KR20040097215A - 신틸레이터 패널 - Google Patents

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KR20040097215A
KR20040097215A KR10-2004-7015154A KR20047015154A KR20040097215A KR 20040097215 A KR20040097215 A KR 20040097215A KR 20047015154 A KR20047015154 A KR 20047015154A KR 20040097215 A KR20040097215 A KR 20040097215A
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하마마츠 포토닉스 가부시키가이샤
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Abstract

본 발명은 턴테이블상에 세워진 3개 이상의 시료 지지침에 의해 신틸레이터가 형성된 기판을 지지하는 제 1 공정과, 기판이 지지되어 있는 턴테이블을 CVD 장치의 증착실에 도입하는 제 2 공정과, 증착실에 도입된 신틸레이터가 형성된 기판의 신틸레이터 및 기판의 전체면에 CVD법에 의해 유기막을 증착시키는 제 3 공정을 구비한다.

Description

신틸레이터 패널{A scintillator panel}
본 발명은 의료용의 X선 촬영 등에 사용되는 신틸레이터(scintillator) 패널과, 상기 신틸레이터 패널에 내습성의 보호막을 증착시키는 유기막 증착 방법에 관한 것이다.
의료, 공업용의 X선 촬영에서는, X선 감광 필름이 사용되고 있지만, 편리성이나 촬영 결과의 보존성 면에서 방사선 검출 소자를 사용한 방사선 이미징 시스템(imaging system)이 보급되고 있다. 이러한 방사선 이미징 시스템에 있어서는, 방사선 검출 소자에 의해 2차원의 방사선에 의한 화소 데이터를 전기신호로서 받아들이고, 상기 신호를 처리장치에 의해 처리하여 모니터상에 표시하고 있다.
종래, 대표적인 방사선 검출 소자로서, 일본 특개평5-196742호 공보, 일본 특개평63-215987호 공보에 개시되어 있는 방사선 검출 소자 등이 알려져 있다. 상기 방사선 검출 소자는, 촬상소자 또는 FOP상에 신틸레이터를 형성하고, 신틸레이터측으로부터 입사하는 방사선을 신틸레이터에서 빛으로 변환하여 검출하고 있다.
여기서 전형적인 신틸레이터 재료인 CsI는, 흡습성 재료이고, 공기중의 수증기(습기)를 흡수하여 조해(潮解)하며, 신틸레이터의 특성, 특히 해상도가 열화되기 때문에, 상술한 방사선 검출 소자에 있어서는, 신틸레이터층의 상부에 수분 불투과성의 방습 배리어를 형성하는 것에 의해, 신틸레이터를 습기로부터 보호하고 있다.
그런데 신틸레이터를 습기로부터 보호하기 위한 방습 배리어로서, 폴리파라크시릴렌(polyparaxylylene)막 등이 사용되고 있지만, 상기 폴리파라크시릴렌막은, CVD법(기상 성장법)에 의해 증착되어 있다. 여기서 CVD법에 의해 폴리파라크시릴렌막을 증착하는 경우에는, 신틸레이터를 형성한 기판을 평판형의 증착대나 망형(mesh)의 증착대상에 놓인 상태에서 증착대를 증착 장치의 증착실에 넣고, 폴리파라크시릴렌막의 증착을 행하고 있다.
그러나, 상술한 방법에 의해 폴리파라크시릴렌막을 증착하면, 기판뿐만 아니라 증착대에도 폴리파라크시릴렌막이 형성되기 때문에, 기판을 증착대로부터 집어내기 어렵고, 또한, 신틸레이터를 형성한 기판의 전체면에 폴리파라크시릴렌막을 형성할 수 없었다.
본 발명은 신틸레이터 패널을 보호하는 유기막을 신틸레이터를 형성한 기판의 전체면에 증착하는 유기막 증착 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 폴리파라크시릴렌 증착 장치의 구성도.
도 2는 본 발명의 실시예에 따른 폴리파라크시릴렌 증착 장치의 증착실의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 폴리파라크시릴렌 증착 장치의 턴테이블상에서의 기판의 지지 상태를 도시하는 도면.
