HU184995B - Method for making conversion screens with plasma spraying - Google Patents

Description

A találmány tárgya eljárás konverziós ernyő gyártására, amelynek során az ernyő részét képező hordozóra konverziós anyagot választunk le, továbbá a találmány tárgyát képezik az eljárással készített ernyők, és az ilyen ernyőket tartalmazó gyártmányok is.

A konverziós ernyők általában olyan hordozót tartalmaznak, amely sugárzás-átalakító anyaggal van bevonva, vagy ilyen anyaggal van elegyítve. A hordozó tulajdonságait az ernyő rendeltetésének megfelelően kell kiválasztani. Például bemeneti ernyő vagy erősítő ernyő esetén a detektálandó sugárzás szempontjából kis abszorpcióval bíró hordozót célszerű alkalmazni; kimeneti ernyő esetén a konverziós rétegben keletkezett lumineszcensz fény számára kell kielégítően átlátszó hordozót választani ; képváltó ernyő, például fotokonduktív ernyő esetén pedig, amikor a beeső sugárzásnak egy töltésképet kell létrehozni, megfelelő elektromos vezetőképességű hordozóra van szükség. A hordozó kiválasztását tehát elsősorban a mérendő sugárzás természete és energiája, a konverziós rétegben képződő átalakítási termék tulajdonságai, és ezen átalakítási termék detektálásának vagy leolvasásának módja határozza meg.

Az ilyenfajta ernyők konverziós rétegét tekintve a minél nagyobb sugárabszorpciós tényező kívánatos azért, hogy az információhordozó sugárzás minél nagyobb hányada vehessen részt a detektálandó jel vagy kép előállításában. Az átalakítandó sugárzásra vonatkozó abszorpciós tényező nagyságát többek között két paraméter befolyásolja döntően, egyrészt a konverziós réteg anyagának atomszáma, másrészt ugyanezen réteg vastagsága. Az első paraméter az anyag megválasztása után adott, a másodikat azonban változtathatjuk attól függően, hogy a konverziós anyagot milyen sűrűségben tudjuk előállítani. A réteg geometriai vastagságának növelése viszont az ernyő feloldóképességének csökkenését vonja maga után. Tehát a konverziós réteg vastagságát a maximális abszorpció és az optimális feloldóképesség közötti kompromisszum határozza meg. Például egy orvosi röntgenkészülékben használt detektáló ernyő esetén a nagy abszorpció azért is fontos, mert korlátozni kell a páciensre jutó sugárzási dózist. A túl vastag réteg feloldóképessége viszont gyengülni fog, mert egyrészt a beeső sugárzás oldalirányban szóródik mielőtt elnyelődne, másrészt pedig a rétegben keletkező sugárzás vagy töltéshordozó tömeg is szóródik. Ezért olyan konverziós réteg lenne kívánatos, amely nagy abszorpciós tényezővel bír és ugyanakkor a sűrűsége is nagy, úgyhogy a réteg geometriai vastagságát kis értéken lehessen tartani. Ilyen megfontolások alapján megpróbálták például kvázimonokristályos lumineszkáló ernyők gyártását, amint az a 3 475 411 sz. USA szabadalmi leírásban olvasható. Ez az eljárás azonban széles körű használatra nem bizonyult megfelelőnek.

A konverziós ernyők gyártása folyamán felmerül az a követelmény is, hogy a hordozó és a konverziós réteg között igen erős legyen a tapadás. Ez különösen olyan esetben fontos, amikor az ernyőket további kezelésnek kell alávetni, mert ilyenkor a konverziós réteg hajlamos arra, hogy elváljon a hordozótól (amint az meg van említve pl. a 2 983 816 sz. USA szabadalmi leírásban). Továbbá gyakran egy újabb réteget kell a konverziós réteg fölé helyezni, mint pl. a fotokatódot a röntgenkép-erősítőcső bemeneti lumineszkáló rétege fölé. Egy ilyen művelet során a lumineszkáló rétegben semmilyen mechanikai problémának sem szabad előfordulni. Egy másfajta utókezelés, amelyet a lumineszkáló ernyőknél végezni szoktak, a repedéses struktúra kialakítása és a keletkezett repedéseknek fényvisszaverő vagy elnyelő anyaggal való kitöltése, például a 3 885 763 sz. USA szabadalom szerint. A hordozóhoz való erős tapadóképesség azon hőmennyiség elvezetése szempontjából is fontos, amely a besugárzás alatt fejlődik a konverziós rétegben, és például a képerősítőcsövek kimeneti ernyői, valamint a katódsugárcsövek kijelző ernyői esetében korlátozza a megengedhető sugárterhelést.

