EA015114B1 - Панель преобразования радиационного изображения и датчик радиационного изображения - Google Patents

Abstract

В случае панели преобразования радиационного изображения по настоящему изобретению преобразующая часть, которая преобразует радиационное изображение в оптическое изображение, сформирована на опоре, для которой на металлическом отражателе сформирована диэлектрическая многослойная пленка, и эта диэлектрическая многослойная пленка содержит по меньшей мере первый диэлектрический слой, который находится в контакте с металлическим отражателем, и второй диэлектрический слой, который сформирован на первом диэлектрическом слое и имеет более высокий коэффициент преломления, чем первый диэлектрический слой, для света, испускаемого преобразующей частью.

Description

Предпосылки создания изобретения Область изобретения

Настоящее изобретение относится к панели преобразования радиационного изображения, которая преобразует радиационное изображение, используемое в медицинской и промышленной радиографии или т.п., в оптическое изображение.

Предшествующий уровень техники

Обычно для медицинской или промышленной радиографии используют пленки, чувствительные к рентгеновским лучам, однако исходя из соображений удобства и стабильности хранения результатов радиографических исследований, широкое применение получили системы формирования радиационных изображений, использующие детекторы радиации. В таких системах формирования радиационных изображений получают данные о двухмерном изображении при облучении радиацией в форме электрического сигнала, создаваемого детектором радиации, и этот сигнал обрабатывают процессором и отображают на мониторе.

Типичным известным детектором радиации является детектор, имеющей структуру, в которой формируется панель преобразования радиационного изображения (далее именуемая сцинтилляционной панелью) со сцинтиллятором для преобразования радиации в видимый свет, сформированным на подложке, выполненной из алюминия, стекла, плавленого кварца и т.п., и такая панель комбинируется с устройством снятия изображения. В таком детекторе радиации сцинтиллятор преобразует попадающее на него радиационное излучение в оптическое изображение (не всегда видимого света) в диапазоне длин волн, обнаруживаемом устройством снятия изображения, и это устройство снятия изображения детектирует такое оптическое изображение.

Сцинтилляционные панели, имеющие такую структуру, известны из международных публикаций νθ 00/63722, 02/23219 А1, 02/23220 А1 и др. В сцинтилляционной панели, раскрытой в νθ 00/63722, на пропускающую излучение подложку послойно нанесены тонкая отражающая металлическая пленка и защитная пленка, а также нанесен сцинтиллятор. В сцинтилляционной панели, раскрытой в νθ 02/23219 А1, на пропускающей излучение жаростойкой положке расположена диэлектрическая многослойная пленка, а на нее нанесен сцинтиллятор. В сцинтилляционной панели, раскрытой в νθ 02/23220 А1, на пропускающей излучение положке расположена диэлектрическая многослойная пленка, а на нее нанесен сцинтиллятор, и на одном или обоих интерфейсах между диэлектрической многослойной пленкой и пропускающей свет подложкой и поверхностью пропускающей свет подложки напротив диэлектрической многослойной пленки предусмотрен блокирующий падение/отражение света элемент, который блокирует падение/отражение ненужного света. В этих сцинтилляционных панелях излучение, которое прошло сквозь подложку, падает на сцинтиллятор, преобразуется в оптическое изображение и выводится с его поверхности, противоположной той поверхности, на которую падает излучение, а отражающий материал, помещенный между сцинтиллятором и подложкой, отражает свет, излученный сцинтиллятором в сторону подложки, благодаря чему можно получить радиационное изображение высокой интенсивности.

В панелях преобразования радиационного изображения, раскрытых в ΙΡ 2006-113007А и Р4-118599А, на алюминиевой подложке, имеющей поверхность, образованную слоем оксида алюминия, сформирован фотостимулируемый люминофор.

Сущность изобретения

В сцинтилляционных панелях, описанных выше, чем выше отражательная способность отражателя, тем большую интенсивность радиационного изображения можно получить. В случае диэлектрической многослойной пленки высокую отражательную способность можно реализовать, увеличив количество слоев этой пленки.

В последние годы размер сцинтилляционных панелей был увеличен для применения в радиографии грудной клетки и т.п., однако с точки зрения массового производства трудно послойно наносить множество слоев диэлектрических пленок с равномерной толщиной пленки на такие панели большого размера, а это приводит к росту производственных издержек. Кроме того, для получения радиационного изображения с высокой интенсивностью, одновременно ограничивая радиационное облучение, желательно до минимума уменьшить потери из-за поглощения в подложке и т. п., пока излучение не достигнет сцинтиллятора, поэтому предпочтительно делать подложку и т.п. как можно более тонкой. Чем больше подложка и т. п. увеличивается в размере, становясь при этом тоньше, тем труднее формировать многослойные диэлектрические пленки.

В то время как заявитель приступил к разработкам, связанным с массовым производством тонких сцинтилляционных панелей большого размера, изобретатели в ходе этих разработок обнаружили, что когда подложка становиться тоньше и увеличивается в размере в результате формирования сцинтиллятора, на подложке может происходить коробление величиной от нескольких миллиметров до нескольких десятых миллиметра. Было обнаружено, что когда возникает такое коробление, неорганический материал, который образует диэлектрическую пленку, имеет низкое сопротивление деформации, создаваемой таким короблением, поскольку он не обладает достаточными гибкостью, эластичностью и пластичностью, и если слой диэлектрической пленки становиться толще, в диэлектрической пленке образуется дефект, такой как трещина.

- 1 015114

Кроме того, когда к сцинтилляционной панели приклеивают датчик изображения для формирования датчика радиационного изображения, необходимо приклеиваемую поверхность сцинтилляционной панели сделать плоской, и если в сцинтилляционной панели возникло описанное выше коробление, приложение усилия для устранения коробления приводит к повторному приложению усилия к подложке, что увеличивает вероятность возникновения трещин.

С другой стороны, однако, в вышеупомянутой панели преобразования радиационного изображения слой оксида алюминия имеет низкую способность к отражению света, испускаемого сцинтиллятором или люминофором, таким как фотостимулируемый люминофор, и поэтому панель преобразования радиационного изображения со слоем оксида алюминия может не давать достаточно высокой яркости. Кроме того, в слое оксида алюминия, например, при парофазном осаждении сцинтиллятора или фотостимулируемого люминофора на алюминиевую подложку могут формироваться трещины, микроотверстия и т.п. В результате алюминиевая подложка и сцинтиллятор на основе галогенида щелочного металла или фотостимулируемый люминофор могут вступить в реакцию друг с другом, что приводит к коррозии алюминиевой подложки. Хотя слой оксида алюминия устойчив к коррозии, слой оксида алюминия может корродировать при реакции со сцинтиллятором. Коррозия влияет на получаемые в результате изображения. Даже если коррозия возникнет в мельчайшей точке, достоверность захваченного изображения, используемого для анализа изображений, ухудшится. Со временем коррозия может усиливаться. В то время как панель преобразования радиационного изображения должна иметь равномерные характеристики яркости и разрешающей способности по всей поверхности подложки, подложку тем труднее изготавливать, чем больше ее размер.

Таким образом, целью настоящего изобретения является создание имеющей большой размер и тонкой панели преобразования радиационного изображения и датчика радиационного изображения, которые позволяют получить радиационное изображение с высокой интенсивностью и которые могут быть легко изготовлены в массовом производстве.

Для достижения указанной цели в случае панели преобразования радиационного изображения по настоящему изобретению в панели преобразования радиационного изображения, содержащей преобразующую часть, которая преобразует радиационное изображение в оптическое изображение, на опоре, эта опора содержит (1) металлический отражатель и (2) диэлектрическое пленочное зеркало, включающее в себя, по меньшей мере, первый диэлектрический слой, который находится в контакте с металлическим отражателем и сформирован на нем, и второй диэлектрический слой, который сформирован на первом диэлектрическом слое и имеет более высокий коэффициент преломления, чем у первого диэлектрического слоя, для света оптического изображения, выводимого из преобразующей части, и при этом преобразующая часть сформирована на стороне диэлектрического пленочного зеркала.

Согласно имеющимся у изобретателей сведениям при комбинировании множества различающихся коэффициентом преломления диэлектрических пленок для образования зеркала в случае двух слоев коэффициент преломления в целом увеличивается, если слой с меньшим коэффициентом преломления предусматривается как первый слой относительно стороны, противоположной той поверхности, на которую падает свет, а на него в качестве второго слоя накладывается слой с более высоким коэффициентом преломления, чем у первого слоя. Настоящее изобретение основано на этих сведениях. Применяя такую конструкцию, которая описана выше, можно получить высокую отражательную способность даже при небольшом количестве слоев, и не только можно облегчить проведение послойного нанесения даже при тонкой подложке, но и можно предотвратить появление трещин в диэлектрических слоях даже в том случае, когда подложка покоробится в последующем технологическом процессе, и, следовательно, может быть получено радиационное изображение с высокой интенсивностью, и при этом облегчается массовое производство таких панелей.

