CN103454668B - 放射线检测装置和成像系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及放射线检测装置和成像系统。一种放射线检测装置包括布置用于检测光的多个传感器的传感器面板和包含用于将入射的放射线转换成光的闪烁体粒子和具有粘接性能并接合闪烁体粒子的粘接树脂的闪烁体层，其中，闪烁体层通过粘接剂树脂粘接于传感器面板上，粘接剂树脂的拉伸弹性模量大于0.7GPa且小于3.5GPa，并且，粘接剂树脂与闪烁体粒子的体积比不小于1%且不大于5%。
Description
技术领域
本发明涉及放射线检测装置和成像系统。
背景技术
放射线检测装置包括检测光的传感器面板和将放射线转换成光的闪烁体层。日本专利公开No.2011-117966公开了闪烁体层包含压力敏感粘接剂成分并且直接相互粘接传感器面板和闪烁体层的结构。在日本专利公开No.2011-117966中，用于粘接传感器面板与闪烁体层的粘接剂层没介于两者之间。这减少被传感器面板检测的光的损失，并且增加放射线检测装置的灵敏度。
在传感器面板与闪烁体层之间包含粘接剂层的结构中，粘接剂层可减少施加于放射线检测装置的应力。该应力包括由于制造中的加热或冷却过程等中的温度变化产生的应力。在日本专利公开No.2011-117966中描述的结构没有考虑对于这种应力的耐受性。
发明内容
本发明的多个方面中的一个方面提供有利于提高放射线检测装置的可靠性的技术。
本发明的多个方面中的一个方面提供一种放射线检测装置，该放射线检测装置包括布置用于检测光的多个传感器的传感器面板和包含用于将入射的放射线转换成光的闪烁体粒子和具有粘接性能并接合闪烁体粒子的粘接树脂的闪烁体层，其中，闪烁体层通过粘接剂树脂粘接到传感器面板，粘接剂树脂的拉伸弹性模量大于0.7GPa且小于3.5GPa，并且，粘接剂树脂与闪烁体粒子的体积比不小于1%且不大于5%。
从参照附图对示例性实施例的以下描述，本发明的其它特征将变得清楚。
附图说明
图1A～1C是用于解释根据第一实施例的布置的例子的示图；
图2A和图2B是用于解释闪烁体层的布置的例子的示图；
图3是用于解释根据第二实施例的布置的例子的示图；
图4是用于解释应用各实施例的成像系统的例子的示图；
图5是用于解释加热-冷却应力试验的例子的示图；
图6是用于解释在丝网印刷中使用的丝网印刷板的示图；
图7A～7C是用于解释各实施例的例子的表；
图8A和图8B是用于解释根据第三实施例的布置的例子的示图；
图9A-1～9A-3是用于解释根据第四实施例的布置的例子的示图；
图9B-1～9B-3是用于解释根据第四实施例的布置的例子的示图。
具体实施方式
<第一实施例>
将参照图1A～2B描述根据第一实施例的放射线检测装置11。图1A示意性地示出从上面观察时的放射线检测装置11的结构。放射线检测装置11通过例如柔性印刷板110与用于读出信号的电路板111和用于驱动放射线检测装置11的电路板112连接。放射线检测装置11在图1A所示的像素阵列113上检测放射线。通过检测放射线获得的信号根据从电路板112输入的驱动信号被输出到电路板111。
图1B示意性地示出沿图1A中的切割线X-X′的放射线检测装置11的截面结构。放射线检测装置11包括用于检测光的传感器面板150和用于将入射的放射线转换成光的闪烁体层104。传感器面板150包含形成在传感器板107上以检测光的多个传感器（未示出）。各传感器与包含光电转换元件和诸如薄膜晶体管（TFT）的开关元件的像素对应。图1A所示的像素阵列113由例如2800×3408个像素形成。传感器面板150可包含用于保护传感器的传感器保护层106。闪烁体层104包含将入射的放射线转换成光的闪烁体粒子和具有粘接性能并接合闪烁体粒子的粘接剂树脂。闪烁体层104通过粘接剂树脂粘接到传感器面板150上。例如，具有扩散和反射光的功能的基台（反射层103）可被布置在闪烁体层104的与粘接传感器面板150和闪烁体层104的表面相反的表面上。并且，粘接剂层102和保护层101可被布置为覆盖传感器面板150和闪烁体层104。
通过例示如下的过程形成上述的布置。例如，通过在载体（在溶剂中溶解树脂的材料）中分散闪烁体粒子，制备糊剂（在载体中分散闪烁体粒子的材料）。然后，通过诸如丝网印刷或狭缝涂敷的方法将糊剂施加于传感器面板150（传感器板107或传感器保护层106）上，由此形成闪烁体层104。然后，将反射层103转印到闪烁体层104上。具有电磁屏蔽和镜面反射的功能的保护层101通过粘接剂层102被粘接于传感器面板150上以覆盖闪烁体层104和反射层103。注意，保护层101不需要总是被布置为与整个传感器保护层106接触。例如，将保护层101布置为在覆盖整个反射层103和闪烁体层104以及它们的周边部分的同时接触传感器保护层106的一部分就够了。
从图1B所示的A侧行进的放射线穿过保护层101、粘接剂层102和反射层103，并然后入射到闪烁体层104。闪烁体层104根据入射的放射线产生光（即，将入射的放射线转换成光），并且传感器面板150检测光。由于用于粘接传感器面板150和闪烁体层104的层没介入两者之间，因此，该结构可减少通过散射或吸收光导致的光的损失，并且抑制放射线检测装置11的灵敏度和MTF的降低。类似地，即使在放射线从B侧入射的后侧照射型放射线检测装置中，该结构也可抑制灵敏度和MTF的降低。
关于耐湿性、发光效率、热处理耐性和余光性（persistence），闪烁体粒子的优选的例子是由通式M2O2S:R表达的金属氧硫化物（metaloxysulphide），其中，“M”可包含La、Y和Gd等，“R”可包含Tb、Sm、Eu、Ce、Pr和Tm等。关于传感器的耐湿性和保护，粘接剂树脂优选可溶于有机溶剂中。粘接剂树脂的例子是诸如触变性的乙基纤维素或硝化纤维素的纤维素树脂（cellulosicresin）、诸如聚甲基丙烯酸甲酯的丙烯酸树脂（acrylicresin）和诸如聚乙烯醇缩丁醛的聚乙烯醇缩醛树脂（polyvinylacetalresin）。粘接剂树脂可以是上述的两种或更多种树脂的组合，以满足在第一实施例中描述的拉伸弹性模量的范围。
