JP2012154811A

JP2012154811A - シンチレータパネルおよびその製造方法ならびに放射線検出装置

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Publication number: JP2012154811A
Application number: JP2011014382A
Authority: JP
Inventors: Yasuto Sasaki; 慶人佐々木; Satoshi Okada; 岡田　　聡; Kazumi Nagano; 和美長野; Keiichi Nomura; 慶一野村; Yohei Ishida; 陽平石田; Tomoaki Ichimura; 知昭市村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-01-26
Filing date: 2011-01-26
Publication date: 2012-08-16
Also published as: US20120187298A1; CN102621574A

Abstract

【課題】シンチレータの膜厚を向上させつつ鮮鋭度の低下を防ぐために有利な技術を提供する。
【解決手段】互いに反対側の面である第１面および第２面を有するシンチレータ層を含むシンチレータにおいて、前記シンチレータ層は、複数の柱状部を含み、各柱状部は、放射線を光に変換するシンチレータとしての柱状結晶を含み、前記柱状結晶の径は、前記第１面と前記第２面との間の中間部分から前記第１面の側および前記第２面の側に向かって大きくなっている。
【選択図】図２

Description

本発明は、シンチレータパネルおよびその製造方法ならびに放射線検出装置に関する。

近年、複数の光電変換素子が形成されたセンサパネルの上にＸ線等の放射線を可視光等の光に変換するシンチレータを積層したデジタル放射線検出装置が商品化されている。シンチレータの材料は、ＣｓＩにＴｌをドープした材料に代表されるアルカリハライド系、ＧｄＯＳにＴｂをドープした材料が主流である。特にＣｓＩに代表されるアルカリハライド系のシンチレータ材料は、蒸着法で形成することにより、柱状の結晶を成長させることができる。柱状結晶シンチレータは、放射線を可視光に変換する際にライトガイディング効果を発現するため、鮮鋭度の向上に寄与する。

シンチレータの柱状結晶の形状を制御して、鮮鋭度を向上させる試みがなされている。例えば、特許文献１には、蒸着時の柱状結晶形成速度を徐々に速くして柱状結晶の形状を制御することによって鮮鋭度を向上させることが開示されている。特許文献２には、蒸着時の蒸発源分圧を制御することによって鮮鋭度を向上させることが開示されている。

特登録０４３４５４６０号公報特開２００５−３３７７２４号公報

シンチレータの輝度や検出量子効率（ＤＱＥ：ＤｅｔｅｃｔｉｖｅＱｕａｎｔｕｍＥｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）を向上させるためには、シンチレータの膜厚を大きくする必要がある。一般的には、柱状結晶を有するシンチレータの膜厚を大きくすると、柱状結晶の直径がその膜厚の増加にしたがって増加する。その結果、シンチレータの膜厚を大きくすると、鮮鋭度が低下する傾向にある。特許文献１、２に開示された方法においても、シンチレータの輝度や検出量子効率の向上のためにシンチレータの膜厚を大きくした場合には、柱状結晶の直径が増加するので、十分な鮮鋭度の向上が望めない。

本発明は、上記の課題認識を契機としてなされたものであり、シンチレータの膜厚を向上させつつ鮮鋭度の低下を防ぐために有利な技術を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、互いに反対側の面である第１面および第２面を有するシンチレータ層を含むシンチレータに係り、該シンチレータにおいて、前記シンチレータ層は、複数の柱状部を含み、各柱状部は、放射線を光に変換するシンチレータとしての柱状結晶を含み、前記柱状結晶の径は、前記第１面と前記第２面との間の中間部分から前記第１面の側および前記第２面の側に向かって大きくなっている。

本発明によれば、シンチレータの膜厚を向上させつつ鮮鋭度の低下を防ぐために有利な技術が提供される。

本発明の好適な実施形態のシンチレータのシンチレータ層における柱状部の構成例を模式的に示す図。第１実施形態の放射線検出装置の構造を説明する断面図。第１実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する図。第２、３実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する図。第４、５、６実施形態の放射線検出装置の構造を説明する断面図。第４、５、６実施形態の放射線検出装置の製造方法を説明する図。第７実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する図。第７実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する図。放射線撮像システムを説明する図。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

