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Elektrofotografische Aufnahmeschrnchten Die Erfindung bezieht sich
auf elektrofotografische Aufnahmeschichten nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1. Schichten dieser Art und Vorrichtungen zu ihrer Verwendung zur Herstellung elektrofotografischer
Bilder sind etwa bekannt aus der Veröffentlichung "Xeroradiography" von Boag in
"Phys.Med.Biol." (1973) Vol.18, Nur.1, Seiten 3 bis 77.
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l Bei der Elektrofotografie werden bekanntlich Platten etc. verwendet
die in ihrer empfindlichen Beschichtung fotoleitende Stoffe, wie etwa amorphes Selen,
enthalten. Diese Schichten sin in der Regel auf eine elektrisch leitfähige Unterlage
aufgetragen. Zur eigentlichen Herstellung eines Bildes wird ihre Oberfläche auf
ca. 1 bis 3 kV positiv oder negativ aufgeladen. Dann kann durch Bestrahlung mit
den abzubildenden Strahlen die Aufnahme gemacht werden. In der empfindlicher, d.h.
der Halbleite.schicht wird dabei eine Veränderung der elektrischen Leitfähigkeit
in hbhängigkeit von der Intensitätsverteilung in dem ausgestrahlten Bila erhalten.
Dadurch erfolgt eine mit den vorgenannten Intensitäten übereinstimmende Entladung
der Platte, so daß man zu einem tadungsbild gelangt. Dieses kann anschließend mit
den in der Xerografie
bekannten Mitteln sichtbar gemacht und fixiert
werden (vgl. z.B. die obengenannte Literaturstelle Seiten 19 bis 23).
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Am gebräuchlichsten ist die von der LadnO abhängige Belegung mit farbigem
Pigment, die insbesondere durch Bestäubung mit dielektrischem Farbpulver erreichbar
ist.
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Zur Herstellung von Röntgenbildern werden in der Regel 150 bis 300/u
dicke Schichten aus zeilen verwendet, die auf Aluminium als elektrisch leitfähige
Unterlage angebracht sind. Für Röntgenaufnahmen werden dann am System etwa 30 mR
der üblichen Strahlung (etwa ICRU 75 kV) benötigt, auch wenn dem Selen zur Verbesserung
der Empfindlichkeit kleine Mengen von Arsen zugefügt sind. Der genannte Strahlungsbedarf
ist für medizinisch diagnostische Durchleuchtungsaufnahmen von Patienten im Vergleich
zu anderen zur Zeit bekannten Aufnahmemöglichkeiten zu hoch. Lediglich in der Mammografie
konnte sie sich durchsetzer, weil dort die Filmaufnahme sehr oft chne Verstärkerfolien
hergestellt wird, so daS der Dosisbedarf 100 bis 200 mR am System beträgt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, für allgemein auch ln der
medizinischen Röntgendiagnostik einsetzbare Verfahren zur Herstellung elektrofotografischer
Bilder neue empfindliche Aufnahmeschichten gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs
1 anzugeben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemaß durch d-e im kennzeichnenden Teil
dieses Anspruchs angegebenen Maßnahmen gelöst.
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Bei der vorgenannten lösung ist davon auszugehen, daß es bei den bekannten,
in der Xerografie verwendeten Schichten nachteilig ist, daß die Halbleiter und insbesondere
das Selen nur schlecht geeignet sind, Laduntrger nu sammeln. Die in diesen Stoffen
an sich in zur Erzeugung elektrostatischer Bilder ausreichender Menge entstehenden
löcher und Elektronen gehen auf dem Wege durch die den Halbleiter durch Pool-Frenkel-EffeKt,
d.h. durch Wiedervereinigung kurz nach der Entstehung, und sog. traps", d.hFe1ilstellen,
größtenteils
verloren. Man braucht deshalb sehr hohe Feldstärken und damit hohe Aufladungen,
um wenigstens 10 bis 20% der erzeugten Träger an die Grenzilächen zu führen. Dies
erschwert die Entwicklung des Laduncsbildes, weil ias Ladungsgebirge relativ flach
ist. Deshalb wurde versucht, vor der Entwicklung des Bildes die von der Voraufladung
nach der Belichtung noch vorhandenen Reste bis auf die bildwichtigen abzubauen.
Eine einfach handhabbare Realisierung dieses Aufbaues ist aber bisher noch nicht
bekanntgeworden.
