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JP4099206B2 - Scintillator panel and radiation image sensor - Google Patents

Scintillator panel and radiation image sensor Download PDF

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JP4099206B2
JP4099206B2 JP2007121068A JP2007121068A JP4099206B2 JP 4099206 B2 JP4099206 B2 JP 4099206B2 JP 2007121068 A JP2007121068 A JP 2007121068A JP 2007121068 A JP2007121068 A JP 2007121068A JP 4099206 B2 JP4099206 B2 JP 4099206B2
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scintillator
scintillator panel
metal thin
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宏人 佐藤
鈴木  孝治
好夫 夏目
敏雄 高林
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Hamamatsu Photonics KK
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Hamamatsu Photonics KK
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Description

この発明は、医療用のX線撮影等に用いられるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサに関するものである。   The present invention relates to a scintillator panel and a radiation image sensor used for medical X-ray imaging and the like.

従来、医療、工業用のX線撮影では、X線感光フィルムが用いられてきたが、利便性や撮影結果の保存性の面から放射線検出器を用いた放射線イメージングシステムが普及してきている。このような放射線イメージングシステムにおいては、放射線検出器により2次元の放射線による画素データを電気信号として取得し、この信号を処理装置により処理してモニタ上に表示している。   Conventionally, X-ray photosensitive films have been used in medical and industrial X-ray imaging, but radiation imaging systems using radiation detectors have become widespread in terms of convenience and preservation of imaging results. In such a radiation imaging system, pixel data based on two-dimensional radiation is acquired as an electrical signal by a radiation detector, and this signal is processed by a processing device and displayed on a monitor.

代表的な放射線検出器としては、アルミニウム、ガラス、溶融石英等の基板上にシンチレータを形成してシンチレータパネルを形成し、これと撮像素子とを貼り合わせた構造を有する放射線検出器が存在する。この放射線検出器においては、基板側から入射する放射線をシンチレータで光に変換して撮像素子で検出している(特公平7−21560号公報参照)。   As a typical radiation detector, there is a radiation detector having a structure in which a scintillator panel is formed by forming a scintillator on a substrate made of aluminum, glass, fused silica, or the like, and this is bonded to an imaging device. In this radiation detector, radiation incident from the substrate side is converted into light by a scintillator and detected by an imaging device (see Japanese Patent Publication No. 7-21560).

ところで放射線検出器において鮮明な画像を得るためには、シンチレータパネルの光出力を十分に大きくすることが必用になるが、上述の放射線検出器においては光出力が十分でなかった。そこで、本願発明者らは、特開2000−356679号公報に開示されているように基板上に設けた反射性の金属薄膜をさらに保護膜で覆うことでシンチレータに僅かながら含まれる水分に基づく変質等を防止してこの金属薄膜の反射膜としての機能の減退を防止する技術を開発した。   By the way, in order to obtain a clear image in the radiation detector, it is necessary to sufficiently increase the light output of the scintillator panel. However, in the above-described radiation detector, the light output is not sufficient. Therefore, the inventors of the present application have changed the quality based on moisture slightly contained in the scintillator by covering the reflective metal thin film provided on the substrate with a protective film as disclosed in JP-A-2000-356679. We have developed a technology to prevent the deterioration of the function of this metal thin film as a reflective film.

本発明は、この技術をさらに改良したものであり、反射膜としての金属薄膜の安定性をより向上させたシンチレータパネルとこのシンチレータパネルを用いた放射線イメージセンサを提供することを課題としている。   The present invention is a further improvement of this technique, and it is an object of the present invention to provide a scintillator panel in which the stability of a metal thin film as a reflective film is further improved and a radiation image sensor using the scintillator panel.