本発明の好適な実施形態のシンチレータは、互いに反対側の面である第１面および第２面を有するシンチレータ層を含む。該シンチレータは、該シンチレータ層のみで構成されてもよいし、他の要素、例えば、保護膜および／または保護基板を更に含んでもよい。該シンチレータ層は、複数の柱状部を含み、各柱状部は、放射線を光に変換するシンチレータとしての柱状結晶を含み、該柱状結晶の径は、前記第１面と前記第２面との間の中間部分から前記第１面の側および前記第２面の側に向かって大きくなっている。各柱状部の柱状結晶は、第１柱状結晶と第２柱状結晶との結合部が前記中間部分に位置するように前記第１柱状結晶と前記第２柱状結晶とを結合した構造を有しうる。ここで、各柱状部は、前記第１柱状結晶と前記第２柱状結晶とが接着剤によって結合された構造を有してもよいし、直接に（即ち、他の材料あるいは部材を介することなく）結合された構造を有してもよい。

図１は、本発明の好適な実施形態のシンチレータのシンチレータ層における柱状部の構成例を模式的に示す図である。シンチレータ層を構成する各柱状部は、放射線を光（例えば、可視光）に変換するシンチレータとしての柱状結晶を含む。柱状結晶は、蒸着法によって基板の上に成長させることができる。この明細書において、蒸着法とは、化学気相成長法を含む概念として用いられる。柱状結晶は、成長開始部と成長終了部とを有する。成長終了部における柱状結晶の平均直径は、成長開始部における柱状結晶の平均直径よりも大きくなる。柱状結晶の平均直径が大きい場合には、柱状結晶の直径が小さい場合と比較して、ライトガイディングの効果が小さくなり、鮮鋭度が低下すると考えられる。図１において、構成例１〜４の柱状部は、第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとを含む。柱状部の上面を第１面、下面を第２面と考えることができる。

柱状結晶ａ、ｂの径は、第１面と第２面との間の中間部分から前記第１面の側および前記第２面の側に向かって大きくなっている。各柱状部の柱状結晶は、第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとの結合部が前記中間部分に位置するように第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとを結合した構造を有しうる。構成例１、２は、成長開始部を含む例であり、構成例３、４は、成長開始部を除去した例である。成長開始部は、結晶のばらつきが大きい部分であり、柱状結晶を伝搬する光を散乱させるために鮮鋭度を低下させる原因になりうる。構成例３、４は、鮮鋭度の点で有利であるが、成長開始部を除去するための処理が必要である。一方、構成例１、２は、鮮鋭度の点で不利であるが、作製が容易である点で有利である。

構成例１、３は、第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとが接着剤ｃによって結合された例であり、構成例２、４は、第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとが直接に結合された例である。第１柱状結晶ａと第２柱状結晶ｂとを結合した構成は、柱状結晶の最大径を小さくすることができる点で優れている。本発明とは異なり、第１柱状結晶ａの厚さと第２柱状結晶ｂの厚さとを合計した厚さを１つの連続した成長工程で形成する場合には、その成長工程の分だけ柱状結晶の径が大きくなる。

柱状結晶を形成するための材料としては、ハロゲン化アルカリを主成分とする材料を使用することができ、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等が好適である。例えば、ＣｓＩ：Ｔｌを採用する場合、ＣｓＩとＴｌＩを同時に蒸着することによって柱状結晶を形成することができる。

