(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された潮解性を有する複数の柱状構造のシンチレータと、各前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、
各前記シンチレータは、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面を染料で染色したシンチレータであることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料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】
前記請求項１又は請求項２記載のシンチレータパネルに更に撮像素子を備えることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【請求項４】
前記基板は透光性の基板であり、前記撮像素子を前記基板の前記シンチレータが形成されていない側に配置したことを特徴とする請求項３記載の放射線イメージセンサ。
【請求項５】
前記基板は放射線透過性の基板であり、前記撮像素子を前記基板に形成されている前記シンチレータの先端部側に配置したことを特徴とする請求項３記載の放射線イメージセンサ。
【請求項６】
撮像素子の受光面上に形成された潮解性を有する複数の柱状構造のシンチレータと、各前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する有機膜とを備える放射線イメージセンサにおいて、
各前記シンチレータは、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面を染料で染色したシンチレータであることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【請求項７】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項６記載の放射線イメージセンサ。
【請求項８】
基板上に複数の柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、
各前記柱状構造のシンチレータを染料で染色し、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染色されたシンチレータを形成する第２の工程と、
各前記シンチレータの表面の少なくとも一部を有機膜で被覆する第３の工程と、
を備え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】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項８記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１０】
撮像素子の受光面上に複数の柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、
各前記柱状構造のシンチレータを染料で染色し、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染色されたシンチレータを形成する第２工程と、
各前記シンチレータの表面の少なくとも一部を有機膜で被覆する第３の工程と、
を備えることを特徴とする放射線イメージセンサの製造方法。
【請求項１１】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項１０記載の放射線イメージセンサの製造方法。
【請求項１２】
基板上に形成された柱状構造のシンチレータと、前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する第１の有機膜と、この第１の有機膜を被覆する第２の有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、
前記第１の有機膜は、表面を染料で染色した有機膜であることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項１３】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項１２記載のシンチレータパネル。
【請求項１４】
前記請求項１２は請求項１３記載のシンチレータパネルに更に撮像素子を備えることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【請求項１５】
前記基板は透光性の基板であり、前記撮像素子を前記基板の前記シンチレータが形成されていない側に配置したことを特徴とする請求項１４記載の放射線イメージセンサ。
【請求項１６】
前記基板は放射線透過性の基板であり、前記撮像素子を前記基板に形成されている前記シンチレータの先端部側に配置したことを特徴とする請求項１４記載の放射線イメージセンサ。
【請求項１７】
撮像素子の受光面上に形成された柱状構造のシンチレータと、前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する第１の有機膜と、この第１の有機膜を被覆する第２の有機膜とを備える放射線イメージセンサにおいて、
前記第１の有機膜は、表面を染料で染色した有機膜であることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【請求項１８】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項１７記載の放射線イメージセンサ。
【請求項１９】
基板上に柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、
前記シンチレータの表面の少なくとも一部を第１の有機膜で被覆する第２の工程と、
前記第１の有機膜の表面を染料で染色する第３の工程と、
前記第１の有機膜の表面を有機膜で被覆する第４の工程と、
を備え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２０】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項１９記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項２１】
撮像素子の受光面上に柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、
前記シンチレータの表面の少なくとも一部を第１の有機膜で被覆する第２の工程と、
前記第１の有機膜の表面を染料で染色する第３工程と、
前記第１の有機膜の表面を有機膜で被覆する第４の工程と、
を備えることを特徴とする放射線イメージセンサの製造方法。
【請求項２２】
