专利名称：放射线图像变换面板、闪烁器面板以及放射线图像传感器的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于医疗用、工业用的X射线摄影等的放射线图像变 换面板、闪烁器面板以及放射线图像传感器。
背景技术：
医疗、工业用的x射线摄影中，历来采用x射线感光胶片，然而，从便利性和摄影结果的保存性的方面考虑，采用放射线检测器的放射 线成像系统正在普及。这种放射线成像系统中，利用放射线检测器取 得放射线的二维图像数据作为电信号，利用处理装置处理此信号，并显示在监视器上。作为具有代表性的放射线检测器，存在着一种具有如下构造的放射线检测器。其构造为形成放射线图像变换面板(以下，根据情况， 称为"闪烁器面板")，并将其与摄像元件贴合，其中，该放射线图像 变换面板在铝、玻璃、熔融石英等基板上形成有将放射线变换为可见 光的闪烁器。在该放射线检测器中，由闪烁器将从基板侧入射的放射 线变换为光，由摄像元件进行检测。在曰本特开2006-113007号公报和特开平4-118599号公报中记载 的放射线图像变换面板中，在表面上形成有防腐蚀铝(alumite)层的 铝基板上形成光激发荧光体(stimulable phosphor)。以下，根据情况， 将在基板上形成有光激发荧光体的放射线图像变换面板称为"成像板 (imaging plate)，，。然而，上述放射线图像变换面板中，由于防腐蚀铝层对于从闪烁 器或光激发荧光体射出的光的反射率低，因而能够充分地提高放射线 图像变换面板的亮度。另外，在将例如闪烁器或光激发荧光体蒸镀于 铝基板上时所产生的热，将导致在防腐蚀铝层上形成有裂纹或者是针 孔。结果，铝基板与卤化碱金属系的闪烁器或光激发荧光体发生反应， 使铝基板被腐蚀。另外，虽然防腐蚀铝层耐腐蚀性强，但有时也会与闪烁器反应而被腐蚀。该腐蚀对所得到的图像产生影响。即使腐蚀处 例如只是微小的点，也将在利用所摄像的图像进行图像诊断时降低该 图像的可靠性。另外，该腐蚀有时还随着时间而变大。而且，由于防 腐蚀铝层的表面平坦性比铝基板低，因而闪烁器面板的平坦性也不充 分。放射线图像变换面板中，虽然对基板面内的均匀的亮度特性、解 析度特性均有要求，但是，基板越大型化，制造就越困难。发明内容鉴于上述情况，本发明的目的在于，提供一种在具有高平坦性、 具有高亮度的同时能够防止铝基板的腐蚀的放射线图像变换面板、闪 烁器面板、以及放射线图像传感器。为了解决上述课题，本发明的放射线图像变换面板具备铝基板、 在所述铝基板的表面上形成的防腐蚀铝层、覆盖所述防腐蚀铝层的铬 层、设在所述铬层上并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆 盖所述金属膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所 述氧化物层并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所 述保护膜上并变换放射线图像的变换部。另外，本发明的闪烁器面板具备铝基板、在所述铝基板的表面 上形成的防腐蚀铝层、覆盖所述防腐蚀铝层的铬层、设在所述铬层上 并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖所述金属膜并具有 放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所述氧化物层并具有放 射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所述保护膜上的闪烁器。另外，本发明的放射线图像传感器具备放射线图像变换面板、以 及摄像元件。所述放射线图像变换面板具备铝基板、在所述铝基板 的表面上形成的防腐蚀铝层、覆盖所述防腐蚀铝层的铬层、在所述铬 层上设置并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖所述金属 膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所述氧化物层 并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所述保护膜上 并变换放射线图像的变换部。所述摄像元件将从所述放射线图像变换 面板的所述变换部射出的光变换为电信号。
