JPH0654360B2 - 放射線画像変換パネルの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は輝尽性蛍光体を用いた放射線画像変換パネルの
製造方法に関するものである。

〔発明の背景〕

Ｘ線画像のような放射線画像は病気診断用などに多く用
いられているが、近年ハロゲン化銀感光材料および蛍光
スクリーンを用いた放射線写真に代り、蛍光体から直接
画像を取り出す方法が工夫されている。

この方法は、例えば被写体を透過した放射線を蛍光体に
吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば光または熱
エネルギーで励起することによりこの蛍光体が上記吸収
により蓄積している放射線エネルギーを蛍光として放射
せしめ、この蛍光を検出して画像化する方法である。

具体的には、米国特許3,859,527号及び特開昭55-12144
号に輝尽性蛍光体を用い可視光線または赤外線を輝尽励
起光とした放射線画像変換方法が示されている。

この方法は、支持体上に輝尽性蛍光体層（以下「蛍光
層」と略称することもある。）を形成した放射線画像変
換パネル（以下「パネル」と略称することもある。）を
使用するもので、このパネルの蛍光層に被写体を透過し
た放射線を当てて被写体各部の放射線透過度に対応する
放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しかる後
にこの蛍光層を輝尽励起光で走査することによって各部
の蓄積されてた放射エネルギーを放射させてこれを光に
変換し、この光の強弱に基づく信号により画像を得るも
のである。

この最終的な画像はハードコピィとして再生してもよい
し、ＣＲＴ上に再生しても良い。

この放射線画像変換方法に用いられる蛍光層を有するパ
ネルは、放射線吸収率および光変換率（両者を含めて以
下「放射線感度」という）が高いことは言うに及ばず画
像の粒状性が良く、しかも高鮮鋭性であることが要求さ
れる。

ところが、一般に蛍光層を有するパネルは粒径１〜30μ
ｍ程度の粒状の輝尽性蛍光体と有機結着剤とを含む分散
液を支持体上に塗布、乾燥して作成されるので、輝尽性
蛍光体の充填密度が低く（充填率50％）、放射線感度を
充分高くするには蛍光層の層厚を厚くする必要がある。

これに対し前記放射線画像変換方法における画像の鮮鋭
性は、パネルの蛍光層の層厚が薄いほど高い傾向にあ
り、鮮鋭性の向上のためには、蛍光層の薄層化が必要で
ある。

また、前記放射線画像変換方法における画像の粒状性
は、放射線量子数の場所的ゆらぎ（量子モトル）あるい
はパネルの蛍光層の構造的乱れ（構造モトル）等によっ
て決定されるので、蛍光層の層厚が薄くなると、蛍光層
に吸収される放射線量子数が減少して量子モトルが増加
したり、構造的乱れが顕在化して構造モトルが増加した
りして画質の低下を生ずる。よって画像の粒状性を向上
させるためには蛍光層の層厚は厚い必要がある。

即ち、前述のように、従来のパネルは放射線に対する感
度および画像の粒状性と、画像の鮮鋭性とが蛍光層の層
厚に対してまったく逆の傾向を示すので、前記パネルは
放射線に対する感度と粒状性の鮮鋭性間のある程度の相
互犠牲によって作成されてきた。

ところで従来の放射線写真法における画像の鮮鋭性が蛍
光スクリーン中の蛍光体の瞬間発光（放射線照射時の発
光）の広がりによって決定されるのは周知の通りである
が、これに対し前述の輝尽性蛍光体を利用した放射線画
像変換方法における画像の鮮鋭性は、パネル中の輝尽性
蛍光体の輝尽発光の広がりによって決定されるのではな
く、輝尽励起光の該パネル内での広がりに依存して決ま
る。

従ってある時間(ti)に照射された輝尽励起光による輝尽
発光が、その時間(ti)に輝尽励起光が真に照射されてい
た該パネル状の画素(xi,yi)からの発光のみであれば、
その発光がいかなる広がりを持つものであろうと得られ
る画像の鮮鋭性には影響がない。

このような観点から、放射線画像の鮮鋭性を改善する方
法がいくつか考案されて来た。例えば特開昭55-146447
号に記載のパネルの蛍光層中に白色粉体を混入する方
法、特開昭55-163500号記載のパネルを輝尽性蛍光体の
輝尽励起波長領域における平均反射率が前述輝尽性蛍光
体の輝尽発光波長領域における平均反射率よりも小さく
なるように着色する方法等である。しかし、これらの方
法は鮮鋭性を改良すると必然的に感度が著しく低下して
しまい、好ましい方法とは言えない。

前述にような欠点および特性間の相反性に鑑みて、特開
昭61-73100号には真空蒸着等の気相堆積法により蛍光層
から結着剤を取除いたパネルおよびその製造方法が提案
されている。これによれば、前記パネルの蛍光層が結着
剤を含有しないので蛍光層の充填率が著しく向上すると
共に蛍光層の輝尽励起光および輝尽発光の指向性が向上
し、パネルの放射線に対する感度と画像の粒状性が改善
されると同時に画像の鮮鋭性も改善される。

