(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
熱を発生する加熱体と、この加熱体の熱で蒸発し光電面を形成する光電材料とを具備した光電面形成用蒸発源において、前記加熱体表面の少なくとも一部の所定領域が、その中心を通る軸に対し対称で、平坦部をもたない曲線の集合によって球面状に形成され、かつ、前記所定領域に光電材料が被着していることを特徴とする光電面形成用蒸発源。
【請求項２】
光電材料が、この光電材料とは相違する材料の中間層を介して加熱体の表面に被着している請求項１記載の光電面形成用蒸発源。
【請求項３】
光電材料がアンチモン（Ｓｂ）で、膜厚が１００μｍ以下である請求項１記載の光電面形成用蒸発源。
【請求項４】
加熱体の内部に、通電によって熱を発生する金属ワイヤーが埋め込まれている請求項１記載の光電面形成用蒸発源。
【請求項５】
加熱体が、通電によって熱を発生する金属抵抗体で構成されている請求項１記載の光電面形成用蒸発源。
【請求項６】
表面の少なくとも一部の所定領域が、その中心を通る軸に対し対称で、平坦部をもたない曲線の集合によって球面状に形成され、かつ、前記所定領域に光電材料が被着された加熱体部分を有する蒸発源を、Ｘ線イメージ管を構成する真空外囲器内の管軸上に配置する第１工程と、前記加熱体部分を加熱し、前記Ｘ線イメージ管の入力基板に前記光電材料を蒸着させる第２工程とからなるＸ線イメージ管の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｘ線イメージ管などの光電面を形成する光電面形成用蒸発源およびこの光電面形成用蒸発源を用いたＸ線イメージ管の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線イメージ管は、被写体を透過したＸ線像を可視光像に変換する電子管で、真空外囲器内の一端にＸ線を電子に変換する入力部が設けられ、他端に電子を光に変換する出力部が設けられている。Ｘ線イメージ管の入力部は、入力基板、および、入力基板上に形成された蛍光面や光電面などから構成されている。光電面は、入力基板上に蛍光面を形成した後に、蒸発源から光電材料を蒸発させ、光電材料を蛍光面上に蒸着させる方法で形成される。
【０００３】
この場合、光電材料を蒸発させる蒸発源には、高融点金属ボートに光電材料のアンチモン（Ｓｂ）の塊を融着させた構造のもの、あるいは、線状や面状のフィラメントに光電材料のＳｂ膜を被着させた構造のものなどが用いられている（特開平４−２０９４４３号公報参照）。
【０００４】
ところで、蒸発源を用いて光電面を形成する場合、その方法の１つとして、複数の蒸発源をＸ線イメージ管内に配置する方法がある。この方法は、蒸発源を構成するフィラメントに電流を流してＳｂを加熱する。このとき、加熱によってＳｂが真空中で蒸発し、Ｘ線イメージ管の入力基板面に蒸着し、光電面用のＳｂ薄膜が形成される。
【０００５】
また、光電面を形成するもう１つの方法として、Ｘ線イメージ管内に外部から蒸発源を挿入する方法がある。この方法は、イメージ管内に挿入した蒸発源を管軸上などに配置しＳｂを加熱する。この場合も、加熱によって蒸発したＳｂが基板面に蒸着し、基板上に光電面用のＳｂ薄膜を形成する。
【０００６】
上記した方法で基板面に蒸着したＳｂ薄膜は、その後、アルカリ金属などとの化合物が形成され、光電面を形成する。このような光電面の形成方法は、Ｘ線イメージ管に限らず、撮像管や光電管などの光電面の形成にも用いられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
Ｘ線イメージ管内に複数の蒸発源を配置する方法は、均一な構造をもつ蒸発源の製造が困難で、また、Ｓｂなど光電材料の量も不均一になりやすく、蒸発源ごとに加熱温度にばらつきが生じる。その結果、光電材料の蒸発速度が蒸発源によって相違し、入力面に蒸着するＳｂなどの膜厚にむらが発生する。
【０００８】
また、蒸発源のフィラメントには、面状や線状の構造のものが用いられている（特開平４−２０９４４３号公報参照）。面状フィラメントは、Ｘ線イメージ管の管内でフィラメントを支持する部分の温度が下がり、その部分の蒸発速度が低下し、膜厚にむらが発生する。また、面状フィラメントの場合、抵抗値を大きくするために、通常、薄い金属膜が使用される。そのため、管内に設置した際、あるいは、加熱で熱膨張した際に、たわみやねじれが発生しやすい。また、被着したＳｂ膜の膜応力によってフィラメントが変形し、基板面に蒸着するＳｂの膜厚にむらが発生する。線状フィラメントの場合も、加熱で熱膨張した際に、たわみやねじれが発生しやすい。また、被着したＳｂ膜の膜応力によってフィラメントが変形し、基板面に蒸着されるＳｂの膜厚にむらが発生する。
