JP2003262671A - シンチレータパネルおよびその製造方法 - Google Patents
シンチレータパネルおよびその製造方法Info
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Landscapes
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Abstract
さらに効果的に抑制することが可能なシンチレータパネ
ルおよびその製造方法を提供する。 【解決手段】 基板10上に設けられた金属反射膜11
を覆い、さらに基板10の側壁を覆って少なくとも裏面
の縁にまで達している保護有機膜12を設け、その上の
金属反射膜11部分にシンチレータ13を蒸着により選
択的に形成した後に、耐湿保護膜14でシンチレータ1
3と選択領域外に付着したシンチレータ成分ごと覆う。
Description
X線撮影等に用いられるシンチレータパネルとその製造
方法に関する。
線感光フィルムが用いられてきたが、利便性や撮影結果
の保存性の面から放射線検出器を用いた放射線イメージ
ングシステムが普及してきている。このような放射線イ
メージングシステムにおいては、放射線検出器により2
次元の放射線による画素データを電気信号として取得
し、この信号を処理装置により処理してモニタ上に表示
している。
ウム、ガラス、溶融石英等の基板上にシンチレータを形
成してシンチレータパネルを形成し、これと撮像素子と
を貼り合わせた構造を有する放射線検出器が存在する。
この種の放射線検出器においては、基板側から入射する
放射線をシンチレータで光に変換して撮像素子で検出し
ている(特公平7−21560号公報参照)。
大させるために、図10に示されるように、シンチレー
タ13の光出力面と反対の面(ここでは、基板10側)
に金属反射膜11を設け、この金属反射膜11がシンチ
レータ13と接触することでシンチレータ13成分によ
る変質を防止するために、金属反射膜11を保護膜12
で覆った構造のシンチレータパネル1xがある(特許第
3126715号)。そして、シンチレータ13の防湿
のため防湿膜14でシンチレータ13が被覆されてい
る。
造で大画面のシンチレータパネル1xを作成した際に、
まれに金属反射膜11の劣化が発生することから、この
劣化を効果的に抑制する手法を検討した結果、本発明に
至った。すなわち、本発明は、金属反射膜のシンチレー
タ成分による劣化をさらに効果的に抑制することが可能
なシンチレータパネルおよびその製造方法を提供するこ
とを課題としている。
の劣化が発生したシンチレータパネルを詳細に調べた結
果、以下の知見を得た。シンチレータ13を蒸着によっ
て形成する際に、保護膜12で覆われている金属反射膜
11部分上にのみシンチレータ13が形成されるように
マスク等を用いたとしても、マスクを回り込むなどして
シンチレータ成分が保護膜12で覆われていない基板1
0の側壁等へと付着することがある。付着したシンチレ
ータ成分は、保護膜12と基板10との間へ浸透して内
部の金属反射膜11へと達し、金属反射膜11を腐食さ
せてしまう。
ンチレータ成分の金属反射膜への到達を確実に抑制する
ため、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線透過
性の基板と、この基板の一方の表面上に形成された金属
反射膜と、この金属反射膜を覆うとともに、基板の少な
くとも側壁まで覆っている保護有機膜と、金属反射膜上
の保護有機膜上に蒸着によって多数の針状結晶として形
成されたアルカリハライド系のシンチレータと、このシ
ンチレータを覆う防湿有機膜と、を備えており、保護有
機膜は、シンチレータ蒸着時におけるシンチレータ成分
の基板および金属反射膜への付着を防止し、防湿有機膜
は、保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を含めて
覆っていることを特徴とする。
製造方法は、放射線透過性の基板の一方の表面上に金属
反射膜を形成する工程と、この金属反射膜を含めて基板
の少なくとも一方の表面からその側壁までを覆う保護有
機膜を形成する工程と、保護有機膜により、金属反射膜
および基板へのシンチレータ成分の付着を防止しつつ、
実質的に金属反射膜上の保護有機膜表面の所定部分のみ
にアルカリハライド系のシンチレータ成分を蒸着するこ
とで多数の針状結晶として成長させてシンチレータを形
成する工程と、シンチレータおよび所定部分外に付着し
たシンチレータ成分を含めて覆う防湿有機膜を形成する
