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Dokumentenidentifikation DE60024644T2 17.08.2006
EP-Veröffentlichungsnummer 0001211521
Titel SZINTILLATORPANEL UND STRAHLUNGSBILDSENSOR
Anmelder Hamamatsu Photonics K.K., Hamamatsu, Shizuoka, JP
Erfinder HOMME, Takuya, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken 435-8558, JP;
TAKABAYASHI, Toshio, Hamamatsu-shi, Shizuoka-ken 435-8558, JP
Vertreter Rummler, F., Dipl.-Ing.Univ., Pat.-Anw., 81669 München
DE-Aktenzeichen 60024644
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL, SE
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 13.04.2000
EP-Aktenzeichen 009155169
WO-Anmeldetag 13.04.2000
PCT-Aktenzeichen PCT/JP00/02422
WO-Veröffentlichungsnummer 2000063722
WO-Veröffentlichungsdatum 26.10.2000
EP-Offenlegungsdatum 05.06.2002
EP date of grant 07.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 17.08.2006
IPC-Hauptklasse G01T 1/20(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP

Beschreibung[de]
TECHNISCHES GEBIET

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Szintillatorplatte und einen Strahlungsbildsensor, die für die medizinische Röntgenographie und dergleichen verwendet werden.

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Während röntgenstrahlenempfindliche Filme herkömmlicherweise bei der medizinischen und der industriellen Röntgenographie verwendet worden sind, hat sich die Verwendung von Strahlungsbilderzeugungssystemen, die Strahlungsempfänger benutzen, unter dem Gesichtspunkt der Anwenderfreundlichkeit und der Speicherbarkeit der fotografierten Ergebnisse weiter verbreitet. Bei einem solchen Strahlungsbilderzeugungssystem werden von einem Strahlungsempfänger durch zweidimensionale Strahlung erzeugte Pixeldaten als elektrisches Signal erfasst, und dieses Signal wird dann von einer Verarbeitungseinheit verarbeitet, so dass es auf einem Monitor angezeigt werden kann.

Ein allgemein bekannter, typischer Strahlungsempfänger weist einen Aufbau auf, bei dem eine Szintillatorplatte, die einen Szintillator umfasst, der auf einem Substrat aus Aluminium, Glas, Quarzglas oder dergleichen ausgebildet ist, und eine Bilderzeugungseinrichtung miteinander verklebt sind. Bei diesem Strahlungsempfänger wird die von der Substratseite aus eintretende Strahlung von dem Szintillator in sichtbares Licht umgewandelt, das dann von der Bilderzeugungseinrichtung erfasst wird (siehe JP7-21560A).

Obwohl es notwendig ist, dass die Szintillatorplatte eine ausreichend hohe optische Ausgangsleistung aufweist, damit man bei einem Strahlungsempfänger scharfe Bilder erhält, ist unterdessen die optische Ausgangsleistung bei dem oben genannten Strahlungsempfänger nicht ausreichend gewesen.

EP-A-1024374 (nach der vorliegenden Erfindung veröffentlichte Patentanmeldung) und EP-A-0303730 beschreiben Szintillationseinrichtungen, die ein Substrat, einen Szintillator, einen reflektierenden Film und einen Schutzfilm umfassen.

Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Szintillatorplatte mit einer verbesserten optischen Ausgangsleistung bereitzustellen und einen Strahlungsbildsensor, der eine Szintillatorplatte mit verbesserter optischer Ausgangsleistung benutzt.

OFFENLEGUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einem Aspekt der Erfindung wird eine Szintillatorplatte nach Anspruch 1 bereitgestellt.

Da die gesamte Oberfläche des reflektierenden Metall-Dünnfilms mit dem Schutzfilm bedeckt ist, lässt sich bei der Szintillatorplatte der vorliegenden Erfindung eine Auflösung dieses Dünnfilms auf der Grundlage von Wasser, das in geringer Menge in dem Szintillator enthalten ist, und eine Verschlechterung bei der Funktion des reflektierenden Metall-Dünnfilms als reflektierender Film verhindern. Folglich lässt sich eine erhöhte optische Ausgangsleistung der Szintillatorplatte aufrechterhalten.

Bei einer Ausführungsform ist der Szintillator auf dem Schutzfilm abgesehen von einem Randabschnitt davon in einer Position angeordnet. Da der Szintillator und der reflektierende Metall-Dünnfilm getrennt sind, lässt sich daher eine Auflösung dieses Films auf der Grundlage von Wasser, das in geringer Menge in dem Szintillator enthalten ist, und eine Verschlechterung bei der Funktion des reflektierenden Metall-Dünnfilms als reflektierender Film verhindern. Folglich lässt sich eine erhöhte optische Ausgangsleistung der Szintillatorplatte aufrechterhalten.

