KR970010364B1 - 인광 물질의 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

내용없음.

Description

인광 물질의 제조 방법
제1도는 인광 물질이 융착될 수 있는 적절한 기재의 표면의 수평 부분에 의해 분리된 대표적인 상승된 융기부 패턴을 도시한 것이다.
제2도는 인광 물질이 융착될 수 있는 적절한 기재의 표면의 수평 부분에 의해 분리된 대표적인 함몰된 융기부 패턴을 도시한 것이다.
본 발명은 인광(燐光) 물질의 제조 방법에 관한 것이며, 구체적으로 규정된 형태를 갖는 기재상에서 인광 물질을 형성하는 방법에 관한 것이다.
방사선 영상 장치의 필수적인 구성 성분 중 하나를 방사선 입력 전환기이다. 위치-감지성 방사성 장치, 종래의 방사선 사진기 및 디지탈 방사선 사진기의 대부분의 용도에서, 인광 스크린이 사용되어 입사하는 방사선을 가시광선으로 전환시켜 필름, 광전 변환 장치, 또는 기타 다른 위치를 감지하는 장치상에 검출시킨다. 이러한 인광 스크린은 통상적으로 고해강도 및 고출력 휘도(brightness) 특성을 가질 필요가 있다. 흡수된 X-선 에너지의 양으로 측정되는 출력 광의 휘도는 어느 정도 인광 물질의 두께 및 X-선 방사선에서 검출된 광으로 전환되는 고유 인광 물질 효율과 함수 관계에 있다. 그러나, 인광 물질 층을 두껍게 만들면, 빛 광자가 X-선 광자의 흡수에 반응하여 방출되거나 또는 하전된 입자가 인광 물질층내에서 산란되어 횡방향으로 멀리 떨어진 지점에서 인광 물질 표면으로부터 방출되므로 입체(spatial) 해상도가 낮아진다. 이러한 측광 분산은 두가지 요인에 의해 유발된다. 첫째 요인은 인광 물질이 X-선 광자와 같은 방사선 입자가 흡수되는 지점으로부터 등방성으로 빛광자를 방출한다는 것이고, 둘째 요인은 인광 물질 층의 표면에 다수 수직으로 이동하는 규칙적인(even) 빛 광자가 그들이 표면에 도달하기 전에 측방향으로 산란될 수 있다는 점이다. 따라서, 인광 물질층의 실제 두께는 두꺼운 층으로부터 얻을 수 있는 소정의 고방사선 흡수와 층의 두께가 감소함으로서 향상되는 필요하거나 또는 원하는 해상도 사이에 절충한다. 명백한 것은, 입체 해상도를 열등화시키지 않고 인광 물질층의 두께를 증가시키는 것이 바람직하다는 것이다. 이러한 요구사항은 인광 물질의 표면에 수직으로 작은 틈시(crack)를 형성시켜 층 내부의 측광 분산을 억제함으로써 성취할 수 있다.
인광 물질층의 표면에 거의 수직이며 인광 물질층에 만든 틈새는 입사 X-선에 반응하는 물질로부터 방출된 빛의 해상도를 증강시킨다. 인광 물질의 셀(cell)은 틈새의 경계를 인광 물질의 연속 피복으로 둘러싸는 경우에 형성된다. 인광 물질과 X-선의 상호 작용으로부터 방출된 광자는 인광 물질의 틈새 또는 틈의 존재에 기인하여 인광 물질 셀내에 효과적으로 포함될 것이다. 광자의 입사 각도가 충분히 큰 경우에, 광자는 총 내부 반사에 의해 안광 물질 셀로 역반사되어, 인접한 셀로부터 하나의 셀내에서 발생한 광자를 유리하다. 대안으로, 인접한 셀 사이의 공간을 불투명체 또는 반사성 재료로 충전하면, 셀내에서 발생한 광자는 셀내에 완전히 포함될 것이다.
