CN114586111A - 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 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种闪烁器阵列(1),该闪烁器阵列(1)具备结构体(20),该结构体(20)具备多个闪烁器节(2)和设置于所述多个闪烁器节之间并且反射光的第1反射层(3),所述多个闪烁器节具有包含稀土类氧硫化物荧光体的烧结体;和设置于所述结构体上且包含反射光的第2反射层的层(4)。第1反射层包含延伸至上述层的内部的部分。
Description
技术领域
本实施方式涉及闪烁器阵列、闪烁器阵列的制造方法、放射线检测器及放射线检查装置。
背景技术
在医疗诊断、工业用非破坏检查等领域中,使用X射线断层摄影装置(以下记为X射线CT(Computed Tomography:CT)装置)那样的放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射线检测器夹持被检查体的断层面而彼此相向地配置。
X射线CT装置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,通过用计算机对X射线吸收数据进行解析,由此再生断层图像。
X射线CT装置的放射线检测器广泛使用采用了固体闪烁器的检测元件。具备使用了固体闪烁器的检测元件的放射线检测器由于将检测元件小型化而容易增加通道数,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装置等放射线检查装置被用于医疗用、工业用等各种领域中。X射线CT装置的例子包含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。多切面型的装置能够将计算机断层摄影(CT)重叠,由此能够立体地显示出CT图像。
放射线检查装置中搭载的放射线检测器具备纵横多列地排列的多个检测元件,各个检测元件具有闪烁器节。放射线检测器将入射至闪烁器节中的X射线转换成可见光,将可见光用检测元件转换成电信号而形成图像。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)使用切出加工或切槽加工等加工法而加工的闪烁器节与作为检测元件的光电二极管组合而成的放射线检测器正在普及。
使用了荧光体陶瓷的闪烁器的例子包含由钆氧硫化物荧光体的烧结体形成的闪烁器。使用了上述闪烁器的闪烁器阵列例如如以下那样操作而制造。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型为适当的形状,将其烧结而形成烧结体(锭)。对该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。进而,在这些闪烁器节间形成反射光的反射层并进行一体化而制造闪烁器阵列。
在放射线检测器中使用上述那样的闪烁器阵列的情况下,闪烁器阵列的尺寸精度会影响CT诊断图像的析像度。进而,对X射线CT装置中搭载的放射线检测器施加最大50℃~60℃的温度。在具有包含树脂的反射层的闪烁器阵列中,会产生因加温而引起的反射层的膨胀、及因温度降低而引起的收缩,在邻接的闪烁器节间产生微小的尺寸变化、即以闪烁器节的间距偏移、闪烁器阵列的翘曲作为主要原因的外形尺寸的不均等。如果存在这种翘曲、外形尺寸的不均,则在贴附于作为检测器的二极管阵列时,成为使其间的粘接层厚变得不均匀、使放射线检测器的诊断图像的析像度恶化的原因。在放射线检测器的诊断图像的高析像度化进展的过程中,要求翘曲、外形尺寸的不均少的闪烁器阵列。进而,伴随着放射线检测器的检测面积的微细化,闪烁器阵列与二极管阵列间的粘接层的均匀化变得重要。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:美国专利第5866908号说明书
专利文献2:国际公开第2017/082337号
专利文献3:国际公开第2017/110850号
发明内容
实施方式的闪烁器阵列具备结构体和设置于结构体上且包含反射光的第2反射层的层,所述结构体具备多个闪烁器节和设置于多个闪烁器节之间并且反射光的第1反射层,多个闪烁器节具有包含稀土类氧硫化物荧光体的烧结体。第1反射层包含延伸至上述层的内部的部分。
附图说明
图1是表示实施方式的闪烁器阵列的结构例的俯视图。
