irregularities along the output-side surface of the phosphor layer. However, since only the edges of the photocathode film 12 in the embodiment of FIG. 2 are in contact with the electrically conductive ring part lh for supplying the correct potential to the photocathode (as in the case of FIG. 1), the electron-optical image distortion due to the change still remains of electrical potential in the lateral direction across the photocathode film ^: a source of electron optic image distortion in this conventional input screen structure.

Pig· 3 gibt eine vergrößerte Ansicht eines Teils des Eingangsschirms nach Fig. 1. Zusätzlich zu den Unterschieden zwischen den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 bezüglich der relativen Orientierung des Trägerteils 13 kann das Trägerteil 13 in der Aus führungs form nach Fig. 3 aus'Glas, Aluminium odeijeinem anderen Metall mit niedriger Ordnungszahl hergestellt werden, während das Trägerteil 13 in Fig. .· 2 auf ein optisch für die Leuchtstofflumineszenz durchlässiges Material beschränkt ist, beispielsweise Glas. Die Leuchtstoffschicht 11 in der Fig. 3 besteht aus einem körnigen Leuchtstoff, welcher den gleichen Typ und die gleiche Größe wie in Fig. 2 aufweisen kann. Er ist jedoch in einem Silikonkunstharz eingebettet^-d.h. das Kunstharz nimmt einen wesentlichen Teil des Volumens in der Leuchtstoffschicht in der Größenordnung von 15-30 % ein. In· der Aus führungs form der Fig. 2 ist dagegen lediglich gegebenenfalls irgendein Kunstharz verwendet, um eine Adhäsion der Leuchtstoffkörner aneinander und am Substratteil zu bewirken. Einer der Hauptgründe für die Verwendung eines körnigen Leuchtstoffes in einem Silikon-Kunstharzbinder besteht darin, den trennenden Abstand von einigen 0,1 mm (einigen mil) zwischen Leuchtstoff und Photokathode zu beseitigen, welcherjdurch den dünnen Glasträger in Fig. 2 dargestellt wird. Dieser Abstand bewirkt jedoch eine Verschlechterung des örtlichen Bildkontrastes und der Auflösung (d.h. eine Verschlechterung der Bildmodulations-übertragungsfunktion) und selbstverständlich "können die körnigen Leuchtstoffe in der Ausführungsform nach Fig. 2 auch in einem Kunstharzbinder ent-Pig 3 gives an enlarged view of part of the input screen according to FIG. 1. In addition to the differences between the embodiments according to FIGS. 2 and 3 with regard to the relative orientation of the support part 13, the support part 13 in the embodiment according to Glass, aluminum or any other metal with a low atomic number can be produced, while the carrier part 13 in FIG. 2 is limited to a material which is optically transparent to fluorescent luminescence, for example glass. The phosphor layer 11 in FIG. 3 consists of a granular phosphor which can have the same type and the same size as in FIG. 2. However, it is embedded in a silicone synthetic resin - that is, the synthetic resin takes up a substantial part of the volume in the phosphor layer in the order of 15-30 % . In the embodiment of FIG. 2, on the other hand, any synthetic resin is used, if necessary, in order to cause the phosphor grains to adhere to one another and to the substrate part. One of the main reasons for using a granular phosphor in a silicone resin binder is to eliminate the separating distance of a few mils between the phosphor and the photocathode represented by the thin glass substrate in FIG. However, this distance causes a deterioration in the local image contrast and the resolution (ie a deterioration in the image modulation transfer function) and of course "the granular phosphors in the embodiment according to FIG. 2 can also be contained in a synthetic resin binder.

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halten sein.be hold.

Wie bereits ausgeführt, wurde in konventioneller Weise eine dünne Grenzschicht 30 aus einem elektrisch isolierenden, für die Lumineszenz des Leuchtstoffes transparenten Material als Zwischenschicht zwischen der Leuchtstoffschicht und dem Photokathodenfilm verwendet, um eine chemische Isolation zwischen diesen beiden Schichten zu erhalten. Die Grenzschicht 13 besitzt typischerweise eine Dicke im Bereich von 0,1-1*0 Mikron und wird aus solchen Materialien wie beispielsweise einem Aluminiumoxyd oder Siliciumdioxyd hergestellt. Diese Grenzschicht ist ausreichend dünn, um die erwünschte chemische Isolation zwischen den Materialien für den Leuchtstoff und den Photoemitter herzustellen. Die dünne Schicht führt jedoch nur zu einer geringfügigen Glättung der Unregelmäßigkeiten auf der Oberfläche des Leuchtstoffes. Diese konventionelle Grenzschicht 30 wird in.dem Eingangsschirm gemäß Fig. 2 nicht verwendet, da dort keine Grenzfläche zwischen der Leuchtstoffschicht 11 und dem Photo-' kathodenfilm 12 vorhanden ist.As already stated, a thin boundary layer 30 made of an electrically insulating, transparent for the luminescence of the phosphor material as Interlayer between the phosphor layer and the photocathode film used to maintain chemical isolation between these two layers. The boundary layer 13 has typically a thickness in the range of 0.1-1 * 0 microns and is made from such materials as an aluminum oxide or silicon dioxide. This boundary layer is sufficiently thin to achieve the desired chemical isolation between the materials for the phosphor and the photoemitter to manufacture. However, the thin layer only slightly smooths the irregularities on the surface of the Fluorescent. This conventional boundary layer 30 is in.dem Input screen according to FIG. 2 not used because there is none Interface between the phosphor layer 11 and the photo ' cathode film 12 is present.

Fig. 4 zeigt einen relativ neuartigen Typ eines eingangsseitigen Schirms, welcher anstelle des körnigen Typs gemäß den Ausführungsformen nach Fig. 2 und 3 ein verdampftes oder aufgedampftes transparentes Leuchtstoffmaterial verwendet. Das transparente Leuchtstoffmaterial kann bei einem typischen Beispiel aus. Caesiumjodid bestehen, welches mit Thallium aktiviert ist, eine Dicke im gleichen Bereich wie die Schichten nach Fig. 2 und 3 besitzt (0,125 bis 0,375 mm) (5-15 mils). Es besitzt' im Vergleich zu den körnigen Leuchtstoffen ,den Vorteil, daß es eine größere Lichtdurchlässigkeit besitzt und theoretisch keine Oberflächenunregelmäßigkeiten aufweisen sollte und es dadurch gestattet, auf ihm einen ebenmäßigeren Photokathodenfilm 12 aufzubringen. In der Praxis ergibt sich jedoch eine Schwierigkeit bei dem Aufbringen eines verdampften Leuchtstoffes' insofern, daß hierbei unweigerlich ein Kornwachstum oder ein allgemeines Rissigwerden infolge thermischer Belastung erfolgt und hierdurch ein unerwünschtes räumliches Netzwerk-.von Leuchtstoffinseln erzeugt wird'. Die aas-wird 4ur#h Risse-gebildet, welche vonFig. 4 shows a relatively novel type of input side Screen, which instead of the granular type according to the embodiments of FIGS. 2 and 3, a vaporized or vapor-deposited transparent phosphor material is used. The transparent phosphor material can be made in a typical example. Cesium iodide, which is activated with thallium, has a thickness in the same range as the layers according to FIGS. 2 and 3 (0.125 to 0.375 mm) (5-15 mils). It owns' in comparison to the granular phosphors, the advantage that it has a greater light transmission and theoretically no surface irregularities should have and thereby allows a more even photocathode film 12 to be applied to it. In practice, however, there is a difficulty in applying a vaporized phosphor insofar as that this inevitably results in grain growth or general cracking as a result of thermal stress and, as a result, an undesirable spatial network of phosphor islands is produced'. The aas-is cracked 4ur # h, which from