前記染料は、油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする請求項２１記載の放射線イメージセンサの製造方法。
【請求項２３】
前記第２の工程は、
各前記柱状構造のシンチレータの表面を染料で染色する工程と、
各前記柱状構造のシンチレータの前記基板と反対側の端部の染色部分を除去して前記側壁部の表面のみが染色されたシンチレータとする工程と、
を有する、
請求項８又は９記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項２４】
前記第２工程は、
各前記柱状構造のシンチレータの表面を染料で染色する工程と、
各前記柱状構造のシンチレータの前記撮像素子と反対側の端部の染色部分を除去して前記側壁部の表面のみが染色されたシンチレータとする工程と、
を有する、
請求項１０又は１１記載の放射線イメージセンサの製造方法。
【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、放射線イメージセンサ及びその製造方法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、特公平５−３９５５８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、ＦＯＰ上に典型的なシンチレータ材料であるＣｓＩからなる柱状構造のシンチレータを形成している。この柱状構造を有するシンチレータにおいては、柱状構造を有するシンチレータの１本１本がライトガイドとしての役目をにない、放射線によって発生した光を光出射面まで導いているため解像度の劣化が低く押さえられている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述のシンチレータは潮解性を有しているため、柱状構造のシンチレータの隙間に水分不透過性のポリパラキシリレンを充填し、ポリパラキシリレンにより柱状構造のシンチレータを覆うことによりシンチレータを湿気から保護している。
【０００５】
しかしながら、柱状構造のシンチレータの隙間にポリパラキシリレンを充填することにより、シンチレータの屈折率とシンチレータの隙間の屈折率の差が減少して、柱状構造のシンチレータのライトガイドとしての効果が低下し解像度の低下を招いていた。なお、特許２５７１７７１号公報には、シンチレータの隙間をシンチレータの屈折率以下の材料で被覆する技術が開示されており、また、特開平９−６１５３４号公報及び特開平９−６１５３６号公報には、シンチレータの隙間を黒色物質で被覆する技術が開示されている。
【０００６】
この発明の課題は、シンチレータの耐湿性を向上させると共に解像度を向上させたシンチレータパネル、放射線イメージセンサ及びその製造方法を提供すことである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載のシンチレータパネルは、基板上に形成された潮解性を有する複数の柱状構造のシンチレータと、各柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、各前記シンチレータは、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面を染料で染色したシンチレータであることを特徴とする。
【０００８】
この請求項１記載のシンチレータパネルによれば、各シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することによりシンチレータパネルの解像度を向上させることができる。また、シンチレータの表面を有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【０００９】
また、請求項２記載のシンチレータパネルは、請求項１記載のシンチレータパネルの前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項３記載の放射線イメージセンサは、前記請求項１又は請求項２記載のシンチレータパネルに更に撮像素子を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項４記載の放射線イメージセンサは、請求項３記載の放射線イメージセンサの前記基板は透光性の基板であり、前記撮像素子を前記基板の前記シンチレータが形成されていない側に配置したことを特徴とする。
【００１２】
また、請求項５記載の放射線イメージセンサは、請求項３記載の放射線イメージセンサの前記基板は放射線透過性の基板であり、前記撮像素子を前記基板に形成されている前記シンチレータの先端部側に配置したことを特徴とする。
【００１３】
また、請求項６記載の放射線イメージセンサは、撮像素子の受光面上に形成された潮解性を有する複数の柱状構造のシンチレータと、各前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する有機膜とを備える放射線イメージセンサにおいて、各前記シンチレータは、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面を染料で染色したシンチレータであることを特徴とする。
【００１４】
この請求項６記載の放射線イメージセンサによれば、各シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサの解像度を向上させることができる。また、シンチレータの表面を有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【００１５】
また、請求項７放射線イメージセンサは、請求項６記載の放射線イメージセンサの前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００１６】
また、請求項８記載のシンチレータパネルの製造方法は、基板上に複数の柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、各前記柱状構造のシンチレータを染料で染色し、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染色されたシンチレータを形成する第２の工程と、前記シンチレータの表面の少なくとも一部を有機膜で被覆する第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００１７】
この請求項８記載のシンチレータパネルの製造方法によれば、各シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させたシンチレータパネルを製造することができる。
【００１８】
また、請求項９記載のシンチレータパネルの製造方法は、請求項８記載のシンチレータパネルの製造方法の前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００１９】
