JPWO2011125383A1 - フラットパネルディテクタの製造方法 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明に係るフラットパネルディテクタの構成を図1、2を用いて説明する。各構成要素については後述する。
本発明のフラットパネルディテクタの製造方法(以下、単に本発明の製造方法とも称する)は、平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルを作製するシンチレータパネル作製工程、およびこのシンチレータパネル作製工程で得られたシンチレータパネルをこの平面受光素子面の面積に対応して断裁する断裁工程および断裁されたシンチレータパネルを平面受光素子面にカップリングする工程を有する。各工程の詳細については後述する。
(シンチレータパネルの構成)
本発明に係るシンチレータパネルは、支持体上に柱状結晶からなる蛍光体層を有するが、支持体と蛍光体層の間に下引層を有する態様が好ましく、また支持体上に反射層を設け反射層、下引層、および蛍光体層の構成であってもよい。以下、各構成層および構成要素等について説明する。
本発明に係る蛍光体層は、蛍光体の柱状結晶からなる。
支持体上には反射層を設けることが好ましい。反射層は、蛍光体(シンチレータ)から発した光を反射して、光の取り出し効率を高めるためのものである。当該反射層は、Al,Ag,Cr,Cu,Ni,Ti,Mg,Rh,PtおよびAuからなる元素群の中から選ばれるいずれかの元素を含む材料により形成されることが好ましい。特に、上記の元素からなる金属薄膜、例えば、Ag膜、Al膜などを用いることが好ましい。また、このような金属薄膜を2層以上形成するようにしても良い。なお、反射層の厚さは、0.005〜0.3μm、より好ましくは0.01〜0.2μmであることが、発光光取り出し効率の観点から好ましい。
本発明においては、支持体と蛍光体層の間、または反射層と蛍光体層の間に下引き層を設けることが好ましい。当該下引層は、CVD法(気相化学成長法)によりポリパラキシリレン膜を成膜する方法や高分子結合材(バインダー)による方法があるが、膜付の観点から高分子結合材(バインダー)による方法がより好ましい。また下引層の厚さは、鮮鋭性、柱状結晶の乱れ発生防止性などの面から0.5〜4μmが好ましい。
本発明においては、断裁工程の前に、蛍光体層上に保護層形成工程を有することが好ましい。
本発明に係るシンチレータパネルは、支持体として各種の材料を使用することができ、支持体としては、カーボン、アルミニウム、ガラスを主成分として含有する材料で構成される支持体あるいは、樹脂で構成される支持体が挙げられる。
一つである。
本発明に係るシンチレータパネルの作製工程では、平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルを作製する。
支持体の一方の表面に反射層としての金属薄膜(Al膜、Ag膜等)をスパッタ法により形成する。樹脂フィルムを支持体として使用する場合、樹脂フィルム上にAl膜をスパッタ蒸着したフィルムは、各種の品種が市場で流通しており、これらを支持体として使用することも可能である。
下引層は、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、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。
蛍光体層は、柱状結晶からなるが、柱状結晶は蒸着方法などの気相堆積法で形成することができる。以下に、蒸着方法の典型例について説明する。
図3に示す通り、蒸着装置961は箱状の真空容器962を有しており、真空容器962の内部には真空蒸着用のボート963が配されている。ボート963は蒸着源の被充填部材であり、当該ボート963には電極が接続されている。当該電極を通じてボート963に電流が流れると、ボート963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963に充填され、そのボート963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。
図4は、保護層形成に用いられる、装置の例の模式断面図であり、シンチレータパネル12の蛍光体層122表面にポリパラキシリレン膜からなる保護層を形成する例である。
本発明においては、用いる平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルから、用いる平面受光素子面に応じた面積に対応して断裁を行う。
断裁されたシンチレータパネルは、カップリングする工程で、受光素子とカップリングされる。
600x600mmサイズの下記支持体に銀をスパッタして反射層(0.10μm)を形成した。
支持体 材質 厚み
A−1 アルミニウム 0.2mm
A−2 アルミニウム 0.3mm
A−3 アルミニウム 0.5mm
A−4 アルミニウム 1.0mm
A−5 アルミニウム 1.5mm
C−1 アモルファスカーボン 0.5mm
C−2 アモルファスカーボン 1.0mm
G−1 ガラス 1.0mm
P−1 ポリイミドフィルム 0.030mm
P−2 ポリイミドフィルム 0.050mm
P−3 ポリイミドフィルム 0.125mm
P−4 ポリイミドフィルム 0.225mm
P−5 ポリエチレンナフタレート 0.125mm
(比較支持体(BL−1、−2)の作製)
比較例として、予め24.7mm×49.3mmのサイズに断裁した厚さ1.0mmのアモルファスカーボンを使用し、断裁を実施しないものを、BL−1とした。