【０００９】
蒸発源を外部からＸ線イメージ管内に挿入する方法は、蒸発源として、一般に、高融点金属ボートにＳｂ塊を融着させた構造が多く使用される。この構造は、Ｓｂ塊の形状のばらつきを少なくすることが困難で、基板面に蒸着したＳｂ層の膜厚分布にばらつきが発生し易い。また、Ｓｂは、蒸発した場合の指向性がある。そのため、均一なＳｂ層の薄膜を形成するためには、蒸発の指向性を考慮しなければならず、蒸発源を挿入する位置が限られ、また、電極構造の設計が制約される。
【００１０】
上記したように、従来の光電面形成用蒸発源およびＸ線イメージ管の製造方法は、基板面に蒸着されるＳｂなど光電材料の膜厚分布にむらが発生しやすく、Ｘ線イメージ管の輝度の一様性が損なわれるという問題がある。
【００１１】
この発明は、上記した欠点を解決し、光電面を構成する光電材料の膜厚分布を均一化し、Ｘ線イメージ管の輝度一様性を向上させた光電面形成用蒸発源およびＸ線イメージ管の製造方法を提供することを目的とする。
【００１２】
【発明を解決するための手段】
この発明は、熱を発生する加熱体と、この加熱体の熱で蒸発し光電面を形成する光電材料とを具備した光電面形成用蒸発源において、前記加熱体表面の少なくとも一部の所定領域が、その中心を通る軸に対し対称で、平坦部をもたない曲線の集合によって球面状に形成され、かつ、前記所定領域に光電材料が被着していることを特徴としている。
【００１３】
また、この発明のＸ線イメージ管の製造方法は、表面の少なくとも一部の所定領域が、その中心を通る軸に対し対称で、平坦部をもたない曲線の集合によって球面状に形成され、かつ、前記所定領域に光電材料が被着された加熱体部分を有する蒸発源を、Ｘ線イメージ管を構成する真空外囲器内の管軸上に配置する第１工程と、前記加熱体部分を加熱し、前記Ｘ線イメージ管の入力基板に前記光電材料を蒸着させる第２工程とからなっている。
【００１４】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態について、蒸発源を外部から挿入する場合を例にとり図１を参照して説明する。符号１１はＸ線イメージ管を構成する真空外囲器で、真空外囲器１１内の一方の端部に入力部１２が設けられ、他方の端部に出力部１３が設けられている。入力部１２と出力部１３の間に集束電極１４が配置され、出力部１４の近くに陽極１５が配置されている。
【００１５】
入力部１２は、たとえば球面状の入力基板１２ａおよび入力基板１２ａ上に形成された入力蛍光面１２ｂ、入力蛍光面１２ｂ上に形成された入力光電面１２ｃなどから構成されている。出力部１３は、平坦な出力基板１３ａおよび出力基板１３ａ上に形成された出力蛍光面１３ｂなどから構成されている。真空外囲器１１の側面には導入口１６が設けられている。
【００１６】
上記した構成のＸ線イメージ管において、入力基板１２ａ上に入力光電面１２ｃを形成する場合、まず、導入口１６を通して真空外囲器１１内に蒸発源１７が挿入される。蒸発源１７は、導入棒１８の先端に支持され、たとえば、Ｘ線イメージ管の管軸ｍ上で、かつ、球面状入力基板１２ａの曲率半径の中心付近に配置される。蒸発源１７は、球状加熱体１７ａおよびこの加熱体１７ａのたとえば上半分の表面に被着されたＳｂ層１７ｂなどから構成されている。
【００１７】
次に、真空外囲器１１内に挿入された蒸発源１７の加熱体１７ａを加熱し、加熱体１７ａに被着しているＳｂ層１７ｂを蒸発させる。このとき、蒸発したＳｂが、たとえば、入力基板１２ａの入力蛍光面１２ｂ上に蒸着し、光電面用のＳｂ薄膜が形成される。
【００１８】
次に、Ｓｂ薄膜の蒸着が終了すると、蒸発源１７が真空外囲器１１の外に取り出される。その後、導入口１６をチップオフし、真空外囲器１１の内部を真空に保てるようする。
【００１９】
上記した構成によれば、入力基板１２ａ側に位置する蒸発源１７のたとえば上半分の表面が、入力基板１２ａの表面形状に合わせて、たとえば管軸ｍに対称な球面状に形成されている。したがって、入力基板１２ａ上にＳｂ薄膜が均一に蒸着し、一様な厚さの膜厚に形成される。
