CN111418026A - 闪烁体面板和使用其的x射线检测器 - Google Patents
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Abstract
闪烁体面板,其具有基板、以及含有粘接剂树脂和荧光体的闪烁体层,进一步包含在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。提供具有高灵敏度和清晰度的闪烁体面板和X射线检测器。
Description
技术领域
本发明涉及闪烁体面板、使用其的X射线检测器、X射线透视装置和X射线CT装置。
背景技术
以往,在医疗现场广泛使用利用胶片的X射线图像。然而,利用胶片的X射线图像是模拟图像信息,因此近年来,开发了计算机放射成像(computed radiography:CR)、平板型的放射线检测器(flat panel detector:FPD)等数字方式的平板放射线检测装置。
FPD中,为了将放射线转换为可见光,使用闪烁体面板。闪烁体面板包含硫氧化钆(GOS)等放射线荧光体,根据所照射的放射线,该放射线荧光体发射可见光。通过将从闪烁体面板发射的光使用具有TFT、CCD的传感器(光电转换层)而转换为电信号,从而将放射线的信息转换为数字图像信息。
近年来,期望能够以低放射线剂量使用X射线检测器。例如,在医疗现场,要求尽可能减少受试者因X射线诊断等而导致的被辐射剂量。然而,如果减少X射线检测器中使用的放射线剂量,则相对地闪烁体面板的亮度变低。因此,在闪烁体面板中,重要的是低放射线剂量下的发光的提取效率高。进一步,要求通过光电转换层以高灵敏度检测闪烁体面板的发光。此外,虽然达不到医疗用途中的被辐射剂量的限制,但在工业用途中的X射线非破坏检查中,减少被辐射剂量也导致减少节拍时间,因此要求提高闪烁体面板中的发光的提取效率、光电转换层中的检测效率之类的X射线检测器的灵敏度。
作为使闪烁体面板中的发光的提取效率、光电转换层中的检测效率降低的原因,可以举出荧光体的发光波长与光电转换层的检测效率高的波长区域未充分整合的方面(检测效率降低);荧光体的发光在闪烁体层中被散射·吸收的方面(提取效率降低)等。
因此,作为提高灵敏度的技术,提出了例如包含含有无机荧光化合物的第1荧光体、以及含有荧光体树脂和波长转换化合物的第2荧光体的闪烁体(例如参照专利文献1);具有闪烁体晶体、光检测器和波长转换层的放射线检测器(例如参照专利文献2)等。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2014-48270号公报
专利文献2:日本特开2010-169673号公报。
发明内容
发明要解决的课题
然而,即使通过专利文献1中记载的技术,经波长转换的荧光体的发光波长与光电转换层的检测效率高的波长区域的整合性也仍然不充分,基于光电转换层的检测效率不充分。此外,专利文献1~2中,经波长转换的荧光体的发光在闪烁体层中的散射均大,因此可见光的提取效率不充分。因此,存在闪烁体面板的灵敏度和清晰度不充分的课题。
本发明鉴于上述课题,目的在于,提供灵敏度和清晰度优异的闪烁体面板。
解决课题的手段
为了解决上述课题,本发明主要具有以下的构成。即,闪烁体面板,其具有基板、以及含有粘接剂树脂和荧光体的闪烁体层,前述闪烁体层中进一步包含在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。
发明的效果
本发明的闪烁体面板的灵敏度和清晰度优异。
附图说明
图1是示意性表示包含本发明的闪烁体面板的X射线检测器的一个方式的截面图。
图2是示出实施例和比较例中使用的苝系化合物、吡咯甲川系化合物A~D、香豆素系化合物、蒽系化合物和POPOP的吸收光谱的图。
图3是示出实施例和比较例中使用的苝系化合物、吡咯甲川系化合物A~D、香豆素系化合物、蒽系化合物和POPOP的发光光谱的图。
图4是示出实施例1的闪烁体面板的发光光谱的图。
图5是示出实施例2的闪烁体面板的发光光谱的图。
图6是示出实施例6的闪烁体面板的发光光谱的图。
图7是示出实施例7的闪烁体面板的发光光谱的图。
图8是示出比较例1的闪烁体面板的发光光谱的图。
具体实施方式
本发明的闪烁体面板至少具有基板和闪烁体层。闪烁体层吸收入射的X射线等放射线的能量,发射波长300nm~800nm的范围的电磁波、即以可见光为中心遍及紫外光至红外光的范围的任意的光。闪烁体层至少含有粘接剂树脂和荧光体。粘接剂树脂具有将多个荧光体相互结合,固定闪烁体层中的荧光体的相对位置的作用。荧光体具有吸收X射线等放射线的能量,发射以可见光为中心遍及紫外光至红外光的范围的任意的光的作用。