Der reflektierende Metall-Dünnfilm kann im Wesentlichen aus einem Material bestehen, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält.

Der Schutzfilm kann im Wesentlichen aus einem Material bestehen, das eine aus der aus LiF, MgF2, SiO2, TiO2, Al2O3, MgO, SiN und Polyimid bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält.

Bei dem Schutzfilm kann es sich um einen Oxidfilm handeln, der im Wesentlichen aus einem Material besteht, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh und Pt bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält.

Der Schutzfilm kann einen anorganischen Film wie SiN und einen organischen Film wie Polyimid umfassen.

Der Szintillator ist mit einem organischen Film bedeckt. Dadurch kann die Wasserdampfbeständigkeit des Szintillators verbessert werden.

Der organische Film bedeckt des Weiteren zumindest einen Teil einer Oberfläche des Substrats. Dadurch kann die Wasserdampfbeständigkeit des Szintillators im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem nur der Szintillator mit einem organischen Film bedeckt ist, weiter verbessert werden.

Der organische Film kann des Weiteren die gesamte freie Oberfläche des Substrats bedecken. Dadurch kann die Wasserdampfbeständigkeit im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem nur der Szintillator und zumindest ein Teil der Substratoberfläche mit einem organischen Film bedeckt ist, weiter verbessert werden.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Strahlungsbildsensor nach Anspruch 12 bereitgestellt. Da die Szintillatorplatte bei dem Strahlungsbildsensor der vorliegenden Erfindung eine erhöhte optische Ausgangsleistung aufrechterhalten kann, kann die Ausgangsleistung des Strahlungsbildsensors aufrechterhalten werden.

Bei einer Ausführungsform umfasst der Szintillator ein Glassubstrat, einen auf dem Substrat angeordneten, reflektierenden Film, einen Szintillator auf dem reflektierenden Film und einen transparenten organischen Film, der den Szintillator bedeckt.

Gemäß dieser Ausführungsform kann das Substrat, da das Glassubstrat verwendet wird, eine gewisse Steifigkeit aufweisen, selbst wenn seine Fläche vergrößert wird. Aus diesem Grund kann ein Durchbiegen des Substrats beim Aufbringen eines Szintillators auf dem Substrat unterdrückt und die Leistung der Szintillatorplatte verbessert werden.

Der transparente organische Film bedeckt vorzugsweise zumindest einen Teil einer Oberfläche des Substrates. Dadurch kann die Wasserdampfbeständigkeit im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem nur der Szintillator mit einem organischen Film bedeckt ist, weiter verbessert werden.

Der transparente organische Film kann des Weiteren die gesamte freie Oberfläche des Substrats bedecken. Dadurch kann die Wasserdampfbeständigkeit im Vergleich zu einem Aufbau, bei dem nur der Szintillator und zumindest ein Teil der Substratoberfläche mit einem organischen Film bedeckt ist, weiter verbessert werden.

Bei einer Ausführungsform des Strahlungsbildsensors handelt es sich bei dem Substrat der Szintillatorplatte um ein Glassubstrat, wodurch die Leistung eines Strahlungsbildsensors mit großer Fläche verbessert werden kann.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer ersten Ausführungsform,

2 ist eine Schnittansicht eines Strahlungsbildsensors, der eine Szintillatorplatte gemäß der ersten Ausführungsform umfasst,

3 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer zweiten Ausführungsform,

4 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer Modifikation, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert,

5 ist eine Schnittansicht einer Modifikation der Szintillatorplatte aus 4,

6 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer weiteren Modifikation, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert,

7 ist eine Schnittansicht einer Modifikation der Szintillatorplatte aus 6,

8 ist eine Schnittansicht einer Modifikation der Szintillatorplatte der ersten Ausführungsform,

9 ist eine Schnittansicht einer Modifikation der Szintillatorplatte der ersten Ausführungsform,

10 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer weiteren Modifikation, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert,

11 ist eine Schnittansicht eines Strahlungsbildsensors gemäß einer weiteren Modifikation, die nicht die vorliegende Erfindung darstellt,

12 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte gemäß einer weiteren Modifikation, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert, und

13 ist eine Schnittansicht einer Modifikation der Szintillatorplatte aus 12.

BESTE ARTEN DER AUSFÜHRUNG DER ERFINDUNG

Unter Bezugnahme auf die 1 bis 2 wird nun die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. 1 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte 1 und 2 eine Schnittansicht eines Strahlungsbildsensors 2.

