CN109874346B - 陶瓷闪烁器阵列、x射线检测器及x射线检查装置 - Google Patents

陶瓷闪烁器阵列、x射线检测器及x射线检查装置 Download PDF

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Abstract

实施方式的陶瓷闪烁器阵列(1)具备由稀土类氧硫化物荧光体的烧结体形成的多个闪烁器节(2)、介于相邻的闪烁器节(2)间的第1反射层(3)、和配置在多个闪烁器节(2)的X射线所入射的面侧的第2反射层(4)。第2反射层(4)的表面的端部与第2反射层(4)的表面中的变得最凸的部分的尺寸的差为30μm以下。

Description

陶瓷闪烁器阵列、X射线检测器及X射线检查装置
技术领域
本发明的实施方式涉及陶瓷闪烁器阵列、X射线检测器及X射线检查装置。
背景技术
在医疗诊断、工业用非破坏检查等领域中，使用X射线断层照相摄影装置(以下记为X射线CT装置)那样的X射线检查装置进行检查。X射线CT装置将照射扇状的扇形波束X射线的X射线管(X射线源)和具备许多的X射线检测元件的X射线检测器以被检查体的断层面为中央相向配置地构成。在X射线CT装置中，一边相对于被检查体旋转一边从X射线管照射扇形波束X射线，以X射线检测器收集透过被检查体后的X射线吸收数据。之后，通过用计算机解析X射线吸收数据，由此再生断层图像。在X射线CT装置的放射线检测器中，广泛使用采用了固体闪烁器的检测元件。在具备使用了固体闪烁器的检测元件的X射线检测器中，由于容易将检测元件小型化而增加通道数，所以能够更进一步提高X射线CT装置等的析像度。
X射线CT装置等X射线检查装置被用于医疗用、工业用等各种领域。作为X射线CT装置，例如已知有将光电二极管等检测元件纵横二维地排列，且在其上搭载有闪烁器阵列的多切面型的装置。通过制成多切面型，能够将切片图像重叠，由此能够立体地显示出CT图像。X射线检查装置中搭载的X射线检测器具备纵横多列地排列的检测元件，每1个检测元件地设置有闪烁器节。入射至闪烁器节中的X射线被转换成可见光，将可见光用检测元件转换成电信号而进行图像化。近年来，为了得到高析像度而将检测元件小型化，进一步缩窄了相邻的检测元件间的间距。伴随于这些，闪烁器节的尺寸也变小。
上述那样的闪烁器节中使用的各种闪烁器材料中，稀土类氧硫化物系的荧光体陶瓷发光效率高，具有为了在闪烁器节中使用而适宜的特性。因此，将由作为闪烁器材料的稀土类氧硫化物系荧光体陶瓷的烧结体(锭)通过切出加工或切槽加工等而加工的陶瓷闪烁器节与作为检测元件的光电二极管组合而成的X射线检测器正在普及。
作为使用了荧光体陶瓷的闪烁器，已知有例如由钆氧硫化物荧光体的烧结体形成的陶瓷闪烁器。陶瓷闪烁器阵列例如如以下那样操作而制作。首先，将作为闪烁器材料的稀土类氧硫化物系荧光体粉末成形为适当的形状，将其烧结而制成烧结体(锭)。对该闪烁器材料的烧结体实施切出加工或切槽加工等切断加工，形成与多个检测元件对应的闪烁器节。在这些闪烁器节间形成反射层并进行一体化而制作闪烁器阵列。进而，对于闪烁器阵列，需要通过入射的X射线产生的光按照不从X射线入射面贯穿的方式封闭入闪烁器节内而有效地取出到光电二极管侧的结构，因此在陶瓷闪烁器阵列的X射线入射面也形成反射层。
将上述那样的陶瓷闪烁器阵列作为X射线检测器使用时，陶瓷闪烁器阵列的尺寸精度会影响与光电二极管贴合时的对位精度、进而X射线CT诊断图像的析像度。进而，对X射线CT装置中搭载的X射线检测器施加最大50℃的温度。在具有包含树脂的反射层的闪烁器阵列中，会产生由加温引起的反射层的膨胀、及由温度降低引起的收缩，在相邻的闪烁器节间产生微小的尺寸变化、即节的间距偏移、闪烁器阵列的翘曲、外形尺寸的不均等。它们会成为使X射线检测器的诊断图像的析像度恶化的原因。在X射线检测器的诊断图像的高析像度化进展的过程中，要求由加温冷却引起的尺寸变化量少的闪烁器阵列。进而，由于伴随着X射线检测器的检测面积的增大而闪烁器阵列的面积也变大，所以由温度变化引起的尺寸变化量的控制变得重要。特别是闪烁器阵列的翘曲有可能不仅导致由尺寸变化引起的精度降低，而且还导致X射线入射面中的反射层的剥落。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2012-187137号公报
