シンチレータパネル及びその製造方法

【課題】防湿膜を蒸着した後に防湿膜が剥れにくいシンチレータパネルを提供する。
【解決手段】シンチレータパネル１０ｃは、放射線を可視光に変換する蛍光体層４と、表面に有機材料からなる反射膜３を有すると共に蛍光体層４を支持し、かつ、反射膜３の有機材料から派生するオリゴマーを除去した基板１と、蛍光体層４及び蛍光体層４の周囲の基板１を被覆する有機防湿膜５と、を備える。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射線を可視光に変換するシンチレータパネル及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、昨今、利便性や撮影結果の保存性の面から、コンピューテッド・ラジオロジー装置（以下、「ＣＲ」と記す）や平面検出器（以下、「ＦＰＤ」と記す）のような放射線画像検出器が普及してきている。
【０００３】
このような放射線画像検出器では、一般に、表面に有機材料からなる反射膜を設けた基板上に蛍光体層を形成したシンチレータパネルを用い、上記蛍光体層によって入射Ｘ線を可視光に変換する方式が主流である。
【０００４】
蛍光体層としていくつかの種類の材料が用いられているが、医療用のＦＰＤや、歯科用のＣＭＯＳセンサーや、医療用・動物診断用であるＣＣＤ−ＤＲ装置には、タリウム賦活ヨウ化セシウム（以下、「ＣｓＩ／Ｔｌ」と記す）が多く使用されている。ＣｓＩ／Ｔｌ蛍光体層は、真空蒸着法を用いて、成膜に適した温度に加熱された基板上に容易に成膜される。
【０００５】
このような蛍光体層の代表的な材料であるＣｓＩは吸湿性材料であり、空気中の水蒸気（湿気）を吸収して潮解し、蛍光体層の特性、特に解像度が劣化しやすいことから、シンチレータパネルでは、蛍光体層の表面に水分不透過性の防湿膜を形成することにより、蛍光体層を湿気から保護している。
【０００６】
蛍光体層を湿気から保護するための防湿膜としては、ＣＶＤ法（気相成長法）により蒸着されるポリパラキシリレン膜等が用いられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００６−３８８７０号公報（第７頁、図５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記のようなシンチレータパネルでは、蒸着した防湿膜が剥れ易いという課題があった。
【０００９】
そこで、本発明は、防湿膜を蒸着した後に防湿膜が剥れにくいシンチレータパネル及びその製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、本シンチレータパネルは、放射線を可視光に変換する蛍光体層と、少なくとも表面に有機材料を有して前記蛍光体層を支持し、かつ、当該有機材料から派生するオリゴマーを除去した基板と、前記蛍光体層及び前記蛍光体層の周囲の前記基板を被覆する有機防湿膜と、を備えることを特徴とする。
【００１１】
また、上述の目的を達成するため、本シンチレータパネルの製造方法は、少なくとも表面に有機材料を有する基板上に蛍光体層を蒸着する工程と、前記基板表面において、前記蛍光体層が蒸着されていない部分に派生したオリゴマー層を選択的に除去する工程と、前記蛍光体層及び前記蛍光体層の周囲の前記基板表面に有機防湿膜を被覆する工程と、を備えることを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】基板加熱後のアルミ板表面のＦＴ−ＩＲスペクトル。
【図２】ＦＴ−ＩＲスペクトルであり、上は、一般的に知られているポリエチレンテレフタレートのＦＴ−ＩＲスペクトル、下は、オリゴマー層が付着したアルミ板とオリゴマー層が付着していないアルミ板とのＦＴ−ＩＲ差スペクトル。
【図３】オリゴマー層が形成されたアルミ板を不織布で拭いた後のアルミ板のＦＴ−ＩＲスペクトル。
【図４】有機防湿膜を蒸着する前のシンチレータパネルの断面図。
【図５】オリゴマー層を選択的に除去したシンチレータパネルの断面図。
【図６】有機防湿膜を形成したシンチレータパネルの断面図。
【図７】有機防湿膜を形成したシンチレータパネルの外観写真。
