JP2006052978A - Radiation detection instrument, scintillator panel, and radiation detection system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、医療診断機器及び非破壊検査機器等に用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関し、特に、Ｘ線撮影などに用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置及び放射線撮像システムに関する。なお、本明細書においては、放射線の範疇に、Ｘ線、γ線などの電磁波も含むものとして説明する。 The present invention relates to a scintillator panel, a radiation detection apparatus, and a radiation imaging system used for medical diagnostic equipment, non-destructive inspection equipment, and the like, and more particularly to a scintillator panel, radiation detection apparatus, and radiation imaging system used for X-ray photography. In the present specification, description will be made assuming that the category of radiation includes electromagnetic waves such as X-rays and γ-rays.
従来、Ｘ線蛍光体層が内部に備えられた蛍光スクリーンと両面塗布剤とを有するＸ線フィルムシステムが一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。 Conventionally, an X-ray film system having a fluorescent screen having an X-ray phosphor layer provided therein and a double-side coating agent has been generally used for X-ray photography.
しかし、最近、Ｘ線蛍光体層と２次元光検出器とを有するデジタル放射線検出装置の画像特性が良好であることと、データがデジタルデータであるためネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデータの共有化が図られる利点があることとから、デジタル放射線検出装置について盛んに研究開発が行われ、種々の特許出願も行われている。 However, recently, the image characteristics of a digital radiation detection apparatus having an X-ray phosphor layer and a two-dimensional photodetector are good, and since the data is digital data, the data is acquired by importing it into a networked computer system. Due to the advantage of sharing, active research and development has been conducted on digital radiation detection devices, and various patent applications have been filed.
上記のデジタル放射線検出装置の中でも、高感度で高鮮鋭な装置として、特許文献１に開示されているように、複数のフォトセンサ及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ Ｆｌｉｍ Ｔｔａｎｓｉｓｔｅｒ：薄膜トランジスタ）などの電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器（「センサーパネル」とも言う）上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換する蛍光体層を形成した支持板（「シンチレータパネル」とも言う）を貼り合わせてなる放射線検出装置（「貼り合わせタイプ」または「間接タイプ」等とも言う）が知られている。 Among the above-mentioned digital radiation detection devices, as disclosed in Patent Document 1, as a high-sensitivity and sharp device, a plurality of photosensors and electrical elements such as TFTs (Thin Flim Transistors) are two-dimensionally arranged. A support plate (“scintillator panel”) on which a phosphor layer that converts radiation into light that can be detected by a photoelectric conversion element is formed on a photodetector (also referred to as a “sensor panel”) that is composed of photoelectric conversion elements. Radiation detection devices (also referred to as “bonding type” or “indirect type”) are known.
また、特許文献２または３に開示されているように、複数のフォトセンサ及びＴＦＴ等の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を直接形成してなる放射線検出装置（「直接蒸着タイプ」又は「直接タイプ」等とも言う）が知られている。 Further, as disclosed in Patent Document 2 or 3, radiation is applied to a photoelectric conversion element on a photodetector including a photoelectric conversion element unit in which a plurality of electric sensors and electric elements such as TFTs are two-dimensionally arranged. There is known a radiation detection apparatus (also referred to as “direct vapor deposition type” or “direct type”) formed by directly forming a phosphor layer for conversion into light that can be detected by the above method.
図６は、従来の放射線検出装置を示す断面図である。１０１はガラス基板、１０２はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる光電変換素子部、１０３は配線部、１０４は電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は窒化シリコンなどよりなる保護層を示し、これらの１０１−１０５によってセンサーパネル１００が構成される。 FIG. 6 is a cross-sectional view showing a conventional radiation detection apparatus. 101 is a glass substrate, 102 is a photoelectric conversion element portion composed of a photosensor and TFT using amorphous silicon, 103 is a wiring portion, 104 is an electrode extraction portion (electrode pad portion), and 105 is a protective layer made of silicon nitride or the like. These sensor panels 101-105 constitute the sensor panel 100.
センサーパネル１００上には、光電変換素子部１０２に対応するように蛍光体層１２０が形成され、この蛍光体層１２０を被覆するよう蛍光体保護層１２１が設けられている。
これら従来例において、直接蒸着タイプの場合、蛍光体層１２０とセンサーパネル１００間に形成されている蛍光体下地層として、たとえば、無機膜である窒化シリコン等の保護層上に、センサーパネルの剛性保護の目的でポリイミド樹脂等の有機膜を設けることが知られている。 In these conventional examples, in the case of the direct vapor deposition type, as the phosphor underlayer formed between the phosphor layer 120 and the sensor panel 100, the rigidity of the sensor panel is formed on a protective layer such as silicon nitride that is an inorganic film. It is known to provide an organic film such as polyimide resin for the purpose of protection.
これと同様に、貼り合わせタイプの場合も、蛍光体層と支持基板間に形成されている蛍光体下地層としてポリイミド樹脂等の有機膜を設けることが知られている。 Similarly, in the case of the bonded type, it is known to provide an organic film such as polyimide resin as the phosphor base layer formed between the phosphor layer and the support substrate.
しかしながら、従来技術で形成されたポリイミド樹脂からなる有機膜は、ピンホール欠陥や、成膜過程で発生した異物欠陥の付着による欠陥が発生していた。このようにポリイミド樹脂からなる有機膜にピンホールや突起欠陥が発生すると、その上部に形成される蛍光体層に欠陥が生じる恐れがあった。特に蛍光体層が、蒸着により形成され柱状結晶構造を有するアルカリハライド系の蛍光体、例えばＴｌがドープされたヨウ化セシウム等からなる場合、蛍光体下地層のピンホール欠陥や突起欠陥に起因してスプラッシュ欠陥と呼ばれる異常成長部が形成され、発光輝度の不均一性に伴う解像度の低下や、蛍光体層の耐湿性の低下などを招く恐れがあった。 However, an organic film made of a polyimide resin formed by the conventional technique has a pinhole defect or a defect due to adhesion of a foreign substance defect generated in the film formation process. When pinholes or protrusion defects occur in the organic film made of polyimide resin in this way, there is a risk that defects will occur in the phosphor layer formed thereon. In particular, when the phosphor layer is made of an alkali halide phosphor having a columnar crystal structure formed by vapor deposition, such as cesium iodide doped with Tl, it is caused by pinhole defects or protrusion defects in the phosphor underlayer. As a result, abnormal growth portions called splash defects are formed, which may lead to a decrease in resolution due to non-uniformity of light emission luminance and a decrease in moisture resistance of the phosphor layer.
ポリイミド樹脂からなる有機薄膜に、ＣｓＩ：ＴＩからなる柱状結晶構造を有する蛍光体層を蒸着法によって形成すると、ポリイミド樹脂との密着性がわるく、蛍光体層の成膜過程で蛍光体層とポリイミド樹脂の一部に剥離が生じることがあり問題となった。 When a phosphor layer having a columnar crystal structure made of CsI: TI is formed on an organic thin film made of polyimide resin by vapor deposition, adhesion with the polyimide resin is lost, and the phosphor layer and polyimide are formed during the phosphor layer formation process. A part of the resin may peel off, which is a problem.