Wie in 1 gezeigt ist ein Ag-Film 12 als lichtreflektierender Film (reflektierender Metall-Dünnfilm) auf der Oberfläche eines Substrats 10 aus amorphem Kohlenstoff (a-C) (glasartigem Kohlenstoff) der Szintillatorplatte 1 angeordnet. Die Oberfläche des Ag-Films 12 ist mit einem SiN-Film 14 bedeckt, der den Ag-Film 12 schützt. Auf der Oberfläche des SiN-Films 14 wird ein Szintillator 16 mit einer säulenförmigen Struktur ausgebildet, der einfallende Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Als Szintillator 16 wird mit Tl dotiertes CsI verwendet. Dieser Szintillator 16 wird gemeinsam mit dem Substrat 10 mit einem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt.

Der Strahlungsbildsensor 2 weist einen Aufbau auf, bei dem wie in 2 gezeigt ein Bildsensorelement 20 mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 1 verbunden ist.

Es wird nun der Herstellungsprozess der Szintillatorplatte 1 beschrieben. Zunächst wird mithilfe von Vakuumbedampfung ein Ag-Film 12 mit einer Dicke von 150 nm als lichtreflektierender Film auf einer Oberfläche eines rechteckigen oder kreisförmigen a-C-Substrates 10 (Dicke: 1 mm) ausgebildet. Mithilfe von Plasma-CVD wird auf dem Ag-Film 12 ein SiN-Film 14 in einer Dicke von 200 nm ausgebildet, der die gesamte Oberfläche des Ag-Films 12 bedeckt.

Ein säulenförmiger Kristall aus mit Tl dotiertem CsI wird durch Abscheidung auf die Oberfläche des SiN-Films 14 aufgewachsen (abgeschieden), wodurch ein Szintillator 16 mit einer Dicke von 250 &mgr;m entsteht. Das den Szintillator 16 bildende CsI ist stark hygroskopisch, und wenn der Szintillator fortwährend der Luft ausgesetzt bleibt, absorbiert er den in dieser enthaltenen Dampf und zerfließt. Um dieses Zerfließen zu verhindern, wird mithilfe von CVD ein Polyparaxylylenfilm 18 gebildet. Das heißt, das Substrat 10 mit dem ausgebildeten Szintillator 16 wird in eine CVD-Vorrichtung gelegt, und es wird ein Polyparaxylylenfilm 18 mit einer Dicke von 10 &mgr;m abgeschieden. Bei dem oben genannten Prozess wird der Polyparaxylylenfilm 18 auf allen Oberflächen des Szintillators 16 und des Substrates 10 (auf der gesamten freiliegenden Substratoberfläche ohne Szintillator oder dergleichen) ausgebildet.

Der Strahlungsbildsensor 2 wird dadurch hergestellt, dass der lichtaufnehmende Abschnitt des Bildsensorelements (CCD) 20 mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der fertiggestellten Szintillatorplatte 1 verbunden wird (2).

Bei dem Strahlungsbildsensor 2 dieser Ausführungsform wird von der Seite des Substrates 10 aus einfallende Strahlung von dem Szintillator 16 in Licht umgewandelt und von dem Bildsensorelement 20 erfasst. Da die Szintillatorplatte 1 des Strahlungsbildsensors 2 als reflektierenden Metall-Dünnfilm den Ag-Film 12 aufweist, kann mehr Licht auf den lichtaufnehmenden Abschnitt des Bildsensorelements 20 fallen und vom Strahlungsbildsensor 2 ein scharfes Bild erfasst werden. Zusätzlich dazu lässt sich, da der gesamte Ag-Film 12 mit dem SiN-Film 14 bedeckt ist, der als Schutzfilm für den Ag-Film 12 fungiert, verhindern, dass die Funktion des Ag-Films 12 als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Als Nächstes wird die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben. Bei der nachfolgend beschriebenen zweiten Ausführungsform bezeichnen die Bezugszahlen die gleichen Komponenten wie bei der Szintillatorplatte 1 und dem Strahlungsbildsensor 2 der ersten Ausführungsform.

3 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte 3. Wie in 3 gezeigt wird ein Al-Film 13, der als reflektierender Film dient, auf einer Oberfläche eines a-C-Substrates 10 der Szintillatorplatte 3 ausgebildet. Die Oberfläche des Al-Films 13 ist mit einem Polyimidfilm 22 bedeckt, der den Al-Film 13 schützt. Auf der Oberfläche des Polyimidfilms 22 wird ein Szintillator 16 mit einer säulenförmigen Struktur ausgebildet, der einfallende Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Als Szintillator 16 wird mit Tl dotiertes CsI verwendet. Dieser Szintillator 16 wird gemeinsam mit dem Substrat 10 mit einem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt.

Ein Strahlungsbildsensor wird hergestellt, indem ein Bildsensorelement mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 3 verbunden wird.