도 4a는 본 발명의 실시예에 따른 신틸레이터 패널의 제조공정을 도시하는 도면.
도 4b는 본 발명의 실시예에 따른 신틸레이터 패널의 제조공정을 도시하는 도면.
도 5a는 본 발명의 실시예에 따른 신틸레이터 패널의 제조공정을 도시하는 도면.
도 5b는 본 발명의 실시예에 따른 신틸레이터 패널의 제조공정을 도시하는 도면.
도 6은 본 발명의 실시예에 따른 시료 지지체의 변형예.
*도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명*
1: 기화실 2: 열분해실
3: 증착실 3c: 턴테이블
4: 냉각실 5: 배기계
10: 기판 12: 신틸레이터
20: 시료 지지침
본 발명은 증착대상에 배치되고, 시료 지지체의 적어도 3 지점 이상의 볼록부에 의해 신틸레이터가 형성된 기판을 증착대로부터 떨어져서 지지하는 제 1 공정과, 기판이 시료 지지체에 의해 지지되어 있는 증착대를 CVD 장치의 증착실에 도입하는 제 2 공정과, 증착실에 도입된 신틸레이터가 형성된 기판의 신틸레이터 및 기판의 전체면에 CVD법에 의해 유기막을 증착시키는 제 3 공정을 구비하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 의하면, 기판이 증착대상에 배치된 시료 지지체에 의해 증착대로부터 떨어져서 지지되어 있기 때문에, 시료 지지체에 의해 지지되어 있는 기판의 이면측에도 유기막을 증착시킬 수 있으며, 신틸레이터가 형성된 기판의 신틸레이터 및 기판의 전체면에 CVD법에 의해 유기막을 증착시킬 수 있다. 또한, 유기막을 증착한 후에 기판을 증착대로부터 용이하게 집어낼 수 있다.
본 발명의 시료 지지체는, 적어도 3개 이상의 시료 지지침에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다. 또한, 시료 지지체는, 망(綱)체에 의해 구성되는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은 유기막 증착 방법의 상기 유기막이 폴리파라크시릴렌막인 것을 특징으로 한다. 본 발명에 의하면, 신틸레이터가 형성된 기판의 신틸레이터 및 기판의 전체면에 CVD법에 의해 폴리파라크시릴렌막을 증착시킬 수 있다.
이하, 도면을 참조하여, 본 발명의 실시예에 따른 폴리파라크시릴렌막(유기막)의 증착 방법을 설명한다. 도 1은 폴리파라크시릴렌막의 증착 방법에 사용되는 폴리파라크시릴렌 증착 장치의 구성도이다.
상기 폴리파라크시릴렌 증착 장치는, 폴리파라크시릴렌의 원료인 디파라크시릴렌을 삽입하여 기화시키는 기화실(1), 기화된 디파라크시릴렌을 가열 승온하여 라디컬화(radical)하는 열분해실(2), 라디컬화된 상태의 디파라크시릴렌을 신틸레이터가 형성된 기판에 증착시키는 증착실(3), 방취, 냉각을 행하는 냉각실(4) 및 진공 펌프를 가지는 배기계(5)를 구비하여 구성되어 있다. 여기서, 증착실(3)은, 도 2에 도시하는 바와 같이 열분해실(2)에 있어서 라디컬화된 폴리파라크시릴렌을 도입하는 도입구(3a) 및 여분의 폴리파라크시릴렌을 배출하는 배출구(3b)를 가지는 동시에, 폴리파라크시릴렌막의 증착을 행하는 시료를 지지하는 테이블(증착대; 3c)을 가진다.
