JP2001249198A - 針形結晶を有する無結合剤保存蛍リン光体スクリーン - Google Patents
針形結晶を有する無結合剤保存蛍リン光体スクリーンInfo
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Abstract
像の間の非常に良い妥協を有する、X−線記録系におい
て有用な刺激可能な蛍リン光体スクリーンを提供するこ
と。 【解決手段】 蛍リン光体がアルカリハライド蛍リン光
体であり、針がスクリーンの平面における高い[10
0]ユニットセル配向を示す針形結晶を有する無結合剤
保存蛍リン光体スクリーン。
Description
剤保存蛍リン光体スクリーン(binderless
storage phosphor screen)に
関する。
像の形成にある。US−A 3 859 527にパネ
ル中に導入されている光刺激可能蛍リン光体を用いるX
−線画像の形成法が開示されている。パネルはパターン
通りに変調された入射X−線ビームに露出され、その結
果として蛍リン光体は一時的にX−線放射パターン中に
含有されるエネルギーを保存する。露出からいくからの
間隔の後に可視光又は赤外光のビームがパネルを走査
し、保存されたエネルギーの光としての放出を刺激し、
それが検出され、連続的電気信号に変換され、それ
(ら)が処理されて可視画像が形成される。この目的の
ために、蛍リン光体は可能な限り多くの入射X線エネル
ギーを保存しなければならず、走査ビームにより刺激さ
れるまでに発散される保存されたエネルギーは可能な限
り少なくなければならない。これは「デジタル放射線写
真」又は「コンピューター化放射線写真(comput
ed radiography)」と呼ばれる。
射線写真システムにより生ずる画質も、かくしてデジタ
ル放射線写真システムにより生ずる画質も、蛍リン光体
スクリーンの構成に大きく依存する。一般に、与えられ
るX−線の吸収量において、蛍リン光体スクリーンが薄
い程、画質は良いであろう。これは、蛍リン光体スクリ
ーンの結合剤対蛍リン光体の比率が低い程、そのスクリ
ーンを用いて得られ得る画質が良いであろうことを意味
する。かくして結合剤のないスクリーンが用いられる場
合に最適の鮮鋭度を得ることができる。そのようなスク
リーンは、例えば基質上における蛍リン光体材料の物理
蒸着により製造され得、物理蒸着は熱蒸着、スパッタリ
ング、電子ビーム蒸着(electron beam
deposition)又は他であることができる。し
かしながら入手可能なすべての任意の蛍リン光体を用い
て高い質のスクリーンを製造するためにこの製造法を用
いることはできない。上記の製造法は高い結晶対称性及
び単純な化学的組成を有する蛍リン光体結晶が用いられ
る場合に最高の結果に導く。
ルカリ金属ハライド蛍リン光体の使用は保存蛍リン光体
放射線学の技術分野において周知であり、これらの蛍リ
ン光体の高い結晶対称性は明確な構造をもつ(stru
ctured)スクリーン及び無結合剤スクリーンを与
えることを可能にする。
合剤スクリーンを製造する場合、ある種のパイル、針、
タイルなどとして蛍リン光体結晶を堆積させるのが有益
であることが開示されている。例えばUS−A−4 7
69 549に、蛍リン光体層が微細な柱に形作られた
ブロック構造を有する場合、無結合剤蛍リン光体スクリ
ーンの画質が向上し得ることが開示されている。例えば
US−A−5 055681にパイル−様構造でアルカ
リハライド蛍リン光体を含む保存蛍リン光体スクリーン
が開示されている。そのようなスクリーンの画質はまだ
向上させる必要があり、JP−A−06/230 19
8に柱様蛍リン光体を有するスクリーンの表面が粗く、
その表面のレベリングが鮮鋭度を向上させ得ることが開
示されている。US−A 5 874 744におい
て、針−様又は柱−様蛍リン光体を有する保存蛍リン光
体スクリーンの製造に用いられる蛍リン光体の屈折率が
注意を引いている。
てのスクリーンは優れた質を有するX−線画像を与える
ことができるが、記録系の感度(すなわち可能な限り低
い受容線量(patient dose))と高い鮮鋭
度及び低いノイズを有する画像の間のより良い妥協がま
だそこで求められている。
(すなわち可能な限り低い受容線量)と高い鮮鋭度及び
低いノイズを有する画像の間の非常に優れた妥協を有す
るX−線記録系において有用な刺激可能な蛍リン光体ス
クリーンを提供することである。