図２を参照して、第１実施形態の放射線検出装置の構造を説明する。放射線検出装置は、シンチレータ（シンチレータパネル）２０８と、センサパネル２０３とを含みうる。シンチレータ２０８とセンサパネル２０３とは、例えば、接着層２１５によって接着されうる。シンチレータ２０８は、複数の第１柱状結晶を含む第１シンチレータ層２０１と、複数の第２柱状結晶を含む第２のシンチレータ層２０２とを含むシンチレータ層２３０を有する。シンチレータ２０８は、更に、シンチレータ層２３０を支持する支持基板２１０を含みうる。シンチレータ層２３０と支持基板２１０とは、例えば、接着層２０９によって接着されうる。シンチレータ層２３０は、複数の柱状部２１１が配列された構造を有し、各柱状部は、第１柱状結晶と第２柱状結晶とを含む。センサパネル２０３には、複数の光電変換素子２１３が配列されている。

図５に例示されるように、シンチレータ層２３０の全体または一部を保護層５０１によって覆ってもよい。保護層５０１は、シンチレータ層２３０に対して外気から水分が侵入することを防止する防湿保護機能、および、衝撃による構造破壊を防止する衝撃保護機能を有する。保護層５０１の厚さは２０〜２００μｍであることが好ましい。２０μｍ以下では、シンチレータ層２３０の表面の凹凸、及びスプラッシュ欠陥を完全に被覆することができず、防湿保護機能が低下する可能性がある。一方、２００μｍを超えるとシンチレータ層２３０で発生した光もしくは反射層で反射された光の保護層５０１内での散乱が増加し、得られる画像の解像度およびＭＴＦ（ＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦａｎｃｔｉｏｎ）が低下する可能性がある。

保護層５０１の材料としては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂等の一般的な有機封止材料や、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系等のホットメルト樹脂などを用いることができるが、特に水分透過率の低い樹脂が望ましい。保護層５０１としては、ＣＶＤ蒸着で形成するポリパラキシリレン、ポリ尿素、ポリウレタン等の有機膜が好適に用いられる。また、製造中の加熱工程に耐えうるのであれば、ホットメルト樹脂も好適に用いることができる。

ホットメルト樹脂は、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化されるものである。ホットメルト樹脂は、加熱溶融状態で、他の有機材料、および無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たないものである。また、ホットメルト樹脂は、極性溶媒、溶剤、および水を含んでいないので、シンチレータ層２３０（例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有するシンチレータ層）に接触してもシンチレータ層を溶解しないため、保護層５０１として好適である。ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂とは異なり、また、エポキシ等に代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。

ホットメルト樹脂材料は主成分であるベースポリマー（ベース材料）の種類によって分類され、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を用いることができる。保護層５０１として、防湿性が高く、またシンチレータから発生する可視光線を透過する光透過性が高いことが重要である。保護層５０１として必要とされる防湿性を満たすホットメルト樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。特に吸湿率が低いポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。また、光透過性の高い樹脂として、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。したがって、保護層５０１として、ポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂がより好ましい。

ポリオレフィン樹脂は、
エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体および、アイオノマー樹脂、
から選ばれる少なくとも１種を主成分として含有することが好ましい。

エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、ヒロダイン７５４４（ヒロダイン工業製）、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、Ｏ−４１２１（倉敷紡績製）、
エチレン−メタクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、Ｗ−４２１０（倉敷紡績製）、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、Ｈ−２５００（倉敷紡績製）、
エチレン−アクリル酸共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、Ｐ−２２００（倉敷紡績製）、
エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としては、Ｚ−２（倉敷紡績製）、を用いることができる。

支持基板２１０は、シンチレータ層２３０を支持すると同時に、反射層を形成している場合には反射層としての役割も果たす。反射層は、シンチレータ層２３０で変換された光のうち、光電変換素子２１３と反対側に進行した光を反射して光電変換素子２１３に導くことにより、光利用効率を向上させる機能を有するものである。また、反射層は、シンチレータ層２３０で発生した光以外の光（外部光線）が光電変換素子２１３に入射することを防止し、光電変換素子２１３に外部光線に起因するノイズが入ることを防止する。支持基板２１０としては、例えば、金属基板、または、母材の表面に金属膜を有する基板を使用することができる。支持基板２１０の厚さを厚くすると、放射線の吸収量が大きく被撮影者が被爆する線量の増加につながる可能性がある。支持基板２１０の材料としては、金属の薄板を用いる場合は、アルミニウムなどが好ましい。反射層を持たない支持基板に反射層を形成させる場合は、支持基板として耐熱性がありＸ線吸収の少ない炭素系、樹脂系の基板が好ましい。反射層として、アルミニウム、金、銀等の金属材料を用いることができるが、特に反射特性の高い材料としては、アルミニウム、金が好ましい。

