JP2009068888A - Flat panel detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は被写体の放射線画像を形成する際に用いられるフラットパネルディテクタに関する。より詳しくは、シンチレータパネルと平面受光素子との接触状態が良好なシンチレータパネルを具備したフラットパネルディテクタに関する。 The present invention relates to a flat panel detector used when a radiographic image of a subject is formed. More specifically, the present invention relates to a flat panel detector provided with a scintillator panel in which the contact state between the scintillator panel and a planar light receiving element is good.
従来、X線画像のような放射線画像は医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に、増感紙(スクリーン)−フィルムシステムによる放射線画像は、長い歴史のなかで高感度化と高画質化が図られた結果、高い信頼性と優れたコストパフォーマンスを併せ持った撮像システムとして、今なお、世界中の医療現場で用いられている。しかしながらこれら画像情報はいわゆるアナログ画像情報であって、近年発展を続けているデジタル画像情報のような、自由な画像処理や瞬時の電送ができない。 Conventionally, radiographic images such as X-ray images have been widely used for diagnosis of medical conditions in the medical field. In particular, radiographic images using intensifying screen (film) -film systems have been developed as an imaging system that combines high reliability and excellent cost performance as a result of high sensitivity and high image quality in the long history. It is used at medical sites around the world. However, these pieces of image information are so-called analog image information, and free image processing and instantaneous electric transmission cannot be performed like the digital image information that has been developed in recent years.
そして、近年では、コンピューテッドラジオグラフィ(computed radiography:CR)やフラットパネル型の放射線ディテクタ(flat panel detector:FPD)等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置が登場している。これらは、デジタルの放射線画像が直接得られ、陰極管や液晶パネル等の画像表示装置に画像を直接表示することが可能なので、必ずしも写真フィルム上への画像形成が必要なものではない。その結果、これらのデジタル方式のX線画像検出装置は、銀塩写真方式による画像形成の必要性を低減させ、病院や診療所での診断作業の利便性を大幅に向上させている。 In recent years, digital radiological image detection apparatuses represented by computed radiography (CR), flat panel type radiation detectors (FPD), and the like have appeared. In these, since a digital radiographic image is directly obtained and an image can be directly displayed on an image display device such as a cathode tube or a liquid crystal panel, image formation on a photographic film is not necessarily required. As a result, these digital X-ray image detection devices reduce the need for image formation by the silver halide photography method, and greatly improve the convenience of diagnosis work in hospitals and clinics.
上述のように、X線画像のデジタル技術の一つとしてコンピューテッド・ラジオグラフィ(CR)が現在医療現場で受け入れられている。しかしながら鮮鋭性が十分でなく空間分解能も不十分であり、増感紙(スクリーン)・フィルムシステムの画質レベルには到達していない。 As described above, computed radiography (CR) is currently accepted in the medical field as one of digital techniques for X-ray images. However, sharpness is insufficient and spatial resolution is insufficient, and the image quality level of the intensifying screen (screen) film system has not been reached.
そして、更に新たなデジタルX線画像技術として、例えば雑誌Physics Today,1997年11月号24頁のジョン・ローランズ論文“Amorphous Semiconductor Usher in Digital X−ray Imaging”や、雑誌SPIEの1997年32巻2頁のエル・イー・アントヌクの論文”Development of aHigh Resolution,Active Matrix,Flat−Panel Imager with Enhanced Fill Factor”等に記載された、薄膜トランジスタ(TFT)を用いた平板X線検出装置(FPD)が開発されている。 Further, as new digital X-ray imaging techniques, for example, the magazine Physics Today, November 1997, page 24, John Laurans's paper “Amorphous Semiconductor User in Digital X-ray Imaging”, magazine SPIE Vol. 32, 1997. A flat-plate X-ray detector using a thin film transistor (TFT) developed by El E. Antonuk's paper “Development of a High Resolution, Active Matrix, Flat-Panel Image with Enhanced Fill Factor”, etc. Has been.
放射線を可視光に変換するために放射線により発光する特性を有するX線蛍光体で作られたシンチレータプレートが使用されるが、低線量の撮影においてのSN比を向上するためには、発光効率の高いシンチレータプレートを使用することが必要になってくる。 A scintillator plate made of an X-ray phosphor having the property of emitting light by radiation is used to convert the radiation into visible light. In order to improve the S / N ratio in low-dose imaging, the luminous efficiency is improved. It will be necessary to use high scintillator plates.
一般にシンチレータプレートの発光効率は、蛍光体層の厚さ、蛍光体のX線吸収係数によって決まるが、蛍光体層の厚さは厚くすればするほど、蛍光体層内での発光光の散乱が発生し、鮮鋭性は低下する。そのため、画質に必要な鮮鋭性を決めると、膜厚が決定する。種々の蛍光体のなかで、よう化セシウム(CsI)はX線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能であった。 In general, the light emission efficiency of the scintillator plate is determined by the thickness of the phosphor layer and the X-ray absorption coefficient of the phosphor. The thicker the phosphor layer, the more scattered the emitted light in the phosphor layer. Occurs and sharpness decreases. Therefore, when the sharpness necessary for the image quality is determined, the film thickness is determined. Among various phosphors, cesium iodide (CsI) has a relatively high rate of change from X-rays to visible light, and can easily form phosphors into a columnar crystal structure by vapor deposition. Scattering of the emitted light was suppressed, and it was possible to increase the thickness of the phosphor layer.
しかしながら、CsIのみでは発光効率が低いために、例えば特公昭54−35060号公報の如く、CsIとヨウ化ナトリウム(NaI)を任意のモル比で混合したものを、蒸着を用いて基板上にナトリウム賦活ヨウ化セシウム(CsI:Na)として堆積、又近年ではCsIとヨウ化タリウム(TlI)を任意のモル比で混合したしたものを、蒸着を用いて基板上にナトリウム賦活ヨウ化タリウム(CsI:Tl)として堆積したものに、後工程としてアニールを行うことで可視変換効率を向上させ、X線蛍光体として使用している。 However, since CsI alone has low luminous efficiency, a mixture of CsI and sodium iodide (NaI) in an arbitrary molar ratio is used as a sodium salt on a substrate by vapor deposition, as disclosed in, for example, Japanese Patent Publication No. 54-3560. Deposited as activated cesium iodide (CsI: Na), or in recent years, a mixture of CsI and thallium iodide (TlI) in an arbitrary molar ratio is deposited on a substrate using sodium activated thallium iodide (CsI: Visible conversion efficiency is improved by annealing the deposited Tl) as a post process, and it is used as an X-ray phosphor.
しかしながら、CsIをベースとしたシンチレータ(蛍光体層)は潮解性があり、経時で特性が劣化するという欠点がある。この様な経時劣化を防止するためにCsIをベースとしたシンチレータ(蛍光体層)の表面に防湿性保護層を形成することが提案されている。例えば、ポリパラキシリレン樹脂によりシンチレータ層(本発明の蛍光体層に該当する)の上部、側面及び基板のシンチレータ層外周部を覆う方法が知られている(例えば特許文献1を参照)。又、水分透過率1.2g/m2・日未満の透明樹脂フィルムでシンチレータ層の少なくとも支持体に対向する側の反対側と、側面とを覆う方法が知られている(例えば特許文献2を参照)。これらの保護層により高い防湿性が得られる。 However, the scintillator (phosphor layer) based on CsI has a deliquescent property and has a drawback that the characteristics deteriorate with time. In order to prevent such deterioration over time, it has been proposed to form a moisture-proof protective layer on the surface of a scintillator (phosphor layer) based on CsI. For example, a method of covering an upper part, a side surface, and an outer peripheral part of the scintillator layer of a scintillator layer (corresponding to the phosphor layer of the present invention) with polyparaxylylene resin is known (see, for example, Patent Document 1). Further, a method is known in which a transparent resin film having a moisture permeability of less than 1.2 g / m 2 · day covers at least the side of the scintillator layer opposite to the side facing the support and the side surface (see, for example, Patent Document 2). reference). These protective layers provide high moisture resistance.
一般に、シンチレータパネルを平面受光素子面上に配置するにあたっては、保護カバーとシンチレータパネルとの間にはクッション部材が設けられ、保護カバーを取り付けた際に圧縮されたクッション部材の圧力によりシンチレータパネルが受光素子に対して適度な圧力で圧接されるようになっている。従って放射線画像検出器を組み立てる際には、筐体内に配置した受光素子上にシンチレータパネル及びクッション部材を順次載置し、その後保護カバーを筐体にネジ等で固定することにより組み立てる。 Generally, when the scintillator panel is disposed on the surface of the planar light receiving element, a cushion member is provided between the protective cover and the scintillator panel, and the scintillator panel is compressed by the pressure of the cushion member compressed when the protective cover is attached. The light receiving element is brought into pressure contact with an appropriate pressure. Therefore, when assembling the radiation image detector, the scintillator panel and the cushion member are sequentially placed on the light receiving element arranged in the casing, and then the protective cover is fixed to the casing with screws or the like.
この際、クッション部材の圧力が強すぎると、柱状結晶構造の蛍光体結晶の先端部がつぶれ放射線画像のコントラストが低下する。逆にクッション部材の圧力が弱い場合は、FPDを下方向に向けた場合や振動によってシンチレータパネル面と平面受光素子面に位置ズレが発生し、平面受光素子の各画素での信号補正精度が低下し、得られる画像の粒状性や鮮鋭性が劣化する。またFPD装置の移動や振動によるシンチレータパネルと平面受光素子間の摩擦によって、平面受光素子や蛍光体層に欠陥が発生しやすくなる問題もある。 At this time, if the pressure of the cushion member is too strong, the tip of the phosphor crystal having a columnar crystal structure is crushed and the contrast of the radiation image is lowered. On the contrary, when the pressure of the cushion member is weak, positional deviation occurs between the scintillator panel surface and the planar light receiving element surface when the FPD is directed downward or due to vibration, and the signal correction accuracy at each pixel of the planar light receiving element decreases. However, the graininess and sharpness of the obtained image deteriorate. There is also a problem that defects are likely to occur in the planar light receiving element and the phosphor layer due to friction between the scintillator panel and the planar light receiving element due to movement and vibration of the FPD device.
一般に粒状性の高い放射線画像を得るためには蛍光体層としては400μm以上の厚みが必要であるが、膜厚の増大によるシンチレータパネルの質量の増加やシンチレータパネルサイズの増大はこの問題をより深刻にする。 In general, a phosphor layer needs to have a thickness of 400 μm or more in order to obtain a radiographic image with high graininess. However, the increase in the mass of the scintillator panel and the increase in the size of the scintillator panel due to the increase in film thickness make this problem more serious. To.
