JPS5828700B2

JPS5828700B2 - 発光スクリ−ン

Info

Publication number: JPS5828700B2
Application number: JP50012278A
Authority: JP
Inventors: サニヤールジヤン; ピエールガルブジヤン
Original assignee: Thomson CSF SA
Current assignee: Thales SA
Priority date: 1974-01-29
Filing date: 1975-01-29
Publication date: 1983-06-17
Also published as: JPS50109662A; FR2259435B1; GB1500022A; US4023039A; FR2259435A1; DE2503451B2; DE2503451A1

Description

【発明の詳細な説明】本発明は発光スクリーンに関する。

従来このようなスクリーンは発光材料またはシンチレー
ション物質の１層を基板上に被着することによりえられ
、この一層は例えばこのスクリーンが映像用変換管に用
いられた場合入射エネルギーをこのエネルギーに不感な
第２の要素に向って変換伝達する機能をもっている。

例えば上記入射エネルギーが放射線装置またはシンチロ
グラフィーの場合にかげるようにＸ線あるいはγ線であ
るとき、あるいは中性子透視に釦けるように中性子の流
れであるとき、これら入射エネルギーは上記発光材料ま
たはシンチレーション物質よりなる一層によりスペクト
ルの可視部分あるいはその近傍の波長範囲の光線に変換
されて上記第２の要素たる感光性陰極に伝達される。

しかしながら上記従来の構成に訃いてはこの伝達に当っ
て次のような困難があった。

すなわち、上記発光層の入射エネルギーに露らされる表
面上の各点に）いて変換されたフォトンはこの発光層中
上記各点を頂点とする円錐体中に進行せしめられ、かく
て上記シンチレーション層の表面上の１点に対し上記層
の反射側表面上である大きさを有する領域が対応すると
と＼なる。

これにより上記表面上に上記入射エネルギーにより形成
される物体の映像は上記シンチレーション層を通過する
ことにより不鮮明となる。

さらにこのシンチレーション層とそれが接触する媒体（
上述の例では感光性陰極）との界面に釦いて上記変換さ
れた光線の反射が生起し、このため入射エネルギーの一
部に相当する光線がシンチレーション層の入射表面に向
って反射せしめられる。

この場合上記シンチレーション層を形成する物質の屈折
率は上記感光性陰極を形成する物質のそれよりも相当に
高く、屡々１．７から１．８に達する。

このため上記反射により映像のコントラストが損なわれ
る。

シンチレーション層を互いに隔離された微小島部を有す
るモザイク構造に形成することにより上述の２種の欠点
を除去しようとする試みがなされた。

例えば米国特許第３０４１４５６号明細書にかいては上
記シンチレーション層が形成される以前に上記基板上に
上記島部間のそれぞれに相当する隔離壁を形成すること
により上記目的の達成が企図され、また仏画特許第２１
４５５６６号明細書（特開昭４８−１７９６３号公報参
照）に釦いては特別の製作技術の使用により上記発光材
料層中に製造中割目を生ぜしめることにより上記分離構
造をえようと試みられた。

然しながら前者は所望の基板構増をうるためはん雑な処
理を必要とし、かつそれかえられたとしてもその寸法は
必ずしも所要の島構造を与えるものではなかった。

また後者Ｖｃ卦いては基板を加工することがやはり必要
である上に上記適当な割れ目をうるためには発光層の製
作に当って細心な注意を必要とした。

本発明の目的は上述の特許に示されたものを含むこれ渣
で知られた方法の何れよりも簡単に製造しえられ、上述
の欠点を除去しうるか少くとも太幅に減少せしめうる発
光スクリーンをつるにある。

本発明は従来技術によるスクリーンの構成要素の他に附
加的な一層を設けることに基づめで）す、この層は上記
スクリーン中に組込１れた粒状材料により形成されて上
記所望の分離構造の達成を促進する。

以下添付の図面により本発明の実施例を詳細に説明する
。

第１図を参照すると、例えばＸ線またはγ線のような入
射エネルギーを光のエネルギーに変換し、スペクトルの
可視部分に相当する光線に感度を有する光電陰極に作用
せしめるための発光スクリーンが略図的断面図として示
されてしる。

このスクリーンに釦いて例えばアルミニュームよりなる
基板１上に、例えば沃化セシウム、沃化カリ、沃化ナト
リュームのようなハロゲン化アルカリよりなる発光材料
の連続したシンチレーション層２を塗布し、その上に例
えばセシウムカリウム、ルビデュームのようなアルカ
リ金属とアンチモニーとの錯化合物よりなる感光性材料
の層３が通常知られた方法で設けられる。

シンチレーション層２の入射輻射線に露らされる表面上
のＡで示される各点からこの層中に、入射エネルギーを
光線に変換する場合、この層の他の表面に向う実線の矢
印で示される光線に対応したフォトンが発生せしめられ
る。

実際にはこのような変換はこの層中のすべてのレベルに
釦すで行われるため、上述のＡ点が選択されこれに光線
が関連せしめられたことは単に記述を簡単化するための
ものである。