【図８】有機防湿膜を形成する際にシンチレータパネルを支持する支持台の斜視図。
【図９】第１の実施の形態において、オリゴマー層を除去したシンチレータパネルを支持台により支持した状態を示す概略図。
【図１０】第１の実施の形態において、シンチレータパネルを支持台により支持した状態で有機防湿膜を形成した状態を示す概略図。
【図１１】シンチレータパネルに有機防湿膜を蒸着する蒸着装置の構成図。
【図１２】蒸着装置のチャンバーの断面の概略図。
【図１３】第２の実施の形態において、オリゴマー層を除去したシンチレータパネルを支持台により支持した状態を示す概略図。
【図１４】第２の実施の形態において、シンチレータパネルを支持台により支持した状態で有機防湿膜を形成した状態を示す概略図。
【図１５】第２の実施の形態において、有機防湿膜を形成したシンチレータパネルの断面図。
【図１６】他の実施の形態の支持台の斜視図。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
本発明者らは、防湿膜を蒸着した後に防湿膜が剥れ易くなる原因について鋭意検討を重ねた結果、蛍光体層を真空蒸着する際の基板加熱によって、基板表面における有機材料の低分子成分（以下、「オリゴマー」と称する）が表面に析出し、オリゴマー層を形成してしまうことにより、防湿膜蒸着時に基板と防湿膜が密着せず、防湿膜蒸着後に防湿膜が剥れてしまうことを突き止めた。
【００１４】
具体的には、本発明者らは、二酸化チタンを分散させたポリエチレンテレフタレート製の反射膜を有するＣＦＲＰ基板の蛍光体非形成面にアルミ板を接触させて加熱し、ＣＦＲＰ基板の上に蛍光体層を真空蒸着により蒸着した後、アルミ板のＣＦＲＰ基板接触面表面を分析した。
【００１５】
図１は、基板加熱後のアルミ板表面のＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【００１６】
図２は、ＦＴ−ＩＲスペクトルであり、上は、一般的に知られているポリエチレンテレフタレートのＦＴ−ＩＲスペクトル、下は、オリゴマー層が付着したアルミ板とオリゴマー層が付着していないアルミ板とのＦＴ−ＩＲ差スペクトルである。
【００１７】
図１及び図２より、アルミ板表面に、ポリエチレンテレフタレートのオリゴマー層が形成されたことが分かる。
【００１８】
なお、オリゴマー層は白いので、単純に基板を加熱しただけではオリゴマー層を観察することはできない。このため、便宜的にアルミ板を入れて目視でも観察できるようにしている。また、基板とアルミ板は接触しているので、基板表面にオリゴマー層が形成されていることは明白である。
【００１９】
さらに、本発明者らは、オリゴマー層が付着したアルミ板の表面を、エタノールを浸透した不織布で拭くことでオリゴマー層を除去できることを見出した。
【００２０】
図３は、オリゴマー層が形成されたアルミ板を、エタノールを浸透した不織布で拭いた後のアルミ板のＦＴ−ＩＲスペクトルである。
【００２１】
これより、エタノールを浸透した不織布でアルミ板を拭く事で、オリゴマー層を除去できることが分かる。
【００２２】
以下、上記の知見に基づいてなされた本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
【００２３】
［第１の実施の形態］
図４は、有機防湿膜５を蒸着する前のシンチレータパネル１０ａの断面図を示すものである。
【００２４】
このシンチレータパネル１０ａは、円板状または矩形平板状の基板１を有し、この基板１の片側面に、蛍光体層４が形成されている。
【００２５】
基板１においては、基材２における蛍光体層４が形成される面上、及びその面とは反対側の蛍光体層非形成面９上に、反射膜３が設けられている。
【００２６】
蛍光体層４側に形成された反射膜３は、蛍光体層４にＸ線が入射して発光した可視光のうち、基板１側に進行した可視光を反射させる役割を果たし、蛍光体層非形成面９上に形成された反射膜３は、基板１の反りを防止する役割を果たす。また、両面の反射膜３は共に、防湿機能も果たしている。
【００２７】
反射膜３は、例えば、二酸化チタンを分散したポリエチレンテレフタレートで形成される。
【００２８】
