CN104081224B - 放射线图像检测装置及放射线图像摄影系统 - Google Patents
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Abstract
放射线图像摄影系统具备放射线源和放射线图像检测装置。放射线图像检测装置从放射线的入射侧起依次配置有固体检测器和波长转换层。波长转换层对透过固体检测器而入射的放射线进行检测并转换为可见光。固体检测器对可见光进行检测而生成图像数据。波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子混合于粘合剂而得到的单层的荧光体层。波长转换层的每单位厚度的第一荧光体粒子的重量朝向离开固体检测器的方向而逐渐地减小。
Description
技术领域
本发明涉及间接转换方式的放射线图像检测装置及具有该放射线图像检测装置的放射线图像摄影系统。
背景技术
在医疗领域等中，用于观察体内的放射线图像摄影系统正在普及。该放射线图像摄影系统具备：放射线源，从放射线源向被摄体发射X线等放射线；及放射线图像检测装置，将透过了被摄体的放射线转换为电荷，并将该电荷转换为电压，从而生成表示被摄体的放射线图像的图像数据。
在放射线图像检测装置中存在：将放射线直接转换为电荷的直接转换方式及将放射线暂时转换为光(可见光)并将该光转换为电荷的间接转换方式。间接转换方式的放射线图像检测装置具有将放射线转换为光的波长转换层和将由波长转换层生成的光转换为电荷的固体检测器。在该固体检测器具有多个光电二极管。
波长转换层包含将放射线转换为光的荧光体。该荧光体由GOS(Gd2O2S:Tb)等粒子(以下，称作荧光体粒子)、CsI:Tl等柱状晶体构成。粒子构造的波长转换层与柱状晶体构造的波长转换层相比制造容易且廉价，因此被广泛使用。粒子构造的波长转换层是将荧光体粒子分散于树脂等粘合剂(结合剂)而得到的层。
间接转换方式的放射线图像检测装置中，将波长转换层与固体检测器叠层，根据将哪一个配置于放射线源侧而分为两种。将波长转换层设为放射线源侧的方式被称作PSS(PenetrationSideSampling：穿透侧采样)方式。相反，将固体检测器设为放射线源侧的方式被称作ISS(IrradiationSideSampling:辐射侧采样)方式(参照日本特开2010－112733号公报等)。
在波长转换层内，根据放射线的入射而产生发光，但是该发光主要在放射线入射的一侧的表层产生。因此，在PSS方式中，在波长转换层的与固体检测器相反的一侧的表层产生发光，该光在波长转换层中朝向固体检测器而传播。因此，光的一部分被波长转换层自身所吸收、或被散射，存在灵敏度(从放射线向光的转换效率)、由固体检测器所检测的图像的清晰度降低这样的问题。
另一方面，ISS方式中，透过了固体检测器的放射线入射到波长转换层，从而使波长转换层内的发光在固体检测器侧产生，因此存在光的传播距离较短而能够抑制上述那样的灵敏度、清晰度降低的优点。
例如，在ISS方式中，为了使波长转换层的灵敏度提高，只要将波长转换层加厚即可。可是，若将波长转换层加厚，则在距固体检测器较远的位置产生基于荧光体粒子的发光，来自这些荧光体粒子的光随着朝向固体检测器传播而较大地扩展，因此存在图像的清晰度降低这样的问题。另外，虽然通过增大荧光体粒子的尺寸并增大荧光体粒子的发光量而使波长转换层的灵敏度提高，但是在该情况下，从荧光体粒子朝向固体检测器传播的光进一步较大地扩展，清晰度会进一步降低。
因此，日本特开2010－112733号公报中，提出了如下方案：通过将使平均粒径较小的荧光体粒子分散于粘合剂而得到的第一荧光体层和使平均粒径较大的荧光体粒子分散于粘合剂而得到的第二荧光体层层叠而构成波长转换层，将第二荧光体层配置于固体检测器侧。在第二荧光体层中，荧光体粒子的尺寸较大且发光量较大，但是各荧光体粒子的位置接近于固体检测器，因此光的扩展较小，不会降低清晰度。在第一荧光体层中，各荧光体粒子的位置距固体检测器较远，但是荧光体粒子的尺寸较小，因此光的扩展较小，不会降低清晰度。因此，专利文献1记载的放射线图像检测装置中，能够在不降低清晰度的情况下提高灵敏度。
发明内容
发明要解决的课题
然而，日本特开2010－112733号公报中记载的放射线图像检测装置中，虽然通过将波长转换层设为第一荧光体层和第二荧光体层这两层结构而能够实现灵敏度及清晰度的提高，但是由此制造成本也会提高。由此，希望利用单层的波长转换层来实现灵敏度及清晰度的提高。
本发明目的在于提供能够抑制制造成本并且实现灵敏度及清晰度的提高的间接转换方式的放射线图像检测装置及具有该放射线图像检测装置的放射线图像摄影系统。
用于解决课题的手段