图2A示意性地示出闪烁体层104的布置。如上所述，闪烁体层104可具有包括闪烁体粒子71和粘接剂树脂72并且还包含间隙（例如，空气73）的结构。
粘接剂树脂72的拉伸弹性模量比0.7GPa高并且比3.5GPa低。粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比等于或大于1%且等于或小于5%。如果粘接剂树脂72的拉伸弹性模量等于或小于0.7GPa，那么传感器面板150与闪烁体层104之间或者反射层103与闪烁体层104之间的粘接力变得不足，并且它们会剥离。如果拉伸弹性模量等于或小于0.7GPa，那么包含于闪烁体层104中的闪烁体粒子71之间的粘接力变得不足，并且，闪烁体层104自身的形状会变形。这也适于粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比小于1%的情况。相反，如果拉伸弹性模量等于或大于3.5GPa，那么向闪烁体层104施加的应力几乎不被吸收，并且，闪烁体层104和与其相邻的部分会剥离。如果粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比大于5%，那么能够吸收应力的空气73的比例相对减少，并且，闪烁体层104和与其相邻的部分会剥离。
这样，实施例通过将粘接剂树脂72的拉伸弹性模量设为比0.7GPa高且比3.5GPa低并将粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比设为等于或大于1%且等于或小于5%，提高放射线检测装置11的可靠性。即使从后面描述的例子中的测量结果（图7A～7C），该效果也是明显的。
作为闪烁体粒子71，使用具有25μm或更小的粒子尺寸的粒子。如果在闪烁体层104的表面上出现具有大于25μm的粒子尺寸的粒子（包含突出的形状），那么在闪烁体层104和与其相邻的部分之间的边界处产生气泡，并且，它们会剥离。并且，作为闪烁体粒子71，使用具有等于或大于2μm且等于或小于12μm的中值尺寸（50%粒子尺寸）的粒子。如果闪烁体粒子71的中值尺寸小于2μm，那么各单个粒子之间的粘接力降低。如果闪烁体粒子71的中值尺寸大于12μm，那么在上述的边界处产生气泡，并且，闪烁体层104和与其相邻的部分会剥离。为了防止这一点，作为闪烁体层104的闪烁体粒子71，优选使用具有25μm或更小的粒子尺寸与等于或大于2μm且等于或小于12μm的中值尺寸的粒子。粒子尺寸是与粒子被假定为完美球体时的粒子直径对应的权宜的值（expedientvalue）。通过使用Coulter计数器方法或者激光衍射散射方法（微跟踪方法），测量本说明书中的粒子尺寸。
在空气和流体材料中，闪烁体层104优选还至少包含流体材料。流体材料的折射率优选等于或大于1，并等于或小于闪烁体粒子的折射率。流体材料的例子是硅酮油。流体材料可减少通过闪烁体粒子71与空气73之间的光的散射或吸收导致的光的损失，并且抑制放射线检测装置11的灵敏度和MTF的降低。可通过用树脂等填充闪烁体层104并然后使树脂变干和凝固的方法实现它。但是，考虑闪烁体层104的柔性，优选使用流体材料。为了吸收应力，闪烁体层104可同时包含空气和流体材料。闪烁体层104还优选包含在闪烁体粒子71之间施加接合作用的诸如硅胶的接合剂。
如图1C例示的那样，突出部分90可布置于传感器面板150上以包围传感器面板150与闪烁体层104相互接触的区域。当使用上述的流体材料时，由于闪烁体层104的毛细作用，因此，可容易地通过使用诸如印刷、喷涂或浸渍的方法用流体材料填充闪烁体层104。但是，例如，当流体材料的粘度在室温下低时，流体材料会从闪烁体层104泄漏。并且，当不使用流体材料时，闪烁体层104的外形的精度会降低，直到闪烁体层104在它被施加之后完全变干。可通过布置突出部分90防止这一点。突出部分90的高度（突出长度）等于或大于闪烁体层104的厚度的一半且等于或小于闪烁体层104的厚度就够了。这是由于，在闪烁体层104与传感器面板150相互接触的部分处，上述的问题变得严重。突出部分90优选由环氧树脂等制成。可通过沿传感器面板150与闪烁体层104应相互接触的区域的周边构图，形成突出部分90。可通过使用可布置于传感器面板150上的诸如偏压布线或信号布线的布线或者通过使用由具有高的表面能的薄膜形成的凸形部分，形成突出部分90。
当传感器面板150的传感器面板150与闪烁体层104相互接触的表面具有三维形状时，它们相互接触的面积增加，从而进一步提高粘接性能。可通过例如施加硅胶或氧化铝等并使其变干来形成三维形状。优选通过关注透射率和三维形状的尺寸等以不在光学上遮断在闪烁体层104中产生的光的光路来形成三维形状。
如图2B例示的那样，闪烁体层104可具有在区域之间不同的布置。更具体而言，闪烁体层104具有粘接剂树脂72的拉伸弹性模量E沿厚度方向不均匀的分布。闪烁体层104从传感器面板150侧向反射层103侧具有第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3（可通过例如将闪烁体层104均分成三个来给出第一区域R1、第二区域R2和第三区域R3，或者，它们可以不是均分的区域）。ER1是第一区域R1中的粘接剂树脂72的拉伸弹性模量。ER2是第二区域R2中的粘接剂树脂72的拉伸弹性模量。ER3是第三区域R3中的粘接剂树脂72的拉伸弹性模量。闪烁体层104形成为使得拉伸弹性模量在区域R1、R2和R3之间满足关系ER1>ER3>ER2。
由于放射线检测装置11大大地受传感器面板150侧的闪烁体层104的应力影响，因此，闪烁体层104优选具有对于传感器面板150侧的应力的耐受力。虽然粘接剂层102可减少反射层103侧的闪烁体层104的应力，但是，闪烁体层104优选即使在反射层103侧也具有对于应力的耐受力。形成闪烁体层104以在区域R1、R2和R3之间满足上述的关系可抑制闪烁体层104与传感器面板150之间或者闪烁体层104与反射层103之间的剥离。