A lumineszkáló rétegek leválasztására általában kétféle eljárást szoktak használni. Az egyik eljárás szerint a lumineszcens anyagot szuszpenzióból ülepítik a hordozóra. Ennél az eljárásnál általában kötőanyagra van szükség ahhoz, hogy a lumineszcens anyag szemcséi a hordozóhoz és egymáshoz tapadjanak. Az így készített lumineszkáló rétegek a kötőanyag miatt viszonylag kis sűrvségűek, például a tiszta lumineszkáló anyagra vonatkoztatva legfeljebb 50%-os térfogatsűrűséget érnek el. Ezért a kielégítő abszorpció elérése érdekében ezeket a rétegeket viszonylag vastagra kell készíteni. Például a röntgenkép-erősítő ernyők vagy röntgenkép-erősítőcsövek bemeneti ernyői esetén 500 μπι-es rétegvastagságot szoktak alkalmazni.

A másik eljárás a lumineszkáló anyagnak gőzfázisból való lecsapatása, pl. a 3 825 763 sz. USA szabadalmi leírás alapján. Ezzel az eljárással olyan lumineszkáló rétegeket tudnak előállítani, amelyeknek térfogatsűrűsége eléri az elméleti érték 95%-át. Ráadásul a hordozóhoz való tapadás is elég erős ahhoz, hogy lehetővé tegye az említett utókezeléseket. Az elérhető nagyobb sűrűség következtében például a röntgenkép-erősítőcsövek bemeneti ernyőit most elegendő ₍kb. 250 μιη vastagságú konverziós réteggel ellátni. A gőzfázisból való lecsapatás azonban viszonylag költséges eljárás, amely igen érzékeny arra, hogy milyen atmoszférában hajtják végre. Továbbá sok konverziós anyag is van, amely nem alkalmas a gőzfázisból való leválasztásra, például a hőokozta elbomlás miatt.

A találmány célja egy olyan eljárást kidolgozni a konverziós ernyők gyártására, amely viszonylag nagy rétegvastagság esetén is gyorsan és olcsón végezhető anélkül, hogy a minőség rovására menne, és amely mind a hordozó mind a konverziós anyag kiválasztása tekintetében nagyfokú szabadságot biztosít.

A kitűzött célt a találmány szerinti eljárás során úgy érhetjük el, hogy a konverziós anyagot poralakban egy olvasztótéren keresztülvezetett gázáramba tápláljuk be, amelyben a por megolvad, és a konverziós anyag olvadáspontjánál alacsonyabb hőmérsékletű hordozóra csapódik.

A találmány szerinti eljárás segítségével rövid idő alati különböző vastagságú, de egyaránt jó minőségű rétegeket választhatunk le, ha a porszemcsék nagyságát, az áramlási sebességet, az olvasztótér hőmérsékletét és térfogatát az adott feladatnak megfelelően optimalizáljuk. A réteg szemcséinek a hordozóhoz és egymáshoz való tapadása olyan tökéletes, hogy a réteget további mechanikai műveleteknek, például köszörülésnek, csiszolásnak vagy marásnak vethetjük alá. A részecskék egymáshoz való kölcsönös tapadása következtében a hordozót akár el is távolíthatjuk, úgyhogy ezáltal a konverziós anyagból egy öntartó réteget alakíthatunk ki.

