闪烁器面板和放射线图象传感器

摘要

在闪烁器面板(1)的a－C制的基片(10)的一侧的表面上形成作为光反射膜的Ag膜(12)。这个Ag膜(12)的整个表面被用于保护Ag膜(12)的SiN膜(14)覆盖。在这个SiN膜(14)的表面上形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁器(16)。这个闪烁器(16)和基片(10)一起被聚对二甲苯膜(18)覆盖。

说明书

本申请是申请日为2000年4月13日、申请号为00806329.X(PCT/JP00/02422)、发明名称为“闪烁器面板和放射线图象传感器”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及用于医疗用的X射线摄影等的闪烁器面板和放射线图象传感器。

背景技术

以前，在医疗，工业用的X射线摄影中，可以用X射线感光底片，但是考虑到便利性和摄影结果的保存性，现在正在普及用放射线检测器的放射线成象系统。在这种放射线成象系统中，用放射线检测器取得由两维放射线产生的象素数据变换而成的电信号，通过处理装置对该信号进行处理后在监视器上显示出来。

作为有代表性的放射线检测器，存在着具有将在铝，玻璃，融化石英等的基片上形成闪烁器的闪烁器面板和摄像元件粘合在一起的构造的放射线检测器。在这种放射线检测器中，用闪烁器将从基片一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件检测出来(请参照日本平成7年公布的7-21560号专利公报)。

可是为了在放射线检测器上得到鲜明的图象，必须用光输出足够大的闪烁器面板，但是在上述放射线检测器中光输出都不足够大。

发明内容

本发明的课题是提供使光输出增大的闪烁器面板和用使光输出增大的闪烁器面板的放射线图象传感器。

本发明的闪烁器面板的特征是备有透过放射线的基片，设置在上述基片上的反射性金属薄膜，覆盖上述反射性金属薄膜全体的保护膜，和堆积在上述保护膜上的闪烁器。如果根据本发明的闪烁器面板，则因为反射性金属薄膜全体被保护膜覆盖，所以能够防止由于在闪烁器中含有的很少水分引起的变质等，从而能够防止反射性金属薄膜作为反射膜的功能减退。因此，能够维持增大了的闪烁器面板的光输出。

又，本发明的闪烁器面板的特征是备有透过放射线的基片，设置在上述基片上的反射性金属薄膜，设置在上述反射性金属薄膜上的保护膜，和堆积在除上述保护膜上的边缘部分外的位置上的闪烁器。如果根据本发明的闪烁器面板，则因为闪烁器与反射性金属薄膜是隔开的，所以能够防止由于在闪烁器中含有的很少水分引起的变质等，从而能够防止反射性金属薄膜作为反射膜的功能减退。因此，能够维持增大了的闪烁器面板的光输出。

又，本发明的闪烁器面板的特征是反射性金属薄膜是由包含Al，Ag，Cr，Cu，Ni，Ti，Mg，Rh，Pt和Au的一组物质中的物质的材料形成的膜。

又，本发明的闪烁器面板的特征是保护膜是由包含LiF，MgF₂，SiO₂，TiO₂，Al₂O₃，MgO，SiN和聚酰亚胺的一组物质中的物质的材料形成的膜。

又，本发明的闪烁器面板的特征是保护膜是由包含上述Al，Ag，Cr，Cu，Ni，Ti，Mg，Rh和Pt的一组物质中的物质的材料形成的氧化膜。

又，本发明的闪烁器面板的特征是保护膜是由例如SiN等的无机膜和例如聚酰亚胺等的有机膜形成的膜。

又，本发明的闪烁器面板的特征是闪烁器被有机膜覆盖。如果根据本发明的闪烁器面板，则能够提高闪烁器的耐湿性。

又，本发明的闪烁器面板的特征是基片表面的至少一部分被有机膜覆盖。如果根据本发明的闪烁器面板，则与有机膜只覆盖闪烁器的情形比较，能够进一步提高闪烁器的耐湿性。

又，本发明的闪烁器面板的特征是进一步整个基片表面都被有机膜覆盖。如果根据本发明的闪烁器面板，则与有机膜覆盖闪烁器和基片表面至少一部分的情形比较，能够进一步提高闪烁器的耐湿性。