特に、高感度な柱状結晶構造の蛍光体層を用いる場合に、蛍光体層の厚さが４００μｍ以上になるように成膜することが必要となるため、蛍光体下地層と蛍光体層の界面の応力が大きくなり剥離が発生しやすくなることが判明した。 In particular, when using a phosphor layer having a highly sensitive columnar crystal structure, it is necessary to form a film so that the thickness of the phosphor layer is 400 μm or more. It was found that the stress of the film increases and peeling easily occurs.
本発明は、このような従来の事情を考慮してなされたもので、蛍光体下地層のピンホール欠陥や突起欠陥を抑制して蛍光体層の欠陥を少なくし、画像欠陥のない高品位な放射線検出装置を提供するものである。 The present invention has been made in consideration of such conventional circumstances, and suppresses pinhole defects and protrusion defects in the phosphor underlayer, thereby reducing the defects in the phosphor layer and providing high quality without image defects. A radiation detection apparatus is provided.
本発明は、上記課題を解決するための手段として、基板と、該基板上に形成される蛍光体下地層と、該蛍光体下地層上に形成され、放射線を光に変換する蛍光体層と、を有する放射線検出装置において、前記蛍光体下地層は、プラズマ重合法で形成された有機膜からなることを特徴とする。 As means for solving the above-mentioned problems, the present invention provides a substrate, a phosphor underlayer formed on the substrate, a phosphor layer formed on the phosphor underlayer and converting radiation into light. The phosphor underlayer is made of an organic film formed by a plasma polymerization method.
また、本発明は、前記蛍光体層は蒸着法によって形成された柱状結晶構造を有することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the phosphor layer has a columnar crystal structure formed by an evaporation method.
また、本発明は、前記有機膜がメトキシシラン構造を有することを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that the organic film has a methoxysilane structure.
また、本発明は、前記有機膜が、少なくとも、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜と、フッ素を含有する第２の有機膜と、からなることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the organic film includes at least a first organic film having a methoxysilane structure and a second organic film containing fluorine.
また、本発明は、前記基板は、基材と、該基材上に配置され、前記蛍光体層で変換された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、該受光部上に設けられる保護層とを有するセンサーパネルであり、前記蛍光体下地層は、前記センサーパネル上に形成されることを特徴とする。 According to the present invention, the substrate includes a base material, a light receiving portion that is disposed on the base material and includes a plurality of photoelectric conversion elements that convert light converted by the phosphor layer into an electric signal, And a protective layer provided on the part, wherein the phosphor base layer is formed on the sensor panel.
また、本発明は、前記基板は、支持基板と、前記蛍光体層で変換された光を反射する反射層とを有する支持部材からなり、前記蛍光体下地層は、前記支持部材上に形成されることを特徴とする。 According to the present invention, the substrate includes a support member having a support substrate and a reflective layer that reflects light converted by the phosphor layer, and the phosphor base layer is formed on the support member. It is characterized by that.
また、本発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の放射線検出装置を備えることを特徴とする放射線撮像システムである。 Moreover, this invention is a radiation imaging system provided with the radiation detection apparatus of any one of Claim 1 to 4.
また、本発明は、支持部材と、該支持部材上に形成される蛍光体下地層と、該蛍光体下地層上に形成され、放射線を光に変換する蛍光体層と、該蛍光体層を被覆する蛍光体保護層とを有するシンチレータパネルにおいて、前記蛍光体下地層は、プラズマ重合法で形成された有機膜からなることを特徴とする。 The present invention also provides a support member, a phosphor base layer formed on the support member, a phosphor layer formed on the phosphor base layer and converting radiation into light, and the phosphor layer. In the scintillator panel having a phosphor protective layer to be coated, the phosphor base layer is made of an organic film formed by a plasma polymerization method.
また、本発明は、前記蛍光体層は蒸着法によって形成された柱状結晶構造を有することを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the phosphor layer has a columnar crystal structure formed by an evaporation method.
また、本発明は、前記有機膜がメトキシシラン構造を有することを特徴とする。 Moreover, the present invention is characterized in that the organic film has a methoxysilane structure.
また、本発明は、前記有機膜が、少なくとも、メトキシシラン構造を有する第１の有機膜と、フッ素を含有する第２の有機膜と、からなることを特徴とする。 In the invention, it is preferable that the organic film includes at least a first organic film having a methoxysilane structure and a second organic film containing fluorine.
また、本発明は、請求項８から１１のいずれか１項に記載のシンチレータパネルと、基材と、該基材上に配置され、前記蛍光体層で変換された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、該受光部上に設けられる保護層とを有するセンサーパネルと、を有し、前記シンチレータパネルの前記蛍光体保護層と前記センサーパネルの受光部側の表面とを貼り合わせて形成されている。 Moreover, this invention converts the light arrange | positioned on the scintillator panel of any one of Claim 8 to 11, a base material, and this base material, and was converted by the said fluorescent substance layer into an electrical signal. A sensor panel having a light receiving portion composed of a plurality of photoelectric conversion elements and a protective layer provided on the light receiving portion, and the phosphor protective layer of the scintillator panel and the surface on the light receiving portion side of the sensor panel And are bonded together.
また、本発明は、請求項１２に記載の放射線検出装置を備えることを特徴とする放射線撮像システムである。 Moreover, this invention is provided with the radiation detection apparatus of Claim 12, It is a radiation imaging system characterized by the above-mentioned.
本発明によれば、以下の効果がある。 The present invention has the following effects.
（１）蛍光体下地層をプラズマ重合法によって形成された有機膜で構成することにより、蛍光体下地層におけるピンホール欠陥及び不純物などによる突起欠陥がなくなるので、下地層上に形成された蛍光体層の欠陥の発生を抑えることができる。というのは、ピンホールは、被成膜面の凹凸を膜がカバーできないことと、被成膜面の科学的な汚れ又は化学的不活性部分に成膜されないことなどの理由で発生するのであるが、プラズマ重合法による有機膜の成膜は成膜時における方向性がなく凹凸のカバー性が優れているとともに、有機膜の成膜時のプラズマ化した各種活性種のエネルギーが高いため、被成膜面の表面の化学的汚れを活性種で活性化し除去することが可能であるためである。 (1) Since the phosphor underlayer is composed of an organic film formed by a plasma polymerization method, pinhole defects and protrusion defects due to impurities, etc. in the phosphor underlayer are eliminated, so that the phosphor formed on the underlayer Occurrence of layer defects can be suppressed. This is because pinholes occur due to the fact that the film cannot cover the unevenness of the film formation surface and that the film is not deposited on the surface of the film due to scientific contamination or chemically inactive parts. However, the organic film formation by the plasma polymerization method has no directionality at the time of film formation and has excellent coverability of the unevenness, and the energy of various active species converted into plasma at the time of film formation of the organic film is high. This is because chemical contamination on the surface of the film formation surface can be activated by active species and removed.
（２）蛍光体層の欠陥の発生が防止できることにより、高品位で耐久性の高い放射線検出装置が得られる。 (2) Since the generation of defects in the phosphor layer can be prevented, a radiation detector having high quality and high durability can be obtained.
（３）プラズマ重合法によって形成された蛍光体下地層と柱状結晶構造を有する蛍光体層との密着性に優れ、保存耐久性に優れた放射線検出装置が得られる。 (3) A radiation detection device having excellent adhesion between the phosphor underlayer formed by the plasma polymerization method and the phosphor layer having a columnar crystal structure and excellent storage durability can be obtained.
