JPH0754676B2 - X-ray image intensity - Google Patents

X-ray image intensity

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JPH0754676B2
JPH0754676B2 JP61076462A JP7646286A JPH0754676B2 JP H0754676 B2 JPH0754676 B2 JP H0754676B2 JP 61076462 A JP61076462 A JP 61076462A JP 7646286 A JP7646286 A JP 7646286A JP H0754676 B2 JPH0754676 B2 JP H0754676B2
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transparent conductive
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Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的] (産業上の利用分野) 本発明はX線イメージインテンシファイアに係り、特に
入力螢光面の構造に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Object of the Invention (Field of Industrial Application) The present invention relates to an X-ray image intensifier, and more particularly to the structure of an input fluorescent surface.

(従来の技術) X線イメージインテンシファイアは、一般に第1図に示
すように円筒状のガラス外囲器(1)と、コバールリン
グ(2)、ステンレスリング(3)を介して取り付けら
れたAl製の入力窓(4)、有底筒状の出力部に加工した
ガラスからなる出力外囲器(5)と、これら外囲器の内
部のAl入力窓側に位置する入力面(6)と、外囲器
(5)の有底筒状の底部に取り付けられた出力面(7)
と、ガラス外囲器の内面に設けられた集束電極(8)お
よび出力部に取り付けられた漏斗状の加速電極(9)よ
りなっている。ところで、従来のバイアルカリ光電面
は、透明導電膜の一例として厚さ1000Å程度の酸化イン
ジウム膜が知られているが第6図に示すように蒸着螢光
体層、例えばCsI蒸着層(72)の上に形成された平均粒
径が400Å以下の結晶粒(73)からなる多結晶体の透明
導電膜(74)より構成されている。この透明導電膜(7
4)は無数の結晶粒界(70)を有している。
(Prior Art) An X-ray image intensifier is generally attached via a cylindrical glass envelope (1), a Kovar ring (2) and a stainless ring (3) as shown in FIG. An input window (4) made of Al, an output envelope (5) made of glass processed into a cylindrical output part with a bottom, and an input surface (6) positioned inside the envelope on the side of the Al input window. , The output surface (7) attached to the bottom of the bottomed tubular shape of the envelope (5)
And a focusing electrode (8) provided on the inner surface of the glass envelope and a funnel-shaped accelerating electrode (9) attached to the output part. By the way, as a conventional bialkali photocathode, an indium oxide film having a thickness of about 1000Å is known as an example of a transparent conductive film, but as shown in FIG. 6, a vapor deposition phosphor layer, for example, a CsI vapor deposition layer (72). It is composed of a polycrystalline transparent conductive film (74) formed of crystal grains (73) having an average grain size of 400 Å or less. This transparent conductive film (7
4) has innumerable grain boundaries (70).

一方、第1図に述べた出力面(7)はガラス基板と、こ
のカラス基板上に形成した螢光体層と、この螢光体層上
に形成したアルミバック層よりなる。この出力面(7)
はコントラストを高めるため通常ガラス基板の、出力螢
光体から発せられた螢光に対する透過率Tを約80%に設
定している。しかしながら、上記入力面と上記出力面を
組合せた従来のX線イメージインテンシファイアは本質
的に次に述べる欠点を有する。
On the other hand, the output surface (7) shown in FIG. 1 comprises a glass substrate, a fluorescent material layer formed on the glass substrate, and an aluminum back layer formed on the fluorescent material layer. This output surface (7)
In order to increase the contrast, usually, the transmittance T of the glass substrate for the fluorescence emitted from the output phosphor is set to about 80%. However, conventional X-ray image intensifiers that combine the input and output surfaces inherently have the following drawbacks.

