JP2005091140A - 放射線画像変換パネル及び放射線画像変換パネルの製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線画像変換パネルにおける感度ムラを低減する。
【解決手段】まず、輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として蒸発源4内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ5aに支持体Sを設置し、支持体Sと蒸着源4との距離を400mmに調節した。続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体回転機構5により10rpmの速度で支持体Sを回転しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
【選択図】図2
【解決手段】まず、輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として蒸発源4内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ5aに支持体Sを設置し、支持体Sと蒸着源4との距離を400mmに調節した。続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体回転機構5により10rpmの速度で支持体Sを回転しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
【選択図】図2
Description
本発明は、気相堆積法により支持体上に輝尽性蛍光体層が形成された放射線画像変換パネル及びその放射線画像変換パネルの製造方法に関する。
近年、放射線画像の撮影には、支持体上に輝尽性蛍光体が形成された撮影画像変換パネルが使用されている。これは、撮影時に被写体を透過した放射線を撮影画像変換パネル上に形成された輝尽性蛍光体層に吸収させ、その後輝尽性蛍光体層にレーザ光等の励起光を照射して輝尽性蛍光体層に蓄積された放射線エネルギーを蛍光として放射させてこの蛍光を検出することにより、画像化するものである。
このような撮影画像変換パネルに輝尽性蛍光体層を形成する方法として、輝尽性蛍光体に結合剤を混合してパネルの支持体上に塗布する方法があるが、この方法では輝尽性蛍光体の純度が下がるため、励起光の進入及び輝尽発光の効率が低下し、撮影画像の鮮鋭度や粒状性など画質の低下を招く。そこで、撮影画像の画質を向上させるために、輝尽性蛍光体層を気相堆積法により形成する方法が開発されている(例えば、特許文献1参照。)。この方法では、輝尽性蛍光体層には結合剤を含まず輝尽性蛍光体のみからなるので、励起光の進入及び輝尽発光の効率が良く、高画質な画像を得ることができる。
図3を参照して、気相堆積法による撮影画像変換パネルの従来の製造方法について説明する。
気相堆積法は、輝尽性蛍光体を蒸着又はスパッタリング等により支持体上に堆積させるものであり、例えば蒸着の場合は図3に示す蒸着装置10が使用されていた。蒸着装置10は、真空ポンプ11が備えられた真空容器12と、当該真空容器12内に、蒸発源13と、支持体Sを支持するとともに蒸発源13に対して支持体Sを水平方向(図中Aで示す方向)に往復搬送させる支持体搬送機構14とを備えて構成される。また、この蒸着装置10には、蒸発源13と支持体Sとの間に支持体Sへの蒸着を制限するためのスリットを有するスリット板15が設けられている。
気相堆積法は、輝尽性蛍光体を蒸着又はスパッタリング等により支持体上に堆積させるものであり、例えば蒸着の場合は図3に示す蒸着装置10が使用されていた。蒸着装置10は、真空ポンプ11が備えられた真空容器12と、当該真空容器12内に、蒸発源13と、支持体Sを支持するとともに蒸発源13に対して支持体Sを水平方向(図中Aで示す方向)に往復搬送させる支持体搬送機構14とを備えて構成される。また、この蒸着装置10には、蒸発源13と支持体Sとの間に支持体Sへの蒸着を制限するためのスリットを有するスリット板15が設けられている。
この蒸着装置10では、支持体Sを往復搬送しながら、蒸発源13からスリット15を通過した輝尽性蛍光体の蒸気を支持体Sに蒸着させることにより、支持体S上の一面に輝尽性蛍光体層を形成することができる。
特開2002−214397号公報
輝尽性蛍光体層は、放射線を吸収してそのエネルギーを蓄積するものであるので、輝尽性蛍光体層における輝尽性蛍光体の膜厚が厚いほど感度は高くなり、輝尽性蛍光体に蓄積された放射線のエネルギーを放出可能なある限度の膜厚で感度は飽和する。
ところが、上記構成の蒸着装置10では、スリット15により蒸発源13から発せられた蒸気が乱れて支持体S側に進入することがあり、輝尽性蛍光体層の膜厚のムラが生じることがあった。そのため、パネル上で局所的に高感度の部分、低感度の部分ができ、感度ムラが生じることとなっていた。
ところが、上記構成の蒸着装置10では、スリット15により蒸発源13から発せられた蒸気が乱れて支持体S側に進入することがあり、輝尽性蛍光体層の膜厚のムラが生じることがあった。そのため、パネル上で局所的に高感度の部分、低感度の部分ができ、感度ムラが生じることとなっていた。
本発明の課題は、放射線画像変換パネルにおける感度ムラを低減して、高画質の放射線画像を撮影できるようにすることである。