图1示意性示出包含本发明的闪烁体面板的X射线检测器的一个方式。X射线检测器1具有闪烁体面板2、输出基板3和电源部12。
闪烁体面板2具有基板5和闪烁体层4。闪烁体层4含有荧光体6和粘接剂树脂7、以及未图示的在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。
输出基板3在基板11上具有光电转换层9和输出层10。光电转换层9一般而言将具有未图示的光传感器和TFT的像素形成为二维状。在光电转换层9上,可以具有隔膜层8。优选闪烁体面板2的出射面与输出基板3的光电转换层9经由隔膜层8而粘接或密合。
闪烁体层4中发射的光到达光电转换层9而进行光电转换并被输出。
作为构成本发明的闪烁体面板中使用的基板的材料,优选使用具有放射线透射性的材料,可以举出例如各种玻璃、高分子材料、金属等。作为玻璃,可以举出例如石英、硼硅酸玻璃、化学强化玻璃等。作为高分子材料,可以举出例如纤维素乙酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯;聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯、聚碳酸酯、碳纤维强化树脂等。作为金属,可以举出例如铝、铁、铜等。其可以使用2种以上。这些之中,特别优选为放射线的透射性高的高分子材料。此外,优选为平坦性和耐热性优异的材料。
基板的厚度从闪烁体面板的轻量化的观点出发,例如在玻璃基板的情况下,优选为2.0mm以下、更优选为1.0mm以下。此外,在包含高分子材料的基板的情况下,优选为3.0mm以下。
本发明的闪烁体面板中使用的闪烁体层至少含有粘接剂树脂和荧光体,进一步含有在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。
作为粘接剂树脂,可以举出例如热塑性树脂、热固性树脂、光固性树脂等。更具体而言,可以举出例如丙烯酸树脂、纤维素系树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、脲树脂、氯乙烯树脂、缩丁醛树脂、有机硅树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚苯基苯等。这些可以含有2种以上。这些之中,优选为选自丙烯酸树脂、纤维素树脂、缩丁醛树脂、聚酯树脂和聚苯乙烯中的树脂。
粘接剂树脂由于对光从闪烁体层的提取有影响,因此透明性高的树脂能够进一步提高光的提取效率,故而优选。
作为荧光体,可以举出例如硫化物系荧光体、锗酸盐系荧光体、卤化物系荧光体、硫酸钡系荧光体、磷酸铪系荧光体、钽酸盐系荧光体、钨酸盐系荧光体、铈活化稀土类硅酸盐系荧光体、镨活化稀土类硫氧化物系荧光体、铽活化稀土类硫氧化物系荧光体、铽活化稀土类磷酸盐系荧光体、铽活化稀土类卤氧化物系荧光体、铥活化稀土类卤氧化物系荧光体、铕活化碱土金属磷酸盐系荧光体、铕活化碱土金属氟化卤化物系荧光体、铕活化稀土类硫氧化物系荧光体等无机荧光体;对三联苯、对四联苯、2,5-二苯基噁唑、2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑、萘、二苯基乙炔、茋等有机荧光体。这些可以含有2种以上。这些之中,优选为选自卤化物系荧光体、铽活化稀土类硫氧化物系荧光体和铕活化稀土类硫氧化物系荧光体中的荧光体,更优选为铽活化稀土类硫氧化物系荧光体。
作为荧光体的形状,可以举出例如颗粒状、针状、鳞片状等。这些之中,优选为颗粒状。通过将荧光体的形状设为颗粒状,荧光体在闪烁体层中更均匀地分散,因此抑制了荧光体在闪烁体层中的发光的不均匀,能够均匀地发光。
本发明的闪烁体面板的特征在于,在闪烁体层中含有在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物具有波长转换功能,其吸收遍及紫外光至可见光的波长范围的光或相当的能量,发射在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的光。长波长的光具有与短波长的光相比在闪烁体层内的散射、吸收少的特征。因此,通过在闪烁体层中含有前述有机化合物,能够将基于荧光体的发光之中短波长的发光转换为更长波长的发光,抑制闪烁体层内的发光的散射、吸收。由此,从闪烁体层提取光的效率提高,能够提高闪烁体面板的灵敏度和清晰度。作为前述有机化合物的发光的最大峰波长的范围,优选为480~590nm、更优选为500~580nm。此外,作为前述有机化合物的吸收的最大峰波长的范围,优选为300~540nm、更优选为350~520nm。
