JP2014009992A - 放射線画像検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】優れた感度を有する放射線画像検出装置を提供する。
【解決手段】シンチレータは、タリウム賦活ヨウ化セシウムにより形成された複数の柱状結晶を有し、Ｘ線を可視光に変換して柱状結晶の先端部から射出する。光電変換パネルは、シンチレータから射出された可視光を検出して電荷を生成する。シンチレータ中のヨウ化セシウムに対するタリウムのモル比は０．１ｍｏｌ％〜０．５５ｍｏｌ％の範囲内である。柱状結晶の（２００）面のロッキングカーブの半値幅は３°以下である。
【選択図】図６

Description

本発明は、放射線画像を検出する放射線画像検出装置に関する。

近年、医療分野において、画像診断を行うために、放射線源から患者の撮影部位に向けて放射され、撮影部位を透過した放射線（例えば、Ｘ線）を検出して電荷に変換し、この電荷に基づいて撮影部位の放射線画像を表す画像データを生成する放射線画像検出装置が用いられている。この放射線画像検出装置には、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものがある。

間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体層）と、可視光を検出して電荷に変換する光電変換パネルとを有する。シンチレータには、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリニウムオキサイドサルファ（ＧＯＳ）が用いられている。

ヨウ化セシウムは、ＧＯＳに比べて製造コストが高いものの、放射線から可視光への変換効率が高く、かつ柱状結晶構造を有し、光ガイド効果により画像データのＳＮ比が向上することから、特にハイエンド向けの放射線画像検出装置のシンチレータとして用いられている。ただし、ヨウ化セシウムのみでは発光効率が低いため、タリウム（Ｔｌ）等の賦活剤を添加し、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）とすることで発光効率の向上が図られている。

このような結晶で構成されるシンチレータは、理論上は厚いほど感度が向上するが、実際には厚みをある程度以上厚くすると、シンチレータで発生された可視光がシンチレータ自身を通過する際の減衰や散乱が大きくなり、十分な感度が得られない。このため、シンチレータの結晶性を、Ｘ線回折スペクトルに基づいて、所定の基準値以上に高めることが提案されている（特許文献１、２参照）。

特許文献１には、結晶格子面のうち、（２００）面のＸ線回折スペクトルの半値幅を０．４°以下とすることが記載されている。特許文献２には、（２００）面のＸ線回折スペクトルに基づく配向度を８０〜１００％の範囲内とすることが記載されている。

国際公開第２００９／０４１１６９号 国際公開第２０１１／０８９９４６号

しかしながら、特許文献１，２に記載されたＸ線回折法は、θ−２θ法であって、結晶がどの向きに揃っているかという配向性を判断するものであるため、非常に高配向な結晶の配向度を評価することができず、結晶性の良し悪しを判断することができないという問題がある。また、シンチレータの感度は、結晶を高配向とするだけでは、十分に向上させることができず、賦活剤としてのタリウムの濃度にも依存するという問題がある。

本発明は、優れた感度を有する放射線画像検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、複数の柱状結晶を有し、放射線を可視光に変換して射出するシンチレータと、シンチレータから射出された可視光を検出して電荷を生成する光電変換パネルと、を備えた放射線画像検出装置において、シンチレータは、ヨウ化セシウムとタリウムとを含有し、ヨウ化セシウムに対するタリウムのモル比が０．１ｍｏｌ％〜０．５５ｍｏｌ％の範囲内であり、かつ柱状結晶の（２００）面のロッキングカーブの半値幅が３°以下であることを特徴とする。

なお、シンチレータの厚みは、１００μｍ〜８００μｍであることが好ましい。

また、光電変換パネルは、シンチレータより放射線の入射側に配置されていることが好ましい。この場合、シンチレータを支持する支持基板を備え、この支持基板は、シンチレータに対して光電変換パネルとは反対側に配置されていることが好ましい。

また、シンチレータは、支持基板に蒸着形成されたものであり、柱状結晶の先端部が光電変換パネルに対向していることが好ましい。

また、シンチレータの表面を覆う表面保護膜を備え、柱状結晶の先端部は、表面保護膜を介して光電変換パネルに対向していることが好ましい。この表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることが好ましい。

また、光電変換パネルの表面に接着層が形成され、シンチレータは、接着層を介して光電変換パネルに貼り合わされていることが好ましい。

また、支持基板上に基板保護膜を備え、この基板保護膜上にシンチレータが形成されていることが好ましい。この表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることが好ましい。