图2是表示以往的闪烁器阵列的结构例的截面图。
图3是表示实施方式的闪烁器阵列的结构例的截面图。
图4是表示实施方式的闪烁器阵列的其它结构例的截面图。
图5是表示实施方式的闪烁器阵列的其它结构例的截面图。
图6是表示实施方式的闪烁器阵列的其它结构例的截面图。
图7是用于说明闪烁器阵列的制造方法例的截面图。
图8是用于说明闪烁器阵列的制造方法例的截面图。
图9是用于说明闪烁器阵列的制造方法例的截面图。
图10是用于说明闪烁器阵列的制造方法例的截面图。
图11是表示放射线检测器的构成例的图。
图12是表示放射线检查装置的构成例的图。
具体实施方式
以下,对实施方式参照附图进行说明。附图中记载的各构成要素的厚度与平面尺寸的关系、各构成要素的厚度的比率等有时与实物不同。此外,在实施方式中,有时对实质上相同的构成要素标注相同的符号并适当省略说明。
以下,对实施方式的闪烁器阵列、放射线检测器及放射线检查装置进行说明。
(闪烁器阵列)
图1是表示实施方式的闪烁器阵列的结构例的俯视图。图2是表示以往的闪烁器阵列的结构例的截面图。图3是表示实施方式的闪烁器阵列的结构例的截面图。图4、图5、图6是表示实施方式的闪烁器阵列的其它结构例的截面图。图1~图6图示出闪烁器阵列1、闪烁器节2、反射层3和反射层(顶板反射层)4。需要说明的是,反射层4在图1中为了方便而省略。
闪烁器阵列1具备多个闪烁器节2、反射层3和反射层4。闪烁器节2及反射层3形成具有作为X射线入射面的表面20a和表面20a的相反侧的表面20b的结构体20。闪烁器节2的个数根据放射线检测器的结构、析像度等而适当设定。
在以往的闪烁器阵列中,如图2中所示的那样,表面20a从闪烁器节2同一平面地延伸至反射层3。与此相对,在实施方式的闪烁器阵列的一个例子中,如图3中所示的那样,在闪烁器阵列1的厚度方向的截面中,反射层3部分地按照咬入的方式进入反射层4的内部。换言之,反射层3具有延伸至反射层4的内部的部分。
在实施方式的闪烁器阵列的其它例子中,也可以如图4中所示的那样,反射层4介由粘接层5被贴合于表面20a上,在闪烁器阵列1的厚度方向的截面中,反射层3经由粘接层5按照部分地咬入的方式进入反射层4的内部。换言之,反射层3具有介由粘接层5而延伸至反射层4的内部的部分。
在实施方式的闪烁器阵列的又一例子中,也可以如图5中所示的那样,反射层4介由粘接层5被贴合于表面20a上,在闪烁器阵列1的厚度方向的截面中,反射层3按照部分地咬入的方式进入粘接层5的内部,并且未进入反射层4的内部。换言之,反射层3具有延伸至粘接层5的内部、并且未延伸至反射层4的部分。
在实施方式的闪烁器阵列的又一例子中,也可以如图6中所示的那样,反射层4介由粘接层5被贴合于表面20a上,在闪烁器阵列1的厚度方向的截面中,反射层3的一部分将反射层4贯通。
闪烁器节2将所入射的放射线(X射线)转换成光(可见光)。多个闪烁器节2通过与它们粘接的反射层3被一体化而形成结构体20。
反射层3将光(可见光)反射。反射层3可透射X射线。反射层3被设置于邻接的闪烁器节2之间,与各个闪烁器节2粘接。
反射层4将光(可见光)反射。反射层4可透射X射线。反射层4如例如图3中所示的那样,被设置于表面20a上并且将结构体20覆盖。
闪烁器阵列1也可以具有将多个闪烁器节2排成一列的结构、或如图1中所示的那样将多个闪烁器节2在纵向及横向上每规定的个数二维地排列而成的结构中的任一结构。在将多个闪烁器节2二维地排列的情况下,反射层3被设置于沿纵向排列的闪烁器节2间及沿横向排列的闪烁器节2中。反射层3也可以沿着表面20a将闪烁器节2包围。
闪烁器节2具有包含稀土类氧硫化物荧光体的烧结体。稀土类氧硫化物荧光体的例子包含含有镨(Pr)作为活化剂的稀土类氧硫化物荧光体。作为稀土类氧硫化物,例如可列举出钇(Y)、钆(Gd)、镧(La)、镥(Lu)等稀土类元素的氧硫化物。
稀土类氧硫化物荧光体优选具有下述通式所示的组成:
通式:RE2O2S:Pr (1)
(RE表示选自由Y、Gd、La及Lu构成的组中的至少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,有助于闪烁器阵列1的光输出功率的提高。因此,闪烁器节2更优选具有Gd2O2S:Pr荧光体(GOS荧光体)。需要说明的是,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的置换量优选为10摩尔%以下。
即,稀土类氧硫化物荧光体优选具有实质上以下述通式表示的组成:
