KR20020065581A - 방사선 이미지 센서 및 신틸레이터 패널 - Google Patents

Abstract

본 발명에 따른 방사선 이미지 센서는 (1) 복수의 수광 소자(12)가 1차원 혹은 2차원적으로 배열되어 구성되어 있는 이미지 센서(1)와, (2) 상기 이미지 센서(1)의 수광 표면 위에 기둥 모양 구조로 형성되어, 방사선을 이미지 센서(1)로 검출 가능한 광으로 변환하는 신틸레이터(2)와, (3) 신틸레이터(2)의 기둥 모양 구조를 덮어 밀착 형성되어 있는 보호막(3)과, (4) 신틸레이터의 주위에 신틸레이터로부터 이격시켜 배치되어, 보호막(3)을 이미지 센서(1) 위에 고정하고 있는 테두리(6)와, (5) 상기 보호막(3)을 삽입하여 이미지 센서(1)와 반대측에 테두리(6)에 의해 고정 배치되어 있는 방사선 투과판(4)을 구비하고 있다.

Description

방사선 이미지 센서 및 신틸레이터 패널{Radiation image sensor and scintillator panel}

의료, 공업용의 X선 촬영에서는 종래, X선 감광 필름이 사용되어 왔지만, 편리성이나 촬영 결과의 보존성의 면에서 방사선 검출 소자를 사용한 방사선 이미징 시스템이 보급되어 있다. 이러한 방사선 이미징 시스템에 있어서는 복수의 화소를 갖는 방사선 검출 소자를 사용하여 방사선에 의한 2차원 화상 데이터를 전기 신호로서 취득하고, 상기 신호를 처리 장치에 의해 처리하여, 모니터상에 표시하고 있다. 대표적인 방사선 검출 소자는 1차원 혹은 2차원으로 배열된 광 검출기 상에 신틸레이터를 배치하여, 입사하는 방사선을 신틸레이터에서 광, 예를 들면 가시광으로 변환하여, 검출하는 구조로 되어 있다.

전형적인 신틸레이터 재료인 CsI는 흡습성 재료이고, 공기 중의 수증기(습기)를 흡수하여 용해한다. 그 결과, 신틸레이터의 특성, 특히 해상도가 열화하기 때문에, 신틸레이터를 습기로부터 보호하는 구조를 채용할 필요가 있다. 이와 같은신틸레이터를 습기로부터 보호하는 구조로서는 일본 특개평 5-196742호 공보나 특개평 5-242841호 공보, 국제공개번호 WO98/3629O호 및 WO98/36291호 공보에 각각 개시된 기술이 공지되어 있다.

본 발명은 의료용 등으로 사용되는 방사선 화상을 검출하는 이미지 센서 및 방사선 화상을 이미지 센서로 검출 가능한 광 화상으로 변환하는 신틸레이터 패널에 관한 것이다.

도 1은 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 1 실시예의 단면도.

도 2는 도 1의 II 부분의 확대도.

도 3은 도 1의 상면도.

도 4a 내지 도 4d는 도 1의 이미지 센서의 제조 과정을 설명하는 도면.

도 5a 내지 도 5d는 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 2 실시예와 그 제조 공정을 설명하는 도면.

도 6a 내지 도 6d는 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 3 실시예와 그 제조 공정을 설명하는 도면.

도 7은 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 4 실시예의 단면도.

도 8은 도 7의 VIII 부분의 확대도.

도 9는 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 5 실시예의 단면도.

도 1O은 도 9의 X 부분의 확대도.

도 11은 본 발명에 따른 신틸레이터 패널의 제 1 실시예의 단면도.

그러나, 특개평 5-196742호 공보나 특개평 5-242841호 공보에 개시된 기술은 방습 구조의 형성이 용이하지 않다. 국제공개번호 WO98/36290호 및 WO98/36291호 공보에 개시된 기술의 경우는 이들의 문제는 해소되지만, 강도의 점에서 충분하다고는 말할 수 없다.

그래서, 본 발명은 내습성과 강도를 충분히 겸비한 보호 수단을 갖는 방사선 이미지 센서 및 신틸레이터 패널을 제공하는 것을 과제로 한다.

