JP4057316B2 - シンチレータパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用、工業用のＸ線撮影等に用いられるシンチレータパネルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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器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、放射線検出器により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】
代表的な放射線検出器としては、アルミニウム、ガラス、溶融石英等の基板上にシンチレータを形成してシンチレータパネルを形成し、これと撮像素子とを貼り合わせた構造を有する放射線検出器が存在する。この種の放射線検出器においては、基板側から入射する放射線をシンチレータで光に変換して撮像素子で検出している（特公平７−２１５６０号公報参照）。
【０００４】
さらに、シンチレータパネルの光出力を増大させるために、図１０に示されるように、シンチレータ１３の光出力面と反対の面（ここでは、基板１０側）に金属反射膜１１を設け、この金属反射膜１１がシンチレータ１３と接触することでシンチレータ１３成分による変質を防止するために、金属反射膜１１を保護膜１２で覆った構造のシンチレータパネル１ｘがある（特許第３１２６７１５号）。そして、シンチレータ１３の防湿のため防湿膜１４でシンチレータ１３が被覆されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、この構造で大画面のシンチレータパネル１ｘを作成した際に、まれに金属反射膜１１の劣化が発生することから、この劣化を効果的に抑制する手法を検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、金属反射膜のシンチレータ成分による劣化をさらに効果的に抑制することが可能なシンチレータパネルおよびその製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは金属反射膜の劣化が発生したシンチレータパネルを詳細に調べた結果、以下の知見を得た。シンチレータ１３を蒸着によって形成する際に、保護膜１２で覆われている金属反射膜１１部分上にのみシンチレータ１３が形成されるようにマスク等を用いたとしても、マスクを回り込むなどしてシンチレータ成分が保護膜１２で覆われていない基板１０の側壁等へと付着することがある。付着したシンチレータ成分は、保護膜１２と基板１０との間へ浸透して内部の金属反射膜１１へと達し、金属反射膜１１を腐食させてしまう。
【０００７】
そこで、このような蒸着時に付着しうるシンチレータ成分の金属反射膜への到達を確実に抑制するため、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線透過性の基板と、この基板の一方の表面上に形成された金属反射膜と、この金属反射膜を覆うとともに、基板の少なくとも側壁まで覆っている保護有機膜と、金属反射膜上の保護有機膜上に蒸着によって多数の針状結晶として形成されたアルカリハライド系のシンチレータと、このシンチレータを覆う防湿有機膜と、を備えており、保護有機膜は、シンチレータ蒸着時におけるシンチレータ成分の基板および金属反射膜への付着を防止し、防湿有機膜は、保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を含めて覆っていることを特徴とする。
【０００８】
一方、本発明に係るシンチレータパネルの製造方法は、放射線透過性の基板の一方の表面上に金属反射膜を形成する工程と、この金属反射膜を含めて基板の少なくとも一方の表面からその側壁までを覆う保護有機膜を形成する工程と、保護有機膜により、金属反射膜および基板へのシンチレータ成分の付着を防止しつつ、実質的に金属反射膜上の保護有機膜表面の所定部分のみにアルカリハライド系のシンチレータ成分を蒸着することで多数の針状結晶として成長させてシンチレータを形成する工程と、シンチレータおよび所定部分外に付着したシンチレータ成分を含めて覆う防湿有機膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このように、金属反射膜を覆う保護有機膜が基板の金属反射膜形成面から基板側壁までを覆っていることで、保護有機膜が基板により確実に密着し、基板と保護有機膜との間にシンチレータ成分が浸透しうる隙間の形成を確実に抑制できる。そして、シンチレータパネルを大型化するとともに、有効画像面積を大型化して、金属反射膜が基板の一方の表面のほぼ全面に形成されているような場合でも保護有機膜が側壁で基板に密着することで、保護有機膜の周縁部からのはがれを確実に防止できる。有機膜を用いることで基板表面から側壁にかけて均一な膜の形成が容易である。蒸着時にマスク等を回り込むシンチレータ成分も基板の裏面（シンチレータ形成面とは反対の面）まで達することはなく、付着するとしても保護有機膜上にとどまる。そして、防湿有機膜により、シンチレータおよび保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を被覆することで保護有機膜上に付着したシンチレータ成分が他へ移動することがない。このため、金属反射膜へのシンチレータ成分の浸透を確実に防止できる。
【００１０】
この保護有機膜は、基板の他方の表面（裏面）までを実質的に覆っていることが好ましい。このようにすると、保護有機膜のはがれを防止することができるとともに、シンチレータ成分や水分の保護有機膜と基板との隙間への浸透をさらに確実に防止できる。
【００１１】
また、保護有機膜は、気相成長により形成される有機膜であることが好ましい。気相成長を用いて有機膜を形成することで、金属反射膜上から基板の側壁に達する均一な膜を容易かつ安定して製造することができる。
【００１２】
