DE69326155T2 - Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen und Verfahren zu ihrer Herstellung - Google Patents

Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen und Verfahren zu ihrer Herstellung

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Description

    BEREICH DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft Röntgenstrahlenverstärkungsschirme und ihre Herstellung, und genauer bindemittelfreie Röntgenstrahlenverstärkungsschirme und ihre Herstellung durch reaktive Sprühpyrolyse.
    • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Einige lumineszierende Substanzen (Leuchtstoffe), die eine anorganische Verbindung (Wirt) umfassen, die im allgemeinen mit Elementionen (Aktivatoren) aktiviert wird, emittieren Licht (das in der Regel sichtbares Licht ist, aber auch Infrarot- oder UV-Strahlung sein kann und allgemein als weiche oder energiearme Strahlung bezeichnet wird) nach der Einwirkung von harter oder energiereicher Strahlung, wie Röntgenstrahlen, Kathodenstrahlen, kurzwellige UV-Strahlen.
  • Die Emission von weicher Strahlung kann entweder eine direkte Emission, d. h. der Leuchtstoff emittiert Licht, während er noch bestrahlt wird (direkter Leuchtstoff), oder eine photostimulierte Emission sein, d. h. der bestrahlte Leuchtstoff emittiert Licht, wenn er durch ein geeignetes Stimulationslicht stimuliert wird (stimulierbarer Leuchtstoff).
  • Direkt emittierende Leuchtstoffe finden in Verstärkungsschirmen für die Radiographie Verwendung, in denen die relevante Lumineszenz des Leuchtstoffes so ausgewählt wird, daß sie im Band der höheren Empfindlichkeit entweder eines photographischen Silberhalogenidfilms (direkte Radiographie) oder eines Photodetektors (digitale Radiographie) liegt, die mit dem Leuchtstoffschirm gekoppelt sind, um das emittierte Licht nachzuweisen. Der Röntgenstrahlenverstärkungsschirm absorbiert die Röntgenstrahlen und wandelt die Röntgenstrahlen durch Lumineszenz in Lichtenergie um, für die der photographische Film oder der Photodetektor empfindlich ist. Die Schirme absorbieren einen viel größeren Anteil der Röntgenstrahlen als photographische Filme und Photodetektoren und werden daher verwendet, um die Röntgenstrahlendosis zu verringern.
  • Unter den auf dem Fachgebiet bekannten direkt emittierenden Leuchtstoffen gelten die mit Terbium aktivierten Gadoliniumoxysulfidleuchtstoffe (Gd&sub2;O&sub2;S : Tb), die mit Europium aktivierten Bariumfluorochloridleuchtstoffe (BaFCl : Eu), das Calciumwolframat (CaWO&sub4;), die mit Niob aktivierten Yttriumtantalatleuchtstoffe (YTaO&sub4; : Nb), die mit Terbium aktivierten Gadoliniumtantalatleuchtstoffe (GdTaO&sub4; : Tb) und die mit Terbium und/oder Cer aktivierten Seltenerdsilicatleuchtstoffe im allgemeinen als besonders effizient.
  • Die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme werden aus relativ dicken Schichten der Röntgenstrahlen absorbierenden Leuchtstoffe, die Röntgenstrahlen in Lichtenergie umwandeln, hergestellt. Röntgenstrahlenverstärkungsschirme umfassen im allgemeinen einen Träger mit einer darauf aufgetragenen Leuchtstoffschicht, umfassend Leuchtstoffteilchen, die in einem Volumenverhältnis des Leuchtstoffes zum Bindemittel zwischen etwa 0.8/1 bis etwa 4/1 in einem geeigneten Bindemittel dispergiert sind, und eine Leuchtstoffbedeckung zwischen etwa 100 g/m² und etwa 2000 g/m², wie zum Beispiel in Research Disclosure Bd. 184, Punkt 18431, August 1979 beschrieben.
