JP2783406B2 - X線イメージ増倍管 - Google Patents

X線イメージ増倍管

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JP2783406B2 JP62261906A JP26190687A JP2783406B2 JP 2783406 B2 JP2783406 B2 JP 2783406B2 JP 62261906 A JP62261906 A JP 62261906A JP 26190687 A JP26190687 A JP 26190687A JP 2783406 B2 JP2783406 B2 JP 2783406B2
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J29/00Details of cathode-ray tubes or of electron-beam tubes of the types covered by group H01J31/00
    • H01J29/02Electrodes; Screens; Mounting, supporting, spacing or insulating thereof
    • H01J29/10Screens on or from which an image or pattern is formed, picked up, converted or stored
    • H01J29/36Photoelectric screens; Charge-storage screens
    • H01J29/38Photoelectric screens; Charge-storage screens not using charge storage, e.g. photo-emissive screen, extended cathode
    • H01J29/385Photocathodes comprising a layer which modified the wave length of impinging radiation

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  • Image-Pickup Tubes, Image-Amplification Tubes, And Storage Tubes (AREA)
  • Formation Of Various Coating Films On Cathode Ray Tubes And Lamps (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はけい光材料の層と、光電陰極層と、これらの
層間に設けられた分離層とを含む入力スクリーンと、光
電陰極層から放出された電子ビームを出力スクリーン上
に結像させる電子−光学系とを具えたX線イメージ増倍
管に関するものである。 この種のX線イメージ増倍管はドイツ国特許第150737
0号明細書から既知である。これには、分離層はけい光
層と光電陰極層との間に、相互汚染を防止すると共にけ
い光層のけい光を殆ど遮断しない化学的障壁を構成する
ものとする必要がある旨記載されている。更に、これに
よりスクリーンの解像度が実質的に低減されないように
する必要がある。 前記特許明細書に開示されている多重層を用いる解決
方法はいくつかの欠点がある。第1に、与えられた情報
から明らかなように、この層はけい光に対し適度の透過
率を達成するために薄くする必要がある。ここで薄いと
はけい光の波長以下の厚さを意味する。この結果,拡散
的障壁の機能が影響を受けると共に、この層は多重層で
あるためその堆積技術はかなり複雑であり、いくつかの
厳しい要件を課す必要がある。 また、米国特許第3838273号明細書に記載されている
ように、光電陰極層は、分離層と相まってかなり低い電
気抵抗値を有するものとするのが望ましい。この米国特
許第明細書に記載されているように、高解像度X線イメ
ージ増倍管においてはこの要件が一層厳しくなる。その
理由は、けい光層の導電率が高解像度に極めて好ましい
けい光層の柱状組織により減少すると共に、分離層と光
電陰極層の均一性がこの柱状組織により妨げられるため
である。適度の導電率を有する層は多くの場合他の要
件、例えば適度の光透過率のために厚くしすぎてはなら
ないという要件を満足させることができなくなる。 本発明の目的はこれらの欠点を緩和し、課された要件
を最適に満足させることにある。この目的を達成するた
めに、本発明は上述した種類のX線イメージ増倍管にお
いて、前記分離層を前記けい光層上にプラズマCVD技術
により堆積され、けい光層の表面を平滑化する材料の層
で構成したことを特徴とする。 強いプリッジング特性を有する極めて緻密な材料層を
プラズマCVD技術により、スクリーンに影響を与えない
温度で形成することができるため、及び適切な導電率並
びに適切な光透過率を材料の適切な選択によりこれらの
層によって達成し得るため、これらの層は課された全て
の要件を満足する。例えば窒化物、炭化物、硼化物及び
珪化物からこのように形成された層の光透過率は数拾ミ
クロンの厚さまで90%以上の値にすることが容易にでき
る。極めて緻密で強いブリッジング特性を有する層が形
成されるため、けい光層と光電陰極層との間に極めて緻
密な障壁が得られると共に光電陰極層のための極めて良
好な基板が得られるため、光電陰極層の充電現象が避け
られる。好適例では、分離層は窒化物、特に窒化物の混
合物で形成する。窒化物は比較的高い温度でも化学的影
響に対し極めて不活性であり、特に光電陰極層を形成す
るのに使われた材料、例えばCsにより影響されないこと
が知られている。特に魅力的な材料は適切な光透過率を
有する例えばTiN,ZrN,及びHfNである。好ましい結果はS
i2N3又はSi2N3とSi酸化物との混合物を用いることによ
り得られた。これはこれらの材料は良好な堆積特性と高