der freien Oberfläche des aufgedampften Leuchtstoffes 11 ausgehen und sich in Richtung des Trägers 13 aus Aluminium oder Glas fortsetzen; hierbei können diese Risse sich sogar vollständig bis zur Trägeroberfläche ausbilden. Die elektrisch nicht-leitende dünne Grenzschicht 30 kann als eine chemisch isolierende Zwischenschicht zwischen dem aufgedampften Leuchtstoffmaterial 11 und dem Photokathodenfilm 12 verwendet werden. Zusätzlich hierzu kann sie möglicherweise - dieser Effekt ist jedoch nicht gesichert - eine Glättung der unbeabsichtigterweise mit einer Struktur versehenen Leuchtstoffschicht dadurch bewirken, daß sie-go out of the free surface of the vapor-deposited phosphor 11 and move in the direction of the carrier 13 made of aluminum or glass continue; in this case, these cracks can even form completely up to the carrier surface. The electrically non-conductive thin boundary layer 30 can be used as a chemically insulating intermediate layer between the vapor-deposited phosphor material 11 and the photocathode film 12 can be used. In addition to this, it possibly can - but this effect is not secured - a smoothing of the inadvertently provided with a structure phosphor layer by the fact that they-

von derof the

zumindest einige der/freien Oberfläche des aufgedampften Leuchtstoffes ausgehenden entstandenen Risse überbrückt. Daher kann die Verwendung einer elektrisch isolierenden Grenzschicht 30 in der vorbekannten. Ausführungsform nach Fig. ¹I auch zu einer gewissen Verringerung der elektronenoptischen Bildverzerrung führen, welche aus einer ungleichförmigen Dicke oder einem ungleichförmigen Flächenwiderstand eines Photokathodenfilms hervorgeht, der auf einer unregelmäßigen Oberfläche auf der Leuchtstoffschicht aufgebracht worden ist und welcher insbesondere im Falle der Ausführungsform der Fig. 4 aus der Bildung mikroskopischer und makroskopischer elektrischer Inseln entsteht, welche auf der Leuchtstoffoberfläche info_ige der Risse erzeugt wird, die von der freien Oberfläche desselben ausgehend entstanden sind. Genauso wie im Falle der Ausführungsform nach Fig. 3 besitzt jedoch diese konventionelle elektrisch isolierende dünne Grenzschicht 3o keine Auswirkung auf diejenige elektronenoptische Bildverzerrung, welche aus dem seitlich oder lateral verlaufenden gleichförmigen oder stetigen Potentialabfall entsteht, der auf dem Film der Photokathode infolge des hohen elektrischen Widerstandes desselben vorhanden ist.bridges at least some of the resulting cracks emanating from the / free surface of the vapor-deposited phosphor. Therefore, the use of an electrically insulating boundary layer 30 in the previously known. ¹ I also lead to a certain reduction in the electron-optical image distortion, which results from a non-uniform thickness or a non-uniform sheet resistance of a photocathode film which has been applied to an irregular surface on the phosphor layer and which, in particular in the case of the embodiment of FIG. 4 arises from the formation of microscopic and macroscopic electrical islands, which are generated on the fluorescent surface info_ige of the cracks that originate from the free surface of the same. Just as in the case of the embodiment according to FIG. 3, however, this conventional electrically insulating thin boundary layer 3o has no effect on the electron-optical image distortion which arises from the laterally or laterally running uniform or steady potential drop that occurs on the film of the photocathode as a result of the high electrical resistance the same is present.

Erfindungsgemäß wird eine Grenzschicht als chemisch isolierende Zwischenschicht zwischen der Leuchtstoffschicht und einem Photokathodenfilm vorgesehen, die aus einem Material gebildet ist, das vollständig verschieden ist von den in den vorbeschriebenen vorbekannten Grenzschichten verwendeten Materialien, und es wird hierdurch ein bedeutend verbesserter Eingangsschirm für einen Röntgenbildverstärker erhalten. Insbesondere wird einAccording to the invention, a boundary layer is used as a chemically insulating Interlayer between the phosphor layer and a photocathode film provided, which is formed of a material completely different from those in those described above materials used previously known boundary layers, and it thereby becomes a significantly improved input screen for receive an X-ray image intensifier. In particular, a

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Material verwendet, welches die erwünschten Eigenschaften der Materialien für vorbekannte Grenzschichten besitzt, nämlich geringen Dampfdruck, so daß es bei niedrigem Druck durch ein einfaches Verfahren und mit geringen Kosten aufgebracht werden kann, Durchlässigkeit für die Leuchtstofflumineszenzstrahlung zum Zwecke einer guten optischen Kopplung und Bildwandlung und chemische Verträglichkeit sowohl während der Herstellung als auch während der Lebensdauer des Bildverstärkers mit den Materialien für den Leuchtstoff und den Photoemitter. Am wichtigsten ist jedoch der vorwiegende Unterschied zwischen dem hier angegebenen Grenzschichtmaterial und dem Stand der Technik, welcher in der Verwendung eines Materials besteht, das relativ elektrisch leitend ist, und in der Verwendung einer beträchtlichen Schichtdicke. Die elektrisch leitende Eigenschaft des Materials für die erfindungsgemäße Grenzschicht ist dadurch definiert, daß das Material einen elektrischen Flächenwiderstand im Bereich von 10 bis 10 Ohm pro Flächeneinheit besitzen soll und typischerweise einen solchen Widerstand von etwa 1000 0hm besitzt. Hierdurch ergibt die Grenzschicht einen ausreichenden elektrischen flächenwiderstqnd relativ zu dem Photokathodenfilm und der Widerstand der Grenzschicht ist dadurch bedeutend niedriger als der Widerstand des Photokathodenfilms. Als Ergebnis hiervon ist diese Grenzschicht elektrisch verbunden mit dem Anschluß nega-' tiver Polarität der Netzversorgung, schließt effektiv den Photokathodenfilm elektrisch kurz und ergibt dadurch eine Nachlieferung oder Auffrischung von Elektronen an den Photokathodenfilm an allen Punkten, an denen dort Elektronen abgegeben werden. Diese Nachlieferung von Elektronen verringert in beträchtlichem Maße den Potentialabfall, der in lateraler Richtung über demMaterial used which has the desired properties of the materials for previously known boundary layers, namely low vapor pressure, so that it can be applied at low pressure by a simple method and at low cost can, transparency for the fluorescent luminescence radiation for the purpose of good optical coupling and image conversion and chemical compatibility with the materials both during manufacture and during the life of the image intensifier for the fluorescent material and the photoemitter. Most important, however, is the predominant difference between the one given here Interface material and the prior art, which consists in the use of a material which is relatively electrically conductive and in the use of a considerable amount Layer thickness. The electrically conductive property of the material for the boundary layer according to the invention is defined in that the material should and typically have an electrical sheet resistance in the range of 10 to 10 ohms per unit area has such a resistance of about 1000 ohms. This gives the boundary layer a sufficient electrical Surface resistance relative to the photocathode film and the resistance of the interface is thereby significantly lower than the resistance of the photocathode film. As a result, this boundary layer is electrically connected to the terminal nega- ' tive polarity of the mains supply, effectively short-circuits the photocathode film and thereby results in a subsequent delivery or replenishment of electrons on the photocathode film at all points where electrons are given off there. This replenishment of electrons considerably reduces the potential drop that occurs in the lateral direction over the