工程と、を備えることを特徴とする。
が基板の金属反射膜形成面から基板側壁までを覆ってい
ることで、保護有機膜が基板により確実に密着し、基板
と保護有機膜との間にシンチレータ成分が浸透しうる隙
間の形成を確実に抑制できる。そして、シンチレータパ
ネルを大型化するとともに、有効画像面積を大型化し
て、金属反射膜が基板の一方の表面のほぼ全面に形成さ
れているような場合でも保護有機膜が側壁で基板に密着
することで、保護有機膜の周縁部からのはがれを確実に
防止できる。有機膜を用いることで基板表面から側壁に
かけて均一な膜の形成が容易である。蒸着時にマスク等
を回り込むシンチレータ成分も基板の裏面(シンチレー
タ形成面とは反対の面)まで達することはなく、付着す
るとしても保護有機膜上にとどまる。そして、防湿有機
膜により、シンチレータおよび保護有機膜上に付着した
シンチレータ成分を被覆することで保護有機膜上に付着
したシンチレータ成分が他へ移動することがない。この
ため、金属反射膜へのシンチレータ成分の浸透を確実に
防止できる。
面)までを実質的に覆っていることが好ましい。このよ
うにすると、保護有機膜のはがれを防止することができ
るとともに、シンチレータ成分や水分の保護有機膜と基
板との隙間への浸透をさらに確実に防止できる。
される有機膜であることが好ましい。気相成長を用いて
有機膜を形成することで、金属反射膜上から基板の側壁
に達する均一な膜を容易かつ安定して製造することがで
きる。
第1の保護有機膜と、基板側の第2の保護有機膜からな
り、第1の保護有機膜の周縁部が第2の保護有機膜と金
属反射膜の周縁部かその外側で積層されていてもよい。
膜上を覆うとともに、基板のその周囲に露出している表
面まで少なくとも覆う第1の保護有機膜を形成してか
ら、この第1の保護有機膜の周縁部から基板の側壁まで
を覆う枠状の第2の保護有機膜を形成するか、(2)基
板の側壁から金属反射膜の周縁部までを覆う枠状の第2
の保護有機膜を形成してから、金属反射膜上を覆い、金
属反射膜の周縁部で第2の保護有機膜と積層される第1
の保護有機膜を形成する、ことで形成することができ
る。
に覆う第1の保護有機膜と、主に基板の側壁部を覆う第
2の保護有機膜を設け、金属反射膜の周縁部またはその
外側でこれらの保護有機膜を積層することで塗布等によ
って有機膜を形成する場合に、金属反射膜から基板側壁
までの遮蔽性を確実なものとすることができる。
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。なお、各図面は説明の理解を容易にする
ため、誇張ないし省略している部分がありその寸法比は
必ずしも実際のそれとは一致しない。
の第1の実施形態を示す断面構成図である。このシンチ
レータパネル1は、放射線透過性の基板10(ガラス、
アモルファスカーボンその他の炭素を主成分とする材料
からなる)の一方の表面上に、金属反射膜11が形成さ
れている。この金属反射膜11はAl、Ag、Cr、C
u、Ni、Ti、Mg、Rh中の材料からなる。この金
属反射膜11上から基板10を包み込むような形で保護
有機膜12が形成されている。この保護有機膜12は、
例えば、ポリパラキシリレンからなる。金属反射膜11
と保護有機膜12の積層された部分の表面上には、基板
10を透過して入射した放射線を可視光へと変換するシ
ンチレータ13が形成されている。この、シンチレータ
13には、例えば、TlドープのCsIが用いられてい
る。CsIは多数の針状結晶が林立した構造を有してい
る。このシンチレータ13は、基板10と共にポリパラ
キシリレンからなる防湿有機膜14で覆われている。
程について図1〜図3を参照して説明する。まず、矩形
又は円形の基板10(厚さ1mm)を用意し(図2
(a)参照)、表面に真空蒸着法により金属反射膜11
を150nmの厚さで形成する(図2(b)参照)。
ポリパラキシリレンからなる保護有機膜12を形成す
る。すなわち、金属反射膜11が蒸着された基板10を
CVD装置に入れ、防湿有機膜12を10μmの厚さで
基板10の表面全体に成膜する。これにより金属反射膜
11を覆うととともに、基板10の基板反射膜11の周
囲から側壁、さらには裏面までの全体を実質的に覆うポ
リパラキシリレン製の保護有機膜12が形成される(図
2(c)参照)。この有機膜の製造方法についてはWO99
/66351号国際公開公報に詳述されている。
表面の所定の領域にTlをドープしたCsIの針状結晶
を多数、蒸着法によって成長(堆積)させてシンチレー
タ13を250μmの厚さで形成する(図2(d)、図
