KR100687365B1 - 신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서 - Google Patents

신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서 Download PDF

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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

신틸레이터 패널(1)의 a-C제 기판(10)의 한쪽 표면에는 광 반사막으로서의 Ag막(12)이 형성되어 있다. 이 Ag막(12) 표면 전체는 Ag막(12)을 보호하기 위한 SiN막(14)에 의해 덮여 있다. 이 SiN막(14) 표면에는 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있다. 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다.
신틸레이터, 폴리파라키실렌막, 촬상소자, 투명 유기막, 기판

Description

신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서{Scintillator pannel and radiation image sensor}
본 발명은 의료용 X선 촬영 등에 사용되는 신틸레이터 패널(scintillator pannel) 및 방사선 이미지 센서에 관한 것이다.
종래, 의료, 공업용 X선 촬영에서는 X선 감광 필름이 사용되어 왔지만, 편리성이나 촬영 결과의 보존성의 측면에서 방사선 검출기를 사용한 방사선 이미징 시스템이 보급되어 오고 있다. 이러한 방사선 이미징 시스템에 있어서는 방사선 검출기에 의해 2차원 방사선에 의한 화소 데이터를 전기 신호로서 취득하고, 이 신호를 처리 장치에 의해 처리하여 모니터 상에 표시하고 있다.
대표적인 방사선 검출기로서, 알루미늄, 유리, 용융 석영 등의 기판 상에 신틸레이터를 형성한 신틸레이터 패널과 촬상 소자를 점착시킨 구조를 갖는 방사선 검출기가 존재한다. 이 방사선 검출기에 있어서는 기판 측으로부터 입사하는 방사선을 신틸레이터로 광으로 변환하여 촬상 소자로 검출하고 있다(특공평 7-21560호 공보 참조).
그런데, 방사선 검출기에 있어서 선명한 화상을 얻기 위해서는 신틸레이터 패널의 광 출력을 충분히 크게 할 필요가 있지만, 상술한 방사선 검출기에 있어서 는 광 출력이 충분하지 않았다.
본 발명의 과제는 광 출력을 증대시킨 신틸레이터 패널 및 광 출력을 증대시킨 신틸레이터 패널을 사용한 방사선 이미지 센서를 제공하는 것이다.
본 발명의 신틸레이터 패널은 방사선을 투과하는 기판과, 상기 기판 상에 설치된 반사성 금속 박막과, 상기 반사성 금속 박막 전체를 덮는 보호막과, 상기 보호막 상에 퇴적한 신틸레이터를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 보호막에 의해 반사성 금속 박막 전체가 덮여 있기 때문에, 신틸레이터에 약간이지만 포함되는 수분에 근거하는 변질 등을 방지할 수 있고 반사성 금속 박막의 반사막으로서의 기능 감퇴를 방지할 수 있다. 따라서, 증대한 신틸레이터 패널의 광 출력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 방사선을 투과하는 기판과, 상기 기판 상에 설치된 반사성 금속 박막과, 상기 반사성 금속 박막 상에 설치된 보호막과, 상기 보호막 상의 가장자리부를 제외하는 위치에 퇴적한 신틸레이터를 구비하는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 신틸레이터와 반사성 금속 박막이 이간하고 있기 때문에, 신틸레이터에 약간이지만 포함되는 수분에 근거하는 변질 등을 방지할 수 있고 반사성 금속 박막의 반사막으로서의 기능 감퇴를 방지할 수 있다. 따라서, 증대한 신틸레이터 패널의 광 출력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 반사성 금속 박막이 Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt 및 Au로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지 는 막인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 보호막이 LiF, MgF2, SiO2, TiO2, Al 203, MgO, SiN 및 폴리이미드로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 보호막이 상기 Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh 및 Pt로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 산화막인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 보호막이 예를 들면 SiN 등의 무기막 및 예를 들면 폴리이미드 등의 유기막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 신틸레이터가 유기막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 신틸레이터의 내습성을 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 유기막이 더욱 기판 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 유기막에 의해 신틸레이터만을 피복하는 것에 비교하여 신틸레이터 