（４）蛍光体下地層をプラズマ重合法によって形成された有機膜で構成することにより、蛍光体層と蛍光体下地層の密着性が向上する。その理由は、モノマーがプラズマ化した各種活性種がハロゲン化アルカリのアルカリ金属表面の化学的汚れを除去し、又は不活性なアルカリ金属表面を活性化することにより、メトキシシラン系（ＳｉＯ（ＣＨ３）４）のプラズマ重合法によって形成された有機膜とアルカリ金属のファンデルワアールス力が向上するからである。また、活性化したＳｉＯとＣｓの反応（−Ｓｉ−Ｏ−Ｃｓ）が生成し密着力が向上する。 (4) By forming the phosphor underlayer with an organic film formed by a plasma polymerization method, the adhesion between the phosphor layer and the phosphor underlayer is improved. The reason for this is that various active species in which the monomer is turned into plasma removes chemical contamination on the alkali metal surface of the alkali halide, or activates the inert alkali metal surface, so that the methoxysilane type (SiO (CH3)) This is because the organic film formed by the plasma polymerization method of 4) and the alkali metal van der Waals force are improved. In addition, a reaction between activated SiO and Cs (-Si-O-Cs) is generated, and adhesion is improved.
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。 DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。図２は、本発明の第１の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。
[First Embodiment]
FIG. 1 is a cross-sectional view showing a main part of a radiation detection apparatus according to a first embodiment of the present invention. FIG. 2 is a cross-sectional view including the entire sensor panel of the radiation detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.
図１及び図２に示す放射線検出装置において、１０１はガラス基板、１０２はガラス基板１０１上に２次元状に形成されかつアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる画素に対応する光電変換素子部、１０３はガラス基板１０１上に形成されかつ光電変換素子部１０２に接続される配線部、１０４は配線部１０３に接続される電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は光電変換素子部１０２及び配線部１０３を覆い、窒化シリコンまたは窒化シリコンとポリイミド樹脂との積層構造などよりなるセンサー保護層をそれぞれ示し、これら各要素１０１−１０５によってセンサーパネル（「２次元光検出器」及び「光電変換パネル」等とも呼ぶ）１００が構成される。 In the radiation detection apparatus shown in FIGS. 1 and 2, 101 is a glass substrate, 102 is a photoelectric conversion element unit corresponding to a pixel formed on a glass substrate 101 in a two-dimensional manner and made up of a photosensor and TFT using amorphous silicon. , 103 is a wiring portion formed on the glass substrate 101 and connected to the photoelectric conversion element portion 102, 104 is an electrode extraction portion (electrode pad portion) connected to the wiring portion 103, and 105 is the photoelectric conversion element portion 102 and wiring. A sensor protective layer that covers the portion 103 and is made of silicon nitride or a laminated structure of silicon nitride and polyimide resin is shown, and the sensor panel (“two-dimensional photodetector” and “photoelectric conversion panel”) is shown by each of these elements 101-105. 100) is configured.
保護層１０５上には、さらに蛍光体下地層１が形成され、蛍光体下地層１上に蛍光体層２が形成されている。 A phosphor underlayer 1 is further formed on the protective layer 105, and a phosphor layer 2 is formed on the phosphor underlayer 1.
また、放射線検出装置においては、センサーパネルをセンサーパネル１００の電極取り出し部１０４には、検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板の端子部（不図示）が異方導電性接着剤（接続部）を介して貼り合わされる。 In the radiation detection apparatus, the sensor panel is connected to the electrode extraction portion 104 of the sensor panel 100 with a terminal portion (not shown) of the flexible circuit board on which the detection integrated circuit IC is mounted. Part).
蛍光体下地層１は、プラズマ重合法によって堆積されたプラズマ重合膜である。ここで、プラズマ重合膜とは、プラズマ重合法によって形成された有機膜のことを意味する。 The phosphor underlayer 1 is a plasma polymerization film deposited by a plasma polymerization method. Here, the plasma polymerized film means an organic film formed by a plasma polymerization method.
プラズマ重合法とは、「モノマー」をプラズマ化させ、生成した各種活性種同士又は活性種とモノマーとの間で、付加反応及び再分解反応等の複雑な反応を繰り返し、くい万丈に重合体膜を堆積させる方法のことをいう。 The plasma polymerization method is the process of making the monomer into plasma and repeating complex reactions such as addition reaction and re-decomposition reaction between the generated active species or between the active species and the monomer. Refers to a method of depositing.
以上説明したように、本実施の形態によれば、蛍光体下地層をプラズマ重合膜で形成することにより、蛍光体下地層におけるピンホール欠陥及び不純物などによる突起欠陥がなくなるので、蛍光体下地層上に形成された蛍光体層の欠陥の発生を抑えることができる。 As described above, according to the present embodiment, by forming the phosphor underlayer with a plasma polymerized film, pinhole defects and protrusion defects due to impurities, etc. in the phosphor underlayer are eliminated. The occurrence of defects in the phosphor layer formed thereon can be suppressed.
というのは、ピンホールは、被成膜面の凹凸を膜がカバーできないことと、被成膜面の科学的な汚れ又は化学的不活性部分に成膜されないことなどの理由で発生するのであるが、プラズマ重合法による有機膜の成膜は、成膜時における方向性がなく凹凸のカバー性が優れているためであるとともに、プラズマ重合膜の成膜時のプラズマ化した各種活性種のエネルギーが高いため被成膜面の表面の化学的汚れを活性種で活性化し除去することが可能であるためと考えられる。 This is because pinholes occur due to the fact that the film cannot cover the unevenness of the film formation surface and that the film is not deposited on the surface of the film due to scientific contamination or chemically inactive parts. However, the organic film formation by the plasma polymerization method is because there is no directionality at the time of film formation and the unevenness covering property is excellent, and the energy of various active species converted into plasma at the time of plasma polymerization film formation This is considered to be because the chemical contamination on the surface of the film formation surface can be activated by active species and removed.
また、本実施の形態に用いるプラズマ重合膜として、モノマーガスとして、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、などのメトキシシラン系化合物モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下メトキシシラン系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。メトキシシラン系プラズマ重合膜を用いることにより、蛍光体層と蛍光体下地層の密着性が向上する。その理由としては、モノマーがプラズマ化した各種活性種がハロゲン化アルカリのアルカリ金属表面の化学的汚れを除去し、又は不活性なアルカリ金属表面を活性化することにより、メトキシシラン系（ＳｉＯ（ＣＨ３）４）のプラズマ重合膜とアルカリ金属のファンデルワアールス力が向上するか、または、活性化したＳｉＯとＣｓの反応（−Ｓｉ−Ｏ−Ｃｓ）が生成し密着力が向上するかが考えられる。 In addition, the plasma polymerization film used in this embodiment is formed by a plasma polymerization method using a methoxysilane compound monomer such as tetramethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, vinyltrimethoxysilane as a monomer gas. It is preferable to use an organic film (hereinafter referred to as a methoxysilane-based plasma polymerization film). By using the methoxysilane-based plasma polymerized film, the adhesion between the phosphor layer and the phosphor underlayer is improved. The reason for this is that various active species in which the monomer is turned into plasma removes chemical stains on the alkali metal surface of the alkali halide or activates the inert alkali metal surface, thereby producing a methoxysilane (SiO (CH3 4) It is conceivable whether the van der Waals force between the plasma polymerized film and the alkali metal of 4) is improved, or the reaction between activated SiO and Cs (-Si-O-Cs) is generated and the adhesion force is improved. .