また、請求項１０記載の放射線イメージセンサの製造方法は、撮像素子の受光面上に複数の柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、各前記柱状構造のシンチレータを染料で染色し、当該シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染色されたシンチレータを形成する第２工程と、前記シンチレータの表面の少なくとも一部を有機膜で被覆する第３の工程とを備えることを特徴とする。
【００２０】
この請求項１０記載の放射線イメージセンサの製造方法によれば、各シンチレータの表面のうち少なくとも側壁部の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させた放射線イメージセンサを製造することができる。
【００２１】
また、請求項１１放射線イメージセンサの製造方法は、請求項１０記載の放射線イメージセンサの製造方法の前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００２２】
また、請求項１２記載のシンチレータパネルは、基板上に形成された柱状構造のシンチレータと、前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する第１の有機膜と、この第１の有機膜を被覆する第２の有機膜とを備えるシンチレータパネルにおいて、前記第１の有機膜は、表面を染料で染色した有機膜であることを特徴とする。
【００２３】
この請求項１２記載のシンチレータパネルによれば、第１の有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分が第１の有機膜の表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することによりシンチレータパネルの解像度を向上させることができる。また、第１の有機膜の表面を第２の有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【００２４】
また、請求項１３シンチレータパネルは、請求項１２記載のシンチレータパネルの前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００２５】
また、請求項１４記載の放射線イメージセンサは、前記請求項１２は請求項１３記載のシンチレータパネルに更に撮像素子を備えることを特徴とする。
【００２６】
また、請求項１５記載の放射線イメージセンサは、請求項１４記載の放射線イメージセンサの前記基板は透光性の基板であり、前記撮像素子を前記基板の前記シンチレータが形成されていない側に配置したことを特徴とする。
【００２７】
また、請求項１６記載の放射線イメージセンサは、請求項１４記載の放射線イメージセンサの前記基板は放射線透過性の基板であり、前記撮像素子を前記基板に形成されている前記シンチレータの先端部側に配置したことを特徴とする。
【００２８】
また、請求項１７記載の放射線イメージセンサは、撮像素子の受光面上に形成された柱状構造のシンチレータと、前記柱状構造のシンチレータの少なくとも一部を被覆する第１の有機膜と、この第１の有機膜を被覆する第２の有機膜とを備える放射線イメージセンサにおいて、前記第１の有機膜は、表面を染料で染色したシンチレータであることを特徴とする。
【００２９】
この請求項１７記載の放射線イメージセンサによれば、第１の有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分が第１の有機膜の表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサの解像度を向上させることができる。また、第１の有機膜の表面を第２の有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【００３０】
また、請求項１８記載の放射線イメージセンサは、請求項１７記載の放射線イメージセンサの前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００３１】
また、請求項１９記載のシンチレータパネルの製造方法は、基板上に柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、前記シンチレータの表面の少なくとも一部を第１の有機膜で被覆する第２の工程と、前記第１の有機膜の表面を染料で染色する第３の工程と、前記第１の有機膜の表面を有機膜で被覆する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００３２】
この請求項１９記載のシンチレータパネルの製造方法によれば、第１の有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分が第１の有機膜の表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させたシンチレータパネルを製造することができる。
【００３３】
また、請求項２０記載のシンチレータパネルの製造方法は、請求項１９記載のシンチレータパネルの製造方法の前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。
【００３４】
また、請求項２１記載の放射線イメージセンサの製造方法は、撮像素子の受光面上に柱状構造のシンチレータを形成する第１の工程と、前記シンチレータの表面の少なくとも一部を第１の有機膜で被覆する第２の工程と、前記第１の有機膜の表面を染料で染色する第３工程と、前記第１の有機膜の表面を有機膜で被覆する第４の工程とを備えることを特徴とする。
【００３５】
この請求項２１記載の放射線イメージセンサの製造方法によれば、第１の有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分が第１の有機膜の表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させた放射線イメージセンサを製造することができる。
【００３６】
また、請求項２２記載の放射線イメージセンサの製造方法は、請求項２１記載の放射線イメージセンサの製造方法の前記染料が油溶性染料又は分散性染料であることを特徴とする。また、請求項２３記載のシンチレータパネルの製造方法は、請求項８又は９記載のシンチレータパネルの製造方法の第２の工程が、各柱状構造のシンチレータの表面を染料で染色する工程と、各柱状構造のシンチレータの基板と反対側の端部の染色部分を除去して側壁部の表面のみが染色されたシンチレータとする工程とを有することを特徴とする。また、請求項２４記載の放射線イメージセンサの製造方法は、請求項１０又は１１記載の放射線イメージセンサの製造方法の第２工程が、各柱状構造のシンチレータの表面を染料で染色する工程と、各柱状構造のシンチレータの撮像素子と反対側の端部の染色部分を除去して側壁部の表面のみが染色されたシンチレータとする工程とを有することを特徴とする。