請求項1に記載の発明は、
気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±20%以下であることを特徴とする放射線画像変換パネル。
気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±20%以下であることを特徴とする放射線画像変換パネル。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±15%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚分布が±15%以下であることを特徴とする。
請求項3に記載の発明は、請求項2に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±10%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚分布が±10%以下であることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項3に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±5%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚分布が±5%以下であることを特徴とする。
請求項5に記載の発明は、
気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が40%以下であることを特徴とする。
気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が40%以下であることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項5に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が30%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚の変動係数が30%以下であることを特徴とする。
請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が20%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚の変動係数が20%以下であることを特徴とする。
請求項8に記載の発明は、請求項7に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が10%以下であることを特徴とする。
蛍光体層における膜厚の変動係数が10%以下であることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1〜8の何れか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層を構成する蛍光体が下記式(1)で示されるハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体を含有することを特徴とする。
M1X・aM2X′2・bM3X"3:eA・・・(1)
但し、式中でM1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であり、M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であり、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であり、AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。また、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値を示す。
蛍光体層を構成する蛍光体が下記式(1)で示されるハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体を含有することを特徴とする。
M1X・aM2X′2・bM3X"3:eA・・・(1)
但し、式中でM1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であり、M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であり、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であり、AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。また、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値を示す。
請求項10に記載の発明は、
請求項1〜9の何れか一項に記載の放射線画像変換パネルを製造する放射線画像変換パネルの製造方法であって、