발광층내에서 빛-유도 구조를 형성하기 위한 초기의 한 방법은 기재상에 CsI의 얇은 섬광층을 융착시키고 CsI층에 열 충격을 가하여 그속에 기재와 CsI층의 상이한 열팽창 계수에 기인한 틈새를 만드는 방법이다. 다른 빛-유도 구조물 제조방법은 열충격에 의해 기재상에 작은 홈을 만드는 틈새의 모자이크가 형성된 매우 얇은 Al2O3층을 갖는 기재를 제조하는 것이다. 이러한 유형의 틈새가 생긴 또는 그물망-유사 모자이크 기재는 그 기재 위에 융착된 인광 재료의 컬럼형 구조를 더욱 더 보강한다. 그러나, 상기 방법으로 제조된 인광 물질층은 이하 결점들을 갖는다 : 1) 틈새에 의한 한정된 컬럼은 불규칙한 구조를 지니며, 빛시준(collimation)을 감소시켜 해상도를 낮추고; 2) 무작위로 형성된 크기 또는 위치의 개연성을 보장하기 어렵다. 이러한 이유로, 상기 방법으로 제조된 CsI X-선 방사선층(두께 150 내지 200㎛)은 10% 레벨에서 단지 4 내지 6선-한쌍(line-pair)/mm의 입체 해상도를 갖는다. 진단 방사선 사진기의 용도에서 입체 해상도가 10 1p/mm 이상 발생하는 것이 바람직하다.
미합중국 특허 제4,209,705호에는 기재상에 형성된 랜덤 모자이크 패턴 사이의 홈들에 융착된 금속 패턴위에 CsI 인광 물질의 컬럼형 성장(growth)을 교시하고 있다. 금속 패턴으로부터 반사를 통해(인광 물질층내에서 확산하는)측면 조명을 억제함으로써 영상 선명도를 증강시키는데 금속 돌기부를 사용하였다. 대부분의 빛의 시준은 형성된 인광 물질의 컬럼 내부에 총 내부반사에 기인하여 일어난다. 랜덤 모자이크 패턴은 일 구체예에서 알루미늄 기재상에 형성된 절연층이다. 또 다른 구체예에서, 모자이크 형성 층은 재료내에 랜덤 틈새를 만들기 위하여 처리되는 산화몰리브덴과 같은 도금된 재료와 상이하다. 미합중국 특허 제4,236,077호에서 유사한 방법을 참조하시오.
기재 패턴화에 의해 CsI 층에서 컬럼형 구조를 강화시키는 방법(Enhanced Columnar Structure in CsI Layer by Substrate Patterning)이란 제목의 징(Jing)외 다수의 문헌[IEEE Trans. Nucl, Sci., Vol. 39, 제5권(1992년 10월)에 CsI 인광 물질층이 융착되는 메쉬-패턴화된 기재를 형성하기 위한 사진 석판술의 용도가 기재되어 있다. 메쉬 패턴상에 탈륨 처리된 CsL의 컬럼형 성장은 메쉬 패턴의 용기부상에 틈새 형성을 유발하며, 변형 응력은 틈새를 늘리기 위해 더욱 더 성장을 조절한다. 상기 문헌에서, 융기부 위에서 성장을 기새하는 장점은 융기부의 존재가 없음을 나타낸 것과 같이 인광 물질의 수평 컬럼형 성장을 증강시키고, 인광 물질은 기재에 대하여 다수의 각도에서 배향된 단절된 랜덤 틈새를 가지며 성장한다. 형성된 틈새의 폭은 구조물내에 인접한 컬럼 사이의 단절부의 폭과 같다. CsI 층이 충분히 성장하는 경우에, 높이가 약 450미크론인 층의 정상부에서 틈새가 사라진다.
미합중국 특허 제4,437,011호는 기재상에 증기 융착된 인광 물질 시드(seed) 입자의 이용을 교시하고 있으며 이웃한 시드 입자의 배치에 상응하는 인접 컬럼 사이의 틈새 또는 단절부를 지니며, 시드로부터 수직으로 일련한 컬럼이 성장될 부가의 인광 물질이 연속 융착하기 위한 핵형성 좌석을 상기 기재는 제공한다. 연속 층은 틈새로 분리된 컬럼의 표면상에 형성시키기 위하여, 다른 인광 물질층이 컬럼위에 상기와 같은 방식으로 융착되어 빛을 광전자로 전환심키기 위한 투명한 전도성층의 연속 융착용 연속 필름을 형성한다.
유럽 특허 출원 제0,175,578호는 조사에 대한 반응을 향상시키기 위하여 결합체를 포함하지 않는 인광 물질의 사용을 교시하고 있다. 상기 문헌은 PET 시트상에 형성되거나, 또는 산화물로 처리한 표면에 형성된 그들 자체가 분리된 블록으로 정렬된 인광 물질을 갖는 잇점을 가진다.