［第２の実施の形態］
図３は、本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置の要部を示す断面図である。図４は、本発明の第２の実施の形態としての放射線検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。
[Second Embodiment]
FIG. 3 is a cross-sectional view showing a main part of a radiation detection apparatus according to the second embodiment of the present invention. FIG. 4 is a cross-sectional view including the entire sensor panel of the radiation detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.
図３及び図４に示す放射線検出装置において、１０１はガラス基板、１０２はガラス基板１０１上に２次元状に形成されアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる画素に対応する光電変換素子部、１０３はガラス基板１０１上に形成され光電変換素子部１０２に接続される配線部、１０４は配線部１０３に接続される電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は光電変換素子部１０２及び配線部１０３を覆い窒化シリコンなどよりなるセンサー保護層をそれぞれ示しこれら各要素１０１−１０５によってセンサーパネル（「２次元光検出器」、「光電変換パネル」等とも呼ぶ）１００が構成される。 In the radiation detection apparatus shown in FIG. 3 and FIG. 4, 101 is a glass substrate, 102 is a photoelectric conversion element unit corresponding to a pixel composed of a photosensor and TFT formed in two dimensions on the glass substrate 101 and using amorphous silicon, Reference numeral 103 denotes a wiring portion formed on the glass substrate 101 and connected to the photoelectric conversion element portion 102, 104 denotes an electrode extraction portion (electrode pad portion) connected to the wiring portion 103, and 105 denotes the photoelectric conversion element portion 102 and the wiring portion 103. A sensor protective layer made of silicon nitride or the like is shown, and a sensor panel (also referred to as “two-dimensional photodetector”, “photoelectric conversion panel”, etc.) 100 is constituted by these elements 101-105.
また、蛍光体支持基板４上に、反射層保護層８、反射層３設けて支持部材を形成し、さらに蛍光体下地層１を形成した後、蛍光体層２を形成する。 Further, the support layer is formed by providing the reflective layer protective layer 8 and the reflective layer 3 on the phosphor support substrate 4, and the phosphor base layer 1 is formed, and then the phosphor layer 2 is formed.
反射層保護層８は、その必要性に応じて形成されればよく、支持基板上に反射層３が直接形成された構成であっても、支持基板が反射層３を兼ねるような構成であってもよい。 The reflective layer protective layer 8 may be formed according to the necessity, and even if the reflective layer 3 is directly formed on the support substrate, the support substrate also serves as the reflective layer 3. May be.
蛍光体層２上に蛍光体保護層５を形成してシンチレータパネル１１０が得られる。 The scintillator panel 110 is obtained by forming the phosphor protective layer 5 on the phosphor layer 2.
図４に示すように、シンチレータパネル１１０は蛍光体層２が蛍光体保護層５を介してセンサーパネルの光電変換素子が形成された表面上に接着層６を介して貼り合わされることにより、放射線検出装置が得られる。 As shown in FIG. 4, the scintillator panel 110 is bonded to the surface of the sensor panel on which the photoelectric conversion element of the sensor panel is formed via the phosphor protective layer 5 via the adhesive layer 6. A detection device is obtained.
貼り合わされたシンチレータパネル端部は必要に応じて防湿及び剛性支持を目的とする封止層７を設ける。 The bonded scintillator panel end portion is provided with a sealing layer 7 for moisture proofing and rigid support as required.
また、放射線検出装置において、センサーパネル１００の電極取り出し部１０４には、検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板の端子部（不図示）が異方導電性接着剤（接続部）を介して貼り合わされる。 In the radiation detection apparatus, a terminal portion (not shown) of the flexible circuit board on which the detection integrated circuit IC is mounted is connected to the electrode extraction portion 104 of the sensor panel 100 via an anisotropic conductive adhesive (connection portion). Pasted together.
［第３の実施の形態］
また、本発明における蛍光体下地層１は１種類のプラズマ重合膜によって構成されたものに限定されるものでなく、複数種類のプラズマ重合膜の積層によって構成されていてもよい。
[Third Embodiment]
In addition, the phosphor underlayer 1 in the present invention is not limited to the one constituted by one kind of plasma polymerized film, and may be constituted by lamination of plural kinds of plasma polymerized films.
本実施形態における蛍光体下地層は、第１の実施の形態のセンサーパネル１００または第２の実施の形態の支持部材（以上を基板と総称する）と接して設けられた第１のプラズマ重合膜と、第１のプラズマ重合膜と接して設けられた防湿性の高い第２のプラズマ重合膜と、第２のプラズマ重合膜と接し、且つ蛍光体層２と接して設けられた第３のプラズマ重合膜により構成されている。 The phosphor underlayer in the present embodiment is a first plasma polymerization film provided in contact with the sensor panel 100 of the first embodiment or the support member of the second embodiment (the above is generically referred to as a substrate). A second plasma polymerization film having high moisture resistance provided in contact with the first plasma polymerization film, and a third plasma provided in contact with the second plasma polymerization film and in contact with the phosphor layer 2 It is composed of a polymerized film.
基板と接して設けられる第１のプラズマ重合膜としては、基板表面の無機物質（第１の実施形態における窒化シリコンからなるセンサー保護層１０５や第２の実施の形態における反射層３など）との密着性のよい有機膜が好ましい。 As the first plasma polymerization film provided in contact with the substrate, an inorganic substance on the substrate surface (the sensor protective layer 105 made of silicon nitride in the first embodiment, the reflection layer 3 in the second embodiment, etc.) An organic film with good adhesion is preferred.
無機物質との密着性の高い有機膜としては、モノマーガスとして、テトラメトキシシラン、ジメチルジメトキシシラン、ヘキサメチルジシロキサン、ビニルトリメトキシシラン、などのメトキシシラン系化合物モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下メトキシシラン系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。これは、メトキシシラン系プラズマ重合膜のメトキシ基が無機物質と反応性があり、メチル基が有機物質である第１のプラズマ重合膜との反応性に優れているためと推測される。 Organic films with high adhesion to inorganic substances are formed by plasma polymerization using methoxysilane compound monomers such as tetramethoxysilane, dimethyldimethoxysilane, hexamethyldisiloxane, and vinyltrimethoxysilane as the monomer gas. It is preferable to use an organic film (hereinafter referred to as a methoxysilane-based plasma polymerization film). This is presumably because the methoxy group of the methoxysilane-based plasma polymerized film is reactive with an inorganic substance and the methyl group is excellent in reactivity with the first plasma polymerized film that is an organic substance.
第２のプラズマ重合膜としては、高い防湿性を有する有機膜が好ましい。これは、蛍光体下地層から水分が侵入すると、潮解性を有する蛍光体層２の発光特性が変化することにより解像度の低下が起こる恐れがあるため、蛍光体層への水分の侵入を防止することが重要となるためである。第２のプラズマ重合膜の水蒸気透過率は、１０−１１（ｇ・ｃｍ／ｃｍ２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）以下であることが好ましい。 As the second plasma polymerization film, an organic film having high moisture resistance is preferable. This is because, when moisture enters from the phosphor underlayer, the light emission characteristics of the phosphor layer 2 having deliquescent properties may change, resulting in a decrease in resolution, thus preventing moisture from entering the phosphor layer. This is because it becomes important. The water vapor permeability of the second plasma polymerization film is preferably 10 −11 (g · cm / cm 2 · cmHg · sec) or less.
