JP2008190929A - Radiation scintillator plate manufacturing method and radiographic imaging apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】蒸着装置により基板上に蛍光体層を蒸着する際に、蒸着時の輻射熱で薄い基板が変形し、蒸着膜が均一に堆積できないという問題がある。これに対して、基板を厚くすると、放射線の吸収が大きくなる等の問題がある。
【解決手段】基板に放射線が照射されることにより光を発する蛍光体層を有する放射線用シンチレータプレートの製造方法であって、基板の面上に蛍光体層を形成した後、基板の裏面側をエッチングして、基板の厚さを0.5mm以下の厚さに作製する放射線用シンチレータプレートの製造方法。
【選択図】図2When a phosphor layer is vapor-deposited on a substrate by a vapor deposition apparatus, there is a problem that a thin substrate is deformed by radiant heat at the time of vapor deposition and a vapor deposition film cannot be deposited uniformly. On the other hand, when the substrate is made thick, there is a problem that radiation absorption is increased.
A method of manufacturing a scintillator plate for radiation having a phosphor layer that emits light by irradiating the substrate with radiation, wherein the phosphor layer is formed on the surface of the substrate, and then the back surface side of the substrate is applied. A method for manufacturing a scintillator plate for radiation, wherein the substrate is etched to a thickness of 0.5 mm or less.
[Selection] Figure 2
Description
本発明は、放射線を受けて蛍光を発する放射線用シンチレータプレートの製造方法、及びシンチレータプレートを有する放射線画像撮影装置に関する。 The present invention relates to a method of manufacturing a scintillator plate for radiation that emits fluorescence upon receiving radiation, and a radiographic imaging apparatus having the scintillator plate.
従来から、X線画像のような放射線画像撮影装置は医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に、増感紙−X線フィルムによる放射線画像撮影装置は、長い歴史の中で高感度化と高画質化が図られた結果、世界中の医療現場で用いられている。 Conventionally, a radiographic imaging apparatus such as an X-ray image has been widely used for medical diagnosis in a medical field. In particular, radiographic imaging devices using intensifying screens and X-ray films have been used in medical sites around the world as a result of high sensitivity and high image quality in a long history.
近年では、フラットパネル型放射線ディテクタ(FPD)等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出手段も登場しており、放射線画像をデジタル情報として取得して自由に画像処理を行い、画像情報を直ちに電送することが可能となっている。 In recent years, digital radiographic image detection means represented by flat panel radiation detectors (FPD) and the like have also appeared, and radiographic images are acquired as digital information and freely subjected to image processing, and image information is immediately transmitted. It is possible to do.
放射線画像検出手段は放射線を蛍光に変換する所謂「シンチレータプレート」を有している。シンチレータプレートは、被写体を通過した放射線を受けて、その放射線量に対応した強度で蛍光体層による蛍光を瞬時に発光するものであり、基板上に蛍光体層を形成した構成を有する。 The radiation image detecting means has a so-called “scintillator plate” that converts radiation into fluorescence. The scintillator plate receives radiation that has passed through a subject and instantaneously emits fluorescence from the phosphor layer with an intensity corresponding to the radiation dose, and has a configuration in which a phosphor layer is formed on a substrate.
特許文献1は裏面照射型ホトダイオードアレイの製造方法に関するものであり、半導体基板の一方面側に高濃度不純物領域を形成する工程、半導体基板の一方面側に支持基板を貼り合わせる工程、半導体基板の他方面側を研磨して前記半導体基板を薄膜化する工程、半導体基板の他方面側に高濃度不純物領域及び複数のホトダイオードを形成する工程、半導体基板を厚み方向に貫通する孔を形成する工程、孔を介して電気的に接続する工程、及び支持基板を除去する工程等を有する。
特許文献1に記載の裏面照射型ホトダイオードアレイは、半導体デバイスに関するものであり、支持基板を貼ってから反対側の半導体基板を薄膜化してホトダイオードを形成するものであり、半導体基板を貫通して電極用の貫通孔をエッチングする加工時間を短縮しようとするものである。 The back-illuminated photodiode array described in Patent Document 1 relates to a semiconductor device, and forms a photodiode by forming a photodiode by thinning a semiconductor substrate on the opposite side after attaching a support substrate. It is intended to shorten the processing time for etching a through hole for use.