特別な特徴を有する刺激可能な蛍リン光体スクリーンを
提供することにより実現される。本発明の好ましい態様
に関する特定の特徴を従属クレイムにおいて開示する。
述及び図面から明らかになるであろう。
向を有する針−様結晶として基質上に存在するような方
法でアルカリハライド蛍リン光体を製造することによ
り、それを含んでなる無結合剤蛍リン光体スクリーンを
改良することが可能であることが見いだされた。スクリ
ーンの平面において高い[100]ユニットセル(un
it cell)配向を示す蛍リン光体スクリーンが製
造されると、そのようなスクリーンは感度と鮮鋭度の間
におけるより良い妥協を示すことが見いだされた。スク
リーンの平面において高い(100)ユニットセル配向
を示す蛍リン光体スクリーンは、X−線源及びX−線回
折強度検出器を該スクリーンの法線に対して等しいが
(方向が)異なる(equal but varyin
g)角度で置くことによってXRD−スペクトルを測定
する時に、(100)回折線の強度が(110)回折線
の強度に少なくとも等しいXRD−スペクトルにより特
徴付けられる。好ましくは(100)回折線の強度は
(110)回折線の強度より少なくとも5倍高く、最も
好ましくは(100)回折線の強度は(110)回折線
の強度より少なくとも10?倍高い。
するために、無結合剤蛍リン光体層は物理蒸着、熱蒸
着、化学蒸着、電子ビーム蒸着、高周波蒸着(radi
o frequency deposition)及び
パルストレーザー蒸着(pulsed laser d
eposition)より成る群から選ばれる方法によ
り支持体に適用される。事実、本明細書上記で記載した
蛍リン光体針の結晶性(crystallinity)
の必要条件が満たされるように方法のパラメーターを調
整できる限り、無結合剤蛍リン光体スクリーンの製造の
ための上記の方法のいずれも適している。好ましくは無
結合剤蛍リン光体スクリーンは不活性ガス雰囲気下にお
ける真空蒸着により製造される。真空蒸着の間の基質の
温度及び不活性ガスの圧力を調整することにより、針の
結晶配向を所望のレベルに調整できることが見いだされ
た。
ましくはArである。真空蒸着装置に流入するガス流の
温度は0℃〜100℃に保たれる。好ましくはガス流は
室温に、すなわち約20℃〜約30℃に保たれる。真空
蒸着装置に流入する冷たいガス流は蒸着する前の蒸気な
らびに基質の両方を冷却し得る。該基質を50℃≦T≦
300℃、好ましくは90℃≦T≦200℃であるよう
な温度Tに保つのが好ましい。Ar−圧は最高で10P
aであり、好ましくは両端を含んで1Pa〜3Paに保
たれる。より好ましい実施態様の場合、Ar−圧は0.
20〜2.00Paに保たれ、温度は度摂氏における温
度とPaにおけるAr−圧の間の積が20〜350であ
るように調整される。
下で製造すると、針の結晶配向を所望のレベルに調整で
きるのみでなく、針の顕微鏡的寸法に影響を与えること
もできることが見いだされた:上記の方法を用いた場
合、非常に薄い針が得られた。これは、蛍リン光体もし
くは蛍リン光体前駆体の蒸着の速度が1mg/cm2分
より高い場合に特にそうであった。
Aに従って測定すると、I100/I1 10≧1であるような
強度I100を有する(100)回折線及び強度I110を有
する(110)回折線を持つXRD−スペクトルを示す
アルカリ金属保存蛍リン光体を含む無結合剤保存蛍リン
光体スクリーンを製造するために有用な真空蒸着装置の
略図を示している。そのような装置は真空容器(1)を
含み、その中に蒸着源(2)が基質(4)と向き合って
配置され、基質は好ましくは軸(3)の回りで回転す
る。典型的には650〜700℃の蒸気温度より非常に
低温の、例えば室温にあるアルゴンのような不活性ガス
を調節バルブ(5)を介して真空容器(1)中に導入す
ることができる;不活性ガスは好ましくは最初にじゃま
板(6)に衝突し、蒸気ジェット(7)中に直接は導入
されない。不活性ガスは真空ポンプ(8)を介して再び
排気され、真空ポンプは、10Pa未満、好ましくは1
Pa〜3Paの圧力が真空容器(1)内に生ずるように
設定される。そのように望まれる場合、冷たいガス流が
基質の冷却に不十分な時には、基質(4)を外部冷却装
置(示していない)に結合することができる。
によって、ならびに蛍リン光体のための成分(蛍リン光
体前駆体)を合わせ(混合し)、次いでこの混合物を蒸
発させ、蒸発の間にその場で蛍リン光体を生成させるこ
