放射线图像传感器及闪烁器板制造技术

放射线图像传感器，它具有：（１）由多个受光元件按１维或２维排列构成的图像传感器；（２）在此图像传感器的受光表面上按柱状结构形成的，将放射线变换成包含能由此图像传感器探测到的波段的光的闪烁器；（３）紧密地覆盖此闪烁器的柱状结构而形成的保护膜；（４）中间夹着保护膜的图像传感器和受光表面相对配置的作用对闪烁器所发出的光的反射面的放射线透过反射板。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测医疗等方面所用放射线图像的图像传感器以及将放射线图像变换为可见光图像的闪烁器板。
技术介绍
医疗、工业用的X射线摄影历来采用X射线感光胶片，而从便利性与摄影结果的保存性方面考虑，采用放射线检测元件的放射线的成像系统正在普及。在这种放射线成像系统中，采用具有多个像素的放射线检测元件，将放射线产生的二维图像数据作为电信号取得，通过处理装置处理此信号而显示于监视器上。有代表性的放射线检测元件是按一维或二维排列的光传感器上配置闪烁器，由闪烁器将入射的放射线变换为光而组成的检测结构。典型的闪烁器材料CsI是吸湿性材料，会吸收空气中的水蒸汽(潮气)而溶解。结果将使闪烁器的特性尤其是分辨率恶化，因而必须采用使闪烁器免受潮气影响的保护结构。作为这种使闪烁器免使潮气影响的保护结构，已知有特开平5-196742号公报与特开平5-242841号公报、国际公开号WO98/36290与36291公报中分别公开的技术。但是，特开平5-196742号公报与特开平5-242841号公报中所公开的技术不易形成防湿结构，且难以确保耐久性。国际公开号WO98/36290号与36291号公报中所公开的技术虽然解决了这类问题，但特别是在医疗用途中为了抑制患者所接受的辐射剂量，要求能以少量的放射线拍摄出清晰的图像，为此需要有能获得比过去改进了清晰度的摄影结果的放射线图像传感器与闪烁器板。于是本专利技术的目的在于提供能获得更清晰的输出图像的放射线图像传感器与闪烁器板。为了解决上述问题，本专利技术的放射线图像传感器的特征在于具有(1)多个受光元件按1维或2维排列构成的图像传感器；(2)在此图像传感器的受光表面上按柱状结构形成的、将放射线变换成包含能由此图像传感器检测到的波段的光的闪烁器；(3)紧密地覆盖此闪烁器的柱状结构而形成的保护膜；(4)中间夹着保护膜与图像传感器受光表面相对配置的用作对闪烁器所发出的光的反射面的放射线透过反射板。另一方面，本专利技术的闪烁器板的特征在于具有(1)基板；(2)在此基板上形成柱状结构，将放射线变换成包含透过上述基板的波段的光的闪烁器；(3)紧密地覆盖此闪烁器的柱状结构而形成的保护膜；(4)中间夹着保护膜的基板和相对配置的用作对闪烁器所发出的光的反射面的放射线透过反射板。本专利技术的放射线图像传感器也可以是具有上述闪烁器板和检测透过此基片的光图像的检测器的形式。本专利技术的闪烁器板与放射线图像传感器中，由于有保护膜紧密地覆盖于闪烁器上，就能很好地保护闪烁器不受潮气影响。此闪烁器将放射线变换为包含预定波段的光(这里所谓的光的概念不限于可见光，而是指包含紫外线、红外线或预定放射线等的电磁波)，而变换成的光的一部分则与朝放射线的入射面方向逆向传播。这种反向行进的光通过保护膜表面的反射与反射板的反射面的反射，返回到闪烁器一侧。结果获得清晰的光学图像。此反射板的反射面的反射率愈高愈好，但并不需要接近100％，约百分之几十的反射率即可。此闪烁器最好形成为覆盖到受光元件形成面的周围，而反射面则最好配置成可覆盖到闪烁器形成面的周围。通过将闪烁器按上述形式形成，便能有效地利用布置到周边的受光元件，能确保有效的像素数。通过将反射面按这样方式设置，就能可靠地防止闪烁器周边部分出现模糊和使亮度降低。此反射板最好采用金属板。也可以是在放射线透过材料上涂以保护膜例如金属膜。这种情形下的放射线透过材料最好是玻璃、树脂或碳质的基片。反射板采用上述结构后，对反射板本身以及闪烁器与放射线传感器的制造就变得容易，同时能使反射板具有充分的所需性能。附图说明图1是本专利技术的放射线图像传感器第一实施形式的剖面图，图2是图1中部分II的放大图，图3是图1的俯视图。图4～6说明图1的图像传感器的制造过程。