상기 폴리파라크시릴렌 증착 장치에 있어서는, 우선, 신틸레이터(12)를 형성한 원판형 또는 직사각형 판형의 기판(10)을 증착실(3)의 턴테이블(3c)상에 시료 지지침(20)에 의해 지지한다. 즉, 도 2 및 도 3에 도시하는 바와 같이 기판(10)의 저면을, 대략 정삼각형을 형성하도록 배치된 것을 3개의 시료 지지침(20)에 의해 지지하고, 턴테이블(3c)상에 배치한다. 상기 3개의 시료 지지침(20)이 시료 지지체를 구성한다. 여기서 시료 지지침(20)은, 한쪽 끝에 날카롭게 뾰족한 시료 지지부(20a)를 가지는 동시에 다른쪽 끝에 턴테이블(3c)의 상면에 접하는 원판형의 설치부(20b)를 가지고 있다. 또한, 신틸레이터(12)를 형성한 기판(10)은, 도 4a에 도시하는 바와 같이, 원판형 또는 직사각형 평판형의 Al제의 기판(10; 두께 0.5mm)의 한쪽 표면에, Tl을 도프한(dope) CsI의 기둥형 결정을 증착법에 의해서 250μm의 두께로 성장시켜서 신틸레이터(12)를 형성한 것이다.
다음에, 상기 신틸레이터(12)를 형성한 기판(10)을 배치한 턴테이블(3c)을증착실(3)내에 도입하고, 기화실(1)에 있어서 175℃로 가열하여 기화시키며, 열분해실(2)에 있어서 690℃로 가열 승온하여 라디칼화한 디파라크시릴렌을, 도입구(3a)로부터 증착실(3)에 도입하여, 신틸레이터(12) 및 기판(10)의 전체면에 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 10μm의 두께로 증착한다(도 4b 참조). 즉, 신틸레이터(12)를 형성한 기판(10)은, 턴테이블(3c)상에 있어서 시료 지지침(20)의 시료 지지부(20a)의 선단부에서만 지지되어 있기 때문에, 신틸레이터(12)의 표면 및 기판(10)의 표면뿐만 아니라 기판(10)의 이면 등에도 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 증착시킬 수 있다.
또한, 이 경우에, 증착실(3)내는 진공도 13Pa로 유지되고 있다. 또한, 턴테이블(3c)은, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)이 균일하게 증착되도록, 4rpm의 속도로 회전시키고 있다. 또한, 여분의 폴리파라크시릴렌은, 배출구(3b)로부터 배출되고, 방취, 냉각을 행하는 냉각실(4) 및 진공 펌프를 가지는 배기계(5)로 유도된다.
다음에, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)이 증착된 기판(10)을 증착실(3)로부터 빼내고, 신틸레이터(12)측의 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)의 표면에 SiO2막(16)을 스퍼터링(sputtering)에 의해 300nm의 두께로 성막(成膜)한다(도 5a 참조). SiO2막(16)은, 신틸레이터(12)의 내습성을 향상시킬 목적으로 행하는 것이므로, 신틸레이터(12)를 덮는 범위에서 형성된다.
더욱이, SiO2막(16)의 표면 및 기판(10)측의 SiO2막(16)이 형성되어 있지 않는 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)의 표면에, 재차 CVD법에 의해 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)을 10μm 두께로 증착한다(도 5b 참조). 즉, 상기 경우에 있어서도 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 증착시켰을 때와 마찬가지로, 기판(10)을 증착실(3)의 턴테이블(3c)상에 있어 3개의 시료 지지침(20)에 의해 지지한다. 즉, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 증착하였을 때와 마찬가지로, 기판(10)의 저면을, 대략 정삼각형을 형성하도록 배치된 것을 3개의 시료 지지침(20)에 의해 지지하여 턴테이블(3c)상에 배치한다(도 2 및 도 3 참조). 상기 경우에 있어서는, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 증착할 때에 시료 지지침(20)에 의해 기판(10)을 지지한 위치와 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)을 증착할 때에 시료 지지침(20)에 의해 기판(10)를 지지하는 위치를 물려놓도록 하여 기판(10)을 지지한다.
그리고, 턴테이블(3c)을 증착실(3)내에 도입하고, 기화실(1)에 있어서 175℃로 가열하여 기화시키며, 열분해실(2)에 있어서 690℃로 가열 승온하여 라디컬화 된 디파라크시릴렌을, 도입구(3a)로부터 증착실(3)에 도입하고, 신틸레이터(12) 및 기판(10)의 전체면에 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)을 10μm의 두께로 증착한다. 이 공정을 종료하는 것에 의해 신틸레이터 패널(30)의 제조가 종료한다. 상기 신틸레이터 패널(30)은, 신틸레이터(12)측에 도시하지 않는 촬상소자(CCD)를 접합하는 동시에, 기판(10)측으로부터 X선을 입사시키는 것에 의해 방사선 검출기로서 사용된다.
