(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
導電性基材と、前記導電性基材上の蛍光体層と、前記導電性基材と前記蛍光体層との間に配置された反射層と、を備えたシンチレータパネルにおいて、
前記導電性基材はアモルファスカーボンを含む材料からなり、
前記反射層は金属からなり、
前記導電性基材と前記反射層との間に配置された第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層と前記反射層との間に配置された第二の絶縁層と、を有し、前記第一の絶縁層がＳｉＣｘ膜であり、前記第二の絶縁層がＳｉＯｘ膜であることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記第二の絶縁層は、前記反射層との接触部の体積抵抗率が１×１０１０Ωｃｍ以上であることを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記導電性基材は、前記第一の絶縁層を形成する側の面の凹凸差が０．０２μｍから５μｍであることを特徴とする請求項１又は２に記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記第一の絶縁層及び前記第二の絶縁層は、共に化学気相成長法で形成されており、前記第一の絶縁層を形成した後に気体の成分を変えて前記第二の絶縁層を形成することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記反射層は、アルミニウム、銀、銅又は金を含む材料であることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか１項に記載のシンチレータパネルを備えた放射線検出装置であって、
前記シンチレータパネル側から出射された光を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子によって変換された電気信号を伝送する配線部と、を備えるセンサパネルを有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項７】
前記光電変換素子はアモルファスシリコン又はクリスタルシリコンを含むことを特徴とする請求項６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
アモルファスカーボンを含む材料からなる導電性基材と、前記導電性基材上の蛍光体層と、前記導電性基材と前記蛍光体層との間に配置された反射層と、を備えたシンチレータパネルの製造方法において、
前記導電性基材上に、化学気相成長法でＳｉＨ４とＣＨ４とを含むガスによって第一の絶縁層となるＳｉＣｘ膜を形成する工程と、
前記第一の絶縁層を形成した後に、化学気相成長法でＳｉＨ４とＨ２Ｏとを含むガスによって第二の絶縁層となるＳｉＯｘ膜を形成する工程と、
前記第二の絶縁層を形成した後に、前記反射層を形成する工程と、を有することを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【請求項９】
前記第一の絶縁層と前記第二の絶縁層とを、ガスの組成を変化させて連続的に化学気相成長法で形成することを特徴とする請求項８に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１０】
請求項６又は７に記載の前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、前記放射線を発生させるための放射線発生源とを具備することを特徴とする放射線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンチレータパネル、放射線検出装置及びシステムに関し、特に、産業用非破壊検査や、医療用のＸ線撮像装置などのシンチレータパネル、放射線検出装置及びシステムに関する。
【０００２】
なお、本明細書においては、放射線の範ちゅうにＸ線、α線、β線、γ線などの種々の電磁波を含むものとして説明する。
【０００３】
【従来の技術】
近年、医療機業界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。
【０００４】
Ｘ線デジタルラジオグラフィー方式のレントゲン撮影用のＸ線検出装置には、アモルファスシリコンなどを用いたフォトセンサー及びＴＦＴを有する光電変換素子部を備えたセンサパネルと、柱状の蛍光体よりなる蛍光体層及び蛍光体層で発光した可視光をセンサパネル側へ反射させる金属薄膜などの反射膜を備えたシンチレータとを、透明な接着剤よりなる接着層によって接着したものがある。