【００３７】
【発明の実施の形態】
以下、図１〜図３を参照して、この発明の第１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１の断面図である。図１に示すように、シンチレータパネル１のファイバオプティカルプレート（以下、ＦＯＰという。）１０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結晶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。
【００３８】
このＦＯＰ１０に形成された柱状結晶構造のシンチレータ１２の表面は、油溶性染料であるＯｉｌ Ｒｅｄ Ｂ（Ｃ．Ｉ．Ｎａｍｅ：Ｒｅｄ ２４）により染色されている。また、シンチレータ１２の表面には、第１のポリパラキシリレン膜１４が設けられており、更に、この第１のポリパラキシリレン膜１４の表面に耐湿性の向上を目的とするＡｌ膜１６が形成され、更にＡｌ膜１６上にこのＡ１膜１６の剥がれを防止するための第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１は、ＦＯＰ１０を介して図示しない撮像素子（ＣＣＤ）等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。
【００３９】
次に、図２及び図３を参照して、シンチレータパネル１の製造工程について説明する。まず、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１０μｍの柱径、３００μｍの厚さで形成する（図２（ａ）参照）。
【００４０】
次に、ＣSＩは潮解性であるので水を用いない油溶性染料により表面を染色する（図２（ｂ）参照）。
【００４１】
即ち、シンチレータ１２の発色光の補色となる染料であるアゾ系染料であるＯｉｌ Ｒｅｄ Ｂをｎ−ヘキサン等の疎水性溶剤に１ｗｔ％溶かし、シンチレータ１２を形成したＦＯＰ１０を１分間浸した後エアナイフで乾燥させる。
【００４２】
次に、シンチレータ１２が形成されたＦＯＰ１０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ＣＶＤ法（気相化学成長法）によりシンチレータ１２の隙間及び表面に第１のポリパラキシリレン膜１４を成膜する。即ち、ＣＶＤ装置の蒸着室内において、シンチレータ１２をポリパラキシリレンの原料を昇華した蒸気中に露出させておくことにより、柱状結晶構造のシンチレータ１２の隙間にポリパラキシリレンを充填すると共に、シンチレータ１２の表面に第１のポリパラキシリレン膜１４を成膜する（図２（ｃ）参照）。
【００４３】
次に、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。その後、Ａｌ膜１６の表面に、このＡｌ膜１６の剥がれを防止するための第２のポリパラキシリレン膜１８を形成する。即ち、第１のポリパラキシリレン膜１４の成膜の場合と同様に、シンチレータ１２が形成されたＦＯＰ１０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ＣＶＤ法によりＡｌ膜１６の表面に第２のポリパラキシリレン膜１８を１０μｍの厚さで成膜する。この工程を終了することによりシンチレータパネル１の製造が終了する。
【００４４】
この実施の形態にかかるシンチレータパネル１によれば、柱状結晶構造のシンチレータ１２の表面が油溶性染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータ１２の表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することによりシンチレータパネル１の解像度を向上させることができる。また、シンチレータ１２を染色する染料は、シンチレータ１２の隙間においてもシンチレータ１２を染色することができる。また、シンチレータ１２の表面を第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により覆っているためシンチレータ１２の耐湿性も維持することができる。また、染色したシンチレータ１２の色落ちも防止することができる。
【００４５】
次に、図４〜図６を参照して、この発明の第２の実施の形態の説明を行う。図４は実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２の断面図である。図４に示すように、放射線イメージセンサ２は、薄膜トランジスタ＋フォトダイオードアレイ（以下フォトダイオードアレイという）３０の受光部３０ｂに対応して設けられている大結晶化、好ましくは単結晶化されたシンチレータ３４の表面を油溶性染料であるＯｉｌ Ｒｅｄ Ｂで染色し、このシンチレータ３４を耐湿性の向上を目的とする第１のポリパラキシリレン膜３６により覆い、更に、この第１のポリパラキシリレン膜３６上に耐湿性の向上を目的とするＡｌ膜３８を設けると共に、Ａｌ膜３８上に、このＡｌ膜３８の剥がれを防止するための第２のポリパラキシリレン膜４０を設けた構造を有するものである。
【００４６】
次に、図５及び図６を参照して、この放射線イメージセンサ２の製造工程について説明する。図５（ａ）に示すように、放射線イメージセンサ２を構成するフォトダイオードアレイ３０は、基板３０ａ上に受光部３０ｂが２００μｍのピッチでアレイ状に形成され、各受光部３０ｂに対応してアモルファスシリコン薄膜トランジスタのスイッチング素子３０ｃが設けられている。
【００４７】
まず、このフォトダイオードアレイ３０の受光部３０ｂ上にポリイミドにより凸パターン３２を形成する（図５（ｂ）参照）。次に、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、受光部３０ｂに対応したシンチレータ３４の固まりを形成する（図５（ｃ）参照）。次に、このシンチレータ３４を水蒸気を含む大気中に４０時間露出させることにより、シンチレータ３４に水分を含有させて溶かし大結晶化、好ましくは単結晶化させる（図５（ｄ）参照）。
【００４８】
次に、大結晶化したシンチレータ３４の表面を油溶性染料により染色する（図６（ａ）参照）。即ち、シンチレータ３４の発色光の補色となる染料であるアゾ系染料Ｏｉｌ Ｒｅｄ Ｂをｎ−ヘキサン等の疎水性溶剤に１ｗｔ％溶かし、シンチレータ３４を形成したフォトダイオードアレイ３０を１分間浸した後エアナイフで乾燥させる。
【００４９】
