JPWO2009028275A1 - シンチレータパネル - Google Patents
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Abstract
Description
2 シンチレータ(蛍光体)層
3 金属反射層
4 ポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜
5 保護層
10 放射線用シンチレータパネル
61 蒸着装置
62 真空容器
63 ボート(被充填部材)
64 ホルダ
65 回転機構
66 真空ポンプ
100 放射線画像検出器
本発明のシンチレータパネルは、可とう性を有するグラファイトシート基板上に金属反射層及びシンチレータ層を設けて成るシンチレータパネルであって、当該該グラファイトシート基板がポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜で被覆されていることを特徴とする。
本発明に係る「グラファイトシート基板」とは、上述のように、当該基板の主たる構成要素としてグラファイトシートを含有する基板をいう。
本発明に係るグラファイトシート基板は、その表面をポリイミド系樹脂膜またはポリパラキシリレン膜で被覆されていることを特徴とする。
「ポリイミド系樹脂」とは、イミド環構造を有する樹脂の総称であるが、本発明において用いることができるポリイミド系樹脂としては,グラファイトシートの耐熱性能を損なわない為に、ポリイミド及び/又はポリアミドイミドを主成分とする樹脂であれば特に制約は無く,使用する耐熱温度条件によっては,その温度で耐熱性を持つように,より安価なその他高分子樹脂とポリイミド及び/またはポリアミドイミドを適宜混合しても構わない。代表例として、ポリイミド樹脂、ポリ(イミド・イソインドロキナゾリンジオンイミド)樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂などが挙げられる。
本発明においてポリパラキシリレン膜を形成するために用いることができ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。
本発明に係る金属反射層は、ポリイミド系樹脂又はポリパラキシリレン膜で被覆されているグラファイトシート基板とシンチレータ層の間に存在する。金属薄膜の例としては、アルミ、銀、クロム、ニッケル、白金、及び金から選択される金属及びその合金からなる金属薄膜があげあげられるが、シンチレータパネルの光出力向上の観点から、反射率の高いアルミ又は銀が好ましい。一般に、グラファイトシート基板上に反射層を設けることで光出力さらに向上できるが、グラファイトシート表面が非常に反応性に乏しいことから、高反射率のアルミや銀などの金属薄膜との接着性が悪く、シンチレータ形成後のアニール処理により、剥がれが発生する。しかし、本発明に係るポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜でグラファイトシート基板を被覆することで金属薄膜を確実に形成することが出来る。
本発明のシンチレータパネルにおいては、金属反射層とシンチレータ層の間に絶縁層を設けることが好ましい。
シンチレータ層(「蛍光体層」ともいう。)を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、X線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成出来るため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、シンチレータ層(蛍光体層)の厚さを厚くすることが可能であることから、ヨウ化セシウム(CsI)が好ましい。
本発明に係る保護層は、シンチレータ層の保護を主眼とするものである。すなわち、ヨウ化セシウム(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、これを防止することを主眼とする。
本発明のシンチレータパネルの作製方法の典型的例について、図を参照しながら説明する。なお、図1は、放射線用シンチレータパネル10の概略構成を示す断面図である。図2は、放射線用シンチレータパネル10の拡大断面図である。図3は、蒸着装置61の概略構成を示す図面である。
図3に示す通り、蒸着装置61は箱状の真空容器62を有しており、真空容器62の内部には真空蒸着用のボート63が配されている。ボート63は蒸着源の被充填部材であり、当該ボート63には電極が接続されている。当該電極を通じてボート63に電流が流れると、ボート63がジュール熱で発熱するようになっている。放射線用シンチレータパネル10の製造時においては、ヨウ化セシウムと賦活剤化合物とを含む混合物がボート63に充填され、そのボート63に電流が流れることで、上記混合物を加熱・蒸発させることができるようになっている。
次に、本発明に係るシンチレータパネル10の作製方法について説明する。
当該放射線用シンチレータパネル10の作製方法においては、上記で説明した蒸発装置61を好適に用いることができる。蒸発装置61を用いて放射線用シンチレータパネル10を作製する方法について説明する。
厚さが50〜500μmグラファイトシート基板を使用し、表面をポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜で被覆する。
ポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜で被覆されたグラファイトシート基板の一方の表面に金属薄膜としてスパッタ蒸着で金属薄膜(アルミ、銀)を形成する。