Альтернативно, панель преобразования радиационного изображения по настоящему изобретению имеет опору, содержащую (1) алюминиевую подложку; (2) слой оксида алюминия, сформированный на поверхности алюминиевой подложки; (3) металлическую пленку, предусмотренную на слое оксида алюминия, обладающую прозрачностью для радиации и светоотражательной способностью; и (4) защитную пленку, покрывающую металлическую пленку и обладающую прозрачностью для радиации и прозрачностью для света.

Если в качестве преобразующей части используют сцинтиллятор, состоящий из множества игольчатых кристаллов, то можно реализовать сцинтилляционную панель по настоящему изобретению.

Предпочтительно первый диэлектрический слой содержит 8ίΟ₂, а второй диэлектрический слой содержит по меньшей мере один материал из ΤίΟ₂, Νό₂Θ₅. Та₂О₅, ΗίΌ₂ и ΖτΟ₂. Поскольку δίθ₂ имеет меньший коэффициент преломления, чем любой из ΤίΟ₂, ΝΒ₂Ο₅, Та₂О₅, ΗίΟ₂ и ΖτΟ₂, а также имеет большое различие в коэффициенте преломления, можно реализовать высокий коэффициент отражения.

Более предпочтительно диэлектрическое пленочное зеркало сформировано путем послойного нанесения трех или более слоев из первого диэлектрического слоя и второго диэлектрического слоя поочередно. При послойном нанесении трех и более слоев можно еще более повысить отражательную способность.

Однако, хотя при увеличении количества послойных нанесений отражательная способность повы

- 2 015114 шается, возрастают трудности при послойном нанесении, как описано выше, а также снижается стойкость к короблению, которое может возникнуть в последующем технологическом процессе, и поэтому, желая одновременно добиться высокой отражательной способности и возможности массового производства, количество послойных нанесений диэлектрического пленочного зеркала составляет 10 слоев или менее, или толщина пленки в целом составляет 1 мкм или менее.

Сцинтилляционная панель может дополнительно содержать прозрачную органическую пленку, которая сформирована на диэлектрическом пленочном зеркале, по меньшей мере, между ним и сцинтиллятором и имеет более низкий коэффициент преломления, чем у второго диэлектрического слоя, для света, излучаемого сцинтиллятором. При такой компоновке не только обеспечивается защита диэлектрического пленочного зеркала прозрачной органической пленкой, но и достигается эффект дополнительного повышения светоотражательной способности.

В качестве металлического отражателя можно использовать тонкую металлическую пленку или металлическую подложку, и когда металлическим отражателем является тонкая металлическая пленка, манипуляции с нею облегчаются, если сцинтилляционная панель дополнительно содержит несущую подложку, которая поддерживает металлический отражатель. Если такие типы металлических отражателей сформированы из алюминия, серебра или золота, то, поскольку может быть увеличена светоотражательная способность самих отражателей, повышается и светоотражательная способность в целом, что является предпочтительным.

Краткое описание чертежей

Фиг. 1 - вид в перспективе с частичным вырезом, показывающий компоновку первого варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению;

фиг. 2 - вид в сечении по линии ΙΙ-ΙΙ на фиг. 1;

фиг. 3 - увеличенный вид части III на фиг. 2;

фиг. 4 - график, показывающий спектр излучения типичного сцинтиллятора С§1 (Т1) и спектр спектральной чувствительности типичного датчика изображения;

фиг. 5 - схематическое изображение, показывающее компоновку датчика радиационного изображения по настоящему изобретению;

фиг. 6 - вид в сечении, показывающий другую компоновку;

фиг. 7 - вид в сечении, показывающий компоновку сцинтилляционной панели, являющейся сравнительным примером;

фиг. 8 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны на интерфейсе этой сцинтилляционной панели;

фиг. 9А - вид, показывающий порядок послойного нанесения диэлектрического слоя в сцинтилляционной панели по настоящему изобретению, а фиг. 9В - вид, показывающий порядок послойного нанесения диэлектрического слоя в сравнительном примере;

фиг. 10 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны диэлектрического слоя, показанного на фиг. 9А;

фиг. 11 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны диэлектрического слоя, показанного на фиг. 9В;

фиг. 12 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны в случаях с органической пленкой, предусмотренной на поверхности диэлектрического слоя, показанного на фиг. 9А, и без такой органической пленки;

фиг. 13 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны в случаях, когда в сцинтилляционной панели, имеющей компоновку по фиг. 9А, подложка выполнена из алюминия;

фиг. 14 - график, показывающий характеристики светоотражательной способности по длине волны в случае, когда подложка выполнена из стекла;

фиг. 15 - вид в сечении, показывающий компоновку второго варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению;

фиг. 16 - увеличенный вид части XVI фиг. 15;

фиг. 17-19 - виды в сечении, показывающие соответствующие компоновки третьего, четвертого и пятого вариантов реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению;

фиг. 20 - вид в перспективе с частичным вырезом, схематически показывающий сцинтилляционную панель по шестому варианту реализации;

фиг. 21 - вид в сечении по линии XXI-XXI фиг. 20;

фиг. 22 и 23 - графики, показывающие примеры полученного на электронном Оже-спектрометре (АЕ8) спектра в сцинтилляционной панели по шестому варианту реализации, при этом на фиг. 22 показан спектр для слоя оксида алюминия, а на фиг. 23 показан спектр для металлической пленки;

фиг. 24А-24С и 25Α-25Ό - технологические виды в сечении, схематически показывающие пример способа изготовления сцинтилляционной панели по шестому варианту реализации;

фиг. 26 - вид, показывающий другой пример датчика радиационного изображения, содержащего сцинтилляционную панель по шестому варианту реализации;

- 3 015114 фиг. 27 и 28 - виды в сечении, схематически показывающие сцинтилляционную панель соответственно по седьмому и восьмому вариантам реализации;

фиг. 29 - фотография в разрезе, сделанная сканирующим электронным микроскопом (СЭМ) примерной сцинтилляционной панели по восьмому варианту реализации;

фиг. 30-32 - виды в сечении, схематически показывающие сцинтилляционную панель соответственно по девятому, десятому и одиннадцатому вариантам реализации.

Описание предпочтительных вариантов реализации

Далее следует подробное описание предпочтительных вариантов реализации со ссылками на приложенные чертежи. Для улучшения восприятия пояснений на всех чертежах одинаковые детали по возможности обозначены одними и теми же позициями, а повторяющиеся пояснения опущены. Кроме того, размеры на соответствующих чертежах были частично приведены в укрупненном масштабе для упрощения описания и не всегда совпадают с реальными.

Первый вариант реализации.

На фиг. 1-3 показана компоновка первого варианта реализации панели преобразования радиационного изображения по настоящему изобретению. Этот вариант реализации является сцинтилляционной панелью, в которой сцинтиллятор используется как преобразующая радиационное изображение часть, и, следовательно, также является предпочтительным вариантом реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению. На фиг. 1 представлен вид панели в перспективе с частичным вырезом, фиг. 2 - ее вид в сечении по линии ΙΙ-ΙΙ на фиг. 1, а фиг. 3 - увеличенный вид части III на фиг. 2. Эта сцинтилляционная панель 100 используется для радиографии грудной клетки и т. п. и имеет большой размер, например 450x450 мм. В этой компоновке металлическая отражающая пленка 11 из алюминия, пленка 21 δίθ₂ и пленка 22 Т1О₂ послойно нанесены на одну из поверхностей алюминиевой подложки 10, и все они, включая алюминиевую подложку 10, покрыты отражающей защитной пленкой 30 с образованием опоры 1. На поверхности отражающей защитной пленки 30 на пленке 22 Т1О₂ опоры 1 имеется игловидный сцинтиллятор 40, и вся эта сборка покрыта влагостойкой защитной пленкой 50.

Алюминиевая подложка 10 работает как несущая подложка, которая поддерживает всю сборку. Когда толщина алюминиевой подложки 10 составляет менее 0,3 мм, сцинтиллятор 40 имеет тенденцию легко отслаиваться из-за изгиба алюминиевой подложки 10. С другой стороны, если толщина алюминиевой подложки 10 превышает 1,0 мм, имеет тенденцию падать ее способность к пропусканию излучения. Для того чтобы сохранить интенсивность излучения, проходящего сквозь алюминиевую подложку 10 и попадающего на сцинтиллятор 40, при этом надежно формируя сцинтиллятор 40 на подложке, предпочтительно обеспечить толщину алюминиевой подложки 10 в пределах от 0,3 до 1,0 мм.