真空容器と、この真空容器内に設けられて、支持体に輝尽性蛍光体を蒸着させる蒸発源と、支持体を支持するとともに当該支持体を蒸発源に対して回転させる支持体回転機構とを備えた蒸着装置を使用し、蒸着時に前記支持体回転機構により支持体を回転させながら、前記蒸発源から蒸発する輝尽性蛍光体を支持体上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成することを特徴とする。
請求項1〜9の何れか一項に記載の放射線画像変換パネルを製造する放射線画像変換パネルの製造方法であって、
真空容器と、この真空容器内に設けられて、支持体に輝尽性蛍光体を蒸着させる蒸発源と、支持体を支持するとともに当該支持体を蒸発源に対して回転させる支持体回転機構とを備えた蒸着装置を使用し、蒸着時に前記支持体回転機構により支持体を回転させながら、前記蒸発源から蒸発する輝尽性蛍光体を支持体上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成することを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、蛍光体層における膜厚分布が±20%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚を均一化して、感度ムラを低減させることができる。従って、高画質な放射線画像を撮影することが可能となる。
請求項2に記載の発明によれば、蛍光体層における膜厚分布が±15%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をより均一化して、感度ムラをさらに低減させることができる。
請求項3に記載の発明によれば、蛍光体層における膜厚分布が±10%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をより均一化して、感度ムラをさらに低減させることができる。
請求項4に記載の発明によれば、蛍光体層における膜厚分布が±5%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をさらに均一化して、感度ムラを著しく低減させることができる。
請求項5に記載の発明によれば、蛍光体層における変動係数が40%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚を均一化して、感度ムラを低減させることができる。従って、高画質な放射線画像を撮影することが可能となる。
請求項6に記載の発明によれば、蛍光体層における変動係数が30%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をより均一化して、感度ムラをさらに低減させることができる。
請求項7に記載の発明によれば、蛍光体層における変動係数が20%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をより均一化して、感度ムラをさらに低減させることができる。
請求項8に記載の発明によれば、蛍光体層における変動係数が10%以下となるように蛍光体層が構成されるので、膜厚をさらに均一化して、感度ムラを著しく低減させることができる。
請求項9に記載の発明によれば、一般式(1)で示す輝尽性蛍光体、M1X・aM2X′2・bM3X"3:eAを蛍光体層の材料として適用することができる。
請求項10に記載の発明によれば、支持体を回転させながら、この支持体上に蛍光体を蒸着させるので、蛍光体の膜厚が均一になるように支持体上に蛍光体層を形成することができる。従って、蛍光体層における膜厚分布又は変動係数を低減させて、感度ムラが少ない放射線画像変換パネルを製造することができる。
以下、本発明について詳細に説明する。
図1に、本発明を適用した放射線画像変換パネルPを示す。
図1に示すように、放射線画像変換パネルPは、支持体Sと、当該支持体S上に気相堆積法により輝尽性蛍光体の柱状結晶が形成された輝尽性蛍光体層Rを備えて構成され、必要に応じてこの輝尽性蛍光体層R上に輝尽性蛍光体層Rを保護する保護層(図示せず)が設けられる。
図1に、本発明を適用した放射線画像変換パネルPを示す。
図1に示すように、放射線画像変換パネルPは、支持体Sと、当該支持体S上に気相堆積法により輝尽性蛍光体の柱状結晶が形成された輝尽性蛍光体層Rを備えて構成され、必要に応じてこの輝尽性蛍光体層R上に輝尽性蛍光体層Rを保護する保護層(図示せず)が設けられる。
支持体Sの材料としては、従来の放射線画像変換パネルの支持体として公知の材料から任意に選ぶことができるが、気相体積法により蛍光体層を形成する際の支持体となる場合には、石英ガラス、アルミニウム、鉄、スズ、クロム等からなる金属シート及び炭素繊維が一方向に配されてなるシートに耐熱性樹脂が含有された炭素繊維強化樹脂シートが好ましい。
また、支持体Sには、その表面を平滑な面とするために樹脂層Saを形成することが好ましい。樹脂層Saは、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート、パラフィン、グラファイト等の化合物を含有し、その膜厚は約5μm〜50μmであることが好ましい。この樹脂層は、支持体Sの表面又は裏面に設けてもよいし、両面に設けてもよい。
さらに、支持体S上に樹脂層Saを設ける手段としては、貼合法、塗設法等の手段が挙げられる。貼合は加熱、加圧ローラを用いて行い、加熱条件としては約80〜150℃がこのマスク、加圧条件年は4.90×10〜2.94×102(N/cm)、搬送速度は0.1〜2.0(m/秒)が好ましい。
