(57)【要約】【課題】アルカリハライド系蛍光体層を光センサーパネル上に形成した放射線検出装置において、蛍光体層への側面からの水分の浸透を防ぎ、これにより蛍光体の潮解を防ぎ、放射線検出装置の信頼性を向上させる。【解決手段】ガラス基板１０１上に形成された光電変換素子１０２を有する光センサーパネル２０１と、アルカリハライド系蛍光体層１０６と、蛍光体層の光センサーパネル側に配置されたＳｉＮからなる第１無機保護層１０３と、蛍光体層の光センサーパネルと反対の側に配置されたアルミニウムからなる反射層としての第２無機保護層１２２とを備えている。蛍光体層１０６の側方にて第１無機保護層１０３と第２無機保護層１２２とが密着しており、これにより蛍光体層１０６の全周囲を第１無機保護層１０３及び第２無機保護層１２２で覆ってなる。１０５，１２１は有機保護層である。【選択図】  図１
2004301516.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光センサーパネルと蛍光体層と該蛍光体層の一方の面の側に配置された第１無機保護層と前記蛍光体層の他方の面の側に配置された第２無機保護層とを備えており、前記蛍光体層の側方にて前記第１無機保護層と前記第２無機保護層とが密着しており、これにより前記蛍光体層の全周囲を前記第１無機保護層及び前記第２無機保護層で覆ってなることを特徴とする放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は放射線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
医療分野において撮像装置として使用される放射線検出装置の代表例としてレントゲン撮影装置（Ｘ線検出装置）が挙げられる。近年、医療機器のデジタル化が加速しており、レントゲン撮影の方式もコンベンショナルなフィルムスクリーン方式からＸ線デジタルラジオグラフィー方式へのパラダイムシフトが進んでいる。
【０００３】
図６は、近年開発されたＸ線デジタルラジオグラフィーの断面図である。図中、１０１はガラス基板、１０２はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴとからなる光電変換素子、１０３はＳｉＮ等の無機材料からなる第一の保護層、１０５はポリイミド等の有機材料からなる第二の保護層、１０４は電極取り出し部であり、これら１０１〜１０５が光センサーパネル２０１を構成している。
【０００４】
また、１０６はＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体層、１０７はパリレン（ポリパラキシリレン樹脂：スリーボンド社製：商品名パリレン：以下パリレンと記述する）等よりなる蛍光体保護層、１０８はＡｌやＡｇ等からなる金属反射層、１０９はパリレン等からなる金属反射保護層である。
【０００５】
さらに、１１１はＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）で、該ＴＣＰは光センサーパネル２０１の電極取り出し部１０４とＡＣＦ（異方導電性フィルム）１１２で接合されている。１１３はアクリル系樹脂等の封止材である。
【０００６】
図７は、別のＸ線デジタルラジオグラフィーの断面図である。図７の１０１〜１０５からなる光センサーパネル２０１は図６のものと同様である。１１５はガラス板やＡｌ板またはアモルファスカーボンシート等からなる蛍光体層形成用の基材、１１７はＡｌやＡｇ等からなる金属反射層、１１６は基材１１５と金属反射層１１７とを絶縁するためのポリイミド等からなる絶縁層（基材が導電性の場合のみ腐食防止の為に形成する）、１１８は金属反射層の保護層、１１９はＣｓＩ：Ｔｌ等の蛍光体層、１２０はパリレン等の防湿保護層であり、１１５〜１２０が蛍光体基板２０２を構成している。蛍光体基板２０２は光センサーパネル２０１にアクリル系接着剤１２１を介し貼り合せられている。さらに、１１１はＴＣＰで、該ＴＣＰは光センサーパネル２０１の電極取り出し部１０４とＡＣＦ（異方導電性フィルム）１１２で接合されている。１１３はアクリル系樹脂等の封止材である。これによりＸ線デジタルラジオグラフィーが形成される。
【０００７】
図６及び図７において、図中上方から入射したＸ線は蛍光体層１０６，１１９で吸収され、これに基づき可視光が発せられ、その可視光を光電変換素子１０２で電気信号に変換する。その電気信号は電極取り出し部１０４を通り外部システムへ送られ、そこでＸ線デジタル画像の形成に利用される。