  • Der Wirkungsgrad eines Röntgenstrahlenverstärkungsschirms (d. h. der Absorptionsgrad der Strahlung und der Umwandlungsgrad in Licht) wird im wesentlichen nicht nur durch die Emissionslumineszenz des Leuchtstoffes per se bestimmt, sondern auch durch den Gehalt an Leuchtstoff in der Leuchtstoffschicht, und erfordert folglich, daß die Schicht sehr dick ist. Die erhöhte Dicke der Leuchtstoffschicht führt auch zu einer Erhöhung der Bildqualität (verringerte Körnigkeit). Je dicker andererseits die Leuchtstoffschicht in den Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen ist, um so weniger scharf ist das Bild wegen der Streuung des emittierten Lichts. Deshalb stellt der Wirkungsgrad oder die Körnigkeit des resultierenden Bildes gegenüber der Schärfe des resultierenden Bildes entgegengesetzte Anforderungen in bezug auf die Dicke der Schicht, die den Leuchtstoff enthält. Es ist außerdem bekannt, daß eine hohe relative Dichte (Volumenanteil des Leuchtstoffes, der die Leuchtstoffschicht besetzt) den Wirkungsgrad / die Auflösungseigenschaften eines Röntgenstrahlenverstärkungsschirms verbessern kann. Eine solche Verbesserung ist jedoch in einer Pulverleuchtstoffschicht typischerweise durch das Zwischenkornvolumen (in der Regel durch das organische Bindemittel besetzt) beschränkt, das im allgemeinen etwa 50 Prozent des gesamten Schichtvolumens beträgt. Außerdem wird das emittierte Licht leicht gestreut, wenn die Leuchtstoffschicht mit dem Bindemittel eine große Zahl Luftblasen enthält.
  • Dichte bindemittelfreie Leuchtstoffschichten mit einem Zwischenkornvolumen nahe null, die dadurch eine relative Dichte nahe der der Leuchtstoffmasse aufweisen, scheinen die günstigste Anordnung für Leuchtstoffschirme darzustellen.
  • Die Verfahren zur Erhöhung der relativen Dichte einer Leuchtstoffschicht unter Verwendung von bindemittelfreien Leuchtstoffschichten sind auf dem Fachgebiet bekannt. Die Verfahren umfassen 1) Verfahren zum Komprimieren einer Leuchtstoffschicht mit Kompressionsmitteln, wie eine Kalanderwalze oder eine Heißpresse (US 3,859,527), 2) Verfahren, in denen die Leuchtstoffschicht durch Brennen hergestellt wird (JP 61-73100 und JP 59-196365), 3) Sinterverfahren (EP253,348: stimulierbare Leuchtstoffe) und 4) Verfahren zur Herstellung einer bindemittelfreien Leuchtstoffschicht, in denen die Schicht durch Sputtern, Vakuumverdampfung oder chemisches Aufdampfen (EP 175,578 und EP 230,314: stimulierbare Leuchtstoffe, und EP 322,715: aktiviertes ZnS oder (Zn,Cd)S) auf einen Träger aufgetragen wird.
  • Die vorstehend genannten Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Leuchtstoffschichten, wie Sintern, Vakuumverdampfung oder Sputtern, erwiesen sich als nicht geeignet für die Herstellung von bindemittelfreien Schichten aus direkt emittierenden Leuchtstoffen, die Schmelzpunkte höher als 1800ºC und geringe Dampfspannungen aufweisen, wie Seltenerdoxysulfide, Seltenerdsilicate und Seltenerdtantalate.
