DE19625912A1 - Phosphor-Screen mit glatter Oberfläche - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Ausbildung eines Phosphorabbildungsschirms (Phosphor-Screens) mit einer im we­ sentlichen planaren Phosphoroberfläche.

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet biochemischer Testsysteme und Nachweisverfahren, und sie betrifft insbeson­ dere Phospor-Screens, die sich zur Aufzeichnung autoradiogra­ phischer Abbildungen eignen.

Der Nachweis und die Abbildung bzw. Darstellung von Makromole­ külen ist ein wesentlicher Teil vieler, in molekularbiologi­ schen Laboratorien durchgeführter Verfahren; hierzu gehören beispielsweise Proteinassays, die Sequenzierung von DNA und die Kartierung von Genen. Der Nachweis und die Abbildung wer­ den im allgemeinen durch die Markierung der zu untersuchenden Moleküle mit einer radioaktiven Spezies und durch Aufzeichnung der radioaktiven Emission aus den Molekülen auf einem Film oder einem Screen durchgeführt.

Phosphorabbildungsschirme (Phosphor-Screens), die in jüngster Zeit als Alternative für Röntgenfilme als Aufzeichnungsmedium eingeführt wurden, können abgetastet werden. Dies ermöglicht dem Experimentator, die aufgezeichneten Daten auf magnetischen oder optischen Medien, beispielsweise auf Computer, Festplat­ ten, Floppy Disks und CD-ROMs, zu speichern. Die aufgezeichne­ te Information kann elektronisch übertragen und durch einen Computer analysiert und manipuliert werden, um Informationen mit hoher Detailgenauigkeit zu erhalten.

Phosphor-Screens werden üblicherweise durch Beschichtung eines Feststoffsubstrats mit einer Aufschlämmung aus in einem Flüs­ sigharz dispergierten Phosphorteilchen und anschließender Här­ tung des Harzes unter Bildung einer verfestigten Schicht ge­ bildet. Die Qualität der Abbildung, die dann in der Phosphor­ schicht gespeichert ist, wird vom Zwischenraum zwischen der Probe und der Oberfläche der Schicht und von der Qualität der Oberfläche selbst abhängen. Durch Verringerung des Zwischen­ raumes ist es möglich, die Bildschärfe dadurch zu maximieren, daß der Grad der Ausbreitung des von der Probe emittierten Signales, bevor es die Phosphoroberfläche erreicht, limitiert wird. Was die Oberfläche anbelangt, können alle Abweichungen von einer glatten planaren Oberfläche die Abbildungen beein­ flussen, die von Signalen niederer Energiestärke aufgezeichnet werden, da diese Signale nur wenige µm in die Phosphorschicht eindringen. Beispielsweise werden bei einem ¹⁴C-Signal 90% des Signals in den oberen 20 µm der Schicht verbleiben, während bei einem ³H-Signal der gleiche Anteil in den oberen 2 µm bleibt. Demnach werden Unregelmäßigkeiten in der Oberfläche die Qualität der Abbildung unabhängig von der Tiefe der Phos­ phorschicht beeinflussen, und der Einfluß dieser Unregelmäßig­ keiten wird bei Verringerung des Abstands zwischen der Probe und der Oberfläche vergrößert.

Ein weiterer Faktor, der die Sensitivität des Screens beein­ flußt, ist die Teilchengröße der phosphoreszierenden Stoffe (Phosphore), wobei größere Teilchen eine höhere Sensitivität aufweisen als kleinere Teilchen. Die sensitivsten Teilchen sind solche mit Durchmessern von 10 µm oder darüber. Teilchen dieser Größe und darüber neigen dazu, eine Oberfläche zu erge­ ben, die rauh und uneben ist. Weiterhin werden diese Teilchen leicht von der Oberfläche abgetragen, was zusätzlich zur Un­ ebenheit der Oberfläche beiträgt.

Beim obenbeschriebenen herkömmlichen Gießverfahren setzen sich die Teilchen in zufallsbedingter Weise bei Trocknung der Auf­ schlämmung. Die Oberfläche der erhaltenen Phosphorschicht ist variabel, und zwar in Abhängigkeit von der Teilchengröße und -einheitlichkeit, der Viskosität und der Konsistenz des Har­ zes, da es das Absetzverhalten der Teilchen beeinflußt, und der Art und Weise, in der die Aufschlämmung getrocknet wird. Unregelmäßigkeiten im Oberflächenprofil sind auf Phosphorteil­ chen mit gezackten und spitzen Ecken zurückzuführen, die aus der Oberfläche hervorstehen.