出于相同的原因，闪烁体层104可通过将粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比Vr/Vs设为沿厚度方向具有不均匀的分布来获得相同的效果。（Vr/Vs）R1是第一区域R1中的粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比。（Vr/Vs）R2是第二区域R2中的粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比。（Vr/Vs）R3是第三区域R3中的粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比。闪烁体层104形成为使得粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比在区域R1、R2和R3之间满足（Vr/Vs）R1>（Vr/Vs）R3>（Vr/Vs）R2的关系。即使根据后面要描述的例子中的测量结果（图7A～7C），该效果也是明显的。
如上所述，根据第一实施例，可以在抑制放射线检测装置11的灵敏度和MTF的降低的同时提高放射线检测装置11的可靠性。
<第二实施例>
将参照图3描述根据第二实施例的放射线检测装置12。第二实施例与第一实施例的不同在于，作为反射层103的替代，布置包含无机粉末粒子74和粘接剂树脂72的反射层103a。通过例如在形成闪烁体层104之后使用粘接剂树脂72的相同的方法，形成反射层103a。无机粒子74在粒子尺寸上比闪烁体粒子71小，并且可进入闪烁体粒子71之间的间隙。由于无机粒子74和闪烁体粒子71通过大的面积相互接触，因此，反射层103a和闪烁体层104具有良好的粘接性能。这样，不需要为了固定反射层103a和闪烁体层104布置粘接剂层102。
无机粒子74的例子是具有白色母体颜色并具有高的扩散反射性的材料。当X射线从A侧入射到闪烁体层104时，例如，优选使用诸如TiO2、Al2O3或SiO2的具有小的X射线衰减系数和低的密度的金红石无机粒子74。为了保持可见光的良好的扩散反射性，无机粒子74的粒子尺寸优选被设为可见光的波长的约一半。即，作为无机粒子74，可以使用具有等于或大于190nm且等于或小于380nm的粒子尺寸的粒子。当闪烁体粒子71的母体颜色为白色时，闪烁体粒子71自身可具有扩散反射功能。当X射线从B侧入射到闪烁体层104时，例如，不管X射线衰减系数如何，都可使用硫酸钡、氧化铅、氧化铋或氧化镁作为无机粒子74。
如上所述，反射层103a与闪烁体层104之间的粘接性能得到提高，因此，放射线检测装置12可在有效地获得与在第一实施例中描述的效果相同的效果的同时抑制光的损失。第二实施例可进一步抑制放射线检测装置12的灵敏度和MTF的降低。
<第三实施例>
如上所述，闪烁体层104包含闪烁体粒子71和粘接剂树脂72，并且还可包含空气73（间隙）。空气73在折射率上比周围的部件低，并且可降低由于在闪烁体层104中产生的光通过反射层103或者光在反射层103内散射所导致的光的损失。另外，空气73可减少由源自诸如放射线检测装置制造中的加热、冷却或加湿的环境变化的线性热膨胀系数差产生的压缩应力。这可特别减少由闪烁体层104与反射层103a之间的线性热膨胀系数差产生的压缩应力的影响。
将参照图8A和图8B描述根据第三实施例的放射线检测装置13。与图1B类似，图8A示意性地示出放射线检测装置13的截面结构。第三实施例与第一实施例的不同在于，空气层73L介于闪烁体层104与反射层103之间。
沿闪烁体层104的周边布置的反射层支撑部件105可布置于闪烁体层104（与传感器板107相反的表面）上。反射层103可布置于反射层支撑部件105上。空气层73L介于反射层103与闪烁体层104之间，并且，闪烁体层104和反射层103不相互接触。通过布置反射层103以在反射层103与闪烁体层104之间形成空气层73L实现这一点。如图8B例示的那样，空气层73L还用作反射层支撑部件105。注意，在第三实施例中没有示出粘接剂层102。
在闪烁体层104中产生的光的一部分可通过各闪烁体粒子71的表面散射，并且入射到折射率比周围的部件低的空气层73L。该布置可减少来自低折射率空气层73L的光向高折射率反射层103的侵入，并减少由于光透过反射层103或者光在反射层103内散射所导致的光的损失。结果，从空气层73L行进的光可有效地通过反射层103的表面向着闪烁体层104被反射并到达传感器板107。
如果空气层73L的厚度被设为例如等于或大于50μm，那么，在从闪烁体层104向反射层103行进的光中，对于具有相对大的入射角的分量出现光散射，由此降低MTF。当闪烁体层104使用闪烁体粒子时，可在闪烁体层104的上表面上产生分别与闪烁体粒子的最大粒子尺寸对应的段差。因此，优选在考虑它们的厚度处布置空气层73L。空气层73L因此被布置为具有处于25μm～50μm的范围内的厚度。
反射层103需要具有足以在反射层103与闪烁体层104之间维持空气层73L的刚度。出于这种原因，反射层103可使用刚度足够高的部件，或者经受凹陷处理（dimpleprocess）或蜂窝处理（honeycombprocess）等，以具有足够的刚度。注意，反射层103具有足以抵抗自重变形以在反射层103与闪烁体层104之间保持空气层73L的刚度就够了。例如，为了保持25μm厚的空气层73L，0.4m×0.4m反射层103的刚度被设为等于或大于14MPa。例如，用于医疗诊断等的放射线检测装置需要考虑被检者的体重的负荷。当放射线检测装置被设计为抵抗例如200kgf的负荷时，反射层103的刚度被设为等于或大于3GPa。反射层103可使用由轻元素制成的树脂成型板（例如，ABS树脂、聚碳酸酯（PC）树脂或聚丙烯（PP）树脂）。可通过使用碳纤维树脂（例如，CFRP、PAN碳纤维、各向异性碳纤维或各向同性碳纤维）形成更薄的反射层103。