Photokathodenfilm erzeugt wird und führt dadurch zu einer beBild- deutungsvollen Verminderung der elektronenoptischen Verzerrung, welche auf diesen Faktor zurückzuführen ist und welche mit einer leitenden Grenzschicht des konventionellen Typs nicht erhalten werden kann. Die erfindungsgemäße Grenzschicht ist ebenausreichend
falls/dick (0,1 bis 25 Mikron)_f um eine wesentliche Glättung oder überbrückung der .Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Leuchtstoffschicht zu ergeben und dadurch auch eine beträchtliche Verminderung der elektronen-optischen Bildverzerrung infolgePhotocathode film is generated and thereby leads to a significant reduction in the electron optical distortion which is due to this factor and which cannot be obtained with a conductive interface of the conventional type. The boundary layer according to the invention is just sufficient
if / thick (0.1 to 25 microns) _{f in} order to produce a substantial smoothing or bridging of the surface irregularities in the phosphor layer and thereby also a considerable reduction in the electron-optical image distortion as a result

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dieses Faktors zu erhalten.to maintain this factor.

Gemäß der Erfindung wurde gefunden, daß Indiumoxyd (InpO,) ein erstes.Material darstellt, welches besonders geeignet ist zur Aisbildung der erfindungsgemäßen elektrisch leitenden Grenzschicht. Es kann auf zwei verschiedene Arten aufgebracht werden: Es kann auf ein Substrat mit Zimmertemperatur bei niedrigem Säuerstoffdruck aufgedampft werden (beispielsweise 10 Mikron Quecksilbersäule) und anschließend in Luft bei 200 C und einem Druck von 1 atm während einer Zeitdauer von 30 Minuten bis 2 Stunden vollständig oxydiert werden. Andererseits kann es in einem Verfahrensschritt in einem Vakuumgefäß durch Aufdampfen" von Indium auf ein Substrat bei 200 bis 300 ⁰C bei Anwesenheit von 50 bis 150 Mikron Sauerstoff aufgebracht werden, wobei dann keine weitere Oxydation erforderlich ist. Die Fig. 5 zeigt das Wellenlängenspektrum des Indiumoxyds und der beiden Materialien, für die es als Grenzschicht dient, nämlich eines Cäsiumjodid-Leuchtstoffes mit Thalliumakti-vierung und des Photoemittermäterials des vorstehend definierten Typs S-20. Die Frequenzkurve, welche mit "Leuchtstoff CsI:T1" bezeichnet ist, ist eine Kurve der relativen spektralen Emission des aktivierten Cäsiumjodides, aufgetragen über der Wellenlänge in S. Die Kurve, welche mit "Photokathode S-20" bezeichnet ist, gibt das relative Photokathodenverhalten für das Photokathodenmaterial S-20, eine Verbindung von Antimon, Caesium, Natrium und Kalium. Die mit "Grenzschicht InpO," bezeichnete Kurve zeigt den Verlauf der Größe (1-a), wobei "a" der Absorptionskoeffizient von Indiumoxyd InpO, ist. Ein Vergleich der drei Kurven zeigt, daß die Ansprechempfindlichkeit des Tndium'oxyds sehr gut angepaßt ist an das Verhalten des Leuchtstoffes aus Cäsiumjodid und der Photokathode aus dem Material S-20, da sein Spitzenwert der Durchlässigkeit sich über einen hinreichend breiten Wellenlängenbe- reich erstreckt, um die wichtigen Wellenlängen für die Materialien des Leuchtstoffes aus Cäsiumjodid und der Phdtokathode aus S-20 zu enthalten. Tatsächlich ist das Indiumoxyd aufgrund seines breiten spektralen Durchlässigkeitsbereiches geeignet für die Verwendung mit praktisch allen für Röntgenstrahlen empfindlichenAccording to the invention, it has been found that indium oxide (InpO,) is a first material which is particularly suitable for forming the electrically conductive boundary layer according to the invention. It can be applied in two different ways: it can be vapor deposited onto a substrate at room temperature with low oxygen pressure (e.g. 10 microns of mercury) and then completely in air at 200 C and a pressure of 1 atm for a period of 30 minutes to 2 hours are oxidized. On the other hand, it can be applied in one process step in a vacuum vessel by vapor deposition of indium onto a substrate at 200 to 300 ^° C. in the presence of 50 to 150 microns of oxygen, in which case no further oxidation is required Indium oxide and the two materials for which it serves as a boundary layer, namely a cesium iodide phosphor with thallium activation and the photoemitter material of the type S-20 defined above. The frequency curve, which is labeled "phosphor CsI: T1", is a curve the relative spectral emission of the activated cesium iodide, plotted against the wavelength in S. The curve labeled "Photocathode S-20" gives the relative photocathode behavior for the photocathode material S-20, a compound of antimony, cesium, sodium and potassium The curve labeled “Boundary Layer InpO,” shows the course of variable (1-a), where “a” is the absorption coefficient Efficient from indium oxide InpO, is. A comparison of the three curves shows that the sensitivity of the metal oxide is very well matched to the behavior of the fluorescent material made of cesium iodide and the photocathode made of the material S-20, since its peak value of the transmittance extends over a sufficiently wide range of wavelengths, to contain the important wavelengths for the materials of the fluorescent material made of cesium iodide and the phdto-cathode made of S-20. Indeed, because of its wide spectral transmission range, the indium oxide is suitable for use with virtually all those sensitive to X-rays

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Leuchtstoffen, welche eine spektrale Emission im sichtbaren Wellenlängenbereich besitzen und mit anderen neueren Photokäthoden mit negativer Elektronenaffinität, wie beispielsweise GaI-liumarsenid GaAs:Gs: Erfindungsgemäß wird, daher im Prinzip Indiumoxyd oder ein anderes geeignetes elektrisch leitendes für die Röntgenlumineszenz optisch durchlässiges Material gemäß» der nachstehenden Beschreibung als Grenzschicht zwischen der Leuchtstoffschicht und dem Photokathodenfilm einer Röntgehbildverstärkerröhre verwendet, Die Anwendung dieser' neuartigen- und verbesserten Grenzschicht ist nicht beschränkt auf die Röntgenbildverstärker mit Eingangsschirmen des konventionellen Typs, sondern sie ist auch in gleichem Maße wichtig für die Verwendung mit zukünftigen Eingangsschirmen, welche noch nachstehend beschrieben werden. .Phosphors that have a spectral emission in the visible Own wavelength range and with other newer photocathodes with negative electron affinity, such as GaI-liumarenid GaAs: Gs: According to the invention, therefore in principle indium oxide or another suitable electrically conductive for the X-ray luminescence optically transparent material according to the description below as a boundary layer between the phosphor layer and the photocathode film of an X-ray image intensifier tube. The application of these 'novel and improved Boundary layer is not limited to the X-ray image intensifiers with input screens of the conventional type, but rather it is also equally important for use with future entry screens, which will be described below will. .