图1是模式性地示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的部分剖面立体图。图2是沿图i所示的n-n线的剖面图。 图3是示意第i实施方式涉及的闪烁器面板的防腐蚀铝层的AES 谱的一个示例的曲线图。图4是示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的金属膜的AES谱的 一个示例的曲线图。图5A 图5C是模式性地示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的制 造方法的一个示例的工序剖面图。图6A 图6D是模式性地示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的制 造方法的一个示例的工序剖面图。图7是包含第1实施方式涉及的闪烁器面板的放射线图像传感器 的一个示例的示意图。图8是包含第1实施方式涉及的闪烁器面板的放射线图像传感器 的另一示例的示意图。图9是模式性地示意第2实施方式涉及的闪烁器面板的剖面图。
具体实施方式
以下，参照附图，对本发明的优选实施方式详细地进行说明。为 了便于理解说明，对各图中相同的构成要素尽可能地标注相同的参照 符号，并省略重复说明。另外，为了有利于说明，各图的尺寸中有被 夸大的部分，不一定与实际的尺寸比例一致。 (第1实施方式)图1是模式性地示意第1实施方式涉及的闪烁器面板(放射线图像变换面板的一个示例)的部分剖面立体图。图2是沿图i所示的n-n线的剖面图。如图1以及图2所示，闪烁器面板10具备铝基板12、 在铝基板12的表面上形成的防腐蚀铝层14、以及覆盖防腐蚀铝层14 的铬层16 (中间膜)。防腐蚀铝层14与铬层16紧密接合。另外，闪烁 器面板10具备设在铬层16上并具有放射线透过性以及光反射性的 金属膜18、覆盖金属膜18并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层20、覆盖氧化物层20并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜 22、以及设在保护膜22上的闪烁器24 (变换放射线图像的变换部的一 个示例)。铬层16、金属膜18、氧化物层20、保护膜22、以及闪烁器 24互相紧密接合。本实施方式中，保护膜22密封铝基板12、防腐蚀铝层14、铬层 16、金属膜18、以及氧化物层20的全体。保护膜22防止因在氧化物 层20中形成的针孔等而导致的金属膜18的腐蚀。另外，铝基板12、 防腐蚀铝层14、铬层16、金属膜18、氧化物层20、保护膜22、以及 闪烁器24的全体被保护膜26密封。当X射线等放射线30从铝基板12侧入射到闪烁器24时，可见光 等光32从闪烁器24射出。所以，当放射线图像入射到闪烁器面板10 时，该放射线图像在闪烁器24被变换为光图像。放射线30依次透过 保护膜26、保护膜22、铝基板12、防腐蚀铝层14、铬层16、金属膜 18、氧化物层20、以及保护膜22，到达闪烁器24。从闪烁器24射出 的光32在透过保护膜26向外部放出的同时，透过保护膜22，在金属 膜18以及氧化物层20上被反射，向外部放出。闪烁器面板10用于医 疗用、工业用的X射线摄影等。铝基板12主要是由铝构成的基板，但也可以含有杂质等。铝基板 12的厚度优选为0.3 1.0mm。