【００２０】
ここで、上記の蒸発源１７について図２を参照して説明する。図２は、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００２１】
蒸発源１７を構成する加熱体１７ａは、たとえばセラミックヒータで形成され、その表面は曲線の集合、たとえば平坦部をもたない球面に形成されている。加熱体１７ａの内部には、電流によって熱を発生する抵抗線２２が埋め込まれている。抵抗線２２の両端に電流端子２２ａ、２２ｂが接続され、電流端子２２ａ、２２ｂは外部に引き出されている。そして、球面に形成された加熱体１７ａの一部表面、たとえば、図１に示すように、蒸発源１７を真空外囲器１１内に配置した場合に、入力基板１２ａ側に位置する上半分に、スパッタリング法などでＳｂ層１７ｂが被着されている。
【００２２】
なお、加熱体１７ａ上に被着したＳｂ層１７ｂが蒸発し、入力基板１２ａ上に蒸着した後に、加熱体１７ａ表面にＳｂ層１７ｂが残っていると、放電発生やごみ発生の原因になる。そのため、Ｓｂ層１７ｂの膜厚は光電面の形成に必要な厚さ、たとえば１００μｍ以下とし、入力基板１２ａ面にＳｂ薄膜の蒸着が終了した段階では、加熱体１７ａ上にＳｂ層１７ｂが残らないようにしている。
【００２３】
上記した構成によれば、蒸発源１７の表面が入力基板１２ａの形状と同じ球面状に形成され、かつ、Ｘ線イメージ管の管軸上で、球面状の入力基板１２ａの曲率の中心付近に配置されている。したがって、蒸発源１７から蒸発した光電材料が入力基板１２ａ上に均一に蒸着し、光電面を構成するＳｂ薄膜の膜厚分布が均一化する。
【００２４】
また、上記の実施形態では、加熱体１７ａの全表面が球面になっている。しかし、蒸発源１７を真空外囲器１１内に配置した場合に、入力基板１２ａ側に位置する、たとえば上半分や上半分のその一部だけを球面に構成し、この球面部分にＳｂ層１７ｂを被着した構造にすることもできる。
【００２５】
次に、本発明の他の実施形態について、複数の蒸発源をＸ線イメージ管内に配置する場合を例にとり図３を参照して説明する。図３では、図１に対応する部分には同一の符号を付し、重複する説明を一部省略する。
【００２６】
複数の蒸発源１７（図では２つの蒸発源１７１、１７２が示されている）が、真空外囲器１１内で入力基板１２ａが見える位置、たとえば陽極１５の外側に、電極の支持部材３１などに支持されて、たとえば１つの円周上に等間隔に配置されている。
【００２７】
ところで、真空外囲器１１内に複数の蒸発源、たとえば符号１７１、１７２を配置する場合、複数の蒸発源１７１、１７２は管軸ｍから偏位した位置に配置される。このため、蒸発源１７１、１７２を通る管軸ｍに平行な軸ｎ１、ｎ２に対し、入力基板１２ａは、その一方の側が広く、他方の側が狭く、また、蒸発源１７１、１７２からの距離も場所によって変化する。このように、入力基板１２ａは、各蒸発源１７１、１７２の軸ｎ１、ｎ２に対して非対称になっている。
【００２８】
この場合、Ｓｂ層が被着される加熱体の所定領域は、各蒸発源１７１、１７２から見た入力基板１２ａの形状や入力基板１２ａまでの距離などを考慮し、曲線の集合で形成するとともに、たとえば、その中心部を通る軸ｎ１、ｎ２に対し非対称に形成される。
【００２９】
ここで、加熱体部分の表面を軸に対し非対称に形成した蒸発源１７について図４を参照して説明する。加熱体１７ａの表面は、図３に示されるように真空外囲器内に配置した場合に、入力基板１２ａ側に位置するその少なくとも一部の表面が曲線の集合で構成され、かつ、その中心を通る軸ｎに対して非対称に形成されている。たとえば、入力基板１２ａ側に一番近くに位置する加熱体１７ａ表面の頂点４１が軸ｎから一方の側にずれている。そして、加熱体１７ａの表面にＳｂ層１７ｂが被着されている。
【００３０】
上記した構成の加熱体１７ａを、図３に示すように真空外囲器内に配置する場合、たとえば、その頂点４１部分が、それぞれ蒸発源１７１、１７２の軸ｎ１、軸ｎ２よりも外側に位置するようにし、加熱体１７ａ表面のうち、入力基板１２ａが広く見える側に傾斜する部分の面積が大きくなるようにしている。
【００３１】
上記した構成の場合、蒸発源１７を構成する加熱体のうち、少なくともＳｂ層が被着される所定領域の表面を曲線の集合で構成し、かつ、その所定領域の表面の形状を、蒸発源１７から見た入力基板１２ａの形状や入力基板１２ａ面までの距離などに合わせて設定している。したがって、入力基板１２ａ上にＳｂ薄膜が均一に蒸着し、一様な厚さの膜厚が形成される。