接着層２０９としては、支持基板２１０に反射層が形成されている場合には、シンチレータ層２３０から発生する光を有効利用するため、シンチレータの発光波長領域で透過率が高いものを使用することが好ましい。更に、支持基板２１０に金属の反射層が形成されている場合には、耐腐食性に優れたものを使用することが好ましい。またＸ線耐久性に優れたものが好ましい。接着層２０９の厚さは薄いほど鮮鋭度の低下が小さいため好ましいが、薄すぎると、粘着剤自体の接着力が減少してしまい、保護層との界面や支持基板との界面で剥離する可能性がある。一方、接着層の厚さが２００μｍを超えるとシンチレータ保護層の時と同様、解像度及びＭＴＦが低下する可能性がある。

センサパネル２０３は、例えば、ガラス等の絶縁性基板２０４の上に光電変換素子２１３およびＴＦＴ（不図示）を２次元状に配置して光電変換部（撮像領域）２１６が形成されている。信号配線２１４は、光電変換素子２１３またはＴＦＴに接続されている。接続リード部２０５は、外部配線２０７とセンサパネル２０３とを接続するために使用される。接続リード部２０５は、半田や異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）等の配線接続部２０６を介してフレキシブル配線板等の外部配線２０７と電気的に接続され、これにより外部電気回路との接続がなされる。センサパネル２０３は、窒化シリコン等からなる保護層２１７を有しうる。光電変換素子２１３は、シンチレータ層２３０によって放射線から変換された光を電荷に変換するものであり、例えば、アモルファスシリコンなどの材料を用いることが可能である。光電変換素子２１３の構成は、特に限定されず、ＭＩＳ型センサ、ＰＩＮ型センサ、ＴＦＴ型センサ等適宜用いることができる。信号配線２１４は、光電変換素子２１３で光電変換された信号を、ＴＦＴを介して読み出すための信号配線の一部や光電変換素子２１３に電圧（Ｖｓ）を印加するバイアス配線、又はＴＦＴを駆動するための駆動配線である。光電変換素子２１３で光電変換された信号はＴＦＴによって読み出され、周辺回路（不図示）、信号配線２１４を介して外部の信号処理回路に出力される。また行方向に配列されたＴＦＴのゲートは行ごとに駆動配線に接続され、ＴＦＴ駆動回路により行毎にＴＦＴが選択される。

保護層２１７としては、ＳｉＮやＴｉＯ_２、ＬｉＦ、Ａｌ_２Ｏ_３、ＭｇＯを挙げることができる。保護層２１７として、その他、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマーを挙げることができる。保護層２１７として、その他、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が挙げられる。特に保護層は、放射線照射時にシンチレータ層２３０によって変換された光が通過することから、シンチレータ層２３０が放出する光の波長において高い透過率を示すものが望ましい。シンチレータ層２３０を封止する封止材料２１２は、後述するシンチレータ保護層と同様に、光電変換部２１６への水分の侵入を防止する防湿機能を有する。封止材料２１２は、防湿性の高い材料、水分透過性の低い材料であることが好ましく、例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の樹脂材料が好適に用いられ、シリコーン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系の樹脂も用いることができる。