如果铝基板12的厚度不足0.3mm，那么， 铝基板12发生弯曲时，将导致闪烁器24具有容易剥离的倾向。如果 铝基板12的厚度超过l.Omm，那么，放射线30的透过率具有下降的 倾向。防腐蚀铝层14是通过对铝进行阳极氧化而形成的，由多孔质的铝 氧化物(防腐蚀铝)构成。防腐蚀铝层14使铝基板12不易受到损伤。 如果铝基板12收到损伤，那么，铝基板12的反射率达不到所期望的 值，从而得不到铝基板12的面内的均匀的反射率。可以通过例如目视， 检査铝基板12有无损伤。防腐蚀铝层14可以只在铝基板12的形成有 闪烁器24的一侧的面上形成，也可以在铝基板12的两面上形成，也 可以以覆盖整个铝基板12的方式形成。如果在铝基板12的两面上形 成防腐蚀铝层14，那么，由于能够减少铝基板12的翘曲或弯曲，因而 能够防止闪烁器24被不均匀地蒸镀。另外，当形成防腐蚀铝层14时，由于能够消除在压延形成铝基板12的工序中附着的条纹状的筋线，因而即使在铝基板12上形成反射膜(金属膜18以及氧化物层20)的情 况下，也能够在反射膜上得到铝基板12的面内的均匀的反射率。防腐 蚀铝层14的厚度优选为10 5000nm。如果防腐蚀铝层14的厚度不足 10nm，那么，铝基板12的防止损伤的效果具有下降的倾向。如果防腐 蚀铝层14的厚度超过5000nm，那么，尤其在铝基板12的角落部分， 防腐蚀铝层14发生剥离，在防腐蚀铝层14上产生大的裂纹，防腐蚀 铝层14的耐湿性具有下降的倾向。在一个实施例中，防腐蚀铝层14 的厚度为1000nm。可以根据铝基板12的大小、厚度而适当决定防腐 蚀铝层14的厚度。图3是示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的防腐蚀铝层的AES 谱的一个示例的曲线图。在该例中，通过用氩离子对防腐蚀铝层14进 行31分钟的溅射蚀刻，从而在防腐蚀铝层14的厚度方向上进行元素 分析。在此情况下，检测出铝、氧、以及氩。其中，氩是起因于溅射 蚀刻时的氩离子，因而不是防腐蚀铝层14中所含有的元素。所以，本 实施例中，防腐蚀铝层14含有铝以及氧。再次参照图1以及图2。铬层16主要是由金属铬构成的层，但是 也可以含有杂质等。另外，铬层16也可以由铬的化合物构成。铬层16 的厚度优选为50 1000nm。在一个实施例中，铬层16的厚度为200nm。 由于铬层16减少了防腐蚀铝层14的细微的凹凸，因而有利于在防腐 蚀铝层14上形成具有均匀的厚度的金属膜18。保护膜22以及保护膜26是有机膜或无机膜，既可以由互不相同 的材料构成，也可以由相同的材料构成。保护膜22以及保护膜26，例 如由聚对二甲苯(polyparaxylylene)构成，也可以由聚一氯对二甲苯 (polymonochloroparaxylylene )、 聚二氯对二甲苯 ( polydichloroparaxylylene )、 聚四氯X寸二甲苯 (polytetrachloroparaxylylene)、聚氟对二甲苯(polyfluoroparaxylylene)、 聚二甲基对二甲苯(polydimethylparaxylylene)、聚二乙基对二甲苯 (polydiethylparaxylylene)等二甲苯系的材料构成。另外，保护膜22 以及保护膜26可以由例如聚尿素(polyurea)、聚酰亚胺(polyimide) 等构成，也可以由LiF、 MgF2、 Si02、 A1203、 Ti02、 MgO、或SiN等无机材料构成。而且，保护膜22以及保护膜26也可以由有机膜以及 无机膜组合形成。在一个实施例中，保护膜22以及保护膜26的厚度 为10拜。虽然金属膜18例如由Al构成，但是也可以由Ag、 Cr、 Cu、 Ni、 Ti、 Mg、 Rh、 Pt或者Au等构成。在这些中，优选Al或者Ag。金属 膜18也可以含有氧等除了金属元素以外的元素。另外，金属膜18也 可以由多个金属膜构成，例如，可以具有Cr膜和设在Cr膜上的Au膜。 