JPH05230453A - 光刺戟性貯蔵リン光体 - Google Patents

光刺戟性貯蔵リン光体

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JPH05230453A
JPH05230453A JP20442992A JP20442992A JPH05230453A JP H05230453 A JPH05230453 A JP H05230453A JP 20442992 A JP20442992 A JP 20442992A JP 20442992 A JP20442992 A JP 20442992A JP H05230453 A JPH05230453 A JP H05230453A
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barium
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JP20442992A
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Paul Leblans
ポール・レブランス
Albert Domien Adriaensens
アルベール・ドーメン・アドレンセンズ
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Agfa Gevaert NV
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    • C09K11/7791Halogenides with alkali or alkaline earth metals
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    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21KHANDLING OF PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens
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Abstract

(57)【要約】 (修正有) 【目的】 透過性放射線で照射したとき貯蔵されたエネ
ルギーの遅い暗崩壊を有する光刺戟性貯蔵リン光体を提
供する。 【構成】 550nmより短い波長を有する光で刺戟し
たとき、600nmより長い波長を有する光で刺戟する
ことによって得られるよりも大なる感度を有する光刺戟
性貯蔵リン光体であり、前記感度は最小感度(F.O.
M.)によって表わされる、そして前記リン光体は、
(i) 弗素が他のハロゲンより多く存在する2価ユーロピ
ウム活性化弗化ハロゲン化バリウムであり、(ii)共ドー
プ剤として錫、鉛、アンチモン、ビスマス及び遷移金属
例えば鉄からなる群から選択したし少なくとも1種の金
属を含有し、前記共ドープ剤金属はバリウムに対して原
子%で10-3〜8の範囲で存在する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】発明の分野 本発明は透過性放射線に露光した後、光刺戟時に蛍光を
放出する貯蔵リン光体及び貯蔵パネル中での前記リン光
体の使用に関する。
【0002】発明の背景 放射線写真において、対象物の内部は透過性放射線によ
って再現される、かかる放射線は、X線、ガンマ線及び
高エネルギー素粒子放射線、例えばベータ線、電子ビー
ム又は中性子放射線の群に属するイオン化放射線として
も知られている高エネルギー放射線である。透過性放射
線の可視光及び/又は紫外放射線への変換のため、リン
光体と称される発光物質が使用される。
【0003】従来の放射線写真法において、X線写真
は、目的物を通って像に従って透過したX線によって得
られ、いわゆる増感スクリーン(X線変換スクリーン)
で相当する強度の光に変換される、増感スクリーン中
で、リン光体粒子は透過されたX線を吸収し、それを、
写真フィルムがX線の直接衝撃に対してよりも敏感であ
る可視光及び/又は紫外放射線に変換する。
【0004】実際に、前記スクリーによって像に従って
放出された光は、接触している写真ハロゲン化銀乳剤層
フィルムを照射し、これは露光後現像してその中にX線
像と一致した銀像を形成する。
【0005】最近、例えばUS−P3859527に記
載されている如く、それらの即刻の光放出(即発放出)
に加えて、X線照射したとき一時的にX線エネルギーの
大部分を貯蔵する性質を有する光刺戟性貯蔵リン光体を
使用するX線記録系が開発された。前記エネルギーは、
光刺戟に使用した光とは波長において異なる蛍光の形で
光刺戟によって放出される。前記X線記録法において
は、光刺戟時に放出される光は光電子的に検出され、逐
次電気信号に変換される。前記米国特許に記載された光
刺戟性リン光体は、例えばセリウム及びサマリウム活性
化硫化ストロンチウム、及びユーロピウム及びサマリウ
ム活性化硫化ストロンチウムである。US−P3175
084には、可視光及び/又は赤外光で光刺戟性である
X線貯蔵リン光体として、元素の周期表の第I ,II及び
III 族の何れかからの元素で活性化されたアルカリ金属
ハロゲン化物及びアルカリ土類金属ハロゲン化物が記載
されている。
【0006】光刺戟性貯蔵リン光体で操作するかかるX
線像形成装置の基本構成成分は、X線エネルギーパター
ンを一時的に貯蔵する通常板又はパネル中の粒子の形で
の前記リン光体を含有する像センサー、光刺戟のための
走査レーザービーム、続いてディタル時系列信号に変換
されるアナログ信号を与える光電子光検出器、通常像を
ディジタル的に処理するディジタル像処理器、信号記録
器例えば磁気ディスク又はテープ、及び写真フィルムの
変調光露光のための像記録器又は電子信号表示装置例え
ば陰極線管である。光刺戟性潜在蛍光像の読みとりに有
用なレーザーの調査は定期刊行物Research Disclosure
1989年12月、308117項に与えられている。
【0007】前記像記録及び再現法の応用における特別
興味あるものの中に、US−P4239968に記載さ
れた特定のバリウムフルオロハライドリン光体がある。
前記X線照射したリン光体をHe−Ne(633nm)
ビームの刺戟放射線に露光することによって測定される
輝度は、US−P3859529に記載されたSrS:
0.0001Eu,0.0001Sm貯蔵リン光体の刺
戟光と比較したとき非常に大である。
【0008】US−P4239968によれば、(i) 可
視線又は赤外線刺戟性リン光体に目的物を通過する放射
線を吸収させる工程、(ii)前記リン光体を可視線及び赤
外線から選択した刺戟線で刺戟して蛍光としてその中に
貯蔵された放射線のエネルギーを放出させる工程を含む
放射線像を記録し、再現する方法が記載されており、前
記リン光体は、下記式によって表わされるアルカリ土類
金属フルオロハライドリン光体の群から選択される少な
くとも1種のリン光体であり、前記刺戟線は500nm
以上であることを特徴としている。
【0009】(Ba1-xMII x )FX :yA
【0010】式中MIIはMg、Ca、Sr、Zn及びC
dの1種以上であり、XはBr、Cl又はIの1種以上
であり、AはEu、Tb、Ce、Tm 、Dy、Pr、H
o、Nd、Yb及びErからなる群の少なくとも1員で
あり、xは0≦x≦0.6の範囲であり、yは0≦y≦
0.2の範囲である。
【0011】前記米国特許の図3において、刺戟線の波
長と刺戟された光の輝度即ち刺戟スペクトルの間の関係
をグラフが示しており、そこから前記種類の光がHe−
Neレーザービーム(633nm)の刺戟光に対する高
い光刺戟感度を有するが、500nm未満では劣った光
刺戟可能性を有することを知ることができる。刺戟され
た光(蛍光)は350〜450nmの波長範囲に位置
し、約390nmで極大値を有する(定期刊行物、Radi
ology 、1983年9月、834頁参照)。
【0012】前記US−P4239968から、赤外線
刺戟性リン光体よりもむしろ可視線刺戟性リン光体を使
用することが望ましいことを知ることができる、何故な
らば赤赤線刺戟性リン光体のトラップは可視線刺戟性リ
ン光体のそれらよりも浅く、従って赤外線刺戟性リン光
体を含有する放射線像貯蔵パネルは比較的速い暗減衰
(退色)を示すからである。像退色を考慮に入れると、
透過性放射線に像に従って露光した後比較的直ぐに読み
とりを行わなければならず、読み取時間(走査時間)は
かなり短く保たなければならない。事実前記米国特許に
説明されている如く、赤外線刺戟性リン光体を含むパネ
ルを赤外線で走査し、そこから放出される蛍光を電気的
に処理するとき、パネルの全面を走査するために一定の
時間を必要とし、従ってパネルの初期部分と最終部分が
前もって同じ量の放射線を吸収していたとしても、初期
出力と最終出力の間で差が生ずる可能性がある。
【0013】前述した問題を解決するため、退色を避け
るためできる限り深いトラップを有する光刺戟性貯蔵リ
ン光体を使用すること、及び前記トラップを空にするた
め、633nmの通常のHe−Neレーザービームより
も実質的に大なる光子エネルギー(より短い波長)を有
する光線を使用することが望ましい。
