JPH10168449A - 増感紙用希土類蛍光体 - Google Patents

増感紙用希土類蛍光体

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JPH10168449A
JPH10168449A JP33224096A JP33224096A JPH10168449A JP H10168449 A JPH10168449 A JP H10168449A JP 33224096 A JP33224096 A JP 33224096A JP 33224096 A JP33224096 A JP 33224096A JP H10168449 A JPH10168449 A JP H10168449A
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JP
Japan
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phosphor
rare earth
content
intensifying screen
emission
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JP33224096A
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English (en)
Inventor
Tadashi Wakatsuki
正 若月
Masanori Otake
真典 大竹
Yoshinori Funayama
欣能 舩山
Hiroyasu Yashima
博泰 八島
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Toshiba Development and Engineering Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electronic Engineering Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】発光効率が高く増感紙用の蛍光膜とした場合
に、発光色特性を変化させることなく増感紙の感度を大
幅に高めることが可能な増感紙用希土類蛍光体を提供す
る。 【解決手段】一般式(Gd,Ln)2 2 S:Tbで表
わされ、LnはYおよびLaから選択される少なくとも
1種であり、Lnの含有量が1×10-6〜1×10-4
量%であり、Tbの含有量が0.2〜0.9重量%であ
ることを特徴とする増感紙用希土類蛍光体である。ま
た、Gdに対して1×10-7〜1×10-6重量%のEr
を含有させるとよい。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は増感紙用希土類蛍光
体に係り、特に発光効率が高く増感紙用の蛍光膜とした
場合に発光色特性を変化させることなく増感紙の感度を
大幅に高めることとが可能な増感紙用希土類蛍光体に関
する。
【0002】
【従来の技術】骨折時や健康診断時に使用するレントゲ
ン撮影機などの医療用X線検出装置および船舶,パイプ
ラインなどの金属構造物の溶接部を検査する際に使用す
る工業用X線検査装置においては、希土類蛍光体を塗布
した増感紙が使用されている。上記のような医療用レン
トゲン撮影装置および工業用非破壊検査装置は、被検部
を透過したX線を増感紙上に画像写真として捕え、疾病
状態や欠陥の情報を把握するものである。
【0003】ここで、X線の写真乳剤に対する感光能が
低いため、通常の感度を有する写真乳剤のみを使用した
フィルムでは、鮮明な画像写真は得られない。そこで、
X線による蛍光体の発光を利用して写真乳剤を感光させ
る増感紙が一般に使用されている。
【0004】上記X線増感紙の蛍光膜を形成するために
使用される蛍光体には、特に下記のような特性が要求さ
れる。
【0005】(1)発光効率が高いこと。 (2)X線の吸収量が大きいこと。 (3)X線フィルムの分光感度に適合した発光スペクト
ル分布を有すること。
【0006】上記のような要求特性のうち、(1)項の
発光効率が高いことは、X線診断時における被検者に対
する有害なX線の被曝線量を低減するために重要であ
る。また、一般にX線は物質を透過する性質が大きく、
高い発光を得るためには(2)項に示すようにX線吸収
量が大きい蛍光体が望ましい。この点でX線吸収を改善
するために、原子番号が大きい元素を使用する傾向があ
る。さらに鮮明で良質な画質を有するX線写真を得るた
めには、(3)項に示すようにX線フィルムの分光感度
に適合した発光ペスクトル分布を有することが重要であ
る。
【0007】これらの要求特性をある程度満足する蛍光
体として従来からCaWO4 蛍光体が増感紙用蛍光体と
して広く用いられてきた。しかしながら、近年になっ
て、より発光強度が大きくX線被曝線量の低減化が図れ
る希土類蛍光体が多用される傾向がある。
【0008】上記希土類蛍光体の具体例としては、テル