【０００８】
現在、Ｘ線デジタルラジオグラフィー用の蛍光体として、高輝度・高解像度を示すＣｓＩ：Ｔｌ等のアルカリハライド系蛍光体が主に使用されている。アルカリハライド系蛍光体は、一般に真空蒸着により形成されるが、湿気に対し弱く、水分が浸透するとすぐに潮解してしまう。そのため、蛍光体としてアルカリハライド系蛍光体を用いる場合は防湿手法が重要になる。
【０００９】
従来アルカリハライド系蛍光体の防湿は、図６のようにＸ線入射面側（図中上側）は、有機材料層と無機材料層との積層体、例えば、パリレン層１０７／Ａｌ層１０８／パリレン層１０９で行ない、ガラス基板側（図中下側）は、光センサーパネル（ガラス基板１０１）で行ない、側面（外周部）側は有機材料層と無機材料層との積層体例えばパリレン層１０７／Ａｌ層１０８／パリレン層１０９およびアクリル系樹脂封止材１１３で行っていた。また、図７のように一度他の基材を用いてアルカリハライド系蛍光体の層を形成し、光センサーパネルに貼り合わせる場合の防湿は、Ｘ線入射面側（図中上側）は、ガラス板やＡｌ板またはアモルファスカーボンシートで行ない、ガラス基板側（図中下側）は、光センサーパネル（ガラス基板１０１）で行ない、側面は有機材料層の積層体例えばパリレン層１２０／アクリル系接着剤１２１／アクリル系樹脂封止材１１３で行っていた。
【００１０】
このような形態で耐湿信頼性試験を行うとアルカリハライド系蛍光体層の側面（外周部）からアルカリハライド系蛍光体の潮解が始まる。これは、水分１１４がアルカリハライド系蛍光体層の側面を防湿している有機材料層中もしくは有機材料層／無機材料層の界面を浸透しアルカリハライド系蛍光体層に到達し、蛍光体を潮解させているためである。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明は、以上のような問題点を解決し、蛍光体層特にアルカリハライド系蛍光体層を光センサーパネル上に形成した放射線検出装置において、蛍光体層への側面からの水分の浸透を防ぎ、これにより蛍光体の潮解を防ぎ、放射線検出装置の信頼性を向上させることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、以上の如き目的を達成するものとして、
（１）少なくとも光センサーパネルと蛍光体層と該蛍光体層の一方の面の側に配置された第１無機保護層と前記蛍光体層の他方の面の側に配置された第２無機保護層とを備えており、前記蛍光体層の側方にて前記第１無機保護層と前記第２無機保護層とが密着しており、これにより前記蛍光体層の全周囲を前記第１無機保護層及び前記第２無機保護層で覆ってなることを特徴とする放射線検出装置、が提供される。
【００１３】
本発明には、以下のような態様がある。
【００１４】
（２）前記蛍光体層がアルカリハライド系蛍光体からなることを特徴とする、（１）に記載の放射線検出装置。
【００１５】
（３）前記第１無機保護層及び前記第２無機保護層の少なくとも一方がスパッタ、ＣＶＤまたは蒸着により形成されたものであることを特徴とする、（１）〜（２）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００１６】
（４）前記第１無機保護層はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ及びＰｔのすくなくとも１つを含む酸化膜であることを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００１７】
（５）前記第１無機保護層はＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＨｆＯ２、ＴｈＯ２、ＵＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＮのすくなくとも１つを含むことを特徴とする、（１）〜（３）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００１８】
（６）前記第２無機保護層はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ及びＰｔのすくなくとも１つを含む酸化膜であることを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００１９】