通式:(Gd1-x,REx)2O2S:Pr (2)
(式中,RE表示选自由Y、La及Lu构成的组中的至少1种元素,x为满足0≤x≤0.1的数(原子比))。
闪烁器节2也可以具有镨(Pr)作为使光输出功率增大的活化剂。Pr与其它活化剂相比能够降低余辉。因此,含有Pr作为活化剂的稀土类氧硫化物荧光体陶瓷作为放射线检测器的荧光产生器是有效的。
稀土类氧硫化物荧光体中的Pr的含量相对于荧光体母体(例如Gd2O2S那样的RE2O2S)的含量优选为0.001摩尔%~10摩尔%。如果Pr的含量超过10摩尔%,则会导致光输出功率的降低。Pr的含量低于0.001摩尔%时,无法充分获得作为主活化剂的效果。Pr的含量更优选为0.01摩尔%~1摩尔%。
稀土类氧硫化物荧光体除了含有作为主活化剂的Pr以外,还可以含有微量的选自由铈(Ce)、锆(Zr)及磷(P)构成的组中的至少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为0.00001摩尔%~0.1摩尔%的范围。
构成闪烁器节2的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灵敏度的降低要因,因此杂质量优选尽可能少。特别是磷酸根(PO4)由于会成为灵敏度降低的原因,因此其含量优选为100ppm以下。使用氟化物等作为烧结助剂来提高烧结体的密度的情况下,由于烧结助剂作为杂质残留,因此会导致灵敏度的降低。
烧结体具有立方体形状或长方体形状。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。在闪烁器节2的体积为1mm3以下的情况下,反射层3的宽度(W)也能够减薄至100μm以下、进而50μm以下。但是,由于在低于40μm的情况下,制造工艺变得繁杂,因此反射层3的宽度(W)优选为40μm以上。
反射层3含有透射光的树脂(透光性树脂)、和分散于树脂中且反射光的反射粒子。树脂包含选自由环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂及丙烯酸树脂构成的组中的至少一种。例如环氧树脂优选氢化环氧树脂、环氧硅树脂等。反射粒子包含选自由氧化钛、氧化铝(alumina)、硫酸钡、氧化锌、氧化锆及氧化硅构成的组中的至少一种。需要说明的是,树脂中所含的气泡有时也发挥作为反射粒子的作用。
反射层4可以使用与反射层3同样的透光性树脂及反射粒子。
反射层3及反射层4中的透光性树脂与反射粒子的比例优选透光性树脂的质量比为15%~60%、反射粒子的质量比为40%~85%。透光性树脂的质量比与反射粒子的质量比的合计为100%。反射粒子的质量比低于40%时,反射层的反射效率降低,反射层相对于波长512nm的光的反射效率容易变得低于90%。如果反射粒子的质量比超过85%,则虽然反射层的反射效率不发生改变,但由于透光性树脂的质量比相对地降低,因此反射层的稳定的固体化变难。
在结构体20的表面20a上贴合预先制作的反射层4的情况下,粘接层5包含选自由环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚烯烃树脂及丙烯酸树脂构成的组中、且通过光、热、湿气中的任一者而固化的至少一种树脂。粘接层5也可以为透光性树脂,但为了降低来自一个闪烁器节2的光经由粘接层5而进入另一个闪烁器节2,粘接层5优选包含选自由氧化钛、氧化锆、氧化铝及氧化硅构成的组中的至少一种。
如上所述,实施方式的闪烁器阵列具备反射层3部分地咬入反射层4或粘接层5的构成。
X射线CT装置等放射线检测装置中使用的闪烁器将由X射线产生的光利用反射层局限于像素内,有效地取出至光电二极管侧。作为反射层,一般具有按照将闪烁器节间满埋的方式形成的反射层、此外根据情况进一步在X射线的入射面侧按照覆盖闪烁器阵列的方式形成的顶板反射层。通过X射线而发光的闪烁器的光直接或介由这样的反射层被高效地导入光电二极管。组装入X射线检测器中的闪烁器阵列施加最大50℃~60℃的温度,在不进行动作时被放置于室温下。此外在动作时由于在被检查体的周围以高速进行旋转,因此变成施加伴随于此的力。作为认为起因于这样的伴随使用环境温度的变动或旋转的内部应力的产生的问题,经常产生顶板反射层从闪烁器阵列剥离的现象,要求其对策。
与此相对,已知有下述的技术:在闪烁器节间的反射层中,通过选择环氧树脂中所含的反射粒子的颜色,此外组合环氧树脂的玻璃化转变温度为80℃以上的树脂,从而抑制闪烁器节间的光输出功率的不均或应变。