ビウム付活酸硫化ガドリニウム(Gd2 2 S:Tb)
蛍光体やLaOBr:Tb蛍光体,La2 2 S蛍光
体,Y2 2 S蛍光体,YTaO4 蛍光体,BaFCl
蛍光体等が用いられている。この中でも、Gd2
2 S:Tb3+が、X線吸収、発光効率、残光特性、化学
的安定性など総合的に優れており、従来より緑色に感度
の高いオルソフィルムと併せて広く利用されている。上
記のような希土類蛍光体を含むX線増感紙を使用するこ
とにより、人体が受けるX線被曝線量をある程度低減す
ることが可能となった。
【0009】しかしながら、X線被曝線量をさらに低減
すべく、希土類蛍光体の発光効率を向上させるために下
記のような開発研究が続けられていることが報告されて
いる。例えば特開昭57−187382号公報では、微
量のタングステン(W)を添加することにより蛍光体の
X線吸収量を高め発光効率を改善したことが報告されて
いる。また、特開平1−165690号公報では、テル
ビウム付活希土類蛍光体に微量のジスプロシウム(D
y)を含有させることにより、感度向上が実現できる旨
が開示されている。
【0010】一方、特公昭55−14111号公報に
は、テルビウム(Tb)およびツリウム(Tm)を添加
して活性化を図り感度向上を果したことが開示されてい
る。また、特公昭60−4856号公報には、テルビウ
ム付活希土類蛍光体に微量のセリウム(Ce)とハロゲ
ン元素とを含有させることにより、感度が向上すること
が開示されている。さらに、特開昭59−138292
号公報では、陰極線管用蛍光体としてのテルビウム付活
酸硫化イットリウム蛍光体に微量のゲルマニウム(G
e)を添加して蛍光体の輝度を向上させた例が開示され
ている。
【0011】また、特公昭53−36433号公報,特
公昭60−4856号公報および特開昭57−1391
72号公報では、多量のYとGdとの組合せにより蛍光
体の感度を向上させる例が開示されている。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の希土類蛍光体においては母体置換成分および付活剤
の種類や添加量によっては発光色特性が大きく変化して
しまい、特定の発光色に対応したフィルムの感度が却っ
て低下する場合が多いという問題点があった。
【0013】例えば、前記特公昭53−36433号公
報,特公昭60−4856号公報および特開昭57−1
39172号公報に開示された蛍光体は、本発明に係る
蛍光体と類似しているが、いずれもGdに対するY,L
aの添加量が20〜30重量%と多いため、従来のGd
2 2 S:Tb蛍光体と比べて発光色や色バランスなど
の発光特性が全く別異な蛍光体となってしまう。そのた
め、この蛍光体を使用した増感紙は、従来のX線フィル
ム感度とのマッチングが悪化し、同一条件で使用するこ
とが困難になる。すなわち、YやLaが多量に含有され
ているため、発光色や色バランスが大きく変化し、Gd
の発光色に対応するフィルムの感度が却って大きく低下
する問題点があった。
【0014】本発明は上記問題点を解決するためになさ
れたものであり、発光効率が高く増感紙用の蛍光膜とし
た場合に、発光色特性を変化させることなく増感紙の感
度を大幅に高めることが可能な増感紙用希土類蛍光体を
提供することを目的とする。
【0015】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
本願発明者らは、特にX線吸収性,発光効率および安定
性に優れたテルビウム付活酸硫化ガドリニウム(Gd2
2 S:Tb)蛍光体に着目し、各種置換元素を添加し
て蛍光体を調製し、その置換元素の種類および添加量が
蛍光体の発光色特性および発光効率に及ぼす影響を実験
により比較検討した。
【0016】その結果、テルビウム付活酸硫化ガドリニ
ウム蛍光体に、イットリウム(Y)およびランタン(L
a)の少なくとも一方を微量に添加することにより、X
線励起による蛍光体の発光輝度を効果的に向上させるこ
とができるという知見を得た。また、上記微量のYやL
aに加えて、さらに微量のErを含有させることによ
り、蛍光体の輝度をさらに改善できるという知見を得
た。本発明は上記知見に基づいて完成されたものであ
る。
【0017】すなわち、本願の第1の発明に係る増感紙
用希土類蛍光体は、一般式(Gd,Ln)2 2 S:T
bで表わされ、LnはYおよびLaから選択される少な
くとも1種であり、Lnの含有量が1×10-6〜1×1
-4重量%であり、Tbの含有量が0.2〜0.9重量
%であることを特徴とする。
【0018】また、本願第2の発明に係る増感紙用希土
類蛍光体は、一般式(Gd,Ln)2 2 S:Tb,E
rで表わされ、LnはYおよびLaから選択される少な
くとも1種であり、Lnの含有量が1×10-6〜1×1
-4重量%であり、Tbの含有量が0.2〜0.9重量
%であり、Erの含有量が1×10-7〜1×10-6重量
%であることを特徴とする。
【0019】ここでLn成分となるYおよびLaは、蛍