图7是本专利技术的放射线图像传感器第二实施形式剖面图，图8是图7中部分VIII的放大图。图9是本专利技术的放射线图像传感器第三实施形式剖面图，图10是图9中部分X的放大图。图11是本专利技术的闪烁器板的第一实施形式的剖面图。图12是说明比较试验的示意图，图13是作为比较试验比较例的闪烁器板的剖面图，图14是图13中部分XIV的放大图。具体实施例方式下面参照附图详述本专利技术的最佳实施形式。为便于理解此说明，在各附图中对于同一部件尽可能附以相同的标号而略去其重复性说明。此外，各附图中的尺寸与形状未必与实际情形一致，为易于理解，有些部分已加以放大。图1是本专利技术的放射线图像传感器第一实施形式的剖面图，图2是图1中一部分的放大图，图3是图1的俯视图。此放射线图像传感器的固体摄像元件1是在绝缘性的例如玻璃制基片11上将进行光电变换的受光元件12按二维排列，形成受光部。此受光元件12由无定形硅制的光电二极管(PD)与薄膜晶体管(TFT)构成。于固体摄像元件1的受光部上形成了柱状结构的闪烁器2，它将入射的放射线变换成包含可由受光元件12检测的波段的光。在本说明书中的光不限于可见光而是指包括紫外线、红外线或预定放射线等的电磁波的概念。此闪烁器2最好如图1、3所示，形成为覆盖受光元件12的整个形成面及其周边。闪烁器2虽可采用种种材料但最好采用能发可见光且发光效率良好的Tl掺杂的CsI等。此闪烁器2的各柱状结构的顶部，如图2所示，不取平齐形状而是朝向顶部变尖的形式。为覆盖此闪烁器2的柱状结构，进入其空隙中以密封此闪烁器2，形成了保护膜3。在此柱状结构的表面上形成了微细的凹凸。此保护膜3最好是采用透过X射线和遮断水蒸汽的材料，例如聚对二甲苯树脂(Three Bond公司生产，商品名缬烯炔)，特别是聚对氯二甲苯(与上述同一公司制，商品名缬烯炔C)。用缬烯炔涂层的膜只会透过极少的水蒸汽与气体，除具有很高的疏水性与耐试剂性外，即使是很薄的膜也能具有优越的电绝缘性，而在透过放射线与可见光方面等则具有与保护膜3相应的优越特征。有关由缬烯炔涂层的细节记述于Three Bond技术新闻(平成4年9月23日发行)中，这里只描述其特征。缬烯炔，与金属的真空蒸镀工艺相同，由在真空中于支承体上蒸镀的化学蒸镀(CVD)法涂层。此方法包括将用作原料的二对二甲苯单体热分解，将此生成物于甲苯、苯等有机溶剂中急冷而获得称之为二聚物的二对二甲苯的工序，与将此二聚物热分解生成稳定的自由基对二甲苯气体的工序，以及将此生成的气体于相应原料上吸附、聚合而聚合形成分子量约50万的聚对二甲苯膜的工序这样三道工序。缬烯炔蒸镀与金属真空蒸镀有两点显著不同。首先，缬烯炔蒸镀时的压力与金属真空蒸镀时的压力约0.1Pa相比是很高的，约为10～20Pa，这样，缬烯炔蒸镀的适应系数与金属蒸镀的适应系数1相比，低2～4位。因此在蒸镀时当单分子膜覆盖住整个被蒸镀物后，可在其上蒸镀缬烯炔。于是，厚0.2μm以上的薄膜能够在无针孔状态下均匀生成，连液状物质不可能进到的锐角部或边缘部以及微米级的狭窄间隙也能进行这种涂膜。此外，在涂膜时不需要热处理等，可在接近室温下涂膜，故不会产生伴随膜的固化而有的机械应力与热应变，涂膜的稳定性也优越。还有，能对几乎所有的固体材料进行这种蒸镀涂膜。在此保护膜3之上，将反射膜42涂层于放射线透过材料41上形成的反射板4以反射膜42一侧表面(反射面)朝向保护膜3一侧设置。在此最好使反射面与固体摄像元件1的受光表面作大致平行的设置本文档来自技高网...

【技术保护点】
放射线图像传感器，它具有：由多个受光元件按１维或２维排列构成的图像传感器；在此图像传感器的受光表面上按柱状结构形成的，将放射线变换成包含能由此图像传感器探测到的波段的光的闪烁器；紧密地覆盖此闪烁器的柱状结构而形成的保护膜；中间夹着保护膜的图像传感器和受光表面相对配置的用作对闪烁器所发出的光的反射面的放射线透过反射板。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：铃木孝治，本目卓也，
申请(专利权)人：浜松光子学株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]