このような問題を解決する為に、シンチレータパネルと平面受光素子を接着剤で固定する方法(例えば特許文献1参照)やマッチングオイルにより張り合わせる方法(例えば特許文献2参照)などが提案させているが、接着剤やマッチングオイルのムラの発生や作業工数の増大などの問題がある。またこの方法ではFPDの分解修理やシンチレータパネルの交換は不可能でありメンテナンス上の問題もある。 In order to solve such a problem, a method of fixing the scintillator panel and the planar light receiving element with an adhesive (for example, refer to Patent Document 1), a method of bonding with a matching oil (for example, refer to Patent Document 2), etc. are proposed. However, there are problems such as the occurrence of unevenness in the adhesive and matching oil and an increase in work man-hours. In addition, this method cannot be disassembled and repaired, and the scintillator panel cannot be replaced.
従来、気相法によるシンチレータの製造方法としては、アルミやアモルファスカーボンなど剛直な基板上に蛍光体層を形成し、その上にシンチレータの表面全体を保護膜で被覆させることが一般的である(例えば特許文献3参照)。しかしながら、自由に曲げることのできないこれらの基板上に蛍光体層を形成した場合、シンチレータパネルと平面受光素子面を貼り合せる際に、基板の加工精度や蒸着時の変形などの影響を受け、フラットパネルディテクタの全面でシンチレータパネル面と受光素子面の均一な接触状態を達成できず、面内で均一な画質特性が得られないという欠点がある。この問題は近年のフラットパネルディテクタの大型化に伴いより深刻化してきている。 Conventionally, as a manufacturing method of a scintillator by a vapor phase method, a phosphor layer is generally formed on a rigid substrate such as aluminum or amorphous carbon, and the entire surface of the scintillator is covered with a protective film thereon ( For example, see Patent Document 3). However, when a phosphor layer is formed on these substrates that cannot be bent freely, the flat surface of the scintillator panel and the planar light-receiving element is affected by the processing accuracy of the substrate and deformation during vapor deposition. There is a drawback that a uniform contact state between the scintillator panel surface and the light receiving element surface cannot be achieved on the entire surface of the panel detector, and uniform image quality characteristics cannot be obtained within the surface. This problem has become more serious with the recent increase in the size of flat panel detectors.
この問題を回避するために撮像素子上に直接、蒸着によりシンチレータを形成する方法や、鮮鋭性は低いが、可とう性を有する医用増感紙などを代用として用いることが一般的に行われている。 In order to avoid this problem, a method of forming a scintillator directly by vapor deposition on an image sensor or a medical intensifying screen having low sharpness but having flexibility is generally used as a substitute. Yes.
この様な状況から、生産適正にすぐれ、蛍光体層の経時での特性劣化を防止し、蛍光体層を化学的な変質あるいは物理的な衝撃から保護し、シンチレータパネルと平面受光素子の接触状態が安定な放射線フラットパネルディテクタを開発することが望まれている。
本発明は、上記問題・状況に鑑み成されたものであり、その解決課題は、蛍光体層を化学的な変質あるいは物理的な衝撃から保護し、蛍光体層の経時での特性劣化を防止し、シンチレータパネルと平面受光素子の接触状態が均一良好で安定なフラットパネルディテクタ(FPD)を提供することをである。 The present invention has been made in view of the above-mentioned problems and situations, and its solution is to protect the phosphor layer from chemical alteration or physical impact and prevent deterioration of the phosphor layer over time. The present invention is to provide a flat panel detector (FPD) in which the contact state between the scintillator panel and the planar light-receiving element is uniform and favorable.
発明者らは、上記課題を解決するために鋭意検討を加えた結果、シンチレータパネル面と平面受光素子面を均一かつ良好に密着させることを可能とするためには、蛍光体面を被覆する保護層の最外層の柔軟性が重要であることを見出し、本発明に至った。 As a result of intensive studies to solve the above problems, the inventors have made a protective layer that covers the phosphor surface in order to allow the scintillator panel surface and the planar light receiving element surface to be uniformly and satisfactorily adhered to each other. The flexibility of the outermost layer was found to be important, and the present invention was achieved.
すなわち、本発明に係る上記課題は、以下の手段により解決される。 That is, the said subject which concerns on this invention is solved by the following means.
1.基板上にシンチレータ層が設けられたシンチレータプレートと当該シンチレータプレートのシンチレータ層側の表面を被覆する保護層からなるシンチレータパネルを平面受光素子面上に配置したフラットパネルディテクタにおいて、前記保護層の最外層の曲げ弾性率が50〜2500MPaであることを特徴とするフラットパネルディテクタ。 1. In a flat panel detector in which a scintillator panel comprising a scintillator plate provided with a scintillator layer on a substrate and a protective layer covering the scintillator layer side surface of the scintillator plate is disposed on a planar light receiving element surface, the outermost layer of the protective layer A flat panel detector having a flexural modulus of 50 to 2500 MPa.
2.前記保護層が高分子フィルムからなることを特徴とする前記1に記載のフラットパネルディテクタ。 2. 2. The flat panel detector according to 1 above, wherein the protective layer is made of a polymer film.
3.前記高分子フィルムの厚さが12〜200μmであることを特徴とする前記2に記載のフラットパネルディテクタ。 3. 3. The flat panel detector according to 2 above, wherein the polymer film has a thickness of 12 to 200 μm.
4.前記シンチレータパネルが、前記高分子フィルムを用い減圧密着により封止されていることを特徴とする前記2又は3に記載のフラットパネルディテクタ。 4). 4. The flat panel detector as described in 2 or 3 above, wherein the scintillator panel is sealed by vacuum adhesion using the polymer film.
5.前記シンチレータ層が気相堆積法により形成されたことを特徴とする前記1〜4のいずれか一項に記載のフラットパネルディテクタ。 5). The flat panel detector according to any one of claims 1 to 4, wherein the scintillator layer is formed by a vapor deposition method.
6.前記シンチレータ層がヨウ化セシウムを主成分として含有していることを特徴とする前記1〜5のいずれか一項に記載のフラットパネルディテクタ。 6). The flat panel detector according to any one of 1 to 5, wherein the scintillator layer contains cesium iodide as a main component.
7.前記基板が、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、又はグラファイトを主成分として含有し、かつその厚さが50〜500μmであることを特徴とする前記1〜6のいずれか一項に記載のフラットパネルディテクタ。 7. The flat panel detector according to any one of 1 to 6 above, wherein the substrate contains polyimide, polyethylene naphthalate, or graphite as a main component and has a thickness of 50 to 500 μm.
8.前記シンチレータパネルの総厚が1mm以下であることを特徴とする前記1〜6のいずれか一項に記載のフラットパネルディテクタ。 8). The flat panel detector according to any one of claims 1 to 6, wherein a total thickness of the scintillator panel is 1 mm or less.
本発明の上記手段により、蛍光体層を化学的な変質あるいは物理的な衝撃から保護し、蛍光体層の経時での特性劣化を防止し、シンチレータパネルと平面受光素子の接触状態が均一良好で安定なフラットパネルディテクタ(FPD)を提供することができる。 By the above means of the present invention, the phosphor layer is protected from chemical alteration or physical impact, the characteristic deterioration of the phosphor layer over time is prevented, and the contact state between the scintillator panel and the planar light receiving element is uniform and good. A stable flat panel detector (FPD) can be provided.
本発明のフラットパネルディテクタは、基板上にシンチレータ層が設けられたシンチレータプレートと当該シンチレータプレートのシンチレータ層側の表面を被覆する保護層からなるシンチレータパネルを平面受光素子面上に配置したフラットパネルディテクタにおいて、前記保護層の最外層の曲げ弾性率が50〜2500MPa(規格:ASTM D 790試験法に準拠した方法による測定値)であることを特徴とする。この特徴は、請求項1〜8に係る発明に共通する技術的特徴である。 A flat panel detector of the present invention is a flat panel detector in which a scintillator panel comprising a scintillator plate provided with a scintillator layer on a substrate and a protective layer covering the scintillator layer side surface of the scintillator plate is disposed on a planar light receiving element surface. The bending elastic modulus of the outermost layer of the protective layer is 50 to 2500 MPa (standard: measured value by a method based on ASTM D 790 test method). This feature is a technical feature common to the inventions according to claims 1 to 8.
なお、好ましい態様としては、前記保護層が高分子フィルムからなることが好ましい。また、当該高分子フィルムの厚さは、12〜200μmであることが好ましい。更に、前記シンチレータパネルが、当該高分子フィルムを用い減圧密着により封止されている態様が好ましい。 In a preferred embodiment, the protective layer is preferably made of a polymer film. Moreover, it is preferable that the thickness of the said polymer film is 12-200 micrometers. Furthermore, the aspect by which the said scintillator panel is sealed by pressure reduction adhesion using the said polymer film is preferable.
また、本発明において、シンチレータ層は、気相堆積法により形成され、ヨウ化セシウムを主成分として含有していることが好ましい。 In the present invention, the scintillator layer is preferably formed by a vapor deposition method and contains cesium iodide as a main component.
本発明に係る基板としては、ポリイミド、ポリエチレンナフタレート、又はグラファイトを主成分として含有し、かつその厚さが50〜500μmである態様が好ましい。更に、シンチレータパネルの総厚が1mm以下であることが好ましい。 As a board | substrate which concerns on this invention, the aspect which contains a polyimide, a polyethylene naphthalate, or a graphite as a main component, and the thickness is 50-500 micrometers is preferable. Furthermore, it is preferable that the total thickness of the scintillator panel is 1 mm or less.
以下、本発明とその構成要素、及び発明を実施するための最良の形態・態様等について詳細な説明をする。 Hereinafter, the present invention, its components, and the best mode and mode for carrying out the invention will be described in detail.
(シンチレータパネルの構成)
本発明に係るシンチレータパネルは、基板上に少なくともシンチレータ層が設けられたシンチレータプレートと当該シンチレータプレートのシンチレータ層側の表面(好ましくは全体)を被覆する保護層からなる。なお、基板上には、種々の目的に応じて、反射層、絶縁層等を設けても良い。
(Configuration of scintillator panel)
The scintillator panel according to the present invention includes a scintillator plate provided with at least a scintillator layer on a substrate, and a protective layer covering the surface (preferably the entire surface) of the scintillator plate on the scintillator layer side. Note that a reflective layer, an insulating layer, or the like may be provided over the substrate in accordance with various purposes.
以下、各構成層及び構成要素等について説明する。 Hereinafter, each constituent layer and constituent elements will be described.
(保護層)
本発明に係る保護層は、シンチレータ層の保護を主眼とするものである。すなわち、ヨウ化セシウム(CsI)は、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止することを主眼とする。
(Protective layer)
The protective layer according to the present invention focuses on protecting the scintillator layer. That is, cesium iodide (CsI) absorbs water vapor in the air and deliquesces when exposed to a high hygroscopic property, and therefore the main purpose is to prevent this.