为了解决上述课题，本发明的放射线图像检测装置具备将放射线转换为光的波长转换层和对光进行检测而生成图像数据的固体检测器。从摄影时来自放射线源的放射线入射的一侧起以固体检测器、波长转换层的顺序进行配置。波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子混合于粘合剂中而得到的单层的荧光体层。波长转换层的每单位厚度的第一荧光体粒子的重量朝向从固体检测器离开的方向而逐渐地减小。
优选为，波长转换层的每单位厚度的第二荧光体粒子的重量在固体检测器侧比在与固体检测器相反的一侧小。
优选为，波长转换层的每单位厚度的第二荧光体粒子的重量朝向从固体检测器离开的方向而逐渐地增大。
优选为，波长转换层是通过将使第一荧光体粒子及第二荧光体粒子分散于粘合剂的溶液而得到的荧光体涂敷液涂敷于临时支撑体上而使荧光体涂敷液干燥并从临时支撑体剥离而形成的。临时支撑体一侧的面配置于固体检测器侧。
优选为，在波长转换层的与固体检测器相反一侧设有光反射层。优选为，波长转换层在光反射层侧的表面具有凸部。
优选为，固体检测器和波长转换层处于隔着接合剂层而接合或直接相接地压靠的状态。优选为，在光反射层的与固体检测器相反的一侧设有支撑体，波长转换层和支撑体隔着光反射层通过加热压缩而接合。
优选为，第一荧光体粒子与第二荧光体粒子的重量比为20％～40％。优选为，第一平均粒径为5μm以上且12μm以下，第二平均粒径为1μm以上且小于5μm。优选为，波长转换层中的荧光体粒子的空间填充率为68％以上。
优选为，荧光体粒子由A2O2S:X形成，其中A是Y、La、Gd、Lu中的任一个，X是Eu、Tb、Pr中的任一个。
优选为，具备对波长转换层的周缘的侧面进行覆盖的封边部件。
本发明的放射线图像摄影系统具备放射线源和放射线图像检测装置。放射线源射出放射线。放射线图像检测装置具有将放射线转换为光的波长转换层和对光进行检测而生成图像数据的固体检测器，从放射线入射的一侧起，依次以固体检测器、波长转换层的顺序进行配置。波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子混合于粘合剂中而得到的单层的荧光体层，波长转换层的每单位厚度的第一荧光体粒子的重量朝向从固体检测器离开的方向而逐渐地减小。
发明效果
根据本发明，波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子混合于粘合剂中而得到的单层的荧光体层，波长转换层的每单位厚度的第一荧光体粒子的重量朝向从固体检测器离开的方向而逐渐地减小，因此灵敏度及清晰度提高。
附图说明
图1是表示放射线图像摄影系统的结构的说明图。
图2是放射线图像检测装置的立体图。
图3是表示固体检测器的结构的说明图。
图4是在沿着放射线的方向上将放射线图像检测装置切断后的纵向剖视图。
图5是对波长转换层的结构进行说明的说明图。
图6是放射线图像检测装置的第一制造工序图。
图7是放射线图像检测装置的第二制造工序图。
图8是放射线图像检测装置的第三制造工序图。
图9是在与放射线正交的方向上将第二实施方式的波长转换层切断后的横向剖视图。
图10是表示第一及第二荧光体粒子的空间填充率与重量比的关系的坐标图。
图11是表示第一及第二荧光体粒子的重量向波长转换层的厚度方向的变化的坐标图。
图12是表示第二实施方式的放射线图像检测装置的纵向剖视图。
图13是表示第一及第二荧光体粒子的空间填充率与重量比的关系的坐标图。
图14是表示第一及第二荧光体粒子的空间填充率与重量比的关系的坐标图。
图15是对泡疤的产生原因进行说明的图。
图16是对第二实施方式的波长转换层的平均粒径的频数分布进行例示的坐标图。
图17是在与放射线正交的方向上将第三实施方式的波长转换层切断后的横向剖视图。
图18是对第一～第三荧光体粒子的重量向波长转换层的厚度方向的变化进行表示的坐标图。
具体实施方式
[第一实施方式]
图1中，放射线图像摄影系统10具有放射线源11、放射线图像检测装置12、信号处理装置13和显示装置14。放射线源11向被摄体15射出放射线(例如X线)XR。放射线图像检测装置12对透过了被摄体15的放射线XR进行检测，对载持于该放射线XR的被摄体15的放射线图像进行检测，生成图像数据而输出。信号处理装置13对从放射线图像检测装置12输出的图像数据实施预定的信号处理。显示装置14基于利用信号处理装置13实施了信号处理后的图像数据而显示放射线图像。
图2中，放射线图像检测装置12由固体检测器20、波长转换层21、支撑体22、封边部件23和保护层24构成。固体检测器20、波长转换层21、支撑体22、保护层24从放射线源11侧起按照该顺序依次叠层。从放射线源11射出并透过了被摄体15的放射线XR透过固体检测器20而入射到波长转换层21。在保护层24的与放射线入射侧相反的一侧，设有铅板等放射线遮蔽板(未图示)。
