JPH06337300A - 固体映像変換素子 - Google Patents

固体映像変換素子

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JPH06337300A
JPH06337300A JP5127250A JP12725093A JPH06337300A JP H06337300 A JPH06337300 A JP H06337300A JP 5127250 A JP5127250 A JP 5127250A JP 12725093 A JP12725093 A JP 12725093A JP H06337300 A JPH06337300 A JP H06337300A
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JP
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solid
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phosphor
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JP5127250A
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English (en)
Inventor
Masushi Ebitani
益志 海老谷
Toshibumi Tominaga
俊文 富永
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Nichia Chemical Industries Ltd
Original Assignee
Nichia Chemical Industries Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 光導電体層の受光感度を向上させることによ
り、高効率でより鮮明な可視像を得ることのできる固体
映像変換素子を提供する。 【構成】 一対の電極層間に光導電体層と電場発光体層
とを形成してX線像を可視像に変換する固体映像変換素
子において、本発明の固体映像変換素子は、外部から入
射するX線がPC層に到達するまでの、又は到達する際
の部位に、入射X線によりPC層の感度範囲内に主波長
の発光ピークを有して発光する螢光体層が設けられてな
ることを特徴としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、一対の電極層間に光導
電体層(以下、PC層という)と電場発光体層(以下、
EL層という)とを組み合わせてX線像を可視像に変換
する固体映像変換素子の改良に関するものである。
【0002】
【従来の技術】PC層とEL層とを組み合わせた、いわ
ゆる光増幅器の原理は古くから知られており、さらに、
これをX線域に適用したX線映像変換装置やX線非破壊
検査装置も、例えば、特公昭52−32238号公報、
特公昭63−3257号公報等から知られている。これ
らX線映像変換装置は、X線蛍光板に比べ100倍近い
感度を有し、かつ構造が簡単で安価であるため、イメー
ジインテンシファイヤ等の高価な装置を利用するまでも
ない用途に用いられている。また、特開平1−2481
00号公報に示されるように、光導電体粒子と電場発光
体粒子とを有機バインダで塗布する分散形と異なってP
C層及びEL層を薄膜で形成することも開示されてい
る。
【0003】これらのX線映像変換装置の動作原理は以
下の通りである。一対の電極間に適切な交流電圧を印加
すると、PC層、EL層と、EL発光によるPC層への
正帰還を防ぐための不透光層との各層のインピーダンス
に応じて電圧が分配される。外部からX線がPC層に入
射していない暗状態においては、PC層のインピーダン
スが他の層に比べて大きく、大部分の電圧がPC層に印
加され、EL層に分配される電圧が小さいので、EL層
が発光しないように各層のインピーダンスが設定されて
いる。外部からX線が入射すると、PC層のインピーダ
ンスが減少し、EL層に分配される電圧が増大するた
め、X線入射に対応した部位でのEL発光によりX線像
が可視像に変換される。
【0004】しかしながら、このようなX線映像変換装
置では、PC層に光導電体としてCdS又はCdSeが