【0014】像退色の目的物及び弗化バリウムハライド
リン光体の蛍光放出が約390nmに位置し、450n
mでは実際上無価値であることを考慮に入れると、刺戟
光から刺戟された光の光学フィルター手段による良好な
分離を可能にするため、それらの蛍光(刺戟された光)
の放出スペクトルからなお充分に離れている約450n
mで刺戟最大を有するリン光体が好ましい。フィルター
手段は刺戟光を吸収又は排除し、検出手段、例えば刺戟
された光の波長範囲とマッチする光電子放出感度を有す
る光電子増倍管に入ることからそれを防止する。
【0015】普通に使用される633nmHe−Neレ
ーザービームと比較してより短い波長光での光刺戟の別
の利点は、像鮮鋭性における改良にある。何故なら、例
えば500nm以下のより短い波長光は、回折格子とし
て作用する分散したリン光体を結合剤中に含有するリン
光体パネル中で小さく回折されるからである。更に48
8及び514nmでそれらの主放出線を有するコンパク
トなアルゴンイオンレーザーは、同じ大きさのHe−N
eレーザーよりも非常に強力であり、これは非常に短い
読みとり時間を可能にする。
【0016】上述したことを心において、500nmで
の刺戟波長での放出強度が、600nmの刺戟波長での
放出強度より大である刺戟スペクトルを示すリン光体配
合物を作る計画がなされた。前記目的に好適なリン光体
が、弗素より化学量論的に多い臭素含有部分を有する2
価ユーロピウム活性化臭化弗化バリウムリン光体の形で
US−P4535238に記載されている。
【0017】前記目的のため作られた2価ユーロピウム
活性化臭化弗化バリウムリン光体は、予定された量の弗
化バリウム及び3価ユーロピウムの化合物、及び理論量
より多い量でのハロゲン化バリウム(弗化バリウムを除
く)を用いて得られる。実施例1に記載されている如く
焼成は還元性雰囲気中で行ってEu3+をEu2+に変換す
る。
【0018】US−P4535238の特許請求の範囲
第1項によれば、500nmで刺戟したときそのより高
い放出強度を有するリン光体の光刺戟は、400〜55
0nm(550nmの波長は除く)の波長範囲での光を
用いて行う。
【0019】公開されたヨーロッパ特許出願(EP−
A)0104652及び相当するUS−P450598
9において、ハロゲン化ナトリウムリン光体及び共活性
剤として遷移金属を含有する2価ユーロピウム活性化ア
ルカリ土類金属弗化ハロゲン化物リン光体が記載され、
下記式で表わされている:
【0020】MIIFX.xNaX′: yEu2+: zA
【0021】式中MIIはBa、Sr及びCaからなる群
から選択した少なくとも1種のアルカリ土類金属であ
り、X及びX′の各々はCl、Br及びIからなる群か
ら選択した少なくとも1種のハロゲンであり、AはV、
Cr、Mn、Fe、Co及びNiからなる群から選択し
た少なくとも1種の遷移金属であり、x、y及びzは、
条件0<x≦2、0<y≦0.2及び0<z≦10-2
それぞれ満足する数である。
【0022】前記リン光体(実際にはX、X′及びxの
定義により、化学量論的に弗素より過剰の弗素以外のハ
ロゲン化合物を有するリン光体と同様である)は放射線
写真に使用するために記載されたおり、このリン光体は
そのX線露光後、400〜850nmの波長範囲での光
で光刺戟される。リン光体はハロゲン化ナトリウム(N
aX′)の存在によって、改良された輝度を得、Feの
如き遷移金属の存在によって光刺戟可能性の波長域内の
波長を有する光に露光したとき改良された消去性を得
る。
【0023】ヨーロッパ特許0174875B1(US
−P5028509も参照されたい)には、下記式で表
わされる光刺戟性リン光体を含有する放射線エネルギー
貯蔵パネルが特許請求されている:
【0024】 (M1-x M ′x)X aM″X ′2・bM′′′X ″3・cA:dB
【0025】式中MはCs又はRbを表わし、M′はL
i、Na、K、Rb又はCsである少なくとも1種の金
属を表わし、M″はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Z
n、Cd、Cu又はNiである少なくとも1種の2価金
属を表わし、M′′′はSc、Y、La、Ce、Pr、
Nd、Sm、Eu、Cd、Tb、Dy、Ho、Er、T
m、Yb、Lu、Al、Ga又はInである少なくとも
1種の金属を表わし、AはBeO、MgO、CaO、S
rO、BaO、ZnO、Al23 、Y23、La2
3 、In23 、SiO2 、TiO2 、GeO2 、S
nO2 、Nb23 、Ta25 又はThO2 である少
なくとも1種の金属酸化物を表わし、BはEu、Tb、
Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、G
d、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu、Mg、
Pb、Bi、Mn又はInである少なくとも1種の金属
を表わし、X、X′及びX″は同じであってもよく異な
ってもよく、それぞれF、Cl、Br又はIであるハロ
ゲン原子を表わし、x、a、b、c及びdはそれぞれ独
立に、0<x≦1、0<a≦1、0<b≦0.5、0≦
c≦0.5及び0<d≦0.2の範囲の数である。
【0026】前記最後に示した式によるリン光体は、高
輝度迅速応答及び反復したときの残存像に対する迅速除
去速度を有すると主張してしている。前記リン光体は、
近赤外帯域まで拡げられた刺戟スペクトルを有すべき
で、従って励起光源として半導体レーザーを使用できる
ようにする。
【0027】弗素含有部分が他のハロゲン部分に対して
超化学量論的に存在するリン光体は、例えば公開された
EP−A0021342、EP−A0345903、E
P−A0345904、EP−A0345905及びU
S−P4587036に記載されている。
【0028】公開されたEP−A0345905におい
て、稀土類金属ドープした弗化ハロゲン化バリウムスト
ロンチウムリン光体が特許請求され、下記実験式で表わ
されている:
【0029】Ba1-xSrxF2-a-bBraXb :zA
【0030】式中XはCl及びIからなる群から選択し
た少なくとも1員であり、xは0<x<0.15の範囲
にあり、aは0.70≦a≦0.96の範囲にあり、b
は0≦b<0.15の範囲にあり、zは10-7≦z≦
0.15の範囲にあり、AはEu2+、又はEu3+、T
m、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd及びL
uからなる群から選択した1種以上の共ドープ剤と一緒
のEu2+であり、弗素は、前記リン光体中に単独での臭
素又は塩素及び/又は沃素を組合せた臭素より化学量論
的に大なる原子%で存在する。前記最後に示した公開さ
れたEP−Aの図3から、その明細書中に記載された発
明の実施例1により作られたガドリニウム共ドープした
リン光体は500nm未満に最大を有する刺戟スペクト
ルを特長としている。ガドリニウム共ドープ剤は、Eu
3 、Ba2 F及びSrF2 の存在下に、GdF3 とし
てリン光体焼成混合物中に混入されている。NH4 Br
の量は、臭素に対して化学量的に過剰に弗素を有するリ
ン光体を得るため、化学量論量以下(化学量論の94.
2%)で使用されている。
【0031】臭化アンモニウムを用い弗化バリウムの焼
成中、臭化アンモニウムの幾らかが昇華する(452
℃)、従って原材料混合物中の臭素の全部はリン光体構
造中に内蔵されない。
【0032】より短い波長での光刺戟可能性及び比較的
深いトラップを有する光刺戟性貯蔵リン光体に伴われる
問題は、それらの迅速反復使用を妨害するそれらの困難
な消去性にある。
【0033】発明の目的及び要約 本発明の目的は、透過性放射線で照射したとき貯蔵され
たエネルギーの特に遅い暗崩壊を有する光刺戟性貯蔵リ
ン光体を提供することにある。
【0034】本発明の別の目的は、貯蔵されたエネルギ
ーを、550nm未満の波長範囲での光で光刺戟するこ
とによって蛍光として効率的に放出でき、従って本来1
064nmで放出する固体状態Nd−YAGレーザーの
周波数2重光(532nm)、及び514.5nm及び
488nmの主放出線に相当するアルゴンイオンレーザ
ーの光を、633nmのHe−Neレーザー光よりも光
刺戟において効率的に使用できる光刺戟性貯蔵リン光体
を提供することにある。
【0035】本発明の別の目的は、貯蔵されたエネルギ
ーの消去性が改良された光刺戟性貯蔵リン光体を提供す
ることにある。
【0036】本発明の更に別の目的は、結合剤層中に分
散した前記光刺戟性貯蔵リン光体を含有するX線スクリ
ーン又はパネルを提供することにある。
【0037】本発明の更に別の目的は、前記リン光体を
含むパネルにより透過性放射線のパターンを記録し、再
現する方法を提供することにある。
【0038】本発明の他の目的及び利点は以下の説明か
ら明らかになるであろう。
【0039】本発明によれば、550nmより短い波長
を有する光で刺戟されたとき、600nmより長い波長
を有する光で刺戟することによって得られるよりも大な
る感度を有する光刺戟性貯蔵リン光体を提供する、前記
感度は下記式によって計算される最小感度(figure of
merit)(F.O.M.)によって表わされる:
【0040】F.O.M.=1000×C.E./S.E.
