(57)【要約】【課題】放射線像変換パネルにおいて、基板上に形成されたフォトレジスト材料からなる凸部上に蓄積性蛍光体の柱状結晶を形成できるようにする。【解決手段】基板１０上にフォトレジスト法によって多数のレジスト材凸部２１を形成し、さらに、レジスト材凸部２１の上面Ｕおよび側面Ｓを含む表面に、反射膜からなる固着補助層２２を形成して多数の凸部２０を作成し、多数の凸部２０上に蓄積性蛍光体の柱状結晶３１からなる蓄積性蛍光体層３０を形成する。【選択図】　　　　　図１
2004108806.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板上に形成された多数の微細な凸部と、該凸部上に形成された蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層とを備えた放射線像変換パネルであって、
前記凸部が、前記基板上にフォトレジスト法によって形成された多数のレジスト材凸部と、該レジスト材凸部の表面に形成された、前記蓄積性蛍光体の前記凸部への固着性を向上させる固着補助層とを備えてなるものであることを特徴とする放射線像変換パネル。
【請求項２】
前記固着補助層が、前記蓄積性蛍光体層から発生する輝尽発光光を反射する無機材料からなる反射膜としても機能するものであることを特徴とする請求項１記載の放射線像変換パネル。
【請求項３】
前記凸部のピッチが１μｍ以上、１０μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２記載の放射線像変換パネル。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線像変換パネルに関し、詳しくは、蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層を備えた放射線像変換パネルに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、Ｘ線等の放射線を照射するとこの放射線エネルギの一部を蓄積し、その後、可視光等の励起光を照射すると蓄積された放射線エネルギに応じて輝尽発光を示す蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）を利用して、人体等の被写体の放射線像を蓄積性蛍光体層に一旦潜像として記録し、この蓄積性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽発光光を生じせしめ、この輝尽発光光を光電的に検出して被写体の放射線像を取得する放射線像記録装置および放射線像読取装置等からなる放射線像記録再生システムがＣＲ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ　Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ）としてが知られている。
【０００３】
また、この放射線像記録再生システムに使用される記録媒体としては、多数の微細な凸部が形成された基板上に蓄積性蛍光体の柱状結晶を気相堆積させて蓄積性蛍光体が密度を高く充填された蓄積性蛍光体層を形成し、これにより良好な画質を有する放射線像が得られるようにした放射線像変換パネルが知られている（例えば、特許文献１、特許文献２、および特許文献３参照）。
【０００４】
上記蓄積性蛍光体層を構成する蓄積性蛍光体の柱状結晶は、基板上に形成された多数の微細な凸部のそれぞれを起点に基板上に林立するように形成され、特定の凸部を起点にして形成された柱状結晶とこの凸部に隣接する他の凸部を起点にして形成された柱状結晶とは光学的に独立した領域を構成している。すなわち、各柱状結晶が輝尽発光光の個別の伝播光路として機能し、各柱状結晶内で発生した輝尽発光光は放射線像を示す画素としてそれぞれの柱状結晶から射出される。
【０００５】
【特許文献１】
