闪烁体面板和放射线图象传感器

技术领域

本发明涉及在医疗用的X射线摄影等中使用的闪烁体面板和放射 线图象传感器。

技术背景

在医疗、工业用的X射线摄影中，虽然一直都在使用X射线感光 胶片，但是，从便利性或摄影结果的保存性方面考虑，使用放射线探 测器件的放射线图象系统已普及开来。在这样的放射线图象系统中， 作为电信号，借助于放射线探测器件取得由2维的放射线得到的图象 数据，并用处理装置对该信号进行处理后显示在监视器上。

以往，作为构成放射线探测器件的闪烁体面板，人们熟知已在特 开昭63-215987号公报中公开的闪烁体面板。该闪烁体面板，虽然在 纤维光学板(FOP，Fiber Optical Plate)、即使多条光纤形成一束构 成的光学构件上边形成由作为典型的闪烁体材料的CsI构成的闪烁 体，但是，由于该闪烁体具有潮解性，故采用在闪烁体层的上部形成 不透水性的保护膜的办法，保护闪烁体免受湿气影响。

但是，由FOP的侧壁已借助于研磨变成为平滑的面可知，有时候 聚对二甲苯膜会剥落。即，在把使用聚对二甲苯膜保护闪烁体的闪烁 体面板结合到摄象器件(例如，CCD、MOS型固体图象传感器)上的 情况下，要用手指或镊子等把FOP的侧壁夹住，或者为了严密地进行 与摄象器件之间的位置对准有时候还要用夹具夹住FOP的侧壁，但在 这种情况下，聚对二甲苯膜常常会因作用到聚对二甲苯膜上的摩擦力 而被剥落，有时候会产生水分从那里侵入进来使闪烁体的特性特别是 析象清晰度劣化的问题。

本发明的目的在于提供可以防止闪烁体的保护膜剥落的闪烁体面 板和放射线图象传感器。

发明的公开

本发明是一种具备在基板上边形成的闪烁体和覆盖闪烁体的透明 有机膜的闪烁体面板，其特征是：基板在该基板上边的上述透明有机 膜所接触的部分的至少一部分上，具备防止保护膜剥落的凹凸。

倘采用本发明，由于用来保护闪烁体的透明有机膜形成为使得陷 入到设置在基板上的防止保护膜剥落的凹凸内，故借助于防止保护膜 剥落的凹凸，就可以防止透明有机膜的剥落而不增大透明有机膜与基 板之间的接触面积。

本发明的特征是，在闪烁体面板的侧壁上具备防止保护膜剥落的 凹凸。倘采用本发明，由于在闪烁体面板的侧壁上设置有防止保护膜 剥落的凹凸，故即便是在从基板的背面向表面方向等作用有摩擦力的 情况下，也可以防止透明有机膜的剥落。

本发明的特征是，闪烁体面板的基板是纤维光学板。倘采用本发 明，则即便是在通过纤维光学板进行与摄象器件之间的结合，构成放 射线图象传感器的情况下，也可以防止透明有机膜的剥落。

本发明的特征是，闪烁体面板的基板是Al制基板。此外，本发明 的特征是，闪烁体面板的基板是以碳素为主成分的基板。

本发明的放射线图象传感器的特征是，在闪烁体面板的基板一侧 还具备摄象器件。此外，本发明的放射线图象传感器的特征在于，在 闪烁体面板的闪烁体的顶端部分一侧还具备摄象器件。倘采用本发明 的放射线图象传感器，由于把用来保护闪烁体的透明有机膜形成为使 得陷入到设置在基板上的防止保护膜剥落的凹凸内，故借助于防止保 护膜剥落的凹凸，就可以防止透明有机膜的剥落而不增大透明有机膜 与基板之间的接触面积。

在具备已形成了摄象器件的具有潮解性的闪烁体、和覆盖闪烁体 的透明有机膜的放射线图象传感器中，本发明的特征是，摄象器件在 该摄象器件的上述透明有机膜所接触的部分的至少一部分上，具备防 止保护膜剥落的凹凸。倘采用本发明，由于把用来保护闪烁体的透明 有机膜形成为使得陷入到设置在摄象器件上的防止保护膜剥落的凹凸 内，故借助于防止保护膜剥落的凹凸，就可以防止透明有机膜的剥落 而不增大透明有机膜与摄象器件之间的接触面积。