В качестве металлической отражающей пленки 11 можно использовать тонкую пленку из золота, серебра, алюминия или т.п. Алюминиевую подложку 10 обычно изготавливают прокаткой, но в процессе прокатки обычно возникают полосы, которые трудно удалить даже последующей полировкой. Когда толщина металлической отражающей пленки 11 составляет менее 50 нм, появляется тенденция к возникновению шероховатостей на отражающей поверхности под влиянием этих полос. С другой стороны, когда ее толщина превышает 200 нм, ее способность к отражению излучения начинает ухудшаться. С учетом баланса между светоотражательной способностью металлической отражающей пленки 11 и интенсивностью излучения, падающего на сцинтиллятор 40, предпочтительно обеспечить толщину металлической отражающей пленки в пределах от 50 до 200 нм. В данном варианте реализации используется тонкая алюминиевая пленка толщиной 70 нм, однако ее можно проанализировать электронным Ожеспектрометром (Аидег Е1ес1гои 8рес1то§сору) как неполный оксид алюминия.

Пленка 21 8Ю₂ и пленка 22 Т1О₂ составляют диэлектрическое пленочное зеркало 2. На фиг. 4 представлен график, показывающий спектр излучения сцинтиллятора 40 по данному варианту реализации и характеристики спектральной чувствительности датчика изображения МОП-типа (С7921, выпускаемого фирмой Нататайи Р1ю1ошс5 К.К.), используемого в комбинации со сцинтилляционной панелью 100 для получения оптического изображения. Как показано на этом графике, поскольку спектр излучения сцинтиллятора 40 имеет центральную длину волны излучения около 560 нм, диэлектрическое пленочное зеркало 2 должно иметь высокий коэффициент отражения в диапазоне с центром на этой длине волны. Что касается коэффициентов преломления света с длиной волны 560 нм, то у 81О₂ он равен 1,46, а у Т1О₂ он равен 2,29 и поэтому коэффициент преломления пленки 22 Т1О₂, являющейся вторым слоем, выше, чем коэффициент преломления пленки 8Ю₂, которая является первым слоем. Поскольку достаточно задать толщину обеих пленок так, чтобы оптическая толщина пленки составила λ/4, где λ - центральная длина волны отражаемого света, то достаточно задать толщину пленки 21 8Ю₂, равной 95 нм, а толщину пленки Т1О₂ - 60 нм. Когда составляющий компонент сцинтиллятора 40, который будет описано ниже, контактирует с металлической отражающей пленкой 11, это может привести к эрозии металлической отражающей пленки 11. Пленка 21 81О₂ и пленка 22 Т1О₂, имеющиеся между металлической отражающей пленкой 11 и сцинтиллятором 40, предотвращают контакт составляющего компонента сцинтиллятора 40 с металлической отражающей пленкой 11, а также выполняют функцию предотвращения ее эрозии и ухудшения.

- 4 015114

Отражающая защитная пленка 30 выполняет функцию дополнительной защиты от эрозии и ухудшения металлической отражающей пленки 11, вызываемых составляющим компонентом сцинтиллятора 40. Пленка 21 8ίΘ₂ и пленка 22 Т1О₂, описанные выше, сформированы парофазным осаждением, как будет описано ниже, и в это время могут возникать микроотверстия. В таком случае, если сцинтиллятор 40 сформирован непосредственно на пленке 22 Т1О₂, то составляющий компонент сцинтиллятора 40 достигает металлической отражающей пленки 11 через эти микроотверстия в пленке 21 §Ю₂ и в пленке 22 Т1О₂, приводя к ее эрозии и ухудшению. В данном варианте реализации имеется отражающая защитная пленка 30, поэтому, даже в случае, когда микроотверстия появились во время формирования диэлектрической пленки, эти отверстия могут быть эффективно заблокированы, чтобы эффективно воспрепятствовать составляющему компоненту сцинтиллятора 40 достичь металлической отражающей пленки 11. Дополнительно она также может эффективно мешать составляющему компоненту сцинтиллятора 40 достигать металлической защитной пленки 11 через боковую сторону алюминиевой подложки 10.

С другой стороны, поскольку сцинтиллятор 40 обычно сформирован из материала, легко впитывающего влагу, то в случае формирования сцинтиллятора 40 из такого легко впитывающего влагу материала желательно герметизировать сцинтиллятор 40 влагостойкой защитной пленкой 50.

В качестве отражающей защитной пленки 30 и влагостойкой защитной пленки 50 можно использовать органическую пленку или неорганическую пленку и можно использовать разные материалы или один и тот же материал. В данном варианте реализации обе пленки 30 и 50 выполнены, например, из полипараксилилена, но они могут быть выполнены из материала на основе ксилилена, такого как полимонохлорпараксилилен, полидихлорпараксилилен, политетрахлорпараксилилен, полифторпараксилилен, полидиметилпараксилилен или полидиэтилпараксилилен. Альтернативно, отражающая защитная пленка 30 и влагостойкая защитная пленка 50 могут быть выполнены, например, из полимочевины, полиимида или т.п., или же они могут быть выполнены из неорганического материала, такого как ЫЕ, МдЕ₂, 81О₂, А1₂О₃, Т1О₂, МдО или 8ΪΝ. Далее, альтернативно, такие пленки могут быть сформированы как комбинация органической пленки и неорганической пленки. В данном варианте реализации толщина каждой защитной пленки 30, 50 составляет 10 мкм. Защитная пленка 30 имеет коэффициент преломления света с длиной волны 560 нм, равный 1,64, что меньше, чем коэффициент преломления пленки 22 Т1О₂, являющейся вторым слоем, но больше, чем коэффициент преломления пленки 21 8Ю₂, являющейся первым слоем.

Сцинтиллятор 40 меньше, чем алюминиевая подложка 10, если смотреть в направлении толщины алюминиевой подложки 10. Другими словами, сцинтиллятор 40 сформирован не на всей подлежащей формированию сцинтиллятора 40 поверхности алюминиевой подложки 10, а только на части этой поверхности. Участок поверхности алюминиевой подложки 10 со сформированным сцинтиллятором 40 может быть окружен с четырех сторон участками, выполненными без сцинтиллятора, однако участки, выполненные без сцинтиллятора 40, могут иметься только с трех или с двух его сторон, а на остальных сторонах сцинтиллятор 40 может быть сформирован до кромок подложки 10.

Сцинтиллятор 40 выполнен, например, из люминофора, который преобразует радиацию в видимый свет, и состоит из столбчатых кристаллов СП или т.п., легированных Т1, Να или т.п. Сцинтиллятор 40 имеет конструкцию в форме щетины с множеством игольчатых кристаллов. Сцинтиллятор может быть выполнен из ΝαΙ, легированного Т1, ΚΙ, легированного Т1, или Ы1, легированного Ей. Альтернативно, сцинтиллятор 40 может относится к типу, который излучает в инфракрасном или в ультрафиолетовом диапазоне, а не в диапазоне видимого света. Толщина сцинтиллятора 40 предпочтительно составляет от 100 до 1000 мкм, а более предпочтительно от 450 до 550 мкм. Средний диаметр иглы игольчатых кристаллов, которые составляют сцинтиллятор 40, предпочтительно равен от 3 до 10 мкм.

Далее приводится описание процесса изготовления такой сцинтилляционной панели 100. Сначала приготавливают алюминиевую подложку 10. Затем на этой алюминиевой подложке 10 методом вакуумного парофазного осаждения формируют металлическую отражающую пленку 11. Затем, аналогично, методом вакуумного парофазного осаждения послойно наносят пленку 21 8Ю₂ и пленку 22 Т1О₂. После этого методом химического осаждения из паровой фазы (ХОПФ) формируют отражающую защитную пленку 30 так, чтобы герметизировать алюминиевую подложку 10, металлическую отражающую пленку 11 и диэлектрическое пленочное зеркало 2 в целом. Затем методом парофазного осаждения формируют сцинтиллятор 40 в заранее определенном положении на отражающей защитной пленке 30. Затем методом ХОПФ формируют влагостойкую защитную пленку 50 так, чтобы герметизировать всю структуру из алюминиевой подложки 10, металлической отражающей пленки 11 и диэлектрического пленочного зеркала 2, герметизированную отражающей защитной пленкой 30, вместе со сформированным на ней сцинтиллятором 40. Таким образом изготавливают сцинтилляционную панель 100. В данном случае герметизацию защитными пленками 30, 50 можно реализовать, заставляя поверхность алюминиевой подложки 10, противоположную подлежащей формированию сцинтиллятора поверхности, всплывать с подложкодержателя, который поддерживает подложку в устройстве во время ХОПФ. Такие способы включают способ, описанный, например, в описании к патенту США № 6777690. Согласно этому способу для всплывания алюминиевой подложки 10 используются пальцы. В этом случае на небольшой поверхности контакта между алюминиевой подложкой 10 и пальцами защитная пленка не формируется.