(発明が解決しようとする問題点) 上記のようなX線イメージインテンシファイアは出力特
性が透過率Tをより小さい値にすることによってコント
ラスト特性がより向上するが、反対に輝度は低下すると
いう相反する問題点がある。また、上記透過率Tを得る
手段としてガラス基板上に光吸収層を設けることも知ら
れているが、同様の問題点がある。
(Problems to be Solved by the Invention) In the above X-ray image intensifier, the contrast characteristic is further improved by setting the transmittance T to a smaller value, but the luminance is decreased. There are conflicting problems. It is also known to provide a light absorbing layer on a glass substrate as a means for obtaining the above-mentioned transmittance T, but there are similar problems.

本発明は入力面の改良により上記の輝度低下を補い、コ
ントラストが向上したX線イメージインテンシファイア
を提供するものである。
The present invention provides an X-ray image intensifier with improved contrast by compensating for the above-mentioned decrease in brightness by improving the input surface.

[発明の構成] (問題点を解決するための手段) 本発明は光電面と入力螢光膜の間に膜面に平行な面の平
均微結晶サイズが500Å以上の結晶性を有する透明導電
膜を形成することにより、従来のX線イメージインテン
シファイアに比し同等以上の輝度を得ると共にコントラ
ストの大幅な向上が得られるX線イメージインテンシフ
ァイアを提供するものである。
[Structure of the Invention] (Means for Solving the Problems) The present invention is a transparent conductive film having crystallinity in which a plane parallel to the film surface between the photocathode and the input fluorescent film has an average crystallite size of 500 Å or more. By providing the X-ray image intensifier, the X-ray image intensifier can obtain brightness equal to or higher than that of the conventional X-ray image intensifier and can significantly improve the contrast.

(作用) 本発明は透明導電膜中の結晶粒界を少なくすることによ
り光電面を構成するアルカリ金属が透明導電膜に拡散し
がたくなるようにし、従来に比べ光電面感度を向上させ
る。したがって、出力面のコントラストを向上させるた
めにガラス基板の透過率を減少することにより本来低下
すべき輝度が補なわれることを特徴としている。
(Function) The present invention makes it difficult for the alkali metal forming the photocathode to diffuse into the transparent conductive film by reducing the crystal grain boundaries in the transparent conductive film, and improves the photocathode sensitivity as compared with the conventional case. Therefore, it is characterized in that the transmittance which should be originally reduced should be compensated by decreasing the transmittance of the glass substrate in order to improve the contrast of the output surface.

(実施例) 以下、本発明のX線イメージインテンシファイアの一実
施例について第1図乃至第4図および第6図を参照して
説明する。
(Embodiment) An embodiment of the X-ray image intensifier of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 4 and 6.

まず、本実施例に係る製造方法について説明する。First, the manufacturing method according to this embodiment will be described.