（７）前記第２無機保護層はＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＨｆＯ２、ＴｈＯ２、ＵＯ２、ＺｒＯ２、ＳｉＮのすくなくとも１つを含むことを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００２０】
（８）前記第２無機保護層はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｐｔ及びＡｕのすくなくとも１つを含むことを特徴とする、（１）〜（５）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００２１】
（９）前記第１無機保護層は波長３００〜７００ｍの光の透過率が９０％以上であることを特徴とする、（１）〜（８）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００２２】
（１０）前記第１無機保護層は前記光センサーパネルと前記蛍光体層との間に位置することを特徴とする、（１）〜（９）のいずれかに記載の放射線検出装置。
【００２３】
無機材料と有機材料の透水率は大きく異なり、それぞれの材料により変わるが、有機材料の透水率は無機材料の透水率の約１００〜１０００００倍である。そのため、本発明では、水分の浸透による蛍光体層側面からの潮解を防ぐために、蛍光体層の全周を無機材料で覆う。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しながら本発明の実施の形態を説明する。
【００２５】
［実施形態１］
図１は、本発明による放射線検出装置の実施形態１を示す断面図である。本実施形態において、１０１はガラス基板、１０２はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴとからなる光電変換素子、１０３はＳｉＮ等の無機材料からなる保護層（第１無機保護層）、１０５はポリイミド等の有機材料からなる保護層、１０４は電極取り出し部であり、これら１０１〜１０５が光センサーパネル２０１を構成している。第１無機保護層として形成するＳｉＮ層１０３の外周部上には、有機保護層として形成するポリイミド層１０５が形成されていない。即ち、ＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）によりＳｉＮ層１０３を形成したあと、粘着テープでＳｉＮ層１０３の外周部をマスキングし、その後ポリイミドをスピンナーでコーティングしてポリイミド層１０５を形成する。第１無機保護層として用いることのできる材料としては、ＳｉＮ以外に、ＬｉＦ、ＭｇＦ２、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＨｆＯ２、ＴｈＯ２、ＵＯ２、ＺｒＯ２等が挙げられる。第１無機保護層の選定条件は、耐熱性と光透過性（波長λ＝３００ｎｍ〜７００ｎｍで９０％以上の透過性を示すものがよい）及び電気絶縁性を有する材料である。また、第１無機保護層の外周部露出のための手法としては、マスキング以外に、剥離やエッチングも可能である。
【００２６】
その上にＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層１０６が真空蒸着により積層され、その上にパリレン蛍光体保護層１２１がＣＶＤにより積層される。この積層形成の際もＳｉＮ層１０３の外周部をマスキングしておき、パリレン蛍光体保護層１２１の形成後にマスキングテープを剥がす。尚、蛍光体層としては、ＣｓＩ：Ｔｌ以外にもアルカリハライド系のＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌ等を用いてもかまわない。
【００２７】
次に、蛍光体保護層１２１上に第２無機保護層として利用される金属反射層としてＡｌ層１２２をスパッタで形成する。その際、Ａｌ層１２２をＳｉＮ層１０３の外周部を覆うように形成し、蛍光体層１０６の側方（上下位置は問わない）でＳｉＮ層１０３とＡｌ層１２２とを密着させる。半導体デバイスの分野では配線材料としてＡｌやＡｌ合金からなる薄膜は一般に用いられており、この薄膜とＳｉＮ膜等のシリコン化合物薄膜との密着性は半導体デバイスの分野において実績がある。また、第２無機保護層として利用される金属反射層の材料としては、Ａｌ以外に、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｐｔ及びＡｕ等が挙げられる。
【００２８】