在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物优选在闪烁体层中溶解和/或分散,能够进一步提高闪烁体面板的灵敏度和清晰度。在此,“溶解”是指在闪烁体层的粘接剂树脂中在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物均匀地存在,在利用目视或者光学显微镜、电子显微镜的观察中,在粘接剂树脂中观察不到在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物单体的颗粒的状态。“分散”是指在闪烁体层的粘接剂树脂中在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物均匀地存在,但通过利用目视或者光学显微镜、电子显微镜的观察,在粘接剂树脂中观察到在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物单体的颗粒的状态。作为利用显微镜的观察,是指以测定倍率为2~5000倍进行观察的状态。应予说明,作为在闪烁体层中溶解和/或分散在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物的方法,可以举出例如后述闪烁体面板的优选的制造方法等。
作为在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物,优选选自苝系化合物、吡咯甲川系化合物、香豆素系化合物和蒽系化合物中的化合物。苝系化合物是指在分子内具有苝骨架的化合物,吡咯甲川系化合物是指在分子内具有吡咯甲川骨架的化合物,香豆素系化合物是指在分子内具有香豆素骨架的化合物,蒽系化合物是指在分子内具有蒽骨架的化合物。
苝系化合物优选具有下述通式(1)所示的结构。
[化1]
上述通式(1)中,R1~R12各自可以相同或不同,表示氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的硅烷基。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出卤素、烷基、芳基、杂芳基。
上述通式(1)中,烷基的碳原子数优选为1~12。烯基的碳原子数优选为1~20。炔基的碳原子数优选为1~10。杂环基的碳原子数优选为2~20。烷氧基的碳原子数优选为1~20。芳基的碳原子数优选为6~40。作为酯基,优选为碳原子数为1~6的烷基酯。R1~R12之中至少1个优选为酯基,能够进一步提高闪烁体面板的灵敏度和清晰度。更优选R1和R7、或者、R6和R12为酯基。进一步,在R1和R7、或者、R6和R12为除了氢之外的官能团的情况下,R1~R12之中除此之外优选为氢。
作为吡咯甲川系化合物,优选为吡咯甲川硼络合物。通过使用硼络合物,量子转换效率进一步提高,因此能够将闪烁体层内的荧光体的短波长的发光更高效率地进行波长转换为更长波长的发光。
吡咯甲川系化合物优选具有下述通式(2)所示的结构。
[化2]
上述通式(2)中,Y表示C-T7或N。
T1~T7各自可以相同或不同,表示氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的炔基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷硫基、取代或未取代的芳基醚基、取代或未取代的芳基硫醚基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的酰基、羧基、取代或未取代的氧基羰基、取代或未取代的氨基甲酰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的磺酰基、取代或未取代的酰胺基、取代或未取代的氨基、硝基、取代或未取代的硅烷基、取代或未取代的硅氧烷基、取代或未取代的氧硼基、或取代或未取代的氧化膦基。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出卤素、烷基、芳基、杂芳基。