次に、シンチレータ３４が形成されたフォトダイオードアレイ３０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレンの原料を昇華した蒸気中に露出させておくことにより、大結晶化したシンチレータ３４の表面に第１のポリパラキシリレン膜３６を成膜する（図６（ｂ）参照）。次に、シンチレータ３４の表面に第１のポリパラキシリレン膜３６を成膜したフォトダイオードアレイ３０をＣＶＤ装置の蒸着室から取り出し、第１のポリパラキシリレン膜３６の表面にＡｌ膜３８を３００ｎｍの厚さで蒸着する（図６（ｃ）参照）。ここでＡｌ膜３８は、シンチレータ３４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３４を覆う範囲で形成される。
【００５０】
その後、Ａｌ膜３８の表面に、このＡｌ膜３８の剥がれを防止するための第２のポリパラキシリレン膜４０を形成する。即ち、第１のポリパラキシリレン膜３６の成膜の場合と同様に、シンチレータ３４が形成されたフォトダイオードアレイ３０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ＣＶＤ法によりＡｌ膜３８の表面に第２のポリパラキシリレン膜４０を１０μｍの厚さで成膜する。この工程を終了することにより放射線イメージセンサ２の製造が終了する。
【００５１】
この第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２によれば、大結晶化したシンチレータ３４の表面が油溶性染料により染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータ３４の染色された部分で吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサ２の解像度を向上させることができる。また、染色したシンチレータ３４を第１のポリパラキシリレン膜３６、Ａｌ膜３６及び第１のポリパラキシリレン膜３８で覆うためシンチレータ３４の耐湿性を向上させることができる。また染色したシンチレータ３４の色落ちを防止することができる。
【００５２】
次に、図７〜図８を参照して、この発明の第３の実施の形態の説明を行う。図７は実施の形態にかかる放射線イメージセンサ３の断面図である。図７に示すように、放射線イメージセンサ３は、Ａｌ基板５０上に薄膜トランジスタ＋フォトダイオードアレイ（以下、フォトダイオードアレイという）５８の受光部５８ｂのピッチに対応して設けられている大結晶化されたシンチレータ５４の側壁部の表面を油溶性染料であるＯｉｌ Ｒｅｄ Ｂで染色し、このシンチレータ５４を耐湿性の向上を目的とするポリパラキシリレン膜５６により覆い、シンチレータ５４に対向させてフォトダイオードアレイ５８を貼り合わせた構造を有するものである。
【００５３】
次に、図８を参照して、この放射線イメージセンサ３の製造工程について説明する。まず、図５及び図６に示す第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２の製造工程と同一の工程により、放射線イメージセンサ３を構成するＡｌ基板５０上に大結晶化、好ましくは単結晶化したシンチレータ５４を形成し、この大結晶化したシンチレータ５４の表面を油溶性染料により染色する（図８（ａ）参照）。
【００５４】
次に、スパッタ−エッチによりシンチレータ５４の上端部に位置する染色されたシンチレータ５４を除去する（図８（ｂ）参照）。そして、このシンチレータ５４の上端部の染色されたシンチレータ５４が除去されたＡｌ基板５０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレンの原料を昇華した蒸気中に露出させておくことにより、大結晶化したシンチレータ５４の表面にポリパラキシリレン膜５６を成膜する（図８（ｃ）参照）。
【００５５】
次に、基板５８ａ上に受光部５８ｂが２００μｍのピッチでアレイ状に形成され、各受光部５８ｂに対応してアモルファスシリコン薄膜トランジスタのスイッチング素子５８ｃが設けられているフォトダイオードアレイ５８の受光部５８ｂをシンチレータ５４に対向させてポリパラキシリレン膜５６上に貼り合わせる（図７参照）。この工程を終了することにより放射線イメージセンサ３の製造が終了する。
【００５６】
この第３の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ３によれば、大結晶化したシンチレータ５４の側壁部の表面が油溶性染料により染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータ５４の染色された部分で吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサ３の解像度を向上させることができる。また、染色したシンチレータ５４をポリパラキシリレン膜５６で覆うためシンチレータ５４の耐湿性を向上させることができる。また、染色したシンチレータ５４の色落ちを防止することができる。
【００５７】
次に、図９及び図１０を参照して、この発明の第４の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ４の説明を行う。この放射線イメージセンサ４の説明においては、第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２の構成と同一の構成には、放射線イメージセンサ２の説明で用いた符号と同一の符号を付して説明を行う。
【００５８】
この放射線イメージセンサ４は、第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２のシンチレータ３４、即ち表面の全体が染色されているシンチレータ３４をシンチレータ３４の側壁部の表面のみが染色されているシンチレータに変更したものである。
【００５９】
次に、図１０を用いて放射線イメージセンサ４の製造工程の説明を行う。まず、図５及び図６に示す第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２の製造工程と同一の工程により、放射線イメージセンサ４を構成するフォトダイオードアレイ３０上に形成し、大結晶化、好ましくは単結晶化させたシンチレータ３４の表面を油溶性染料により染色し、シンチレータ３４の上端部に位置する染色されたシンチレータをスパッタ−エッチにより除去する（図１０（ａ）参照）。
【００６０】
次に、上端部の染色された部分が除去されたシンチレータ３４の形成されたフォトダイオードアレイ３０をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレンの原料を昇華した蒸気中に露出させておくことにより、大結晶化したシンチレータ３４の表面に第１のポリパラキシリレン膜３６を成膜する（図１０（ｂ）参照）。次に、第１のポリパラキシリレン膜３６を成膜したフォトダイオードアレイ３０をＣＶＤ装置の蒸着室から取り出し、第１のポリパラキシリレン膜３６の表面にＡｌ膜３８を３００ｎｍの厚さで蒸着する（図１０（ｃ）参照）。ここでＡｌ膜３８は、シンチレータ３４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３４を覆う範囲で形成される。