又，本发明的闪烁器面板的特征是与闪烁器面板相对置地配置摄像元件。如果根据本发明的放射线图象传感器，则因为闪烁器面板能够维持增大了的光输出，所以能够维持放射线图象传感器的输出。

又，本发明的闪烁器面板的特征是备有玻璃制的基片，设置在上述基片上的反射膜，堆积在上述反射膜上的闪烁器，和覆盖上述闪烁器的透明有机膜。

如果根据本发明的闪烁器面板，则因为用玻璃制的基片，即便在大面积化的情形中也能够使基片保持某种程度的钢性，所以能够抑制当在基片上形成闪烁器时基片的弯挠，从而能够提闪烁器面板的性能。

又，本发明的闪烁器面板的特征是进一步基片表面的至少一部分被透明有机膜覆盖。如果根据本发明的闪烁器面板，则与有机膜只覆盖闪烁器的情形比较，能够进一步提高闪烁器的耐湿性。

又，本发明的闪烁器面板的特征是进一步整个基片表面都被透明有机膜覆盖。如果根据本发明的闪烁器面板，则与有机膜覆盖闪烁器和基片表面至少一部分的情形比较，能够进一步提高闪烁器的耐湿性。

又，本发明的闪烁器面板的特征是与闪烁器面板的闪烁器相对置地配置摄像元件。如果根据本发明的放射线图象传感器，则因为闪烁器面板用玻璃制的基片，所以能够高度保持放射线图象传感器的性能。

附图说明

图1是与第1实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图2是与第1实施形态有关的放射线图象传感器的截面图。

图3是与第2实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图4是与第3实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图5是与第3实施形态有关的闪烁器面板变形例的截面图。

图6是与第4实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图7是与第4实施形态有关的闪烁器面板变形例的截面图。

图8是与实施形态有关的闪烁器面板变形例的截面图。

图9是与实施形态有关的闪烁器面板变形例的截面图。

图10是与第5实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图11是与第5实施形态有关的放射线图象传感器的截面图。

图12是与第6实施形态有关的闪烁器面板的截面图。

图13是与实施形态有关的闪烁器面板变形例的截面图。

具体实施方式

下面，我们参照图1和图2说明本发明的第1实施形态。图1是闪烁器面板1的截面图，图2是放射线图象传感器2的截面图。

如图1所示，在闪烁器面板1的非晶形碳(a-C)(粉碎的碳或玻璃状的碳)制的基片10的一侧的表面上形成作为光反射膜(反射性金属薄膜)的Ag膜12。这个Ag膜12的表面被用于保护Ag膜12的SiN膜14覆盖。在这个SiN膜14的表面上形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁器16。此外，用掺杂Tl的CsI制作闪烁器16。这个闪烁器16和基片10一起被聚对二甲苯(polyparaxylylene)膜18覆盖。

又，放射线图象传感器2，如图2所示，具有将摄像元件20粘附在闪烁器面板1的闪烁器16的前端部分一侧的构造。

下面，我们说明闪烁器面板1的制造工序。首先，用真空蒸涂法在矩形或圆形的a-C制的基片10(厚度为1mm)的一侧的表面上形成厚度为150nm的作为光反射膜的Ag膜12。其次，用等离子体CVD法在Ag膜12上形成厚度为200nm的SiN膜14，覆盖整个Ag膜12。

其次，通过用蒸涂法在SiN膜14的表面上成长(堆积)出掺杂Tl的CsI的柱状结晶，形成厚度为250μm的闪烁器16。因为形成这个闪烁器16的CsI有高的吸湿性，原封不动地曝露在空气中会吸收空气中的水蒸气发生潮解，所以为了防止它用CVD法形成聚对二甲苯膜18。即，将形成闪烁器16的基片10放入CVD装置，形成厚度为10μm的聚对二甲苯膜18。因此，在整个闪烁器16和基片10的整个表面(不形成闪烁器等的露出的整个基片表面)上形成聚对二甲苯膜18。