図３を参照しながら第１実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する。まず、図３に示す第１成長工程において、第１基板３０１の上に蒸着法により複数の第１柱状結晶ａを成長させることにより複数の第１柱状結晶ａを含む第１シンチレータ層２０１を形成する。第１シンチレータ層２０１は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌを形成する場合、ＣｓＩ（沃化セシウム）とＴｌＩ（沃化タリウム）とを同時に蒸着することによって形成される。例えば、ＣｓＩとＴｌＩを蒸着材料として抵抗加熱ボートに充填し、回転する支持体ホルダに第１基板３０１を設置し、蒸着装置内を排気し、Ａｒガスを導入して０．１Ｐａに真空度を調整して蒸着を行いうる。

次いで、図３（ｂ）に示す支持工程において、第１シンチレータ層２０１の成長開始部１０５とは反対側、即ち成長終了部側１０６を厚さ２０μｍのアクリル接着層等の耐熱性の接着層２０９を介して厚さ０．３ｍｍの支持基板（Ａｌ基板）２１０に貼り付ける。次いで、図３（ｃ）に示す分離工程において、第１シンチレータ層２０１から第１基板３０１を分離する。分離工程では、第１シンチレータ層２０１から第１基板３０１が剥離されうる。剥離の後に図３（ｄ）に示す第２成長工程を実施して構成される構造は、図１に示す構成例１または構成例２に相当する。あるいは、分離工程では、第１シンチレータ層２０１（第１柱状結晶ａ）の第１基板３０１側、即ち成長開始部１０５側の所定厚さの部分（以下、除去対象部）が除去されるように切断面３０２で第１シンチレータ層２０１（第１柱状結晶ａ）を切断してもよい。この切断は、例えば、レーザー切断によってなされうる。切断面３０２を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）で観察すると、柱状結晶体の断面が出現している様子が確認できる。切断の後に図３（ｄ）に示す第２成長工程を実施して構成される構造は、図１に示す構成例３または構成例４に相当する。除去対象部の厚さは、第１シンチレータ層２０１の成長条件や、シンチレータあるいは放射線検出装置に要求される仕様に応じて任意に決定されうる。

次いで、図３（ｄ）に示す第２成長工程において、図３（ｃ）に示す分離工程後に露出している複数の第１柱状結晶ａから複数の第２柱状結晶ｂを第１成長工程とは反対方向に成長させることにより複数の第２柱状結晶ｂを含む第２シンチレータ層２０２を形成する。ここで、第２シンチレータ層２０２の形成の方法および材料は、第１シンチレータ層２０１と同様の方法および材料とすることができる。第２シンチレータ層２０２を構成する第２柱状結晶ｂは、第１シンチレータ層２０１を構成する第１柱状結晶ａの形状を引き継いで成長しうる。その結果、最終的に、第１シンチレータ層２０１の第１柱状結晶ａと第２シンチレータ層２０２の第２柱状結晶ｂとは、連続的な柱状結晶となりうる。以上の工程により、シンチレータ２０８が得られる。このようなシンチレータは、シンチレータパネルまたはシンチレータ板とも呼ばれうる。

次いで、図３（ｅ）に示す組み立て工程において、シンチレータ２０８をアクリル樹脂系の接着層２１５を用いてセンサパネル２０３（「光センサ」又は「光電変換パネル」とも呼ばれうる）に貼り合わせる。センサパネル２０３は、絶縁性基板２０４の上にアモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）を形成し、このアモルファスシリコンを用いてフォトセンサー及びＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有する複数の光電変換素子２１３が形成されたものでありうる。貼り合わせ時に発生する気泡は、脱泡処理を行うことで除去することができる。脱泡処理としては、加圧・加熱脱泡処理を上げることができる。その後、端部をエポキシ系封止材料等の封止材料２１２を用いて封止し、センサパネル２０３上の接続リード部２０５に、配線接続部２０６を介して外部配線２０７の端子部を熱圧着することにより、放射線検出装置が得られる。