【0041】式中C.E.は1mRのX線量で照射され
た厚さ300μmのリン光体含有層の1mm3 の容積か
ら光刺戟によって放出できるpJで表わした放射線エネ
ルギーの全量であり、S.E.は前記像の1mm2 の面
積中に貯蔵されたエネルギーの63%を放出するのに必
要なμJで表示した刺戟光のエネルギーである;そして
前記リン光体は、(i) 弗素が他のハロゲンより過剰に存
在する2価ユーロピウム活性化弗化ハロゲン化バリウム
であり、(ii)共ドープ剤として、V、Cr、Mn、F
e、Co及びNiからなる群から選択した遷移金属及び
錫、鉛、アンチモン、ビスマスからなる群から選択した
少なくとも1種の金属を含有する、前記共ドープ剤金属
はバリウムに対し原子%(at%)で10-3〜8の範囲
で存在する、弗化ハロゲン化バリウムなる語は、バリウ
ムの少量部(50原子%未満)は所望により、バリウム
以外のアルカリ土類金属及びアルカリ金属からなる群か
ら選択した少なくとも1種の金属によって置換された実
験式を含む。
【0042】好ましくは弗化ハロゲン化バリウムは弗化
臭化バリウムであり、この場合所望によって臭素の少量
部分は塩素及び/又は沃素で置換される。
【0043】好ましくは弗化ハロゲン化バリウムにおい
て、弗素は、臭素又は塩素及び/又は沃素と組合せた臭
素を越えて3〜12原子%で存在させる。
【0044】本発明によれば、放射線像記録及び再現方
法を提供し、この方法は次の工程を含む:
【0045】(i) 前記ユーロピウム(II)活性化共ドー
プした弗化ハロゲン化バリウムリン光体に目的物を通過
した又は目的物によって放出された透過性放射線を吸収
させ、前記リン光体中に前記透過性放射線のエネルギー
を貯蔵させる工程;
【0046】(ii) 前記リン光体を450nm〜55
0nmの波長範囲、好ましくは480〜540nmの波
長範囲での可視放射線で刺戟し、刺戟光とは波長範囲に
おいて異なる蛍光として前記リン光体中に貯蔵されたエ
ネルギーを放出する工程;
【0047】(iii) 前記蛍光を検出する工程;及び
【0048】(iv) 紫外光、可視光及び赤外光からな
る群から選択した電磁放射線の少なくとも1種によって
前記リン光体中に貯蔵された残存エネルギーを消去する
工程。
【0049】図面の説明 図1は刺戟スペクトル曲線を表わし、曲線1は比較実施
例3のビスマス不含ユーロピウムドープした弗化臭化バ
リウムリン光体に関し、曲線2は実施例2に記載した如
く作った本発明によるビスマス共ドープしたリン光体に
関する。
【0050】図2において、ここに定義した最小感度
(F.O.M.)を縦軸に、ビスナス共ドープ剤濃度を
横軸にプロットしてある。
【0051】図3及び図4は、それぞれ比較実施例3の
リン光体の熱刺戟ルミネセンス(TSL)スペクトル及
び実施例2で作った本発明によるビスマスドープしたリ
ン光体の熱刺戟ルミネセンス(TSL)スペクトルを表
わす。
【0052】発明の詳細な説明 ビスマス及び錫が、最小感度(F.O.M.)もよって
ここに表示したリン光体感度を増大させるたの好ましい
共ドープ剤である。
【0053】Biで共ドープした本発明によるリン光体
の短い波長への光刺戟スペクトルの最大のシフトを図1
に示す、これは1991年7月8日付出願の未公開ヨー
ロッパ特許出願912017363.9である優先権証
明書に既に提示してある。
【0054】前記未公開ヨーロッパ特許出願に記載され
た本発明による好ましいビスマス共ドープしたリン光体
は下記実験式の範囲内にある:
【0055】 Ba1-x-y-z-3pSrxMII yF2-a-bBraXb:zA:2pBi
【0056】式中MIIはMg及びCaからなる群から選
択した少なくとも1員であり、XはCl及びIからなる
群から選択した少なくとも1員であり、xは0≦x≦
0.55の範囲にあり、yは0≦y<0.05の範囲に
あり、a+bは1より小であり、aは0.70≦a≦
0.96の範囲にあり、bは0≦b<0.15の範囲に
あり、zが10-6≦z≦10-2の範囲にあり、AはEu
2+、又はEu3+、Y、Tb、Ce、Tm、Dy、Pr、
Ho、Nd、Yb、Er、La、Gd及びLuからなる
群から選択した共ドープ剤の1種以上と一緒にしたEu
2+であり、Biは3価ビスマスであり、pは10-5≦p
≦0.02の範囲にある。
【0057】本発明による光刺戟性リン光体は、好まし
くは10-2〜1原子%(at%)の範囲で、バリウムに
対してLi、Na、K、Rb及びCsからなる群から選
択したアルカリ金属を含有するリン光体を含む。
【0058】本発明による光刺戟性リン光体は、更に共
ドープ剤として、好ましくはバリウムに対して、10-4
〜1at%の範囲の原子%でサマリウム及び/又はガド
リニウムを含有することができる。
【0059】本発明による好ましい光刺戟性リン光体
は、バリウムに対して、10-1〜20at%の範囲の原
子%でSrを含有する。過剰の弗素及びストロンチウム
の存在により、リン光体のX線変換効率(C.E.)は
著しく増大する(公開されたEP−A0345903参
照)。
【0060】特に興味ある本発明によるリン光体は、下
記実験式(I) の範囲内にある:
【0061】 Ba1-x-y-p-z-3mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zEu2+:2mA3+
【0062】式中XはCl及びIからなる群から選択し
た少なくとも1種のハロゲンであり、MI は少なくとも
1種のアルカリ金属、好ましくはK及び/又はCsであ
り、MIIはCa及びMgからなる群か選択した少なくと
も1種のアルカリ土類金属であり、AはSb及びBiか
らなる群から選択した少なくとも1種の金属であり、a
+bは1より小さく、aは0.70≦a<0.96の範
囲にあり、bは0≦b<0.15の範囲にあり、xは0
≦x≦0.55の範囲にあり、yは0≦y≦10-1の範
囲にあり、pは0≦p≦0.06の範囲にあり、zは1
-6≦z≦10-2の範囲にあり、mは10-5≦m≦0.
02の範囲にある。
【0063】本発明による他の特に興味あるリン光体
は、下記実験式(II)の範囲内にある:
【0064】Ba1-x-y-p-z-mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zE
u2+ :(2/q)mTq+
【0065】式中XはCl及びIからなる群から選択し
た少なくとも1種のハロゲンであり、MI は少なくとも
1種のアルカリ金属、好ましくはK及び/又はCsであ
り、MIIはCa及びMgからなる群から選択した少なく
とも1種のアルカリ土類金属であり、TはV、Cr、M
n、Fe、Co及びNiからなる群から選択した少なく
とも1種の遷移金属であり、a+bは1より小であり、
aは0.70≦a<0.96の範囲にあり、bは0≦b
<0.15の範囲にあり、xは0≦x≦0.55の範囲
にあり、yは0≦y≦10-1の範囲にあり、pは0≦p
≦0.06の範囲にあり、qは2又は3であり、zは1
-6≦z≦10-2の範囲にあり、mは10-5≦m≦0.
