(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線透過性で平板状の基板の一方の面上に形成された柱状構造で潮解性を有するシンチレータと、前記シンチレータを覆う水分不透過性の透明有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、
前記基板は、この基板の前記シンチレータが設けられていない面に保護膜剥がれ防止凹凸を備え、前記透明有機膜はポリパラキシリレン系の有機膜であって、前記基板全体を覆い、前記シンチレータおよび基板に密着して一体として蒸着されていることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記基板は、Ａｌ製基板であ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】
前記基板は、炭素を主成分とする基板であ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４】
前記凹凸は、中心線平均粗さＲａが０．１μｍ以上、最大高さＲｍａｘが０．８μｍ以上である請求項１記載のシンチレータパネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、医療用のＸ線撮影等に用いられるシンチレータパネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療、工業用のＸ線撮影では、Ｘ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素子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、放射線検出素子により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。
【０００３】
従来、放射線検出素子を構成するシンチレータパネルとして、特開昭６３−２１５９８７号公報に開示されているシンチレータパネルが知られている。このシンチレータパネルは、ファイバオプティカルプレート（ＦＯＰ）、即ち複数のファイバを束ねて構成される光学部材上に典型的なシンチレータ材料であるＣｓＩからなるシンチレータを形成しているが、このシンチレータは潮解性を有しているため、シンチレータの上部に水分不透過性の保護膜、即ちポリパラキシリレン膜を形成することによりシンチレータを湿気から保護している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、ＦＯＰの側壁は研磨により平滑な面となっていることから、ポリパラキシリレン膜が剥がれてしまうことがあった。即ち、シンチレータがポリパラキシリレン膜で保護されているシンチレータパネルを撮像素子（例えば、ＣＣＤ、ＭＯＳ型固体イメージセンサ）に結合する場合等において、ＦＯＰの側壁を指またはピンセット等で挟んだり、あるいは撮像素子との位置合わせを厳密に行うためにＦＯＰの側壁をジグで挟む場合があるが、この場合にポリパラキシリレン膜に作用する摩擦力によりポリパラキシリレン膜が剥がれてしまうことがあり、そこから水分が侵入してシンチレータの特性、特に解像度が劣化するという問題が生じることがあった。
【０００５】
この発明は、シンチレータの保護膜の剥がれを防止することができるシンチレータパネルを提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
この発明は、放射線透過性で平板状の基板の一方の面上に形成された柱状構造で潮解性を有するシンチレータと、シンチレータを覆う水分不透過性の透明有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、基板は、この基板のシンチレータが設けられていない面に保護膜剥がれ防止凹凸を備え、透明有機膜はポリパラキシリレン系の有機膜であって、基板全体を覆い、シンチレータおよび基板に密着して一体として蒸着されていることを特徴とする。
【０００７】
この発明によれば、シンチレータを保護するための透明有機膜が基板裏面に設けられている保護膜剥がれ防止凹凸にかかるように形成されているため、保護膜剥がれ防止凹凸により透明有機膜と基板との接触面積が大きくなり透明有機膜の剥がれを防止することができる。
【０００８】
この発明は、シンチレータパネルの基板がＡｌ製基板であることを特徴とする。また、この発明は、シンチレータパネルの基板が炭素を主成分とする基板であることを特徴とする。
【０００９】