第1図に示す入力面(6)の一構成要素となる入力螢光
面はAl基板に沃化セシウムを母体とし、Naにより活性化
された螢光体を200μmの厚さに蒸着した。沃化セシウ
ム螢光体の製造法は特開昭57−136744号公報に述べられ
ているように高解像度を得るため柱状結晶のサイズを15
μm以下とする方法である。なお、保護膜は形成させ
ず、直接、螢光体蒸着層表面に透明導電膜を形成した。
透明導電膜の製造法は、酸素雰囲気中で電子ビーム蒸着
法に従った。蒸着材料は酸化インジウム(In2O3)粉末
と酸化錫(SnO2)粉末を混合したものを用いた。さらに
比較例として本実施例のSnO2の混合比は5mol%、10mol
%、16mol%、20mol%、100mo;%、の5種類について実
施した。酸素雰囲気(圧力;3×10-2pa)の下で蒸着速度
50Å/minで膜厚800Åの膜を9インチサイズの入力螢光
面上に形成させた。膜形成中の入力螢光面温度は300℃
となるように保った。得られた透明導電膜は全ての導電
膜で表面抵抗率が100kΩ/□以下となることが確認され
た。それぞれの場合について、導電膜の平均結晶サイズ
と入力螢光体の螢光に対する透過率を測定した結果を第
2図に示す。ここで、平均結晶サイズとは走査形電子線
顕微鏡写真から約100個の結晶粒について、内接する半
径を測定し、その算術平均値をもって定義した。上記し
た方法により測定される結晶サイズは、微結晶の膜面に
平行な方向のサイズである。なお、第2図の横軸はター
ゲット中のSnO2の含有量を示す。この結果からSnO2の含
有率が増す程同じ膜厚800Åでも螢光透過率が減少する
ことがわかった。平均結晶サイズは、SnO2がOから20mo
l%までの間にある範囲では、5mol%あたりに極大を示
すことがわかる。SnO2含有率が100%の場合は510Åであ
った。これらの入力基体を使った第1図に示す構造のX
線イメージインテンシファイアを構成し、バイアルカリ
光電面を形成した後、X線の入射させた場合の光電流を
測定した。この光電流を第2図に示した透明導電膜の螢
光透過率で割った値を求めて、SnO2含有率に対してプロ
ットしたものが第3図である。第3図の縦軸はSnO2含有
率が0となる従来の場合を1として規格化表示した光電
流/螢光透過率の値である。この結果から、光電面自身
の感度はSnO2含有率20mol%の場合を除いて全て、SnO2
含有率が0mol%である従来の場合に比べて高いことが解
る。
The input fluorescent surface, which is one of the constituent elements of the input surface (6) shown in FIG. 1, has cesium iodide as a host material on an Al substrate, and a fluorescent material activated by Na is vapor-deposited to a thickness of 200 μm. As described in JP-A-57-136744, a method for producing a cesium iodide phosphor has a columnar crystal size of 15 to obtain high resolution.
This is a method of setting the thickness to be μm or less. The transparent conductive film was directly formed on the surface of the fluorescent substance vapor deposition layer without forming the protective film.
The transparent conductive film was manufactured by an electron beam evaporation method in an oxygen atmosphere. The vapor deposition material used was a mixture of indium oxide (In 2 O 3 ) powder and tin oxide (SnO 2 ) powder. Further, as a comparative example, the mixing ratio of SnO 2 in this example is 5 mol%, 10 mol
%, 16 mol%, 20 mol%, 100 mo; Deposition rate under oxygen atmosphere (pressure; 3 × 10 -2 pa)
A film with a film thickness of 800 Å was formed at a rate of 50 Å / min on a 9-inch size input fluorescent surface. Input fluorescent surface temperature is 300 ° C during film formation
I kept it. It was confirmed that the surface resistivity of all the obtained transparent conductive films was 100 kΩ / □ or less. FIG. 2 shows the results of measuring the average crystal size of the conductive film and the transmittance of the input phosphor for fluorescence in each case. Here, the average crystal size is defined as the arithmetic average value of the inscribed radius of about 100 crystal grains measured from a scanning electron microscope photograph. The crystal size measured by the method described above is the size in the direction parallel to the film surface of the microcrystal. The horizontal axis in FIG. 2 represents the content of SnO 2 in the target. From this result, it was found that as the SnO 2 content increases, the fluorescence transmittance decreases with the same film thickness of 800 Å. The average crystal size of SnO 2 is 20 to 20mo
It can be seen that in the range up to l%, the maximum is shown around 5 mol%. It was 510Å when the SnO 2 content was 100%. X of the structure shown in FIG. 1 using these input substrates
After constructing a line image intensifier and forming a bialkali photocathode, the photocurrent when X-rays were incident was measured. FIG. 3 shows a value obtained by dividing this photocurrent by the fluorescence transmittance of the transparent conductive film shown in FIG. 2 and plotting it against SnO 2 content. The vertical axis of FIG. 3 is the value of photocurrent / fluorescent transmittance normalized by displaying the conventional case where the SnO 2 content is 0 as 1. From this result, the sensitivity of the photocathode itself was all SnO 2 except when the SnO 2 content was 20 mol%.
It can be seen that the content is higher than the conventional case where the content is 0 mol%.