T8和T9各自可以相同或不同,表示取代或未取代的烷基、取代或未取代的环烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的环烯基、取代或未取代的炔基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的烷硫基、取代或未取代的芳基醚基、取代或未取代的芳基硫醚基、取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基或卤素。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出卤素、烷基、芳基、杂芳基。
上述通式(2)中,烷基的碳原子数优选为1~20、更优选为1~8。环烷基的碳原子数优选为3~20。杂环基的碳原子数优选为2~20。烷氧基和烷硫基的碳原子数优选为1~20。芳基醚基、芳基硫醚基和芳基的碳原子数优选为6~40。杂芳基的碳原子数优选为2~30。作为氨基的取代基,可以举出例如烷基、芳基、杂芳基等。这些取代基的氢的至少一部分可以进一步被替代。硅烷基的硅数优选为1~6。
上述通式(2)中,作为T1、T3、T4和T6,氢或取代或未取代的烷基不延伸吡咯甲川骨架的共轭,对发光波长没有影响,故而优选。从对空气中的氧气、水分的稳定性的观点出发,更优选为取代或未取代的烷基。烷基之中,从在粘接剂树脂、溶剂中的溶解性的观点出发,优选为甲基、乙基、正丙基、异丙基、正丁基、仲丁基、叔丁基、戊基、己基等碳原子数1~6的烷基,从热稳定性优异的观点出发,更优选为碳原子数1~4的烷基。
上述通式(2)中,作为T2和T5,从对氧气的稳定性的观点出发,优选至少一个为取代或未取代的酰基、取代或未取代的酯基、取代或未取代的酰胺基、氰基等吸电子基团。
作为T7,从对光的稳定性的观点出发,优选为取代或未取代的芳基、取代或未取代的杂芳基,更优选为取代或未取代的芳基,更优选为取代或未取代的苯基、取代或未取代的萘基。
前述通式(2)中,作为T8和T9,优选为选自氟、含氟烷基、含氟杂芳基和含氟芳基中的基团,更优选为选自氟和含氟芳基中的基团,从合成的容易性出发,进一步优选为氟。
吡咯甲川系化合物可以通过以往公知的方法合成。例如,如国际公开第2016/190283号、日本特开2017-142887号公报、日本特开2017-141318号公报等中公开那样,可以通过使用吡咯衍生物的方法合成。
香豆素系化合物优选具有下述通式(3)所示的结构。
[化3]
上述通式(3)中,Q1~Q6各自可以相同或不同,表示氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、磺酰基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的硅烷基。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出卤素、烷基、羟基、芳基、杂芳基。
上述通式(3)中,优选烷基的碳原子数为1~10。烯基的碳原子数优选为1~20,炔基的碳原子数优选为1~10。杂环基的碳原子数优选为2~20。烷氧基的碳原子数优选为1~20。芳基的碳原子数优选为6~40。作为酯基,优选碳原子数为1~6的烷基酯。优选Q1~Q6之中至少1个具有除了氢之外的官能团,更优选Q1和Q2之中至少1个具有除了氢之外的官能团。进一步,Q5优选为供电子基团。作为供电子基团,优选为羟基、取代或未取代的氨基、取代或未取代的烷氧基,更优选为取代或未取代的氨基。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出烷基、芳基、杂芳基。被取代的烷基的碳原子数优选为1~10。
蒽系化合物优选具有下述通式(4)所示的结构。
[化4]
上述通式(4)中,Z1~Z10各自可以相同或不同,表示氢、取代或未取代的烷基、取代或未取代的杂环基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、硫醇基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、卤素、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、磺酰基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的硅烷基。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出卤素、烷基、羟基、芳基、杂芳基。