また、密着性を一層高めるため、第１無機保護層と第２無機保護層との接合にはスパッタ、ＣＶＤ、蒸着を用いるとよく、それ以外にも接合前に表面の改質・洗浄処理を行うとよく、このような処理としては逆スパッタ、エッチング、プラズマ、コロナ処理等などがある。
【００２９】
また、第２無機保護層としては、金属反射層以外に、該金属反射層と蛍光体層との間に介在する一層以上の無機材料層を使用してもよい。該無機材料層としては、光透過性のよい材料がよく、波長λ＝３００ｎｍ〜７００ｎｍで９０％以上の透過性を示すものがよい。
【００３０】
次にＡｌ層１２２の全面に反射層保護膜としてＣＶＤによりパリレン層１２３を形成する。また、光センサーパネル２０１の電極取り出し部１０４にＡＣＦ１１２によりＴＣＰ１１１を接着させたあと、アクリル系樹脂封止材１１３により反射層保護膜であるパリレン層１２３の外周部および電極取り出し部１０４の上方のＴＣＰ１１１を覆ったあと、ＴＣＰ１１１の裏面にもアクリル系樹脂封止材１２４を塗布形成する。
【００３１】
以上のように、蛍光体層の側方で第１無機保護層と第２無機保護層とを密着させ、これにより蛍光体層の全周囲を第１無機保護層及び第２無機保護層により覆うことで、側方からの水分の浸入を防ぎ、蛍光体層の防湿効果を向上させることができる。
【００３２】
［実施形態２］
図２は、本発明による放射線検出装置の実施形態２を示す断面図である。図中、図１におけると同様の機能を有する部材又は部分には同一の符号が付されている。
【００３３】
本実施形態は、実施形態１と同様にして金属反射層のＡｌ層１２２まで形成したあと、アクリル系粘着剤１２５を用い、ＡＬＰＥＴフィルム（Ａｌ箔１２６とＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）フィルム１２７とをラミネートしたフィルム）２０３を貼り合わせている。これにより、実施形態１より更に良好に、放射線（Ｘ線）入射面側（上面）からの水分の浸透を防ぐことができる。
【００３４】
また、光センサーパネル２０１の電極取り出し部１０４にＡＣＦ１１２によりＴＣＰ１１１を接着させたあと、アクリル系樹脂封止材１１３によりＡＬＰＥＴフィルム２０３の外周部および電極取り出し部１０４の上方のＴＣＰ１１１を覆ったあと、ＴＣＰ１１１の裏面にもアクリル系樹脂封止材１２４を塗布形成する。
【００３５】
［実施形態３］
図３は、本発明による放射線検出装置の実施形態３を示す断面図である。図中、図１〜図２におけると同様の機能を有する部材又は部分には同一の符号が付されている。
【００３６】
本実施形態は実施形態２とほぼ同じ形態であるが、異なる点は、光センサーパネル２０１の有機保護層を形成しない点である。有機保護層を形成しないことにより、蛍光体層であるＣｓＩ：Ｔｌ層１０６と光電変換素子１０２との距離が縮まり、ＣｓＩ：Ｔｌ層１０６で発光した光の光電変換素子１０２への伝達効率が高まり、また光の拡散距離が短くなるため、高効率・高解像度のＸ線デジタルラジオグラフィーとなる。ＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層１０６に対する防湿効果は、実施形態２と同等である。
【００３７】
［実施形態４］
図４は、本発明による放射線検出装置の実施形態４を示す断面図である。図中、図１〜図３におけると同様の機能を有する部材又は部分には同一の符号が付されている。
【００３８】
実施例４は実施例３とほぼ同等の構成であるが、異なる点は、蛍光体保護層として実施形態３ではパリレンからなるものを用いていたのが、本実施形態では無機材料であるＳｉＮからなる層１２８を使用している点である。本実施形態では、ＳｉＮ層１２８及びＡｌ層１２２の積層体が第２無機保護層として機能する。そのため、実施形態３に比べて、ＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層１０６に対する防湿効果を高めることができる。
【００３９】
［実施形態５］
図５は、本発明による放射線検出装置の実施形態５を示す断面図である。図中、図１〜図４におけると同様の機能を有する部材又は部分には同一の符号が付されている。
【００４０】
本実施形態は、実施形態１〜４とは異なり、貼り合わせにより光センサーパネル２０１上に蛍光体層を形成する。光センサーパネル２０１の構成は実施形態１及び実施形態２と同様である。
【００４１】