防湿性の高い有機膜としては、モノマーガスとしてフッ素化合物不飽和炭化水素モノマーを用いたプラズマ重合法によって形成された有機膜（以下フッ素系プラズマ重合膜と称する）を用いることが好ましい。フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーとしては、Ｃ２Ｆ３Ｈ、Ｃ２Ｆ２Ｈ２、Ｃ２Ｆ３Ｃｌ、Ｃ２Ｆ２Ｃｌ２、ＣＦ３ＣＦＣＦＣＦ３、ＣＦ２ＣＦＣＦＣＦ２、ＣＦ３ＣＣＣＦ３などの化合物が使用できる。特に、Ｃ２Ｆ３Ｈ、Ｃ２Ｆ２Ｈ２などの、水素とフッ素を有するフッ素化合物不飽和炭化水素モノマーを用いることが好ましい。 As the highly moisture-proof organic film, it is preferable to use an organic film formed by a plasma polymerization method using a fluorine compound unsaturated hydrocarbon monomer as a monomer gas (hereinafter referred to as a fluorine-based plasma polymerization film). Fluorine compound unsaturated hydrocarbon monomers include C 2 F 3 H, C 2 F 2 H 2 , C 2 F 3 Cl, C 2 F 2 Cl 2 , CF 3 CFCFCF 3 , CF 2 CFCFCF 2 , CF 3 CCCF 3 Compounds such as can be used. In particular, it is preferable to use a fluorine compound unsaturated hydrocarbon monomer having hydrogen and fluorine, such as C 2 F 3 H and C 2 F 2 H 2 .
第３のプラズマ重合膜としては、第２のプラズマ重合膜との密着性が高く、且つ蛍光体層２との密着性が高い有機膜であることが好ましい。蛍光体層との密着性の高い有機膜としては、第１のプラズマ重合膜と同様にメトキシシラン系プラズマ重合膜を用いることが好ましい。特に、モノマーとしてジメチルジメトキシシランを用いたメトキシシラン系プラズマ重合膜が、ハロゲン化アルカリを用いた蛍光体層と、フッ素系プラズマ重合膜を用いた第２のプラズマ重合膜の双方と十分な密着力を有するため、第３のプラズマ重合膜として用いることが好ましい。これは、ジメチルジメトキシシランのメトキシ基が無機物質である蛍光体層と反応性があり、メチル基が有機物質である第２のプラズマ重合膜との反応性に優れているためと推測される。 The third plasma polymerized film is preferably an organic film having high adhesiveness with the second plasma polymerized film and high adhesiveness with the phosphor layer 2. As the organic film having high adhesion to the phosphor layer, it is preferable to use a methoxysilane-based plasma polymerized film as in the first plasma polymerized film. In particular, methoxysilane-based plasma polymerized film using dimethyldimethoxysilane as a monomer has sufficient adhesion to both the phosphor layer using alkali halide and the second plasma polymerized film using fluorine-based plasma polymerized film. Therefore, it is preferably used as the third plasma polymerization film. This is presumably because the methoxy group of dimethyldimethoxysilane is reactive with the phosphor layer, which is an inorganic substance, and has excellent reactivity with the second plasma polymerized film, where the methyl group is an organic substance.
また、本発明の蛍光体層に用いられる蛍光体としては、アルカリハライド：付活剤からなる柱状結晶構造を有する蛍光体が好適に用いられ、例えばＣｓＩ：Ｔｌの他に、ＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等を用いることができる。 As the phosphor used in the phosphor layer of the present invention, a phosphor having a columnar crystal structure composed of alkali halide: activator is preferably used. For example, in addition to CsI: Tl, CsI: Na, NaI : Tl, LiI: Eu, KI: Tl, etc. can be used.
以下、具体的な実施例を挙げて本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail with specific examples.
［実施例１］
本実施例は、図１に示される放射線検出装置の例である。
[Example 1]
A present Example is an example of the radiation detection apparatus shown by FIG.
厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上の４３０ｍｍ×４３０ｍｍの領域に、アモルファスシリコンからなるフォトダイオード（光電変換素子）とＴＦＴ（不図示）、及びＡｌの配線部１０３からなる、画素サイズ１６０μｍ×１６０μｍの画素を２次元的に配置して光電変換素子部１０２を設けた。 A pixel size of 160 μm × 160 μm comprising a photodiode (photoelectric conversion element) made of amorphous silicon, a TFT (not shown), and an Al wiring part 103 in a region of 430 mm × 430 mm on a glass substrate 101 having a thickness of 0.7 mm. These pixels are two-dimensionally arranged to provide a photoelectric conversion element portion 102.
また、ガラス基板１０１の周囲の領域には、光電変換素子部１０２から読み出される光電変換情報を読み出すＩＣ等の配線部材と電気的に接続するための、Ａｌの取り出し配線（不図示）、及び電極取り出し部１０４を設けた。 Further, in an area around the glass substrate 101, Al lead-out wiring (not shown) and electrodes for electrical connection with a wiring member such as an IC for reading photoelectric conversion information read from the photoelectric conversion element unit 102 An extraction unit 104 was provided.
その後ＳｉＮ及びポリイミドからなるセンサー保護層１０５を電極取り出し部１０４が形成された領域を除いて形成し、センサーパネル１００を得た。 Thereafter, a sensor protective layer 105 made of SiN and polyimide was formed except for the region where the electrode extraction portion 104 was formed, and the sensor panel 100 was obtained.
次に、蛍光体下地層１として、センサー保護層１０５の表面に下記条件でプラズマ重合膜を成膜した。 Next, as the phosphor underlayer 1, a plasma polymerization film was formed on the surface of the sensor protective layer 105 under the following conditions.
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
次に、得られた蛍光体下地層１上の画素領域上に、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が添加された、柱状結晶構造のＣｓＩ：Ｔｌを、真空蒸着法により成膜時間４時間で厚さ５５０μｍ形成した。Ｔｌの添加濃度は０．１〜０．３ｍｏｌ％であった。ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶の頂面側（蒸着終了表面側）の柱径は平均約５μｍであった。形成されたＣｓＩ：Ｔｌを２００℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で２時間熱処理することによって、蛍光体層２を得た。
System pressure in the polymerization apparatus: 80 Pascal (0.6 torr)
Monomer gas: Dimethyldimethoxysilane Monomer gas flow rate 20SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 5 minutes Next, CsI: Tl having a columnar crystal structure in which thallium (Tl) is added to cesium iodide (CsI) is applied to the pixel region on the obtained phosphor base layer 1 by vacuum deposition. Thus, a thickness of 550 μm was formed in a film formation time of 4 hours. The addition concentration of Tl was 0.1 to 0.3 mol%. The average column diameter of the CsI: Tl columnar crystal on the top side (deposition surface side) was about 5 μm. The formed CsI: Tl was heat-treated in a clean oven under a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 2 hours to obtain a phosphor layer 2.
次に、蛍光体下地層１及び蛍光体層２を被覆するように形成された厚さ５０μｍのホットメルト樹脂からなる蛍光体保護層５と、厚さ２０μｍのＡｌからなる反射層（不図示）及び、厚さ５０μｍのＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）からなる反射層保護層（不図示）の積層構造からなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。 Next, a phosphor protective layer 5 made of a hot-melt resin having a thickness of 50 μm formed so as to cover the phosphor base layer 1 and the phosphor layer 2, and a reflective layer (not shown) made of Al having a thickness of 20 μm. And the fluorescent substance protection member which consists of laminated structure of the reflection layer protective layer (not shown) which consists of PET (polyethylene terephthalate) of thickness 50micrometer was formed, and the sensor panel 100 with which the fluorescent substance layer was directly formed was obtained.