Es wird nun der Herstellungsprozess der Szintillatorplatte 3 beschrieben. Zunächst wird mithilfe von Vakuumbedampfung ein Al-Film 13 mit einer Dicke von 150 nm als lichtreflektierender Film auf einer Oberfläche eines rechteckigen oder kreisförmigen a-C-Substrates 10 (Dicke: 1 mm) ausgebildet. Mithilfe eines Aufschleuderprozesses wird auf dem Al-Film 13 ein Polyimidfilm 22 mit einer Dicke von 1000 nm ausgebildet, der die gesamte Oberfläche des Al-Films 13 bedeckt.

Ein säulenförmiger Kristall aus mit Tl dotiertem CsI wird durch Abscheidung auf die Oberfläche des Polyimidfilms 22 aufgewachsen, wodurch ein Szintillator 16 mit einer Dicke von 250 &mgr;m entsteht. Das den Szintillator 16 bildende CsI ist stark hygroskopisch, und wenn der Szintillator fortwährend der Luft ausgesetzt bleibt, absorbiert er den in dieser enthaltenen Dampf und zerfließt. Um dieses Zerfließen zu verhindern, wird mithilfe von CVD der Polyparaxylylenfilm 18 gebildet. Und zwar wird der Polyparaxylylenfilm 18 auf allen Oberflächen des Szintillators 16 und des Substrates 10 ausgebildet.

Der Strahlungsbildsensor wird dadurch hergestellt, dass der lichtaufnehmende Abschnitt eines Bildsensorelements (CCD) 20 mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der fertiggestellten Szintillatorplatte 3 verbunden wird.

Bei dem Strahlungsbildsensor, der die Szintillatorplatte 3 dieser Ausführungsform verwendet, wird von der Seite des Substrates 10 aus einfallende Strahlung von dem Szintillator 16 in Licht umgewandelt und von dem Bildsensorelement 20 erfasst. Da die Szintillatorplatte 3 des Strahlungsbildsensors als reflektierenden Metall-Dünnfilm den Al-Film 13 aufweist, kann mehr Licht auf den lichtaufnehmenden Abschnitt des Bildsensorelements fallen und vom Strahlungsbildsensor ein scharfes Bild erfasst werden. Zusätzlich dazu lässt sich, da der gesamte Al-Film 13 mit dem Polyimidfilm 22 bedeckt ist, der als Schutzfilm für den Al-Film 13 fungiert, verhindern, dass die Funktion des Al-Films 13 als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Als Nächstes wird eine Modifikation der Szintillatorplatte beschrieben, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei der nachfolgend beschriebenen Modifikation bezeichnen die Bezugszahlen bei der dritten Ausführungsform die gleichen Komponenten wie bei der Szintillatorplatte 1 und dem Strahlungsbildsensor 2 der ersten Ausführungsform.

4 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte 4. Wie in 4 gezeigt wird als reflektierender Film ein Al-Film 12 auf einer Oberfläche eines a-C-Substrates 10 der Szintillatorplatte 4 ausgebildet. Zum Schutz des Ag-Films 12 wird auf seiner gesamten Oberfläche ein SiN-Film 14 ausgebildet. Auf der Oberfläche des SiN-Films 14 wird ein Szintillator 16 mit einer säulenförmigen Struktur ausgebildet, der einfallende Strahlung in sichtbares Licht umwandelt.

Der Szintillator 16 ist außer an dem Randabschnitt des SiN-Films 14 in einer Position so ausgebildet, dass der Szintillator 16, der sich auf der Außenseite befindet, von dem Randabschnitt des Ag-Films 12 getrennt ist. Als Szintillator 16 wird mit Tl dotiertes CsI verwendet. Dieser Szintillator 16 wird gemeinsam mit dem Substrat 10 von einem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt.

Der Strahlungsbildsensor 2 wird hergestellt, indem ein Bildsensorelement mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 4 verbunden wird.