내습성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 유기막이 더욱 기판 표면 전체를 피복하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 유기막에 의해 신틸레이터 및 기판 표면의 적어도 일부를 피복하는 것에 비교하여 내습성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방사선 이미지 센서는 신틸레이터 패널의 신틸레이터에 대향하여 촬상 소자를 배치한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방사선 이미지 센서에 의하면, 신틸레이터 패널이 증대한 광 출력을 유지할 수 있기 때문에, 방사선 이미지 센서 출력을 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 유리제 기판과, 상기 기판 상에 설치된 반사막과, 상기 반사막 상에 퇴적한 신틸레이터와, 상기 신틸레이터를 덮는 투명 유기막을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 유리제 기판을 사용하고 있기 때문에 대면적화한 경우에 있어서도 기판에 어느 정도의 강성을 갖게 할 수 있기 때문에, 기판 상에 신틸레이터를 형성할 때의 기판 휨을 억제할 수 있어 신틸레이터 패널 성능을 높게 할 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 투명 유기막이 더욱 기판 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 유기막에 의해 신틸레이터만을 피복하는 것에 비교하여 신틸레이터의 내습성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 신틸레이터 패널은 투명 유기막이 더욱 기판 표면 전체를 피복하고 있는 것을 특징으로 한다. 본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 유기막에 의해 신틸레이터 및 기판 표면의 적어도 일부를 피복하는 것에 비교하여 내습성을 더욱 향상시킬 수 있다.
또한, 본 발명의 방사선 이미지 센서는 신틸레이터 패널의 신틸레이터에 대 향하여 촬상 소자를 배치한 것을 특징으로 한다. 본 발명의 방사선 이미지 센서에 의하면, 신틸레이터 패널에 유리제 기판을 사용하고 있기 때문에 큰 면적을 가진 방사선 이미지 센서의 성능을 높게 유지할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 2는 제 1 실시예에 관련되는 방사선 이미지 센서의 단면도.
도 3은 제 2 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 4는 제 3 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 5는 제 3 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 변형예 단면도.
도 6은 제 4 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 7은 제 4 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 변형예 단면도.
도 8은 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 변형예 단면도.
도 9는 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 변형예 단면도.
도 10은 제 5 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 11은 제 5 실시예에 관련되는 방사선 이미지 센서의 단면도.
도 12는 제 6 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 단면도.
도 13은 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 변형예 단면도.
이하, 도 1 및 도 2를 참조하여 본 발명의 제 1 실시예를 설명한다.
도 1은 신틸레이터 패널(1)의 단면도이고, 도 2는 방사선 이미지 센서(2)의 단면도이다.
도 1에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(1)의 비정질 카본(a-C)(글래쉬 카본 또는 유리 형상 카본)제 기판(10)의 한쪽 표면에는 광 반사막(반사성 금속 박막)으로서의 Ag막(12)이 형성되어 있다. 이 Ag막(12) 표면은 Ag막(12)을 보호하기 위한 SiN막(14)에 의해 덮여 있다. 이 SiN막(14) 표면에는 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있다. 또한, 신틸레이터(16)에는 Tl 도프의 CsI가 사용되고 있다. 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다.
또한, 방사선 이미지 센서(2)는 도 2에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(1)의 신틸레이터(16)의 선단부 측에 촬상 소자(20)를 점착한 구조를 갖고 있다.
다음으로, 신틸레이터 패널(1)의 제조 공정에 대해서 설명한다. 우선, 구형 또는 원형의 a-C제 기판(10)(두께 1mm)의 한쪽 표면에 광 반사막으로서의 Ag막(12)을 진공 증착법에 의해 150nm 두께로 형성한다. 다음으로, Ag막(12) 상에 플라즈마 CVD법에 의해 SiN막(14)을 200nm 두께로 형성하여 Ag막(12) 전체를 덮는다.