Az olvasztótérben célszerűen plazma kisülést alkalmazunk. Ezen a módon például 10 000 °C hőmérsékletet is

-2184995 elérhetünk anélkül, hogy helyileg olyan égéstermékek képződjenek, amelyek szennyezhetnék a lecsapódó anyagot. A magas hőmérséklet miatt az anyag szemcséi gyorsan megolvadnak, a gyors áramlási sebesség és egyéb okok miatt pedig igen rövid idő alatt a hordozóra rakódnak. Ezáltal az anyagot sem a túlzott oxidáció, sem az elbomlás veszélye nem fenyegeti, tehát a már aktivált lumineszkáló anyagok is egyszerűen felhasználhatók. Ez a körülmény nem csak feleslegessé tesz egy műveletet, hanem az esetleges károsodástól vagy szennyeződéstől is megóvja mind a réteget, mind a hordozót a további kezelés alatt. Ha a lumineszkáló anyagot mikroszerkezetes felületű hordozóra vagy azon belül csapatjuk le, például az 1 380 186 sz. angol szabadalmi leírás alapján, akkor olyan repedéses szerkezetű konverziós ernyőt kapunk, amely meggátolja a sugárzás vagy a töltéshordozók oldalirányú szóródását. Egy előnyös kiviteli alak esetében a lumineszkáló ernyő hordozója fényvezető szálakból áll, amelyeknek belső tartományai, vagyis az ún. magjai a lumineszkáló réteg felőli oldalon maratás útján el vannak távolítva.

Az ismert leválasztási eljárásokkal összehasonlítva a találmány szerinti eljárás a hordozó felületének mélyedéseit megfelelően kitölti még akkor is, ha azok harántirányban viszonylag keskenyek.

A találmány szerinti eljárás segítségével gyártott sugárzásátalakító ernyők számos termékben alkalmazhatók, többek között például mint röntgenkép-erősítő ernyők a röntgendiagnosztikai berendezésekben. Ezekben a berendezésekben lévő ernyők arra szolgálnak, hogy a képet tartalmazó röntgen-sugárnyalábot a képminőség lehető legcsekélyebb rontása árán olyan sugárzássá alakítsák, amire az ernyő mögé helyezett filmlemez különösen érzékeny. A találmány szerinti eljárással készült ernyőket, pl. a 4 179 100 sz. USA szabadalmi leírásban közölt módon, előnyösen alkalmazhatjuk olyan röntgensugár-detektorokban, amelyekben egymástól kifejezetten független detektorelemek sorozatát kell kialakítani.

A találmány szerinti ernyőket előnyösen használhatjuk katódsugárcsövekben is. Az utóbbiak tömeggyártása ezáltal jóval gyorsabbá és megbízhatóbbá válik, mert csökkennek a foszforrészecskéknek a csőben való leválásából eredő problémák, és az ilyen csöveknél szokásos hátsó fémbevonat közvetlenül a tömör foszforrétegre választható le egyetlen és ugyanazon művelet keretében. A speciális célokra szolgáló katódsugárcsövek, mint például az elektronmikroszkóp csövek, az oszcilloszkóp csövek és a képerősítőcsövek ernyői számára a csökkent rétegvastagságot biztosító tömör anyagleválasztás és a tökéletesebb hőelvezetés vonzó tulajdonságoknak számítanak, mert az ilyen réteget nagyobb helyi terhelésre lehet igénybevenni. Az elemi részecskék detektálására szolgáló mérőműszerekben, mint pl. a tömegspektrográfokban a szóbanforgó tömör rétegek öntartó tulajdonsága lehetővé teszi az érzékenység növelését és a cserélhető ernyők alkalmazását.

A fotokonduktív tulajdonságú konverziós réteggel ellátott eszközök közé tartoznak például a szelénernyős röntgensugár-detektorok, amelyekben egy képet tartalmazó beeső röntgensugárnyaláb elektrografikus úton előbb töltésmintázattá majd rögzített képpé alakítható; vagy a képfelvevőcsövek, amelyekben egy képhordozó sugárnyaláb előbb villamos potenciáhnintázattá, majd videojellé alakul, ami egy monitoron ábrázolható.

A találmány szerinti megoldás néhány előnyös kiviteli alakját a továbbiak során részletesen leírjuk, és közben az alábbi ábrákra hivatkozunk.

Ezek közül í az 1. ábra a találmány szerinti eljárás végrehajtására szolgáló plazmaives készülék vázlatát, a 2. ábra a találmány szerinti röntgenkép-erősítő ernyő keresztmetszetét, a 3. ábra a találmány szerinti röntgenkép-erősítőcső tengelyirányú metszetét, a 4. ábra pedig a találmány szerinti száloptikai ernyő egyik fényvezetőszálát mutatja, amely részben lumineszkáló anyaggal van kitöltve.

