JPH03254050A - Ｘ線用撮像管 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

ｒ産業上の利用分野】 本発明は、Ｘ線用撮像管の改良に関する。

【従来の技術】

一般に、不可視物体の透過Ｘ線像をテレビジョン方式で
観測する手段として、各種の方式が提案されている。例
えば、 （１）透過Ｘ線像を蛍光板に吸収させ、その発光像を高
感度のテレビカメラで撮像する方式（２）ＸＲ蛍光増倍
管の像をテレビカメラで撮像する （３）Ｘ線用撮像管を用いてＸ線像を直接撮像する方式 などがある。このうち、（３）のＸ線透過像を直接に撮
像管の光導電層に受けて電気信号に変換する直接撮像方
式は、他方式と比較して、装置が簡畦であり、蛍光板や
光学系を省略できるため、高解像度が得られるなどの特
徴を有し、物質の非破壊検査等各方面で多用されている
。 このＸ線用撮像管に使用される基板は、Ｘ線吸収の出来
るだけ少ない物質あるいは板厚を選択する必要がある。 一般的には、金属ベリリウム（Ｂｅ）、アルミニウム（
ＡＱ）、チタン（Ｔｉ）。 硝子等が用いられる。このうち、金属ベリリウムは機械
的強度が高く、軟Ｘ線領域での吸収も少ないため、基板
材料として広く用いられる。 ところで、従来上記Ｘ線用撮像管のターゲットは、適当
な厚さに成形された金属ベリリウムからなる基板上に、
直接光導電層、例えば酸化鉛（ｐｂｏ）、非晶質セレン
（Ｓｅ）、シリコン（Ｓｉ）などを蒸着法により形成す
るか、または、白点状の画像欠陥を抑制するために、あ
らかしめ金属ベリリウム等の基板上に硝子層を形成した
のち、上記導電層および光導電層を形成する方法（特開
昭６２−２９０４２）により得られることが知られてい
る。 さらにまた、電極又は走査電子ビームランディング層か
ら非晶質半導体層内への電荷の注入を阻止した構造から
なるｘｇ＃１ｉ像管に高い電圧を印加し、層内で電荷の
アバランシェ増倍を生じさせ高い感度を得る技術が報告
されている（例えば、テレビジョン学会全国大会講演予
稿集、１５〜１６頁、１９８９年）。 ［発明が解決しようとする！！ｌｌ！題］上記従来技術
で得られたＸ線用撮像管ターゲットは、硝子層又は接着
層でＸ線が吸収されるため、Ｘ線用撮像管の感度の低下
が生じること、また、上記Ｘ線撮像管を通常より過酷な
条件、例えば前述のアバランシェ増倍が生じるような条
件で用いた場合に、撮像画面上に白点状あるいは黒点状
の画面欠陥が生じ易く、著しく画質を低下させるという
問題があった。 本発明の目的は、高感度で、かつ画面欠陥が生じないＸ
線用撮像管を提供することにある。