この発明の放射線イメージセンサは、シンチレータパネルの基板側に撮像素子を更に備えたことを特徴とする。また、この発明の放射線イメージセンサは、シンチレータパネルのシンチレータの先端部側に撮像素子を更に備えたことを特徴とする。この発明の放射線イメージセンサによれば、シンチレータを保護するための透明有機膜が基板に設けられている保護膜剥がれ防止凹凸にかかるように形成されているため、保護膜剥がれ防止凹凸により透明有機膜と基板との接触面積が大きくなり透明有機膜の剥がれを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、この発明の実施の形態の説明を行う。図１は参考形態となるシンチレータパネル２の断面図である。図１に示すように、シンチレータパネル２のＦＯＰ１０の側壁には、保護膜剥がれ防止凹凸１０ａが設けられている。また、ＦＯＰ１０の一方の表面には、入射した放射線を可視光に変換する柱状構造のシンチレータ１２が形成されている。このシンチレータ１２には、ＴｌドープのＣｓＩが用いられている。
【００１１】
このＦＯＰ１０に形成されたシンチレータ１２は、保護膜としての第１のポリパラキシリレン膜（透明有機膜）１４で覆われており、第１のポリパラキシリレン膜１４の端部は、保護膜剥がれ防止凹凸１０ａにかかるように形成されている。また、第１のポリパラキシリレン膜１４の表面にＡｌ膜１６が形成され、更に、Ａｌ膜１６の表面及びＡｌ膜１６の形成されていない第１のポリパラキシリレン膜１４の表面に第２のポリパラキシリレン膜１８が形成されている。このシンチレータパネル２は、ＦＯＰ１０を介して図示しない撮像素子（例えば、ＣＣＤ、薄膜トランジスタ＋フォトダイオードアレイ、ＭＯＳ型固体撮像素子）と結合することにより放射線イメージセンサとして用いられる。
【００１２】
また、図２は参考形態となる放射線イメージセンサ４の断面図である。図２に示すように、放射線イメージセンサ４の撮像素子（ＣＣＤ）２０の側壁には、保護膜剥がれ防止凹凸２０ａが設けられている。また、撮像素子２０の受光面上には、柱状構造のシンチレータ１２が形成されている。このシンチレータ１２は、保護膜としての第１のポリパラキシリレン膜（透明有機膜）１４で覆われており、第１のポリパラキシリレン膜１４の端部は、保護膜剥がれ防止凹凸２０ａにかかるように形成されている。また、第１のポリパラキシリレン膜１４の表面にＡｌ膜１６が形成され、更に、Ａｌ膜１６の表面及びＡｌ膜１６の形成されていない第１のポリパラキシリレン膜１４の表面に第２のポリパラキシリレン膜１８が形成されている。
【００１３】
次に、図３Ａ〜図４Ｂを参照して、シンチレータパネル２の製造工程について説明する。まず、ＦＯＰ１０の側壁に保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成する（図３Ａ参照）。即ち、ＦＯＰ１０の側壁以外の部分をビニールテープにより保護した状態で、＃８００メッシュのアルミナを用い２ｋｇ／ｃｍ２の圧力でサンドブラスト処理を行う。なお、このサンドブラスト処理により、表面粗さ測定器（サーフコム６００Ａ  東京精密）を用いた表面粗さの測定で、Ｒa=０．３２、Ｒｍａｘ＝２．１μｍ（ここで、Ｒａ（中心線平均粗さ）、Ｒｍａｘ（最大高さ）はＪＩＳ―Ｂ０６０１で規定されるものである）となる保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成する。
【００１４】
次に、ＦＯＰ１０の一方の表面に、ＴｌをドープしたＣｓＩの柱状結晶を蒸着法によって成長させてシンチレータ１２を２００μｍの厚さで形成する（図３Ｂ参照）。シンチレータ１２を形成するＣｓＩ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ＣＶＤ法により第１のポリパラキシリレン膜１４を形成する。即ち、シンチレータ１２が形成された基板１０をＣＶＤ装置に入れ、第１のポリパラキシリレン膜１４を１０μｍの厚さで成膜する。これによりシンチレータ１２の表面全体及びＦＯＰ１０の側壁に設けられている保護膜剥がれ防止凹凸１０ａの位置まで第１のポリパラキシリレン膜１４が形成される（図３Ｃ参照）。
【００１５】
次に、シンチレータ１２側の第１のポリパラキシリレン膜１４の表面に、Ａｌ膜１６を３００ｎｍの厚さで蒸着する（図４Ａ参照）。ここでＡｌ膜１６は、シンチレータ１２の耐湿性の向上を目的とするものであるため、シンチレータ１２を覆う範囲で形成される。
【００１６】
更に、Ａｌ膜１６の表面及びＡｌ膜１６の形成されていない第１のポリパラキシリレン膜１４の表面に、再度ＣＶＤ法により第２のポリパラキシリレン膜１８を１０μｍの厚さで成膜する（図４Ｂ参照）。この工程を終了することによりシンチレータパネル２の製造が終了する。
【００１７】
なお、図２に示す放射線イメージセンサ４は、シンチレータパネル２の製造方法と同様な方法により製造される。即ち、撮像素子２０の側壁にＦＯＰ１０の側壁に保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成したのと同様の方法により、保護膜剥がれ防止凹凸２０ａを形成する。次に、シンチレータパネルの製造の場合と同様な方法により、シンチレータ１２を形成し、シンチレータ１２上に第１のポリパラキシリレン膜１４、Ａｌ膜１６及び第２のポリパラキシリレン膜１８を形成する。この工程を終了することにより放射線イメージセンサ４の製造が終了する。
