HINTERGRUND DER ERFINDUNG
Gebiet der Erfindung
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Diese Erfindung betrifft die Verwendung einer anregbaren
Leuchtstofftafel als ein Material zum Aufzeichnen und
Wiedergeben einer Elektronenstrahl-Bildinformation, und
insbesondere ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben
einer Elektronenstrahl-Bildinformation, das ermöglicht, ein
Elektronenstrahlbild, das durch eine Probe hindurchgegangen
oder von ihr reflektiert worden ist, mit hoher
Empfindlichkeit und hoher Genauigkeit auf zuzeichnen und wiederzugeben.
Beschreibung des Standes der Technik
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Es sind Elektronenmikroskopeinrichtungen oder
Elektronenbeugungseinrichtungen bekannt, bei denen eine Probe mit einem
Elektronenstrahl im Vakuum bestrahlt wird, um ein
Durchstrahlungs-Elektronenstrahlbild oder ein
Reflexions-Elektronenstrahlbild zu erhalten. Bei der
Elektronenmikroskopeinrichtung wird das Beugungsmuster einer Probe auf der
hinteren Brennebene einer Objektlinse durch einen
Elektronenstrahl gebildet, der durch die Probe hindurchgegangen ist,
und das vergrößerte Bild der Probe wird durch Interferenz
eines gebeugten Strahles gebildet. Wenn somit das
vergrößerte Bild mittels einer Projektionslinse projiziert wird, kann
das vergrößerte Bild (das gestreute Bild) der Probe
beobachtet werden. Wenn ferner das Beugungsbild auf die hintere
Brennebene projiziert wird, kann das Beugungsbild der
vergrößerten Probe beobachtet werden. Wenn eine Zwischenlinse
zwischen der Objektivlinse und der Projektionslinse
vorgesehen ist, kann das vergrößerte Bild (gestreute Bild) oder das
Beugungsmuster nach Wunsch beobachtet werden, indem die
Brennweite der Zwischenlinse eingestellt wird. Bei der
Elektronenbeugungseinrichtung gibt es ein Reflexionsverfahren,
bei dem die Oberfläche einer Probe mit einem
Elektronenstrahl bestrahlt wird und ein reflektierter Beugungsstrahl
aufgezeichnet wird, um ein Beugungsmuster zu erhalten, und
ein Durchlaßverfahren, bei dem ein gebeugter Strahl, der
durch eine Probe hindurchgegangen ist, aufgezeichnet wird,
um ein Beugungsmuster zu erhalten.
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Um das vergrößerte Bild oder das Beugungsmuster (auf beide
wird im folgenden als Elektronenstrahlbild Bezug genommen)
in ein sichtbares Bild umzuwandeln, sind Verfahren verwendet
worden, bei denen ein fotographischer Film in einer
Bildbildungsebene angeordnet wird, um das Elektronenstrahlmuster
daraufaufzuzeichnen, oder ein Bildverstärker wird
vorgesehen, um die verstärkte Projektion des Elektronenstrahlbildes
zu erzeugen. Jedoch besitzt der fotographische Film die
Nachteile, daß der Film für einen Elektronenstrahl nicht
ausreichend empfindlich und seine Entwicklung nicht einfach
ist. Der Bildverstärker besitzt auch Nachteile dahingehend,
daß die Bildschärfe schlecht ist und die Gefahr besteht, daß
das Bild Verzerrungen aufweist.
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Das, wie es oben beschrieben wurde, aufgezeichnete
Elektronenstrahlbild wird im allgemeinen Bildverarbeitungen
unterworfen, wie einer Gradationsverarbeitung, einer
Frequenzverstärkungsverarbeitung,
einer Dichteverarbeitung, einer
Subtraktionsverarbeitung und einer Additionsverarbeitung; der
Wiederherstellung eines dreidimensionalen Bildes durch ein
Fourier-Analyseverfahren; einer Bildanalyse zum Messen des
Teilchendurchmessers und zum Bilden eines Binärbildes; und
einer Beugungsmusterverarbeitung (Kristallinformationen,
Feststellen der Gitterkonstante, Übergang, Gitterfehler
usw.), damit das Bild leichter beobachtet werden kann.
Solche Verarbeitungen sind durchgeführt worden und ein durch
Entwickeln des fotographischen Filmes erhaltenes, sichtbares
Bild wurde mittels eines Mikrophotometers gelesen und in ein
elektrisches Signal umgewandelt, das dann einer
Analog/Digital-Umwandlung ausgesetzt und durch einen Computer
verarbeitet worden ist. Das Bild ist herkömmlicherweise der oben
beschriebenen komplizierten Verarbeitung unterworfen worden,
wenn ein fotographischer Film oder ein Bildverstärker
verwendet wird.
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Aus EP-A-0 168 838 ist es bekannt, eine anregbare
Leuchtstofftafel als eine Einrichtung zum Aufzeichnen eines
Elektronenstrahlbildes zu verwenden, wobei jedoch dieser Stand
der Technik in die Bedeutung des Artikels 54 (3) EPÜ fällt
und deshalb nur für die Frage der Neuigkeit von Bedeutung
ist.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Eine Zielsetzung der vorliegenden Erfindung ist, ein
Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben einer
Elektronenstrahl-Bildinformation zu schaffen, das ermöglicht, daß
verschiedene Informationen (im folgenden als
Elektronenstrahl-Bildinformationen bezeichnet) eines
Elektronenstrahlbildes oder dem genannten Elektronenstrahlbild entsprechend
mit hoher Empfindlichkeit und hoher Genauigkeit
aufgezeichnet und wiedergegeben werden, und bei dem die genannte
Elektronenstrahl-Bildinformationen leicht verarbeitet werden
kann.
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Durch die Erfindung wird die Verwendung einer anregbaren
Leuchtstofftafel als ein Material zum Aufzeichnen und
Wiedergeben eines durch eine Probe hindurch übertragenen oder
von der Probe reflektierten Elektronenstrahlbildes in
Elektronenmikroskopiervorrichtungen vorgesehen, wobei die
genannte anregbare Leuchtstofftafel eine anregbare
Leuchtstoffschicht mit einer Dicke im Bereich von 30 bis 100 um
aufweist, die mit einer transparenten Schutzschicht bedeckt
ist.
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Der hier verwendete Ausdruck
"Elektronenstrahl-Bildinformation" soll ein Elektronenstrahlbild per se und eine digitale
Informationen einschließen, die als Symbole ausgedrückt
sind, wie Zahlenkombinationen in bezug auf die
Elektronenstrahlbilder.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Fig. 1 zeigt schematisch eine Ausführungsform einer
Elektronenmikroskopbild-Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung, die zur Durchführung des
Verfahrens zum Aufzeichnen und Wiedergeben einer
Elektronenstrahl-Bildinformation gemäß der
vorliegenden Erfindung verwendet werden kann.
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Fig. 2 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform der
Aufzeichnungs- und Wiedergabevorrichtung.
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Fig. 3 zeigt graphisch eine Beziehung zwischen der Dicke
der anregbaren Leuchtstoffschicht und der
Empfindlichkeit einer anregbaren Leuchtstofftafel,
die die genannte Leuchtstoffschicht aufweist, und
eine Beziehung zwischen einer Dicke der anregbaren
Leuchtstoffschicht und einer Schärfe einer
anregbaren
Leuchtstofftafel, die die genannte
Leuchtstoffschicht aufweist.
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG IM EINZELNEN
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Die vorliegende Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß
die anregbare Leuchtstofftafel (die alternativ
"Strahlungsbild-Speichertafel" genannt wird), die die besonders
definierte anregbare Leuchtstoffschicht umfaßt, das heißt eine
anregbare Leuchtstoffschicht mit einer Dicke im Bereich von
30 bis 100 um, die mit einer transparenten Schutzschicht
überdeckt ist, als ein Medium zum Aufzeichnen und
Wiedergeben eines Elektronenstrahlbildes einer Probe verwendet
wird, wobei das genannte Bild in einer
Elektronenmikroskopvorrichtung gebildet wird.