专利文献2：日本专利第4959877号公报
发明内容
本发明所要解决的课题在于提供能够按照可与X射线检测器的小型化等对应的方式抑制由节的间距或外形尺寸的变化等引起的尺寸精度的降低或尺寸精度的不均、并且抑制X射线入射面侧的反射层的剥落的陶瓷闪烁器阵列。进而，在于通过使用那样的陶瓷闪烁器阵列而提高析像度或图像精度，由此提供实现了医疗诊断能力、非破坏检查精度的提高的X射线检测器及X射线检查装置。
实施方式的陶瓷闪烁器阵列具备由稀土类氧硫化物荧光体的烧结体形成的多个闪烁器节、按照将多个闪烁器节进行一体化的方式介于相邻的闪烁器节间的第1反射层和配置于多个闪烁器节的X射线所入射的面侧的第2反射层。在实施方式的陶瓷闪烁器阵列中，在50℃以下的温度环境下，第2反射层的表面的端部与第2反射层的表面中的变得最凸的部分的尺寸的差为30μm以下。
附图说明
图1是表示实施方式的陶瓷闪烁器阵列的截面图。
图2是表示实施方式的陶瓷闪烁器阵列的俯视图。
图3是表示实施方式的陶瓷闪烁器阵列中使用的闪烁器节的立体图。
图4是表示实施方式的X射线检测器的图。
图5是表示实施方式的X射线检查装置的图。
具体实施方式
以下，对用于实施本发明的陶瓷闪烁器阵列、X射线检测器及X射线检查装置的方式进行说明。
(陶瓷闪烁器阵列)
图1是表示实施方式的陶瓷闪烁器阵列的截面图，图2是表示实施方式的陶瓷闪烁器阵列的俯视图。在这些图中，1为闪烁器阵列，2为闪烁器节，3为第1反射层，4为第2反射层。图2中将第2反射层4的图示省略。闪烁器阵列1具有多个闪烁器节2。第1反射层3介于相邻的闪烁器节2间。第1反射层3相对于相邻的闪烁器节2被分别粘接。多个闪烁器节2通过与它们粘接的第1反射层3而被一体化。即，闪烁器阵列1具有将多个闪烁器节2通过第1反射层3而进行一体化的结构。进而，在多个闪烁器节2的X射线所入射的面上设置有第2反射层4。
闪烁器阵列1也可以具有将多个闪烁器节2排列成一列的结构、或者如图2中所示的那样将多个闪烁器节2在纵向及横向上二维地排列各规定的个数而成的结构中的任一者。将多个闪烁器区块2二维地排列时，在纵向及横向的闪烁器节2间分别设置有第1反射层3。进而，在介由第1反射层3被一体化的多个闪烁器节2的X射线入射面上设置有第2反射层4。第2反射层4相对于多个闪烁器节2的X射线入射面被分别粘接。闪烁器节2的个数根据X射线检测器的结构或析像度而适当设定。
闪烁器节2是由稀土类氧硫化物荧光体的烧结体形成的。作为稀土类氧硫化物荧光体陶瓷，可例示出含有镨(Pr)作为活化剂的稀土类氧硫化物荧光体。作为构成荧光体陶瓷的稀土类氧硫化物，可列举出例如钇(Y)、钆(Gd)、镧(La)、镥(Lu)等稀土类元素的氧硫化物。
在实施方式的陶瓷闪烁器阵列1中，闪烁器节2优选由具有以通式：RE2O2S：Pr(1)表示的组成的稀土类氧硫化物荧光体陶瓷(闪烁器材料)构成。
(式中，RE表示选自由Y、Gd、La及Lu组成的组中的至少1种元素)
上述的稀土类元素中，特别是Gd的X射线吸收系数大、且有助于陶瓷闪烁器阵列1的光输出功率的提高。因此，对于实施方式的闪烁器节2，进一步优选使用Gd2O2S：Pr荧光体。另外，Gd的一部分也可以以其它稀土类元素置换。此时，利用其它稀土类元素的Gd的置换量优选设定为10摩尔％以下。
即，在实施方式的陶瓷闪烁器阵列1中，优选将实质上以通式：(Gd1-x，RE’x)2O2S：Pr(2)表示的稀土类氧硫化物荧光体陶瓷用于闪烁器节2中。
(式中，RE’表示选自由Y、La及Lu组成的组中的至少1种元素，x为满足0≤x≤0.1的数(原子比))
在实施方式的陶瓷闪烁器阵列1中，作为使稀土类氧硫化物荧光体陶瓷(闪烁器材料)的光输出功率增大的活化剂，使用镨(Pr)。Pr与其它活化剂相比能够进一步实现余辉的降低等。因此，含有Pr作为活化剂的稀土类氧硫化物荧光体陶瓷(闪烁器材料)作为放射线检测器的荧光产生机构是有效的。