Diese Unregelmäßigkeiten erschweren es, einen Schutzfilm auf die Oberfläche aufzubringen. Weiterhin wird die Abbildung un­ klar. Schutzfilme schützen die Oberfläche vor Feuchtigkeit, die leicht einen chemischen Abbau der Phosphore bewirkt, und weiterhin vor physikalischer Abrasion, die die Oberfläche mit Rückständen kontaminiert, die entfernt werden müssen, bevor der Screen mit maximaler Wirksamkeit verwendbar ist. Aus der Oberfläche hervorstehende Teilchen durchdringen leicht den Schutzfilm, wodurch Öffnungen entstehen, durch die Feuchtig­ keit aus der Atmosphäre durch den Film auf die darunterliegen­ de Phosphorschicht eindringen kann. Weiterhin können große, hervorstehende Teilchen auf der Oberfläche verlagert werden, wodurch sowohl große Unregelmäßigkeiten in der Oberflächenkon­ tur als auch große Lücken im Film entstehen.

Selbst dann, wenn der Schutzfilm die Phosphorschicht vollstän­ dig abdeckt, gleichen Techniken zum Auftragen des Films die Unregelmäßigkeiten der Phosphoroberfläche nicht vollständig aus. Eindrücke in der Phosphoroberfläche nehmen leicht größere Mengen des auf gebrachten Films auf als erhöhte Bereiche, und der Unterschied in der Filmdicke kann von 10 bis zu 20 µm va­ riieren. Für schwache Strahler wie ³H können Unterschiede in der Filmdicke von 1 µm eine Signalabschwächung von mehr als 50% verursachen.

Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Bildung eines Phosphor-Screens bereitzustellen, das die Herstellung einer im wesentlichen planaren Phosphoroberfläche ermöglicht.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die im Anspruch 1 näher gekennzeichneten Merkmale gelöst. Bevorzugte Ausfüh­ rungsformen der Erfindung sind in den Unteransprüchen darge­ stellt.

Erfindungsgemäß wurde festgestellt, daß ein Phosphor-Screen mit einer Phosphorschicht mit glatter Oberfläche durch Verän­ derung des aus dem Stand der Technik bekannten Gießverfahrens gebildet werden kann. Erfindungsgemäß wird die Phosphorschicht auf eine Unterlage aufgebracht, auf der sie verfestigt werden kann und an der sie in ablösbarer Weise ohne Bindung anhaftet. Die freiliegende Oberfläche der Schicht wird dann an ein Sub­ strat gebunden, das den Träger für den fertigen Phosphor- Screen bildet. Die der gegenüberliegenden Oberfläche der Phos­ phorschicht anhaftende Unterlage verbleibt als Schutzabdeckung bis zur Verwendung des Screens, wobei zu diesem Zeitpunkt die Schicht in einfacher Weise entfernbar ist. Die Aufbringung der Phosphorschicht wird so durchgeführt, daß der Phosphor auf die Unterlage in flüssiger Form aufgebracht wird, bevorzugt in Form einer Aufschlämmung, wie dies im stand der Technik er­ folgt, und das Absetzen der Phosphorteilchen auf die Gießun­ terlage ergibt eine im wesentlichen glatte, gleichmäßige und ebene Teilchengrenzfläche an der Unterlagenoberfläche. Diese Grenzfläche wird die freiliegende Oberfläche der Phosphor­ schicht, wenn das Substrat an die andere Seite gebunden und die Unterlage entfernt wird. Die freigelegte Oberfläche kann dann mit oder ohne einem Schutzfilm beschichtet verwendet wer­ den, der ohne weiteres mit einer im wesentlichen gleichmäßigen Filmdicke ausgebildet werden kann.