- 5 015114

Далее следует описание работы и эффектов такой сцинтилляционной панели 100. Эта сцинтилляционная панель 100 используется как часть датчика радиационного изображения. На фиг. 5 схематически показана компоновка одного варианта реализации (первого варианта реализации) датчика радиационного изображения (датчика радиационного изображения по настоящему изобретению), в котором используется такая сцинтилляционная панель.

Датчик 400 радиационного изображения содержит сцинтилляционную панель 100 и устройство 470 съема изображения, которое преобразует оптическое изображение 1_Ь, излучаемое сцинтиллятором 40 сцинтилляционной панели 100, в электрический сигнал 1_Е. Между устройством 470 съема изображения и сцинтилляционной панелью 100 расположено зеркало 450 и объектив 460 в качестве уменьшающей оптической системы, которая уменьшает оптическое изображение 1_Ь и направляет это изображение на плоскость изображения устройства 470 съема изображения. Уменьшающая оптическая система не ограничивается показанной конструкцией, а может состоять только из зеркала или только из объектива, и эти зеркало и объектив могут быть единичными или множеством зеркал и объективов. Дополнительно помимо зеркала и объектива можно использовать призму и другие оптические компоненты.

Описывая случай, например, радиографии грудной клетки, исследуемый объект (не показан) располагают между поверхностью (далее именуемой поверхностью входа радиации) сцинтилляционной панели 100 с той стороны, на которой не был сформирован сцинтиллятор 40, и источником 340 радиации. Радиация, излучаемая из источника 340 радиации в сторону объекта, частично проходит сквозь этот объект, и полученное радиационное изображение 1_х попадает на поверхность входа радиации сцинтилляционной панели 100.

Радиация, падающая на сцинтилляционную панель 100, проходит сквозь влагостойкую защитную пленку 50, отражающую защитную пленку 30, алюминиевую подложку 10, металлическую отражающую пленку 11, диэлектрическое пленочное зеркало 2 и отражающую защитную пленку 30, и попадает на сцинтиллятор 40. Сцинтиллятор 40 излучает видимый свет в соответствии с попавшей на него радиацией. Тем самым генерируется видимое оптическое изображение 1_Е, соответствующее радиационному изображению 1_х.

Часть видимого света, испускаемого сцинтиллятором 40, проходит сквозь влагостойкую защитную пленку 50 и выводится с поверхности (далее именуемой поверхностью вывода оптического изображения) сцинтилляционной панели 100 с той стороны, которая противоположна поверхности входа радиации. Кроме того, часть выводится в противоположном направлении, т.е. в сторону диэлектрического пленочного зеркала 2, но отражается отражающей защитной пленкой 30, диэлектрическим пленочным зеркалом 2 и металлической отражающей пленкой 11 обратно в сторону сцинтиллятора 40 и, в итоге, выводится с поверхности вывода оптического изображения после прохождения сквозь сцинтиллятор 40 и влагостойкую защитную пленку 50.

Поскольку в сцинтилляционной панели 100 по данному варианту реализации используется тонкая алюминиевая подложка 10, это позволяет сохранить интенсивность радиации, падающей на сцинтиллятор 40, получая радиационное изображение (на самом деле - оптическое изображение 1_Е, соответствующее радиационному изображению 1_х) с высокой интенсивностью. Дополнительно, поскольку подлежащий выводу свет, испускаемый сцинтиллятором 40, эффективно направляется отражающей защитной пленкой 30, диэлектрическим пленочным зеркалом 2 и металлической отражающей пленкой 11 на поверхность вывода оптического изображения, интенсивность выводимого оптического изображения может быть дополнительно повышена. Поскольку это позволяет получить соответствующее радиационному изображению оптическое изображение с достаточной интенсивностью, даже когда интенсивность падающего света мала, можно уменьшить количество радиации, попадающей на исследуемый объект, и поэтому может быть достигнут эффект снижения радиационного облучения объекта. Оптическое изображение 1_Ь, выводимое из сцинтилляционной панели 100, уменьшается зеркалом 450 и объективом 460 и направляется на плоскость изображения устройства 470 съема изображения. В качестве устройства 470 съема изображения, помимо, например, твердотельных устройств съема изображения, таких как приборы с зарядовой связью (ПЗС) или приборы на комплементарных структурах металл-оксид-полупроводник (КМОП), можно использовать электронно-лучевую передающую трубку или т. п. Устройство 470 съема изображения выводит электрический сигнал 1_Е, соответствующий оптическому изображению, падающему на плоскость изображения. Выведенный электрический сигнал 1_Е посылается на анализирующую рабочую станцию 490 через электронное устройство 480 и подвергается заранее заданной обработке для вывода изображения на дисплей или посылается для запоминания/хранения информации об изображении на запоминающее устройство, такое как, например, жесткий диск. Электрический сигнал 1_Е, соответствующий изображению, может посылаться на рабочую станцию 490 в виде аналогового сигнала или может преобразовываться в цифровой сигнал электронным устройством 480 или самим устройством 470 съема изображения. Электронное устройство 480 может выполнять, без ограничения оцифровкой, другие виды обработки полученного электрического сигнала 1_Е. Кроме того, электронное устройство 480 может управлять работой устройства 470 съема изображения. В данном варианте реализации применение уменьшающей оптической системы дает преимущество, заключающееся в том, что в качестве устройства 470 съема изображения можно использовать устройство съема изображения небольшого размера.

- 6 015114

Датчик радиационного изображения, использующий сцинтилляционную панель 100 по настоящему изобретению, не ограничивается описанным выше вариантом реализации. На фиг. 6 представлен вид в сечении, показывающий компоновку другого датчика радиационного изображения, в котором используется сцинтилляционная панель 100 по данному варианту реализации. Датчик 600 радиационного изображения по этому варианту реализации содержит сцинтилляционную панель 100 и устройство 500 съема изображения, которое расположено напротив нее и преобразует свет, выводимый из сцинтиллятора 40 сцинтилляционной панели 100, в электрический сигнал. В этом случае поверхность вывода оптического изображения сцинтилляционной панели 100 расположена на стороне плоскости изображения устройства 500 съема изображения. То есть сцинтиллятор 40 расположен между устройством 500 съема изображения и подложкой 10. Сцинтилляционная панель 100 и устройство 500 съема изображения могут быть соединены или могут быть не соединены друг с другом. Кроме того, не всегда необходимо, чтобы они находились в контакте, и они могут располагаться на расстоянии друг от друга. Если они соединены, то они могут быть соединены клеем или же может быть использован оптический соединительный материал (материал с согласованным коэффициентом преломления) для снижения потерь света с тем, чтобы испускаемый свет эффективно направлялся на плоскость изображения устройства 500 съема изображения с учетом коэффициентов преломления сцинтиллятора 40 и защитной пленки 50. Дополнительно они могут быть объединены механически путем использования не показанного крепежного элемента.

Аналогично датчику радиационного изображения по первому варианту реализации, также и в данном варианте реализации радиационное изображение, падающее от поверхности входа радиации, преобразуется в электрический сигнал, попадая на сцинтиллятор 40, где оно преобразуется в оптическое изображение, и направляется на устройство 500 съема изображения. Подавая этот электрический сигнал на непоказанное анализирующее устройство, можно далее выполнять вывод на дисплей, сохранение/запоминание и т.п., и при этом можно получить те же эффекты, что и для датчика радиационного изображения по первому варианту реализации. Поскольку в данном варианте реализации сцинтилляционная панель и устройство 500 съема изображения могут быть интегрированы, обращение с таким датчиком облегчается и, кроме того, возникает преимущество, заключающееся в том, что отсутствие оптической системы облегчает регулировку.

Далее следует описание результатов проверки различий в эффектах в зависимости от наличия диэлектрического пленочного зеркала 2 сцинтилляционной панели 100 по данному варианту реализации. На фиг. 7 представлен вид в сечении, показывающий компоновку сцинтилляционной панели 200, которая послужит сравнительным примером. Эта сцинтилляционная панель 200 имеет компоновку, образованную герметизацией алюминиевой подложки 10 защитной пленкой 30, формированием сцинтиллятора 40 на одной из ее поверхностей и покрытием всей сборки влагостойкой защитной пленкой 50, при этом из сцинтилляционной панели 100 по данному варианту реализации исключены металлическая отражающая пленка 11 и диэлектрическое пленочное зеркало 2, а другие аспекты компоновки являются такими же, как и у сцинтилляционной панели 100.