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Die anregbare Leuchtstofftafel umfaßt grundsätzlich einen
Träger und wenigstens eine auf diesem vorgesehene
Leuchtstoffschicht. Die Grundstruktur der anregbaren
Leuchtstofftafel ist bereits bekannt, beispielsweise aus EP-A-0 107
192. Die Leuchtstoffschicht umfaßt einen in einem
Bindemittel dispergierten, anregbaren Leuchtstoff. Die anregbare
Leuchtstofftafel wurde bisher für ein
Röntgenbildaufzeichnungs- und -wiedergabeverfahren verwendet. Das bekannte
Röntgenbildaufzeichnungs- und -wiedergabeverfahren verwendet
in der Praxis eine anregbare Leuchtstofftafel mit einer
relativ dicken Leuchtstoffschicht, wie ungefähr 200 um dick.
Ferner besitzt die praktisch verwendete, anregbare
Leuchtstofftafel normalerweise eine transparente Schutzschicht auf
der Oberfläche (der Oberfläche einer Seite, die nicht zu dem
Träger weist) der Leuchtstoffschicht, um die
Leuchtstoffschicht gegenüber chemischer Zerstörung oder physikalischen
Stößen zu schützen.
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Es wurde nun durch die gegenwärtigen Erfinder
herausgefunden, daß die anregbare Leuchtstoffschicht der anregbaren
Leuchtstofftafel, die bei dem Verfahren zum Aufzeichnen und
Wiedergeben von Elektronenstrahl-Bildinformationen verwendet
wird, vorzugsweise eine geringere Dicke, wie eine Dicke in
dem Bereich von 30 bis 100 um, und eine transparente
Schutzschicht aufweist. Ferner wurde herausgefunden, daß, wenn
eine Schutzschicht auf der Leuchtstoffschicht vorgesehen
wird, ihre Dicke vorzugsweise geringer als die Dicke einer
anregbaren Leuchtstoffschicht einer allgemein verwendeten
anregbaren Leuchtstofftafel ist.
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Der Grund hierfür wird im folgenden gesehen.
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Ein Elektronenstrahl kurzer Wellenlänge, der in einer
Elektronenmikroskopvorrichtung oder einer
Elektronenbeugungsvorrichtung verwendet wird, wird durch anregbaren
Leuchtstoff wirksamer absorbiert als Röntgenstrahlen. Demgemäß
wird ein größerer Anteil eines Elektronenstrahles, der auf
die anregbare Leuchtstoffschicht auftrifft, von dem
anregbaren Leuchtstoff absorbiert, der sich in der Nachbarschaft
der Oberfläche der Leuchtstoffschicht befindet, und der
anregbare Leuchtstoff, der sich in einem tieferen Bereich
als eine gewisse Höhe befindet, trägt nicht wirkungsvoll zu
der Bildung des latenten Bildes bei. Vielmehr wird eine
elektromagnetische Welle, wie ein Laserstrahl, der zum
Anregen des Leuchtstoffes verwendet wird, um eine Emission zu
erzeugen, durch Leuchtstoff gestreut, der sich in dem
tieferen Bereich befindet. Eine solche Streuung der
Anregungsstrahlen verringert die Schärfe des wiedergegebenen Bildes.
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Ferner werden der Elektronenstrahl und die Anregungsstrahlen
beide von einem Kunststoffmaterial der Schutzschicht
gestreut.
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Aus diesem Grund wurde von den Erfindern darauf hingewiesen,
daß es einen optimalen Dickenbereich der anregbaren
Leuchtstoffschicht gibt, bei dem die Empfindlichkeit und die
Schärfe gut ausgewogen sind. Ein solcher bestimmter
Dickenbereich der anregbaren Leuchtstoffschicht geht von 10 bis
150 um. Ferner wurde entdeckt, daß die Schutzschicht, die
ungünstig dazu dient, die Schärfe zu verringern aber in
vorteilhafter Weise die Leuchtstoffschicht schützt, besitzt
vorzugsweise eine Dicke von nicht mehr als 5 um
(vorzugsweise von nicht mehr 4 um) besitzt, wenn sie auf der
Leuchtstoffschicht vorgesehen wird.
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Die bei der vorliegenden Erfindung verwendete anregbare
Leuchtstoffschicht mit den oben genannten Vorteilen kann
beispielsweise in der folgenden Art hergestellt werden.
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Das Trägermaterial der anregbaren Leuchtstoffschicht kann
aus denen ausgewählt werden, die bei den herkömmlichen
Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen verwendet werden oder jenen,
die bei den bekannten anregbaren Leuchtstofftafeln verwendet
werden. Beispiele von Trägermaterial umfassen
Kunststoffolien, wie Folien aus Zelluloseacetat, Polyester,
Polyäthylenterephthalat, Polyamid, Polyimid, Triacetat und
Polycarbonat; Metallbleche, wie Aluminium-Folie und
Aluminiumlegierungfolie; gewöhnliche Papiere, Barytpapier;
kunststoffbeschichtete Papiere; Pigmentpapiere, die Titandioxid oder
ähnliches enthalten; und mit Polyvinylalkokohl oder
ähnlichem geleimte Papiere. Vom Gesichtspunkt der Eigenschaften
einer anregbaren Leuchtstofftafel als ein
Informationsaufzeichnungsmaterial wird bevorzugt eine Kunststoffolie als
das Trägermaterial der Erfindung verwendet. Die
Kunststoffolie kann ein lichtabsorbierendes Material, wie Ruß,
enthalten oder kann ein lichtreflektierendes Material, wie
Titandioxid, enthalten.
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Bei der Herstellung einer bekannten anregbaren
Leuchtstofftafel werden gelegentlich eine oder mehrere zusätzliche
Schichten zwischen dem Träger und der Leuchtstoffschicht
vorgesehen, um das Anhaften zwischen dem Träger und der
Leuchtstoffschicht zu verstärken oder um die Empfindlichkeit
der Tafel oder die Qualität eines Bildes (Schärfe und
Körnigkeit) zu verbessern, das hierdurch bereitgestellt wird.
Beispielsweise kann eine Unterschicht vorgesehen werden,
indem ein Polymermaterial, wie Gelatine, über die Oberfläche
des Trägers auf der Leuchtstoffschichtseite geschichtet
wird. Andererseits kann eine lichtreflektierende Schicht
oder eine lichtabsorbierende Schicht vorgesehen sein, indem
eine Polymermaterialschicht gebildet wird, die ein
lichtreflektierendes Material, wie Titandioxid, oder ein
lichtabsorbierendes Material, wie Ruß, enthält. Eine besonders
vorteilhafte lichtreflektierende Schicht ist eine, die ein
Reflexionsvermögen von nicht weniger als 40% für Licht bei
390 nm und ein Reflexionsvermögen von nicht mehr als 90%
bei Licht von 633 nm ergibt, und bei der anregbaren
Leuchtstoffschicht auf der Seite vorgesehen ist, die der Seite der
ausgesetzten Oberfläche gegenüberliegt. Diese
Reflexionsschicht ist von Vorteil, um die Schärfe eines
wiedergegebenen Bildes zu verbessern. Eine solche lichtreflektierende
Schicht kann hergestellt werden, indem ein Träger mit einer
Bindemittellösung beschichtet wird, die ein
lichtreflektierendes Material, wie Titandioxid, und einen Farbstoff, wie
ultramarinblau, enthält, und dann die beschichtete Schicht
getrocknet wird.
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Wie es in der japanischen, vorläufigen
Patentveröffentlichung Nr. JP-A-58 (1983)-200200 beschrieben ist, kann die
Leuchtstoffschicht-Seitenoberfläche des Trägers (oder die
Oberfläche einer Unterschicht, einer lichtreflektierenden
Schicht, oder einer lichtabsorbierenden Schicht in dem Fall,
daß solche Schichten auf der Leuchtstoffschicht vorgesehen
sind) mit hervorstehenden und tiefliegenden Bereichen zur
Verstärkung der Schärfe eines wiedergegebenen Bildes
versehen sein.