Diese und andere Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung werden nachfolgend in weiteren Einzelheiten anhand der beilie­ genden Figuren beschrieben. Die Figuren zeigen:

Fig. 1 einen Querschnitt durch eine Phosphorschicht, die auf eine mit einem Trennmittel beschichtete Unter­ lage (bzw. Fläche oder Schicht) aufgebracht wird;

Fig. 2 einen Querschnitt durch die Phosphorschicht auf der Unterlage, nachdem die Schicht verfestigt wurde;

Fig. 3 einen Querschnitt der mit der Unterlage als Rücksei­ te versehenen Phosphorschicht der Fig. 2, die auf einem auf beiden Seiten mit einem Klebemittel und mit Ablösungsmitteln bedeckten Kunststoffilm aufge­ bracht wird, wobei eines der Freisetzungsmittel ge­ rade entfernt wird;

Fig. 4 einen Querschnitt der umgekehrten, mit der Unterlage als Rückseite versehenen Phosphorschicht, die an einen Kunststoffilm laminiert ist, wobei die ver­ bleibenden Ablösungsmittel gerade entfernt werden;

Fig. 5 einen Querschnitt des Laminats der Fig. 4, das wei­ terhin auf eine Feststoffträgerplatte aufgebracht (laminiert) ist, wobei die die Phosphoroberfläche bedeckende Unterlage gerade entfernt wird;

Fig. 6 einen Querschnitt des Laminats der Fig. 5, wobei ein Schutzfilm auf der Phosphoroberfläche angeordnet ist.

Die Aufbringung der Phosphorschicht auf die lösbare Unterlage wird unter Verwendung von Phosphor in flüssiger Form durchge­ führt. Bevorzugte Flüssigkeiten sind Aufschlämmungen von Phosphorteilchen in wäßrigen oder organischen Flüssigkeiten. Besonders bevorzugt sind Aufschlämmungen in Flüssigharzen, die gehärtet oder in anderer Weise verfestigt werden können, um als transparente Bindemittel zu dienen, sobald die Flüssigkeit auf die Unterlage aufgebracht wurde.

Die Wahl des Harzes ist unkritisch und kann in weiten Berei­ chen variieren. Beispiele für das Harz sind Polyester, Poly­ alkylene, Polyacrylate, Polyacrylatester, Polyvinylacetale, Polyvinylalkohole, Polyvinylbutyral, Polycarbonate, Cellulose­ triacetat, Polystyrol, Polyurethane, Polyamide, Polyharnstof­ fe, Epoxyverbindungen, Phenoxyharze, Polycaprolactone, Poly­ acrylnitril, Copolymere von Vinylchlorid mit Isobutylether oder Vinylpropionat und Copolymere von Styrol mit Acrylat, Acrylnitril oder Ethylenchlorid. Bevorzugt werden Polyacrylat­ ester, Polymethylmethacrylat, Polyethylmethacrylat und Poly­ vinylbutyral.

Das Harz kann vor der Aufbringung der Aufschlämmung auf die Unterlage teilweise gehärtet werden, und es kann entweder flüssig sein oder durch vorsichtiges Erhitzen oder durch Auf­ lösung in einem inerten Lösungsmittel verflüssigt werden. Al­ ternativ kann das Harz vollständig vor der Auftragung gehärtet und durch ein inertes Lösungsmittel verflüssigt werden. Die Entfernung des Lösungsmitteis kann durch übliche Mittel er­ reicht werden, bevorzugt durch Verdampfen, wobei, falls erfor­ derlich, erhitzt werden kann. Es ist jedes übliche Lösungsmit­ tel, das diesen Anforderungen genügt, verwendbar, wobei die optimale Wahl vom Harz abhängt. Beispiele sind Wasser, Etha­ nol, Propanol, Methylcellosolve, Ethylcellosolve, Toluol, Xy­ len, Chlorbenzol, Aceton, Methylethylketon, Methylisobutylke­ ton, Tetrahydrofuran, Dioxan, Ethylenglycolmonomethylether, Ethylenglycolmonomethyletheracetat, Butylenglycolmonomethyl­ ether, Butylenglycolmonomethyletheracetat, Propylenglycolmono­ methylether, Propylenglycolmonomethyletheracetat, Chloroform und Trichlorethylen.