用いられている。CdSを用いた装置が高輝度である
が、応答性においては、CdSeを用いたものに比べて
遥かに遅い。このため、応答面から両者は使い分けられ
ている。CdS光導電体の分光感度は主として可視光領
域の400〜700nmにあって、CdSe光導電体の
分光感度は主として可視光域から近赤外線域の650〜
1000nmにあるが、CdS及びCdSeのいずれで
も、透過力の大きいX線に対し僅かな感度を持つにしか
すぎない。換言すれば、分光感度の高い本来の領域でな
いという僅かな感度である範囲で光導電体を使用してい
る。このため、PC層での受光感度を上げるため、PC
層を厚く設定しなければならず、これにより、膜厚の厚
くなるのに伴って、必然的に印加電圧を大きくしなけれ
ばならないという問題がある。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従って、本発明はこの
ような事情を鑑みて成されたものであり、その目的とす
るところは、光導電体層(PC層)の受光感度を向上さ
せることにより、高効率でより鮮明な可視像を得ること
のできる固体映像変換素子を提供することにある。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、X線に対
し光導電体の分光感度が弱いことと、高い分光感度を有
する光導電体の波長領域に入射X線により主波長の発光
ピークを有して発光する螢光体があることに着目し、鋭
意研究の結果、本発明を完成するに至った。
【0007】即ち、上述の目的は、一対の電極層間にP
C層とEL層とを形成してX線像を可視像に変換する固
体映像変換素子において、外部から入射するX線がPC
層に到達するまでの、又は到達する際の部位に、入射X
線によりPC層の感度範囲内に主波長の発光ピークを有
して発光する螢光体層が設けられてなることを特徴とす
る固体映像変換素子により、解決される。
【0008】好適には、螢光体層が、蛍光体粒子から構
成されると共に、一対の電極層間で光導電体層のX線像
入射側に隣接して設けられているか、或いは、螢光体層
が、PC層の光導電体粒子と螢光体粒子とを混合するこ
とにより、PC層と同一層に設けられているかのいずれ
かが望ましい。
【0009】そして、好適には、PC層が、CdS、C
dSeまたはそれらの混晶からなる粒子を有機バインダ
で塗布することによって形成されてなり、一方、螢光体
粒子層が有機バインダでZnCdS:Ag螢光体粒子を
塗布することによって形成されてなっている。
【0010】
【作用】入射X線により光導電体層の感度範囲内に主波
長の発光ピークを有して発光する螢光体層が設けられて
いることにより、PC層の感度が、直接X線から受ける
感度のみならず、X線により螢光体層で発光した発光に
よる増感作用を受けるので、螢光体層を設けない場合に
比較して、PC層が極めて高感度となり、これにより、
PC層を薄くでき、このため、一対の電極層間の動作電
圧を低減でき、しかも、本発明の固体映像変換素子を高
感度且つ高効率にすることができる。
【0011】例えば、PC層の光導電体にCdSを用い
たX線用固体映像変換素子の場合、CdSの分光感度範
囲が主として波長400〜700nmであって、感度ピ
ークは波長520nmから530nm付近である。一
方、この波長付近にピークを有するX線励起発光螢光体
には、例えば、Zn0.6Cd0.4S:Agがあるので、Z
n0.6Cd0.4S:Agからなる螢光体層を設けることに
より、PC層の感度が、直接X線から受ける感度と、X
線により螢光体層で発光した発光による増感感度との和
になるので、螢光体層を設けない場合に比較して、本発
明の固体映像変換素子は、PC層を薄くでき、このた
め、一対の電極層間の動作電圧を低減できて極めて高感
度なPC層を得ることができる。
【0012】X線入力側でPC層に隣接した螢光体層を
螢光体粒子で設ける場合、入射したX線の一部が、螢光
体層でPC層の感度の高い発光に変換され、残りのX線
の一部は螢光体層を透過し、直接PC層に入射するの
で、まず、螢光体層を厚くする必要がなく、また、螢光
体層を形成しない場合に比べて、PC層の膜厚を薄くで
き、これにより、一対の電極層間の動作電圧を低減で
き、しかも、感度が優れているので、得られた可視像
は、より鮮明なものとなる。
【0013】光導電体粒子と特定の螢光体粒子と混合す
ることにより、PC層に螢光体層を設けた場合も、X線