又，放射线图象传感器2是通过将摄像元件(CCD)20的受光部分相对地粘附在已制成的闪烁器面板1的闪烁器16的前端部分一侧上制造出来的(请参照图2)。

如果根据与这个实施形态有关的放射线图象传感器2，则用闪烁器16将从基片10一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件20检测出放射线。因为在构成这个放射线图象传感器2的闪烁器面板1上，设置作为反射性金属薄膜的Ag膜12，所以能够增加入射到摄像元件20的受光部分的光，从而能够使由放射线图象传感器2检测出的图象成为鲜明图象。又，因为用作为Ag膜12的保护膜发挥功能的SiN膜14覆盖整个Ag膜12，所以能够防止由于Ag膜12的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

下面，我们说明本发明的第2实施形态。此外，在这个第2实施形态的说明中，在与第1实施形态的闪烁器面板1，放射线图象传感器2的构成相同的构成上附加与第1实施形态的说明中使用的相同的标号进行说明。

图3是闪烁器面板3的截面图。如图3所示，在闪烁器面板3的a-C制的基片10的一侧的表面上形成作为反射膜的Al膜13。这个Al膜13的表面被用于保护Al膜13的聚酰亚胺22覆盖。在这个聚酰亚胺膜22的表面上，形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁器16。此外，用掺杂Tl的CsI制作闪烁器16。这个闪烁器16和基片10一起被聚对二甲苯膜18覆盖。

此外，这个闪烁器面板3通过将摄像元件粘附在闪烁器16的前端部分一侧构成放射线图象传感器。

下面，我们说明这个闪烁器面板3的制造工序。首先，用真空蒸涂法在矩形或圆形的a-C制的基片10(厚度为1mm)的一侧的表面上形成厚度为150nm的作为光反射膜的Al膜13。其次，通过实施溅射涂敷处理在Al膜13上形成厚度为1000nm的聚酰亚胺膜22，覆盖整个Al膜13。

其次，通过用蒸涂法在聚酰亚胺膜22的表面上成长(堆积)出掺杂Tl的CsI的柱状结晶，形成厚度为250μm的闪烁器16。因为形成这个闪烁器16的CsI有高的吸湿性，原封不动地曝露在空气中会吸收空气中的水蒸汽发生潮解，所以为了防止它用CVD法形成聚对二甲苯膜18。即，在闪烁器16和基片10的整个表面上形成聚对二甲苯膜18。

又，放射线图象传感器是通过将摄像元件(CCD)20的受光部分相对地粘附在制成的闪烁器面板3的闪烁器16的前端部分一侧上制造出来的。

如果根据用与这个实施形态有关的闪烁器面板3的放射线图象传感器，则通过用闪烁器16将从基片10一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件20检测出放射线。因为在构成这个放射线图象传感器的闪烁器面板3上，设置作为反射性金属薄膜的Al膜13，所以能够增加入射到摄像元件20的受光部分的光，从而能够使由放射线图象传感器检测出的图象成为鲜明图象。又，因为用作为Al膜13的保护膜发挥功能的聚酰亚胺膜22覆盖整个Al膜13，所以能够防止由于Al膜13的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

下面，我们说明本发明的第3实施形态。此外，在这个第3实施形态的说明中，在与第1实施形态的闪烁器面板1，放射线图象传感器2的构成相同的构成上附加与第1实施形态的说明中使用的相同的标号进行说明。

图4是闪烁器面板4的截面图。如图4所示，在闪烁器面板4的a-C制的基片10的一侧的表面上形成作为反射膜的Ag膜12。在这个Ag膜12的整个表面上形成用于保护Ag膜12的SiN膜14。又，在SiN膜14的表面上，形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁器16。

