(57)【要約】      （修正有）【課題】  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及び放射線イメージセンサを提供する。【解決手段】  ＦＯＰ（１０）上に形成された潮解性を有するシンチレータ（１２）と、シンチレータ（１２）を覆うポリパラキシリレン膜（１４）とを備えるシンチレータパネル（２）において、ＦＯＰ（１０）は、このＦＯＰ上のポリパラキシリレン膜（１４）が接触する側壁部に保護膜剥がれ防止用凹凸（１０ａ）を備える。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ファイバオプチカルプレート上に形成されたシンチレータと、前記シンチレータを覆う透明有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、
前記ファイバオプチカルプレートは、その側壁上の前記透明有機膜が接触する部分の少なくとも一部に保護膜剥がれ防止凹凸を備えることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
請求項１記載のシンチレータパネルと、そのファイバオプチカルプレート側に配置されている撮像素子を備えていることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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及び放射線イメージセンサに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
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、特許文献１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。
【特許文献１】特開昭６３−２１５９８７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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及び放射線イメージセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
この発明は、ファイバオプティカルプレート上に形成されたシンチレータと、シンチレータを覆う透明有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、ファイバオプティカルプレートの側壁の透明有機膜が接触する部分の少なくとも一部に保護膜剥がれ防止凹凸を備え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ＦＯＰ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ＦＯＰ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。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ＦＯＰ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ＦＯＰ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。
【発明の効果】
【０００９】
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ＦＯＰ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ＦＯＰ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。また、基板の裏面から表面方向等へ摩擦力が作用した場合においても透明有機膜の剥がれを防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
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は実施の形態にかか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】
次に、図２（ａ）〜図３（ｂ）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２（ａ）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。
【００１３】
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２（ｂ）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２（ｃ）参照）。
【００１４】
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３（ａ）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。
【００１５】
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３（ｂ）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。
【００１６】
この実施の形態にかかる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。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。
【００１７】
なお、上述の実施の形態においては、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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
また、上述の実施の形態においては、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。
【００２１】
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４及び図５に示す。
【００２２】
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と、Ｒａ、Ｒｍａｘとの関係を調べたところ、図６（ａ）及び６（ｂ）に示す結果が得られた。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【産業上の利用可能性】
【００２６】
以上のように、この発明にかかるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサは、医療、工業用のＸ線撮影等の用いるのに適している。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】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２】この発明の実施の形態にかかるシンチレータパネルの製造工程を示す図である。
【図３】この発明の実施の形態にかかる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４】この発明の実施例の形態での基板の表面粗さＲａ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５】この発明の実施例の形態での基板の表面粗さＲａと、この基板を研磨する微粉の粒度との関係を示す別の図である。
【図６】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を示す図である。
【符号の説明】
【００２８】
２…シンチレータパネル、１０…基板、１０ａ…はがれ防止凹凸、１２…シンチレータ、１４、１８…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３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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