上記課題を解決するため、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線透過性の基板と、この基板上に設けられた放射線透過性で所定波長の光を反射する金属薄膜と、この金属薄膜上に設けられた保護膜と、この保護膜上に堆積され、放射線を金属薄膜で反射し得る波長を含む光に変換する多数の柱状結晶からなるシンチレータと、基板とともにシンチレータを覆う耐湿保護膜と、を備え、保護膜は、金属薄膜とシンチレータとの接触を防止しているシンチレータパネルにおいて、基板および金属薄膜は、これらを包み込むように設けられた保護膜によって封止され、当該保護膜およびシンチレータは、これらを包み込むように設けられた耐湿保護膜によって更に封止されていることを特徴とする。   In order to solve the above problems, a scintillator panel according to the present invention is provided with a radiation transmissive substrate, a metal thin film that is provided on the substrate and reflects light of a predetermined wavelength, and is provided on the metal thin film. And a scintillator made of a large number of columnar crystals that are deposited on the protective film and convert radiation into light including a wavelength that can be reflected by the metal thin film, and a moisture-resistant protective film that covers the scintillator together with the substrate. In the scintillator panel in which the protective film prevents contact between the metal thin film and the scintillator, the substrate and the metal thin film are sealed by a protective film provided so as to enclose them, and the protective film and the scintillator are It is further sealed with a moisture-resistant protective film provided so as to wrap up the film.

本発明のシンチレータパネルにおいては、基板と金属薄膜との間に基板および金属薄膜に密着している中間膜が配置されていることが好ましい。   In the scintillator panel of the present invention, it is preferable that an intermediate film in close contact with the substrate and the metal thin film is disposed between the substrate and the metal thin film.

基板と金属薄膜との組み合わせによっては、金属薄膜の基板への密着性が良好でなく、その後の製作工程や使用時に薄膜の基板からの剥がれが発生する場合がありうる。金属薄膜と基板との間に両者に密着する中間膜を配置することで、金属薄膜の剥がれが防止され、反射膜の安定性が高められる。   Depending on the combination of the substrate and the metal thin film, the adhesion of the metal thin film to the substrate may not be good, and the thin film may peel off from the substrate during the subsequent manufacturing process or use. By disposing an intermediate film that is in close contact with the metal thin film and the substrate, peeling of the metal thin film is prevented, and the stability of the reflective film is enhanced.

この基板は、ガラス製基板、アルミ製基板あるいは炭素を主成分とする基板のいずれかであることが好ましい。特に、炭素を主成分とする基板、例えば、アモルファスカーボンやグラファイト系の基板の場合は基板への金属薄膜の密着性が悪いが、本発明によれば、中間膜が介在することによりその密着性が向上する。   This substrate is preferably a glass substrate, an aluminum substrate, or a substrate mainly composed of carbon. In particular, in the case of a substrate mainly composed of carbon, for example, an amorphous carbon or graphite-based substrate, the adhesion of the metal thin film to the substrate is poor, but according to the present invention, the adhesion is caused by the intervening intermediate film. Will improve.

基板がアルミやアモルファスカーボンのような導電性基板の場合には、この中間膜は、基板と金属薄膜との接触を防止していることが好ましい。   When the substrate is a conductive substrate such as aluminum or amorphous carbon, the intermediate film preferably prevents contact between the substrate and the metal thin film.

基板が導電性の場合に、基板と金属薄膜とが接触していると、電気化学的腐食(電食=galvanic corrosion)により金属薄膜が腐食する場合がある。本発明によれば、中間膜が金属薄膜と基板との接触を防止しているので、こうした電食による腐食を抑制して、金属薄膜の安定性を向上させることができる。   When the substrate is conductive and the substrate and the metal thin film are in contact with each other, the metal thin film may be corroded by electrochemical corrosion (galvanic corrosion). According to the present invention, since the intermediate film prevents the metal thin film and the substrate from coming into contact with each other, it is possible to suppress such corrosion caused by electrolytic corrosion and improve the stability of the metal thin film.

この金属薄膜は、Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及びAuからなる群の中の物質を含む材料からなる膜であることが好ましい。   This metal thin film is preferably a film made of a material containing a substance in the group consisting of Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt and Au.

また、保護膜は、キシリレン系の膜であることが好ましい。耐湿保護膜は、キシリレン系の膜であることが好ましい。上記中間膜は有機膜からなることが好ましい。   The protective film is preferably a xylylene-based film. The moisture resistant protective film is preferably a xylylene film. The intermediate film is preferably made of an organic film.