前記の結着剤を含有しないパネルはスパッタ法、ＣＶＤ
法、蒸着法等種々の気相堆積方法で製造可能であるが、
製造コスト等を考慮すると蒸着法が最も好ましい方法と
言える。

ところが、前記真空蒸着法等において一般的に行われて
いる抵抗加熱法で蛍光層を形成した場合、ある坩堝温度
に対する輝尽性蛍光体を構成する複数の物質は蒸気圧が
それぞれ異なるため、蒸気圧の高い物質ほど優先的に蒸
発する。このため支持体上に形成された蛍光層の輝尽性
蛍光体組成は、坩堝中に仕込んだ輝尽性蛍光体の組成と
一致せず、パネルの放射線に対する感度が低下する重大
な欠点のあることが明らかとなった。

すなわち、輝尽性蛍光体を気相堆積させる方法は、前記
したような数々の利点をすが、輝尽性蛍光体の層を形
成する場合に該蛍光体の気化条件を蔑ろにすることによ
って大きな陥穽に陥る。

例えばＴｌを付活剤とするＲｂＳｒ：Ｔｌ輝尽性蛍光体
に関する本発明者らの研究によると、該蛍光体の発光強
度は第８図に示すようにＴｌ含有量10^-2〜10⁰mol％の範
囲では瞬間発光強度は一定でありＴｌ含有量が一定幅に
収まっている限り一般的蛍光体としてその組成比に関し
深く注意する必要はない。

しかしパネルに肝要な輝尽蛍光は３×10^-2mol％付近に
ピークを有しその前後で強度は大きく低下する。

従って蒸着法等によって輝尽性蛍光体を気相堆積させる
際に付活剤と輝尽性蛍光体母体の蒸気圧が異なることに
よって、均一に調製した付活輝尽性蛍光体の蒸発源か
ら、付活剤が蛍光体母体に先行し或は遅滞してパネル支
持体に蒸着され、蛍光層中で厚み方向に付活剤濃度が異
なったり、付活剤が添加されなかったりして最適濃度か
ら逸脱すれば、蛍光層は付活剤の本来の目的の活性付与
が転じて付活剤による中毒症状を呈したり、十分な発光
特性を示さなかったりするに到る。

因みにRbBrの蒸気圧は777℃に於て１mmHgを示しＴｌＢ
ｒは522℃に於て10mmHgを呈し蒸気圧に大差を有してい
る。

この点に関心を払った事例は少なく、往々にして総体的
には最適の付活剤濃度であるにも拘わらず性能不良の付
活輝尽性蛍光体の例を見る。

〔発明の目的〕

本発明は輝尽性蛍光体を用いた前記提案の気相堆積法に
よる放射線画像変換パネルの製造方法に関連し、これを
さらに改良するものであり、本発明の目的は所望する組
成の輝尽性蛍光体層を形成する放射線画像変換パネルの
製造方法を提供することにある。

更に他の目的は気相堆積法の利点を充分に発揮させた良
好な粒状性と鮮鋭性を有し且つ放射線画像の交換感度の
高い放射線画像変換パネルの製造方法を提供することに
ある。

〔発明の構成及び作用効果〕

前記本発明の目的は、付活剤で付活された輝尽性蛍光体
層を有する放射線画像変換パネルの製造方法に於て、輝
尽性蛍光体母体層を形成した後に、該層に付活剤を拡散
・添加して輝尽性蛍光体層を形成することを特徴とする
放射線画像変換パネルの製造方法によって達成される。

次に本発明を具体的に説明する。

本発明の特徴は、支持体または保護層上に付活剤を含ま
ない輝尽性蛍光体母体層（以下「蛍光母体層」と略称す
る）を形成した後に、該層に付活剤を拡散させて蛍光層
に変化させるところにある。

また、本発明の他の特徴は、前記付活剤の拡散・添加と
同時に熱増感処理を施すことができるところにある。こ
の熱増感処理により、輝尽性蛍光体結晶の成長、結晶欠
陥の減少等が促され、Ｘ線に対する感度が向上する。

付活剤の添加方法としては種々の方法があるが熱拡散法
による添加が最も好ましい方法の１つである。

本発明の製造方法は、輝尽性蛍光体母体がアルカリハラ
イドである場合、特に著しい効果をもたらす。なぜな
ら、アルカリハライドを気相堆積させた蛍光母体層は柱
状結晶構造を呈し易く、そのため付活剤の母体中への拡
散は、柱状結晶構造の境界に沿って蛍光母体層の表面か
ら支持体側に向って容易に起こるためである。

その結果、蛍光母体層の層厚方向に対して付活剤濃度は
一様となり、またパネル全体に渡っても付活剤濃度は均
一となるため、感度むらの少ない高感度なパネルを容易
に製造することができる。