稀土类氧硫化物荧光体陶瓷中的Pr的含量相对于荧光体母体(例如Gd2O2S那样的RE2O2S)优选设定为0.001～10摩尔％的范围。若Pr的含量超过10摩尔％，则相反变得导致光输出功率的降低。Pr的含量低于0.001摩尔％时，无法充分地得到作为主活化剂的效果。Pr的含量更优选为0.01～1摩尔％的范围。
在实施方式中使用的稀土类氧硫化物荧光体陶瓷中，除了作为主活化剂的Pr以外，也可以含有微量的选自由Ce、Zr及P组成的组中的至少1种元素作为共活化剂。这些元素对于曝射劣化的抑制、余辉的抑制等显示出效果。这些共活化剂的含量以总量计相对于荧光体母体优选设定为0.00001～0.1摩尔％的范围。
进而，形成实施方式的闪烁器节2的闪烁器烧结体优选由高纯度的稀土类氧硫化物系荧光体陶瓷(闪烁器材料)形成。由于杂质会成为闪烁器的感度的降低要因，所以杂质量优选尽可能降低。特别是磷酸根(PO4)由于会成为感度的降低原因，所以其含量优选设定为150ppm以下。使用氟化物等作为烧结助剂而进行高密度化时，由于烧结助剂作为杂质残留，所以变得导致感度的降低。
闪烁器节2如图3中所示的那样由立方体形状或长方体形状的烧结体形成。闪烁器节2的体积优选为1mm3以下。通过将闪烁器节2小型化，能够将所检测的图像高精细化。闪烁器节2的纵(L)、横(S)、厚度(T)的各尺寸不一定受到限定，但优选分别为1mm以下。将闪烁器节2的体积小型化至1mm3以下时，第1反射层3的宽度(W)也可以薄型化至100μm以下、进而50μm以下。
在实施方式的陶瓷闪烁器阵列1中，多个闪烁器节2介由第1反射层3被一体化，进而在一体化后的多个闪烁器节2的X射线入射面上设置有第2反射层4。在这样的陶瓷闪烁器阵列1的使用环境温度即50℃以下的温度环境下，第2反射层4的表面(X射线入射面)的端部与变得最凸的部分的尺寸的差(翘曲)为30μm以下。所谓第2反射层4的变得最凸的部分是指相对于多个闪烁器节2的第2反射层4的形成面(基准面)存在于第2反射层4的表面(X射线入射面)的最远的位置的部分。
通过将50℃以下的温度环境下的第2反射层4的翘曲量设定为30μm以下，能够抑制由相邻的闪烁器节2间的微小的尺寸变化(间距偏移)、外形尺寸的不均等尺寸变化引起的精度降低，由此能够使X射线检测器的诊断图像的析像度提高。进而，能够抑制第2反射层4的剥落。50℃以下的温度环境下的第2反射层4的翘曲量更优选为20μm以下。此外，第2反射层4的厚度优选为50～250μm的范围。若第2反射层4的厚度低于50μm，则有可能无法充分地得到反射效率的提高效果。若第2反射层4的厚度超过250μm，则透过的X射线量降低而检测感度降低。
在实施方式的陶瓷闪烁器阵列1中，将多个闪烁器节2进行一体化的第1反射层3、及设置于一体化的多个闪烁器节2的X射线入射面上的第2反射层4分别含有透明树脂和分散于透明树脂中的反射粒子。第1反射层3中分散于透明树脂中的反射粒子与第2反射层4中分散于透明树脂中的反射粒子优选为同一无机物质粒子。作为反射粒子，优选使用选自由氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、硫化钡(BaSO4)及氧化锌(ZnO)组成的组中的至少1种无机物质粒子。通过使用这样的反射粒子，能够提高从闪烁器节2放射的可见光的利用反射层3、4的反射率，进而变得能够提高闪烁器阵列1的光输出功率。
反射粒子优选具有2山型的粒度分布。即，反射粒子优选具备具有第1粒径峰和第2粒径峰的粒度分布。进而，在反射粒子的粒度分布中，优选第1粒径峰存在于200～350nm的范围内，并且第2粒径峰存在于750～1000nm的范围内。当反射粒子的粒度分布为1山型时，反射层3、4相对于波长为512nm的光的反射效率变得容易降低。与此相对，通过使用具有2山型的粒度分布的反射粒子，能够提高反射层3、4的反射效率。具体而言，反射层3、4相对于波长为512nm的光的反射效率优选为90％以上，由此能够降低陶瓷闪烁器阵列1的光输出功率的不均。