い抵抗値を有するためである。 分離層内の材料を連続的に適宜変更することにより、
例えば約1.8の屈折率を有するCsIけい光層と例えば約1.
3の屈折率を有する光電陰極層との間に最適な光学的整
合を達成することができる。材料が連続的に変化する分
離層のみならず、異なる材料の個別のサブ層から成る分
離層も実現可能である。特に前者の層に対しては本発明
の堆積方法は何の問題も生ぜず、これは複合材料の種々
の材料又は元素をプラズマ空間内で可変の割合で堆積す
ることができるためである。例えば、混合割合が連続的
に変化する又は段階的に変化する酸化物−窒化物を用い
ることができる。これがため、例えばSi3N4(屈折率
3)とSiO2(屈折率1.5)の割合が層の厚さ方向に変化
する特に魅力的な層を形成することができる。「Journa
l Electr.Chem.Soc.」1983年12月,第2419〜2473頁参
照。 本発明による好適な分離層はその高い固有の光透過性
のために厚さに関する従来の厳しい制限を除去するけれ
ども、その強い平滑性、高い緻密性及び均一性のために
有害な充電現象を生ずることなく薄い層の使用を可能に
する。好適例では分離層は強いブリッジング特性及び高
い緻密性を有する材料、例えばMoSiから成る最大で約0.
4μmの厚さを有する層で形成する。CVD技術により堆積
し得る比較的大きな材料群から、管内に生ずる環境及び
温度に対し比較的低い蒸気圧を示すと共に極めて高い温
度、例えば1500℃以上のみで溶融又は分解する材料を容
易に選択することができる。 本発明の他の好適例では、けい光層を優れた柱状組織
を有するものとし、このけい光層を強いブリッジング特
性を有する分離層で被覆してけい光層を光電陰極層の堆
積のために平滑化する。この目的のために、けい光層の
光電陰極側の最後の層部分をCVD技術により堆積して分
離層とすることもできる。即ち、分離層はけい光層の光
電陰極側表面上にCVD技術により堆積したけい光材料の
層により構成することもできる。この場合、けい光材
料、特にCsIを用いて光電陰極層のために好適な緻密で
導電性の良い基板を実現することができる。これがた
め、充電現象を阻止するために光電陰極の組成及び/又
は厚さに関し課される制限を除去することができる。 以下、図面につき本発明のいくつかの好適実施例を詳
細に説明する。 図は本発明によるX線イメージ増倍管1を示し、本例
ではシールド電極4と、集束電極6と、陽極8とを具え
た電子−光学系2を具えている。この増倍管は更に入力
スクリーン10と出力スクリーン12を具えている。本例の
入力スクリーン10は支持体14と、けい光層16と、分離層
18と、光電陰極層20とを具えている。電子−光学系2を
用いて光電陰極層20から出る画像原子ビーム22を出力ス
クリーン12上に結像させる。出力スクリーンにおいてけ
い光像を形成し、これを出力窓24を介して観察し、或は
写真撮影し、或はビデオ信号に変換する等することがで
きる。管器は出力窓24に加えて、好ましくは金属製の入
力窓26、金属ジャケット部28及び絶縁リング30も具えて
いる。入力スクリーンは本例では管内に別個の素子とし
て内蔵させてあるが、入力窓上に直接設けることもで
る。実施例では支持体14を例えば250μmの厚さを有す
るチタン箔で形成し、けい光層16を約300μmの厚さを
有するCslの層とし、光電陰極層20を約0.01μmの通常
の厚さを有するS9又はS20光電陰極の層とする。分離層1
8はけい光層と光電陰極層との相互汚染を防止し、且つ
薄い光電陰極層に対する支持表面を構成し、且つ光電陰
極における充電現象を阻止する働きをする。更に、この
分離層は入射X線によりけい光層で発生され光電陰極層
に向う光に対してできるだけ小さい光学的障壁を形成す
るものとするのが望ましい。化学的不活性、適切な光透
過性及び光電陰極からのCsのような汚染物質に対する高
い不透過性のような材料特性に加えて、分離層の構造も
重要である。プラズマCVD技術は、広範囲の材料の選択
性に加えて、強いブリッジング特性を有する層を提供す
る。また、層の厚さを広範囲に変えることができるた
め、課された要件に対し最適な厚さにすることができ
る。材料は堆積中に外部から供給することができるた
め、組成を堆積中に容易に変えることができる。この結
果、局部的要件を常に最適に満足させることができ、例
えば柱状組織のけい光層を最初に強いブリッジング特性
を有する層で被覆し、次いで層の屈折率を所望の如く変
化させてけい光に対し最適光透過率にすることができ
る。また、分離層の厚さとしては十分な緻密性、ブリッ
ジ特性及び導電率がまだ維持される例えば0.5μmの薄
い層と、適度の光透過率がまだ維持される例えば10μm
の厚い層との間で選択し得る。プラズマCVD技術を実行
する装置は「Journ.Electrochem.Soc.」1985年4月,第
893〜898頁に開示されている。例えば蒸着CsI層を具え
るスクリーンにはこの種のCVD装置において好ましくは
接地電極上で、分離層を設けることができる。この目的
のためにはこのCVD装置に十分に大きな入口を設ける必
要があるだけである。種々のコンテナから任意の組成の
ガス混合物を供給し、堆積させることができ、従ってCs
Iを緻密な表面層を得るために活性化することもでき
る。
【図面の簡単な説明】 図面は本発明によるX線イメージ増倍管の一例の断面図
である。 1…X線イメージ増倍管 2…電子−光学系、4…シールド電極 6…集束電極、8…陽極 10…入力スクリーン、12…出力スクリーン 14…支持体、16…けい光層 18…分離層、20…光電陰極層 24…出力窓、26…入力窓 28…ジャケット部、30…絶縁リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭62−73538(JP,A) 特開 昭57−136744(JP,A) 特開 昭51−7869(JP,A) 特開 昭57−212737(JP,A) 実公 昭40−7786(JP,Y1)