特公平７−２７０７９号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６１−１４２４９８号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開昭６４−５７２００号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記放射線像変換パネルで取得される放射線像の鮮鋭性を低下させることなくこの放射線像変換パネルで取得可能な放射線像のサイズを拡大したいという要請がある。放射線像変換パネルで取得可能な放射線像のサイズを拡大するためには、蓄積性蛍光体の柱状結晶を形成する起点となる多数の微細な凸部が所望の形状通り正確に形成された大きなサイズの基板が必要である。このように、広い領域に多数の微細な凸部を正確に形成するのに適した手法としてはフォトレジスト法が知られている。
【０００９】
しかしながら、このフォトレジスト材料で上記多数の微細な凸部を形成してこれらの凸部上に蓄積性蛍光体を形成しようとすると、フォトレジスト材料と蓄積性蛍光体の柱状結晶とは固着しにくく、基板上に形成されたフォトレジスト材料からなる凸部上に蓄積性蛍光体の柱状結晶を形成すると、柱状結晶が凸部から剥がれてしまい、フォトレジスト材料で形成された凸部を表面に有する基板上に蓄積性蛍光体層を形成することが難しいという問題がある。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、基板上に形成されたフォトレジスト材料からなる凸部上に蓄積性蛍光体の柱状結晶を形成することができるようにし、これにより、鮮鋭性を低下させることなく大きなサイズの放射線像を取得することができる放射線像変換パネルを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の放射線像変換パネルは、基板と、この基板上に形成された多数の凸部と、これらの凸部上に形成された蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層とを備えた放射線像変換パネルであって、前記凸部が、基板上にフォトレジスト法によって形成された多数のレジスト材凸部と、レジスト材凸部の表面に形成された固着補助層とを備えていることを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、固着補助層は、レジスト材凸部上への蓄積性蛍光体の柱状結晶の固着がこの固着補助層を介して補強されるもの、すなわち蓄積性蛍光体の柱状結晶が剥がれ難くなるものであればどのようなものであってもよい。
【００１３】
前記固着補助層は、蓄積性蛍光体の柱状結晶から発生する輝尽発光光を反射する無機材料からなる反射膜としても機能するものを用いるすることができ、この無機材料からなる反射膜としても機能する固着補助層としては金属膜および／または酸化膜を採用することが好ましい。
【００１４】
前記「レジスト材凸部の表面に形成された固着補助層」とは、固着補助層が少なくともレジスト材凸部の上面に形成されていることを意味する。なお、固着補助層はレジスト材凸部の側面にも形成することが好ましく、さらに、固着補助層はレジスト材凸部の上面および側面を含む基板上の全面に形成されていることがより好ましい。
【００１５】
前記凸部のピッチは１μｍ以上、１０μｍ以下であることが好ましい。また、上記凸部の高さの範囲は２μｍ以上、５μｍ以下であることが好ましい。
【００１６】
【発明の効果】
本発明の放射線像変換パネルによれば、基板上に形成された多数の凸部を、フォトレジスト法によって形成された多数のレジスト材凸部と、このレジスト材凸部の表面に形成された固着補助層とで構成するようにし、この凸部上に蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層を形成するようにしたので、サイズの大きな基板上に多数のレジスト材凸部を正確に形成することができるとともに、レジスト材凸部および蓄積性蛍光体の柱状結晶との固着が良好な固着補助層をレジスト材凸部の表面に形成することができ、この固着補助層を介してレジスト材凸部と蓄積性蛍光体の柱状結晶との固着性を高めることができる。これにより、上記凸部から蓄積性蛍光体層が剥がれないように、サイズの大きな基板上に正確に形成された凸部上に蓄積性蛍光体の柱状結晶を上記凸部から剥がれないように形成することができるので、鮮鋭性を低下させることなく大きなサイズの放射線像を取得することができる。
【００１７】