また、金属膜は、中間膜と保護膜とに密着し、両者により封止されていれば、その安定性が向上するので好ましい。さらに、中間膜が基板を包み込んでいると、封止性が向上するため好ましい。この中間膜は、CVD法で基板上に形成された膜であることが好ましく、特に、キシリレン系の膜であれば好ましい。   In addition, it is preferable that the metal film is in close contact with the intermediate film and the protective film and sealed with both because the stability is improved. Furthermore, it is preferable that the intermediate film wraps around the substrate because sealing properties are improved. The intermediate film is preferably a film formed on the substrate by a CVD method, and particularly preferably a xylylene-based film.

本発明に係る放射線イメージセンサは、これらのシンチレータパネルと、シンチレータパネルの前記基板とは反対の面から出力される放射線を変換した光画像を撮像する撮像素子と、を組み合わせて構成されたものである。この撮像素子は、シンチレータパネルのシンチレータ側に対向して配置されていることが好ましい。   The radiation image sensor according to the present invention is configured by combining these scintillator panels and an image sensor that captures an optical image obtained by converting radiation output from the surface of the scintillator panel opposite to the substrate. is there. It is preferable that the image sensor is disposed to face the scintillator side of the scintillator panel.

以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説明は省略する。なお、各図の寸法は説明のために誇張している部分があり、必ずしも実際の寸法比とは一致しない。   DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings. In order to facilitate the understanding of the description, the same reference numerals are given to the same components in the drawings as much as possible, and duplicate descriptions are omitted. In addition, the dimension of each figure has the part exaggerated for description, and does not necessarily correspond with an actual dimension ratio.

まず、図1及び図2を参照して、本発明の第1の実施形態の説明を行う。図1はシンチレータパネル1の断面図であり、図2はこのシンチレータパネル1を利用した放射線イメージセンサ2の断面図である。   First, the first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a cross-sectional view of the scintillator panel 1, and FIG. 2 is a cross-sectional view of a radiation image sensor 2 using the scintillator panel 1.

図1に示すように、シンチレータパネル1のアモルファスカーボン(a−C)(グラッシーカーボン又はガラス状カーボン)製の基板10の一方の表面には、ポリイミドからなる中間膜11が密着して配置されており、この中間膜11の表面上に光反射膜として機能する金属薄膜12が密着形成されている。この金属薄膜は例えばAl製である。この金属薄膜12の表面は、金属薄膜12を保護するためのポリイミドからなる保護膜14により覆われている。この結果、金属薄膜12は、密着する中間膜11、保護膜14により挟まれて封止されている。この保護膜14の表面には、入射した放射線を可視光に変換する柱状構造のシンチレータ16が形成されている。すなわち、シンチレータ16は多数の柱状結晶が保護膜14状に林立している構成をとる。なお、シンチレータ16には、TlドープのCsIが用いられている。このシンチレータ16は、基板10と共にポリパラキシリレンからなる耐湿保護膜18で覆われている。   As shown in FIG. 1, an intermediate film 11 made of polyimide is disposed in close contact with one surface of a substrate 10 made of amorphous carbon (a-C) (glassy carbon or glassy carbon) of the scintillator panel 1. A metal thin film 12 that functions as a light reflecting film is formed on the surface of the intermediate film 11 in close contact. This metal thin film is made of, for example, Al. The surface of the metal thin film 12 is covered with a protective film 14 made of polyimide for protecting the metal thin film 12. As a result, the metal thin film 12 is sandwiched and sealed between the intermediate film 11 and the protective film 14 that are in close contact with each other. A columnar scintillator 16 that converts incident radiation into visible light is formed on the surface of the protective film 14. That is, the scintillator 16 has a configuration in which a large number of columnar crystals are erected in the shape of the protective film 14. The scintillator 16 uses Tl-doped CsI. The scintillator 16 is covered with a moisture-resistant protective film 18 made of polyparaxylylene together with the substrate 10.

また、放射線イメージセンサ2は、図2に示すように、シンチレータパネル1のシンチレータ16が形成された側に撮像素子20の受光面を貼り付けた構造を有している。   As shown in FIG. 2, the radiation image sensor 2 has a structure in which the light receiving surface of the image sensor 20 is attached to the side of the scintillator panel 1 where the scintillator 16 is formed.