【０００５】
このようなＸ線検出装置は、センサパネルの素子構成やシンチレータの蛍光体材料の制約を受けることなく、さまざまなものを用途に応じて組み合わせることが可能である。
【０００６】
つぎに、Ｘ線検出装置の動作について説明する。まず、装置本体にＸ線が入射されると、このＸ線は、反射層を透過し、蛍光体層で吸収される。その後、蛍光体層は吸収したＸ線に応じた強度の可視光を発光する。可視光は光電変換素子部のフォトセンサーで電気信号に変換され、ＴＦＴのオン／オフの切り替えに応じて外部に出力される。こうして、入射したＸ線情報を２次元のデジタル画像に変換している。
【０００７】
ここで、シンチレータを構成する基材にアモルファスカーボンなどがよく用いられている。その理由は、
（１）アモルファスカーボン等がガラスやアルミニウムに比べ、Ｘ線の吸収が少ないため、より多くのＸ線を蛍光体層側へ送ることができるからである。たとえば、各材料を実用的な厚み(日本電気硝子製ＯＡ−１０ガラス板：０．７ｍｍ、Ａｌ板：０．５ｍｍ、アモルファスカーボン板：１ｍｍ)にした場合には、どの材料もフォトンエネルギー６０ｋｅＶ以上ならば９０％以上の透過率を確保できるが、ＯＡ−１０ガラス板は６０ｋｅＶ以下、Ａｌ板は３５ｋｅＶ以下で、急激に透過率が低下する。一方、他の材料よりも厚いにもかかわらず、アモルファスカーボン板は２０ｋｅＶまで９５％以上を確保するので、医療で使用されるＸ線のエネルギー領域では、ほぼフラットな透過率特性を示すことが可能である。
【０００８】
（２）アモルファスカーボン等が耐薬品性に優れているからである。アモルファスカーボンは、フッ酸などの強酸や、溶剤に対しても侵食されることはない。
【０００９】
（３）アモルファスカーボン等が耐熱性に優れているからである。アモルファスカーボンは、ガラスやアルミニウムよりも高い耐熱性を有する。
【００１０】
（４）アモルファスカーボン等の導電性がよいからである。アモルファスカーボンは、導電率がσ＝２．４×１０-2Ω-1ｃｍ-1なので、電磁シールドとしても機能するし、製造時の静電気対策としても機能する。
【００１１】
（５）アモルファスカーボン等の熱膨張係数がガラスと近いため、貼り合わせ後の膨張率の差による剥がれ等の心配が少ないからである。一般的に用いられるパネルガラスの熱膨張係数は、４．６×１０-6だが、アモルファスカーボンはそれに近い２．０×１０-6である。
【００１２】
また、反射層を用いる理由は、アモルファスカーボン等の反射率が対空気層では約２０％と低いため、金属薄膜からなる反射層を設けることによって、光の利用効率を向上させるためである。
【００１３】
反射層としてアルミニウム等の金属膜を材料として用いる理由は、
（１）アルミニウム等が、可視光のほぼ全域に渡って高い反射率を示すからである。なお、詳細は、Journal of the optical society of America,vol45,no.11,p945,1955に詳しい。
【００１４】
（２）アルミニウムが安価だからである。
【００１５】
（３）蒸着した薄膜は鏡面が得られやすいので、乱反射による解像力の乱れを生じることが少ないからである。
【００１６】
また、シンチレータは、具体的に以下のような手法により製造する。まず、表面を鏡面に研磨されたアモルファスカーボンなどの基材を洗浄し、スパッタ等でアルミニウム薄膜を成膜する。アルミニウム薄膜は厚すぎると表面の凹凸によって乱反射を起こし、薄すぎると光が透過してしまうので、通常、厚みは１００ｎｍ〜５００ｎｍとしている。
【００１７】
つぎに、蒸着によって柱状の蛍光体層をアルミニウム薄膜上に蒸着する。この時のプロセス温度は２００℃を超える。つぎに、周りに保護層を形成し、シンチレータを完成する。
【００１８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の技術では、アモルファスカーボンなどからなる導電性を有する基材に形成した反射層の上にアルカリハライド蛍光体、たとえばＣｓＩを形成すると、数日の内に反射層に腐食が開始することが我々の検討から判明した。この原因としては、ＣｓＩ中のハロゲン、つまりヨウ素が、反射層の材料であるアルミニウムを腐食させることが考えられる。
【００１９】
従って、これを防止する一つの方法として、反射層の表面側に保護層を設けてみたが、反射層と基材との接触がある限り、本件のような短期間で発生する腐食は抑制できないこともわかった。
【００２０】