放射線画像撮影装置において、蛍光体層の形成には主に蒸着装置を用いる。蒸着装置は、基板を装置内の上方に装着するため、変形しやすい基板では蒸着時の輻射熱で基板が変形し、蒸着膜が均一に堆積できないという問題がある。これに対して、基板を厚くすると、保護膜による封止が困難になる、放射線の吸収が大きくなる等の問題がある。 In a radiographic imaging apparatus, a vapor deposition apparatus is mainly used for forming a phosphor layer. In the vapor deposition apparatus, since the substrate is mounted in the upper part of the apparatus, there is a problem in that the easily deformable substrate is deformed by radiant heat at the time of vapor deposition and the vapor deposition film cannot be deposited uniformly. On the other hand, when the substrate is thickened, there are problems such as difficulty in sealing with a protective film and increased radiation absorption.
上記の課題は、下記の本発明により達成される。 Said subject is achieved by the following this invention.
1. 基板に放射線が照射されることにより光を発する蛍光体層を有する放射線用シンチレータプレートの製造方法であって、前記基板の面上に前記蛍光体層を形成した後、前記基板の裏面側をエッチングして、前記基板の厚さを0.5mm未満の厚さに作製することを特徴とする放射線用シンチレータプレートの製造方法。 1. A method for manufacturing a scintillator plate for radiation having a phosphor layer that emits light by irradiating the substrate with radiation, wherein the phosphor layer is formed on the surface of the substrate, and then the back side of the substrate is etched. And the thickness of the said board | substrate is produced in thickness less than 0.5 mm, The manufacturing method of the scintillator plate for radiations characterized by the above-mentioned.
2. 基板に放射線が照射されることにより光を発する蛍光体層を有する放射線用シンチレータプレートの製造方法であって、前記基板の面上に前記蛍光体層を形成した後、前記基板の裏面側を研磨して、前記基板の厚さを0.5mm未満の厚さに作製することを特徴とする放射線用シンチレータプレートの製造方法。 2. A method of manufacturing a scintillator plate for radiation having a phosphor layer that emits light when irradiated with radiation, wherein the phosphor layer is formed on the surface of the substrate, and then the back side of the substrate is polished And the thickness of the said board | substrate is produced in thickness less than 0.5 mm, The manufacturing method of the scintillator plate for radiations characterized by the above-mentioned.
3. 基板に放射線が照射されることにより光を発する蛍光体層を有する放射線用シンチレータプレートの製造方法であって、前記基板の面上に前記蛍光体層を形成した後、前記蛍光体層側に保護膜を形成し、前記基板の裏面側をエッチングまたは研磨して、前記基板を除去した後に、保護膜により封止することを特徴とする放射線用シンチレータプレートの製造方法。 3. A method for manufacturing a scintillator plate for radiation having a phosphor layer that emits light by irradiating a substrate with radiation, wherein the phosphor layer is formed on the surface of the substrate and then protected on the phosphor layer side A method of manufacturing a scintillator plate for radiation, comprising: forming a film, etching or polishing the back side of the substrate, removing the substrate, and sealing with a protective film.
4. 基板に放射線が照射されることにより光を発する蛍光体層を有する放射線用シンチレータプレートの製造方法であって、前記基板の面上に前記蛍光体層を形成した後、前記蛍光体層側に保護膜を形成し、前記基板の裏面側をエッチングまたは研磨して、前記基板を除去または0.5mm未満に薄膜化した後に、別の基板を接着し、その後、保護膜により封止することを特徴とする放射線用シンチレータプレートの製造方法。 4). A method for manufacturing a scintillator plate for radiation having a phosphor layer that emits light by irradiating a substrate with radiation, wherein the phosphor layer is formed on the surface of the substrate and then protected on the phosphor layer side A film is formed, the back side of the substrate is etched or polished, the substrate is removed or thinned to less than 0.5 mm, another substrate is bonded, and then sealed with a protective film A method for manufacturing a scintillator plate for radiation.