【問題点を解決するための手段】

上記目的は、Ｘ線用撮像管ターゲットを、Ｘ線を透過し
やすい基板と、ＳないしはＳｅを含有するカルコゲナイ
ド系非晶質材料、ないしは非晶質有機高分子材料からな
るバッファ層と、ターゲット電極と、透過Ｘ線像を吸収
して電気信号に変換するための光導電層とを順次積層し
て構成することによって達成される。 さらにまた、Ｅ記Ｘ線用撮像管ターゲット（以下、単に
ターゲットと呼ぶ）を製造する工程において、バッファ
層をあらかしめガラス転移温度以上で熱処理するか、な
いしはバッファ層を形成する際、基板をガラス転移温度
以上溶融温度以下に加熱して製造すると、白点状画像欠
陥の極めて少い高感度Ｘ線用撮像管が得られる。 ［作用］ 発明者らは、従来技術によるＸ線用撮像管の白点状画像
欠陥を詳細に調査し、これらが基板の凹凸５表面の研摩
キズ、ないしは基板上に付着した微粒子状の欠陥により
発生することを明らかにした。 本発明のバツアア層はこれらの欠陥をカバーして実質的
に極めて平坦な表面を提供するために、その上に導電層
ならびに光導１ｌｊＷＩを形成したＸ線用撮像管ターゲ
ットでも、前述の画像欠陥を大巾に抑制することができ
る。 以下、図面を用いて本発明の詳細な説明する。 第１図は本発明のＸ線用撮像管の基本構造を示す概略図
で、第１図（ａ）はターゲットを電子ビーム走査側から
見た平面図であり、同図（ｂ）は撮像管の断面構造図で
ある。 図において、１はＸ線を透過しやすい基板、２はバッフ
ァ層、３はターゲット電極、４は光導電層、５は走査電
子ビームランディング層、７は撮像管の外管、８は管内
を真空に封止するためのインジウム、９は金属リング、
１０はメツシュ電極、１１は走査電子ビーム、１２はカ
ソード、１３は電子ビームを偏向集束するためのコイル
である。 基板ｌとしては金属ベリリウム、Ｔｉ、Ａｌ１゜ガラス
等の薄板を用いる。バッファＭ２は基板の凸凹や研磨キ
ズ、微粒状付着物を覆いかくすためのもので、Ｓないし
はＳｅを含有するカルコゲナイド系非晶質材料、ないし
は非晶質有機高分子材料により形成する。これらの材料
は形成時に基板１の温度をバッファＷＩ２の材料のガラ
ス転移点以上にして製造するか、ないしはバッファ層２
を形成後ガラス転移点以上の温度で加熱処理することに
より、その表面を極めて平坦にすることができる。 ＳないしはＳｅを含有するカルコゲナイド系材料として
は、非晶質状態を安定に実現できる材料組成からなる物
質が望ましく、例えば、Ｓｉ。 Ｇａ、Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂの少くとも一者と。 ＳないしＳｅからなる構成材料が最も好ましい。 その中でＳｅにＡｓを５〜２０ＪｉＷ千％添加した材料
、　Ａ　Ｓ２　Ｓ　ｅ３　ｐ　Ａ　５２　Ｓ　３等は膜
形成も容易ですぐれている。 上記ＳないしはＳｅを含有するカルコゲナイド系非晶質
材料からなるバッファＭ２は、通常良く知られている真
空蒸着法、スパッタリング法により形成することができ
る。 非晶質有機高分子材料からなるバッファ層２としてはＸ
線照射を受けた場合に分解しにくい材料が好ましく、ポ
リエチレン、ポリスチレン、ネガ形ホトレジスト、ない
しはＰＩＱが好適である。 これらの材料を用いてバッファ層を形成する方法として
は、上記材料の溶液をスピンナー等を用いて基板に延伸
せしめ、それを加熱処理して、溶剤を蒸発せしめる方法
が有効である。 バッファ層２の膜厚は０．５μｍ以上３０μｍ以下が望
ましく、これ以下であると効果が少く、逆に厚くしすぎ
るとＸ線の吸収量が増加するために好ましくない。 ターゲット電極３としてはＩＴＯ，Ｓｎ○２．金属薄膜
などを使用することができるが、それらの中でもＸ線の
吸収が少いＡＱ薄膜が好適である。 ＡＭ薄膜は通常の真空蒸着法、スパッタリング法等によ
り形成することができる。 ターゲット電極２とバッファ層３の界面で化学的反応を
起こすおそれがある場合には、両者の間に中間層として
反応を抑止するための層をもうけると良い。中間層材料
としては、Ｓ　ｘ　ｔ　Ａ　Ｑ　。 Ｃｒ、Ｃｅの酸化物が好ましく、膜厚はＳｎｍ以上１１
００ｎ以下であれば反応を充分に抑止することができる
。 光導電層４には、従来から知られているｐｂ○。 Ｓｅ、Ｓｉからなる半導体材料を用いる。中でもＳｅを
主体とする非晶質半導体を光導電層４として用いると、
画像欠陥を発生させることなしに、解像度の高いターゲ
ットを得ることができ、さらにまた、層内で電荷のアバ
ランシェ増倍を生じせしめて感度を高めることもできる
。 なお、第１図には電磁偏向電磁集束方式の走査電子ビー
ム発生部を有する撮像管の例を示したが、電子ビームの
偏向集束方式は、必ずしも上記方式に限定されるもので
はなく、例えば、電磁偏向静電集束方式、静電偏向電磁
集束方式、或いは静電偏向静電集束方式等が使用し得る
。