上述通式(4)中,优选烷基的碳原子数为1~10。烯基的碳原子数优选为1~20,炔基的碳原子数优选为1~10。杂环基的碳原子数优选为2~20。烷氧基的碳原子数优选为1~20。芳基的碳原子数优选为6~40。作为酯基,优选碳原子数为1~6的烷基酯。被取代的烷基的碳原子数优选为1~12。优选Z1~Z10之中至少1个具有除了氢之外的官能团,更优选Z9和Z10之中至少1个具有除了氢之外的官能团。
本发明中,通过在闪烁体层中包含在450~600nm的范围中具有发光的最大峰波长的有机化合物,能够使从闪烁体层发射的光的波长与后述光电转换层的高灵敏度波长区域整合,能够进一步提高来自闪烁体层的发光的检测效率。在此,有机化合物的发光的最大峰波长在针对该有机化合物测定波长370~670nm的发光光谱的情况下,是指发光强度达到最大的波长。应予说明,发光光谱可以通过使用荧光分光光度计,对有机化合物照射波长350nm的光而测定。作为在450~600nm的范围中具有发光的最大峰波长的化合物,可以举出例如以下所示的化合物等。
[化5]
接着,针对本发明的闪烁体面板的制造方法进行说明。例如,在将粘接剂树脂溶解在溶剂中而得到的溶液中,溶解或分散在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物,进一步在该溶液中分散荧光体,通过将由此得到的糊料涂布在基板上并干燥,能够在基板上形成溶解和/或分散有在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物的闪烁体层。作为在粘接剂树脂溶液中溶解或分散在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物的方法,可以举出在粘接剂树脂溶液中添加该有机化合物并搅拌的方法等。搅拌速度优选为10~100rpm,搅拌时间优选为2~24小时。干燥温度优选为40~110℃,干燥时间优选为10分钟~300分钟。
接着,针对本发明的X射线检测器进行说明。本发明的X射线检测器可以通过在具有光电转换层的输出基板上设置前述的闪烁体面板而得到。输出基板在基板上具有光电转换层和输出层。作为光电转换层,一般而言将具有光传感器和TFT的像素形成为二维状。
光电转换层优选高灵敏度区域的波长为450~600nm。在此,本发明中的高灵敏度区域是指在350~700nm的波长区域中,相对于光电转换层中的灵敏度的最大值具有90%以上的灵敏度的波长区域。通过将高灵敏度区域设为所述波长范围,在闪烁体层内的发光之中,能够以更高灵敏度检测容易透过至光电转换层面的长波长的光。进一步,通过在闪烁体层中包含在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物,能够使从闪烁体层发生的光的波长与光电转换层的高灵敏度波长区域整合,能够进一步提高闪烁体面板的灵敏度。
接着,针对本发明的X射线透视装置和X射线CT装置进行说明。本发明的X射线透视装置和X射线CT装置具有发生X射线的X射线发生部和前述的X射线检测器。X射线透视装置、X射线CT装置是从X射线发生部对被照射物照射X射线,通过X射线检测器检测透过被照射物的X射线的装置。通过在该X射线检测部中安装本发明的X射线检测器,能够以高灵敏度检测透过被照射物的X射线,能够得到灵敏度高的X射线透视装置、X射线CT装置。
实施例
以下,举出实施例和比较例,进一步具体说明本发明,但本发明不因它们而受到限定。首先,在各实施例和比较例中使用的材料如下所示。
荧光体:GOS:Tb(日亚化学工业(株)制,颗粒状,平均粒径11μm)
粘接剂树脂:聚苯乙烯(和光纯药工业(株)制,聚合度2000)
有机荧光材料1:1,4-双(2-(5-苯基噁唑基))苯(POPOP:最大峰波长420nm附近)((株)同仁化学研究所制)
溶剂:γ-丁内酯(γ-BL)
苝系化合物:3,9-苝二甲酸二异丁酯(BASF公司制)
吡咯甲川系化合物A:下述结构式所示的化合物。
[化6]
吡咯甲川系化合物B:下述结构式所示的化合物
[化7]
吡咯甲川系化合物C:下述结构式所示的化合物
[化8]
吡咯甲川系化合物D:下述结构式所示的化合物
[化9]
香豆素系化合物:3-(2-苯并噻唑基)-7-(二乙基氨基)香豆素(东京化成工业(株)制)
