JPH0227641A - Ｘ線像増倍管の入力面及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、Ｘ線像増倍管の入力面及びその製造方法に
関する。

（従来の技術） 一般に、Ｘ線像増倍管例えばＸ線蛍光増倍管は、医療診
断や工業用検査などに広く利用されている。

この種のＸ線蛍光増倍管は第４図に示すように構成され
、主としてガラスよりなる真空外囲器１の入力側内部に
は、入力面２が配設されている。

一方、真空外囲器１の出力側内部には、陽極３が配設さ
れると共に、出力面４が配設されている。

更に、真空外囲器１内の側壁に沿って集束電極５が配設
されている。そして、入力面２は、基板に蛍光体層、保
護膜、光電面が順次積層形成して構成されている。

動作時には、Ｘ線源から放射されたＸ線は被写体を透過
後、Ｘ線蛍光増倍管の入力面２に入射する。すると入力
面２の基板を透過後、蛍光体層を発光させ、光に変換さ
れる。この光は保護膜を通過後、光電面により光電子に
変換される。この光電子像は陽極３と集束電極５により
加速・集束され、出力面４に入射して出力蛍光像に変換
される。

（発明が解決しようとする課題） ところで入力面２の従来例としては、例えば特願昭６２
−２４５４７１号公報や特願昭６２−１８１４３２号公
報に記載されたものがある。

上記の特願昭６２−２４５４７１号公報に記載された入
力面は、基板に形成された蛍光体層が第１の蛍光体層、
中間層、柱状結晶塊からなる第２の蛍光体層及び緻密な
連続層からなる第３の蛍光体層より構成されている。そ
して、柱状結晶塊によるライトガイド作用に有効に寄与
しない光や微弱な光を中間層に吸収させることが出来る
ので、蛍光体層を厚膜化しても解像度、Ｘ線吸収率の良
い特性が得られる。

ところが、全体の蛍光体層の厚さが２５０μｍを越える
場合、入力面周辺部に入射するＸ線に対する実効的な蛍
光体層の厚さは４００μｍ以上になり、蛍光体層の輝度
が低下する領域になるため、出力画像の周辺部の輝度が
低下してしまう不具合がある。

一方、特願昭６２−１８１４３２号公報に記載された入
力面は、基板の反射率が基板中央部で低く周辺部に向っ
て徐々に高くなるように、基板と蛍光体層との間に金属
蒸着膜が形成されている。

そして、基板表面の光反射率を中央部と周辺部で変え、
中央部を黒化しているので、Ｘ線像増倍管の出力画像の
一様性が得られる。

ところが、積層されてなる蛍光体層は、第１の蛍光体層
が粒子状の蛍光体層からなるため、柱状結晶塊からなる
第２の蛍光体層内の光は粒子状の第１の蛍光体層におい
て散乱され、厚膜化した蛍光体層の入力面においては解
像度が充分得られない。

上記のように従来技術では、入力面の蛍光体層が厚膜に
なった時の周辺部の輝度低下は、出力画像が輝度不均一
となり実用性が低下する。

この発明は、厚膜蛍光体層であっても解像度が高く、輝
度−様性に優れたＸ線像増倍管の入力面及びその製造方
法を提供することを目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） この発明は、基板上に蛍光体層、中間層、蛍光体層及び
光電面が順次積層して形成されてなるＸ線像増倍管の入
力面において、上記中間層は上記基板中央部の光吸収能
が周辺部より高くなるように構成されてなるＸ線像増倍
管の入力面である。

即ち、蛍光体層の膜厚を大幅に増やした入力面を使用し
て、出力画像の輝度−様性を満たし実用に供するため、
この発明の入力面は粒子状の第１の蛍光体層、柱状結晶
塊からなる第２の蛍光体層、緻密な連続層（第２の蛍光
体層に含む）が順次真空蒸着によって形成されているが
、第２の蛍光体層の底面に金属又は金属酸化物からなる
光吸収能を有する薄層の中間層が形成されている。