本発明に係る輝尽性蛍光体層Rは、下記の一般式(1)で示される輝尽性蛍光体を含有することが好ましい。
M1X・aM2X′2・bM3X"3:eA・・・(1)
但し、式中でM1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であり、M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であり、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であり、AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。また、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値を示す。
M1X・aM2X′2・bM3X"3:eA・・・(1)
但し、式中でM1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であり、M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であり、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であり、AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。また、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値を示す。
上記一般式(1)において、M1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ土類金属原子であるが、中でもRb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種の原子が好ましく、さらに好ましくはCs原子である。
また、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であるが、中でも好ましく用いられるのは、Be、Mg、Ca、Sr及びBaから選ばれる原子である。
M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であるが、中でも好ましく用いられるのは、Y、Ce、Sm、Eu、Al、La、Gd、Lu、Ga及びInから選ばれる原子である。
AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。中でも好ましくはEu原子である。
輝尽性蛍光体の輝尽発光の輝度向上の観点から、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であるが、F、Cl及びBrから選ばれる少なくとも1種の原子が好ましく、Br原子がさらに好ましい。
また、一般式(1)において、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値であるが、好ましくは0≦b<10-2である。
本発明の一般式(1)で示される輝尽性蛍光体は、例えば以下の方法により製造される。
まず、蛍光体原料として下記の原料(a)、(b)、(e)が準備される。
原料(a):NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、RbBr、RbI、CsF、CsCl、CsBr及びCsIから選ばれる少なくとも1種若しくは2種以上の化合物。
まず、蛍光体原料として下記の原料(a)、(b)、(e)が準備される。
原料(a):NaF、NaCl、NaBr、NaI、KF、KCl、KBr、KI、RbBr、RbI、CsF、CsCl、CsBr及びCsIから選ばれる少なくとも1種若しくは2種以上の化合物。
原料(b):MgF2、MgCl2、MgBr2、MgI2、CaF2、CaCl2、CaBr2、CaI2、SrF2、SrCl2、SrBr2、SrI2、BaF2、BaCl2、BaBr2、BaBr2・2H2O、BaI2、ZnF2、ZnCl2、ZnBr2、ZnI2、CdF2、CdCl2、CdBr2、CdI2、CuF2、CuCl2、CuBr2、CuI、NiF2、NiCl2、NiBr2及びNiI2の化合物から選ばれる1種又は2種以上の化合物。
原料(e):Eu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる金属原子を含む化合物。
一般式(1)におけるa、b、eの数値範囲となるように、原料(a)、(b)、(e)の蛍光体原料を秤量し、純粋にて溶解する。この際、乳鉢、ボールミル、ミキサーミル等を用いて十分に混合してもよい。
次に、得られた水蒸気のpH値Cを0<C<7に調整するように所定の酸を加えた後、水分を蒸発気化させる。
次に、得られた水蒸気のpH値Cを0<C<7に調整するように所定の酸を加えた後、水分を蒸発気化させる。
次に、水分を蒸発気化して得られた原料混合物を石英ルツボ或いはアルミナルツボ等の耐熱性容器に充填して電気炉中で焼成を行う。焼成温度は500〜1000℃が好ましい。焼成時間は原料混合物の充填量、焼成温度等によって異なるが、0.5〜6時間が好ましい。また、焼成雰囲気としては少量の水素ガスを含む窒素ガス雰囲気、少量の一酸化炭素を含む炭素ガス雰囲気等の弱還元性雰囲気、窒素ガス雰囲気、アルゴンガス雰囲気等の中性雰囲気、或いは少量の酸素ガスを含む弱酸化性雰囲気が好ましい。