对于构成第2反射层4的透明树脂，优选使用具有30℃以下的玻璃化转变温度(转变温度)的树脂。由于X射线CT装置的制造工艺时的温度、X射线CT装置的使用时的温度、及X射线CT装置的保管环境的温度均为18～50℃左右，所以若构成第2反射层4的透明树脂的玻璃化转变温度为30℃以下，则制造工艺时、使用时、及保管时的第2反射层4的膨胀或收缩变得容易，能够抑制由第2反射层4与闪烁器节2的热膨胀系数差等引起的翘曲和基于其的尺寸变化(节的间距偏移、外形尺寸的不均)、及第2反射层4的剥落。构成第2反射层4的透明树脂的玻璃化转变温度更优选为20℃以下。
对于构成第2反射层4的透明树脂，优选使用满足上述的30℃以下的玻璃化转变温度、而且具有包含双重结构(双键)的分子结构的树脂。构成第2反射层4的透明树脂的分子结构不包含双重结构时，玻璃化转变温度容易超过30℃。构成第2反射层4的透明树脂优选包含选自由环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂及聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中的至少1种、且所选择的树脂的分子结构包含双重结构。
对于构成第1反射层3的透明树脂，优选使用具有50℃以上的玻璃化转变温度的树脂。由于X射线CT装置的制造工艺时的温度、X射线CT装置的使用时的温度、及X射线CT装置的保管环境的温度均为18～50℃左右，所以若透明树脂的玻璃化转变温度为50℃以上，则能够抑制由制造工艺时、使用时、及保管时的第1反射层3的膨胀、收缩引起的尺寸变化(节的间距偏移、闪烁器阵列的翘曲、外形尺寸的不均)。构成第1反射层3的透明树脂的玻璃化转变温度更优选为60℃以上，进一步优选为85℃以上。
对于构成第1反射层3的透明树脂，优选使用满足上述的50℃以上的玻璃化转变温度、并且具有包含不包含双重结构(双键)的环结构的分子结构的树脂。构成第1反射层3的透明树脂的分子结构包含双重结构时，玻璃化转变温度容易变得低于50℃。构成第1反射层3的透明树脂优选包含选自由环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂及聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中的至少1种、并且所选择的树脂的分子结构包含不包含双重结构的环结构。
关于形成第1反射层3及第2反射层4的透明树脂和反射粒子的比例，优选透明树脂的质量比为15～60％、反射粒子的质量比为40～85％(设透明树脂的质量比+反射粒子的质量比＝100％)。反射粒子的质量比低于40％时，反射层3、4的反射效率降低，反射层3、4相对于波长为512nm的光的反射效率容易变得低于90％。若反射粒子的质量比超过85％，则虽然反射层3、4的反射效率不发生改变，但由于透明树脂的质量比相对减少，所以有可能反射层3、4的稳定的固体化变难。
根据使用了上述那样的第1反射层3及第2反射层4的陶瓷闪烁器阵列1，能够抑制由节的间距的变化、翘曲及外形尺寸的变化等引起的尺寸变化量。因此，能够提供光输出功率的不均小的陶瓷闪烁器阵列1。进而，能够抑制陶瓷闪烁器阵列1的光输出功率的降低。
实施方式的陶瓷闪烁器阵列1例如如以下那样操作而制造。首先，作为第1反射层3的形成材料，制备反射粒子与构成透明树脂的未固化状态的树脂组合物(透明树脂的未固化物)的混合物(第1混合物)。接着，将加工成规定形状的闪烁器节2以一定的间隔配置多个。将上述的反射粒子与未固化状态的树脂组合物的第1混合物涂布或填充到相邻的闪烁器节2间。未固化状态的树脂组合物优选具有0.2～1Pa·s的粘度。树脂组合物的粘度低于0.2Pa·s时，流动性差，向闪烁器节2间的涂布或填充作业性降低。若树脂组合物的粘度超过1Pa·s，则流动性变得过高而涂布性或填充性降低。在多个闪烁器节2间涂布或填充第1混合物后，使第1混合物中的树脂组合物固化而形成第1反射层3。