また、蛍光体層４は、ＴｌをドープしたＣｓＩを真空蒸着して形成される。
【００２９】
なお、基板１の蛍光体層４が形成された面の周辺部には、蛍光体層４が形成されていない余白スペース７が存在している。
【００３０】
さらに、余白スペース７、基板側面８、及び蛍光体層非形成面９には、蛍光体層４を基板１に真空蒸着する際に、オリゴマー層６が付着している。
【００３１】
オリゴマー層６が付着したシンチレータパネル１０ａに対して有機防湿膜５を蒸着する前に、オリゴマー層６を拭き取りにより選択的に除去する。この際、溶剤としてエタノールを浸透させた不織布を用いて拭き取ることが望ましい。また、不織布は、１箇所拭き取るごとに交換することが好ましい。
【００３２】
オリゴマー層６の除去については、先ず、基板１の蛍光体層４が形成されていない余白スペース７のオリゴマー層６を拭き取る。この際、誤って蛍光体層４を拭いてしまうと蛍光体層４に欠点が生じるため、基板１の端部から蛍光体層４の被覆部までの半分程度を拭き取ることが望ましい。
【００３３】
次に、基板側面８のオリゴマー層６を拭き取った後、基板１の蛍光体層非形成面９のオリゴマー層６を拭き取る。オリゴマー層６の拭き取りは、拭き残しを防ぐために１箇所に付き２回以上行うことが望ましい。
【００３４】
このようにしてオリゴマー層６を選択的に除去したシンチレータパネル１０ｂの断面図を図５に示す。
【００３５】
さらに、オリゴマー層６を拭き取ったシンチレータパネル１０ｂの表面全体に、有機防湿膜５を被覆する。
【００３６】
図６は、有機防湿膜５を形成したシンチレータパネル１０ｃの断面図を示すものである。
【００３７】
有機防湿膜５には、ポリパラキシリレン膜等が用いられており、ＣＶＤ法（気相成長法）により蒸着される。
【００３８】
また、図７に、上記の方法で作製したシンチレータパネル１０ｃの外観写真を示す。
【００３９】
これより、オリゴマー層６を選択的に除去したことが外観からも確認できる。
【００４０】
図６に示すシンチレータパネル１０ｃでは、被写体を透過したＸ線を蛍光体層非形成面９側からシンチレータパネル１０ｃに入射させ、蛍光体層４で可視光に変換し、シンチレータパネル１０ｃ外の図示しないＣＣＤカメラ等で直接撮影して電気信号に変換する。
【００４１】
以下、シンチレータパネル１０ｂの表面全体に、有機防湿膜５を被覆する際に用いる装置について説明する。
【００４２】
（支持台）
図８は、有機防湿膜５を形成する際にシンチレータパネル１０ｂを支持する支持台２１の斜視図を示すものである。
【００４３】
支持台２１は、有機防湿膜５を形成する際に蛍光体層４を下向きとしたシンチレータパネル１０ｂを支持する。この支持台２１は、枠状の台部２２を備え、この台部２２の上面の複数箇所、例えば３個所に柱部２３が突設されているとともに、これら柱部２３の上面から先端が鋭く尖った円錐形状の支持針２４が突設されている。
【００４４】
また、支持台２１は、図９に示すように、蛍光体層４が下向きの基板１の周辺部の余白スペース７部分を複数の支持針２４によって支持する。
【００４５】
（蒸着装置）
図１１は、シンチレータパネル１０ｂに有機防湿膜５をＣＶＤ法により蒸着する蒸着装置３１の構成図を示すものである。
【００４６】
この蒸着装置３１は、有機防湿膜５の原料であるジパラキシリレンを昇華させる昇華炉３２、昇華したジパラキシリレンをラジカル化する分解炉３３、ラジカル化された状態のジポリパラキシリレンをシンチレータパネル１０ｂに蒸着させるチャンバー３４、余分なラジカル化された状態のジパラキシリレンをトラップするチラー３５、および真空ポンプを有する排気系３６を備えて構成されている。
【００４７】
また、図１２に、蒸着装置３１のチャンバー３４の断面の概略図を示す。
【００４８】
チャンバー３４は、ラジカル化されたジパラキシリレンを導入する導入口３７、および余分なポリパラキシリレンを排出する排出口３８を有するとともに、蒸着処理を行うシンチレータパネル１０ｂを支持した支持台２１を配置するターンテーブル３９を有する。
【００４９】
（製造方法）
次に、上述した装置を用いて、オリゴマー層６を除去したシンチレータパネル１０ｂに有機防湿膜５を形成する製造方法を説明する。
【００５０】