Claims (1)

  1. (57)【特許請求の範囲】 1.けい光材料の層と、 光電陰極層と、 これらの層間に設けられた分離層と、 を含む入力スクリーンと、 光電陰極から放出された電子ビームを出力スクリーン上
    に結像させる電子光学系と、 を具えたX線イメージ増倍管において、 前記分離層は窒化物、炭化物、硼化物及び珪化物を含む
    群から選ばれた窒化珪素以外の材料又はそれらの混合物
    を主成分とし、90%以上の光透過率を有することを特徴
    とするX線イメージ増倍管。 2.前記分離層の厚さは0.4μm以上であることを特徴
    とする請求項1記載のX線イメージ増倍管。 3.前記分離層は主としてTiN,ZrN,HfN,MoSi又はそれら
    の混合物からなることを特徴とする請求項1又は2記載
    のX線イメージ増倍管。 4.前記分離層はその厚さ方向に変化する屈折率を有し
    ていることを特徴とする請求項1〜3項のいずれかに記
    載のX線イメージ増倍管。 5.けい光材料の層と、 光電陰極層と、 これらの層間に設けられた分離層と、 を含む入力スクリーンと、 光電陰極から放出された電子ビームを出力スクリーン上
    に結像させる電子光学系と、 を具えたX線イメージ増倍管において、 前記分離層は主として窒化珪素と酸化珪素の混合物から
    なることを特徴とするX線イメージ増倍管。 6.前記分離層はその厚さ方向に変化する屈折率を有し
    ていることを特徴とする請求項5記載のX線イメージ増
    倍管。 7.けい光材料の層と、 光電陰極層と、 これらの層間に設けられた分離層と、 を含む入力スクリーンと、 光電陰極から放出された電子ビームを出力スクリーン上
    に結像させる電子光学系と、 を具えたX線イメージ増倍管において、 前記分離層は主として前記けい光材料層の光電陰極側表
    面上にプラズマCVD堆積したけい光材料を主成分とする
    平滑な層で構成され、且つ 前記分離層はその厚さ方向に変化する屈折率を有してい
    ることを特徴とするX線イメージ増倍管。 8.前記平滑な上面層は主としてCsIからなることを特
    徴とする請求項7項記載のX線イメージ増倍管。
JP62261906A 1986-10-21 1987-10-19 X線イメージ増倍管 Expired - Lifetime JP2783406B2 (ja)

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