また、このような問題は基材の材料としてガラスを用い、反射層の材料としてアルミニウムを用いた場合には発生が極端に抑制されることもわかった。従って、反射層が腐食するもう一つの原因として、アモルファスカーボンなどカーボンを成分に有するものやシリコンなどと、アルミニウムなどをはじめとする金属という異種の導電性材料とを積層したことによる電気化学的腐食が考えられる。
【００２１】
ここで、特開昭５３−１２２３５６号公報には、基板の全面にアルミニウム蒸着膜を介して沃化セシウムよりなる蛍光体を設ける旨の記載があるが、この公報に記載されている技術では、上記と同様の理由により電気化学的腐食を防止することができない。
【００２２】
また、特開平１０−１６０８９８号公報には、光反射層の蛍光体が設けられていない側に保護膜としてＰＥＴ (ポリエチレンテレフタレート)を設ける旨が記載されているが、ＰＥＴは２００℃を超える蛍光体形成プロセスに耐えうる材料でないので、アモルファスカーボンやシリコン、アルミニウムという異種の導電性材料を積層したことによる電気化学的腐食を抑制するものではなく、また基材にＰＥＴもしくはガラスなどの絶縁体を用いた構成になっているのでそもそも電気化学的腐食はほとんど起こらない。
【００２３】
そこで、本発明は、シンチレータパネルの基材の電気化学的腐食、すなわち基材と反射層との反応を防止することを課題とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
以上の課題を解決するために、本発明は、導電性基材と、前記導電性基材上の蛍光体層と、前記導電性基材と前記蛍光体層との間に配置された反射層と、を備えたシンチレータパネルにおいて、
前記導電性基材はアモルファスカーボンを含む材料からなり、
前記反射層は金属からなり、
前記導電性基材と前記反射層との間に配置された第一の絶縁層と、前記第一の絶縁層と前記反射層との間に配置された第二の絶縁層と、を有し、前記第一の絶縁層がＳｉＣｘ膜であり、前記第二の絶縁層がＳｉＯｘ膜であることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明は、上記シンチレータパネルシンチレータパネルを備えた放射線検出装置であって、前記シンチレータパネル側から出射された光を電気信号に変換する光電変換素子と、前記光電変換素子によって変換された電気信号を伝送する配線部とを有することを特徴とする。
【００２６】
さらに、本発明は、アモルファスカーボンを含む材料からなる導電性基材と、前記導電性基材上の蛍光体層と、前記導電性基材と前記蛍光体層との間に配置された反射層と、を備えたシンチレータパネルの製造方法において、
前記導電性基材上に、化学気相成長法でＳｉＨ４とＣＨ４とを含むガスによって第一の絶縁層となるＳｉＣｘ膜を形成する工程と、
前記第一の絶縁層を形成した後に、化学気相成長法でＳｉＨ４とＨ２Ｏとを含むガスによって第二の絶縁層となるＳｉＯｘ膜を形成する工程と、
前記第二の絶縁層を形成した後に、前記反射層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００２７】
さらにまた、本発明の放射線検出システムは、上記放射線検出装置と、前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、前記放射線を発生させるための放射線発生源とを具備することを特徴とする。
【００２８】
具体的には、上記シンチレータパネルは、たとえばアモルファスカーボン基材と、絶縁層と、反射層と、蛍光体層と、保護層とが順次積層されたものである。
【００２９】
絶縁層の物理的性質としては、体積抵抗率が１×１０10Ωｃｍ以上、耐熱温度として、２００℃以上であり、シリコンを含む材料か、金属酸化膜か、耐熱性樹脂よりなる単層、又はそれらいずれかの材料の積層膜である。
【００３０】
また、耐熱性樹脂として、ポリイミド、ジビニルシロキサンビスベンゾブテン系樹脂、メチルシルセスキオキサン系樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステルなどが挙げられる。
【００３１】
絶縁層に、耐熱性絶縁樹脂を用いる場合は、アモルファスカーボンの凹凸差が０．０２μｍから５μｍ程度とすることが望ましい。
【００３２】
また、絶縁層をたとえば化学気相成長法（ＣＶＤ法）で複数形成する場合には、各絶縁層を気体を変えて連続して形成すると、各層間の密着度を高めることができて好ましい。
【００３３】
なお、反射層は、アルミニウム、銀、銅又は金を含む材料からなる。また、光電変換素子は、アモルファスシリコン又はクリスタルシリコンからなる。
【００３４】
さらに、シンチレータは、アモルファスカーボン基材などを研磨する工程と、アモルファスカーボン基材などを洗浄する工程と、アモルファスカーボン基材などに絶縁層を形成する工程と、絶縁層に反射層を形成する工程と、反射層に蛍光体を形成する工程と、上記各層を覆うように保護層を形成する工程とによって製造されている。