Fig. 6 zeigt eine erste Ausführungsform der Verwendung der elektrisch leitenden Grenzschicht in einem eingangsseitigen Schirm eines Röntgenbildverstärkers. Der Eingangsschirm in der Ausführungsform nach Pig. 6 entspricht dem in Fig. 2 darge- ' stellten konventionellen eingangsseitigen Schirm, bei dem die Leuchtstoffschicht 11 und der Photokathodenfilm 12 auf entgegengesetzten Seiten eines glatten Glasträgers (oder eines anderen für Leuchtstofflumineszenz transparenten Materials) 13 aufgebracht ist. Da der Glasträger 13 eine glatte Oberfläche zur Aufbringung des Photokathodenfilms, bietet, geschieht die elektronen-optische Bildverzerrung hauptsächlich infolge der symmetrischen Änderungen des Potentials, welche seitlich über dem mit hohem Widerstand ausgestatteten Photokathodenfilm entsteht, und zwar wie vorstehend beschrieben von der Ringelektrode in-Richtung zum Mittelpunkt des Films. Die elektrisch leitende optisch für Röntgenleuchtstofflumineszenz transparente Grenzs.chieht 60 kann beispielsweise aus Indiumoxyd bestehen und wird auf der Oberfläche des Glassubstrattedls 13 so' aufgebracht, daß sie gemäß der Darstellung in Fig. 6 zwischen dem Glasträger und dem Photokathodenfilm 12 angeordnet ist. Die Grenzschicht 6o besitzt eine im wesentlichen gleichförmige Dicke, so daß der Photokathodenfilm 12 ebenfalls seine glatte Oberfläche be-Fig. 6 shows a first embodiment of the use of the electrically conductive boundary layer in an input screen of an X-ray image intensifier. The entry screen in the Embodiment according to Pig. 6 corresponds to that shown in FIG. presented a conventional input-side screen in which the phosphor layer 11 and the photocathode film 12 are on opposite sides Sides of a smooth glass substrate (or other material transparent to fluorescent luminescence) 13 is upset. Since the glass carrier 13 has a smooth surface for the application of the photocathode film, the electron-optical image distortion occurs mainly as a result of the symmetrical changes in potential that occur laterally across the high-resistance photocathode film, as described above from the ring electrode towards the center of the film. The electrically conductive one border optically transparent for X-ray fluorescent luminescence 60 can for example consist of indium oxide and is applied to the surface of the glass substrate 13 so 'that it as shown in Fig. 6 between the glass carrier and the photocathode film 12 is arranged. The boundary layer 6o has a substantially uniform thickness so that the photocathode film 12 also has its smooth surface

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hält, wie sie in der konventionellen Ausführungsform nach Fig. vorhanden ist. Die verschiedenen Dicken der Elemente 11, 12 und 13 in der Ausführungsform nach Pig. 6 (undXin den Ausführungsformen nach Fig. 7 bis 10) können gleich groß bemessen werden wie in den Ausführungsformen nach Fig. 2 (und. auch Fig. 3 und 4). Die Grenzschicht.60 besitzt in allen hier beschriebenen Ausführungsformen eine Dicke im Bereich zwischen 0,1 und 25 Mikron und in der Ausführungsform nach Fig. 6 liegt sie allgemein im unteren Teil des Dickenbereiches, da hier die Grenzschicht nicht eine Funktion der Glättung von Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Leuchtstoffschicht erfüllen muß, wie dies bei einigen nachstehend beschriebenen Ausführungsformen der Fall ist. Daher liegt die Dicke der Grenzschicht in der Ausführungsform nach Fig. 6 im allgemeinen eher im Bereich zwischen 0,1 bis 1 Mikron. Die Grenzschicht 60 wird auf einem Glasträgerteil 13 in einem solchen Muster aufgebracht, daß die Kanten der Grenzschicht 60 geringfügig die Seitenoberflächen des Trägers 13 überlappen und daher in Kontakt mit der Ringelektrode 14 kommen (s. Fig. 1). Alternativ kann entlang der Kanten der Grenzschicht 60 ein in starkem Maße elektrisch leitender Film aus Aluminium oder anderem Material ausgebildet werden, um eine elektrische Verbindung der Grenzschicht zu der Ringelektrode zu erhalten. Da die Grenzschicht 60 über den Leiter 15 gemäß Fig. 1 mit der Potentialquelle verbunden ist, besteht keine Notwendigkeit, den Photokathodenfilm ebenfalls zu verbinden,und die Grenzschicht 60 ergibt eine Elektronennachlieferung an den Photokathodenfilm an allen Punkten der Elektronenemission aus diesem Film und vermindert dadurch in bedeutungsvoller Weise eine elektronenoptische Bildverzerrung, welche zurückzuführen ist auf unerwünschten relativ großen Potentialabfall, der in seitlicher Richtung über dem Photokathodenfilm entsteht, . ·holds, as in the conventional embodiment according to Fig. is available. The different thicknesses of the elements 11, 12 and 13 in the embodiment according to Pig. 6 (and X in the embodiments 7 to 10) can be of the same size as in the embodiments according to FIG. 2 (and also FIGS. 3 and 4). The boundary layer 60 has in all the embodiments described here a thickness in the range between 0.1 and 25 microns and in the embodiment of FIG. 6 it is generally in lower part of the thickness range, since here the boundary layer is not a function of smoothing surface irregularities in of the phosphor layer, as some below described embodiments is the case. Hence lies the thickness of the boundary layer in the embodiment according to FIG. 6 generally more in the range between 0.1 to 1 micron. The boundary layer 60 is on a glass support part 13 in such a Pattern applied that the edges of the boundary layer 60 slightly the side surfaces of the carrier 13 overlap and therefore come into contact with the ring electrode 14 (see Fig. 1). Alternatively, a highly electrically conductive film of aluminum or other may be used along the edges of the interface 60 Material can be formed in order to obtain an electrical connection of the boundary layer to the ring electrode. Because the boundary layer 60 connected via the conductor 15 according to FIG. 1 to the potential source is, there is no need to join the photocathode film as well, and the interface layer 60 results in electron replenishment to the photocathode film at all points of electron emission from this film and thereby decreased Significantly, an electron-optical image distortion, which can be traced back to an undesirable, relatively large drop in potential, which emerges laterally over the photocathode film,. ·

Nachdem die Grenzschicht 60 auf dem Träger 13 aufgebracht worden ist, wird der Photokathodenfilm 12 mit an sich bekannten Verfahren auf diese Grenzschicht 6Ό aufgebracht; der Film kann da-After the boundary layer 60 has been applied to the carrier 13 is, the photocathode film 12 is made by methods known per se applied to this boundary layer 6Ό; the film can

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bei aus einem der zuvor beschriebenen Mehrfach-Alkali-Materialien bestehen. ■in the case of one of the multiple alkali materials described above exist. ■