【００１８】
このシンチレータパネル２によれば、ＦＯＰ１０の側壁に保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを設けたため、第１のポリパラキシリレン膜１４の端部が摩擦等により剥がれるのを防止することができる。また、この放射線イメージセンサ４によれば、撮像素子２０の側壁に保護膜剥がれ防止凹凸２０ａを設けたため、第１のポリパラキシリレン膜１４の端部が摩擦等により剥がれるのを防止することができる。したがってシンチレータ１２の耐湿性を著しく向上させることができる。
【００１９】
なお、上述の形態においては、ＦＯＰ１０の側壁に、＃８００メッシュのアルミナを用い２ｋｇ／ｃｍ２の圧力でサンドブラスト処理を行うことにより保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成しているが、＃１５００メッシュのアルミナを用い２ｋｇ／ｃｍ２の圧力でサンドブラスト処理を行うことにより保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成してもよい。この場合には、表面粗さ測定器（サーフコム６００Ａ  東京精密）を用いた表面粗さの測定で、Ｒａ＝０．１９μｍ、Ｒｍａｘ＝１．４２μｍとなる保護膜剥がれ防止凹凸が形成される。
【００２０】
また、エキシマレーザの照射、ウェットエッチング処理等により保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成してもよい。ここでエキシマレーザの照射による場合には、例えば５００μｍ（ｌ）×１０μｍ（ｗ）×１０μｍ（ｄ）の溝を設ける場合には、１ｍｍ２当たり３個以上形成することが好ましい。また、溝の幅（ｗ）／深さ（ｄ）の比率は１．０以下であることが好ましい。
【００２１】
また、ウェットエッチング処理による場合には、ＦＯＰ１０の側壁以外の部分を保護した状態で、１ＮのＨＮＯ３溶液に５分間浸すことにより無数の深さ５μｍの凹凸を形成することができる。更に、ＦＯＰ１０の側壁にカッターナイフ等で傷をつけることにより、保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成してもよい。更に、カーボンランダム研磨により保護膜剥がれ防止凹凸１０ａを形成してもよい。
【００２２】
また、上述の形態においては、シンチレータとしてＣｓＩ（Ｔｌ）が用いられているが、これに限らずＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）、ＫＩ（Ｔｌ）等を用いてもよい。
【００２３】
また、上述の形態においては、シンチレータを形成する基板としてＦＯＰ、撮像素子としてＣＣＤが用いられているが、その他にＸ線透過率の良い基板であるＡｌ製の基板、Ｃ（グラファイト）製の基板及びアモルファスカーボン製の基板等炭素を主成分とした基板、Ｂｅ製の基板，ＳｉＣ製の基板等を用いてもよい。またガラス基板を用いてもよい。
【００２４】
図５Ａ及び図５Ｂは、アモルファスカーボン製の基板３０の表面にシンチレータ１２を形成し、このシンチレータ１２を保護するための第１のポリパラキシリレン膜１４、透明無機膜（ＳｉＯ２膜）２２及び第２のポリパラキシリレン膜１８を形成したシンチレータパネル（本発明の実施形態）を示す図である。この図５Ａ及び図５Ｂに示すシンチレータパネルは、アモルファスカーボン製基板３０及びシンチレータ１２の全面が第１のポリパラキシリレン膜１４及び第２のポリパラキシリレン膜１８により覆われている。これらの場合においても、図５Ａのシンチレータパネルにおいては、アモルファスカーボン製基板３０のシンチレータ１２が形成されている面のシンチレータ１２が形成されていない部分に保護膜剥がれ防止凹凸３０ａを形成することにより、また、図５Ｂのシンチレータパネルにおいては、Ａｌ製基板３０のシンチレータ１２が形成されていない面に保護膜剥がれ防止凹凸３０ａを形成することにより、アモルファスカーボン製の基板３０の表面に形成される第１のポリパラキシリレン膜１４の浮き上がりを防止することができポリパラキシリレン膜の剥がれを防止することができる。なお、これらの場合に、更にＡｌ製基板３０の側壁部に保護膜剥がれ防止凹凸を設けても良い。ここで、透明無機膜としては、Ａｌ２Ｏ３，ＴｉＯ２，Ｉｎ２Ｏ３，ＳｎＯ２，ＭｇＯ，ＳｉＮ，ＭｇＦ２，ＬｉＦ，ＣａＦ２，ＡｇＣｌ及びＳｉＮＯの何れであってもよい。
【００２５】