Az 1. ábrán a találmány szerinti konverziós ernyők plazmaszórással történő előállítására szolgáló készüléket mutatjuk be. A készülék 1 kamrájának falába egy első 3 és egy második 5 elektróda van illesztve. Ezek az elektródák a 7 olvasztótérben plazmakisülés létrehozására szolgálnak, és ebből a célból egy 9 feszültségforrás sarkaira vannak kapcsolva. A 13 tartályból porlasztott konverziós anyagot táplálunk be, a nyomásos 15 gáztartályból pedig gázt áramoltatunk a 16 keverőtérbe.

A 18 gázáramba porlasztott konverziós anyagból álló keverék a 11 fúvókából kilépve keresztüláramlik a 7 olvasztótéren. A 13 tartályt elláthatjuk olyan eszközökkel, amelyek a nyers konverziós anyagot porrá alakítják. Célszerű olyan port előállítani, amelynek szemcsemérete viszonylag szűk határok között változik. Ha igen finom szemcsés porra van szükség, akkor ajánlatos folyasztóport is betáplálni, nehogy a szemcsék összetapadjanak a Van Dér Waals-féle erők hatására. Ebből a célból a készülék ki van egészítve egy 17 edénnyel. Folyasztóporként például alumíniumoxidot vagy szilíciumdioxidot használhatunk. A por összetapadását a szemcsék villamos feltöltése útján is megakadályozhatjuk. A gázból és porból álló keverék viszonylag nagy sebességgel és pl. 100 kPa nyomással áramlik a plazmaív irányába.

A plazmaív mögött egy 19 hordozó van elhelyezve, mégpedig célszerűen szabályozható távolságban. Amint a rajzon láthatjuk, a 19 hordozó egy 21 csúszkára van helyezve, amely egy 23 sínen végigtolható. A sínnek a plazmaívvel ellentétes végén egy 24 pajzsot találunk, mögötte pedig egy kiürítő eszköz van elhelyezve, amely egy 25 szűrőből és egy 27 szivattyúból áll. A példaképpen bemutatott készülék zárt kamrás típusú, amely csökkent nyomáson is működőképes, és amelyet a 3 839 618 sz. USA szabadalmi leírás részletesen ismertet. A leválasztandó anyagtól, valamint a kialakítandó réteggel szemben támasztott követelményektől függően más változat is szóba kerülhet. Például használhatunk nyitott kivitelűt, vagy pedig olyan két tolózárral ellátott készüléket, amelynek egyik oldalán berakhatjuk a hordozókat, a másik oldalán pedig kivehetjük a kész ernyőket. Nagyobb ernyők esetén a 21 csúszkát olyan mechanizmussal szerelhetjük fel, amely az anyagsugár irányára merőlegesen mozgatni tudja a hordozót. Annak érdekében, hogy homogén vagy pl. radiálisán változó vastagságú réteget tudjunk előállítani, célszerű a hordozót egy, az anyagsugár főirányával megegyező tengely körül forgathatóan elhelyezni. Nyilvánvaló, hogy csak az anyagsugár és a 19 hordozó relatív elmozdulása számít, tehát a szóróeszköz (11 fúvóka) mozgatása útján is ugyanazt az eredményt érhetjük el.

A plazmakisülés a rajta átáramló anyagsugár szemcséit megolvasztja, úgyhogy ezek a szemcsék folyadék-3184995 cseppek alakjában hagyják el a 7 olvasztóteret és a 19 hordozóra csapódnak. Ha különösen homogén réteg előállítására törekszünk, akkor célszerű minél egyenletesebb szemcseméretű port használni. A vékonyabb rétegekhez általában apróbb szemcsék szükségesek. A lecsapatott konverziós réteg szerkezetét ezen kívül befolyásolja még az anyagsugár áramlási sebessége, a kisülési ív hőmérséklete, a kisülési ív és a 19 hordozó közti távolság, a 19 hordozó hőmérséklete az anyagleválasztás alatt, a zárt vagy nyitott műveleti tér atmoszférája és nyomása is. A felsorolt paraméterek nyilvánvalóan nem függetlenek egymástól. Például a szemcsék melegedési hőfoka nemcsak az ív hőmérsékletétől, hanem attól is függ, hogy a szemcsék mennyi ideig tartózkodnak az ívben, tehát az anyagsugár áramlási sebességétől és a? ívnek az anyagsugár irányában mérhető kiterjedésétől is. Egy anyagszemcse felhevítéséhez szükséges energia természetesen függ a szemcse méretétől is.

