JP4317169B2 - シンチレータパネル - Google Patents

Description

本発明は、医療用のＸ線撮影等に用いられるシンチレータパネルに関する。

医療、工業用のＸ線撮影では、Ｘ線感光フィルムが用いられてきたが、利便性や撮影結果の保存性の面から放射線検出素子を用いた放射線イメージングシステムが普及してきている。このような放射線イメージングシステムにおいては、放射線検出素子により２次元の放射線による画素データを電気信号として取得し、この信号を処理装置により処理してモニタ上に表示している。

従来、代表的な放射線検出素子として、特許文献１や特許文献２に開示されている放射線検出素子等が知られている。これらの放射線検出素子は、撮像素子又はＦＯＰ上にシンチレータを形成し、シンチレータ側から入射する放射線をシンチレータで光に変換して検出している。

ここで典型的なシンチレータ材料であるＣｓＩは、吸湿性材料であり、空気中の水蒸気（湿気）を吸収して潮解し、シンチレータの特性、特に解像度が劣化することから、上述の放射線検出素子においては、シンチレータ層の上部に水分不透過性の防湿バリヤを形成することにより、シンチレータを湿気から保護している。

ところでシンチレータを湿気から保護するための防湿バリヤとして、ポリパラキシリレン膜等が用いられているが、このポリパラキシリレン膜は、ＣＶＤ法（気相成長法）により蒸着されている。ここでＣＶＤ法によりポリパラキシリレン膜を蒸着する場合には、シンチレータを形成した基板を平板状の蒸着台やメッシュ状の蒸着台上に置いた状態で蒸着台を蒸着装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレン膜の蒸着を行っている。
特開平５−１９６７４２号公報 特開昭６３−２１５９８７号公報

しかしながら、上述の方法によりポリパラキシリレン膜の蒸着を行うと、基板のみならず蒸着台にもポリパラキシリレン膜が形成されるため、基板を蒸着台から取り上げにくく、また、シンチレータを形成した基板の全面にポリパラキシリレン膜を形成することができなかった。

この発明は、シンチレータの保護性能を高めたシンチレータパネルを提供することを目的とする。

この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、基板の放射線入射面と反対の表面上に蒸着によって柱状結晶として形成されているシンチレータと、シンチレータの表面から基板のシンチレータ形成面の表面、側面から放射線入射面に至る略全面に直接、一体として蒸着形成されているポリパラキシリレン膜（有機膜）と、を備えていることを特徴とする。

本発明に係るシンチレータパネルは、蒸着台上に配置され、試料支持体の少なくとも３点以上の凸部によりシンチレータが形成された基板を蒸着台から離間して支持し、その状態で蒸着台をＣＶＤ装置の蒸着室に導入して、基板のシンチレータ及び基板の全面にＣＶＤ法により有機膜を蒸着することで製造することができる。

このようにすれば、基板が蒸着台上に配置された試料支持体により蒸着台から離間して支持されているため、試料支持体により支持されている基板の裏面側にも有機膜を蒸着させることができ、シンチレータが形成された基板のシンチレータ及び基板の全面にＣＶＤ法により有機膜を蒸着させることができる。また、有機膜を蒸着した後に基板を蒸着台から容易に取り上げることができる。

本発明によれば、基板上のシンチレータ及び基板の全面に有機膜を蒸着させたシンチレータパネルを容易に製造することができ、また、有機膜を蒸着させた後に、基板をターンテーブル上から容易に取り上げることができる。

以下、図面を参照して、この発明の実施の形態にかかるシンチレータパネルの説明を行う。以下、順にその製造方法について説明する。図１は、本発明に係るシンチレータパネルにおいてポリパラキシリレン膜の蒸着方法に用いられるポリパラキシリレン蒸着装置の構成図である。

このポリパラキシリレン蒸着装置は、ポリパラキシリレンの原料であるジパラキシリレンを挿入し気化させる気化室１、気化したジパラキシリレンを加熱昇温してラジカル化する熱分解室２、ラジカル化された状態のジパラキシリレンをシンチレータが形成された基板に蒸着させる蒸着室３、防臭、冷却を行う冷却室４及び真空ポンプを有する排気系５を備えて構成されている。ここで、蒸着室３は、図２に示すように熱分解室２においてラジカル化されたポリパラキシリレンを導入する導入口３ａ及び余分なポリパラキシリレンを排出する排出口３ｂを有すると共に、ポリパラキシリレン膜の蒸着を行う試料を支持するターンテーブル（蒸着台）３ｃを有する。