金属膜18的厚度优选为50 200nm。在一个实施例中，金属膜18的厚 度为70nm。另外，根据AES (俄歇电子光谱分析)，在使用铝膜作为 金属膜18的情况下，有时会因铝膜的蒸镀条件和蒸镀后的处理而对不 完全的铝氧化物进行分析。图4是示意第1实施方式涉及的闪烁器面板的金属膜的AES谱的 一个示例的曲线图。该示例中，通过用氩离子对金属膜18进行20分 钟的溅射蚀刻，从而在金属膜18的厚度方向上进行元素分析。在该情 况下，检测出铝、氧、以及氩。其中，氩是起因于溅射蚀刻时的氩离 子，因而不是金属膜18中所含有的元素。金属膜18虽然含有氧，但 是从AES谱的形状可以明确地与防腐蚀铝层14进行区别。再次参照图1以及图2。氧化物层20由例如金属氧化物、Si02、 以及Ti02等构成。氧化物层20可以由材料互不相同的多个氧化物层构 成，例如，可以由Si02膜和Ti02膜构成。在一个实施例中，SiOj莫的 厚度为80nm， TiO2膜的厚度为50nm。 SiOj莫以及1102膜的厚度或者 层叠数，可以考虑到相对于从闪烁器24射出的光32的波长的反射率 而被决定。另外，氧化物层20也具有金属膜18的防止腐蚀功能。从铝基板12的厚度方向看时，闪烁器24小于铝基板12。闪烁器 24，例如由将放射线变换成可见光的荧光体构成，由掺杂有Tl或Na 等的Csl的柱状结晶等构成。闪烁器24具有多个柱状结晶林立的构成。 闪烁器24也可以由掺杂有Tl的Nal、掺杂有Tl的KI、掺杂有Eu的 Lil构成。另夕卜，也可以使用惨杂有Eu的CsBr的光激发荧光体代替闪 烁器24。闪烁器24的厚度优选为100 100(^m，更为优选为450 550iim。 构成闪烁器24的柱状结晶的平均柱直径优选为3 10|im。如上所述，闪烁器面板10具备铝基板12、在铝基板12的表面上形成的防腐蚀铝层14、覆盖防腐蚀铝层14的铬层16、设在铬层16 上并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜18、覆盖金属膜18并具 有放射线透过性以及光透过性的氧化物层20、覆盖氧化物层20并具有 放射线透过性以及光透过性的保护膜22、以及设在保护膜22上的闪烁 器24。所以，闪烁器面板10中，由于保护膜22设在防腐蚀铝层14 和闪烁器24之间，因而即使在防腐蚀铝层14上形成有裂纹或者针孔 等，也能够避免铝基板12和闪烁器24的反应。所以，能够防止铝基 板12的腐蚀。另外，由于从闪烁器24射出的光32被金属膜18以及 氧化物层20反射，因而能够得到高亮度。而且，由于铬层16设在防 腐蚀铝层14与金属膜18之间，因而在提高防腐蚀铝层14与金属膜18 的紧密接合性的同时能够提高金属膜18的平坦性。而且，当形成防腐 蚀铝层14时，由于能够消除铝基板12的表面的损伤，因而得到了闪 烁器面板10面内的均匀的亮度特性、解析度特性。图5A 图5C以及图6A 图6D是模式性地示意第1实施方式涉及 的闪烁器面板的制造方法的一个示例的工序剖面图。以下，参照图5A 图5C以及图6A 图6D，对闪烁器面板10的制造方法进行说明。首先，如图5A所示，准备铝基板12。接着，如图5B所示，通过 阳极氧化而在铝基板12的表面上形成防腐蚀铝层14。例如，在稀硫酸 等电解液中用阳极电解铝基板12并使其氧化。由此，形成了防腐蚀铝 层14，该防腐蚀铝层14由在中心形成有细微孔的六角柱的单元的集合 体构成。并且，也能够通过将防腐蚀铝层14浸渍于染料中而对防腐蚀 铝层14进行着色。由此，能够提高解析度或者提高亮度。在形成防腐 蚀铝层14之后，实施用于堵塞细微孔的封孔处理。接着，如图5C所示，使用蒸镀法在防腐蚀铝层14上形成铬层16。 而且，如图6A所示，使用真空蒸镀法在铬层16上形成金属膜18。然 后，如图6B所示，在金属膜18上形成氧化物层20。接着，如图6C 所示，使用CVD法以密封铝基板12、防腐蚀铝层14、铬层16、金属 膜18、以及氧化物层20的全体的方式，形成保护膜22。