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Auf dem Träger wird gegebenenfalls über eine
Zwischenschicht,
wie es oben beschrieben wurde, eine anregbare
Leuchtstoffschicht gebildet. Die anregbare
Leuchtstoffschicht umfaßt grundsätzlich ein Bindemittel und in diesem
dispergierte anregbare Leuchtstoffteilchen.
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Der anregbare Leuchtstoff gibt eine angeregte Emission ab,
wenn er mit Anregungsstrahlen nach der Belichtung mit der
Strahlung eines Elektronenstrahles angeregt wird. Vom
Gesichtspunkt der praktischen Verwendung her ist es erwünscht,
daß der anregbare Leuchtstoff eine angeregte Emission im
Wellenlängenbereich von 300-500 nm abgibt, wenn er mit
Anregungsstrahlen im Wellenlängenbereich von 400-900 nm
angeregt wird.
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Beispiele von anregbarem Leuchtstoff, der in einer
anregbaren Leuchtstofftafel der Erfindung verwendbar ist, schließen
ein:
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SrS:Ce,Sm, SrS:Eu,Sm, ThO&sub2;:Er und La&sub2;O&sub2;S:Eu,Sm wie es in
dem US-Patent Nr. US-A-3859527 beschrieben ist;
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ZnS:Cu,Pb, BaO·xAl&sub2;O&sub3;:Eu, worin x eine Zahl ist, die die
Bedingung 0,8 ≤ x ≤ = 10 erfüllt, und M²&spplus;O·xSiO&sub2;:A, worin M²&spplus;
wenigstens ein zweiwertiges Metall ist, das aus der Gruppe
ausgewählt ist, die aus Mg, Ca, Sr, Zn, Cd und Ba besteht, A
wenigstens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus Ce, Tb, Eu, Tm, Pb, Tl, Bi und Mn, und
x eine Zahl ist, die die Bedingung 0,5 ≤ x ≤ 2,5 erfüllt,
wie es in dem US-Patent Nr. US-A-4236078 beschrieben ist;
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(Ba1-x-y, Mgx, Cay)FXaEu²&spplus;, worin X wenigstens ein Element
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl
und Br, x und y Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < x+y ≤
0,6 und xy ≠ 0 erfüllen, und a eine Zahl ist, die die
Bedingung 10&supmin;&sup6; ≤ a ≤ 5·10&supmin;² erfüllt, wie es in der
japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-55
(1980)-12143 beschrieben ist;
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LnOX:xA, worin Ln wenigstens ein Element ist, das aus
der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus La, Y, Gd und Lu,
x wenigstens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus Cl und Br, A wenigstens ein Element
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Ce
und Tb, und x eine Zahl ist, die die Bedingung 0 < x < 0,1
erfüllt, wie es in dem oben genannten US-Patent Nr. US-A-
4236078 beschrieben ist;
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(Ba1-x, MIIx)FX:yA, worin MIIwenigstens ein zweiwertiges
Metall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Mg, Ca, Sr, Zn und Cd, X wenigstens ein Element ist, das
aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br und I,
A wenigstens ein Element ist, das ausgewählt ist aus der
Gruppe, die besteht aus Eu, Tb, Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb
und Er, und x und y Zahlen sind, die die Bedingungen 0 ≤ x ≤
0,6 bzw. 0 ≤ y ≤ 0,2 erfüllen, wie es in dem US-Patent Nr.
US-A-4239968 beschrieben ist;
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MIIFX·xA:yLn, worin MIIwenigstens ein Element ist, das
aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Ba, Ca, Sr,
Mg, Zn und Cd; A wenigstens eine Verbindung ist, das aus der
Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus BeO, MgO, CaO, SrO,
BaO, ZnO, Al&sub2;O&sub3;, Y&sub2;O&sub3;, La&sub2;O&sub3;, In&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, TiO&sub2;, ZrO&sub2;, GeO&sub2;,
SnO&sub2;, Nb&sub2;O&sub5;, Ta&sub2;O&sub5;und ThO&sub2;; Ln wenigstens ein Element ist,
das ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Eu, Tb,
Ce, Tm, Dy, Pr, Ho, Nd, Yb, Er, Sm und Gd; X wenigstens ein
Element ist, das ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht
aus Cl, Br und I; und x und y Zahlen sind, die die
Bedingungen 5·10&supmin;&sup5; ≤ x ≤ 0,5 bzw. 0 < y ≤ 0,2 erfüllen, wie
es in der japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung
JP-A-55 (1980)-160078 beschrieben ist;
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(Ba1-x, MIIx)F&sub2;·aBaX&sub2;:yEu,zA, worin MIIwenigstens ein
Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Be, Mg, Ca, Sr, Zn und Cd, X wenigstens ein Element ist,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br
und I; A wenigstens ein Element ist, das ausgewählt ist aus
der Gruppe, die besteht aus Zr und Sc; und a, x, y und z
Zahlen sind, die die Bedingungen 0,5 ≤ a ≤ 1,25, 0 ≤ x ≤ 1,
10&supmin;&sup6; ≤ y ≤ 2·10&supmin;¹bzw. 0 < z ≤ 10&supmin;² erfüllen, wie es in der
japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-56
(1981)-116777 beschrieben ist;
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(Ba1-x, MIIx)F&sub2;·aBaX&sub2;:yEu,zB, worin MIIwenigstens ein
Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Be, Mg, Ca, Sr, Zn und Cd; X wenigstens ein Element ist,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br
und I: und a, x, y und z Zahlen sind, die die Bedingungen
0,5 ≤ a ≤ 1,25, 0 ≤ x ≤ 1, 10&supmin;&sup6; ≤ y ≤ 2·10&supmin;¹, bzw. 0 < z ≤ 2
·10&supmin;¹ erfüllen, wie es in der japanischen, vorläufigen
Patentveröffentlichung Nr. JP-A-57 (1982)-23673 beschrieben
ist;
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(Ba1-x, MIIx)F&sub2;·aBaX&sub2;:yEu,zA, worin MIIwenigstens ein
Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Be, Mg, Ca, Sr, Zn und Cd, X wenigstens ein Element ist,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br
und I; A wenigstens ein Element ist, das ausgewählt ist aus
der Gruppe, die besteht aus As und Si; und a, x, y und z
Zahlen sind, die die Bedingungen 0,5 ≤ a ≤ 1,25, 0 ≤ x ≤ 1,
10&supmin;&sup6; ≤ y ≤ 2·10&supmin;¹bzw. 0 < z ≤ 5·10&supmin;¹ erfüllen, wie es in
der japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-
A-57 (1982)-23675 beschrieben ist;
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MIIIOX:xCe, worin MIII wenigstens ein dreiwertiges
Metall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus
Pr, Nd, Pm, Sm, Eu, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb und Bi; X
wenigstens ein Element ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist,
die besteht aus Cl und Br; und x, eine Zahl ist, die die
Bedingung 0 < x < 0,1 erfüllt, wie es in der japanischen,
vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-58 (1983)-69281
beschrieben ist;
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Ba1-xMx/2Lx/2FX:yEu²&spplus;, worin M wenigstens ein
Alkalimetall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus
Li, Na, K, Rb und Cs; L wenigstens ein dreiwertiges Metall
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Sc,
Y, La, Ce, Pr, Nd, Pm, Sm, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu,
Al, Ga, In und Tl; X wenigstens ein Halogen ist, das
ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus Cl, Br und I; und
x
und y Zahlen sind, die die Bedingungen 10&supmin;² ≤ x ≤ 0,5 bzw.
0 < y ≤ 0,1 erfüllen;
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BaFx·xA:yEu²&spplus;, worin X wenigstens ein Halogen ist, das
aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br und I;
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A wenigstens ein gebranntes Produkt aus einer
Tetrafluorborsäureverbindung ist; und x und y Zahlen sind, die die
Bedingungen 10&supmin;&sup6; ≤ x ≤ 0,1 bzw. 0 < y ≤ 0,1 erfüllen.