なお、固着補助層を、無機材料からなる反射膜とすれば、固着補助層を介して、レジスト材凸部と蓄積性蛍光体の柱状結晶とをより確実に固着させることができるとともに、蓄積性蛍光体層で発生し基板側に向かう輝尽発光光を反射させ、この輝尽発光光を蓄積性蛍光体層中から輝尽発光光が検出される方向に射出させることができ輝尽発光光の集光効率を高めることができる。
【００１８】
また、凸部のピッチが１μｍ以上、１０μｍ以下とすれば、このピッチに応じて蓄積性蛍光体の柱状結晶、すなわち放射線像を表す画素が形成されるので、射線像の鮮鋭性の低下を確実に抑制することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態による放射線像変換パネルの概略構成を示す断面図、図２はガラス基板を示す断面図、図３はガラス基板上にポジレジストを均一に塗布した様子を示す断面図、図４はフォトマスクのマスクパターンをポジレジストに露光した様子を示す断面図、図５は基板上に形成されたレジスト材凸部を示す断面図、図６はレジスト材凸部が形成されたガラス基板上に反射膜を形成した様子を示す断面図である。
【００２０】
図１に示すように、本発明の実施の形態による放射線像変換パネル１００は、ガラス基板１０と、ガラス基板１０上に形成された多数の凸部２０と、凸部２０上に形成された蓄積性蛍光体の柱状結晶３１からなる蓄積性蛍光体層３０とを備えている。
【００２１】
凸部２０は、ガラス基板１０上にフォトレジスト法によって形成された多数のレジスト材凸部２１と、レジスト材凸部２１の表面に形成された固着補助層２２とを備えている。
【００２２】
固着補助層２２は、蓄積性蛍光体層３０から発生する輝尽発光光を反射する無機材料からなる反射膜であり、レジスト材凸部２１の上面Ｕおよび側面Ｓを含む基板１０上の全面に形成されている。また、凸部２０のピッチは１μｍ以上、１０μｍ以下である。
【００２３】
以下、上記放射線像変換パネルの作成方法について説明する。
【００２４】
１．基板上への多数の凸部の形成
基板上への多数の凸部の形成工程は、▲１▼ガラス板材洗浄、▲２▼ポジレジスト塗布、▲３▼プレベーキング、▲４▼露光▲５▼現像リンス、▲６▼ポストベーキング、▲７▼反射膜の形成からなり、それぞれの工程を以下に説明する。
【００２５】
▲１▼ガラス基板の洗浄
ガラス基板１０は、縦４５０ｍｍ、横４５０ｍｍ、厚さ１ｍｍのソーダガラスであり胸部の放射線像の取得が可能な寸法を有するものである（図２参照）。ガラス基板１０から表面のゴミや水分を除去したた後、ガラス基板１０を、アセトンやメタノールなどの有機溶液、およびいくつかの薬液からなる洗浄液を用いてウェット洗浄（アルカリ洗浄）し、さらに純水で洗い流して付着した上記洗浄液を除去し乾燥させた。
【００２６】
▲２▼レジストの塗布
次に、ガラス基板に感光材料（ポジレジスト）を滴下し、このガラス基板１０上にレジスト材凸部２１の原材料となるポジレジスト２１Ａを均一に塗布した（図３参照）。
【００２７】
なお、感光材料の塗布方法としてはスピンコート、ドクターブレードコート、ロールコート、ナイフコート、バーコート、ディップコート、スプレーコート法などを利用することができる。また、感光材料にはポジ・ネガの２種類のレジストあり、目的に応じてどちらを使用しても良い。好適なポジレジストは感光性ポリイミドがあり、ノボラック系樹脂やアルカリ可溶性樹脂に感光剤を加えたものなどもある。また、代表的なネガレジストは光重合開始剤とバインダーからなり、付加重合性モノマー、感光性ジアゾ樹脂、アジト化合物、桂皮酸型感光性樹脂なども用いられる。
【００２８】
▲３▼プリベーク
ポジレジスト２１Ａが塗布されたガラス基板１０を１００℃で１０分間加熱しポジレジスト２１Ａをガラス基板１０に固着させた。
【００２９】
なお、このプリベークは、レジストに含まれる有機溶剤を蒸発させてレジストを基板に固着させる工程である。塗布されるレジストの種類にもよるが、一般的なプリベークは、１００℃前後の温度で数分〜数十分間加熱を行なう。
【００３０】
▲４▼露光
フォトマスク４５の上方から露光用の光を照射し、このフォトマスク４５を透過した光Ｌによりフォトマスク４５のマスクパターンをポジレジスト２１Ａに露光した（図４参照）。
【００３１】
