CN1489705A - 闪烁器板及射线图象传感器 - Google Patents
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Abstract
在射线能穿透的衬底(10)一方的表面上，以中间膜(11)为中介，配置反射规定波长光的金属薄膜(12)，设置覆盖金属薄膜(12)的保护膜(14)。在该保护膜(14)上，堆积闪烁器(16)，它将射线变换成包括能用金属薄膜(12)反射的波长在内的光，保护膜(14)阻止金属薄膜(12)和闪烁器(16)接触。闪烁器(16)还用耐潮保护膜(18)覆盖。
Description
技术领域
本发明涉及医疗X射线摄影等使用的闪烁器板及射线图象传感器。
背景技术
历来，医疗、工业用X射线摄影中，一直采用X射线感光胶片，但由于方便和要保存摄影结果，使用射线检测器的射线成像系统日益普及。在这种射线成像系统中，利用射线检测器取得2次射线产生的象素数据作为电信号，该信号经处理装置处理后在监视器上显示。
作为典型的射线检测器，已存在的具有以下结构：铝、玻璃、熔融石英等衬底上形成闪烁器后，形成闪烁器板，再将其和摄象元件贴在一起。在该射线检测器中，用闪烁器将衬底侧入射的射线变换成光后，由摄象元件检测出来(参照特公平7-21560号公报)。
发明内容
在射线检测器上，为了获得清晰的图象，要闪烁器板的光输出足够大。所以，本申请的发明者研发了以下的技术，即：如特开2000-356679号公报所揭示，通过再用保护膜覆盖设在衬底上的有反射性的金属薄膜，防止闪烁器中含量无几却存在的水分造成的变质等，从而防止该金属薄膜作为反射膜的功能的减退。
本发明为对该项技术的再次改进，其课题为提供作为反射膜的金属薄膜稳定性进一步提高的闪烁器板及使用该闪烁器板的射线图象传感器。
为了解决上述课题，本发明涉及的闪烁器板包括射线能穿透的衬底、设在该衬底上的以射线透射特性反射规定波长光的金属薄膜、设在该金属薄膜上的保护膜、及堆积在该保护膜上并且把射线变换成包含用金属薄膜能反射的波长内的光的多个柱状晶体组成的闪烁器，该保护膜防止组织金属薄膜与闪烁器接触，本发明的闪烁器板，其特征为：在衬底和金属薄膜之间配置着粘附衬底及金属薄膜的中间膜。
有些衬底和金属薄膜的组合，金属薄膜对衬底的粘附并不好，在其后的生产工序和使用时，有时会产生薄膜从衬底上剥离。通过在金属薄膜和衬底间配置粘附两者的中间膜，能防止金属薄膜的剥离，提高反射膜的稳定性。
该衬底最好是玻璃衬底、铝衬底、或以碳为主成分的衬底中任何一种。特别是以碳为主成分的衬底，例如：在非晶形碳、石墨类衬底的场合，贴在衬底上的金属薄膜粘附性差，但利用本发明，通过使中间膜介于其间提高该粘附性。
在衬底为铝、非晶形碳之类导电衬底的场合，最好中间膜能阻止衬底和金属薄膜接触。
在衬底导电的场合，衬底和金属薄膜一接触，有时会由于电化学腐蚀(电蚀galvaniccorrsion)而腐蚀金属薄膜。利用本发明，因中间膜阻止金属薄膜和衬底接触，故能抑制上述的电蚀引起的腐蚀，提高金属薄膜的稳定性。
该金属薄膜最好是由包括Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt、及Au组成的组中的物质在内的材料形成的膜。
另外，保护膜可以由无机膜、有机膜或它们的组合形成，无机膜可以为由包括LiF、MgF2、SiO2、TiO2、Al2O3、MgO、SiN组成的组中的物质在内的材料形成的膜，也可以为由包括Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt、及Au组成的组中的物质在内的材料形成的膜，有机膜最好为由含聚酰亚胺、亚二甲苯系的材料组成的组中的物质在内的材料形成的膜。
最好用有机膜覆盖闪烁器，则能提高耐潮性。再有，至少到达衬底的部分表面，更好的为实际上覆盖衬底的整个表面，若能如此，则最好用有机膜可靠地将闪烁器密封起来。
所述中间膜最好由有机膜、或无机膜、或者它们的组合构成膜。例如：作为有机膜可以考虑聚酰亚胺、环氧树脂、丙烯树脂等，作为无机膜可以考虑SiO2、SiN等。