本発明の放射線画像検出装置によれば、シンチレータのヨウ化セシウムに対するタリウムのモル比を０．１ｍｏｌ％〜０．５５ｍｏｌ％の範囲内とし、柱状結晶の（２００）面のロッキングカーブの半値幅を３°以下とすることにより、優れた感度が得られる。

Ｘ線画像検出装置の一部破断斜視図である。 Ｘ線画像検出装置の概略断面図である。 シンチレータの詳細な構成を示す概略断面図である。 光電変換パネルの素子部の構成を示す回路図である。 θ−２θ法によるＸ線回折スペクトルを示すグラフである。 ロッキングカーブ法によるＸ線回折スペクトルを示すグラフである。

図１において、Ｘ線画像検出装置１０は、フラットパネル検出器（ＦＰＤ）１１と、基台１２と、電気回路ユニット１３と、これらを収容する筐体１４とで構成されている。筐体１４は、天板１４ａと、扁平した箱形状の本体１４ｂとを有する。

天板１４ａは、本体１４ｂの上部に形成された開口部１４ｃを封止している。天板１４ａの上面は、Ｘ線発生器（図示せず）から射出され、被写体（患者）の撮影部位を透過したＸ線が照射される照射面である。このため、天板１４ａは、Ｘ線の透過性が高いカーボン等で形成されている。本体１４ｂはＡＢＳ樹脂等で形成されている。

Ｘ線画像検出装置１０は、従来のＸ線フィルムカセッテと同様に可搬性を有し、Ｘ線フィルムカセッテに代えて用いることが可能であり、電子カセッテと称される。

筐体１４内には、天板１４ａ側から順に、ＦＰＤ１１、基台１２が配置されている。基台１２は、筐体１４の本体１４ｂに固定されている。ＦＰＤ１１は、基台１２上に取り付けられている。電気回路ユニット１３は、筐体１４内の短手方向に沿った一端側に配置されている。電気回路ユニット１３は、マイクロコンピュータやバッテリ（いずれも図示せず）を収容している。

図２において、ＦＰＤ１１は、シンチレータ２０と、光電変換パネル２１とを有している。シンチレータ２０は、支持基板２２上に、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を蒸着することにより形成されたものであり、柱状構造を有する。支持基板２２は、例えば、厚みが約３００μｍのアルミニウムで形成されている。

支持基板２２のシンチレータ２０が形成される表面上には、基板保護膜２２ａが形成されている。基板保護膜２２ａは、例えば、厚みが約１０μｍのポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、より具体的には、パリレンＣ（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標）を用いる。

シンチレータ２０と支持基板２２との外部に露出した表面全体には、シンチレータ２０の防湿を図るように表面保護膜２３が形成されている。表面保護膜２３は、例えば、厚みが約２０μｍのポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、より具体的には、パリレンＣ（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標）を用いる。シンチレータ２０の屈折率は１．８１であり、基板保護膜２２ａ及び表面保護膜２３の屈折率は１．６４である。

光電変換パネル２１は、シンチレータ２０の天板１４ａ側に配置されており、光電変換パネル２１とシンチレータ２０とは、接着層２４を介して貼り合わされている。接着層２４は、可視光に対して透明な樹脂（例えば、低粘度エポキシ樹脂）からなり、例えば、約１５μｍの厚みを有する。また、シンチレータ２０、支持基板２２、及び接着層２４の側部は、端部封止材２５により覆われている。端部封止材２５は、紫外線硬化樹脂により形成されている。さらに、光電変換パネル２１は、接着層２６を介して天板１４ａに貼り付けられている。

基台１２は、本体１４ｂの底面に脚部１２ａで固定されている。基台１２のシンチレータ２０とは反対側の面には、光電変換パネル２１の駆動及び信号処理等を行う回路基板２７が取り付けられている。回路基板２７と光電変換パネル２１とは、フレキシブルケーブル２８を介して電気的に接続されている。

シンチレータ２０は、撮影部位を透過して天板１４ａに照射された後、天板１４ａ、接着層２６、光電変換パネル２１、接着層２４、表面保護膜２３を透過して入射したＸ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０により発生された可視光は、表面保護膜２３及び接着層２４を透過して光電変換パネル２１に入射する。光電変換パネル２１は、入射した可視光を電荷に変換し、この電荷に基づいて放射線画像を表す画像データを生成する。

このように、シンチレータ２０よりＸ線の入射側に光電変換パネル２１が配置された配置方式は、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）型と呼ばれる。