Pig. 7 zeigt eine zweite Ausführungsform eines Eingangsschirms unter Verwendung der Grenzschicht, welche insbesondere eine Verbesserung gegenüber dem konventionellen Eingangsschirm gemäß der Abbildung in Fig. 3 darstellt. In der Ausführungsform nach Fig. 7 wird die'Grenzschicht 60 unmittelbar auf der unregelmäßigen Oberfläche_der Leuchtstoffschicht 11 aufgebracht. Alternativ hierzu kann eine elektrisch nicht leitende Grenzschicht 30, wie sie in Fig. 3 definiert ist, auf der unregelmäßigen Grenzschicht der Leuchtstoffschicht 11 zur zusätzlichen Verbesserung der chemischen Kompatibilität zwischen dem Leuchtstoff und den 'Photokathodenmaterialien aufgebracht werden und die elektrisch leitende Grenzschicht 60 wird dann so oben auf dieser anderen Grenzschicht 30 aufgebracht, daß die elektrisch leitende Grenzschicht 60 in Kontakt mit dem Photokathodenfilm. 12 ist. Daher können gewünschtenfalls beide Arten von Grenzschichten"in dem Eingangsschirm verwendet werden, wobei die elektrisch leitende Grenzschicht in Kontakt mit dem Photokathodenfilm ist und mit der Potentialquelle verbunden ist, um eine Elektronennachlieferung an den Film zu erhalten. In der Ausführungsform nach Fig. 7 und unter der-Annahme, daß eine nicht-leitende Grenzschicht nicht verwendet wird, ergibt die elektrisch leitende Grenzschicht 60 die zuvor im Zusammenhang mit dieser Grenzschicht in der Ausführungsform nach Fig. 6 beschriebenen Vorteile und ergibt weiterhin eine chemische Isolation zwischen der Leuchtstoffschicht (oder einer Schicht aus Leuchtstoff, eingebettet in Kunstharz) und dem Photokathodenfilm 12, da sie mit beiden Materialien sowohl während der Herstellung als auch während der Gesamtlebensdauer kompatibel ist, und ergibt weiterhin ein wesentliches Glätten oder überbrücken der Oberflächenunregelmäßigkeiten in der Leuchtstoffschicht 11. Hierdurch wird jedoch die elektronenoptische Bildverzerrung aufgrund dieses zweiten Faktors ehenfalls wesentlich vermindert zusätzlich zu der Verminderung einer solchenPig. Figure 7 shows a second embodiment of an input screen using the boundary layer, which in particular is an improvement over the conventional input screen according to FIG the illustration in Fig. 3 represents. In the embodiment according to Fig. 7 die'Brienzschicht 60 directly on the irregular Surface of the phosphor layer 11 is applied. Alternatively to this may have an electrically non-conductive boundary layer 30 like them is defined in Fig. 3, on the irregular boundary layer of the Phosphor layer 11 for the additional improvement of the chemical compatibility between the phosphor and the 'photocathode materials are applied and the electrically conductive interface layer 60 is then so on top of this other interface layer 30 applied so that the electrically conductive barrier layer 60 is in contact with the photocathode film. 12 is. Therefore, if desired, Both types of boundary layers "are used in the input screen, the electrically conductive boundary layer is in contact with the photocathode film and connected to the potential source for electron replenishment to get to the movie. In the embodiment according to FIGS assuming that a non-conductive interface is not is used, the electrically conductive interface layer 60 is the same as previously in connection with this interface layer in the embodiment 6 and also results in chemical insulation between the phosphor layer (or a layer of phosphor embedded in synthetic resin) and the photocathode film 12, since they are made with both materials during manufacture as well as during the entire service life is compatible, and also provides substantial smoothing or bridging of the surface irregularities in of the phosphor layer 11. This, however, makes the electron-optical Image distortion due to this second factor is also substantially reduced in addition to the reduction of such

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Verzerrung infolge gleichförmiger Potentialabfälle über den Photokathodenfilm in seitlicher Richtung. Die Dicke der elektrisch leitenden Grenzschicht 60 in der Ausführungsform nach Pig. 7 liegt allgemein im mittleren Teil des Bereiches von 0,5 bis 25 Mikron und eine solche Grenzschicht wird daher eine Dicke im Bereich von 0,5 bis 3 Mikron besitzen, insbesondere in .denjenigen Fällen, in denen keine nicht-leitende Grenzschicht 30 verwendet wird.Distortion due to uniform potential drops across the photocathode film in the lateral direction. The thickness of the electrically conductive boundary layer 60 in the embodiment according to Pig. 7 is generally in the middle of the range from 0.5 to 25 microns and such an interface will therefore have a thickness in the range from 0.5 to 3 microns, particularly in those cases where a non-conductive interface 30 is not used .

Fig. 8 zeigt eine erfindungsgemäß bedeutend verbesserte Ausführungsform des Eingangsschirms nach Fig. 4, bei welcher die Leuchtstoffschicht 11 ein aufgedampfter transparenter Leuchtstoff ist, beispielsweise Cäsiumjodid. Das Netzwerk von mikroskopischen , und makroskopischen elektrischen Inseln, das durch die Risse gebildet wird, die von der freien Oberfläche der aufgedampften Leuchtstoffschicht 11 ausgehen und sich in Richtung oder sogar bis zu dem Trägerteil 13 aus Glas oder Aluminium (oder einem anderen Metall mit einer niedrigen Ordnungszahl) fortsetzen, werden im wesentlichen beseitigt durch das Aufbringen der elektrisch leitenden Grenzschicht 60 ( mit einer Dicke im Bereich von 1 bis 3 Mikron) entlang der gesamten freien Oberfläche der aufgedampften Leuchtstoffschicht. Dadurch besteht diese Kontinuität der Oberfläche über der Leuchtstoffoberfläche und das Netzwerk von Inseln ist nicht mehr vorhanden. Die Kanten der Schicht 60 -werden mit der Potentialquelle verbunden. Die Grenzschicht 60 überbrückt jedoch die Risse, die von der Oberfläche der Leuchtstoffschicht aus ausgehen und dringt auch in die Hohlräume ein, welche durch solche Risse erzeugt werden. Wenn Risse vorhanden sind, welche sich bis zum Kontakt mit der Oberfläche eines Aluminiumträgers erstrecken, dessen Seitenflächen mit der Ringelektrode verbunden sind, kann es überflüssig sein, eine elektrische Verbindung von den äußeren Rändern der Grenzschicht zur Ringelektrode vorzusehen. Alternativ und insbesondere in den Fällen, wo das Trägerteil 13 aus einem elektrisch isolierenden Material, wie Glas, hergestellt ist, kann eine konventionelle8 shows an embodiment which has been significantly improved according to the invention of the input screen according to FIG. 4, in which the phosphor layer 11 is a vapor-deposited transparent phosphor, for example cesium iodide. The network of microscopic, and macroscopic electrical islands formed by the cracks which proceed from the free surface of the vapor-deposited phosphor layer 11 and move in the direction or even continue up to the support part 13 made of glass or aluminum (or another metal with a low atomic number), are essentially eliminated by the application of the electrically conductive boundary layer 60 (with a thickness in the range from 1 to 3 microns) along the entire free surface of the vapor-deposited phosphor layer. This is how this continuity exists the surface above the phosphor surface and the network of islands is no longer present. The edges of the Layer 60 are connected to the potential source. The boundary layer However, 60 bridges the cracks that start from the surface of the phosphor layer and also penetrates into the cavities generated by such cracks. If there are cracks, which extend to contact with the surface of an aluminum carrier, the side surfaces of which are connected to the ring electrode, it may be superfluous to have a provide electrical connection from the outer edges of the boundary layer to the ring electrode. Alternatively and especially in the Cases where the carrier part 13 is made of an electrically insulating material, such as glass, can be a conventional one

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elektrisch isolierende Grenzschicht 30 auf der mit Rissen ausgestatteten Oberfläche der aufgedampften_Leuchtstoffschicht 11 aufgebracht werden und die elektrisch leitende Grenzschicht 60 wird dann über dieser isolierenden Schicht aufgebracht. In dieser letzteren Ausführungsform muß offensichtlich die elektrisch leitende Grenzschicht mit der Ringelektrode elektrisch verbunden werden. . ·electrically insulating boundary layer 30 on the equipped with cracks Surface of the vapor-deposited fluorescent layer 11 are applied and the electrically conductive boundary layer 60 is then applied over this insulating layer. In this the latter embodiment must obviously be the electrical one conductive boundary layer are electrically connected to the ring electrode. . ·