また、本発明に於ては輝尽性蛍光体母体と付活剤との蒸
気圧の差はむしろ大きい方が好ましく、しかも付活剤の
蒸気圧の方が大きいことが好ましい。これは付活剤を熱
拡散させる際に、比較的低温に於ても付活剤蒸気が柱状
結晶に沿って急速に拡散し、低温かつ短時間で蛍光母体
層中への付活剤の添加が完了するからである。

ところで、前記のように本発明の大きな特徴の一つは付
活剤の拡散・添加と熱増感処理とを同時に行なうことが
できることであり、そのため付活剤の熱拡散温度は蛍光
層の熱増感効果も考慮して決められる。

以下に本発明の製造方法をさらに具体的に説明する。

まず第一の方法として、支持体上に気相堆積法により蛍
光母体層および付活剤層を別々に設け、この後、熱処理
を施して付活剤を蛍光母体層中に熱拡散させて蛍光層を
形成刷る方法があげられる。

気相堆積法としては真空蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ法
等いずれを用いても構わない。

第３図に気相堆積法の一例として真空蒸着法の一つであ
る抵抗加熱法に用いられる蒸着装置の概要を示す。

図において31はベルジャー（真空槽）、32は蛍光層を形
成すべき支持体、33は蒸着膜厚をコントロールするため
のシャッタ、34及び35は支持体への蒸着速度をコントロ
ールするための膜厚検出計、36及び37は抵抗加熱器（坩
堝、ボート等）、36′及び37は蒸発源体である（36′は
付活剤、37′は輝尽性蛍光体母体）。また、38は遮蔽板
でありこれは蒸着時に互いの蒸発源体が混らないように
するためのもりであり、必要に応じて図に示すように設
けられる。310はメインバルブ、311は補助バルブ、312
はリークバルブであって排気装置（図示せず）と連動し
てベルジャー31内の所定真空度の現出、その保持、調整
に用いられる。

本発明において前記蒸着装置を用いるに当って、まず蒸
発源体である付活剤および輝尽性蛍光体母体を抵抗加熱
器36および37にそれぞれ仕込む。この際脱ガス処理を行
うことが好ましい。

次に支持体32を蒸発源体に対向させて設置する。その間
隔は蒸発源体の平均飛程に合わせて概ね10〜40cmにとら
れる。次いでメインバルブ310等を操作してベルジャー3
1の内部の気体を排除し10^-4〜10^-6Torr程度の真空度と
する。次いでまず蒸発源体36′を、抵抗加熱器により加
熱蒸発させ、シャッタ33を開いて蒸着を開始する。膜厚
検出計34によって蒸着速度、蒸着厚みをコントロールし
ながら蒸着を進め、所定の厚みになったらシャッタ33を
閉じて蒸着を停止する。

次に蒸発源体37を加熱蒸発させ膜厚検出計35を用いて同
様に蒸着する。

本発明における蒸着速度は用いられる輝尽性蛍光体原料
の種類や蒸着膜の目的特性によって異なるけれども10²
〜10⁷Å／minである。

このようにして形成された気相堆積層（蛍光母体層＋付
活剤層）の構成例を第２図(a)に示す。

このパネルを第７図に示すような熱処理用電気炉を用い
て適当な温度で熱処理を施すと、第２図(b)に示すよう
に付活剤は蛍光母体層中に均一に拡散し、第１図(a)に
示す通り熱処理時間の経過と共に感度は上昇する。その
結果蒸着時に付活剤を同時に添加しただけのパネルに比
較して高感度なパネルを製造することができる。ただ
し、熱処理時間を長くしすぎると感度は徐々に低下して
しまう。これは第２図(c)に示すように、蛍光母体層中
に拡散・添加された付活剤が母体中から逃散してしまう
ためであり、これを防ぐには感度が最大となる熱処理時
間Tpを設定する必要がある。

尚、前記方法において、蛍光母体層と付活剤層はこの順
に設けられる必要はなく、逆であっても、多層構造であ
ってもよい。

また、パネルの熱処理温度Ｔは輝尽性蛍光体の種類によ
っても異なるが輝尽性蛍光体母体の融点Tmより低く、1/
3Tm＜Ｔ＜Tmの範囲であることが好ましい。

第２の方法として、気相堆積法により、蛍光母体層を形
成し、次に該蛍光母体層に別途用意した付活剤を添加し
て蛍光層とする方法があげられ、この添加方法には、拡
散法、イオン注入法等がある。

拡散法は、まず前記第３図に例示したような蒸着装置を
用いて、支持体上に所望の膜厚を有する蛍光母体層を形
成し、次に第４図(a)或は(b)に示すようなに拡散法添加
装置を用いて付活剤の添加処理を施すことによって蛍光
体層を形成する方法である。

この方法によれば適当な熱処理温度と時間、或は付活剤
濃度を設定することにより、第１図(b)に示すような高
感度のパネルを製造することができる。また、この方法
によれば熱処理時間超過による感度の低下がないので、
前記方法により一層容易にパネルを製造することができ
る。