A 19 hordozó hőmérséklete kezdetben általában ugyanaz, mint a környezeti hőmérséklet, de a rárakódó igen forró anyag felmelegíti. Ezért a leválasztási művelet közben célszerű a 19 hordozót hűteni, vagy egy olyan hőelvezető bordára szerelni, amely megakadályozza a túlzott felmelegedést. Bizonyos hordozóanyagok, pl. alumínium esetén célszerű a 19 hordozót felmelegíteni mielőtt a konverziós anyag rárakódik. Ennek érdekében az ilyen hordozót egy fűtőtestre állíthatjuk.

Ismeretes, hogy az ilyen lecsapatási eljárással készült fémrétegek jól tapadnak és tömör szerkezetűek. Ezért ezt az eljárást elterjedten alkalmazzák az olyan korróziógátló rétegek lecsapatására, amelyek elemi anyagból, például valamilyen fémből állnak.

Meglepő módon úgy találtuk, hogy ezzel az eljárással vegyületek is lecsapathatók, legalábbis az olyanok, amelyek nem bomlanak el sem a hevítés sem a lecsapódás közben. Még meglepőbb, hogy az így kialakított lumineszkáló réteg kiváló konverziós tulajdonságokkal rendelkezik. További igen vonzó körülmény, hogy az így kialakított lumineszkáló rétegek nem igényelnek utólagos hőkezelést a konverziós paraméterek javítása céljából. Következésképpen a hordozóanyagok választéka sokkal szélesebbé válik, azonkívül olyan ernyőket is kialakíthatunk, amelyeknél speciális optikai paraméterekkel bíró hordozóra van szükség, például a képerősítőcsövek kimeneti ernyőinél. A nagy optikai reflektálóképességű alumíniumhordozóra készített konverziós ernyővel pedig igen jó kimeneti fényhatásfokot érhetünk el.

A konverziós anyagok tekintetében is bő választék áll rendelkezésünkre. Eredményesen alkalmazhatjuk például a CaWO₄-ot, különösen a röntgenkép-erősítő ernyők számára. Ezt az anyagot eddig általában kolloid oldatból szokták ülepíteni kötőanyaggal együtt, ezért az ismert rétegek térfogatsűrűsége a lumineszkáló anyagra vonatkoztatva legfeljebb az 50%-ot éri el. A 2. ábrán metszetben mutatunk be egy ilyen ernyőt, amely tartalmaz egy 30 hordozót, egy 32 antisztatikus réteget, egy 34 reflektáló réteget, egy 36 fluoreszkáló réteget és egy 38 védőréteget. Ha ugyanezt a képerősítő ernyőt ugyanazzal a konverziós anyaggal, vagyis CaWO₄-tal a találmány szerinti eljárással vonjuk be, akkor a réteg vastagságát közelítőleg a felére csökkenthetjük, mialatt az abszorpció minimális értékű marad. Másrészt, ha az előbbivel azonos vastagságú réteget készítünk, akkor az abszorpció lényegesen erősebb lesz. Mindkétféle hatást felhasználhatjuk a páciensre jutó röntgendózis csökkentésére. Az első módszer jobb képminőséget eredményez. Ilyen alkalmazás esetén a találmány szerinti lumineszkáló réteg közelítőleg 200 um vastagságúra készíthető.