미합중국 특허 제4,011,454호는 X-선을 빛으로 전환시키기 위한 인광 스크린을 개시하는 바, 상기 인광 스크린은 그 자체가 인광 물질(예, Gd2O2S 또는 La2O2)이 될 수 있는 반사성 기재로 그 사이의 공간이 바람직하게 충전되어 있는 도핑된 CsI와 같은 인광 재료의 다수의 분리된 컬럼을 포함한다. 인광 스크린내에서 빛의 측면 확산을 억제시킨 결과로서, 종래의 스크린보다 더 두껍게 만들 수 있으면서도, 최소한 고해상도를 얻을 수 있으면서 휘도는 증가한다(그리고 보다 적은 X-선 적용량을 필요로 한다). 또한 상기 특허는 패턴화된 기재 및 기재의 상승된 부분에만 인광 물질이 융착되도록(고온-벽 증발기 중에서) 광각 중기 융착법을 이용하는 것을 포함하는 스크린 제조 방법을 개시하고 있다.
상기 특허 454호의 방법에서 패턴은 인광 물질의 융착 용도로 사용하고자 하는 기재상에 형성된다. 일반적으로 사용된 패턴은 통상적으로 폭이 100미크론인 슬로트(slot) 또는 홈으로 구분된 직선-벽을 지니고, 정사각형-모양의 대지(mesas)를 지닌 장기판 패턴이다. 이어서 상기 기재를 증발 보트와 기재 사이에 놓여진 차폐물로서 제공된 가열벽 및 가열판을 장착한 특별히 설계된 진공 증발 기구에 넣는다. 벽과 시스템의 차폐물을 충분히 가열하는 경우에, 증기 상(phase) 중의 인광 물질 입자가 가열된 표면으로부터 고착되기 보다는 오히려 반사될 것이다. 상기와 같은 방법에서, 보트로부터 급속히 증발된 인광 물질은(다소 조절 가능한) 큰 각도의 입사각으로부터 융착 표면에 수직으로 접근하는 것이 바람직하다. 인광 입자가 기재의 표면이 냉각되는 것을 방해함으로써, 큰 각도의 입사각이 융착으로부터 홈의 기저를 차례함으로써 대지의 상승된 부분상에 융착이 선택적으로 발생한다. 상기 방법에서, 대지는 높은 방향으로 성장하고, 나머지는 틈에 의해 분리된다. 융착이 계속됨으로써, 대지의 정상부는 측방향으로 증가하기 시작하고, 따라서 이들 사이의 간격 틈을 메꾸기 시작하고, 융착은 고온 어니일링(annealing) 단계를 허용하기 위하여 중단되어야만 한다. 인광 물질의 어니일링은 구조를 조밀화하고, 최종 두께의 인광 물질의 수득될 때까지 반복될 수 있는 융착 단계 시점에서 전체 틈의 폭을 거의 발생시킨다. 상기 방법에서, 인광 물질은 빠른 융착 속도(약 50미크론/분)로 융착되고, 어니일링 단계는 약 450℃의 상승된 온도에서 수행된다.
미합중국 특허 제5,171,996호 및 PCT 공개 번호 제WO93/03486호에는 향상된 입체 해상도를 제공하는 섬광 재료의 분리된 컬럼을 제조하는 방법 및 기구를 개시하고 있다. 상기 방법에서, 수직 벽을 지닌 용기부 패턴이 기재상에 형성되고, 상기 표면위에 인광 물질의 연속 융착은 빛을 흡수하는 재료로 충전될 수 있는 공간에 의해 분리된 인광 물질의 분리 컬럼을 형성한다고 주장한다. 상기 방법에서는, 섬광 재료의광범위한 융착은 컬럼 사이의 분리틈이 수직 벽을 지닌 융기부의 측 나비가 50배 미만의 높이로 컬럼이 도달할 때까지 유지되는 곳에 컬럼이 형성된다고 주장한다.
미합중국 특허 제5,153,438호에는 2-차원 감광성 배열과 구조화된 섬광기 배렬을 조합함으로써 만들어진 전자 X-선 영사 배열이 기재되어 있고, 상기 배열은 섬광기 배열로부터 감광성 배열까지 X-선 발광 상태를 직접 커플링하기 위하여 이들을 정면 정열로 암호화함으로써, 그 위에 적절한 정렬 표시 및 공통 배열 패턴을 가진다.
