(57)【要約】本発明は、針状の結晶から形成された発光物質層が基板上に設けられている放射線変換器に関し、その結晶はTlでドーピングされたCsIからなっている。放出スペクトルを小さい方向の値へ移動するために、本発明によればタリウムの含有量が200ppm〜2000ppmの範囲にあることが提唱される。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に針状の結晶から形成された発光物質層が取り付けられ、その際結晶がTlでドーピングされたCsIからなる放射線変換器において、Tlの含有量が200ppm〜2000ppmの範囲にあることを特徴とする放射線変換器。
【請求項２】
CsIがコドーピングとしてアルカリ金属を含む請求項１記載の放射線変換器。
【請求項３】
アルカリ金属が、Ｋ、Na、Rbのグループから選ばれる請求項１又は２記載の放射線変換器。
【請求項４】
アルカリ金属が0.1重量％〜10.0重量％の量で含まれている請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線変換器。
【請求項５】
針状の結晶におけるタリウムの濃度が、基板表面に基本的に垂直に延びる結晶のｚ軸に沿って、タリウムの平均濃度に対し50％を越えないだけ異なる請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線変換器。
【請求項６】
発光物質層の放射最大値が500〜520nmの範囲にある請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線変換器。
【請求項７】
発光物質層がCsJ及びTlJを気相からの分離形成により基板上に造られる請求項１〜６のいずれか１つに記載の放射線変換器を製造するための方法において、分離形成された発光物質層におけるタリウムの含有量が200ppm〜2000ppmの範囲にあるようにTlIの量が量定されることを特徴とする放射線変換器の製造方法。
【請求項８】
さらにコドーピングとしてアルカリハロゲン化物が気化されて基板上に分離形成される請求項７記載の方法。
【請求項９】
アルカリハロゲン化物が、カリウムハロゲン化物、ナトリウムハロゲン化物、ルビジウムハロゲン化物のグループから選ばれる請求項７又は８記載の方法。
【請求項１０】
アルカリハロゲン化物としてアルカリヨウ化物が用いられる請求項7〜９のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１１】
分離形成された発光物質層におけるアルカリ金属の含有量が0.1重量％〜10.0重量％の範囲にあるようにアルカリハロゲン化物の量が量定される請求項７から１０のいずれか１つに記載の方法。
【請求項１２】
CsI、TlI及び場合によってはコドーピングが同時に気化され、気相から基板上に分離形成される請求項７から１１のいずれか１つに記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１の上位概念に従う放射線変換器に関する。本発明はさらにこのような放射線変換器の請求項７の上位概念に従う製造方法に関する。
【０００２】
放射線変換器は、画像処理を使用した医療技術に基づく診断学において使用される。この放射線変換器は、特にＸ線画像増幅器、Ｘ線検出器及びＸ線撮影において増強スクリーンとして、持続性発光物質画像システムにおいて、またカメラにおいて使用される。そのような放射線変換器においては、高性能の放射線がシンチレータないし発光物質層において吸収され光に変換される。この光はフォトダイオード又はCCDを用いて検出され、その出力側に接続された電子機器を介して評価される。
【０００３】
発光物質層の製造のためにアルカリハロゲン化物、例えばCsI：Tlが使用されるかぎり、発生する光の放出最大値は従来技術によれば通常540nm〜560nmの範囲にある。これに対しフォトダイオード及びCCDの最大感度は500nm〜520nmの範囲にある。このことは、発光効率の損失につながり、線量の望ましくない増強によって補償されなければならない。
【０００４】
本発明の課題は、従来技術による欠点を排除することにある。そして本発明は特に、従来どおりの感光性のセンサと組み合わせて改善された発光効率を可能にする放射線変換器を提供しようとするものである。本発明の別の目的によれば、このような放射線変換器の製造方法を提供しようとするものである。
【０００５】
この課題は請求項１及び７の特徴によって解決される。本発明の目的に適った実施形態は、請求項２〜６及び８〜１２の特徴からもたらされる。
【０００６】
本発明に応じて、タリウムの含有量が200ppm〜2000ppmの範囲にあるように定められる。驚くべきことに、本発明に従い提唱されたタリウムのわずかな含有量を使用すると、放出最大値が小さい方向の値へ移動することが明らかになった。提唱された放射線変換器によって、従来どおりの感光性のセンサと組み合わせて改善された発光効率を達成することができる。
【０００７】
CsIはコドーピングとしてアルカリ金属を含むのが有利である。そのアルカリ金属は次のグループ、即ちＫ（カリウム）、Na（ナトリウム）、Rb（ルビジュム）から選ぶことができる。アルカリ金属が0.1重量％〜10.0重量％の量を含むと特に有利であることが判明した。提唱されたコドーピングを用いることは、発光物質層の放出最大値の低い方向の値へのさらなる移動を生じさせる。