絶縁層は、有機溶剤に高分子結合材を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成する。高分子結合材としては、接着性、導電性金属反射層の耐腐食性の観点でポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の疎水性樹脂が好ましい。
上記のように反射層及び絶縁層3を設けたグラファイト基板1をホルダ64に取り付けるとともに、ボート63にヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを含む粉末状の混合物を充填する(準備工程)。この場合、ボート63と基板1との間隔を100〜1500mmに設定し、その設定値の範囲内のままで後述の蒸着工程の処理をおこなうのが好ましい。
前記シンチレータ層2を形成するヨウ化セシウム(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する。そこで、これを防止するために、例えば、CVD法によりポリパラキシリレンをシンチレータパネル全面に5μm〜30μm厚さに被覆することで保護層5を形成する。CsIの柱状結晶には隙間があり、ポリパラキシリレンがこの狭い隙間に入り込むので、保護層がヨウ化セシウム(CsI)に密着する。
以下に、上記放射線用シンチレータパネル10の一適用例として、図4及び図5を参照しながら、当該放射線用シンチレータプレート10を具備した放射線画像検出器100の構成について説明する。なお、図4は放射線画像検出器100の概略構成を示す一部破断斜視図である。また、図5は撮像パネル51の拡大断面図である。
〈シンチレータパネルの作製〉
(基板の作製)
厚さ200μmのグラファイトシート基板を使用し、表面をポリイミド樹脂膜で被覆した。なお、ポリイミド樹脂による被覆は、スピンコーターを用いたスピン塗布によって行った。すなわち、3,3’−4,4’−ジフェニルスルホンテトラカルボン酸ニ無水物と芳香族ジアミンとの重縮合反応によって得られる溶剤可溶性ポリイミドの樹脂濃度20質量%のNMP(N−メチル−2−ピロリドン)溶液(新日本理化株式会社製リカコートPN−20)を加えて10質量%溶液に希釈し、ポリイミド樹脂溶液を調製したポリイミド樹脂溶液を500rpm×5秒のプレスピンの後、2000rpm×10秒の条件でスピンコートを行った。スピンコート塗布した基板を、最終温度300℃で熱処理し、硬化させポリイミド系樹脂被膜を得た。
ポリイミド樹脂で被覆したグラファイトシート基板の一方の表面に金属薄膜として厚さ100nmの銀薄膜をスパッタ蒸着で形成した。
バイロン630(東洋紡社製:高分子ポリエステル樹脂) 100質量部
メチルエチルケトン(MEK) 90質量部
トルエン 90質量部
上記処方を混合し、ビーズミルにて15時間分散し、塗設用の塗布液を得た。この塗布液を上記グラファイトシート基板のスパッタ面に乾燥膜厚が1.0μmになるようにバーコーターで塗布した後、100℃で8時間乾燥することで絶縁層を作製した。
絶縁層を作製したグラファイト基板を、基板ホルダ64に合わせて断裁し、セットした。
基板の絶縁層側に蛍光体(CsI:0.003Tl)を図3に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、シンチレータ層(蛍光体層)を形成した。
上記シンチレータ層が形成された基板を25cm×20cmサイズに断裁し、得られた2枚のうち1枚に対し窒素雰囲気下で350℃2時間のアニール処理を実施した。
上記シンチレータ層が形成された2枚の基板を両者ともCVD装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレンの原料が昇華した蒸気中に露出させておくことにより、シンチレータと基板の全面表面が10μmの厚さのポリパラキシリレン膜で被服された25cm×20cmのサイズのシンチレータパネル2枚を得た。
基板の作製において厚さ200μmのグラファイトシート基板を使用し、表面をポリイミド系樹脂膜の代わりにポリパラキシリレン膜で被覆した以外は、実施例1と同様にして、同様のシンチレータパネルを50枚作製した。
ポリイミド樹脂でグラファイトシートを被覆しないこと以外は実施例1と同様にして50枚作製した。
得られたシンチレータパネルを、PaxScan(Varian社製FPD:2520)にセットし、シンチレータパネル全面で画像に影響を与える画像欠陥を数えた。50枚のシンチレータプレート中の平均画像欠陥数を実施例1、実施例2、及び比較例について調べ評価した。評価結果を表1に示す。
Claims (6)
- グラファイトシート基板上に金属反射層及びシンチレータ層を有するシンチレータパネルであって、当該グラファイトシート基板がポリイミド系樹脂膜又はポリパラキシリレン膜で被覆されていることを特徴とするシンチレータパネル。
- 前記シンチレータパネルの全面が保護層で覆われていることを特徴とする請求の範囲第1項に記載のシンチレータパネル。
- 前記金属反射層が金属薄膜からなることを特徴とする請求の範囲第1項又は第2項に記載のシンチレータパネル。
- 前記金属反射層とシンチレータ層の間に絶縁層を有することを特徴とする請求の範囲第1項乃至第3項のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
- 前記金属薄膜が、アルミ、銀、クロム、ニッケル、白金、及び金から選択される金属を含有することを特徴とする請求の範囲第3項又は第4項に記載のシンチレータパネル。
- 前記シンチレータ層が、ヨウ化セシウムとタリウムを含む添加剤とを原材料として気相法にて形成されたことを特徴とする請求の範囲第1項乃至第5項のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
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