本発明に係る保護層は、その最外層の曲げ弾性率が50〜2500MPaであることを特徴とする。ここで、「最外層」とは、保護層が単層構成(単膜)の場合は、最外層は保護層自体を指す。また、保護層が複数層構成、すなわち、複数層からなる場合は、当該複数層のうち基板から最も遠い層を指す。例えば、後述する例のように、保護層が3層構成:最外層/中間層/最内層(/蛍光体層/基板)である場合は、これら3層のうち基板から最も遠い位置にある最外層を指す。従って、保護層の最外層はシンチレータパネルが平面受光素子面と接する層である。 The protective layer according to the present invention is characterized in that the outermost layer has a flexural modulus of 50 to 2500 MPa. Here, the “outermost layer” refers to the protective layer itself when the protective layer has a single layer configuration (single film). In addition, when the protective layer is composed of a plurality of layers, that is, composed of a plurality of layers, it indicates a layer farthest from the substrate among the plurality of layers. For example, when the protective layer has a three-layer structure: outermost layer / intermediate layer / innermost layer (/ phosphor layer / substrate) as in the example described later, the outermost layer of the three layers located at the farthest position from the substrate. Refers to the outer layer. Therefore, the outermost layer of the protective layer is a layer in which the scintillator panel is in contact with the planar light receiving element surface.
上記の最外層の曲げ弾性率は、当該曲げ弾性率が50MPa未満であると層としての機械強度に問題を生じ、2500MPaより大きいとシンチレータパネル面と平面受光素子面の均一かつ良好な密着性を得ることが困難となる。 When the bending elastic modulus of the outermost layer is less than 50 MPa, there is a problem in mechanical strength as a layer. When the bending elastic modulus is higher than 2500 MPa, uniform and good adhesion between the scintillator panel surface and the planar light receiving element surface is obtained. It becomes difficult to obtain.
なお、本願において、曲げ弾性率は、ASTM D 790試験法に準拠した方法による測定値である。 In the present application, the flexural modulus is a value measured by a method based on the ASTM D 790 test method.
本発明においては、当該保護層が高分子フィルムからなることが好ましい。また、当該高分子フィルムの厚さは、12〜200μmであることが好ましい。更に、前記シンチレータパネルが、当該高分子フィルムを用い減圧密着により封止されている態様が好ましい。 In the present invention, the protective layer is preferably made of a polymer film. Moreover, it is preferable that the thickness of the said polymer film is 12-200 micrometers. Furthermore, the aspect by which the said scintillator panel is sealed by pressure reduction adhesion using the said polymer film is preferable.
本発明に係る保護層の好ましい態様の構成例としては、最外層(保護機能層)/中間層(防湿性層)/最内層(熱溶着層)の構成を有した多層積層構成が挙げられる。また、更に各層は必要に応じて層を追加することも可能である。 As a configuration example of a preferred embodiment of the protective layer according to the present invention, a multilayer laminated configuration having a configuration of outermost layer (protective function layer) / intermediate layer (moisture-proof layer) / innermost layer (thermal welding layer) can be mentioned. Further, each layer can be added as necessary.
高分子フィルム(「樹脂フィルム」ともいう。)はシンチレータプレート全面(表面側:シンチレータ層面と裏面側:基板面)を被覆しシンチレータパネルとするが、この際に表面側と裏面側の構成は異なっていても構わない。この際特に、表面側を第1保護層と裏面側を第2保護層と呼ぶ。この第1保護層は特にシンチレータの発光波長における可視光透過性の高いことや薄膜であることが重要となる。 A polymer film (also referred to as “resin film”) covers the entire scintillator plate (front side: scintillator layer surface and back side: substrate surface) to form a scintillator panel. At this time, the front side and back side configurations are different. It does not matter. In particular, the front side is referred to as a first protective layer and the back side is referred to as a second protective layer. It is important that the first protective layer has a high visible light transmittance particularly at the emission wavelength of the scintillator and is a thin film.
また、コスト・性能面より、中間層(防湿性層)は第1保護層は高価な無色透明型を第2保護層は非透明型である金属薄膜を用いることが多い。 In terms of cost and performance, the intermediate layer (moisture-proof layer) often uses a metal thin film in which the first protective layer is an expensive colorless transparent type and the second protective layer is a non-transparent type.
以下、多層(3層)構成の場合の各層の内容、機能等について説明する。 The contents, functions, etc. of each layer in the case of a multilayer (three layers) configuration will be described below.
〈最外層:保護機能層〉
本発明においては、当該最外層の曲げ弾性率が50〜2500MPaであることを特徴とする。このような柔軟性を有する保護層の最外層としては、公知のアクリル系、シリコーン系やゴム系の柔軟性のある高分子(樹脂)を使用することができる。
<Outermost layer: protective functional layer>
In the present invention, the outermost layer has a flexural modulus of 50 to 2500 MPa. As the outermost layer of such a flexible protective layer, a known acrylic, silicone or rubber flexible polymer (resin) can be used.
ゴム系高分子としては、スチレン−イソプレン−スチレン等のブロックコポリマー系や、ポリブタジエン、ポリブチレン等の合成ゴム系、及び天然ゴム等を使用できる。 As the rubber polymer, a block copolymer such as styrene-isoprene-styrene, a synthetic rubber such as polybutadiene or polybutylene, a natural rubber, or the like can be used.
また、シリコーン系としては、過酸化物架橋タイプや付加縮合タイプを単体または混合で使用してもよい。さらにアクリル系やゴム系高分子と混合して使用することもできるし、アクリル系高分子のポリマー主鎖や側鎖にシリコーン成分をペンダントした高分子を使用してもよい。 Moreover, as a silicone type, you may use a peroxide bridge | crosslinking type and an addition condensation type alone or in a mixture. Furthermore, it can be used by mixing with an acrylic or rubber polymer, or a polymer in which a silicone component is pendant on the polymer main chain or side chain of the acrylic polymer may be used.
また特開2000−56694号公報には、光線透過率が80%以上の透明フィルム層の片面に、ゴム層を積層した積層体からなり、その積層体の光線透過率が80%以上であることを特徴とする画面用保護フィルムが開示されている。当該ゴム層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴムおよびアクリルニトリルブタジエンゴムからなる群から選ばれたいずれか1つのゴム又は2以上のゴム混合物から形成される。これらは本発明のフラットパネルディテクタにも好適である。 Japanese Patent Laid-Open No. 2000-56694 includes a laminate in which a rubber layer is laminated on one side of a transparent film layer having a light transmittance of 80% or more, and the light transmittance of the laminate is 80% or more. The protective film for screens characterized by these is disclosed. The rubber layer is formed from any one rubber or a mixture of two or more rubbers selected from the group consisting of silicone rubber, fluoro rubber, acrylic rubber, ethylene propylene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber. These are also suitable for the flat panel detector of the present invention.
本発明に係る保護層としては、最外層として柔軟性を有していれば本発明の効果をえられるが、この保護層構成として、最外層は塗設層であっても市販フィルムをドライラミネート法等で貼合により設けても良い。 As the protective layer according to the present invention, the effect of the present invention can be obtained as long as the outermost layer has flexibility. However, as this protective layer configuration, a commercially available film is dry laminated even if the outermost layer is a coating layer. You may provide by bonding by the law.
更に、シンチレータパネルと平面受光素子面を貼り合せる際に、基板の変形や蒸着時の反りなどの影響を受け、フラットパネルディテクタの受光面内で均一な画質特性が得られないという点に関して、当該基板を、厚さ50〜500μmの高分子フィルムとすること及びシンチレータパネルの総厚を1mm以下にすることでシンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、フラットパネルディテクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られることが判明し、本発明に至った。 Furthermore, when the scintillator panel and the planar light receiving element surface are bonded together, the image quality is not uniform within the light receiving surface of the flat panel detector due to the influence of deformation of the substrate and warpage during vapor deposition. By making the substrate a polymer film having a thickness of 50 to 500 μm and making the total thickness of the scintillator panel 1 mm or less, the scintillator panel is deformed into a shape that matches the planar light receiving element surface shape, and the light receiving surface of the flat panel detector It was found that uniform sharpness was obtained as a whole, and the present invention was achieved.
〈中間層(防湿性層)〉
中間層(防湿性層)としては、特開平6−95302号公報及び真空ハンドブック増訂版p132〜134(ULVAC 日本真空技術K.K)に記載されている如き、無機膜を少なくとも一層有する層が挙げられる。無機膜としては金属蒸着膜及び無機酸化物の蒸着膜が挙げられる。
<Intermediate layer (moisture-proof layer)>
As the intermediate layer (moisture-proof layer), a layer having at least one inorganic film as described in JP-A-6-95302 and the vacuum handbook revised edition p132 to 134 (ULVAC Japan Vacuum Technology KK) is used. Can be mentioned. Examples of the inorganic film include a metal vapor-deposited film and an inorganic oxide vapor-deposited film.
金属蒸着膜としては、例えば、ZrN、SiC、TiC、Si3N4、単結晶Si、ZrN、PSG、アモルファスSi、W、アルミニウム等が挙げられ、特に好ましい金属蒸着膜としては、例えば、アルミニウムが挙げられる。 Examples of the metal vapor deposition film include ZrN, SiC, TiC, Si 3 N 4 , single crystal Si, ZrN, PSG, amorphous Si, W, and aluminum. Particularly preferable metal vapor deposition films include, for example, aluminum. Can be mentioned.
無機物蒸着膜としては薄膜ハンドブックp879〜901(日本学術振興会)、真空技術ハンドブックp502〜509、p612、p810(日刊工業新聞社)、真空ハンドブック増訂版p132〜134(ULVAC 日本真空技術K.K)に記載されている如き無機物蒸着膜が挙げられる。これらの無機物蒸着膜としては、例えば、Cr2O3、SixOy(x=1、y=1.5〜2.0)、Ta2O3、ZrN、SiC、TiC、PSG、Si3N4、単結晶Si、アモルファスSi、W、AI2O3等が用いられる。 Thin film handbooks p879-901 (Japan Society for the Promotion of Science), vacuum technology handbooks p502-509, p612, p810 (Nikkan Kogyo Shimbun), vacuum handbook revised edition p132-134 (ULVAC Japan Vacuum Technology KK) Inorganic vapor-deposited films as described in (1). As these inorganic vapor deposition films, for example, Cr 2 O 3 , Si x O y (x = 1, y = 1.5 to 2.0), Ta 2 O 3 , ZrN, SiC, TiC, PSG, Si 3 N 4 , single crystal Si, amorphous Si, W, AI 2 O 3 or the like is used.