상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서는 (1) 복수의 수광 소자가 1차원 혹은 2차원적으로 배열하여 구성되어 있는 이미지 센서와, (2) 상기 이미지 센서의 수광 표면 위에 기둥 모양 구조로 형성된 방사선을 상기 이미지 센서로 검출 가능한 파장 대역을 갖는 광으로 변환하는 신틸레이터와, (3)신틸레이터의 기둥 모양 구조를 덮어 밀착 형성되어 있는 보호막과, (4) 상기 신틸레이터의 주위에 신틸레이터로부터 이격시켜 배치되어, 보호막을 이미지 센서 위에 고정하고 있는 테두리와, (5) 상기 보호막을 삽입하여 이미지 센서와 반대측에 테두리를 통해 고정 배치되어 있는 방사선 투과판을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

한편, 본 발명에 따른 신틸레이터 패널은 (1) 기판과, (2) 기판 위에 기둥모양 구조로 형성되어, 방사선을 상기 기판을 투과할 수 있는 광으로 변환하는 신틸레이터와, (3) 신틸레이터의 기둥 모양 구조를 덮어 밀착 형성되어 있는 보호막과, (4) 신틸레이터의 주위에 신틸레이터로부터 이격시켜 배치되어, 보호막을 이미지 센서 상에 고정하고 있는 테두리와, (5) 보호막을 삽입하여 기판과 반대측에 상기 테두리를 통해 고정 배치되어 있는 방사선 투과판을 구비하고 있는 것을 특징으로 한다.

본 발명에 따른 방사선 이미지 센서는 상기 신틸레이터 패널과, 기판을 투과한 광의 상을 검출하는 검출기를 조합한 것이어도 된다.

본 발명에 따른 신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서에 있어서는 보호막이 신틸레이터를 덮어 밀착 형성되어 있으므로, 신틸레이터는 습기로부터 적합하게 보호된다. 또한, 보호막 위에 고정 배치된 방사선 투과판에 의해 보호막을 덮기 때문에, 강도도 확보된다. 또한, 보호막, 방사선 투과판이 테두리를 통해 고정되어 있기 때문에, 제조가 용이한 외에 전체의 강도 확보에도 이바지한다.

테두리와 방사선 투과판 사이에는 일부에 개구부를 형성하는 것이 바람직하다. 이로써, 방사선 투과판과 신틸레이터 주위 사이의 공간은 밀폐되지 않으므로, 제조시에 열처리 등을 행할 때에, 방사선 투과판이나 기판, 이미지 센서의 변형, 파손이 방지된다.

상기 방사선 투과판은 신틸레이터에서 발생되는 광에 대하여 반사성을 갖는 것이 바람직하고, 예를 들면, 금속판이나 방사선 투과 기판 위에 반사막, 예를 들면 금속막을 갖고 있는 것을 적용할 수 있다. 여기서, 방사선 투과 기판은 글래스,수지, 탄소성 기판 중 어느 하나인 것이 바람직하다.

방사선 투과판을 광 반사성으로 함으로써, 신틸레이터에서 발생한 광 중 방사선 입사면측으로 역행한 광이 다시, 신틸레이터측으로 되돌려지기 때문에, 신틸레이터로부터 출력되는 가시광 상의 출력 강도를 향상시킬 수 있다.

이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 적합한 실시예에 관해서 상세히 설명한다. 설명의 이해를 용이하게 하기 위해서, 각 도면에서 동일한 구성 요소에 대해서는 가능한 한 동일한 참조 번호를 부가하여, 중복하는 설명은 생략한다. 또한, 각 도면에 있어서의 치수, 형상은 실제의 것과는 반드시 동일하지 않고, 이해를 용이하게 하기 위해서 과장하고 있는 부분이 있다.

도 1에, 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 1 실시예의 단면도를, 도 2에 그 일부 확대도를, 그리고 도 3에 그 상면도를 도시한다.

상기 방사선 이미지 센서(9)의 고체 촬상 소자(1)는 절연성, 예를 들어 글래스제의 기판(11)상에, 광전 변환을 행하는 수광 소자(12)가 2차원상으로 배열되어, 수광부를 형성하고 있다. 상기 수광 소자(12)는 비정질 실리콘제의 포토다이오드(PD)나 박막 트랜지스터(TFT)로 구성되어 있다.

고체 촬상 소자(1)의 수광부 상에는 입사한 방사선을 소정의 파장 대역을 갖는 광(가시광만이 아니고, 자외선, 적외선 등의 소정 파장의 전자파를 포함한다)으로 변환하는 기둥 모양 구조의 신틸레이터(2)가 형성되어 있다. 신틸레이터(2)에는 각종의 재료를 사용할 수 있지만, 가시광을 발광하고, 그 발광 효율이 양호한 Tl 도프의 CsI 등이 바람직하다. 상기 신틸레이터(2)의 각 기둥 모양 구조의 정상부는 도 2에 도시되는 바와 같이 평평하지 않고, 정상부를 향하여 뾰족한 형상을 이루고 있다.