波长转换层21是将摄影时所入射的放射线XR转换为光(可见光)的单层的荧光体层(闪烁器)。固体检测器20对由波长转换层21转换而得到的光进行检测而生成表示放射线图像的图像数据。封边部件23对波长转换层21及支撑体22的周缘的侧面进行覆盖。保护层24对支撑体22的与波长转换层21相反的一侧的面进行覆盖。
另外，放射线图像检测装置12大多在装卸自如地安装于摄影台的电子盒的形态下使用。该电子盒中，放射线图像检测装置12收纳于框体(未图示)内。在该框体内也收纳有图像存储器、蓄电池(均未图示)。在作为框体的放射线入射侧的入射面，为了使放射线源11、被摄体15对位而设有对准标记(未图示)。
图3中，固体检测器20具备多个像素30、多个扫描线31、多个数据线32、栅极驱动器33、多个积分放大器34、多路转换器35及A/D转换器36。像素30由光电二极管30a和TFT开关30b构成，在XY方向上排列成二维状。扫描线31对应在X方向上排列的像素30的每行而设置。在扫描线31施加用于驱动TFT开关30b的扫描信号。数据线32对应在Y方向上排列的像素30的每列而设置。蓄积于光电二极管30a并经由TFT开关30b被读出的信号电荷在数据线32中流动。
光电二极管30a根据由波长转换层21生成的光而产生信号电荷并蓄积。TFT开关30b与扫描线31和数据线32的各交点对应而设置，与光电二极管30a连接。
栅极驱动器33与各扫描线31的一端连接，依次向扫描线31施加扫描信号。积分放大器34与各数据线32的一端连接，对在各数据线32中流动的信号电荷进行积算，输出与积算电荷量对应的电压。多路转换器35设置于各积分放大器34的输出侧，将由积分放大器34输出的电压选择性地输入到A/D转换器36。A/D转换器36将经由多路转换器35而从积分放大器34输入的电压转换为数字信号。在积分放大器34和A/D转换器36之间设有电压放大器等。利用从A/D转换器36输出的总像素量的数字信号，构成前述的图像数据。
图4中，波长转换层21的第一面21a隔着接合剂层25与固体检测器20接合，第二面21b与支撑体22接合。接合剂层25由丙烯系的材料形成。支撑体22是使树脂薄膜22a、导电性层22b、光反射层22c按照该顺序依次层叠而成的结构。波长转换层21的第二面21b与该光反射层22c接合。支撑体22的下表面由保护层24所覆盖。
封边部件23由树脂等形成。优选为，封边部件23的厚度是5μm以上且500μm以下。封边部件23例如是由硅酮系聚合物和聚异氰酸酯构成的硬化皮膜。
作为硅酮系聚合物，使用通过主要具有聚硅氧烷单元的成分(聚合物、预制聚合物或单体)和其他成分(聚合物、预制聚合物或单体)的缩聚反应或加聚反应而将它们交替地结合为块或链环的聚合物。例如，能够列举出：具有聚硅氧烷单元的聚氨基甲酸乙酯、具有聚硅氧烷单元的聚脲、具有聚硅氧烷单元的聚酯、具有聚硅氧烷单元的丙烯树脂。
作为聚异氰酸酯，使用各种聚异氰酸酯单体、TMP(三羟甲基丙烷)等多元醇和TDI(甲苯二异氰酸酯)等异氰酸酯或聚异氰酸酯的加合体、TDI的二聚体或TDI的三聚体和HMDI(六亚甲基二异氰酸酯)的聚合体等聚合体、由聚异氰酸酯与多官能性羟基或胺化合物、或聚异氰酸酯和羟基聚乙醚或聚酯的反应而得到异氰酸酯预制聚合物等化合物。通常，硅酮系聚合物和聚异氰酸酯的混合比按照重量比为99：1～10：90(聚合物：聚异氰酸酯)，优选为95：5～20：80，进一步优选为90：10～70：30。
作为支撑体22的树脂薄膜22a的材料，使用聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)、醋酸纤维素、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、三醋酸酯、聚碳酸酯等。树脂薄膜22a的厚度优选为20μm以上且2mm以下，更优选为70μm以上且0.5mm以下。
导电性层22b是使SnO2等导电剂分散于聚酯等树脂而得到的。光反射层22c是使氧化铝微粒等光反射性物质分散于丙烯等树脂而得到的。作为保护层24，使用富士胶片株式会社制的超阻隔薄膜(SBF：商品名)。
封边部件23也可以具有导电性。例如，在聚合物中混合SnO2:Sb、ZnO等导电性微粒、炭黑、富勒烯、碳纳米管等碳簇。在该情况下，优选为封边部件23的薄膜电阻是108Ω以下。
图5中，通过使GOS(Gd2O2S：Tb)等荧光体粒子40分散于树脂等粘合剂(结合剂)41而形成波长转换层21。将荧光体粒子40图示为球状，但是实际上也可以是变形的多边形状。荧光体粒子40的平均粒径是5μm左右。这里，所谓平均粒径，例如是由费氏微粒测量仪(FisherSub-SieveSizer)法测定出的粒径的平均值。