【００３５】
中でも、絶縁層は、スパッタ法、ＣＶＤ法、真空蒸着法、プラズマ重合法、スピンナー法又はスプレー法で形成している。なお、基材の表面を粗し、その表面に絶縁層を形成すると、密着度が増すので好ましい。
【００３６】
ここで、絶縁層に２００℃以上の耐熱性を必要とする理由は、蛍光体を形成する際に一般的に必要とされる温度が２００℃以上に達するためであり、このような耐熱性を備えておけば、絶縁層の形成工程以外は、従来の放射線検出装置の製造工程をそのまま用いることができるので好ましい。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００３８】
まず、本発明の実施形態の放射線検出装置の原理について簡単に説明する。本発明の実施形態の放射線検出装置のシンチレータパネルは、導電性を有する基材と、腐食されやすいアルミニウムなどの反射層との間に、基材と反射層との反応を防止する絶縁層とを備える。
【００３９】
この絶縁層は、反射層や蛍光体などの形成プロセス時に高温状態となるような場合には耐熱性を有する必要がある。
【００４０】
導電性を有する材料としては、カーボンを成分として有するものが用いられ、特にアモルファスカーボンが好適に利用される。
【００４１】
絶縁層は、たとえば２００℃以上の熱に耐えられるようにしておけば、反射層やアルカリハライドからなる柱状結晶蛍光体などの蛍光体層を形成する際にかかる熱に耐えられるようになる。
【００４２】
また、絶縁層は、単層でも多層でもよいが、少なくとも反射層との接触部に相当する絶縁層の体積抵抗率が１×１０10Ωｃｍ以上であることが必要である。これは、体積抵抗率が、ほぼ１×１０8Ωｃｍ以下までは半導体の領域であり、この領域であれば、状態の変化たとえば、温度の上昇などによって、抵抗率が変化する可能性があり、完全な絶縁を得ることは難しいので、これにマージンを含んだ値としたものである。ちなみに、半導体のシリコン単体の体積抵抗率は３×１０5Ωｃｍ、ＧａＡｓでは７×１０7Ωｃｍである。
【００４３】
シリコンの化合物を形成すれば、光学バンドギャップが広くなり体積抵抗率が１×１０10Ωｃｍ以上の絶縁物となる。ちなみに、ＳｉＯX、ＳｉＮXなどは全てこれを満足する材料である。さらに、このようなシリコン化合物はカーボンと化学結合しやすく、ＳｉＣなどは非常に硬い材料であることが知られている。
【００４４】
半導体分野では配線材料としてＡｌ及びＡｌ合金薄膜が一般的に用いられており、シリコン化合物との密着は半導体デバイスとして実績がある。一方、プラズマ重合より得られるテトラアルキルシラン(Ｓｉ−ＯＲ、Ｒ＝ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、Ｃ3Ｈ7）は、１×１０10Ωｃｍ以上の絶縁性があり、カーボンを主体とした有機材料と金属とのカップリング層として実用化されているものである。
【００４５】
この材料はプラズマ重合により形成されるので、アルキル基の炭素数が１〜３程度であれば、２００℃以上の耐熱性も有するものである。つまり、シリコンを含む材料は導電性を有する基材と反射層との間の絶縁耐熱層として機能するし、密着性もよい。
【００４６】
金属酸化膜は、安定した絶縁物質なので、ほとんどは、１×１０10Ωｃｍ以上の体積抵抗率と２００℃以上の耐熱性を有する。ちなみに、Ａｌ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＢｅＯ、ＣｅＯ、ＨｆＯ2、ＴｈＯ2、ＵＯ2、ＺｒＯ2などを具体的に用いることができる。但し、これらは、組成比が変化すると半導体転移を示すものもあるため、組成比が変化しないようにすることが必要である。
【００４７】
また、ポリイミド、ジビニルシロキサンビスベンゾブテン系樹脂、メチルシルセスキオキサン系樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステルなどは、全て体積抵抗率１×１０10Ωｃｍ以上で、２００℃以上の耐熱性を有する絶縁材料である。これらの耐熱性樹脂を使用する場合は、シリコンを含む材料を用いる場合に比べ、膜厚を厚くできるので、下地の粗れやゴミによる絶縁破壊を起こす可能性が減少する。
【００４８】
ちなみに、シリコンを含む材料を用いる場合は自身の内部応力の影響から厚くしすぎることはできないため、一般的には数１０ｎｍ〜数１００ｎｍにするのが適切であるが、耐熱性樹脂は数１００ｎｍ〜数１００００ｎｍの範囲で制御が可能である。さらに、これらの樹脂はカーボンを含むため、カーボンとの密着性は良好であるが、下地を凹凸差が０．０２μｍ以上に粗らしてアンカー効果をもたせることで、更に密着力を向上させることが可能である。
