DE3909450C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen, Verstärkungs- oder Speicherfolien für die Röntgendiagnostik gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.

Aus der DE 33 25 035 A1 ist ein Verfahren zur Herstellung ei­ nes gerasterten Röntgenleuchtschirms bekannt, bei dem eine strahlenempfindliche Glasplatte hinter einer Maske mit parallelem Licht belichtet wird. Dadurch entstehen in der Glasplatte Veränderungen, die das Ätzen von dem Maskenmuster entsprechenden Löchern gestattet, die mit Leuchtstoff gefüllt werden. Bei diesem als Fotoätzen bezeichneten Verfahren ver­ ringert sich jedoch mit feiner werdendem Raster das erzielbare Aspektverhältnis, d. i. das Verhältnis von Lochtiefe zu Steg­ breite der Rasterelemente, wodurch die erreichbare Leucht­ stoffbelegung bei schmalen Stegen begrenzt wird.

Aus der EP 01 85 534 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung von Speicherschirmen bekannt, bei dem Positiv- oder Negativresists zur lithographischen Erzeugung von Mikrostrukturformen auf ei­ nem Träger verwendet werden, die nach dem Füllen mit Leucht­ stoff entfernt werden. Eine Kammerung des Leuchtstoffs durch metallische Zwischenwände ist bei diesem Verfahren nicht vor­ gesehen.

Aus der EP 01 26 564 A2 ist ein Verfahren zur Herstellung gattungsgemäßer Gegenstände bekannt, bei denen die mit Leucht­ stoff gefüllten Kammern ebenfalls aus metallischen Zwischen­ wänden gebildet sind. Hierzu wird z. B. eine Nickelplatte beid­ seitig mit einem Photoresist beschichtet. Beide Photoresist­ schichten werden sodann über je eine ein Lochmuster tragende Maske bestrahlt und entwickelt, worauf in die Nickelplatte dem Lochmuster entsprechende Löcher geätzt werden. Hiermit er­ reicht man bei einer Plattenstärke von z. B. 190 µm eine Steg­ breite der Zwischenwände von 35 µm, entsprechend einem Aspekt­ verhältnis von ca. 5,5 : 1. Anzustreben sind jedoch Aspektver­ hältnisse in der Größenordnung von 50 : 1 bis 100 : 1, wobei die Stegbreite der metallischen Zwischenwände 10 µm nicht überschreiten sollte.

Die Erfindung hat zur Aufgabe, ein Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen, Verstärkungs- oder Speicherfolien der gattungsgemäßen Art vorzuschlagen, mit dem sich auch bei extrem dünnen, metallischen Zwischenwänden für die Kammerung des Leuchtstoffs wesentlich höhere Aspektverhältnisse im Ver­ gleich zu dem vorerörterten Stande der Technik erzielen lassen.

Diese Aufgabe wird mit den kennzeichnenden Merkmalen von An­ spruch 1 gelöst. Die hierauf bezogenen Unteransprüche beinhal­ ten vorteilhafte Ausgestaltungen dieser Lösung.

Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es nicht nur möglich, die gestellten Forderungen an die Kammerung der Leuchtstoffe zu erfüllen, vielmehr können die Kammern in ihren Quer­ schnitten noch wesentlich verkleinert werden, wodurch das Auf­ lösungsvermögen erhöht wird. Trotzdem haben die so hergestell­ ten Leuchtschirme etc. wegen der metallischen Zwischenwände eine hohe mechanische Stabilität, lange Lebensdauer und hohe Beständigkeit gegen Röntgenstrahlung.

Die Herstellung wird im folgenden anhand der Zeichnungen 1 bis 7 beispielhaft erläutert.

Als Ausgangsmaterial dient gemäß Fig. 1 eine 0,3 mm starke Platte 1 aus Polymethylmethacrylat (PMMA), die festhaftend auf einer Metallplatte 2 aufgebracht ist. Die PMMA-Platte 1 wird gemäß Fig. 1 über eine Röntgenmaske 3 mit extrem paralleler Synchrotronstrahlung 4 bestrahlt. Die Röntgenmaske besteht aus einem die Röntgenstrahlung nur schwach absorbierenden Träger 5 und einem die Röntgenstrahlung stark absorbierenden Absorber 6. In den nicht von dem Absorber abgeschatteten Bereichen 7a der Platte 1 wird das PMMA strahlenchemisch verändert und durch eine Entwicklerlösung entfernt, so daß netzförmig mit­ einander verbundene Zwischenräume 7 entstehen und nur noch die PMMA-Säulen 8 auf der Metallplatte 2 stehen bleiben (Fig. 2). Durch galvanische Abscheidung von Nickel auf der als Elektrode dienenden Metallplatte 2 werden metallische Zwischenwände 9 der Mikrostruktur hergestellt und sodann die PMMA-Säulen 8 entfernt.

Die so hergestellte Mikrostruktur (Fig. 3) besitzt Zwischen­ wände 9, die 5 µm schmal sind und eine Höhe von 300 µm aufwei­ sen, während die voneinander isolierten Hohlräume 10 einen Durchmesser von 30 µm haben.

Nach Lösen der metallischen Zwischenwände 9 von der Metall­ platte 2 werden die wabenartigen Hohlräume 10 mit Leuchtstoff 11 gefüllt und die Struktur wird beidseitig mit einer dünnen, als Schutzhaut dienenden lichtdurchlässigen Polyimid-Folie 12 abgedeckt (Fig. 4).

Die so hergestellten Folien mit gekammertem Leuchtstoff können als Leuchtschirme, Vorder- oder Rückverstärkungsfolien und als Speicherfolien eingesetzt werden.