作为荧光体粒子40，使用A2O2S：X(其中，A是Y、La、Gd，Lu中的任一个，X是Eu、Tb、Pr中的任一个)所表示的粒子。另外，作为荧光体粒子40，也可以使用在A2O2S：X中包含铈(Ce)或钐(Sm)作为共活化剂而得到的粒子，此外，也可以使用混晶系的荧光体。
波长转换层21的每单位厚度的荧光体粒子40的重量从第一面21a侧起向与放射线XR的入射侧相反的第二面21b侧而逐渐地减小。相反，波长转换层21的每单位厚度的粘合剂41的重量从第一面21a侧向第二面21b侧而逐渐地增大。因此，荧光体粒子40的空间填充率在固体检测器20侧较大而在从固体检测器20离开的位置较小，因此波长转换层21在固体检测器20侧发光量较大，并且能够抑制从荧光体粒子40向固体检测器20的发光的扩展。由此，由固体检测器20得到的图像的灵敏度及清晰度提高。
另外，优选为波长转换层21中的荧光体粒子40的空间填充率为63％以上。通常，由以下的方法求出荧光体的空间填充率。首先，将波长转换层的一部分切出而测定体积。接下来，使用溶剂等对从该波长转换层提取出的荧光体的重量进行测定，根据该荧光体的密度而计算荧光体的体积。上述各个体积比作为荧光体的空间填充率而表示。另外，在荧光体的组成不明的情况下，只要进行组成分析并根据构成元素和晶体构造来计算密度即可。
接下来，对放射线图像检测装置12的制造方法进行说明。首先，如图6(A)所示，在由PET等树脂形成的临时支撑体50的表面涂敷硅酮系等的脱模剂而形成脱模剂层51。
如图6(B)所示，使用刮刀将使荧光体粒子40分散于粘合剂41的溶液(结合剂溶液)而得到的的荧光体涂敷液涂敷在脱模剂层51上。在荧光体涂敷液中包含挥发性溶剂(MEK等)。通过使在脱模剂层51上涂敷的荧光体涂敷液干燥，将波长转换层21作为荧光体薄片而形成。在涂敷荧光体涂敷液时，在粘合剂41的溶液内荧光体粒子40的比重较大，因此荧光体粒子40沉淀而移动到临时支撑体50侧(第一面21a侧)。通过干燥而进一步促进该移动。该结果为，波长转换层21的每单位厚度的粘合剂41的重量从与临时支撑体50相反的一侧(第二面21b侧)朝向临时支撑体50侧(第一面21a侧)而逐渐地减小。
如图7(A)所示，在由PET等树脂形成的树脂薄膜22a的表面涂敷导电性的涂敷液并使之干燥、硬化，从而形成导电性层22b。如图7(B)所示，使用刮刀将分散有光反射性物质的涂敷液涂敷于导电性层22b上，并使涂敷液干燥，从而形成光反射层22c。由此，前述的支撑体22完成。
接下来，将由图6(B)所示的工序中生成的波长转换层21从临时支撑体50剥离，并如图7(C)所示，将波长转换层21以第二面21b与光反射层22c相接的方式重叠于支撑体22上。并且，在如此将波长转换层21和支撑体22重叠的状态下，使用压光机进行加热压缩。由此，波长转换层21的第二面21b熔敷于光反射层22c。波长转换层21的第二面21b与第一面21a相比，粘合剂41的量较多，因此在加热压缩时粘合剂41的熔融量较多，与光反射层22c的粘着性优良。
如图7(D)所示，准备将第一剥离薄膜52a、接合剂层25、第二剥离薄膜52b按照该顺序依次层叠而成的粘接薄片53，并将该第一剥离薄膜52a剥离，如图7(E)所示，将接合剂层25与波长转换层21接合。接合剂层25由丙烯系的接合剂形成，第一及第二剥离薄膜52a、52b由PET内衬形成。
将在以上的工序中生成的放射线转换薄片54裁剪为规定的尺寸，如图8(A)所示，在裁剪后的放射线转换薄片54的周缘的侧面使用点胶机而对封边部件23进行被覆。此时，封边部件23对第二剥离薄膜52b的外周部和树脂薄膜22a的外周部进行覆盖。并且，如图8(B)所示，在树脂薄膜22a的下表面形成保护层24。
此后，将第二剥离薄膜52b剥离，在由周知的半导体工艺规程制造出的固体检测器20的表面隔着接合剂层25而接合波长转换层21的第一面21a。具体来说，首先，在将第二剥离薄膜52b剥离时，利用电离器去除接合剂层25的表面的粉尘。并且，利用贴合机使放射线转换薄片54和固体检测器20隔着接合剂层25而贴合，利用辊从固体检测器20的背面进行按压，从而使固体检测器20与波长转换层21接合。以上的工序中，放射线图像检测装置12完成。
在放射线转换薄片54的裁剪时、封边部件23的形成时有可能产生粉尘，但是这些粉尘附着于第二剥离薄膜52b，并与第二剥离薄膜52b的剥离一起被除去。另外，即使封边部件23以伸出到第二剥离薄膜52b的外周部上的方式形成，该部分也与第二剥离薄膜52b的剥离一起被除去，因此在固体检测器20的像素30的形成区域和波长转换层21之间不存在封边部件23。
波长转换层21中，粘合剂41的量较少的第一面21a与固体检测器20接合，但是由于隔着接合剂层25而进行接合，因此能够确保粘着性。