図に明らかなようにシンチレーション層が連続した材料
よりなりその内で光線の経路が何等変形されない場合、
この層の入射表面上のＡ点はその層の他側の表面上にか
いて上記Ａ点を頂点とする円錐の底面に相当する相当の
大きさをもったスポットに対応する。

さらにシンチレーション層と感光性陰極３の境界面によ
る反射は上記光線の一部をこのシンチレーション層の入
射表面に戻すことを意味する。

上記反射はシンチレーション層の屈折率が大きい程強く
なる。

この屈折率はシンチレーション層が上述のようにハロゲ
ン化合物である場合通常１７と１８の間にあ〜、この値
は感光性陰極材料）よび上記境界層（図示されず）を形
成する材料のそれよりも大きい。

上記境界層は化学的理由によりシンチレーション層と感
光性陰極との間に設けられる。

このように反射される光線は点線による矢印により示さ
れている。

上述された光線の円錐状の広がりと反射光の存在が上述
の映像の不鮮明とコントラストの損失の原因をなしてい
る。

第２図は本発明の理解に必要な要素のみを示す本発明に
よる発光スクリーンの部分断面図で、図中１は基板、２
はシンチレーション層で、これらの境界面にほぼ球形の
粒状材料４よりなる単一層４０が設けられ、その形状は
第３図の平面図に明示されてｂる。

第３図中釜粒子４間のすき間は参照番号５で示される。

公知の方法によりシンチレーション層２を製作するに当
って上記粒子４上に析出される発光材料は第２図に明ら
かなように上記すき間部分５に卦いて微小チャネル６を
形成し、これら微小チャネル６によって発光材料の島７
が互いに分離される。

これらの島７は上記粒子４が球形の場合一般に上記粒子
４よりｉｓｏから２００ミクロンの長烙に突出する円筒
形棒状を呈する。

これら棒状体の夫々は例えばＸ線またはγ線よりなる入
射エネルギーにより７ンチレ一シヨン層中に発生する光
波に対する導波管を構成する。

上述されたように通常のシンチレーション材料力１．７
から１．８に卦よぶ屈折率をもってしるため、上記微小
チャネル６の存在により上記棒状体の側壁にｉいて光波
が全反射され、これにより上記シンチレーション層の入
射面から出口表面に第２図のＡ点から出発した矢印で示
されるよう指向される光波の側方向への分散が防止され
る。

上記微小チャネル６の存在によりシンチレーション層と
感光性陰極との間の境界面により反射されてその入射面
に戻る光線の量も捷た減少せしめられる。

また上記棒状体中上記Ａ点のようなすべての点に対応し
てシンチレーション層の出口表面上に形成される光スポ
ットの太きさもこの棒状体の断面のそれに限定される。

このような限定の程度を知る上に釦いて、上述のように
球状であることが好ましい粒状体４の大きさは上記スク
リーンが組込１れる管球の寸法によりまたそれにより遠
戚される特性により数十ミクロン、例えば２０ミクロン
から７０ミクロンの間に選定されることに注意されたい
。

高度の選別作業によってこの粒状材料の希望寸法に対す
る誤差を小さくすることができる。

粒状材料の粒子寸法をとのよらに選別することにより上
記棒状体の断面寸法を規定する上記チャネル６の横方向
寸法を数十ナノメーターから数□クロンにあ・さえるこ
とができる。

本発明の望ましい実施例［ｉ−いて上記粒状体４はガラ
ス球で構成され、このガラスばｐｂｏ。

Ｔ１０Ｂａｄ、ＡＩ２０３ｓＢ２０３ｓ
ＺｎＯよりなるｊ酸化物の群から選ばれる。

これらのガラスの屈折率は２から２１の間にあり、この
ため本発明による発光スクリーンの利点が増大せしめら
れる。

このように高し屈折率によって上記棒状体中を反対方向
に進む反射光は上記スクリーン中に組込１れた反射屈折
ディオプターとして作用する上記球状粒子４中に釦いて
全反射されて第４図に示されるように感光性陰極に向っ
て進行せしめられる。

さらにこのガラス粒子の化学的非活性のため上記ガラス
粒子層はシンチレーション層と基板との間にあ゛いて化
学的な防護壁を形成する。

その道の専門家によく知られたように上記基板はまたガ
ラスにより作られていてもよく、この場合は基板とシン
チレーション層との間で化学変化が起る釦それはない。

しかしながら入射エネルギーがＸ線またばγ線である場
合、上記基板は例えばアルミニュームまたはベリリウム
のような金属からなることがより望筐しい。

この場合シンチレーション材料を金属基板による化学作
用に対し保護することが必要となり、この目的は上述さ
れた防護壁として作用する粒子４の単一層４０により遠
戚される。

発光性スクリーンの製造法の一つにつめて以下記載され
る。

残余の部分はすべて周知の技術に属するため上記方法中
層４０の製造法のみに限って記述する。

例えばアルミニューム製球形蓋状の基板１上に例えばメ
タアクリレート型の有機結合剤の薄い層（数ミクロンの
厚さ）が通常の塗装技術によって被着され、この上に上
述された組成のガラス球よりなる一層が第２図に示され
るように撒布される。