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BaFx·xA:yEu²&spplus;, worin X wenigstens ein Halogen ist, das
aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl, Br und I;
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A wenigstens ein gebranntes Produkt aus einer
Hexafluorverbindung ist, die aus der Gruppe ausgewählt ist, die aus
einwertigen und zweiwertigen Metallsalzen von
Hexafluorsiliciumsäure, Hexafluortitansäure und Hexafluorzirconiumsäure
besteht; und x und y Zahlen sind, die die Bedingungen 10&supmin;&sup6; ≤
x ≤ 0,1 bzw. 0 < y ≤ 0,1 erfüllen.
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BaFX·xNaX':aEu²&spplus;, worin X und X' wenigstens ein Halogen
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl,
Br und I; und x und a Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < x
≤ 2 bzw. 0 < a ≤ 0,2 erfüllen, wie es in der japanischen,
vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-59 (1984)-56479
beschrieben ist;
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MIIFX·xNaX':yEu²&spplus;:zA, worin MIIwenigstens ein
Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Ba, Sr und Ca; jeweils X und X' wenigstens ein Halogen
ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Cl,
Br und I; A wenigstens ein Übergangsmetall ist, das
ausgewählt ist aus der Gruppe, die besteht aus V, Cr, Mn, Fe, Co
und Ni; und x, y und z Zahlen sind, die die Bedingungen 0 <
x ≤ 2, 0 < y ≤ 0,2 bzw. 0 < z ≤ 10&supmin;² erfüllen.
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MIIFX·aMIX'·bM'IIX''&sub2;·cMIIIX'''&sub3;·xA:yEu²&spplus;, wobei
MIIwenigstens ein Erdalkalimetall ist, das aus der Gruppe ausgewählt
ist, die besteht aus Ba, Sr und Ca; MIwenigstens ein
Alkalimetall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Li, Na, K, Rb und Cs; M'IIwenigstens ein zweiwertiges
Metall ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Be und Mg; MIII wenigstens ein dreiwertiges Metall ist,
das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht aus Al, Ga,
In und Tl; A wenigstens ein Metalloxid ist; X wenigstens ein
Halogen ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus Cl, Br und I; jeweils X', X'' und X''' wenigstens ein
Halogen ist, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die besteht
aus F, Cl, Br und I; a, b und c Zahlen sind, die die
Bedingungen 0 ≤ a ≤ 2, 0 ≤ b ≤ 10&supmin;², 0 ≤ c ≤ 10&supmin;² und a+b+c ≥ 10&supmin;&sup6;
erfüllen; und x und y Zahlen sind, die die Bedingungen 0 < x
≤ 0,5 bzw. 0 < y ≤ 0,2 erfüllen.
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Unter den oben beschriebenen, anregbaren Leuchtstoffen
werden der zweiwertige, europiumaktivierte Erdalkalimetall-
Fluorhalogenid-Leuchtstoff und der
seltenerdeelementaktivierte Seltenerde-Oxyhalogenid-Leuchtstoff besonders
bevorzugt, weil diese eine angeregte Emission mit hoher
Leuchtstärke zeigen. Die oben beschriebenen, anregbaren
Leuchtstoffe sind in keiner Weise angegeben, um den anregbaren
Leuchtstoff zu beschränken, der bei der vorliegenden
Erfindung anwendbar ist. Beliebige andere Leuchtstoffe können
auch verwendet werden, vorausgesetzt, daß der Leuchtstoff
eine angeregte Emission gibt, wenn er mit Anregungsstrahlen
nach der Belichtung mit Strahlung eines Elektronenstrahles
angeregt wird.
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Beispiele des Bindemittels, das in der Leuchtstoffschicht
enthalten sein soll, schließen ein: natürliche Polymere, wie
Proteine (beispielsweise Gelatine), Polysaccharide
(beispielsweise Dextran) und Gummiarabicum; und synthetische
Polymere, wie Polyvinylbutyral, Polyvinylacetat,
Nitrozellulose, Äthylzellulose, Vinylidenchlorid-Vinylchlorid-Copolymer,
Polyalkyl(meth)acrylat, Vinylchlorid-Vinylacetat-Copolymer,
Polyurethan, Zelluloseacetatbutyrat, Polyvinylalkohol und
linearer Polyester. Besonders bevorzugt sind Nitrozellulose,
linearer Polyester, Polyalkyl-(meth)acrylat, eine Mischung
aus Nitrozellulose und linearem Polyester, und eine Mischung
aus Nitrozellulose und Polyalkyl(meth)acrylate. Diese
Bindemittel
können mit einem Vernetzungsmittel vernetzt werden.
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Die Leuchtstoffschicht kann beispielsweise durch das
folgende Verfahren gebildet werden.
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An erster Stelle werden anregbare Leuchtstoffteilchen und ein
Bindemittel einem geeigneten Lösungsmittel hinzugefügt
werden gemischt, um eine Beschichtungsdispersion herzustellen,
in der die Leuchtstoffteilchen homogen in der
Bindemittellösung dispergiert sind.
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Beispiele des verwendbaren Lösungsmittel zur Herstellung der
Beschichtungsdispersion schließen ein niederere Alkohole,
wie Methanol, Ethanol, n-Propanol und n-Butanol; gechlorte
Kohlenwasserstoffe, wie Methylenchlorid und Ethylenchlorid;
Ketone, wie Aceton, Methylethylketon und
Methylisobutylketon; Ester niederer Alkohole mit niedereren alipathischen
Säuren, wie Methylacetat, Ethylacetat und Butylacetat; Ether
wie Dioxan, Ethylenglycolmonoethylether und
Ethylenglycolmonoethylether; und Mischungen der oben genannten
Verbindungen.
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Das Verhältnis zwischen dem Bindemittel und dem anregbaren
Leuchtstoff in der Beschichtungsdispersion kann gemäß den
Eigenschaften der angestrebten anregbaren Leuchtstofftafel
und der Art des verwendeten Leuchtstoffes bestimmt werden.
Allgemein liegt das Verhältnis zwischen ihnen innerhalb des
Bereiches von 1:1 bis 1:100 (Bindemittel : Leuchtstoff, in
Gewicht), vorzugsweise von 1:8 bis 1:40.
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Die Beschichtungsdispersion, die die Leuchtstoffteilchen und
das Bindemittel enthält und, wie es oben beschrieben wurde,
hergestellt worden ist, wird gleichmäßig auf die Oberfläche
des Trägers aufgetragen, um eine Schicht aus der
Beschichtungsdispersion zu bilden. Der Beschichtungsvorgang kann mit
einem herkömmlichen Verfahren durchgeführt werden, wie ein
Verfahren, das eine Streichklinge verwendet, einen
Walzenbeschichter oder Messerbeschichter.
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Nach dem Auftragen der Beschichtungsdispersion auf den
Träger wird die Beschichtungsdispersion dann langsam bis zur
Trockenheit erwärmt, um die Bildung einer Leuchtstoffschicht
mit einer geeigneten Dicke zu beenden.
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Die Leuchtstoffschicht kann auf den Träger durch andere als
die oben angegebenen Verfahren vorgesehen sein.
Beispielsweise wird die Leuchtstoffschicht anfangs auf einer Tafel
(vorläufiger Träger), wie einer Glasplatte, einer
Metallplatte oder einer Kunststoffolie hergestellt, wobei die oben
genannte Beschichtungsdispersion verwendet wird, und die
derart hergestellte Leuchtstoffschicht wird auf den
eigentlichen Träger durch Pressen oder Verwendung eines
Klebemittels aufgebracht.
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Das Verhältnis der anregbaren Leuchtstoffteilchen zu dem
Bindemittel in der anregbaren Leuchtstoffschicht, die wie
oben hergestellt worden ist, ist im wesentlichen in der
Tiefenrichtung gleichförmig oder ändert sich etwas zu einem
tieferen Bereich der Leuchtstoffschicht. Das Verhältnis ist
ziemlich gleichförmig über die gesamte Schicht.
