JPS5944738B2 - 発光スクリ−ンの製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は互いに空間的に分離されたモザイクパターン区
域を構成する発光材料の層を具えた発光スクリーンの製
造方法に関するものである。

この種の発光スクリーンはたとえば米国特許第３０４１
４５６号明細書に披瀝されている。

かかる既知の発光スクリーンの共通点は、モザイクパタ
ーンの個別区域を互いに分離するだめの壁をあらかじめ
設けた基板に発光材料を被着することである。

こ五ら既知方法は特に労力を要し、発光材料及び基板の
選択の自由又は発光材料の被着技術を制限することが多
い。

更に、このようにして得たモザイクパターン区域は多（
の用途に対し極めて粗大で不適なものである。

本発明の目的はこれら欠点を排除せんとするものである
。

本発明方法では、発光スクリーンを形成する発光材料と
基板との熱膨張係数の差を用いてモザイク状パターンを
形成することを特徴とする。

このモザイクパターン区域は発光材料の層内で主として
上記層を横切る方向の亀裂により画成し、この亀裂によ
って画成される該区域の層面の平均寸法を像形成装置の
所望解像度に適合させる。

本発明によれば発光スクリーンの製造が容易となり、光
の層内側方分散を著しく減じ、発光材料を均質層の形成
に適した技術に従って形成できる。

本発明によって形成した発光層では極めて微細な亀裂構
造が達成されるので、モザイクパターン区域の寸法を解
像度の点で当該層に課せられる必要条件に適合するよう
になる。

次に本発明を図面により説明する。

第１図に示す如き発光スクリーンの場合、発光材料の層
１を基板２上に被着する。

この基板は普通ガラスであるが、アルミニウム又はチタ
ンの如き金属とすることもできる。

金属基板をたとえば比較的硬質のＸ＝腺及び高速電子用
入口窓として使用することができる。

たとえば、軟質Ｘ−線に対してはベリリウムを基板材料
として使用することができる。

発光材料を基板上に、たとえば硫化カドミウム亜鉛の如
き発光材料の粒子と結合剤液とからなる粘稠物を基板上
に塗布して薄層を形成し、次いでこの薄層を硬化させる
ことにより設ける。

この種の発光層はＸ−線線光光スクリーン使用すべき場
合的４００μの厚さを有する必要がある。

沃化セシウムの如き発光材料を基板上に特に蒸着又は陰
極スパッタリングにより設けることができる。

かかる方法によりプ層濃密な組成の発光層が得られる。

これはこの場合結合剤が存在しないことにもよるもので
ある。

従って、Ｘ−線全発光スクリーン用特に適した上記発光
層を一層薄（することができ、たとえば層厚は２００μ
である。

発光材料の層厚は入射Ｘ−線の少くとも主要部を捕獲せ
ねばならぬ必要条件により定まる。

第１図に示す発光スクリーンにおいて、発光材料の層１
を分離層３で被覆する。

この分離層の機能の１つは分離層上に設けたたとえばセ
シウムアンチモンからなる充電陰極を発光材料の有害な
化学作用から保護することにある。

分離層３はたとえば酸化アルミニウムとする。

所定導電率を分離層で所望する場合、これはアルミニウ
ムを被着して設けた上記層を極（部分的に酸化すること
により得ることができる。

本発明方法によって、発光材料の層１を亀裂５により小
区域６に分割する。

第２図は入射放射線の方向から見た亀裂構造を示す。

この亀裂構造はたとえば発光材料の種類、該材料を基板
に被着する技術、発光材料を被着する間の基板温度、発
光材料の層及び基板材料の熱膨張係数、上記層の厚さ並
びに基板の構造により定まる。

たとえば、適当な亀裂構造を沃化センラム層で次の如く
して得ることができる。

沃化セシウムを約２．０〜２．５ＸＩＣ）’の熱膨張係
数を有する材料からなる基板上に被着（蒸着）する。

蒸着中基板を約１５０〜２００℃の温度にたとえば赤外
線放射器により維持する。

沃化セシウム層を被着した後、スクリーンを緩徐に冷却
する。

かかる発光材料の層は約４．５〜５．０Ｘ１０’の熱膨
張係数を有するので、発光層は基板よりプ層収縮し、亀
裂が発光層中に生ずる。

その引張力が層内で横方向に指向するため、亀裂は主と
して上記層と交差して延在する。

発光材料の屈折率が１より大きいので、全反射が亀裂で
生じた境界間で起り、か（して側方光分散が制限される
。

所定用途の発光スクリーン、たとえばＸ−ａ像増強器用
入ロスクリーンを製造するためには、発光材料とその層
厚並びに基板の形状及び材質を既知因子として考慮し得
ることが多い。

従って、亀裂構造を決定する残存パラメータの１つは発
光材料を被着する際の基板温度である。

この点に関し多少の変動が可能であるが、これはある制
限を受ける。

その理由は、小さい温度増加の場合、あるいは場合によ
って膨張係数の大きさが逆の順序である温度減少の場合
には充分な亀裂が生じないか、著しく相違する寸法の区
域が生ずるからである。