次に、シンチレータパネル1の製造工程について説明する。まず、矩形又は円形のa−C製の基板10(厚さ1mm)の一方の表面にポリイミド樹脂を一定の厚さ(10μm)で塗り、硬化させることで、基板10に密着し、かつ、表面が平坦な中間膜11が形成される。   Next, the manufacturing process of the scintillator panel 1 will be described. First, polyimide resin is applied to one surface of a rectangular or circular aC substrate 10 (thickness 1 mm) with a certain thickness (10 μm) and cured, so that the substrate 10 is in close contact with the surface. A flat intermediate film 11 is formed.

この中間膜11の表面に光反射膜としての金属薄膜12を真空蒸着法により150nmの厚さで形成する。中間膜11を構成するポリイミドはAl製の金属薄膜12との親和性が良好なため、金属薄膜12は中間膜11上に密着する。また、中間膜11自体も基板10に密着しているので、金属薄膜12の基板10からの剥がれを効果的に防止することができる。   A metal thin film 12 as a light reflecting film is formed on the surface of the intermediate film 11 with a thickness of 150 nm by a vacuum deposition method. Since the polyimide constituting the intermediate film 11 has good affinity with the Al metal thin film 12, the metal thin film 12 adheres to the intermediate film 11. Further, since the intermediate film 11 itself is also in close contact with the substrate 10, it is possible to effectively prevent the metal thin film 12 from peeling off from the substrate 10.

次に、金属薄膜12上にスピンコート処理を施すことによりポリイミド製の保護膜14を1000nmの厚さで形成して金属薄膜12の全体を覆う。この結果、金属薄膜12は、中間膜11と保護膜14とに挟まれて両者に密着し、封止されるので、その後の製造工程において剥がれや損傷から効果的に保護することができる。   Next, a spin coat process is performed on the metal thin film 12 to form a polyimide protective film 14 with a thickness of 1000 nm to cover the entire metal thin film 12. As a result, the metal thin film 12 is sandwiched between the intermediate film 11 and the protective film 14 so as to be in close contact with and sealed, so that it can be effectively protected from peeling and damage in the subsequent manufacturing process.

次に、保護膜14の表面にTlをドープしたCsIの柱状結晶を多数、蒸着法によって成長(堆積)させて林立させることにより、シンチレータ16を250μmの厚さで形成する。このシンチレータ16を形成するCsIは、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止するためにCVD法によりポリパラキシリレンからなる耐湿保護膜18を形成する。即ち、シンチレータ16が形成された基板10をCVD装置に入れ、耐湿保護膜18を10μmの厚さで成膜する。この耐湿保護膜18の製造方法についてはWO99/66351号国際公開公報に詳述されている。これによりシンチレータ16及び基板10の表面の実質的に全体、つまり、シンチレータ等が形成されず露出している基板表面の略全体にポリパラキシリレン製の耐湿保護膜18が形成される。   Next, a large number of CsI columnar crystals doped with Tl are grown on the surface of the protective film 14 by a vapor deposition method to stand, thereby forming the scintillator 16 with a thickness of 250 μm. The CsI forming the scintillator 16 absorbs water vapor in the air and is deliquescent if left exposed with high hygroscopicity. Therefore, in order to prevent this, the moisture resistance made of polyparaxylylene is prevented by the CVD method. A protective film 18 is formed. That is, the substrate 10 on which the scintillator 16 is formed is put in a CVD apparatus, and the moisture-resistant protective film 18 is formed to a thickness of 10 μm. The method for manufacturing the moisture-resistant protective film 18 is described in detail in WO99 / 66351 International Publication. As a result, the moisture-resistant protective film 18 made of polyparaxylylene is formed on substantially the entire surface of the scintillator 16 and the substrate 10, that is, substantially the entire surface of the substrate exposed without forming the scintillator or the like.

また、放射線イメージセンサ2は、完成したシンチレータパネル1のシンチレータ16の先端部側に撮像素子(CCD)20の受光部を対向させて貼り付けることにより製造される(図2参照)。   Further, the radiation image sensor 2 is manufactured by attaching the light receiving portion of the imaging device (CCD) 20 so as to face the front end portion of the scintillator 16 of the completed scintillator panel 1 (see FIG. 2).