第一实施例例示了在闪烁体层104与反射层103之间存在空气73的布置。但是，如第三实施例例示的那样，可以主动在闪烁体层104与反射层103之间插入空气层73L。空气层73L可减少由于在闪烁体层104中产生的光通过反射层103或者光在反射层103内的散射所导致的光的损失。并且，空气层73L可减少由闪烁体层104与反射层103之间的线性热膨胀系数差产生的压缩应力。第三实施例可增加放射线检测装置的灵敏度和MTF，并提高放射线检测装置的可靠性。这也适用于放射线从B侧入射的后侧照射型放射线检测装置。注意，实施例中的空气层73L也适用于通过气相沉积在传感器面板150上形成柱晶（例如，CsI:Tl）碱卤化物闪烁体层的布置。
可通过例示如下的过程形成放射线检测装置13。例如，通过在载体中分散诸如Gd2O2S:Tb的荧光粉末和用于施加接合作用的硅胶等制备糊剂。硅胶需要令人满意地确保与有机溶剂的相容性，并且，例子是可从NissanChemical得到的有机硅溶胶（organosilicasol）。为了防止搅拌或使用中的糊剂的悬浊和发泡，具有有机改性表面并具有高的相容性的硅胶是优选的。例子是可从NissanChemical得到的有机硅溶胶MEK-AC-2101和MIBK-SD。如果硅胶与荧光材料的体积比低于0.5%，那么不能获得足够的接合力。相反，如果硅胶与荧光材料的体积比等于或大于2.0%，那么亮度会减少。因此，优选产生具有处于0.5%～2.0%的范围内的体积比的糊剂。
通过诸如丝网印刷或狭缝涂敷的方法将糊剂施加到传感器面板150（传感器板107或传感器保护层106）上，以获得希望的膜厚，并然后使其变干，由此形成闪烁体层104。可沿闪烁体层104的周边或像素阵列113的周边形成反射层支撑部件105。反射层103可布置于反射层支撑部件105上，使得主动地在闪烁体层104与反射层103之间形成空气层73L。并且，具有耐湿功能的保护层101通过例如粘接剂层102布置于传感器面板150上，以覆盖闪烁体层104和反射层103。保护层101也可用作电磁屏蔽。当使用溶解性的CsI:Tl柱晶闪烁体层时，需要令人满意的耐湿性。例如，可执行使用聚偏二氯乙烯溶液的湿沉积、通过聚对苯二亚甲基聚合物的真空蒸镀的沉积或从外部环境遮断闪烁体层104的功能防湿膜等的覆盖。
<第四实施例>
第三实施例例示了空气层73L介于闪烁体层104与反射层103之间的布置。但是，只要在闪烁体层104与反射层103之间存在空气层73L，就可增加放射线检测装置的灵敏度、MTF和可靠性，并且，可存在闪烁体层104与反射层103部分相互接触的区域。
将参照图9A-1～9B-3描述根据第四实施例的放射线检测装置14。第四实施例与第三实施例的不同在于，闪烁体层104和反射层103中的一个在它们相互面对的表面上具有凸形形状，并且，它们相互部分接触。与图8A和图8B类似，图9A-1～9B-3示意性地示出放射线检测装置14的截面结构的例子。反射层103在其下表面上具有凸形形状，并部分地接触闪烁体层104。类似地，图9B-1～9B-3示意性地示出放射线检测装置14的截面结构的例子。闪烁体层104在其上表面上具有凸形形状，并部分地接触反射层103。
如图9A-1和9B-1例示的那样，能够以预定的节距循环布置反射层103或闪烁体层104的凸形形状。凸形形状的周期遵照上述传感器的阵列。例如，凸形形状的周期为传感器的节距的N倍（N是整数）是足够的。因此，在闪烁体层104与反射层103之间形成与各传感器对应的空气间隙73S。在抑制伪像的产生的同时，可以增加放射线检测装置的灵敏度、MTF和可靠性。如第三实施例所述，优选空气间隙73S被设为具有处于25μm～50μm的范围内的厚度。
注意，可通过例如热压主要由PET膜形成的反射膜的表面的方法来形成反射层103的下表面上的凸形形状。可通过制备以传感器节距具有开口的丝网印刷板并通过使用网孔图案沉积膜，形成闪烁体层104的上表面上的凸形形状。
例示了以预定的节距循环布置反射层103或闪烁体层104的凸形形状的布置。但是，本发明不限于该布置。例如，如图9A-2和9B-2例示的那样，可在中心区域的一部分和周边区域的一部分中布置凸形形状。作为替代方案，如图9A-3和9B-3例示的那样，可在中心区域和周边区域中的周边区域的一部分中布置凸形形状。
如上所述，第四实施例获得与第三实施例相同的效果，并且，与第三实施例相比，由于减少对于反射层103的刚度的约束，因此还有利于设计。第四实施例可省略形成反射层支撑部件105的处理，并降低制造成本。注意，与第三实施例类似，第四实施例中的空气间隙73S也适于通过气相沉积在传感器面板150上形成柱晶碱卤化物闪烁体层的布置。
<成像系统>
图4示意性地示出应用根据上述的四个实施例的放射线检测装置11～14的成像系统20。成像系统20包括包含例如放射线检测装置11的外壳200、包含图像处理器等的信号处理器230、包含显示器等的显示单元240和用于产生放射线的放射线源210。由放射线源210产生的放射线（一般的例子是X射线）穿过被检者220，并且，外壳200的放射线检测装置11检测包含被检者220的体内信息的放射线。例如，信号处理器230通过使用获得的放射线图像执行预定的信号处理，从而产生图像数据。显示单元240显示图像数据。
描述了第四实施例和将它们应用于成像系统的例子。但是，本发明不限于它们，并且，可以适当地改变目的、状态、应用、功能和其它的规格。也可通过另一实施例实施本发明。
<参考例>
在描述符合各实施例的例子之前，将作为参考例描述在传感器面板与闪烁体层之间包含粘接剂层的放射线检测装置D（未示出）。首先，在550mm×445mm×0.7t非碱玻璃基板上形成使用非晶硅的半导体薄膜。然后，在半导体薄膜上，形成布置用于检测光的多个传感器的传感器阵列和用于驱动这些传感器的多个布线。传感器包括光电转换元件和薄膜晶体管（TFT）。在这种情况下，像素阵列113由2800×3408个像素形成。然后，作为传感器保护层106形成SiNx层和聚酰亚胺树脂层，从而获得传感器面板。