5. 基板の上に蛍光体層を形成した後、または基板の上に蛍光体層を形成し蛍光体層側に保護膜を形成した後、シンチレータプレート全体に熱処理、プラズマ処理、フッ素を含む雰囲気にさらす等の他の工程を行った後、前記基板の裏面側をエッチングまたは研磨することを特徴とする放射線用シンチレータプレートの製造方法。 5. After forming the phosphor layer on the substrate, or after forming the phosphor layer on the substrate and forming a protective film on the phosphor layer side, the entire scintillator plate is exposed to heat treatment, plasma treatment, and an atmosphere containing fluorine. A method for manufacturing a scintillator plate for radiation, wherein the back surface side of the substrate is etched or polished after performing other steps such as the above.
6. 前記1〜5の何れか1項に記載の放射線用シンチレータプレートの製造方法により作製されたシンチレータプレートを、光電変換手段に貼り合わせて筐体内に収容した放射線検出手段を有することを特徴とする放射線画像撮影装置。 6). Radiation having a radiation detection means in which the scintillator plate produced by the method for producing a scintillator plate for radiation according to any one of 1 to 5 is bonded to a photoelectric conversion means and accommodated in a housing. Image shooting device.
本発明のシンチレータプレートの製造方法、及び放射線画像撮影装置により以下の効果が得られる。 The following effects can be obtained by the scintillator plate manufacturing method and the radiographic imaging apparatus of the present invention.
1. 蒸着時の変形によるシンチレータ結晶の面内厚さが均一化される。 1. The in-plane thickness of the scintillator crystal is made uniform by deformation during vapor deposition.
2. 基板を薄くして可撓性を持たせ、弾性変形可能とすることにより、複数のホトダイオードから成る光電変換手段の平面に対して密着させることができる。 2. By making the substrate thin and flexible so that it can be elastically deformed, it can be brought into close contact with the plane of the photoelectric conversion means comprising a plurality of photodiodes.
以下、図を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本発明は該実施の形態に限定されるものではない
図1は、本発明の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の概略図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The present invention is not limited to the embodiment. FIG. 1 is a schematic diagram of a radiographic imaging apparatus 1 according to the embodiment of the present invention.
放射線画像撮影装置1は、本体10、放射線検出手段20、画像処理手段30、画像表示手段40を備えている。本体10は、その内部に、放射線検出手段20や各種機器を搭載するものであり、放射線室内の所定の位置に固定されている。
The radiographic image capturing apparatus 1 includes a
放射線画像撮影は、放射線源50から照射され被写体60、及び放射線検出手段20の前面板22を透過させた放射線を放射線検出手段20で検出して行う。
The radiographic imaging is performed by detecting the radiation irradiated from the
図2は、図1の部分拡大断面図である。 FIG. 2 is a partially enlarged sectional view of FIG.
放射線検出手段20は、ハウジング21の内部に、前面板22、緩衝材23、シンチレータプレート200、蛍光体層27を備えている。
The radiation detection means 20 includes a
シンチレータプレート200は、基板26の面上に蛍光体層27を備えるものであり、蛍光体層27に放射線が照射されると、蛍光体層27は入射した放射線のエネルギを吸収して、波長が300μmから800μmの電磁波、即ち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)を発光する。
The
シンチレータプレート200は、基板26、蛍光体層27、及びこれらの部材を包囲して密封する耐湿性保護膜(以下、保護膜と称す)24A、24Bから構成されている。
The
本体10は、その内部に搭載した各種機器を保護できるように剛性の高い材料、例えばABS樹脂で作製される。
The
放射線検出手段20の前面板22は、放射線透過率が高い材料で作製される。なお、この前面板22の厚さは、0.3〜0.5mmで、放射線透過性を確保しつつ、強度を維持する。放射線透過率が高く、且つ剛性の高い材料としては、アルミニウム合金、炭素繊維強化樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、これらの樹脂とアルミニウム合金との複合材などがある。
The
前面板22は、緩衝材23を介してシンチレータプレート200を押圧して、シンチレータプレート200を光電変換手段(受光素子)28に密接させる。
The
保護膜24A、24Bは、基板26、蛍光体層27を内包したのち接着されて袋状に形成される。保護膜24A、24Bの水分透過率を1日当たり50g/m2以下にすることが潮解性を有する蛍光体の保護の点から望ましい。
The protective films 24 </ b> A and 24 </ b> B are formed in a bag shape by being bonded after enclosing the
蛍光体層27として最も多く用いられるものは、Cs(セシウム)をベースとして結晶が形成されたものであり、例えばCsI(ヨウ化セシウム)の他に、CsBrやCsClなどがあげられる。また、前記Csをベースとする蛍光体層27を構成する複数の原料を任意の混合比率で用いて結晶体を形成し、この結晶体をベースとしてもよい。
The most frequently used
最もよく用いられている材料として賦活剤としてTlを用いたCsI:Tlがあるので、本発明はこれを基に説明する。賦活剤とは、蛍光性を発生させるのに必要な添加元素のことである。Tlの濃度は、あまり大きくても発光強度はこれ以上大きくならないというレベルがあり、Csに対し通常3mol%以下に設定される。 Since the most frequently used material is CsI: Tl using Tl as an activator, the present invention will be described based on this. An activator is an additive element necessary for generating fluorescence. Even if the concentration of Tl is too high, the emission intensity does not increase any more, and is usually set to 3 mol% or less with respect to Cs.