다음으로, SiN막(14) 표면에 Tl를 도프한 CsI의 기둥 형상 결정을 증착법에 의해 성장(퇴적)시켜 신틸레이터(16)를 25Oμm 두께로 형성한다. 이 신틸레이터(16)를 형성하는 CsI는 흡습성이 높아, 노출한채로 두면 공기중의 수증기를 흡습하여 조해되어버리기 때문에, 이를 방지하기 위해 CVD법에 의해 폴리파라키실렌막(18)을 형성한다. 즉, 신틸레이터(16)가 형성된 기판(10)을 CVD 장치에 넣어, 폴리파라키실렌막(18)을 10μm 두께로 성막한다. 이로써 신틸레이터(16) 및 기판(10) 표면 전체(신틸레이터 등이 형성되지 않고 노출하고 있는 기판 표면 전체)에 폴리파라키실렌막(18)이 형성된다.
또한, 방사선 이미지 센서(2)는 완성한 신틸레이터 패널(1)의 신틸레이터(16) 선단부 측에 촬상 소자(CCD)(20)의 수광부를 대향시켜 점착함으로써 제조된다(도 2 참조).
이 실시예에 관련되는 방사선 이미지 센서(2)에 의하면, 기판(10) 측으로부터 입사한 방사선을 신틸레이터(16)로 광으로 변환하여 촬상 소자(20)에 의해 검출한다. 이 방사선 이미지 센서(2)를 구성하는 신틸레이터 패널(1)에는 반사성 금속 박막으로서의 Ag막(12)이 설치되어 있기 때문에 촬상 소자(20)의 수광부에 입사하는 광을 증가시킬 수 있어 방사선 이미지 센서(2)에 의해 검출된 화상을 선명한 것으로 할 수 있다. 또한, 이 Ag막(12)은 Ag막(12)의 보호막으로서 기능하는 SiN막(14)에 의해 전체가 덮여 있기 때문에, Ag막(12) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 2 실시예를 설명한다. 또한, 이 제 2 실시예 설명에 있어서는 제 1 실시예의 신틸레이터 패널(1), 방사선 이미지 센서(2) 구성과 동일한 구성에는 제 1 실시예 설명에서 사용한 것과 동일 부호를 붙여 설명을 행한다.
도 3은 신틸레이터 패널(3)의 단면도이다. 도 3에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(3)의 a-C제 기판(10)의 한쪽 표면에는 반사막으로서의 Al막(13)이 형성되어 있다. 이 Al막(13) 표면은 Al막(13)을 보호하기 위한 폴리이미드막(22) 에 의해 덮여 있다. 이 폴리이미드막(22) 표면에는 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있다. 또한, 신틸레이터(16)에는 Tl 도프의 CsI가 사용되고 있다. 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다.
또한, 이 신틸레이터 패널(3)은 신틸레이터(16)의 선단부 측에 촬상 소자를 점착함으로써 방사선 이미지 센서를 구성한다.
다음으로, 신틸레이터 패널(3)의 제조 공정에 대해서 설명한다. 우선, 구형 또는 원형의 a-C제 기판(10)(두께 1mm)의 한쪽 표면에 광 반사막으로서의 Al막(13)을 진공 증착법에 의해 150nm 두께로 형성한다. 다음으로, Al막(13) 상에 스핀 코트 처리를 실시함으로써 폴리이미드막(22)을 1000nm 두께로 형성하여 Al막(13) 전체를 덮는다.
다음으로, 폴리이미드막(22) 표면에 Tl를 도프한 CsI의 기둥 형상 결정을 증착법에 의해 성장시켜 신틸레이터(16)를 250μm 두께로 형성한다. 이 신틸레이터(16)를 형성하는 CsI는 흡습성이 높아, 노출된채로 두면 공기중의 수증기를 흡습하여 조해되어버리기 때문에, 이를 방지하기 위해 CVD법에 의해 폴리파라키실렌막(18)을 형성한다. 즉, 신틸레이터(16) 및 기판(10) 표면 전체에 폴리파라키실렌막(18)을 형성한다.