Bei dem Strahlungsbildsensor, der die Szintillatorplatte 4 dieser Modifikation verwendet, wird von der Seite des Substrates 10 aus einfallende Strahlung von dem Szintillator 16 in Licht umgewandelt und von einem Bildsensorelement 20 erfasst. Da die Szintillatorplatte 4 des Strahlungsbildsensors als reflektierenden Metall-Dünnfilm den Ag-Film 12 aufweist, kann mehr Licht auf den lichtaufnehmenden Abschnitt des Bildsensorelements 20 fallen und vom Strahlungsbildsensor ein scharfes Bild erfasst werden. Zusätzlich dazu lässt sich, da der Randabschnitt des Ag-Films 12 von dem Szintillator 16 getrennt ist, verhindern, dass die Funktion des Ag-Films 12 als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Bei der Szintillatorplatte 4 dieser Modifikation ist der SiN-Film 14 auf der gesamten Oberfläche des Ag-Films 12 ausgebildet. Wie bei einer in 5 gezeigten Szintillatorplatte 5 kann der SiN-Film 14 jedoch in einer Position außer an dem Randabschnitt des Ag-Films 12 und der Szintillator 16 in einer Position außer an dem Randabschnitt des SiN-Films 14 ausgebildet sein. Selbst hier lässt sich, da der Randabschnitt des Ag-Films 12 von dem Szintillator 16 getrennt ist, verhindern, dass die Funktion des Ag-Films 12 als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Als Nächstes wird eine weitere Modifikation beschrieben, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei der nachfolgend beschriebenen Modifikation bezeichnen die Bezugszahlen bei der vierten Ausführungsform die gleichen Komponenten wie bei der Szintillatorplatte 1 und dem Strahlungsbildsensor 2 der ersten Ausführungsform.

6 ist eine Schnittansicht einer Szintillatorplatte 6. Wie in 6 gezeigt wird ein Al-Film 24, der aus einem Al-Film 24a und einem Al2O3-Film (Oxidfilm) 24b besteht, auf einer Oberfläche eines a-C-Substrates 10 der Szintillatorplatte 6 ausgebildet. Auf dem AL2O3-Film 24b auf der Oberfläche des Al-Films 24 wird ein Szintillator 16 mit einer säulenförmigen Struktur ausgebildet, der einfallende Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Als Szintillator 16 wird mit Tl dotiertes CsI verwendet. Dieser Szintillator 16 wird gemeinsam mit dem Substrat 10 von einem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt.

Ein Strahlungsbildsensor wird hergestellt, indem ein Bildsensorelement mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 6 verbunden wird.

Es wird nun der Herstellungsprozess der Szintillatorplatte 6 beschrieben. Zunächst wird mithilfe von Vakuumbedampfung ein Al-Film 24 mit einer Dicke von 150 nm als lichtreflektierender Film auf einer Oberfläche eines rechteckigen oder kreisförmigen a-C-Substrates 10 (Dicke: 1 mm) ausgebildet. Danach wird unter Zuführung von Sauerstoff Al verdampft, wodurch auf der gesamten Oberfläche des Al-Films 24a ein Al2O3-Film 24b mit einer Dicke von 30 nm ausgebildet wird.

Ein säulenförmiger Kristall aus mit Tl dotiertem CsI wird durch Abscheidung auf die Oberfläche des Al2O3-Films 24b aufgewachsen, wodurch ein Szintillator 16 mit einer Dicke von 250 &mgr;m entsteht. Das den Szintillator 16 bildende CsI ist stark hygroskopisch, und wenn der Szintillator fortwährend der Luft ausgesetzt bleibt, absorbiert er den in dieser enthaltenen Dampf und zerfließt. Um dieses Zerfließen zu verhindern, wird mithilfe von CVD ein Polyparaxylylenfilm 18 gebildet. Und zwar wird der Polyparaxylylenfilm 18 auf allen Oberflächen des Szintillators 16 und des Substrates 10 ausgebildet.

Ein Strahlungsbildsensor wird hergestellt, indem ein Bildsensorelement mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 6 verbunden wird.

Bei dem Strahlungsbildsensor, der die Szintillatorplatte 6 dieser Modifikation verwendet, wird von der Seite des Substrates 10 aus einfallende Strahlung von dem Szintillator 16 in Licht umgewandelt und von einem Bildsensorelement 20 erfasst. Da die Szintillatorplatte 6 des Strahlungsbildsensors als reflektierenden Metall-Dünnfilm den Al-Film 24a aufweist, kann mehr Licht auf den lichtaufnehmenden Abschnitt des Bildsensorelements 20 fallen und vom Strahlungsbildsensor ein scharfes Bild erfasst werden.