这里闪烁器16形成在除SiN膜14上的边缘部分外的位置上，位于外侧的闪烁器16和Ag膜12的边缘部分是隔离的。此外，用掺杂Tl的CsI制作闪烁器16。这个闪烁器16和基片10一起被聚对二甲苯膜18覆盖。

此外，这个闪烁器面板4通过将摄像元件粘附在闪烁器16的前端部分一侧构成放射线图象传感器。

如果根据用与这个实施形态有关的闪烁器面板4的放射线图象传感器，则通过用闪烁器16将从基片10一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件20检测出放射线。因为在构成这个放射线图象传感器的闪烁器面板4上，设置作为反射性金属薄膜的Ag膜12，所以能够增加入射到摄像元件20的受光部分的光，从而能够使由放射线图象传感器检测出的图象成为鲜明图象。又，因为使这个Ag膜12的边缘部分与闪烁器16隔离，所以能够防止由于Ag膜12的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

此外，在与这个第3实施形态有关的闪烁器面板4上，在Ag膜12的整个表面上形成SiN膜14，但是也可以如图5所示的闪烁器面板5那样地在除Ag膜12的边缘部分外的位置上形成SiN膜14，在除SiN膜的边缘部分外的位置上形成闪烁器16。即便在这种情形中，因为Ag膜12的边缘部分与闪烁器16是隔离的，所以能够防止由于Ag膜12的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

下面，我们说明本发明的第4实施形态。此外，在这个第4实施形态的说明中，在与第1实施形态的闪烁器面板1，放射线图象传感器2的构成相同的构成上附加与第1实施形态的说明中使用的相同的标号进行说明。

图6是闪烁器面板6的截面图。如图6所示，在闪烁器面板6的a-C制的基片10的一侧的表面上形成由Al膜24a和Al₂O₃膜(氧化膜)24b构成的Al膜24。在这个Al膜24表面的Al₂O₃膜24b上形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的闪烁器16。此外，用掺杂Tl的CsI制作闪烁器16。这个闪烁器16和基片10一起被聚对二甲苯膜18覆盖。

此外，这个闪烁器面板6通过将摄像元件粘附在闪烁器16的前端部分一侧构成放射线图象传感器。

下面，我们说明闪烁器面板6的制造工序。首先，用真空蒸涂法在矩形或圆形的a-C制的基片10(厚度为1mm)的一侧的表面上形成厚度为150nm的作为光反射膜的Al膜24。接着，通过一面导入氧气一面蒸发Al在Al膜24a的整个表面上形成厚度为30nm的Al₂O₃膜24b。

其次，通过用蒸涂法在Al₂O₃膜24b的表面上成长出掺杂Tl的CsI的柱状结晶，形成厚度为250μm的闪烁器16。因为形成这个闪烁器16的CsI有高的吸湿性，原封不动地曝露在空气中会吸收空气中的水蒸汽发生潮解，所以为了防止它用CVD法形成聚对二甲苯膜18。即，在闪烁器16和基片10的整个表面上形成聚对二甲苯膜18。

此外，这个闪烁器面板6通过将摄像元件粘附在闪烁器16的前端部分一侧构成放射线图象传感器。

如果根据用与这个实施形态有关的闪烁器面板6的放射线图象传感器，则通过用闪烁器16将从基片10一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件20检测出放射线。因为在构成这个放射线图象传感器的闪烁器面板6上，设置作为反射性金属薄膜发挥功能的Al膜24a，所以能够增加入射到摄像元件20的受光部分的光，从而能够使由放射线图象传感器检测出的图象成为鲜明图象。

又，因为用作为Al膜24a的保护膜发挥功能的Al₂O₃膜24b覆盖整个Al膜24a，所以能够防止由于Al膜24a的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。进一步，因为使这个Ag膜24的边缘部分与闪烁器16隔离，所以能够防止由于Ag膜24a的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