【００６１】
その後、Ａｌ膜３８の表面に、このＡｌ膜３８の剥がれを防止するための第２のポリパラキシリレン膜４０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。
【００６２】
この第４の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ４によれば、シンチレータ３４の上端部に位置する染色されたシンチレータが除去されているため、シンチレータ３４で発生した光がシンチレータ３４の上端部方向に進んだ場合にも、この光がＡｌ膜３８でフォトダイオードアレイ３０の受光部３０ｂ方向に反射されるため、受光部３０ｂに入射する光量を増加させることができる。また、Ａｌ膜３８が耐湿膜としての役目も果たすため、シンチレータ３４の耐湿性を向上させることができる。
【００６３】
次に、図１１〜図１３を参照して、この発明の第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ５の説明を行う。この放射線イメージセンサ５の説明においては、第４の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ４の構成と同一の構成には、放射線イメージセンサ４の説明で用いた符号と同一の符号を付して説明を行う。
【００６４】
この放射線イメージセンサ５は、大結晶化させたシンチレータ３４を被覆するポリパラキシリレン膜３６のシンチレータ３４の側壁部に位置する部分を染料により染色し、シンチレータ３４の上端部に反射膜としてのＡｌ膜３５を設け、シンチレータ３４及びＡｌ膜３５を、Ａｌ膜３５の剥がれ防止のためのポリパラキシリレン膜３７、耐湿膜としてのＡｌ膜３８、Ａｌ膜３８の剥がれ防止のためのポリパラキシリレン膜４０で順次被覆した構造を有するものである。
【００６５】
次に、図１２及び図１３を参照して放射線イメージセンサ５の製造工程を説明する。まず、第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ２の製造工程（図５参照）と同一の工程により、放射線イメージセンサ５を構成するフォトダイオードアレイ３０上に形成したシンチレータ３４を大結晶化、好ましくは単結晶化させる（図１２（ａ）参照）。次に、この大結晶化させたシンチレータ３４の表面を１０μｍの厚さのポリパラキシリレン膜３６で被覆し（図１２（ｂ）参照）、このポリパラキシリレン膜３６の表面を油溶性染料により染色する（図１２（ｃ）参照）。
【００６６】
次に、シンチレータ３４の上端部に位置する染色されたポリパラキシリレン膜３６の染色された部分をレーザ照射により除去する（図１３（ａ）参照）。即ち、ポリパラキシリレン膜３６の染色されている部分は表面の浅層の部分のみであることから、この浅層の部分のみをレーザ照射により除去する。
【００６７】
次に、シンチレータ３４の上端部のポリパラキシリレン膜３６の表面に、大結晶化されたシンチレータ３４毎に対応させて反射膜としてのＡｌ膜３５を蒸着法により形成する（図１３（ｂ）参照）。次に、シンチレータ３４及びＡｌ膜３５の表面にＡｌ膜３５の剥がれ防止のためのポリパラキシリレン膜３７を成膜し、その上に耐湿膜としての３００ｎｍの厚さのＡｌ膜３８、Ａｌ膜３８の剥がれ防止のためのポリパラキシリレン膜４０を順次成膜する（図１３（ｃ）参照）。この工程を終了することにより放射線イメージセンサ５の製造が終了する。
【００６８】
この第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ５によれば、シンチレータ３４の上端部に位置する染色されたポリパラキシリレン膜３６が除去されているため、シンチレータ３４で発生した光がシンチレータ３４の上端部方向に進んだ場合にも、この光がＡｌ膜３５でフォトダイオードアレイ３０の受光部３０ｂ方向に反射されるため、受光部３０ｂに入射する光量を増加させることができる。
【００６９】
また、耐湿膜としてのＡｌ膜３８が設けられているため、シンチレータ３４の耐湿性の向上を図ることができる。
【００７０】
また、シンチレータ３４を被覆するポリパラキシリレン膜３６を染色することから、シンチレータ３４を直接染色する場合に比較して使用できる染料の多様化を図ることができる。即ち、シンチレータ３４を直接染色する場合には、油溶性染料や分散性染料等の疎水性の染料を用いる必要があるが、ポリパラキシリレン膜３６を染色する場合には、油溶性染料や分散性染料に限らず、酸性染料、媒染染料、塩基性染料、直接染料、硫化染料、建染染料、可溶化建染染料、アゾイック染料、酸化染料等を用いることができる。
【００７１】
次に、図１４を参照して、この発明の第６の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ６の説明を行う。この放射線イメージセンサ６の説明においては、第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ５の構成と同一の構成には、放射線イメージセンサ５の説明で用いた符号と同一の符号を付して説明を行う。
【００７２】
この放射線イメージセンサ６は、大結晶化させたシンチレータ３４を被覆するポリパラキシリレン膜３６の表面部分を油溶性染料により染色し、この染色したポリパラキシリレン膜３６の表面を平坦化させるために、ポリパラキシリレン膜３６の表面を更にポリパラキシリレン膜３７で被覆し、更に、耐湿膜としてのＡｌ膜３８、このＡｌ膜３８の剥がれ防止のためのポリパラキシリレン膜４０で順次被覆した構造を有するものである。
【００７３】
この第６の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ６によれば、ポリパラキシリレン膜３６の表面が油溶性染料により染色されているため、蛍光のクロストーク成分がポリパラキシリレン膜３６の染色された部分で吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサ６の解像度を向上させることができる。また、染色したポリパラキシリレン膜３６をポリパラキシリレン膜３７、Ａｌ膜３８及びポリパラキシリレン膜４０で被覆しているためシンチレータ３４の耐湿性を向上させることができる。
【００７４】
次に、図１５〜図１６を参照して、この発明の第７の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ７の説明を行う。
【００７５】
この放射線イメージセンサ７は、Ａｌ基板６０上に形成した大結晶化させたシンチレータ６２を被覆するポリパラキシリレン膜６４のシンチレータ６２の側壁部に位置する部分を染料により染色し、シンチレータ６２及び染色したポリパラキシリレン膜６４を耐湿膜としてのポリパラキシリレン膜６６で被覆し、シンチレータ６２の先端部側に撮像素子６８を配置した構造を有するものである。