12の範囲にある。
【0066】更に他の興味ある本発明によるリン光体
は、下記実験式(III) の範囲内にある:
【0067】 Ba1-x-y-p-z-mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zEu2+ :mQ2+
【0068】式中XはCl及びIからなる群から選択し
た少なくとも1種のハロゲンであり、MI は少なくとも
1種のアルカリ金属好ましくはK及び/又はCsであ
り、MIIはCa及びMgからなる群か選択した少なくと
も1種のアルカリ土類金属であり、QはPb及びSnか
らなる群から選択した少なくとも1種の金属であり、a
+bは1より小であり、aは0.70≦a<0.96の
範囲にあり、bは0≦b<0.15の範囲にあり、xは
0≦x≦0.55の範囲にあり、yは0≦y≦10-1
範囲にあり、pは0≦p≦0.06の範囲にあり、zは
10-6≦z≦10-2の範囲にあり、mは10-5≦m≦
0.08の範囲にある。
【0069】前記実験式(I) 、(II)及び(III) による好
ましいリン光体においては、aは0.90≦a≦0.9
6の範囲にあり、bはゼロである。
【0070】前記実験式(I) による好ましいリン光体に
おいて、pは10-4≦p≦10-2の範囲にあり、リン光
体中に貯蔵されたエネルギーの消去性を改良するための
好ましいアルカリ金属はカリウムである。リチウムは刺
戟最大を短い波長にシフトするのに好ましい。
【0071】バリウムと組合せたストロンチウムを含有
する前記実験式(I) 、(II)及び(III) による好ましいリ
ン光体において、xの価は、0.90≦a≦0.96で
あるとき0.12≦x≦0.17の範囲であり、0.8
5≦a≦0.96であるとき0.17≦x≦0.55の
範囲であるのが好ましい。
【0072】前記実験式(I) 、(II)及び(III) による好
ましいリン光体において、zは10-4≦z≦10-2の範
囲である。
【0073】本発明による光刺戟性リン光体は、好まし
くは焼成に当たって出発材料として、 (1) 弗化バリウム; (2) 臭化アンモニウム; (3) 所望によりハロゲン化バリウム(弗化バリウムを
除く); (4) アルカリ金属化合物、例えば弗化リチウム、塩化
リチウム、臭化リチウム、沃化リチウム、弗化ナトリウ
ム、塩化ナトリウム、臭化ナトリウム、、弗化カリウ
ム、弗化ルビジウム、弗化セシウム、水酸化リチウム又
は酸化リチウム又は炭酸リチウム; (5) 所望によってハロゲン化マグネシウム及び/又は
カルシウムとの混合物の形でのハロゲン化ストロンチウ
ム; (6) A、T及びQで例示した元素の少なくとも1種の
ハロゲン化物又は酸化物又は酸化物に熱分解しうる塩例
えば硝酸塩; (7) 焼成中にEu2+ イオンを生成するため還元される
ハロゲン化ユーロピウム、酸化ユーロピウム、硝酸ユー
ロピウム及び硫酸ユーロピウムからなる群から選択した
少なくとも1種のユーロピウム含有化合物好ましくはE
uF3 ;及び (8) 所望により更に別の共ドープ剤例えばハロゲン化
物又は酸化物の如きサマリウム化合物を用いることによ
って製造される。
【0074】焼成は還元性雰囲気中で、700〜100
0℃の温度範囲で行うのが好ましい。焼成は例えばUS
−P4532071に記載されている如く酸化物を用い
るとき数段階で行うことができる。
【0075】特定の実施例によれば、本発明によるリン
光体の製造は次の如く行う:
【0076】0.859モルのBaF2、0.14モルの
SrF2 、1モルのNH4 Br及び0.001モルのE
uF3 の原料混合物を作った。その混合物に少量(全固
形分に対して0.1〜1重量%の範囲)のBi23
加えた。次にかくして得られた原料混合物を、還元雰囲
気下に700〜1000℃の温度で焼成した。焼成は少
なくとも3時間続けた、しかし10時間以下行う。
【0077】還元雰囲気は水素と不活性ガス例えばアル
ゴン又は窒素との混合物である、又は木炭と水蒸気の反
応によって、水素と一酸化炭素、又は水素と二酸化炭素
の混合物を形成することによってその場で形成する。
【0078】焼成が完了した後、得られた生成物を粉末
化する。粉末生成物を更に焼成してもよい。多重焼成
は、リン光体の均質性及び刺戟特性を改良するのに有利
であることがある。
【0079】本発明による方法において、光刺戟性リン
光体は、支持されていてもよく又は自己支持性であって
もよく、X線像貯蔵スクリーンと称されるスクリーン又
はパネルを形成する結合剤中に分散した状態で使用する
のが好ましい。
【0080】分散した形で前記リン光体を混入する結合
剤層を形成するのに好適な結合剤にはフィルム形成性有
機重合体、例えばセルロースアセテートブチレート、ポ
リアルキル(メタ)アクリレート例えばポリ(メチルメ
タクリレート)、ポリビニル−n−ブチラール例えばU
S−P3043710に記載されているもの、コポリ
(ビニルアセテート/ビニルクロライド)及びコポリ
(アクリロニトリル/ブタジェン/スチレン)又はコポ
リ(ビニルクロライド/ビニルアセテート/ビニルアル
コール)又はそれらの混合物がある。
【0081】高X線エネルギー吸収を得るため最少量の
結合剤を使用するのが好ましい。しかしながら非常に少
量の結合剤は脆すぎる層を生ぜしめうる、従って妥協を
しなければならない。リン光体の被覆量は約300〜1
500g/m2 の範囲であるのが好ましい。リン光体層
の厚さは0.05〜0.5mmの範囲であるのが好まし
い。
【0082】好ましい実施態様によれば、リン光体層は
支持体シート上に支持された層として使用する。好適な
支持体材料はフィルム形成性有機樹脂、例えばポリエチ
レンテレフタレートから作る、しかし所望によってα−
オレフィン系樹脂層の如き樹脂層で被覆した紙及びカー
ドボード支持体も特に有用である。更に一定の情況の下
でガラス及び金属支持体を使用する、後者は工業的放射
線写真(非破壊試験)に使用するため、例えばUS−P
3872309及び3389255に記載されている如
く高原子量のものが好ましい。
【0083】工業的放射線写真のための特定の実施態様
によれば、リン光体スクリーンの像鮮鋭性は、リン光体
含有層と支持体の間で及び/又は支持体の裏側でリン光
体スクリーン中に、Research Disclosure1979年9
月、18502項に記載されている如く、金属化合物例
えば鉛の酸化物又は塩である非蛍光顔料を含有する顔料
−結合剤層を組入れることのよって改良される。
【0084】光刺戟性リン光体スクリーンの製造のた
め、リン光体スクリーンは有機溶媒例えば2−メトキシ
プロパノール又はエチルアセテートを用い結合剤の溶液
中に均質に分散させ、次いで支持体上に被覆して乾燥す
る。本発明のリン光体結合剤層の被覆は通常の方法、例
えば噴霧、浸漬被覆、又はドクターブレード被覆よって
行うことができる。被覆後、被覆混合物の溶媒は蒸発に
よって、例えば熱(60℃)空気流中で乾燥することに
よって除去する。
【0085】無溶媒被覆は、例えばResearch Disclosu
re1979年12月、16435項に記載されている如
く紫外線又は電子ビーム(EB)硬化性結合剤組成物を
用いて行うことができる。
【0086】リン光体−結合剤組合せの脱気を行うため
及び充填密度を改良するため超音波処理を適用できる。
所望による保護被覆を適用する前に、リン光体−結合剤
層はカレンダー掛けして充填密度(即ち乾燥被覆1cm
3 についてのリン光体のg数)を改良することができ
る。
【0087】所望によって、光刺戟によって放出される
光の出力を増強するため、リン光体含有層とその支持体
の間に光反射性層を設ける。かかる光反射性層は、結合
剤中に分散させた白色顔料粒子例えばUS−P3023
313に記載されている如き二酸化チタンを含有でき
る、又はそれは蒸着金属層例えばアルミニウム層から作
ることができる、又はそれは刺戟放射線は吸収するが放
出された光を反射する例えばUS−P4380702に
記載されている如き着色顔料層であることができる。
【0088】支持体とリン光体含有層の界面での光の反
射及び散乱を避けるためリン光体とその支持体の間に又
は支持体自体中に所望によって光吸収性層を設ける、こ
れによって光刺戟性リン光体スクリーンの解像力を増大
させることができる。
【0089】光刺戟性放射線写真スクリーを用いて操作
する前述したX線記録法においては、スクリーが反復し
て使用されるから、機械的及び化学的損傷からリン光体
含有層を保護するため、それらに適切な上塗被覆を設け
ることが重要である。これは特に各スクリーンがカセッ
ト中に内包されていない光刺戟性放射線スクリーンにと
って重要である。
【0090】保護層は、フィルム形成性有機溶媒可溶性
重合体例えばニトロセルロース、エチルセルロース又は
セルロースアセテート又はポリ(メタ)アクリル酸樹脂
を含有する被覆溶液をそれに直接付与し、蒸発によって
溶媒を除去することによってリン光体含有層上に被覆で
きる。別の方法によれば公開されたEP0039247
2に記載されている如く、透明で薄く、強靱で可撓性の
寸法安定性ポリアミドフィルムをリン光体層に結合させ
る。
【0091】別の既知の方法によれば、保護上塗被覆は
放射線硬化性組成物を用いて作る。X線変換スクリーン
における保護最上層としての放射線硬化性被覆の使用
は、例えばEP209358及び特開昭61−1769
00及びUS−P4893021に記載されている。例
えば保護層は、光開始剤の助けによりフリーラジカル重
合によって重合せしめられる単量体及び/又はプレポリ
マーによって形成される紫外線硬化樹脂組成物を含む。
単量体生成物は使用するプレポリマーに対する溶媒であ
るのが好ましい。
【0092】好ましい実施態様によれば、X線で像に従
って又は情報に従って露光されたリン光体−結合剤層の
光刺戟は走査レーザービームで行う。
【0093】440nm〜550nmの波長範囲での刺
戟光を作るために好ましい光源には、周波数二重(53
2nm)固体状態Nd−YAGレーザー、488nm線
又は514nm放出線の何れかが使用されるアルゴンイ
オンレーザー、及び442nmで放出するHe−Cdレ
ーザーがある。
【0094】刺戟を与える光から刺戟光を分離するため
に好適なフィルター手段は、カットオフフィルター、透
過バンドパスフィルター及びバンドリジェクトフィルタ
ーであることができる。フィルターの種類及びスペクト
ル透過率級別の調査は、ニューヨークのJohn Wiley &
SonsのA Wiley Interscience Publication 1973
年発行、Woodlief Thomas, Jr.編、SPSE Handbook
of Photographic Science and Engineering 、264〜
326頁に与えられている。
【0095】短波長を透過し、長い波長をはね返す短波
長通過フィルターは、前記SPSEHandbook の表4.