あるいは、保護有機膜は、金属反射膜側の第１の保護有機膜と、基板側の第２の保護有機膜からなり、第１の保護有機膜の周縁部が第２の保護有機膜と金属反射膜の周縁部かその外側で積層されていてもよい。
【００１３】
このような保護有機膜は、（１）金属反射膜上を覆うとともに、基板のその周囲に露出している表面まで少なくとも覆う第１の保護有機膜を形成してから、この第１の保護有機膜の周縁部から基板の側壁までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成するか、（２）基板の側壁から金属反射膜の周縁部までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成してから、金属反射膜上を覆い、金属反射膜の周縁部で第２の保護有機膜と積層される第１の保護有機膜を形成する、ことで形成することができる。
【００１４】
このように基板の表面側で金属反射膜を主に覆う第１の保護有機膜と、主に基板の側壁部を覆う第２の保護有機膜を設け、金属反射膜の周縁部またはその外側でこれらの保護有機膜を積層することで塗布等によって有機膜を形成する場合に、金属反射膜から基板側壁までの遮蔽性を確実なものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。なお、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分がありその寸法比は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【００１６】
図１は、本発明に係るシンチレータパネルの第１の実施形態を示す断面構成図である。このシンチレータパネル１は、放射線透過性の基板１０（ガラス、アモルファスカーボンその他の炭素を主成分とする材料からなる）の一方の表面上に、金属反射膜１１が形成されている。この金属反射膜１１はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ中の材料からなる。この金属反射膜１１上から基板１０を包み込むような形で保護有機膜１２が形成されている。この保護有機膜１２は、例えば、ポリパラキシリレンからなる。金属反射膜１１と保護有機膜１２の積層された部分の表面上には、基板１０を透過して入射した放射線を可視光へと変換するシンチレータ１３が形成されている。この、シンチレータ１３には、例えば、ＴｌドープのＣｓＩが用いられている。ＣｓＩは多数の針状結晶が林立した構造を有している。このシンチレータ１３は、基板１０と共にポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４で覆われている。
【００１７】
次に、このシンチレータパネル１の製造工程について図１〜図３を参照して説明する。まず、矩形又は円形の基板１０（厚さ１ｍｍ）を用意し（図２（ａ）参照）、表面に真空蒸着法により金属反射膜１１を１５０ｎｍの厚さで形成する（図２（ｂ）参照）。
【００１８】
次に、金属反射膜１１上にＣＶＤ法によりポリパラキシリレンからなる保護有機膜１２を形成する。すなわち、金属反射膜１１が蒸着された基板１０をＣＶＤ装置に入れ、防湿有機膜１２を１０μｍの厚さで基板１０の表面全体に成膜する。これにより金属反射膜１１を覆うととともに、基板１０の基板反射膜１１の周囲から側壁、さらには裏面までの全体を実質的に覆うポリパラキシリレン製の保護有機膜１２が形成される（図２（ｃ）参照）。この有機膜の製造方法についてはWO99/66351号国際公開公報に詳述されている。
【００１９】
次に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を２５０μｍの厚さで形成する（図２（ｄ）、図３参照）。この蒸着に際しては、保護有機膜１２で覆われた基板１０を蒸着ホルダー２のキャビティ部２０に載置し、蒸着ホルダー２に設けられた開口２１により蒸着室４側にシンチレータ１３を形成したい部分（上記所定の領域）のみを露出させることで、シンチレータ１３を実質的に所定の領域に選択的に形成することができる。開口２１を通過したシンチレータ成分、つまり、ＣｓＩ成分の一部が保護有機膜１２とキャビティ部２０床面との隙間を通過して基板１０の側壁上の保護有機膜１２に付着することが考えられるが、基板１０の裏面側の保護有機膜１２上まで達することはほとんどない。基板１０の裏面側にカバープレート３を配置して、基板１０の裏面を覆うと、この裏面への付着は完全に予防できるのでカバープレート３を配置するとより好ましい。
【００２０】
このシンチレータ１３を形成しているＣｓＩは、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止するためにさらにポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４（厚さ１０μｍ）でシンチレータ１３を覆い、図１に示されるシンチレータパネル１を完成させる。この防湿有機膜１４は、保護有機膜１２と同じ製法で形成することが可能である。
【００２１】
本実施形態のシンチレータパネル１では、金属反射膜１１を覆う保護有機膜１２が金属反射膜１１の表面のみならず、基板１０の金属反射膜１１の周囲からその側壁部分、さらには裏面までを覆っているため、たとえ、開口２１を通過したシンチレータ成分が保護有機膜１２上に付着した場合でも、このシンチレータ成分が保護有機膜１２と基板１０の間に浸透して金属反射膜１１へと到達するのを確実に抑制することができる。このため、金属反射膜１１を劣化を抑制して、その耐久性を向上させることが可能である。さらに、保護有機膜１２のはがれを確実に防止できる。
【００２２】