中間層(防湿性層)の基材として使用する熱可塑性高分子(樹脂)フィルムとしては、エチレンテトラフルオロエチル共重合体(ETFE)、高密度ポリエチレン(HDPE)、延伸ポリプロピレン(OPP)、ポリスチレン(PS)、ポリメチルメタクリレート(PMMA)、2軸延伸ナイロン6、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート(PC)、ポリイミド、ポリエーテルスチレン(PES)など一般の包装用フィルムに使用されているフィルム材料を使用することができる。 The thermoplastic polymer (resin) film used as the base material of the intermediate layer (moisture-proof layer) includes ethylene tetrafluoroethyl copolymer (ETFE), high-density polyethylene (HDPE), expanded polypropylene (OPP), polystyrene ( PS), polymethyl methacrylate (PMMA), biaxially oriented nylon 6, polyethylene terephthalate (PET), polycarbonate (PC), polyimide, polyether styrene (PES), etc. can do.
蒸着膜を作る方法としては、真空技術ハンドブック及び包装技術Vol29−No.8に記載されている如き一般的な方法、例えば、抵抗または高周波誘導加熱法、エレクトロビーム(EB)法、プラズマ(PCVD)等により作ることができる。蒸着膜の厚さとしては40〜200nmの範囲が好ましく、より好ましくは50〜180nmの範囲である。 As a method for forming a deposited film, vacuum technology handbook and packaging technology Vol 29-No. 8, for example, a resistance or high-frequency induction heating method, an electrobeam (EB) method, plasma (PCVD), or the like. The thickness of the deposited film is preferably in the range of 40 to 200 nm, more preferably in the range of 50 to 180 nm.
〈最内層(熱溶着層)〉
最内層の熱可塑性高分子(樹脂)フィルムとしては、EVA、PP(ポリプロピレン)、LDPE(低密度ポリエチレン)、LLDPE(線状低密度ポリエチレン)及びメタロセン触媒を使用して製造したLDPE、LLDPE、またこれらフィルムとHDPE(高密度ポリエチレン)フィルムの混合使用したフィルムを使用することが好ましい。
<Innermost layer (thermal welding layer)>
Examples of the innermost thermoplastic polymer (resin) film include EVA, PP (polypropylene), LDPE (low density polyethylene), LLDPE (linear low density polyethylene) and LDPE, LLDPE produced using a metallocene catalyst, It is preferable to use a film in which these films and HDPE (high density polyethylene) film are mixed and used.
なお、これら高分子フィルムの製造方法としては、一般的に知られている各種の方法が用いられ、例えば、ウェットラミネート法、ドライラミネート法、ホットメルトラミネート法、押し出しラミネート法、熱ラミネート法を利用して作ることが可能である。無機物を蒸着したフィルムを使用しない場合も同様な方法が当然使えるが、これらの他に使用材料によっては多層インフレーション方式、共押し出し成形方式により作ることができる。 In addition, as a method for producing these polymer films, various generally known methods are used. For example, a wet laminating method, a dry laminating method, a hot melt laminating method, an extrusion laminating method, or a thermal laminating method is used. It is possible to make it. Of course, the same method can be used when a film on which an inorganic material is deposited is not used, but in addition to these, depending on the material used, it can be formed by a multilayer inflation method or a coextrusion method.
積層する際に使用される接着剤としては、一般的に知られている接着剤が使用可能である。例えば、各種ポリエチレン樹脂、各種ポリプロピレン樹脂等のポリオレフィン系熱可塑性樹脂熱溶解接着剤、エチレン−プロピレン共重合体樹脂、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂等のエチレン共重合体樹脂、エチレン−アクリル酸共重合体樹脂、アイオノマー樹脂等の熱可塑性樹脂熱溶融接着剤、その他熱溶融型ゴム系接着剤等がある。 As the adhesive used for laminating, generally known adhesives can be used. For example, polyolefin thermoplastic resins such as various polyethylene resins and various polypropylene resins, hot-melt adhesives, ethylene-propylene copolymer resins, ethylene-vinyl acetate copolymer resins, ethylene-ethyl acrylate copolymer resins, and other ethylene copolymers. There are thermoplastic resin hot-melt adhesives such as polymer resins, ethylene-acrylic acid copolymer resins and ionomer resins, and other hot-melt rubber adhesives.
エマルジョン、ラテックス状の接着剤であるエマルジョン型接着剤の代表例としては、ポリ酢酸ビニル樹脂、酢酸ビニル−エチレン共重合体樹脂、酢酸ビニルとアクリル酸エステル共重合体樹脂、酢酸ビニルとマレイン酸エステル共重合体樹脂、アクリル酸共重合物、エチレン−アクリル酸共重合物等のエマルジョンがある。 Typical examples of emulsion-type adhesives that are emulsion and latex adhesives are polyvinyl acetate resin, vinyl acetate-ethylene copolymer resin, vinyl acetate and acrylate copolymer resin, vinyl acetate and maleate ester. There are emulsions such as copolymer resins, acrylic acid copolymers, and ethylene-acrylic acid copolymers.
ラテックス型接着剤の代表例としては、天然ゴム、スチレンブタジエンゴム(SBR)、アクリロニトリルブタジエンゴム(NBR)、クロロプレンゴム(CR)等のゴムラテックスがある。また、ドライラミネート用接着剤としてはイソシアネート系接着剤、ウレタン系接着剤、ポリエステル系接着剤等があり、その他、パラフィンワックス、マイクロクリスタリンワックス、エチレン−酢酸ビニル共重合体樹脂、エチレン−エチルアクリレート共重合体樹脂等をブレンドしたホットメルトラミネート接着剤、感圧接着剤、感熱接着剤等公知の接着剤を用いることもできる。 Typical examples of latex adhesives include rubber latexes such as natural rubber, styrene butadiene rubber (SBR), acrylonitrile butadiene rubber (NBR), and chloroprene rubber (CR). In addition, as adhesives for dry lamination, there are isocyanate adhesives, urethane adhesives, polyester adhesives, etc. In addition, paraffin wax, microcrystalline wax, ethylene-vinyl acetate copolymer resin, ethylene-ethyl acrylate copolymer. Known adhesives such as hot melt laminate adhesives, pressure sensitive adhesives, heat sensitive adhesives and the like blended with polymer resins can also be used.
エクストルージョンラミネート用ポリオレフィン系樹脂接着剤はより具体的に言えば、各種ポリエチレン樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリブチレン樹脂などのポリオレフィン樹脂からなる重合物及びエチレン共重合体(EVA、EEA、等)樹脂の他、L−LDPE樹脂の如く、エチレンと他のモノマー(α−オレフィン)を共重合させたもの、Dupot社のサーリン、三井ポリケミカル社のハイミラン等のアイオノマー樹脂(イオン共重合体樹脂)及び三井石油化学(株)のアドマー(接着性ポリマー)等がある。 More specifically, the polyolefin-based resin adhesive for extrusion laminating includes, in addition to polymers and ethylene copolymer (EVA, EEA, etc.) resins made of polyolefin resins such as various polyethylene resins, polypropylene resins and polybutylene resins, Ionomer resin (ionic copolymer resin) such as L-LDPE resin copolymerized with ethylene and other monomers (α-olefin), DuPont Surlyn, Mitsui Polychemical Co., Ltd., and Mitsui Petrochemical Admer (adhesive polymer), etc.
その他紫外線硬化型接着剤も最近使われはじめた。特にLDPE樹脂とL−LDPE樹脂が安価でラミネート適性に優れているので好ましい。また、前記樹脂を2種以上ブレンドして各樹脂の欠点をカバーした混合樹脂は特に好ましい。例えば、L−LDPE樹脂とLDPE樹脂をブレンドすると延展性が向上し、ネックインが小さくなるのでラミネート速度が向上し、ピンホールが少なくなる。 Other UV curable adhesives have recently begun to be used. In particular, LDPE resin and L-LDPE resin are preferable because they are inexpensive and have excellent laminating properties. A mixed resin in which two or more of the above resins are blended to cover the defects of each resin is particularly preferable. For example, when L-LDPE resin and LDPE resin are blended, spreadability is improved and neck-in is reduced, so that the lamination speed is improved and pinholes are reduced.
上記高分子(樹脂)フィルムの厚さは、空隙部の形成性、シンチレータ(蛍光体)層の保護性、鮮鋭性、防湿性、作業性等を考慮し、12〜200μmであることが好ましく、更には20〜60μmが好ましい。 The thickness of the polymer (resin) film is preferably 12 to 200 μm in consideration of the formation of voids, the protection of the scintillator (phosphor) layer, sharpness, moisture resistance, workability, etc. Furthermore, 20-60 micrometers is preferable.
また、ヘイズ率が、鮮鋭性、放射線画像ムラ、製造安定性、作業性等を考慮し、3%以上40%以下が好ましく、更には3%以上、10%以下が好ましい。ヘイズ率は、日本電色工業株式会社NDH 5000Wにより測定した値を示す。必要とするヘイズ率は、市販されている樹脂(高分子)フィルムから適宜選択し、容易に入手することが可能である。 The haze ratio is preferably 3% or more and 40% or less, more preferably 3% or more and 10% or less in consideration of sharpness, radiation image unevenness, manufacturing stability, workability, and the like. A haze rate shows the value measured by Nippon Denshoku Industries Co., Ltd. NDH 5000W. The required haze ratio is appropriately selected from commercially available resin (polymer) films and can be easily obtained.
高分子フィルムの光透過率は、光電変換効率、シンチレータ発光波長等を考慮し、550nmで70%以上あることが好ましいが、99%以上の光透過率のフィルムは工業的に入手が困難であるため実質的に99%〜70%が好ましい。 The light transmittance of the polymer film is preferably 70% or more at 550 nm in consideration of photoelectric conversion efficiency, scintillator emission wavelength, etc., but a film having a light transmittance of 99% or more is difficult to obtain industrially. Therefore, it is preferably substantially 99% to 70%.
高分子フィルムの透湿度は、シンチレータ層の保護性、潮解性等を考慮し50g/m2・day(40℃・90%RH)(JIS Z0208に準じて測定)以下が好ましく、更には10g/m2・day(40℃・90%RH)(JIS Z0208に準じて測定)以下が好ましいが、0.01g/m2・day(40℃・90%RH)以下の透湿度のフィルムは工業的に入手が困難であるため実質的に、0.01g/m2・day(40℃・90%RH)以上、50g/m2・day(40℃・90%RH)(JIS Z0208に準じて測定)以下が好ましく、更には0.1g/m2・day(40℃・90%RH)以上、10g/m2・day(40℃・90%RH)(JIS Z0208に準じて測定)以下が好ましい。 The moisture permeability of the polymer film is preferably 50 g / m 2 · day (40 ° C., 90% RH) (measured in accordance with JIS Z0208) or less, more preferably 10 g / m 2 taking into account the protection and deliquescence properties of the scintillator layer. m 2 · day (40 ° C, 90% RH) (measured according to JIS Z0208) or less is preferable, but a film with a water vapor transmission rate of 0.01 g / m 2 · day (40 ° C, 90% RH) or less is industrial. Is practically 0.01 g / m 2 · day (40 ° C, 90% RH) or more, 50 g / m 2 · day (40 ° C., 90% RH) (measured according to JIS Z0208) ) Or less, more preferably 0.1 g / m 2 · day (40 ° C./90% RH) or more and 10 g / m 2 · day (40 ° C./90% RH) (measured according to JIS Z0208) or less. .