In Fig. 9. wird eine andere Aus führungs form dargestellt, welche als ein zukünftiger Eingangsschirm beschrieben werden kann. Hier besteht die Leuchtstoffschicht aus einer absichtlich so hergestellten Anordnung von säulenförmigen, bienenwabenförmigen oder .in anderer V/eise allgemein symmetrisch angeordneten Leuchtstoffstrukturen, welche einen Lichtleitereffekt für die Lumineszenz des Leuchtstoffes ergeben. Die Leuchtstoffschicht ist daher eine einzige Schicht von einer Vielzahl von im Abstand angebrachten relativ dicken Leuchtstoffstrukturen 11. Die Basisteile derselben sind dabei entlang und in Adhäsion mit einem Trägerteil 13 aus einem Metall, mit niedriger Ordnungszahl auf der Hauptoberfläche desselben so aufgebracht, daß sie von der Quelle für Röntgenphotonen abgewandt liegen. Die säulenförmigen Leuchtstoffstrukturen 11 gemäß der Darstellung in Fig. 9 können-als typische Bauformen einen allgemein" quadratischen, hexagonalen oder sogar kreisförmigen Querschnitt besitzen und besitzen eine Höhe (eine Entfernung senkrecht zum Trägerteil 13), welche mit ihrer Breite ein Verhältnis im Bereich von 2:1 bis 10:1 aufweist. Obwohl die Leuchtstoffstruktureh 11 vorzugsweise einen gleichen Abstand voneinander und identische Abmessungen besitzen, kann dies im praktischen Sinne infolge möglicher Schwierigkeiten beim Herstellungsgang nicht auftreten. So sind beispielsweise die in Fig. 9 abgebildeten Säulen- oder Stengelstrukturen 11 nicht mit einem gleichen Abstand und gleicher Form ausgestattet und obwohl, sie ähnlich sind, sind sie nicht identisch. Der Lichtleitereffekt, welcher durch die mit einer beabsichtigten Struktur versehene Leuchtstoffschicht erzeugt wird, ergibt einen eingangsseitigenIn Fig. 9, another embodiment is shown, which as a future entry screen can be described. Here is the phosphor layer from an arrangement of columnar, honeycomb-shaped or otherwise generally symmetrically arranged phosphor structures, intentionally produced in this way, which has a light guide effect for the luminescence of the Result in fluorescent material. The phosphor layer is therefore one single layer of a plurality of spaced apart relatively thick phosphor structures 11. The base parts thereof are along and in adhesion with a carrier part 13 made of a metal, with a low atomic number on the main surface the same applied so that they are facing away from the source of X-ray photons. The columnar phosphor structures 11 as shown in FIG. 9 can be considered typical Structures have a generally "square, hexagonal or even circular cross-section and have a height (a Distance perpendicular to the support part 13), which with its width has a ratio in the range of 2: 1 to 10: 1. Although the phosphor structure 11 is preferably at the same distance each other and have identical dimensions, this may in a practical sense due to possible difficulties in the manufacturing process do not occur. For example, the column or columnar structures 11 shown in FIG. 9 are not included Equally spaced and shaped, and although they are similar, they are not identical. The light guide effect, which is produced by the phosphor layer provided with an intended structure results in an input-side

3098 51/08 38 .3098 51/08 38.

-' 20 -- '20 -

Leuchtstoffschirm mit hoher Auflösung und hohem Kontrast,und Cäsiumjodid ist ein typischer transparenter Leuchtstoff, welcher für diese Ausführungsform besonders geeignet ist. Das elektrisch leitende Grenzschichtmaterial, beispielsweise Indiumoxyd, wird entlang der gesamten nicht die Basis bildenden Teile der Leuchtstoffstrukturen wie in den zuvor beschriebenen Ausführungsformen durch Verdampfen oder Aufdampfen so aufgebracht, daß bei den mit kleinerem Abstand untereinander ausgestatteten Leuchtstoffstrukturen das Material der elektrisch leitenden Grenzschicht 60 vollständig die Zwischenräume ausfüllt und bei den mit größerem Abstand ausgestatteten Strukturen das.Material der Grenzschicht die von der Basis abgewandten Oberflächen der L,euchtstoffstrukturen' überzieht oder bedeckt, wobei jedoch ein kleinerer Zwischenraum zwischen den Strukturen verbleiben kann. Daher überbrückt im Falle der mit einem engen Abstand vorhandenen Leuchtstoffstrukturen 11 die leitende Grenzschicht 60 die benachbarten Leuchtstoffteile entlang der freien Enden derselben, während bei den mit größerem Abstand angebrachten Leuchtstoffstrukturen die freien Enden nicht überbrückt werden. Der Photokathodenfilm 12 wird dann nur auf diejenigen Oberflächen der Grenzschicht aufgedampft, die entlang den freien Enden der Leuchtstoffstrukturen gebildet worden sind, so daß der Photokathodenfilm kontinuierlich in denjenigen Bereichen ist, in denen die Grenzschicht benachbarte Leuchtstoffstrukturen überbrückt und diskontinuierlich dort ist, wo eine solche überbrückung nicht stattfindet. In jedem Falle ergibt eine solche Grenzschicht eine Elektronennachlieferung an jeden Teil des Photokathodehfilms 12_a da sich das leitende Grenzschichtmaterial 60 von der Basis der Leuchtstoffstrukturen Ii zum Photokathodenfilm erstreckt. Für den Fall, daß ein Trägerteil 13 aus Glas oder einem anderen für Röntgenstrahlen durchlässigen elektrisch isolierenden Material hergestellt ist, wobei dann die Hauptoberfläche des Trägerteils 13₉ auf der die Basisteile ' der Leuchtstoffstrukturen 11 angebracht werden, zunächst mit einem elektrisch leitenden Film überzogen werden, beispielsweise mit aufgedampftem Aluminium, und dieser Film oder das ggf.Phosphor screen with high resolution and high contrast, and cesium iodide is a typical transparent phosphor which is particularly suitable for this embodiment. The electrically conductive boundary layer material, for example indium oxide, is applied along the entire parts of the phosphor structures that do not form the base, as in the embodiments described above, by vapor deposition or vapor deposition in such a way that the material of the electrically conductive boundary layer 60 completely covers the phosphor structures with smaller spacing from one another Fills gaps and, in the case of the structures equipped with a greater spacing, the material of the boundary layer coats or covers the surfaces of the L 'fluorescent structures' facing away from the base, although a smaller gap can remain between the structures. Therefore, in the case of the phosphor structures 11 that are closely spaced, the conductive boundary layer 60 bridges the adjacent phosphor parts along the free ends thereof, while the free ends are not bridged in the case of the phosphor structures attached at a greater distance. The photocathode film 12 is then evaporated only on those surfaces of the boundary layer which have been formed along the free ends of the phosphor structures, so that the photocathode film is continuous in those areas in which the boundary layer bridges adjacent phosphor structures and discontinuous where such a bridge is not taking place. In any case, such a boundary layer results in a subsequent delivery of electrons to each part of the photocathode film 12 _a, since the conductive boundary layer material 60 extends from the base of the phosphor structures Ii to the photocathode film. In the event that a carrier part 13 is made of glass or another electrically insulating material permeable to X-rays, the main surface of the carrier part 13 ₉ on which the base parts of the fluorescent structures 11 are attached are first coated with an electrically conductive film, for example with vapor-deposited aluminum, and this film or the possibly

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' - 21 -'- 21 -

verwendete elektrisch leitende Trägerteil kann elektrisch mit der Ringelektrode verbunden werden. Die Dicke der Schicht 60 liegt dabei typischerweise im Bereich zwischen 1 bis 3 Mikron.used electrically conductive support part can electrically with connected to the ring electrode. The thickness of the layer 60 is typically in the range between 1 and 3 microns.