szemben a szokásos rétegek 500 μπτ vastagságával. Az ilyenfajta képerősítő ernyőket elterjedten használják a Bucky-rácsot tartalmazó röntgendiagnosztikai berendezésekben, mint például tomográfokban és fluoroszkópokban. A találmány szerinti röntgenkép-erősítő er10 nyők nemcsak nagyobb feloldóképességűek, hanem azok gyártása a találmány szerinti eljárás segítségével még lényegesen olcsóbb is, és a hordozó valamint az antisztatikus réteg anyagainak megválasztásában nagyobb szabadságot biztosít. A találmány szerinti ernyők fel15 oldóképessége még tovább növelhető a 3 961 182 sz. USA szabadalmi leírásban ismertetett repedéses struktúra alkalmazásával, amely az oldalirányú szórás csökkentésére hivatott. A lumineszkáló anyag és a hordozó közötti igen erős tapadás kedvező feltételt biztosít az említett struktúra kialakításához. A repedések gyakoriságát a hordozó minőségével befolyásolni lehet. A repedezett struktúra általában nem kívánja meg, hogy a konverziós anyagot több egymást fedő rétegben csapassuk le. A CaWO₄ mellett még az Y₂O₃(Eu)-ot, a ZnS-ot és annak származékait vagy a CsJ(Na)-ot is használhatjuk lumineszkáló anyagként ezekhez az ernyőkhöz. A réteg tömör szerkezete következtében a CsJ(Na) higroszkopikus természete most kevesebb problémát jelent.

A találmány szerinti ernyők másik felhasználási körét a képerősítő-csövek, mégpedig a röntgenkép-erősítőcsövek jelentik. Egy ilyen erősítő, amint a 3. ábra szemlélteti egy 40 fémházba van építve, amely egy 42 belépőablakkal és egy 46 kilépőablakkal van ellátva. A 42 belépőablak egy például 250 μιη yastag titánlemezből áll, amely egy 44 tartógyűrű segítségével a 40 fémbáz köpenyrészéhez csatlakozik. A 46 kilépőablakot jelen esetben egy plánkonkáv száloptikai lemez alkotja. A 40 fémház belsejében foglalnak helyet az 50 hordozóból, az 52 lumineszkáló rétegből és az 54 fotokatódból álló 48 lumineszkáló ernyő, valamint egy 56 elektronoptikai rendszer. Az utóbbi rendszer az 54 fotokatód által emittált elektronokból álló képet egy 58 lumineszkáló ernyőre vetíti, amely ebben az esetben közvetlenül a száloptikai 46 kilépőablak homorú oldalára van készítve, és a kimeneti ernyő szerepét tölti be. A 4 213 055 sz. USA szabadalmi leírás részletesen ismerteti egy ilyen röntgenkép-erősítőcső 52 lumineszkáló rétegét, amely vákuumban gőzfázisból lecsapatott CsJ(Tl)-ból áll, és nagy feloldóképességgel rendelkezik, főleg a repedéses struktúra miatt. A cső kimeneti ernyője számára viszont ez az eljárás nem alkalmazható egyszerűen, mert termikus utókezelésre van szükség. Az ilyen célra alkalmas lumineszkáló anyagok választéka is korlátozott, mivel a 30 kV-ig terjedő gyorsítófeszültség következtében az elektronok olyan nagy sebességgel csapódnak az ernyőre, hogy hajlamosak azt kiégetni.

Ilyen körülmények következtében eddig nem volt más lehetőség, mint ZnS-bóI készíteni a kimeneti ernyő lumineszkálórétegét, mégpedig szuszpenzióból való ülepités révén. Ha ugyanennek az anyagnak (ZnS) a felhasználásával, de a találmány szerinti eljárással készítjük egy ilyen erősítőcső kimeneti ernyőjét, akkor lényeges javulást tapasztalunk a feloldóképesség, az érzékenység, a kiégéssel szembeni védettség és a hőelvezető képesség szempontjából. Mindezen előnyök az anyaglerakódás tömörségének köszönhetők. Miután a CsJ rétegek, pl. CsJ(Na) változatban, amint már említettük, nem igényelnek termikus utókezelést, szintén használhatók a találmány szerinti kimeneti ernyők számára, és azoknak a nagyobb abszorpció következtében jobb hatásfokot és jobb feloldóképességet biztosítanak. A lumineszkáló réteget ismét kialakíthatjuk repedéses szerkezetűre, amivel tovább fokozhatjuk a feloldóképességet. A réteg hővezetőképességét is javíthatjuk, ha a réseket alkalmas anyaggal töltjük ki. Különösen előnyös kiviteli alakot kapunk, ha a 46 kilépőablak fényvezetőszálas felületét használjuk hordozóként a repedéses struktúra számára. Ebből a célból a 46 kilépőablak belső oldalán a fényvezetőszálak magját pl. néhányszor tíz μπι-es mélységig eltávolítjuk, és az így keletkezett mélyedéseket lumineszkáló anyaggal töltjük ki. A mélyedések tartományában alkalmazott vörös színezéssel a lumineszkáló anyagot erősen abszorbenssé tehetjük a lumineszcens fény számára pl. a 3 582 297 sz. USA szabadalmi leírás szerint. Ezúton a rétegen belüli fényszóródás jelentősen mérséklődik. A lumineszkáló anyag rendkívül jó tapadásának köszönhetően a réteg szétterült részét szükség esetén le is köszörülhetjük a fényvezetőszálak végeiről, úgyhogy csak a szálak mélyedéseiben maradnak különálló lumineszkáló szemcsék, tehát feleslegessé válik a repedéses struktúra utólagos kialakítása. A fénynek a szál magjába való behatolását elősegíthetjük, ha a lumineszkáló anyagszemcsék alját a 4. ábrán látható homorú felületűre képezzük ki.