の一部は、螢光体粒子に入射し、PC層での感度の高い
可視光に変換され、次いでこの可視光が光導電体粒子に
入射し、その部位のインピーダンスを低下させる。勿
論、X線の一部は、直接光導電体粒子に入り、その部位
のインピーダンスを低下させる。これにより、PC層に
螢光体粒子を混合させない場合に比べて、上述と同様
に、PC層を薄くでき、一対の電極層間の動作電圧を低
減でき、しかも、感度を上げることができるので、得ら
れた可視像はより鮮明なものとなる。
【0014】
【実施例】以下、図面を参照しながら、本発明の実施例
について説明する。
【0015】(実施例1) 図1には、本発明の透過形
の固体映像変換素子の部分断面図が示されており、図1
から判るように、この固体映像変換素子は、透明ガラス
基板2を有しており、この透明ガラス基板2上には、酸
化インジウム・酸化錫のITO薄膜からなる透明電極層
4が形成されている。透明電極層4上には、ZnS:C
u,AlからなるEL層6、チタン酸バリウム粒子から
なる誘電体層8及び、カーボンブラックを含む不透光層
10がスクリーン印刷により形成されている。これらの
各層の膜厚は、それぞれEL層50μm、誘電体層10
μm及び不透光層10μmである。不透光層10上に
は、CdS粒子からなるPC層12と、Zn0.6Cd0.4
S:Ag粒子からなる螢光体層14とがスクリーン印刷
で形成されている。PC層12及び螢光体層14の膜厚
は、それぞれ、200μm及び70μmである。螢光体
層14上には、アルミニウムを2000オングストロー
ム蒸着することにより、背面電極層16が形成されてい
る。
【0016】この透過形固体映像変換素子の構成におい
て、注目すべきことには、まず、螢光体層14を設けな
い場合、PC層12の膜厚を350μm程度と厚くしな
ければならず、このため、透明電極層4と背面電極層1
6との間の交流電圧も、400V前後必要であるのに対
し、PC層12の膜厚を200μmと薄く、螢光体層1
4と合わせても270μmしかないため、透明電極層4
と背面電極層16との間の交流電圧も、100V低減し
た交流電圧300Vで十分であり、しかも、図2中の一
点鎖線で比較すれば明らかなように、螢光体層14を設
けない従来の固体映像変換素子の輝度(図2中破線)に
比べて、本実施例の輝度(図2中実線)は約1.9倍向
上している。
【0017】このように構成された固体映像変換素子で
は、背面電極層16側からX線が入射すると、X線の一
部は螢光体層14で、主ピークを530nmとする可視
光に変換され、この可視光がPC層12のCdS粒子に
到達し、この部位のインピーダンスを低下させる。同時
に、X線の一部は螢光体層14を透過し、直接PC層1
2に達するので、この部位のインピーダンスを低下させ
る。PC層12におけるインピーダンスの低下した部位
に対応したEL層6では、可視光が発し、これにより、
X線像が可視像に変換され、透明ガラス基板2側から、
従来に比較して鮮明な可視像を視ることができる。
【0018】(実施例2) 図3には、CdSe粒子と
Zn0.1Cd0.9S:Ag粒子とを重量比8:2で混合し
た後、スクリーン法により不透光層10上に塗布するこ
とにより、螢光体層を260μmのPC層12’に同一
に形成したこと以外、上述した実施例1と同様な固体映
像変換素子が一部断面にして示されている。
【0019】このように構成された固体映像変換素子で
は、背面電極層16側からX線が入射すると、X線の一
部はZn0.1Cd0.9S:Ag粒子により、主ピークを7
00nmとする可視光に変換され、この可視光が同一P
C層12’内のCdSe粒子に到達し、この部位のイン
ピーダンスを低下させる。同時に、X線の一部はCdS
e粒子に達するので、この部位のインピーダンスを低下
させる。PC層12’におけるインピーダンスの低下し
た部位に対応したEL層6では、可視光が発し、これに
より、X線像が可視像に変換され、透明ガラス基板2側
から、実施例1と同様な鮮明な可視像を視ることができ
る。
【0020】即ち、透明電極層4と背面電極層16との
間の交流電圧も、従来、400V前後必要であるのに対
し、PC層12’の膜厚を260μmと薄くできるの
で、透明電極層4と背面電極層16との間の交流電圧
も、交流電圧280Vにすることができ、しかも、図4
中の一点鎖線で比較すれば明らかなように、螢光体層を
兼ねたPC層12’としない従来の固体映像変換素子の