先ず、図９に示すように、オリゴマー層６を拭き取りにより除去したシンチレータパネル１０ｂを蛍光体層４を下向きとして、基板１の周辺部の余白スペース７を支持台２１の複数の支持針２４により支持させる。
【００５１】
次に、シンチレータパネル１０ｂを支持した支持台２１を図１２に示すチャンバー３４内のターンテーブル３９にセットし、チャンバー３４内の圧力を０．５Ｐａ以下になるように設定する。
【００５２】
チャンバー３４内の圧力が０．５Ｐａ以下になったら、図１１に示す分解炉３３を６５０℃まで加熱する。分解炉３３の温度が６５０℃に達したら、分解炉３３の温度を６５０℃に保ったまま、昇華炉３２を１２０℃から１５０℃まで段階的に加熱し、ジパラキシリレンを昇華させる。
【００５３】
昇華したジパラキシリレンは分解炉３３でラジカル化され、図１２に示す導入口３７から導入される。この際、ターンテーブル３９は、シンチレータパネル１０ｂに有機防湿膜５が均一に蒸着されるように、例えば４ｒｐｍの速度で回転させる。
【００５４】
なお、ジパラキシリレンの昇華に伴いチャンバー３４内の圧力が上昇し、ジパラキシリレンがすべて昇華し、蒸着が終了すると、再び圧力が下がる。
【００５５】
この結果、図１０に示すように、ポリパラキシリレン膜からなる有機防湿膜５がチャンバー３４内の基板１および蛍光体層４の全面に例えば、１５μｍの厚さに形成される。
【００５６】
また、図１１、１２に示すチャンバー３４内の余分なジパラキシリレンは、排出口３８から排出されチラー３５にてトラップされる。
【００５７】
有機防湿膜５の蒸着終了後、シンチレータパネル１０ｃおよび支持台２１をチャンバー３４内から取り出し、さらにシンチレータパネル１０ｃを支持台２１から取り外す。
【００５８】
このような方法によれば、オリゴマー層６を除去後にＣＶＤ法により有機防湿膜５を蒸着するため、オリゴマー層６を除去しない場合に比べて、基板１と有機防湿膜５が密着して有機防湿膜５の剥れ発生を低減でき、高品質のシンチレータパネル１０ｃを提供できる。
【００５９】
［第２の実施の形態］
次に、図１３乃至図１５を用いて本発明の第２の実施の形態を説明する。
【００６０】
先ず、基板１における蛍光体層４形成面と反対側の面に基板１と同一の外形寸法でＳＵＳ製のカバー４１を配置した以外は、図５に示すシンチレータパネル１０ｂと同様に形成したシンチレータパネル１１ａを用意し、図１３に示すように、シンチレータパネル１１ａの蛍光体層４を下向きとして基板１の周辺部の余白スペース７を支持台２１の複数の支持針２４により支持する。
【００６１】
この状態で、第１の実施の形態と同様に、ＣＶＤ法により有機防湿膜５を蒸着する。
【００６２】
これより、図１４に示すように、基板１、蛍光体層４及びカバー４１の表面に有機防湿膜５が蒸着されたシンチレータパネル１１ｂが形成される。
【００６３】
さらに有機防湿膜５の蒸着後に、シンチレータパネル１１ｂからカバー４１を外すことにより、図１５に示すシンチレータパネル１１ｃが得られる。
【００６４】
［その他の実施の形態］
上記の実施の形態においては、シンチレータパネル１０ｃ、１１ｃの製造時に、基板１を図８に示す３本の支持針２４を備える支持台２１によって支持しているが、４本以上の支持針２４を備える支持台により支持しても構わない。例えば、図１６に示すように、８本の支持針２４を備える試料支持台２５により支持してもよい。
【００６５】
このように支持針２４の数が多くなれば、基板１の支持を安定させ、有機防湿膜５の蒸着を安定させることができる。
【００６６】
また、上記の実施の形態においては、反射膜３を形成する有機材料としてポリエチレンテレフタレートを用いたが、他の有機材料、例えば、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニル、ポリスチレン、ポリ酢酸ビニル、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ブチラール樹脂を用いることもできる。
【００６７】
また、上記の実施の形態においては、オリゴマー層６の拭き取り時の溶剤として、エタノールを用いたが、これに限定せず、アセトン、トルエン、イソプロピルアルコール、中性洗剤、純水等を用いても良い。