선행 기술의 관점에서, 당 산업 분야에서 명백하게 필요한 기술은 인광 물질 셀이 단일 감지기와 관련이 있고 인접한 감지기 부품으로부터 유리되도록 X-선을 전환시키는데 사용된 인광 스크린을 쉽게 제조하는 기술이다. 보다 구체적으로는 상기 기재가 인광 물질로부터 방출된 광자를 전자 시그널로 전환시키는데 사용된 반도체 장치일 수 있으므로, 잠재적으로 기재를 손상시킬 수 있는 고온과 같은 임의의 가혹한 조건에 지배를 받는 것으로부터 부착되어 있는 기재를 보호하는 방식으로 이들 인광 스크린을 제조하는 것이 바람직하다.
본 발명에 의하여, 다수개의 삼각형 단면의 융기부로 이루어진 패턴화된 기재상에 융착된 인광 물질의 성장은 부분적으로 융기 구조의 기하학에 의해 제어됨을 발견하였다. 특히, 삼각형 단면 모양의 융기 구조(융기부는 기재의 주표면으로부터 외부로 또는 내부로 연재됨)를 갖는 기재상의 인광 물질의 융착은 융기부의 존재에 기인하여 영향을 받는다는 사실을 발견하였다. 융착 공정 중, 융기 구조물 상에 인광 물질의 융착은 거의 일어나지 않고, 틈새가 형성되고, 틈새는 균일하게 성장하는 인광 물질을 분리하고, 보다 많은 인광 물질의 융착이 일어나는 패턴화된 기재의 다른 영역에 존재한다. 틈새가 융기부의 기저쪽에 형성되기 시작하고, 이어서 인광 물질의 융착을 연속적으로 위로 진행시키는 방식으로 완결시켜서 정상부 표면으로부터 기재의 기저까지 틈새가 연장되는 방식으로 인광 물질층의 틈새가 기재상의 융기 구조물 위에 위치한다.
따라서, 하기 (a) 내지 (c) 단계를 포함하는 인광 물질 제조 방법을 제공한다 :
(a) 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질이 융착 및 성장하기 위한 기재를 제공하고; (b) 다수의 융기부로 이루어진 기재상에 패턴화된 표면을 형성하는 단계로, 융기부 각각은 Z 경사면(angular inclined slope)과 S 경사면(angular declined slope)을 가지고, Z 경사면과 S 경사면은 한 공통 영역에서 만나 삼각형 단면을 지닌 구조물로 형성하고, 융기부 각각은 기재의 수평 부분에 의해 서로 분리되고, 이때 (ⅰ) 융기부 각각의 높이 : 융기부를 분리하는 기재의 수평 부분 각각의 푹의 비율은 약 1 : 100 내지 1 : 5이고; (ⅱ) 융기부 각각의 폭 : 융기부를 분리하는 기재의 수평 부분 각각의 푹의 비율은 약 1 : 50 내지 1 : 5이며; 및 (c) 단계(b)의 기재의 패턴화된 표면상에 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질을 융착시켜서, 융기부 각각의 Z 및/또는 S 경사면에 의해 생기거나 발생하는 틈새를 융착된 인광 물질 중에 형성시킨다.
임의로, 단계(c)로부터 생성된 틈새를 가진 인광 물질 구조물을 약 150°내지 300℃의 불활성 대기에서 약 1 내지 3시간 동안 어니일링한다.
일반적으로, 틈새 형성의 효과는 융착 인광 물질의 열팽창 계수와 크게 다른 열팽창 계수를 지닌 기재, 예컨대, 열 팽창 계수가 5×10-5/℃와 같은 CsI를 사용함으로써 더욱 더 강화될 수 있다. 임의로, 약 100 내지 약 400미크론의 박층 기재를 사용하여 인광 물질과 기재 사이에 발생하는 응력을 강화시켜서 틈새 형성을 증가시킨다. 박층 기재를 실리콘 박판, 유리 또는 플라스틱 기재와 같은 지지체상에 붙이거나 적층시킬 수 있다. 바람직한 제1 구체예에서, 기재는 감지기의 배열에 접속된다.
바람직한 제2 구체예에서, 기재는 판독하기 쉬운 영상을 산출하기 위해 사용된 종래의 은 할로겐 화합물계 사진 필름에 접속된다.
바람직한 제3 구체예에서, 기재는 전기 접촉의 패턴 또는 박리 필름 반도체 장치에 상응하는 기타 불연속 구조의 패턴을 포함한다.
바람직한 제4 구체예에서, 단계 (c)에서 생성된 틈새가 반사성 재료 또는 흡광성 재료로 충저된다.