尚、中間層の光吸収能の設定は、金属又は金属酸化物の
膜厚を中心部を厚く、周辺部を薄くすることによって、
５００人〜２０μｍ以下の膜厚範囲内で変化させること
が好適である。

又、この発明は、基板上に第１の蛍光体層を形成する工
程と、次に上記第１の蛍光体層上に上記基板の全面又は
基板の周辺部を除く部分に、周辺部から中央部にわたっ
て光吸収能が高くなるように金属又は金属酸化物の薄層
を真空蒸着して中間層を形成する工程と、次にこの中間
層上に第２の蛍光体層を形成する工程と、次にこの第２
の蛍光体層上に直接又は間接に光電面を形成する工程と
、を具備するＸ線像増倍管の入力面の製造方法である。

（作用） この発明によれば、柱状結晶塊からなる第２の蛍光体層
の底面に金属又は金属酸化物からなる光吸収能を有する
薄層の中間層が形成されているので、柱状結晶塊の層と
粒子状の層を分離し、且つ基板中央部の光吸収能が周辺
部より高くなるように構成して、厚膜蛍光体による周辺
部の輝度低下を防いでいる。

即ち、第２の蛍光体層内のライトガイド作用を有する光
のうち、基板側に向かう光はこの光吸収能を有する中間
層に吸収されるため、第１の蛍光体層において散乱され
ることもなく、第２の蛍光体層の膜厚が２５０μｍ以上
の厚さであっても解像度は大幅に向上する。

更に厚膜蛍光体層の入力面に入射するＸ線は、入力面の
周辺部においてＸ線を吸収する実効的な蛍光体層の厚さ
が増加し、蛍光体層内の発光した光の透過の減少がある
ため、周辺部の輝度低下が生じる傾向がある。そのため
に、第２の蛍光体層の底面に形成される中間層の光吸収
能を中央部を高く周辺部を低く形成し、又はこの中間層
を周辺部には形成しないで、中央部から中間部にかけて
光吸収能が低下するように形成することによって、中央
部と周辺部の輝度バランスを保ち、輝度−様性を改善し
ている。

（実施例） 以下、図面を参照して、この発明の一実施例を詳細に説
明する。

この発明によるＸ線像増倍管、例えばＸ線蛍光増倍管の
入力面は、第１図に示すように構成され、例えばアルミ
ニウムからなる基板６上に順次積層して形成された第１
の蛍光体層７、中間層８、第２の蛍光体層９、保護膜１
０及び光電面（図示せず）からなっている。

上記の場合、第１の蛍光体層７は粒子状のアルカリハラ
イド蒸着蛍光体であり、この第１の蛍光体層７上にその
表面形状に沿って、中間層８が形成されている。又、第
２の蛍光体層９は、アルカリハライド蛍光体の互いに微
細な隙間で区画された柱状結晶塊からなるファイバー作
用を有する層であり、膜厚は２５０〜４５０μｍである
。

さて、中間層８は蒸着薄層であり、第１の蛍光体層７の
結晶粒子の微細な表面形状を維持して被覆するように形
成された光吸収能を有する層である。又、この中間層８
は金属又は金属酸化物からなるが、第１の蛍光体層７上
に蒸着されたときに、金属色や光沢を有しないで薄層形
成出来る材料として、例えばアルミニウム、ニッケル、
インジウム等の金属又はアルミニウム、ニッケル、クロ
ム、インジウム等の金属酸化物が好適な材料である。

その膜厚は、例えばアルミニウムの場合、第２図に示し
たように基板中央部６ａで厚＜　（１，５μｍ）、周辺
部６ｂになる程薄く（基板中間部で０．８μｍ）形成さ
れている。即ち、膜厚を変更することにより、光吸収能
が基板中央部６ａで高く、基板周辺部６ｂで低くなるよ
うに構成されている。この結果、蛍光体層の発光強度を
一様にすることが出来る。