〈絶縁層〉
絶縁層は、金属反射層とシンチレータ層を電気的に絶縁するものであれば、既知のいかなるものも使用可能であるが、溶剤に溶解した高分子(樹脂)を塗布、乾燥して形成することが好ましい。ガラス転位点が30〜100℃のポリマーであることが蒸着結晶と基板との膜付の点で好ましく、具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル樹脂、セルロース誘導体(ニトロセルロース等)、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。
<Insulation layer>
Any known insulating layer can be used as long as it electrically insulates the metallic reflective layer and the scintillator layer, but it is formed by applying and drying a polymer (resin) dissolved in a solvent. Is preferred. It is preferable that the glass transition point is a polymer having a temperature of 30 to 100 ° C. in terms of attaching a film between the deposited crystal and the substrate. Specifically, a polyurethane resin, a vinyl chloride copolymer, a vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, Vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, polyester resin, cellulose derivative (nitrocellulose, etc.), styrene-butadiene copolymer, various Synthetic rubber resins, phenol resins, epoxy resins, urea resins, melamine resins, phenoxy resins, silicon resins, acrylic resins, urea formamide resins and the like can be mentioned, and polyester resins are particularly preferable.
絶縁層の膜厚としては接着性の点で0.1μm以上が好ましく、絶縁層表面の平滑性確保の点で3.0μm以下が好ましい。より好ましくは絶縁層の厚さが0.2〜2.5μmの範囲である。 The thickness of the insulating layer is preferably 0.1 μm or more from the viewpoint of adhesion, and preferably 3.0 μm or less from the viewpoint of ensuring the smoothness of the surface of the insulating layer. More preferably, the thickness of the insulating layer is in the range of 0.2 to 2.5 μm.
絶縁層作製に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、n−プロパノール、n−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエステル、エチレングリコールモノメチルエステルなどのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。 Solvents used for preparing the insulating layer include lower alcohols such as methanol, ethanol, n-propanol and n-butanol, hydrocarbons containing chlorine atoms such as methylene chloride and ethylene chloride, ketones such as acetone, methyl ethyl ketone and methyl isobutyl ketone, toluene , Aromatic compounds such as benzene, cyclohexane, cyclohexanone, xylene, esters of lower fatty acids and lower alcohols such as methyl acetate, ethyl acetate, butyl acetate, ethers such as dioxane, ethylene glycol monoethyl ester, ethylene glycol monomethyl ester and the like Can be mentioned.
(シンチレータ層)
シンチレータ層(「蛍光体層」ともいう。)を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、X線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成出来るため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、シンチレータ層(蛍光体層)の厚さを厚くすることが可能であることから、ヨウ化セシウム(CsI)が好ましい。
(Scintillator layer)
As a material for forming the scintillator layer (also referred to as “phosphor layer”), various known phosphor materials can be used. However, the rate of change from X-ray to visible light is relatively high, and it is easy to perform by vapor deposition. In addition, since the phosphor can be formed into a columnar crystal structure, scattering of the emitted light within the crystal can be suppressed by the light guide effect, and the thickness of the scintillator layer (phosphor layer) can be increased. Cesium iodide (CsI) is preferred.
但し、CsIのみでは発光効率が低いために、各種の賦活剤が添加される。例えば、特公昭54−35060号の如く、CsIとヨウ化ナトリウム(NaI)を任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、例えば特開2001−59899号公報に開示されているようなCsIを蒸着で、インジウム(In)、タリウム(Tl)、リチウム(Li)、カリウム(K)、ルビジウム(Rb)、ナトリウム(Na)などの賦活物質を含有するCsIが好ましい。 However, since only CsI has low luminous efficiency, various activators are added. For example, as shown in Japanese Patent Publication No. 54-35060, a mixture of CsI and sodium iodide (NaI) at an arbitrary molar ratio can be mentioned. Also, for example, CsI as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2001-59899 is deposited, and indium (In), thallium (Tl), lithium (Li), potassium (K), rubidium (Rb), sodium (Na CsI containing an activating substance such as) is preferred.
なお、本発明においては、特に、1種類以上のタリウム化合物を含む添加剤とヨウ化セシウムとを原材料とすることが好ましい。すなわち、タリリウム賦活ヨウ化セシウム(CsI:Tl)は400nmから750nmまでの広い発光波長をもつことから好ましい。 In the present invention, it is particularly preferable to use an additive containing one or more types of thallium compounds and cesium iodide as raw materials. That is, thallium-activated cesium iodide (CsI: Tl) is preferable because it has a broad emission wavelength from 400 nm to 750 nm.
本発明に係る1種類以上のタリウム化合物を含有する添加剤のタリウム化合物としては、種々のタリウム化合物(+Iと+IIIの酸化数の化合物)を使用することができる。 As the thallium compound as an additive containing one or more types of thallium compounds according to the present invention, various thallium compounds (compounds having oxidation numbers of + I and + III) can be used.
本発明において、好ましいタリウム化合物は、ヨウ化タリウム(TlI)、臭化タリウム(TlBr)、塩化タリウム(TlCl)等である。 In the present invention, preferred thallium compounds are thallium iodide (TlI), thallium bromide (TlBr), thallium chloride (TlCl) and the like.
また、本発明に係るタリウム化合物の融点は、400〜700℃の範囲内にあることが好ましい。700℃以内を超えると、柱状結晶内での添加剤が不均一に存在してしまい、発光効率が低下する。なお、本発明での融点とは、常温常圧下における融点である。 The melting point of the thallium compound according to the present invention is preferably in the range of 400 to 700 ° C. If the temperature exceeds 700 ° C., the additives in the columnar crystals exist non-uniformly, resulting in a decrease in luminous efficiency. In the present invention, the melting point is a melting point at normal temperature and pressure.
本発明のシンチレータ層において、当該添加剤の含有量は目的性能等に応じて、最適量にすることが望ましいが、ヨウ化セシウムの含有量に対して、0.001mol%〜50mol%、更に0.1〜10.0mol%であることが好ましい。 In the scintillator layer of the present invention, the content of the additive is desirably an optimum amount according to the target performance and the like, but is 0.001 mol% to 50 mol% with respect to the content of cesium iodide, and further 0 It is preferable that it is 1-10.0 mol%.
ここで、ヨウ化セシウムに対し、添加剤が0.001mol%未満であると、ヨウ化セシウム単独使用で得られる発光輝度と大差なく、目的とする発光輝度を得ることができない。また、50mol%を超えるとヨウ化セシウムの性質・機能を保持することができない。 Here, when the additive is less than 0.001 mol% with respect to cesium iodide, the target light emission luminance cannot be obtained without much difference from the light emission luminance obtained by using cesium iodide alone. Moreover, when it exceeds 50 mol%, the property and function of cesium iodide cannot be maintained.
(反射層)
本発明に係る反射層は、基板とシンチレータ層の間に存在する。反射層は1層でも良いがグラファイトシートと反射層金属との接着性を改善するために基板上に第1の金属薄膜を設けた後に、高反射率の第2の金属薄膜を設けることもよい。第1の金属薄膜としては金属自体の安定性や他の第2の金属薄膜とのなじみの良さ等からニッケル及びニッケルを含む合金がより好ましい。
(Reflective layer)
The reflective layer according to the present invention exists between the substrate and the scintillator layer. The reflective layer may be a single layer, but in order to improve the adhesion between the graphite sheet and the reflective layer metal, a second metal thin film having a high reflectivity may be provided after the first metal thin film is provided on the substrate. . As the first metal thin film, nickel and an alloy containing nickel are more preferable in view of the stability of the metal itself and the familiarity with other second metal thin films.
以下、反射層の構成要素について説明する。 Hereinafter, components of the reflective layer will be described.
〈第1の金属薄膜〉
第1の金属薄膜の例としては、ニッケル、コバルト、チタンがあげあげられるが、金属自体の安定性や他の第2の金属薄膜とのなじみの良さ等からニッケル及びニッケルクロム合金がより好ましい。第1の金属薄膜は、真空蒸着、スパッタ蒸着、又はメッキによりグラファイトシート上に直接付着することができるが、生産性の観点からスパッタ蒸着が好ましい。
<First metal thin film>
Examples of the first metal thin film include nickel, cobalt, and titanium. Nickel and nickel-chromium alloys are more preferable in view of the stability of the metal itself and the familiarity with other second metal thin films. The first metal thin film can be directly deposited on the graphite sheet by vacuum deposition, sputter deposition, or plating, but sputter deposition is preferred from the viewpoint of productivity.
膜厚に関しては、付着方法によるが、真空蒸着の場合は10nm〜100nm、スパッタ蒸着の場合は5nm〜50nmが好ましい。 Regarding the film thickness, although it depends on the adhesion method, it is preferably 10 nm to 100 nm in the case of vacuum deposition and 5 nm to 50 nm in the case of sputter deposition.
〈第2の金属薄膜〉
第2の金属薄膜の例としては、アルミ、銀、クロム、ニッケル、白金、金からなる群の中から選択される少なくとも一種の物質及びその合金があげあげられるが、シンチレータプレートの光出力向上の観点から、反射率の高いアルミ又は銀が好ましい。第2の金属薄膜は、真空蒸着、スパッタ蒸着、又はメッキによりグラファイトシート上に直接付着することができるが、生産性の観点からスパッタ蒸着が好ましい。膜厚に関しては、付着方法によるが、真空蒸着の場合は50nm〜400nm、スパッタ蒸着の場合は20nm〜200nmが好ましい。
<Second metal thin film>
Examples of the second metal thin film include at least one substance selected from the group consisting of aluminum, silver, chromium, nickel, platinum, and gold, and alloys thereof. From the viewpoint of improving the light output of the scintillator plate. Therefore, aluminum or silver having high reflectivity is preferable. The second metal thin film can be directly deposited on the graphite sheet by vacuum deposition, sputter deposition, or plating, but sputter deposition is preferred from the viewpoint of productivity. The film thickness depends on the adhesion method, but is preferably 50 nm to 400 nm for vacuum deposition and 20 nm to 200 nm for sputter deposition.
(基板)
本発明に係る基板は、各種金属、カーボンやα−カーボン、耐熱性高分子(樹脂)基板などが使用可能であるが、画像特性・コストなどを鑑みると耐熱性高分子(樹脂)基板やグラファイト基板が特に好適である。
(substrate)
As the substrate according to the present invention, various metals, carbon, α-carbon, heat-resistant polymer (resin) substrate and the like can be used. However, in view of image characteristics and cost, the heat-resistant polymer (resin) substrate and graphite are used. A substrate is particularly suitable.