【００４９】
その際、樹脂の表面は平坦化されるので、反射層の平坦性を確保し、鏡面を維持することが可能である。但し、凹凸差が５μｍを超えると、上記の平坦化効果が減少してしまうので、０．０２μｍから５μｍに納まるようにするとよい。Ａｌとの密着性に関しては、弱い組み合わせもあるが、Ａｌ成膜前に何らかの表面処理、たとえば逆スパッタを行なえば密着力が向上する。
【００５０】
これらシリコンを含む材料、金属酸化膜、及び耐熱性樹脂はどちらも密着力のよいものであるが、更なる効果をもたせるために、これらから選ばれる複数の材料を積層してもかまわない。この場合は、少なくとも金属薄膜と接触する層に１×１０10Ωｃｍ以上の絶縁性を持たせればよく、その下の層の抵抗率を問うものではない。
【００５１】
また、アモルファスカーボンとの接触層はできる限りアモルファスカーボンとの密着性の高い材料を、Ａｌとの接触層はできる限りＡｌとの密着性の高い材料を選ぶとよい。もしも、積層する層同士の密着性が悪くなる場合は、組成を漸進的に変化させるとよい。
【００５２】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１の放射線検出装置の模式的な断面図である。図１において、１１０はシンチレータで、アルカリハライドよりなる柱状結晶化した蛍光体１１２と、アモルファスカーボン等よりなる蛍光体１１２を支持するための基材１１１と、アルミニウム薄膜よりなる蛍光体１１２で変換された光を後述するセンサパネル１００側へ反射する反射層１１４と、基材１１１と反射層１１４との間に形成されたＳｉＮXなどからなる絶縁層１１５と、蛍光体１１２等を外気から保護する有機樹脂よりなる保護層１１３とを備えている。
【００５３】
ＳｉＮX中のシリコンとアモルファスカーボンの炭素は強固な結合が作られるため、密着力が高い。さらに、ＳｉＮXとアルミニウム薄膜との間もシリコン系薄膜とアルミニウムとの密着になるので、半導体でも実績のあるように密着力が高い状態を作り出すことが可能となるものである。
【００５４】
当然、ＳｉＮXは絶縁性と耐熱性とを有しているので、アモルファスカーボン基材１１１とアルミニウム薄膜１１４とは電気的に絶縁される。
【００５５】
また、図１において、１００はセンサパネルであり、ガラス基板１０１と、アモルファスシリコンを用いたフォトセンサー及びＴＦＴからなる光電変換素子部１０２と、光電変換素子部１０２で変換された電気信号を伝送する配線部１０３と、配線部１０３を伝送された電気信号を外部に取り出す電極取り出し部１０４と、窒化シリコン等よりなる第一の保護層１０５と、ポリイミド等よりなる第二の保護層１０６とを備えている。
【００５６】
センサパネル１００とシンチレータ１１０とは、接着剤１２１により貼り合わされ、その周囲を封止材１２２によって封止されている。なお、光電変換素子部１０２は、蛍光体層１１２からの可視光を検知できる物であればよく、センサーとしてはアモルファスシリコンなどからなるＭＩＳ型のものやＰＩＮ型のもの、スイッチとしては、ＴＦＴやＰＩＮ型ダイオードスイッチのものでもよい。更にはＣＭＯＳセンサーやＣＣＤ撮像素子を用いてもかまわない。この場合、基板１０１はクリスタルシリコンを用いることになる。
【００５７】
また、図１に示す放射線検出装置を用途に応じて複数枚タイリングしてもよい。さらに、シンチレータパネル１１０は、図１の上から、基材１１１、絶縁層１１５、反射層１１４、蛍光体１１２の順になるように積層している場合を例に図示しているが、反射層１１４、絶縁層１１５、基材１１１、蛍光体１１２の順になるように積層してもよい。
【００５８】
図２は、図１に示す放射線検出装置の製造工程図である。鏡面に研磨されたアモルファスカーボンなどからなる基材１１１を一度洗浄・乾燥し、スパッタ法等により、絶縁層１１５であるＳｉＮX薄膜を約３００ｎｍの厚さで成膜する（図２（ａ））。絶縁層１１５の成膜は、ＣＶＤ(化学気相成長法)によっても可能である。
【００５９】
つぎに、スパッタ法等で絶縁層１１５上に反射層１１４としてアルミニウム薄膜を約３００ｎｍの厚さで成膜する（図２（ｂ））。反射層１１４の成膜方法は、真空蒸着法や電子ビーム（ＥＢ）法などによっても可能である。絶縁層１１５と反射層１１４との成膜は同じ成膜装置で連続的に行なえば、それぞれの成膜ごとに成膜チャンバーから取り出すよりは、ゴミ等の影響による不良を防止することができるので望ましい。
【００６０】