基板温度が過度に高いと、発光材料が基板から離れるこ
とが多い。

この問題の正確な解決法は層厚にあることを確かめた。

亀裂周波数と称する亀裂の密度を発光材料の層厚で著し
く左右し得ることを確かめた。

従って発光層を最適亀裂周波数及び区域寸法の極めて小
さい拡散で製造する好適方法は副層（５ｕｂｌａｙｅｒ
）をまず基板上に設けることにある。

この副層の厚さは最適亀裂構造が得られるように選定す
る。

次にスクリーンを冷却し、再び加熱し、その上に第２副
層を設ける。

かかる第２副層を形成した後冷却すると、第１副層の亀
裂構造が次の第２副層内に延長することが分る。

連続副層の厚さは第１副層のものを越えないことが好ま
しい。

特に約２００μの層厚と、所望寸法の区域を生ずる極め
て規則的な亀裂構造とを有する蒸着沃化セシウムスクリ
ーンは２または３回の連続蒸着操作によって得られる。

これにより種々の発光材料の多重層からなる亀裂構造の
発光スクリーンを形成することもできる。

亀裂構造を有する発光スクリーンを製造する他の方法は
発光材料を被着すべき表面に所定構造を形成した基板を
使用することにある。

これは、たとえば金網構造を基板の表面に既知プリント
法に従って印刷することにより得ることができる。

微視的な意味で基板表面は平坦で、区域の境界を後の段
階で形成する垂直隔壁がない。

基板表面の微視的不規則が亀裂構造用パターンを形成す
るのに充分なものとなる。

従ってこの方法では粗構造を予備印刷することができる
。

従って区域の寸法に関して一層規則的な構造の可能性を
高める。

モザイクパターン区域に分割する層を所望亀裂構造に対
応するメツシュ寸法を有する金網上で蒸着又はスパッタ
リングにより形成することもできる。

発光材料が特に金網の線上に沈積し、該材料の小さな柱
がその上で生長することを確かめた。

次に、熱絶縁板、たとえばガラス板を金網の下側に設け
るのが望ましい。

Ｘ−線線光光スクリーン場合５０〜７５μのピッチを有
する編組金網を使用することができる。

像増強管用表示スクリーンの場合、５〜７．５μのピッ
チを有する金網を使用することができる。

銅、ニッケルまたはモリブデンの如き材料を金網材料と
して使用することができる。

平坦金網を使用する際しばしば一緒に生長する柱を互い
に発光材料の亀裂を形成する熱処理により分離すること
ができる。

本発明に係る発光層の空間的に分離し７たモザイクパタ
ーン区域を互いに活性層内で真空中間層により分離する
。

屈折率の差により反射（全反射）が中間層で起るので、
光学的分離が達成される。

この結果層の解像度が増大する。

特定の用途においては亀裂を充填するのが有利である。

これは、たとえば亀裂含有層を所望性質を有する熱可塑
性物質内または上記物質を溶解または懸濁させた結合剤
内に浸漬することにより容易に達成することができる。

この方法によって、亀裂をたとえば充分な光不透過性ま
たはＸ−線吸収性にすることができる。

かくして該スクリーンでの透過Ｘ−線すなわち最大入射
光の量を減する。

これらスクリーンでは入射線に関する選択性がある。

これはある角度で入射する光線の主要部を充填した亀裂
で捕獲するためである。

従ってこの種のスクリーンは一種のバラキー作用を有す
る。

これをたとえば検出すべき放射線の入口側で光学繊維板
またはチャンネル増強板に結合するスクリーンに使用し
て良好な利点を得ることができる。

この種の板は放射線または粒子（電子）に対する大きな
開口角を有する。

その結果予期される発光層内の外部分散を吸収中間層に
より著しく減することができる。

ここで外部分散とは発光層への入射放射線を充分規準し
ないため生ずる分散を意味する。

この種のスクリーンはターゲットを照射すべき透明板の
後に近接して配置したＸ−線装置のＸ−線線光光スクリ
ーンよび分散ラスタの機能と組合せることもできる。

この点に関してたとえば、発光スクリーン近くに配置し
た材料の箔を場合によっては光学繊維板を挿入して検査
した。

上述した如き多重層の場合には、各副層内の亀裂を適当
な材料で充填することもできる。

第３図に示す如きＸ−線増強管７はＸ−線源９から発生
し透明被検体１０を照射するＸ−線８を受像する。

このＸ−線増強管７は入口窓１２および観察窓１３を具
えたエンベロープ１１からなる。

このエンベロープおよび窓はガラスで構成するのが好ま
しく、この窓をしばしば光学繊維板から形成するが、特
に入口窓を前述した如（金属で形成することもできる。

特にこれら窓は被着すべき発光層用基板を構成する。

発光層１４を本発明に係る上述した一方法で入口窓１２
上に被着する。

発光材料は沃化セシウムが好ましく、その層厚はたとえ
ば２００μである。

発光材料の層１４上にたとえば第１図に示す如き構造を
有する分離層１５および光電陰極１６を設ける。

導電性光電陰極に導線１７を経て給電する。

光電陰極で放出される電子を観察窓１３で加速および表
示するため、上記エンベロープは導線１９を有する補助
電極１８と、導線２１を有する第１陽極２０と、場合に
よっては導線２３を有する第２陽極２２とを具える。