耐熱性高分子(樹脂)としては、従来公知の高分子(樹脂)を使用することができるが、いわゆるエンジニアリングプラスチックを用いることが好ましい。ここで、「エンジニアリングプラスチックス」とは、産業用途(工業用途)に使用される高機能のプラスチックスのことであり、一般的に強度や耐熱温度が高く、耐薬品性に優れている等の利点を有する。 As the heat-resistant polymer (resin), a conventionally known polymer (resin) can be used, but it is preferable to use a so-called engineering plastic. Here, “engineering plastics” are high-performance plastics used in industrial applications (industrial applications), and generally have high strength, heat-resistant temperature, excellent chemical resistance, etc. Have advantages.
本発明に係るエンジニアリングプラスチックスとしては、特に限定されるものではないが、例えば、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂、芳香族ポリエステル樹脂、変性ポリフェニレンオキサイド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂、ポリエーテルケトン樹脂等が好適に用いられる。これらのエンジニアリングプラスチックスは、単独で用いられても良いし、2種類以上が併用されても良い。 The engineering plastics according to the present invention is not particularly limited. For example, polysulfone resin, polyethersulfone resin, polyimide resin, polyetherimide resin, polyamide resin, polyacetal resin, polycarbonate resin, polyethylene terephthalate resin Polybutylene terephthalate resin, aromatic polyester resin, modified polyphenylene oxide resin, polyphenylene sulfide resin, polyether ketone resin and the like are preferably used. These engineering plastics may be used independently and 2 or more types may be used together.
更に、硬化温度によっては、ポリエーテルエーテルケトン(PEEK)やポリテトラフルオロエチレン(PTFE)等に代表されるスーパーエンジニアリングプラスチックを使用することも好ましい。 Furthermore, depending on the curing temperature, it is also preferable to use a super engineering plastic represented by polyether ether ketone (PEEK), polytetrafluoroethylene (PTFE), or the like.
本発明においては、耐熱性高分子(樹脂)基板としては、耐熱性、加工性、機械的強度、及びコスト面で優れた、ポリイミド樹脂又はポリエーテルイミド樹脂のようなポリイミドを含有する樹脂やポリエチレンナフタレートで基板を形成することが好ましい。 In the present invention, as the heat-resistant polymer (resin) substrate, a resin or polyethylene containing polyimide such as polyimide resin or polyetherimide resin, which is excellent in heat resistance, workability, mechanical strength, and cost. It is preferable to form the substrate with naphthalate.
グラファイト基板としては、グラファイトを主成分として含有する有する基板を使用することが好ましい。 As the graphite substrate, a substrate containing graphite as a main component is preferably used.
なお、グラファイト基板は、原料の高分子フィルム、例えば、ポリフェニレンオキサジアゾール、ポリベンゾチアゾール、ポリベンゾビスチアゾール、ポリベンゾオキサゾール、ポリベンゾビスオキサゾール、ポリチアゾール、芳香族ポリアミド、芳香族ポリイミドから選択され、円筒状グラファイト質炭素に巻き付け不活性ガス中あるいは真空中摂氏1800度以上の温度で加熱して炭化(グラファイト化)し、炭化(グラファイト化)後にローラーなどで圧延することにより、炭素原子同士の結合面がシートの面にほぼ平行にすることで製造することができる。このグラファイトは、柔軟性をも有するものである。 The graphite substrate is selected from raw material polymer films such as polyphenylene oxadiazole, polybenzothiazole, polybenzobisthiazole, polybenzoxazole, polybenzobisoxazole, polythiazole, aromatic polyamide, and aromatic polyimide. By wrapping around cylindrical graphitic carbon, heating at a temperature of 1800 degrees Celsius or higher in an inert gas or in vacuum, carbonizing (graphitization), and rolling with a roller after carbonization (graphitization), the carbon atoms It can be manufactured by making the bonding surface substantially parallel to the surface of the sheet. This graphite also has flexibility.
なお、本発明に係るグラファイト基板は、シンチレータ層と対向する側の表面の表面粗さRaが0.10μm≦Ra≦0.80μmであるようにすることが好ましい。当該表面粗さは、粒度#4000程度(平均粒度3.0μm程度)〜粒度#8000程度(平均粒度1.2μm程度)のアルミナ粉末を用いてサンドブラスト処理することにより調整することができる。ここで、「粒度」は、JIS R 6001:1998(研削といし用研磨材の粒度)に準拠して規定される粒度を指す。 In the graphite substrate according to the present invention, the surface roughness Ra of the surface facing the scintillator layer is preferably 0.10 μm ≦ Ra ≦ 0.80 μm. The surface roughness can be adjusted by sandblasting using alumina powder having a particle size of about # 4000 (average particle size of about 3.0 μm) to a particle size of about # 8000 (average particle size of about 1.2 μm). Here, “particle size” refers to a particle size defined in accordance with JIS R 6001: 1998 (particle size of abrasive for grinding wheel).
なお、シンチレータパネルと平面受光素子面を貼り合せる際に、基板の変形や蒸着時の反りなどの影響を受け、フラットパネルデテイクタの受光面内で均一な画質特性が得られないという点に関して、該基板を、厚さ50〜500μmの高分子(樹脂)基板とすることでシンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、フラットパネルデテイクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られる。 In addition, when bonding the scintillator panel and the planar light receiving element surface, due to the influence of deformation of the substrate and warping during vapor deposition, it is not possible to obtain uniform image quality characteristics within the light receiving surface of the flat panel detector. By making the substrate into a polymer (resin) substrate having a thickness of 50 to 500 μm, the scintillator panel is deformed into a shape that matches the shape of the planar light receiving element surface, and uniform sharpness is obtained over the entire light receiving surface of the flat panel detector. can get.
(シンチレータパネルの作製方法)
本発明のシンチレータパネルの作製方法の典型的例について、図を参照しながら説明する。図1は、シンチレータプレートを保護層により封止した場合の断面図である。なお、図2は、蒸着装置61の概略構成を示す図面である。
(Production method of scintillator panel)
A typical example of a method for manufacturing a scintillator panel of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a cross-sectional view when the scintillator plate is sealed with a protective layer. FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of the
図1において、シンチレータ層2面側の第1保護層5及び基板1側の第2保護層6で封止される。基板1側のシンチレータ層との間に、金属反射層3及び絶縁層4を有する。 In FIG. 1, sealing is performed with a first protective layer 5 on the scintillator layer 2 surface side and a second protective layer 6 on the substrate 1 side. Between the scintillator layer on the substrate 1 side, a metal reflective layer 3 and an insulating layer 4 are provided.
〈蒸着装置〉
図2に示す通り、蒸着装置61は箱状の真空容器62を有しており、真空容器62の内部には真空蒸着用のボート63が配されている。ボート63は蒸着源の被充填部材であり、当該ボート63には電極が接続されている。当該電極を通じてボート63に電流が流れると、ボート63がジュール熱で発熱するようになっている。放射線用シンチレータパネル10の製造時においては、ヨウ化セシウムと賦活剤化合物とを含む混合物がボート63に充填され、そのボート63に電流が流れることで、上記混合物を加熱・蒸発させることができるようになっている。
<Vapor deposition equipment>
As shown in FIG. 2, the
なお、被充填部材として、ヒータを巻回したアルミナ製のるつぼを適用してもよいし、高融点金属製のヒータを適用してもよい。 As the member to be filled, an alumina crucible around which a heater is wound may be applied, or a refractory metal heater may be applied.
真空容器62の内部であってボート63の直上にはグラファイトシート基板1を保持するホルダ64が配されている。ホルダ64にはヒータ(図示略)が配されており、当該ヒータを作動させることでホルダ64に装着した基板1を加熱することができるようになっている。基板1を加熱した場合には、基板1の表面の吸着物を離脱・除去したり、基板1とその表面に形成されるシンチレータ層(蛍光体層)2との間に不純物層が形成されるのを防止したり、基板1とその表面に形成されるシンチレータ層2との密着性を強化したり、基板1の表面に形成されるシンチレータ層2の膜質の調整をおこなったりすることができるようになっている。
A
ホルダ64には当該ホルダ64を回転させる回転機構65が配されている。回転機構65は、ホルダ64に接続された回転軸65aとその駆動源となるモータ(図示略)から構成されたもので、当該モータを駆動させると、回転軸65aが回転してホルダ64をボート63に対向させた状態で回転させることができるようになっている。
The
蒸着装置61では、上記構成の他に、真空容器62に真空ポンプ66が配されている。真空ポンプ66は、真空容器62の内部の排気と真空容器62の内部へのガスの導入とをおこなうもので、当該真空ポンプ66を作動させることにより、真空容器62の内部を一定圧力のガス雰囲気下に維持することができるようになっている。
In the
〈シンチレータパネル〉
次に、本発明に係るシンチレータパネル10の作製方法について説明する。
<Scintillator panel>
Next, a method for manufacturing the
当該放射線用シンチレータパネル10の作製方法においては、上記で説明した蒸発装置61を好適に用いることができる。蒸発装置61を用いて放射線用シンチレータパネル10を作製する方法について説明する。
In the manufacturing method of the said
《金属反射層の形成》
基板の一方の表面に金属薄膜としてスパッタ蒸着で金属薄膜(アルミ、銀)を形成する。
<Formation of metal reflective layer>
A metal thin film (aluminum, silver) is formed as a metal thin film on one surface of the substrate by sputter deposition.
《絶縁層の形成》
絶縁層は、有機溶剤に高分子結合材を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成する。高分子結合材としては、接着性、導電性金属反射層の耐腐食性の観点でポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の疎水性樹脂が好ましい。
<Formation of insulating layer>
The insulating layer is formed by applying and drying a composition in which a polymer binder is dispersed and dissolved in an organic solvent. The polymer binder is preferably a hydrophobic resin such as a polyester resin or a polyurethane resin from the viewpoints of adhesion and corrosion resistance of the conductive metal reflective layer.