На фиг. 8 приведен график, показывающий спектральный коэффициент отражения подлежащей формированию сцинтиллятора 40 поверхности подложки 10 и защитной пленки 30, если смотреть со стороны сцинтиллятора 40 в сцинтилляционной панели 200 по фиг. 7. Понятно, что имеются потери на поглощение, немного превышающие 10%, хотя эта поверхность имеет коэффициент отражения 80-90% от области видимого света до области ближнего инфракрасного излучения.

Далее следует описание случая, при котором имеется диэлектрическое пленочное зеркало 2. На фиг. 9А и 9В показаны детали диэлектрического зеркала сцинтилляционных панелей, причем обе они используют конструкцию, в которой пленка 21 8ίΘ₂ и пленка 22 Т1О₂ поочередно и послойно нанесены на алюминиевую подложку 10, и они отличаются друг от друга только порядком послойного нанесения слоев. В диэлектрическом зеркале 9А, как и в сцинтилляционной панели 100 по данному варианту реализации, в качестве первого слоя на алюминиевую подложку 10 нанесена пленка 21а 81О₂ с низким коэффициентом преломления, а в качестве второго слоя на нее нанесена пленка 22а Т1О₂ с высоким коэффициентом преломления, и затем этот порядок повторяется. С другой стороны, в диэлектрическом зеркале, показанном на фиг. 9В, наоборот, в качестве первого слоя на алюминиевую подложку 10 нанесена пленка 22а Т1О₂ с высоким коэффициентом преломления, а на нее в качестве второго слоя нанесена пленка 21а 81О₂ с низким коэффициентом преломления, и затем этот порядок повторяется.

На фиг. 10 и 11 показаны спектральные коэффициенты отражения в случае соответствующих конструкций по фиг. 9 А и 9В. В конструкции по фиг. 9 А можно получить коэффициент отражения почти 95%, даже если диэлектрическое зеркало состоит из двух слоев, как в данном варианте реализации, при этом при шести слоях коэффициент отражения превышает 99%, а при десяти слоях коэффициент отражения достигает 99,8%. В конструкции по фиг. 9В около 600 нм наблюдается явление сильного подавления отражательной способности. В спектре излучения сцинтиллятора 40 (см. фиг. 4) количество энергии в этой области, где отражающая способность подавлена, не является пренебрежимым, поэтому интенсивность получаемого оптического изображения становится более низкой, чем в конструкции по фиг. 9А.

На фиг. 12 представлен график, показывающий в сравнении спектральные коэффициенты отраже

- 7 015114 ния в том случае, когда в конструкции по фиг. 9А на ее поверхности имеется или отсутствует защитная пленка 30. Как показано на фиг. 12, хотя коэффициент отражения имеет тенденцию к небольшим и периодическим флуктуациям при формировании органической пленки по сравнению со случаем, когда такая пленка отсутствует, можно понять, что коэффициент отражения в целом улучшился. В таблице показана разница в коэффициентах отражения света на длине волны 560 нм в зависимости от количества послойно нанесенных диэлектрических слоев в такой конструкции.

Коэффициент отражения света в зависимости от количества слоев

Из приведенной таблицы понятно, что эффект повышения отражательной способности выше, когда пленка Т1О₂ послойно нанесена четным слоем, чем эффект повышения отражательной способности в том случае, когда пленка 21 §1О₂ послойно нанесена нечетным слоем. Поэтому с учетом издержек и т.п. предпочтительно обеспечивать количество послойно нанесенных слоев, равное четному числу.

На фиг. 13 и 14 приведены графики, показывающие в сравнении спектральные коэффициенты отражения материалом подложки 10 по фиг. 9 А. Фиг. 13, на которой показан спектральный коэффициент отражения в случае подложки 10, показанной на фиг. 9А, представляет собой упрощенный график по фиг. 10. На фиг. 14 показан спектральный коэффициент отражения в случае, когда подложка, показанная на фиг. 9, была заменена стеклом. Можно видеть, что при большом количестве слоев (20 слоев) разницы между ними почти нет, однако спектральный коэффициент отражения испытывает влияние слоя подложки, когда количество слоев мало. Соответственно было подтверждено, что является предпочтительным, чтобы первый слой диэлектрического зеркала был сформирован на светоотражающей поверхности, как показано в данном варианте реализации, когда количество слоев мало.

Как было описано выше, хотя для улучшения отражательной способности является предпочтительным, чтобы количество слоев диэлектрических пленок было большим, поскольку с помощью даже двух слоев можно получить коэффициент отражения 95%, а с помощью десяти слоев можно получить коэффициент отражения 99,85%, эффект повышения коэффициента отражения, обеспечиваемый при более многослойных диэлектрических пленках, невелик. В то же время, материалы, составляющие диэлектрические пленки, не обладают достаточными гибкостью, эластичностью и пластичностью. Во время процесса производства сцинтилляционной панели 100 по данному варианту реализации в подложке 10 вследствие формирования сцинтиллятора 40 может возникнуть коробление от нескольких десятых миллиметра до нескольких миллиметров, но диэлектрические пленки обладают плохой стойкостью к деформации, вызываемой таким короблением, и в результате может возникать дефект, такой как трещина. Чем больше количество слоев и толщина слоев диэлектрических пленок, тем больше вероятность того, что появится трещина, поэтому предпочтительно, чтобы эта толщина не превышала приблизительно 1 мкм. Следовательно, диэлектрические пленки дают возможность реализовать как массовое производство, так и высокую отражательную способность, если они предусмотрены по порядку величины с десятью или менее слоями по количеству слоев и с толщиной 1 мкм или менее.

Второй вариант реализации.

Далее будут описаны некоторые другие варианты реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению. На фиг. 15 представлен вид в сечении второго варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению, а на фиг. 16 увеличенный вид ее части XVI. Компоновка этой сцинтилляционной панели 100а в основном та же, что и сцинтилляционной панели 100 по первому варианту реализации, показанной на фиг. 2 и 3, и отличается только в том, что в опоре 1а вместо алюминиевой подложки 10 используется подложка 10а из аморфного углерода. По той же причине, что и в первом варианте реализации, подложку 10а из аморфного углерода предпочтительно предусмотреть с толщиной, составляющей от 0,3 до 1,0 мм. В этом варианте реализации, как и в первом варианте реализации,

- 8 015114 можно получить оптическое изображение с высокой интенсивностью. Поскольку подложка из аморфного углерода имеет более высокий коэффициент пропускания радиации, чем алюминиевая подложка, можно получить более удовлетворительное оптическое изображение.

Третий вариант реализации.

На фиг. 17 приведен вид в сечении, показывающий компоновку третьего варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению. Эта сцинтилляционная панель 101 отличается только тем, что в ней используется десятислойное диэлектрическое пленочное зеркало 2Ь вместо диэлектрического пленочного зеркала 2 по первому варианту реализации. Что касается порядка послойного нанесения диэлектрического пленочного зеркала 2Ь, то как и в диэлектрическом пленочном зеркале 2 по первому варианту реализации, первым слоем на металлическую отражающую пленку 11 наносится пленка 21а 8ίΘ₂ с низким коэффициентом преломления, а на нее вторым слоем наносится пленка 22а Т1О₂ с высоким коэффициентом преломления, после чего послойное нанесение пленки δίθ₂ и пленки Т1О₂ повторяют четыре раза. Как и в первом варианте реализации, толщина пленок 21а-21е δίθ₂ составляет 95 нм, а толщина пленок 22а-22е Т1О₂ составляет 60 нм. Поскольку в соответствии с данным вариантом реализации может быть реализован отражающий слой с высоким коэффициентом отражения в 99,85%, как показано на фиг. 12 и в табл. 1, можно получить оптическое изображение с более высокой интенсивностью. В то же время, даже если послойно нанести более десяти диэлектрических слоев, улучшение отражательной способности будет невелико, а трудности, связанные с послойным нанесением слоев, увеличатся, выход продукции снизится, а издержки производства увеличатся, и поэтому послойное нанесение более чем десяти слоев не является предпочтительным.

Четвертый вариант реализации.