또한, 방사선 이미지 센서는 완성한 신틸레이터 패널(3)의 신틸레이터(16) 선단부 측에 촬상 소자(CCD)(20)의 수광부를 대향시켜 점착함으로써 제조된다.
이 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널(3)을 사용한 방사선 이미지 센서에 의하면, 기판(10) 측으로부터 입사한 방사선을 신틸레이터(16)로 광으로 변환하여 촬상 소자(20)에 의해 검출한다. 이 방사선 이미지 센서를 구성하는 신틸레이터 패널(3)에는 반사성 금속 박막으로서의 Al막(13)이 설치되어 있기 때문에 촬상 소자의 수광부에 입사하는 광을 증가시킬 수 있어 방사선 이미지 센서에 의해 검출된 화상을 선명한 것으로 할 수 있다. 또한, 이 Al막(13)은 Al막(13)의 보호막으로서 기능하는 폴리이미드막(22)에 의해 전체가 덮여 있기 때문에, Al막(13) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 3 실시예를 설명한다. 또한, 이 제 3 실시예 설명에 있어서는 제 1 실시예의 신틸레이터 패널(1), 방사선 이미지 센서(2) 구성과 동일한 구성에는 제 1 실시예의 설명에서 사용한 것과 동일 부호를 붙여 설명을 행한다.
도 4는 신틸레이터 패널(4)의 단면도이다. 도 4에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(4)의 a-C제 기판(10)의 한쪽 표면에는 광 반사막으로서의 Ag막(12)이 형성되어 있다. 이 Ag막(12) 표면에는 Ag막(12)을 보호하기 위한 SiN막(14)이 Ag막(12) 표면 전체에 형성되어 있다. 또한, SiN막(14) 표면에는 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있다.
여기서 신틸레이터(16)는 SiN막(14) 상의 가장자리부를 제외한 위치에 형성되며, 외측에 위치하는 신틸레이터(16)와 Ag막(12) 가장자리부를 이간시키고 있다. 또한, 신틸레이터(16)에는 Tl 도프의 CsI가 사용되고 있다. 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다.
또한, 이 신틸레이터 패널(4)은 신틸레이터(16)의 선단부 측에 촬상 소자를 점착함으로써 방사선 이미지 센서를 구성한다.
이 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널(4)을 사용한 방사선 이미지 센서에 의하면, 기판(10) 측으로부터 입사한 방사선을 신틸레이터(16)로 광으로 변환하여 촬상 소자(20)에 의해 검출한다. 이 방사선 이미지 센서를 구성하는 신틸레이터 패널(4)에는 반사성 금속 박막으로서의 Ag막(12)이 설치되어 있기 때문에 촬상 소자(20)의 수광부에 입사하는 광을 증가시킬 수 있어 방사선 이미지 센서에 의해 검출된 화상을 선명한 것으로 할 수 있다. 또한, 이 Ag막(12) 가장자리부를 신틸레이터(16)와 이간시키고 있기 때문에, Ag막(12) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 제 3 실시에 관련되는 신틸레이터 패널(4)에 있어서는 SiN막(14)이 Ag막(12) 표면 전체에 형성되어 있지만, 도 5에 도시하는 신틸레이터 패널(5)와 같이 Ag막(12) 가장자리부를 제외하는 위치에 SiN막(14)을 형성하고, SiN막(14) 가장자리부를 제외하는 위치에 신틸레이터(16)를 형성하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서도, Ag막(12) 가장자리부가 신틸레이터(16)와 이간하고 있기 때문에, Ag막(12) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 4 실시예를 설명한다. 또한, 이 제 4 실시예 설명에 있어서는 제 1 실시예의 신틸레이터 패널(1), 방사선 이미지 센서(2)의 구성과 동일한 구성에는 제 1 실시예 설명에서 사용한 것과 동일 부호를 붙여 설명한다.