Die Pig. 10 zeigt eine zweite Ausführungsform eines zukünftigen Eingangsschirms, bei dem körnige Leuchtstoffe ohne Bindematerial oder mit einer sehr begrenzten Menge von Bindematerial verwendet werden und bei dem dann das elektrisch leitende Grenzschichtmaterial 60 einen Hauptteil der äußeren Oberfläche bedecken soll, welche durch die Vielfachschichten 11 der Leuchtstoffkörner gebildet wird. Bei dieser Ausführungsform bewirkt die Aufdampfung des elektrisch leitenden Grenzschichtmaterials bei geringem Druck in der. Größenordnung von 10 Mikron, daß· sich diese leitende Schicht über alle freiliegenden Oberflächen der Leuchtstoffkörner in einer Dicke von 2'bis 25 Mikron erstreckt und auch hinter den Körnern in denjenigen Bereichen liegt', in denen die Körner benachbart oder in Kontakt zum Trägerteil 13 s,ind. Die Grenzschicht muß dabei nicht unbedingt die größeren Hohlräume zwischen benachbarten in größerem Abstand angeordneten Leuchtstoffkörnern auiüllen, wie dies in -Fig. 10 dargestellt ist.· ■The Pig. 10 shows a second embodiment of a future one Entrance screen in which granular phosphors with no binding material or with a very limited amount of binding material and in which then the electrically conductive interface material 60 is intended to cover a major part of the outer surface which is covered by the multilayers 11 of the phosphor grains is formed. In this embodiment, the vapor deposition of the electrically conductive boundary layer material takes place at low pressure in the. Of the order of 10 microns that · this conductive layer extends over all exposed surfaces of the phosphor grains to a thickness of 2 'to 25 microns and also behind the grains in those areas lies' in where the grains are adjacent or in contact with the carrier part 13 s, ind. The boundary layer does not necessarily have to be the larger one Fill voids between adjacent phosphor grains arranged at a greater distance, as shown in FIG. 10 shown is. · ■

Indiumoxyd haftet sehr gut an dem dicken Leuchtstoffilm der mit Struktur versehenen Leuchtstoffschicht nach Fig. 9, wie dies ' in Fig. 8 dargestellt ist und haftet, auch sehr gut an den Leuchtstoffkörnern, wie sie in den Figuren 7 und 10 abgebildet sind. Andere geeignete verwendbare elektrisch leitende Grenzschichtmaterialien für die zuvor beschriebenen Ausführungsformen sind leicht chemisch reduziertes Titandioxyd TiO-, Kupferjodid CuI und Zinkoxyd ZnO. ' 'Indium oxide adheres very well to the thick fluorescent film of the with Structure provided phosphor layer according to Fig. 9, as this' is shown in Fig. 8 and adheres, also very well to the phosphor grains, as shown in FIGS. 7 and 10. Other suitable electrically conductive interface materials that can be used are for the previously described embodiments slightly chemically reduced titanium dioxide TiO-, copper iodide CuI and zinc oxide ZnO. ''

Aus der vorstehenden Besehreibung wird man erkennen, daß durch die Erfindung eine Röntgenbildverstärkerröhre verfügbar gemacht wird, welche einen neuartigen und verbesserten Eingangsschirm besitzt, der infolge .der Verwendung einer elektrisch leitenden Grenzschicht· zwischen dem Leuchtstoffmaterial und dem Photokathodenmaterial in bedeutungsvoller Weise de elektronen-opti-From the above description it will be seen that by the invention provides an x-ray image intensifier tube having a novel and improved input screen possesses, which as a result of the use of an electrically conductive Boundary layer between the phosphor material and the photocathode material in a meaningful way de electron-opti-

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sehe Bildverzerrung vermindert, welche auf unerwünschtem gleichförmigem Potentialabfall und ungleichförmigen Potentialander ungön in seitlicher Richtung über dem Photokathodenfilm hervorgerufen wird. Dies geschieht dadurch, daß einmal eine Elektronennachlieferung zum Photokathodenfilm zur Verfügung gestellt wird und weiterhin Oberflächenunregelmäßigkeiten auf der Leuchtstoffschicht geglättet werden. Die elektrisch leitende Grenzschicht ergibt eine kompatible Zwischenschicht zwischen der Leuchtstoffschicht und der Photokathode, und zwar sowohl für Eingangsschirme des konventionellen Typs und auch für zukünftige Eingangsschirme mit hoher Auflösung und hohem Kontrast.see image distortion reduced, which on undesirable uniform potential drop and non-uniform potential of each other awkward in the lateral direction over the photocathode film is caused. This is done by providing a subsequent supply of electrons to the photocathode film will and continue to smooth surface irregularities on the phosphor layer. The electrically conductive one Boundary layer provides a compatible intermediate layer between the phosphor layer and the photocathode, both for Entrance screens of the conventional type and also for future entrance screens with high resolution and high contrast.

Auf der Grundlage der vorstehend im Zusammenhang mit der Beschreibung einer Anzahl von bestimmten Ausfuhrungsformen des Eingangsschirms gegebene technische Lehre können selbstverständlich Abwandlungen und Abänderungen vorgenommen werden. So'können beispielsweise anstelle der zuvor aufgeführten Materialien andere geeignete Materialien für die elektrisch leitende Grenzschicht verwendet werden, solange sie nur die Forderungen eines elektrischen Flächenwiderstandes im Bereich.von 10 bis 10 Ohm pro Flächeneinheit erfüllen, optisch transparent sind für die Lumineszenz des fraglichen Leuchtstoffes und weiterhin eine chemische Isolation zwischen dem Leuchtstoffmaterial und dem Material -der Photokathode ergeben und mit diesen Materialien kompatibel sind und außerdem in einer ausreichenden Dicke aufgebracht werden können, um eine Glättung' oder überbrückung von Oberflächenunregelmäßigkeiten oder Rissen in der Leuchtstoffschicht zu erhalten. Schließlich kann es auch noch einige Anwendungsfälle geben, bei denen ein sehr dünner Film (etwa 10 A) aus einem elektrisch isolierenden Material zwischen der,elektrisch leitenden Grenzschicht un-d dem Photokathodenfilm verwendet werden kann. In diesem letzteren Falle ist jedoch der isolierende oder kernbildende Film dünn genug, so daß seine erwünschten Eigenschaften wirksam sind, ohne eine wesentlich? elektrische Isolation zwischen der elektrisch leitenden Grenzschicht und dem Photokathodenfilm zu erzeugen.Based on the above in connection with the description a number of specific embodiments of the Technical teaching given to the entrance screen can of course Modifications and changes are made. So 'can for example, instead of the materials listed above, other suitable materials for the electrically conductive boundary layer can be used as long as they only meet the requirements of an electrical sheet resistance in the range of 10 to 10 ohms per Fulfill area unit, are optically transparent for the luminescence of the luminescent substance in question and are still a chemical one Isolation between the phosphor material and the material of the photocathode result and compatible with these materials and are also applied in a sufficient thickness can be used to smooth or bridge surface irregularities or cracks in the phosphor layer. Finally, there can also be some use cases give, in which a very thin film (about 10 A) of an electrically insulating material between the, electrically conductive Interface and the photocathode film can be used can. In this latter case, however, the insulating or nucleating film is thin enough to show its desirable properties are effective without an essential? electrical isolation between the electrically conductive interface and the photocathode film to create.