此外,已知有构成反射层的透光性树脂的玻璃化转变温度为50℃以上、并且比玻璃化转变温度高的温度下的透光性树脂的热膨胀系数为3.5×10-5/℃以下的闪烁器阵列。一般,透光性树脂的热膨胀系数以玻璃化转变温度为界发生较大变化,通过该条件设定来调整伴随该变化而引起的翘曲。
此外,已知有下述构成的闪烁器阵列:为了降低闪烁器阵列的翘曲,将多个闪烁器节通过反射层而一体化,反射层的透光性树脂的玻璃化转变温度为50℃以上,配置于多个闪烁器节的X射线所入射的面侧的第2反射层的透光性树脂的玻璃化转变温度为30℃以下。
就这些闪烁器阵列而言,翘曲得到一定程度改善。然而,在具有顶板反射层的闪烁器阵列中,对于该顶板反射层的剥离,未必可以说是有效的计策,要求进一步的改善。
顶板反射层中使用的材料与闪烁器节中使用的材料在线膨胀系数、弹性模量方面具有较大差异。该差异成为在将闪烁器阵列组装入检测器中且暴露于伴随使用环境温度的变动或旋转的离心力中时产生应力、顶板反射层的剥离的原因。
与此相对,在本实施方式中,通过使反射层3咬入反射层4或粘接层5中,从而利用这些凹凸使接触面积增加,能够获得所谓锚固效应,因此能够抑制反射层4的剥离。
表1表示具有图2中所示的结构的以往的闪烁器阵列与具有图3中所示的结构的闪烁器阵列的各自的强制试验中的剥离产生率的例子。强制试验是使闪烁器阵列用5分钟从室温升温至50℃,放置10分钟后,在室温下以200rpm的旋转速度旋转5分钟。将这些动作设定为1个循环的动作,对各样品进行100个循环的动作。在试制数100个样品的强制试验中,具有图3中所示的结构的闪烁器阵列没有剥离,由此获知剥离耐性大幅改善。
[表1]
实施方式的闪烁器阵列如图3、图4、图5、图6中所示的那样,具有反射层3部分地咬入包含反射层4的层的结构,但如果咬入长度变短则剥离抑制效果降低。为了实现有效的剥离抑制效果,在闪烁器阵列1的厚度方向的截面中,反射层3中的延伸至包含上述反射层4的层的内部的部分的长度D相对于反射层4或反射层4及粘接层5(包含反射层4的层)的厚度T之比D/T优选为0.10~1.00的范围,更优选为0.20~1.00的范围。厚度T和长度D可以通过电子显微镜或光学显微镜对闪烁器阵列1的厚度方向的截面进行观察,由该观察图像进行测定。反射层3、反射层4、粘接层5由于由各个层形成聚合物的网络结构,因此这些层的界面明确。此外在颜料浓度不同的情况下,由于进一步明确,因此容易判断厚度T和长度D。
接着,对闪烁器阵列1的制造方法例进行说明。闪烁器阵列1如以下那样来制造。这里,作为一个例子,对具有图4中所示的结构的情况进行说明。
图7~图10是用于说明实施方式的闪烁器阵列的制造方法例的截面图。首先,通过第1工序,由包含白色反射材的环氧树脂等树脂来形成规定大小的白色片材。
白色片材可以使用反射粒子与透光性树脂的混合物或喷漆系涂料等材料来形成。反射粒子与透光性树脂的混合物优选具有与反射层3同样的构成。白色片材也可以使用市售的白色片材。
白色片材形成反射层4,其厚度为50μm~250μm的范围。如果厚度低于50μm,则无法充分获得光的反射效率的提高效果。如果厚度超过250μm,则透射的X射线量降低而检测灵敏度降低。
在第1工序中,将稀土类氧硫化物系荧光体烧结体等闪烁器材料作为规定大小的薄板(厚度为0.5mm~2mm)切出,如图7中所示的那样,将板状的烧结体2a与形成反射层4的白色片材介由环氧树脂等粘接层5进行粘接而贴合。
接着,通过第2工序,如图8中所示的那样,通过对烧结体2a利用切片实施槽加工而将烧结体2a部分地除去,形成闪烁器节2和槽S。在烧结体2a的厚度方向的截面中,槽S的宽度例如为40μm~200μm的范围。槽S介由烧结体2a及粘接层5而延伸至反射层4的内部。
接着,通过第3工序,如图9中所示的那样,在第2工序中形成的槽S中形成反射层3。首先,准备反射粒子和构成透光性树脂的未固化状态的树脂组合物(透光性树脂的未固化物),将作为其混合物的浆料注入到槽S中。
未固化状态的树脂组合物优选具有0.2Pa·s~1.0Pa·s(200cps~1000cps)的粘度。如果树脂组合物的粘度超过1.0Pa·s,则流动性差,向槽S中注入的作业性降低。树脂组合物的粘度低于0.2Pa·s时,流动性变得过高而使涂布性或填充性降低。此外,透光性树脂的总光线透射率优选为85%以上。如果透光性树脂的总光线透射率低于85%,则反射层3的反射效率变得容易降低。