つぎに、蛍光体層１１２としてアルカリハライドの蛍光体を反射層１１４上に２００℃以上の温度で柱状結晶させた後、全体を保護層１１３で被覆して図１のシンチレータ１１０が出来上がる。保護層１１３は、特開２０００−９８４５号公報にあるように、耐湿性の高いパリレン等のＣＶＤ膜を用いるのが望ましい。
【００６１】
本実施形態では、絶縁層１１５としてＳｉＮXの例を示したが、ＳｉＮX以外にもＳｉＯXなどのシリコン化合物やテトラアルキルシラン(Ｓｉ−ＯＲ、Ｒ＝ＣＨ3、Ｃ2Ｈ5、Ｃ3Ｈ7）などのシリコンを主体とした絶縁層や、金属酸化膜を用いてもかまわない。絶縁層１１５にシリコン化合物を用いた場合には、膜厚をできる限り厚くする方がよいが、厚すぎると内部応力による剥がれを起こす場合があるので、好適には、数１０ｎｍから数１００ｎｍにするとよい。
【００６２】
また、本実施形態では、反射層１１４として、アルミニウム薄膜を用いる場合を例に説明したが、蛍光体が発光する波長によっては、アルミニウム合金、銀、銀合金、銅、金などの他の金属層を用いてもよい。
【００６３】
つぎに、図１に示す放射線検出装置の動作について説明する。
【００６４】
図１の上部から放射線を入射すると、この放射線は基材１１１、絶縁層１１５、及び反射層１１４を透過し、蛍光体層１１２で吸収される。蛍光体層１１２は吸収した放射線の強度に応じた光量で可視光を発光する。
【００６５】
この可視光は、光電変換素子部１０２で電気信号に変換され、ＴＦＴのオン／オフの切り替えに従って、配線１０３に出力される。各配線１０３に出力された電気信号は、電極取り出し部１０４を通して外部に読み出される。外部では図示しない処理装置で、表示部に表示等される２次元のデジタル画像を得るための処理がされる。こうして、放射線検出装置に入射された放射線情報を変換して、外部で２次元のデジタル画像を得ることができる。
【００６６】
（実施形態２）
図３は、本発明の実施形態２の放射線検出装置に係るシンチレータ２１０の断面図である。本実施形態では、絶縁層１１５にポリイミドを用いており、基材１１１の表面を、絶縁層１１５との密着性を良好にするために粗らして、絶縁層１１５と基材１１１との間はアンカー効果による密着力が得られるようにしている。
【００６７】
なお、図３において図１と同様の部分には同一符号を付している。また、センサパネル１００については、図１と同様である。
【００６８】
基材１１１上は平坦ではないが、絶縁層１１５の表面は、塗布した際、平坦化されるため、反射層１１４を平坦に形成することが可能となり、反射層１１４の表面を鏡面反射にすることができる。絶縁層１１５は、より平坦化させるために膜厚を基材１１１表面の粗さよりも充分に厚く取る必要がある。好適な厚さとしては、１μｍ〜２０μｍ程度である。
【００６９】
さらに、絶縁層１１５と反射層１１４との間は、反射層１１４を成膜する前に、逆スパッタ等の処理を行っておけば、必要な密着力は確保できるものである。当然、ポリイミドは耐熱性絶縁膜なので、導電性を有する基材と反射層とを電気的に絶縁することができる。
【００７０】
図４は、図３に示すシンチレータの製造工程図である。表面を所望の粗さにした状態で処理されたアモルファスカーボンなどからなる基材１１１を一度洗浄・乾燥し、スピンコート法等により、絶縁層１１５であるポリイミドを約数μｍの厚さで塗布・キュアする（図４（ａ)）。絶縁層１１５の塗布は、スリットを設けたノズルからの噴出し法やスプレー法によっても可能である。
【００７１】
つぎに、スパッタ法等で絶縁層１１５上に反射層１１４としてアルミニウム薄膜を約３００ｎｍの厚さで成膜する（図４（ｂ)）。反射層１１４の成膜にあたっては、絶縁層１１５であるポリイミドとの密着性を更に強化するため、直前に逆スパッタ等の表面処理を施すとよい。反射層１１４の成膜方法は、真空蒸着法やＥＢ法などによっても可能である。
【００７２】
つぎに、蛍光体層１１２としてアルカリハライドの蛍光体を反射層１１４上に２００℃以上の温度で柱状結晶させた後、全体を保護層１１３で被覆して図３のシンチレータ２１０が出来上がる。
【００７３】
本実施形態では、絶縁層１１５としてポリイミドの例を示したが、これ以外にもジビニルシロキサンビスベンゾブテン系樹脂、メチルシルセスキオキサン系樹脂、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等を用いてもよい。さらに、基材１１１に用いる材料との密着性のよい樹脂であれば粗らす必然性はない。
【００７４】
図３に示すシンチレータ２１０は、図１に示すものに比べて、絶縁層１１５を厚く（数μｍ〜２０μｍ）形成することができるので、異物等による絶縁破壊に対しては強い構造となるというメリットと、基材１１１を鏡面研磨する必要がない分、コストが安いというメリットがある。
【００７５】