このシンチレータパネル１は、図１に示されるように放射線入射側と反対の側にシンチレータ１３を向けて配置され、シンチレータ１３側に撮像素子、テレビカメラ等を配置して使用される。放射線は矢印Ａ方向からシンチレータパネル１に入射し、耐湿保護膜１４、保護有機膜１２、基板１０、金属反射膜１１、保護有機膜１２の順で透過して、シンチレータ１３に到達し、ここでシンチレータ１３に吸収されて、可視光が発せられる。発せられた可視光のうち基板１０側へ向かった光は透明な保護有機膜１２を通過した後に金属反射膜１１で反射されて、シンチレータ１３側へと戻される。この結果、シンチレータ１３から発せられた光の大部分が耐湿保護膜１４を通過して矢印Ｂ方向へ射出される。図示していない撮像素子、テレビカメラでこの光画像を撮像することにより、放射線画像に相当する画像信号を得ることができる。
【００２３】
この保護有機膜１２は、裏面全体まで覆っている必要はなく、図４に示される第２の実施形態の保護有機膜１２ａのように側壁部分を覆い、裏面側の縁まで達していれば足りる。この場合、シンチレータ１３の蒸着時に露出している基板１０の裏面部分にシンチレータ成分が付着したとしても、保護有機膜１２ａが基板１０の側壁に密着しているため、保護有機膜１２ａと基板１０との間を浸透することは難しく、また、シンチレータ成分は、その後の工程で耐湿有機膜１４によって覆われて封入されるため、その後は移動することはないため、金属反射膜１１の劣化を抑制できる。
【００２４】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態とその変形例をそれぞれ示す断面図である。これらの実施形態では、保護有機膜１２ｂ、１２ｂ’としてポリイミドからなる膜を用いている点が第１、第２の実施形態と相違する。
【００２５】
このポリイミドからなる保護有機膜１２ｂ、１２ｂ’は、図２（ｂ）に示される金属反射膜１１の製造工程の後で、金属反射膜１１上から基板１０の側壁にかけて、ポリイミド樹脂を一定の厚さ（１０μｍ）で塗布し、硬化させることで製造することができる。
【００２６】
ポリイミド樹脂により保護有機膜を形成する場合も、図５（ａ）に示されるように、基板１０の側壁の裏面との縁まで達して保護有機膜１２ｂを形成する必要があり、図５（ｂ）に示されるように保護有機膜１２ｂ’を裏面にかかる形で形成することがより好ましい。
【００２７】
図６は、本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態を示す断面図である。この実施形態も第３の実施形態と同様に、ポリイミド製の保護有機膜１２ｃを用いているが、保護有機膜１２ｃが基板１０の側壁を主に覆う額縁（枠）状の第２の保護有機膜１２１と、金属反射膜１１を主に覆う略平面状の第１の保護有機膜１２０の二つの部分からなることが相違する。
【００２８】
ここで、第２の保護有機膜１２１は、金属反射膜１１の周縁部から基板１０の側壁にかけて形成されており、図６（ａ）に示されるように、基板１０の裏面まで達していると好ましいが、図６（ｂ）に示されるように、基板１０の裏面の縁まで達していればよい。
【００２９】
次に、このシンチレータパネル１ｃの製造方法を図２、図６、図７を参照して説明する。金属反射膜１１を製造するまでは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるシンチレータパネル１の製造工程と同一である。この後で、基板１０の側壁およびその近傍の基板表面に金属反射膜１１の周縁部にかかる形でポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、枠状の第２の保護有機膜１２１を形成する（図７（ａ）参照）。樹脂を塗布するのではなく、テープ状、フィルム状に成形した樹脂を張り付けることで第２の保護有機膜１２１を形成してもよい。
【００３０】
次に、金属反射膜１１上およびその周囲の第２の保護有機膜１２１上にポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、金属反射膜１１を覆う平面状の第１の保護有機膜１２０を形成する（図７（ｂ）参照）。その後に、図２（ｄ）の工程と同様に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２ｃ（実際には、第１の保護有機膜１２０）の表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を形成し（図７（ｃ）参照）、ポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４でシンチレータ１３を覆うことで、図６（ａ）に示されるシンチレータパネル１ｃを完成させる。
【００３１】
このように保護有機膜１２ｃを二段階で形成することで、側壁部と金属反射膜上で形成する樹脂の性質または製法を異ならせて、それぞれが好適な性能を有するよう組み合わせることが可能となる。また、塗布等によって形成する場合には、一体化して形成するよりも形成が容易でありつ、遮蔽性を確実なものとすることができる。
【００３２】
図８は、本発明に係るシンチレータパネルの第５の実施形態を示す断面図である。この実施形態は、第４の実施形態と、第１の保護有機膜１２２と第２の保護有機膜１２３の積層部の順序を異ならせたものである。すなわち、この実施形態では、第２の保護有機膜１２３が第１の保護有機膜１２２の周縁部を覆っている。
【００３３】
ここで、第２の保護有機膜１２３は、図８（ａ）に示されるように、基板１０の裏面の縁まで達していればよいが、図８（ｂ）に示されるように、基板１０の裏面まで達しているとより好ましい。一方、第１の保護有機膜１２２は、図８（ｃ）に示されるように基板１０の側壁にまで達していてもよい。また、第２の保護有機膜１２３は、図８（ｄ）に示されるように金属反射膜１１の周縁部まで達していてもよい。
【００３４】
次に、このシンチレータパネル１ｄの製造方法を図２、図８、図９を参照して説明する。金属反射膜１１を製造するまでは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるシンチレータパネル１の製造工程と同一である。この後で、まず、金属反射膜１１上およびその周囲の基板１０表面上にポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、金属反射膜１１を覆う平面状の第１の保護有機膜１２２を形成する（図９（ａ）参照）。