  • Weitere Beispiele für Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Leuchtstoffschichten umfassen 1) Vakuumverdampfung und anschließende Wärmebehandlung von ZnS(Mn)-, Zn&sub2;SiO&sub4;(Mn)-, Zn&sub2;(PO&sub4;)&sub3;(Mn)-, CaF&sub2;(Mn)- und CaWO&sub4;(W)-Leuchtstoffen (C. Feldman und M. O'Hara, J. Opt. Soc. Am., Bd. 47, S. 300-305, April 1957), 2) chemisches Aufdampfen von aktiviertem ZnS (F. Studer und D. Cusano, J. Opt. Soc. Am., Bd. 45, S. 493-497, Juli 1955), 3) Gelierverfahren in Systemen, die CaO, MgO, Al&sub2;O&sub3;, SiO&sub2;, FeO&sub2; und Na&sub2;O enthalten (G. Biggar und M. O'Hara, Bd. 37, S. 198-205, Juni 1969), 4) Sol-Gelverfahren in terbiumdotierten Yttriumsilicaten (E. Rabinovich et al., Am. Ceram. Soc. Bull., Bd. 66, S. 1505-1509, 1987), 5) Wachstum durch Flüssigphasenepitaxie von ceraktivierten Yttriumaluminiumoxidleuchtstoffen (G. Berkstresser et al., J. Electrochem. Soc., Bd. 134, S. 2624-2628, Okt. 1987) und 6) Elektronenstrahlverdampfungsverfahren für die Synthese eines BaFBr : Eu-Leuchtstoffilms (H. Kobayashi et al., J. Lumines., Bd. 40/41, S. 819-820, 1988).
  • Für die Herstellung von sehr dünnen und durchsichtigen Lumineszenzfilmen aus aktivierten Zink- und Cadmiumsilicaten wurde ein Lösungssprühpyrolyseverfahren beschrieben (R. D. Kirk und J. H. Schulman, J. Electrochem. Soc., Bd. 108, S. 455-457, Mai 1961).
  • Solche Verfahren erwiesen sich jedoch als nicht wünschenswert oder geeignet für die Herstellung von dicken bindemittelfreien Schichten aus lumineszierenden Substanzen, die die Empfindlichkeit und Bildschärfe aufweisen, die in Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen nötig ist, insbesondere in den Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen, die seltenerdaktivierte Seltenerdsilicat- Direktleuchtstoffe verwenden.
    • ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgenstrahlenverstärkungsschirms, umfassend einen Träger und eine bindemittelfreie direkt emittierende Leuchtstoffschicht, wie in Anspruch 1 angegeben.
  • Gemäß dieser Erfindung sind in der Schicht, die den direkt emittierenden Leuchtstoff enthält, die relative Dichte und die Menge der Lichtemission durch Bestrahlung mit Röntgenstrahlen im Vergleich zu einer Leuchtstoffschicht der gleichen Dicke, die durch konventionelle Beschichtungsverfahren erhalten wird, wegen der Abwesenheit eines Bindemittels verbessert. Deshalb ist die Empfindlichkeit des Röntgenstrahlenverstärkungsschirms erhöht. Das Verfahren reduziert auch Luftblasen in der Leuchtstoffschicht, was zu einer Verringerung der Streuung des emittierten Lichts führt, und die Wirksamkeit der Erfassung des emittierten Lichts ist erhöht. Außerdem kann die Dicke der Leuchtstoffschicht verringert werden, während die Empfindlichkeit des Schirms so groß wie die eines konventionellen Schirms bleibt. So kann der Schirm dieser Erfindung ein Bild in größerer Schärfe liefern.
    • AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
  • Die Leuchtstoffschicht des Röntgenstrahlenverstärkungsschirms in der vorliegenden Erfindung besteht im wesentlichen aus einem direkt emittierenden Leuchtstoff, wobei der direkt emittierende Leuchtstoff ein Leuchtstoff ist, der durch die Bestrahlung mit energiereicher Strahlung (Röntgenstrahlen) eine Lumineszenz emittiert, die der Dosis der anfänglichen Bestrahlung mit der energiereichen Strahlung entspricht. Vom Gesichtspunkt der praktischen Verwendung ist es wünschenswert, daß der direkt emittierende Leuchtstoff Licht in der Wellenlänge von sichtbarem Lichts und Infrarotstrahlung, vorzugsweise in der Wellenlänge von 300-600 nm, emittiert, wenn er mit Röntgenstrahlen bestrahlt wird.