본 실시예에 따른 폴리파라크시릴렌막의 증착 방법에 의하면, 신틸레이터(12)를 형성한 기판(10)은, 턴테이블(3c)상에 있어서 시료 지지침(20)의 시료 지지부(20a)의 선단부에서만 지지되어 있기 때문에, 기판(10)의 저면과 시료지지부(20a)의 선단부의 접촉 면적이 작아지므로, 기판(10)의 이면 등에도 폴리파라크시릴렌막을 균일하게 증착시킬 수 있다. 또한, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14), 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)을 증착시킨 후에, 기판(10)을 턴테이블(3c)상으로부터 용이하게 빼낼 수 있다.
또한, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14)을 증착할 때에 시료 지지침(20)에 의해 기판(10)을 지지한 위치와 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)을 증착할 때에 시료 지지침(20)에 의해 기판(10)을 지지한 위치를 비켜놓고 있기 때문에, 제 1 폴리파라크시릴렌막(14) 및 제 2 폴리파라크시릴렌막(18)의 벗겨짐을 방지할 수 있고, 또한, 신틸레이터(12)의 내습성을 향상시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 신틸레이터(12)가 형성된 기판(10)을 3개의 시료 지지침(20)에 의해 지지하고 있지만, 4개 이상의 시료 지지침에 의해 지지하도록 하여도 좋다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 시료 지지침(20)이 한쪽 끝에 날카롭게 뾰족한 시료 지지부(20a)를 가지는 동시에 타단에 원판형의 설치부(20b)를 가지고 있지만, 시료 지지침(20)의 형상은, 기판(10)의 저면과의 접촉 면적이 작고, 또한, 턴테이블(3c)상에 있어서 기판(10)을 안정하게 지지할 수 있는 것이라면, 그 형상은 적절하게 변경할 수 있다. 예를 들면, 도 6에 도시하는 바와 같이, 망체(시료 지지체; 40)에 의해 기판을 지지하도록 하여도 좋다. 이 경우에 있어서도 망체(40)의 3 지점 이상의 볼록부(40a)에 의해 기판(10)이 지지되므로, 기판(10)의 저면과 망체(40)의 접촉 면적을 작게 할 수 있어 기판(10)의 이면 등에도 폴리파라크시릴렌막을 균일하게 증착시킬 수 있다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 투명무기막으로서 SiO2막(16)을 사용하고 있지만, 이것에 한정되지 않으며 SiO2, Al2O3, TiO2, In2O3, SnO2, MgO, MgF2, LiF, CaF2, AgCl, SiNO 및 SiN 등을 재료로 하는 무기막을 사용하여도 좋다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 신틸레이터(12)로서 CsI(Tl)가 사용되고 있지만, 이것에 한정되지 않으며 CsI(Na), NaI(Tl), LiI(Eu), KI(Tl) 등을 사용하여도 좋다.
또한, 상술한 실시예에 있어서는, 기판(10)으로서 Al제의 기판이 사용되고 있지만, X선 투과율이 좋은 기판이면 좋기 때문에, 비정질 카본제의 기판, C(흑연; graphite)제의 기판 등 탄소를 주성분으로 하는 기판, Be제의 기판, SiC제의 기판 등을 사용하여도 좋다. 또한, 유리제의 기판, FOP(파이버 옵티컬 플레이트)를 사용하여도 좋다.
또한, 상술한 실시예에 있어서의, 폴리파라크시릴렌에는, 폴리파라크시릴렌외에, 폴리모노클로로파라크시릴렌, 폴리디클로로파라크시릴렌, 폴리테트라클로로파라크시릴렌, 폴리플루오로파라크시릴렌, 폴리디메틸파라크시릴렌, 폴리디에틸파라크시릴렌 등을 포함한다.