然后，制备并在丝网印刷机中设置用于形成闪烁体层的基台（可从TORAY得到的352.5mm×428.5mm的LumirrorE20#188）。基台具有扩散反射等的功能，并与图1A～1C中的反射层103对应。作为闪烁体材料，在可从NipponKoryo得到的萜品醇（1千克）中分散和搅拌可从Nichia得到的Gd2O2S:Tb（NP-3010）（2kg）。作为分散剂，添加和搅拌可从BYC-Chemie得到的BYC-2000（微量）。在加热得到的材料（温度为150°C）的同时，添加、溶解并然后冷却聚乙烯醇缩丁醛树脂，并且添加甘醇丁醚醋酸酯。结果，获得被调整为在25°C的温度和0.3rpm的旋转速度下具有300Pa·s的旋转粘度的糊剂。当在通过使用三辊轧分散制备的糊剂之后使用细度计时，分散度为25μm。
通过使用闪烁体糊刘，对于用于形成闪烁体层的基台执行丝网印刷。更具体而言，通过使用可从Sonocom得到的丝网印刷板（丝网板框架为1100mm×1200mm，导线直径为80μm，3D80网孔），以2.2mm的余隙（clearance）执行丝网印刷。开口为352mm×428mm。在执行丝网印刷之后，执行调平（15分钟），在IR加热炉中执行干燥化（120°C，45分钟）并冷却到室温。通过相同的过程，总共重复执行三次的丝网印刷。为了减少网孔痕迹，对于每次印刷改变丝网印刷中的网孔偏移量。第一印刷使用22.5°丝网印刷板，第二印刷使用30°丝网印刷板，第三印刷使用45°丝网印刷板。以75°的挤压角和20mm/秒的挤压速度执行所有的丝网印刷处理。以这种方式，获得在基台上包含闪烁体层的荧光板。
然后，在转印装置中设置荧光板，并且，可从DIC得到的压力敏感粘接剂片材（DAITAC#8603TNW-10）被转印到荧光板，由此获得上面安装包含10μm厚的粘接剂层的闪烁体层的板。在转印装置中设定传感器面板，并且，安装闪烁体层的板被贴附于传感器面板的中心以覆盖像素阵列113。在保护膜被转印到传感器板以形成保护层之后，执行压力脱泡，以从侧壁表面去除气泡。作为保护膜，使用通过在50μm厚的聚对苯二甲酸乙二醇酯（PET）基膜上沉积40μm的Al并进一步转印10μm厚的丙烯酸压力敏感粘接剂制备的膜。结果，保护层具有对于传感器的电磁屏蔽和保湿（moistureretention）的功能。在这种方式中，获得放射线检测装置D。
MTF被评价如下。首先，在评价装置中设置放射线检测装置，并且，在放射线检测装置与X射线源之间设置用于去除软的X射线的20mm厚的Al过滤器。板与X射线源之间的高度被调整到130cm，并且，放射线检测装置与电气驱动系统连接。在这种状态下，以2°C～3°C的角度在放射线检测装置上安装矩形MTF图。放射线检测装置以80keV的管电压和250mA的管电流被暴露于50msX射线脉冲6次。MTF图被去除，并然后类似地暴露放射线检测装置6次。通过在6次暴露中分析放射线剂量稳定的3次暴露中的图像，评价MTF。放射线检测装置D的MTF在2lp/mm下为0.280。作为灵敏度评价方法，类似地在相同的条件下暴露放射线检测装置。放射线检测装置D的灵敏度为3700LSB。
作为用于比较热应力耐性的试验，如图5例示的那样，进行重复50°C的温度和60%的湿度的状态与-30°C的温度和0%的湿度的状态的热循环试验。放射线检测装置D在第一热循环试验中没有外观和实际使用的任何问题。但是，在第二热循环试验中，闪烁体层和传感器面板剥离。在第三热循环试验中，保护膜和闪烁体层剥离，并且，闪烁体层被破坏。
将参照图7A～7C解释符合各实施例的例子。
<例子1>
在例子（1-1）～（1～6）中，通过对于粘接剂树脂72的拉伸弹性模量在0.7GPa～3.5GPa的范围中分配参数，实施上述的实施例。通过与参考例相同的过程获得闪烁体糊剂。此时，添加树脂，使得粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比变为2.5%。根据需要添加甘醇丁醚醋酸酯，并且，糊剂被调整为在25°C的温度和0.3rpm的旋转速度下具有150～300Pa?s的旋转粘度。当在通过使用三辊轧分散制备的糊剂之后使用细度计时，分散度为25μm。作为粘接剂树脂72，使用具有不同的聚合度的纤维素乙醚（EC）、聚乙烯醇缩丁醛（PVB）和聚甲基丙烯酸甲酯（PMMA）。形成事先测量厚度和重量的小片的条状膜，并且，通过使用可从SeikoInstruments得到的动态粘塑性测量装置（DMS210）测量这些糊剂的拉伸弹性模量。拉伸弹性模量在例子（1-1）中为0.7GPa，在例子（1-2）中为0.8GPa，在例子（1-3）中为1.0GPa，在例子（1-4）中为1.4GPa，在例子（1-5）中为3.4GPa，在例子（1-6）中为3.5GPa。粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比为2.5%。
在丝网印刷机中设置传感器面板150，并且，通过与参考例相同的过程，通过使用这些闪烁体糊剂中的每一个执行总共三次的丝网印刷。在丝网印刷板中设置开口，以在板的中心处获得352.5mm×428.5mm的印刷图案。在上面形成闪烁体层104的传感器面板150被设置于转印装置中以转印保护膜之后，执行压力脱泡以从侧壁表面去除气泡。作为保护膜，使用通过在50μm厚的PET基膜上沉积40μm的Al、进一步转印10μm厚的丙烯酸压力敏感粘接剂、粘接可从TORAY得到的LumirrorE20#188并转印DAITAC#8603TNW-10制备的膜。可从TORAY得到的LumirrorE20#188与反射层103对应，并且，DAITAC#8603TNW-10与粘接剂层102对应。以这种方式，获得直接在传感器面板150上形成闪烁体层104的放射线检测装置。