Erfindungsgemäß sind beliebige Phosphore in einem weiten Be­ reich von Materialien verwendbar, die phosphoreszierend sind. Zu diesen Materialien gehören sowohl natürliche Mineralien und biologische Verbindungen als auch synthetisch hergestellte Materialien und Mischungen. Beispiele hierfür sind Metallhalo­ phosphate wie Ca₅(PO₄)₃(F,Cl):Sb(III),Mn(II),Sr₅(PO₄)₃(Cl): Eu(II), Sr₅(PO₄)₃(F,Cl):Sb(III),Mn(II) und [SrEu(II)];(PO₄)₃Cl; andere seltenerd-aktivierte Phosphore wie Y₂O₃:Eu(III), SrB₄O₇:Eu(II), BaMg₂Al₁₆O₂₇:Eu(II), Y(VO₄):Eu(III), Y(VO₄)PO₄:Eu(III), Sr₂P₂O₇:Eu(II), SrMgP₂O₇:Eu(II), Sr₃(PO₄)₂:Eu(II), Sr₅Si₄Cl₆O₁₀:Eu(II), Ba₂MgSi₂O₇:Eu(II), GdOS:Tb(III), LaOS:Tb(III), LaOBr:Tb(III), LaOBr:Tm(III) und Ba(F,Cl)₂:Eu(II); andere Aluminat-Wirtsphospore wie Ce_0,65Tb_0,35MgAl₁₁O₁₉; Silicat-Wirtsphosphore wie Zn₂SiO₄:Mn(II); und Fluorid-Wirtsphosphore wie Y_0,79Yb_0,20Er_0,01F₃, La_0,86Yb_0,12Er_0,02F₃ und Y_0,639Yb_0,35Tm_0,001F₃. Weitere Materialien sind Erdalkalimetall­ sulfide und -selenide. Diese sind wahlweise mit Samarium, Eu­ ropium, Cerium oder einer Kombination dieser Elemente als auch mit ihren Oxiden, Sulfiden oder Fluoriden dotiert. Ein weite­ rer wahlweiser Bestandteil ist ein schmelzbares Salz wie Li­ thiumfluorid und/oder Bariumsulfat, das als Flußmittel dient.

Die Teilchengröße der Phosphore in der Aufschlämmung kann un­ terschiedlich sein; wie jedoch oben beschrieben, erhöht sich jedoch die Sensitivität mit zunehmender Teilchengröße. Die Erfindung ist auch auf Phosphorteilchen mit Durchmessern im Bereich von etwa 10 µm bis etwa 100 µm, und bevorzugt auf Teilchen im Größenbereich von etwa 15 µm bis etwa 75 µm, und am bevorzugtesten von etwa 20 µm bis etwa 45 µm anwendbar.

Die Aufschlämmung kann weitere zusätzliche Bestandteile, wie Dispergiermittel, enthalten, um ein schnelles Absetzen der Phosphorteilchen zu verhindern; weiterhin können beispielswei­ se Plastifizierungsmittel enthalten sein, um eine Phosphor­ schicht mit einem verringerten Risiko für Brüche und Abblät­ tern zu erreichen. Es können beliebige, aus dem Stand der Technik bekannte Materialien für diese Zwecke verwendet wer­ den. Beispiele für Dispergiermittel sind Phosphatester, Poly­ acrylate, Polymethacrylate, Polymaleate, kondensierte Phospha­ te, Polysulfonate, sulfonierte Polykondensate, Tannine, Ligni­ ne, Glucoside und Alginate. Beispiele für Plastifizierungsmit­ tel sind Diisobutyladipat, Di-n-hexyladipat, Bis(2-ethylhex­ yl)adipat, Bis(2-butoxyethyl)adipat, Bis(2-ethylhexyl)azelat, Diethylenglycoldibenzoat, Tri-n-butylcitrat, Diethylenglycol­ dipelargonat, Methylphthalylethylglycolat, Butylphthalylbutyl­ glycolat, hydrierte Terphenyle, chloriertes Paraffin, Di-2- ethylhexylisophthalat, Butyloleat, Tributylphosphat, Triphe­ nylphosphat, Isopropylphenyldiphenylphosphat, chloriertes Po­ lyphosphonat, Dimethylphthalat, Dibutylphthalat, Dioctylphtha­ lat, Butylcyclohexylphthalat, Adipinsäurepolyester, Azelain­ säurepolyester, Methylricinoleat, Bis(2-ethylhexyl)sebacat, n-Butylstearat, Sucroseacetat-isobutyrat, N-ethyl-(o,p)-tolu­ olsulfonamid, Dibutyltartrat, Bis(2-ethylhexyl)terephthalat, Tris(2-ethylhexyl)trimellitat und Campher.