另外，金属膜粘附中间膜和保护膜，最好由两者密封，则能提高具稳定性。还有最好中间膜包围住衬底，则能提高密封性。
最好高中间膜为用CVD法在衬底上形成的膜。尤其是最好为亚二甲苯类的膜。
本发明涉及的射线图象传感器组合上述闪烁器板和对变换从与闪烁器板的所述衬底相反的面输出的射线后得到的光图象进行摄象的摄象元件。该摄象元件最好与闪烁器板的闪烁器一侧相向配置。
附图说明
图1为本发明涉及的闪烁器板第1实施形态的断面图。
图2为利用该闪烁器板的本发明涉及的射线图象传感器的第1实施形态的断面图。
图3为本发明涉及的闪烁器板的第2实施形态的断面图。
图4为本发明涉及的闪烁器板的第3实施形态的断面图。
具体实施方式
以下参照附图详述本发明的较佳实施形态。为便于对说明的理解，在各图中对同一构成要素尽量用相同参考号，省略详细说明。还有，为了说明的方便各图的尺寸均有夸张示出的部分，与实际尺寸未必一致。
先参照图1及图2，说明本发明的第1实施形态。图1为闪烁器板1的断面图，图2为利用该闪烁器板1的射线图象传感器2的断面图。
如图1所示，在闪烁器板的非晶形碳(a-c)(透明淡色的(法文glacis)碳、或玻璃状碳)制的衬底10的一方表面上粘附着聚酰亚胺构成的中间膜11，该中间膜11的表面上粘附作为光反射膜用的金属薄膜12。该金属薄膜例如用Al制。该金属薄膜12的表面用保护金属薄膜12用的聚酰亚胺组成的保护膜14覆盖。其结果，该金属薄膜12被粘附的中间膜11、保护膜14夹在中间并密封。该保护膜14的表面形成把入射的射线变换成可见光的柱状结构的闪烁器16。即闪烁器16采取保护膜14上，许多柱状晶体林立的结构。还有，闪烁器16用T1掺杂的CsI。该闪烁器16和衬底16一起用聚对亚二甲苯组成的耐潮保护膜18覆盖。
另外，射线图象传感器2如图2所示，在形成闪烁器板1的闪烁器16的一侧有粘贴摄影元件20的感光面的结构。
以下，说明闪烁器板的制造工序。首先，在矩形或圆形的a-c制的衬底10(厚1mm)的一方表面涂上一定厚度(10μm)的聚酰亚胺树脂，通过使其固化，粘附在衬底10上，并形成表面平坦的中间膜11。
用真空蒸镀法在这中间膜11的表面以150nm厚度形成作为光反射膜用的金属薄膜12。因构成中间膜11的聚酰亚胺和Al制的金属薄膜12具有良好的亲和性，故金属薄膜12粘附在中间膜11上。又因中间膜11自身也粘附在衬底10上，故能有效防止金属薄膜12从衬底10上剥离。
接着，利用在金属薄膜12上实施旋涂处理形成厚1000nm的聚酰亚胺保护膜14覆盖金属薄膜12的全部。结果，金属薄膜12被中间膜11和保护膜14夹在中间，粘附在两者上，受到密封，故能在后道工序中有效保护，免除剥离、损伤。
然后，用蒸镀法使T1掺杂后CsI的柱状晶体大量成长(堆积)，在保护膜14的表面林立，从而形成250μm厚的闪烁器16。形成该闪烁器16的CsI吸湿性高，就这样裸露，则吸收空气中的水汽而潮解，故为了防止上述情况的发生，CVD法形成由聚对亚二甲苯组成的耐潮保护膜18。即把形成闪烁器16后的衬底10放入CVD装置，按10μm的厚度形成耐潮保护膜18。关于该耐潮保护膜18的制造方法在WO99/66351号国际公开公报中已有详述。据此，实质上在闪烁器16及衬底10的整个表面、即在未形成闪烁器等的几乎整个衬底显露表面上都形成了聚对亚二甲苯的耐潮保护膜18。
另外，射线图象传感器2通过在完成后的闪烁器板1的闪烁器16的前端部侧相向粘贴摄象元件(CCD)20的感光部而制成(参照图2)。
采用本实施形态涉及的射线图像传感器2，用闪烁器16将衬底10侧入射的射线变换成光后由摄像元件20检测出来。在构成该射线图像传感器2的闪烁器板1上，由于设置着能反射光的金属薄膜12，故能使入射到摄像元件20感光部的光增加，由射线图像传感器2检测出的图像成为清晰的图像。另外，该金属薄膜12粘附聚酰亚胺组成的中间膜11、保护膜14，被两者夹在中间整个受到密封，故能防止金属薄膜12由于腐蚀等变质、剥离、弄伤等损坏作为反射膜用的功能，提高反射膜的稳定性。
图3为本发明涉及的闪烁器板的第2实施形态的断面图。