На фиг. 18 представлен вид в сечении, показывающий компоновку четвертого варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению. Эта сцинтилляционная панель 102 отличается только тем, что из опоры 1с исключена отражающая защитная пленка 30, которая была предусмотрена в первом варианте реализации. Хотя более предпочтительным является применение отражающей защитной пленки 30, как в первом варианте реализации, с точки зрения защиты металлической отражающей пленки 11 от ухудшения из-за составляющего компонента сцинтиллятора и с точки зрения некоторого улучшения отражательной способности, отражающая защитная пленка 30 не является существенным конструктивным элементом настоящего изобретения. В данном варианте реализации диэлектрическое пленочное зеркало 2 составляют два диэлектрических слоя, и поскольку эти два диэлектрических слоя функционируют как защитная пленка, ухудшение металлической отражающей пленки 11 под воздействием составляющего компонента сцинтиллятора можно эффективно предотвратить даже без специальной защитной пленки 30.

Пятый вариант реализации.

На фиг. 19 показан вид в сечении, показывающий компоновку пятого варианта реализации сцинтилляционной панели по настоящему изобретению. Эта сцинтилляционная панель 103 предусмотрена путем дальнейшего исключения металлической отражающей пленки 11 опоры 16 из четвертого варианта реализации. Сглаживание поверхности алюминиевой подложки 10 до зеркальной поверхности позволяет придать поверхности подложки 10 ту же самую функцию, что и у металлической отражающей пленки. Кроме того, даже в состоянии неполной зеркальности эта поверхность может работать как отражающая поверхность, при условии, если можно ей придать достаточную отражательную способность. Согласно данному варианту реализации радиационное изображение с высокой интенсивностью можно получить при простой компоновке. Вместо алюминиевой подложки можно использовать другую металлическую подложку, поверхность которой обладает светоотражательной способностью. В качестве металлов, заменяющих алюминий, можно предпочтительно использовать, например, золото, серебро и т. п., поскольку они обладают высокой отражательной способностью.

Шестой вариант реализации.

На фиг. 20 приведен вид в перспективе с частичным вырезом сцинтилляционной панели по шестому варианту реализации. На фиг. 21 представлен вид в сечении по линии XXI-XXI, показанной на фиг. 20. Как показано на фиг. 20 и 21, сцинтилляционная панель 110 содержит алюминиевую положку 10, слой 64 оксида алюминия, сформированный на поверхности алюминиевой положки 10, и промежуточную пленку 66, которая предусмотрена на слое 64 оксида алюминия и обладает прозрачностью для радиации. Слой 64 оксида алюминия и промежуточная пленка 66 находятся в тесном контакте друг с другом. Сцинтилляционная панель 110 также содержит металлическую пленку 68, которая предусмотрена на промежуточной пленке 66 и обладает прозрачностью для радиации и светоотражательной способностью, оксидный слой 70, покрывающий металлическую пленку 68 и обладающий прозрачностью для радиации и прозрачностью для света, защитную пленку 30, покрывающую оксидный слой 70 и обладающую прозрачностью для радиации и прозрачностью для света, и сцинтиллятор 40 (пример преобразующей части, выполненной с возможностью преобразования радиационного изображения), предусмотренный на защитной пленке 30. Промежуточная пленка 66, металлическая пленка 68, оксидный слой 70, защитная пленка 30 и сцинтиллятор 40 находятся в тесном контакте друг с другом.

В этом варианте реализации алюминиевая подложка 10, слой 64 оксида алюминия, промежуточная

- 9 015114 пленка 66, металлическая пленка 68 и оксидный слой 70 полностью герметизированы защитной пленкой 30. Защитная пленка 30 предотвращает коррозию металлической пленки 68 из-за микроотверстий и т.п., образующихся в оксидном слое 70. Кроме того, алюминиевая подложка 10, слой 64 оксида алюминия, промежуточная пленка 66, металлическая пленка 68, оксидный слой 70, защитная пленка 30 и сцинтиллятор 40 полностью герметизированы защитной пленкой 50.

Когда радиация 90, например рентгеновское излучение, падает на сцинтиллятор 40 со стороны алюминиевой подложки 10, из сцинтиллятора 40 испускается свет 92, например видимый свет. Следовательно, когда на сцинтилляционную панель 10 падает радиационное изображение, сцинтиллятор 40 преобразует это радиационное изображение в световое изображение. Радиация 90 последовательно проходит через защитную пленку 50, защитную пленку 30, алюминиевую подложку 10, слой 64 оксида алюминия, промежуточную пленку 66, металлическую пленку 68, оксидный слой 70 и защитную пленку 30, достигая в результате сцинтиллятора 40. Свет 92, испускаемый из сцинтиллятора 40, проходит сквозь защитную пленку 50 наружу, пройдя через защитную пленку 30, отражается металлической пленкой 68 и оксидным слоем 70 наружу. Сцинтилляционная панель 110 используется для медицинской и промышленной рентгеноскопии и т.п.

Алюминиевая подложка 10 представляет собой подложку, в основном выполненную из алюминия, но может содержать примеси и пр. Предпочтительно толщина алюминиевой подложки 10 составляет 0,3-1,0 мм, как и в первом варианте реализации.

Слой 64 оксида алюминия сформирован путем анодного окисления алюминия и состоит из пористого оксида алюминия (т.е. алюмита (а1итйе)). Слой 64 оксида алюминия затрудняет повреждение алюминиевой подложки 10. Если алюминиевая подложка 10 повреждается, отражательная способность алюминиевой подложки 10 будет меньше желаемой величины, и на всей поверхности алюминиевой подложки 10 не будет получена равномерная отражательная способность. Повреждена ли алюминиевая подложка 10 или нет, можно определять, например, визуально. Слой 64 оксида алюминия может быть сформирован на алюминиевой подложке 10 только на одной стороне, на которой формируется сцинтиллятор 40, на обеих сторонах алюминиевой подложки 10, или так, чтобы покрывать алюминиевую подложку 10 целиком. Формирование слоя 64 оксида алюминия на обеих сторонах алюминиевой подложки 10 может уменьшить коробление и изгибы алюминиевой подложки 10 и таким образом может предотвратить неравномерность парофазного осаждения сцинтиллятора 40. Формирование слоя 64 оксида алюминия также может сгладить полосы, возникающие при формировании алюминиевой подложки 10 прокаткой. Следовательно, даже если на алюминиевой подложке 10 сформирована отражающая пленка (металлическая пленка 68 и оксидный слой 70), то в пределах всей поверхности алюминиевой подложки 10 в отражающей пленке можно добиться равномерной отражательной способности. Предпочтительно толщина слоя 64 оксида алюминия составляет от 10 до 5000 нм. Когда толщина слоя 64 оксида алюминия меньше 10 нм, эффект защиты от повреждений алюминиевой подложки 10 имеет тенденцию уменьшаться. Если толщина слоя 64 оксида алюминия превышает 5000 нм, появляется тенденция к отслоению слоя 64 оксида алюминия, особенно на угловых участках алюминиевой подложки 10, что приводит к появлению больших трещин в слое 64 оксида алюминия и к ухудшению влагостойкости слоя 64 оксида алюминия. В одном примере толщина слоя 64 оксида алюминия составляет 1000 нм. Толщина слоя 64 оксида алюминия соответственно определяется согласно размеру и толщине алюминиевой подложки 10.

На фиг. 22 приведен график, показывающий пример Оже-спектра слоя оксида алюминия в сцинтилляционной панели. В этом примере проведен элементный анализ в направлении толщины слоя 64 оксида алюминия путем травления распылением слоя 64 оксида алюминия ионами аргона в течение 31 мин. В этом случае обнаруживаются алюминий, кислород и аргон. При этом аргон появляется из ионов аргона во время травления распылением и поэтому не является элементом, содержащимся в слое 64 оксида алюминия. Следовательно, слой 64 оксида алюминия в этом примере содержит алюминий и кислород.

Вновь вернемся к фиг. 20 и 21. Промежуточная пленка 66 и защитные пленки 30 и 50 являются органическими или неорганическими пленками, которые могут быть выполнены из отличающихся друг от друга материалов или из одного и того же материала. Промежуточная пленка 66 и защитные пленки 22 и 26 выполнены из полипараксилилена или ему подобного материала, как и в первом варианте реализации. В одном примере промежуточная пленка 66 и защитные пленки 22 и 26 имеют толщину по 10 мкм каждая. Промежуточная пленка 66 уменьшает мелкие неравномерности слоя 64 оксида алюминия, тем самым способствуя формированию на слое 64 оксида алюминия имеющей равномерную толщину металлической пленки 68.

Металлическая пленка 68 состоит, например, из А1, но может также выполняться из Ад, Сг, Си, N1, Мд, Р11. Р1, Аи и т.п. Из них предпочтительными являются А1 или Ад. Металлическая пленка 68, помимо элементов-металлов, также может содержать другие элементы, такие как кислород. Металлическая пленка 68 может быть образована множеством металлических пленок, например пленкой Сг и нанесенной на нее пленкой Аи. Предпочтительно толщина металлической пленки 68 составляет от 50 до 200 нм. В одном примере толщина металлической пленки 68 составляет 70 нм.