【実施例】

以下、本発明の実施例を第１図により説明する。 〔実施例１〕 １吋サイズ、厚さ０　、５　ｍ＋ｉの金属ベリリウムか
らなる基板１の片面に、真空加熱蒸着法によりＡｓ２５
．を１０μｍ堆積し、バッファＭ２を形成する。次に、
その上に真空加熱蒸着法により、２３ｍｍφ、厚さ１５
ｎｍのアルミ膜をターゲット電極３として形成する。次
に、真空加熱蒸着法により、２０ｍＩＩＩφ、膜厚１５
ｎｍの酸化セリウムからなる正孔注入阻止層を形成し、
さらにその上に、真空加熱蒸着法により、２０■φ、膜
厚１〜３０μｍのＳｅを主体とする非晶質半導体からな
る光導電膜４を形成する。次に、圧力０．１〜０．４Ｔ
　ｏｒｒのアルゴンガス雰囲気中で三硫化アンチモンを
蒸着し、２０ｍｍφ、膜厚０．１μｍの多孔質性表情＃
５を形成し、Ｘ線用撮像管ターゲットを得る。 〔実施例２〕 １吋サイズ、厚さ０．７１１！１の金属ベリリウムから
なる基板１の片面に、基板温度を１００〜１５０℃とし
て、真空加熱蒸着法でＡｓ２Ｓｅ、を２μｍ堆積し、バ
ッファＭ２を形成する。次に、この上に、実施例１と同
様に、ターゲツト電極３２正孔注入阻止層、光導電膜４
．多孔質性表面層５を形威し、Ｘ線用撮像管ターゲット
を得る。 〔実施例３〕 １吋サイズ、厚さ０．４＋ｏｌｕの金属ベリリウムから
なる基板の片面に、イオンビーム蒸着法によりＡｓを２
０ｔｙｔ％含有する非晶質Ｓｅ膜を５μｍ堆積し、バッ
ファＮ２を形成する。次に、この基板を真空中で基板温
度１００℃、３０分間の加熱処理を行なう。次に、この
上に、実施例１と同様に、ターゲット電極３．正孔注入
阻止層、光導電膜４゜多孔質性表面Ｍ５を形威し、ＸＲ
用撮像管ターゲットを得る。 〔実施例４〕 １吋サイズ、厚さ０．６ｍｍの金属ベリリウムからなる
基板１をスピンナーにのせ、回転させる。 この基板１の片面に、溶剤に溶かしたＰＩＱを塗布する
。以上のようにして得られた基板を２５０℃で３０分間
、加熱処理を行い、膜厚２μｍのバッファ層２を形成す
る。次に、この上に、実施例１と同様に、ターゲット電
極３．正孔注入阻止層。 光導電膜４．多孔質性表面層５を形成し、Ｘ線用撮像管
ターゲットを得る。 〔実施例５〕 第２図は、本発明によるＸ線用撮像管を用いたＸ線画像
解析システムの概略構成図である。１４はＸ線源、１５
は本発明によるＸ線用撮像管。 １６はカメラコントロールユニット、１７はフレームメ
モリ、１８は画像処理装置、１９はモニタ。 ２０はターゲット電源、２１は被検体である。 本実施例においては、上記実施例１から４までにおいて
作製したターゲットを用い、例として、膜厚１０μｍの
非晶質Ｓｅを光導電膜に用いたＸ線用撮像管を第２図の
Ｘ線像解析システムに実装し、ターゲット電極に１００
ＯＶ、メツシュ電極に２５００Ｖの電圧を印加して動作
せしめたところ、いずれのＸ＠用撮像管も白キズ等の画
面欠陥が発生することなく、光導電膜内で電荷のアバラ
ンシェ増倍を生じせしめることができ、高感度。 高Ｓ／ＮのＸ線像解析処理装置が得られた。特に、実施
例４で得たＸ線用撮像管は、バッファ層のＸ線透過率が
高いため、その他の実施例で得たＸ線用撮像管よりも、
さらに高い感度が得られた。 【発明の効果１ 本発明によれば、白キズ等の画像欠陥の発生を伴うこと
なしに、ターゲット電極の電圧を高めて動作し得るＸ線
用撮像管が得られるので、これによって、Ｘ線用撮像管
の感度、解像度、残像等の緒特性が大幅に改善でき、高
品質のＸｇ画像解析システムが実現できる。