この中間層８の膜厚範囲は、各材料の種類と真空蒸着法
の形成条件によって光吸収能が異なるので、第１の蛍光
体層７の膜厚分布も考慮して中間層８の膜厚及び膜厚分
布を選択出来る。但し、基板中央部６ａの中間層８の膜
厚は、１０００人〜５μｍの範囲がアルカリハライド蒸
着蛍光体の結晶形状を維持する上で安定且つ好適である
。

このような入力面を有するＸ線像増倍管は、その動作時
に入力面の蛍光体層の発光強度に応じた輝度が、出力面
に再現されることになる。そこで、この発明のように蛍
光体層の発光分布を中間層８を設けて一様にすることに
より、出力面の輝度も一様となる。

即ち、中間層８は微少な凹凸のある粒子状のアルカリハ
ライド蒸着蛍光体からなる第１の蛍光体層７上に形成さ
れるため、既述のように金属又は金属酸化物は光吸収能
の高い薄層となる。そのため、第２の蛍光体層９の発光
はこの中間層８に吸収され、反射されることが減少する
ので、中間層８を設けた蛍光体層の発光強度は低下する
。光の吸収の度合いは中間層８の膜厚に依存しており、
基板中央部６ａの中間層８の膜厚を厚くすることによっ
て、周辺部６ｂの発光強度とのバランスがとれ、−様な
輝度分布を得ることが出来る。

他の効果としては、第２の蛍光体層９はアルカリハライ
ドの柱状結晶塊からなるファイバー作用を有する層であ
るため、中間層８に光が吸収されることによって、１つ
の柱状結晶塊に入ることがなくなり、光散乱を防ぎ、解
像度が向上する。

特に、Ｘ線吸収率を高めるため、蛍光体層が厚膜となっ
たとき、それだけでは解像度が低下するので、この中間
層８を設けることにより、蛍光体層の膜厚が４００〜４
５０μｍであっても解像度は充分高くなる。

他の実施例としては、第３図に示すように、基板６の光
反射は入力面の蛍光体層の発光強度に３０〜４０％寄与
しているため、基板中央部６ａのみに中間層８を設けて
おけば、基板中央部６ａの光は中間層８に吸収され、基
板周辺部６ｂの光は基板素地の反射を含むことになる。

これによって、入力面の発光強度を一様とすることが出
来る。

次に、この発明によるＸ線管像増倍管の入力面の製造方
法の一実施例について、第１図を参照して説明する。

先ず、蒸着装置（図示せず）を用いて、真空槽内の圧力
をｌＸｌ０−３Ｐａまで排気し、基板６を加熱して基板
６の表面を清浄にする。

次いで、基板６の温度を１００℃にし、真空槽内に不活
性ガス゛を導入し、圧力を０．６６Ｐａ（５Ｘ１０−３
Ｔｏｒｒ）に保持した状態で、アルカリハライド蛍光体
例えば沃化セシウム蛍光体を基板６上に結晶粒子が１〜
３層程度出来るまで、真空蒸着する。このようにして、
第１の蛍光体層７が形成される。

次に、真空槽内の圧力と基板６の温度を維持したまま、
バスケット内に入れた金属例えばアルミニウムを約１μ
ｍになるまで蒸着する。この蒸着により、光吸収能を有
する層が、第１の蛍光体層７の結晶粒子の表面を覆うよ
うに形成される。バスケットは真空槽内の中央部に配置
しであるため、真空蒸着によって基板中央部６ａの中間
層の膜厚が厚く、周辺部６ｂは薄くなる。このようにし
て、中間層８が形成される。

次に、真空槽内の圧力を０．７Ｐａにし、基板温度を９
０℃にした後、アルカリハライド蛍光体を蒸着すること
により、中間層８で覆われた第１の蛍光体層７の各突起
部分を種として、蛍光体層の柱状結晶塊が微細な隙間で
互いに隔離されて結晶成長し、その平均サイズが１０μ
ｍ以下からなる膜厚が３００〜４５０μｍの層が形成さ
れる。