図3は、蛍光体層27を形成する蒸着装置の概略構成図である。本例ではCsI:Tlの蒸着工程を例にとる。
FIG. 3 is a schematic configuration diagram of a vapor deposition apparatus for forming the
蒸着装置71は箱状の真空容器72を有し、真空容器72の内部には蒸着用のボート73が配置されている。ボート73は蒸着源の被重点部材であり、ボート73内には抵抗加熱体(ヒータ)が接続されている。抵抗加熱体に電流が流れると、抵抗加熱体がジュール熱により発熱する。ボート73として、抵抗加熱体を巻回したアルミナ製のルツボが使用される。
The
真空容器72の内部であってボート73の直上には、基板26を保持するホルダ74が配置されている。ホルダ74にはホルダ74を回転させる回転機構75が配置されている。回転機構75は、ホルダ74に接続された回転軸76とその駆動源となるモータ77から構成されている。モータ77の駆動により回転軸76が回転してホルダ74をボート73に対向させた状態で回転させる。
A
真空容器72には真空ポンプ78が接続されている。真空ポンプ78は、真空容器72の内部の排気と、真空容器72の内部への不活性ガスの導入とを行う。
A
初めに、ホルダ74に基板26を取り付けるとともに、ボート73に蛍光体原料を充填する。具体的にはCsI:3%molのTlIの粉を充填する。基板26としては一般には0.5mm以上のAl板が用いられる。Alが用いられるのは、それ以上大きい原子番号を有する元素ではX線吸収が大きく、シンチレータプレートとして動作させる際に画像情報を含んだX線が吸収されてしまうからである。つまり基板としては、Alまたはそれより原子番号、または実効原子番号の小さい炭素ベースの基板やポリイミド、PEN等の樹脂基板を用いる事が望ましい。
First, the
次に、真空ポンプ78を作動させて、真空容器72の内部を一旦排気(大体10−3Pa以下)したのち、真空容器72の内部に不活性ガス(例えばArを0.5Pa程度の圧力まで)を導入しながら、真空容器72の内部を所定の真空度にする。
Next, the
真空雰囲気の形成と同時に、ホルダ74のヒータと回転機構75のモータ77とを駆動し、ホルダ74に取り付けられた基板26をボート73に400mmの距離で対向させた状態で加熱しながら回転させる。基板の加熱はCsIの結晶が柱状に成長する温度領域で行われる。大体150〜300℃が選ばれる。回転数は10rpm程度であり、これは基板の上のCsIの膜厚を均一にさせるために用いられる。
Simultaneously with the formation of the vacuum atmosphere, the heater of the
この状態において、抵抗加熱体に電流を流し、蛍光体原料を所定温度で加熱して、蛍光体原料を真空蒸着させる。CsIの融点は621℃、TlIの融点は440℃であるので、ボートはその温度よりも上の700℃で加熱される。この時、CsIの蒸気は700℃でボート外に出て、基板26の表面に到着する。その結果、基板26の表面に無数の柱状結晶体が順次成長してゆき、基板26上に所望の蛍光体層27が形成される。CsIは屈折率が約1.7であり、結晶柱の外は空気で屈折率は1であるため、X線が入射し、CsI結晶で吸収され、CsI結晶が発光した光が、結晶柱内外の屈折率の差で柱内を反射して進むことになる(ライトガイド効果)。診断に用いられるのは、図1の光電変換手段28であるから、前記CsI:Tlの柱状結晶は、光電変換手段28に対して、垂直の方向に並んでいることが望ましい。
In this state, a current is passed through the resistance heating body, the phosphor material is heated at a predetermined temperature, and the phosphor material is vacuum deposited. Since the melting point of CsI is 621 ° C. and the melting point of TlI is 440 ° C., the boat is heated at 700 ° C. above that temperature. At this time, the vapor of CsI goes out of the boat at 700 ° C. and arrives at the surface of the