【００３５】
次に、基板１０の側壁およびその近傍の基板表面に第１の保護有機膜１２２の周縁部にかかる形でポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、枠状の第２の保護有機膜１２３を形成する（図９（ｂ）参照）。樹脂を塗布するのではなく、テープ状、フィルム状に成形した樹脂を張り付けることで第２の保護有機膜１２３を形成してもよい。
【００３６】
次に、図２（ｄ）の工程と同様に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２ｄ（実際には、第１の保護有機膜１２２）の表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を形成し（図９（ｃ）参照）、ポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４でシンチレータ１３を覆うことで、図８（ａ）に示されるシンチレータパネル１ｄを完成させる。
【００３７】
この実施形態でも、保護有機膜１２ｄを二段階で形成することで、第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３８】
以上の説明では、耐湿保護膜として、ポリパラキシリレン膜を用いたが、このほかに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のキシリレン系の有機膜を用いることが可能である。これらのキシリレン系有機膜によれば、シンチレータの林立している針状結晶の隙間に入り込んだ耐湿有機膜を形成することができ、また、均一で薄い膜を形成することができるので、シンチレータパネルの出力解像度を劣化させることがなく、明るい出力画像を得ることができる。
【００３９】
また、保護有機膜としては、耐湿保護膜の場合と同様に、キシリレン系の有機膜やその他の有機樹脂を用いることができる。この種の有機膜を用いると、金属反射膜１１上から基板１０の側壁にかけて容易かつ確実に均一な膜を形成することができる。もちろん、複数の工程によって膜を形成してもよい。
【００４０】
また、シンチレータ１３としては、ＣｓＩ（Ｔｌ）に代えてＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）、ＫＩ（Ｔｌ）等のアルカリハライド系のシンチレータが放射線の光変換効率が高く、好適である。一方で、この種のアルカリハライド系のシンチレータ成分は金属反射膜１１を腐食させる可能性があるため、本発明におけるような保護膜の配置が重要となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、金属反射膜を覆い、さらに基板の側壁を覆って少なくとも裏面の縁にまで達している保護有機膜を設けることで、シンチレータの蒸着形成時にシンチレータ成分が直接、基板の側壁や金属反射膜の周囲に付着することを防止する。この後で耐湿保護膜１４でシンチレータと、シンチレータ成分が付着しうる部分を覆うことで、たとえシンチレータ成分が耐湿保護膜上や基板の裏面に付着したとしても付着成分が耐湿保護膜に封入されるため、基板と保護有機膜との間を浸透して、金属反射膜へ到達するのを確実に予防できる。これにより金属反射膜の劣化を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシンチレータパネルの第１の実施形態を示す断面構成図である。
【図２】図１のシンチレータパネルの製造工程を示す図である
【図３】図２の製造工程のうちシンチレータの蒸着工程を詳細に説明する図である。
【図４】本発明に係るシンチレータパネルの第２の実施形態を示す断面構成図である。
【図５】本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図６】本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図７】図６（ａ）に示されるシンチレータパネルの製造工程を説明する図である。
【図８】本発明に係るシンチレータパネルの第５の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図９】図８（ａ）に示されるシンチレータパネルの製造工程を説明する図である。
【図１０】従来のシンチレータパネルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…シンチレータパネル、２…蒸着ホルダー、３…カバープレート、１０…基板、１１…金属反射膜、１２…保護膜、１３…シンチレータ、１４…防湿膜、１２１、１２３…第１の保護有機膜、１２２、１２４…第２の保護有機膜。
【発明の属する技術分野】
本発明は、医療用、工業用のＸ線撮影等に用いられるシンチレータパネルとその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、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器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、放射線検出器により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】
代表的な放射線検出器としては、アルミニウム、ガラス、溶融石英等の基板上にシンチレータを形成してシンチレータパネルを形成し、これと撮像素子とを貼り合わせた構造を有する放射線検出器が存在する。この種の放射線検出器においては、基板側から入射する放射線をシンチレータで光に変換して撮像素子で検出している（特公平７−２１５６０号公報参照）。
【０００４】