신틸레이터(2)의 기둥 모양 구조를 덮어 그 간극까지 들어가서, 신틸레이터(2)를 밀폐하도록 보호막(3)이 형성되어 있다. 그리고, 그 표면에는 미세한 요철이 형성되어 있다. 상기 보호막(3)은 X 선을 투과하여, 수증기를 차단하는 재료, 예를 들면 폴리파라크실렌 수지(스리 본드사 제조, 상품명 파릴렌), 특히 폴리파라클로로크실렌(스리 본드사 제조, 상품명 파릴렌 C)을 사용하는 것이 바람직하다. 파릴렌에 의한 코팅막은 수증기 및 가스의 투과가 상당히 적고, 발수성, 내약품성도 높은 외에, 박막으로도 우수한 전기 절연성을 갖고, 방사선, 가시광선에 대하여 투명한 등 보호막(3)에 적합한 우수한 특징을 갖고 있다.

파릴렌에 의한 코팅의 상세한 설명에 관해서는 스리 본드 테크니컬 뉴스(1992년 9월 23일 발행)에 기재되어 있고, 여기서는 그의 특징을 기술한다.

파릴렌은 금속의 진공 증착과 마찬가지로 진공 중에서 지지체 위에 증착하는 화학적 증착(CVD)법에 의해서 코팅할 수 있다. 이것은 원료가 되는 디파라크실렌모노머를 열분해하여, 생성물을 톨루엔, 벤젠 등의 유기 용매 중에서 급냉하여 다이머라고 불리는 디파라크실렌을 얻는 공정과, 상기 다이머를 열분해하여, 안정한 래디컬파라크실렌 가스를 생성시키는 공정과, 발생한 가스를 소재 위에 흡착, 중합시켜 분자량 약 50만의 폴리파라크실렌 막을 중합 형성시키는 공정으로 이루어진다.

파릴렌 증착과 금속의 진공 증착에는 2가지 큰 차이가 있다. 우선, 파릴렌 증착시의 압력은 금속 진공 증착인 경우의 압력 약 0.1Pa에 비해 높은 약 10 내지 2OPa인 것, 그리고, 파릴렌의 증착의 적응 계수가 금속 증착의 적응 계수 1에 비해 2 내지 4 자리수 낮은 것이다. 이 때문에, 증착시에는 단일 분자막이 피착물 전체를 덮은 후, 그 위에 파릴렌이 증착한다. 따라서, 0.2㎛ 두께로부터의 박막을 핀홀이 없는 상태로 균일한 두께로 생성할 수 있어, 액상으로서는 불가능했던 예각부나 에지부, 마이크론 오더가 좁은 간극에의 코팅도 가능하다. 또한, 코팅시에 열처리등을 필요로 하지 않고, 실온에 가까운 온도에서의 코팅이 가능하기 때문에, 경화에 따르는 기계적 응력이나 열 비틀림이 발생하지 않고, 코팅의 안정성에도 우수하다. 또한, 대부분의 고체 재료에의 코팅이 가능하다.

상기 보호막(3)상에는 방사선 투과재(41)에 반사막(42)을 코팅하여 형성된 방사선 투과판(4)이 반사막(42)측 표면(반사면)을 보호막(3)측을 향하여 배치되어 있다. 여기서, 반사면과 고체 촬상 소자(1)의 수광 표면과는 대략 평행하게 배치된다. 보호막(3)의 표면은 상술한 바와 같이 미세한 요철이 존재하므로, 보호막(3)의 표면과 방사선 투과판(4)[반사막(42)]의 표면 사이에는 공간(5)이 형성된다. 방사선 투과재(41)로서는 글래스, 염화비닐 등의 수지, 탄소성 기판 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 반사막(42)은 증착 등으로 형성된 금속막이나 유전체 다층막을 적합하게 사용할 수 있고, 금속막으로서는 예를 들면 알루미늄 증착막이 광반사율이 높아 바람직하다.