（実施形態３）
図５は、本発明の実施形態３の放射線検出装置に係るシンチレータ３１０の断面図である。本実施形態では、絶縁層１１５にジビニルシロキサンビスベンゾブテン系樹脂(以下、「ＢＣＢ」と称する。)を用いており、絶縁層１１５と反射層１１４との間にＳｉＮX等よりなる第二の絶縁層１１６を設けている。なお、図５において図３と同様の部分には同一符号を付している。また、センサパネル１００については、図１と同様である。
【００７６】
図５に示すシンチレータ３１０は、図３に示すものと同様に、基材１１１の表面を、絶縁層１１５との密着性を良好にするために粗らしており、絶縁層１１５の表面も平坦である。絶縁層１１５の膜厚も図３と同様に決めればよく、好適な厚さは、１μｍ〜１０μｍ程度である。
【００７７】
半導体分野ではＳｉＮX等と、ＢＣＢとの間の密着度が高いとされているため、第二の絶縁層１１６としてＳｉＮX等を用いると、絶縁層１１５の材料であるＢＣＢとの接合を強固とすることができる。さらに、ＳｉＮXは、耐湿性の高い膜であるため、耐湿層としても機能する。ＢＣＢもＳｉＮXも絶縁材料なので、導電性を有する基材と反射層との間の電気的絶縁も確保される。当然両材料とも２００℃以上の耐熱性を有しているので、放射線検出装置の製造を困難とはしない。
【００７８】
図６は、図５に示す放射線検出装置の製造工程図である。表面をある程度粗らした状態で処理されたアモルファスカーボンなどからなる基材１１１を一度洗浄・乾燥し、スピンコート法等により、絶縁層１１５であるＢＣＢを約数μｍの厚さで塗布・キュアする（図６（ａ））。絶縁層１１５の塗布は、スリットを設けたノズルからの噴出し法やスプレー法によっても可能である。
【００７９】
つぎに、絶縁層１１５上にスパッタ法等で、第二の絶縁層１１６としてＳｉＮXを成膜する（図６（ｂ））。ＳｉＮXは、ＣＶＤによる成膜でもかまわない。
【００８０】
つぎに、スパッタ法等で第二の絶縁層１１６上に反射層１１４を約３００ｎｍの厚さで成膜する（図６（ｃ）)。反射層１１４の成膜にあたっては、第二の絶縁層１１６であるＳｉＮXとの密着性を更に強化するため、直前に逆スパッタ等の表面処理を施すとよい。反射層１１４の成膜方法は、真空蒸着法やＥＢ法などによっても可能である。
【００８１】
つぎに、蛍光体層１１２としてアルカリハライドの蛍光体を反射層１１４上に２００℃以上の温度で柱状結晶させた後、全体を保護層１１３で被覆して図５のシンチレータ３１０が出来上がる。
【００８２】
本実施形態では、絶縁層１１５には今まで説明した種々の材料を用いることができる。さらに、基材１１１の材料であるアモルファスカーボンなどとの密着性のよい樹脂であれば、基材１１１の表面は粗らす必然性はない。
【００８３】
また、本実施形態では、第二の絶縁層１１６として、ＳｉＮXを用いる場合を例に説明したが、これ以外にも、ＳｉＯXなどのシリコン系絶縁膜や、金属酸化膜を用いてもよい。
【００８４】
図５に示すシンチレータ３１０は、第二の絶縁層１１６を形成することにより、図３に示すものよりも、更に耐湿性を向上させることができる。
【００８５】
（実施形態４）
図７は、本発明の実施形態４の放射線検出装置に係るシンチレータ４１０の断面図である。本実施形態では、絶縁層１１５及び第二の絶縁層１１６の各材料を共にシリコン系とし、絶縁層１１５にはアモルファスカーボンとの結合では構造乱れを最小限にすることができるＳｉ−Ｃ結合を有するＳｉＣX膜を、第二の絶縁層１１６には反射層１１４との密着性のよいＳｉＯX膜を用いている。なお、図７において図３と同様の部分には同一符号を付している。また、センサパネル１００については、図１と同様である。
【００８６】
図７に示すシンチレータ４１０は、図１に示すものと同様に、基材１１１の表面を、鏡面仕上げしている。絶縁層１１５は、上記のようにＳｉ−Ｃ結合を有するＳｉＣXを用いているので、基材１１１との密着力を高めることができる。また、当然に、ＳｉＯXとＳｉＣXとは共にシリコン系材料なので、第二の絶縁層１１６と絶縁層１１５との密着力はもともとよい。さらに、ＳｉＯXとアルミニウムとは半導体分野では実績のある構成であるので、密着度に優れている。さらに、ＳｉＣXとＳｉＯXの組成を漸進的に変化させれば、層間の界面を無くすことができ、密着力を一層向上させることができる。
【００８７】
但し、ＳｉＣの体積抵抗率は１×１０-4Ωｃｍと低いが、ＳｉＯ2に絶縁性を有するため、ＳｉＣとＳｉＯ2の２層を構成することで、絶縁層として機能するものである。
【００８８】
なお、本実施形態でも実施形態１等と同様、反射層１１４としてはアルミニウム薄膜以外にアルミ合金、銀、銀合金、銅、金を用いることもできる。第二の絶縁層１１６としては、反射層１１４の材料に応じて密着度などを考慮して変更してもよく、実施形態１で説明したようにシリコン系以外の材料を用いてもよい。