На фиг. 23 представлен график, показывающий пример Оже-спектра металлической пленки в такой

- 10 015114 сцинтилляционной панели. В этом примере проведен элементный анализ в направлении толщины металлического слоя 18 путем травления распылением металлической пленки 68 ионами аргона в течение 20 мин. В этом случае обнаруживаются алюминий, кислород и аргон. При этом аргон появляется из ионов аргона во время травления распылением и не является элементом, содержащимся в металлической пленке 68. Хотя она и содержит кислород, металлическую пленку 68 можно четко отличить от слоя 64 оксида алюминия по формам их Оже-спектров.

Вновь вернемся к фиг. 20 и 21. Оксидный слой 70 выполнен из оксида металла, например 8ίΟ₂, ΤίΟ₂ или им подобного. Оксидный слой 70 может быть образован множеством оксидных слоев, выполненных из отличающихся друг от друга материалов, например пленки 8ίΟ₂ и пленки ΤίΟ₂. В одном примере толщина пленки 8ίΟ₂ составляет 80 нм, а толщина пленки ΤίΟ₂ составляет 50 нм. Толщина и количество нанесенных слоев пленок 8ίΟ₂ и ΤίΟ₂ определяются с учетом отражательной способности для длины волны света 92, испускаемого сцинтиллятором 40. Оксидный слой 70 также служит для предотвращения коррозии металлической пленки 68. Сцинтиллятор 40 имеет такую же структуру, что и сцинтиллятор 40 по первому варианту реализации.

Как пояснялось выше, сцинтилляционная панель 110 содержит алюминиевую подложку 10; слой 64 оксида алюминия, сформированный на поверхности алюминиевой подложки 10; металлическую пленку 68, предусмотренную на слое 64 оксида алюминия и обладающую прозрачностью для радиации и светоотражающей способностью; защитную пленку 30, покрывающую металлическую пленку 68 и обладающую прозрачностью для радиации и прозрачностью для света; и сцинтиллятор 40, предусмотренный на защитной пленке 30. Таким образом, свет 92, испускаемый из сцинтиллятора 40, отражается металлической пленкой 68, благодаря чему сцинтилляционная панель 110 может достичь большой яркости. Поскольку между слоем 64 оксида алюминия и сцинтиллятором 40 имеются металлическая пленка 68 и защитная пленка 30, предотвращается взаимная реакция алюминиевой подложки 10 и сцинтиллятора 40, даже если слой 64 оксида алюминия сформирован с трещинами, микроотверстиями и т.п. Как следствие этого, может быть предотвращена коррозия алюминиевой подложки 10. Формирование слоя 64 оксида алюминия может дополнительно сгладить повреждения поверхности алюминиевой подложки 10, благодаря чему могут быть достигнуты равномерные характеристики яркости и разрешающей способности по всей поверхности сцинтилляционной панели 110.

Сцинтилляционная панель 110 дополнительно содержит прозрачную для радиации промежуточную пленку 66, предусмотренную между слоем 64 оксида алюминия и металлической пленкой 68. Она позволяет повысить плоскостность поверхности слоя 64 оксида алюминия, тем самым повышая плоскостность металлической пленки 68. Следовательно, поверхностная равномерность отражательной способности металлической пленки 68 повышается. Она также может улучшать адгезию между слоем 64 оксида алюминия и металлической пленкой 68. Она может также предотвращать прохождение влаги, составляющих сцинтиллятор материалов и пр. сквозь трещины, микроотверстия и т.п., образовавшиеся в слое 64 оксида алюминия. Таким образом, дополнительно предотвращается коррозия алюминиевой подложки 10.

Сцинтилляционная панель 110 дополнительно содержит оксидный слой 70, покрывающий металлическую пленку 68 и обладающий прозрачностью для радиации и прозрачностью для света. Он может повысить влагостойкость металлической пленки 68 и предотвратить повреждение металлической пленки 68. Он также может повысить отражательную способность металлической пленки 68.

Далее будет описан способ изготовления сцинтилляционной панели 110 со ссылками на фиг. 24 А24С и 25А-25Э. Сначала, как показано на фиг. 24А, приготавливают алюминиевую подложку 10. Затем, как показано на фиг. 24В, анодным окислением на поверхности алюминиевой подложки 10 формируют слой 64 оксида алюминия. Например, для окисления алюминиевую подложку 10 подвергают электролизу в качестве анода в электролите, например разбавленной серной кислоте. При этом формируется слой 64 оксида алюминия, образованный сборкой гексагональных столбчатых ячеек, каждая из которых имеет маленькое отверстие в центре. Слой 64 оксида алюминия можно погружать в краситель для придания ему цвета. Это может повысить разрешающую способность или увеличить яркость. После его формирования слой 64 оксида алюминия подвергают процессу уплотнения для заполнения мелких отверстий.

Далее, как показано на фиг. 24С, на слое 64 оксида алюминия формируют промежуточную пленку 66 методом ХОПФ. Далее, как показано на фиг. 25А, на промежуточную пленку 66 методом вакуумного парофазного осаждения наносят металлическую пленку 68. Металлическую пленку 68 выполняют из алюминия, имеющего чистоту, например, 99,9%. После этого, как показано на фиг. 25В, на металлической пленке 68 формируют оксидный слой 70. Далее, как показано на фиг. 25С, методом ХОПФ формируют защитную пленку 30 с тем, чтобы герметизировать алюминиевую подложку 10, слой 64 оксида алюминия, промежуточную пленку 66, металлическую пленку 68 и оксидный слой 70 как единое целое. Далее, как показано на фиг. 25Ό, на защитной пленке 30 на оксидном слое 70 формируют сцинтиллятор 40, используя парофазное осаждение. Далее, как показано на фиг. 20 и 21, методом ХОПФ формируют защитную пленку 50 с тем, чтобы герметизировать алюминиевую подложку 10, слой 64 оксида алюминия, промежуточную пленку 66, металлическую пленку 68, оксидный слой 70, защитную пленку 30 и сцинтиллятор 40 как единое целое. Таким образом изготавливают сцинтилляционную панель 110. Герметизацию защитными пленками 22 и 26 можно реализовать как процесс герметизации по первому вариан

- 11 015114 ту реализации.

На фиг. 26 приведен вид, показывающий пример датчика радиационного изображения, содержащего такую сцинтилляционную панель. Датчик 110а радиационного изображения, показанный на фиг. 26, содержит сцинтилляционную панель 110 и устройство 500 съема изображения, которое расположено напротив сцинтилляционной панели 110, как и в датчике 600 радиационного изображения, показанном на фиг. 6, и выполнено с возможностью преобразовывать свет, испускаемый из сцинтиллятора 40, в электрический сигнал. Датчик 100а радиационного изображения содержит сцинтилляционную панель 110 и устройство 70 съема изображения, выполненное с возможностью преобразовывать свет 92, испускаемый из сцинтиллятора 40 сцинтилляционной панели 110, в электрический сигнал. Следовательно, датчик 100а радиационного изображения позволяет предотвратить коррозию алюминиевой подложки 10, имея при этом высокую яркость.

Седьмой вариант реализации.

На фиг. 27 приведен вид в сечении, схематически показывающий сцинтилляционную панель по седьмому варианту реализации. Сцинтилляционная панель 120, показанная на фиг. 27, имеет такую же конструкцию, что и сцинтилляционная панель 110, за исключением того, что промежуточная пленка 66 полностью герметизирует алюминиевую подложку и слой 64 оксида алюминия. Следовательно, сцинтилляционная панель 120 не только выполняет те же функции и дает те же эффекты, что и сцинтилляционная панель 110, но и дополнительно улучшает влагостойкость алюминиевой подложки 10 и, следовательно, позволяет более надежно предотвращать коррозию алюминиевой подложки 10.

Восьмой вариант реализации.

На фиг. 28 представлен вид в сечении, схематически показывающий сцинтилляционную панель по восьмому варианту реализации. Сцинтилляционная панель 130, показанная на фиг. 28, имеет такую же структуру, что и сцинтилляционная панель 110, за исключением того, что в ней отсутствует промежуточная пленка 66. Следовательно, сцинтилляционная панель 130 не только выполняет те же функции и дает те же эффекты, что и сцинтилляционная панель 110, но и может упростить конструкцию. На фиг. 29 представлена СЭМ-фотография в разрезе примера такой сцинтилляционной панели.