  • Als direkt emittierender Leuchtstoff für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung scheinen Seltenerdsilicate besonders nützlich. Seltenerdsilicate entsprechen den Formeln Re&sub2;SiO&sub5; (d. h. Seltenerdoxyorthosilicate) und Re&sub2;Si&sub2;O&sub7; (d. h. Seltenerddisilicate), wobei Re mindestens ein Seltenerdelement darstellt, umfassend Sc, Y, La und die Seltenerdelemente der Lanthanoidenreihe, umfassend die Elemente der Ordnungszahl 58-71 inklusive der Gruppe IIIA des Periodensystems der Elemente. Diese und weitere Seltenerdsilicate sind von J. Felsehe in The Crystal Chemistry of the Rare-Earth Silicates, Structure and Bonding, Bd. 13, S. 99-104, Springer Verlag, 1973, von J. Reichardt et al., Cathodo- and Photoluminescence in Oxyorthosilicates of X&sub1; and X&sub2; Type: System Y2-xGdxSiO&sub5; : Tb&sub3;&sbplus;, Phys. Stat. Sol. (a), Bd. 119, S. 631-642, 1990 und in US 4,928,017, US 3,814,967, EP 391,153, DE 2,202,485, DE 3,303,166, FR 1,589,990 und GB 1,336,518 beschrieben. Für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung besonders nützliche Seltenerdsilicate sind durch die Formel Y2-xGdxSiO&sub5; : aTb,bCe wiedergegeben, wobei 0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ a ≤ 0.3, 0 ≤ b ≤ 0.01 und a + b ≠ 0.
  • Weitere direkt emittierende Leuchtstoffe für die Verwendung in der vorliegenden Erfindung umfassen: mit Terbium aktivierte Seltenerdoxysulfidleuchtstoffe, wie in US 3,418,246 und 3,705,704 beschrieben, und seltenerdaktivierte Tantalatleuchtstoffe, wie in US 4,225,653 beschrieben.
  • Die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme der vorliegenden Erfindung finden in einem Verfahren zur direkten Radiographie Verwendung, um aus einem Röntgenstrahlenbild eines Objekts ein sichtbares Bild zu erhalten, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt: a) Durchleiten von Röntgenstrahlung durch das Objekt, b) Sammeln der durchgeleiteten Strahlung auf einem Leuchtstoffschirm, der fähig ist, das Strahlungsbild in ein Lichtbild umzuwandeln, und c) Sammeln des Lichtbilds auf einem photographischen Film, auf den das Lichtbild übertragen werden kann, wobei der Leuchtstoffschirm einen Träger und eine Schicht eines direkt emittierenden Leuchtstoffes umfaßt, die ohne ein Bindemittel hergestellt wird.
  • Die Röntgenstrahlenverstärkungsschirme der vorliegenden Erfindung können durch ein reaktives Sprühpyrolyseverfahren hergestellt werden, das allgemein beschrieben werden wird; spezielle Zahlenwerte sind in den Beispielen angegeben.
  • Die reaktive Sprühpyrolyse ist ein Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Leuchtstoffschichten, wobei die Verbindungen der konstituierenden Leuchtstoffschicht, die hergestellt wird, in wäßrigen alkoholischen Lösungen gelöst werden, die anschließend unter Verwendung von Luft oder Stickstoff als Zerstäubungsgas auf einen erwärmten Träger gesprüht werden. Bei relativ niedrigen Temperaturen (200-600ºC) des Trägers finden chemische Umsetzungen statt, in denen die Entstehung des gewünschten Leuchtstoffes gleichzeitig mit der Freisetzung von flüchtigen chemischen Reaktanten stattfindet. Weder die Konzentrationen noch die Volumina der Lösungen scheinen kritisch zu sein. Für das Sprühen können normale Glas- oder Kunststoffzerstäuber verwendet werden. Dieses Verfahren zur Herstellung von bindemittelfreien Leuchtstoffschichten weist Vorteile auf, die Einfachheit, niedrige Kosten und einfache Apparatur, die Möglichkeit, großflächige Leuchtstoffschichten herzustellen und die Möglichkeit, die Lumineszenzeigenschaften und die physikalischen Eigenschaften des Leuchtstoffes durch Variation der Arbeitstemperaturen (zum Beispiel durch zusätzliches Brennen oder Tempern bei relativ höheren Temperaturen) zu variieren, einschließen.