상기 방사선 투과판(4)은 테두리(6)에 의해 고체 촬상 소자(1)의 표면에 고정되어 있다. 상기 테두리(6)는 도 1, 도 3에 도시되는 바와 같이, 신틸레이터(2)의 주위에, 신틸레이터(2)를 둘러싸도록 그의 측면으로부터 이격시켜 배치되어 있다. 상기 테두리(6)는 고체 촬상 소자(1)에 가까운 측에서 6a, 6b, 6c의 3층 구조를 이루고 있고, 제 1 층(6a)과 제 2 층(6b)과의 사이에 보호막(3)이 삽입되어 그의 외측 둘레부가 고정되어 있다. 상기 테두리(6)에는 실리콘 수지인 신에츠가가쿠 제조의 KJR651 혹은 KE4897, 도시바 실리콘 제조의 TSE397, 스미토모 3M 제조의 DYMAX625T 등을 사용하는 것이 바람직하다. 이들은 반도체 소자의 기계적, 전기적보호를 위한 표면 처리용으로 널리 사용되고 있고, 보호막(3)과의 밀착성도 높기 때문이다. 혹은, 보호막(3)과의 접착성이 양호한 수지, 예를 들면 아크릴계 접착제인 교우리츠가가쿠산교가부시키가이샤 제조의 WORLD ROCK No.801-SET2(7O,00OcP 타입)를 사용하여도 된다. 상기 수지 접착제는 100mW/㎠의 자외선 조사에 의해 약 20초로 경화하여, 효과 피막은 유연하고 또한 충분한 강도를 갖고, 내습, 내수, 내전촉성, 내마이그레이션성이 우수하며, 각종 재료, 특히 글래스, 플라스틱 등에의 접착성이 양호한 바람직한 특성을 갖는다. 물론, 층마다 적절한 소재, 수지, 접착제를 선택하여 조합하여도 되고, 제 1 층(6a), 제 2 층(6b)의 소재로서는 금속 테두리나 글래스제의 테두리를 사용하여도 된다. 또한, 제 1 층(6)에 관해서는 고체 촬상 소자(1)와 일체로 성형하여도 된다.

테두리(6)의 제 3 층(6c)은 테두리(6)의 제 1 층(6a), 제 2 층(6b)과 방사선 투과판(4)을 접합하는 역할을 한다. 그리고, 제 3 층(6c)은 방사선 투과판(4)의 외측 둘레 전부를 덮고 있을 필요는 없고, 예를 들면, 고체 촬상 소자(1)의 인접하는 2변을 따라서 전극부(13)가 배치되어 있는 경우, 상기 전극부(13)가 배치되어 있지 않은 측의 방사선 투과판(4)의 1변측에, 제 3 층(6c)을 형성하지 않고, 내부의 공간(5)과 연결하는 개구부(51)를 1개소 또는 복수개소 형성하도록 하여도 된다.

방사선 투과판(4)을 형성함으로써, 박막인 보호막(3)을 잘 못하여 상처를 입히는 것이 방지되어, 확실하게 보호할 수 있음과 동시에, 방사선 이미지 센서의 강도를 확보할 수도 있다. 그 결과, 취급도 용이하게 된다고 하는 이점을 갖는다.

다음에, 도 1 내지 도 3과 도 4a 내지 도 4d를 참조하여, 상기 실시예의 제조 공정에 관해서 설명한다. 우선, 도 4a에 도시되는 바와 같이 고체 촬상 소자(1)의 수광면[수광 소자(12)의 형성측]상에 Tl을 도프한 CsI의 기둥 모양 결정을 증착법에 의해서 600㎛의 두께만큼 성장시킴으로써 신틸레이터(2)를 형성한다.

그후, 신틸레이터(2)가 증착된 고체 촬상 소자(1)를 200 내지 210℃에서 어닐 처리한 후에, 신틸레이터(2)의 주변에 테두리형상으로 UV 경화 수지를 도포하여, 자외선을 조사하여 경화시켜, 테두리(6)의 제 1 층(6a)을 형성한다. 상기 테두리 형성에는 예를 들면, 이와카 엔지니어링 제조의 AutoShooter-3형과 같은 자동 X-Y 코팅 장치를 사용하면 된다. 이때에, 상부에 형성되는 보호막(3)과의 밀착성을 더욱 향상시키기 위해서, 테두리(6)의 표면을 조면 처리하면 보다 바람직하다. 조면 처리로서는 근(筋)을 넣거나, 표면에 다수의 작은 홈을 형성하는 처리가 있다.

신틸레이터(2)를 형성하는 CsI는 흡습성이 높아, 노출한 채로 놓아두면 공기중의 수증기를 흡습하여 용해하게 된다. 그래서, 이것을 방지하기 위해서, CVD법에 의해 두께 10㎛의 파릴렌을 증착하여 고체 촬상 소자(1)를 덮어, 보호막(3)을 형성한다. CsI의 기둥 모양 결정에는 도 2에 도시되는 바와 같이 간극이 있지만, 파릴렌은 상기 좁은 간극까지 들어간다. 상기 결과, 보호막(3)이, 신틸레이터(2)에 밀착 형성된다. 또한, 파릴렌 코팅에 의해, 요철이 있는 신틸레이터(2) 표면에 대략 균일한 두께의 정밀 박막 코팅이 얻어진다. 또한, 파릴렌의 CVD 형성은 상술한 바와 같이, 금속 증착시보다도 진공도가 낮게, 상온에서 행할 수 있기 때문에, 가공이 용이하다.