In einem Beispiel für eine Formulierung für die Phosphorauf­ schlämmung ist der Phosphor RD-55, bei dem es sich um mit Cerium und Samarium aktiviertes Strontiumsulfid handelt, mit einer Teilchengröße von 20-45 µm; das Bindemittel ist Acryloid A-10S oder B-72, ein in Propylenglycolmonomethyletheracetat gelöstes Acrylsäurebindemittel mit einem Feststoffgehalt von 30-40 Gew.-% (erhältlich von Rohm und Haas Co., Philadelphia, Pennsylvania, USA); das weitere Lösungsmittel ist Propylengly­ colmonomethyletheracetat; das Dispergiermittel ist TRITON® X- 100 (Union Carbide Corporation, Danbury, Connecticut, USA) oder WITCO® PS-21A (Witco Corp., New York, New York, USA); das Plastifizierungsmittel ist Dioctylphthalat. Eine typische For­ mulierung ohne das Dispergiermittel und das Plastifizierungs­ mittel kann 80 Gewichtsteile des Phosphors und 20 Gewichtstei­ le der Bindemittellösung und des zugegebenen Lösungsmittels enthalten. Mit dem Dispergiermittel und dem Plastifizierungs­ mittel kann eine typische Formulierung 80 Gewichtsteile des Phosphors, 14 Gewichtsteile der Bindemittellösung und des zu­ gegebenen Lösungsmittels, 0,4 Gewichtsteile des Dispergiermit­ tels und 0,8 Gewichtsteile des Plastifizierungsmittels enthal­ ten. Hierbei handelt es sich lediglich um Beispiele. Weitere Formulierungen sind für den Fachmann ohne weiteres erkennbar und herstellbar.

Die lösbare Unterlage, an die der Phosphor in Flüssigform auf­ gebracht wird, kann eine beliebig breite Vielzahl von Materia­ lien umfassen, vorausgesetzt nur, daß das Unterlagenmaterial inert ist, allen Bedingungen widerstehen kann, die zum Aushär­ ten des Bindemittels erforderlich sind, und es entweder nicht an das Bindemittel bindet oder es mit einem Mittel beschichtet ist, das an das Bindemittel nicht bindet. Die Unterlage ist bevorzugt flexibel, um ein einfaches Entfernen durch Abziehen zu ermöglichen.

Die Unterlage ist bevorzugt entweder aus Papier oder aus Kunststoff, und es ist eine breite Vielzahl von Kunststoffen verwendbar. Beispiele hierfür sind Acrylpolymere (besonders Poly(methylmethacrylat)), Cellulosen (beispielsweise Cellulo­ seacetat, Cellulosetriacetat, Celluloseacetatbutyrat und Cel­ luloseacetatpropionat), Fluorokunststoffe (beispielsweise Po­ ly(vinylfluorid), Poly(vinylidenfluorid), Polytrifluorchlor­ ethylencopolymere und Poly(tetrafluorethylen)), Ionomerharze, Vinylharze (beispielsweise Poly(vinylchlorid), Poly(vinylalko­ hol), Poly(vinylfluorid), Vinylchlorid-vinylalkohol-Copolymere und Poly(vinylidenchlorid)), Polyester (besonders Polyethylen­ terephthalat), Polyurethane, Polybutylen, Polycarbonat, Poly­ ethylen, Polyimide, Polypropylen und Polystyrol.

Die Dicke der Unterlage ist unkritisch, vorausgesetzt, daß sie ausreichend dick ist, um eine Aufbringung des flüssigen Phos­ phors zu ermöglichen, aber dünn genug, um eine ausreichende Flexibilität zu ermöglichen, um sie in einfacher Weise zu ent­ fernen, wenn die Phosphorschicht auf das Substrat laminiert ist. Eine typische Dicke beträgt 50 bis 125 µm (2 bis 5 Mil).

Geeignete, anwendbare Trennmittel umfassen beliebige Trennmit­ tel aus einer breiten Vielzahl von für diesen Zweck bekannter Materialien. Beispiele hierfür sind Silicone (bevorzugt Dime­ thylsiloxanpolymere), Wachse (beispielsweise Petrolwachse, Carnaubawachse, Spermazet, Zinkstearat, Calciumstearat und Magnesiumstearat), Fluorkohlenstoffe (in Form von Ölen, Wach­ sen und Dispersionen), bestimmte flüssige Formen (beispiels­ weise Lösungen) von Polymeren wie Poly(vinylacetat) und Po­ ly(vinylalkohol) und Feststoffmaterialien wie Talk, Mika, Quarzglas, Kaolin und Attapulgit.