  • Im Fall der Röntgenstrahlenverstärkungsschirme, die bindemittelfreie Leuchtstoffschichten aus aktivierten Seltenerdsilicatleuchtstoffen umfassen, werden wäßrige alkoholische Lösungen der Seltenerdverbindungen (wie Seltenerdnitrate oder -halogenide) gründlich mit Tetraethoxysilan (TEOS) gemischt und auf den erwärmten Träger gesprüht, wie vorstehend beschrieben. Es werden Seltenerdoxyorthosilicatleuchtstoffschichten erhalten, die nach der Abscheidung auf dem erwärmten Träger anschließend bei Temperaturen im Bereich von 1200-1600ºC getempert werden, um kristalline Modifikationen vom X&sub1;- und X&sub2;-Typ zu erhalten.
  • Die Dicke der Leuchtstoffschicht (Schicht des durch reaktive Sprühpyrolyse aufgetragenen Leuchtstoffes) variiert in Abhängigkeit von den Eigenschaften des angestrebten Röntgenstrahlenverstärkungsschirms und vom Typ des Leuchtstoffes. Im allgemeinen liegt die Dicke der Leuchtstoffschicht ungefähr im Bereich von 20 bis 1000 um und vorzugsweise von 30 bis 500 um.
  • In den Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen der vorliegenden Erfindung wird die bindemittelfreie Leuchtstoffschicht auf einem Träger hergestellt. Als Träger können Materialien verwendet werden, die bei den Abscheidetemperaturen und zusätzlich bei den Brenn- oder Tempertemperaturen unschmelzbar sind. Beispiele für unschmelzbare Träger umfassen Metallfolien, wie Aluminiumfolie und Aluminiumlegierungsfolie, Metallplatten, Glasplatten, monokristalline Si- Platten, SiO&sub2;, Al&sub2;O&sub3;, Cordierit, Steatit und andere keramische Platten. Besonders nützliche Träger im Herstellungsverfahren der vorliegenden Erfindung sind keramische Platten aus unaktivierten Seltenerdsilicaten, wie Y&sub2;SiO&sub5;. Die Oberfläche der Träger darf nicht nur flach, sondern auch matt sein, um die Haftung des direkt emittierenden Leuchtstoffes am Träger zu verbessern. Die matte Oberfläche kann eine Oberfläche sein, die entweder feine Poren oder Vorsprünge aufweist. Eine solche unebene Oberfläche kann die Bildschärfe weiter verbessern.
  • In den Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen der vorliegenden Erfindung kann außerdem eine durchsichtige Schutzschicht auf die Oberfläche der Leuchtstoffschicht, die für die Belichtung vorgesehen ist (auf die dem Träger gegenüberliegende Seite) aufgetragen werden, um die Leuchtstoffschicht physikalisch und chemisch zu schützen. Die Schutzschicht kann auf die Leuchtstoffschicht aufgetragen werden, indem eine Beschichtungsdispersion direkt darauf aufgetragen wird, um die Schutzschicht darauf herzustellen, oder sie kann darauf aufgetragen werden, indem die im voraus hergestellte Schutzschicht daran befestigt wird. Als Material für die Schutzschicht kann ein konventionelles Material für eine Schutzschicht, wie Nitrocellulose, Celluloseacetat, Ethylcellulose, Polyester, Polycarbonat, Polyethylenterephthalat, Polyethylen, Nylon und dergleichen verwendet werden. Die durchsichtige Schutzschicht hat vorzugsweise eine Dicke im Bereich von ungefähr 0.1 bis 20 um.
  • Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf die folgenden Beispiele genauer erläutert.
    • Beispiel 1 Allgemeines Verfahren:
  • Keramische Y&sub2;SiO&sub5;-Scheiben mit einem Durchmesser von 22 mm und einer Dicke von 2 mm, die eine relative Dichte von nahezu 97% der Dichte des Kristalls aufweisen (kristalline X&sub2;- Modifikation) wurden sandgestrahlt, in warmer Salpetersäure und dann mit entionisiertem Wasser gewaschen und wurden dann als Träger verwendet.
  • Gesprühte Proben mit einer Dicke im Bereich von 20 bis 200 um wurden aus flüssigen Lösungen unter Verwendung der folgenden Verbindungen erhalten:
  • Tetraethoxysilan (TEOS) (> 98%; Fluka)
  • Y(NO&sub3;)&sub3; · 4H&sub2;O (99.99%; Aldrich)
  • Gd(NO&sub3;)&sub3; · H&sub2;O (99.99%; Aldrich)
  • Tb(NO&sub3;)&sub3; · 6H&sub2;O (99.99%; Aldrich)
  • Ce(NO&sub3;)&sub3; · 6H&sub2;O (99.99%; Aldrich)
  • Ethylalkohol (20 Vol.%; Carlo Erba)
  • Ethylenglycol (> 99.5%; Fluka)
  • Die Lösungen wurden mit Hilfe einer kommerziellen Glasdüse unter einem Luftstrom von ungefähr 400 l pro Stunde auf den Träger gesprüht, der auf 460ºC erwärmt war. Dann wurde die Temperatur langsam auf 900ºC erhöht (typischerweise mit einer Geschwindigkeit von 50ºC pro Stunde) und einige Stunden (2 bis 20 Stunden) auf dieser Temperatur gehalten, in diesen Beispielen 16 Stunden. Im Fall von Y&sub2;SiO&sub5; und der binären Systeme Y2-xGdxSiO&sub5; mit x ≤ 1.2 wurden Silicatschichten mit der Kristallmodifikation vom X&sub2;-Typ durch anschließendes Tempern der Proben zwischen 1200ºC und 1600ºC, vorzugsweise bei 1300ºC, erhalten.
  • Schirmprobe 3 (Y1.2Gd0.8SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce):
  • eine Lösung umfassend:
  • TEOS 1.12 ml
  • Y(NO&sub3;)&sub3; · 4H&sub2;O 1.21 g
  • Gd(NO&sub3;)&sub3; · H&sub2;O 2.60 g
  • Tb(NO&sub3;)&sub3; · 6H&sub2;O 0.226 g
  • Ce(NO&sub3;)&sub3; . 6H&sub2;O 0.00217 g
  • Ethylalkohol 8.0 ml
  • Ethylenglycol, um 50 ml zu erhalten
  • wurde auf einen Y&sub2;SiO&sub5;-Träger gesprüht (eine Scheibe mit einem Durchmesser von 22 mm, einer Dicke von 2 mm, einer Porosität von etwa 3%, hergestellt von 3M Ceramic Technology Center, 3M Company, USA), sandbehandelt, 3 Minuten in einem warmen Gemisch aus einer konzentrierten Lösung von HCl und HNO&sub3; in einem Volumenverhältnis von 3 zu 1 gewaschen, mit destilliertem Wasser gewaschen und während des Sprühens auf 460ºC erwärmt. Die Lösung wurde mit einer kommerziellen Glasdüse unter Verwendung eines Luftstroms von 400 Liter/Stunde gesprüht, bis sie verbraucht war. Die Temperatur wurde mit einer Geschwindigkeit von 50ºC pro Stunde auf 900ºC erhöht und 16 Stunden auf dieser Temperatur gehalten. Dann wurde die Temperatur auf 1300ºC erhöht und 4 Stunden konstant gehalten. Dann wurde die Probe auf Raumtemperatur abgekühlt.