본 발명의 유기막 증착 방법에 의하면, 신틸레이터가 형성된 기판의 신틸레이터 및 기판의 전체면에 유기막을 증착시킬 수 있고, 또한, 유기막을 증착시킨 후에, 기판을 테이블위로부터 용이하게 빼낼 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 신틸레이터 패널 및 방사선 이미지 센서는 의료, 공업용의 X선 촬영 등에 사용하기에 적합하다.

Claims (15)

  1. 기판과;
    상기 기판에 형성된 신틸레이터(scintillator) 및;
    상기 신틸레이터가 증착된 부분을 제외하고 상기 기판의 실질적으로 모든면을 덮는 유기막을 포함하는 신틸레이터 패널.
  2. 제 2 항에 있어서, 상기 유기막은 폴리파라크시릴렌(polyparaxylylene)막인 것을 특징으로 하는 신틸레이터 패널.
  3. 다중 측부(multi-sided)의 기판과;
    상기 기판의 제 1 측부위에 형성되어 있는 신틸레이터와;
    상기 기판과 신틸레이터의 모든 노출된 표면을 실질적으로 덮고 있는 유기막을 포함하고,
    상기 신틸레이터는 기판의 제 1 측부의 실질적인 부분을 덮고 있으며, 상기 기판의 제 1 측부의 적어도 한 부분은 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않고 있으며,
    상기 유기막은 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부 부분은 물론 상기 기판의 제 1 측부에 대향된 기판의 제 2 측부를 포함하는 신틸레이터 패널.
  4. 제 3 항에 있어서, 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분은 기판의 제 1 측부의 모서리에 인접되게 위치되는 신틸레이터 패널.
  5. 제 3 항에 있어서, 상기 기판의 제 1 측부의 적어도 2 부분은 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않으며, 상기 유기막은 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분을 실질적으로 덮고 있는 신틸레이터 패널.
  6. 제 5 항에 있어서, 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 상기 기판의 제 1 측부 부분은 상기 기판의 제 1 측부의 서로 다른 모서리에 인접되게 위치되는 신틸레이터 패널.
  7. 제 4 항에 있어서, 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀 있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분은 상기 기판의 제 1 측부의 대향된 모서리에 인접되게 위치되는 신틸레이터 패널.
  8. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 0.5mm 두께를 가지는 신틸레이터 패널.
  9. 제 3 항에 있어서, 상기 기판은 0.5이하의 두께를 가지는 신틸레이터 패널.
  10. 제 3 항에 있어서, 상기 기판의 제 1 측부의 다중 부분은 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않으며, 상기 유기막은 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분을 덮고 있으며, 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분은 상기 기판의 제 1 측부의 서로 다른 모서리에 인접되게 위치되고, 상기 제 1 측부와 제 2 측부를 연결하는 기판의 측부는 유기막에 의하여 덮혀있는 신틸레이터 패널.
  11. 제 10 항에 있어서, 상기 신틸레이터에 의하여 덮혀있지 않는 기판의 제 1 측부의 부분은 상기 기판의 제 1 측부의 대향된 모서리에 인접되게 위치되는 신틸레이터 패널.
  12. 제 3 항에 있어서, 상기 신틸레이터는 원주형 크리스탈(columnar crystal)로 형성되는 신틸레이터 패널.
  13. 제 3 항에 있어서, 상기 유기막은, 상기 기판이 기판상에 유기막을 적용시키는 동안에 타켓 지지 부재의 돌출부에 의하여 지지되는 위치 각각에 위치되는 적어도 3개의 지지 구멍을 가지며, 또한 상기 유기막은 제 1 유기막과 제 2 유기막을 포함하는 신틸레이터 패널.
  14. 제 13 항에 있어서, 상기 유기막은 제 1 유기막을 덮고 있으며, 상기 적어도 제 2 유기막은 지지 구멍을 가지는 신틸레이터 패널.
  15. 제 13 항에 있어서, 상기 제 1 및 제 2의 유기막사이에 형성된 비유기질 막(inorganic film)을 또한 포함하는 신틸레이터 패널.
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