Die Aufbringung der Flüssigform des Phosphors auf die Unter­ lage kann durch ein beliebiges herkömmliches Verfahren erfol­ gen, beispielsweise unter Verwendung von Bandgießmaschinen unter Verwendung von Streichmessern zur Einstellung der Be­ schichtungsdicke. Sobald die Beschichtung aufgebracht ist, läßt man die Flüssigkeit verfestigen, was unter Trocknen, Ver­ dampfung von organischem Lösungsmittel, Aushärten oder einer Kombination dieser Verfahren möglich ist.

Sobald die Phosphorschicht verfestigt ist, wird die freilie­ gende Oberfläche der Schicht an ein Substrat gebunden, das zuletzt als Träger für den Phosphor-Screen dient. Das Substrat kann ein beliebiges starres Material sein, und die Bindung kann durch ein beliebiges Verfahren erreicht werden, das eine permanente Bindung gestattet. Bevorzugte Trägermaterialien sind Kunststoff, Glas, Papier, Metall und Metallverbindungen wie Oxide. Metalle wie Aluminium, Stahl und Magnesium werden insbesondere bevorzugt, wobei Aluminium am bevorzugtesten ist. Beispiele für Klebemittel, um die Phosphorschicht an das Sub­ strat zu binden, sind Epoxyverbindungen, Phenolharze, Acryl­ harzderivate und Urethane. Ein speziell bevorzugtes herkömm­ liches Verfahren zur Aufbringung des Klebstoffes ist die Ver­ wendung einer Zwischenschicht, die auf beiden Seiten mit einem Klebemittel beschichtet ist, und die Laminierung der mit einem Film rückseitig verstärkten Phosphorschicht auf das Substrat, wobei die mit dem Klebemittel beschichtete Schicht zwischen dem Phosphor und dem Substrat liegt. Die mit dem Film rücksei­ tig belegte Phosphorunterlage ist auch ohne ein starres Sub­ strat verwendbar, beispielsweise für Anwendungen, bei denen eine Biegung oder eine Flexibilität der Phosphorunterlage wün­ schenswert ist.

Sobald die mit einem Film rückseitig belegte oder verstärkte Phosphorschicht auf das Substrat laminiert ist, kann die Film­ unterlage bzw. Filmverstärkung entfernt werden, wodurch eine glatte Phosphoroberfläche zurückbleibt. Falls ein Schutz der Oberfläche erwünscht ist, kann die Oberfläche dann mit einer Schutzbeschichtung beschichtet werden, um die Phosphore vor Abrasion und Feuchtigkeitseinwirkung zu schützen. Es wurden Schutzfilme aus verschiedenen Materialien offenbart, wozu Si­ liciumdioxid (SiO₂), Aluminiumoxid (Al₂O₃), Indiumoxid (InO₂), Polyester (beispielsweise MYLAR®, DuPont de Nemours Co., Wilmington, Delaware, USA), Celluloseacetat, Polymethylmeth­ acrylat, Polyethylenterepthalat, Polyethylen und Parylene ge­ hören. Beispiele für Parylene sind Poly(1,4-dimethylbenzol), Poly(2-chlor-1,4-dimethylbenzol) und Poly(1,5-dichlor-2,4-di­ methylbenzol). Der Film kann durch beliebige herkömmliche Mit­ tel aufgebracht werden. Eine besonders wirksame Methode ist die Plasmabeschichtung.

Ein besonders wirksames Verfahren zur Anwendung der Lösungs­ vorschläge der vorliegenden Erfindung wird in den Zeichnungen beschrieben. Die Fig. 1 zeigt die Aufbringung einer Phosphor­ aufschlämmung 11 auf einen Trägerfilm 12 durch ein Streichmes­ ser 13. Die Aufschlämmung 11 umfaßt eine Flüssigphase 14 aus einem Harz, einem Dispergiermittel, einem Plastifizierungsmit­ tel und einem Lösungsmittel für jede dieser drei Bestandteile, zusätzlich Feststoffteilchen 15 des Phosphors, die gleichmäßig in der Aufschlämmung dispergiert sind. Der Trägerfilm 12 wird mit einem Trennmittel 16 beschichtet. Beispielsweise kann eine Beschichtungsdicke im Bereich von 203 µm (0,008 inch) bis 712 µm (0,028 inch) verwendet werden, obwohl die optimale Dicke mit den verschiedenen anderen Parametern des Systems variieren kann. Die Fig. 2 zeigt den Trägerfilm 12 mit der festen Phos­ phorharzschicht 21, die durch das Verdampfen des Lösungsmit­ tels und das Aushärten des Harzes entsteht. Eine Beschichtung mit der oben angegebenen Dicke kann beispielsweise unter flie­ ßendem Stickstoff etwa eine Stunde lang getrocknet werden, worauf sich eine Aushärtung für weitere zwölf Stunden an­ schließt. Während dieser Zeit haben sich die Phosphorteilchen 15 teilweise auf den Boden der Harzschicht 21 abgesetzt, wo­ durch sich eine hohe Konzentration an der Grenzschicht zwi­ schen der Harzschicht 21 und der Trägerfilmoberfläche ergibt.

