DE10301274A1 - Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht (5) mit folgenden Schritten: DOLLAR A a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht (5) mit einer Vielzahl von Nadeln (2) auf einen Träger (1, 8) und DOLLAR A b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder (5).
Description
- Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht.
- Es sind beispielsweise aus der
DE 100 61 743 A1 derartige Bildwandler bekannt, die aus Leuchtstofffolien oder -platten mit einem nadelförmigen Absorbermaterial bestehen. Solche Folien oder Platten können beispielsweise in der Radiographie oder Mammographie eingesetzt werden. Diese Bildwandler können hochenergetische Strahlung wie Röntgen- oder Gammastrahlung absorbieren und niederenergetischere Strahlung emittieren, wie beispielsweise Infrafrot-, UV-Strahlung oder sichtbares Licht. Die Emission kann entweder spontan in einem Szintillator oder verzögert in einem Speicherleuchtstoff nach Anregung mit zumeist rotem Stimulationslicht erfolgen. Als Materialien finden beispielsweise Alkalihalogenide mit entsprechenden Dotierstoffen Verwendung. - In der
DE 100 61 743 A1 ist ein Beispiel für die besonders vorteilhafte Herstellung solcher nadelförmiger Schichten mit reduzierter Dichte beschrieben. Ein Charakteristikum ist, dass sich zwischen den einzelnen "Nadeln" leere Hohl- und Zwischenräume3 befinden, wie dies anhand der1 und2 näher erläutert wird.1 zeigt einen Querschnitt und2 eine Aufsicht einer derartigen Leuchtstoffplatte. Auf einem Träger oder Substrat1 , welches die mechanische Stabilität gewährleisten soll, befinden sich die Nadeln2 . Durch Unterschiede im Brechungsindex zwischen den Nadeln2 und den Zwischenräumen3 erreicht man eine gute optische Trennung zwischen den Nadeln2 , die wegen der angestrebten hohen Ortsauflösung erwünscht ist. - Als nachteilig erweist sich bei diesem Aufbau die relative große mechanische Instabilität. Wie
1 zeigt, sind die einzelnen Nadeln2 nicht miteinander verbunden und bilden keinen stabilen Verbund. Durch mechanische Einwirkungen wie Vibrationen oder Stöße können die einzelnen Nadeln2 ihre Lage ändern. Dieser Effekt ist unerwünscht, da sich dadurch die lokalen Empfindlichkeiten ändern können. Diese lokalen Empfindlichkeitsänderungen werden in Form von Strukturrauschen beispielsweise in Röntgenbildern sichtbar. Wenn sich beispielsweise bei einer leichten Durchbiegung des Substrats1 – beispielsweise durch einen Patienten – und der Leuchtstoffschicht breitere Zwischenräume3 entlang einer Linie bilden würden, dann sähe man dies in Form eines linienförmigen Bereichs mit reduzierter Empfindlichkeit. In den3 und4 ist ein solcher Effekt schematisch dargestellt. Entlang eines Streifens4 ist die Empfindlichkeit reduziert. Dieser Effekt verschlechtert die Bildqualität des Systems, in dem diese Leuchtstoffschicht eingesetzt wird. - Bei pulverförmigen Speicherleuchtstofffolien ist es bekannt, einen Binder mit Leuchtstoffpartikeln zu vermischen und die so entstandene Suspension auf eine Trägerfolie aufzurakeln.
- Die Erfindung geht von der Aufgabe aus, bei Leuchtstofffolien oder -platten mit einem nadelförmigen Absorbermaterial durch ihr Herstellungsverfahren die mechanische Stabilität zu erhöhen sowie deren optische und/oder elektrische Eigenschaften zu verbessern.
- Die Aufgabe wird erfindungsgemäß durch folgende Schritte gelöst:
- a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht mit einer Vielzahl von Nadeln auf einem Träger und
- b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder.
- Durch die Verwendung eines Binders wird einerseits die Druckempfindlichkeit der nadelförmigen Speicherleuchtstoffschich ten vermindert und somit allgemein die mechanische Widerstandsfähigkeit erhöht. Anderseits kann die nun entstandene kompakte Schicht aus nadelförmigen Speicherleuchtstoff und Binder gewünschte Funktionalitäten wie beispielsweise Leitfähigkeit, Reflexion und Absorption aufweisen.
- Erfindungsgemäß kann als weiterer Schritt der Träger entfernt werden.