在槽S中注入浆料之后,通过使浆料固化而形成反射层3,从而将邻接的闪烁器节2间结合、一体化而形成结构体20。浆料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,通过进行热处理来进行固化反应。在双组分型的环氧树脂那样的树脂组合物的情况下,也可以通过在室温下放置来进行固化反应。
接着,通过第4工序,如图10中所示的那样,实施将结构体20的周缘的无用部分去除的周缘加工、进而研磨处理。通过以上的工序,能够制造闪烁器阵列1。
(放射线检测器)
实施方式的放射线检测器具备上述的闪烁器阵列1作为根据入射的放射线而放射光的荧光产生器,进而具备接受来自荧光产生器的光并将光的输出转换成电输出的光电转换器。图11是表示放射线检测器的构成例的图,表示X射线检测器。图11中所示的X射线检测器6具备作为荧光产生器的闪烁器阵列1和作为光电转换器的光电转换元件7。
X射线检测器6具备一体地设置于结构体20的表面20b上的光电转换元件7。光电转换元件7对闪烁器节2中通过转换X射线而形成的光(可见光)进行检测。光电转换元件7的例子包含光电二极管等。光电转换元件7按照与多个闪烁器节2各自对应的方式配置。通过这些构成要素,构成放射线检测器。
(放射线检查装置)
实施方式的放射线检查装置具备朝向被检查体照射放射线的放射线源和检测透过被检查体后的放射线的放射线检测器。放射线检测器可以使用上述的实施方式的放射线检测器。
图12是表示放射线检查装置的构成例的图。图12图示出X射线CT装置10、被检体11、X射线管12、计算机13、显示器14和被检体图像15。X射线CT装置10具备X射线检测器6。X射线检测器6例如被贴附于被检体11的撮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1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写。
图12中所示的X射线CT装置10具备具有闪烁器阵列1的X射线检测器6。如上述那样,闪烁器阵列1由于基于反射层3及反射层4等的构成,从闪烁器节2放射的可见光的反射效率高,因此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。放射线检查装置(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
对闪烁器阵列1的具体的实施例及其评价结果进行叙述。
在示出实施例及比较例时,如下那样制作板状的烧结体2a。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型,将该临时成型体脱气密封于钽(Ta)制的胶囊中之后,将其设置于热等静压加压(HIP)处理装置中。在HIP处理装置中封入氩气作为加压介质,以压力147MPa、温度1425℃的条件进行3小时处理。像这样操作,制作了直径约80mm×高度约120mm的圆柱状的烧结体。由该烧结体切出各种尺寸的GOS陶瓷板,作为实施例及比较例的烧结体2a。
(实施例1)
在长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板的表面,介由作为粘接层5的环氧粘接材而贴合面积比烧结体2a大一圈的白色聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)膜(MitsubishiChemical制、厚度100μm)。在贴合时将GOS陶瓷板、环氧粘接材、白色PET膜重叠,施加16kg的载荷,在100℃的温度下进行加热而粘接。冷却至常温后除去载荷而制作了层叠体。对该层叠体的GOS陶瓷板表面利用切片而实施槽加工,形成闪烁器节2和槽S。槽S的深度为1.25mm。槽S延伸至白色PET膜的内部。向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化,对闪烁器节2的表面进行了研磨。之后,将周缘部切掉,制作了相当于图4的闪烁器阵列1。反射层3中的延伸至包含反射层4的层的内部的部分的长度D相对于包含反射层4的层的厚度T之比D/T为0.40。
(实施例2)