これらの粒子は上記結合剤によって基板上に保持され、
ついで硅酸ナトリュームを噴霧することにより粒子の自
由表面を覆う。

上記硅酸ナトリュームはスクリーンの完成状態に卦いて
球状粒子相互間釦よび粒子と基板との間の接着を確実に
する。

ついで周知の方法によりある活性化剤と共に沃化セシュ
ームの一層が１５０ミクロンから２００ミクロンの厚さ
に上記粒子層の上に例えば真空蒸着技術を利用して沈着
せしめられてシンチレーション層が形成される。

上記シンチレーション層の厚さは入射輻射線の大部分が
フォトンに変換されるに充分なように選択される。

寸た上記処理中温度は２００℃以下に維持される。

上記処理を終えた製品はつめでトンネル炉中で３６０℃
で３０分間加熱されついで１時間から２時間の間冷却さ
れる。

このような加熱冷却工程により上記有機結合剤はほとん
ど除去される。

上記シンチレーション層上に感光性材料の層３を第１図
に示すように被着することにより本発明によるスクリー
ンは完成される。

上記感光性材料としては例えばアンチモン化ふ・よびア
ルカリ金属の錯化合物が用いられ、上記シンチレーショ
ン層上に約１０ＯＡの厚さに被着される。

またシンチレーション層と上記感光性陰極３との間には
その間の化学反応を防止するため境界層が設けられても
よい。

最後にこの感光性陰極と重ね合わされるように導電性材
料による一層が形成され、これにより動作中このスクリ
ーンの電位を一定にすると共にこの感光性陰極から放射
されるエレクトロンの陽極への復帰を確実にする。

前述のようにアンチモン化アルカリよりなる感光性陰極
の場合にはこの材料自体の電導性により別個の導電性層
を設ける必要はなくなる。

スクリーンは今や例えば第５図に略図的に示された映像
用変換管中に組込筐れるに適してｉ−リ、同図中この変
換管１０は真空の外被１１中に封入された本発明による
入力スクリーン１２とこれに対して設けられた出力スク
リーン１３とをもっている。

その映像が上記出力スクリーン１３上に観察される物体
は参照番号１４で示されている。

この物体１４はＸ線源１５から発せられ図の右方に２つ
の斜線により示されるＸ線ビームに露らされる。

この物体１４からのＸ線を受けた人力スクリーン１２の
感光性陰極からエレクトロンが放射され、これらエレク
トロンはこの人力スクリーンに対し正電位に保たれた出
力スクリーン１３に向って加速されてその表面上に衝突
することにより出力スクリーン１３上に映像が形成され
る。

図中１６は上記真空外被中に設けられ２つの斜線により
規定される電子ビームの走行経路中に配置された電極を
略図的に示している。

捷た同図中電圧源等は省略されている。

本発明は然しなから上述の例示的に示された実施例に限
定されるものではない。

以上の通り、本発明による発光スクリーンは基板と発光
材料層との間にそれぞれの粒状材料が互いに隙間５によ
って隔てられて形成されている粒状材料の単一層を介在
せしめ、微小チャネルによって隔てられた発光材料の島
が発光材料層の中に形成されるよう構成されているため
、変換されたフォトンは光ガイドである発光材料の島を
分散することなく通過し、発光材料層中の反射光はこの
光ガイドふ・よび粒状材料の単一層により感光性陰極方
向に向かわせることができる。

したがってこの発光スクリーンによれば、映像の不鮮明
さを減少させ、コントラストを向上させ、ひいては画質
全体を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に関係する発光スクリーンの略図的断面
図、第２図は本発明による発光スクＩＪ−ンの略図的断
面図、第３図は本発明による発光スクリーン中に組込１
れた粒状材料層を示す平面図、第４図は第２図の１部を
拡大して示した断面図、第５図は本発明による発光スク
リーンを人力スクリーンとして利用した映像用変換管の
略図的断面図である。１・・・基板、２・・・発光材料層、３・・・感光性陰
極、４・・・粒状材料、５・・・粒子間々隙、６・・・
微小チャネル、７・・・発光材料の島部分、１０・・・
変換管、１１・・・外被、１２・・・入力スクリーン、
１３・・・出力スクリーン、１４・・・物体、１５・・
・Ｘ線源、１６・・・電極、４０・・・粒状材料層。

Claims

【特許請求の範囲】

１基板１上に、すき渣により互いに分離された発光材
料の島７により構成されている発光材料層２を設け、そ
の上に入射するエネルギーをスペクトルの可視部分釦よ
びその近傍の光線に変換する発光スクリーンに卦いて、
前記発光材料の島７は、基板１上に設けられた単一層の
透明粒状材料４の微小結晶粒間の隙間５に対応して形成
された微小チャネル６により画定されていることを特徴
とする発光スクリーン。