A 4. ábrán bemutatott 60 fényvezetőszál 62 magjának egy részét maratás útján eltávolítottuk annak érdekében, hogy a 64 mélyedés kialakuljon. A maganyag alkalmas összetétele és/vagy a maratási művelet sugárirányban való módosítása következtében a 62 mag 66 zárófelülete domború lett, és a ráeső lumineszcens fény számára optikai lencseként viselkedik. A 60 fényvezető szál 68 köpenye és 62 magja közti törésmutatóarány, valamint a 62 mag és a lumineszkáló anyag közti törésmutatóarány határozzák meg a kialakítandó görbület mértékét. A szál 68 köpenyének 70 részét célszerű például diffúziós művelet révén fényelnyelő vagy fényvisszaverő kivitelűre készíteni.

A már említett 3 961 182 sz. és a 4 213 055 sz. USA szabadalmi leírásokban ismertetett röntgenkép-erősítőcsövek bemeneti ernyői ugyan a minőség és érzékenység szempontjából nem szorulnak semmilyen tökéletesítésre, a találmány szerinti eljárást mégis érdemes velük kapcsolatban is alkalmazni, mert olcsóbb ernyőket állíthatunk elő a sokkal gyorsabb és az atmoszferikus feltételekre sokkal kevésbé érzékeny eljárás segítségével. Továbbá a tökéletesebb tapadás nagyobb választási szabadságot biztosít a repedezett struktúra kialakításában, úgyhogy ezt a műveletet optimalizálhatjuk anélkül, hogy újabb nehézségek felmerülésétől kellene tartani. Idevonatkozó példaképpen megemlítjük azt az extrém lehetőséget, hogy a szóbanforgó eljárással olyan kitöltött méhsejt-struktúrát is készíthetünk, amelynek mélyedései keresztirányban közelítőleg 50 μιη, mélységben pedig 250 μπι kiterjedésűek. A röntgenkép-erősítőcsövekkel kapcsolatban leírt kiviteli alakok éppen olyan jól beválnak egyébfajta konverziós rétegű képerősítőcsövek, például fényerősítő-csövek és infravörös-átalakítócsövek esetében is.

Az eddigiek során olyan kiviteli alakokat ismertettünk, amelyek valamilyen sugárzást, mint például rönt$ gensugarakat vagy elektronsugarakat a konverziós rétegeik segítségével (látható) fénnyé alakítanak. Ezeket a rétegeket általában lumineszkáló, vagy foszforrétegeknek nevezzük. Az elektronsugarakat fénnyé alakító konverziós rétegeket elterjedten alkalmazzák pl. televíziós képcsövek, oszcilloszkópcsövek stb. számára. Eddig még semmiféle gátló körülmény sem merült fel, amely kizárná, hogy a találmány szerinti ernyőket ilyen célokra alkalmazzuk. Említésre méltó, hogy olyan készülékek esetén, amelyek nagy energiájú elektromágneses sugárzást, elektronokat, ionokat vagy egyéb elemi részecskéket detektálnak, a réteg tömör szerkezete és jó tapadása különösen vonzó tulajdonságoknak számítanak. Az ilyen rétegek kevésbé hajlamosak a kiégésre és az elszennyeződésre. Ha valami szennyeződés mégis előfordul, az kockázat nélkül eltávolítható a rétegből.