在长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板的表面,涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化之后通过进行研磨而形成厚度T为0.3mm的反射层4。之后,从GOS陶瓷板的表面利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S。槽S的深度为1.25mm。槽S延伸至反射层4的内部。向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化,将闪烁器节2的表面研磨0.1mm。之后,将反射层4的表面研磨0.1mm,将周缘部切掉,制作了相当于图3的闪烁器阵列1。比D/T为0.25。
(实施例3)
在长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板的表面,涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化之后通过进行研磨而形成厚度为0.3mm的反射层4。之后,从GOS陶瓷板的表面利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S。槽S的深度为1.4mm。槽S延伸至反射层4的内部。向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化,将闪烁器节2的表面研磨0.1mm。之后,将反射层4的表面研磨0.15mm,将反射层4贯通而使反射层3露出于反射层4的表面后,将周缘部切掉,制作了闪烁器阵列1。比D/T为1.00。
(实施例4)
在长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板的表面,涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化之后通过进行研磨而形成厚度为0.3mm的反射层4。之后,从GOS陶瓷板的表面利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S。槽S的深度为1.22mm。槽S延伸至反射层4的内部。向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化,将闪烁器节2的表面研磨0.1mm。之后,将反射层4的表面研磨0.1mm,将周缘部切掉,制作了相当于图3的闪烁器阵列1。比D/T为0.10。
(实施例5)
在长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板的表面,涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化之后通过进行研磨而形成厚度为0.3mm的反射层4。之后,从GOS陶瓷板的表面利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S。槽S的深度为1.35mm。槽S延伸至反射层4的内部。向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化,将闪烁器节2的表面研磨0.1mm。之后,将反射层4的表面研磨0.1mm,将周缘部切掉,制作了相当于图3的闪烁器阵列1。比D/T为0.75。
(比较例1)
对长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S,向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化后,进行研磨而形成反射层3。在该结构体20的X射线入射面涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,将浆料在100℃的温度下加热3小时而使其固化。为了将厚度设定为150μm,在固化后进行研磨,形成反射层4,制作了闪烁器阵列1。反射层3未延伸至反射层4。
(比较例2)
对长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S,向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化后,通过进行研磨而形成反射层3。接着,将作为反射层4的白色PET膜(Mitsubishi Chemical制、厚度为100μm)介由环氧粘接材与结构体20贴合。在贴合时将结构体20、环氧粘接材、白色PET膜重叠,施加16kg的载荷,在100℃的温度下加热而粘接。冷却至常温后除去载荷,制作了闪烁器阵列1。反射层3未延伸至反射层4。