이렇게 해서 형성한 보호막(3)을 도 4b에 도시되는 바와 같이 테두리(6)의제 1 층(6a)의 길이 방향을 따라서 커터로 절단한다. 테두리(6)의 제 1 층(6a)에서 볼록부가 형성되어 있기 때문에, 절단 개소의 확인이 용이한 외에, 테두리(6)의 제 1 층(6a)의 두께의 분량만큼 커터를 삽입할 때의 여유가 있기 때문에, 테두리(6)의 아래에 있는 고체 촬상 소자(1)를 손상할 우려가 없어져, 가공이 간단하게 되어, 제품의 비율이 향상한다. 그리고, 상기 절단부로부터 외측 및 입사면 뒷편에 형성된 보호막(3)을 제거한다.

그후, 보호막(3)의 외측 둘레부와 노출한 테두리(6)의 제 1 층(6a)을 덮도록 아크릴 수지를 도포하여 자외선 조사에 의해 경화시킴으로써 도 4c에 도시되는 바와 같이 테두리(6)의 제 2 층(6b)을 형성한다. 이때, 제 2 층(6b)의 높이가 신틸레이터(2)의 정상면보다 0.5mm 정도 높게 되도록 형성한다.

이와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)과 제 2 층(6b)에서 보호막(3)을 삽입함으로써, 고체 촬상 소자(1) 위에의 보호막(3)의 밀착성이 더한층 향상하여 바람직하다. 상기 결과, 보호막(3)에 의해 신틸레이터(2)가 완전히 밀봉되므로, 신틸레이터(2)에의 수분의 침입을 확실하게 방지할 수 있어, 신틸레이터(2)의 흡습 열화에 의한 소자의 해상도 저하를 방지할 수 있다.

다음에, 도 4c에 도시되는 바와 같이 두께가 0.4mm의 글래스판으로 이루어지는 방사선 투과재(41)의 한쪽 표면에 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 반사막(42)이 형성되어 있는 방사선 투과판(4)을 그의 반사면, 즉 반사막(42) 형성면이 보호막(3)측을 향하도록 고체 촬상 소자(1) 상에 배치한다. 이때, 고체 촬상 소자(1)의 수광면과 반사막(42)의 반사 표면이 대략 평행이고, 보호막(3)과반사막(42)이 접촉 혹은 근접하도록 배치한다. 그리고, 도 4d에 도시되는 바와 같이 방사선 투과판(4)과 테두리(6)의 제 2 층(6b)과의 사이에 UV 경화 수지를 도포하여 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 제 3 층(6c)을 형성하고, 방사선 투과판(4)을 고체 촬상 소자(1) 위에 고정한다. 이때, 고체 촬상 소자(1)의 전극부(13)를 형성하고 있지 않은 측에 위치하는 방사선 투과판(4)의 1변측에서 일부에 UV 효과 수지를 도포하지 않음으로써, 개구부(51)를 형성할 수 있다. 이렇게 해서 도 1에 도시되는 본 실시예의 방사선 이미지 센서(9)가 얻어진다.

이렇게 해서 제조되는 방사선 이미지 센서(9)에 열처리를 행할 필요가 있는 경우나, 온도가 변동하는 환경에서 사용하는 경우, 개구부(51)를 통하여 공간(5)내로 공기의 출입을 확보할 수 있으므로, 공간(5)내의 공기의 팽창, 수축에 따르는 방사선 투과판(4)을 비롯한 방사선 이미지 센서(9)의 구성 부재의 변형을 억제할 수 있다.

계속해서, 본 실시예의 동작에 관해서 설명한다. 입사면, 즉 도 1, 도 2에 서 상측으로부터 입사한 X선(방사선)은 방사선 투과판(4)[방사선 투과재(41)와 반사막(42)], 공간(5), 보호막(3)을 투과하여 신틸레이터(2)에 달한다. 상기 X선은 신틸레이터(2)로 흡수되어, X선의 광량에 비례한 가시광이 방사된다. 방사된 가시광 중, X 선의 입사 방향에 역행한 가시광은 보호막(3)의 계면에서 일부가 반사되어 다시 신틸레이터(2)에 되돌아온다. 그리고, 보호막(3)으로부터 방출된 가시광도 반사막(42)에서 반사되어 다시 신틸레이터(2)에 되돌아간다. 이때문에, 신틸레이터(2)에서 발생한 가시광은 거의 모두가 수광 소자(2)로 입사한다. 이로인해, 효율이 양호한 고감도의 측정이 가능해진다.