さらに、シンチレータパネルの光出力を増大させるために、図１０に示されるように、シンチレータ１３の光出力面と反対の面（ここでは、基板１０側）に金属反射膜１１を設け、この金属反射膜１１がシンチレータ１３と接触することでシンチレータ１３成分による変質を防止するために、金属反射膜１１を保護膜１２で覆った構造のシンチレータパネル１ｘがある（特許第３１２６７１５号）。そして、シンチレータ１３の防湿のため防湿膜１４でシンチレータ１３が被覆されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明者らは、この構造で大画面のシンチレータパネル１ｘを作成した際に、まれに金属反射膜１１の劣化が発生することから、この劣化を効果的に抑制する手法を検討した結果、本発明に至った。すなわち、本発明は、金属反射膜のシンチレータ成分による劣化をさらに効果的に抑制することが可能なシンチレータパネルおよびその製造方法を提供することを課題としている。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明者らは金属反射膜の劣化が発生したシンチレータパネルを詳細に調べた結果、以下の知見を得た。シンチレータ１３を蒸着によって形成する際に、保護膜１２で覆われている金属反射膜１１部分上にのみシンチレータ１３が形成されるようにマスク等を用いたとしても、マスクを回り込むなどしてシンチレータ成分が保護膜１２で覆われていない基板１０の側壁等へと付着することがある。付着したシンチレータ成分は、保護膜１２と基板１０との間へ浸透して内部の金属反射膜１１へと達し、金属反射膜１１を腐食させてしまう。
【０００７】
そこで、このような蒸着時に付着しうるシンチレータ成分の金属反射膜への到達を確実に抑制するため、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線透過性の基板と、この基板の一方の表面上に形成された金属反射膜と、この金属反射膜を覆うとともに、基板の少なくとも側壁まで覆っている保護有機膜と、金属反射膜上の保護有機膜上に蒸着によって多数の針状結晶として形成されたアルカリハライド系のシンチレータと、このシンチレータを覆う防湿有機膜と、を備えており、保護有機膜は、シンチレータ蒸着時におけるシンチレータ成分の基板および金属反射膜への付着を防止し、防湿有機膜は、保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を含めて覆っていることを特徴とする。
【０００８】
一方、本発明に係るシンチレータパネルの製造方法は、放射線透過性の基板の一方の表面上に金属反射膜を形成する工程と、この金属反射膜を含めて基板の少なくとも一方の表面からその側壁までを覆う保護有機膜を形成する工程と、保護有機膜により、金属反射膜および基板へのシンチレータ成分の付着を防止しつつ、実質的に金属反射膜上の保護有機膜表面の所定部分のみにアルカリハライド系のシンチレータ成分を蒸着することで多数の針状結晶として成長させてシンチレータを形成する工程と、シンチレータおよび所定部分外に付着したシンチレータ成分を含めて覆う防湿有機膜を形成する工程と、を備えることを特徴とする。
【０００９】
このように、金属反射膜を覆う保護有機膜が基板の金属反射膜形成面から基板側壁までを覆っていることで、保護有機膜が基板により確実に密着し、基板と保護有機膜との間にシンチレータ成分が浸透しうる隙間の形成を確実に抑制できる。そして、シンチレータパネルを大型化するとともに、有効画像面積を大型化して、金属反射膜が基板の一方の表面のほぼ全面に形成されているような場合でも保護有機膜が側壁で基板に密着することで、保護有機膜の周縁部からのはがれを確実に防止できる。有機膜を用いることで基板表面から側壁にかけて均一な膜の形成が容易である。蒸着時にマスク等を回り込むシンチレータ成分も基板の裏面（シンチレータ形成面とは反対の面）まで達することはなく、付着するとしても保護有機膜上にとどまる。そして、防湿有機膜により、シンチレータおよび保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を被覆することで保護有機膜上に付着したシンチレータ成分が他へ移動することがない。このため、金属反射膜へのシンチレータ成分の浸透を確実に防止できる。
【００１０】
この保護有機膜は、基板の他方の表面（裏面）までを実質的に覆っていることが好ましい。このようにすると、保護有機膜のはがれを防止することができるとともに、シンチレータ成分や水分の保護有機膜と基板との隙間への浸透をさらに確実に防止できる。
【００１１】
また、保護有機膜は、気相成長により形成される有機膜であることが好ましい。気相成長を用いて有機膜を形成することで、金属反射膜上から基板の側壁に達する均一な膜を容易かつ安定して製造することができる。
【００１２】
あるいは、保護有機膜は、金属反射膜側の第１の保護有機膜と、基板側の第２の保護有機膜からなり、第１の保護有機膜の周縁部が第２の保護有機膜と金属反射膜の周縁部かその外側で積層されていてもよい。
【００１３】
このような保護有機膜は、（１）金属反射膜上を覆うとともに、基板のその周囲に露出している表面まで少なくとも覆う第１の保護有機膜を形成してから、この第１の保護有機膜の周縁部から基板の側壁までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成するか、（２）基板の側壁から金属反射膜の周縁部までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成してから、金属反射膜上を覆い、金属反射膜の周縁部で第２の保護有機膜と積層される第１の保護有機膜を形成する、ことで形成することができる。
【００１４】
このように基板の表面側で金属反射膜を主に覆う第１の保護有機膜と、主に基板の側壁部を覆う第２の保護有機膜を設け、金属反射膜の周縁部またはその外側でこれらの保護有機膜を積層することで塗布等によって有機膜を形成する場合に、金属反射膜から基板側壁までの遮蔽性を確実なものとすることができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。なお、各図面は説明の理解を容易にするため、誇張ないし省略している部分がありその寸法比は必ずしも実際のそれとは一致しない。