接着，作为第2反射层4的形成材料，制备反射粒子与构成透明树脂的未固化状态的树脂组合物(透明树脂的未固化物)的混合物(第2混合物)。将第2混合物涂布于介由第1反射层3被一体化的多个闪烁器节2的X射线入射面。之后，通过使第2混合物中的树脂组合物固化而形成第2反射层4，制造相邻的闪烁器节2间通过第1反射层3被结合一体化、且在一体化物的X射线入射面上形成有第2反射层4的陶瓷闪烁器阵列1。第1及第2混合物的固化处理根据未固化状态的树脂组合物或固化剂的种类等而适当设定。例如，在热固化性树脂组合物的情况下，通过进行热处理而进行固化反应。第1及第2混合物的固化处理可以分别实施，也可以同时实施。
(X射线检测器)
实施方式的X射线检测器具备上述的实施方式的陶瓷闪烁器阵列1作为根据入射的放射线而放射光的荧光产生机构，进而具备接受来自荧光产生机构的光并将光的输出转换成电输出的光电转换机构。图4表示实施方式的X射线检测器的一个例子。图4中所示的X射线检测器6具备作为荧光产生机构的陶瓷闪烁器阵列1和作为光电转换机构的光电二极管那样的光电转换元件5。另外，在图4中将陶瓷闪烁器阵列1的反射层3、4的图示省略。
陶瓷闪烁器阵列1具有X射线入射面1a，在与X射线入射面1a相反侧的面1b上一体地设置有光电转换元件5。作为光电转换元件5，例如使用光电二极管。光电转换元件5按照与构成陶瓷闪烁器阵列2的多个闪烁器节2各自对应的方式配置。通过这些，构成X射线检测器6。
(X射线检查装置)
实施方式的X射线检查装置具备朝向被检查体照射X射线的X射线源和检测透过被检查体后的X射线的X射线检测器。对于X射线检测器，使用上述的实施方式的X射线检测器。图5表示作为实施方式的X射线检查装置的一个例子的X射线CT装置10。在图5中，10为X射线CT装置，11为被检体，12为X射线管，13为计算机，14为显示器，15为被检体图像。X射线CT装置10具备实施方式的X射线检测器6。X射线检测器6例如被贴附于被检体11的摄像部位所配置的圆筒的内壁面上。在贴附有X射线检测器6的圆筒的圆弧的大致中心，设置有出射X射线的X射线管12。在X射线检测器6与X射线管12之间配置有被检体11。在X射线检测器6的X射线入射面侧，设置有未图示的准直器。
X射线检测器6及X射线管12按照以被检体11为中心一边进行利用X射线的摄影一边旋转的方式构成。被检体11的图像信息被从不同的角度立体地收集。通过X射线摄影得到的信号(通过光电转换元件而转换的电信号)被计算机13进行处理，在显示器14上作为被检体图像15被显示。被检体图像15例如为被检体11的断层图像。如图4中所示的那样，通过使用将闪烁器节2二维地配置的闪烁器阵列1，还能够构成多断层图像型的X射线CT装置10。这种情况下，被检体11的断层图像多个被同时摄影，例如还能够将摄影结果立体地进行描绘。
图5中所示的X射线CT装置10具备具有实施方式的陶瓷闪烁器阵列1的X射线检测器6。如上述那样，实施方式的陶瓷闪烁器阵列1由于基于反射层3、4的构成等，从闪烁器节2放射的可见光的反射效率高，所以具有优异的光输出功率。通过使用具有这样的闪烁器阵列1的X射线检测器6，能够缩短利用X射线CT装置10的摄影时间。其结果是，能够缩短被检体11的被辐射时间，能够实现低被辐射化。实施方式的X射线检查装置(X射线CT装置10)并不限于人体的医疗诊断用的X射线检查，相对于动物的X射线检查、工业用途的X射线检查等也能够适用。进而，还有助于利用X射线非破坏检查装置的检查精度的提高等。
实施例
接着，对本发明的具体的实施例及其评价结果进行叙述。
(实施例1～3、比较例1～3)
将具有Gd2O2S：Pr(Pr浓度＝0.05摩尔％)的组成的荧光体粉末通过橡胶压制进行临时成形，将该临时成形体在Ta制的胶囊中进行脱气密封后，将其安置于HIP处理装置上。在HIP处理装置中封入氩气作为加压介质，在压力为147MPa、温度为1425℃的条件下进行3小时处理。像这样操作，制作直径约为80mm×高度约为120mm的圆柱状的烧结体。由该烧结体，以长度方向上100节、宽度方向上30节的矩阵状切出厚度0.7mm×宽度0.7mm×长度0.8mm的闪烁器节。
将上述的多个闪烁器节介由由65质量％的反射粒子与35质量％的透明树脂的混合物形成的第1反射层进行一体化而制作阵列状物。在闪烁器阵列的纵向及横向上分别配置厚度为0.1mm的第1反射层。对于反射粒子，使用80质量％的氧化钛粒子与20质量％的氧化铝粒子的混合物。在实施例1～3及比较例1～3中，对于形成第1反射层的透明树脂，使用具有不包含双重结构且包含环结构的分子结构的硬质环氧树脂A1～A3。硬质环氧树脂A1～A3的玻璃化转变温度通过分子结构而调整，分别如表1中所示的那样。