【００８９】
図８は、図７に示す放射線検出装置の製造工程図である。表面を鏡面仕上げしたアモルファスカーボンなどからなる導電性を有する基材１１１を一度洗浄・乾燥し、ＣＶＤ法等でＳｉＨ4＋ＣＨ4のガスを流しながらプラズマで分解して絶縁層１１５であるＳｉＣXを形成する（図８（ａ））。
【００９０】
つぎに、ＣＶＤ法等でＳｉＨ4＋Ｈ2Ｏのガスを流しながら絶縁層１１５上に第二の絶縁層１１６であるＳｉＯXを成膜する（図８（ｂ））。絶縁層１１５と第二の絶縁層１１６との密着力を更に向上させる方法として、放電を続けながらガスの組成をＳｉＨ4＋ＣＨ4からＳｉＨ4＋Ｈ2Ｏへと漸進的に変更してもかまわない。
【００９１】
つぎに、スパッタ等の方法でＳｉＯX上に反射層１１４としてアルミニウム薄膜を約３００ｎｍの厚さで成膜する（図８（ｃ））。反射層１１４の成膜にあたっては、第二の絶縁層１１６の材料であるＳｉＯXとの密着性を更に強化するため、直前に逆スパッタ等の表面処理を施すとよい。反射層１１４の成膜方法は、真空蒸着法やＥＢ法などを用いてもよい。
【００９２】
つぎに、蛍光体層１１２としてアルカリハライドの蛍光体を反射層１１４上に柱状結晶させた後、全体を保護層１１３で被覆して図７のシンチレータ４１０が出来上がる。
【００９３】
本実施形態では、絶縁層１１５は下地となる基材１１１の材料との密着のよいものを、第二の絶縁層１１６は上層となる反射層１１４の材料との密着性のよいものを選択しているため、密着力が向上する。
【００９４】
さらに、本実施形態では、絶縁層１１５と第二の絶縁層１１６との組成を漸進的に変化させることで、より強固な密着力を実現している。
【００９５】
（実施形態５）
図９は、本発明の実施形態５のＸ線診断システムへ模式的な構成を示すブロック図である。Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、蛍光体を上部に実装した光電変換装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応して蛍光体は発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。この情報は、ディジタルに変換されイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ６０８０で観察できる。
【００９６】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。
【００９７】
なお、本実施形態では、放射線検出装置を、Ｘ線診断システムへ適用する場合について説明したが、たとえば非破壊検査装置などの放射線撮像システムにも適用することができる。
【００９８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によると、導電性を有する基材によって反射層が電気化学的に腐食されることがなくなるので、放射線検出装置の信頼性を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態１の放射線検出装置の模式的な断面図である。
【図２】図１に示す放射線検出装置の製造工程図である。
【図３】本発明の実施形態２の放射線検出装置に係るシンチレータの断面図である。
【図４】図３に示すシンチレータの製造工程図である。
【図５】本発明の実施形態３の放射線検出装置に係るシンチレータの断面図である。
【図６】図５に示す放射線検出装置の製造工程図である。
【図７】本発明の実施形態４の放射線検出装置に係るシンチレータの断面図である。
【図８】図７に示す放射線検出装置の製造工程図である。
【図９】本発明の実施形態５のＸ線診断システムへ模式的な構成を示すブロック図である。
【符合の説明】
１００  センサパネル
１０１  ガラス基板
１０２  光電変換素子部
１０３  配線部
１０４  電極取り出し部
１０５  窒化シリコン等よりなる第一の保護層
１０６  ポリイミド等よりなる第二の保護層
１１０，２１０，３１０，４１０  シンチレータ
１１１  基材
１１２  柱状の蛍光体よりなる蛍光体層
１１３  有機樹脂等よりなる保護層
１１４  反射層
１１５  絶縁層
１１６  第二の絶縁層
１２１  透明な接着剤よりなる接着層
１４０  封止部
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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