蛍光体保護層５として用いられるホットメルト樹脂は、水や溶剤を含まない、室温で固体であり、１００％不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義される（Ｔｈｏｍａｓ.ｐ.Ｆｌａｎａｇａｎ,Ａｄｈｅｓｉｖｅ Ａｇｅ,９,Ｎｏ３,２８（１９９６））。ホットメルト樹脂は、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化されるものである。 The hot melt resin used as the phosphor protective layer 5 is defined as an adhesive resin that does not contain water or a solvent, is solid at room temperature, and is made of a 100% non-volatile thermoplastic material (Thomas. P. Flaganan, Adhesive Age, 9, No. 3, 28 (1996)). The hot melt resin melts when the resin temperature rises and solidifies when the resin temperature falls.
ホットメルト樹脂は、加熱溶融状態で、他の有機材料、及び無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たないものである。 The hot melt resin has an adhesive property to other organic materials and inorganic materials in a heated and melted state, becomes a solid state at normal temperature, and has no adhesive property.
また、ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、及び水を含んでいないので、蛍光体層２（例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有する蛍光体層）に接触しても蛍光体層を溶解しないため、蛍光体保護層５として使用され得る。 In addition, since the hot melt resin does not contain a polar solvent, a solvent, and water, the phosphor layer is dissolved even when it comes into contact with the phosphor layer 2 (for example, a phosphor layer having a columnar crystal structure made of an alkali halide). Therefore, the phosphor protective layer 5 can be used.
ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂とは異なる。また、エポキシなどに代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。 The hot melt resin is different from a solvent volatile curable adhesive resin formed by dissolving a thermoplastic resin in a solvent and using a solvent coating method. It is also different from a chemically reactive adhesive resin formed by a chemical reaction typified by epoxy.
ホットメルト樹脂材料は主成分であるベースポリマー（ベース材料）の種類によって分類され、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を用いることができる。 Hot-melt resin materials are classified according to the type of base polymer (base material) as the main component, and polyolefin-based, polyester-based, polyamide-based, and the like can be used.
蛍光体保護層５として、防湿性が高く、また蛍光体から発生する可視光線を透過する光透過性が高いことが重要である。蛍光体保護層５として必要とされる防湿性を満たすホットメルト樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。特に吸湿率が低いポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。 It is important for the phosphor protective layer 5 to have high moisture resistance and high light transmittance to transmit visible light generated from the phosphor. Polyolefin resins and polyester resins are preferred as hot melt resins that satisfy the moisture resistance required for the phosphor protective layer 5. In particular, it is preferable to use a polyolefin resin having a low moisture absorption rate.
また、光透過性の高い樹脂として、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。したがって、蛍光体保護層５としてポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂がより好ましい。 A polyolefin resin is preferable as the resin having high light transmittance. Therefore, a hot melt resin based on a polyolefin resin is more preferable as the phosphor protective layer 5.
ポリオレフィン樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体及び、アイオノマー樹脂から選ばれる少なくとも１種を主成分として含有することが好ましい。 The polyolefin resin is composed of ethylene-vinyl acetate copolymer, ethylene-acrylic acid copolymer, ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene-methacrylic acid copolymer, ethylene-methacrylic acid ester copolymer, and ionomer resin. It is preferable to contain at least one selected as a main component.
エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてヒロダイン７５４４（ヒロダイン工業製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＯ−４１２１（倉敷紡績製）、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＷ−４１１０（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＨ−２５００（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＰ−２２００（倉敷紡績製）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてＺ−２（倉敷紡績製）等を用いることができる。 Hirodine 7544 (manufactured by Hirodine Industries) as a hot melt resin mainly composed of an ethylene vinyl acetate copolymer, O-4121 (manufactured by Kurashiki Boseki) as a hot melt resin mainly composed of an ethylene-acrylic acid ester copolymer, ethylene -W-4110 (manufactured by Kurashiki Boseki) as a hot melt resin mainly composed of a methacrylic acid ester copolymer, and H-2500 (manufactured by Kurashiki Boseki) as a hot melt resin mainly composed of an ethylene-acrylic acid ester copolymer. P-2200 (manufactured by Kurashiki Boseki) as a hot melt resin mainly composed of an ethylene-acrylic acid copolymer, and Z-2 (manufactured by Kurashiki Boseki) as a hot melt resin mainly composed of an ethylene-acrylic ester copolymer ) Etc. can be used.
さらに、センサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に異方導電性接着剤３を介してフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。 Furthermore, the terminal part (not shown) of a flexible circuit board was thermocompression-bonded to the electrode extraction part 104 on the sensor panel 100 via the anisotropic conductive adhesive 3, and the radiation detection apparatus was obtained.
以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
［実施例２］
本実施例では、実施例１の蛍光体下地層１に用いられたプラズマ重合膜構成及び形成方法と、異なるプラズマ重合膜構成及び形成方法を用いたこと以外は、実施例１と同様の放射線検出装置を実施例１と同様の方法にて製造した。
[Example 2]
In this example, the same radiation detection as in Example 1 except that the plasma polymerization film configuration and formation method used for the phosphor underlayer 1 of Example 1 and a different plasma polymerization film configuration and formation method were used. The apparatus was manufactured in the same manner as in Example 1.
実施例１と同様の方法によりセンサーパネル１００を得た。
次に、下記条件により複数の種類のプラズマ重合膜の積層構造からなる蛍光体下地層１を成膜した。
A sensor panel 100 was obtained in the same manner as in Example 1.
Next, the phosphor underlayer 1 having a laminated structure of a plurality of types of plasma polymerization films was formed under the following conditions.
（第１のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
（第２のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：１３．３パスカル（０．１ｔｏｒｒ）
モノマーガス：Ｃ２Ｆ３Ｈ
モノマーガス流量 ５０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ４０分
（第３のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
上記のように、第１のプラズマ重合膜、第２のプラズマ重合膜、及び第３のプラズマ重合膜の積層構造を形成することによって、水分透過率１．９×１０―１２（ｇ・ｃｍ／ｃｍ２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）の蛍光体下地層１が完成した。
(First plasma polymerization film)
System pressure in the polymerization apparatus: 80 Pascal (0.6 torr)
Monomer gas: Dimethyldimethoxysilane Monomer gas flow rate 20SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 5 minutes (second plasma polymerization film)
System pressure in the polymerization apparatus: 13.3 Pascal (0.1 torr)
Monomer gas: C 2 F 3 H
Monomer gas flow rate 50 SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 40 minutes (third plasma polymerization film)
System pressure in the polymerization apparatus: 80 Pascal (0.6 torr)
Monomer gas: Dimethyldimethoxysilane Monomer gas flow rate 20SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 5 minutes As described above, by forming a laminated structure of the first plasma polymerized film, the second plasma polymerized film, and the third plasma polymerized film, the moisture permeability 1.9 × 10 −12 ( (g · cm / cm 2 · cmHg · sec) of the phosphor underlayer 1 was completed.