接下来，对放射线图像摄影系统10的作用进行说明。首先，从放射线源11向被摄体15射出放射线XR。透过被摄体15并载持有被摄体15的放射线图像的放射线XR从固体检测器20的一侧入射到放射线图像检测装置12。入射到放射线图像检测装置12的放射线XR透过固体检测器20而从第一面21a入射到波长转换层21。波长转换层21中，入射的放射线XR被转换为光(可见光)。
这里，波长转换层21内的粘合剂41的量在第一面21a侧较少，而荧光体粒子40的空间填充率较大，因此在固体检测器20的附近荧光体粒子40的发光量较大，且光从荧光体粒子40向固体检测器20的扩展较小。另外，第一面21a侧的粘合剂41的量较少，由此能够抑制光经由粘合剂41而在横向(与放射线XR的入射方向正交的方向)上传播。
由波长转换层21转换而得到的光入射到固体检测器20。在固体检测器20内进行光电转换，由光电转换生成的信号电荷对应每个像素30而蓄积。固体检测器20读出蓄积于各像素30的信号电荷，将1画面量的各信号电荷转换为图像数据而输出。
并且，将从固体检测器20输出的图像数据输入到信号处理装置13，在信号处理装置13中实施了信号处理后，输入到显示装置14。在显示装置14中基于所输入的图像数据而进行图像显示。
以下，对形成上述的放射线转换薄片54的实施例进行说明。
(实施例1)
1)波长转换层的形成
将20重量％的聚乙烯醇缩丁醛树脂、氨基甲酸乙酯树脂及增塑剂的混合物溶解于80重量％的甲苯、2－丁醇及二甲苯的混合溶剂，充分地进行搅拌而生成粘合剂的溶液(结合剂溶液)。
将该结合剂溶液和平均粒径为5μm的Gd2O2S：Tb荧光体作为固态成分而以15：85的质量％比进行混合，利用球磨机进行分散处理而调制成荧光体涂敷液。
在涂敷有硅酮系脱模剂的PET(临时支撑体，厚度：190μm)的表面，使用刮刀将该荧光体涂敷液以430mm的宽度进行涂敷并干燥后，从临时支撑体剥离，而得到波长转换层(厚度：300μm)。
2)导电性层的形成
向下述的组成的材料加入到5gMEK(甲基乙基酮)，进行混合分散而调制成涂敷液。并且，使用刮刀将该涂敷液涂敷在PET(支撑体，厚度：188μm，雾化度27％，露米勤(LUMIRROR)(注册商标)S－10，东丽株式会社制)的表面，并使涂敷液干燥、硬化，从而形成导电性层(膜厚：5μm)。
树脂：饱和聚酯树脂(VYLON300(注册商标)，东洋纺织株式会社制)的MEK溶液(固态量30重量％)20g
硬化剂：聚异氰酸酯(OLESTERNP38－70S(注册商标，三井东压株式会社制)固态量70％)2g
导电剂：SnO2(掺杂Sb)针状微粒的MEK分散体(固态量30重量％)50g
3)光反射层的形成
接下来，将下述组成的材料加入到387gMEK，进行混合分散而制作成涂敷液。使用刮刀将该涂敷液涂敷于导电性层的表面并干燥，形成光反射层(层厚，约100μm)。
光反射性物质：高纯度氧化铝微粒(平均粒子经：0.4μm)444g
结合剂：软质丙烯树脂(CRISCOATP－1018GS(注册商标，大日本油墨化学工业株式会社制)“20％甲苯溶液”)100g
4)波长转换层和光反射层的接合
涂敷形成由1)制作的波长转换层时的上表面(与临时支撑体相反的一侧)以与光反射层的面上相接的方式重叠，使用压光机以总载荷2300kg、上侧滚筒45℃、下侧滚筒45℃、进给速度0.3m/分进行加热压缩。由此，波长转换层完全熔敷于光反射层。热压缩后的层厚是200μm。
5)接合剂层及剥离薄膜的形成
作为粘接薄片，使用PET内衬38μm(轻剥离)/丙烯系接合剂层15μm/PET内衬75μm(重剥离)的结构的粘接薄片，将轻剥离侧的剥离薄膜剥离，将接合剂层与荧光体层接合。
6)封边部件的形成
将由1)～5)制作的放射线转换薄片裁剪为规定的尺寸后，放置于封边部件的点胶机，对机器人进行控制而由封边部件对荧光体层的周缘的侧面进行被覆。作为封边部件，使用将下述组成的混合物溶解于150g甲基乙基酮而调制成的被覆液。
硅酮系聚合物：具有聚二甲基硅氧烷单元的聚氨基甲酸乙酯(大日精化(株)，DAIALLOMERSP3023[15％甲基乙基酮溶液])700g
交联剂：聚异氰酸酯(大日精化(株)，CROSSNATED－70[50％溶液])30g
黄变防止剂：环氧树脂(油化壳牌环氧树脂(株)，环氧树脂#1001[固态])6g
光滑剂：乙醇改性硅酮(信越化学(株)，X－22－2809[含有66％二甲苯的浆料])2g
并且，将得到的被覆液涂敷于进行了电晕放电处理后的放射线转换薄片的端部全周(包括从端部到1mm内侧)，在室温下充分地进行干燥，形成膜厚约25μm的端部皮膜。
[第二实施方式]