如图7A的例子（1-1）～（1-6）所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量优选大于0.7GPa且小于3.5GPa。
<例子2>
通过对于粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比在0.9%～5.1%的范围中分配参数，通过与例子1相同的过程实施例子（2-1）～（2-6）。通过使用纤维素乙醚（EC）作为粘接剂树脂72调整体积比。体积比在例子（2-1）中为0.9%，在例子（2-2）中为1.0%，在例子（2-3）中为2.5%，在例子（2-4）中为3.5%，在例子（2-5）中为5.0%，在例子（2-6）中为5.1%。粘接剂树脂72的拉伸弹性模量为2.0GPa。通过与上述的方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7B的例子（2-1）～（2-6）所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比优选等于或大于1%且等于或小于5%。
<例子3>
通过对于闪烁体层104的闪烁体粒子71分配粒子尺寸和中值尺寸参数，通过与上述的例子相同的过程实施例子（3-1）～（3-7）。使用纤维素乙醚（EC）作为粘接剂树脂72，调整粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比。中值尺寸和粒子尺寸在例子（3-1）中为6.2μm和26μm，在例子（3-2）中为1.9μm和12μm，在例子（3-3）中为2μm和14μm，在例子（3-4）中为4μm和25μm。并且，中值尺寸和粒子尺寸在例子（3-5）中为8μm和25μm，在例子（3-6）中为12μm和25μm，在例子（3-7）中为13μm和25μm。粘接剂树脂72的拉伸弹性模量为2.0GPa，并且，粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比为2.5%。通过与上述方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7B的例子（3-1）～（3-7）所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，闪烁体层104的闪烁体粒子71的粒子尺寸优选等于或小于25μm，并且，其中值尺寸优选等于或大于2μm且等于或小于12μm。
<例子4>
对于闪烁体层104还包含空气和流体材料中的至少流体材料的情况，通过与上述的例子相同的过程实施例子（4-1）～（4-2）。在在传感器面板150上形成闪烁体层104之后，重新在丝网印刷机上设置传感器面板150，并且，通过使用可从Sonocom得到的丝网印刷板（导线直径为23μm，400网孔），以2.2mm的余隙执行硅酮油的丝网印刷。连续执行丝网印刷，直到硅酮油的液体水平达到闪烁体层104的上端，而不在印刷之后变干。作为硅酮油，在例子（4-1）中使用可从Shin-EtsuSilicone得到的KF-96-3000CS（折射率为1.4），并且，在例子（4-2）中使用HIVACF（折射率为1.6）。
如图7B所示，评价结果在例子（4-1）中是0.34的MTF和3950LSB的灵敏度，在例子（4-1）中为0.32的MTF和3850LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。热循环试验的结果没有表现任何实际使用中的问题。由此，由于闪烁体层104还包含空气和流体材料之中的至少流体材料，因此，获得更优选的结果。
<例子5>
对于突出部分90布置于传感器面板150上以包围传感器面板150与闪烁体层104相互接触的区域的情况，通过与上述例子相同的过程，实施例子（5-1）。在这种情况下，如图6例示的那样，使用具有沿纵向为352.75mm、横向为428.75mm的线形成的0.5mm宽开口122的325网孔丝网印刷板。在图6中，区域121是施加乳剂的区域，并且，框架123是丝网印刷板的框架。
通过使用环氧树脂（可从AjinomotoFine-Techno得到的AE-901T-DA）的丝网印刷形成突出部分90。以75°的挤压角、10mm/秒的挤压速度和2.2mm的余隙执行印刷。环氧树脂变干（60°C，约60分钟），从而在传感器面板150上形成框架状突出部分90。突出部分90的截面形状是下部基台为约0.5mm、上部基台为约0.3mm且高度为约50μm的台形形状。在上面形成突出部分90的传感器面板150上形成闪烁体层104，并且，以与上述方式相同的方式获得放射线检测装置。
测量闪烁体层104的尺寸，获得352.5mm×428.5mm的目标值。当例子（2-3）中的闪烁体层104的尺寸也被测量时，它们比目标值大0.8mm～1.0mm。在参考例中用于形成闪烁体层的基台（可从TORAY得到的352.5mm×428.5mm的LumirrorE20#188）具有±0.5mm的容限。因此，可以考虑通过在传感器面板150上布置突出部分90以包围传感器面板150与闪烁体层104相互接触的区域来提高外形的精度。
如图7B的例子（5-1）所示，评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。另外，热循环试验的结果没有表现任何实际使用中的问题。
<例子6>
对于传感器面板150的传感器面板150与闪烁体层104相互接触的表面具有三维形状的情况，通过与上述例子相同的过程实施例子（6-1）。