とによって本発明に従う無結合剤蛍リン光体スクリーン
を製造することができる。
ン中の蛍リン光体は、当該技術分野において既知のいず
れのアルカリ金属蛍リン光体であることもできる。適し
た蛍リン光体は、例えば式I: M1+X.aM2+X’2BM3+X”3:cZ に従う蛍リン光体であり、 式中:M1+はLi、Na、K、Cs及びRbより成る群
から選ばれる少なくとも1つのメンバーであり、M2+は
Be、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu、P
b及びNiより成る群から選ばれる少なくとも1つのメ
ンバーであり、M3+はSc、Y、La、Ce、Pr、N
d、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、E
r、Tm、Yb、Lu、Al、Bi、In及びGaより
成る群から選ばれる少なくとも1つのメンバーであり、
ZはGa1+、Ge2+、Sn2+、Sb3+及びAs3+の群か
ら選ばれる少なくとも1つのメンバーであり、X、X’
及びX”は同一もしくは異なることができ、それぞれ
F、Br、Cl、Iより成る群から選ばれるハロゲン原
子を示し、0≦a≦1、0≦b≦1及び0<c≦0.2
である。そのような蛍リン光体は例えばUS−A−5
736 069に開示されている。
おいて用いるために高度に好ましい蛍リン光体はCs
X:Eu刺激可能蛍リン光体であり、ここでXはBr及
びClより成る群から選ばれるハライドを示し: −該CsXを、X’がF、Cl、Br及びIより成る群
から選ばれるメンバーであるEuX’2、EuX’3及び
EuOX’より成る群から選ばれる10-3〜5モル%の
ユウロピウム化合物と混合し、 −該混合物を450℃より高い温度で焼成し、 −該混合物を冷却し、 −CsX:Eu蛍リン光体を回収する 段階を含んでなる方法により製造される。
リン光体が用いられ: −該CsXを、X’がF、Cl、Br及びIより成る群
から選ばれるメンバーであるEuX’2、EuX’3及び
EuOX’より成る群から選ばれる10-3〜5モル%の
ユウロピウム化合物と混合し、 −該混合物を450℃より高い温度で焼成し、 −該混合物を冷却し、 −CsX:Eu蛍リン光体を回収する 段階を含んでなる方法により製造される。
着、電子ビーム蒸着、スパッタリング...の一般語
(de verzamelnaam voor)であ
る)、熱蒸着、化学蒸着、電子ビーム蒸着、高周波蒸着
及びパルストレーザー蒸着より成る群から選ばれるいず
れかの方法によって完成蛍リン光体を支持体上に持って
くることにより製造され得る。アルカリ金属ハライド及
びドーパントを一緒にし、それらの両方を、スクリーン
の製造の間にアルカリ金属蛍リン光体がドーピングされ
るような方法で支持体上に蒸着させることも可能であ
る。かくして本発明は: −CsXならびにX’がF、Cl、Br及びIより成る
群から選ばれるハライドであるEuX’2、EuX’3及
びEuOX’より成る群から選ばれるユウロピウム化合
物の複数の容器を蒸着のための条件下に置き、 −熱蒸着、化学蒸着、電子ビーム蒸着、高周波蒸着及び
パルストレーザー蒸着より成る群から選ばれる方法によ
り、該CsX及び該ユウロピウム化合物の両方を、該基
質上で10-3〜5モル%のユウロピウムがドーピングさ
れたCsX蛍リン光体が形成されるような比率で基質上
に蒸着させる段階を含んでなる、XがBr及びClより
成る群から選ばれるハライドを示すCsX:Eu刺激可
能蛍リン光体を含有する蛍リン光体スクリーンの製造法
を包含する。
混合物を含有する1つの容器から行われ得る。かくして
該方法はさらに: −CsXを、X’がF、Cl、Br及びIより成る群か
ら選ばれるハライドであるEuX’2、EuX’3及びE
uOX’より成る群から選ばれる10-3〜5モル%のユ
ウロピウム化合物と混合し、 −該混合物を蒸着のための条件下に置き、 −物理蒸着、熱蒸着、化学蒸着、電子ビーム蒸着、高周
波蒸着及びパルストレーザー蒸着より成る群から選ばれ
る方法により該混合物を基質上に蒸着させる段階を含ん
でなる、XがBr及びClより成る群から選ばれるハラ
イドを示すCsX:Eu刺激可能蛍リン光体を含有する
蛍リン光体スクリーンの製造法を包含する。
を有する無結合剤保存スクリーンのための有用な支持体
材料には、板紙、ガラス、プラスチックフィルム、例え