【００３２】
ここで、入力基板上にＳｂ薄膜を形成した場合の膜厚分布の例を図５および図６に示す。図５および図６の縦軸は、入力基板上の中心を原点とした半径方向の距離（ｍｍ）、縦軸は入力基板中心の膜厚を１００％とした場合の膜厚（％）を示している。θは管軸を中心にした回転角度を示している。
【００３３】
図５は、図１に示すように、蒸発源を入力基板面の曲率半径の中心付近に配置した場合で、蒸発源は、通電によって熱を発生する高融点金属ワイヤーを直径８ｍｍの球形セラミック中に埋め込み、その入力基板面側の上半分の面にＳｂ層をスパッタリング法で被着させた構造をしている。
【００３４】
図６は、従来の蒸発源を使用した場合で、蒸発源は、ドーナツ状のフィラメントにＳｂ層を被着させた構造をしている。
【００３５】
図５と図６を比較して分かるように、発明の方（図５）が、従来の蒸発源（図６）に比べ、半径方向および回転方向ともＳｂ薄膜の膜厚分布が一様化している。したがって、発明の構成によれば、出力像の輝度の一様性が向上し、診断領域が拡大したＸ線イメージ管が得られる。
【００３６】
上記の実施形態では、加熱体としてセラミックヒータを用いている。しかし、加熱体には、高融点金属たとえばＭｏやＴａ、Ｗ、Ｎｉ、Ｆｅ、ステンレスなどの板材を利用し、プレス加工などによって、少なくとも一部の表面を曲線の集合からなる曲面に形成し、その１部表面に光電材料を被着した構造のものを用いることもできる。この構造の場合、加熱体に直接電流を流し、表面に被着したＳｂを蒸発させる。
【００３７】
また、上記の実施形態では、加熱体の表面にＳｂ層を直接形成している。しかし、加熱体とＳｂとの反応を防止する場合、あるいは、Ｓｂ層の密着度を向上させる場合は、加熱体上にＰｔなどの中間層を形成し、その中間層上にＳｂ層を被着させることもできる。
【００３８】
上記したように、本発明の構成によれば、蒸発源を構成する加熱体部分のうち、少なくともＳｂ層を被着する領域の表面を曲線の集合で形成している。この場合、蒸発源を配置する位置に合わせ、入力基板上に形成されるＳｂ薄膜の膜厚分布が均一化するように、Ｓｂ層が被着する領域の加熱体表面を任意の形状に形成できる。このため、Ｓｂ薄膜の膜厚分布が均一化する蒸発源が得られる。
【００３９】
また、蒸発源を配置する位置に合わせて、加熱体表面を形成する方法であるため、蒸発源を配置する位置の自由度が大きくなり、蒸発源を支持する電極構造などにも制約が少なくなる。
【００４０】
また、蒸発源の加熱体部分を半球状や球状などとし、ある厚さをもった構造を容易に実現できる。そのため、機械的強度が高くなり、膜応力や熱膨張による変形が防止され、蒸発源の変形やねじれ、たわみなどによる膜厚分布のむらが防止される。
【００４１】
なお、上記の各実施形態では、入力基板を真空外囲器内に別に設けた構造で説明している。しかし、この発明は、真空外囲器の前面部分に入力部を直接形成する構造に対しても適用できる。
【００４２】
【発明の効果】
本発明によれば、光電面を構成する薄膜の膜厚分布が均一化し、輝度の一様性が向上した光電面蒸発源およびＸ線イメージ管を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図２】本発明の実施形態に使用された蒸発源の一例を説明するための概略の構造図である。
【図３】本発明の他の実施形態を説明するための概略の構造図である。
【図４】本発明の他の実施形態に使用された蒸発源の一例を説明するための概略の構造図である。
【図５】本発明の蒸発源を使用した場合のＳｂ薄膜の膜厚分布を示す図である。
【図６】従来の蒸発源を使用した場合のＳｂ薄膜の膜厚分布を示す図である。
【符号の説明】
１１…真空外囲器
１２…入力部
１２ａ…入力基板
１２ｂ…入力蛍光面
１２ｃ…入力光電面
１３…出力部
１３ａ…出力基板
１３ｂ…出力蛍光面
１４…集束電極
１５…陽極
１６…導入口
１７…蒸発源
１７ａ…加熱体
１７ｂ…Ｓｂ層
１８…導入棒
ｍ…管軸
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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