第一实施方式中，将大致恒定大小的荧光体粒子40分散于粘合剂41而形成波长转换层21，但是作为第二实施方式，也可以如图9所示，将大小不同的第一及第二荧光体粒子61、62混合于粘合剂63内而形成波长转换层60。第二实施方式的放射线图像检测装置除了使用波长转换层60来代替波长转换层21之外，是与第一实施方式的放射线图像检测装置12相同的结构。
第一荧光体粒子61的平均粒径D1比第二荧光体粒子62的平均粒径D2大。第一荧光体粒子61的平均粒径D1优选为5μm以上且12μm以下，更优选为6μm左右。第二荧光体粒子62的平均粒径D2优选为1μm以上且小于5μm，更优选为2μm左右。本实施方式中，平均粒径较小的第二荧光体粒子62进入到平均粒径较大的第一荧光体粒子61的间隙，因此荧光体的空间填充率提高，画质提高。
第一荧光体粒子61和第二荧光体粒子62这两者可以均由相同材料(例如GOS)形成，也可以分别由不同的材料(例如，GOS和LOS(Lu2O2S：Tb))形成。
波长转换层60内，将第一荧光体粒子61和第二荧光体粒子62混合后的空间填充率SFR依赖于第二荧光体粒子62与第一荧光体粒子61的重量比WR。图10中，实线是设为D1＝6μm、D2＝2μm的情况下的空间填充率SFR，示出了在重量比WR为约30％时空间填充率SFR最大的情况。在该情况下，重量比WR优选为处于20％～40％的范围内，该范围中，空间填充率SFR为约68％以上。
相对于此，单点划线是设为D1＝10μm、D2＝2μm的情况下的空间填充率SFR，两点划线是设为D1＝4μm、D2＝2μm的情况下的空间填充率SFR。如此，越增大第一荧光体粒子61的平均粒径D1，则第二荧光体粒子62越容易进入到第一荧光体粒子61间的间隙，空间填充率SFR越提高。
图11中，波长转换层60的每单位厚度的第一荧光体粒子61的重量W1从固体检测器20侧朝向支撑体22侧逐渐地减小。相反，波长转换层60的每单位厚度的第二荧光体粒子62的重量W2从固体检测器20侧朝向支撑体22侧而逐渐地增大。如此，平均粒径较大的第一荧光体粒子61较多地存在于固体检测器20侧，平均粒径小的第二荧光体粒子62较多地存在于支撑体22侧，因此能够以高灵敏度得到高清晰度的图像。另外，图11中，以直线对重量的分布示意性地进行表示，但实际是曲线。
为了制造波长转换层60，将使第一荧光体粒子61和第二荧光体粒子62分散于粘合剂63的溶液而得到的荧光体涂敷液涂敷在临时支撑体上并使荧光体涂敷液干燥即可。如此，平均粒径较大的第一荧光体粒子61沉淀而移动到临时支撑体侧。由于临时支撑体侧的大部分被第一荧光体粒子61所占据，因此另一方面，平均粒径较小的第二荧光体粒子62除了进入到第一荧光体粒子61之间的间隙的量以外，移动到与临时支撑体相反的一侧。由此，能够得到前述的重量的分布。波长转换层60的每单位厚度的粘合剂63的重量与第一实施方式同样，从与临时支撑体相反的一侧朝向临时支撑体侧而逐渐地减小。
通过对上述的荧光体涂敷液的干燥条件进行控制，能够对第一荧光体粒子61向临时支撑体侧的移动量进行调整。例如，在花费时间慢慢地对荧光体涂敷液进行干燥的情况下，第一荧光体粒子61向临时支撑体侧的移动量较大，临时支撑体侧的第一荧光体粒子61的空间填充率更高。
另外，通过使荧光体涂敷液的涂敷时的温度稍微上升(例如，如果通常的温度是25℃，则上升到25℃、30℃)，从而使荧光体涂敷液的粘度降低，第一荧光体粒子61变得容易移动。如此，通过对荧光体涂敷液的涂敷时的温度进行控制，能够对第一荧光体粒子61向临时支撑体侧的移动量进行调整。
如此形成的波长转换层60如图12所示，在临时支撑体侧的表面60a，隔着接合剂层25而与固体检测器20接合，在与临时支撑体相反的一侧的表面60b接合光反射层22c。
另外，如图13及图14所示，有时因重量比WR的值而第二荧光体粒子62的重量W2在固体检测器20侧附近不从固体检测器20侧朝向支撑体22侧单调地增大。这是因为，在荧光体涂敷液干燥时第二荧光体粒子62向涂敷表面方向的上升被第一荧光体粒子61所阻止。另一方面，由于第一荧光体粒子61比第二荧光体粒子62的粒径大，因此几乎不会产生由第二荧光体粒子62引起的阻止，从固体检测器20侧朝向支撑体22侧单调地减小。图13表示重量W2从固体检测器20侧朝向支撑体22侧减小后单调地增大的情况。图14表示重量W2从固体检测器20侧朝向支撑体22侧增大又减小后再单调地增大的情况。
本实施方式中，将荧光体涂敷液涂敷于临时支撑体上并干燥后，在其涂敷表面(波长转换层60的表面60b)有可能产生被称作鼓泡(泡疤)的凸部。这是因为，在荧光体涂敷液的干燥中，从作为涂敷表面的表面60b侧进行干燥，如图15(A)所示，在因荧光体涂敷液干燥而形成的粘合剂63内产生了挥发性溶剂没有挥发而残留的多个残留溶剂63a。这些残留溶剂63a随着干燥的进行，如图15(B)所示进行凝集而成为凝集体63b，该凝集体63b以要从粘合剂63内脱离的方式使表面60b隆起。由于该隆起的进行，如图15(C)所示，在凝集体63b和表面60b之间产生裂纹60c，通过该裂纹60c将凝集体63b内的挥发后的溶剂放出。该结果为，如图15(D)所示，在表面60b产生破火山口状的泡疤，形成凸部60d。