《シンチレータ層の形成》
上記のように金属反射層4及び絶縁層3を設けた基板1をホルダ64に取り付けるとともに、ボート63にヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを含む粉末状の混合物を充填する(準備工程)。この場合、ボート63と基板1との間隔を100〜1500mmに設定し、その設定値の範囲内のままで後述の蒸着工程の処理をおこなうのが好ましい。
<Formation of scintillator layer>
The substrate 1 provided with the metal reflective layer 4 and the insulating layer 3 as described above is attached to the
準備工程の処理を終えたら、真空ポンプ66を作動させて真空容器62の内部を排気し、真空容器62の内部を0.1Pa以下の真空雰囲気下にする(真空雰囲気形成工程)。ここでいう「真空雰囲気下」とは、100Pa以下の圧力雰囲気下のことを意味し、0.1Pa以下の圧力雰囲気下であるのが好適である。
When the preparation process is completed, the
その後、アルゴン等の不活性ガスを真空容器62の内部に導入し、当該真空容器62の内部を0.1Pa以下の真空雰囲気下に維持する。次に、ホルダ64のヒータと回転機構65のモータとを駆動させ、ホルダ64に取付け済みの基板1をボート63に対向させた状態で加熱しながら回転させる。
Thereafter, an inert gas such as argon is introduced into the
この状態において、電極からボート63に電流を流し、ヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを含む混合物を700℃〜800℃程度で所定時間加熱してその混合物を蒸発させる。その結果、基板1の表面に無数の柱状結晶体2aが順次成長して所望の厚さのシンチレータ層2が形成される(蒸着工程)。これにより、本発明に係る放射線用シンチレータプレートを製造することができる。
In this state, a current is passed from the electrode to the
(シンチレータプレートの封止)
本発明のシンチレータパネル1は、上述した保護層即ち、シンチレータプレートのシンチレータ層2側に配置された第1保護層5と、シンチレータプレートの基板1側に配置された第2保護層6とにより、湿度、機械的衝撃等から保護される。第1保護層5と、第2保護層6はシンチレータプレートを挟み、4方をシールすることで作製することが出来る。この場合、第1保護層5と、第2保護層6は、異なっていても、同じてあってもよく、必要に応じて適宜選択することが可能である。
(Scintillator plate sealing)
The scintillator panel 1 of the present invention includes the above-described protective layer, that is, the first protective layer 5 disposed on the scintillator layer 2 side of the scintillator plate, and the second protective layer 6 disposed on the substrate 1 side of the scintillator plate. Protected from humidity, mechanical shock, etc. The first protective layer 5 and the second protective layer 6 can be manufactured by sandwiching a scintillator plate and sealing four sides. In this case, the first protective layer 5 and the second protective layer 6 may be different or the same, and can be appropriately selected as necessary.
本発明に係る保護層は上述したように、高分子(樹脂)フィルムであり、その内面は熱融着性を持たせてあるので、減圧下でインパルスシーラーにより融着できる。 As described above, the protective layer according to the present invention is a polymer (resin) film, and the inner surface thereof is heat-fusible, so that it can be fused with an impulse sealer under reduced pressure.
〔保護層〕
また、特開2000−56694号公報には、光線透過率が80%以上の透明フィルム層の片面に、ゴム層を積層した積層体からなり、該積層体の光線透過率が80%以上である画面用保護フィルムが開示されている。上記ゴム層は、シリコーンゴム、フッ素ゴム、アクリルゴム、エチレンプロピレンゴム及びアクリルニトリルブタジエンゴムからなる群から選ばれたいずれか1つのゴムまたは2以上のゴム混合物から形成される。これらは本発明のフラットパネルディテクタに好適である。
[Protective layer]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-56694 includes a laminate in which a rubber layer is laminated on one side of a transparent film layer having a light transmittance of 80% or more, and the light transmittance of the laminate is 80% or more. A protective film for a screen is disclosed. The rubber layer is formed from any one rubber selected from the group consisting of silicone rubber, fluoro rubber, acrylic rubber, ethylene propylene rubber, and acrylonitrile butadiene rubber, or a mixture of two or more rubbers. These are suitable for the flat panel detector of the present invention.
シンチレータの保護層としては、再剥離粘着剤層を形成することが可能であれば本発明の効果を得られるが、再剥離粘着剤層の塗設の容易さから高分子フィルムであることが好ましい。予め再剥離粘着剤層の塗設をした樹脂フィルムでシンチレータを封止することによって、本発明の効果を容易に達成できる。 As the protective layer of the scintillator, the effect of the present invention can be obtained as long as it is possible to form a re-peeling pressure-sensitive adhesive layer. . The effect of the present invention can be easily achieved by sealing the scintillator with a resin film on which a re-peeling adhesive layer has been previously applied.
また、保護層として高分子フィルムを使用する場合は、フィルムの厚さが200μm以上であると鮮鋭が低下すること、12μm以下のフィルムでは物理的な接触に対する耐久性が不足することから、本発明における保護フィルムの厚さとしては12〜200μmが好ましい。 Further, when a polymer film is used as the protective layer, the sharpness is lowered when the film thickness is 200 μm or more, and the durability against physical contact is insufficient when the film is 12 μm or less. The thickness of the protective film is preferably 12 to 200 μm.
〔基板〕
さらに、シンチレータパネルと平面受光素子面を貼り合せる際に、基板の変形や蒸着時の反り等の影響を受け、フラットパネルディテクタの受光面内で均一な画質特性が得られないという点に関して、該基板を、厚さ50〜500μmの高分子フィルムとすること、及びシンチレータパネルの総厚を1mm以下にすることで、シンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、フラットパネルディテクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られる。
〔substrate〕
Furthermore, when the scintillator panel and the planar light receiving element surface are bonded, the image quality is not uniform within the light receiving surface of the flat panel detector due to the influence of deformation of the substrate and warpage during vapor deposition. By making the substrate a polymer film having a thickness of 50 to 500 μm and making the total thickness of the scintillator panel to be 1 mm or less, the scintillator panel is deformed into a shape suitable for the planar light receiving element surface shape, and the flat panel detector Uniform sharpness can be obtained over the entire light receiving surface.
基板として使用する高分子(樹脂)フィルムとしては、蒸着時の耐熱性からポリイミド、ポリエチレンナフタレート、又はグラファイトを主成分として含有するフィルムであり、かつその厚さが50〜500μmであることが好ましい。 The polymer (resin) film used as the substrate is preferably a film containing polyimide, polyethylene naphthalate, or graphite as a main component and having a thickness of 50 to 500 μm because of heat resistance during vapor deposition. .
(フラットパネルディテクタ)
本発明のフラットパネルディテクタは、基板上にシンチレータ層が設けられたシンチレータプレートと当該シンチレータプレートのシンチレータ層(側)の表面(全体)を被覆する保護層からなるシンチレータパネルを平面受光素子面上に配置した構成となっていることを特徴とする。
(Flat panel detector)
The flat panel detector of the present invention has a scintillator panel comprising a scintillator plate provided with a scintillator layer on a substrate and a protective layer covering the entire surface of the scintillator layer (side) of the scintillator plate on the plane light receiving element surface. It is the structure which has been arrange | positioned.
以下、添付図面を参照しつつ本実施形態について説明するが、一例であり、本実施形態に限定するものではない。 Hereinafter, although this embodiment is described with reference to an accompanying drawing, it is an example and is not limited to this embodiment.
図3は、本発明のフラットパネルディテクタ100の構成図である。フラットパネルディテクタ100は、筐体111内に、被写体を透過した放射線を受けてその線量に対応した強度で蛍光を瞬時に発光するシンチレータパネル112、シンチレータパネル112に圧接して設けられ、シンチレータパネル112からの光を光電変換する複数の受光画素が2次元状に配置された受光素子113、及びシンチレータパネル112を保護する保護カバー114及びクッション部材としてのクッション層115を備えている。
FIG. 3 is a block diagram of the
シンチレータパネル112は、基板123上に蛍光体層122が形成され、これらの基板123及び蛍光体層122が第1保護フィルム121及び第2保護フィルム124により封止された構成となっている。
The scintillator panel 112 has a configuration in which a
基板123は、放射線を透過させる材質から構成される。基板123は、受光素子113の表面に均一にシンチレータパネル112を接触させることができるよう、可撓性を有することが好ましい。例えば、125μm厚の可撓性を有するポリイミドフィルムを用いることができる。ポリイミドフィルムの他には、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、グラファイトシート等を用いることができる。厚さとしては、50〜500μmが好ましい。
The substrate 123 is made of a material that transmits radiation. The substrate 123 preferably has flexibility so that the scintillator panel 112 can be uniformly brought into contact with the surface of the
蛍光体層122は、光ガイド効果を有し発光効率の高い柱状結晶構造の蛍光体層から構成される。この蛍光体層は基板上に気相堆積法により形成することが好ましい。例えば、賦活剤としてタリウム(Tl)を添加したヨウ化セシウム(CsI)を蛍光体材料として真空蒸着することにより、基板122上に柱状結晶構造の蛍光体層を形成することができる。ヨウ化セシウム(CsI)の他には、臭化セシウム(CsBr)等を用いることができる。賦活材としては、タリウム(Tl)の他に、ユーロピウム、インジウム、リチウム、カリウム、ルビジウム、ナトリウム、銅、セリウム、亜鉛、チタン、ガドリニウム、テルビウム等を用いることができる。
The
クッション層115は、シンチレータパネル112を適度な圧力で受光素子113に圧接させるためのものである。例えば、放射線の吸収が少ないシリコン系またはウレタン系の発泡材を用いることができる。
The
第1保護フィルム121及び第2保護フィルム124は、蛍光体層121を防湿し蛍光体層122の劣化を抑制するためのもので、透湿度の低いフィルムから構成される。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム(PET)を用いることができる。PETの他には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。
The 1st protective film 121 and the 2nd
受光素子113は、2次元状に配置された複数の受光画素から構成されている。例えば、フォトダイオード+薄膜トランジスタ(TFT)により構成することができる。フォトダイオードにより光電変換した信号電荷をTFTを用いて読み出す。受光素子113としては他に、CMOS、CCD等を用いることができる。
The
保護カバー114は、シンチレータパネル112を外部の衝撃等から保護するとともに、クッション層115を圧縮してシンチレータパネル112を適度な圧力で受光素子113に圧接する役割も果たしている。例えば、放射線透過性の高いカーボン板により構成される。保護カバー14としては他に、アルミ板を用いることができる。
The
フラットパネルディテクタ1を組み立てる際には、筐体111内に配置した受光素子113上に、第1保護フィルム121で封止されたシンチレータパネル112を載置し、さらにクッション層115、その後保護カバー114を筐体11にネジ等で固定することにより組み立てる。保護カバー114を取り付けた際にクッション層115が圧縮され、圧縮に抗するクッション層115の反発力によりシンチレータパネル112が受光素子113に対して適度な圧力で圧接する。この圧力により第1保護フィルム121と受光素子113が接着し、振動やフラットパネルディテクタの傾き等による、シンチレータパネル112と受光素子113の位置ずれが防止される。
When assembling the flat panel detector 1, the scintillator panel 112 sealed with the first protective film 121 is placed on the
また基板123は200μm以下の樹脂フィルムからなっており、またシンチレータパネル112の総厚が1mm以下であるあるため、シンチレータパネル112がクッション層115の適度な圧力で平面受光素子13の面形状に合った形状に変形し、フラットパネルディテクタの受光面全体で均一な接触状態が得られる。
Further, since the substrate 123 is made of a resin film of 200 μm or less and the total thickness of the scintillator panel 112 is 1 mm or less, the scintillator panel 112 matches the surface shape of the planar light receiving element 13 with an appropriate pressure of the
このように、本実施形態によれば、蛍光体層122にダメージを与えない適度なクッション層115の圧力で、シンチレータパネル112と受光素子113の良好な密着状態が得られる。なお、作業は受光素子113上にシンチレータパネル112を載置して、クッション層115、保護カバー114を取り付ければよいので、精度よく容易に組み立てることができる。
Thus, according to the present embodiment, a good adhesion state between the scintillator panel 112 and the
本実施形態では、第1保護フィルム124及び第2保護フィルム121の2枚の保護フィルムを用いているが、保護層が樹脂フィルム以外の、CVD法によりシンチレータパネル全面に形成されたポリパラキシリレン膜であっても同様の手順で本発明の効果を実現できる。
In the present embodiment, the two protective films of the first
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example is given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
実施例
(シンチレータプレートの作製)
(金属反射層の形成)
厚さ125μmのポリイミド基板の一方の表面に反射層として厚さ100nmの銀薄膜をスパッタ蒸着で形成した。
Example (Preparation of scintillator plate)
(Formation of metal reflective layer)
A silver thin film with a thickness of 100 nm was formed as a reflective layer on one surface of a polyimide substrate with a thickness of 125 μm by sputtering deposition.