本发明的放射线图象传感器的特征在于，放射线图象传感器的摄 象器件在侧壁上具备防止保护膜剥落的凹凸。倘采用本发明，由于在 摄象器件的侧壁上设置有防止保护膜剥落的凹凸，故即便是在从摄象 器件的背面向表面方向等作用有摩擦力的情况下，也可以防止透明有 机膜的剥落。

附图的简单说明

图1是本发明的实施例的闪烁体面板的剖面图。

图2是本发明的实施例的放射线图象传感器的剖面图。

图3A示出了本发明的实施例的闪烁体面板的制造工序。

图3B示出了本发明的实施例的闪烁体面板的制造工序。

图3C示出了本发明的实施例的闪烁体面板的制造工序。

图4A示出了本发明的实施例的闪烁体面板的制造工序。

图4B示出了本发明的实施例的闪烁体面板的制造工序。

图5A示出了本发明的实施例的闪烁体面板的剖面图。

图5B示出了本发明的实施例的闪烁体面板的剖面图。

图6A示出了本发明的实施例的基板的表面粗糙度Ra与研磨该基 板的微粒的粒度之间的关系。

图6B示出了本发明的实施例的基板的表面粗糙度Rmax与研磨 该基板的微粒的粒度之间的关系。

图7A示出了基板的表面粗糙度Ra和无定形碳基板与保护膜之间 的贴紧性之间的关系。

图7B示出了基板的表面粗糙度Rmax和无定形碳基板与保护膜 之间的贴紧性之间的关系。

优选实施例

以下，参看附图，说明本发明的实施例。图1是实施例的闪烁体 面板2的剖面图。如图1所示，在闪烁体面板2的FOP10的侧壁上， 设有防止保护膜剥落的凹凸10a。此外，在FOP10的一个表面上形成 了使入射进来的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁体12，该闪烁 体12可以使用Tl掺杂的CsI。

在该FOP10上形成的闪烁体12，用作为保护膜的第1聚对二甲 苯膜(透明有机膜)14覆盖起来，第1聚对二甲苯膜14的端部被形 成为陷入到防止保护膜剥落的凹凸10a内。此外，在第1聚对二甲苯 膜14的表面上形成Al膜16，再在Al膜16的表面和未形成Al膜16 的第1聚对二甲苯膜14的表面上，形成第2聚对二甲苯膜18。该闪 烁体面板2通过FOP与未画出来的摄象器件(例如CCD、薄膜晶体 管+光敏二极管阵列、MOS型固体摄象器件)进行结合，作为放射线 图象传感器使用。

此外，图2是实施例的放射线图象传感器4的剖面图。如图2所 示，在放射线图象传感器4的摄象器件(CCD)20的侧壁上设置有防 止保护膜剥落的凹凸20a。此外，在摄象器件20的受光面上形成有柱 状构造的闪烁体12。该闪烁体12被作为保护膜的第1聚对二甲苯膜 (透明有机膜)14覆盖起来，第1聚对二甲苯膜14的端部被形成为 陷入到防止保护膜剥落的凹凸20a内。此外，在第1聚对二甲苯膜14 的表面上形成Al膜16，再在Al膜16的表面和未形成Al膜16的第1 聚对二甲苯膜14的表面上，形成第2聚对二甲苯膜18。

其次，参看图3A～图4B，对闪烁体面板2的制造工序进行说明。 首先，在FOP10的侧壁上形成防止保护膜剥落的凹凸10a(参看图 3A)。即，在用乙烯绝缘带把FOP10的侧壁以外的部分保护起来的状 态下，用#800号粒度的氧化铝，在2kg/cm2的压力下进行喷砂处理。 另外，借助于该喷砂处理，通过使用表面粗糙度测定器(サ-フコム 600A，东京精密)的表面粗糙度测定，形成将变成为Ra＝0.32、Rmax＝2.1 微米(其中，Ra(中心线平均粗糙度)、Rmax(最大高度)是由JIS-B0601 规定的)的防止保护膜剥落的凹凸10a。

其次，在FOP10的一个表面上，用蒸镀法生长掺入了Tl的CsI 柱状结晶，形成厚度200微米的闪烁体12(参看图3B)。由于吸湿性高 且若保持露出来的原状放置则吸收空气中的水分而潮解，故为了防止 这种现象要用CVD法形成第1聚对二甲苯膜14。即，把已形成了闪 烁体12的基板10放置到CVD装置内，成膜10微米厚度的第1聚对 二甲苯膜14。借助于此，一直到闪烁体12的整个表面和在FOP10的 侧壁上设置防止保护膜剥落的凹凸10a的位置为止，形成第1聚对二 甲苯膜14(参看图3C)。