12に掲載されている。
【0096】波長の限定されたバンドのみを透過し又は
はね返すバンドパスフィルターはそれぞれ表4.13及
び表4.14に掲載されている。150〜3500nm
の波長に対する液体及び固体の、多くの選択波長、短波
パス、及びバンドパスフィルターの表は、ロンドンのCh
apman & Hall 1957年発行、W. Summer 著、Phot
o Sensitoes の第9章に与えられている。
【0097】例えば狭いバンドパスフィルターSCHO
TT BG3(商標)が本発明による方法において使用
される。
【0098】狭いレーザー線の光をブロックするため、
ラマン分光学で設計されたホログラスバンドリジェクト
フィルターを使用するのが好ましい。かかるフィルター
は定期刊行物、Applied Spectroscopy、45巻、5号
(1991年)、765〜770頁に記載されている。
かかるフィルターは、Raman Holographoc Edge(RH
E)フィルターの名で、米国カリホルニア州、トランス
のPhysical Oplics Corporationから市場で入手でき
る。488nm、514nm及び532nmのレーザー
光を選択的にブロックするかかるフィルターは、それぞ
れRHE488、RHE514nm及びRHE532の
各部分番号で表わした直径1in又は2inのものを市
場で入手できる。
【0099】米国バーモント州バラツトルボロのCME
GA OPTICAL Inc.のカタログ(1990
年7月)には干渉フィルター及び被覆が記載されてい
る。前記カタログから市場に数種類の前記バンドリジェ
クトフィルターがあることを知ることができる。RAM
AN NOTCH (RN) SERIESフィルター
の名で前記カタログに記載された1種は、高性能リジェ
クションバンドフィルターはチェブロンバッフル(chev
ron baffle) (カタログの14頁参照)に配置された四
つの正確に並んだ干渉フィルターからなり、四角形のハ
ウジング中に封入されている。カタログの図3に、51
4.5アルゴンイオンレーザーに調整されたOMEGA
RAMAN NOTCH フィルターの光学密度対波
長(nm)の曲線が与えられている。それはレーザー光
を10-6の最小値に減衰し、リジェクションバンドの両
側で波しわのない透過帯域、及び極大透過率90%を有
する。
【0100】OMEGA REJECTION BAN
D (RB) の名のフィルターのシリーズの下に前記
カタログに記載された他の種類のリジェクションバンド
フィルターは、スペクトル線又は狭いスペクトルバンド
を減衰し、リジェクションバンドにおける波長より長い
そして短い光の波長を共に透過する。RBシリーズのフ
ィルターは、弱い蛍光電磁信号を、刺戟レーザー光の相
対的に非常に高い強度によって妨害する場合有用であ
る。
【0101】光刺戟によって放出される光(刺戟光と称
される)は、ディジタル化及び貯蔵することができる逐
次電気信号を与える、光エネルギーを電気エネルギーに
変換する変換器、例えば光電管(光電子増倍管)で光電
子的に検出するのが好ましい。貯蔵後これらの信号はデ
ィジタル処理を受けることができる。ディジタル処理に
は例えば像コントラスト増強、立体周波数増強、像減
色、像付加及び個々の像部分の輪郭鮮明を含む。
【0102】記録したX線像の再現のための一つの実施
態様によれば、所望により処理されたディタル信号は、
例えば音響−光学変調器により、書き込みレーザービー
ムを変調するために使用されるアナログ信号に変える。
変調されたレーザービームは次いで写真材料例えばハロ
ゲン化銀乳剤フィルムを走査するために使用し、フィル
ム上にX線像は所望により像処理された状態で再現され
る。
【0103】別の実施態様によれば、光刺戟を介して得
られた光に相当する電気信号のアナログ−ディジタル変
換から得られるディジタル信号は、陰極線管上に表示さ
れる。表示前に信号はコンピューターによって処理する
ことができる、像の信号対雑音比を減じ、放射線写真の
粗いか又は微細な像特長の像品質を増強するため、従来
の像処理技術を適用できる。
【0104】本発明のリン光体について、それらの光−
物理特性を測定するための測定を行う。
【0105】一つの測定において、一定のX線量に露光
されたとき貯蔵される全光刺戟性エネルギーを測定す
る。X線励起前にリン光体スクリーン中になお存在する
残存エネルギーは照射によって除く。消去中光励起を避
けるため、435nm未満の全波長を除去するカットオ
フSchott GG435フィルターを、光刺戟光を放出す
るランプとリン光体スクリーンの間に置く。次にリン光
体スクリーンを85kVp及び20mAで操作するX線
源で励起する。そのためにSiemens AG(西ドイツ
国)のMONODOR X線源を使用するとよい。低エ
ネルギーX線は厚さ21mmのアルミニウム板で濾光し
てX線スペクトルを硬化する。X線励起後、リン光体ス
クリーンを暗所で測定設備へ移す。この設備では、X線
照射されたリン光体スクリーンを光刺戟するためレーザ
ー光を使用する。これらの測定で使用する光刺戟光は、
アルゴンイオンレーザーの488nm光、Nd−YAG
の周波数二重レーザー光(532nm)又は633nm
のHe−Neレーザー光であった。
【0106】レーザーオプティックスは、電子シャッタ
ー、ビームエキスパンダー、及び二つのフィルターを含
む。光電子増倍管(ハママツR1398)は光刺戟によ
り放出された光を集め、相当する電流を与える。測定法
はHP6944マルチプログラマーに接続したHewlett
Packard HP9826コンピューターによって制御す
る。電流電圧変換器で増幅後、得られた光電流をTEK
TRONIX 7D20ディジタルオツシロスコープが
可視化される。電子シャッターが開かれたとき、レーザ
ービームがリン光体スクリーンを刺戟することを開始
し、ディタルオツシロスコープが開始される。スクリー
ンと接触させて置いたピンホールを用い、僅か7mm2
のみの面積が露光される。レーザー出力の半分のみがス
クリーン面に達する。この方法で刺戟性光の強度はより
均一である。レーザーの直ぐ前に置いた赤色フィルター
(3mmのSCHOTT OG590)は、He−Ne
レーザー放出中の弱い紫外成分を除去する。光刺戟のた
め488nmのアルゴンイオンレーザー光を使用する場
合、レーザー放出光の弱い紫外成分及び赤外成分の両方
を除くため、レーザー前にSCHOTT GG45とB
G39フィルターの組合せを置いた。光電子増倍管から
の信号振幅は、光刺戟する光の強度及び放出される光刺
戟性エネルギーと直線的である。信号は出力関数に従っ
て徐々に低下する。信号曲線が入ると、オツシロスコー
プは二度目を開始して入力に依存せず一定である誤差の
成分として定められているオフセットを測定する。この
オフセットを引いた後、信号が最大値の1/eに達する
点が計算される。次いで前記曲線の下の積分が前記開始
からこの1/e点まで計算される。この関数は数学的に
f(t)=A.e- t/τにより近似される。
【0107】なお、Aは信号振幅、τは時定数、tは刺
戟時間、そしてeは自然対数の底数である。t=τで、
貯蔵されたエネルギーの63%が解放される。この結果
を得るために、コンピューターは前記積分にシステムの
感度を掛ける。それ故、光電子増倍管と増幅器の感度が
光電子増倍管のアノード−カソード電圧及びリン光体の
発光スペクトルのコンボリューション(convolution)の
関数として測定されなければならず、そして分離フィル
ターの伝達スペクトルが計算された。
【0108】放出された刺戟光はあらゆる方向に散乱す
るため、前記光の一部のみが光電子増倍管で検出され
る。パネル及び光電子増倍管の位置は全放出の10%が
光電子増倍管で検出されるようにする。
【0109】これらの全ての修正をした後、変換効率
(C.E1 .)の値がpJ/mm2 /mRで表わして得
られる。X線で照射されたリン光体の全量に対して修正
するため、この値をスクリーンの厚さで割り、pJ/m
2 /mRで表わした変換効率(C.E.)を生ぜしめ
る。この値はスクリーンの厚さで変化する。従って比較
しうる測定のため、それらは一定のリン光体被覆量で行
われなければならない。
【0110】刺戟エネルギー(S.E.)は、貯蔵され
たエネルギーの63%を放出するのに必要なレーザーエ
ネルギーとして定義され、μJ/mm2 で表わされる。
【0111】X線像記録リン光体の感度は、時間に対す
る放出強度の光刺戟したときの信号振幅Aに正比例し、
C.E.対S.E.の比で表わすことができる。10-9
/mm・mRの単位で表わされる前記比はここでは最小
感度(figure of merit)(F.O.M.)と称し、前述
した式 F.O.M.=1000×C.E./S.E. で計算される。
【0112】F.O.M.は、レーザー出力及び用いた
X線量で割ったレーザー刺戟時の初期刺戟光放出強度に
正比例する、従って光刺戟性貯蔵リン光体の感度の測度
である。
【0113】消去性は二つ異なる状況の下二つの感度の
測定を行うことによって得られる。前述した如く前記感
度の第一の測定(Ao,F.O.M.)においてはリン
光体含有層は比較的弱いX線量(Xo)に露光する。
【0114】感度の第二の測定(Ae,F.O.M.)