此外，在与这个第4实施形态有关的闪烁器面板6上，在Al膜24a的整个表面上形成Al₂O₃膜24b，但是也可以如图7所示的闪烁器面板7那样地在除Al膜24a的边缘部分外的位置上形成Al₂O₃膜24b。即便在这种情形中，因为Al膜24的边缘部分与闪烁器16是隔离的，所以能够防止由于Al膜24a的腐蚀等的变质引起的对作为反射膜功能的损害。

此外，在上述实施形态中，因为可以用a-C制的基片作为透过放射线的基片，所以也可以用石墨制的基片，Al制的基片，Be制的基片，玻璃制的基片等。

又，在上述实施形态中，用基片上的Al膜的氧化膜作保护膜时，希望在氧化膜上进一步形成作为保护膜的聚酰亚胺膜。这时，通过氧化膜和聚酰亚胺膜能够对Al膜进行完全的保护。

又，在上述实施形态中，作为保护膜，用SiN膜或聚酰亚胺膜，但是不限于此，也可以用由包含LiF，MgF₂，SiO₂，Al₂O₃，TiO₂，MgO，SiN的透明无机膜和聚酰亚胺等的透明有机膜的一组物质中的物质的材料形成的膜。进一步也可以用由图8所示的无机膜和有机膜形成的保护膜。即，在图8所示的闪烁器面板中，在a-C制的基片10一侧的表面上形成作为光反射膜的Ag膜12。用为了保护Ag膜12的SiN膜(无机膜)14覆盖这个Ag膜12的表面，用聚酰亚胺膜(有机膜)22覆盖SiN膜14的表面。在这个聚酰亚胺膜22的表面上，形成柱状构造的闪烁器16，这个闪烁器16和基片10一起被聚对二甲苯膜18覆盖。当如图8所示的闪烁器面板那样地用由无机膜和有机膜形成的保护膜时，能够进一步提高保护光反射膜的效果。

又，在上述各实施形态中，作为反射性金属薄膜，用Ag膜，Al膜，但是也可以用由包含Al，Ag，Cr，Cu，Ni，Ti，Mg，Rh，Pt和Au的一组物质中的物质的材料形成的膜。进一步，也可以在Cr膜上形成Au膜等，形成2层以上的反射性金属薄膜。

又，在上述实施形态中，作为反射性金属薄膜，用由包含Al，Ag，Cr，Cu，Ni，Ti，Mg，Rh和Pt的一组物质中的物质的材料形成的膜时，可以用它们的氧化膜作为保护膜。

又，在上述实施形态中，通过用聚对二甲苯膜18覆盖闪烁器16和基片的整个表面(形成闪烁器16的面和相反一侧的面，即放射线入射面)使闪烁器16的耐湿性更加完善，但是如图9所示地用聚对二甲苯膜18覆盖闪烁器16的整个面和基片10表面的至少一部分的情形，与只覆盖闪烁器的情形比较，能够使闪烁器的耐湿性更高。

下面，我们说明本发明的第5实施形态。此外，在这个第5实施形态的说明中，在与第1，第2实施形态的闪烁器面板1，3，放射线图象传感器2的构成相同的构成上附加与第1，第2实施形态的说明中使用的相同的标号进行说明。

如图10所示，闪烁器面板8备有具有平面形状的玻璃制的基片26，在它的一侧的表面上，用真空蒸涂法形成厚度为100nm的作为反射膜的Al膜13。在这个Al膜13的表面上形成将入射的放射线变换成可见光的柱状构造的厚度为250μm的闪烁器16。用由蒸涂法成长的掺杂Tl的CsI制作这个闪烁器16。又，闪烁器16的整个表面和基片26一起被用由CVD法形成的厚度为10μm的聚对二甲苯膜(透明有机膜)18覆盖。