바람직한 제5 구체예에서, 인광 물질층을 물리적 및 화학적으로 보호하기 위한 보호층을(기재의 반대편 쪽에서) 방사에 노출시킬 인광 물질층의 표면상에 제공한다.
본 발명의 방법은 상승된 온도에 의해 악 영향을 받는 패턴화된 기재의 사용을 허용하는 냉각 벽 진공 증발 기법을 이용하여 인광 물질 표면에 틈새를 만드는 장점을 지닌다.
본원에서 사용된 틈새란 용어는 하나의 인광 물질 셀과 다른 셀 사이의 빈 공간 또는 틈을 의미한다.
배열(array)은 규정된 순서로 정렬된 부품의 수집을 의미한다.
감지기(sensor)는 전자기 방사선을 상응하는 전자 시그널로 전환시키는 전자 기기(예, 광전 변환 장치 또는 광전도기)를 의미한다.
융기부(ridge)는 기재의 표면에 비해 상승된 구조 또는 함몰된 구조를 의미하고, 상기 융기부는 한 공통 영역 즉 한 지점에서 동시에 만나는 Z 경사면 및 S 경사면을 갖고, 일반적으로 삼각형과 유사한 단면을 갖는다.
또 다른 측면에서, 본 발명의 잇점 및 유익성은 상세한 설명, 실시예, 도면 및 특허 청구의 범위에 의해 명백하다.
제1도의 기재(10)는 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질이 융착될 수 있는 당분야의 숙련업자에게 공지되어 있는 임의의 재료일 수 있다.
인광 물질용 지지체는 각종 중합성 재료, 유리, 단련된 유리, 석영, 금속 등일 수 있다. 이들 중에서, 가요성, 즉 쉽게 감겨지는 가공성 시트 재료가 정보 기록용 재료의 취급 관점에서 특히 적절하다. 이러한 관점으로부터 특히 바람직한 재료는, 예컨대, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리비닐 클로라이드(PVC), 가소화 PVC, 아크릴, 폴리에스테르(예; 폴리에틸렌 테레프탈레이트), 폴리아미드, 폴리이미드, 셀룰로오즈 트리아세테이트 또는 폴리카르보네이트 필름과 같은 플라스틱 필름, 또는 알루미늄, 강철 또는 구리 같은 금속계 시트를 들 수 있다.
인광 물질의 제조공정은 또한 세분(sub)-모듈로서 나타낼 수 있는 감지기 배열 또는 다수의 감지기 배열로 이루어진 기재상에 만들어질 수 있다. 세분-모듈의 수집은 이들을 서로 말단-대-말단의 방식으로 부팅(butting)시킴으로써 조립하여 완결된, 큰 사이즈의 방사선 사진 영상 판넬을 만들 수 있다. 인광 물질의 제조 공정은 금속선이 융착된 인광 물질내의 틈새를 만들기 위한 패턴으로부터 사진 면적 각각을 둘러싸는 감지기 배열상에 직접 제조될 수 있다.
감지기 배열은 무정형 실리콘, 다결정 실리콘, 텔루르화 카드뮴, 인듐 구리 디셀레니드 및 그 밖의 당 분야에 공지된 감지기 재료로 제조할 수 있다. 단결정 실리콘의 경우에, 감지기 배열은 두께가 약 300 내지 약 700미트론인 실리콘 박판상의 종래의 감지기 배열일 수 있다. 게다가, 감지기 배열이 바람직하게는 두께가 약 10 내지 50 미크론이고, 보다 바람직하게는 약 10 내지 20미크론인 얇은 실리콘 박판상에 있을 수 있다. 충분히 얇게 된 실리콘 박판상의 감지기 배열은 빛에 투명하여 인광 물질이 실리콘을 통해 반대쪽으로부터 빛-검출감지기까지 조명할 수 있다. 말단-대-말단으로 부팅된 얇게 된 박판의 사용으로 인광 물질로부터 빛을 효과적으로 수집하는 고충전 요인을 얻을 수 있다. 상기 방식의 조명은 배면(back)-조명이라 한다.
대안으로, 인광 물질은 광학 섬유 부재상에 제조될 수 있다. 광학 섬유 부재는 영상의 상이한 부분의 상대적 위치의 1 : 1 대응을 유지하면서 다발(bundle)의 한 말단으로 돌출된 영상이 다발의 다른쪽 말단에 균열하게 전송되도록 서로가 평행하게 연결된 광학 섬유 각각의 큰 다발로 이루어질 수 있다. 광학 섬유의 빛 전송 표면은 인광 물질의 균일한 융착으로 피복될 수 있는 패턴화된 표면의 제조를 허용하도록 광을 냄으로써 충분히 매끈해질 수 있다.