3参照)。この蒸着に際しては、保護有機膜12で覆わ
れた基板10を蒸着ホルダー2のキャビティ部20に載
置し、蒸着ホルダー2に設けられた開口21により蒸着
室4側にシンチレータ13を形成したい部分(上記所定
の領域)のみを露出させることで、シンチレータ13を
実質的に所定の領域に選択的に形成することができる。
開口21を通過したシンチレータ成分、つまり、CsI
成分の一部が保護有機膜12とキャビティ部20床面と
の隙間を通過して基板10の側壁上の保護有機膜12に
付着することが考えられるが、基板10の裏面側の保護
有機膜12上まで達することはほとんどない。基板10
の裏面側にカバープレート3を配置して、基板10の裏
面を覆うと、この裏面への付着は完全に予防できるので
カバープレート3を配置するとより好ましい。
Iは、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の
水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止する
ためにさらにポリパラキシリレンからなる防湿有機膜1
4(厚さ10μm)でシンチレータ13を覆い、図1に
示されるシンチレータパネル1を完成させる。この防湿
有機膜14は、保護有機膜12と同じ製法で形成するこ
とが可能である。
金属反射膜11を覆う保護有機膜12が金属反射膜11
の表面のみならず、基板10の金属反射膜11の周囲か
らその側壁部分、さらには裏面までを覆っているため、
たとえ、開口21を通過したシンチレータ成分が保護有
機膜12上に付着した場合でも、このシンチレータ成分
が保護有機膜12と基板10の間に浸透して金属反射膜
11へと到達するのを確実に抑制することができる。こ
のため、金属反射膜11を劣化を抑制して、その耐久性
を向上させることが可能である。さらに、保護有機膜1
2のはがれを確実に防止できる。
れるように放射線入射側と反対の側にシンチレータ13
を向けて配置され、シンチレータ13側に撮像素子、テ
レビカメラ等を配置して使用される。放射線は矢印A方
向からシンチレータパネル1に入射し、耐湿保護膜1
4、保護有機膜12、基板10、金属反射膜11、保護
有機膜12の順で透過して、シンチレータ13に到達
し、ここでシンチレータ13に吸収されて、可視光が発
せられる。発せられた可視光のうち基板10側へ向かっ
た光は透明な保護有機膜12を通過した後に金属反射膜
11で反射されて、シンチレータ13側へと戻される。
この結果、シンチレータ13から発せられた光の大部分
が耐湿保護膜14を通過して矢印B方向へ射出される。
図示していない撮像素子、テレビカメラでこの光画像を
撮像することにより、放射線画像に相当する画像信号を
得ることができる。
ている必要はなく、図4に示される第2の実施形態の保
護有機膜12aのように側壁部分を覆い、裏面側の縁ま
で達していれば足りる。この場合、シンチレータ13の
蒸着時に露出している基板10の裏面部分にシンチレー
タ成分が付着したとしても、保護有機膜12aが基板1
0の側壁に密着しているため、保護有機膜12aと基板
10との間を浸透することは難しく、また、シンチレー
タ成分は、その後の工程で耐湿有機膜14によって覆わ
れて封入されるため、その後は移動することはないた
め、金属反射膜11の劣化を抑制できる。
レータパネルの第3の実施形態とその変形例をそれぞれ
示す断面図である。これらの実施形態では、保護有機膜
12b、12b’としてポリイミドからなる膜を用いて
いる点が第1、第2の実施形態と相違する。
b、12b’は、図2(b)に示される金属反射膜11
の製造工程の後で、金属反射膜11上から基板10の側
壁にかけて、ポリイミド樹脂を一定の厚さ(10μm)
で塗布し、硬化させることで製造することができる。
る場合も、図5(a)に示されるように、基板10の側
壁の裏面との縁まで達して保護有機膜12bを形成する
必要があり、図5(b)に示されるように保護有機膜1
2b’を裏面にかかる形で形成することがより好まし
い。
の第4の実施形態を示す断面図である。この実施形態も
第3の実施形態と同様に、ポリイミド製の保護有機膜1
2cを用いているが、保護有機膜12cが基板10の側
壁を主に覆う額縁(枠)状の第2の保護有機膜121
と、金属反射膜11を主に覆う略平面状の第1の保護有
機膜120の二つの部分からなることが相違する。
反射膜11の周縁部から基板10の側壁にかけて形成さ
れており、図6(a)に示されるように、基板10の裏
面まで達していると好ましいが、図6(b)に示される
ように、基板10の裏面の縁まで達していればよい。