각각의 수광 소자(2)에서는 광전 변환에 의해, 상기 가시광의 광량에 대응하는 전기 신호가 생성되어 일정 시간 축적된다. 상기 가시광의 광량은 입사하는 X 선의 광량에 대응하고 있기 때문에, 즉, 각각의 수광 소자(2)에 축적되어 있는 전기 신호는 입사하는 X 선의 광량에 대응하게 됨으로써, X선 화상에 대응하는 화상 신호가 얻어진다. 수광 소자(2)에 축적된 상기 화상 신호를 외부에 전송하여, 이것을 소정의 처리 회로에서 처리함으로써, X선 상을 표시할 수 있다.

도 5a 내지 도 5c는 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 2 실시예의 제조 공정을 설명하는 도면이다. 상기 방사선 이미지 센서는 도 5d에 도시되는 바와 같이 보호막(3)의 끝은 고정 촬상 소자(1)의 표면에 고정되어 있고, 그 외측 둘레부가 위에서 테두리(6)에 의해 고정되어 있는 점이 도 1에 도시되는 제 1 실시예와 상이하다.

고체 촬상 소자(1)에 신틸레이터(2)를 증착하여 어닐 처리하기까지는 제 1 실시예의 제조방법과 동일이다. 그후, CVD 법에 의해 두께 10㎛의 파릴렌을 증착하여 고체 촬상 소자(1)를 덮고, 도 5a에 도시되는 바와 같이 보호막(3)을 형성한다. 보호막(3) 형성의 상세한 설명에 관해서는 제 1 실시예와 동일이기 때문에, 설명을 생략한다.

이렇게 해서 형성한 보호막(3)을 신틸레이터(2)의 외측 부분에서 도 5b에 도시되는 바와 같이 커터로 절단한다. 그리고, 상기 절단부로부터 외측 및 입사면 뒷편에 형성된 보호막(3)을 제거한다.

그후, 보호막(3)의 외측 둘레부를 따라서 테두리형상으로 UV 경화 수지를 도포하여, 자외선을 조사하여 경화시켜, 테두리(6)의 제 1 층(6a)을 형성한다. 상기 테두리 형성에는 예를 들면, 이와카 엔지니어링 제조의 AutoShooter-3형과 같은 자동 X-Y 코팅 장치를 사용하면 된다. 이때, 제 1 층(6a)의 높이가 신틸레이터(2)의 정상면보다 0.5mm 정도 높게 되도록 형성한다.

이와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)에서 보호막(3)의 외측 둘레부를 밀어넣음으로써, 고체 촬상 소자(1) 위에의 보호막(3)의 밀착성이 보다 한층 향상하여 바람직하다. 상기 결과, 보호막(3)에 의해 신틸레이터(2)가 완전히 밀봉되므로, 신틸레이터(2)에의 수분의 침입을 확실하게 방지할 수 있어, 신틸레이터(2)의 흡습 열화에 의한 소자의 해상도 저하를 방지할 수 있다.

다음에, 도 5c에 도시되는 바와 같이 두께 0.4mm의 글래스판으로 이루어지는 방사선 투과재(41)의 한쪽 표면에 알루미늄을 1000Å 두께로 증착하여 반사막(42)이 형성되어 있는 방사선 투과판(4)을 그 반사면, 즉 반사막(42) 형성면이 보호막(3)측을 향하도록 고체 촬상 소자(1) 위에 배치한다. 이때, 고체 촬상 소자(1)의 수광면과 반사막(42)의 반사 표면이 대략 평행이고, 보호막(3)과 반사막(42)이 접촉 혹은 근접하도록 배치한다. 그리고, 도 5d에 도시되는 바와 같이 방사선 투과판(4)과 테두리(6)의 제 1 층(6a)과의 사이에 UV 경화 수지를 도포하여 자외선을 조사하여 경화시킴으로써 제 2 층(6b)을 형성하고, 방사선 투과판(4)을 고체 촬상 소자(1) 위에 고정한다.

물론, 본 실시예에서도, 제 1 층(6a)은 수지에 한정되는 것이 아니라, 금속테두리, 글래스 테두리 등을 사용하여도 된다. 그 경우는 제 1 층(6a)과 고체 촬상 소자(1)와의 접합은 접착제 혹은 수지에 의해서 행하는 것이 바람직하다.

도 6a 내지 6d는 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 3 실시예의 제조 공정을 설명하는 도면이다. 상기 방사선 이미지 센서는 도 6d에 도시되는 바와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)이 제 1 실시예보다 높고, 그 위에 형성된 제 2 층(6b)에서 방사선 투과판(4)을 고정하고 있는 점이 도 1에 도시되는 제 1 실시예와 상이하다.

고체 촬상 소자(1)에 신틸레이터(2)를 증착하여 어닐 처리하기까지는 제 1 실시예의 제조방법과 동일이다. 그 후에 제 1 실시예와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)을 형성하지만, 이때, 제 1 층(6a)을 신틸레이터(2)의 정상면보다 0.5mm 정도 높게 되도록 형성한다. 그리고, 제 1 실시예와 같이 파릴렌에 의해 보호막을 형성한다(도 6a 참조).