この実施の形態にかかる放射線イメージセンサ2によれば、基板10側から入射した放射線をシンチレータ16で光に変換して撮像素子20により検出する。この放射線イメージセンサ2を構成するシンチレータパネル1には、光反射性の金属薄膜12が設けられていることから撮像素子20の受光部に入射する光を増加させることができ、放射線イメージセンサ2により検出された画像を鮮明なものとすることができる。また、この金属薄膜12は、ポリイミドからなる中間膜11、保護膜14に密着することにより両者に挟まれて全体が封止されていることから、金属薄膜12の腐食等の変質や剥がれ、傷つき等により反射膜としての機能が損なわれるのを防止することができ、反射膜としての安定性が向上する。   According to the radiation image sensor 2 according to this embodiment, the radiation incident from the substrate 10 side is converted into light by the scintillator 16 and detected by the image sensor 20. Since the scintillator panel 1 constituting the radiation image sensor 2 is provided with the light-reflective metal thin film 12, the light incident on the light receiving portion of the image sensor 20 can be increased. The detected image can be made clear. Further, since the metal thin film 12 is sandwiched between the two by being in close contact with the intermediate film 11 and the protective film 14 made of polyimide, the metal thin film 12 is deteriorated such as corrosion, peeled off, or damaged. It is possible to prevent the function as the reflective film from being impaired due to the above, and the stability as the reflective film is improved.

図3は、本発明に係るシンチレータパネルの第2の実施形態の断面図である。このシンチレータパネル3においては、保護膜14aが金属薄膜12の表面全面を覆うのではなく、金属薄膜12の中央部分のみを覆っている点が第1の実施形態と相違する。この実施形態においてもシンチレータ16は、保護膜14aの表面上にのみ形成されているため、金属薄膜12は保護膜14aによりシンチレータ16との接触が完全に防止されている。   FIG. 3 is a cross-sectional view of a second embodiment of the scintillator panel according to the present invention. The scintillator panel 3 is different from the first embodiment in that the protective film 14 a does not cover the entire surface of the metal thin film 12 but covers only the central portion of the metal thin film 12. Also in this embodiment, since the scintillator 16 is formed only on the surface of the protective film 14a, the metal thin film 12 is completely prevented from contacting the scintillator 16 by the protective film 14a.

本実施形態においても金属薄膜12は、少なくともそのシンチレータ16形成部分が中間膜11、保護膜14aによって挟まれて、封止されているため、その損傷や剥がれ、変質等を効果的に防止することができ、反射膜としての安定性が向上する。   Also in this embodiment, since the metal thin film 12 is sealed with at least a portion where the scintillator 16 is formed sandwiched between the intermediate film 11 and the protective film 14a, it is possible to effectively prevent damage, peeling, alteration, and the like. And the stability as a reflective film is improved.

図4は、本発明に係るシンチレータパネルの第3の実施形態の断面図である。このシンチレータパネル4においては、中間膜11b、保護膜14bとして耐湿保護膜18と同じポリパラキシリレン膜を用いている点が図1、図3に示される第1、第2の実施形態と相違する。そして、中間膜11bが基板10の全体を覆っており、保護膜14bが金属薄膜12およびその周囲に露出していた中間膜11bを覆っている点を特徴とする。   FIG. 4 is a cross-sectional view of a third embodiment of a scintillator panel according to the present invention. The scintillator panel 4 is different from the first and second embodiments shown in FIGS. 1 and 3 in that the same polyparaxylylene film as the moisture-resistant protective film 18 is used as the intermediate film 11b and the protective film 14b. To do. The intermediate film 11b covers the entire substrate 10, and the protective film 14b covers the metal thin film 12 and the intermediate film 11b exposed around the metal thin film 12.