【００７６】
次に、図１６を参照して放射線イメージセンサ７の製造工程を説明する。まず、第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ５の製造工程（図１２参照）と同一の工程により、Ａｌ製基板６０上に形成されたシンチレータ６２を大結晶化、好ましくは単結晶化させ、この大結晶化させたシンチレータ６２を被覆しているポリパラキシリレン膜６４の表面を油溶性染料により染色する（図１６（ａ）参照）。
【００７７】
次に、シンチレータ６２の上端部に位置する染色されたポリパラキシリレン膜６４の染色された部分をレーザ照射により除去する（図１６（ｂ）参照）。即ち、ポリパラキシリレン膜６４の染色されている部分は表面の浅層の部分のみであることから、この浅層の部分のみをレーザ照射により除去する。
【００７８】
次に、シンチレータ６２を被覆するポリパラキシリレン膜６４の表面に、耐湿膜としてのポリパラキシリレン膜６６を成膜する（図１６（ｃ）参照）。次に、基板６８ａ上に受光部６８ｂが２００μｍのピッチでアレイ状に形成され、各受光部６８ｂに対応してアモルファスシリコン薄膜トランジスタのスイッチング素子６８ｃが設けられているフォトダイオードアレイ６８の受光部６８ｂをシンチレータ６２に対向させてポリパラキシリレン膜６６上に貼り合わせる（図１５参照）。この工程を終了することにより放射線イメージセンサ７の製造が終了する。
【００７９】
この第７の実施の形態にかかる放射線イメージセンサ７によれば、大結晶化したシンチレータ６２の表面を被覆するポリパラキシリレン膜６４の表面が油溶性染料により染色されているため、蛍光のクロストーク成分がポリパラキシリレン膜６４の染色された部分で吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサ７の解像度を向上させることができる。
【００８０】
なお、上述の各実施の形態における、ポリパラキシリレンには、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。
【００８１】
また、上述の各実施の形態においては、シンチレータの表面を油溶性染料であるＯｉｌ Ｒｅｄ Ｂにより染色しているが、これに限らず、Yellow 2,Yellow 14,Yellow 16,Orange 5,Red 3,Red 8,Red 25,Red 27,Red 49,Blue 11,Green 3,Brown 3,Black 5等のC.I.Nameで示される油溶性染料により染色してもよい。また、油溶性染料に限らず分散性染料により染色するようにしてもよい。ここでシンチレータを染色する分散性染料としては、Yellow 3,Yellow 7,Yellow 42,Orange 1,Orange 5,Orange 13,Red 4,Red 13,Red 17,Violet 1,Violet 28,Blue 1,Blue 3,Blue 7,Red 72,Blue 79,Blue 60,Black 1,Black 29等のC.I.Nameで示される染料がある。
【００８２】
また、上述の各実施例の形態においては、Ｏｉｌ Ｒｅｄ Ｂをｎ−ヘキサンに溶かしているが、油溶性染料をｎ−ペンタン，シクロヘキサン，トルエン，ベンゼン等の無極性溶媒に溶かしてもよい。
【００８３】
また、上述の各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。
【００８４】
また、上述の第２、第４〜第６の実施の形態においては、シンチレータを形成する基板としてフォトダイオードアレイを用いているが、これに限らずＣＣＤ、ＭＯＳ型個体イメージセンサ等を用いるようにしてもよい。
【００８５】
また、上述の第３、第７の実施の形態においては、シンチレータを形成する基板としてＡｌ製の基板を用いているが、これに限らずＣ（グラファイト）製の基板、Ｂｅ製の基板等を用いてもい。この場合には、基板が不透光性の基板であるためシンチレータの先端部側に撮像素子を配置して放射線イメージセンサとして用いる。また、ガラス基板（透光性基板）を用いることも可能であり、この場合にはガラス基板側にレンズを配置しレンズを介して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る。また、Ａｌ製基板と同様、シンチレータの先端部側に撮像素子を配置してもよい。
【００８６】
また、第５〜第７の実施の形態においては、油溶性染料や分散性染料に限らず、酸性染料、媒染染料、塩基性染料、直接染料、硫化染料、建染染料、可溶化建染染料、アゾイック染料、酸化染料等を用いてポリパラキシリレン膜を染色することができるが、酸性染料、媒染染料、塩基性染料、直接染料、硫化染料、建染染料、可溶化建染染料、アゾイック染料、酸化染料には、それぞれ、直接染料として、Yellow 12,Yellow 44,Yellow 50,Orange 26,Orange 39,Red 2,Red 23,Red 31,Red 79,Red 81,Violet 47,Violet 48,Blue 1,Blue 15,Blue 71,Blue 78,Blue 86,Blue 106,Blue 168,Green 59,Brown 106,Black 17,Black 22等のC.I.Nameで示される染料があり、酸性染料として、Yellow 1,Yellow 7,Yellow 23,Orange 7,Orange 56,Red 18,Red 27,Red 52,Red 82,Red 87,Red 114,Red 186,Violet 43,Violet 49,Blue 40,Blue 45,Blue 74,Blue 113,Blue 127,Green 9,Green 25,Brown 2,Brown 13,Black 1,Black 26,Black 52等のC.I.Nameで示される染料がある。
【００８７】