像素阵列113侧的传感器面板150的表面的周边被带子掩盖以覆盖它。通过用甲基乙基酮稀释可从NissanChemical得到的有机硅溶胶（MEK-AC-21001）制备液体，以使其具有5%的Si固体浓度。然后，液体被施加于传感器面板150。使传感器面板150变干（80°C，约30分钟），去除掩盖带子，用浸渍丙酮的Bemcot令人满意地修整周边，执行退火（150°C，2小时，空气中）。以这种方式，获得在像素阵列113中具有最大1μm三维形状的传感器面板150。三维形状形成为岛状，并由此几乎不影响可见光的透射。因此，以与上述的方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7C所示，评价结果是0.31的MTF和3800LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。另外，热循环试验的结果没有表现任何实际使用中的问题。
<例子7>
对于在闪烁体层104中粘接剂树脂72的拉伸弹性模量沿厚度方向具有不均匀分布的情况，通过与上述的例子相同的过程，实施例子（7-1）～（7-3）。通过在要执行三次的每次丝网印刷中改变粘接剂树脂72的拉伸弹性模量，实现这一点。在第一印刷（与第一区域R1对应）中，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量在所有的例子（7-1）～（7-3）中为2.0GPa。在第二印刷（与第二区域R2对应）和第三印刷（与第三区域R3对应）中，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量在例子（7-1）中为1.5GPa，在例子（7-2）中为2.0GPa，在例子（7-3）中为2.1GPa。粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比为2.5%。然后，以与上述的方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7C所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，粘接剂树脂72优选在第一区域R1中具有比第二区域R2和第三区域R3中高的拉伸弹性模量。
<例子8>
对于在闪烁体层104中粘接剂树脂72的拉伸弹性模量沿厚度方向具有不均匀分布的情况，通过与上述的例子相同的过程，实施例子（8-1）～（8-3）。在第一印刷（与第一区域R1对应）中，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量在所有的例子（8-1）～（8-3）中为2.0GPa。在第二印刷（与第二区域R2对应）中，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量在例子（8-1）中为1.0GPa，在例子（8-2）中为1.5GPa，在例子（8-3）中为2.0GPa。在第三印刷（与第三区域R3对应）中，所述拉伸弹性模量在例子（8-1）中为1.5GPa，在例子（8-2）中为2.0GPa，在例子（8-3）中为1.5GPa。粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比为2.5%。然后，以与上述的方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7C所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，闪烁体层104优选被布置为使得拉伸弹性模量在区域R1、R2和R3之间满足关系ER1>ER3>ER2。区域R1～R3中的粘接剂树脂72的拉伸弹性模量对于第一区域R1为ER1、对于第二区域R2为ER2、对于第三区域R3为ER3。
<例子9>
对于在闪烁体层104中粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比Vr/Vs沿厚度方向具有不均匀分布的情况，通过与上述的例子相同的过程，实施例子（9-1）～（9-3）。通过在要执行三次的每次丝网印刷中改变体积比Vr/Vs，实现这一点。在第一印刷（与第一区域R1对应）中，体积比Vr/Vs在所有的例子（9-1）～（9-3）中为2.5%。在第二印刷（与第二区域R2对应）和第三印刷（与第三区域R3对应）中，体积比Vr/Vs在例子（9-1）中为3.0%，在例子（9-2）中为2.5%，在例子（9-3）中为2.0%。粘接剂树脂72的拉伸弹性模量为2.0GPa。然后，以与上述的方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7C所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，闪烁体层104的粘接剂树脂72优选在第一区域R1中具有比第二区域R2和第三区域R3中高的体积比Vr/Vs。
<例子10>
对于在闪烁体层104中粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比Vr/Vs沿厚度方向具有不均匀分布的情况，通过与例子9相同的过程，实施例子（10-1）～（10-5）。在第一印刷（与第一区域R1对应）中，体积比Vr/Vs在所有的例子（10-1）～（10-5）中为2.5%。在第二印刷（与第二区域R2对应）中，体积比Vr/Vs在例子（10-1）中为1.5%，在例子（10-2）中为1.5%。并且，体积比Vr/Vs在例子（10-3）中为1.5%，在例子（10-4）中为2.0%，在例子（10-5）中为2.0%。在第三印刷（与第三区域R3对应）中，体积比Vr/Vs在例子（10-1）中为2.0%，在例子（10-2）中为1.5%。并且，体积比Vr/Vs在例子（10-3）中为1.0%，在例子（10-4）中为2.5%，在例子（10-5）中为2.0%。
如图7C所示，所有这些例子的评价结果是0.31的MTF和3750LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。从热循环试验的结果可以明显地看出，闪烁体层104优选被布置为使得体积比Vr/Vs在区域R1、R2和R3之间满足（Vr/Vs）R1>（Vr/Vs）R3>（Vr/Vs）R2的关系。区域R1～R3中的体积比Vr/Vs对于第一区域R1为（Vr/Vs）R1，对于第二区域R2为（Vr/Vs）R2，对于第三区域R3为（Vr/Vs）R3。