なお、上記の焼成条件で一度焼成した後、焼成物を電気炉から取り出して粉砕し、しかる後、焼成物粉末を再び耐熱性容器に充填して電気炉に入れ、上記と同一の焼成条件で再焼成を行えば輝尽性蛍光体の発光輝度を電気炉から取り出して空気中で放令することによっても所望の輝尽性蛍光体を得ることができるが、焼成時と同じ、弱還元性雰囲気若しくは中性雰囲気のままで冷却してもよい。
また、焼成物を電気炉内で加熱部より冷却部へ移動させて、弱酸化性雰囲気で急冷することにより、得られた輝尽性蛍光体の輝尽発光輝度をより一層高めることができ好ましい。
このようにして製造された輝尽性蛍光体を気相堆積法により支持体S上に蒸着させ、輝尽性蛍光体層Rを形成する。気相堆積法としては、蒸着法、スパッタリング法、CVD(Chemical Vapour Deposition)法、イオンプレーティング法、その他の方法を用いることができるが、本発明では特に蒸着法が好ましい。
以下、本発明に好適な蒸着法により輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させる例を説明する。
蒸着には、図2に示すような蒸着装置1を用いる。図2に示すように、蒸着装置1は、真空容器2と、当該真空容器2内の排気及び大気の導入を行う真空ポンプ3と、真空容器2内に設けられて支持体Sに蒸気を蒸着させる蒸発源4と、支持体Sを保持するとともに、支持体Sを蒸発源4に対して回転させる支持体回転機構5等を備えて構成される。
蒸着には、図2に示すような蒸着装置1を用いる。図2に示すように、蒸着装置1は、真空容器2と、当該真空容器2内の排気及び大気の導入を行う真空ポンプ3と、真空容器2内に設けられて支持体Sに蒸気を蒸着させる蒸発源4と、支持体Sを保持するとともに、支持体Sを蒸発源4に対して回転させる支持体回転機構5等を備えて構成される。
蒸発源4は、輝尽性蛍光体を収容して抵抗加熱法で加熱するため、ヒータを巻いたアルミナ製のルツボから構成してもよいし、ボートや高融点金属からなるヒータから構成してもよい。また、輝尽性蛍光体を加熱する方法は、抵抗加熱法以外に電子ビームによる加熱や、高周波誘導による加熱等の方法でもよいが、本発明では、比較的簡単な構成で取り扱いが容易、安易かつ非常に多くの物質に適用可能である点から抵抗加熱法が好ましい。また、蒸発源4は分子源エピタキシャル法による分子線源でもよい。
支持体回転機構5は、例えば支持体Sを保持するための支持体ホルダ5aと、当該支持体ホルダ5aを回転させる回転軸5bと、真空容器2外に配置されて回転軸5bの駆動源となるモータ(図示しない)等から構成される。
なお、支持体ホルダ5aには、支持体Sを加熱する加熱ヒータ(図示せず)を備えることが好ましい。支持体Sを加熱することによって、支持体S表面の吸着物を離脱・除去し、支持体S表面と輝尽性蛍光体層Rとの間に不純物層が発生することを防いだり、密着性の強化や輝尽性蛍光体層の膜質調整を行うことができる。
さらに、支持体Sと蒸発源4との間に、蒸発源4から支持体Sに至る空間を遮断するシャッタ(図示しない)を備えるようにしてもよい。シャッタにより輝尽性蛍光体の表面に付着した蒸着の目的物以外の物質が蒸着の初期段階で蒸発し、支持体に付着することを防ぐことができる。
次に、蒸着装置1を使用した蒸着方法について説明する。
まず、支持体ホルダ5aに支持体Sを取り付ける。次いで、真空容器2内を真空排気する。その後、支持体回転機構5により支持体ホルダ5aを蒸発源に対して回転させ、真空容器2内の真空度が蒸着可能な真空度に達したら、加熱された蒸発源4から輝尽性蛍光体を蒸発させて、支持体S表面に輝尽性蛍光体を所望の厚さに成長させる。この場合において、支持体Sと蒸発源4との距離は、100mm〜1500mmの間で調節する。
まず、支持体ホルダ5aに支持体Sを取り付ける。次いで、真空容器2内を真空排気する。その後、支持体回転機構5により支持体ホルダ5aを蒸発源に対して回転させ、真空容器2内の真空度が蒸着可能な真空度に達したら、加熱された蒸発源4から輝尽性蛍光体を蒸発させて、支持体S表面に輝尽性蛍光体を所望の厚さに成長させる。この場合において、支持体Sと蒸発源4との距離は、100mm〜1500mmの間で調節する。
また、上記蒸着工程では複数回に分けて輝尽性蛍光体層Rを形成することも可能である。さらに、蒸着工程では、複数の抵抗加熱器、或いはエレクトロンビームを用いて共蒸着し、支持体S上で目的とする輝尽性蛍光体を合成すると同時に輝尽性蛍光体層を形成することも可能である。
また、蒸着法においては、蒸着時、必要に応じて被蒸着体(支持体、保護層又は中間層)を冷却或いは加熱してもよい。さらに、蒸着終了後、輝尽性蛍光体層を加熱処理してもよい。また、蒸着法においては必要に応じてO2、H2等のガスを導入して蒸着する反応性蒸着を行ってもよい。
形成する輝尽性蛍光体層Rの膜厚は、放射線画像変換パネルの使用目的によって、また輝尽性蛍光体の種類により異なるが、本発明の効果を得る観点から50μm〜2000μmの範囲であり、好ましくは50μm〜1000μm、さらに好ましくは100μm〜800μmの範囲である。