【００６８】
また、上記の実施の形態においては、オリゴマー層６の拭き取り時に不織布を用いたが、これに限定せず、布、スポンジ等を用いても構わない。
【００６９】
また、上記の実施の形態においては、オリゴマー層６を拭取りによって選択的に除去しているが、これに限定せず、粘着テープに転写したり、研磨したりする等の方法で除去することもできる。
【００７０】
また、上記の実施の形態における基材２は、ＣＦＲＰ製、アモルファスカーボン製、アルミ製、ガラス製、樹脂製、これらを組み合わせた基材等も含まれる。
【００７１】
また、上記の実施の形態における基板１は、反射膜３を有する基板１を用いているが、反射膜３を持たない有機材料の基板を用いても良い。
【００７２】
また、上記の実施の形態においては、蛍光体層４は、ＣｓＩ（Ｔｌ）が用いられているが、これに限定せず、ＣｓＩ（Ｎａ）、ＮａＩ（Ｔｌ）、ＫＩ（Ｔｌ）、ＬｉＩ（Ｅｕ）等を用いても良い。
【００７３】
また、上記の実施の形態における有機防湿膜５には、ポリパラキシリレンの他に、ポリモノ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を用いることができる。
【００７４】
また、上記実施の形態においては、ＣＶＤ法により有機防湿膜５を蒸着する際、シンチレータパネルの蛍光体層４を下向きに支持したが、上向きおよび横向きに支持してもよい。
【００７５】
さらに、上記実施の形態においては、１つの支持台２１で１つの基板１を支持したが、複数に分割された支持台２１で１つの基板１を支持しても、１つの支持台２１で複数の基板１を支持してもよい。
【００７６】
また、上記実施の形態においては、基板1の蛍光体層４側の面（余白スペース７）を支持針２４によって支持したが、基板1の蛍光体層４側の面に隣り合う基板側面８を支持針２４によって挟み込んで支持するようにしても構わない。
【符号の説明】
【００７７】
１：基板
２：基材
３：反射膜
４：蛍光体層
５：有機防湿膜
６：オリゴマー層
７：余白スペース
８：基板側面
９：蛍光体層非形成面
１０ａ，１０ｂ，１０ｃ：シンチレータパネル
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ：シンチレータパネル
２１：支持台
２２：台部
２３：柱部
２４：支持針
２５：試料支持台
３１：蒸着装置
３２：昇華炉
３３：分解炉
３４：チャンバー
３５：チラー
３６：排気系
３７：導入口
３８：排出口
３９：ターンテーブル
４１：カバー

【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を可視光に変換する蛍光体層と、
少なくとも表面に有機材料を有して前記蛍光体層を支持し、かつ、当該有機材料から派生するオリゴマーを除去した基板と、
前記蛍光体層及び前記蛍光体層の周囲の前記基板を被覆する有機防湿膜と、
を備えることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記基板表面において、前記オリゴマーを除去した部分が前記蛍光体層を形成した領域以外の表面部分で連続的につながっていることを特徴とする請求項１記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記基板表面の有機材料が可視光領域の光学的反射膜であることを特徴とする請求項１又は２記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記有機材料は、金属酸化物を分散させたポリエチレンテレフタレートであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
少なくとも表面に有機材料を有する基板上に蛍光体層を蒸着する工程と、
前記基板表面において、前記蛍光体層が蒸着されていない部分に派生したオリゴマー層を選択的に除去する工程と、
前記蛍光体層及び前記蛍光体層の周囲の前記基板表面に有機防湿膜を被覆する工程と、
を備えることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。

【図１】