이렇게 해서 형성한 보호막(3)을 도 6b에 도시되는 바와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)의 길이 방향을 따라서 커터로 절단하여, 상기 절단부로부터 외측 및 입사면 뒷편에 형성된 보호막(3)을 제거한다. 그의 상세한 설명은 제 1 실시예와 같기 때문에, 설명을 생략한다.

다음에, 도 6c에 도시되는 바와 같이 두께 0.4mm의 글래스판으로 이루어지는 방사선 투과재(41)의 한쪽 표면에 알루미늄을 100OÅ 두께로 증착하여 반사막(42)이 형성되어 있는 방사선 투과판(4)을 그 반사면, 즉 반사막(42) 형성면이 보호막(3)측을 향하도록 고체 촬상 소자(1) 위에 배치한다. 이때, 고체 촬상소자(1)의 수광면과 반사막(42)의 반사 표면이 대략 평행이고, 보호막(3)과 반사막(42)이 접촉 혹은 근접하도록 배치한다.

그리고, 보호막(3)의 외측 둘레부와 노출한 테두리(6)의 제 1 층(6a)을 덮고, 방사선 투과판(4)과의 간극에 들어가도록 아크릴 수지를 도포하여 자외선 조사에 의해 경화시킴으로써 도 6d에 도시되는 바와 같이 테두리(6)의 제 2 층(6b)을 형성한다. 이렇게하여, 방사선 투과판(4)을 고체 촬상 소자(1) 위에 고정한다. 이렇게 해서 본 실시예의 방사선 이미지 센서가 얻어진다.

이와 같이 테두리(6)의 제 1 층(6a)과 제 2 층(6b)에서 보호막(3)을 삽입함으로써, 고체 촬상 소자(1) 위에의 보호막(3)의 밀착성이 더한층 향상하여 바람직하다. 상기 결과, 보호막(3)에 의해 신틸레이터(2)가 완전히 밀봉되므로, 신틸레이터(2)에의 수분의 침입을 확실하게 방지할 수 있어, 신틸레이터(2)의 흡습 열화에 의한 소자의 해상도 저하를 방지할 수 있다.

본 실시예에서의 제 1 층(6a)은 고체 촬상 소자(1)의 기판 상에 미리 일체로 성형하여 놓거나, 금속 테두리나 글래스 테두리를 접합하여 놓음으로써 형성하는 것도 가능하다.

도 7, 도 8에 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 4 실시예를 도시한다. 상기 방사선 이미지 센서는 도 1, 도 2에 도시되는 제 1 실시예의 방사선 투과판(4) 대신에 단일 부재로 이루어지는 방사선 투과판(4a)을 사용한 것이다. 방사선 투과판(4a)으로서는 광 반사성의 부재, 광 투과성의 부재 중 어떤 것이라도 사용할 수 있고, 광 반사성의 부재로서는 금속판, 예를 들면 두께 0.O5mm 정도의 알루미늄시트를 사용할 수 있다. 금속판을 사용하는 경우는 장치를 박형화하는 것이 가능해진다. 한편, 광투과성의 부재를 사용한 경우는 수광 소자의 위치 확인이 용이하게 된다.

도 9, 도 10에 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서의 제 5 실시예를 도시한다. 상기 방사선 이미지 센서는 도 1, 도 2에 도시되는 제 1 실시예에서는 방사선 투과판(4)이 보호막(3)에 접촉 혹은 근접하도록 배치되어 있었는데 반해, 방사선 투과판(4)과 보호막(3)을 이격시켜 배치하고 있는 점이 다르다. 그리고, 방사선 투과판(4)을 이격시켜 배치하기 위해서 스페이서(7)가 사용되고 있다. 상기 스페이서(7)도 또한 보호막(3)의 외측 둘레로부터의 벗겨짐을 방지하는 역할을 하고 있다. 물론, 스페이서(7)를 사용하는 일없이, 테두리(6)를 높게 하여 방사선 투과판(4)을 이격시켜도 된다. 방사선 투과판(4)과 보호막(3)을 이격시킴으로써 생긴 공간(5a) 내는 공기층으로서도, 특정의 가스를 밀봉하여도 되고, 혹은 감압, 진공 상태로 하여도 된다. 물론, 제 1 실시예에서 설명한 바와 같이, 공간(5a)과 외부의 공간을 연결하는 개구부(51)를 형성하여도 된다.