【００１６】
図１は、本発明に係るシンチレータパネルの第１の実施形態を示す断面構成図である。このシンチレータパネル１は、放射線透過性の基板１０（ガラス、アモルファスカーボンその他の炭素を主成分とする材料からなる）の一方の表面上に、金属反射膜１１が形成されている。この金属反射膜１１はＡｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ中の材料からなる。この金属反射膜１１上から基板１０を包み込むような形で保護有機膜１２が形成されている。この保護有機膜１２は、例えば、ポリパラキシリレンからなる。金属反射膜１１と保護有機膜１２の積層された部分の表面上には、基板１０を透過して入射した放射線を可視光へと変換するシンチレータ１３が形成されている。この、シンチレータ１３には、例えば、ＴｌドープのＣｓＩが用いられている。ＣｓＩは多数の針状結晶が林立した構造を有している。このシンチレータ１３は、基板１０と共にポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４で覆われている。
【００１７】
次に、このシンチレータパネル１の製造工程について図１〜図３を参照して説明する。まず、矩形又は円形の基板１０（厚さ１ｍｍ）を用意し（図２（ａ）参照）、表面に真空蒸着法により金属反射膜１１を１５０ｎｍの厚さで形成する（図２（ｂ）参照）。
【００１８】
次に、金属反射膜１１上にＣＶＤ法によりポリパラキシリレンからなる保護有機膜１２を形成する。すなわち、金属反射膜１１が蒸着された基板１０をＣＶＤ装置に入れ、防湿有機膜１２を１０μｍの厚さで基板１０の表面全体に成膜する。これにより金属反射膜１１を覆うととともに、基板１０の基板反射膜１１の周囲から側壁、さらには裏面までの全体を実質的に覆うポリパラキシリレン製の保護有機膜１２が形成される（図２（ｃ）参照）。この有機膜の製造方法についてはWO99/66351号国際公開公報に詳述されている。
【００１９】
次に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を２５０μｍの厚さで形成する（図２（ｄ）、図３参照）。この蒸着に際しては、保護有機膜１２で覆われた基板１０を蒸着ホルダー２のキャビティ部２０に載置し、蒸着ホルダー２に設けられた開口２１により蒸着室４側にシンチレータ１３を形成したい部分（上記所定の領域）のみを露出させることで、シンチレータ１３を実質的に所定の領域に選択的に形成することができる。開口２１を通過したシンチレータ成分、つまり、ＣｓＩ成分の一部が保護有機膜１２とキャビティ部２０床面との隙間を通過して基板１０の側壁上の保護有機膜１２に付着することが考えられるが、基板１０の裏面側の保護有機膜１２上まで達することはほとんどない。基板１０の裏面側にカバープレート３を配置して、基板１０の裏面を覆うと、この裏面への付着は完全に予防できるのでカバープレート３を配置するとより好ましい。
【００２０】
このシンチレータ１３を形成しているＣｓＩは、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止するためにさらにポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４（厚さ１０μｍ）でシンチレータ１３を覆い、図１に示されるシンチレータパネル１を完成させる。この防湿有機膜１４は、保護有機膜１２と同じ製法で形成することが可能である。
【００２１】
本実施形態のシンチレータパネル１では、金属反射膜１１を覆う保護有機膜１２が金属反射膜１１の表面のみならず、基板１０の金属反射膜１１の周囲からその側壁部分、さらには裏面までを覆っているため、たとえ、開口２１を通過したシンチレータ成分が保護有機膜１２上に付着した場合でも、このシンチレータ成分が保護有機膜１２と基板１０の間に浸透して金属反射膜１１へと到達するのを確実に抑制することができる。このため、金属反射膜１１を劣化を抑制して、その耐久性を向上させることが可能である。さらに、保護有機膜１２のはがれを確実に防止できる。
【００２２】
このシンチレータパネル１は、図１に示されるように放射線入射側と反対の側にシンチレータ１３を向けて配置され、シンチレータ１３側に撮像素子、テレビカメラ等を配置して使用される。放射線は矢印Ａ方向からシンチレータパネル１に入射し、耐湿保護膜１４、保護有機膜１２、基板１０、金属反射膜１１、保護有機膜１２の順で透過して、シンチレータ１３に到達し、ここでシンチレータ１３に吸収されて、可視光が発せられる。発せられた可視光のうち基板１０側へ向かった光は透明な保護有機膜１２を通過した後に金属反射膜１１で反射されて、シンチレータ１３側へと戻される。この結果、シンチレータ１３から発せられた光の大部分が耐湿保護膜１４を通過して矢印Ｂ方向へ射出される。図示していない撮像素子、テレビカメラでこの光画像を撮像することにより、放射線画像に相当する画像信号を得ることができる。
【００２３】
この保護有機膜１２は、裏面全体まで覆っている必要はなく、図４に示される第２の実施形態の保護有機膜１２ａのように側壁部分を覆い、裏面側の縁まで達していれば足りる。この場合、シンチレータ１３の蒸着時に露出している基板１０の裏面部分にシンチレータ成分が付着したとしても、保護有機膜１２ａが基板１０の側壁に密着しているため、保護有機膜１２ａと基板１０との間を浸透することは難しく、また、シンチレータ成分は、その後の工程で耐湿有機膜１４によって覆われて封入されるため、その後は移動することはないため、金属反射膜１１の劣化を抑制できる。
【００２４】
図５（ａ）（ｂ）は、本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態とその変形例をそれぞれ示す断面図である。これらの実施形態では、保護有機膜１２ｂ、１２ｂ’としてポリイミドからなる膜を用いている点が第１、第２の実施形態と相違する。
【００２５】