方法を図2、図6、図7を参照して説明する。金属反射
膜11を製造するまでは、図2(a)、(b)に示され
るシンチレータパネル1の製造工程と同一である。この
後で、基板10の側壁およびその近傍の基板表面に金属
反射膜11の周縁部にかかる形でポリイミド樹脂を塗布
して硬化させることにより、枠状の第2の保護有機膜1
21を形成する(図7(a)参照)。樹脂を塗布するの
ではなく、テープ状、フィルム状に成形した樹脂を張り
付けることで第2の保護有機膜121を形成してもよ
い。
第2の保護有機膜121上にポリイミド樹脂を塗布して
硬化させることにより、金属反射膜11を覆う平面状の
第1の保護有機膜120を形成する(図7(b)参
照)。その後に、図2(d)の工程と同様に、金属反射
膜11上の保護有機膜12c(実際には、第1の保護有
機膜120)の表面の所定の領域にTlをドープしたC
sIの針状結晶を多数、蒸着法によって成長(堆積)さ
せてシンチレータ13を形成し(図7(c)参照)、ポ
リパラキシリレンからなる防湿有機膜14でシンチレー
タ13を覆うことで、図6(a)に示されるシンチレー
タパネル1cを完成させる。
成することで、側壁部と金属反射膜上で形成する樹脂の
性質または製法を異ならせて、それぞれが好適な性能を
有するよう組み合わせることが可能となる。また、塗布
等によって形成する場合には、一体化して形成するより
も形成が容易でありつ、遮蔽性を確実なものとすること
ができる。
の第5の実施形態を示す断面図である。この実施形態
は、第4の実施形態と、第1の保護有機膜122と第2
の保護有機膜123の積層部の順序を異ならせたもので
ある。すなわち、この実施形態では、第2の保護有機膜
123が第1の保護有機膜122の周縁部を覆ってい
る。
(a)に示されるように、基板10の裏面の縁まで達し
ていればよいが、図8(b)に示されるように、基板1
0の裏面まで達しているとより好ましい。一方、第1の
保護有機膜122は、図8(c)に示されるように基板
10の側壁にまで達していてもよい。また、第2の保護
有機膜123は、図8(d)に示されるように金属反射
膜11の周縁部まで達していてもよい。
方法を図2、図8、図9を参照して説明する。金属反射
膜11を製造するまでは、図2(a)、(b)に示され
るシンチレータパネル1の製造工程と同一である。この
後で、まず、金属反射膜11上およびその周囲の基板1
0表面上にポリイミド樹脂を塗布して硬化させることに
より、金属反射膜11を覆う平面状の第1の保護有機膜
122を形成する(図9(a)参照)。
板表面に第1の保護有機膜122の周縁部にかかる形で
ポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、枠状
の第2の保護有機膜123を形成する(図9(b)参
照)。樹脂を塗布するのではなく、テープ状、フィルム
状に成形した樹脂を張り付けることで第2の保護有機膜
123を形成してもよい。
射膜11上の保護有機膜12d(実際には、第1の保護
有機膜122)の表面の所定の領域にTlをドープした
CsIの針状結晶を多数、蒸着法によって成長(堆積)
させてシンチレータ13を形成し(図9(c)参照)、
ポリパラキシリレンからなる防湿有機膜14でシンチレ
ータ13を覆うことで、図8(a)に示されるシンチレ
ータパネル1dを完成させる。
段階で形成することで、第4の実施形態と同様の効果が
得られる。
パラキシリレン膜を用いたが、このほかにポリモノクロ
ロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリ
テトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパラキシリ
レン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジエチルパラ
キシリレン等のキシリレン系の有機膜を用いることが可
能である。これらのキシリレン系有機膜によれば、シン
チレータの林立している針状結晶の隙間に入り込んだ耐
湿有機膜を形成することができ、また、均一で薄い膜を
形成することができるので、シンチレータパネルの出力
解像度を劣化させることがなく、明るい出力画像を得る
ことができる。
場合と同様に、キシリレン系の有機膜やその他の有機樹
脂を用いることができる。この種の有機膜を用いると、
金属反射膜11上から基板10の側壁にかけて容易かつ
確実に均一な膜を形成することができる。もちろん、複
数の工程によって膜を形成してもよい。
(Tl)に代えてCsI(Na)、NaI(Tl)、L