において、リン光体含有層は最初に第一測定におけるよ
りも約30倍大なるX線量(Xe)に露光し、次に消去
露光を受けさせる。
【0115】前記消去露光は、ランプの紫外光成分をブ
ロックするフィルター(5mmのSCHOTT GG4
35)を備えた300Wの電力を有するタングステンラ
ンプを用いて行う。消去露光は、リン光体含有層を光源
から10cmの距離で保ちながら、20秒続ける。
【0116】デシベル(dB)で表示する消去の深さ
(Ed)は下記式で計算される:
【0117】
【数1】
【0118】式中Ao、Aeは信号振幅であり、Xo、
Xeは用いたX線量であり、F.O.M.o及びF.
O.M.eはそれぞれ非消去リン光体含有層及び消去さ
せたリン光体層に対する最小感度である。
【0119】別の測定において刺戟スペクトルが求めら
れる。タングステン(石英−ヨウ素)ランプの光がモノ
クロメータ(Bausch and Lomb −ドイツ)に供給され、
次いで単一の穴を有して回転するホイールで機械的に断
続される。このランプはUV近くから可視スペクトルを
通って赤外線にまで拡がっている連続スペクトルを与え
る。Bausch and Lomb からの33−86−02回折格子
は一次で350nmから800nmの可視範囲をカバー
する1350線/mm回折格子であり、500nmにお
いてブレーズ(blaze)されている。刺戟光の波長はコン
ピューターの制御下でモノクロメータに接続されている
ステップモータを介してセットされうる。モノクロメー
タの第二高調波はリン光体スクリーンの前に4mm Sc
hott GG435フィルターを置くことにより除去され
る。刺戟光を断続する(デューティ・サイクル1/20
00)ことにより単にリン光体に吸収されたエネルギー
のわずかな部分が解放される。例えば光電子増倍管の暗
電流によるオフセットを除去するために単にAC信号が
測定される。雑音比に対して良好な信号は幾つかのパル
スを平均することにより得られる。測定を完結すると、
コンピューターがタングステンランプの強度波長依存性
に対する曲線を修正する。刺戟スペクトルの発達が15
時間にまでわたって続いて起きうるように測定が繰り返
されうる。
【0120】別の実施態様においては、リン光体の熱的
に刺戟された発光(TSL)を測定する。そのためリン
光体試料は初めにX線で照射し、続いて暗所でTSL装
置のオーヴンに移す。リン光体試料は、それぞれリン光
体0.5gを含有する盤に圧縮する。オヴーンの底は、
電気的に加熱される中空アルミニウムシリンダー中に装
着されたアルミニウム板である。
【0121】温度を、底のアルミニウム板での熱電対で
記録する。前記板の上に、第二アルミニウムシリンダー
を配置し、このシリンダー中に三つの石英盤を、熱絶縁
を確実にするため、5mmの間隔で装着する。
【0122】オヴーンはSiO2 の熱絶縁ブロック(Gl
ass Rock Foam)中に組み込み、頂部に円形開口を有して
リン光体の放出光を通過させる。
【0123】測定中試料を一定測度で加熱し、リン光体
によるルミネセンスの強度を温度の関数として測定す
る。光強度は、絶縁ブロックの円形開口の上に置いた光
電子増倍管で測定する。その開口と光電子増倍管入口の
間に、BG3及びHOY B390フィルターの組合せ
を置いて480nmより大なる波長の光を停止する。こ
の方法で黒体放射線信号は強力に減少される。TSL装
置を校正するため、LiF−TLD−100の試料をX
線で照射し、続いて10K/分の速度で加熱する。極大
の位置をこの材料の文献データと比較する。全測定は1
0K/分の加熱速度で行う。
【0124】光が放出される温度が、リン光体の電子ト
ラップセンター(Fセンター)の安定性に関係があるこ
とを知ったならば、本発明のビスマス共ドープしたリン
光体の温度依存光放出をビスマス不含BaFBr:Eu
リン光体と比較したとき、ビスマスの存在によって、電
子がより安定なFセンターで捕捉され、そこから電子が
高温で光放出下にそれらの基本レベルに放出される。T
SLスペクトル中の極大温度は電子トラップの安定性に
対する測度であり、暗崩壊に関係する:極大温度が高け
れば高い程、暗崩壊時間は長い。
【0125】図1は、ビスマス不含ユーロピウムドープ
した弗化臭化バリウム比較リン光体の刺戟スペクトル及
び本発明によるビスナスドープしたリン光体の刺戟スペ
クトルを表わす。
【0126】図において、光の刺戟された放出の相対強
度(R.I.ES )を縦軸に、nmでの波長範囲を横軸
にプロットしてある。
【0127】図2は、ビスマス不含リン光体及び本発明
による二つのビスマス共ドープしたリン光体の最小感度
(F.O.M.)を縦軸にプロットし、そして横軸にビ
スマス濃度を重量%で表わした図である。
【0128】前記三つのリン光体の最小感度は、刺戟の
ため周波数二重Nd−YAGレーザーの532nm光を
用いて測定した。
【0129】図3及び図4は、比較ビスマス不含ユーロ
ピウムドープした弗化臭化バリウムリン光体及び本発明
によるビスマス共ドープしたリン光体のTSLスペクト
ルをそれぞれ表わす。縦軸に熱刺戟された光の相対光放
出強度(R.I.ET )をプロットし、横軸に試料温度
をケルビン温度(K)で示してある。
【0130】下記実施例は本発明を示すが、これに限定
するものではない。
【0131】実施例 1及び2、及び比較例 3
【0132】BaF2 、SrF 2 、NH4Br 及びEuF
3 から出発して実験組成: Ba0.858 Sr0.141 Eu0.0011.0147Br0.9853 を有する原料混合物を作った。この原料混合物1Kgを
作り、Vブレンダーで混合した。この原料混合物からそ
れぞれ30gの三つの試料をとった。一つの試料(比較
例3)は共ドープ剤なしでそのまま焼成した、そして他
の二つの試料には、全リン光体組成物を基準にして、与
えられた重量%(表1参照)でBi23を加えた。
【0133】焼成は全試料を同じ方法で行った。
【0134】第一焼成は箱型炉中で850℃で2時間4
0分行った。それぞれの試料を含有する三つの坩堝を、
還元性雰囲気を作るため炭素及び水を含有する大きな各
坩堝中に置いた。粉砕後、試料を、99.8容量%のN
2 と0.2容量%のH2 の雰囲気中で830℃で3時
間、管炉中で第二回の焼成をした。冷却後リン光体試料
を再粉砕した。
【0135】粉砕した粉末を、次にメチルエチルケトン
に溶解したセルロースアセトブチレートを含有する結合
剤溶液中に分散した。得られた分散液を、ポリエチレン
テレフタレートの厚さ100μmの透明シート上に別々