Zusätzlich dazu lässt sich, da der gesamte Al-Film 24a mit dem AL2O3-Film 24b als Schutzfilm für den Al-Film 24a bedeckt ist, verhindern, dass die Funktion des Al-Films 24a als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird. Zusätzlich dazu lässt sich, da der Randabschnitt des Ag-Films 12 von dem Szintillator 16 getrennt ist, verhindern, dass die Funktion des Ag-Films 12 als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird. Bei der Szintillatorplatte 6 dieser Modifikation ist der Al2O3-Film 24b auf der gesamten Oberfläche des Al-Films 24a ausgebildet. Wie bei einer in 7 gezeigten Szintillatorplatte 7 kann der Al2O3-Film 24b jedoch in einer Position außer an dem Randabschnitt des Al-Films 24a ausgebildet sein. Selbst hier lässt sich, da der Randabschnitt des Al-Films 24 von dem Szintillator 16 getrennt ist, verhindern, dass die Funktion des Al-Films 24a als reflektierender Film durch Auflösung aufgrund von Korrosion oder dergleichen beeinträchtigt wird.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wird ein a-C-Substrat verwendet. Da das Substrat lediglich Strahlung durchlassen muss, kann jedoch auch ein Graphitsubstrat, ein Al-Substrat, ein Be-Substrat oder ein Glassubstrat verwendet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen ist, wenn als Schutzfilm ein Al-Oxidfilm auf dem Substrat verwendet wird, vorzugsweise auf dem Oxidfilm auch ein Polyimidfilm als Schutzfilm ausgebildet. In diesem Fall kann der Al-Film vollständig von dem Oxidfilm und dem Polyimidfilm geschützt werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wird ein SiN-Film oder ein Polyimidfilm als Schutzfilm verwendet. Alternativ dazu kann ein Film verwendet werden, der aus einem Material besteht, das eine aus der aus transparenten anorganischen Filmen wie LiF, MgF2, SiO2, Al2O3, TiO2, MgO und SiN bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz und einen transparenten organischen Film wie Polyimid enthält. Alternativ dazu kann wie in 8 gezeigt ein aus organischen und anorganischen Filmen gebildeter Schutzfilm verwendet werden. Und zwar wird bei einer in 8 gezeigten Szintillatorplatte als lichtreflektierender Film ein Ag-Film 12 auf einer Oberfläche eines a-C-Substrates 10 ausgebildet. Die Oberfläche des Ag-Films 12 ist mit dem SiN-Film (anorganischer Film)14 bedeckt, der den Ag-Film 12 schützt, und die Oberfläche des SiN-Films 14 ist mit einem Polyimidfilm (organischer Film) 22 bedeckt. Auf der Oberfläche des Polyimidfilms 22 wird ein Szintillator 16 mit einer säulenförmigen Struktur ausgebildet. Der Szintillator 16 wird gemeinsam mit dem Substrat 10 von einem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt. Wenn wie bei der in 8 gezeigten Szintillatorplatte ein aus organischen und anorganischen Filmen gebildeter Schutzfilm verwendet wird, kann der Schutzeffekt für den lichtreflektierenden Film weiter verbessert werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wird ein Ag-Film oder ein Al-Film als reflektierender Metall-Dünnfilm verwendet. Es kann jedoch ein Film aus einem Material verwendet werden, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält. Außerdem können beispielsweise durch das Ausbilden eines Au-Films auf einem Cr-Film zwei oder mehrere reflektierende Metall-Dünnfilme ausgebildet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen kann, wenn als reflektierender Metall-Dünnfilm ein Film aus einem Material verwendet wird, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh und Pt bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält, ein Oxidfilm davon als Schutzfilm verwendet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen sind alle Oberflächen des Szintillators 16 und des Substrates (die Oberfläche mit dem ausgebildeten Szintillator und eine Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. die Strahlungseinfallfläche) mit dem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt, wodurch der Szintillator vollkommen wasserdampfbeständig wird. Wenn die gesamte Oberfläche des Szintillators 16 und zumindest ein Teil der Oberfläche des Substrats 10 wie in 9 gezeigt mit dem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt ist, kann die Wasserdampfbeständigkeit des Szintillators im Vergleich zu einem Fall, in dem nur der Szintillator bedeckt ist, erhöht werden.

Als Nächstes wird eine weitere Modifikation beschrieben, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei der nachfolgend beschriebenen Modifikation bezeichnen die Bezugszahlen die gleichen Komponenten wie bei den Szintillatorplatten 1 und 3 und dem Strahlungsbildsensor 2 der ersten und der zweiten Ausführungsform.

Eine Szintillatorplatte 8 weist wie in 10 gezeigt ein Glassubstrat 26 mit einer flachen Form auf. Auf einer Oberfläche des Substrates wird mithilfe von Vakuumbedampfung in einer Dicke von 100 nm ein Al-Film 13 als reflektierender Film ausgebildet. Auf der Oberfläche des Al-Films 13 wird ein Szintillator 16 mit einer Dicke von 250 &mgr;m und einer säulenförmigen Struktur ausgebildet, der einfallende Strahlung in sichtbares Licht umwandelt. Durch Abscheidung aufgewachsenes, mit Tl dotiertes CsI wird für den Szintillator 16 verwendet.