A konverziós rétegek másik csoportja olyan anyagokból áll, amelyek a felületükre eső sugárzást, pl. röntgen-, elektron- vagy fénysugarakat ugyanazon a helyen potenciáleloszlási képpé alakítják. Idevonatkozó példának említhetjük a szelénernyőket, amelyeket röntgenképek elektrografikus rögzítésére használnak. Egy ilyen rétegen a sugárzás által létrehozott potenciálképet pl. elektronsugárral vagy érzékelőfejjel vagy pedig érzékelőmátrix segítségével letapogatva videojellé alakíthatjuk monitoron való megjelenítés céljából. A találmány szerinti ernyők ilyen alkalmazási területeken is rendelkeznek a már említett előnyökkel, vagyis a tömörebb szerkezetből eredően jobb a feloldóképességük és az érzékenységük, a tökéletesebb hőelvezetésük következtében pedig nagyobb sugárterhelést tudnak elviselni. Továbbá az ilyen ernyők tömeggyártása jelentős költségmegtakarítás mellett végezhető. Ráadásul az ilyen ernyők kevesebb selejttel gyárthatók. A selejt miatt fellépő költségtényező különösen fontos az olyan lámpák fluoreszkáló rétegei számára, amelyeknek primersugárzása az optikai spektrum világításra kevésbé alkalmas részén jelenik meg. Ezeknek a lámpáknak a buráját legalább részben a találmány szerinti réteggel vonják be azért, hogy az a primer sugárzást, például ultraibolya sugárzást olyan sugárzássá alakítsa át, amely világítási célokra alkalmasabb spektrumtartományban helyezkedik el.

Bár a találmány szerinti eljárás eddigi leírásában a plazmaív hevítette a 7 olvasztó teret, jó eredményeket érhetünk el olyan lángoszlop alkalmazásával is, amelyet például acetilénégővel állíthatunk elő. Ezzel a módszerrel sikerült egy optikailag reflektáló alumíniumhordozóra olyan CaWO₄ anyagú konverziós réteget lecsapatni, amely kielégítően tapadt a hordozóhoz. Egy ilyen ernyővel ellátott eszköz jobb fényhatásfokkal rendelkezik a hordozó fényvisszaverő tulajdonsága következtében.

Claims (8)

1. Szabadalmi igénypontok

   1. Eljárás konverziós ernyők gyártására, amelynek során egy hordozóra konverziós anyagot választunk le, azzal jellemezve, hogy a konverziós anyagot por alakban egy olvasztótéren (7) keresztülvezetett gázáramba (18) tápláljuk be, és az ott megolvadt port a konverziós anyag olvadáspontjánál alacsonyabb hőmérsékletű hordozóra (19, 30, 50) csapatjuk le.
2. 2. Az 1. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy az olvasztóteret (7) plazmakisüléssel hevítjük,

   -5184995
3. 3. Az 1. vagy 2. igénypont szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a készítendő konverziós réteg vastagságának legfeljebb a feléig terjedő és egyenletes nagyságú szemcsékből álló port használunk.
4. 4. Az 1—3. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a szemcsenagyságot, a por áramlási sebességét, az olvasztótér (7) térfogatát és hőmérsékletét, valamint az olvasztótér (7) és a hordozó (19, 30, 50) közötti távolságot egy sűrű, homogén réteg kialakítása szempontjából optimálisan állítjuk be.
5. 5. Az 1—4. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a konverziós anyag hevítését és lecsapatását kondicionált zárt kamrában (1) hajtjuk végre.
6. 6. Az 1—5. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a Iecsapatás folyamán a port kibocsátó fúvókát (11) és a hordozót (19, 30, 50) egymáshoz képest mozgásban tartjuk.
7. 7. Az 1—6. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hordozót (19, 30, 50) folytonosan vagy időszakosan vezetjük bele ε megolvadt konverziós anyag áramába.
8. 8. Az 1—7. igénypontok bármelyike szerinti eljárás foganatosítási módja, azzal jellemezve, hogy a hordozónak (19,30,50) a konverziós réteggel bevonandó oldalán egy felületi struktúrát alakítunk ki.