第４図(a)に拡散法添加装置の概要図を示す。図に於て4
1は拡散・添加を施すパネル、47は付活剤を含有する物
質粉末である。

例えばパネルRbBrからなる輝尽性蛍光体母体である時に
はRbBr：Ｔｌ蛍光体、RbBr，ＴｌBr混合粉末或はＴｌBr
粉末等である。

42は前記増感を施すパネル41の熱処理容器、46は付活剤
を含有する物質粉末の蒸発容器、43および45は加熱手
段、48はガス量調整バルブである。

熱処理容器42と蒸発容器46はガス量調整バルブ48を介し
て互いにつながっている。

まず、拡散・添加を施すパネル41を熱処理容器42へ、付
活剤を含有する物質粉末47を蒸発容器46にそれぞれ設置
する。その後、加熱手段43、45でそれぞれの容器を所定
の温度まで加熱した後、ガス量調整バルブ48を徐々に開
いて付活剤ガスを熱処理容器42中へ拡散させる。ここで
付活剤の拡散量は、蒸発容器46の加熱温度、熱処理容器
42と蒸発容器46との温度差ガス量調整バルブ48の開閉量
等によって決まる。

パネル41の熱処理温度Ｔは輝尽性蛍光体の種類によって
も異なるが輝尽性蛍光体母体の融点Ｔｍより低いことが
好ましく、1/3Ｔｍ＜Ｔ＜Ｔｍの範囲であることがより
好ましい。

前記パネル41は熱処理後室温まで所定の速度で冷却され
て本発明に係るパネルが完成する。

この装置によれば蛍光母体層に対する付活剤の拡散・添
加と更に蒸着時の結晶の乱れに対するアニールが同時に
行われる。

第４図(b)は拡散法添加装置の他の例を示す概要図であ
る。図に於て41は拡散・添加を施すパネル、49は付活剤
を含有する物質粉末（雰囲気粉）である。50は前記パネ
ル41の熱処理容器である。

本装置ではパネル41と付活剤を含有する物質粉末（雰囲
気粉）49と熱処理容器50中に共存させるところに特徴が
ある。

このような雰囲気粉の使用によって、パネル中の付活剤
濃度を簡単に調整、償却できる。

雰囲気粉の付活剤濃度は加熱条件で異なるが、パネル41
の輝尽性蛍光体の付活剤濃度とほぼ等しいか大きいこと
が好ましい。また、パネル21の熱処理温度Ｔは前記と同
様輝尽性蛍光体母体の融点Ｔｍより低いことが好まし
く、1/3ＴＲｍ＜Ｔ＜Ｔｍの範囲であることがより好ま
しい。

イオン注入法は、前記と同様にして支持体上に所望の層
厚を有する蛍光母体層を形成し、次にイオン注入装置を
入れて付活剤イオンを注入することによって蛍光体層を
形成する方法である。

イオン注入装置５の構成例を第５図に示す。

ａ）イオン源部51では所要の付活剤イオンをその固体あ
るいは塩化物、水素化物等のガスより生成する。

ｂ）生成されたイオンは引出し電極によって引き出さ
れ、加速部で平均射影飛程や付活剤分布の設定に応じて
エネルギーを選択し、加速する。

ｃ）質量分析部53では所要のエネルギーと質量をもった
イオンを取り出し、さらに ｄ）偏向部54でχ−ｙ方向にイオン・ビームを均一掃引
して、 ｅ）試料室55に取りつけられた拡散・添加を施すパネル
56に均一照射する。このときチャネリングと呼ばれるイ
オンのトンネル侵入を避けるために、該パネル面をビー
ム方法に対して７〜８°程度傾けることが大切である。
注入装置の真空度は一般にイオン源部で約１×10^-6Tor
r、試料部では10^-7Torr台まで排気されている。

この方法も付活剤の添加量を精密にコントロールできる
ので好ましく、またイオン注入中あるいは注入後熱処理
を施すことによりさらに高感度のパネルを得ることがで
きる。

本発明の於て前記の付活剤の拡散・添加処理の対象とな
る蛍光母体層は、一般公知の気相堆積法によって形成さ
れた蛍光母体層である。

即ち該蛍光母体層は、緻密に堆積された輝尽性蛍光体母
体非結晶（アモルファス）からなっていてもよいし、微
細柱状結晶が層厚方向に縦に結束されて貝柱状に層を形
成した形態でもよい。或は前記貝柱状に結束して層をな
した層表面には大小の縦横に走るクレバスを配していて
もよい。更に微細柱状結晶の各々の周囲に空隙を囲焼し
て霜柱状に蝟集した形状の蛍光母体層であってもよい。