光体の発光輝度を高めるためにGdに対して5×10-6
〜5×10-4重量%と微少な割合で含有される。Yおよ
びLaの少なくとも一方の含有量が1×10-6重量%未
満と過少な場合には発光輝度の向上効果が不十分となる
一方、含有量が1×10-4重量%と過剰な場合には、蛍
光体の発光色の変化が大きくなり、増感紙のフィルム感
度とのマッチングが悪化してしまう。したがってLn成
分の含有量は1×10-6〜1×10-4重量%の範囲とさ
れるが、5×10-6〜5×10-5重量%の範囲がより好
ましい。
【0020】また、TbはX線フィルムの分光感度に合
せるために、Gdに対して0.2〜0.9重量%の割合
で添加される。上記範囲においてX線フィルムの分光感
度と蛍光体とのマッチングが良好となる。さらにTb成
分の含有量は0.3〜0.55重量%の範囲がさらに好
ましい。
【0021】さらに、Erは前記YおよびLaの少なく
とも一方から成る微量のLn成分とともに微量添加され
ると蛍光体の発光輝度をさらに高める作用を有する。E
rは、Gdに対して1×10-7〜1×10-6重量%の範
囲で含有される。Erの含有量が1×10-7重量%未満
では上記輝度の改善効果が少なくなる一方、Erの含有
量が1×10-6重量%を超えると、却って蛍光体の輝度
低下を招き易い。
【0022】本発明に係る増感紙用希土類蛍光体は、例
えば下記に示すような工程を経て製造される。すなわ
ち、原料粉末としての酸化ガドリニウム(Gd
2 3 ),酸化テルビウム(Tb4 7 ),酸化イット
リウム(Y2 3 ),酸化ランタン(La2 3 ),酸
化エルビウム(Er2 3 )などの希土類酸化物と、硫
黄(S)と、融剤としての炭酸ナトリウム(Na2 CO
3 )や燐酸カリウム(K3 PO4)とを所定量ずつ秤量
し、各原料粉末を十分に混合して蛍光体原料混合物を調
製する。
【0023】ここで、本発明に係る蛍光体においては
Y,La,Er成分の含有量は非常に微量となるため、
それらの微少成分の酸化物で所定量のY,La,Er成
分量を調整することは極めて困難である。そこで、上記
Y,La,Er成分については、蛍光体の母体となるG
2 3 原料とY2 3 ,La2 3 ,Er2 3 原料
との共沈操作で生成する共沈物を使用することが、上記
微少成分の含有量を高精度に調整する上で極めて有効で
ある。
【0024】次に得られた蛍光体原料混合物を、蓋付き
のアルミナ製るつぼ等に充填し、混合物を雰囲気から遮
断するための蓋をるつぼに装着した状態で1100〜1
300℃の温度範囲で焼成する。
【0025】なお、焼成する雰囲気は空気中でもよい
が、有害な酸化物の生成量を低減するために、N2 ガス
やArガスまたはH2 ガスなどの非酸化性雰囲気ないし
不活性ガス雰囲気または還元雰囲気で焼成することが好
ましい。特に蛍光体原料混合物を還元雰囲気中で焼成し
て調製した蛍光体については、発光特性を阻害する不純
物となる酸化物が生成しにくいため、さらに蛍光体の輝
度を高めることが可能となる。
【0026】そして焼成操作によって得られた焼成物
を、純水で洗浄し、必要に応じて酸洗浄を実施した後
に、常法の乾燥工程および篩別工程を経て本発明に係る
増感紙用希土類蛍光体が製造される。
【0027】上記構成に係る増感紙用希土類蛍光体によ
れば、YおよびLaの少なくとも一方が所定量含有され
ているため、従来のGd2 2 S:Tb蛍光体と比較し
て発光色特性を変化させることなく、発光効率が高い蛍
光体が得られる。また、この蛍光体を使用した増感紙の
感度を大幅に高めることができる。また、上記Yおよび
Laの少なくとも一方と、微量のErとを複合的に含有
させることにより、蛍光体の発光輝度を、さらに高める
ことが可能となる。
【0028】
【発明の実施の形態】次に本発明の実施形態について、
以下の実施例を参照してより具体的に説明する。
【0029】まず、各実施例用の蛍光体原料として下記
の酸化物粉末,硫黄粉末,融剤をそれぞれ秤量した。な
お、希土類酸化物のうち、Gd2 3 /Y2 3 はGd
2 3 とY2 3 との共沈操作によって得られた酸化物
粉末であり、Y2 3 を100ppm含有する酸化物粉
末を示す。また、Gd2 3 /Er2 3 はGd2 3
とEr2 3 との共沈操作によって得られた酸化物粉末
であり、Er2 3 を100ppm含有する酸化物粉末
を示す。さらに、Gd2 3 /La2 3 はGd2 3
とLa2 3 との共沈操作によって得られた酸化物粉末
であり、La23 を100ppm含有する酸化物粉末
を示す。
【0030】
【外1】
【0031】
【外2】
【0032】
【外3】
【0033】
【外4】
【0034】
【外5】
【0035】
【外6】
【0036】
【外7】
【0037】
【外8】
【0038】次に上記のように秤量した各原料粉末を十
分に混合して、それぞれ実施例1〜8用の蛍光体原料混
合体を得た。次に各蛍光体原料混合体をアルミナ製るつ
ぼに充填し、さらにるつぼに蓋を装着した状態で窒素ガ
ス雰囲気中で1150℃の温度で焼成した。次に得られ