第２陽極２２を第１陽極２０にガラス玉の如き形状の電
気絶縁断続器を挿入して取付ける。

観察窓１３上にたとえば沃化セシウムからなり約５μの
厚さを有する発光層２５と、導電性のたとえば光反射層
２６とを設ける。

層２６を第１陽極２０に電気接点２７を介して接続する
。

入口発光スクリーンはこの種の既知像増強器における系
の解像度をしばしば限定するので、本発明の亀裂構造を
有する発光スクリーンがこの目的のため特に有利に使用
される。

ここでは約１２０〜１２５本／ＣｒｒＬの亀裂周波数を
意図する。

これは約１００μの平均横寸法を有する区域を形成する
。

たとえば５００μの如き寸法を有する比較的大きい区域
は保時性に悪影響しない。

しかし、これら大きい区域は光電子の同質を攪乱し得る
局部電位勾配を生ずる場合がある。

入口スクリーンに本発明によって発光層を設ける場合、
観察スクリーンが管内の適当な電子光学像化の解像度を
決定することができる。

従って観察スクリーンに亀裂構造の発光層を設けること
もできる。

亀裂周波数を入口スクリーンと観察スクリーンとの寸法
比に適合させねばならず、これはたとえば入口スクリー
ンの因子より約１０高い。

これは約１００亀裂／ａｍを生じるので、約１０μの平
均寸法を有する区域が形成される。

ここでＸ−線像増強管を単に本発明の発光スクリーンの
一用途として例示した。

入口スクリーンが比較的厚い始利点も著しい。

しかし、種々の他の用途、たとえば赤外線ピュアーを含
む光増強器、γ一線検出器、電子顕微鏡、オシロスコー
プ管、モニタ測定用の如き高品質テレビジョン受像管お
よび類似装置に使用することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明によって得た一例発光スクリーンの線区
的断面図、第２図は同発光スクリーンの線図的平面図、
第３図はかかる発光スクリーンで構成した入口スクリー
ンを具えるＸ−線像増強器の線図である。 １・・・・・・発光材料層、２・・・・・・基板、３・
・・・・・分離層、４・・・・・・光電陰極、５・・・
・・・亀裂、６・・・・・・モザイクパターン区域、７
・・・・・・Ｘ−線増強管、９・・・・・・Ｘ−線源、
１０・・・・・・被検体、１２・・・・・・入口窓（ス
クリーン）、１３・・・・・・観察窓（スクリーン）、
１４・・・・・一発光層、１５・・・・・・分離層、１
６・・・・・・光電陰極、２５・・・・・・発光層。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 発光材料層の熱膨張係数とは異なる熱膨張係数を有
   する基板に対し、該基板の温度を蒸着開始時に約１５０
   〜２００℃に保持してから発光材料層を蒸着する工程と
   、 蒸着完了後前記基板とこれに被着した発光材料層の双方
   の温度を該発光材料層の蒸着蒔の温度より室温迄緩徐に
   冷却する工程とを有してなり、前記冷却工程における熱
   膨張係数の差によって発光材料層に横方向の引張り力を
   生ぜしめ、その引張り力によりこの発光材料層を密接し
   ているが、各々は約１００μｍの平均横方向寸法を有す
   る個別の小区域に分離されているモザイク図形状に亀裂
   を生せしめることを特徴とするＸ線感応性で、亀裂を有
   する発光スクリーンの製造方法。 ２、特許請求の範囲第１項記載の方法により予めモザイ
   ク図形状に亀裂を生せしめた発光材料層上に基板の熱膨
   張係数とは異なる熱膨張係数を有する発光材料の付加層
   を被着する工程と、 基板と、予め亀裂を生ぜしめた発光材料層と、付加発光
   材料層の温度をすべて上記の第２の被着工程時の温度よ
   り室温まで緩徐に冷却し、冷却時の熱膨張係数の差によ
   って該付加発光材料層内に前記の予め亀裂な生ぜしめた
   層の亀裂の線にほぼ沿ってこの付加層に亀裂を生せしめ
   るのに充分大なる横方向引張り力を生ずる如（する工程
   とを具えたことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載
   の亀裂を有する発光スクリーンの製造方法。 ３ 発光材料層を基板に被着するに先立ち該基板上に所
   望のモザイク形状を生せしめる付加工程を設け、これに
   よって発光材料層に加わる引張り力を所望のモザイク形
   状の亀裂の部分に集中されて最適のモザイク形状の亀裂
   を発光材料層に生ぜしめることを特徴とする特許請求の
   範囲第１項記載の亀裂を有する発光スクリーンの製造方
   法。