図３において、シンチレータ２０は、非柱状結晶３０と柱状結晶３１とで構成されている。非柱状結晶３０は、粒子状であり、支持基板２２上の全体に渡って形成されている。柱状結晶３１は、非柱状結晶３０を基礎として、非柱状結晶３０上に結晶成長されたものである。柱状結晶３１は、非柱状結晶３０上に複数形成されており、それぞれは互いに空気層３２を介して離間している。柱状結晶３１の径は、その長手方向に沿ってほぼ均一（６μｍ程度）である。

Ｘ線は、光電変換パネル２１側からシンチレータ２０に入射するため、シンチレータ２０内での可視光の発生は、主に柱状結晶３１の光電変換パネル２１側で生じる。シンチレータ２０で発生した可視光は、柱状結晶３１の光ガイド効果によって柱状結晶３１内を光電変換パネル２１に向かって伝搬し、先端部３１ａから光電変換パネル２１に向けて射出される。先端部３１ａは、ほぼ円錐状であり、その頂部の角度が鋭角（例えば、４０°〜８０°）である。

柱状結晶３１で生じた可視光は、光ガイド効果によって支持基板２２側へも伝搬する。柱状結晶３１内を支持基板２２側に向かって伝搬した可視光は、非柱状結晶３０に到達し、非柱状結晶３０で大部分が反射されて光電変換パネル２１側に向かう。このため、シンチレータ２０で発生した可視光の損失が少ない。

柱状結晶３１は、（２００）面のロッキングカーブの半値幅が３°以下である。この半値幅は、２．５°以下であることが好ましく、２°以下であることが特に好ましい。ロッキングカーブとは、特定の結晶面（本実施形態では（２００）面）がブラッグの回折条件を満たす角度の２倍の位置にディテクター（図示せず）を固定し、Ｘ線の入射角を変化させて得られるＸ線回折スペクトルであり、半値幅の値が小さいほど結晶の品質が良好である。もし、柱状結晶３１の（２００）面のロッキングカーブの半値幅が３°より大きい場合には、格子欠陥が多いため、可視光の散乱が大きく、感度が低下する。

ＦＰＤ１１は、ＩＳＳ型であるので、（２００）面のロッキングカーブの半値幅が小さい柱状結晶３１が光電変換パネル２１に近接して配置され、光電変換パネル２１の付近での可視光の散乱が少ないため、ＰＳＳ（Penetration Side Sampling）型の場合より感度に優れる。ＰＳＳ型とは、シンチレータよりＸ線の入射側とは反対側にシンチレータを配置する配置方式であり、ＰＳＳ型では非柱状結晶が光電変換パネルに近接して配置される。

シンチレータ２０を形成するタリウム賦活ヨウ化セシウムは、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）が賦活剤として添加されたものである。ヨウ化セシウムに対するタリウムのモル比（以下、「Ｔｌ／ＣｓＩ比」という）は、０．１〜０．５５ｍｏｌ％であることが好ましく、０．２〜０．４ｍｏｌ％であることがより好ましい。もし、このＴｌ／ＣｓＩ比が０．１ｍｏｌ％より小さい場合には、十分な発光強度が得られず、感度が低下する。

シンチレータ２０の厚みＴは、１００μｍ以上８００μｍ以下であることが好ましく、２００μｍ以上７００μｍ以下であることがより好ましい。もし、この厚みＴが１００μｍ未満である場合には、Ｘ線吸収量が低く、十分な発光強度が得られないため、感度が低下する。他方、厚みＴが８００μｍより大きい場合には、シンチレータ２０内で可視光の減衰や散乱が大きく、感度が低下する。

光電変換パネル２１は、ガラス基板２１ａと、ガラス基板２１ａ上に形成された素子部２１ｂとから構成されている。ガラス基板２１ａは、光電変換パネル２１よりＸ線入射側に配置されており、例えば、７００μｍの厚みを有する。

図４において、素子部２１ｂは、複数の画素４０が２次元マトリクス状に配列することにより構成されている。各画素４０は、フォトダイオード（ＰＤ）４１、キャパシタ４２、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３を有する。ＰＤ４１は、アモルファスシリコンにより形成された光電変換素子であり、シンチレータ２０から入射した可視光を吸収して電荷を生成する。キャパシタ４２は、ＰＤ４１が生成した電荷を蓄積する。ＴＦＴ４３は、キャパシタ４２に蓄積された電荷を各画素４０の外部に出力させるためのスイッチング素子である。