表1
Figure BDA0001586713340000111
实施例及比较例的闪烁器阵列通过在将多个闪烁器节介由第1反射层而进行一体化的阵列状物的X射线入射面上形成第2反射层而制作。第2反射层的厚度设定为0.15mm。对于反射粒子，与第1反射层同样地使用了80质量％的氧化钛粒子与20质量％的氧化铝粒子的混合物。在实施例1～3中，对于形成第2反射层的透明树脂，使用了具有包含双重结构的分子结构的软质环氧树脂B1～B3。软质环氧树脂B1～B3的玻璃化转变温度通过分子结构而调整，分别如表2中所示的那样。在比较例1～3中，对于形成第2反射层的透明树脂，使用了与第1反射层的透明树脂相同的硬质环氧树脂A1～A3。
表2
Figure BDA0001586713340000112
对于实施例1～3及比较例1～3的闪烁器阵列，在室温(25℃)的温度环境下，测定形成有第2反射层的面侧的翘曲(第2反射层的表面的端部与变得最凸的部分的尺寸的差)。翘曲使用激光式的3D相机表面形状检查装置(Taiyo Electric Co.,LTD.制、型号：SP3D-01)而测定。调查上述的温度环境下的第2反射层的剥离的有无。将这些结果示于表3中。
表3
翘曲[μm] 剥离的产生
实施例1 10 无
实施例2 6 无
实施例3 19 无
比较例1 150 有
比较例2 130 有
比较例3 135 有
如表3中所示的那样，确认了：实施例1～3的陶瓷闪烁器阵列与比较例1～3相比翘曲量较小，均为30μm以下。根据具有这样的翘曲量的陶瓷闪烁器阵列，能够在维持优异的光输出功率的基础上，按照可与检测器的小型化等对应的方式提高尺寸精度，进而还能够防止第2反射层的剥离。因此，能够提供在X射线CT装置等X射线检查装置的工作温度范围内具有最佳的尺寸精度和可靠性的陶瓷闪烁器阵列。通过使用这样的陶瓷闪烁器阵列，能够提高析像度、图像精度，由此能够提供实现了医疗诊断能力、非破坏检查精度的提高的X射线检测器及X射线检查装置。
另外，对本发明的几个实施方式进行了说明，但这些实施方式是作为例子提出的，并不意图限定发明的范围。这些新型的实施方式可以以其他各种形态实施，在不脱离发明的主旨的范围内，可以进行各种省略、置换、变更。这些实施方式或其变形包含在发明的范围、主旨中，并且包含在权利要求书中记载的发明和其均等的范围内。

Claims (9)

1.一种陶瓷闪烁器阵列，其具备：
由稀土类氧硫化物荧光体的烧结体形成的多个闪烁器节；
按照将所述多个闪烁器节进行一体化的方式介于相邻的所述闪烁器节间的第1反射层；和
配置在所述多个闪烁器节的X射线所入射的面侧的第2反射层，
其中，在50℃以下的温度环境下，所述第2反射层的表面的端部与所述第2反射层的所述表面中的变得最凸的部分的尺寸的差为30μm以下，
所述第1反射层及所述第2反射层分别含有透明树脂和分散在所述透明树脂内的反射粒子，
所述第2反射层的所述反射粒子为与所述第1反射层的所述反射粒子相同的粒子，
所述第1反射层的所述透明树脂的玻璃化转变温度为50℃以上，且所述第2反射层的所述透明树脂的玻璃化转变温度为30℃以下。
2.根据权利要求1所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述第1反射层的所述透明树脂的分子结构具有不包含双重结构的环结构，所述第2反射层的所述透明树脂的分子结构具有双重结构。
3.根据权利要求1所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述反射粒子包含选自由氧化钛、氧化铝、硫酸钡及氧化锌组成的组中的至少1种无机物质粒子。
4.根据权利要求1所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述第1反射层的所述透明树脂及所述第2反射层的所述透明树脂分别包含选自由环氧树脂、有机硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、不饱和聚酯、聚氨酯、丙烯酸树脂及聚对苯二甲酸乙二醇酯组成的组中的至少1个。