また前記クレバス或は空隙は層厚方向の上向き或は下向
きに消滅して微細柱状結晶が癒合していてもよい。

また前記した各形態の混合した蛍光母体層でもよい。

輝尽性蛍光体のうち、熱輝尽性蛍光体は励起に対する応
答性が遅い、時系列的に読取ることがむずかしい等の理
由により実用上光輝尽性蛍光体が有用であり、また500m
m以上の輝尽励起光で輝尽発光するものが好ましい。

本発明のパネルに用いられる光輝尽性蛍光体としては、
例えば特開昭55-12143号に記載されている一般式が （Ｂａ_{１−ｘ−ｙ}Ｍｇ_ｘＣａ_ｙ）ＦＸ：ｅＥｕ^２＋ （但し、ＸはＢｒおよびＣｌの中の少なくとも１つであ
り、ｘ，ｙおよびｅはそれぞれ０＜ｘ＋ｙ≦0.6、xy≠０
および10^-6≦ｅ≦５×10^-2なる条件を満たす数であ
る。）で表されるアルカリ土類弗化ハロゲン化物蛍光
体、特開昭55-12144号に記載されている一般式が ＬｎＯＸ：ｘＡ （但しＬｎはＬａ，Ｙ，ＧｄおよびＬｕの少なくとも１
つを、ＸはＣｌおよび／またはＢｒを、ＡはＣｅおよび
／またはＴｂを、ｘは０＜ｘ＜0.1を満足する数を表
す。）で表され蛍光体、特開昭55-12145号に記載されて
いる一般式が （Ｂａ₁ ⁻ｘＭ^IIｘ）ＦＸ：ｙＡ （但しＭ^IIは、Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，ＺｎおよびＣｄのう
ちの少なくとも１つを、ＸはＣｌ，ＢｒおよびＩのうち
少なくとも１つを、ＡはＥｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄ
ｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，ＹｂおよびＥｒのうちの少なく
とも１つを、ｘおよびｙは０≦ｘ≦0.6および０≦ｙ≦
0.2なる条件を満たす数を表す。）で表される蛍光体、
特開昭55-84389号に記載されている一般式が ＢａＦＸ：ｘＣｅ，ｙＡ （但し、ＸはＣｌ，ＢｒおよびＩのうち少なくとも１
つ、ＡはＩｎ，Ｔｌ，Ｇｄ，Ｓｍ，およびＺｒのうちの
少なくとも１つであり、ｘおよびｙはそれぞれ０≦ｘ≦
２×10^-1および０≦ｙ≦５×10^-2である）。で表される
蛍光体、特開昭55-160078号に記載されている一般式が Ｍ^IIＦＸ・ｘＡ：ｙＬｎ （但しＭ^IIはＭｇ，Ｃａ，Ｂａ，Ｓｒ，Ｚｎ，およびＣ
ｄのうちの少なくとも１種、ＡはＢｅＯ，ＭｇＯ，Ｃａ
Ｏ，ＳｒＯ，ＢａＯ，ＺｎＯ，Ａｌ₂Ｏ₃，Ｙ₂Ｏ₃，Ｌａ
₂Ｏ₃，Ｉｎ₂Ｏ₃，ＳｉＯ₂，ＴｉＯ₂，ＺｒＯ₂，Ｇｅ
Ｏ₂，ＳｎＯ₂，Ｎｂ₂Ｏ₅，Ｔａ₂Ｏ₅，およびＴｈＯ₂の
うち少なくとも１種、ＬｎはＥｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，
Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｓｍ，およびＧ
ｄのうち少なくとも１種であり、ＸはＣｌ，Ｂｒおよび
Ｉのうちの少なくとも１種であり、ｘおよびｙはそれぞ
れ５×10^-5≦ｘ≦0.5および０≦ｙ≦0.2なる条件を満た
す数である。）で表される希土類元素付活２価金属フル
オロハライド蛍光体、特開昭59-38278号に記載されてい
る下記いづれかの一般式 ｘＭ₃（ＰＯ₄）₂・ＮＸ₂：ｙＡ Ｍ₃（ＰＯ₄）₂・ｙＡ （式中、ＭおよびＮはそれぞれＭｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂ
ａ，Ｚｎ，およびＣｄのうち少なくとも１種、ＸはＦ，
Ｃｌ，ＢｒおよびＩのうち少なくとも１種、ＡはＥｕ，
Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｙｂ，Ｅ
ｒ，Ｓｂ，Ｔｌ，Ｍｎ，およびＳｎのうち少なくとも１
種を表す。また、ｘおよびｙは０＜ｘ≦６、０≦ｙ≦１
なる条件を満たす数である。）で表される蛍光体、下記
いづれかの一般式 ｎＲｅＸ₃・ｍＡＸ₂′：ｘＥｕ ｎＲｅＸ₃・ｍＡＸ₂′：ｘＥｕ，ｙＳｍ （式中、ＲｅはＬａ，Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕ，のうち少なくと
も１種、Ａはアルカリ土類金属、Ｂａ，Ｓｒ，Ｃａのう
ち少なくとも１種、ＸおよびＸ′はＦ，Ｃｌ，Ｂｒのう
ち少なくとも１種を表す。また、ｘおよびｙは、１×10
^-4＜ｘ＜３×10^-1、１×10^-4＜ｙ＜１×10^-1なる条件を
満たす数であり、ｎ／ｍは１×10^-3＜ｎ／ｍ＜７×10^-1
なる条件を満たす。）で表される蛍光体、及び下記一般
式 Ｍ Ｘ・ａＭ Ｘ₂′・ｂＭ Ｘ₃″：ｃＡ （但し、Ｍ^ＩはＬｉ，Ｎａ，Ｋ，Ｒｂ，Ｃｓから選ばれ
る少なくとも１種のアルカリ金属であり、Ｍ^IIはＢｅ，
Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｚｎ，Ｃｄ，ＣｕおよびＮｉ
から選ばれる少なくとも１種の二価金属である。