而且，如图 6D所示，使用蒸镀法经由保护膜22在氧化物层20上形成闪烁器24。 接着，如图1以及图2所示，使用CVD法以密封铝基板12、防腐蚀铝 层14、铬层16、金属膜18、氧化物层20、保护膜22、以及闪烁器24的全体的方式，形成保护膜26。如此，制造出闪烁器面板IO。另外，在进行CVD时，通过从基板座架上抬起铝基板12的闪烁器形成面的 相反面侧，能够实现保护膜22以及保护膜26的密封。作为这样的方 法，例如有在美国专利说明书第6777690号中所记载的方法。该方法 中，使用销钉抬起铝基板12。在该情况下，在铝基板12和销钉的微小 的接触面上没有形成保护膜。图7是包含第1实施方式涉及的闪烁器面板的放射线图像传感器 的一个示例的示意图。图7所示的放射线图像传感器100具备闪烁器 面板10、以及将从闪烁器面板10的闪烁器24射出的光32变换成电信 号的摄像元件70。从闪烁器24射出的光32被反光镜50反射，入射到 透镜60。光32被透镜60聚光，入射到摄像元件70。透镜60可以为 一个，也可以为多个。从X射线源等放射线源40射出的放射线30透过图中未显示的检 查对象物。所透过的放射线图像入射到闪烁器面板10的闪烁器24。由 此，从闪烁器24射出与放射线图像对应的可见光图像(摄像元件70 具有感应度的波长的光32)。从闪烁器24射出的光32通过反射镜50 以及透镜60入射到摄像元件70。使用例如CCD或者平板型图像传感 器等作为摄像元件70。然后，电子仪器80从摄像元件70接受电信号， 该电信号经由配线36被传送到工作站90。工作站90解析电信号并在 显示屏上显示图像。放射线图像传感器100具备闪烁器面板10、以及将从闪烁器面板 10的闪烁器24射出的光32变换成电信号的摄像元件70。所以，放射 线图像传感器100在具有高平坦性、具有高亮度的同时，能够防止铝 基板12的腐蚀。图8是包含第1实施方式涉及的闪烁器面板的放射线图像传感器 的另一示例的示意图。图8所示的放射线图像传感器100a具备闪烁器 面板10、以及与闪烁器面板10相对配置并将从闪烁器面板10的闪烁 器24射出的光变换成电信号的摄像元件70。闪烁器24被配置于铝基 板12和摄像元件70之间。摄像元件70的受光面被配置于闪烁器24 侧。闪烁器面板10和摄像元件70可以互相接合，也可以互相离开。 在接合的情况下，可以利用粘合剂，也可以考虑到闪烁器24以及保护膜26的折射率而利用光学结合材料(折射率匹配材料)以减少射出的
光32的损失。
放射线图像传感器100a具备闪烁器面板10、以及将从闪烁器面板 10的闪烁器24射出的光变换成电信号的摄像元件70。由此，放射线 图像传感器100a在具有高平坦性、具有高亮度的同时，能够防止铝基 板12的腐蚀。
(第2实施方式)
图9是模式性地示意第2实施方式涉及的闪烁器面板的剖面图。 图9所示的闪烁器面板10a，除了闪烁器面板10的构成之外，还具备 贴附于铝基板12上的放射线透过性的增强板28。铝基板12被配置于 增强板28和闪烁器24之间。
增强板28，例如由两面胶带或者粘合剂等而被贴附于铝基板12 上。作为增强板28，可以使用(l)碳纤维强化塑料(CFRP: Carbon Fiber Reinforced Plastics)、 (2)炭板(对木炭以及纸进行碳化处理并固化而 成的板)、(3)碳基板(石墨基板)、(4)塑料基板、(5)薄薄地形成 上述(1) (4)的基板并用发泡树脂将其夹在中间而成的板等。增强 板28的厚度优选为大于铝基板12以及防腐蚀铝层14的合计厚度。由 此，提高了闪烁器面板10a全体的强度。增强板28优选为从铝基板12 的厚度方向看时，大于闪烁器24。 g卩，在铝基板12的厚度方向上从增 强板28侧看时，增强板28优选覆盖并隐藏闪烁器24。由此，能够防 止增强板28的影子映现。尤其是在使用低能量的放射线30的情况下， 能够防止因增强板28的影子而导致图像变得不均匀。