蒽系化合物:N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-二苯基-9,10-蒽二胺(东京化成工业(株)制)。
(制备例1~9)树脂溶液的制备
将30g的聚苯乙烯和50g的γ-丁内酯(γ-BL)加入搅拌用容器中,在60℃下加热搅拌8小时,得到聚苯乙烯的γ-BL溶液。其后,将表1所示的原料以达到表1所示的调配比率的方式加入搅拌用容器中,在室温下搅拌12小时,得到树脂溶液。通过目视观察树脂溶液中的有机化合物的状态。
[表1]
。
(制备例10~18)闪烁体层用糊料的制备
将通过制备例1~9中记载的方法制备的树脂溶液各自加入搅拌用容器中,相对于树脂溶液100重量份,添加78重量份的表2所示的溶剂、625重量份的荧光体并混合,使用行星式搅拌脱泡装置(“マゼルスター”(注册商标)KK-400;仓敷纺织(株)制),以转速1000rpm搅拌脱泡20分钟,得到闪烁体层用糊料。
[表2]
接着,针对各实施例和比较例中的评价方法进行说明。
1.苝系化合物、吡咯甲川系化合物、香豆素系化合物、蒽系化合物的吸收光谱
将通过前述制备例1~9得到的树脂溶液各自涂布在PET膜上,在80℃下干燥2小时,得到树脂膜。对所得树脂膜,使用紫外可见分光光度计(U-4100;(株)日立ハイテクサイエンス),测定波长300~650nm下的吸收光谱。所得吸收光谱示于图2。由图2所示的吸收光谱,可知苝系化合物在310nm至510nm附近、吡咯甲川系化合物A~D在310nm至540nm附近、香豆素系化合物在300nm至500nm附近、蒽系化合物在300nm至520nm附近、POPOP在310nm至450nm附近具有吸收波长。
2.苝系化合物、吡咯甲川系化合物、香豆素系化合物、蒽系化合物的发光的最大峰波长
将通过前述制备例1~9的记载得到的树脂溶液各自涂布在PET膜上,在80℃下干燥2小时,得到树脂膜。对所得树脂膜,使用荧光分光光度计(Fluoromax4;(株)堀场制作所制),测定照射波长350nm的光的情况的波长370~670nm下的发光光谱。所得发光光谱示于图3。在所测定的波长区域中,将发光强度最大的波长设为发光的最大峰波长。由图2所示的发光光谱,可知苝系化合物在510nm附近、吡咯甲川系化合物A~D在540nm附近、香豆素系化合物在510nm附近、蒽系化合物在510nm附近、POPOP在420nm附近具有最大峰波长。
3.闪烁体面板的发光光谱
针对实施例1~2、6~7和比较例1中得到的闪烁体面板,使用荧光分光光度计(Fluoromax4,(株)堀场制作所制),测定照射波长250nm的光的情况的波长350~700nm下的发光光谱。
4.闪烁体面板的灵敏度和清晰性
将各实施例和比较例中制作的闪烁体面板安装在具有高灵敏度区域为波长450~600nm的光电转换层的FPD(Paxscan2520V(Varian公司制))上,制作X射线检测器。从闪烁体面板的基板侧照射管电压50kVp的X射线,用FPD检测闪烁体的发光。灵敏度由发光检测时的X射线剂量和用FPD检测到的数字图像的数值的图的斜率算出。此外,清晰度通过边缘法算出,将所算出的值之中2线对/mm的值设为清晰度的值。灵敏度和清晰度的值各自换算为相对于比较例1的测定值100%的相对值,进行相对比较。
(实施例1~7)
将通过制备例10~16得到的闪烁体层用糊料使用棒涂机以干燥后的膜厚达到200μm的方式涂布在PET膜上,在80℃下干燥4小时。以这样的方式,得到在PET膜上形成闪烁体层的闪烁体面板。针对所得闪烁体面板,通过前述方法评价的结果示于表3。通过目视观察闪烁体层中的有机化合物的状态。实施例1~2、6~7的闪烁体面板的发光光谱各自示于图4~7。
图4所示的实施例1的闪烁体面板的发光光谱之中,第1发光峰P1至第3发光峰P3的各发光峰是因荧光体的发光而产生的峰。另一方面,与后述比较例1相比,观察到第4发光峰P4、第6发光峰P6和第7发光峰P7的发光强度的减少、以及第5发光峰P5的消失。进一步,在波长510nm附近,观察到在比较例1中未确认到的宽范围的发光峰Px。上述的发光峰P4至P7的减少或消失以及发光峰Px的增加是因苝系化合物的吸收和发光而产生的。实施例1的闪烁体层的最大峰波长与光电转换层的高灵敏度区域整合,因此可以认为能够在维持高清晰度的同时,提高灵敏度。
图5所示的实施例2的闪烁体面板的发光光谱中,观察到发光峰P4至P7的发光强度的减少和530nm附近的发光峰Py的增加。上述的发光峰P4至P7的减少和消失以及发光峰Px的增加是因吡咯甲川系化合物A的吸收和发光而产生的。实施例2的闪烁体层的最大峰波长与光电转换层的高灵敏度区域整合,因此可以认为能够在维持高清晰度的同时,提高灵敏度。