본 발명에 따르면, 패턴화된 표면이 기재상에 형성된다. 제1도에 있어서, 패턴화된 표면은 Z 경사면(20) 및 S 경사면(25)을 갖는 다수의 상승된 융기부(15)와 이루어져 있다. 융기부(15) 각각은 기재(10)의 거의 수평인 부분(35)에 의해 서로 분리된다. 융기부는 제1도에서와 같이 표면으로부터 상승될 수 있거나, 또는 제2도에서와 같이 표면으로부터 함몰될 수 있다.
제1도 및 제2도에 있어서, 융기부 각각의 높이 h : 융기부를 분리하는 수평 부분 각각의 폭 W2의 비율이 약 1 : 100 내지 1 : 5이고, 바람직하게는, 약 1 : 30 내지 1 : 10이며, 보다 바람직하게는 약 1 : 20 내지 1 : 15이다. 융기붑 각각의 폭 W1: 수평 부분 각각의 폭 W2의 비율은 약 1 : 50 내지 1 : 5이며, 바람직하게는 약 1 : 25 내지 1 : 10이고, 보다 바람직하게는 약 1 : 20 내지 1 : 15이다.
앞서 규정된 대지의 패턴은 당분야의 숙련업자에게 공지된 임의의 종래의 방법에 의해 제조할 수 있다. 통상적으로 마이크로 석판 사진 기법을 이용한 이후에, 화학적 에칭 또는 물리화학적 에칭을 사용하거나, 또는 엠보싱 기법, 레이저 제거 기법 및 기타 기법과 당분야에 공지된 그 밖의 기법을 사용한다. 특정 에칭 방법은 기재의 유형 및 원하는 패턴의 기하학에 따라 달라진다. 원하는 패턴은, 예컨대 자외선 조사하에서 마스크를 지닌 유리를 노출시킨 후, 노출된 부분이 결정화되기 시작하고 에칭된 부분이 제거되는 방법에 의해 수득할 수 있다. 상기 용도에 대표적인 재료중 하나는 뉴욕주의 코닝에 소재하는 코닝 글래스에서 시판하는 포토글래스(Fotoglass)TM이다.
기재의 표면상에 규정된 패턴의 융기부에 형성한 후에, 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질을 패턴화된 표면상에 융착시켰다. 본 발명에는 임의의 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질이 사용될 수 있다. 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질의 비-제한적인 예로는 요오드화 세륨(CsI), 탈륨 처리된 CsI, 탈륨 처리된 브롬화 루비듐(RbBr), 나트륨 처리된 RbBr 및 구리 처리된 염화 나트륨을 들 수 있다. 이중에서도 바람직한 것은 CsI 또는 처리된 CsI이다.
제1 융착 방법은 진공 증발법이다. 이 공정에서, 지지체가 놓여진 진공증발 기구를 약 10-6토르 압력으로 배기하였다. 이어서, 앞서 언급한 1종 이상의 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질을 저항 가열, 전자 비임가열 등과 같은 방법에 의해 증발시켜 지지체의 표면상에 형성된 원하는 두께를 지닌 인광 물질층을 만들었다. 인광 물질을 포함하는 층은 여러번 증발 절차를 반복함으로써 제조할 수도 있다. 또한, 동시 진공 증발은 다수의 저항 가열기 또는 전자 비임을 사용하여 전도시킬 수 있다. 필요하시다면 증발공정 동안 융착된 층을 가열 또는 냉각시킬 수 있거나, 또는 융착후 융착된 층을 어니일링할 수 있다. 상기 방법에서 기재의 위치에 대한 제공원의 위치는 틈새를 형성하는 방법을 제어하는 한 요인으로서 고려할 수 있다.
진공 증발 공정 후, 인광 물질-함유층은 기재의 반대편상에 보호층을 임의로 제공한다. 대안으로 먼지 보호층위에 형성된 인광 물질층을 가질 수 있고, 이어서 그것을 지지체에 제공할 수 있다.