このポリパラキシリレン蒸着装置においては、まず、シンチレータ１２を形成した円板状又は矩形板状の基板１０（本発明に係るシンチレータパネルとなる。）を蒸着室３のターンテーブル３ｃ上に試料支持針２０により支持する。即ち、図２及び図３に示すように基板１０の底面を、略正三角形を形成するように配置された３本の試料支持針２０により支持し、ターンテーブル３ｃ上に配置する。この３本の試料支持針２０が試料支持体を構成する。ここで試料支持針２０は、一端に鋭く尖った試料支持部２０ａを有すると共に他端にターンテーブル３ｃの上面に接する円板状の設置部２０ｂを有している。なお、シンチレータ１２を形成した基板１０は、図４（ａ）に示すように、円板状又は矩形平板状のＡｌ製の基板１０（厚さ０．５ｍｍ）の一方の表面に、ＴｌをドープしたＣｓＩの柱状結晶を蒸着法によって２５０μｍの厚さで成長させてシンチレータ１２を形成したものである。

次に、このシンチレータ１２を形成した基板１０を配置したターンテーブル３ｃを蒸着室３内に導入し、気化室１において１７５℃に加熱して気化させ、熱分解室２において６９０℃に加熱昇温してラジカル化したジパラキシリレンを、導入口３ａから蒸着室３に導入して、シンチレータ１２及び基板１０の全面に第１のポリパラキシリレン膜１４を１０μｍの厚さで蒸着する（図４（ｂ）参照）。即ち、シンチレータ１２を形成した基板１０は、ターンテーブル３ｃ上において試料支持針２０の試料支持部２０ａの先端部のみで支持されているため、シンチレータ１２の表面及び基板１０の表面のみならず基板１０の裏面等にも第１のポリパラキシリレン膜１４を蒸着させることができる。

なお、この場合に、蒸着室３内は真空度１３Ｐａに維持されている。又、ターンテーブル３ｃは、第１のポリパラキシリレン膜１４が均一に蒸着されるように、４ｒｐｍの速度で回転させている。また、余分なポリパラキシリレンは、排出口３ｂから排出され、防臭、冷却を行う冷却室４及び真空ポンプを有する排気系５に導かれる。

次に、第１のポリパラキシリレン膜１４が蒸着された基板１０を蒸着室３から
取り出し、シンチレータ１２側の第１のポリパラキシリレン膜１４の表面にＳｉＯ_２膜１６をスパッタリングにより３００ｎｍの厚さで成膜する(図５（ａ）参照)。ＳｉＯ_２膜１６は、シンチレータ１２の耐湿性の向上を目的とするものであるため、シンチレータ１２を覆う範囲で形成される。

更に、ＳｉＯ_２膜１６の表面及び基板１０側のＳｉＯ_２膜１６が形成されていない第1のポリパラキシリレン膜１４の表面に、再度ＣＶＤ法により第２のポリパラキシリレン膜１８を１０μｍ厚さで蒸着する(図５（ｂ）参照)。即ち、この場合においても第１のポリパラキシリレン膜１４を蒸着させたときと同様に、基板１０を蒸着室３のターンテーブル３ｃ上において３本の試料支持針２０により支持する。即ち、第1のポリパラキシリレン膜１４を蒸着したときと同様に、基板１０の底面を、略正三角形を形成するように配置された３本の試料支持針２０により支持しターンテーブル３ｃ上に配置する(図２及び図３参照)。この場合においては、第１のポリパラキシリレン膜１４を蒸着する際に試料支持針２０により基板１０を支持した位置と第２のポリパラキシリレン膜１８を蒸着する際に試料支持針２０により基板１０を支持する位置とをずらすようにして基板１０を支持する。

そして、ターンテーブル３ｃを蒸着室３内に導入し、気化室１において１７５℃に加熱して気化させ、熱分解室２において６９０℃に加熱昇温してラジカル化したジパラキシリレンを、導入口３ａから蒸着室３に導入して、シンチレータ１２及び基板１０の全面に第２のポリパラキシリレン膜１８を１０μｍの厚さで蒸着する。この工程を終了することにより本発明に係るシンチレータパネル３０の製造が終了する。このシンチレータパネル３０は、シンチレータ１２側に図示しない撮像素子（ＣＣＤ）を貼り合わせると共に、基板１０側からＸ線を入射させることにより放射線検出器として用いられる。