従来のCsI:Tl蒸着工程の問題点は基板26の表面が700℃の蒸気にさらされ、かつ基板が下を向き、通常は基板の端のみで固定されているため、CsI:Tlを例えば500μm堆積すると、その重さはCsIは4.5g/cm3の比重であるから、0.5mmのAl(密度2.7g/cm3)の基板26よりも1.7倍重く、可撓性の基板を用いる(Alであれば0.5mm厚以下)と基板がボート方向(下方向)に凸形状に反ってくるという点にある。ここで可撓性とは、基板の両側を固定し500μmのCsIすなわち、4.5g/cm3×0.05cm=0.225g/cm2の膜を全面に堆積したときに、基板の中心が1mm以上下方向に凸になるような基板と定義する。このように基板が下に凸に反ると、柱状結晶が光電変換手段28の作る平面に対して垂直になるように成長せず、垂直からずれた方向に成長したCsI:Tl結晶からの光で、信号が広がるため、所望のライトガイド効果が得られず、画像の解像度が低下するという問題がある。
The problem with the conventional CsI: Tl deposition process is that the surface of the
[第1の実施形態]
図4は、放射線用シンチレータプレートの製造方法の第1の実施の形態を示す模式図である。
[First Embodiment]
FIG. 4 is a schematic view showing a first embodiment of a method for manufacturing a scintillator plate for radiation.
蒸着装置70により厚い板厚の基板26の表面側に蛍光体層27を形成する(図4(a)参照)。基板26の裏面側をエッチングまたは研磨して、基板26の厚さtを0.5mm未満の厚さに作製する(図4(b)参照)。前記解決手段1、2では、CsI:Tl成膜時のAl基板の厚さを0.5mm以上とし、蒸着時の基板の変形を防ぎ、蛍光体27の柱の向きが常に光電変換手段28に対して垂直方向に成長している。その後、研磨により基板の厚さを0.2mmにすることによってX線の画像信号が基板による吸収で減衰する量を減らすことで、画像の解像度(具体的にはMTF(Modulation Transfer Function)で表される。)を落とすことなく、蛍光体からの発光を増やし、信号強度の高い高解像度の画像を得ることが出来る。
The
Alの場合を考えると、基板の厚さtを0.5mmを0.2mmにしたことで、乳房撮影に使われる24kVでのX線の吸収を計算する。xmmの厚さのAlによるX線遮蔽効果は、24kVでのAlの減弱係数は約2.2cm2/gであるから、Alの密度を2.7g/cm3とするとI0の強度のX線がxmmのAlを透過したX線の強度をIとすると、
I/I0=exp(−2.2×2.7×x/10)=exp(−0.59x(mm))
となる。0.5mmと0.2mm厚ではI/I0の値を計算すると0.74が0.89に向上する。これは蛍光体層27に入射するX線の量が0.89/0.74=1.21倍になることを意味し、約21%信号強度の強い画像が得られる。本実施の形態では、蛍光体層27の柱状形状と向きは、基板の厚さが0.5mmの場合と同等であるので、MTFの値が、直接0.2mmの厚さのAl基板にCsIを蒸着した場合のように低下することがない。従って、鮮鋭性(解像度)はそのままで、信号強度の高い画像が得られるシンチレータプレートが得られる。
Considering the case of Al, X-ray absorption at 24 kV used for mammography is calculated by changing the thickness t of the substrate from 0.5 mm to 0.2 mm. The X-ray shielding effect by Al of xmm thickness is about 2.2 cm 2 / g of Al at 24 kV. Therefore, when the density of Al is 2.7 g / cm 3 , X-rays with an intensity of 10 If the intensity of X-rays transmitted through Al of xmm is I,
I / I0 = exp (−2.2 × 2.7 × x / 10) = exp (−0.59 × (mm))
It becomes. When the value of I / I0 is calculated at 0.5 mm and 0.2 mm thickness, 0.74 is improved to 0.89. This means that the amount of X-rays incident on the
本実施例では、蛍光体層27を形成する蒸着時には厚い基板26(Al:0.5mm)を用いて、蒸着時の基板26の変形を防止する。蛍光体層27が形成された後、基板26と蛍光体層27を取り出して、基板26の裏面側をエッチングまたは研磨して、基板26を薄膜化する。
In the present embodiment, a thick substrate 26 (Al: 0.5 mm) is used during vapor deposition for forming the