在该闪烁器板3上，保护膜14a不是覆盖金属薄膜12的全部表面，而只覆盖金属薄膜12的中央部分，在这一点上与第1实施形态不同。该实施形态中闪烁器16因只在保护膜14a的表面上形成，故靠保护膜14a能完全阻止金属薄膜12和闪烁器16接触。
本实施形态中，金属薄膜12至少其形成闪烁器16的部分被中间膜11、保护膜14夹在中间而密封，故能有效防止其损伤、剥离、变性等，提高作为反射膜用的稳定性。
图4为本发明涉及的闪烁器板第3实施形态的断面图。在该闪烁器板4中，作为中间膜116、保护膜146和耐潮保护膜18一样用聚对亚二甲苯膜，在这一点上不同于图1、图3所示的第1、第2实施形态。还有，其特征为，中间膜11b覆盖整个衬底10，保护膜14b覆盖金属薄膜12及其周围露出的中间膜11b。
中间膜11b、保护膜14b和前述的耐潮保护膜18的情形一样，通过用CVD法形成，形成均匀且无针孔的优良薄膜。结果，将金属薄膜12密封，完全阻止其与外界气体和保护膜14b上形成的闪烁器16接触，所以能抑制闪烁器的组份和水、金属的反应。尤其在闪烁器16形成时，因保护膜14b完全覆盖衬底10及金属薄膜12，所以即使闪烁器组分附着在其它部位时也能抑制其影响。另外，作为非导体用的中间膜116介于导电衬底10与金属薄膜2之间，故能阻止衬底19和金属薄膜12的电接触，能有效地防止金属薄膜12的电蚀。
这里，对中间膜11b，保护膜14b覆盖整个衬底10的形态作了说明，但只要在中间膜11b的表面形成金属薄膜12就足够，中间膜11b也可只在衬底的闪烁器16的形成面一侧形成。
另外，保护膜14b可以如第2实施形态那样至少在闪烁器16的形成面部分形成。但如本实施形态那样，结构上取为中间膜11b、保护膜14b覆盖整个衬底10，则除了密封性提高外，用CVD法成膜也容易，故较为理想。
这里，用聚对亚二甲苯膜，但除此之外还可以用诸如聚一氯化对亚二甲苯、聚二氯对亚二甲苯、聚四氯对亚尔甲苯、聚氟代对亚二甲苯、聚二甲基对亚二甲苯、聚二乙基对亚二甲苯等亚二甲苯系的有机膜。
还有，在上述各实施形态中，虽然使用了a-c制的衬底，但只要是射线能穿透的衬底均可，故也可用石墨制的衬底、Al制的衬底、Be制的衬底、玻璃制的衬底等。
另外，作为保护膜使用了聚酰亚胺膜、亚二甲苯系的有机膜，但并不限于此，也可用包括LiF、MgF2、SIO2、AL2O3、TiO2、MgO、SiN的组中的物质在内的材料组成的透明无机膜。还可用无机膜及有机膜组合成的保护膜。
另外，对于金属薄膜，除了Al外，还可用包括Ag、Cr、Cu、Ni、Mg、Rh、Pt及Au组成的组中的物质在内的材料形成的膜。还可以在Cr膜上形成Au膜等，形成两层以上的金属薄膜。
另外，还可在金属薄膜上形成其氧化膜将其作保护膜用。
还通过利用耐潮保护膜18实质上覆盖闪烁器16及衬底的整个表面(形成闪烁器的面及相反一侧的面，即射线的入射面)，使闪烁器16耐潮性更加完善，但只要利用耐潮保护膜覆盖闪烁器16的整个面及衬底10表面的至少一部分，则与只覆盖闪烁器时相比，能提高闪烁器的耐潮性。
另外，还可用CsI(Na)、NaI(T1)、LiI(Eu)、KI(T1)等代替CsI(T1)作为闪烁器16。
还有，对于覆盖闪烁器的有机膜，也能用亚二甲苯族的透明有机膜。
另外，作为中间膜11必须是对衬底10和金属薄膜12两者皆具亲和力的材料，除了聚酰亚胺、亚二甲苯系的透明有机膜外，环氧树脂，丙烯酸类树脂等有机膜之外，还可用SiO，SiN等无机膜。关于无机膜可以通过用CVD法或把无机材料分散在有机溶剂中涂敷、焙烧后形成。但在衬底是导电的场合，使用非导体的中间膜能利用电屏蔽防止电蚀，所以较好。
另外，本发明涉及的射线图像传感器为上述闪烁器板和摄像元件的组合件，可以上文所述那样将摄像元件与闪烁器板闪烁器一侧相向地相互接合，亦可隔升配置，或利用光学系统将闪烁器板输出的光图像导向配置在适当位置上的摄像元件。
生产业上利用的可能性
本发明适用于医疗、工业用大屏幕、高灵敏度的X射线摄影系统。
Claims (23)
1.一种闪烁器板，包括射线能透过的衬底、设在所述衬底上的以射线透射性反射规定波长光的金属薄膜、设在所述金属薄膜上的保护膜、及堆积在所述保护膜上并且由多个柱状晶体组成的闪烁器，该闪烁器将射线变换成包括能用所述金属薄膜反射的波长的光，所述保护膜能阻止所述金属薄膜和所述闪烁器接触；所述闪烁器板，其特征在于，在所述衬底和所述金属薄膜间配置着粘附所述衬底及所述金属薄膜的中间膜。