또한 공간(5a)의 신틸레이터(2)에서 외측의 고체 촬상 소자(1)의 수광 소자(12)가 배치되어 있는 것에서 외측의 공간 내에 흡습제를 배치하여도 된다. 공간(5a) 내에 흡습제를 배치함으로써, 공간(5a) 내의 습도를 소정 이하의 상태로 유지하여, 방습 효과를 높일 수 있다.

도 11은 본 발명에 따른 신틸레이터 패널의 제 1 실시예를 도시하는 단면도이다. 상기 신틸레이터 패널은 도 1, 도 2에 도시되는 방사선 이미지 센서의 고체촬상 소자(1)를 대신하여 광 투과성 기판(1a)을 사용한 것이고, 다른 구성은 동일하다. 광 투과성 기판(1a)으로서는 글래스판, 아크릴 등의 수지 등을 적합하게 사용할 수 있다. 또한, 도 4 내지 도 10에 도시되는 방사선 투과판, 테두리의 구조, 배치를 도 11에 도시되는 신틸레이터 패널에 적용하는 것도 가능하다. 이들의 신틸레이터 패널과 텔레비젼 카메라 등을 조합하면 본 발명에 따른 방사선 이미지 센서를 구성할 수 있다.

본 발명에 따른 신틸레이터 패널과 방사선 이미지 센서는 의료, 공업용의 X선 촬영 장치로서 널리 적용 가능하다.

Claims (15)

1. 복수의 수광 소자가 1차원 혹은 2차원적으로 배열되어 구성되어 있는 이미지 센서와,

   상기 이미지 센서의 수광 표면 위에 기둥 모양 구조로 형성된 방사선을 상기 이미지 센서로 검출 가능한 소정 파장 대역을 갖는 광으로 변환하는 신틸레이터와,

   상기 신틸레이터의 기둥 모양 구조를 덮어 밀착 형성되어 있는 보호막과,

   상기 신틸레이터의 주위에 신틸레이터로부터 이격시켜 배치되어, 상기 보호막을 상기 이미지 센서 위에 고정하고 있는 테두리와,

   상기 보호막을 삽입하여 상기 이미지 센서와 반대측에 상기 테두리를 통해 고정 배치되어 있는 방사선 투과판을 구비하고 있는 방사선 이미지 센서.
2. 제 1 항에 있어서, 상기 테두리와 상기 방사선 투과판 사이의 일부에 개구부가 형성되어 있는 방사선 이미지 센서.
3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 상기 신틸레이터에서 발생되는 광에 대하여 반사성을 갖는 방사선 이미지 센서.
4. 제 3 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 금속판인 방사선 이미지 센서.
5. 제 3 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 방사선 투과 기판 위에 상기 신틸레이터에서 발생되는 광에 대한 반사막을 구비하고 있는 방사선 이미지 센서.
6. 제 5 항에 있어서, 상기 반사막은 금속막인 방사선 이미지 센서.
7. 제 5 항 또는 제 6 항에 있어서, 상기 방사선 투과 기판은 글래스, 수지, 탄소성 기판 중 어느 하나인 방사선 이미지 센서.
8. 기판과,

   상기 기판 위에 기둥 모양 구조로 형성되어, 방사선을 상기 기판을 투과할 수 있는 광으로 변환하는 신틸레이터와,

   상기 신틸레이터의 기둥 모양 구조를 덮어 밀착 형성되어 있는 보호막과,

   상기 신틸레이터의 주위에 신틸레이터로부터 이격시켜 배치되어, 상기 보호막을 상기 이미지 센서 위에 고정하고 있는 테두리와,

   상기 보호막을 삽입하여 상기 기판과 반대측에 상기 테두리를 통해 고정 배치되어 있는 방사선 투과판을 구비하고 있는 신틸레이터 패널.
9. 제 1 항에 있어서, 상기 테두리와 상기 방사선 투과판 사이의 일부에 개구부가 형성되어 있는 방사선 이미지 센서.
10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 상기 신틸레이터에서 발생되는 광에 대하여 반사성을 갖는 신틸레이터 패널.
11. 제 10 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 금속판인 신틸레이터 패널.
12. 제 10 항에 있어서, 상기 방사선 투과판은 방사선 투과 기판 위에 상기 신틸레이터에서 발생하는 광에 대한 반사막을 구비하고 있는 신틸레이터 패널.
13. 제 12 항에 있어서, 상기 반사막은 금속막인 신틸레이터 패널.
14. 제 12 항 또는 제 13 항에 있어서, 상기 방사선 투과 기판은 글래스, 수지, 탄소성 기판 중 어느 하나인 신틸레이터 패널.
15. 제 8 항 내지 제 14 항 중 어느 한 항에 따른 신틸레이터 패널과, 상기 기판을 투과한 광의 상을 검출하는 검출기를 구비하고 있는 방사선 이미지 센서.