Ｍ^IIIはＳｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓ
ｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙ
ｂ，Ｌｕ，Ａｌ，Ｇａ，およびＩｎから選ばれる少なく
とも１種の三価金属である。

Ｘ，Ｘ′およびＸ″はＦ，Ｃｌ，Ｂｒ，およびＩから選
ばれる少なくとも１種のハロゲンである。

ＡはＥｕ，Ｔｂ，Ｃｅ，Ｔｍ，Ｄｙ，Ｐｒ，Ｈｏ，Ｎ
ｄ，Ｙｂ，Ｅｒ，Ｇｄ，Ｌｕ，Ｓｍ，Ｙ，Ｔｌ，Ｎａ，
Ａｇ，Ｃｕ，およびＭｇから選ばれる少なくとも１種の
金属である。また、ａは０≦ａ≦0.5の範囲の数値であ
り、ｂは０≦ｂ＜0.5の範囲の数値であり、ｃは０＜ｃ
≦0.2の範囲の数値である。）で表されるアルカリハラ
イド蛍光体等が挙げられる。特にアルカリハライド蛍光
体は、蒸着・スパッタリング等の方法で蛍光母体層を形
成させやすく好ましい。

しかし、本発明に係るパネルに用いられる輝尽性蛍光体
は、前述の蛍光体に限られるものではなく、放射線を照
射した後輝尽励起光を照射した場合に輝尽発光を示す蛍
光体であればいかなる蛍光体であってもよい。

本発明に係るパネルは前記の輝尽性蛍光体の少なくとも
一種類を含む一つ若しくは二つ以上の蛍光層から成る蛍
光層群であってもよい。また、それぞれの蛍光層に含ま
れる輝尽性蛍光体は同一であってもよいが異なっていて
もよい。

本発明に係るパネルの蛍光層の層厚はパネルの放射線に
対する感度、輝尽性蛍光体の種類等によって異なるが、
30μｍ〜1000μｍの範囲から選ばれるのが好ましく、60
μｍ〜600μｍの範囲から選ばれるのがより好ましい。

さらに、本発明に係るパネルの蛍光層は前述のように輝
尽励起光および輝尽発光の指向性に優れているため、輝
尽励起光の蛍光層中での散乱が減少し、画像の鮮鋭性が
著しく向上する。

本発明に係るパネルにおいて用いられる支持体としては
各種高分子材料、ガラス、金属、セラミックス等が用い
られ、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフ
ィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリア
ミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフ
ィルム、ポリカーボネートフィルム等のプラスチックフ
ィルム、アルミニウム、鉄、銅、クロム等の金属シート
或は該金属酸化物の被覆層を有する金属シートが好まし
い。

さらにこれらの支持体は、蛍光層との接着性を向上させ
る目的で蛍光層が設けられる面に下引層を設けてもよ
い。また、これら支持体の層厚は用いる支持体の材質等
によって異なるが、一般的には80μｍ〜2000μｍであ
り、取扱い上の点からさらに好ましくは80μｍ〜1000μ
ｍである。

本発明に係るパネルにおいては、一般的に前記蛍光層が
露呈する面に、蛍光層を物理的にあるいは化学的に保護
するための保護層が設けられてもよい。この保護層は保
護層用塗布液を蛍光層上に直接塗布して形成してもよい
し、或はあらかじめ別途形成した保護層を蛍光層上に接
着してもよい。保護層の材料としては酢酸セルロース、
ニトロセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリビ
ニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリカーボネ
ート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポ
リエチレン、塩化ビニリデン、ナイロン等の通常の保護
層用材料が用いられる。

また、この保護層は蒸着法、スパッタ法等により、Ｓｉ
Ｃ，ＳｉＯ₂，ＳｉＮ，Ａｌ₂Ｏ₃などの無機物質を積層
して形成してもよい。これらの保護層の層厚は一般には
0.1μｍ〜100μｍ程度が好ましい。