下記処方で得た混合物を、ビーズミルにて15時間分散し、下引き塗設用の塗布液を得た。この塗布液を上記支持体の反射層側に乾燥層厚が1.0μmになるようにスピンコーターで塗布したのち100℃で8時間乾燥することで下引き層を作製した。
300質量部
メチルエチルケトン(MEK) 200質量部
トルエン 300質量部
シクロヘキサノン 150質量部
(蛍光体層の形成)
支持体の下引き層側に蛍光体(CsI:0.03Tlmol%)を、図3に示した蒸着装置を使用して蒸着させ支持体の全面に200μmの蛍光体層を形成した。ボート963とホルダ964との間にシャッタ(図示略)を配し、蒸着開始時に目的物以外の物質が蛍光体層に付着するのを防止した。
上記で得られたシンチレータパネル(P−2、P−3、P−4、P−5は除く)を、図4のCVD装置にセットしてポリパラキシレンからなる保護層を形成した。ポリパラキシレン膜の厚みは3μmになるように調整した。
表1に示すように、上記各支持体に対応したシンチレータパネル1〜16を下記のようにして作製した。
24.7×49.3mmサイズのCMOSを有する有効画像領域24.6×49.2mmの受光素子(Rad−icon社製 Rad Eye 1/画素サイズ48μm)を使用した。またCMOS面との接着には、下記組成のアクリル系接着剤を作成した。尚本組成の接着剤組成物は再剥離性が高く、加熱圧着までは容易に位置変更が可能である。
2−エチルヘキシルアクリレート 50質量部
ブチルアクリレート 30質量部
スチレン 19質量部
2−ヒドロキシエチルメタクリレート 3質量部
(B)
トリレンジイソシアネート・トリメチロールプロパンアダクト体(商品名;コロネートL 日本ポリウレタン(株)製)
上記接着剤をシンチレータパネルの保護層側に10μmの厚さになるように塗設し乾燥したのち、シンチレータパネルとCMOS部の位置を実体顕微鏡にて確認しながら両者を完全に一致させた。その後100g/cm2の圧力で加圧しながら、70℃の環境で90分間加熱後、徐冷することでシンチレータパネルと受光素子をカップリングした。
上記にて得られたフラットパネルディテクタのシンチレータパネルと受光素子側のそれぞれから、管電圧28kVpで10mRのX線を照射し、得られたデジタル信号をハードディスクに記録した。次にハードディスク上の記録をコンピュータで分析して、画像信号の電気信号の平均強度Sを求め、輝度を算出し、フラットパネルディテクタ7のシンチレータパネル側からX線照射した場合の信号値を100とした相対値で表1に示した。
上記、シンチレータパネル側からX線を照射して得られた有効画像領域24.6×49.2mmのベタ画像を解析し、画像周縁部に2画素以上の連続した画像欠損箇所の個数をカウントし表1に示した。
11 受光素子
12 シンチレータパネル
13 接着層
14 筐体
31 レーザ断裁装置
32 支持台
33 パージ室
34 排出管
35 透光窓
111 信号取り出し部
121 支持体
122 蛍光体層
123 保護層
961 蒸着装置
962 真空容器
963 ボート
964 ホルダ
965 回転機構
966 真空ポンプ
S レーザ断裁部分
Claims (28)
- 2次元状に配置された複数の画素、を有する平面受光素子面、を有する受光素子の該平面受光素子面上に、支持体上に柱状結晶からなる蛍光体層を有するシンチレータパネルの該蛍光体層の側の面が、カップリングされているフラットパネルディテクタを製造するフラットパネルディテクタの製造方法であって、該平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルを作製するシンチレータパネル作製工程、該シンチレータパネル作製工程で得られたシンチレータパネルを該平面受光素子面の面積に対応して断裁する断裁工程および断裁されたシンチレータパネルを該平面受光素子面にカップリングする工程を有することを特徴とするフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記断裁工程の前に、前記蛍光体層上に保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とする請求項1に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記保護層が樹脂であり、該樹脂と前記蛍光体層とが、接着していることを特徴とする請求項1または2に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記樹脂が、ポリパラキシリレンまたはホットメルト樹脂であることを特徴とする請求項3に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体が、カーボン、アルミニウムまたはガラスを主成分として含有することを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体の厚みが0.3mm以上、1.0mm以下であることを特徴とする請求項5に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記蛍光体層の厚みが0.8mm以下であることを特徴とする請求項5または6に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体が樹脂であることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記樹脂が、ポリイミド(PI)またはポリエチレンナフタレート(PEN)のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