  • Die erhaltene Probe umfaßte eine undurchsichtige Schicht, die aus dem Leuchtstoff bestand, mit einer Dicke von etwa 120 um und einer Porosität von 10-15%. Die Röntgenuntersuchung zeigte, daß der Leuchtstoff der Probe 3 in der Modifikation vom X&sub2;-Typ kristallisierte.
  • Die folgende Tabelle 1 gibt die Zusammensetzungen der Leuchtstoffe der Schirmproben an, die durch Variieren der Mengen von Y(NO&sub3;)&sub3; · 4H&sub2;O und Gd(NO&sub3;)&sub3; · H&sub2;O nach dem vorstehenden Verfahren hergestellt wurden.
    • Tabelle 1 Schirmprobe Leuchtstoff
  • 1 Y&sub2;SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
  • 2 Y1.6Gd0.4SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
  • 3 Y1.2Gd0.8SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
  • 4 Y0.8Gd1.2SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
  • 5 Y0.4Gd1.6SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
  • 6 Gd&sub2;SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce
    • Beispiel 2
  • Schirmproben des Beispiels 1 wurden bei verschiedenen Kilovoltspannungen mit einer Machbett-Röntgenröhre mit einer W-Kathode bei 40 KVp beziehungsweise 70 KVp bestrahlt. Die emittierte Lumineszenz wurde mit einem EMI-Photovervielfacher des Typs 9635 nachgewiesen. Die Röntgenlumineszenzspektren der Schirmproben waren durch eine grüne Hauptemission (für Kristallmodifikationen des Typs X&sub1; und X&sub2;) im Spektralbereich von 540-560 nm und schwächere Emissionen in den Bereichen 475-510 und 575-610 gekennzeichnet.
  • Tabelle 3 gibt die Messungen des Wirkungsgrads als integrierte Gesamtlumineszenz pro Zeiteinheit an, wobei der Wirkungsgrad von Y&sub2;SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce bei 40 KVp als Vergleichspunkt mit 100 gleichgesetzt wurde. Tabelle 3
  • * = Schirmproben mit einer Dicke von 40 um.
  • Mit den Verfahren der vorliegenden Erfindung wurden bindemittelfreie Schirme mit der Dicke erhalten, die für die direkte Röntgenradiographie nützlich ist.
    • Beispiel 3
  • Eine Kontrollprobe A mit einer Leuchtstoffschicht, die ein Bindemittel umfaßte, wurde nach dem folgenden Verfahren hergestellt. 20 g Y&sub2;SiO&sub5; : 0.1Tb,0.001Ce, das aus einem Pulver mit einer mittleren Korngröße von 3.5 um bestand, hergestellt mit einem Gelierverfahren gemäß dem in US 4,928,017 beschriebenen Verfahren, wurden mit 3 g der polymerem Bindemittel und 11.5 g organischem Lösungsmittel gemischt. Die Beschichtung erfolgte mit einem Streichmesserverfahren direkt auf eine Scheibe aus Y&sub2;SiO&sub5; als Träger. Nach dem Verdunsten des Lösungsmittels wies die Schicht 0.0605 g Leuchtstoff pro Quadratzentimeter, eine Dicke von 250 um und ein Leuchtstoffgewicht wie die undurchsichtige bindemittelfreie Probe 1 des Beispiels 2 auf. Proben wurden bei 70 KVp bestrahlt, und der Wirkungsgrad wurde gemessen, wie in Beispiel 2 beschrieben. Die Ergebnisse sind in Tabelle 3 angegeben.