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Erst durch die erfindunggemäße Verwendung von Elektreten können niedrige
Arbeitspotentiale verwendet werden, weil diese Stoffe bei Bestrahlung mit Licht
starke innere Fotoeffekte, und zwar Foto-EMK und Kurzschlußströme, bei Lichteinstrahlung
zeigen. Unter Licht ist dabei auch Röntgenstrahlung oder ähnlich durchdringende
Strahlung, wie etwa Gainmastrahlung, zu verstehen. Wegen der obengenannten Erscheinungen
wird ein Elektret bei Bestrahlung elektrisch leitend. Deshalb ist eine Steuerung
der bei diesen Stoffen möglichen Polarisation möglich.
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Von den bekannten Elektreten haben sich insbesondere Barium , Blei-
und Lanthan-Zirkonate und/oder -Titanate als brauchbar erwiesen, die etwa in "Journal
of Solid State Chemistrys' 12 (1975) Seiten 186 bis 192 beschrieben sind. Für die
Aufnahme von Röntgenbildern ist Bleilanthanzirkonattitanat (Pb, la, (Zr, Ti) 03)
mit 7 bis 9 % Lanthan und 65 % Bleizirkonat sowie 35 % Bleititanat (PLZT-Keramiken)
brauchbar. Wenn dieser Stoff in einer Korngröße von 3 bis 20/um, insbesondere 6/um,
zusammengesintert ist, ergibt sich der Vorteil, daß die Ladungsträger nur bis zur
Korngrenze befördert werden müssen. Zur Erzeugung der Schicht können diese Stoffe
auf eine elektrisch leitende Unterlage nach bekannten Sinterverfahren aufgesintert
werden, indem der Stoff auf eine Unterlage aufgetragen und dann auf Sintertemperatur
erhitzt wird. Gesinterte Schichten können aber auch durch Plasmazerstäuben bzw.
Plasmaspritzen erhalten werden.
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PLZT-Elektreten stollen Keramiken dar, die durchsichtig sind.
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Sie können infolge ihrer leichten Polarisierbarkeit und ihrer elektrofotograrischen
Effekte (Doppelbrechung, Streuung und Oberflächendeformation in Abhängigkeit vom
angelegten Feld) für Steuerzwecke vielseitig eingesetzt werden. An einer solchen
Schicht erzeugte elektrostatische Polarisationen sind sehr lange, z.B. einige Tage,
in abgeschlossenem, d.h. feuchtearmen, Zustand speicherbar. Die Röntgenabsorption
(entsprechend K-L-Kanten) ist bei Elektreten günstiger als bei üblichen Halbleitern
und insbesondere dem Selen, weil die Massenschwächungskoeffizienten höher sind.
Zu einer Änderung der PolarIsation brauchen die Träger von elektrischen Ladungen,
d.h. Löcher und Elektronen, nicht die ganze Schicht zu durchlaufen, sondern nur
einen oder einige Kristallite, weil die Polarisation an den Korngrenzen stattfindet.
Ladungsbilder sind mit wesentlich niedrigerem Ausgangspotential, d.h. niedrigerer
Aufladung, herstellbar, weil die Kristallite Halbleiter ohne Pool-Frenkel-Effekt
darstellen. Dies ist vorteilhaft, weil dadurch der effektive Quantenwirkungsgrad
hoch liegt.
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Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend anhand
des in der Figur dargestellten Ausführungsbeispiels erläutert.
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In der Figur ist ein Ausschnitt 1 aus einer elektrofotografischen
Platte bezeichnet, bei welcher auf einem 2 mm dicken Blech 2 aus Aluminium (Al)
eine 0,3 mm starke Schicht 3 aus Bleilanthanzirkonattitanat aufgesintert ist. Dazu
wurde auf die Unterlage 2 eine Paste aus mit Wasser angeteigtem Eektret, der aus
6/um dicken Körnchen besteht, aufgestrichen.
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Nach dem Trocknen wurde die beschichtete Unterlage 2 in einen Ofen
gebracht und auf 800 bis 12000C erhitzt, so daß die törnchen der Schicht 3 zusammengesintert
sind und eine haltbare kompakte Schicht bilden.
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Zur Herstellung von elektrofotografischen aufnahmen wird eine in Fig.
1 im Ausschnitt gezeichnete Platte mit 300 lr in einer Koronaentladungseinheit in
an sich bekannter Weise aufgeladen.
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Hierauf wird die Platte zur Erzeugung eines Bildes einer Strahlung
ausgesetzt. Dabei werden in oben beschriebener Weise dem Bild entsprechende Änderungen
der elektrischen leitfähigkeit der Schicht 3 erhalten. Diese bewirken, daß an der
freien Oberfläche der Schicht 3 ein elektrisches Ladungsbild entsteht, welches der
Intensitätsverteilung im Strahlungsbild entspricht.
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Solche Bilder können bekanntlich nach den in der Xerografie ublichen
Verfahren sichtbar gemacht werden.