闪烁器面板10a中，除了起到了与闪烁器面板IO相同的作用效果 之外，还能够进一步提高闪烁器面板10a的平坦性以及刚性。所以， 闪烁器面板10a中，能够防止因铝基板12的弯曲而导致的闪烁器24 的剥离。另外，在图7所示的放射线图像传感器100中，由于以单体 的方式使用闪烁器面板，因而使用刚性高的闪烁器面板10a是有效的。
以上，对本发明的优选实施方式详细地进行了说明，但是本发明 并不限于上述实施方式，也不限于起到上述各种作用效果的构成。
例如，在放射线图像传感器100以及100a中，可以使用闪烁器面 板10a以替代闪烁器面板10。另外，闪烁器面板IO、 10a可以不具备保护膜26。 上述实施形式中，虽然举例说明了闪烁器面板作为放射线图像变 换面板，但是通过使用光激发荧光体(变换放射线图像的变换部的一 个示例)以替代闪烁器24，能够制作出作为放射线图像变换面板的成 像板。由光激发荧光体将放射线图像变换成潜像。通过用激光扫描该 潜像，可以读出可见光图像。可见光图像由检测器(线路传感器、图 像传感器、以及光电子倍增管等光传感器)进行检测。
权利要求
1.一种放射线图像变换面板，其特征在于，具备铝基板、在所述铝基板的表面上形成的铝氧化物层、覆盖所述铝氧化物层的铬层、设在所述铬层上并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖所述金属膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所述氧化物层并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所述保护膜上并变换放射线图像的变换部。
2. —种闪烁器面板，其特征在于，具备 铝基板、在所述铝基板的表面上形成的铝氧化物层、 覆盖所述铝氧化物层的铬层、设在所述铬层上并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖所述金属膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所述氧化物层并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所述保护膜上的闪烁器。
3.如权利要求2所述的闪烁器面板，其特征在于， 还具备贴附于所述铝基板的放射线透过性的增强板，所述铝基板 被配置于所述增强板和所述闪烁器之间。
4. 一种放射线图像传感器，其特征在于， 具备放射线图像变换面板和摄像元件，所述放射线图像变换面板具备铝基板、在所述铝基板的表面上 形成的铝氧化物层、覆盖所述铝氧化物层的铬层、设在所述铬层上并 具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖所述金属膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖所述氧化物层并具有放射 线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在所述保护膜上并变换放射 线图像的变换部，所述摄像元件将从所述放射线图像变换面板的所述变换部射出的 光变换为电信号。
全文摘要
本发明的放射线图像变换面板具备铝基板、在铝基板的表面上形成的防腐蚀铝层、覆盖防腐蚀铝层的铬层、设在铬层上并具有放射线透过性以及光反射性的金属膜、覆盖金属膜并具有放射线透过性以及光透过性的氧化物层、覆盖氧化物层并具有放射线透过性以及光透过性的保护膜、以及设在保护膜上并变换放射线图像的变换部。
文档编号G01T1/20GK101324672SQ200810109998
公开日2008年12月17日 申请日期2008年6月16日 优先权日2007年6月15日
发明者山下雅典, 楠山泰, 白川和广, 铃木孝治, 高林敏雄 申请人:浜松光子学株式会社