其次，在闪烁体12一侧的第1聚对二甲苯膜14的表面上，蒸镀 厚度为300nm的Al膜16。在这里，由于Al膜16是以提高闪烁体12 的耐湿性为目的，故要在覆盖闪烁体12的范围内形成。

此外，在Al膜16的表面和未形成Al膜16的第1聚对二甲苯膜 14的表面上，再次用CVD法以10微米的厚度蒸镀第2聚对二甲苯膜 18(参看图4B)。采用使该工序结束的办法，结束闪烁体面板2的制 造。

另外，图2所示的放射线图象传感器4，用与闪烁体面板2的制 造方法同样的方法制造。即，在摄象器件20的侧壁上用与在FOP10 的侧壁上形成防止保护膜剥落的凹凸10a的方法同样的方法形成防止 保护膜剥落的凹凸20a。其次，用与制造闪烁体面板的情况下同样的 方法，形成闪烁体12，在闪烁体12上边形成第1聚对二甲苯膜14、 Al膜16和第2聚对二甲苯膜18。采用使该工序结束的办法，结束放 射线图象传感器4的制造。

倘采用本实施例的闪烁体面板2，则由于已在FOP10的侧壁上设 置了防止保护膜剥落的凹凸10a，故可以防止第1聚对二甲苯膜14的 端部因摩擦等而剥落的现象。此外，倘采用本实施例的放射线图象传 感器4，由于已在摄象器件20的侧壁上设置了防止保护膜剥落的凹凸 20a，故可以防止第1聚对二甲苯膜14的端部因摩擦等而剥落的现象。 因此，可以显著地提高闪烁体12的耐湿性。

另外，在上述的实施例中，虽然采用对FOP10的侧壁，用#800 号粒度的氧化铝，用2kg/cm2的压力进行喷砂处理的办法，形成防止 保护膜剥落的凹凸10a，但也可以采用对#1500号粒度的氧化铝，用 2kg/cm2的压力进行喷砂处理的办法形成防止保护膜剥落的凹凸10a。 在这种情况下，通过使用表面粗糙度测定器(サ-フコム600A，东京 精密)的表面粗糙度测定，形成将变成为Ra＝0.19微米、Rmax＝1.42 微米的防止保护膜剥落的凹凸。

此外，也可以借助于准分子激光的照射、湿法刻蚀处理等形成防 止保护膜剥落的凹凸10a。其中，在采用准分子激光照射的情况下， 例如，在设置500微米(l)×10微米(w)×10微米(d)的沟的情况下，理 想的是每1mm2形成3个以上。此外，理想的是沟的宽度(w)/深度 (d)的比率在1.0以下。

此外，在采用湿法刻蚀处理的情况下，在已对FOP10的侧壁以外 的部分进行了保护的状态下，可以采用在HNO3溶液中浸泡5分钟的 办法，形成无数个深度5微米的凹凸。此外，还可以采用在FOP10的 侧壁上用铣刀等划伤的办法形成防止保护膜剥落的凹凸10a。再有， 也可以借助于碳随机研磨的办法形成防止保护膜剥落的凹凸10a。

此外，在上述的实施例中，作为闪烁体虽然使用的是CsI(Tl)，但并 不限于此，也可以使用CsI(Na)、NaI(Tl)、LiI(Eu)、KI(Tl)等。

此外，在上述的实施例中，作为形成闪烁体的基板虽然使用的是 FOP，作为摄象器件虽然使用的是CCD，其他也可以使用作为X射线 透过性良好的Al制的基板，C(石墨)制的基板以及无定形碳制的基 板等以碳为主成分的基板、Be制的基板、SiC制的基板等。此外，也 可以使用玻璃制的基板。