露光用のフォトマスク４５には、マスクとなるφ２μｍの遮光部分がピッチ５μｍで縦方向および横方向に並ぶマスクパターンを有するものを使用した。なお、一般的な露光法として、コンタクト露光法、プロキシミティ露光法、結像系を使った露光法があり、露光面積、フォトマスクの使用回数、微細構造サイズ等により使い分ける。ここでは、露光をプロキシミティ露光で行い、露光量は２００Ｊ／ｃｍ２とした。
【００３２】
▲５▼現像・リンス
露光されたポジレジスト２１Ａをアルカリ現像液を用いて現像し、ポジレジスト２１Ａ中の露光された部分を除去し、上記マスクパターンに対応して配置されたレジスト材凸部２１を基板１０上に形成した（図５参照）。現像後、ポジレジスト２１が固着されたガラス基板１０を純水にて１分洗浄した。
【００３３】
なお、現像には、レジストの種類毎に異なる現像液が用いられ、ネガレジストの現像では露光部分のレジストが除去され、ポジレジストの現像では非露光部分のレジストが除去される。
【００３４】
▲６▼ポストベーク
その後、ガラス基板１０上のレジスト材凸部２１を２００℃で５分間加熱して焼き締めた。すなわち、ポストべークを行った。ポストべークは、レジスト材凸部２１の耐性を向上させる工程である。これにより、基板１０上に形成されたレジスト材凸部２１の形成が完了した。ここで、レジスト材凸部２１は、上記マスクパターンに対応して形成されたので、φ２μｍの凸形状がピッチ５μｍで基板１０上の縦方向および横方向に配列されたものとなる。
【００３５】
なお、このポストベークは、レジストの種類にもよるが一般的に１００℃〜２５０℃の温度で数分〜数十分間行なわれる。
【００３６】
上記のガラス基板上にレジスト材凸部が形成された凹凸基板は、ＣｓＢｒ：Ｅｕの輝尽発光波長（約４４０ｎｍ）の吸収が大きく、反射率は１０％以下であった。
【００３７】
▲７▼固着補助層の形成
上記レジスト材凸部２１が形成されたガラス基板１０上のレジスト材凸部２１の上面Ｕおよび側面Ｓを含む基板１０上の全面に、反射膜としての機能を備えた固着補助層２２を形成した（図６参照）。固着補助層２２は蒸着法やスパッタ法で形成することができる。以下にそれぞれの方法における膜構成および反射率を示す。
【００３８】
＜蒸着法の例＞
上記基板上にＡｌ層（厚さ１００ｎｍ）、その上に二層（ＭｇＦ２：１００ｎｍ／Ｃｅ０２：１００ｎｍ）を蒸着法で形成した。
【００３９】
これによって、４４０ｎｍの反射率８５％を得た。
【００４０】
＜スパッタ法の例〉
上記基板上にＡｌ層（厚さ１５０ｎｍ）、その上に四層（Ｓｉ０２：６８ｎｍ／Ｔｉ０２：３９ｎｍ／Ｓｉ０２：８０ｎｍ／Ｔｉ０２：３８ｎｍ）をスパッタ法で形成した。
【００４１】
これによって、４４０ｎｍの反射率９８％を得た。
【００４２】
上記のことにより、レジスト材凸部２１が形成されたガラス基板１０上に固着補助層２２が積層され多数の微細な凸部２０が形成された。
【００４３】
２．ガラス基板上への蓄積性蛍光体層の形成
上記工程によって得られた多数の微細な凸部２０が形成されたガラス基板１０上へＣｓＢｒ：Ｅｕを蒸着することにより蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層を形成する。
【００４４】
まず始めに、上記凸部２０が形成されているガラス基板１０をアルカリ洗浄した。
【００４５】
次に、純水洗浄およびＩＰＡ洗浄を施した合成石英基板を用意し、ガラス基板の凸部が形成されている側とは反対側に合成石英基板を密着させ接合して、ガラス基板と合成石英基板とを一体化させた。そして、ガラス基板の凸部が形成されている側の面が鉛直方向の下を向くようにして、一体化されたガラス基板と合成石英基板とを蒸着チャンバー内の基板ホルダーに設置した。
【００４６】
つづいて、蒸着源となるＣｓＢｒタブレット及びＥｕＢｒｘタブレットを、蒸着チャンバー内に設置されたガラス基板の下方の所定位置に配置した。
【００４７】
ここで、蒸着チャンバー内を排気し１×１０−３Ｐａの真空度とした。真空排気装置には、ロータリーポンプ、メカニカルブースター、ターボ分子ポンプを用いた。真空排気装置としては、一般に知られているクライオポンプ、ディフニージョンポンプなどを用いても良い。
【００４８】