Die gesamte Oberfläche des Szintillators 16 ist gemeinsam mit dem Substrat 26 mit einem 10 &mgr;m dicken Polyparaxylylenfilm (transparenter organischer Film) 18 bedeckt, der mithilfe von CVD gebildet wird.

Ein Strahlungsbildsensor weist einen Aufbau auf, bei dem wie in 11 gezeigt ein Bildsensorelement 20 mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 8 verbunden ist.

Bei dem Strahlungsbildsensor dieser Modifikation wird von der Seite des Substrates 26 aus einfallende Strahlung von dem Szintillator 16 in Licht umgewandelt und von dem Bildsensorelement 20 erfasst. Da die Szintillatorplatte 8 des Strahlungsbildsensors als reflektierenden Film den Al-Film 13 aufweist, kann mehr Licht auf den lichtaufnehmenden Abschnitt des Bildsensorelements 20 fallen und vom Strahlungsbildsensor ein scharfes Bild erfasst werden.

Das für die Szintillatorplatte 8 verwendete Substrat ist vorzugsweise dünn gehalten, um den Transmissionsgrad zu erhöhen. Wenn ein Glassubstrat verwendet wird, lässt sich im Vergleich zu einem Al-Substrat oder einem a-C-Substrat selbst dann eine vorgegebene Steifigkeit sicherstellen, wenn die Plattengröße erhöht wird, wie beispielsweise bei einer Szintillatorplatte, die für einen Strahlungsbildsensor für den Brustbereich verwendet wird. Aus diesem Grund kann ein Durchbiegen des Substrats beim Ausbilden eines Szintillators auf dem Glassubstrat verhindert werden. Somit kann der Szintillator ohne Weiteres auf dem Substrat ausgebildet und die Qualität des ausgebildeten Szintillators aufrechterhalten werden. Bei der für das Glassubstrat dieser Ausführungsform verwendeten Glasart handelt es sich vorzugsweise um Pyrex-Glas, das preisgünstig ist und eine geringe Menge an strahlenabsorbierendem Bestandteil enthält.

Als Nächstes wird eine weitere Modifikation beschrieben, die nicht die vorliegende Erfindung verkörpert. Bei der nachfolgend beschriebenen Modifikation bezeichnen die Bezugszahlen die gleichen Komponenten wie bei der Szintillatorplatte 5 und dem Strahlungsbildsensor der vorangehenden Modifikation.

Eine Szintillatorplatte 9 weist wie in 12 gezeigt ein Glassubstrat 26 mit einer flachen Form auf. Auf einer Oberfläche des Substrates wird mithilfe von Vakuumbedampfung in einer Dicke von 100 nm ein Cr-Film 28 als reflektierender Film ausgebildet. Auf der Oberfläche des Cr-Films 28 wird ein Au-Film 30 ausgebildet, und auf der Oberfläche des Au-Films 30 wird ein 250 &mgr;m dicker Szintillator 16 mit säulenförmiger Struktur ausgebildet. Durch Abscheidung aufgewachsenes, mit Tl dotiertes CsI wird als Szintillator 16 verwendet.

Die gesamte Oberfläche des Szintillators 16 ist gemeinsam mit dem Substrat 26 mit einem 10 &mgr;m dicken Polyparaxylylenfilm (transparenter organischer Film) 18 bedeckt, der mithilfe von CVD gebildet wird. Ein Strahlungsbildsensor weist einen Aufbau auf, bei dem ein Bildsensorelement 20 mit der Seite des distalen Endabschnittes des Szintillators 16 der Szintillatorplatte 9 verbunden ist.

Da der reflektierende Film der Szintillatorplatte aus dem Cr-Film 28, der gut am Glassubstrat anhaftet, und dem Au-Film 30, der gut mit dem Cr verbunden ist, gebildet ist, kann der reflektierende Film eine hohe Stabilität aufweisen.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen kann ein Film aus einem Material, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält, als reflektierender Metall-Dünnfilm verwendet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen wird CsI (Tl) als Szintillator 16 verwendet. Alternativ dazu kann CsI (Na), NaI (Tl), LiI (Eu), KI (Tl) oder dergleichen verwendet werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen sind alle Oberflächen des Szintillators 16 und des Substrates (die Oberfläche mit dem ausgebildeten Szintillator und eine Oberfläche auf der gegenüberliegenden Seite, d.h. die Strahlungseinfallfläche) mit dem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt, wodurch der Szintillator vollkommen wasserdampfbeständig wird. Wenn der Szintillator 16 und zumindest ein Teil der Oberfläche des Substrats wie in 13 gezeigt mit dem Polyparaxylylenfilm 18 bedeckt ist, kann die Wasserdampfbeständigkeit des Szintillators im Vergleich zu einem Fall, in dem nur der Szintillator bedeckt ist, erhöht werden.