本発明に係るパネルは第６図に概略的に示される放射線
画像変換方法に用いられた場合、優れた鮮鋭性、粒状性
および感度を与える。すなわち、第６図において、61は
放射線発生装置、62は被写体、63は本発明によるパネ
ル、64は輝尽励起光源、65は該パネルより放射された輝
尽発光を検出する光電変換装置、66は65で検出された信
号を画像として再生する装置、67は再生された画像を表
示する装置、68は輝尽励起光と輝尽蛍光とを分離し、輝
尽蛍光のみを透過させるフィルタである。

尚65以降は63からの光情報を何らかの形で画像として再
生できるものであればよく、上記に限定されるものでは
ない。

第６図に示されるように、放射線発生装置61からの放射
線は被写体62を通して本発明のパネル63に入射する。こ
の入射した放射線はパネル63の蛍光層に吸収され、その
エネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形成さ
れる。

次にこの蓄積像を輝尽励起光源64からの輝尽励起光で励
起して輝尽発光として放出せしめる。

パネル63は、蛍光層中に結着剤が含まれておらず、蛍光
層の輝尽励起光の指向性が高いため上記輝尽励起光によ
る走査の際に、輝尽励起光が蛍光層中で拡散するのが抑
制される。

放射される輝尽発光の強弱は蓄積された放射線エネルギ
ー量に比例するので、この光信号を例えば光電子増倍管
等の光電変換装置65で光電変換し、画像再生装置66によ
って画像として再生し、画像表示装置67によって表示す
ることにより、被写体の放射線透過像を観察することが
できる。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明を説明する。

実施例１ 支持体として1000μｍ厚の石英ガラスを第３図に示す蒸
着装置中に設置した。次に、抵抗加熱用のモリブデンボ
ートに目的とするアルカリハライド輝尽性蛍光体（RbB
r：0.0003Tl）の母体原料であるRbBrを入れ、もう一方
のタンタルボートには付活剤であるTlBrを入れ抵抗加熱
用電極にセットし、続いて蒸着装置を排気して２×10⁶T
orrの真空度とした。次に、まずタンタルボートに電流
を流し抵抗加熱法によってTlBrを蒸発させた。目的とす
る付活剤濃度から成る蛍光層を得るために膜厚検出計に
よりTlBrの蒸着速度をコントロールしながら前記支持体
上に層厚が0.2μｍの厚さになるまで堆積させた。

引き続いて、モリブデンボートに電流を流し、RbBrを蒸
発させ、前記TlBr層の上に層厚が300μｍの厚さになる
までRbBrを堆積させた。次にこのようにして得られた第
２図(a)に示すパネルを第７図の電気炉中に設置し、600
℃，0.5時間熱処理を行ない本発明によるパネルＡを得
た。

このようにして得られた本発明によるパネルＡの管電圧
80KVpのＸ線を10mR照射した後、半導体レーザ光（790n
m）で輝尽励起し、蛍光層から放射される輝尽発光を光
検出器（光電子増倍管）で光電変換し、この信号を画像
再生装置によって画像として再生し、銀塩フィルム上に
記録した。信号の大きさにより、パネルＡのＸ線に対す
る感度を調べ第１表に示す。

第１表において、Ｘ線に対する感度は本発明によるパネ
ルＡを１００として相対値で示してある。

実施例２ 実施例１に於て、熱処理温度300℃、２時間とする以外
は実施例１と同様にして本発明によるパネルＢを得た。
このようにして得られたパネルＢは実施例１と同様にし
て評価しその結果を第１表に示す。

実施例３ 支持体として1000μｍ厚の石英ガラスを第３図に示す蒸
着装置中に設置し、抵抗加熱用のモリブデンボートに目
的とするアルカリハライド輝尽性蛍光体（RbBr：0.0003
Ｔｌ）の母体原料であるRbBrを入れ、抵抗加熱用電極に
セットし、続いて蒸着装置を排気して２×10^-6Torrの真
空度とした。次に、モリブデンボートに電流を流RbBrを
蒸発させ、前記支持体上に層厚が300μｍの厚さになる
まで堆積させてRbBr蛍光母体層（パネルＳ）を得た。

次に、このパネルＳを第４図(a)に示す拡散法添加装置
の熱処理容器にセットし、ここにTlBr蒸気をTlBrが濃度
0.0003molとなるように送り込みながら600℃，１時間熱
処理して、本発明によるパネルＣを得た。このようにし
て得られたパネルＣは実施例１と同様にして評価し、そ
の結果を第１表に示す。

実施例４ 実施例３と同様にして得られたパネルＳを第４図(b)に
示す装置の熱処理容器に入れ、そのまわりに目的とする
蛍光層の組成と同じ組成の雰囲気粉（RbBr＋0.0003TlB
r）を充填した。次にこの容器を600℃，１時間熱処理す
ることにより本発明によるパネルＤを得た。このように
して得られたパネルＤは実施例１と同様にして評価し、
その結果を第１表に示す。