In der Fig. 3 wird eine mit Klebstoff beschichtete Zwischen­ schicht 30 über der verfestigten Phosphorschicht 21 aufge­ bracht, wobei der Trägerfilm 12 weiterhin an der Phosphor­ schicht anhaftet. Die Zwischenschicht 30 besteht aus einem Kunststoffilm 31, der auf beiden Seiten mit Klebstoffschichten 32, 33 beschichtet ist, die wiederum durch Trennmittel 34, 35 geschützt sind. Ein Beispiel für diese Art von Kunststoffilm ist ein Polyesterfilm mit dem Namen DFM-200C von Flexcon Co., Inc., Spencer, Massachusetts, USA, der auf beiden Seiten mit V-23-Acrylkontaktklebemittel und mit silicon-beschichtetem Papier als Trennmittel beschichtet ist. Das obere Trennmittel 34 wird entfernt, bevor der Film auf die Phosphorschicht 21 aufgebracht wird, und die freiliegende Klebemittelschicht 32 wird direkt über die freiliegende Oberfläche 36 der Phosphor­ schicht aufgebracht, d. h. auf der der Grenzfläche gegenüber­ liegenden Oberfläche, wo die Phosphorteilchen als Ergebnis des Absetzens, das während der Aushärtungsstufe stattfand, ange­ reichert wurden. Die Phosphorschicht 21 und der mit einem Klebemittel beschichtete Kunststoffilm 30 werden mit einem Druckroller zusammen laminiert, wodurch sich das in Fig. 4 ge­ zeigte Laminat ausbildet. Das Laminat wird dann auf die ge­ wünschte Größe und Form zugeschnitten, und das untere Trenn­ mittel 35 auf dem Kunststoffilm wird dann entfernt, wie dies durch den Pfeil gezeigt wird, wodurch die untere Klebemittel­ schicht 33 freigelegt wird.

Die untere Klebemittelschicht 33 wird dann in Kontakt mit der Oberfläche einer flachen anodisierten Aluminiumplatte 40, wie sie in Fig. 5 gezeigt ist, gebracht, und die Platte wird auf den Kunststoffilm 31 und die Phosphorschicht 21 durch das Kle­ bemittel laminiert. Der erhaltene Screen wird bei 50°C 48 Stunden lang getrocknet. Das Trägerfilm 12 wird dann abgezo­ gen, wie dies durch den Pfeil in Fig. 5 gezeigt wird, wodurch eine glatte Oberfläche 41 der Phosphorschicht freigelegt wird, d. h. die Oberfläche, an der die Phosphorteilchen konzentriert sind. Der Schutzfilm 42 wird dann über die glatte Phosphor­ oberfläche aufgebracht.

Die vorstehenden Ausführungen dienen zur Veranschaulichung der Erfindung. Für den Fachmann ist es jedoch offensichtlich, daß die genannten Materialien, Abmessungen, Verhältnisse, Verfah­ rensschritte und die anderen Parameter des Verfahrens und des Laminats, wie sie hier beschrieben wurden, weiter modifizier­ bar oder ersetzbar sind, ohne vom Erfindungsgedanken abzuwei­ chen.

Erfindungsgemäß wird somit ein Phosphor-Screen mit einer Phosphorschicht mit einer glatten Oberfläche dadurch ausgebil­ det, daß eine Phosphorschicht in flüssiger Form auf eine Un­ terlage gegossen wird, an die die Schicht ohne Bindung anhaf­ tet. Die freiliegende Oberfläche der Schicht wird dann verfe­ stigt und an ein dauerhaftes Substrat gebunden. Die Schicht, auf die der Phosphor gegossen wurde, wird dann entfernt, wo­ durch eine glatte freiliegende Oberfläche verbleibt, die dann mit einer transparenten Schutzschicht bedeckt werden kann.