光電流/螢光透過率の値を平均結晶サイズについてプロ
ットしたものが第4図である。第4図の結果から平均結
晶サイズが大きい程光電面感度が高くなることが解る。
SnO2を10mol%含有する酸化インジウム錫蒸着膜の結晶
性を模式的に示したものが第5図である。膜厚の大きさ
に結晶サイズの大きさが近い値となるため、第6図に示
した従来の透明導電膜に比べて粒界が減少している。以
上のように透明導電膜の結晶サイズが大きいと、結晶粒
界が少なくなることがより感度の高い光電面が形成され
る効果を有する。
FIG. 4 is a plot of the values of photocurrent / fluorescence transmittance with respect to the average crystal size. From the results shown in FIG. 4, it is understood that the larger the average crystal size, the higher the photocathode sensitivity.
FIG. 5 schematically shows the crystallinity of an indium tin oxide vapor deposition film containing SnO 2 in an amount of 10 mol%. Since the size of the crystal size is close to the size of the film thickness, the grain boundaries are reduced as compared with the conventional transparent conductive film shown in FIG. As described above, when the crystal size of the transparent conductive film is large, the decrease in crystal grain boundaries has an effect of forming a photocathode having higher sensitivity.

上述のような感度の入力面を用いてX線イメージインテ
ンシファイアを構成したものは、出力面の透過率を従来
のものの約80%に比較し、より小さい値に設定でき、よ
ってコントラストが向上すると共に輝度が従来と同等以
上にすることができる。
The X-ray image intensifier constructed by using the input surface with the above-mentioned sensitivity can set the transmittance of the output surface to a smaller value compared to about 80% of the conventional one, thus improving the contrast. In addition, the brightness can be made equal to or higher than the conventional one.

例えば平均結晶サイズが500Åの透明導電膜を用い、出
力面に透過率67%のガラス基板を用いた場合は、10%コ
ントラスト比が従来のX線イメージインテンシファイア
の場合は15:1であるのに対し20:1に大幅に向上し、輝度
は従来と同等となる。さらには、平均結晶サイズが1500
Åの透明導電膜を用い、出力面に透過率42%のガラス基
板を用いた場合は、10%コントラスト比が従来のX線イ
メージインテンシファイアの場合は15:1であるのに対
し、28:1に大幅に向上し、輝度は従来と同等となる。
For example, if a transparent conductive film with an average crystal size of 500Å is used and a glass substrate with a transmittance of 67% is used for the output surface, the 10% contrast ratio is 15: 1 for a conventional X-ray image intensifier. On the other hand, it is significantly improved to 20: 1, and the brightness is comparable to the conventional one. Furthermore, the average crystal size is 1500
When a transparent conductive film of Å is used and a glass substrate with a transmittance of 42% is used for the output surface, the 10% contrast ratio is 15: 1 in the case of the conventional X-ray image intensifier. : 1 greatly improved, and the brightness becomes the same as before.

これら透明導電膜の製法としては本発明の実施例の他、
スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、イ
オンビームスパッタリンク法、イオンプレーティング法
等も適用できるものである。
As a method for producing these transparent conductive films, other than the embodiment of the present invention,
A sputtering method, a magnetron sputtering method, an ion beam sputter link method, an ion plating method or the like can also be applied.

また、本発明の実施例では、X線イメージインテンシフ
ァイアの入力螢光面に直接透明導電膜を形成させる場合
について述べたが、入力螢光面にあらかじめ保護膜を形
成させたものについても同様の効果が得られる。
Further, in the embodiment of the present invention, the case where the transparent conductive film is directly formed on the input fluorescent surface of the X-ray image intensifier has been described, but the same applies to the case where the protective film is previously formed on the input fluorescent surface. The effect of is obtained.

ガラスを基体としても光電面形成時は、ガラスがアルカ
リ金属蒸気と反応し易い場合は勿論のこと、ガラスとア
ルカリ金属蒸気とがほとんど反応しない場合でも、透明
導電膜の結晶サイズを500Å以上とすることにより透明
導電膜自身へのアルカリ金属の拡散の影響を抑えること
ができ、もって光電面の感度向上が計れる。
Even when glass is used as the substrate, the crystal size of the transparent conductive film is 500 Å or more not only when the glass easily reacts with the alkali metal vapor during the photocathode formation but also when the glass and the alkali metal vapor hardly react with each other. As a result, the influence of the diffusion of the alkali metal into the transparent conductive film itself can be suppressed, and thus the sensitivity of the photocathode can be improved.