<例子11>
对于布置包含无机粉末粒子74和粘接剂树脂72的反射层103a的情况，通过与上述的例子相同的过程，实施例子（11-1）和（11-2）。
首先，在可从NissanChemicalIndustry得到的纤维素乙醚（EC）载体（EC-300FTP，12.2重量份）中分散闪烁体材料（Gd2O2S:Tb，可从Nichia得到的NP-30100，100重量份）。然后，通过行星搅拌/脱泡机充分揉捏闪烁体材料。获得的闪烁体糊剂在25°C的温度和0.3rpm的旋转速度下具有300Pa·s的旋转粘度。当在通过使用三辊轧分散糊剂之后使用细度计时，分散度为25μm。糊剂的制备使用聚乙烯醇缩丁醛。在两个例子（11-1）和例子（11-2）中，粘接剂树脂72的拉伸弹性模量为2.0GPa，粘接剂树脂72与闪烁体粒子71的体积比为2.5%。
相反，在上述的EC载体相同的EC载体（30.4重量份）中分散具有270nm的平均粒子尺寸的金红石氧化钛亚微米粉末（可从IshiharaSangyo得到的PT-201，100重量份），并且，通过行星搅拌/脱泡机充分揉捏，从而获得氧化钛高度填充的糊剂。糊剂在25°C的温度和0.3rpm的旋转速度具有300Pa·s的旋转粘度。通过使用该糊剂在闪烁体层104上执行丝网印刷，从而在闪烁体层104上形成100μm厚氧化钛粉末沉积层（反射层103a）。包含调平和干燥化的丝网印刷条件符合用于形成闪烁体层104的条件。然后，以与上述方式相同的方式获得放射线检测装置。
如图7C所示，所有这些例子的评价结果是0.29的MTF和3950LSB的灵敏度，它们比参考例中的值高。特别地，灵敏度比在上述的例子中获得的灵敏度高。从热循环试验的结果可以明显地看出，通过布置包含无机粉末粒子74和粘接剂树脂72的反射层103a，闪烁体层104的粘接性能得到提高。
虽然已参照示例性实施例描述了本发明，但应理解，本发明不限于公开的示例性实施例。所附权利要求的范围应被赋予最宽的解释以包含所有这样的修改以及等同的结构和功能。
Claims (17)
1.一种放射线检测装置，包括传感器面板和闪烁体层，在所述传感器面板中布置了用于检测光的多个传感器，所述闪烁体层包含用于将入射的放射线转换成光的闪烁体粒子和具有粘接性能并接合闪烁体粒子的粘接树脂，
其中，所述闪烁体层通过所述粘接剂树脂粘接到所述传感器面板，所述粘接剂树脂的拉伸弹性模量高于0.7GPa且低于3.5GPa，并且，所述粘接剂树脂与所述闪烁体粒子的体积比不低于1%且不高于5%。
2.根据权利要求1的装置，其中，所述闪烁体粒子具有不大于25μm的粒子尺寸以及不小于2μm且不大于12μm的中值尺寸。
3.根据权利要求1的装置，还包括基台，所述基台被布置为在所述闪烁体层的与所述传感器面板和所述闪烁体层粘接的表面相反的表面上粘接到所述闪烁体层，
其中，所述闪烁体层从所述传感器面板侧朝所述基台侧包含第一区域、第二区域和第三区域，并且，
使ER1、ER2和ER3分别为第一区域、第二区域和第三区域中的粘接剂树脂的拉伸弹性模量，则满足ER1>ER3>ER2的关系。
4.根据权利要求1的装置，还包括基台，所述基台被布置为在所述闪烁体层的与所述传感器面板和所述闪烁体层粘接的表面相反的表面上粘接到所述闪烁体层，
其中，所述闪烁体层从所述传感器面板侧朝所述基台侧包含第一区域、第二区域和第三区域，并且，
使（Vr/Vs）R1、（Vr/Vs）R2和（Vr/Vs）R3分别为第一区域、第二区域和第三区域中的粘接剂树脂与闪烁体粒子的体积比，则满足（Vr/Vs）R1>（Vr/Vs）R3>（Vr/Vs）R2的关系。
5.根据权利要求1的装置，其中，所述传感器面板包含突出以包围所述传感器面板与所述闪烁体层相互接触的区域的部分。
6.根据权利要求5的装置，其中，所述突出部分的高度不小于所述闪烁体层的厚度的一半，并且不大于所述闪烁体层的厚度。
7.根据权利要求1的装置，其中，所述闪烁体层还包含空气和流体材料之中的至少流体材料，并且，所述流体材料具有不低于1且不高于闪烁体粒子的折射率的折射率。
8.根据权利要求1的装置，还包括保护层，所述保护层布置在所述闪烁体层的与所述传感器面板和所述闪烁体层粘接的表面相反的表面上，并且保护所述闪烁体层，所述保护层包含无机粉末粒子和粘接剂树脂。
9.根据权利要求8的装置，其中，所述无机粉末粒子具有不小于190nm且不大于380nm的粒子尺寸。
10.根据权利要求1的装置，还包括反射层，所述反射层布置在所述闪烁体层的与所述传感器面板和所述闪烁体层粘接的表面相反的表面上，并且反射在所述闪烁体层中产生的光，所述反射层被布置为在所述反射层与所述闪烁体层之间形成间隙。
11.根据权利要求10的装置，其中，所述间隙是通过在所述闪烁体层与所述反射层相互面对的表面上在所述闪烁体层和所述反射层中的一个上形成凸形形状而形成的。
12.根据权利要求11的装置，其中，与所述传感器面板的多个传感器对应地形成所述凸形形状。
13.根据权利要求11的装置，其中，在所述闪烁体层和所述反射层中的一个上的周边区域的一部分中形成所述凸形形状。
14.根据权利要求11的装置，其中，在所述闪烁体层和所述反射层中的一个上的中心区域的一部分和周边区域的一部分中形成所述凸形形状。
15.根据权利要求1的装置，其中，所述粘接剂树脂至少包含纤维素树脂、丙烯酸树脂和聚乙烯醇缩醛树脂中的至少一种。
16.根据权利要求1的装置，其中，所述闪烁体层还包含使闪烁体粒子相互粘接的硅胶。
17.一种成像系统，包括：
在权利要求1～16中的任一项中限定的放射线检测装置；
处理来自所述放射线检测装置的信号的信号处理器；
显示来自所述信号处理器的信号的显示单元；和
被配置为产生放射线的放射线源。
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