また、上記の蒸着法による輝尽性蛍光体層Rの形成にあたり、輝尽性蛍光体層Rが形成される支持体Sの温度は、室温(RT)〜300℃に設定することが好ましく、さらに好ましくは50〜200℃である。
以上のようにして輝尽性蛍光体層Rを形成した後、必要に応じて輝尽性蛍光体層を覆うようにして保護層を設けることとしてもよい。保護層は、保護層用の塗布液を輝尽性蛍光体層Rの表面に直接塗布して形成することとしてもよいし、予め別途形成した保護層を輝尽性蛍光体層に接着してもよい。
保護層の材料としては、酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリ四フッ化エチレン、ポリ三フッ化−塩化エチレン、四フッ化エチレン−六フッ化プロピレン共重合体、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体等の通常の保護層用材料が適用可能である。他に、透明なガラス基板を保護層として用いることもできる。
また、この保護層は、蒸着法、スパッタリング法等により、SiC、SiO2、SiN、Al2O3等の無機物質を積層して形成してもよい。これらの保護層の層厚は、0.1μm〜2000μmが好ましい。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明の実施態様はこれらに限定されるものではない。
(支持体の作成)
炭素繊維強化樹脂シートを複数積層して130℃で加熱し、100(N/cm)の圧力をかけて支持体Sを得た。
(支持体の作成)
炭素繊維強化樹脂シートを複数積層して130℃で加熱し、100(N/cm)の圧力をかけて支持体Sを得た。
(輝尽性蛍光体層の形成)
輝尽性蛍光体としてCsBr:0.0002Euを製造し、この輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層Rを形成し、以下に示す実施例1〜5、比較例1、2の放射線画像変換パネルを製造した。実施例1〜5では図2に示す蒸着装置1を使用して蒸着を行い、比較例1、2では図3に示す蒸着装置10を使用して蒸着を行った。
輝尽性蛍光体としてCsBr:0.0002Euを製造し、この輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層Rを形成し、以下に示す実施例1〜5、比較例1、2の放射線画像変換パネルを製造した。実施例1〜5では図2に示す蒸着装置1を使用して蒸着を行い、比較例1、2では図3に示す蒸着装置10を使用して蒸着を行った。
[実施例1]
まず、上記輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として蒸発源4内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ5aに支持体Sを設置した。
次に、支持体Sと蒸着源4との距離を300mmに調節した。
続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体回転機構5により10rpmの速度で支持体Sを回転しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
まず、上記輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として蒸発源4内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ5aに支持体Sを設置した。
次に、支持体Sと蒸着源4との距離を300mmに調節した。
続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体回転機構5により10rpmの速度で支持体Sを回転しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
[実施例2]
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を400mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を400mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
[実施例3]
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を600mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を600mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
[実施例4]
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を800mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を800mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
[実施例5]
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を1000mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