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Die anregbare Leuchtstoffschicht, die bei der vorliegenden
Erfindung verwendet wird, kann so gebildet werden, daß die
Oberflächenphase der Leuchtstoffschicht im wesentlichen nur
aus einem Bindemittel zusammengesetzt ist und ein Bereich,
in dem die Leuchtstoffteilchen vorliegen, sich in einem
etwas tieferen Bereich befindet. Wenn die Leuchtstoffschicht
einen solchen Aufbau hat, liefert die Oberflächenphase, die
im wesentlichen nur aus einem Bindemittel zusammengesetzt
ist, eine Schutzfunktion für die Leuchtstoffschicht, wodurch
keine dünne Schutzschicht erforderlich ist. Jedoch ist es
wünschenswert, daß die Oberflächenphase, die im wesentlichen
nur aus einem Bindemittel zusammengesetzt ist, nicht über
eine Höhe mit einem Abstand von 5 um von der Oberfläche der
Leuchtstoffschicht hinaus ausgedehnt wird. Wenn die
Oberflächenphase, die im wesentlichen nur aus einem Bindemittel
zusammengesetzt ist, über eine Tiefe von 10 um in der
Leuchtstoffschicht hinaus ausgedehnt wird, ist es schwierig,
eine Elektronenstrahl-Bildinformation aufzuzeichnen und
wiederzugeben, die eine ausgezeichnete Bildschärfe aufweist.
Demgemäß ist es wünschenswert, daß, wenn die
Oberflächenphase, die im wesentlichen nur aus einem Bindemittel in der
Leuchtstoffschicht gebildet ist, das Gewichtsverhältnis der
Leuchtstoffteilchen, die in dem Bereich zwischen der
Oberfläche der Leuchtstoffschicht und einer Höhe von 5 um Tiefe
(vorzugsweise 3 um tief) zu dem Bindemittel (Leuchtstoff/-
Bindemittel) nicht kleiner als 0,2 ist.
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Die Leuchtstoffschicht mit einer Oberflächenphase, die im
wesentlichen nur aus einem Bindemittel gebildet ist, kann
beispielsweise durch ein gleichzeitiges
Doppelbeschichtungsverfahren gebildet werden, bei dem mit einer ersten
Beschichtungslösung, die die Leuchtstoffteilchen und ein
Bindemittel enthält, und einer zweiten Beschichtungslösung,
die nur ein Bindemittel enthält, ein Träger derart
beschichtet wird, daß letztere über erstere angeordnet ist.
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Eine anregbare Leuchtstofftafel besitzt im allgemeinen eine
transparente Schutzschicht, und deren Bildung wird
üblicherweise durchgeführt, indem eine vorhergehend
hergestellte, dünne Folie mit einer Leuchtstoffschicht kombiniert
wird, wobei ein Klebemittel verwendet wird.
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Beispiele des Materials, das für die Bildung einer
Schutzschicht verwendbar ist, schließen ein transparente, dünne
Folien aus Zellulosederivaten, wie Zelluloseacetat und
Nitrozellulose, und synthetische Polymere, wie
Polymethylmethacrylat, Polyvinylbutyral, Polyvinylformal, Polycarbonat,
Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Vinylidenchlorid,
Polyamid, Polyvinylacetat und
Vinylchlorid-Vinylacetatcopolymer. Andererseits kann die transparente Schutzfolie
dadurch hergestellt werden, daß eine Polymerlösung über die
anregbare Leuchtstoffschicht geschichtet wird.
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Die Leuchtstoffschicht, die Klebemittelschicht und die
Schutzschicht können gefärbt werden, um die Schärfe eines
wiedergegebenen Bildes zu verbessern.
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Das zum Färben dieser Schicht verwendete Farbmittel ist
eines, das wenigstens einen Anteil der Anregungsstrahlen für
den anregbaren Leuchtstoff absorbiert, der die
Leuchtstoffschicht der anregbaren Leuchtstofftafel bildet. Das
Farbmittel besitzt vorzugsweise solche Reflexionseigenschaften,
daß das mittlere Reflexionsvermögen in dem
Wellenlängenbereich der Anregungsstrahlen für den anregbaren Leuchtstoff
geringer als das mittlere Reflexionsvermögen in dem
Wellenlängenbereich des Lichtes ist, das von dem genannten
anregbaren Leuchtstoff bei dessen Anregung emittiert wird.
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Vom Gesichtspunkt der Verbesserung der Schärfe des Bildes,
das durch die anregbare Leuchtstofftafel bereitgestellt
wird, ist es wünschenswert, daß das mittlere
Reflexionsvermögen des Farbmittels in dem Wellenlängenbereich der
Anregungsstrahlen so niedrig wie möglich ist. Andererseits ist
es vom Gesichtspunkt einer Verbesserung der Empfindlichkeit
der Tafel erwünscht, daß das mittlere Reflexionsvermögen des
Farbmittels in dem Wellenlängenbereich des Lichtes, das von
dem anregbaren Leuchtstoff emittiert wird, so hoch wie
möglich ist.
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Das Farbmittel besitzt vorzugsweise eine Körperfarbe von
blau bis grün, wobei besonders organische
Metallkomplexsalzfarbmittel bevorzugt werden, die keine Emission in dem
Wellenlängenbereich zeigen, der länger als der der
Anregungsstrahlen
ist, wie es in letzterer US-Patentanmeldung
Nr. US-A-326642 vom Gesichtspunkt der Körnigkeit und des
Kontrastes des wiedergegebenen Bildes beschrieben ist.
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Die anregbare Leuchtstofftafel kann in der Form eines
endlosen Gurtes, einer kontinuierlichen langen Bahn oder einer
allgemein verwendeten rechteckförmigen Tafel sein.
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Ein Verfahren zum Aufzeichnen und Wiedergeben einer
Elektronenstrahl-Bildinformation gemäß der vorliegenden
Erfindung wird unter Bezugnahme auf eine Ausführungsform
beschrieben, die eine Elektronenmikroskopvorrichtung
verwendet.
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Fig. 1 zeigt schematisch eine bevorzugte Aufzeichnungs-
und Wiedergabevorrichtung für eine
Elektronenmikroskop-Bildinformation, die zur Durchführung des
Aufzeichnungs- und Wiedergabeverfahrens der
Erfindung verwendet wird.
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Bezugnehmend auf die Fig. 1 ist die Aufzeichnungs- und
Wiedergabevorrichtung 1 für eine
Elektronenmikroskop-Bildinformation mit einem Spiegelabschnitt 1a eines
Elektronenmikroskops versehen, unterhalb dessen ein Ausleseabschnitt 1b
vorgesehen ist, der eine anregbare Leuchtstofftafel 10
umfaßt, die so angeordnet ist, daß sie in demselben
Vakuumsystem wie das der Bildbildungsebene eines übertragenen
Elektronenstrahlbildes wenigstens während der Aufzeichnungsstufe
der Elektronenmikroskop-Bildinformation gehalten werden
kann; eine Anregungseinrichtung zum Abtasten der im Vakuum
gelassenen, anregbaren Leuchtstofftafel mit
Anregungsstrahlen; und eine Erfassungseinrichtung zum fotoelektrischen
Erfassen einer angeregten Emission, die von der anregbaren
Leuchtstofftafel 10 freigesetzt wird. Der Teil (innerhalb
des schraffierten Gehäuses) des Ausleseabschnittes 1b und
der Spiegelabschnitt 1a werden unter Vakuum während des
Betriebes des Elektronenmikroskopes durch irgendeines der
herkömmlichen Verfahren gehalten.