又，放射线图象传感器，如图11所示，具有将摄像元件20相对地粘附在闪烁器面板8的闪烁器16的前端部分一侧的构造。

如果根据与这个实施形态有关的放射线图象传感器，则通过用闪烁器16将从基片26一侧入射的放射线变换成光后由摄像元件20检测出放射线。因为在构成这个放射线图象传感器的闪烁器面板8上，设置作为反射膜的Al膜13，所以能够增加入射到摄像元件20的受光部分的光，从而能够使由放射线图象传感器检测出的图象成为鲜明图象。

又，为了提高放射线的透过率希望用于闪烁器面板8的基片形成得薄一些，但是即便在如用于玻璃制基片的胸部透视用的放射线图象传感器的闪烁器面板那样地大面积化的情形中，因为与Al制基片和a-C制基片比较能够确保刚性，所以能够防止在玻璃制基片上形成闪烁器时的基片的弯挠。因此，容易在基片上形成闪烁器并且能够保持与它一起制造的闪烁器面板的品质。此外，作为用于这个实施形态的玻璃基片的玻璃种类，从吸收放射线的成分含量少和成本来看硼硅酸玻璃是最合适的。

下面，我们说明本发明的第6实施形态。此外，在这个第6实施形态的说明中，在与第5实施形态的闪烁器面板8，放射线图象传感器的构成相同的构成上附加与第5实施形态的说明中使用的相同的标号进行说明。

如图12所示，闪烁器面板9备有具有平面形状的玻璃制的基片26，在它的一侧的表面上，用真空蒸涂法形成厚度为100nm的作为反射膜的Cr膜28。在这个Cr膜28的表面上形成Au膜30，在这个Au膜30的表面上形成柱状构造的厚度为250μm的闪烁器16。用由蒸涂法成长的掺杂Tl的CsI制作这个闪烁器16。

又，闪烁器16的整个表面和基片26一起被用CVD法形成的厚度为10μm的聚对二甲苯膜(透明有机膜)18覆盖。此外，放射线图象传感器具有将摄像元件20相对地粘附在闪烁器面板9的闪烁器16的前端部分一侧的构造。

因为与这个实施形态有关的闪烁器面板的反射膜是由与玻璃基片的粘附性良好的Cr膜28和与Cr的结合性良好的Au膜30构成的，所以能够使反射膜有很高的稳定性。

又，在上述各实施形态中，作为反射性金属薄膜，也可以用由包含Al，Ag，Cr，Cu，Ni，Ti，Mg，Rh，Pt和Au的一组物质中的物质的材料形成的膜。

又，在上述各实施形态中，用CsI(Tl)制作闪烁器16，但是不限于此也可以用CsI(Na)，NaI(Tl)，LiI(Eu)，KI(Tl)等。

又，在上述实施形态中，通过用聚对二甲苯膜18覆盖闪烁器16和基片的整个表面(形成闪烁器的面和相反一侧的面，即放射线入射面)使闪烁器的耐湿性更加完善，但是如图13所示地用聚对二甲苯膜18覆盖闪烁器16和基片表面的至少一部分的情形，与只覆盖闪烁器的情形比较，能够使闪烁器16的耐湿性更高。

又，在上述各实施形态中，在聚对二甲苯膜中，除了聚对二甲苯外，还包含聚一氯对二甲苯，聚二氯对二甲苯，聚四氯对二甲苯，聚氟对二甲苯，聚二甲基对二甲苯，聚二乙基对二甲苯等。

如果根据本发明的闪烁器面板，则能够防止由闪烁器中含有的很少水分引起的反射性金属薄膜的变质等，从而能够防止反射性金属薄膜作为反射膜的功能减退。因此，能够维持增大了的闪烁器面板的光输出。又，用玻璃制的基片时，即便在大面积化的情形中也能够高度保持闪烁器面板的性能。

又，如果根据本发明的放射线图象传感器，则因为闪烁器面板能够维持增大的光输出，所以能够维持放射线图象传感器的输出。又，闪烁器面板用玻璃制的基片时，即便在大面积化的情形中也能够高度保持放射线图象传感器的性能。

如上所述，本发明的闪烁器面板和放射线图象传感器适用于医疗用的X射线摄影等。