実施例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を1000mmに調節した。その後は実施例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
[比較例1]
まず、上記輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として、蒸着装置10(図3参照)における蒸発源13内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ14aに支持体Sを設置した。
次に、支持体Sと蒸着源13との距離を400mmに調節した。
続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体搬送機構14により支持体Sを方向Aにおいて往復搬送しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
まず、上記輝尽性蛍光体(CsBr:0.0002Eu)を蒸着材料として、蒸着装置10(図3参照)における蒸発源13内の抵抗加熱ルツボに充填し、支持体ホルダ14aに支持体Sを設置した。
次に、支持体Sと蒸着源13との距離を400mmに調節した。
続いて、蒸着装置1内を一旦排気し、Arガスを導入して0.1Paに真空度を調節した後、支持体搬送機構14により支持体Sを方向Aにおいて往復搬送しながら、支持体Sの温度を100℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱して輝尽性蛍光体を支持体S上に蒸着させて輝尽性蛍光体層を形成し、輝尽性蛍光体層の膜厚が約500μmとなったところで蒸着を終了させた。次いで、乾燥空気内で輝尽性蛍光体層を保護層袋に入れ、輝尽性蛍光体層が密封された構造の放射線画像変換パネルを得た。
[比較例2]
比較例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を1000mmに調節した。その後は比較例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
比較例1と同様に輝尽性蛍光体及び支持体Sを設置後、支持体Sと蒸発源4との距離を1000mmに調節した。その後は比較例1と同様の方法で放射線画像変換パネルを製造した。
以上のような実施例1〜5、比較例1、2で得られた放射線画像変換パネルについて、下記のような評価を行った。
《膜厚分布》
膜厚分布は、輝尽性蛍光体層における輝尽性蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。膜厚分布は、輝尽性蛍光体層における最大膜厚DMax及び最小膜厚Dminを測定して、下記式(2)により算出した。
膜厚分布は、輝尽性蛍光体層における輝尽性蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。膜厚分布は、輝尽性蛍光体層における最大膜厚DMax及び最小膜厚Dminを測定して、下記式(2)により算出した。
《変動係数》
変動係数は、膜厚分布と同様に輝尽性蛍光体層における輝尽性蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。変動係数は、放射線画像変換パネル上で等間隔に並んだ30の測定点で輝尽性蛍光体層の膜厚を測定し、各測定点における膜厚の平均膜厚Dav、その平均膜厚の標準偏差Ddevを求めて、下記式(3)により算出した。
変動係数は、膜厚分布と同様に輝尽性蛍光体層における輝尽性蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。変動係数は、放射線画像変換パネル上で等間隔に並んだ30の測定点で輝尽性蛍光体層の膜厚を測定し、各測定点における膜厚の平均膜厚Dav、その平均膜厚の標準偏差Ddevを求めて、下記式(3)により算出した。
《感度ムラ》
放射線画像変換パネルに管電圧80kVpの放射線を輝尽性蛍光体とは逆の支持体側から均一に照射した後、当該放射線画像変換パネルPをHe−Neレーザ光(波長633nm)で走査して励起した。そして、放射線画像変換パネル上に等間隔に並んだ25の測定点において、輝尽性蛍光体層から放射される輝尽発光を受光器(分光感度S−5の光電子像倍管)で受光してその強度を測定し、各測定点における測定強度のうち、最大強度KMax、最小強度Kmin、各測定強度の平均強度Kavを求めて、下記式(4)により感度ムラを算出した。
放射線画像変換パネルに管電圧80kVpの放射線を輝尽性蛍光体とは逆の支持体側から均一に照射した後、当該放射線画像変換パネルPをHe−Neレーザ光(波長633nm)で走査して励起した。そして、放射線画像変換パネル上に等間隔に並んだ25の測定点において、輝尽性蛍光体層から放射される輝尽発光を受光器(分光感度S−5の光電子像倍管)で受光してその強度を測定し、各測定点における測定強度のうち、最大強度KMax、最小強度Kmin、各測定強度の平均強度Kavを求めて、下記式(4)により感度ムラを算出した。
《相対感度》