제2 융착 방법은 스퍼터링(sputtering) 기법이다. 이 공정에서, 지지체가 놓여진 스퍼링 기구를 약 10-6토르로 배기시킨다. 이어서, Ar 또는 Ne 같은 불활성 기체를 기구에 유입하여 내부 압력이 약 10-3토르가 되도록 압력을 높힌다. 그 후, 앞서 언급한 1종 이상의 알칼리할로겐 화합물 인광 물질을 스퍼터링시켜 지지체의 표면상에 융착된 소정 두께를 지닌 인광 물질 층을 만들었다. 또한 인광 물질층은 스퍼터링 조작을 여러번 반복함으로써 제조할 수 있다. 필요하다면, 스퍼터링 공정 중 융착된 층을 가열 또는 냉각시키거나, 또는 융착 후 융착된 층을 어니일링할 수 있다.
스퍼터링 증발 공정 후, 인광 물질층은 필요하다면 기재의 반대편상에 보호층을 임의로 제공한다. 대안으로, 먼저 보호층 위에 형성된 인광 물질층을 가질 수 있고, 이어서 그것을 지지체에 제공할 수 있다.
제3 융착 방법은 화학 증기 융착법(CVD)이다. 이 방법에서, 인광 물질층은 열적 에너지, 고-진동수 파워 등을 이용하여 유기 금속제 화합물 또는 의도한 인광 물질을 함유하는 인광 물질의 원료를 분해시킴으로써 지지체상에 수득된다.
최근에 바람직한 방법은 진공 증발법이다. 이 방법에서, 융착 공정 중 기재의 온도는 주위 온도 내지 약 300℃이고, 바람직하게는 약 100℃ 내지 약 250℃이며, 가장 바람직하게는 약 125℃이다. 융착하고자 하는 인광 물질을 포함하는 보트 또는 도가니가 기재로부터 약 2인치 내지 10인치 거리에 위치하는 것이 바람직하고, 보다 바람직한 거리는 기재로부터 약 6인치이다. 안광 물질의 융착 속도는 당분야에 공지된 바와 같이 보트 또는 도가니의 배치 및 가열기에 공급된 파워에 의해 주로 조절된다. 상기 융착 속도는 1분당 융착된 인광 물질 약 1 내지 약 10미크론으로 조절된다.
인광 물질층의 두께는 방사선 사진 영상 판넬의 방사선 감도 및 인광 물질의 유형에 따라 달라지지만, 바람직한 범위는 30㎛ 내지 1,000㎛이고, 특히 80㎛ 내지 500㎛이다.
인광 물질층의 두께가 30㎛ 미만인 경우에, 그것의 방사선 흡수는 급격히 불량해져서 방사선 감도를 낮춘다. 따라서, 수득한 영상의 입상성(粒狀性; graininess)은 불량해진 영상에 기인하여 증가한다. 앞서 언급한 것 외에도, 인광 물질층은 투명해지기 시작하고, 따라서 인광 물질층내의 여자(勵磁)선의 2차원 확산이 점차 증가하여 그 결과 영상 선명도가 나빠지는 경향이 있다.
융착 조작 중 인광 물질중에 형성된 틈새를 더욱 넓게 하기 위하여, 임의로 어닐링 단계가 융착 후 즉시 부가될 수 있다. 상기 어니일링은 바람직하게는 약 150℃ 내지 300℃, 보다 바람직하게는 250℃의 온도 및 질소가 존재하는 노에서, 바람직하게는 약 1 내지 3시간, 보다 바람직하게는 약 2시간이 수행한다. 상기 어니일링 온도로부터 인광 물질의 급격한 냉각은 틈새를 더욱 넓히는데 효과적이다.
또한, 알루미늄 또는 은 같은 바람직한 고 반사성 재료의 박층(예; 5,000Å)이 임의로 틈새내에 융착될 수 있다. 스퍼터링, 증발, 무전해 도금, 도금 또는 기타 박판 융착 기법이 이용될 수 있다.
또한, 검정색 즉 흡광성 재료를 임의로 유착시켜 빛 산란을 최소화할 수 있다. 상기 피복 방법은 한정적 경계내에서 빛을 감금할 것이다. 그러나, 인광 물질로부터 방출하는 빛의 총량은 융착된 재료가 빛을 흡수하기 때문에 감소할 수 있다.
임의로, 인광 물질 층을 물리적 및 화학적으로 보호하기 위한 보호층은 일반적으로(지지체의 반대편상에) 노출되는 인광 물질층의 표면상에 제공된다. 보호층은 도료 분산액을 그 위에 직접 도포함으로써 인광 물질층에 제공되어 그 위에 보호층을 형성하거나, 또는 미리 형성된 보호층에 결합시킴으로써 그 위에 제공될 수 있다. 보호층 재료는 니트로-셀룰로오즈, 에틸 셀룰로오즈, 셀룰로오즈 아세테이트, 폴리에스테르, 폴리에틸렌 테레프탈레이트 등과 같은 종래의 재료일 수 있다.