中間膜11b、保護膜14bを前述した耐湿保護膜18の場合と同様に、CVD法で形成することにより、均一でピンホール等のない良好な薄膜が形成される。その結果、金属薄膜12を封止して外気および保護膜14b上に形成されるシンチレータ16との接触を完全に防止することができるので、シンチレータ成分、水分と金属との反応を抑制できる。特に、シンチレータ16形成時には、保護膜14bが基板10および金属薄膜12を完全に覆っているため、シンチレータ成分が他の場所に付着したような場合でもその影響を抑制することができる。また、不導体である中間膜11bが、導電性の基板10と金属薄膜12の間に介在することで、基板19と金属薄膜12との電気的な接触を防止し、金属薄膜12の電食を効果的に抑制することができる。   As in the case of the moisture-resistant protective film 18 described above, the intermediate film 11b and the protective film 14b are formed by the CVD method, thereby forming a good thin film that is uniform and free of pinholes. As a result, the metal thin film 12 can be sealed to completely prevent contact with the outside air and the scintillator 16 formed on the protective film 14b, so that the reaction between the scintillator component, moisture and the metal can be suppressed. In particular, when the scintillator 16 is formed, since the protective film 14b completely covers the substrate 10 and the metal thin film 12, the influence can be suppressed even when the scintillator component adheres to other places. Further, the intermediate film 11b which is a non-conductor is interposed between the conductive substrate 10 and the metal thin film 12, thereby preventing electrical contact between the substrate 19 and the metal thin film 12, and galvanic corrosion of the metal thin film 12. Can be effectively suppressed.

本実施形態のように中間膜11b、保護膜14bが基板10全体を覆う構成とすれば、封止性が向上するほか、CVD法による膜の形成が容易であり、好ましい。   It is preferable that the intermediate film 11b and the protective film 14b cover the entire substrate 10 as in the present embodiment because the sealing performance is improved and the film formation by the CVD method is easy.

ここでは、ポリパラキシリレン膜を用いたが、このほかにポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパラキシリレン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジエチルパラキシリレン等のキシリレン系の有機膜を用いることが可能である。   Here, a polyparaxylylene film was used, but in addition to this, polymonochloroparaxylylene, polydichloroparaxylylene, polytetrachloroparaxylylene, polyfluoroparaxylylene, polydimethylparaxylylene, polydiethylparaxylene. A xylylene-based organic film such as xylylene can be used.

なお、上述の各実施形態においては、a−C製の基板を用いているが放射線を透過する基板であればよいことから、グラファイト製の基板、Al製の基板、Be製の基板、ガラス製の基板等を用いてもよい。   In each of the above-described embodiments, an aC substrate is used, but any substrate that transmits radiation may be used. Therefore, a graphite substrate, an Al substrate, a Be substrate, and a glass substrate may be used. A substrate or the like may be used.

また、保護膜としては、ポリイミド膜、キシリレン系の有機膜を用いたが、これに限らずLiF、MgF、SiO、Al、TiO、MgO、SiNの群中の物質を含む材料からなる透明無機膜を用いてもよい。さらに、無機膜及び有機膜を組み合わせて形成される保護膜を用いてもよい。 In addition, as the protective film, a polyimide film or a xylylene-based organic film is used, but is not limited thereto, and includes substances in the group of LiF, MgF 2 , SiO 2 , Al 2 O 3 , TiO 2 , MgO, and SiN. A transparent inorganic film made of a material may be used. Furthermore, a protective film formed by combining an inorganic film and an organic film may be used.

また、金属薄膜には、AlのほかAg、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及びAuからなる群の中の物質を含む材料からなる膜を用いてもよい。さらに、Cr膜上にAu膜を形成する等、金属薄膜を2層以上形成するようにしても良い。   Further, as the metal thin film, a film made of a material containing a substance in the group consisting of Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt and Au in addition to Al may be used. Further, two or more metal thin films may be formed, for example, an Au film is formed on the Cr film.

また、金属薄膜上にその酸化膜を形成してこれを保護膜として用いることも可能である。   It is also possible to form the oxide film on the metal thin film and use it as a protective film.

さらに、耐湿保護膜18によりシンチレータ16及び基板の表面全体(シンチレータが形成されている面と反対側の面、即ち放射線入射面)を実質的に覆うことによりシンチレータの耐湿性をより完全なものとしているが、耐湿保護膜18によりシンチレータ16の全面及び基板10の表面の少なくとも一部を覆えば、シンチレータのみを覆う場合に比較してシンチレータの耐湿性を高くすることができる。   Furthermore, the moisture resistance of the scintillator is made more complete by substantially covering the scintillator 16 and the entire surface of the substrate (the surface opposite to the surface on which the scintillator is formed, that is, the radiation incident surface) by the moisture resistant protective film 18. However, if the entire surface of the scintillator 16 and at least a part of the surface of the substrate 10 are covered with the moisture-resistant protective film 18, the moisture resistance of the scintillator can be increased as compared with the case where only the scintillator is covered.