以上説明したポリパラキシリレン膜の蒸着方法によれば、シンチレータ１２を形成した基板１０は、ターンテーブル３ｃ上において試料支持針２０の試料支持部２０ａの先端部のみで支持されているため、基板１０の底面と試料支持部２０ａの先端部との接触面積が小さくなることから、基板１０の裏面等にもポリパラキシリレン膜を均一に蒸着させることができる。また、第１のポリパラキシリレン膜１４、第２のポリパラキシリレン膜１８を蒸着させた後に、基板１０をターンテーブル３ｃ上から容易に取り上げることができる。

また、第１のポリパラキシリレン膜１４を蒸着する際に試料支持針２０により基板１０を支持した位置と第２のポリパラキシリレン膜１８を蒸着する際に試料支持針２０により基板１０を支持した位置とをずらしているため、第１のポリパラキシリレン膜１４及び第２のポリパラキシリレン膜１８の剥がれを防止することができ、また、シンチレータ１２の耐湿性を向上させることができる。

なお、上述の説明においては、シンチレータ１２が形成された基板１０を３本の試料支持針２０により支持しているが、４本以上の試料支持針により支持するようにしても良い。

また、上述の説明においては、試料支持針２０が一端に鋭く尖った試料支持部２０ａを有すると共に他端に円板状の設置部２０ｂを有しているが、試料支持針２０の形状は、基板１０の底面との接触面積が小さく、かつ、ターンテーブル３ｃ上において基板１０を安定に支持できるものであれば、その形状は適宜変更可能である。例えば、図６に示すように、綱体（試料支持体）４０により基板を支持するようにしてもよい。この場合においても綱体４０の少なくとも３点の凸部４０ａにより基板１０が支持されることから、基板１０の底面と網体４０との接触面積が小さくでき基板１０の裏面等にもポリパラキシリレン膜を均一に蒸着させることができる。

また、上述の説明においては、透明無機膜としてＳｉＯ_２膜１６を用いているが、これに限らずＳｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_３，ＴｉＯ_２，Ｉｎ_２Ｏ_３，ＳｎＯ_２，ＭｇＯ，ＭｇＦ_２、ＬｉＦ、ＣａＦ_２、ＡｇＣｌ、ＳｉＮＯ及びＳｉＮ等を材料とする無機膜を使用しても良い。

また、上述の説明においては、シンチレータ１２としてＣｓＩ（Ｔｌ）が用いられているが、これに限らずＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）、ＫＩ（Ｔｌ）等を用いてもよい。

また、上述の説明においては、基板１０としてＡｌ製の基板が用いられているが、Ｘ線透過率の良い基板であればよいことから、アモルファスカーボン製の基板、Ｃ（グラファイト）製の基板等炭素を主成分とする基板、Ｂｅ製の基板、ＳｉＣ製の基板等を用いてもよい。また、ガラス製の基板、ＦＯＰ（ファイバオプティカルプレート）を用いてもよい。

また、上述の実施の形態における、ポリパラキシリレンには、ポリパラキシリレンの他、ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパラキシリレン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジエチルパラキシリレン等を含む。

本発明に係るシンチレータパネルの製造に用いられるポリパラキシリレン蒸着装置の構成図である。 図１の蒸着装置の蒸着室の概略図である。 図１の蒸着装置のターンテーブル上での基板の支持状態を示す図である。 本発明に係るシンチレータパネルの製造工程を示す図である。 本発明に係るシンチレータパネルの製造工程の続きを示す図である。 図６は、本発明に係るシンチレータパネルの製造に用いられる試料支持体の変形例である。

符号の説明

１０…基板、１２…シンチレータ、１４…第１のポリパラキシリレン膜（有機膜）、１６…ＳｉＯ_２膜、１８…第２のポリパラキシリレン膜、３０…シンチレータパネル。

Claims (3)

1. 放射線透過性の基板と、
   前記基板の放射線入射面と反対の表面上に蒸着によって柱状結晶として形成されているシンチレータと、
   前記シンチレータの表面から前記基板のシンチレータ形成面の表面、側面から放射線入射面に至る略全面に直接、一体として蒸着形成されているポリパラキシリレン膜と、
   を備えているシンチレータパネル。
2. 放射線透過性の基板と、
   前記基板の放射線入射面と反対の表面上に蒸着によって柱状結晶として形成されているシンチレータと、
   前記シンチレータが形成された基板を、３点以上の微少な点で支持した状態で、前記基板およびシンチレータ上に材料を蒸着することにより形成された前記基板の裏面からシンチレータ形成面を経てシンチレータ表面までを一括して覆うポリパラキシリレン膜と、
   を備えているシンチレータパネル。
3. 前記ポリパラキシリレン膜は、ポリパラキシリレン、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のいずれかまたはその組み合わせにより形成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。

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