[発明の効果] 上述のとおり、本発明は透明導電膜内での平均結晶サイ
ズを大きくつくることにより結晶粒界を減少させるの
で、光電面のアルカリ金属が透明導電膜内に侵入して感
度を低下させる作用を防止でき、コントラストの向上と
共に輝度を従来と同等以上にするX線イメージインテン
シファイアが得られる効果を有する。
[Advantages of the Invention] As described above, the present invention reduces crystal grain boundaries by increasing the average crystal size in the transparent conductive film, so that the alkali metal on the photocathode penetrates into the transparent conductive film to improve sensitivity. This has the effect of preventing the effect of lowering the X-ray image intensifier and improving the contrast and making the brightness equal to or higher than the conventional one.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係るX線イメージインテンシファイア
の一例を示す断面図、第2図乃至第4図はそれぞれ本発
明の一実施例の効果を説明する図、第5図は本発明の一
実施例の入力螢光面の透明導電膜の結晶サイズを説明す
る模式図、第6図は従来のX線イメージインテンシファ
イアに用いられる入力螢光面の透明導電膜の結晶サイズ
を説明する模式図である。 (1)……ガラス外囲器、(2)……コバールリング、
(3)……ステンレスリング、(4)……Al入力窓、
(5)……出力外囲器、(6)……入力面、(7)……
出力面、(8)……集束電極、(9)……加速電極、
(80)……結晶粒界、(82)……螢光層、(84)……透
明導電膜
FIG. 1 is a sectional view showing an example of an X-ray image intensifier according to the present invention, FIGS. 2 to 4 are views for explaining the effect of an embodiment of the present invention, and FIG. FIG. 6 is a schematic diagram illustrating the crystal size of the transparent conductive film on the input fluorescent surface of one embodiment, and FIG. 6 illustrates the crystal size of the transparent conductive film on the input fluorescent surface used in the conventional X-ray image intensifier. It is a schematic diagram. (1) …… Glass envelope, (2) …… Kovar ring,
(3) …… Stainless steel ring, (4) …… Al input window,
(5) …… Output envelope, (6) …… Input surface, (7) ……
Output surface, (8) ... Focusing electrode, (9) ... Accelerating electrode,
(80) …… Crystal grain boundary, (82) …… Fluorescent layer, (84) …… Transparent conductive film

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】入力螢光面上に直接又は保護膜を介して透
明導電膜が形成され、この透明導電膜上に光電面が形成
されたX線イメージインテンシファイアにおいて、 上記透明導電膜は、酸化インジウムを主体としこれに酸
化錫を16モル%以下(0%を除く)含み、且つ上記入力
螢光面に平行な面の平均微結晶サイズが500オングスト
ローム以上の結晶性を有することを特徴とするX線イメ
ージインテンシファイア。
1. An X-ray image intensifier in which a transparent conductive film is formed on an input fluorescent surface directly or via a protective film, and a photocathode is formed on the transparent conductive film. , Mainly containing indium oxide and containing tin oxide in an amount of 16 mol% or less (excluding 0%), and having a crystallinity of an average crystallite size of a plane parallel to the input fluorescent surface of 500 angstroms or more. X-ray image intensifier.
JP61076462A 1986-04-04 1986-04-04 X-ray image intensity Expired - Lifetime JPH0754676B2 (en)

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US07/033,775 US4752681A (en) 1986-04-04 1987-04-03 X-ray image intensifier having a crystalline conductive film on the input screen
EP87104985A EP0240951B1 (en) 1986-04-04 1987-04-03 X-ray image intensifier
DE8787104985T DE3774746D1 (en) 1986-04-04 1987-04-03 X-RAY RADIATION IMAGE AMPLIFIER.

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