ば酢酸セルロース、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、
ポリアクリロニトリル、ポリスチレン、ポリエステル、
ポリエチレンテレフタレート、ポリアミド、ポリイミ
ド、三酢酸セルロース及びポリカーボネートのフィル
ム;金属シート、例えばアルミニウム箔及びアルミニウ
ム合金箔;普通紙;バリタ紙;樹脂−コート紙(res
in−coated papers);二酸化チタンな
どを含有する顔料紙(pigment paper
s);ならびにポリビニルアルコールなどでサイジング
された紙が含まれる。ガラス又はAl−シートあるいは
熱安定性プラスチックフィルムが支持体材料として好適
に用いられる。
吸光化合物がコーティングされた紙を含むことができ
る。この層は裏面(蛍リン光体が存在しない面)上に存
在するこができるか、あるいは蛍リン光体の下に存在す
ることができる。支持体は蛍リン光体と支持体の間のよ
り良い接着を得るために下塗り層を含むこともできる。
ィルムである場合、カーボンブラックのような吸光材料
を含有することができるか、あるいは二酸化チタン又は
硫酸バリウムのような光−反射性材料を含有することが
できる。前者は高−解像度型保存スクリーンの製造に適
しており、後者は高−感度型保存スクリーンの製造に適
している。
異なり得る厚さを有し得、一般には60μm〜10,0
00μm、より好ましくは取り扱いの観点から80μm
〜5,000μmであることができる。
uスクリーンを製造した。この目的のために、CsBr
をEuOBrと混合し、真空蒸着室内の容器中に入れ
た。蛍リン光体を1.5mmの厚さ及び40mmの直径
を有するガラスの円板上に蒸着させた。容器と基質の間
の距離は10cmであった。蒸発の間、基質を12rp
mで回転させた。出発材料を有する容器を750℃の温
度まで加熱した。蒸発の開始の前に、室を4.10-5ミ
リバールの圧力まで排気した。蒸発過程の間、Arを室
内に導入した。蒸着過程における変数は基質温度及びA
rガス圧であった。表1に挙げる条件下で種々のスクリ
ーンを製造した。蒸発させたスクリーンにおけるEu−
濃度をX−線蛍光を用いて測定し、それは800ppm
の大きさのものであった。走査型電子顕微鏡(SEM)
を介し、蒸着された蛍リン光体層の形態学を決定した。
すべての蛍リン光体層は針形結晶で構成されていた。図
1は蛍リン光体層の端において垂直にとられた典型的蛍
リン光体層のSEM図を示す。針様構造が存在すること
が明らかである。
をXRDスペクトルの測定を介して決定した。XRDス
ペクトルは商業的に入手可能な回折計を用いて測定され
た。回折計は、MPPS(多目的サンプリングステージ
(Multiple Purpose Samplin
g Stage))及び0.154056nmのKα−
線を発光するCu管を有するPhilips X’pe
rtであった。スペクトルをとり、回折計と一緒に来る
市販のソフトウェアを用いて分析した。設定及び測定の
測定パラメーターは以下の通りであった(TEST
A):設定 50mAで40kV 入射ビーム:発散スリット(Divergence slit) :固定 1/8o 入射ビーム:抗散乱スリット(Anti scatter slit) :固定 1/4o 入射ビーム:固定ビームマスク:10mm測定 開始2Θ:2.00o パラメーター 停止2Θ:80.00o ステップサイズ:0.05o ステップ当たりの時間:0.60秒 二次ビーム路(secondary beam path) :低(lower) 走査軸:2Θ 走査モード:連続 合計時間:15分36秒 ゴニオ角:2.0o 回転:なし 図2は比較実施例1のXRDスペクトルを示す。約21
oの2Θにおいて非常に強い[100]回折線が示され
ており、約29oの2Θにおいてさらに強い[110]
回折線が示されており、強い[200]回折線も約42
oの2Θにおいて示されている。
2、3及び4のXRD−スペクトルを示している。これ
らのスペクトルにおいては、約29oの2Θにおける
[110]回折線はほとんど見えないが、約21oの2
Θにおける[100]回折線及び約42oの2Θにおけ
る[200]回折線は非常に強いままである。
ペクトルにおける[100]ピークと[110]ピーク
の強度の間の比率を計算した。結果を表2に示す。
蛍リン光体スクリーンの感度(感度(speed))を
測定した。
Rの線量を用いて均一に照射した。フライングスポット
スキャナー(flying spot scanne