【図面の簡単な説明】

第工図は本発明によるＸ線用撮像管の実施例の構造図で
（ａ）は、Ｘ線用撮像管ターゲットを電子ビーム走査側
から見た平面図、（ｂ）はＸ線用撮像管の主要部分の概
略断面図、第２図は、本発明によるＸ線用撮像管を用い
たＸ線画像解析システムの概略構成図である。 １・・・基板、２・・・バッファ層、３・・・ターゲッ
ト電極、４・・・光導電膜、５・・・多孔質性表面層、
６・・・電子ビームの有効走査領域を示す境界線、７・
・・外管、８・インジウム、９・・金属リング、１０・
・・メッシ二電極、１１・・・電子ビーム、１２・・カ
ソード、１３・・・コイル、１４・・・ｘｌ源、１５・
・・本発明によるＸ線用撮像管、１６・・カメラコント
ロールユニット、１７・・フレームメモリ、１８・・・
画像処理装置、１９・・モニタ、２０・・ターゲット電
源。 ２１・・・被検体。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、撮像管ターゲットが少なくとも、Ｘ線を透過しやす
   い基板とバッファ層とターゲット電極とＸ線を電気信号
   に変換するための光導電層とから成り、前記バッファ層
   が少なくともＳないしはＳｅを含有するカルコゲナイド
   系非晶質材料、ないしは非晶質有機高分子材料からなる
   ことを特徴とするＸ線用撮像管。 ２、前記カルコゲナイド系非晶質材料が、Ｓｉ、Ｇａ、
   Ｇｅ、Ａｓ、Ｓｎ、Ｓｂの少なくとも一者と、Ｓないし
   はＳｅとからなることを特徴とする特許請求の範囲第１
   項記載のＸ線用撮像管。 ３、前記非晶質有機高分子材料がポリエチレン、ポリス
   チレン、ネガ形ホトレジスト、ないしはＰＩＱからなる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載のＸ線用撮
   像管。 ４、前記バッファ層の膜厚が、０．５μｍ以上３０μｍ
   以下であることを特徴とする特許請求の範囲第１項から
   第３項記載のＸ線用撮像管。 ５、前記光導電層がＳｅを主体とする非晶質半導体層か
   らなることを特徴とする特許請求の範囲第１項から第３
   項記載のＸ線用撮像管。 ６、特許請求の範囲第１項記載のＸ線用撮像管を製造す
   る工程において、前記バッファ層を形成後、あらかじめ
   バッファ層のガラス転移温度以上で熱処理を行うことを
   特徴とするＸ線用撮像管の製造方法。 ７、特許請求の範囲第２項記載の撮像管を製造する工程
   において、前記カルコゲナイド系非晶質材料からなるバ
   ッファ層を形成する際、基板をカルコゲナイド系非晶質
   材料のガラス転移温度以上、融点以下の温度に加熱して
   形成することを特徴とするＸ線用撮像管の製造方法。 ８、特許請求の範囲第５項記載のＸ線用撮像管に、Ｓｅ
   を主体とする光導電層の内部で電荷のアバランシェ増倍
   が生じる程のターゲット電圧を印加して使用することを
   特徴とするＸ線用撮像管の動作方法。 ９、特許請求の範囲第１から第８項までのいずれかに記
   載のＸ線用撮像管ないしはＸ線用撮像管の動作方法を用
   いたＸ線像解析システム。