iI(Eu)、KI(Tl)等のアルカリハライド系の
シンチレータが放射線の光変換効率が高く、好適であ
る。一方で、この種のアルカリハライド系のシンチレー
タ成分は金属反射膜11を腐食させる可能性があるた
め、本発明におけるような保護膜の配置が重要となる。
属反射膜を覆い、さらに基板の側壁を覆って少なくとも
裏面の縁にまで達している保護有機膜を設けることで、
シンチレータの蒸着形成時にシンチレータ成分が直接、
基板の側壁や金属反射膜の周囲に付着することを防止す
る。この後で耐湿保護膜14でシンチレータと、シンチ
レータ成分が付着しうる部分を覆うことで、たとえシン
チレータ成分が耐湿保護膜上や基板の裏面に付着したと
しても付着成分が耐湿保護膜に封入されるため、基板と
保護有機膜との間を浸透して、金属反射膜へ到達するの
を確実に予防できる。これにより金属反射膜の劣化を抑
制して、耐久性を向上させることができる。
形態を示す断面構成図である。
である
を詳細に説明する図である。
形態を示す断面構成図である。
形態およびその変形例を示す断面構成図である。
形態およびその変形例を示す断面構成図である。
造工程を説明する図である。
形態およびその変形例を示す断面構成図である。
造工程を説明する図である。
図である。
ープレート、10…基板、11…金属反射膜、12…保
護膜、13…シンチレータ、14…防湿膜、121、1
23…第1の保護有機膜、122、124…第2の保護
有機膜。
Claims (8)
- 【請求項1】 放射線透過性の基板と、 前記基板の一方の表面上に形成された金属反射膜と、 前記金属反射膜を覆うとともに、前記基板の少なくとも
側壁まで覆っている保護有機膜と、 前記金属反射膜上の前記保護有機膜上に蒸着によって多
数の針状結晶として形成されたアルカリハライド系のシ
ンチレータと、 前記シンチレータを覆う防湿有機膜と、を備えており、 前記保護有機膜は、前記シンチレータ蒸着時におけるシ
ンチレータ成分の前記基板および前記金属反射膜への付
着を防止し、前記防湿有機膜は、前記保護有機膜上に付
着したシンチレータ成分を含めて覆っていることを特徴
とするシンチレータパネル。 - 【請求項2】 前記保護有機膜は、前記基板の他方の表
面までを実質的に覆っていることを特徴とする請求項1
記載のシンチレータパネル。 - 【請求項3】 前記保護有機膜は、気相成長により形成
される有機膜であることを特徴とする請求項1または2
に記載のシンチレータパネル。 - 【請求項4】 前記保護有機膜は、前記金属反射膜側の
第1の保護有機膜と、前記基板側の第2の保護有機膜か
らなり、前記第1の保護有機膜の周縁部が前記第2の保
護有機膜と前記金属反射膜の周縁部かその外側で積層さ
れていることを特徴とする請求項1または2に記載のシ
ンチレータパネル。 - 【請求項5】 放射線透過性の基板の一方の表面上に金
属反射膜を形成する工程と、 前記金属反射膜を含めて前記基板の少なくとも一方の表
面からその側壁までを覆う保護有機膜を形成する工程
と、 前記保護有機膜により、前記金属反射膜および前記基板
へのシンチレータ成分の付着を防止しつつ、実質的に前
記金属反射膜上の前記保護有機膜表面の所定部分のみに
アルカリハライド系のシンチレータ成分を蒸着すること
で多数の針状結晶として成長させてシンチレータを形成
する工程と、 前記シンチレータおよび前記所定部分外に付着したシン
チレータ成分を含めて覆う防湿有機膜を形成する工程
と、 を備えるシンチレータパネルの製造方法。 - 【請求項6】 前記保護有機膜を形成する工程は、気相
成長を用いて形成を行うことを特徴とする請求項5記載
のシンチレータパネルの製造方法。 - 【請求項7】 前記保護有機膜を形成する工程は、 前記金属反射膜上を覆うとともに、前記基板のその周囲
に露出している表面まで少なくとも覆う第1の保護有機
膜を形成する工程と、 前記第1の保護有機膜の周縁部から前記基板の側壁まで
を覆う枠状の第2の保護有機膜を形成する工程と、 からなることを特徴とする請求項5記載のシンチレータ
パネルの製造方法。 - 【請求項8】 前記保護有機膜を形成する工程は、 前記基板の側壁から前記金属反射膜の周縁部までを覆う
枠状の第2の保護有機膜を形成する工程と、 前記金属反射膜上を覆い、前記金属反射膜の周縁部で前
記第2の保護有機膜と積層される第1の保護有機膜を形
成する工程と、 からなることを特徴とする請求項5記載のシンチレータ
パネルの製造方法。
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