r)において読み取りを行った。該スキャナーでは、走
査光源は690nmにおいて発光する30mWのダイオ
ードレーザーであった。スクリーンの発光から刺激光を
分離するために、4−mmのBG−39(Hoyaの商
品名)フィルターを用いた。光電子増倍管において、走
査−平均レベル(SAL’s)をスクリーンにより発せ
られる平均信号として決定した。
成される画像の鮮鋭度を測定した。鮮鋭度の尺度として
2 lp/mmにおける矩形波応答を決定した。
におけるライン対を有する格子を、スクリーンを含有す
るカセットの上に置いた。格子を80kVp及び5mA
において30”間、画像形成した。スクリーンを上記の
フライングスポットスキャナーを用いて走査した。信号
変調を0.025 lp/mm及び2 lp/mmにお
いて決定した。2 lp/mmにおけるSWRを2 l
p/mmにおける信号変調対0.025 lp/mmに
おける信号変調の比率として計算した。測定の結果を表
3に挙げる。そこにおいては、比較実施例のスクリーン
の感度を任意に100に設定する。
少ない(less developed)比較実施例1
のスクリーンは、ほとんど完全な(100)ユニットセ
ル配向を有する本発明の実施例1〜4に対して劣った質
を有することが結論され得る。パラメーターとして真空
蒸着の間の基質の温度及び不活性ガスの圧力を用いるこ
とにより、結晶の配向を調整し、所望の感度/鮮鋭度の
妥協を選択することが可能である。
ンのSEM写真。
XRD−スペクトル。
のXRDスペクトル。
のXRDスペクトル。
のXRDスペクトル。
のXRDスペクトル。
ために有用な真空蒸着装置の略図。
Claims (7)
- 【請求項1】 XRD−スペクトルをTEST Aに従
って測定する時にI 100/I110≧1であるような強度I
100を有する(100)回折線及び強度I110を有する
(110)回折線を有するXRD−スペクトルを示すこ
とを特徴とする、アルカリ金属保存蛍リン光体を含んで
なる無結合剤保存蛍リン光体スクリーン。 - 【請求項2】 I100/I110≧5である請求項1に従う
無結合剤保存蛍リン光体スクリーン。 - 【請求項3】 蛍リン光体がCsX:Eu刺激可能蛍リ
ン光体であり、ここでXはBr及びClより成る群から
選ばれるハライドを示し: −該CsXを、X’がF、Cl、Br及びIより成る群
から選ばれるメンバーであるEuX’2、EuX’3及び
EuOX’より成る群から選ばれる10-3〜5モル%の
ユウロピウム化合物と混合し、 −該混合物を450℃より高い温度で焼成し、 −該混合物を冷却し、 −CsX:Eu蛍リン光体を回収する 段階を含んでなる方法により製造される請求項1又は2
に従う無結合剤保存蛍リン光体スクリーン。 - 【請求項4】 CsX:Eu刺激可能蛍リン光体を含有
し、ここでXはBr及びClより成る群から選ばれるハ
ライドを示し、スクリーンが: −該CsXを、X’がF、Cl、Br及びIより成る群
から選ばれるハライドであるEuX’2、EuX’3及び
EuOX’より成る群から選ばれる10-3〜5モル%の
ユウロピウム化合物と混合し、 −該混合物を蒸着のための条件下に置き、 −物理蒸着、熱蒸着、化学蒸着、電子ビーム蒸着、高周
波蒸着及びパルストレーザー蒸着より成る群から選ばれ
る方法により該混合物を基質上に蒸着させる段階を含ん
でなる方法により製造される請求項1又は2に従う無結
合剤保存蛍リン光体スクリーン。 - 【請求項5】 −アルカリ金属保存蛍リン光体を得、 −該蛍リン光体を基質上に真空蒸着させる 段階を含んでなり、該真空蒸着の段階の間、該基質を5
0℃≦T≦300℃であるような温度Tに保ち、該真空
蒸着を最高で3PaのAr−圧を有するAr−雰囲気下
で行うことを特徴とする無結合剤保存蛍リン光体スクリ
ーンの製造法。 - 【請求項6】 −アルカリ金属保存蛍リン光体のための
蛍リン光体前駆体を合わせ、 −該蛍リン光体前駆体の組合わせを基質上に真空蒸着さ
せる段階を含んでなり、該真空蒸着の段階の間、該基質
を50℃≦T≦300℃であるような温度Tに保ち、該
真空蒸着を最高で3PaのAr−圧を有するAr−雰囲
気下で行うことを特徴とする無結合剤保存蛍リン光体ス
クリーンの製造法。 - 【請求項7】 該真空蒸着の段階の間、少なくとも1m
g/cm2分の蒸着速度を用いる請求項5又は6に従う
方法。
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