    • Tabelle 3 Probe Wirkungsgrad
  • 1 100
  • A 83

Claims (3)

1. Verfahren zur Herstellung eines Röntgenstrahlenverstärkungsschirms, umfassend einen Träger und eine Schicht, die einen direkt emittierenden Leuchtstoff, aber kein Bindemittel enthält, und wobei die Schicht durch reaktive Sprühpyrolyse erzeugt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der direkt emittierende Leuchtstoff ein Seltenerdsilikatleuchtstoff ist und daß das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt:
(1) Herstellen einer Lösung der Verbindungen, aus denen der Leuchtstoff durch chemische Reaktion erhalten werden kann,
(2) Aufsprühen der Lösung der Verbindungen auf den Träger, der auf eine Temperatur von 200ºC bis 600ºC geheizt ist und
(3) Brennen der erzeugten Schicht bei einer Temperatur von 1200ºC bis 1600ºC.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gesamtdicke der Schicht des direkt emittierenden Leuchtstoffes 20 bis 1000 um beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Seltenerdsilikatleuchtstoff folgende Zusammensetzung aufweist:
Y2-xGdxSiO&sub5; : aTb,bCe
mit 0 ≤ x ≤ 2, 0 ≤ a ≤ 0,3, 0 ≤ b ≤ 0,01 und a + b ≠ 0.
DE69326155T 1993-11-25 1993-11-25 Röntgenstrahlenverstärkungsschirmen und Verfahren zu ihrer Herstellung Expired - Fee Related DE69326155T2 (de)

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DE69326155D1 DE69326155D1 (de) 1999-09-30
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6210604B1 (en) 1997-02-24 2001-04-03 Superior Micropowders Llc X-ray phosphor powders, methods for making phosphor powders and devices incorporating same
EP0889483A1 (de) * 1997-07-04 1999-01-07 Imation Corp. Sinter-Verstärkungsschirm für Röntgenstrahlen und Verfahren zur Herstellung desselben
KR100376276B1 (ko) * 2000-09-07 2003-03-17 한국화학연구원 구상 녹색 형광체 분말의 제조방법
JP4619509B2 (ja) * 2000-09-28 2011-01-26 株式会社東芝 発光装置
JP2003075594A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Fuji Photo Film Co Ltd 放射線像変換パネル
US6689293B2 (en) * 2002-05-31 2004-02-10 The Regents Of The University Of California Crystalline rare-earth activated oxyorthosilicate phosphor
DE10313984A1 (de) * 2003-03-27 2004-10-28 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer Röntgenkonverterschicht
US7151261B2 (en) * 2004-01-09 2006-12-19 Crystal Photonics, Incorporated Method of enhancing performance of cerium doped lutetium orthosilicate crystals and crystals produced thereby
US7166845B1 (en) 2004-01-09 2007-01-23 Crystal Photonics, Incorporated Method of enhancing performance of cerium doped lutetium yttrium orthosilicate crystals and crystals produced thereby
CN1308987C (zh) * 2004-07-30 2007-04-04 中国科学院上海光学精密机械研究所 掺杂二硅酸镥亚微米成像荧光屏及其制备方法
DE102007054700A1 (de) * 2007-11-14 2009-05-20 Forschungsinstitut für mineralische und metallische Werkstoffe, Edelsteine/Edelmetalle GmbH Szintillatorelement sowie Festkörperstrahlungsdetektor mit solchem

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3785413A (en) * 1971-12-21 1974-01-15 C Taverner Apparatus for redirecting flow in a fluid conveying system
JPS5927787B2 (ja) * 1977-04-13 1984-07-07 株式会社東芝 紫外線励起形螢光体
JPS5569687A (en) * 1978-11-21 1980-05-26 Toshiba Corp Luminous substance and its preparation
JPS565883A (en) * 1979-06-29 1981-01-21 Dainippon Toryo Co Ltd Method of producing fluorescent material
DE3670504D1 (de) * 1986-06-16 1990-05-23 Agfa Gevaert Nv Verfahren zur umwandlung von roentgenstrahlen.
EP0253589A1 (de) * 1986-07-14 1988-01-20 AT&T Corp. Anzeigevorrichtung mit Kristall- und Pulverphosphoren
IT1233431B (it) * 1987-12-22 1992-03-31 Minnesota Mining & Mfg Fosfori, procedimento per la preparazione di detti fosfori e metodo per la registrazione e la riproduzione di immagini radiografiche

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