相対感度は、比較例1の放射線画像変換パネルにおける輝尽発光の輝度を基準として、比較例1の放射線画像変換パネルとの相対的な感度を示すものである。相対感度は、感度ムラの場合と同様に、放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層から放射される輝尽発光の強度を25の測定点で測定し、これを輝度として比較例1における平均輝度K1、各実施例1〜5又は比較例2における平均輝度Knをそれぞれ求めて、下記式(5)により算出した。
相対感度は、比較例1の放射線画像変換パネルにおける輝尽発光の輝度を基準として、比較例1の放射線画像変換パネルとの相対的な感度を示すものである。相対感度は、感度ムラの場合と同様に、放射線画像変換パネルの輝尽性蛍光体層から放射される輝尽発光の強度を25の測定点で測定し、これを輝度として比較例1における平均輝度K1、各実施例1〜5又は比較例2における平均輝度Knをそれぞれ求めて、下記式(5)により算出した。
表1の結果から明らかなように、支持体Sと蒸発源4との距離を400mm以上に調整し、かつ支持体Sを回転しながら蒸着した放射線画像変換パネル(実施例2〜5)では、膜厚分布を±20%内に低減させることができる。膜厚分布を±20%内とすると、感度ムラを20%以下と、比較例1、2と比して半減させることができる。同様に、実施例1〜5の放射線画像変換パネルでは、変動係数を40%以下に低減させて、感度ムラを30%以下と著しく低減させることができる。
また、膜厚分布が±20%内、±15%内、±10%内、±5%内と低くなるにつれて、感度ムラが低減するとともに相対感度が向上しているが、特に膜厚分布が5%を切る実施例5では、顕著に感度ムラが低減しており、相対感度も各実施例の中では最高値を示している。同様に、変動係数が40%以下、30%以下、20%以下、10%以下と低くなるにつれて、感度ムラが低減するとともに相対感度が何れも向上していることがわかる。
P 放射線画像変換パネル
R 輝尽性蛍光体層
S 支持体
1 蒸着装置
2 真空容器
3 真空ポンプ
4 蒸発源
5 支持体回転機構
5a 支持体ホルダ
5b 回転軸
R 輝尽性蛍光体層
S 支持体
1 蒸着装置
2 真空容器
3 真空ポンプ
4 蒸発源
5 支持体回転機構
5a 支持体ホルダ
5b 回転軸
Claims (10)
- 気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚分布が±20%以下であることを特徴とする放射線画像変換パネル。 - 蛍光体層における膜厚分布が±15%以下であることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像変換パネル。
- 蛍光体層における膜厚分布が±10%以下であることを特徴とする請求項2に記載の放射線画像変換パネル。
- 蛍光体層における膜厚分布が±5%以下であることを特徴とする請求項3に記載の放射線画像変換パネル。
- 気相堆積法により形成された蛍光体層を有する放射線画像変換パネルにおいて、
蛍光体層における膜厚の変動係数が40%以下であることを特徴とする放射線画像変換パネル。 - 蛍光体層における膜厚の変動係数が30%以下であることを特徴とする請求項5に記載の放射線画像変換パネル。
- 蛍光体層における膜厚の変動係数が20%以下であることを特徴とする請求項6に記載の放射線画像変換パネル。
- 蛍光体層における膜厚の変動係数が10%以下であることを特徴とする請求項7に記載の放射線画像変換パネル。
- 蛍光体層を構成する蛍光体が下記式(1)で示されるハロゲン化アルカリを母体とする輝尽性蛍光体を含有することを特徴とする請求項1〜8の何れか一項に記載の放射線画像変換パネル。
M1X・aM2X′2・bM3X"3:eA・・・(1)
但し、式中でM1はLi、Na、K、Rb及びCsの各原子から選ばれる少なくとも1種のアルカリ金属原子であり、M2はBe、Mg、Ca、Sr、Ba、Zn、Cd、Cu及びNiの各原子から選ばれる少なくとも1種の二価金属原子であり、M3はSc、Y、La、Ce、Pr、Nd、Pm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu、Al、Ga及びInの各原子から選ばれる少なくとも1種の三価金属原子であり、X、X′、X"はF、Cl、Br及びIの各原子から選ばれる少なくとも1種のハロゲン原子であり、AはEu、Tb、In、Ce、Tm、Dy、Pr、Ho、Nd、Yb、Er、Gd、Lu、Sm、Y、Tl、Na、Ag、Cu及びMgの各原子から選ばれる少なくとも1種の金属原子である。また、a、b、eはそれぞれ0≦a<0.5、0≦b<0.5、0<e<1.0の範囲の数値を示す。 - 請求項1〜9の何れか一項に記載の放射線画像変換パネルを製造する放射線画像変換パネルの製造方法であって、
真空容器と、この真空容器内に設けられて、支持体に蛍光体を蒸着させる蒸発源と、支持体を支持するとともに当該支持体を蒸発源に対して回転させる支持体回転機構とを備えた蒸着装置を使用し、蒸着時に前記支持体回転機構により支持体を回転させながら、前記蒸発源から蒸発する蛍光体を支持体上に蒸着させて蛍光体層を形成することを特徴とする放射線画像変換パネルの製造方法。
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-
2003
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