本実施形態では、まずアモルファスカーボンシートからなる基材１１５に耐熱絶縁層としてポリイミド層１１６をスピンナーによりコーティングする。次に金属反射層および蛍光体防湿無機層としてＡｌ膜１１７をスパッタする。さらに反射層保護膜としてＳｉＮ層１２９をＣＶＤにより形成する。次に蛍光体層としてＣｓＩ：Ｔｌ層１０６を真空蒸着し、蛍光体層１０６の上部（図中下側）にＳｉＮ層１３０を形成し、蛍光体層１０６の側方でＳｉＮ層１２９とＳｉＮ層１３０とが密着する。これらＳｉＮ層１２９及びＳｉＮ層１３０が第１無機保護層及び第２無機保護層として機能する。
【００４２】
このような構成にする事により、ＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層１０６は無機材料であるＳｉＮにより全周を覆われて防湿されることになり、耐湿性が向上する。
【００４３】
尚、１１５〜１１７，１２９，１０６，１３０が蛍光体基板２０２を構成している。蛍光体基板２０２は光センサーパネル２０１にアクリル系接着剤１２１を介し貼り合せられている。
【００４４】
以上の実施形態１〜５及び従来例（比較例）について、耐湿性及び性能（Ｘ線デジタル画像による感度・解像度の評価）の比較を行うと、大略以下の表１に示すようになる。ここで、評価の表記は、◎が優れていること、○が中程度であること、△が劣っていること、をそれぞれ示す。
【００４５】
【表１】
2004301516.tif 000003
【００４６】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、蛍光体層の全周囲を無機材料からなる保護層で覆うことにより、蛍光体層の側方からの水分の浸透を阻止して蛍光体層の潮解を防止し、放射線検出装置の信頼性を向上させることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による放射線検出装置の実施形態を示す断面図である。
【図２】本発明による放射線検出装置の実施形態を示す断面図である。
【図３】本発明による放射線検出装置の実施形態を示す断面図である。
【図４】本発明による放射線検出装置の実施形態を示す断面図である。
【図５】本発明による放射線検出装置の実施形態を示す断面図である。
【図６】従来の放射線検出装置を示す断面図である。
【図７】従来の放射線検出装置を示す断面図である。
【符号の説明】
１０１    ガラス基板
１０２    アモルファスシリコン等よりなる光電変換素子
１０３    ＳｉＮ等の無機材料による保護層
１０４    電極取り出し部
１０５    ポリイミド等の有機材料による保護層
１０６    ＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層
１０７    パリレン等からなる蛍光体保護層
１０８    Ａｌ等からなる金属反射層
１０９    パリレン等からなる金属反射保護層
１１１    ＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）
１１２    ＡＣＦ（異方導電性フィルム）
１１３    アクリル系樹脂等からなる封止材
１１４    水分の浸透方向
１１５    アモルファスカーボン等からなる基材
１１６    ポリイミド等からなる絶縁膜
１１７    Ａｌ等からなる金属反射層
１１８    ポリイミド等からなる金属反射保護層
１１９    ＣｓＩ：Ｔｌ蛍光体層
１２０    パリレン等からなる蛍光体基板保護層
１２１    パリレン等からなる蛍光体保護層
１２１’    アクリル系接着剤
１２２    Ａｌからなる金属反射層
１２３    パリレンからなる反射保護層
１２４    アクリル系樹脂等からなる封止材
１２５    アクリル樹脂からなる粘着剤
１２６    Ａｌ箔
１２７    ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる金属反射保護膜
１２８    ＳｉＮからなる防湿層
１２９    ＳｉＮからなる防湿層
１３０    ＳｉＮからなる防湿層
２０１    光センサーパネル
２０２    蛍光体基板
２０３    ＡＬＰＥＴフィルム
【図１】
2004301516.tif 000004
【図２】
2004301516.tif 000005
【図３】
2004301516.tif 000006
【図４】
2004301516.tif 000007
【図５】
2004301516.tif 000008
【図６】
2004301516.tif 000009
【図７】
2004301516.tif 000010