比較例（１） 支持体として1000μｍ厚の石英ガラスを第３図に示す蒸
着装置中に設置した。次に、抵抗加熱用のモリブデンボ
ートに目的とするアルカリハライド輝尽性蛍光体（RbB
r：0.0003Ｔｌ）の組成と同じ組成の混合粉体（RbBr＋
0.0003TlBr）を入れ、抵抗加熱用電極にセットし、続い
て蒸着装置を排気して２×10^-6Torrの真空度とした。次
に、モリブデンボートに電流を流し抵抗加熱法によって
RbBr・TlBrの混合粉体を蒸発させ、前記支持体上に層厚
が300μｍの厚さになるまで堆積させて比較のパネルＰ
を得た。

比較例（２） 支持体として1000μｍ厚の石英ガラスを第３図に示す蒸
着装置中に設置した。次に、抵抗加熱用のモリブデンボ
ートに目的とするアルカリハライド輝尽性蛍光体（RbB
r：0.0003Ｔｌ）の原料であるRbBrを入れ、もう一方の
タンタルボートにはTlBrを入れ抵抗加熱用電極にセット
し、続いて蒸着装置を排気して２×10^-6Torrの真空度と
した。次に、モリブデン、タンタルそれぞれのボートに
電流を流し抵抗加熱法によってRbBr，TlBrを蒸発させ
た。目的とする輝尽性蛍光体層を得るために各々の膜厚
検出計によりRbBr，TlBrの蒸着速度を検出し、それぞれ
の蒸着速度コントローラにフィードバックすることによ
って、RbBrの蒸着速度を180Å／Ｓ，TlBrの蒸着速度を
1.2Å／Ｓとなるようコントロールしながら前記支持体
上に層厚が300μｍの厚さになるまで堆積させて比較の
パネルＱを得た。

このようにして得られた比較のパネルＰ，Ｑは実施例１
と同様にして評価しその結果を第１表に示す。

第１表より明らかなように、本発明によるパネルＡ〜Ｄ
は比較のパネルＰに比較して粒状性、鮮鋭性は同等なが
ら、Ｘ線に対する感度は７〜11倍高くなった。

これは比較のパネルＰではTlBrの蒸気圧がRbBrに比して
著しく大きいため、蒸着時TlBrがRbBrに先んじて蒸発し
てしまうため、RbBr中のTlBr濃度が低くなるためと考え
られる。

また、比較のパネルＱは、本発明によるパネルに比較し
てＸ線に対する感度は1/3〜1/2であった。

これは本発明によるパネルはTlBrの拡散・添加時に熱増
感処理を同時に施せるために熱増感効果によって感度が
高くなったものと考えられる。

〔発明の効果〕

以上述べてきたように、本発明によれば蛍光母体層のみ
を形成したのちに、付活剤を特に熱拡散を利用して添加
することにより放射線に対する感度を著しく高めること
ができる。しかも、蛍光母体層は気相堆積法により形成
されたものであるので高感度化に伴う粒状性、鮮鋭性の
低下は見られない。また付活剤を熱拡散により添加する
ので大面積のパネルに於て付活剤濃度が均一となる高画
質の画像が得られる。

また熱拡散により添加することにより付活剤の添加及び
熱増感処理が同時に行なえることから生産性も大幅に向
上する。

以上本発明はその効果が極めて大きく工業的に有用であ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は熱処理時間に対する感度変化を表す図であり、
第２図は第１図(a)の現象をパネルの面から説明した図
である。 第３図は本発明に用いられる蒸着装置の一例、第４図は
本発明に用いられる拡散法添加装置、第５図はイオン注
入装置の一例を示す夫々の概要図である。 第６図は本発明に係るパネルを用いる放射線画像変換方
法の説明図である。 第７図は、本発明に用いられる熱処理用電気炉の概要図
である。 また、第８図はRbBr：Ｔｌ輝尽性蛍光体の発光強度とＴ
ｌ含有量との関係図である。 20…拡散を施すパネル 21…支持体 22…付活剤層 23…蛍光母体層 24…蛍光層 31…ベルジャー 32…支持体 33…シャッタ 34，35…膜厚検出器 36′，37′…蒸発源体 41…拡散・添加を施すパネル 42，50，72…熱処理容器 43，73…加熱用ヒータ 44，74…熱処理炉 45…加熱用ヒータ 46…蒸発容器 47…付活剤を含有する物質粉末 48…ガス量調整バルブ 49…雰囲気粉 51…イオン源部 52…引出・加速レンズ部 53…質料分析部 54…偏向部 55…試料室 56…拡散・添加を施すパネル 57…加熱用ヒータ

フロントページの続き (72)発明者 島田 文生 東京都日野市さくら町１番地 小西六写真 工業株式会社内 審査官 田村 爾

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】付活剤で付活された輝尽性蛍光体層を有す
   る放射線画像変換パネルの製造方法に於て、輝尽性蛍光
   体母体層を形成した後に、該層に付活剤を拡散・添加し
   て輝尽性蛍光体層を形成することを特徴とする放射線画
   像変換パネルの製造方法。