도 6은 신틸레이터 패널(6)의 단면도이다. 도 6에 도시하는 바와 같이, 신 틸레이터 패널(6)의 a-C제 기판(10)의 한쪽 표면에는 Al막(24a) 및 Al2O3막(산화막)(24b)에 의해 구성되는 Al막(24)이 형성되어 있다. 이 Al막(24) 표면의 Al2O3막(24b) 상에 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있다. 또한, 신틸레이터(16)에는 Tl 도프의 CsI가 사용되고 있다. 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다.
또한, 이 신틸레이터 패널(6)은 신틸레이터(16)의 선단부 측에 촬상 소자를 점착함으로써 방사선 이미지 센서를 구성한다.
다음으로, 신틸레이터 패널(6)의 제조 공정에 대해서 설명한다. 우선, 구형 또는 원형의 a-C제 기판(10)(두께 1mm)의 한쪽 표면에 광 반사막으로서의 Al막(24)을 진공 증착법에 의해 150nm 두께로 형성한다. 계속해서, 산소 가스를 도입하면서 Al을 증발시켜 Al막(24a) 표면 전체에 Al203막(24b)을 30nm 두께로 형성한다.
다음으로, Al203막(24b) 표면에 Tl를 도프한 CsI의 기둥 형상 결정을 증착법에 의해 성장시켜 신틸레이터(16)를 250μm 두께로 형성한다. 이 신틸레이터(16)를 형성하는 CsI는 흡습성이 높게 노출한채로 해 두면 공기중의 수증기를 흡습하여 조해해버리기 때문에, 이를 방지하기 위해 CVD법에 의해 폴리파라키실렌막(18)을 형성한다. 즉, 신틸레이터(16) 및 기판(10) 표면 전체에 폴리파라키실렌막(18)을 형성한다.
또한, 이 신틸레이터 패널(6)은 신틸레이터(16)의 선단부 측에 촬상 소자를 점착함으로써 방사선 이미지 센서를 구성한다.
이 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널(6)를 사용한 방사선 이미지 센서에 의하면, 기판(10) 측으로부터 입사한 방사선을 신틸레이터(16)로 광으로 변환하여 촬상 소자(20)에 의해 검출한다. 이 방사선 이미지 센서를 구성하는 신틸레이터 패널(6)에는 반사성 금속 박막으로서 기능하는 Al막(24a)이 설치되어 있기 때문에 촬상 소자(20)의 수광부에 입사하는 광을 증가시킬 수 있어 방사선 이미지 센서에 의해 검출된 화상을 선명한 것으로 할 수 있다.
또한, 이 Al막(24a)은 Al막(24a)의 보호막으로서 기능하는 Al203막(24b)에 의해 전체가 덮여 있기 때문에, Al막(24a) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다. 더욱이, 이 Al막(24) 가장자리부를 신틸레이터(16)와 이간시키고 있기 때문에, Al막(24a) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 이 제 4 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널(6)에 있어서는 Al203막(24b)이 Al막(24a) 표면 전체에 형성되어 있지만, 도 7에 도시하는 신틸레이터 패널(7)과 같이 Al막(24a) 가장자리부를 제외하는 위치에 Al203막(24b)을 형성하도록 해도 된다. 이 경우에 있어서도, Al막(24) 가장자리부가 신틸레이터(16)와 이간하고 있기 때문에, Al막(24a) 부식 등의 변질에 의해 반사막으로서의 기능이 손상되는 것을 방지할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는 a-C제 기판을 사용하고 있지만 방사선을 투 과하는 기판이면 되기 때문에, 그라파이트제 기판, Al제 기판, Be제 기판, 유리제 기판 등을 사용해도 된다.