輝度(図2中破線)に比べて、本実施例の輝度(図2中
実線)は約1.5倍向上している。
【0021】尚、上述の実施例2では、PC層12’に
おける螢光体粒子と光導電体粒子との混合粒子をスクリ
ーン法で形成したが、螢光体粒子と光導電体粒子との比
重差を利用して、螢光体粒子と光導電体粒子とを混合し
た後、沈降法で塗布することにより、実施例1の如く、
PC層12と螢光体層14とを隣接して形成することも
容易である。
【0022】上述の実施例では、螢光体粒子として、Z
nCdS:Ag螢光体で説明したが、本発明はこれに限
ることなく、例えば、Y2O2S:Tb、Gd2O2S:T
b、LaOBr:Tb等の三価のテルビウム付活の希土
類螢光体のみならず、その他のX線励起螢光体を使用す
ることができることは、言うまでもない。
【0023】
【発明の効果】上述したように、本発明によれば、螢光
体層を設けることにより、光導電体層(PC層)の受光
感度を向上させることができ、このため、光導電体層
(PC層)の膜厚を薄くでき、これにより、一対の電極
層間の印加電圧を低減することができ、しかも、電場発
光体層(EL層)からの可視像はより鮮明である固体映
像変換素子を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施例に係る固体映像変換素子を示
す断面図。
【図2】図1に係る固体映像変換素子における入力X線
強度と輝度の関係を示すグラフ図。
【図3】本発明の一実施例に係る固体映像変換素子を示
す断面図。
【図4】図3に係る固体映像変換素子における入力X線
強度と輝度の関係を示すグラフ図。
【符号の説明】
2 透明ガラス基板 4 透明電極層 6 電場発光体層(EL層) 8 誘電体層 10 不透光層 12、12’ 光導電体層(PC層) 14 螢光体層 16 背面電極層

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の電極層間に光導電体層と電場発光
    体層とを形成してX線像を可視像に変換する固体映像変
    換素子において、外部から入射するX線が前記光導電体
    層に到達するまでの、又は到達する際の部位に、入射X
    線により前記光導電体層の感度範囲内に主波長の発光ピ
    ークを有して発光する螢光体層が設けられてなることを
    特徴とする固体映像変換素子。
  2. 【請求項2】 前記螢光体層が、蛍光体粒子から構成さ
    れると共に、光導電体層のX線像入射側に設けられてい
    ることを特徴とする請求項1に記載の固体映像変換素
    子。
  3. 【請求項3】 前記螢光体層が、前記光導電体層の光導
    電体粒子と螢光体粒子とを混合することにより、前記光
    導電体層と同一層に設けられていることを特徴とする請
    求項1に記載の固体映像変換素子。
  4. 【請求項4】 前記光導電体層が、CdS、CdSeま
    たはそれらの混晶からなる粒子を有機バインダで塗布す
    ることによって形成されてなり、一方、前記螢光体粒子
    層が有機バインダでZnCdS:Ag螢光体粒子を塗布
    することによって形成されてなることを特徴とする請求
    項1ないし3のいずれか1項に記載の固体映像変換素
    子。
JP5127250A 1993-05-28 1993-05-28 固体映像変換素子 Pending JPH06337300A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP1001278A1 (en) * 1998-11-10 2000-05-17 AGFA-GEVAERT naamloze vennootschap A method for monitoring a dose of penetrating radiation absorbed by an object
WO2004077098A1 (ja) * 2003-02-27 2004-09-10 Kabushiki Kaisha Toshiba X線検出器とそれを用いたx線検査装置
CN106384737A (zh) * 2016-10-09 2017-02-08 上海科润光电技术有限公司 一种柔性电致发光x射线图像记忆显示板

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