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Der Spiegelabschnitt 1a umfaßt eine Elektronenkanone 3, die
einen Elektronenstrahl (Strahlen) 2 mit einer gleichförmigen
Rate emittiert; wenigstens ein Sammellinsensystem 4, das
beispielsweise eine elektrostatische Linse und eine
magnetische Linse zum Konvergieren des Elektronenstrahls 2 in
einer Probenebene umfaßt; einen Probentisch 5; ein dem
Sammellinsensystem 4 ähnliches Objektivlinsensystem 6; und eine
Projektionslinse 7. Der durch eine Probe 8, die auf der
Probenbühne 5 angeordnet ist, hindurchgegangene
Elektronenstrahl 2 wird durch die Objektivlinse 6 gebrochen, um das
vergrößerte Streumuster 8a der Probe 8 zu bilden. Das Bild
8a wird mittels des Projektionslinsensystems 7 projiziert,
um ein Bild (Bezugszeichen 8b) in einer Bildbildungsebene 9
zu bilden.
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Der Ausleseabschnitt 1b ist mit einer Mehrzahl von
anregbaren Leuchtstofftafeln 10 versehen, die auf einem Endlosgurt
befestigt sind, der zwischen einer zylindrischen
Antriebsrolle 101 und einer zylindrischen Antriebsrolle 102 gespannt
ist; eine Anregungseinrichtung, die eine
Anregungsstrahlenquelle 11, wie eine He-Ne-Laserröhre und eine
Strahlablenkung 12, wie einen Galvanometerspiegel, umfaßt, um die
Anregungsstrahlen 11a, die von der Anregungsquelle 11 erzeugt
werden, in der Weitenrichtung der Tafel 10 abzulenken; und
eine Erfassungseinrichtung, die einen fotoelektrischen
Umwandler 5, wie einen Sekundärelektronenvervielfacher,
umfaßt, der an dem aussendenden Ende eines Kondensors 10
vorgesehen ist, der die von der Tafel 10 durch die Bestrahlung
der Anregungsstrahlen freigesetzte Anregungsemission bündelt
und fotoelektrisch die genannte angeregte Emission in ein
elektrisches Signal umwandelt. Der Endlosgurt wird in die
Richtung eines Pfeiles A mittels der Antriebsrolle 101
bewegt, die durch eine Antriebseinrichtung (nicht gezeigt)
gedreht wird.
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Wenn ein Verschluß (nicht gezeigt) zwischen dem
Spiegelabschnitt 1a und dem Ausleseabschnitt 1b geöffnet wird, wird
die anregbare Leuchtstofftafel 10, die in der
Aufzeichnungsposition (das heißt der Bildbildungsebene) angeordnet
ist, mit einem Elektronenstrahl bestrahlt, der durch eine
Probe hindurch übertragen (hindurchgegangen) ist, und ein
Elektronenstrahl-Energiebild (latentes Bild), das einem
vergrößerten, gestreuten Bild 8b der Probe entspricht, wird
aufgezeichnet und gespeichert. Die Leuchtstofftafel 10 wird
dann zu einer Ausleseposition durch Drehen der Antriebsrolle
bewegt. In der Einrichtung der Fig. 1 wird der
Bildspeicherbereich derart abgetastet, daß Anregungsstrahlen 11a von der
Anregungsstrahlenquelle 11, wie eine außerhalb vorgesehene
Laserstrahlquelle, erzeugt werden, durch den Strahlablenker
12, wie ein Galvanometerspiegel, abgelenkt werden, durch ein
lichtdurchlässiges Wandteil 19a, wie ein Bleiglas,
hindurchgeschickt werden und in die anregbare Leuchtstofftafel 10
eintreten, um sie in der Weitenrichtung abzutasten, und die
Tafel 10 wird in der Richtung eines Pfeiles A (senkrecht zu
der Weitenrichtung) mittels der Antriebsrolle 101
transportiert, wobei somit der Bildspeicherbereich auf der Tafel 10
abgetastet wird. Die angeregte Emission, die von der
Leuchtstofftafel durch die Bestrahlung der Anregungsstrahlen
freigesetzt wird, wird durch die Randseite (die zu dem Blatt 10
weisende) des Kondensors 14 gesammelt und in den Kondensor
14 eingeführt. Die angeregte Emission wird dann unter
wiederholter Totalreflexion innerhalb des Kondensors 14 geführt
und fortlaufend von dem Sekundärelektronenvervielfacher 15
empfangen, wo die Größe der angeregten Emission der Reihe
nach fotoelektrisch erfaßt wird.
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Daß durch den Sekundärelektronenvervielfacher 15 ausgelesene
elektrische Signal wird zu einem Bildverarbeitungskreis 16
übertragen und dann zu einer Bildwiedergabevorrichtung
übertragen, nachdem die erforderliche Bildverarbeitung
durchgeführt worden ist. Die Bildwiedergabevorrichtung kann
eine Anzeige 17, wie eine Katodenstrahlröhre (CRT), eine
Aufzeichnungsvorrichtung, in der eine
Lichtabtastaufzeichnung auf einem fotographischen Film vorgenommen wird, oder
ein Speicher 18, wie ein Magnetband, sein.
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Nach Beenden des Auslesevorganges wird die anregbare
Leuchtstofftafel 10, die auf dem Gurt angeordnet ist, zu
einem Löschbereich 20 transportiert, wo die Tafel 10 mit
einem Löschlicht bestrahlt wird, das von einer
Löschlichtquelle 21, wie eine Leuchtstofflampe, ausgesendet wird, die
außerhalb des Vakuumsystems vorgesehen ist, und wobei das
Löschlicht durch ein lichtdurchlässiges Wandteil 21
hindurchgeschickt wird. Die Tafel 10 wird mit Licht im
Anregungswellenlängenbereich des anregbaren Leuchtstoffes
bestrahlt, das von der Löschstrahlquelle 21 geliefert wird,
wodurch das restliche, in der Tafel 10 gespeicherte Bild und
Rauschen aufgrund von radioaktiven Elementen, die in dem
Sensormaterial enthalten sind, entfernt werden. Beispiele
von Löschlichtquellen schließen Wolframlampen,
Halogenlampen, Infrarotlampen und Laserstrahlquellen ein, wie es in
der japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-
A-56 (1981)-11392 geoffenbart ist.
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Während eine Ausführungsform für ein Verfahren zum
Aufzeichnen und Wiedergeben des vergrößerten, gestreuten Bildes
mit einem Elektronenstrahl oben dargestellt worden ist, kann
die vorliegende Erfindung auch bei einem Verfahren zum
Aufzeichnen und Wiedergeben des Beugungsmusters der Probe
angewendet werden, wie es oben beschrieben worden ist.
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Fig. 2 zeigt eine Ausführungsform, um das Beugungsmuster 48c
einer Probe 48 auf zuzeichnen. Bei dieser Ausführungsform ist
ein Elektronenmikroskop 41 mit einem Zwischenlinsensystem 40
zwischen einem Objektivlinsensystem 46 und einem
Projektionslinsensystem
47 vorgesehen. Das Beugungsmuster 48c der
Probe, das in der hinteren Brennebene der Objektivlinse
gebildet wird, wird in eine Bildbildungsebene 49 durch die
Projektionslinse 47 und das Zwischenlinsensystem 40, das auf
die hintere Brennebene fokussiert ist, vergrößernd
projiziert. Wenn die anregbare Leuchtstofftafel 10 (50) in der
Bildbildungsebene vorgesehen wird, wird das vergrößerte Bild
(latente Bild) des Beugungsmusters 48c auf der Tafel 10
durch den durchgelassenen, vergrößerten Elektronenstrahl 42
aufgezeichnet. Das aufgezeichnete Beugungsmuster 48c kann in
derselben Weise wie das der Fig. 1 ausgelesen werden, und
das ausgelesene Bild kann auf einer Kathodenstrahlröhre (CRP)
angezeigt oder in der Form einer Hardcopy wiedergegeben
werden.