5.根据权利要求1所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述第1及第2反射层分别含有以质量比计为15％以上且60％以下的所述透明树脂、和以质量比计为40％以上且85％以下的所述反射粒子。
6.根据权利要求1所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述稀土类氧硫化物荧光体具有以通式：RE2O2S：Pr表示、且Pr相对于RE2O2S的含量为0.001摩尔％以上且10摩尔％以下的组成，
其中，RE为选自由Y、Gd、La及Lu组成的组中的至少1个。
7.根据权利要求6所述的陶瓷闪烁器阵列，其中，所述稀土类氧硫化物荧光体包含含有Pr作为活化剂的钆氧硫化物荧光体。
8.一种X射线检测器，其具备权利要求1至权利要求7中任一项所述的陶瓷闪烁器阵列。
9.一种X射线检查装置，其具备权利要求8所述的X射线检测器。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6548565B2 (ja) * 2015-12-14 2019-07-24 浜松ホトニクス株式会社 シンチレータパネル、及び、放射線検出器
JP2020173226A (ja) * 2019-04-12 2020-10-22 三菱ケミカル株式会社 シンチレータアレイ、放射線検出器、及び放射線検査装置
CN114586110A (zh) 2019-10-31 2022-06-03 株式会社东芝 闪烁器阵列、闪烁器阵列的制造方法、放射线检测器及放射线检查装置
JP7355608B2 (ja) 2019-11-05 2023-10-03 株式会社東芝 セラミックシンチレータアレイ、およびそれを用いた放射線検出器、放射線検査装置
CN114586111A (zh) 2019-11-13 2022-06-03 株式会社东芝 闪烁器阵列、闪烁器阵列的制造方法、放射线检测器及放射线检查装置

Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001330680A (ja) * 2000-05-23 2001-11-30 Hitachi Medical Corp 放射線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置
CN1447131A (zh) * 2002-03-25 2003-10-08 日立金属株式会社 射线检测仪、其制造方法和射线ct装置
CN1455877A (zh) * 2000-09-11 2003-11-12 浜松光子学株式会社 闪烁器面板、放射线图象传感器和它们的制造方法
CN102681000A (zh) * 2011-02-14 2012-09-19 富士胶片株式会社 放射图像检测设备及其制造方法
CN102763004A (zh) * 2009-08-13 2012-10-31 科学生产商业公司爱达尔股份有限公司 多元件x射线辐射探测器、用于其的稀土x射线发光体和用于将多元件闪烁器和探测器形成为整体的方法
CN103026261A (zh) * 2010-07-27 2013-04-03 富士胶片株式会社 放射线检测器及放射线检测器的制造方法
CN103299211A (zh) * 2010-12-27 2013-09-11 富士胶片株式会社 放射线图像检测装置及其制造方法
CN103959096A (zh) * 2011-12-01 2014-07-30 株式会社东芝 闪烁器阵列、使用了该闪烁器阵列的x射线检测器以及x射线检查装置
JP2014167405A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Konica Minolta Inc 蒸着用基板およびシンチレータパネル