例えば、基板26がAlであれば、H3PO4を含む液で裏面のみウエットエッチングできる。あるいは平行平板電極を有するプラズマ発生装置中の片側の電極にシンチレータプレートを、裏面を表にして置く。この状態で処理室内を真空度で0.1Pa程度まで真空引きする。その後、BCl3とCl2の混合ガスを圧力10Paになるように処理室内に導入する。次に電極表面に0.2W/cm2程度の13.25MHzのRF電力を印加する。基板26がポリイミド膜なら、平行平板電極を有するプラズマ発生装置中の片側の電極にシンチレータプレートを、裏面を表にして置く。
For example, if the
この状態で処理室内を真空度で0.1Pa程度まで真空引きする。その後、O2ガスを圧力50Paになるように処理室内に導入する。次に電極表面に0.3W/cm2程度の13.25MHzのRF電力を印加する。するとポリイミド膜がエッチングされる。これにより、基板26を薄板状にして、基板26による放射線吸収の損失を低減し、蛍光体層27に吸収される放射線量を増して、蛍光体層27からの発光輝度を向上させることが出来る。
In this state, the processing chamber is evacuated to a vacuum degree of about 0.1 Pa. Thereafter, O 2 gas is introduced into the processing chamber so that the pressure is 50 Pa. Next, RF power of 13.25 MHz of about 0.3 W / cm 2 is applied to the electrode surface. Then, the polyimide film is etched. As a result, the
基板26を薄膜化する方法として研磨法を用いてもよい。
A polishing method may be used as a method of thinning the
図5は研磨装置の概略構成図である。 FIG. 5 is a schematic configuration diagram of the polishing apparatus.
図5に示す研磨装置80を用い、蛍光体側を上、基板を下側にして、シンチレータプレート85をキャリア83にセットし、定盤81上に固定したダイヤモンドベースの研磨パッド82と酸化セリウム粒子を含む研磨液84を用いて基板26のAlを研磨すればよい。
Using a polishing
本実施例には特に記していないが、基板26を0.5mm以下に薄膜化し、その裏面に強度補強用の樹脂フィルムを接着してもよい。例えば基板26をAl0.5mmとし、蛍光体27を成膜後Al基板26を0.2mmまで薄くし、その裏に0.5mm程度の厚さのポリイミドまたはPENフィルムを貼り付けてもよい。
Although not particularly described in the present embodiment, the
この場合、樹脂基板のX線吸収率は0.5mmでは8%程度であり、X線はその92%が透過するので、樹脂基板がX線を多量に吸収するという問題はない。直接ポリイミドの基板を用いない理由は以下の通りである。ポリイミド基板では耐熱性が、Tgが285℃、連続使用温度が250℃であるため、CsI:Tlを蒸着する際の温度を250℃以下にすることが必要である。しかし、本発明ではAl基板を用いるので、CsI:Tl結晶の輝度が最大となる300℃での蒸着が可能であり、画質のよい結晶を形成することが可能である。 In this case, the X-ray absorption rate of the resin substrate is about 8% at 0.5 mm, and 92% of the X-rays pass therethrough, so there is no problem that the resin substrate absorbs a large amount of X-rays. The reason for not using a polyimide substrate directly is as follows. Since the polyimide substrate has heat resistance, Tg is 285 ° C., and the continuous use temperature is 250 ° C., the temperature at which CsI: Tl is deposited needs to be 250 ° C. or less. However, since an Al substrate is used in the present invention, it is possible to deposit at 300 ° C. at which the luminance of the CsI: Tl crystal is maximized, and it is possible to form a crystal with good image quality.