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Um Schwankungen bei den Aufzeichnungsbedingungen aus
zuschließen und ein Elektronenmikroskopbild mit gut
annehmbarer Beobachtbarkeit zu erhalten, ist es erwünscht, daß
Aufzeichnungsmuster, die durch den aufgezeichneten Zustand
des hindurch übertragenen, vergrößerten Bildes (latentes
Bild), das in der Leuchtstofftafel 10 (50) gespeichert ist,
durch die Probeneigenschaften, Aufzeichnungsverfahren und so
weiter beeinflußt werden, vor der Ausgabe des sichtbaren
Bildes untersucht werden, um die Probe zu beobachten, und
damit die Ausleseverstärkungen an geeignete Werte, die auf
der untersuchten aufgezeichneten Information basieren,
angepaßt werden oder eine geeignete Signalverarbeitung
durchgeführt wird.
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Ferner ist es erforderlich, um ein wiedergegebenes Bild mit
hervorragender Beobachtbarkeit zu erhalten, daß der
Vergrößerungsfaktoreinstellwert so bestimmt wird, daß die
Auflösungsleistung auf einen optimalen Wert entsprechend dem
Kontrast des aufgezeichneten Musters eingestellt wird.
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Ein Beispiel eines Verfahrens zur Untersuchung der in der
Leuchtstofftafel 10 (50) gespeicherten Information vor der
Ausgabe des sichtbaren Bildes ist beispielsweise in der
japanischen, vorläufigen Patentveröffentlichung Nr. JP-A-58
(1983)-89245 geoffenbart. Beispielsweise wird, bevor ein
endgültiger Auslesevorgang zum Erhalten eines sichtbaren
Bildes, um die Probe 48 zu beobachten, durchgeführt wird,
ein vorläufiger Auslesevorgang mit Anregungsstrahlen
durchgeführt, die eine geringere Energie als diejenige der
Anregungsstrahlen besitzen, die für den endgültigen
Auslesevorgang verwendet werden, um vorhergehend die in der
Leuchtstofftafel gespeicherte Information zu untersuchen. Die
Ausleseverstärkungen werden auf geeignete Werte eingestellt,
die durch die Ergebnisse des vorläufigen Auslesevorganges
bestimmt werden, und der endgültige Auslesevorgang wird
durchgeführt oder eine Signalverarbeitung wird ausgeführt.
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Als Einrichtung zum fotoelektrischen Auslesen der von der
anregbaren Leuchtstofftafel 10 (50) freigesetzten,
angeregten Emission können der vorstehend genannte
Sekundärelektronenvervielfacher 15 und fotoelektrische
Festkörperumwandlungselemente, wie ein Fotoleiter und Fotodiode,
verwendet werden (siehe die japanischen Patentanmeldungen Nr.
JP-A-58 (1983)-86226, JP-A-58 (1983)-86227, JP-A-58 (1983)-
219313 und JP-A-58 (1983)-219314 und die japanische,
vorläufige Patentveröffentlichung Nr. JP-A-58 (1983)-121874.
Eine große Anzahl fotoelektrischer
Festkörperumwandlungselemente kann mit der Tafel derart integriert sein, daß die
Elemente so vorgesehen sind, daß sie die gesamte Oberfläche
der Tafel 10 (50) mit den Elementen überdecken. Die Elemente
können in naher Nachbarschaft der Tafel 10 (50) vorgesehen
sein. Die fotoelektrische Ausleseeinrichtung kann ein
Liniensensor sein, bei dem eine Mehrzahl fotoelektrischer
Umwandlungselemente, die jeweils einem Bildelement
entsprechen, vorgesehen sein kann, so daß das Element über die
gesamte Oberfläche der Tafel 10 (50) bewegt werden kann, um
sie abzutasten.
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Beispiele von Ausleselichtquellen bei dem obigen Fall
schließen eine Punktquelle, wie ein Laser, und eine
Linienquelle, wie eine Reihe, ein, bei der Leuchtdioden oder
Halbleiterlaser in Reihe angeordnet sind. Wenn eine solche
Einrichtung verwendet wird, um den Auslesevorgang
durchzuführen, kann der Auslesewirkungsgrad der angeregten
Emission, die von der Leuchtstofftafel 10 (50) freigesetzt wird,
erhöht werden und gleichzeitig wird der
Lichtempfangsraumwinkel vergrößert, wodurch das Signal/Rauschverhältnis
erhöht werden kann. Ferner kann das sich ergebende,
elektrische Signal in einer Zeitfolge nicht durch die zeitlich
serielle Ausstrahlung der angeregten Emission, sondern
durch die elektrische Verarbeitung eines Fotosensors
erhalten werden, und daher kann die Auslesegeschwindigkeit erhöht
werden.
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Bei dem oben beschriebenen Verfahren wird der Auslesevorgang
des Elektronenstrahlbildes, wie eines hindurchgegangenen,
vergrößerten Elektronenstrahlbildes (latentes Bild), das auf
der anregbaren Leuchtstofftafel aufgezeichnet ist, in dem
System bei Vakuumbedingungen durchgeführt, aber dieser
Vorgang kann auch durchgeführt werden, nachdem die Tafel aus
dem Vakuumsystem herausgenommen worden ist.
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Wenn das Elektronenstrahlbild, daß in der Leuchtstofftafel
aufgezeichnet ist, ausgelesen und wiedergegeben wird, kann
das Bild als sichtbares Bild wiedergegeben werden oder das
Bild kann als Symbole oder numerische Werte angezeigt
werden.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein
Elektronenstrahlbild, das eine gut ausgeglichene Empfindlichkeit und Schärfe
besitzt, in der anregbaren Leuchtstofftafel aufgezeichnet.
Daher kann eine Elektronenstrahl-Bildinformation mit hoher
Genauigkeit wiedergegeben werden, wobei die Dosis des
Elektronenstrahles verringert werden kann und die Beschädigung
einer Probe verringert wird. Ferner kann das wiedergegebene
Bild unmittelbar auf einer Katodenstrahlröhre (CRT) mit
hoher Genauigkeit angezeigt werden, so daß, wenn das
wiedergegebene Bild als ein Überwachungsbild zum Einstellen des
Brennpunktes eines Elektronenmikroskopes oder einer
Elektronenbeugung verwendet wird, ein klares Bild gegeben werden
kann, und es möglich wird, den Brennpunkt bei einer geringen
Elektronenstrahldosis einzustellen, wohingegen bei
herkömmlichen Verfahren der Brennpunkt nicht bei solch einer
geringen Dosis eingestellt werden kann.
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Bei der vorliegenden Erfindung wird die Elektronenstrahl-
Bildinformation als ein elektrisches Signal so ausgelesen,
daß die Elektronenstrahl-Bildinformation sehr einfach
Bildverarbeitungen, wie einer Gradationsverarbeitung und einer
Frequenzverstärkungsverarbeitung, unterzogen werden kann und
die vorstehend genannte Beugungsmusterverarbeitung, die
Rekonstruktion eines dreidimensionalen Bildes und eine
Bildanalyse, wie die Bildung eines Binärbildes, einfach und
schnell ausgeführt werden können, wenn das elektrische
Signal in einen Computer eingegeben wird.
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Ferner kann die anregbare Leuchtstofftafel, die zur
Aufzeichnung und Speicherung der
Elektronenstrahl-Bildinformation verwendet werden soll, Verarbeitungen, wie einer
Lichtbestrahlung und einer Wärmebehandlung, ausgesetzt werden,
wodurch die Tafel wiederholt verwendet werden kann. Demgemäß
ist die Elektronenstrahl-Bildinformation nicht nur sehr
genau, sondern kann auch wirtschaftlich wiedergegeben werden.
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Die folgenden Beispiele erläutern weiter die vorliegende
Erfindung.
Beispiel 1
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Zu einer Mischung aus mit zweiwertigem Europium aktiviertem
Bariumfluorbromid (BaFBr:0.0005Eu²&spplus;)-Leuchtstoffteilchen
und
einem linearen Polyesterharz wurden aufeinanderfolgend
Methylethylketon und Nitrozellulose (Nitriergrad: 11,5%)
hinzugefügt, um eine die Leuchtstoffteilchen enthaltende
Dispersion herzustellen. Tricresylphosphat, n-Buthanol und
Methylethylketon wurden der Dispersion hinzugefügt und die
Mischung wurde ausreichend mittels eines Propellerrührers
gerührt, um eine homogene Beschichtungsdispersion mit einer
Viskosität von 25-35 PS (bei 25ºC) zu erhalten, in der das
Verhältnis von Bindemittel zu Leuchtstoff 1:10 war.