또한, 상술한 실시예에 있어서, 기판 상의 Al막의 산화막을 보호막으로서 사용할 경우에는 산화막 상에 더욱 보호막으로서의 폴리이미드막을 형성하는 것이 바람직하다. 이 경우에는 산화막 및 폴리이미드막에 의해 Al막 보호를 완전한 것으로 할 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는 보호막으로서 SiN막 또는 폴리이미드막을 사용하고 있지만, 이에 한하지 않고 LiF, MgF2, Si02, Al203, TiO2, Mg0, SiN의 투명 무기막 및 폴리이미드 등의 투명 유기막으로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막을 사용해도 된다. 더욱이, 도 8에 도시하는 바와 같이 무기막 및 유기막에 의해 형성되는 보호막을 사용해도 된다. 즉, 도 8에 도시하는 신틸레이터 패널은 a-C제 기판(10)의 한쪽 표면에는 광 반사막으로서의 Ag막(12)이 형성되어 있다. 이 Ag막(12) 표면은 Ag막(12)을 보호하기 위한 SiN막(무기막)(14)에 의해 덮여 있으며, SiN막(14) 표면이 폴리이미드막(유기막)(22)에 의해 덮여 있다. 이 폴리이미드막(22) 표면에는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 형성되어 있으며, 이 신틸레이터(16)는 기판(10)과 함께 폴리파라키실렌막(18)으로 덮여 있다. 이 도 8에 도시하는 신틸레이터 패널과 같이 무기막 및 유기막에 의해 형성되는 보호막을 사용할 경우에는 광 반사막을 보호하는 효과를 더욱 높일 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 반사성 금속 박막으로서, Ag막, Al막을 사용하고 있지만, Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt 및 Au로 이루어지는 군 중 의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막을 사용해도 된다. 더욱이, Cr막 상에 Au막을 형성하는 등, 반사성 금속 박막을 2층 이상 형성하도록 해도 된다.
또한, 상술한 실시예에 있어서, 반사성 금속 박막으로서 Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh 및 Pt로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막을 사용할 경우에는 그 산화막을 보호막으로서 사용하는 것이 가능하다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는 폴리파라키실렌막(18)에 의해 신틸레이터(16) 및 기판 표면 전체(신틸레이터가 형성되어 있는 면과 반대 측 면, 즉 방사선 입사면)를 덮음으로써 신틸레이터의 내습성을 보다 완전한 것으로 하고 있지만, 도 9에 도시하는 바와 같이 폴리파라키실렌막(18)에 의해 신틸레이터(16)의 전면 및 기판(10) 표면의 적어도 일부를 덮음으로써 신틸레이터 내습성을 신틸레이터만을 덮을 경우에 비교하여 높게 할 수 있다.
다음으로, 본 발명의 제 5 실시예를 설명한다. 또한, 이 제 5 실시예 설명에 있어서는 제 1, 제 2 실시예의 신틸레이터 패널(1, 3), 방사선 이미지 센서(2) 구성과 동일한 구성에는 제 1, 제 2 실시예 설명에서 사용한 것과 동일 부호를 붙여 설명을 행한다.
도 10에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(8)은 평면 형상을 갖는 유리제 기판(26)을 구비하고 있으며, 그 한쪽 표면에는 진공 증착법에 의해 100nm 두께로 형성된 반사막으로서의 Al막(13)이 형성되어 있다. 이 Al막(13) 표면에는 입사한 방사선을 가시광으로 변환하는 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 25Oμm 두께로 형성되어 있다. 이 신틸레이터(16)에는 증착법에 의해 성장시킨 Tl 도프의 CsI 가 사용되고 있다.
또한, 신틸레이터(16)는 그 전면이 기판(26)과 함께 CVD법에 의해 형성된 10μm 두께의 폴리파라키실렌막(투명 유기막)(18)에 의해 덮여 있다.
또한, 방사선 이미지 센서는 도 11에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(8)의 신틸레이터(16) 선단부 측에 촬상 소자(20)를 대향시켜 점착한 구조를 갖고 있다.