基板26として、ポリイミドの基板を最初から用いる場合では、CsI:Tlの蒸着温度は高くできないが、ポリイミドの基板を用いるので、X線吸収が少ない。また、CsI:Tlを250℃以下で蒸着後、ポリイミドを薄くするので、シンチレータプレート自体がより変形しやすくなって、弾性変形可能となり、複数のホトダイオードから成る光電変換手段の平面に対して密着させることができるため、光電変換手段と蛍光体27の光伝達効率が増し、信号強度の高いシンチレータプレートが得られる。
When a polyimide substrate is used as the
[第2の実施形態]
図6は、放射線用シンチレータプレートの製造方法の第2の実施の形態を示す模式図である。
[Second Embodiment]
FIG. 6 is a schematic diagram showing a second embodiment of a method for manufacturing a radiation scintillator plate.
蒸着装置70により厚い板厚の基板26の表面側に蛍光体層27を形成する(図6(a)参照)。
The
基板26の面上に蛍光体層27を形成した後、蛍光体層27の表面側に保護膜24Cで被覆して封止する(図6(b)参照)。例えば、反応室にジラジカルパラキシリレンを導入し、35℃、13Paの条件でジラジカルパラキシリレンを重合したポリパラキシリレン膜を10μm程度形成する。
After the
その後、第1の実施形態で述べた方法により、基板26を除去し、蛍光体層27と保護膜24Cのみにする(図6(c)参照)。この除去作業の際、蛍光体層27の表面を保護膜24Cで覆っているので、薄膜化作業の際、蛍光体層が傷ついたり、エッチングされたり、潮解性のため水分の付着で蛍光体が溶解したりして、画像不良の原因となることを防止できる。その後、保護膜24A、24Bをフィルムによる保護膜封止として表側、裏側から形成してもよい。
Thereafter, the
あるいは、別の形態として、基板26が薄膜化しており、取り扱いのときに基板が変形しやすく、取り扱い時に基板の変形とともに蛍光体が変形し、画像不良を引き起こす可能性があるのでこれを防ぐ。具体的には0.2mmまで薄くしたAl基板26に対し、別の基板26’たとえばポリイミド基板0.5mmを接着すればよい(図6(d)参照)。この場合の利点として以下の点が挙げられる。通常、ポリイミド基板では耐熱性がTgが285℃、連続使用温度が250℃であるため、CsI:Tlを蒸着する際の温度を250℃以下にすることが必要である。しかし、本発明ではAl基板を用いるので、CsI:Tl結晶の輝度が最大となる300℃での蒸着が可能であり、画質のよい結晶を形成することが可能である。24kVで500μm厚さポリイミド基板のX線吸収率は8%、Al基板は26%であり、例えばAlに比べ、ポリイミド基板を貼り付けたことによる蛍光体層の輝度の劣化は少ない。
Alternatively, as another form, the
以上、第1、第2の実施形態では、基板の上に蛍光体層を形成した後または蛍光体層側に保護膜を形成した後、他の工程をはさまずに前記基板の裏面側をエッチングまたは研磨したが、他の工程を行った後に、基板の除去または薄膜化を行ってもよい。具体的には、蛍光体27の輝度をあげるための熱処理(たとえば250℃中に30分保管する。)、蛍光体の耐湿性を向上させるためのプラズマ処理、Fを含む雰囲気曝露等の他の工程を行った後、前記基板の裏面側をエッチングまたは研磨してもよい。この場合、これらの工程でもシンチレータプレートを真空中保持や、100℃以上の温度環境にさらすため、基板が薄いと工程内で基板が変形する可能性がある。本発明ではこの可能性をなくし、鮮鋭性のよいシンチレータを得ることができる。 As described above, in the first and second embodiments, after the phosphor layer is formed on the substrate or the protective film is formed on the phosphor layer side, the back surface side of the substrate is not sandwiched between other steps. Although etching or polishing is performed, the substrate may be removed or thinned after other steps are performed. Specifically, heat treatment for increasing the luminance of the phosphor 27 (for example, storing at 250 ° C. for 30 minutes), plasma treatment for improving the moisture resistance of the phosphor, exposure to an atmosphere containing F, and the like. After performing the process, the back side of the substrate may be etched or polished. In this case, since the scintillator plate is kept in a vacuum or exposed to a temperature environment of 100 ° C. or higher in these processes, the substrate may be deformed in the process if the substrate is thin. In the present invention, this possibility is eliminated, and a scintillator with good sharpness can be obtained.