更に、実施例１と同様な方法により、蛍光体層２を形成した。また更に、実施例１と同様の方法により蛍光体保護層５、反射層（不図示）、及び反射層保護層（不図示）の積層構造よりなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。 Further, the phosphor layer 2 was formed by the same method as in Example 1. Furthermore, a phosphor protective member having a laminated structure of a phosphor protective layer 5, a reflective layer (not shown), and a reflective layer protective layer (not shown) is formed by the same method as in Example 1, and the phosphor layer A sensor panel 100 in which was formed directly was obtained.
更に、実施例１と同様な方法により、電極取り出し部１０４にフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。 Further, a terminal part (not shown) of the flexible circuit board was thermocompression bonded to the electrode extraction part 104 by the same method as in Example 1 to obtain a radiation detection apparatus.
以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
［実施例３］
本実施例では、実施例２の蛍光体下地層１に用いられたプラズマ重合膜構成及び形成方法と、異なるプラズマ重合膜構成及び形成方法を用いたこと以外は、実施例２と同様の放射線検出装置を実施例２と同様の方法にて製造した。
[Example 3]
In this example, the same radiation detection as in Example 2 except that the plasma polymerization film configuration and formation method used for the phosphor underlayer 1 of Example 2 and a different plasma polymerization film configuration and formation method were used. The apparatus was manufactured in the same manner as in Example 2.
具体的には、実施例２の第２のプラズマ重合膜を形成する際のモノマーガスをＣＦ２ＣＦＣＦＣＦ２に変更して第２のプラズマ重合膜を形成した。 Specifically, the monomer plasma used when forming the second plasma polymerization film of Example 2 was changed to CF 2 CFCFCF 2 to form a second plasma polymerization film.
実施例１と同様の方法によりセンサーパネル１００を得た。 A sensor panel 100 was obtained in the same manner as in Example 1.
次に、下記条件により複数の種類のプラズマ重合膜の積層構造からなる蛍光体下地層１を成膜した。 Next, the phosphor underlayer 1 having a laminated structure of a plurality of types of plasma polymerization films was formed under the following conditions.
ここでは、第２のプラズマ重合膜以外の構成及び形成方法は実施例２と同様であるため、第２のプラズマ重合膜の成膜条件のみを示す。 Here, since the configuration and the formation method other than the second plasma polymerized film are the same as those in Example 2, only the film forming conditions of the second plasma polymerized film are shown.
（第２のプラズマ重合膜）
重合装置内の系内圧力：１３．３パスカル（０．１ｔｏｒｒ）
モノマーガス：Ｃ２Ｆ３Ｈ
モノマーガス流量 ５０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 １０分
上記のように、第１のプラズマ重合膜、第２のプラズマ重合膜、及び第３のプラズマ重合膜の積層構造を形成することによって、水分透過率１．９×１０―１２（ｇ・ｃｍ／ｃｍ２・ｃｍＨｇ・ｓｅｃ）の蛍光体下地層１が完成した。
(Second plasma polymerization film)
System pressure in the polymerization apparatus: 13.3 Pascal (0.1 torr)
Monomer gas: C 2 F 3 H
Monomer gas flow rate 50 SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 10 minutes As described above, by forming a laminated structure of the first plasma polymerized film, the second plasma polymerized film, and the third plasma polymerized film, the moisture permeability 1.9 × 10 −12 ( (g · cm / cm 2 · cmHg · sec) of the phosphor underlayer 1 was completed.
更に、実施例１と同様な方法により、蛍光体層２を形成した。 Further, the phosphor layer 2 was formed by the same method as in Example 1.
また更に、実施例１と同様の方法により蛍光体保護層５、反射層（不図示）、及び反射層保護層（不図示）の積層構造よりなる蛍光体保護部材を形成して、蛍光体層が直接形成されたセンサーパネル１００を得た。 Furthermore, a phosphor protective member having a laminated structure of a phosphor protective layer 5, a reflective layer (not shown), and a reflective layer protective layer (not shown) is formed by the same method as in Example 1, and the phosphor layer A sensor panel 100 in which was formed directly was obtained.
更に、実施例１と同様な方法により、電極取り出し部１０４にフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。 Further, a terminal part (not shown) of the flexible circuit board was thermocompression bonded to the electrode extraction part 104 by the same method as in Example 1 to obtain a radiation detection apparatus.
以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
［実施例４］
本実施例は、図３及び４に示される放射線検出装置の例である。
[Example 4]
This embodiment is an example of the radiation detection apparatus shown in FIGS.
厚さ０．７ｍｍのガラス基板１０１上の４３０ｍｍ×４３０ｍｍの領域に、アモルファスシリコンからなるフォトダイオード（光電変換素子）とＴＦＴ（不図示）、及びＡｌの配線部１０３からなる、画素サイズ１６０μｍ×１６０μｍの画素を２次元的に配置して光電変換素子部１０２を設けた。 A pixel size of 160 μm × 160 μm comprising a photodiode (photoelectric conversion element) made of amorphous silicon, a TFT (not shown), and an Al wiring part 103 in a region of 430 mm × 430 mm on a glass substrate 101 having a thickness of 0.7 mm. These pixels are two-dimensionally arranged to provide a photoelectric conversion element portion 102.
また、ガラス基板１０１の周囲の領域には、光電変換素子部１０２から読み出される光電変換情報を読み出すＩＣ等の配線部材と電気的に接続するための、Ａｌの取り出し配線（不図示）、及び電極取り出し部１０４を設けた。 Further, in an area around the glass substrate 101, Al lead-out wiring (not shown) and electrodes for electrical connection with a wiring member such as an IC for reading photoelectric conversion information read from the photoelectric conversion element unit 102 An extraction unit 104 was provided.
その後、ＳｉＮ及びポリイミドからなるセンサー保護層１０５を電極取り出し部１０４が形成された領域を除いて形成し、センサーパネル１００を得た。 Thereafter, a sensor protective layer 105 made of SiN and polyimide was formed except for the region where the electrode extraction portion 104 was formed, and the sensor panel 100 was obtained.
次に、厚さ１ｍｍのアモルファスカーボン製の蛍光体支持基板４上に、ポリイミドからなる反射層保護層８及び厚さ３０００ÅのＡｌからなる反射層３を形成し、蛍光体支持基板４の反射層３が形成された側の表面及び反射層３を被覆するように蛍光体下地層１を形成して支持部材を得た。 Next, a reflective layer protective layer 8 made of polyimide and a reflective layer 3 made of Al having a thickness of 3000 mm are formed on a phosphor support substrate 4 made of amorphous carbon having a thickness of 1 mm, and the reflective layer of the phosphor support substrate 4 is formed. The phosphor base layer 1 was formed so as to cover the surface on which the 3 was formed and the reflective layer 3 to obtain a support member.
蛍光体下地層１は、下記条件によりプラズマ重合膜を成膜して形成されたものである。 The phosphor underlayer 1 is formed by forming a plasma polymerization film under the following conditions.