CN105190775A (zh) * 2013-04-01 2015-12-23 株式会社东芝 闪烁器阵列、x射线检测器、及x射线检查装置

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS63259485A (ja) * 1987-04-17 1988-10-26 Toshiba Corp Ｘ線検出器
US5866908A (en) * 1996-02-20 1999-02-02 Saint-Gobain/Norton Industrial Ceramics Corporation Reflector compensation for scintillator array with low temperature expansion
JP4959877B2 (ja) 2001-03-19 2012-06-27 株式会社東芝 セラミックシンチレータ、およびそれを用いた放射線検出器と放射線検査装置
CN1320373C (zh) * 2002-09-18 2007-06-06 皇家飞利浦电子股份有限公司 辐射检测器
JP2012002627A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線検出用二次元アレイ型シンチレータ
JP5725916B2 (ja) 2011-03-08 2015-05-27 株式会社東芝 Ｘ線ｃｔ装置
JP6221352B2 (ja) * 2013-05-30 2017-11-01 コニカミノルタ株式会社 放射線画像変換パネル、および放射線画像検出器
WO2017082337A1 (ja) * 2015-11-12 2017-05-18 株式会社 東芝 セラミックシンチレータアレイとその製造方法、放射線検出器、および放射線検査装置

Patent Citations (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001330680A (ja) * 2000-05-23 2001-11-30 Hitachi Medical Corp 放射線検出器及びこれを用いたｘ線ｃｔ装置
CN1455877A (zh) * 2000-09-11 2003-11-12 浜松光子学株式会社 闪烁器面板、放射线图象传感器和它们的制造方法
CN1447131A (zh) * 2002-03-25 2003-10-08 日立金属株式会社 射线检测仪、其制造方法和射线ct装置
CN102763004A (zh) * 2009-08-13 2012-10-31 科学生产商业公司爱达尔股份有限公司 多元件x射线辐射探测器、用于其的稀土x射线发光体和用于将多元件闪烁器和探测器形成为整体的方法
CN103026261A (zh) * 2010-07-27 2013-04-03 富士胶片株式会社 放射线检测器及放射线检测器的制造方法
CN103299211A (zh) * 2010-12-27 2013-09-11 富士胶片株式会社 放射线图像检测装置及其制造方法
CN102681000A (zh) * 2011-02-14 2012-09-19 富士胶片株式会社 放射图像检测设备及其制造方法
CN103959096A (zh) * 2011-12-01 2014-07-30 株式会社东芝 闪烁器阵列、使用了该闪烁器阵列的x射线检测器以及x射线检查装置
JP2014167405A (ja) * 2013-02-28 2014-09-11 Konica Minolta Inc 蒸着用基板およびシンチレータパネル
CN105190775A (zh) * 2013-04-01 2015-12-23 株式会社东芝 闪烁器阵列、x射线检测器、及x射线检查装置

Also Published As

Publication number Publication date
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