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Claims

- 23 claims

/ 1. J Input screen for an X-ray image intensifier tube, comprising:

a support part on which one is sensitive to X-rays. borrowed phosphor layer is carried,.

an X-ray sensitive fluorescent layer (H) ₃ and -

a photocathode film optically bonded to the phosphor layer for generating emission of photoelectrons from this film when X-ray photons are converted into light photons by luminescence in the fluorescent screen, characterized., that

a boundary layer (60) made of a relatively electrically conductive Material between the phosphor layer (11) and the Photocathode film (12) is arranged, which for the luminescent radiation of the phosphor optically transparent and at least chemically with "the material of the photocathode film is compatible, the material of this boundary layer (60) having an electrical sheet resistance in the range from 10 to 10 ohms per unit area has to set a sufficient electrical surface conductivity relative to the Photocathode film., Whereby when the interface is connected to a source of electrical potential through this interface (60) Electrons can be supplied to the photocathode film and the electron-optical image distortion as a result undesirably high potential drops in the lateral direction across the photocathode film (12) can be significantly reduced.

2. input screen according to claim 1, "characterized in that that the boundary layer (60) has a thickness in the range of 0.1 to 25 microns.

3. input screen according to claim 1, characterized in that that the interface material is an oxide; of a metallic element.

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- 2k -.

4. input screen according to claim 3> characterized in that the boundary layer material is indium oxide In ₃ O ₃ .

5. input screen according to claim 3 »characterized in that that the material of the boundary layer is chemically reduced titanium dioxide.

6. input screen according to claim 1, d a d u r c h characterized, that the carrier part (13) is made of glass.

7. input screen, according to claim 6, characterized geke nnzeich, that it further comprises: a highly light reflective coating which is applied to applied to the glass support part along a main surface thereof opposite to a source for the X-ray photons is for reflecting the backward traveling light photons in the phosphor layer (11) back to the photocathode film (1.2) and to improve the sensitivity of the X-ray image intensifier tube,

wherein the boundary layer material is also chemically compatible with the phosphor material and a chemical insulation between the phosphor layer and the photocathode film. forms.

8. input screen according to claim 1, characterized in that that the carrier part (13) is made of a metal with a low atomic number.

9. input screen according to claim 8, characterized in that that the support part is made of aluminum.

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10. input screen according to claim 1, characterized geke η nz. eich η et that the phosphor layer (11) a
Multiple layer of granular phosphors is.

11. Entrance screen according to claim 10, characterized in that that the granular phosphor is zinc cadmium sulfide.

12. Input screen according to claim 10, characterized in that that the granular phosphor is gadolinium oxy-sulfide is.

13 · Entrance screen according to claim 1, "characterized in that the phosphor layer (11), a
Multiple layer of granular phosphors with a relatively large
Grain size and particle diameter above about 0.008 mm (0.3 mils) which is contained in a silicone resin binder
are embedded. - '

Ik. Entrance screen according to Claim 13, characterized in that the granular phosphor. Zinc Admium Sulphig is. -. .

15 · Entrance screen according to claim 13, characterized in that that as a granular phosphor, gadolinium oxy-sulfide is available.

l6. Entrance screen according to Claim 1, characterized in that the phosphor layer (11) consists of one
vapor-deposited transparent phosphor.

17 · Entrance screen according to claim 16, characterized in that that the transparent phosphor is cesium iodide.

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- ■ 26 -

l8. Entrance screen according to claim 1, characterized in that that the phosphor layer (11) has a thickness in the range of about 0.125 to 0.375 mm (5 to 15 mils) owns.

19 · Entrance screen according to claim 1, characterized in that that the photocathode film (12) is made of a multiple alkali material.

20. Input screen according to claim 1, thereby marked ch -ne t that the phosphor layer on one first main surface of the carrier part (13) is arranged adjacent to a source for X-ray photons.

21. input screen according to claim 20, characterized in-ζ eic h η e t that the boundary layer has a first major surface which is along a second major surface of the carrier part (13) opposite to its first main surface is arranged and the photocathode film is opposite along a second major surface of the interface attached to the first major surface thereof.

22. Entrance screen according to claim 21, characterized in that that the phosphor layer is a multilayer of granular phosphors.

23 · Entrance screen according to claim 1, characterized in that it is marked chnet that a first major surface of the phosphor layer (11) on the carrier part (13) along a major surface thereof and opposite one another Source for the X-ray photons is attached and the material of the boundary layer is also chemically compatible with the phosphor and forms a chemical insulation between the phosphor layer and the photocathode film.

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-: ■ - 2326981

■ - 27 -

2h. An entrance screen according to claim 23, characterized in that: a first major surface of the boundary layer (60) is arranged along a second major surface of the phosphor layer opposite the first major surface thereof and

the photocathode film is attached along a second main surface of the boundary layer opposite to the first main surface thereof, with irregularities on the surface of the phosphor layer, which is at a distance from the carrier part (13), being substantially smoothed and thereby a more uniform thickness of the photocathode film can be applied to a reduction elektronenoptisqhen the image distortion due to uneven potential changes across the width of the photo cathode film (12) ', _t WEL "before on non-uniform thickness or non-uniform resistance of which are due.

25 · Entrance screen according to claim 24, - characterized in that that the phosphor layer a Is multilayer of granular phosphors.

26. Input screen according to claim 24, characterized by _t > that the phosphor layer (11) is a multiple layer of granular phosphors with a relatively large grain size and a particle diameter above about 0.008 mm (0.3 mils), which is in one- Silicone resin binders are embedded "with the boundary layer having a thickness in the range of about 0.5 to 3 microns.

27. The input screen of claim 26 further characterized characterized in that a boundary layer (30) made of a relatively electrically non-sliding material between * see the electrically conductive boundary layer (60) and the Luminous layer * (11) is attached.

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28. input screen according to claim 27, characterized g ekennzei chnet that the non-conductive boundary layer (30) has a thickness in the range of 0.1 to 1.0 microns.

29 · Entrance screen according to claim 27, characterized in that that the relatively electrically non-conductive material is aluminum oxide.

30. Entrance screen according to claim 1, characterized in that that the phosphor layer (11), a single layer from a plurality with a small distance attached relatively thick fluorescent structures, which result in a light guide effect with respect to the luminescent radiation of the phosphor, the base parts of these structures on the carrier part (13) along a major surface thereof opposite from a source for which X-ray photons are appropriate.

31. Input screen according to claim 30, characterized in that that the boundary layer (.60) along the non-base parts of the phosphor structures is applied and at least the surface parts of the phosphor structures opposite to the base the same are coated, and

the photocathode film (12) along the boundary layer (60) is attached which "on the surface parts of the phosphor structures opposite to the base parts of the same. is applied.

32. Entrance screen according to claim 31, characterized in that that the relatively thick fluorescent structures have a columnar (or rod-shaped)

"Have a shape and the axes of the same are essentially perpendicular to the carrier part (13),

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and further the boundary layer (60) has a thickness in the range of 1 to 3 microns.

33 · input screen according to claim 1, characterized e- g ■ 't kennzei without that:

the phosphor layer is a multilayer of granular Is phosphors, some of which may be in direct contact with each other '.

the boundary layer around the main parts of the surfaces of the Phosphor grains in a thickness range of 2 to 25 microns is applied as a coating and the photocathode film (12) along the outer surface of the boundary layer (60) Im Distance from the carrier part (13) is applied.

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