Bei einem Einsatz als Rückverstärkungsfolie oder als Spei­ cherfolie ist es auch möglich, die metallischen Zwischenwände 9 fest auf der Metallplatte 2 zu belassen und die Struktur nur einseitig mit der als Schutzschicht dienenden Polyimid-Folie abzudecken.

Durch die Verwendung der extrem parallelen Synchrotronstahlung 4 werden Mikrostrukturen erzeugt, die überall auf der Metallplatte 2 senkrecht stehen und damit sind alle Zwischenwände 9 der wabenartigen Mikrostrukturen völlig parallel.

Wie in Fig. 5 dargestellt ist, wird bei der Röntgendiagnose eine punktförmige Röntgenquelle 13 eingesetzt, so daß die Röntgenstrahlung 14 strahlenförmig von einem Punkt 15 ausgeht. Dies führt beim Einsatz von mit Synchrotronstahlung herge­ stellten wabenförmigen Mikrostrukturen mit parallelen Wänden 9 zur Kammerung des Leuchtstoffes 11 dazu, daß die Röntgenstrah­ lung 14 und die Zwischenwände 9 nicht überall parallel zuein­ ander sind und die Absorption der Röntgenstrahlung in besagten Zwischenwänden 9 vom Ort abhängt. An den Rändern der Leucht­ schirme, Verstärkungs- oder Speicherfolien wird daher die Röntgenstrahlung 14 weniger effektiv in sichtbare Strahlung 16 umgewandelt, was durch die Länge der Pfeile 16 angedeutet ist. Die Randgebiete erscheinen daher z. B. auf einem Leuchtschirm etwas dunkler bzw. auf einem hinter der Verstärkungsfolie angebrachten Negativfilm etwas heller.

Ist bei der Röntgendiagnose eine völlige gleichmäßige Um­ wandlung von Röntgenstrahlung in sichtbares Licht gefordert, so kann man - wie in Fig. 6 dargestellt - die Bestrahlung der PMMA-Platte 1 über die Röntgenmaske 3 mit der Strahlung einer Hochleistungs-Röntgenröhre 17 anstelle der Synchrotronstrah­ lung durchführen. Da hier die energiereiche Strahlung 18 zur Änderung der Materialeigenschaften des PMMA von einem Punkt 19 ausgeht, ergibt der Schattenwurf der Röntgenmaske 3 eine Mi­ krostruktur, bei der die Wände nicht parallel sondern auf die­ sen Punkt 19 fokussiert sind. Bei dieser Bestrahlung wird der Abstand 20 zwischen der Hochleistungs-Röntgenröhre 17 und der PMMA-Platte 1 gerade so groß gewählt wie bei der Röntgen­ diagnose der Abstand zwischen der mit Leuchtstoff 11 gefüllten Mikrostruktur und der Röntgenquelle 13. Nach einer analogen Prozeßfolge, wie sie in den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, entsteht eine Mikrostruktur (Fig. 7), deren metallische Wände 21 genau auf den Fokussierungspunkt 15 der bei der Röntgen­ diagnose verwendete Röntgenquelle 13 fokussiert sind. Daher wird die Röntgenstrahlung 14 im gesamten Gebiet völlig gleich­ mäßig in sichtbares Licht 22 umgewandelt, in Fig. 7 durch die gleiche Länge aller Pfeile 22 angedeutet.

Anstelle von Positivresists können in bekannter, analoger Weise auch Negativresists als strahlenempfindliches Material für die Platte 1 verwendet werden.

Claims (5)

1. Verfahren zur Herstellung von Leuchtschirmen, Verstärkungs- oder Speicherfolien für die Röntgendiagnostik, die aus ei­ ner wabenartigen Mikrostruktur mit metallischen Zwischen­ wänden und Hohlräumen bestehen, die mit Leuchtstoff gefüllt werden, wobei in eine auf einer Metallplatte (2) aufgebrachten Platte (1) aus durch energiereiche Strahlung in seinen Eigenschaften veränderbarem Material, bevorzugt Polymethylmethacrylat, durch partielles Bestrahlen mit der energiereichen Strah­ lung (4) und Entfernen des bestrahlten Materials (7a) unter Ausnutzung der durch die Bestrahlung erzeugten un­ terschiedlichen Materialeigenschaften netzförmig miteinan­ der verbundene Zwischenräume (7) eingearbeitet werden, dadurch gekennzeichnet, daß mit der so behandelten Platte (1) als Schablone und der mit ihr in Verbindung stehenden Metallplatte (2) als Elektrode galvanisch Zwischenwände (9) aus Metall erzeugt werden, wonach das restliche Material (8) der Platte (1) entfernt und die so entstandenen wabenartigen Hohlräume (10) mit Leuchtstoff gefüllt werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Zwischenwände (9) der wabenartigen Mikrostruktur von der Metallplatte (2) trennt.

3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestrahlung der Platte (1) parallele Synchrotronstahlung (4) verwendet wird und dadurch alle Wände (9) der wa­ benartigen Mikrostruktur parallel werden.

4. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß zur Bestrahlung der Platte (1) eine Röntgenröhre (17) mit punktförmigem Brennfleck (19) verwendet wird und dadurch alle Wände (21) der wabenartigen Mikrostruktur auf einen Punkt (19) fokussiert werden.

5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß wabenförmige Mikrostrukturprodukte mit Wänden erzeugt werden, die eine Stärke von 2 µm bis 10 µm aufweisen bei ei­ nem Durchmesser der mit Leuchtstoff gefüllten Hohlräume zwischen 15 µm und 150 µm.