- Zur Erhöhung der Resistenz des Bildwandlers gegen Beschädigungen durch Feuchtigkeit oder mechanische Beschädigungen kann auf der mit dem Binder versehenen Leuchtstoffschicht eine feuchtigkeitsundurchlässige und/oder kratzfeste Schutzschicht aufgetragen sein.
- Zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen der Leuchtstofffolie kann der Binder eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweisen.
- Um eine maximale Ortsauflösung zu erreichen, ist der Binder lichtabsorbierend.
- Um die Lichtausbeuten zu erhöhen, kann der Binder ein lichtreflektierenden Binder sein.
- Zur Erhöhung der gewünschten elektrischen, optischen und mechanischen Eigenschaften können dem Binder erfindungsgemäß weitere Stoffe zugemischt werden:
- – weiße Pigmente wie TiO2 zur Verbesserung der Reflektion,
- – schwarze Pigmente wie Kohlenstoff (C) zur Erhöhung der Absorption und der elektrischen Leitfähigkeit,
- – Silber-Pigmente zur Verbesserung der Reflektion und elektrischen Leitfähigkeit,
- – blaue Zusätze zur besseren selektiven Trennung des Stimulationslichtes und des emittierten Lichtes im Falle von Speicherfolien, welche die Wellenlängen des Stimulations lichtes absorbiert und die Wellenlängen des emittierten Lichtes reflektiert
- Derartige blaue Zusätze können anorganische Farbstoffe, wie beispielsweise CoCl2, organische Farbstoffe, wie Indigo, oder Tinten sein.
- Verbiegungen werden damit verhindert, wenn der Binder eine geringe Elastizität aufweist, so dass man eine starre Einheit erhält.
- Der Bildwandler kann besser auftretende mechanische Spannungen aufzunehmen, wenn der Binder eine hohe Elastizität aufweist. Wenn der Binder elastisch ist, werden zwar Verbiegungen nicht verhindert, aber die Nadeln kommen immer wieder in den selben Ausgangszustand zurück.
- Die Erfindung ist nachfolgend anhand von in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispielen näher erläutert. Es zeigen:
-
1 einen Querschnitt durch eine Leuchtstoffplatte mit einer nadelförmigen Schicht, -
2 eine Sicht auf eine Leuchtstoffplatte gemäß1 , -
3 einen Querschnitt durch eine Leuchtstoffplatte mit einer Fehlstelle, -
4 eine Sicht auf eine Leuchtstoffplatte gemäß3 , -
5 einen Querschnitt durch eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte, -
6 eine Sicht auf eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte gemäß5 und -
7 bis9 Querschnitte durch weitere Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Leuchtstoffplatte. - In den
5 und6 ist eine erfindungsgemäße Leuchtstoffplatte dargestellt, die aus dem Substrat1 besteht, auf dem eine nadelförmige Leuchtstoffschicht5 mit einer Vielzahl von Nadeln2 aufgebracht ist. Zur Fixierung werden die einzelnen Nadeln2 in einen Binder6 eingebettet. Insbesondere werden die Hohl- und Zwischenräume3 mit einem Binder6 ausgefüllt. - Dieser Binder
6 kann hart sein, d.h. eine geringe Elastizität aufweisen, um eine starre Einheit zu erhalten, so dass Verbiegungen verhindert werden. - Dieser Binder
6 kann aber auch elastisch sein, um auftretende mechanische Spannungen aufzunehmen. Verbiegungen werden zwar nicht verhindert, aber die Nadeln2 kehren immer wieder in den selben Ausgangszustand zurück. - Des weiteren kann der Binder
6 zusätzlich zu seinen beschriebenen mechanischen Eigenschaften auch noch besonders vorteilhafte optische und/oder elektrische Eigenschaften aufweisen. So kann zur Vermeidung von elektrostatischen Aufladungen der Leuchtstofffolie der Binder6 eine ausreichend hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist. - Um eine maximale Ortsauflösung zu erreichen, kann ein Binder mit lichtabsorbierender Wirkung verwendet werden. Zur Erzielung einer hohen Lichtausbeute kann ein lichtreflektierenden Binder Verwendung finden.
- Als Bindermaterialien kommen beispielsweise Epoxidharze, Polyimide, Silikone und Acrylate in Frage. Aber auch anorgani sche Kleber, wie beispielsweise keramische Kleber mit Siliziumdioxid, Aluminiumoxid, Zirkoniumoxid oder Magnesiumoxid können verwendet werden.