(絶縁層の形成)
バイロン630(東洋紡社製:高分子ポリエステル樹脂) 100質量部
メチルエチルケトン(MEK) 90質量部
トルエン 90質量部
上記処方を混合し、ビーズミルにて15時間分散し、塗設用の塗布液を得た。この塗布液を上記グラファイトシート基板のスパッタ面に乾燥膜厚が1.0μmになるようにバーコーターで塗布した後、100℃で8時間乾燥することで絶縁層を作製した。
(Formation of insulating layer)
Byron 630 (manufactured by Toyobo Co., Ltd .: polymer polyester resin) 100 parts by mass Methyl ethyl ketone (MEK) 90 parts by mass Toluene 90 parts by mass The above formulation was mixed and dispersed in a bead mill for 15 hours to obtain a coating solution for coating. This coating solution was applied to the sputtering surface of the graphite sheet substrate with a bar coater so that the dry film thickness was 1.0 μm, and then dried at 100 ° C. for 8 hours to produce an insulating layer.
(基板の断裁)
絶縁層を作製したポリイミド基板を、図2の蒸着装置の基板ホルダの金属製の枠に合わせて断裁し、金属製の枠にセットした。
(Substrate cutting)
The polyimide substrate on which the insulating layer was produced was cut according to the metal frame of the substrate holder of the vapor deposition apparatus in FIG. 2 and set on the metal frame.
(シンチレータ層の形成)
基板の絶縁層側に蛍光体(CsI:0.003Tl)を図2に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、シンチレータ層(蛍光体層)を形成した。
(Formation of scintillator layer)
A phosphor (CsI: 0.003Tl) was deposited on the insulating layer side of the substrate using the deposition apparatus shown in FIG. 2 to form a scintillator layer (phosphor layer).
即ち、先ず上記蛍光体原料を蒸着材料として抵抗加熱ルツボ(ボード)に充填し、また回転する基板ホルダの金属製の枠に基板を設置し、基板と蒸発源との間隔を400mmに調節した。 That is, first, the phosphor raw material was filled in a resistance heating crucible (board) as an evaporation material, the substrate was placed on a metal frame of a rotating substrate holder, and the distance between the substrate and the evaporation source was adjusted to 400 mm.
続いて蒸着装置内を一旦排気し、Arガスを導入して0.5Paに真空度を調整した後、10rpmの速度で基板を回転しながら基板の温度を200℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボ(ボード)を加熱して蛍光体を蒸着し、シンチレータ層の膜厚が450μmとなったところで蒸着を終了させ、シンチレータ層が形成された基板を得た。 Subsequently, the inside of the vapor deposition apparatus was once evacuated, Ar gas was introduced and the degree of vacuum was adjusted to 0.5 Pa, and then the substrate temperature was maintained at 200 ° C. while rotating the substrate at a speed of 10 rpm. Next, the resistance heating crucible (board) was heated to deposit phosphor, and when the scintillator layer thickness reached 450 μm, the deposition was terminated to obtain a substrate on which the scintillator layer was formed.
(アニール処理)
上記シンチレータ層が形成された基板を25cm×20cmサイズに断裁し、窒素雰囲気下で200℃4時間のアニール処理を実施してシンチレータプレートを得た。
(Annealing treatment)
The substrate on which the scintillator layer was formed was cut into a size of 25 cm × 20 cm, and annealed at 200 ° C. for 4 hours in a nitrogen atmosphere to obtain a scintillator plate.
(保護膜)
第1保護層の最外層の「素材」と「曲げ弾性率」を表1に示す。
(Protective film)
Table 1 shows the “material” and “flexural modulus” of the outermost layer of the first protective layer.
第1保護層と第2保護層に用いた複合高分子フィルムの構成を表3に示す。 Table 3 shows the composition of the composite polymer film used for the first protective layer and the second protective layer.
(シンチレータパネル1の作製)
上述した方法により、厚さ125μmのポリイミド基板上に作製したシンチレータプレートに樹脂(高分子)フィルムの構成Aをシンチレータ層側(第1保護層)と基材側(第2保護層)に使用し、図1に示す形態に封止しシンチレータパネルを作製した。
(Preparation of scintillator panel 1)
A resin (polymer) film configuration A is used on the scintillator layer side (first protective layer) and the base material side (second protective layer) on a scintillator plate fabricated on a 125 μm thick polyimide substrate by the method described above. A scintillator panel was produced by sealing in the form shown in FIG.
尚、封止は、減圧1000Pa条件下で、融着部からシンチレータシートの周縁部までの距離は1mmとなるように融着した。融着に使用したインパルスシーラーのヒータは3mm幅のものを使用した。 The sealing was performed so that the distance from the fused part to the peripheral part of the scintillator sheet was 1 mm under a reduced pressure of 1000 Pa. The impulse sealer used for the fusion was a 3 mm wide heater.
このようにして、保護膜で被覆された25cm×20cmのサイズのシンチレータパネル1枚を得た。 In this way, one scintillator panel having a size of 25 cm × 20 cm covered with a protective film was obtained.
(シンチレータパネル2〜4の作製)
第1及び第2保護層と基板をそれぞれ表2示す複合高分子フィルムと基板を用いた以外はシンチレータパネル1と同様にしてシンチレータパネル2〜4を作製した。
(Production of scintillator panels 2 to 4)
Scintillator panels 2 to 4 were produced in the same manner as scintillator panel 1 except that the composite polymer film and the substrate shown in Table 2 were used for the first and second protective layers, respectively.
〈評価〉
得られたシンチレータパネルを、PaxScan(Varian社製FPD:2520)にセットし、フラットパネルディテクタとして、シンチレータパネル全面の平均発光量(輝度)、及びシンチレータパネル全面の鮮鋭性の平均値を、以下に示す方法で評価した。結果を表1に示す。
<Evaluation>
The obtained scintillator panel is set in PaxScan (FPD: 2520 manufactured by Varian). As a flat panel detector, the average light emission amount (luminance) of the entire scintillator panel and the average value of the sharpness of the entire scintillator panel are as follows: Evaluation was performed by the method shown. The results are shown in Table 1.
〈輝度の評価方法〉
FPDに管電圧80kVpのX線を照射し、得られた画像データの平均シグナル値を発光量とした。表2ではアニール処理をしていないシンチレータパネル4の発光量を輝度1.0とした。
<Brightness evaluation method>
The FPD was irradiated with X-rays having a tube voltage of 80 kVp, and the average signal value of the obtained image data was defined as the light emission amount. In Table 2, the light emission amount of the scintillator panel 4 that was not annealed was set to a luminance of 1.0.
〈鮮鋭性の評価方法〉
鉛製のMTFチャートを通して管電圧80kVpのX線をFPDの放射線入射面側に照射し、画像データを検出しハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の記録をコンピュータで分析して当該ハードディスクに記録されたX線像の変調伝達関数MTF(空間周波数1サイクル/mmにおけるMTF値)を鮮鋭性の指標とした。表中、MTF値が高いほど鮮鋭性に優れていることを示す。MTFはModulation Transfer Functionの略号を示す。
<Evaluation method of sharpness>
X-rays with a tube voltage of 80 kVp were irradiated to the radiation incident surface side of the FPD through a lead MTF chart, and image data was detected and recorded on a hard disk. Thereafter, the recording on the hard disk was analyzed by a computer, and the modulation transfer function MTF (MTF value at a spatial frequency of 1 cycle / mm) of the X-ray image recorded on the hard disk was used as an index of sharpness. In the table, the higher the MTF value, the better the sharpness. MTF is an abbreviation for Modulation Transfer Function.
表1中のMTF値はシンチレータパネル内の10箇所を測定し、その平均値である。 The MTF values in Table 1 are average values obtained by measuring 10 points in the scintillator panel.
〈鮮鋭性の均一性の評価方法〉
上記10箇所のMTF値に関して下記のようにMTF均一性を評価した。
○:10箇所の最大値及び最小値が平均値に対して±8%以内である
△:10箇所の最大値または最小値のいづれかが平均値に対して±8%以内である
×:10箇所の最大値及び最小値が平均値に対して±8%以上〜13%未満である
××:10箇所の最大値及び最小値が平均値に対して13%以上である。
<Evaluation method for sharpness uniformity>
The MTF uniformity was evaluated as follows for the MTF values at the 10 locations.
○: The maximum value and the minimum value at 10 locations are within ± 8% with respect to the average value Δ: Either the maximum value or the minimum value at 10 locations is within ± 8% with respect to the average value ×: 10 locations The maximum value and the minimum value are ± 8% or more and less than 13% with respect to the average value. XX: The maximum value and the minimum value at 10 locations are 13% or more with respect to the average value.
表2に示した結果から明らかなように、本発明のフラットパネルディテクタに係るシンチレータパネルは、シンチレータの発光取り出し効率、鮮鋭性が高く、平面受光素子面間での鮮鋭性の劣化が少ない、更に部分的な鮮鋭性低下の改善されたシンチレータパネルであることが分かる。 As apparent from the results shown in Table 2, the scintillator panel according to the flat panel detector of the present invention has high scintillator light emission extraction efficiency and high sharpness, and little deterioration in sharpness between plane light receiving element surfaces. It can be seen that the scintillator panel has an improved partial sharpness reduction.
1 基板
2 蛍光体層
3 金属反射層
4 絶縁層
5 第1保護層
6 第2保護層
10 シンチレータパネル
61 蒸着装置
62 真空容器
63 抵抗加熱ルツボ
64 ホルダ
65 回転機構
66 真空ポンプ
100 フラットパネルディテクタ
111 筐体
113 受光素子
114 保護カバー
115 クッション層
121 シンチレータパネル
121 第1保護フィルム
122 蛍光体層
123 基板
124 第2保護フィルム
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Substrate 2 Phosphor layer 3 Metal reflective layer 4 Insulating layer 5 First protective layer 6 Second
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