に被覆し、約1000g/m2 の乾燥被覆重量とした。
次に乾燥したスクリーンを使用してリン光体のエネルギ
ー貯蔵特性を測定した。
【0136】図1は、比較例3のビスマス不含ユーロピ
ウムドープした臭化弗化バリウムリン光体の刺戟スペク
トル曲線(曲線1)、及び本発明の実施例2に記載した
如くして作った本発明によるビスマスドープしたリン光
体の刺戟スペクトル曲線(曲線2)を表わす。図におい
て、刺戟された放出の相対強度(R.I.ES )を縦軸
にプロットし、nmでの波長範囲を横軸にプロットし
た。得られたスペクトルから、本発明によるリン光体に
対してより短い波長に向って最大刺戟スペクトルの著し
いシフトがあることを知ることができる。
【0137】532nm光で刺戟したときの変換効率及
び刺戟エネルギーを測定し、前に定義した如き最小感度
(F.O.M.)を各リン光体試料について計算した。
更に本発明の実施例1の材料及び比較例3の材料の最小
感度(F.O.M.)を、それぞれアルゴンイオンレー
ザーの光刺戟488nm光及びHe−Neレーザーの6
33nm光を用いて測定した。
【0138】図2において、532光刺戟についての
F.O.M.を縦軸にプロットし、ビスマス濃度(重量
%)を横軸にプロットした。図2のグラフから、それぞ
れ本発明の実施例1及び2(グラフ中四角形及び三角
形)によるビスマス含有リン光体についての最小感度
は、比較例3(グラフ中円形)の単にユーロピウムドー
プした比較リン光体についてのものより実質的に大であ
ることを知ることができる。
【0139】図3及び図4はそれぞれ、比較例3のリン
光体及び本発明の実施例2に記載した如く作った本発明
によりビスマスドープしたリン光体のTSLスペクトル
を表わす。縦軸に相対光放出強度(R.I.ET )をプ
ロットし、横軸に試料温度をケルビン温度(K)でプロ
ットしてある。
【0140】図3から、比較例3のリン光体は3の極大
を有するグロー曲線を有することを知ることができる。
これはリン光体をX線に露光した後、電子をトラップで
きる三つの異なる座がリン光体結晶中にあることを示し
ている。
【0141】実施例2により作った本発明によるリン光
体は、比較リン光体のグロー曲線に似たグロー曲線を有
するが、421Kと523Kの間に、光放出における著
しい増大を示している、このことはBiの混入が追加の
電子トラップを作ることを意味している。追加の電子ト
ラップは、刺戟スペクトルの短い波長へのシフトと相関
しており、X線露光したときのエネルギーの追加貯蔵容
量を表わしている。
【0142】ユーロピウムドープした臭化弗化バリウム
リン光体のBi共ドープによって得られる最小感度
(F.O.M.)の増大は、ユーロピウムドープしただ
けの臭化弗化バリウムリン光体と比較して同じ速度結果
に対してX線量を減少することを可能にする。更に同じ
X線量による速度の増加は、リン光体含有層の下に隣接
する層、リン光体含有層及び/又はそれに付与した保護
層中に混入するフィルター染料(スクリーニング染料と
も称される)によるスクリーン中での散乱光をブロック
又は弱くすることにより、像鮮鋭度の増大に変えること
ができる。
【0143】後掲の表1は刺戟光(それぞれ488、5
23及び633nm)の波長の関数として本発明の実施
例リン光体試料及び比較例3のリン光体試料の最小感度
(F.O.M.)を示す。
【0144】前述した如く測定した、デシベル(dB)
で表わした消去深さ(Ed)も表1に示す。
【0145】実施例 4〜6
【0146】BaF2 、SrF2 、NH4 Br及びEu
3 から出発して実験組成物: Ba0.858 Sr0.141 Eu0.0011.0147Br0.9853 を有する原料混合物を作った。この原料混合物1Kgを
作り、Vブレンダーで混合した。この原料混合物から、
それぞれ30gの三つの試料をとった。
【0147】本発明によるリン光体を作るため、焼成前
に原料混合物のにそれぞれ少量のFe23 、PbF2
及びSnO2 を加えた。全試料を次の方法で焼成した。
【0148】第一焼成は箱型炉中で850℃で160分
間行った。それれらの試料をそれぞれ含有する坩堝を、
還元性雰囲気を作るための水及び炭素を含有する大きな
坩堝中にそれぞれ置いた。粉砕後、各試料は管炉中で、
99.8容量%のN2 及び0.2容量%のH2 の雰囲気
中で830℃で3時間第二回の焼成をした。冷却後リン
光体試料を再粉砕した。
【0149】本発明実施例4のリン光体の製造において
は、第一回焼成前に原料混合物と0.3重量%のFe2
3 を完全に混合した。
【0150】本発明実施例5のリン光体の製造において
は、第一回焼成前に原料混合物と0.3重量%のPbF
2 を完全に混合した。
【0151】本発明実施例6のリン光体の製造において
は、第一回焼成前に原料混合物と0.3重量%のSnO
2 と完全に混合した。
【0152】焼成及び冷却後、リン光体粉末を粉砕し、
前記各実施例に記載した如くメチルエチルケトン中に溶
解したセルロースアセトブチレートを含有する結合剤溶
液中に分散し、被覆した。
【0153】表1のデータから、比較例3のリン光体
は、それを633nmの波長を有する光で刺戟したとき
比較的高い感度(F.O.M.o)を有すること、一方
本発明の実施例のリン光体は、488nmの光で光刺戟
したとき、633nmの光で刺戟したときよりもかなり
高い感度を有することが結論できる。
【0154】dB値が大であればある程完全な消去を意
味する。表1のdBデータは、共ドープしない比較例3
のリン光体と比較して、本発明の実施例のリン光体の良
好な消去性を証明している。
【0155】 表 1 下記波長でのF.O.M.o Ed 実施例No. 共ドープ剤 重量% 原子% 488nm 532nm 633nm (dB) 1 Bi23 0.3 0.341 5530 4670 4050 30.4 2 Bi23 1.0 1.14 3700 3400 3000 29.0 4 Fe23 0.3 0.994 4160 3500 3760 32.8 5 PbF2 0.3 0.324 2760 2400 1350 29.0 6 SnO2 0.3 0.526 5630 5080 3840 31.0 3 − − − 2030 2800 2700 25.3
【図面の簡単な説明】
【図1】比較例3のビスマス不含ユーロピウムドープ臭
化弗化バリウムリン光体及び本発明実施例2で作った本
発明によるビスマス共ドープリン光体の光刺戟スペクト
ル曲線を表わす。
【図2】532nm光刺戟に対する最小感度(F.O.