图5A和图5B示出了在无定形碳制的基板30的表面上形成闪烁 体12，形成了用来保护该闪烁体12的笫1聚对二甲苯膜14、透明无机 膜(SiO2膜)22和第2聚对二甲苯膜18的闪烁体面板。该图5A和图5B 所示的闪烁体面板，其无定形碳制基板30和闪烁体12的整个面都被 笫1聚对二甲苯膜14和第2聚对二甲苯膜18覆盖起来。即便是在这 些情况下，在图5A的闪烁体面板中，采用在无定形碳制基板30的已 经形成了闪烁体12的面的未形成闪烁体12的部分上，形成防止保护 膜剥落的凹凸30a的办法，在图5B的闪烁体面板中，采用在Al制基 板30的未形成闪烁体12的面上，形成防止保护膜剥落的凹凸30a的 办法，也可以防止在无定形碳制基板30的表面上形成的第1聚对二甲 苯膜14的脱离，可以防止聚对二甲苯膜的剥落。另外，在这种情况下， 也可以再在Al制基板30的侧壁上设置防止保护膜剥落的凹凸。在这 里，作为透明无机膜，Al2O3、TiO2、In2O3、SnO2、MgO、SiN、MgF2、 LiF、CaF2、AgCl、SiNO等哪一个都可以。

在这里，在制作上述实施例的闪烁体面板时，对基板与保护膜之 间的贴紧性和防止保护膜剥落的凹凸的大小之间的关系进行了研究。 用从#600到#10000的粒度不同的SiC研磨微粉(#600、#800、#1000、 #1500、#2000、#4000、#10000等7种)研磨具有1mm厚度的无定形 碳(a-C)板，制成表面粗糙度不同的无定形碳基板，然后，用粗糙度测 定器，测定表面粗糙度Ra和Rmax。研磨微粉的粒度与Ra、Rmax 的关系示于图6A和图6B。

其次，向这样制成的每一块无定形碳基板上蒸镀200微米CsI， 然后，用CVD法成膜聚对二甲苯膜，对CsI与无定形碳基板之间的 贴紧性，特别是对在图5B的防止保护膜剥落的凹凸部分30a处的基 板与保护膜之间的贴紧性和Ra、Rmax之间的关系进行研究，得到了 图7A和图7B所示的结果。

由这些图可知，对贴紧性有效的，是在Ra为0.1微米以上、Rmax 为0.8微米以上的无定形碳基板上边形成了膜的情况。

就是说，可知在把这些、FOP、无定形碳作为基板使用的情况下， 作为防止保护膜剥落的凹凸起作用的表面粗糙度，Ra为0.1微米以上、 Rmax为0.8微米以上。

使用该无定形碳基板30的闪烁体面板，可以采用把摄象器件配置 在闪烁体12的顶端部分一侧的部分作为放射线图象传感器使用。另 外，在把Al制基板和Be制基板用做基板的情况下，也可以同样地作 为放射线图象传感器使用。此外，在使用玻璃基板的情况下，可以采 用中间存在着透镜把摄象器件配置在玻璃基板一侧的办法，作为放射 线图象传感器使用。

这样一来，对于以上所说的防止保护膜剥落的凹凸的大小，不仅 FOP、无定形碳基板，即便是Al制基板、其它的材料的基板也都是一 样的。此外，在上述的实施例的保护膜中，除去聚对二甲苯之外，还 含有聚单氯代对二甲苯、聚二氯代对二甲苯、聚四氯代对二甲苯、聚 氟代对二甲苯、聚二甲基对二甲苯、聚二乙基对二甲苯等。 

倘采用本发明的闪烁体面板，由于把用来保护闪烁体的透明有机 膜形成为陷入到设置在基板上的防止保护膜剥落的凹凸内，故可以借 助于防止保护膜剥落的凹凸扩大透明有机膜与基板之间的接触面积， 防止透明有机膜的剥落，可以提高闪烁体的耐湿性。此外，在闪烁体 面板的基板在侧壁上具备防止保护膜剥落的凹凸的情况下，即便是从 基板的背面向表面方向作用摩擦力的情况下，也可以防止透明有机膜 的剥落。

此外，倘采用本发明的放射线图象传感器，由于把用来保护闪烁 体的透明有机膜形成为陷入到设置在摄象器件上的防止保护膜剥落的 凹凸内，故可以借助于防止保护膜剥落的凹凸扩大透明有机膜与摄象 器件之间的接触面积，防止透明有机膜的剥落，可以提高闪烁体的耐 湿性。此外，在摄象器件的侧壁上具备防止保护膜剥落的凹凸的情况 下，即便是从摄象器件的背面向表面方向作用摩擦力的情况下，也可 以防止透明有机膜的剥落。

工业上利用的可能性

如上所述，本发明的闪烁体面板和放射线图象传感器适合于在医 疗、工业用的X射线摄影中使用。