また、シンチレータ16としては、CsI(Tl)に代えてCsI(Na)、NaI(Tl)、LiI(Eu)、KI(Tl)等を用いてもよい。   Further, as the scintillator 16, CsI (Na), NaI (Tl), LiI (Eu), KI (Tl) or the like may be used instead of CsI (Tl).

さらにシンチレータを覆う有機膜についても、キシリレン系の透明有機膜を用いることが可能である。   Further, as the organic film covering the scintillator, a xylylene-based transparent organic film can be used.

また、中間膜11としては、基板10と金属薄膜12の両方に親和性のある材質である必要があり、ポリイミド、キシリレン系の透明有機膜のほかにエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の有機膜のほか、SiOやSiN等の無機膜を用いることができる。無機膜については、CVDや無機材料を有機溶剤中に分散させて塗布した後焼成することで形成すればよい。ただし、基板が導電性である場合には、不導体の中間膜を用いることが電気的な遮蔽により電食を防止することができるので好ましい。 Further, the intermediate film 11 must be made of a material having affinity for both the substrate 10 and the metal thin film 12, and in addition to polyimide and xylylene-based transparent organic films, organic films such as epoxy resins and acrylic resins can be used. In addition, an inorganic film such as SiO 2 or SiN can be used. About an inorganic film, what is necessary is just to form it by baking, after apply | coating by dispersing CVD and an inorganic material in the organic solvent. However, when the substrate is conductive, it is preferable to use a non-conductive intermediate film because electric corrosion can be prevented by electrical shielding.

また、本発明に係る放射線イメージセンサは、以上説明したシンチレータパネルと撮像素子を組み合わせたものであり、上述したように撮像素子をシンチレータパネルのシンチレータ側に対向させて接合してもよいし、間隔をおいて配置してもよい。あるいは、シンチレータパネルから出力される光画像を光学系によって適切な位置に配置した撮像素子へと導いてもよい。   The radiation image sensor according to the present invention is a combination of the scintillator panel and the image sensor described above, and as described above, the image sensor may be joined to face the scintillator side of the scintillator panel, and the interval You may arrange it. Or you may guide the optical image output from a scintillator panel to the image pick-up element arrange | positioned in an appropriate position with an optical system.

本発明は、医療用、工業用の大画面、高感度のX線撮影システムに好適である。   The present invention is suitable for medical and industrial large-screen, high-sensitivity X-ray imaging systems.

本発明に係るシンチレータパネルの第1の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 1st Embodiment of the scintillator panel which concerns on this invention. 第1の実施形態に係るシンチレータパネルを用いた本発明に係る放射線イメージセンサの第1の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 1st Embodiment of the radiation image sensor which concerns on this invention using the scintillator panel which concerns on 1st Embodiment. 本発明に係るシンチレータパネルの第2の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 2nd Embodiment of the scintillator panel which concerns on this invention. 本発明に係るシンチレータパネルの第3の実施形態の断面図である。It is sectional drawing of 3rd Embodiment of the scintillator panel which concerns on this invention.

Claims (19)