При формировании металлической пленки 68 на слое 64 оксида алюминия толщина металлической пленки 68 предпочтительно составляет 50-200 нм с учетом равномерности характеристики отражения, прочности адгезии и т.п. металлической пленки 68. Предпочтительно, для того чтобы состояние поверхности алюминиевой подложки 10 не оказывало влияния на металлическую пленку 68, толщина слоя 64 оксида алюминия превышает толщину металлической пленки 68. В одном примере толщина слоя 64 оксида алюминия составляет 1000 нм.

Девятый вариант реализации.

На фиг. 30 представлен вид в сечении, схематически показывающий сцинтилляционную панель по девятому варианту реализации. Сцинтилляционная панель 140, показанная на фиг. 30, имеет такую же структуру, что и сцинтилляционная панель 110, за исключением того, что в ней отсутствует оксидный слой 70. Следовательно, сцинтилляционная панель 140 не только выполняет те же функции и дает те же эффекты, что и сцинтилляционная панель 110, но и может также упростить конструкцию.

Десятый вариант реализации.

На фиг. 31 представлен вид в сечении, схематически показывающий сцинтилляционную панель по десятому варианту реализации. Сцинтилляционная панель 150, показанная на фиг. 31, имеет такую же структуру, что и сцинтилляционная панель 140, за исключением того, что промежуточная пленка 66 полностью герметизирует алюминиевую подложку 10 и слой 64 оксида алюминия. Следовательно, сцинтилляционная панель 150 не только выполняет те же функции и дает те же эффекты, что и сцинтилляционная панель 140, но и дополнительно улучшает влагостойкость алюминиевой подложки 10, и тем самым может более надежно предотвращать коррозию алюминиевой подложки 10.

Одиннадцатый вариант реализации.

На фиг. 32 представлен вид в сечении, схематически показывающий сцинтилляционную панель по одиннадцатому варианту реализации. Сцинтилляционная панель 160, показанная на фиг. 32, дополнительно содержит прозрачную для радиации усилительную пластину 600, прикрепленную к алюминиевой подложке 10, в дополнение к конструкции сцинтилляционной панели 110. Алюминиевая подложка 10 расположена между усилительной пластиной 600 и сцинтиллятором 40.

Усилительная пластина 600 прикреплена к алюминиевой подложке 10, например, двухсторонней клейкой лентой, клеем или т.п. В качестве усилительной пластины 600 можно применять (1) армированные углеродным волокном пластмассы (углепластики), (2) углеродные плиты (изготавливаемые карбонизацией и отверждением древесного угля и бумаги), (3) углеродные подложки (графитовые подложки), (4) пластиковые подложки, (5) сэндвич-структуры из выполненных тонкими вышеперечисленных подложек (1)-(4) со вспененным полимером и т.п. Предпочтительно толщина усилительной пластины 600 превышает общую толщину алюминиевой подложки 10 и слоя 64 оксида алюминия. Это повышает прочность сцинтилляционной панели 160 в целом. Предпочтительно усилительная пластина 600 является большей, чем сцинтиллятор 40, если смотреть в направлении толщины алюминиевой подложки 10. Более конкретно, будет предпочтительным, когда усилительная пластина 600 закроет сцинтиллятор 40, если

- 12 015114 смотреть в направлении толщины алюминиевой подложки 10 со стороны усилительной пластины 600. Это предотвращает затенение, проецируемое усилительной пластиной 600. В частности, это может предотвратить появление неравномерности изображения из-за тени усилительной пластины 600 в том случае, когда используется радиационное изображение 90 с низкой энергией.

Сцинтилляционная панель 160 не только выполняет те же функции и дает те же эффекты, что и сцинтилляционная панель 110, но и позволяет дополнительно улучшить плоскостность и жесткость. Следовательно, сцинтилляционная панель 160 может предотвратить отслаивание сцинтиллятора 40 при изгибе алюминиевой подложки 10. Поскольку в датчике 100 радиационного изображения, показанном на фиг. 7, сцинтилляционная панель используется как единый узел, в нем полезно применять сцинтилляционную панель 160, обладающую высокой жесткостью.

Усилительная пластина 600 может быть прикреплена не только к сцинтилляционной панели 110, но и к одной из сцинтилляционных панелей 120, 130 и 140.

Настоящее изобретение не ограничивается компоновками вышеописанных вариантов реализации и охватывает также различные комбинации соответствующих вариантов реализации и замены в них и т.п. Например, в третьем и четвертом вариантах реализации подложку можно заменить на подложку, выполненную из иного металла, а не алюминия, или, далее, ее можно заменить на другую пропускающую радиацию подложку, например подложку из аморфного углерода, кремниевую подложку или стеклянную подложку.

В вышеописанных вариантах реализации в качестве материала первого слоя (слоя с низким коэффициентом преломления) диэлектрических пленочных слоев использовался 8ίΟ₂, а в качестве материала второго слоя (слоя с высоким коэффициентом преломления) - Т1О₂, однако можно использовать и другие материалы. В качестве материала слоя с высоким коэффициентом преломления можно использовать, например, материал, содержащий по меньшей мере один из материалов, включающих, например, Т1О₂, а также Ν6₂Ο₅, Та₂О₅, НГО₂ и ΖγΟ₂.

Дополнительно стабильность металлической отражающей пленки можно улучшить, например, предусматривая неорганическую или органическую пленку, такую как оксидная пленка, между подложкой и металлической отражающей пленкой. В качестве способа формирования оксидной пленки, помимо способа формирования оксидной пленки на подложке парофазным осаждением или т.п., если пленка выполнена из металла, подобная оксидная пленка может быть сформирована путем оксидирования поверхности подложки.

Хотя сцинтилляционная панель была здесь в качестве примера описана как панель преобразования радиационного изображения, в качестве преобразующей части, которая преобразует радиационное изображение в оптическое изображение, вместо сцинтиллятора можно использовать фотостимулируемый люминофор, например С§Вг, легированный Ей. Радиационное изображение сразу преобразуется фотостимулируемым люминофором в скрытое изображение, а видимое оптическое изображение можно считывать, сканируя такое скрытое изображение лазерным излучением. Считанное таким образом видимое оптическое изображение детектируется различными фотодетекторами, такими как, например, линейный датчик, датчик изображения и фотоумножитель.

Claims (12)

1. ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ

   1. Панель преобразования радиационного изображения, содержащая преобразующую часть, которая преобразует радиационное изображение в оптическое изображение, на опоре, причем эта опора содержит металлический отражатель и диэлектрическое пленочное зеркало, содержащее, по меньшей мере, первый диэлектрический слой, который находится в контакте с металлическим отражателем и сформирован на нем, и второй диэлектрический слой, который сформирован на первом диэлектрическом слое и имеет более высокий коэффициент преломления, чем у первого диэлектрического слоя, для света оптического изображения, выводимого из преобразующей части, при этом преобразующая часть сформирована на стороне диэлектрического пленочного зеркала.
2. 2. Панель по п.1, в которой упомянутая преобразующая часть является сцинтиллятором, состоящим из множества игольчатых кристаллов.
3. 3. Панель по п.1, в которой первый диэлектрический слой содержит 8ίΟ₂, а второй диэлектрический слой содержит по меньшей мере один материал из Т1О₂, Ν6₂Ο₅, Та₂О₅, НЮ₂ и ΖγΟ₂.
4. 4. Панель по п.1, в которой диэлектрическое пленочное зеркало сформировано путем послойного нанесения трех или более слоев из первого диэлектрического слоя и второго диэлектрического слоя поочередно.
5. 5. Панель по п.4, в которой количество послойно нанесенных слоев диэлектрического пленочного зеркала составляет 10 слоев или менее.
6. 6. Панель по п.4, в которой толщина диэлектрического пленочного зеркала в целом составляет 1 мкм или менее.
7. 7. Панель по п.1, дополнительно содержащая прозрачную органическую пленку, которая сформи

   - 13 015114 рована на диэлектрическом пленочном зеркале, по меньшей мере, между зеркалом и преобразующей частью и имеет более низкий коэффициент преломления, чем у второго диэлектрического слоя, для света, испускаемого преобразующей частью.
8. 8. Панель по п.1, в которой металлический отражатель является тонкой металлической пленкой.
9. 9. Панель по п.8, дополнительно содержащая несущую подложку, которая поддерживает металлический отражатель.
10. 10. Панель по п.1, в которой металлический отражатель является металлической подложкой.
11. 11. Панель по п.8 или 10, в которой металлический отражатель сформирован из алюминия, золота или серебра.
12. 12. Датчик радиационного изображения, содержащий панель преобразования радиационного изображения по любому из пп.1-11 и устройство съема изображения, которое преобразует оптическое изображение, выводимое из преобразующей части в электрический сигнал.