破火山口状的凸部60d的直径是几mm～1cm左右。从凸部60d的表面60b突出的突出量是100～200μm左右。相对于此，波长转换层60的厚度是300μm左右。
表面60b附近的第一荧光体粒子61的平均粒径D1越大，则该泡疤越处于容易产生的倾向。这是因为，由干燥引起的挥发性溶剂向表面60b侧的上升被粒径较大的第一荧光体粒子61所阻止而残留。本实施方式中，通过延长荧光体涂敷液的干燥时间，使粘合剂63较多地向荧光体涂敷液的涂敷表面侧移动，从而能够减少表面60b侧的第一荧光体粒子61的量，因此能够降低泡疤的发生。由该泡疤引起的凸部60d如图12所示在波长转换层60的表面60b和光反射层22c之间产生空气层65。可是，该空气层65的折射率比波长转换层60低，因此提高了波长转换层60和光反射层22c之间的光的反射率，有助于高灵敏度化。
如此，本实施方式中，由于表面60b的凸部60d在对灵敏度特性有利的方向发挥作用，因此能够使用平均粒径D1大的第一荧光体粒子61。例如，如图10所示，得到最大75％的空间填充率SFR的平均粒径D1能够使用10μm的第一荧光体粒子61，灵敏度化进一步提高。
一方的波长转换层60的表面60a没有产生泡疤，因此接合剂层25的粘着性较高。另外，由于在表面60a和接合剂层25之间几乎不产生空气层，因此光的反射、散射难以产生。这一点在高灵敏度化及高清晰度化方面也是有利的。
另外，本实施方式中，放射线XR从波长转换层60的表面60a侧入射，波长转换层60内的主发光区域是表面60a侧，因此发光不会受到上述泡疤影响，在高清晰度化方面是有利的。
能够通过前述的费氏微粒测量仪法来检测波长转换层是否是将大小不同的两种荧光体粒子分散而得到的二粒子系。如果波长转换层是二粒子系，且两种荧光体粒子的平均粒径的差较大(D1＝6μm，D2＝2μm)，则如图16所示，平均粒径的频数分布出现明确的两个峰值。
[第三实施方式]
第二实施方式中将大小不同的两种荧光体粒子混合于粘合剂内而形成波长转换层，此外也可以将大小不同的3种荧光体粒子混合于粘合剂内而形成波长转换层。在该情况下，小的荧光体粒子进入到其他荧光体粒子间的间隙，荧光体的空间填充率进一步提高，画质进一步提高。
作为第三实施方式，适用图17所示的波长转换层70。波长转换层70是将大小不同的第一荧光体粒子71、第二荧光体粒子72、第三荧光体粒子73分散于粘合剂74而得到的层。第一荧光体粒子71的平均粒径优选为9μm以上且12μm以下，更优选为10μm左右。第二荧光体粒子72的平均粒径优选为1μm以上且小于5μm，更优选为2μm左右。第三荧光体粒子73的平均粒径优选为5μm以上且小于9μm，更优选为6μm左右。
作为第一荧光体粒子71、第二荧光体粒子72、第三荧光体粒子73，可以由相同材料形成，也可以分别由不同的材料形成。第一荧光体粒子71、第二荧光体粒子72、第三荧光体粒子73的重量比优选为约5：2：3。波长转换层70内的将第一～第三荧光体粒子71～73混合后的空间填充率优选为68％以上。
图18中，波长转换层70的每单位厚度的第一荧光体粒子71的重量W1从固体检测器20侧朝向支撑体22侧逐渐地减小。相反，波长转换层70的每单位厚度的第二荧光体粒子72的重量W2从固体检测器20侧朝向支撑体22侧逐渐地增大。并且，波长转换层70的每单位厚度的第三荧光体粒子73的重量W3在厚度方向上不太发生变化。
如此，在固体检测器20侧，空间填充率以第二荧光体粒子72、第三荧光体粒子73、第一荧光体粒子71的顺序变高，在支撑体22侧，空间填充率以第一荧光体粒子71、第三荧光体粒子73、第二荧光体粒子72的顺序变高。平均粒径大的第一荧光体粒子71较多地存在于固体检测器20侧，平均粒径小的第二荧光体粒子72较多地存在于支撑体22侧，因此能够以高灵敏度得到高清晰度的图像。另外，依赖于第一～第三荧光体粒子71～73的平均粒径，固体检测器20侧的第二荧光体粒子72的重量W2和第三荧光体粒子73的重量W3的关系也有可能相反。另外，本实施方式中也存在第二荧光体粒子72的重量W2在固体检测器20侧附近不从固体检测器20侧朝向支撑体22侧单调地增大的情况。
为了制造波长转换层70，与第二实施方式同样，将使第一荧光体粒子71、第二荧光体粒子72、第三荧光体粒子73分别分散于粘合剂74的溶液而得到的荧光体涂敷液涂敷在临时支撑体上并使荧光体涂敷液干燥即可。如此形成的波长转换层70的临时支撑体侧的面与固体检测器20接合。本实施方式的其他结构与第二实施方式相同。