重合装置内の系内圧力：８０パスカル（０．６ｔｏｒｒ）
モノマーガス：ジメチルジメトキシシラン
モノマーガス流量 ２０ＳＣＣＭ
高周波電源パワー ５０Ｗ
放電時間 ５分
次に、得られた蛍光体下地層１上に、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が添加された、柱状結晶構造のＣｓＩ：Ｔｌを、真空蒸着法により成膜時間４時間で厚さ５５０μｍ形成した。Ｔｌの添加濃度は０．１〜０．３ｍｏｌ％であった。ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶の頂面側（蒸着終了表面側）の柱径は平均約５μｍであった。形成されたＣｓＩ：Ｔｌを２００℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で２時間熱処理することによって、蛍光体層２を得た。
System pressure in the polymerization apparatus: 80 Pascal (0.6 torr)
Monomer gas: Dimethyldimethoxysilane Monomer gas flow rate 20SCCM
High frequency power supply 50W
Discharge time 5 minutes Next, CsI: Tl having a columnar crystal structure in which thallium (Tl) is added to cesium iodide (CsI) is deposited on the obtained phosphor base layer 1 by a vacuum deposition method. A thickness of 550 μm was formed in 4 hours. The addition concentration of Tl was 0.1 to 0.3 mol%. The average column diameter on the top side (deposition end surface side) of the columnar crystal of CsI: Tl was about 5 μm. The formed CsI: Tl was heat-treated in a clean oven in a nitrogen atmosphere at 200 ° C. for 2 hours to obtain a phosphor layer 2.
さらに、次に、蛍光体下地層１及び蛍光体層２を被覆するようにポリパラキシリレン製の有機膜を熱ＣＶＤ法によって１５μｍ成膜して蛍光体保護層５を形成し、シンチレータパネル１１０を得た。 Further, next, an organic film made of polyparaxylylene is formed to a thickness of 15 μm by a thermal CVD method so as to cover the phosphor underlayer 1 and the phosphor layer 2 to form the phosphor protective layer 5, and the scintillator panel 110. Got.
次に、センサーパネル１００の画素領域上に、シンチレータパネル１１０を、蛍光体保護層５及びアクリル系の粘着剤６を介して貼り合わせ、さらに、センサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に、異方導電性接着剤３を介してフレキシブル回路基板の端子部（不図示）を熱圧着して、放射線検出装置を得た。 Next, the scintillator panel 110 is bonded to the pixel region of the sensor panel 100 via the phosphor protective layer 5 and the acrylic adhesive 6, and is further anisotropically applied to the electrode extraction portion 104 on the sensor panel 100. A terminal portion (not shown) of the flexible circuit board was thermocompression bonded through the conductive adhesive 3 to obtain a radiation detection apparatus.
以上のようにして作製した放射線検出装置を、６０℃、９０％の温度、湿度試験槽に１０００時間保存した。その結果、蛍光体層７の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層７の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
［第４の実施の形態］
図５は、上記の実施の形態の放射線検出装置を備える放射線撮像システムとしてのＸ線診断システムへの応用例を示したものである。
[Fourth Embodiment]
FIG. 5 shows an application example to an X-ray diagnosis system as a radiation imaging system including the radiation detection apparatus of the above embodiment.
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータを上部に実装した放射線検出装置６０４０に入射する。 X-rays 6060 generated by the X-ray tube 6050 pass through the chest 6062 of the patient or subject 6061 and enter the radiation detection device 6040 with the scintillator mounted on the top.
この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。 This incident X-ray includes information inside the body of the patient 6061.
Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して電気的情報を得る。 The scintillator emits light corresponding to the incidence of X-rays, and this is photoelectrically converted to obtain electrical information.
この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され、制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。 This information is digitally converted and image-processed by an image processor 6070 serving as signal processing means, and can be observed on a display 6080 serving as display means in the control room.
また、この情報は電話回線６０９０などの伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどにある表示手段となるディスプレイ６０８１に表示したり、光ディスクなどの記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。 Further, this information can be transferred to a remote location by transmission processing means such as a telephone line 6090, and can be displayed on a display 6081 serving as a display means in a doctor room or the like in another place, or stored in a recording means such as an optical disk. Can be diagnosed by a remote doctor.
また、記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。 Moreover, it can also record on the film 6110 used as a recording medium by the film processor 6100 used as a recording means.
以上説明したように、医療用のＸ線センサなどに応用することが可能であるが、無破壊検査などのそれ以外の用途に応用した場合にも有効である。 As described above, it can be applied to a medical X-ray sensor or the like, but is also effective when applied to other uses such as a nondestructive inspection.
１ プラズマ重合体膜
２ 蛍光体層
３ 反射層
４ 基板
５ 蛍光体保護層
６ 接着層
７ 封止層
８ 反射層保護層
１００ センサーパネル
１０１ ガラス基板
１０２ 光電変換素子部
１０３ 配線部
１０４ 電極取り出し部（電極パッド部）
１０５ 保護層（第１の保護層）
１１０ シンチレータパネル
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Plasma polymer film 2 Phosphor layer 3 Reflective layer 4 Substrate 5 Phosphor protective layer 6 Adhesive layer 7 Sealing layer 8 Reflective layer protective layer 100 Sensor panel 101 Glass substrate 102 Photoelectric conversion element part 103 Wiring part 104 Electrode extraction part ( Electrode pad)
105 Protective layer (first protective layer)
110 Scintillator panel
Claims (13)
前記蛍光体下地層は、プラズマ重合法で形成された有機膜からなることを特徴とする放射線検出装置。 In a radiation detection apparatus having a substrate, a phosphor base layer formed on the substrate, and a phosphor layer formed on the phosphor base layer and converting radiation into light,
The radiation detecting apparatus according to claim 1, wherein the phosphor underlayer is made of an organic film formed by a plasma polymerization method.
フッ素を含有する第２の有機膜と、
からなることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線検出装置。 The organic film has at least a first organic film having a methoxysilane structure;
A second organic film containing fluorine;
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the radiation detection apparatus comprises:
前記蛍光体下地層は、前記センサーパネル上に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。 The substrate includes a base material, a light receiving portion that is disposed on the base material and converts a light converted by the phosphor layer into an electrical signal, and a protection provided on the light receiving portion. A sensor panel having a layer,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the phosphor base layer is formed on the sensor panel.
前記蛍光体下地層は、前記支持部材上に形成されることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。 The substrate consists of a support member having a support substrate and a reflective layer that reflects the light converted by the phosphor layer,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the phosphor base layer is formed on the support member.
前記蛍光体下地層は、プラズマ重合法で形成された有機膜からなることを特徴とするシンチレータパネル。 A support member, a phosphor underlayer formed on the support member, a phosphor layer formed on the phosphor underlayer for converting radiation into light, and a phosphor protective layer covering the phosphor layer In a scintillator panel having
The scintillator panel, wherein the phosphor underlayer is made of an organic film formed by a plasma polymerization method.
フッ素を含有する第２の有機膜と、
からなることを特徴とする請求項８から１０のいずれか１項記載のシンチレータパネル。 The organic film has at least a first organic film having a methoxysilane structure;
A second organic film containing fluorine;
The scintillator panel according to any one of claims 8 to 10, characterized by comprising:
基材と、該基材上に配置され、前記蛍光体層で変換された光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる受光部と、該受光部上に設けられる保護層とを有するセンサーパネルと、
を有し、前記シンチレータパネルの前記蛍光体保護層と前記センサーパネルの受光部側の表面とを貼り合わせて形成されている放射線検出装置。 A scintillator panel according to any one of claims 8 to 11,
A base material, a light receiving portion which is arranged on the base material and which converts light converted by the phosphor layer into an electrical signal, and a protective layer provided on the light receiving portion. A sensor panel;
The radiation detection apparatus is formed by bonding the phosphor protective layer of the scintillator panel and the light receiving portion side surface of the sensor panel.
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