ここで、上記実施例のシンチレータパネルを製作する際、基板と保護膜との密着性と保護膜防止凸凹の大きさとの関係を調べてみた。１ｍｍの厚さを有するアモルファスカーボン（ａ−Ｃ）板を＃６００から＃１００００までの粒度が異なるＳｉＣ研磨微粉（＃６００、＃８００、＃１０００、＃１５００、＃２０００、＃４０００、＃１００００の7種類）を用い、基板を研磨し、表面の粗さが異なるアモルファスカーボン基板を作成し、その後、表面粗さ測定器で、表面粗さＲａ及びＲｍａｘを測定した。研磨微粉の粒度とＲａ、Ｒｍａｘとの関係を図６Ａ及び図６Ｂに示す。
【００２６】
次に、このように作成したアモルファスカーボン基板のそれぞれに、Ｃｓｌを２００μｍ蒸着し、その後、ＣＶＤ法によりポリパラキシリレン膜を成膜し、Ｃｓｌとアモルファスカーボン基板との間の密着性、特に図５Ｂの保護膜剥がれ防止凸凹部３０ａでの基板と保護膜との密着性と、Ｒａ、Ｒｍａｘとの関係を調べたところ、図７Ａ及び７Ｂに示す結果が得られた。
【００２７】
これらの図から分かるように、密着性に効果があるのは、Ｒａが０．１μｍ以上、Ｒｍａｘが０．８μｍ以上のアモルファスカーボン基板上に膜を形成した場合であることが分かった。
【００２８】
すなわち、これら、ＦＯＰ、アモルファスカーボンを基板として用いた場合、保護膜はがれ防止の凸凹として機能する表面粗さは、Ｒａが０．１μｍ、Ｒｍａｘが０．８μｍ以上であることが分かった。
【００２９】
このアモルファスカーボン基板３０を用いたシンチレータパネルは、シンチレータ１２の先端部側に撮像素子を配置することにより放射線イメージセンサとして用いられる。なお、基板にＡｌ製の基板、Ｂｅ製の基板等を用いた場合にも同様にして放射線イメージセンサとして用いられる。また、ガラス基板を用いた場合には、ガラス基板側にレンズを介して撮像素子を配置することにより放射線イメージセンサとして用いられる。
【００３０】
そして、以上で述べた保護膜剥がれ凸凹の大きさについては、ＦＯＰ、アモルファスカーボン基板ばかりでなく、Ａｌ製の基板、その他の材料の基板でも同様である。また、上述の実施の形態における、保護膜には、ポリパラキシリレンの他、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を含む。
【００３１】
この発明のシンチレータパネルによれば、シンチレータを保護するための透明有機膜が基板に設けられている保護膜剥がれ防止凹凸にかかるように形成されているため、保護膜剥がれ防止凹凸により透明有機膜と基板との接触面積が大きくなり透明有機膜の剥がれを防止することができシンチレータの耐湿性を向上させることができる。
【００３２】
【発明の効果】
以上のように、この発明にかかるシンチレータパネルは、医療、工業用のＸ線撮影等に用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の参考形態にかかるシンチレータパネルの断面図である。
【図２】この発明の参考形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図３】図１のシンチレータパネルの製造工程を示す図である。
【図４】図１のシンチレータパネルの製造工程のつづきを示す図である。
【図５】この発明の実施の形態にかかるシンチレータパネルの断面図である。
【図６】この発明の実施例の形態での基板の表面粗さＲａ、表面粗さＲｍａｘと、この基板を研磨する微粉の粒度との関係を示す図である。
【図７】基板の表面粗さＲａとアモルファスカーボン基板と保護膜との密着性との関係および、基板の表面粗さＲｍａｘとアモルファスカーボン基板と保護膜との密着性との関係を示す図である。
【符号の説明】
２…シンチレータパネル、４…放射線イメージセンサ、１０、２０、３０…基板、１０、２０、３０ａ…はがれ防止凹凸、１２…シンチレータ、１４…ポリパラキシリレン膜、１６…Ａｌ膜、１８…ポリパラキシリレン膜。
【図１】
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【図２】
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【図３Ａ】
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【図３Ｂ】
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【図３Ｃ】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
0003691392.tif 000008
【図５Ａ】
0003691392.tif 000009
【図５Ｂ】
0003691392.tif 000010
【図６Ａ】
0003691392.tif 000011
【図６Ｂ】
0003691392.tif 000012
【図７Ａ】
0003691392.tif 000013
【図７Ｂ】
0003691392.tif 000014