이 실시예에 관련되는 방사선 이미지 센서에 의하면, 기판(26) 측으로부터 입사한 방사선을 신틸레이터(16)로 광으로 변환하여 촬상 소자(20)에 의해 검출한다. 이 방사선 이미지 센서를 구성하는 신틸레이터 패널(8)에는 반사막으로서의 Al막(13)이 설치되어 있기 때문에 촬상 소자(20)의 수광부에 입사하는 광을 증가시킬 수 있어, 방사선 이미지 센서에 의해 검출된 화상을 선명한 것으로 할 수 있다.
또한, 신틸레이터 패널(8)에 사용되고 있는 기판은 방사선 투과율을 높게 하기 위해 얇게 형성하는 것이 바람직하지만, 유리제 기판을 사용함으로써 흉부용 방사선 이미지 센서에 사용되는 신틸레이터 패널과 같이 대면적화한 경우에 있어서도, Al제 기판이나 a-C제 기판에 비교하여 강성을 확보할 수 있기 때문에, 유리제 기판 상에 신틸레이터를 형성할 경우의 기판 휨을 방지할 수 있다. 따라서, 신틸레이터를 기판 상에 형성하는 것이 용이해짐과 동시에 제조된 신틸레이터 패널 품질을 유지할 수 있다. 또한, 이 실시예의 유리 기판에 사용되는 유리 종류로서는 방사선을 흡수하는 성분의 함유량이 적은 것이나 코스트면에서 파이렉스 유리가 적합하다.
다음으로, 본 발명의 제 6 실시예를 설명한다. 또한, 이 제 6 실시예 설명에 있어서는 제 5 실시예의 신틸레이터 패널(8), 방사선 이미지 센서 구성과 동일한 구성에는 제 5 실시예 설명에서 사용한 것과 동일 부호를 붙여 설명한다.
도 12에 도시하는 바와 같이, 신틸레이터 패널(9)은 평면 형상을 갖는 유리제 기판(26)을 구비하고 있으며, 그 한쪽 표면에는 진공 증착법에 의해 10Onm 두께로 형성된 반사막으로서의 Cr막(28)이 형성되어 있다. 이 Cr막(28) 표면에는 Au막(30)이 형성되어 있으며, 이 Au막(30) 표면에 기둥 형상 구조의 신틸레이터(16)가 250μm 두께로 형성되어 있다. 이 신틸레이터(16)에는 증착법에 의해 성장시킨 Tl 도프의 CsI가 사용되고 있다.
또한, 신틸레이터(16)는 그 전면이 기판(26)과 함께 CVD법에 의해 형성된 10μm 두께의 폴리파라키실렌막(투명 유기막)(18)에 의해 덮여 있다. 또한, 방사선 이미지 센서는 신틸레이터 패널(9)의 신틸레이터(16) 선단부 측에 촬상 소자(20)를 대향시켜 점착한 구조를 갖고 있다.
이 실시예에 관련되는 신틸레이터 패널의 반사막은 유리 기판과의 밀착성이 좋은 Cr막(28) 및 Cr와의 결합성이 좋은 Au막(30)에 의해 구성되어 있기 때문에, 반사막을 안정성 높은 것으로 할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에 있어서, 반사성 금속 박막으로서, Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt 및 Au로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막을 사용해도 된다.
또한, 상술한 각 실시예에 있어서는 신틸레이터(16)로서 CsI(Tl)가 사용되고 있지만, 이에 한하지 않고 CsI(Na), NaI(Tl), LiI(Eu), KI(Tl) 등을 사용해도 된다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는 폴리파라키실렌막(18)에 의해 신틸레이터(16) 및 기판 표면 전체(신틸레이터가 형성되어 있는 면과 반대 측 면, 즉 방사선 입사면)를 덮음으로써 신틸레이터 내습성을 보다 완전한 것으로 하고 있지만, 도 13에 도시하는 바와 같이 폴리파라키실렌막(18)에 의해 신틸레이터(16) 및 기판 표면의 적어도 일부를 덮음으로써 신틸레이터 내습성을 신틸레이터만을 덮을 경우에 비교하여 높게 할 수 있다.