次に、真空槽内の圧力を１．３３ｘｌＯ−３Ｐａ以下に
し、アルカリハライド蛍光体を膜厚が１５μｍになるま
で蒸着する。この蒸着により、蛍光体層の表面が緻密な
連続層となる。このようにして、第２の蛍光体層９が形
成される。

この後、蛍光体層を形成した基板６を室温付近で大気中
に取出す。

前述した中間層８を形成する条件としては、真空槽内の
圧力は１．３３Ｘ１０−２〜．１．３Ｐａで、アルミニ
ウムを膜厚が基板中央部６ａで３０００人になるまで蒸
着した場合、第１の蛍光体層７の反射率に対して７５％
になる。反射率が低い程、光吸収能の高い中間層８とな
る。

中間層８の膜厚分布は、真空槽内の中央にバスケットを
配置しである場合、中央部の膜厚が厚くなるのが一般的
である。又、所望の膜厚分布を得るために、回転してい
る基板６とバスケットの間に特願昭６２−１８１４３２
号公報に示されるような蒸着マスクを設けることが出来
る。これによって、基板周辺部６ｂには中間層８を形成
しない入力面を形成することが可能となり、又、中間層
８の膜厚分布が緩やかになるため、輝度−様性を得るの
に好都合である。

尚、前述した第１の蛍光体層７及び第２の蛍光体層９の
実施例は、特願昭６２−２４５４７１号公報記載のもの
と同じである。

［発明の効果］ この発明によれば、高いＸ線吸収能の厚膜蛍光体層を有
する入力面が、微細な被写体を識別し得る高解像度を有
し、且つ出力画像の中央部から周辺部にわたって、輝度
のほぼ同一レベルを有する優れた特長を実現することが
出来る。

尚、この発明では第１の蛍光体層７と第２の蛍光体層９
との間に、光吸収能を有する中間層８を設け、主として
輝度に寄与する第２の蛍光体層９の基板６側への散乱を
有効に吸収しているが、もし基板６に直接中間層８に相
当する光吸収膜を設けた場合は、第１の蛍光体層７の散
乱が基板６と接する以外の面からも発するため、解像度
を低下させる。しかし、この発明では上記のように第１
の蛍光体層７と第２の蛍光体層９との間に、光吸収能を
有する中間層８を設けているので、解像度の低下はない
。

又、製造方法的に言えば、基板６に直接光吸収膜を制御
して形成するのは難しい（槽内に特別のフィルタが必要
となる）。一方、この発明のように第１の蛍光体層７上
に薄い中間層８を形成するのは、比較的容易であり、第
１の蛍光体層７の表面は凹凸があるので被着し易く、所
望の光吸収能が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明の一実施例に係るＸ線像増倍管の入力
面を示す断面図、第２図及び第３図はこの発明の入力面
における中間層の膜厚分布の２例を示す特性曲線図、第
４図は一般的なＸ線像増倍管（Ｘ線蛍光増倍管）を示す
概略構成図である。 ６・・・基板、７・・・第１の蛍光体層、８・・・中間
層、９・・・第２の蛍光体層。

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に・蛍光体層、中間層、蛍光体層及び光電
   面が順次積層して形成されてなるＸ線像増倍管の入力面
   において、 上記中間層は、上記基板中央部の光吸収能が周辺部より
   高くなるように構成されてなることを特徴とするＸ線像
   増倍管の入力面。
2. （２）基板上に第１の蛍光体層を形成する工程と、 次に上記第１の蛍光体層上に上記基板の全面又は基板の
   周辺部を除く部分に、周辺部から中央部にわたって光吸
   収能が高くなるように金属又は金属酸化物の薄層を真空
   蒸着して中間層を形成する工程と、 次にこの中間層上に第２の蛍光体層を形成する工程と、 次にこの第２の蛍光体層上に直接又は間接に光電面を形
   成する工程と、 を具備することを特徴とするＸ線像増倍管の入力面の製
   造方法。