また、塩基性染料として、Yellow 2,Yellow 11,Orange 21,Red 13,Violet 1,Violet 3,Violet 7,Violet 10,Blue 54,Blue 9,Blue 26,Green 4,Brown 1,Black 2等のC.I.Nameで示される染料があり、媒染・酸性媒染染料として、Yellow 3,Yellow 5,Yellow 30,Orange 1,Orange 4,Orange 6,Red 7,Red 11,Red 15,Violet 1,Violet 5,Blue 1,Blue 13,Green 15,Green 17,Brown 33,Blown 40,Black 1,Black 3,Black 7,Black 11等のC.I.Nameで示される染料があり、アイゾイック染料として、C.I.Azoic Diazo Component 2,C.I.Azoic Diazo Component 3,C.I.Azoic Diazo Component 5,C.I.Azoic Diazo Component 9,C.I.Azoic Diazo Component 12,C.I.Azoic Diazo Component 17,C.I.Azoic Diazo Component 20,C.I.Azoic Diazo Component 34,C.I.Azoic Diazo Component 38,C.I.Azoic Diazo Component 48等のC.I.Nameで示される染料があり、硫化染料，硫化建染染料として、Yellow 4,Orange 1,Blue 2,Blue 7,Blue 9,Green 14,Brown 7,Black 1,Black 11,C.I.Vat Blue 43等のC.I.Nameで示される染料がある。
【００８８】
更に、建染染料（バット染料）として、Yellow 2,Yellow 4,Orange 1,Orange 3,Orange 7,Orange 9,Red 1,Violet 1,Violet 2,Violet 13,Blue 1,C.I.Solubilised Vat Blue 1,C.I.Vat Blue 3,Blue 4,Blue 20,Green 1,Green 3,Green 8,Brown 3,Black 9等のC.I.Nameで示される染料があり、食品用色素として、C.I.Food Yellow 4,Yellow 3,Red 9,Red 14等のC.I.Nameで示される色素がある。
【００８９】
【発明の効果】
この発明のシンチレータパネルによれば、潮解性を有するシンチレータの表面又はシンチレータを被覆する有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面又は有機膜の表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することによりシンチレータパネルの解像度を向上させることができる。また、シンチレータの表面を有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【００９０】
また、この発明の放射線イメージセンサによれば、潮解性を有するシンチレータの表面又はシンチレータを被覆する有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面又は有機膜の表面の染色された部分において吸収され、蛍光のクロストーク成分が減少することにより放射線イメージセンサの解像度を向上させることができる。また、シンチレータの表面を有機膜で覆っているためシンチレータの耐湿性も維持することができる。
【００９１】
また、この発明のシンチレータパネルの製造方法によれば、潮解性を有するシンチレータの表面又はシンチレータを被覆する有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面又は有機膜の表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させたシンチレータパネルを製造することができる。
【００９２】
また、この発明の放射線イメージセンサの製造方法によれば、潮解性を有するシンチレータの表面又はシンチレータを被覆する有機膜の表面が染料で染色されているため、蛍光のクロストーク成分がシンチレータの表面又は有機膜の表面の染色された部分において吸収され蛍光のクロストーク成分が減少するため、解像度を向上させた放射線イメージセンサを製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の第１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】この発明の第１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】この発明の第１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４】この発明の第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図５】この発明の第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図６】この発明の第２の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図７】この発明の第３の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図８】この発明の第３の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図９】この発明の第４の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図１０】この発明の第４の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図１１】この発明の第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図１２】この発明の第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図１３】この発明の第５の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図１４】この発明の第６の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【図１５】この発明の第７の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの断面図である。
【図１６】この発明の第７の実施の形態にかかる放射線イメージセンサの製造工程を示す図である。
【符号の説明】
１…シンチレータパネル、２〜７…放射線イメージセンサ、１０…ＦＯＰ、１２…シンチレータ、１４…第１のポリパラキシリレン膜、１６…Ａｌ膜、１８…第２のポリパラキシリレン膜、３０…フォトダイオードアレイ、３０ａ…受光部、３４…シンチレータ、３６…第１のポリパラキシリレン膜、３８…Ａｌ膜、４０…第２のポリパラキシリレン膜、５０…Ａｌ基板、５４…シンチレータ、５６…第１のポリパラキシリレン膜、５８…Ａｌ膜、６０…第２のポリパラキシリレン膜、６２…フォトダイオードアレイ、６２ａ…受光部。
【図１】
0004220017.tif 000002
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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