또한, 상술한 각 실시예에 있어서의 폴리파라키실렌에는 폴리파라키실렌 외에, 폴리모노클로로 파라키실렌, 폴리디클로로 파라키실렌, 폴리테트라클로로 파라키실렌, 폴리플루오로 파라키실렌, 폴리디메틸 파라키실렌, 폴리디에틸 파라키실렌 등을 포함한다.
본 발명의 신틸레이터 패널에 의하면, 신틸레이터에 약간이지만 포함되는 수분에 근거하는 반사성 금속 박막 변질 등을 방지할 수 있고, 반사성 금속 박막의 반사막으로서의 기능 감퇴를 방지할 수 있다. 따라서, 증대한 신틸레이터 패널의 광 출력을 유지할 수 있다. 또한, 유리제 기판을 사용할 경우에는 대면적화한 경우에 있어서도 신틸레이터 패널 성능을 높게 유지할 수 있다.
또한, 본 발명의 방사선 이미지 센서에 의하면, 신틸레이터 패널이 증대한 광 출력을 유지할 수 있기 때문에 방사선 이미지 센서 출력을 유지할 수 있다. 또한, 신틸레이터 패널에 유리제 기판을 사용할 경우에는 대면적화한 경우에 있어서 도 방사선 이미지 센서 성능을 높게 유지할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명의 신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서는 의료용 X선 촬영 등에 사용하는 데 적합하다.

Claims (19)

  1. 방사선을 투과하는 기판과,
    상기 기판 상에 설치된 반사성 금속 박막과,
    상기 반사성 금속 박막 전체를 덮는 보호막과,
    상기 보호막 상에 증착에 의해 퇴적된 신틸레이터를 구비하며,
    상기 반사성 금속 박막은 방사선을 투과함과 동시에, 상기 신틸레이터에서 발광한 광을 반사하며,
    상기 보호막은 상기 반사성 금속 박막을 상기 신틸레이터로부터 보호하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  2. 방사선을 투과하는 기판과,
    상기 기판 상에 설치된 반사성 금속 박막과,
    상기 반사성 금속 박막 상에 설치된 보호막과,
    상기 보호막의 둘레 가장자리부가 노출하도록 하여 상기 보호막 상에 증착에 의해 퇴적된 신틸레이터를 구비하며,
    상기 반사성 금속 박막은 방사선을 투과함과 동시에, 상기 신틸레이터에서 발광한 광을 반사하며,
    상기 보호막은 상기 반사성 금속 박막을 상기 신틸레이터로부터 보호하는 기능을 갖는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반사성 금속 박막은 상기 기판상에 직접배치되는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 반사성 금속 박막은 Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt 및 Au로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호막은 무기막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 보호막은 LiF, MgF2, SiO2, Ti02, Al203, MgO, SiN 및 폴리이미드로 이루어지는 군 중의 물질을 포함하는 재료로 이루어지는 막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  7. 제 5 항에 있어서, 상기 보호막은 금속산화막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  8. 제 7 항에 있어서, 상기 보호막은 상기 반사성 금속 박막의 산화막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  9. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호막은 유기막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  10. 제 9 항에 있어서, 상기 보호막은 폴리이미드로 이루어진 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  11. 삭제
  12. 삭제
  13. 삭제
  14. 삭제
  15. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 보호막은 무기막 및 유기막에 의해 형성되어 있는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  16. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 신틸레이터는 유기막으로 피복되어 있는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  17. 제 16 항에 있어서, 상기 유기막은 또한 상기 기판 표면의 적어도 일부를 피복하고 있는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  18. 제 17 항에 있어서, 상기 유기막은 또한 상기 기판 표면 전체를 피복하고 있는 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  19. 제 1 항 또는 제 2 항에 기재된 신틸레이터 패널의 상기 신틸레이터에 대향하여 촬상 소자를 배치한 것을 특징으로 하는 방사선 이미지 센서.
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