各画素４０は、ゲート配線４４とデータ配線４５とに接続されている。ゲート配線４４は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。データ配線４５は、列方向に延在し、ゲート配線４４と交わるように、行方向に複数配列されている。ゲート配線４４は、ＴＦＴ４３のゲート端子に接続されている。データ配線４５は、ＴＦＴ４３のドレイン端子に接続されている。

ゲート配線４４の一端は、ゲートドライバ４６に接続されている。データ配線４５の一端は、信号処理部４７に接続されている。ゲートドライバ４６及び信号処理部４７は、回路基板２７に設けられている。ゲートドライバ４６は、各ゲート配線４４に順にゲート駆動信号を与え、各ゲート配線４４に接続された画素４０のＴＦＴ４３をオンさせる。ＴＦＴ４３がオンすると、キャパシタ４２に蓄積された電荷がデータ配線４５に出力される。

信号処理部４７は、データ配線４５ごとに積分アンプ（図示せず）を有している。データ配線４５に出力された電荷は、積分アンプにより積分され電圧信号に変換される。また、信号処理部４７は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を有しており、各積分アンプにより生成された電圧信号をデジタル信号に変換し、画像データを生成する。

次に、Ｘ線画像検出装置１０の製造方法を説明する。まず、アルミニウム製の支持基板２２上に支持基板２２上にポリパラキシレンを成膜し、約１０μｍの厚みを有する基板保護膜２２ａを形成する。この支持基板２２上に、基板保護膜２２を介してシンチレータ２０を気相堆積法により形成する。

具体的には、支持基板２２を、蒸着装置の真空チャンバー（図示せず）に入れる。この真空チャンバーは、シンチレータ２０の原料であるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）とヨウ化タリウム（ＴｌＩ）とをそれぞれ個別に加熱するための２つのるつぼを備えている。真空チャンバーの回転機構により支持基板２２を回転させながら、各るつぼのシャッタを開き、各るつぼの温度を調節することにより、各材料の蒸発量を調節し、所定のＴｌ／ＣｓＩ比（例えば０．５ｍｏｌ％）とする。このとき、支持基板２２の温度をヒータで制御する。

この蒸着開始後、支持基板２２上には、まず、非柱状結晶３０が形成され、真空度及び支持基板２２の温度の少なくとも一方を変更することで、非柱状結晶３０上に連続して柱状結晶３１が形成される。そして、厚みが所定の厚みＴ（例えば４００μｍ）となった時点で各るつぼのシャッタを閉じ、るつぼ及び支持基板２２の加熱を停止することにより、蒸着を終了する。

シンチレータ２０が形成された支持基板２２を真空チャンバーから取り出す。そして、光電変換パネル２１の素子部２１ｂ側の表面に接着層２４を形成し、この接着層２４が表面保護膜２３を介して、シンチレータ２０の柱状結晶３１の先端部３１ａに対向するように、光電変換パネル２１とシンチレータ２０とを貼り付ける。最後に、シンチレータ２０、支持基板２２、及び接着層２４の側部を覆うように、紫外線硬化樹脂を形成し、紫外線を照射して硬化させることにより、端部封止材２５を形成する。

以上により、ＦＰＤ１１が完成する。このＦＰＤ１１にフレキシブルケーブル２８を介して回路基板２７を接続し、電気回路ユニット１３とともに、筐体１４内に組み込むことでＸ線画像検出装置１０が完成する。

次に、本実施形態の作用を説明する。Ｘ線画像検出装置１０を用いて放射線画像の撮影を行うには、撮影者（例えば、放射線技師）は、被写体の撮影部位と基台（図示せず）との間に、天板１４ａが撮影部位に対向するようにＸ線画像検出装置１０を挿入し、位置調整を行う。

この位置調整が終了すると、撮影者は、コンソール（図示せず）を操作して撮影開始を指示する。そうすると、Ｘ線発生器（図示せず）からＸ線が射出され、撮影部位を透過したＸ線がＸ線画像検出装置１０の天板１４ａに照射される。天板１４ａに照射されたＸ線は、天板１４ａ、接着層２６、光電変換パネル２１、接着層２４、表面保護膜２３を透過してシンチレータ２０に入射する。

シンチレータ２０は、入射したＸ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０での可視光の発生は、主に、柱状結晶３１内の天板１４ａ側で生じる。柱状結晶３１内で発生した光は、各柱状結晶３１内を伝搬して、先端部３１ａから射出され、表面保護膜２３及び接着層２４を透過して光電変換パネル２１の素子部２１ｂに入射する。