図４を参照しながら第２実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する。なお、第２実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。第２実施形態では、図３（ａ）に示す第１成長工程に従って第１シンチレータ層２０１を形成し、その後、図４（ａ）の支持工程において、第１シンチレータ層２０１を支持する基板として、第１実施形態の支持基板２１０に代えて、センサパネル２０３を使用する。次いで、図４（ｂ）、（ｃ）に示す分離工程、第２成長工程を第１実施形態の図３（ｂ）、図３（ｃ）に示す分離工程、第２成長工程と同様に実施する。

次いで、図４（ｄ）に示す組み立て工程において、第１シンチレータ層２０１および第２シンチレータ層２０２を含むシンチレータ層２３０に対して、反射層を有するアルミニウム基板４０１を接着層２１５によって貼り付ける。その後の処理は、第１実施形態と同様である。

次に、再び図４を参照しながら第３実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する。第３実施形態は、図４（ｃ）に示す第２成長工程までは第２実施形態と同様である。第２成長工程に次いで、図４（ｅ）に示す組み立て工程では、ＰＥＴからなる反射層保護層に反射層４０３としてのＡｌ膜が形成されたフィルム状シートを準備する。そして、該フィルム上シートの反射層形成面にポリオレフィン樹脂を原料としたホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層４０２を、ヒートローラーを用い転写接着させる。これにより、３層構造のシートを形成する。そして、シンチレータ層２３０を覆うように該シートを配置する。そして、ヒートローラーにより該シートを加熱押圧しシンチレータ保護層４０２の溶着により該シートをシンチレータ層２３０およびセンサパネル２０３に固定する。その後の処理は、第１実施形態と同様である。

図５（ａ）に第４実施形態の放射線検出装置の模式断面図を示す。第１実施形態と同様にして図３（ａ）のように第１基板３０１上に第１シンチレータ層２０１を蒸着した後、図６（ａ）に示すように、第１シンチレータ層２０１上に防湿保護層（パリレン）５０１を積層する。パリレンの成膜方法は、特に限定されないが、例えば、気相重合法が用いられる。その後、第１実施形態と同様の工程を行うことによって図５（ａ）に示されるような放射線検出装置が得られる。

図５（ｂ）に第５実施形態の放射線検出装置の模式断面図を示す。第２実施形態と同様にして図３（ｃ）の状態まで形成し、図６（ｂ）に示すように、第１シンチレータ層２０１上に防湿保護層（パリレン）５０１を積層する。その後、第２実施形態と同様の工程を行うことによって図５（ｂ）に示されるような放射線検出装置が得られる。

図５（ｃ）に第５実施形態の放射線検出装置の模式断面図を示す。第１実施形態と同様にして図３（ｄ）の状態まで形成し、図６（ｃ）に示すように、第１シンチレータ層２０１、第２シンチレータ層２０２上に防湿保護層（パリレン）５０１を積層する。その後、第１実施形態と同様の工程を行うことによって図５（ｃ）に示されるような放射線検出装置が得られる。

図７および図８を参照しながら第７実施形態のシンチレータおよび放射線検出装置の製造方法を説明する。なお、第７実施形態として言及しない事項は、第１実施形態に従いうる。まず、図７（ａ）に示す成長工程において、複数の突出部７０２を有する基板７０１の各突出部７０２から柱状結晶７１０を成長させることにより複数の柱状結晶７１０を含むシンチレータ層７２０を形成する。この成長工程は、突出部７０２の上に柱状結晶を成長させること以外は、図３（ａ）に示す第１成長工程と同様でありうる。この成長工程では、１つの放射線検出装置に対して２つのシンチレータ層７２０を作製する。次いで、図７（ｂ）に示す支持工程では、図３（ｂ）に示す支持工程と同様に、１つのシンチレータ層７２０の成長開始部とは反対側、すなわち成長終了部側を接着層２０９を介して支持基板（Ａｌ基板）２１０に貼り付ける。また、この支持工程では、図４（ａ）に示す工程と同様に、もう１つのシンチレータ層７２０の成長開始部とは反対側、即ち成長終了部側を接着層２０９を介してセンサパネル２０３に貼り付ける。