た焼成物を純水にて3回洗浄し、さらに酸洗浄処理を実
施した後に、再度純水洗浄を実施した。さらに分散処理
を施した後に、乾燥・篩別を実施することにより、微量
のイットリウムおよびランタンの少なくとも一方とエル
ビウムとを含有する実施例1〜8に係るテルビウム付活
酸硫化ガドリニウム蛍光体をそれぞれ調製した。
【0039】比較例 一方、比較例として、Y,LaおよびErを全く含有せ
ず、TbをGdに対して0.45重量%含有し、Gd2
2 S:Tbなる組成式を有する従来のテルビウム付活
酸硫化ガドリニウム蛍光体を用意した。
【0040】上記各実施例および比較例に係る蛍光体の
発光特性を比較評価するために、各蛍光体を使用してフ
ィルム上に蛍光体層を形成したテストピースを用意し
た。そして各テストピースについて、電圧80KVAの
X線で励起したときの発光輝度を測定して、下記表1に
示す結果を得た。なお各発光輝度は、従来の比較例に係
る蛍光体を使用した場合の発光輝度を基準値(100
%)とした相対輝度で示している。
【0041】
【表1】
【0042】上記表1に示す結果から明らかなように、
YおよびLaの少なくとも一方とErとを微量に添加し
て調製した各実施例に係るテルビウム付活酸硫化ガトリ
ニウム蛍光体は、Y,LaおよびErを全く含まない蛍
光体と比較して高い発光輝度が得られている。したがっ
て、各実施例に係る蛍光体を使用した増感紙のX線に対
する感度を効果的に向上させることができる。
【0043】また、図1は蛍光体中に含まれるY(イッ
トリウム)またはLa(ランタン)の含有量と蛍光体の
発光輝度との関係を示すグラフである。図1から明らか
なように、YまたはLaの含有量が10-6〜10-4重量
%の範囲において相対輝度が100%以上となり、蛍光
体の発光特性が改善されることが判明した。
【0044】なお、各実施例1〜8に係る蛍光体は、原
料混合体を窒素ガス雰囲気中で焼成して製造している
が、フォーミングガス還元雰囲気中で焼成した蛍光体に
ついては、実施例と比較して、さらに発光輝度が1〜5
%程度向上することが確認されている。この原因として
は発光特性を阻害する不純酸化物の生成が還元性ガスに
よって抑制されたためであると考えられる。
【0045】
【発明の効果】以上説明の通り、本発明に係る増感紙用
希土類蛍光体によれば、YおよびLaの少なくとも一方
が所定量含有されているため、従来のGd2 2 S:T
b蛍光体と比較して発光色特性を変化させることなく、
発光効率が高い蛍光体が得られる。また、この蛍光体を
使用した増感紙の感度を大幅に高めることができる。ま
た、上記YおよびLaの少なくとも一方と、微量のEr
とを複合的に含有させることにより、蛍光体の発光輝度
を、さらに高めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】蛍光体中のYまたはLaの含有量と蛍光体の相
対輝度との関係を示すグラフ。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 舩山 欣能 神奈川県横浜市磯子区新杉田町8番地 株 式会社東芝横浜事業所内 (72)発明者 八島 博泰 神奈川県川崎市川崎区日進町7番地1 東 芝電子エンジニアリング株式会社内

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一般式(Gd,Ln)2 2 S:Tbで
    表わされ、LnはYおよびLaから選択される少なくと
    も1種であり、Lnの含有量が1×10-6〜1×10-4
    重量%であり、Tbの含有量が0.2〜0.9重量%で
    あることを特徴とする増感紙用希土類蛍光体。
  2. 【請求項2】 一般式(Gd,Ln)2 2 S:Tb,
    Erで表わされ、LnはYおよびLaから選択される少
    なくとも1種であり、Lnの含有量が1×10-6〜1×
    10-4重量%であり、Tbの含有量が0.2〜0.9重
    量%であり、Erの含有量が1×10-7〜1×10-6
    量%であることを特徴とする増感紙用希土類蛍光体。
  3. 【請求項3】 Laの含有量が5×10-6〜5×10-5
    重量%であることを特徴とする請求項1または2記載の
    増感紙用希土類蛍光体。
  4. 【請求項4】 Tbの含有量が0.3〜0.55重量%
    であることを特徴とする請求項1または2記載の増感紙
    用希土類蛍光体。
JP33224096A 1996-12-12 1996-12-12 増感紙用希土類蛍光体 Pending JPH10168449A (ja)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2004059767A (ja) * 2002-07-30 2004-02-26 Nichia Chem Ind Ltd 電子線励起ディスプレイ、及びそれに用いる赤色発光蛍光体

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