Claims (18)

1. Verfahren zur Bildung eines Phosphorabbildungsscreens mit im wesentlichen planarer Phosphoroberfläche mit den nach­ folgenden Schritten:

• (a) Ausbilden einer Phosphorschicht auf einer Unterlage mit glatter Oberfläche in haftender, jedoch nicht bindender Weise durch Aufbringen eines Phosphors in flüssiger Form auf die Unterlage und Verfestigen des so aufgebrachten Phosphors, wodurch eine Phosphor­ schicht mit einer freiliegenden Seite und einer durch die Unterlage geschützten Seite ausgebildet wird;
• (b) Binden der freiliegenden Seite der Phosphorschicht auf ein Substrat, um ein durch die Unterlage ge­ schütztes Phosphor/Substrat-Laminat auszubilden; und
• (c) Entfernen der Unterlage mit der glatten Oberfläche vom durch die Unterlage geschützten Phosphor/Sub­ strat-Laminat, wodurch eine im wesentlichen planare Phosphoroberfläche verbleibt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) das Aufbringen des Phosphors in Form einer Aufschlämmung von Phosphorteilchen in einer Lösung aus einem Bindemittel mit einem flüchtigen Lösungsmittel umfaßt, um eine Beschichtung auf der Unterlage mit der glatten Oberfläche zu bilden, und Verflüchtigen oder Ver­ dampfen des Lösungsmittels aus der Beschichtung.

3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt (a) mit der Unterlage mit glatter Ober­ fläche in einer im wesentlichen horizontalen Position durchgeführt wird und die Aufschlämmung auf die obere Fläche der Unterlage mit glatter Oberfläche aufgebracht wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphorteilchen solche mit einem mittleren Durchmesser von etwa 10 µm bis etwa 100 µm verwendet wer­ den.

5. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß als Phosphorteilchen solche mit einem mittleren Durchmesser von etwa 15 µm bis etwa 75 µm verwendet wer­ den.

6. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Unterlage mit einer glatten Oberfläche im Schritt (a) eine flexible Unterlage aus einem Polymermaterial verwendet wird, die mit einem Trennmittel beschichtet ist.

7. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat eine flexible Schicht verwendet wird.

8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat ein starrer Feststoff verwendet wird und der Schritt (b) das Binden der Phosphorschicht an den Feststoff durch ein polymeres Klebemittel umfaßt.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß als Substrat Aluminium verwendet wird.

10. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß im Schritt (b) die Phosphorschicht an den starren Feststoff mit einer dazwischen angeordneten Zwischen­ schicht laminiert wird, wobei die Zwischenschicht auf beiden Seiten mit einem Klebemittel vorbeschichtet ist.

11. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß es als weiteren Schritt (d) das Aufbringen einer strahlungsdurchlässigen Schutzbeschichtung auf die im wesentlichen planare Phosphoroberfläche aufweist.

12. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß als Schutzbeschichtung ein Parylenpolymer verwendet wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß das Parylenpolymer aus einem Element der Gruppe, be­ stehend aus Poly(1,4-dimethylbenzol), Poly(2-chlor-1,4- dimethylbenzol) und Poly(1,5-dichlor-2,4-dimethylbenzol), ausgewählt wird.

14. Verfahren nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Schutzbeschichtung aus einem Element der Gruppe, bestehend aus Siliciumdioxid, Aluminiumoxid und Indium­ oxid, ausgewählt wird.

15. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend aus Alkalimetallsulfiden und -seleniden, ausgewählt wird.

16. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend aus Calcium- und Strontiumsulfiden und -seleniden, ausge­ wählt wird.

17. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend aus Calcium- und Strontiumsulfiden und -seleniden, ausge­ wählt wird, und er mit einem Element der Gruppe, beste­ hend aus Samarium, Europium, Cerium oder einer Kombina­ tion hiervon, dotiert ist.

18. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Phosphor aus einem Element der Gruppe, bestehend aus Calciumsulfid und Strontiumsulfid, ausgewählt wird, und er mit einem Element der Gruppe, bestehend aus Sama­ rium, Europium, Cerium oder einer Kombination hiervon, dotiert ist.