【０００８】
針状の結晶におけるタリウムの濃度は、基板表面に本質的に垂直に延びる結晶のｚ軸に沿って、タリウムの平均濃度に対し50％より多くはないだけずれるのが目的に適っている。CsI格子におけるタリウムのできるだけ均質な分布によって、放出最大値の低い方向の値への移動が促進されることが明らかになった。
【０００９】
本発明に従い提唱される処置によって、発光物質層の放出最大値が500nm〜520nmの範囲にあることが可能である。放出最大値は、前述のパラメータを変更することによってもちろん各使用される感光性センサの最大感度に適合させることができる。
【００１０】
さらに本発明に応じて、本発明による放射線変換器を製造するための方法においては、分離形成された発光物質層におけるタリウムの含有量が200ppm〜2000ppmの範囲に存在するようにTlIの量が量定されることが提唱される。TlIのそれぞれ組み入れるべき量は、それぞれ選択された蒸着条件に依存する。その量は、専門家の能力の枠内でそれぞれ選択された蒸着条件に依存して確定することができる。
【００１１】
従来技術から方向転換して、CsI、TlI及び場合によってはコドーピングを同時に気化させ、気相から基板上へ分離形成させるのが特に有利であることが実証された。それによって、CsI格子におけるタリウムの特に高い均質な分布及びその結果として驚くべきことに放出最大値の小さい方向の値への移動が達成され得る。同時的の気化のために、CsI及びTlIは気化装置における２つの分離した供給源にあらかじめ備えられることができる。しかしながらまた、両物質を混合物とし、単一の供給源から気化させることも可能である。
【００１２】
同じようにして、コドーピングとして有利に準備されるアルカリハロゲン化物は、分離した供給源から気化させることができる。しかしまた、アルカリハロゲン化物はCsI及びTlIの少なくとも一方と混合状態におき、単一の供給源から気化させることもできる。
【００１３】
方法に従う別の実施形態に関しては、目的にかなうように考慮して方法に転用され得る発光物質層の実施形態が指摘される。
【００１４】
以下に本発明の実施例を図面について詳細に説明する。
【００１５】
図１はタリウムでドーピングされたCsI層の放出スペクトルを示す。CsI：Tl層の製造は従来のように蒸着によって行われ、その際むろんCsIとTlIとは同時に蒸着される。造られた層において、Tlの含有量は平均的に約1500ppmの値であった。Tlは針状のCsI結晶中に特に均質に含まれていた。Tlの含有量は、基板表面に本質的に垂直にある結晶のｚ軸において、Tlの平均濃度より50％より小さい値であった。
【００１６】
図１から明らかなように、そのようにして造られた層の放出最大値は約530nmの領域にある。
【００１７】
放出スペクトルは従来の方法で分析された。図１から明らかなように、放出スペクトルは３つの個別ピークから構成され、その極大値はそれぞれ約400nm、480nm及び560nmにある。
【００１８】
図２は、図１に示された層とタリウムについて同じ含有量でドーピングされた第２のCsI層の放出スペクトルを示す。図１に示される層と異なり、ここでは層の製造の際コドーピングとしてKIが用いられ、しかも造られた結晶においてカリウムが約0.5重量％の含有量で含まれていた。
【００１９】
図２から明らかなように、コドーピングとしてアルカリ金属、特にカリウムを添加することが、480nmの領域におけるピークがより高くなり、560nmに最大値を持つピークがより小さくなる結果を生じさせる。それに伴い全体として、放出最大値の500nmの領域における値への移動が生じる。
【００２０】
アルカリのコドーピングが0.5重量％の値を上回るかぎり、造られた層はさらに約40〜80分の間、200℃〜300℃の温度で、空気、不活性ガス又は真空下で熱処理することが目的に適っていることが実証された。この処置によって、560nmに最大値を持つピークを下げ、それに伴って放出最大値をより小さい値に移動させることに成功する。
【００２１】
図３は改めて、図１に示される第１の層、図２に示される第２の層、及び従来技術による第３の層の放出スペクトルを比較して示すものである。図３から明確に分かるように、タリウム及びカリウムでドーピングされた第２の層は、従来の感光性センサとの組み合わせに対し特に適切な500nmの領域における放出最大値を示す。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】タリウムでドーピングされた第１のCsI層の放出スペクトルである。
【図２】タリウム及びカリウムでドーピングされた第２のCsI層の放出スペクトルである。
【図３】図１及び図２に従う放出スペクトルを従来技術に従う第３のCsI：Tl層と比較したものである。
【符号の説明】
【００２３】
Ｓ１  本発明の第１の放出スペクトル
Ｓ２  本発明の第２の放出スペクトル
Ｓ３  従来技術の放出スペクトル
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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