このポリイミドからなる保護有機膜１２ｂ、１２ｂ’は、図２（ｂ）に示される金属反射膜１１の製造工程の後で、金属反射膜１１上から基板１０の側壁にかけて、ポリイミド樹脂を一定の厚さ（１０μｍ）で塗布し、硬化させることで製造することができる。
【００２６】
ポリイミド樹脂により保護有機膜を形成する場合も、図５（ａ）に示されるように、基板１０の側壁の裏面との縁まで達して保護有機膜１２ｂを形成する必要があり、図５（ｂ）に示されるように保護有機膜１２ｂ’を裏面にかかる形で形成することがより好ましい。
【００２７】
図６は、本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態を示す断面図である。この実施形態も第３の実施形態と同様に、ポリイミド製の保護有機膜１２ｃを用いているが、保護有機膜１２ｃが基板１０の側壁を主に覆う額縁（枠）状の第２の保護有機膜１２１と、金属反射膜１１を主に覆う略平面状の第１の保護有機膜１２０の二つの部分からなることが相違する。
【００２８】
ここで、第２の保護有機膜１２１は、金属反射膜１１の周縁部から基板１０の側壁にかけて形成されており、図６（ａ）に示されるように、基板１０の裏面まで達していると好ましいが、図６（ｂ）に示されるように、基板１０の裏面の縁まで達していればよい。
【００２９】
次に、このシンチレータパネル１ｃの製造方法を図２、図６、図７を参照して説明する。金属反射膜１１を製造するまでは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるシンチレータパネル１の製造工程と同一である。この後で、基板１０の側壁およびその近傍の基板表面に金属反射膜１１の周縁部にかかる形でポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、枠状の第２の保護有機膜１２１を形成する（図７（ａ）参照）。樹脂を塗布するのではなく、テープ状、フィルム状に成形した樹脂を張り付けることで第２の保護有機膜１２１を形成してもよい。
【００３０】
次に、金属反射膜１１上およびその周囲の第２の保護有機膜１２１上にポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、金属反射膜１１を覆う平面状の第１の保護有機膜１２０を形成する（図７（ｂ）参照）。その後に、図２（ｄ）の工程と同様に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２ｃ（実際には、第１の保護有機膜１２０）の表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を形成し（図７（ｃ）参照）、ポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４でシンチレータ１３を覆うことで、図６（ａ）に示されるシンチレータパネル１ｃを完成させる。
【００３１】
このように保護有機膜１２ｃを二段階で形成することで、側壁部と金属反射膜上で形成する樹脂の性質または製法を異ならせて、それぞれが好適な性能を有するよう組み合わせることが可能となる。また、塗布等によって形成する場合には、一体化して形成するよりも形成が容易でありつ、遮蔽性を確実なものとすることができる。
【００３２】
図８は、本発明に係るシンチレータパネルの第５の実施形態を示す断面図である。この実施形態は、第４の実施形態と、第１の保護有機膜１２２と第２の保護有機膜１２３の積層部の順序を異ならせたものである。すなわち、この実施形態では、第２の保護有機膜１２３が第１の保護有機膜１２２の周縁部を覆っている。
【００３３】
ここで、第２の保護有機膜１２３は、図８（ａ）に示されるように、基板１０の裏面の縁まで達していればよいが、図８（ｂ）に示されるように、基板１０の裏面まで達しているとより好ましい。一方、第１の保護有機膜１２２は、図８（ｃ）に示されるように基板１０の側壁にまで達していてもよい。また、第２の保護有機膜１２３は、図８（ｄ）に示されるように金属反射膜１１の周縁部まで達していてもよい。
【００３４】
次に、このシンチレータパネル１ｄの製造方法を図２、図８、図９を参照して説明する。金属反射膜１１を製造するまでは、図２（ａ）、（ｂ）に示されるシンチレータパネル１の製造工程と同一である。この後で、まず、金属反射膜１１上およびその周囲の基板１０表面上にポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、金属反射膜１１を覆う平面状の第１の保護有機膜１２２を形成する（図９（ａ）参照）。
【００３５】
次に、基板１０の側壁およびその近傍の基板表面に第１の保護有機膜１２２の周縁部にかかる形でポリイミド樹脂を塗布して硬化させることにより、枠状の第２の保護有機膜１２３を形成する（図９（ｂ）参照）。樹脂を塗布するのではなく、テープ状、フィルム状に成形した樹脂を張り付けることで第２の保護有機膜１２３を形成してもよい。
【００３６】
次に、図２（ｄ）の工程と同様に、金属反射膜１１上の保護有機膜１２ｄ（実際には、第１の保護有機膜１２２）の表面の所定の領域にＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を多数、蒸着法によって成長（堆積）させてシンチレータ１３を形成し（図９（ｃ）参照）、ポリパラキシリレンからなる防湿有機膜１４でシンチレータ１３を覆うことで、図８（ａ）に示されるシンチレータパネル１ｄを完成させる。
【００３７】
この実施形態でも、保護有機膜１２ｄを二段階で形成することで、第４の実施形態と同様の効果が得られる。
【００３８】
以上の説明では、耐湿保護膜として、ポリパラキシリレン膜を用いたが、このほかに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のキシリレン系の有機膜を用いることが可能である。これらのキシリレン系有機膜によれば、シンチレータの林立している針状結晶の隙間に入り込んだ耐湿有機膜を形成することができ、また、均一で薄い膜を形成することができるので、シンチレータパネルの出力解像度を劣化させることがなく、明るい出力画像を得ることができる。