M.)を示す。
【図3】比較例3のリン光体の熱刺戟されたルミネセン
ス(TSL)スペクトルを示す。
【図4】本発明実施例2で作った本発明のビスマス共ド
ープリン光体の熱刺戟されたルミネセンス(TSL)を
示す。
【符号の説明】
1 比較例3の刺戟スペクトル曲線 2 実施例2の刺戟スペクトル曲線

Claims (15)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 550nmより短い波長を有する光で刺
    戟したとき、600nmより長い波長を有する光で刺戟
    することによって得られるよりも大なる感度を有し、前
    記感度は、下記式 F.O.M.=1000×C.E./S.E. (式中C.E.は、1mRのX線量で照射された厚さ3
    00μmのリン光体含有層1mm3 の容量から光刺戟に
    よって放出されうるpJで表わした放射線エネルギーの
    全量であり、S.E.は前記層の1mm2 の面積中に貯
    蔵されたエネルギーの63%を放出するのに必要なμJ
    で表わした刺戟光のエネルギーである)によって計算さ
    れる最小感度(F.O.M.)によって表わされ、前記
    リン光体は、(i) 弗素が他のハロゲン以上に存在する2
    価ユーロピウム活性化弗化ハロゲン化バリウムであり、
    (ii)共ドープ剤として、錫、鉛、アンチモン、ビスマ
    ス、及びV、Cr、Mn、Fe、Co及びNiからなる
    群から選択した遷移金属からなる群から選択した少なく
    とも1種の金属を含有し、前記共ドープ剤金属はバリウ
    ムに対し原子%で10-3〜8の範囲で存在し、弗化ハロ
    ゲン化バリウムなる語には、少部のバリウム(50原子
    %未満)が所望によりアルカリ金属及びバリウム以外の
    アルカリ土類金属からなる群から選択した少なくとも1
    種の金属によって置換されている実験式を含むことを特
    徴とする光刺戟性貯蔵リン光体。
  2. 【請求項2】 前記リン光体が臭化弗化バリウムであ
    り、所望により臭素の少部(50原子%未満)が塩素及
    び/又は沃素で置換されていることを特徴とする請求項
    1の光刺戟性貯蔵リン光体。
  3. 【請求項3】 前記弗化ハロゲン化バリウムにおいて、
    臭素、又は塩及び/又は沃素と組合せた臭素を越えて過
    剰に3〜12原子%で存在することを特徴とする請求項
    1又は2の光刺戟性貯蔵リン光体。
  4. 【請求項4】 前記リン光体が、10-2〜1の範囲の原
    子%で、Baに対してLi、Na、K、Rb及びCsか
    らなる群から選択した少なくとも1種のアルカリ金属を
    含むことを特徴とする請求項1〜3の何れか1項の光刺
    戟性貯蔵リン光体。
  5. 【請求項5】 前記リン光体が、更に別のリン光体とし
    て、バリウムに対して10-5〜10-1の範囲の原子%で
    サマリウム及び/又はガドリニウムを含有することを特
    徴とする請求項1〜4の何れか1項の光刺戟性貯蔵リン
    光体。
  6. 【請求項6】 前記リン光体が、バリウムに対して10
    -1〜20の範囲の原子%でSrを含有することを特徴と
    する請求項1〜5の何れか1項の光刺戟性貯蔵リン光
    体。
  7. 【請求項7】 前記リン光体が、下記実験式: Ba1-x-y-z-3pSrxMII yF2-a-bBraXb:zA :2pBi (式中MIIはMg及びCaからなる群から選択した少な
    くとも1員であり、XはCl及びIからなる群から選択
    した少なくとも1員であり、xは0≦x≦0.55の範
    囲にあり、yは0≦y<0.05の範囲にあり、a+b
    は1より小であり、aは0.70≦a≦0.96の範囲
    にあり、bは0≦b<0.15の範囲にあり、zが10
    -6≦z≦10-2の範囲にあり、AはEu2+、又はE
    3+、Y、Tb、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、N
    d、Yb、Er、La、Gd及びLuからなる群から選
    択した共ドープ剤の1種以上を伴ったEu2+であり、B
    iは3価ビスマスであり、pは10-5≦p≦0.02の
    範囲にある)の範囲内にあることを特徴とする請求項1
    〜6の何れか1項の光刺戟性貯蔵リン光体。
  8. 【請求項8】 前記リン光体が、下記実験式(I) : Ba1-x-y-p-z-3mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zEu2+:2mA3+ (式中XはCl及びIからなる群から選択した少なくと
    も1種のハロゲンであり、MI は少なくとも1種のアル
    カリ金属であり、MIIはCa及びMgからなる群か選択
    した少なくとも1種のアルカリ土類金属であり、AはS
    b及びBiからなる群から選択した少なくとも1種の金
    属であり、a+bは1より小であり、aは0.70≦a
    <0.96の範囲にあり、bは0≦b<0.15の範囲
    にあり、xは0≦x≦0.55の範囲にあり、yは0≦
    y≦10-1の範囲にあり、pは0≦p≦0.06の範囲
    にあり、zは10-6≦z≦10-2の範囲にあり、mは1
    -5≦m≦0.02の範囲にある)の範囲内にあること
    を特徴とする請求項1〜6の何れか1項の光刺戟性貯蔵
    リン光体。
  9. 【請求項9】 前記リン光体が、下記実験式(II): Ba1-x-y-p-z-mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zEu2+ :(2/q)mT
    q+ (式中XはCl及びIからなる群から選択した少なくと
    も1種のハロゲンであり、MI は少なくとも1種のアル
    カリ金属であり、MIIはCa及びMgからなる群から選
    択した少なくとも1種のアルカリ土類金属であり、Tは
    V、Cr、Mn、Fe、Co及びNiからなる群から選
    択した少なくとも1種の遷移金属であり、a+bは1よ
    り小であり、aは0.70≦a<0.96の範囲にあ
    り、bは0≦b<0.15の範囲にあり、xは0≦x≦
    0.55の範囲にあり、yは0≦y≦10-1の範囲にあ
    り、pは0≦p≦0.06の範囲にあり、qは2又は3
    であり、zは10-6≦z≦10-2の範囲にあり、mは1
    -5≦m≦0.12の範囲にある)の範囲内にあること
    を特徴とする請求項1〜6の何れか1項の光刺戟性貯蔵
    リン光体。
  10. 【請求項10】 前記リン光体が、下記実験式(III) : Ba1-x-y-p-z-mSrxMII yMI 2pF2-a-bBraXb:zEu2+ :mQ2+ (式中XはCl及びIからなる群から選択した少なくと
    も1種のハロゲンであり、MI は少なくとも1種のアル
    カリ金属、好ましくはK及び/又はCsであり、MII
    Ca及びMgからなる群から選択した少なくとも1種の
    アルカリ土類金属であり、QはPb及びSnからなる群
    から選択した少なくとも1種の金属であり、a+bは1
    より小であり、aは0.70≦a<0.96の範囲にあ
    り、bは0≦b<0.15の範囲にあり、xは0≦x≦
    0.55の範囲にあり、yは0≦y≦10-1の範囲にあ
    り、pは0≦p≦0.06の範囲にあり、zは10-6
    z≦10-2の範囲にあり、mは10-5≦m≦0.08の
    範囲にある)の範囲内にあることを特徴とする請求項1
    〜6の何れか1項の光刺戟性貯蔵リン光体。
  11. 【請求項11】 前記実験式(I),(II)及び(III) におい
    て、aが0.90≦a≦0.96の範囲にあり、bが0
    であることを特徴とする請求項8,9又は10の光刺戟
    性貯蔵リン光体。
  12. 【請求項12】 前記実験式(I) において、pが10-4
    ≦p≦10-2の範囲にあり、アルカリ金属がK又はLi
    であることを特徴とする請求項8の光刺戟性貯蔵リン光
    体。
  13. 【請求項13】 前記実験式(I),(II)及び(III) におい
    て、ストロンチウムがバリウムと組合せて存在し、0.
    90≦a≦0.96であるときxは0.12≦x≦0.
    17の範囲にあり、0.85≦a≦0.96であるとき
    xは0.17≦x≦0.55の範囲にあり、zは10-4
    ≦z≦10-2の範囲にあることを特徴とする請求項8,
    9又は10の光刺戟性貯蔵リン光体。
  14. 【請求項14】 結合剤層中に、請求項1〜13の何れ
    か1項の光刺戟性貯蔵リン光体を含有することを特徴と
    する放射線像貯蔵パネル。
  15. 【請求項15】 (i) 請求項1〜13の何れか1項の前
    記ユーロピウム(II)活性化共ドープした弗化ハロゲン化
    バリウムリン光体に目的物を通った又は目的物によって
    放出された透過性放射線を吸収させ、前記リン光体中に
    前記透過性放射線のエネルギーを貯蔵させる工程、 (ii) 前記リン光体を450mm〜550mmの波長範
    囲での可視放射線で刺戟し、前記リン光体中に貯蔵され
    たエネルギーを刺戟光とは波長範囲において異なる蛍光
    として放出させる工程、 (iii) 前記蛍光を検出する工程、及び (iv) 前記リン光体に貯蔵された残存エネルギーを、紫
    外、可視及び赤外光からなる群から選択した少なくとも
    1種の電磁放射線により消去する工程 を含むことを特徴とする放射線像記録及び再現法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010164592A (ja) * 2010-05-06 2010-07-29 Japan Atomic Energy Agency 放射線および中性子イメージ検出器

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0751200B1 (en) * 1995-06-30 1999-03-03 Agfa-Gevaert N.V. A radiation image storage screen comprising an alkali metal halide phosphor
DE69601603T2 (de) * 1995-06-30 1999-09-23 Agfa-Gevaert N.V., Mortsel Schirm zum Speichern eines Strahlungsbildes mit Alkalihalogenidphosphor
KR100428637B1 (ko) 2000-12-13 2004-04-30 주식회사 엘지화학 아크릴계 충격보강제의 제조방법

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3988252A (en) * 1974-11-11 1976-10-26 E. I. Du Pont De Nemours And Company Process for the production of Ba(Sr)FCl:Eu phosphors
US3951848A (en) * 1975-04-28 1976-04-20 Gte Sylvania Incorporated Barium fluorochloride x-ray phosphors and method of preparing same
JPS5956480A (ja) * 1982-09-27 1984-03-31 Fuji Photo Film Co Ltd 蛍光体およびそれを用いた放射線像変換パネル
DE3304216A1 (de) * 1983-02-08 1984-08-09 Siemens AG, 1000 Berlin und 8000 München Roentgenbild-speicherschirm

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010164592A (ja) * 2010-05-06 2010-07-29 Japan Atomic Energy Agency 放射線および中性子イメージ検出器

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