2.如权利要求1所述的闪烁器板，其特征在于，所述衬底可以是玻璃制衬底、铝制衬底、或碳为主成分的衬底中任何一种。
3.如权利要求1所述的闪烁器板，其特征在于，所述衬底为导电衬底，所述中间膜阻止所述衬底和所述金属薄膜接触。
4.如权利要求3所述的闪烁器板，其特征在于，所述导电衬底为铝制衬底或以碳为主成分的衬底中任何一种。
5.如权利要求2或4所述的闪烁器板，其特征在于，所述碳为主成分的衬底为包含非晶形碳的衬底。
6.如权利要求1～5中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述金属薄膜为包括由Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及Au组成的组中的物质在内的材料形成的膜。
7.如权利要求1～6中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述保护膜由无机膜组成。
8.如权利要求7所述的闪烁器板，其特征在于，所述无机膜为由包括LiF、MgF2、SiO2、TiO2、AI2O3、MgO、SiN组成的组中的物质在内的材料形成的膜。
9、如权利要求7所述的闪烁器板，其特征在于，所述无机膜为由包括Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及Au组成的组中的氧化物在内的材料组成的膜。
10、如权利要求1～6中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述保护膜由有机膜组成。
11、如权利要求10所述的闪烁器板，其特征在于，所述有机膜为由包括聚酰亚胺、亚二甲苯类的材料组成的组中的物质在内的材料形成的膜。
12.如权利要求1～6项的任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述保护膜由无机膜及有机膜形成。
13.如权利要求1～12中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述闪烁器用有机膜覆盖。
14.如权利要求13所述的闪烁器板，其特征在于，所述有机膜还到达所述衬底的至少部分表面。
15.如权利要求14所述的闪烁器板，其特征在于，所述有机膜实质上覆盖所述衬底的整个表面。
16.如权利要求1～15中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述中间膜为有机膜或无机膜，或两者组合而成。
17.如权利要求1～16中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述金属膜粘附所述中问膜和所述保护膜，并由该两者密封。
18.如权利要求17所述的闪烁器板，其特征在于，所述中间膜实质上包围所述衬底。
19.如权利要求17或18所述的闪烁器板，其特征在于，所述中间膜为用CVD法在衬底上形成的膜。
20.如权利要求17～19中任一项所述的闪烁器板，其特征在于，所述中间膜为亚对二甲苯类的膜。
21.一种闪烁器板，包括射线能穿透的衬底、设在所述衬底上以射线透射性反射规定波长光的金属薄膜、设在所述金属薄膜上的保护膜、及堆积在所述保护膜上并且由多个柱状晶体组成的闪烁器，该闪烁器将射线变换成包括能用所述金属薄膜反射的波长的光，所述保护膜能阻止所述金属薄膜和所述闪烁器接触；所述闪烁器板，其特征在于，所述衬底和所述金属薄膜之间配置提高所述衬底与所述金属薄膜粘附性用的中间膜。
22.一种射线图象传感器，其特征在于，包括权利要求1～21中任一项所述的闪烁器板、及对变换从与所述闪烁器板的所述衬底相反的一面输出的射线后得到的光图象摄影的摄影元件。
23.如权利要求22所述的射线图象传感器，其特征在于，所述摄影元件与所述闪烁器一侧相向配置。
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