【００３９】
また、保護有機膜としては、耐湿保護膜の場合と同様に、キシリレン系の有機膜やその他の有機樹脂を用いることができる。この種の有機膜を用いると、金属反射膜１１上から基板１０の側壁にかけて容易かつ確実に均一な膜を形成することができる。もちろん、複数の工程によって膜を形成してもよい。
【００４０】
また、シンチレータ１３としては、ＣｓＩ（Ｔｌ）に代えてＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）、ＫＩ（Ｔｌ）等のアルカリハライド系のシンチレータが放射線の光変換効率が高く、好適である。一方で、この種のアルカリハライド系のシンチレータ成分は金属反射膜１１を腐食させる可能性があるため、本発明におけるような保護膜の配置が重要となる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、金属反射膜を覆い、さらに基板の側壁を覆って少なくとも裏面の縁にまで達している保護有機膜を設けることで、シンチレータの蒸着形成時にシンチレータ成分が直接、基板の側壁や金属反射膜の周囲に付着することを防止する。この後で耐湿保護膜１４でシンチレータと、シンチレータ成分が付着しうる部分を覆うことで、たとえシンチレータ成分が耐湿保護膜上や基板の裏面に付着したとしても付着成分が耐湿保護膜に封入されるため、基板と保護有機膜との間を浸透して、金属反射膜へ到達するのを確実に予防できる。これにより金属反射膜の劣化を抑制して、耐久性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るシンチレータパネルの第１の実施形態を示す断面構成図である。
【図２】図１のシンチレータパネルの製造工程を示す図である
【図３】図２の製造工程のうちシンチレータの蒸着工程を詳細に説明する図である。
【図４】本発明に係るシンチレータパネルの第２の実施形態を示す断面構成図である。
【図５】本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図６】本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図７】図６（ａ）に示されるシンチレータパネルの製造工程を説明する図である。
【図８】本発明に係るシンチレータパネルの第５の実施形態およびその変形例を示す断面構成図である。
【図９】図８（ａ）に示されるシンチレータパネルの製造工程を説明する図である。
【図１０】従来のシンチレータパネルの構成を示す断面図である。
【符号の説明】
１…シンチレータパネル、２…蒸着ホルダー、３…カバープレート、１０…基板、１１…金属反射膜、１２…保護膜、１３…シンチレータ、１４…防湿膜、１２１、１２３…第１の保護有機膜、１２２、１２４…第２の保護有機膜。
Claims (8)
- 放射線透過性の基板と、
前記基板の一方の表面上に形成された金属反射膜と、
前記金属反射膜を覆うとともに、前記基板の少なくとも側壁まで覆っている保護有機膜と、
前記金属反射膜上の前記保護有機膜上に蒸着によって多数の針状結晶として形成されたアルカリハライド系のシンチレータと、
前記シンチレータを覆う防湿有機膜と、を備えており、
前記保護有機膜は、前記シンチレータ蒸着時におけるシンチレータ成分の前記基板および前記金属反射膜への付着を防止し、前記防湿有機膜は、前記保護有機膜上に付着したシンチレータ成分を含めて覆っていることを特徴とするシンチレータパネル。 - 前記保護有機膜は、前記基板の他方の表面までを実質的に覆ってい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。
- 前記保護有機膜は、気相成長により形成される有機膜であることを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータパネル。
- 前記保護有機膜は、前記金属反射膜側の第１の保護有機膜と、前記基板側の第２の保護有機膜からなり、前記第１の保護有機膜の周縁部が前記第２の保護有機膜と前記金属反射膜の周縁部かその外側で積層されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータパネル。
- 放射線透過性の基板の一方の表面上に金属反射膜を形成する工程と、
前記金属反射膜を含めて前記基板の少なくとも一方の表面からその側壁までを覆う保護有機膜を形成する工程と、
前記保護有機膜により、前記金属反射膜および前記基板へのシンチレータ成分の付着を防止しつつ、実質的に前記金属反射膜上の前記保護有機膜表面の所定部分のみにアルカリハライド系のシンチレータ成分を蒸着することで多数の針状結晶として成長させてシンチレータを形成する工程と、
前記シンチレータおよび前記所定部分外に付着したシンチレータ成分を含めて覆う防湿有機膜を形成する工程と、
を備えるシンチレータパネルの製造方法。 - 前記保護有機膜を形成する工程は、気相成長を用いて形成を行うことを特徴とする請求項５記載のシンチレータパネルの製造方法。
- 前記保護有機膜を形成する工程は、
前記金属反射膜上を覆うとともに、前記基板のその周囲に露出している表面まで少なくとも覆う第１の保護有機膜を形成する工程と、
前記第１の保護有機膜の周縁部から前記基板の側壁までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項５記載のシンチレータパネルの製造方法。 - 前記保護有機膜を形成する工程は、
前記基板の側壁から前記金属反射膜の周縁部までを覆う枠状の第２の保護有機膜を形成する工程と、
前記金属反射膜上を覆い、前記金属反射膜の周縁部で前記第２の保護有機膜と積層される第１の保護有機膜を形成する工程と、
からなることを特徴とする請求項５記載のシンチレータパネルの製造方法。
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