图6所示的实施例6的闪烁体面板的发光光谱中,观察到发光峰P7的发光强度的减少和发光峰P5至P6的消失、以及510nm附近的发光峰Pz的增加。上述的发光峰P5至P7的减少和消失以及发光峰Pz的增加是因香豆素系化合物的吸收和发光而产生的。实施例6的闪烁体层的最大峰波长与光电转换层的高灵敏度区域整合,因此可以认为能够在维持高清晰度的同时,提高灵敏度。
图7所示的实施例7的闪烁体面板的发光光谱中,观察到发光峰P6至P7的发光强度的减少和发光峰P5的消失、以及510nm附近的发光峰Pw的增加。上述的发光峰P5至P7的减少和消失以及发光峰Pw的增加是因蒽系化合物的吸收和发光而产生的。实施例7的闪烁体层的最大峰波长与光电转换层的高灵敏度区域整合,因此可以认为能够在维持高清晰度的同时,提高灵敏度。
(比较例1)
使用通过制备例17得到的闪烁体层用糊料,除此之外,以与实施例1相同的方式,得到闪烁体面板。针对所得闪烁体面板,通过前述方法评价的结果示于表3。闪烁体面板的发光光谱示于图8。如图8所示,观察到第1发光峰P1、第2发光峰P2、第3发光峰P3、第4发光峰P4、第5发光峰P5、第6发光峰P6和第7发光峰P7。
(比较例2)
使用通过制备例18得到的闪烁体层用糊料,除此之外,以与实施例1相同的方式,得到闪烁体面板。针对所得闪烁体面板,通过前述方法评价的结果示于表3。
(比较例3)
将通过制备例1中记载的方法而得到的树脂溶液涂布在PET膜上,在80℃下干燥2小时,得到树脂膜。在以与比较例1相同的方式形成的闪烁体层上,层叠所得树脂膜,得到闪烁体面板。针对所得闪烁体面板,通过前述方法评价的结果示于表4。
(比较例4)
将通过制备例2中记载的方法而得到的树脂溶液涂布在PET膜上,在80℃下干燥2小时,得到树脂膜。在以与比较例1相同的方式形成的闪烁体层上,层叠所得树脂膜,得到闪烁体面板。针对所得闪烁体面板,通过前述方法评价的结果示于表4。
[表3]
由实施例1~7的评价结果可知,通过在闪烁体层中包含苝系化合物、吡咯甲川系化合物、香豆素系化合物或蒽系化合物,在维持清晰度的同时,灵敏度提高。
[表4]
比较例3~4与实施例的区别在于,闪烁体层不含在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物,在闪烁体层上层叠含有苝系化合物或吡咯甲川系化合物的聚苯乙烯膜。闪烁体层中发射的光通过含有苝系化合物或吡咯甲川系化合物的聚苯乙烯膜而转换为光电转换层的高灵敏度区域的波长,因此光电转换层的检测效率提高。然而,该波长转换并非在闪烁体层中,而是在闪烁体层外进行,因此无法抑制闪烁体层内的发光的散射、吸收。因此,无法提高从闪烁体层提取光的效率,与实施例1~7相比,灵敏度的提高效果不充分。进一步,因在界面处具有聚苯乙烯膜,导致光电转换层与闪烁体面板间的距离变大,清晰度降低。
标记的说明
1 X射线检测器
2 闪烁体面板
3 输出基板
4 闪烁体层
5 基板
6 荧光体
7 粘接剂树脂
8 隔膜层
9 光电转换层
10 输出层
11 基板
12 电源部。
Claims (8)
1.闪烁体面板,其具有基板、以及含有粘接剂树脂和荧光体的闪烁体层,前述闪烁体层中进一步包含在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物。
2.根据权利要求1所述的闪烁体面板,其中,前述在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的有机化合物溶解和/或分散在闪烁体层中。
3.根据权利要求1或2所述的闪烁体面板,其中,前述在450~600nm的波长区域中具有发光的最大峰波长的化合物包含选自苝系化合物、吡咯甲川系化合物、香豆素系化合物和蒽系化合物中的化合物。
4.根据权利要求3所述的闪烁体面板,其中,前述吡咯甲川系化合物包含吡咯甲川硼络合物。
5.X射线检测器,其具有输出基板,所述输出基板具有权利要求1~4中任一项所述的闪烁体面板和光电转换层。
6.根据权利要求5所述的X射线检测器,其中,前述光电转换层的高灵敏度波长区域为450~600nm。
7.X射线透视装置,其安装有权利要求5或6所述的X射线检测器。
8.X射线CT装置,其安装有权利要求5或6所述的X射线检测器。
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