放射線透過性の基板と、前記基板上に設けられた放射線透過性で所定波長の光を反射する金属薄膜と、前記金属薄膜上に設けられた保護膜と、前記保護膜上に堆積され、放射線を前記金属薄膜で反射し得る波長を含む光に変換する多数の柱状結晶からなるシンチレータと、前記基板とともに前記シンチレータを覆う耐湿保護膜と、を備え、前記保護膜は、前記金属薄膜と前記シンチレータとの接触を防止しているシンチレータパネルにおいて、
前記基板および前記金属薄膜は、これらを包み込むように設けられた前記保護膜によって封止され、
当該保護膜および前記シンチレータは、これらを包み込むように設けられた前記耐湿保護膜によって更に封止されていることを特徴とするシンチレータパネル。
A radiation transmissive substrate; a radiation transmissive metal thin film that reflects light of a predetermined wavelength; a protective film provided on the metal thin film; and a radiation deposited on the protective film. A scintillator composed of a number of columnar crystals that convert light into a wavelength that can be reflected by the metal thin film, and a moisture-resistant protective film that covers the scintillator together with the substrate, the protective film comprising the metal thin film and the scintillator In scintillator panels that prevent contact with
The substrate and the metal thin film are sealed by the protective film provided to enclose them,
The scintillator panel, wherein the protective film and the scintillator are further sealed by the moisture-resistant protective film provided so as to enclose them.
前記基板と前記金属薄膜との間に前記基板および前記金属薄膜に密着している中間膜が配置されていることを特徴とする請求項1に記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein an intermediate film that is in close contact with the substrate and the metal thin film is disposed between the substrate and the metal thin film. 前記中間膜は、前記基板の全体を覆っていることを特徴とする請求項2に記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the intermediate film covers the entire substrate. 前記保護膜は、前記中間膜で全体が覆われた前記基板および前記金属薄膜を包み込むように設けられていることを特徴とする請求項3に記載のシンチレータパネル。   4. The scintillator panel according to claim 3, wherein the protective film is provided so as to enclose the substrate and the metal thin film that are entirely covered with the intermediate film. 前記保護膜は、キシリレン系の膜であることを特徴とする請求項1〜4のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to any one of claims 1 to 4, wherein the protective film is a xylylene-based film. 前記耐湿保護膜は、キシリレン系の膜であることを特徴とする請求項1〜5のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein the moisture-resistant protective film is a xylylene-based film. 前記中間膜は、有機膜であることを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the intermediate film is an organic film. 前記中間膜は、キシリレン系の膜であることを特徴とする請求項2〜6のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the intermediate film is a xylylene-based film. 前記基板は、ガラス製基板、アルミ製基板あるいは炭素を主成分とする基板のいずれかであることを特徴とする請求項1〜8のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to any one of claims 1 to 8, wherein the substrate is any one of a glass substrate, an aluminum substrate, and a substrate mainly composed of carbon. 前記基板は、導電性基板であって、前記中間膜は、前記基板と前記金属薄膜との接触を防止していることを特徴とする請求項2〜9のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the substrate is a conductive substrate, and the intermediate film prevents contact between the substrate and the metal thin film. 前記導電性基板は、アルミ製基板または炭素を主成分とする基板のいずれかであることを特徴とする請求項10に記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 10, wherein the conductive substrate is either an aluminum substrate or a substrate mainly composed of carbon. 前記炭素を主成分とする基板は、アモルファスカーボンを含む基板であることを特徴とする請求項11に記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 11, wherein the substrate containing carbon as a main component is a substrate containing amorphous carbon. 前記金属薄膜は、Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及びAuからなる群の中の物質を含む材料からなる膜であることを特徴とする請求項1〜12のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The metal thin film is a film made of a material containing a substance in the group consisting of Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt, and Au. A scintillator panel according to any one of the above. 前記金属薄膜は、前記中間膜と前記保護膜とに密着して両者により封止されていることを特徴とする請求項2〜13のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the metal thin film is in close contact with the intermediate film and the protective film and sealed with both. 前記保護膜はCVD法で前記基板上および前記金属薄膜上に形成された膜であることを特徴とする請求項1〜14のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein the protective film is a film formed on the substrate and the metal thin film by a CVD method. 前記耐湿保護膜はCVD法で前記シンチレータ上および前記保護膜上に形成された膜であることを特徴とする請求項1〜15のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein the moisture-resistant protective film is a film formed on the scintillator and the protective film by a CVD method. 前記中間膜はCVD法で前記基板上に形成された膜であることを特徴とする請求項2〜16のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 2, wherein the intermediate film is a film formed on the substrate by a CVD method. 請求項1〜17のいずれかに記載のシンチレータパネルと、
前記シンチレータパネルの前記基板とは反対の面から出力される放射線を変換した光画像を撮像する撮像素子と、
を備えていることを特徴とする放射線イメージセンサ。
A scintillator panel according to any one of claims 1 to 17,
An image sensor that captures an optical image obtained by converting radiation output from a surface opposite to the substrate of the scintillator panel;
A radiation image sensor comprising:
前記撮像素子は、前記シンチレータパネルのシンチレータ側に対向して配置されていることを特徴とする請求項18に記載の放射線イメージセンサ。   The radiation image sensor according to claim 18, wherein the imaging element is disposed to face the scintillator side of the scintillator panel.
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