項8に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体の厚みが0.05mm以上、0.20mm以下であることを特徴とする請求項8または9に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記蛍光体層の厚みが0.6mm以下であることを特徴とする請求項8から10のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記断裁工程における断裁が、ダイシングであることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記断裁工程における断裁が、レーザによる断裁、打抜金型による打抜、または断裁刃によることを特徴とする請求項8から11のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 支持体上に柱状結晶からなる蛍光体層と保護層とを支持体側からこの順に有するシンチレータパネルが、2次元状に配置された複数の画素、を有する平面受光素子面、を有する受光素子の該平面受光素子面上にカップリングされているフラットパネルディテクタの製造方法であって、該平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルを作製するシンチレータパネル作製工程、および該シンチレータパネル作製工程で得られたシンチレータパネルを該平面受光素子面の面積に対応して断裁する断裁工程および断裁されたシンチレータパネルを該画素面にカップリングする工程を有し、前記断裁工程の後に、該蛍光体層上に該保護層を形成する保護層形成工程を有することを特徴とするフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記保護層が樹脂であり、該樹脂と前記蛍光体層とが、接着していることを特徴とする請求項14に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記樹脂が、ポリパラキシリレンまたはホットメルト樹脂であることを特徴とする請求項15に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体が、カーボン、アルミニウムまたはガラスを主成分として含有することを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体の厚みが0.3mm以上、1.0mm以下であることを特徴とする請求項17に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記蛍光体層の厚みが0.8mm以下であることを特徴とする請求項17または18に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体が樹脂であることを特徴とする請求項14から16のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記樹脂が、ポリイミド(PI)またはポリエチレンナフタレート(PEN)のうち少なくとも1つを含むことを特徴とする請求項20に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体の厚みが0.05mm以上、0.20mm以下であることを特徴とする請求項20または21に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記蛍光体層の厚みが0.6mm以下であることを特徴とする請求項20から22のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記断裁工程における断裁が、ダイシングであることを特徴とする請求項14から23のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記断裁工程における断裁が、レーザによる断裁、打抜金型による打抜、または断裁刃によることを特徴とする請求項20から23のいずれか1項に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 2次元状に配置された複数の画素、を有する平面受光素子面、を有する受光素子の該平面受光素子面上に、支持体上に柱状結晶からなる蛍光体層を有するシンチレータパネルの該蛍光体層の側の面が、カップリングされていて、受光素子側から放射線が照射されるフラットパネルディテクタを製造するフラットパネルディテクタの製造方法であって、該平面受光素子面の面積より大である面積を有するシンチレータパネルを作製するシンチレータパネル作製工程、該シンチレータパネル作製工程で得られたシンチレータパネルを該平面受光素子面の面積に対応して断裁する断裁工程および断裁されたシンチレータパネルを該平面受光素子面にカップリングする工程を有することを特徴とするフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体が、アルミニウムまたはガラスを主成分として含有することを特徴とする請求項26に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
- 前記支持体の厚みが0.5mm以上、1.0mm以下であることを特徴とする請求項27に記載のフラットパネルディテクタの製造方法。
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