- Wenn der Binder selbst die gewünschten elektrischen und optischen Eigenschaften noch nicht aufweist, können sie durch Zumischung von weiteren Stoffen erzielt werden. Beispielsweise kann man weiße Pigmente wie TiO2 (Reflektion), schwarze Pigmente wie Kohlenstoff (Absorption und bei C elektrische Leitfähigkeit) und/oder Silber (Reflektion und elektrische Leitfähigkeit) zumischen.
- Im Falle von Speicherfolien ist eine selektiv wirkende Zumischung von Vorteil, welche die Wellenlängen des Stimulationslichtes absorbiert und die Wellenlängen des emittierten Lichtes reflektiert, wie beispielsweise blaue Zusätze in Form von anorganischen (z.B. CoCl2) oder organischen Farbstoffen (z.B. Indigo) oder handelsübliche Tinten.
- Anhand der
7 bis9 wird die Herstellung eines mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht5 beschichteten Substrats1 näher erläutert. In die Hohl- und Zwischenräume3 zwischen den Nadeln2 wird der Binder6 eingebracht. Bei einer ersten, in7 dargestellten Ausführungsform wird zum Schutze vor Umwelteinflüssen die Leuchtstoffschicht5 mit einer feuchtigkeitsundurchlässigen und/oder kratzfesten Schutzschicht7 versehen. Vor dem Aufbringen der Schutzschicht7 kann die Oberfläche durch Abtragen der obersten Spitzen der Nadeln2 eingeebnet werden. - Anhand der
8 ist ein zweites Verfahren zur Herstellung einer Leuchtstofffolie oder -platte dargestellt, bei der die nadelförmige Leuchtstoffschicht5 auf ein Transfersubstrat8 aufgebracht wird. Danach wird der Binder5 in die Hohl- und Zwischenräume3 zwischen den Nadeln2 gegeben. Es wird soviel Binder5 aufgetragen bis die einzelnen Nadeln2 ganz bedeckt sind. Der Binder5 hat jetzt die Nadeln2 ausreichend eingebettet, so dass das Transfersubstrat8 entfernt werden kann. - Nach dem Entfernen des Transfersubstrates
8 kann die Oberfläche durch Abtragen einer dünnen Schicht von Spitzen der Nadeln2 und des Binders5 eingeebnet werden, wie dies9 zu entnehmen ist. Zum Schluss wird eine Schutzschicht7 aufgebracht. - Vorzugsweise wird das Bindermaterial im Vakuum auf die nadelförmige Leuchtstoffplatte aufgebracht. Damit wird erreicht, dass sich keine schwer verdrängbaren Lufteinschlüsse bilden und der Binder
5 ungehindert nach unten in die Hohl- und Zwischenräume3 fließen kann.
Claims (19)
- Verfahren zur Herstellung eines Bildwandlers mit einer nadelförmigen Leuchtstoffschicht (
5 ) gekennzeichnet durch folgende Schritte: a) Aufbringung einer Leuchtstoffschicht (5 ) mit einer Vielzahl von Nadeln (2 ) auf einem Träger (1 ,8 ) und b) Ausfüllen der Zwischenräume mit einem Binder (5 ). - Verfahren nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch folgenden weiteren Schritt: c) Entfernen des Trägers (
8 ). - Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, gekennzeichet durch folgenden weiteren Schritt: d) Auftragen einer Schutzschicht (
7 ) auf der mit dem Binder (5 ) versehenen Leuchtstoffschicht (5 ). - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (
5 ) eine elektrische Leitfähigkeit aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (
5 ) eine lichtabsorbierende Wirkung aufweist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder (
5 ) ein lichtreflektierenden Binder ist. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) zur Erhöhung der gewünschten Eigenschaften weitere Stoffe zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) weiße Pigmente zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) schwarze Pigmente zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) Kohlenstoff-Pigmente zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) Silber-Pigmente zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) blaue Zusätze zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) anorganische Farbstoffe als blaue Zusätze zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 12 oder 13, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) CoCl2 als blauer Zusatz zugemischt wird. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) organische Farbstoffe als blaue Zusätze zugemischt werden. - Verfahren nach Anspruch 12 oder 15, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) Indigo als blauer Zusatz zugemischt wird. - Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass dem Binder (
5 ) Tinten als blaue Zusätze zugemischt werden. - Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine geringe Elastizität aufweist.
- Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass der Binder eine hohe Elastizität aufweist.
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