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Daraufhin wurde die Beschichtungsdispersion gleichmäßig auf
eine Polyethylenterephthalatfolie aufgetragen, die
Titandioxid (Trägerdicke: 250 um) enthielt und horizontal auf einer
Glasplatte angeordnet war. Das Auftragen der
Beschichtungsdispersion wurde unter Verwendung eines Abstreichmessers
durchgeführt. Nach Beendigung der Beschichtung wurde der
Träger mit der Dispersionsbeschichtung in einem Ofen
angeordnet und auf eine nach und nach von 25 auf 100ºC
ansteigende Temperatur erwärmt. Somit wurde eine
Leuchtstoffschicht mit einer Dicke im Bereich von 32 bis 160 um (32,
50, 80, 112 und 160 um) auf dem Träger gebildet. Nur eine
Leuchtstoffschicht mit einer Dicke in dem Bereich von 30 bis
100 um und mit einer transparenten Schutzschicht überdeckt
liegt innerhalb des Bereiches des Anspruches 1.
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Eine transparente Polyethylenterephthalatfolie (Dicke: 6 um,
die mit einer Klebemittelschicht aus einem Polyester
Klebemittel versehen ist, wurde auf der Leuchtstoffschicht derart
angeordnet, daß die genannte Klebemittelschicht zu der
Leuchtstoffschicht wies und dann mit ihr durch die
Klebemittelschicht kombiniert wurde. Somit wurde eine anregbare
Leuchtstofftafel bzw. -folie hergestellt, die aus einem
Träger, einer Leuchtstoffschicht, einer gefärbten,
Klebemittelschicht und einer transparenten Schutzfolie bestand.
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Die erhaltenen, anregbaren Leuchtstofftafeln wurden in den
folgenden Prüfungen untersucht.
Elektronenmikroskop-Bildaufzeichnungs- und Wiedergabeprüfung
(1) Elektronenmikroskop
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Die Messung wurde unter den folgenden
Elektronenstrahl-Bestrahlungsbedingungen unter Verwendung eines
Elektronenmikroskops (JEM-100CX) durchgeführt, das von Japan Electron
Optics Laboratory Co., Ltd. hergestellt worden war
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Beschleunigungsspannung: 100 kV
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Stromdichte: 1,4·10&supmin;¹&sup0; A/cm²
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Bestrahlungsdauer: eine Sekunde
(2) Empfindlichkeitsmessung
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Die anregbare Leuchtstofftafel wurde Röntgenstrahlen bei
einer Spannung von 80 kVp ausgesetzt und daraufhin mit einem
He-Ne-Laserstrahl abgetastet, um den Leuchtstoff anzuregen.
Das von der Leuchtstoffschicht der Leuchtstofftafel
emittierte Licht wurde mittels eines Fotosensors erfaßt, um deren
Empfindlichkeit zu messen.
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Die gemessene Empfindlichkeit ist graphisch in Fig. 3 als
ein relativer Wert dargestellt, wobei eine an der anregbaren
Leuchtstofftafel mit einer anregbaren Leuchtstoffschicht von
einer Dicke von 160 um gemessene Empfindlichkeit auf 100
festgelegt wurde.
(3) Messen der Bildschärfe
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Es wurden Diagramme (0,50 Linien-Paar/mm - 1,6 Linien-
Paar/mm - 5,00 Linien-Paar/mm) zum Messen der Bildschärfe
verwendet, wobei es eine Mehrzahl von Paaren von
Linieneinheiten gab, bei denen drei schwarze Linien mit der gleichen
Linienweite in gleichförmigen Intervallen in der
Weitenrichtung angeordnet waren und die Linienweite und der
Linienzwischenraum der Reihe nach geändert wurden, und die
Diagramme wurden parallel verwendet. Die Diagramme wurden
auf den anregbaren Leuchtstofftafeln angeordnet und mit
einem Elektronenstrahl bei den vorstehend genannten
Bedingungen bestrahlt. Die Tafel wurde dann mit einem
He-Ne-Laserstrahl (Wellenlänge: 632,8 nm) abgetastet, um den
Leuchtstoff anzuregen. Die angeregte, von der
Leuchtstoffschicht freigegebene Emission wurde von einer
Lichterfassungseinrichtung (Sekundärelektronenvervielfacher mit einer
Spektralempfindlichkeit von 5-5) empfangen, um sie in ein
elektrisches Signal umzuwandeln. Das elektrische Signal
wurde als ein sichtbares Bild auf einem Film in einer
Bildwiedergabevorrichtung wiedergegeben, um ein Diagrammbild zur
Verwendung bei der Bestimmung der Bildschärfe zu erhalten.
Die Dichteverteilung des Diagrammbildes wurde mit einem
Mikrophotometer ausgelesen. Der Wert (B/A), der durch Teilen
der Ausgangsamplitude (B) des Diagrammbildes, das 1,60
Linien-Paare/mm entspricht, durch die Ausgangsamplitude (A)
des Diagrammbildes, der 0,50 Linien-Paare/mm entspricht,
erhalten wurde, wurde als der Schärfewert verwendet. Das
Kriterium ist derart, daß, je größer der Schärfewert desto
größer ist die Schärfe des Bildes.
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Die Ergebnisse sind graphisch in Fig. 3 dargestellt.
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Gemäß den in Fig. 3 gezeigten Ergebnissen ist es klar, daß
anregbare Leuchtstofftafeln mit einer anregbaren
Leuchtstoffschicht mit einer Dicke im Bereich von 10 bis 150 um
eine sehr vorteilhafte Aufzeichnungs- und
Wiedergabeeinrichtung darstellen, weil diese Tafeln eine sehr gut
ausgeglichene Empfindlichkeit und Schärfe bei dem Verfahren zum
Aufzeichnen- und Wiedergeben eines Elektronenstrahlbildes
zeigen.
Beispiel 2
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Eine anregbare Leuchtstofftafel mit einer anregbaren
Leuchtstoffschicht 80 um dick und einer transparenten
Schutzschicht
4 um dick auf der Leuchtstoffschicht wurde im
wesentlichen in der gleichen Weise wie beim Beispiel 1
beschrieben hergestellt.
Vergleichsbeispiel 2
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Das Vorgehen beim Beispiel 2 wurde mit der Ausnahme
wiederholt, daß eine transparente Schutzschicht 6 um dick
verwendet wurde, um eine anregbare Leuchtstofftafel herzustellen.
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Die beim Beispiel 2 erhaltenen, anregbaren Leuchtstofftafeln
und das Vergleichsbeispiel 2 wurden in bezug auf die Schärfe
eines wiedergegebenen Bildes in der oben beschriebenen Weise
untersucht.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 1 angegeben.
Tabelle 1
Beispiel Dicke der Schutzschicht Schärfewert Beispiel 2 Vergl.beispiel 2
Beispiel 3
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Eine anregbare Leuchtstofftafel mit einer anregbaren
Leuchtstoffschicht 160 um dick und ohne Schutzschicht wurde im
wesentlichen in der gleichen Weise wie beim Beispiel
beschrieben hergestellt.
Vergleichsbeispiel 3
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Das Verfahren des Beispieles 3 wurde mit der Ausnahme
wiederholt, daß eine transparente Schutzschicht 6 um dick
verwendet
wurde, um eine anregbare Leuchtstofftafel
herzustellen.
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Die beim Beispiel 3 erhaltenen, anregbaren Leuchtstofftafeln
und das Vergleichsbeispiel 3 wurden in bezug auf die Schärfe
eines wiedergegebenen Bildes in der oben beschriebenen Weise
untersucht.
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Die Ergebnisse sind in Tabelle 2 angegeben.
Tabelle 2
Beispiel Schutzschicht Schärfewert Beispiel 3 Vergl.beispiel 3