Bei den oben beschriebenen Ausführungsformen und Modifikationen gehört zu Polyparaxylylen außer Polyparaxylylen auch Polymonochlorparaxylylen, Polydichlorparaxylylen, Polytetrachlorparaxylylen, Polyfluorparaxylylen, Polydimethylparaxylylen, Polydiethylparaxylylen und dergleichen.

Bei der Szintillatorplatte der obigen Ausführungsformen und Modifikationen kann eine Änderung der Eigenschaften des reflektierenden Metall-Dünnfilms auf der Grundlage von Wasser, das in geringer Menge in dem Szintillator enthalten ist, und eine Verschlechterung bei der Funktion des reflektierenden Metall-Dünnfilms als reflektierender Film verhindert werden. Folglich lässt sich eine erhöhte optische Ausgangsleistung der Szintillatorplatte aufrechterhalten. Wenn ein Glassubstrat verwendet wird, kann selbst eine Szintillatorplatte mit großer Fläche eine hohe Leistung aufrechterhalten.

Da die Szintillatorplatte bei dem Strahlungsbildsensor der obigen Ausführungsformen und Modifikationen außerdem eine erhöhte optische Ausgangsleistung aufrechterhalten kann, kann die Ausgangsleistung des Strahlungsbildsensors aufrechterhalten werden. Wenn ein Glassubstrat verwendet wird, kann selbst ein Strahlungsbildsensor mit großer Fläche eine hohe Leistung aufrechterhalten.

GEWERBLICHE ANWENDBARKEIT

Die Szintillatorplatte und der Strahlungsbildsensor der vorliegenden Erfindung eignen sich wie oben beschrieben für die medizinische Röntgenographie und dergleichen.


Anspruch[de]
  1. Szintillatorplatte (1, 3), die Folgendes umfasst:

    ein strahlungsdurchlässiges Substrat (10),

    einen reflektierenden Metall-Dünnfilm (12, 13), der auf einer Oberfläche des Substrats (10) angeordnet ist,

    einen Schutzfilm (14, 22) auf dem reflektierenden Metall-Dünnfilm (12, 13),

    einem Szintillator (16) auf dem Schutzfilm (14, 22), und

    einen organischen Film (18), der den Szintillator (16) und zumindest einen Teil einer Oberfläche des Substrats (10) bedeckt,

    wobei der Schutzfilm (14, 22) dem Schutz des reflektierenden Metall-Dünnfilms (12, 13) dem Szintillator (16) gegenüber dient und sich über die Ränder des reflektierenden Metall-Dünnfilms (12, 13) erstreckt und die Oberfläche des Substrats (10) berührt.
  2. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 1, bei der der Szintillator (16) den Schutzfilm (14, 22) abgesehen von einem Randabschnitt davon bedeckt und der reflektierende Metall-Dünnfilm (12, 13) Strahlung durchlässt und vom Szintillator (16) ausgestrahltes Licht reflektiert.
  3. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der reflektierende Metall-Dünnfilm (12, 13) direkt auf dem Substrat (10) angeordnet ist.
  4. Szintillatorplatte (1, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, bei der der reflektierende Metall-Dünnfilm (12, 13) im Wesentlichen aus einem Material besteht, das eine aus der aus Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt und Au bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält.
  5. Szintillatorplatte (1, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der es sich bei dem Schutzfilm (14, 22) um einen anorganischen Film handelt.
  6. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 5, bei der der Schutzfilm (14, 22) im Wesentlichen aus einem Material besteht, das eine aus der aus LiF, MgF2, SiO2, TiO2, Al2O3, MgO und SiN bestehenden Gruppe ausgewählte Substanz enthält.
  7. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 5, bei der es sich bei dem Schutzfilm (14, 22) um einen Metalloxidfilm handelt.
  8. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 7, bei der es sich bei dem Schutzfilm (14, 22) um ein oxidiertes Material des reflektierenden Metall-Dünnfilms (12, 13) handelt.
  9. Szintillatorplatte (1, 3) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der es sich bei dem Schutzfilm (14, 22) um einen organischen Film handelt.
  10. Szintillatorplatte (1, 3) nach Anspruch 9, bei der der Schutzfilm (14, 22) im Wesentlichen aus Polyimid besteht.
  11. Szintillatorplatte (1, 3) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei der der organische Film (18) ferner die gesamte freie Oberfläche des Substrats (10) bedeckt.
  12. Strahlungsbildsensor (2), bei dem ein Bilderfassungselement (20) so angeordnet ist, dass es dem Szintillator (16) einer Szintillatorplatte (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 11 zugewandt ist.
Es folgen 6 Blatt Zeichnungen






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