次いで、図８（ｃ）に示す分離工程では、図３（ｃ）、図４（ｂ）に示す分離工程と同様に、支持基板２１０に接着されたシンチレータ層７２０から基板７０１を分離するとともに、センサパネル２０３に接着されたシンチレータ層７２０から基板７０１を分離する。この際に、シンチレータ層７２０から基板７０１を剥離してもよいし、シンチレータ層７２０を構成する柱状結晶７１０を切断面３０２で切断してもよい。

次いで、図８（ｄ）に示す結合工程では、支持基板２１０に接着されたシンチレータ層７２０の柱状結晶７１０とセンサパネル２０３に接着されたシンチレータ層７２０の柱状結晶７１０とが結合されるように、これら２つのシンチレータ層７２０を結合する。この際に、支持基板２１０に接着されたシンチレータ層７２０の柱状結晶７１０とセンサパネル２０３に接着されたシンチレータ層７２０の柱状結晶７１０とは、接着層を介して接着されてもよいし、加圧圧着等によって結合されてもよい。前者は、図１に示す構成例１または構成例３に相当し、後者は、図１に示す構成例２または構成例４に相当する。次いで、図８（ｅ）に示す封止工程において、シンチレータ層７２０の側部を封止材料２１２によって封止する。

図９は、前述の放射線検出装置を放射線診断システムへ応用した例を示したものである。Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、図９に示したような放射線検出装置（イメージセンサ）６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者あるいは被験者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレーター（シンチレータ層）は発光し、これをセンサパネルの光電変換素子が光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどの表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６２１０に記録することもできる。

Claims

互いに反対側の面である第１面および第２面を有するシンチレータ層を含むシンチレータであって、
前記シンチレータ層は、複数の柱状部を含み、各柱状部は、放射線を光に変換するシンチレータとしての柱状結晶を含み、前記柱状結晶の径は、前記第１面と前記第２面との間の中間部分から前記第１面の側および前記第２面の側に向かって大きくなっている、
ことを特徴とするシンチレータ。
各柱状部は、第１柱状結晶と第２柱状結晶との結合部が前記中間部分に位置するように前記第１柱状結晶と前記第２柱状結晶とを結合した構造を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータ。
各柱状部は、前記第１柱状結晶と前記第２柱状結晶とが接着剤によって結合された構造を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のシンチレータ。
各柱状部は、前記第１柱状結晶と前記第２柱状結晶とが直接に結合された構造を有する、
ことを特徴とする請求項２に記載のシンチレータ。
請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシンチレータと、
前記シンチレータの前記シンチレータ層で変換された光を検出する光電変換素子を含むセンサパネルと、
を備えることを特徴とする放射線検出装置。
シンチレータの製造方法であって、
第１基板の上に複数の第１柱状結晶を成長させることにより前記複数の第１柱状結晶を含む第１シンチレータ層を形成する第１成長工程と、
前記第１シンチレータ層から前記第１基板を分離する分離工程と、
前記分離工程の後に露出している前記複数の第１柱状結晶から複数の第２柱状結晶を前記第１成長工程とは反対方向に成長させることにより前記複数の第２柱状結晶を含む第２シンチレータ層を形成する第２成長工程と、
を含むことを特徴とするシンチレータの製造方法。
前記分離工程において、前記複数の第１柱状結晶の前記第１基板の側の所定厚さ部分が除去されるように前記複数の第１柱状結晶を切断する、
ことを特徴とする請求項６に記載のシンチレータの製造方法。
シンチレータの製造方法であって、
複数の突出部を有する基板の各突出部から柱状結晶を成長させることにより複数の該柱状結晶を含むシンチレータ層を形成する成長工程と、
前記シンチレータ層から前記基板を分離する分離工程と、
を含むことを特徴とするシンチレータの製造方法。
前記成長工程および前記分離工程を経て得られた２つの前記シンチレータ層の前記基板が分離された側の面を結合する結合工程を更に含むことを特徴とする請求項８に記載のシンチレータの製造方法。