(比较例3)
对长度76mm、宽度25mm、厚度1.2mm的GOS陶瓷板利用切片实施槽加工而形成闪烁器节2和槽S,向槽S中注入包含氧化钛和环氧树脂的浆料,使浆料热固化后,通过进行研磨而形成反射层3。在该结构体20的X射线入射面涂布包含氧化钛和环氧树脂的浆料,在100℃的温度下加热4小时而使其固化。为了将厚度设定为100μm,在固化后进行研磨而形成反射层4,制作了闪烁器阵列1。反射层3未延伸至反射层4。
实施例及比较例中的反射层4的剥离性通过下述那样的强制试验来评价。将所得到的闪烁器阵列1放入到恒温恒湿试验机中,在-20℃的温度下放置30分钟后,以升温速度5℃/分钟升温至60℃的温度,在60℃的温度下放置30分钟,之后,以降温速度5℃/分钟降温至-20℃的温度。将该循环进行1000次后,观察闪烁器阵列1的周缘部,评价剥离的有无。试验中的湿度设定为40%RH(Relative Humidity)。将结果示于表2中。
[表2]
D/T | 反射层4的剥离 | |
实施例1 | 0.40 | 无 |
实施例2 | 0.25 | 无 |
实施例3 | 1.00 | 无 |
实施例4 | 0.10 | 一部分有 |
实施例5 | 0.75 | 无 |
比较例1 | 0 | 有 |
比较例2 | 0 | 有 |
比较例3 | 0 | 有 |
根据表2,就实施例的闪烁器阵列1而言,通过使闪烁器节2间的反射层3延伸并咬入至包含反射层4的层的内部,进行一体化,从而在反射层4的剥离性方面,与比较例之间见到显著的差异。即使是咬入的程度小的情况下,剥离也比比较例少。
根据实施方式的闪烁器阵列,由于能够实质上消除以往以一定的比例产生的反射层4的剥离,因此可以说是产业上有用的闪烁器阵列。
Claims (11)
1.一种闪烁器阵列,其具备:
结构体,该结构体具备多个闪烁器节和设置于所述多个闪烁器节之间并且反射光的第1反射层,所述多个闪烁器节具有包含稀土类氧硫化物荧光体的烧结体;和
设置于所述结构体上且包含反射光的第2反射层的层,
所述第1反射层包含延伸至所述层的内部的部分。
2.根据权利要求1所述的闪烁器阵列,其中,所述第1反射层的所述部分的长度D相对于所述层的厚度T之比D/T为0.10~1.00。
3.根据权利要求1所述的闪烁器阵列,其中,选自由所述第1及第2反射层构成的组中的至少一个的反射层包含:
树脂,该树脂含有选自由环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂及丙烯酸树脂构成的组中的至少一种;和
反射粒子,该反射粒子包含选自由氧化钛、氧化铝、氧化硅、硫酸钡、氧化锌、氧化锆及氧化硅构成的组中的至少一种,且反射光。
4.根据权利要求1所述的闪烁器阵列,其中,所述层进一步包含粘接层,
所述第2反射层介由所述粘接层而设置于所述结构体上。
5.根据权利要求4所述的闪烁器阵列,其中,所述部分延伸至所述粘接层的内部,未延伸至所述第2反射层。
6.根据权利要求4所述的闪烁器阵列,其中,所述粘接层包含选自由环氧树脂、硅树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂、聚氨基甲酸酯树脂、聚烯烃树脂及丙烯酸树脂构成的组中的至少一种树脂。
7.根据权利要求6所述的闪烁器阵列,其中,所述粘接层进一步包含选自由氧化钛、氧化锆、氧化铝及氧化硅构成的组中的至少一种。
8.根据权利要求1所述的闪烁器阵列,其中,所述稀土类氧硫化物荧光体具有下述组成:
以通式:RE2O2S:Pr表示,
RE为选自由Y、Gd、La及Lu构成的组中的至少1种元素,
并且Pr的含量相对于RE2O2S的含量为0.001摩尔%~10摩尔%。
9.一种放射线检测器,其具备权利要求1所述的闪烁器阵列。
10.一种放射线检查装置,其具备权利要求9所述的放射线检测器。
11.一种闪烁器阵列的制造方法,其具备下述工序:
将包含稀土类氧硫化物荧光体的板状的烧结体与包含反射光的第2反射层的层贴合的工序;
通过将所述烧结体部分地除去,形成多个闪烁器节、和设置于所述多个闪烁器节之间并且延伸至所述层的内部的槽的工序;
向所述槽中注入包含树脂和反射光的反射粒子的浆料的工序;和
使所述浆料固化而形成第1反射层的工序。
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