次に、シーズヒータからなる加熟源で蒸着チャンバー内に設置されたガラス基板を加熱して１００℃に保ちながら、上記蒸着源に対して加速電圧４．０ｋＶの電子線を電子銃で照射し、ガラス基板の凸部上に５μｍ／分の堆積速度でＣｓＢｒとＥｕＢｒｘとを共蒸着させ、蓄積性蛍光体の柱状結晶を気相堆積させた。ここで、ＣｓＢｒとＥｕＢｒｘとは蒸発速度比を制御して、ガラス基板上でＣｓＢｒ：０．００３Ｅｕとなるようにした。その結果、ガラス基板の凸部が形成された面に対して垂直方向に林立した柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層（層厚５５０μｍ）が各凸部を起点として形成された。さらに、上記形成された蓄積性蛍光体層に発光特性改良のための加熱処理（加熱温度は２００℃）を施して蓄積性蛍光体の柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層がガラス基板の凸部上に形成された放射線像変換パネルを得た（図１参照）。なお、この加熱処理は１００℃から４００℃の間の温度で行なわれる。
【００４９】
上記のようにして作成された、ＣｓＢｒ：Ｅｕの柱状結晶からなる蓄積性蛍光体層を有する放射線像変換パネルを使用して放射線像を取得したときの鮮鋭性やムラをＩＣＴＦチャートを用いて評価した結果、この放射線像変換パネルで良好な鮮鋭性を持つ放射線像を取得することができることが解った。
【００５０】
以下、レジスト材凸部が形成されたガラス基板上に固着補助層（反射層）を積層した後、この凹凸基板上に蓄積性蛍光体層を形成した実施例のサンプルと、上記固着補助層（反射層）を積層することなく蓄積性蛍光体層を形成した比較例のサンプルとを評価した結果について具体的に説明する。
【００５１】
＜比較例１＞
厚さ５ｍｍのガラス基板を用い、上記の方法で蓄積性蛍光体層（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）を形成した。
【００５２】
＜比較例２＞
厚さ５ｍｍのガラス基板上に上記の方法でレジストによる凹凸を設けた。この上に上記の方法で蓄積性蛍光体層（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）を形成した．
＜実施例１＞
厚さ５ｍｍのガラス基板上に上記の方法でレジストによる凹凸を設げ、さらに上記の蒸着法で反射層（固着補助層）を設けた。この上に上記の方法で蓄積性蛍光体層（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）を形成した．
＜実施例２＞
厚さ５ｍｍのガラス基板上に上記の方法でレジストによる凹凸を設け、さらに上記のスパッタ法で反射層（固着補助層）を設けた．この上に上記の方法で蓄積性蛍光体層（ＣｓＢｒ：０．００１Ｅｕ）を形成した．
特性評価
上記、各サンプルについて、概観から密着性（剥がれ）、ＳＥＭ写真から柱状性、ラインセンサー読取りの画像データから感度を評価するとともに、鮮鋭性、ムラを評価した結果を表１に示す。
【００５３】
【表１】
2004108806.tif 000003
なお、固着補助層は、無機材料からなる反射膜としての機能を有する場合に限らない。また、基板上に形成される凸部のピッチは寸法の制限を受けるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態による放射線像変換パネルの概略構成を示す断面図
【図２】ガラス基板を示す断面図
【図３】ガラス基板上にポジレジストを均一に塗布した様子を示す断面図
【図４】フォトマスクのマスクパターンをポジレジストに露光した様子を示す断面図
【図５】基板上に形成されたレジスト材凸部を示す断面図
【図６】レジスト材凸部が形成されたガラス基板上に反射膜を形成した様子を示す断面図
【符号の説明】
１０　　ガラス基板
２０　　凸部
２１　　レジスト材凸部
２２　　固着補助層
３０　　蓄積性蛍光体層
３１　　柱状結晶
１００　　放射線像変換パネル
【図１】
2004108806.tif 000004
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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