이하-비 제한적 실시예에 의거하여 본 발명을 더욱 상세히 예시하고자 한다.
[실시예 1]
거리 100미크론으로 서로 분리된 높이 1.6미크론, 기저 2미크론의 삼각형 단면의 다수로 융기부로 이루어진 패턴이 #705 유리 기재상에 형성되었다. 이어서 패턴화된 기재를 증발기가 갖춰진 하우스안의 챔버내에 탑재하였다. 제공원은 나트륨으로 처리된 CsI 15g을 적재한 SO-10 보트(캘리포니아, 롱비치 소재의 알. 디. 마티스)이었다. 상기 시스템의 기압을 2×10-5토르의 진공으로 급격히 내렸다. 30분의 융차시간 결과 두께 80미크론의 인광물질이 형성되었고, 일련의 2미크론의 틈새가 인광 물질의 표면으로부터 융기 구조물 위에 집중되어 유리 기재 아래까지 연재되었다.
[실시예 2]
실시예 1에서 사용한 것과 같은 조건하에서 실행하되, 삼각형 구조물의 크기는 높이가 1미크론, 기저 폭이 5미크론 및 분리 거리는 80미크론이었다. 융착 조건은 실시예 1과 같았고, 폭이 2미크론인 틈새가 융기 구조물의 중심부에 상응하는 융착된 인광 물질에 형성되었다.
[실시예 3]
실시예 1에서 사용한 것과 같은 조건하에서 실행하되, 삼각형 구조물의 크기는 높이가 3.3 미크론, 기저폭이 16 미크론 및 분리 거리는 80미크론이었다. 융착 조건은 실시예 1과 같았고, 나비가 2 내지 3미크론인 틈새가 융기 구조물의 중심부에 상응하는 융착된 인광 물질에 형성되었다.
[실시예 4]
삼각형 단면의 함몰된 융기부가 두께 125미크론의 폴리이미드 기재에 엠보싱에 의해 형성되었다. 융기부의 깊이는 6미크론이고, 기저 폭은 20미크론이며 분리 거리는 100미크론이었다. 이어서 패턴화된 폴리이미드를 기계적 지지체로서 사용된 3인치 직경의 실리콘 박판상에 적층시켰다. 융착 조건은 실시예 1과 동일하였고, 폭이 2미크론인 틈새가 내려앉은 융기 구조물의 중앙에 해당하는 융착된 인광 물질에 형성되었다.
특허 청구 범위에서 한정한 바와 같이 본 발명의 원리 및 범위를 벗어남이 없이 상기 명세서로부터 타당한 변형 및 수정이 가능하다.

Claims (3)

  1. (a) 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질이 융착(deposition)되고 성장하기 위한 기재를 제공하고; (b) 다수의 융기부(ridge)로 이루어진 상기 기재상에 피턴화된 표면을 형성하는 단계로, 상기 융기부 각각은 Z 경사면(angular inclined slpoe)과 S 경사면(angular declined slope)을 가지고, Z 경사면과 S 경사면은 한 공통 지점에서 만나 삼각형 단면을 지닌 구조물을 형성하고, 융기부 각각은 상기 기재의 수평 부분에 의해 서로 분리되고, 이때 (ⅰ) 융기부 각각의 높이 : 융기부를 분리하는 상기 기재의 수평 부분 각각의 폭의 비율은 약 1 : 100 내지 1 : 5이고; (ⅱ) 융기부 각각의 폭 : 융기부를 분리하는 상기 기재의 수평 부분 각각의 폭의 비율은 약 1 : 50 내지 1 : 5이며 : 및 (c) 단계(b) 기재의 패턴화된 표면상에 알칼리 할로겐 화합물 인광 물질을 융착시켜서, 융기부 각각의 Z 및/또는 S 경사면에 의해 생기는 틈새를 융착된 인광 물질에 형성시키는 단계를 포함하는 X-선 방사선 검출기의 제조방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계(b)의 (ⅰ)에서의 비율이 약 1 : 30 내지 1 : 10인 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 단계(b)의 (ⅱ)에서의 비율이 약 1 : 25 내지 1 : 10인 방법.
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