本発明では蛍光体としてCsI:Tlを用いたが他の蛍光体を用いてもよい。具体的にはCsIの代わりにCsBrやCsCl等他の材料を用いてもよい。また、Tlの代わりに他の賦活剤を用いてもよい。具体的には、In,Li,K,Rb,Na,Eu,Cu,Ce,Zn,Ti,Gd,Tb等他の元素を用いてもよい。また、24Cの保護膜としてポリパラキシリレンを用いたが、24A,24B,24Cのどの保護膜もポリパラキシリレンでもよいし、水分透過防止の機能のある膜ならば、他の膜を用いてもよい。具体的にはポリモノクロロパラキシリレン等他のポリパラキシリレン系化合物や、SiN、SiON等の無機膜でもよい。24A,24Bは単層または積層のフィルムを用いた封止でもよい。例えば、合計50μmの厚さのPET20μm/アルミナ蒸着0.2μm/ポリプロピレン30μm積層膜を用いればよい。また、本発明では図示しなかったが、基板26と蛍光体27の間に蛍光体27のハロゲン原子が基板26のAlと反応して発生する腐食を防止するための例えば数〜1mmのポリエステル等からなる透明絶縁膜を設けてもよい。また、基板26として、蛍光体27の発光する光を反射しない材料である、ポリイミド、PENなどのフィルム等を用いたとき、基板26の蛍光体27側の表面に数100nmの厚さのAlをスパッタして設けた反射層を設けたり、反射層と蛍光体27の間に、さらに蛍光体とAlが反応して発生する腐食を防止するために数〜1mmのポリエステル等からなる透明絶縁膜を設けてもよい。
In the present invention, CsI: Tl is used as the phosphor, but other phosphors may be used. Specifically, other materials such as CsBr and CsCl may be used instead of CsI. Moreover, you may use another activator instead of Tl. Specifically, other elements such as In, Li, K, Rb, Na, Eu, Cu, Ce, Zn, Ti, Gd, and Tb may be used. Polyparaxylylene was used as the protective film for 24C. However, any protective film of 24A, 24B, and 24C may be polyparaxylylene, and other films may be used as long as they have a function of preventing moisture permeation. May be. Specifically, other polyparaxylylene compounds such as polymonochloroparaxylylene and inorganic films such as SiN and SiON may be used. 24A and 24B may be sealed using a single layer or laminated film. For example, a total of 50 μm
1 放射線画像撮影装置
10 本体
20 放射線検出手段
21 ハウジング
22 前面板
23 緩衝材
24A 耐湿性保護膜(保護膜)
24B 耐湿性保護膜(保護膜)
24C 保護膜
26,26’ 基板
27 蛍光体層
28 光電変換手段(受光素子)
29 金属基板
200 シンチレータプレート
30 画像処理手段
40 画像表示手段
50 放射線源
60 被写体
71 蒸着装置
72 真空容器
73 ボート
74 ホルダ
75 回転機構
76 回転軸
77 モータ
78 真空ポンプ
80 研磨装置
81 定盤
82 研磨パッド
83 キャリア
84 研磨液
85 シンチレータプレート
t 基板の厚さ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
24B Moisture-resistant protective film (protective film)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 29
Claims (7)
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