如前述那样，本实施方式中，由于荧光体涂敷液的干燥，而在涂敷表面产生泡疤，但是本实施方式中，在荧光体涂敷液的涂敷表面侧减少平均粒径较大的第一荧光体粒子71的量，因此能够降低泡疤的发生。因此，例如，能够使用平均粒径为10μm的较大的第一荧光体粒子71。本实施方式的其他效果与第二实施方式相同。
此外，也可以通过将平均粒径不同的4种以上的荧光体粒子分散于粘合剂而形成波长转换层。
(其他实施方式)
上述各实施方式中，在临时支撑体涂敷荧光体涂敷液，并使平均粒径较大的荧光体粒子利用其自重而移动到临时支撑体侧，从而提高临时支撑体侧的重量(空间填充率)，但是，取而代之，也可以使表面活性剂附着于荧光体粒子的表面，利用由表面活性剂得到的浮力，而使荧光体粒子移动到与临时支撑体相反的一侧。在使表面活性剂附着于大小不同的多个荧光体粒子并将这些分散于粘合剂的情况下，越是平均粒径大的荧光体粒子则越能够得到较大的浮力，因此容易移动到与临时支撑体相反的一侧。在该情况下，将形成的波长转换层的与临时支撑体相反的一侧接合于固体检测器20即可。
上述各实施方式中，将波长转换层隔着接合剂层而接合于固体检测器，但是也可以设为波长转换层与固体检测器以直接相接的方式压靠的状态。
Claims (14)
1.一种放射线图像检测装置，具备将放射线转换为光的波长转换层和检测所述光而生成图像数据的固体检测器，从摄影时来自放射线源的放射线入射的一侧起以所述固体检测器、所述波长转换层的顺序进行配置，所述放射线图像检测装置的特征在于，
所述波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比所述第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子以所述第二荧光体粒子进入到所述第一荧光体粒子之间的方式混合于粘合剂中而得到的单层的荧光体层，所述波长转换层的每单位厚度的所述第一荧光体粒子的重量朝向从所述固体检测器离开的方向而逐渐地减小。
2.根据权利要求1所述的放射线图像检测装置，其中，
所述波长转换层的每单位厚度的所述第二荧光体粒子的重量在所述固体检测器侧比在与所述固体检测器相反的一侧小。
3.根据权利要求2所述的放射线图像检测装置，其中，
所述波长转换层的每单位厚度的所述第二荧光体粒子的重量朝向从所述固体检测器离开的方向而逐渐地增大。
4.根据权利要求3所述的放射线图像检测装置，其中，
所述波长转换层是通过将使所述第一荧光体粒子及第二荧光体粒子分散于所述粘合剂的溶液而得到的荧光体涂敷液涂敷于临时支撑体上而使所述荧光体涂敷液干燥并从所述临时支撑体剥离而形成的，所述临时支撑体一侧的面配置于所述固体检测器侧。
5.根据权利要求4所述的放射线图像检测装置，其中，
在所述波长转换层的与所述固体检测器相反的一侧设有光反射层。
6.根据权利要求5所述的放射线图像检测装置，其中，
所述波长转换层在所述光反射层侧的表面具有凸部。
7.根据权利要求6所述的放射线图像检测装置，其中，
所述固体检测器和所述波长转换层处于隔着接合剂层而接合或直接相接地压靠的状态。
8.根据权利要求7所述的放射线图像检测装置，其中，
在所述光反射层的与所述固体检测器相反的一侧设有支撑体，所述波长转换层和所述支撑体隔着所述光反射层通过加热压缩而接合。
9.根据权利要求7所述的放射线图像检测装置，其中，
所述第一荧光体粒子与所述第二荧光体粒子的重量比为20％～40％。
10.根据权利要求9所述的放射线图像检测装置，其中，
所述第一平均粒径为5μm以上且12μm以下，所述第二平均粒径为1μm以上且小于5μm。
11.根据权利要求10所述的放射线图像检测装置，其中，
所述波长转换层中的所述荧光体粒子的空间填充率为68％以上。
12.根据权利要求7所述的放射线图像检测装置，其中，
所述荧光体粒子由A2O2S:X形成，其中A是Y、La、Gd、Lu中的任一个，X是Eu、Tb、Pr中的任一个。
13.根据权利要求7所述的放射线图像检测装置，其中，
具备对所述波长转换层的周缘的侧面进行覆盖的封边部件。
14.一种放射线图像摄影系统，具备：
(A)放射线源，射出放射线；及
(B)放射线图像检测装置，具有将所述放射线转换为光的波长转换层和检测所述光而生成图像数据的固体检测器，从所述放射线入射的一侧起依次以所述固体检测器、所述波长转换层的顺序进行配置，所述波长转换层是至少将具有第一平均粒径的第一荧光体粒子和具有比所述第一平均粒径小的第二平均粒径的第二荧光体粒子以所述第二荧光体粒子进入到所述第一荧光体粒子之间的方式混合于粘合剂中而得到的单层的荧光体层，所述波长转换层的每单位厚度的所述第一荧光体粒子的重量朝向从所述固体检测器离开的方向而逐渐地减小。
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