素子部２１ｂに入射した可視光は、画素４０毎に電荷に変換され、信号処理部４７に出力される。信号処理部４７では、各電荷を電圧信号に変換し、これをデジタル化することにより放射線画像を表す画像データを生成する。この画像データは、無線または有線によりコンソールに転送され、この画像データに基づく画像がコンソールに接続されたモニタ（図示せず）等に表示される。

なお、上記実施形態では、ＦＰＤ１１をＩＳＳ型としているが、ＰＳＳ型としてもよい。ＰＳＳ型とする場合には、支持基板２２を用いず、光電変換パネル２１にシンチレータ２０を直接成膜することが好ましい。

以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらの具体例に限定されるものではない。

［実施例１］
１．シンチレータの形成
蒸着装置の真空チャンバー内の２つのるつぼの一方にヨウ化セシウムを充填し、他方にヨウ化タリウムを充填した。支持基板として、表面にポリパラキシレンが成膜された厚みが約３００μｍのアルミニウム基板を用意し、真空チャンバー内にセットした。真空チャンバーを５×１０^−３Ｐａ以下に排気した後、プロセスガスとして、アルゴンガスを一定量流入させることで、真空度を０．５Ｐａとした。

各るつぼを加熱し、るつぼ内の原料の融液状態が安定した時点で、支持基板を回転させ、各るつぼのシャッタを開くことにより、シンチレータの蒸着を開始した。このとき、Ｔｌ／ＣｓＩ比が０．５ｍｏｌ％となるように、各るつぼの温度を調節した。また、支持基板の温度をヒータによって制御し、蒸着開始直後の支持基板を４０℃とし、その後、徐々に温度を上昇させて、最終的に支持基板の温度を１２０℃とした。これにより、まず非柱状結晶が形成され、この非柱状結晶上に柱状結晶が連続して成長した。この条件で蒸着を続け、シンチレータの膜厚が４００μｍになった時点で各るつぼのシャッタを閉じ、るつぼ及び支持基板の加熱を停止した。この後、シンチレータが形成された支持基板を真空チャンバーから取り出した。

２．シンチレータの結晶性の測定
Ｘ線回折装置（PANalytical社製X’Pert Pro）を用いてシンチレータの結晶性評価を行った。このシンチレータの評価では、ロッキングカーブ法に基づき、シンチレータの柱状結晶における（２００）面のロッキングカーブの半値幅を測定した。この半値幅の測定は、以下のように実施した。

まず、θ−２θ法によるＸ線回折測定を行い、得られたＸ線回折スペクトルからＣｓＩの（２００）面に由来するピーク位置を求めた（図５参照）。次に、このピーク位置が得られた角度にＸ線回折装置のディテクターを固定し、Ｘ線の入射角ωを変えてＸ線回折測定を行うことで、山形のＸ線回折スペクトル（ロッキングカーブ）を得た（図６参照）。そして、このロッキングカーブの最大強度が半分になる位置の幅（半値幅）を求めた。

３．Ｘ線画像検出装置の作製
光電変換パネルを用意し、その表面に、溶媒で希釈した低粘度エポキシ樹脂剤（ハンツマン社製アラルダイト２０２０）を、溶媒希薄後の厚さが１５μｍとなるようにスピンコータで塗布して、接着層を形成した。また、シンチレータ及び支持基板の全体を覆うようにポリパラキシレンを成膜した。そして、光電変換パネルの接着層が形成された側と、シンチレータの柱状結晶側とを接触させ、加熱することで光電変換パネルとシンチレータとを張り合わせることによりＦＰＤを作製した。

この後、光電変換パネルに、光電変換パネルの駆動及び信号処理等を行う回路基板を、フレキシブルケーブルを介して取り付けることにより、実施例１のＸ線画像検出装置が完成した。Ｘ線が光電変換パネル側から入射するように配置し（すなわち、ＩＳＳ型とし）、Ｘ線画像検出装置によるＸ線画像の検出は、ＦＰＤをパソコンにケーブル接続し、パソコンでＦＰＤの制御を行うことにより実施した。

４．Ｘ線画像検出装置の感度の測定
Ｘ線画像検出装置にＸ線照射を行って、光電変換パネルを駆動し、シンチレータで発生した可視光によりＰＤに蓄積された電荷を読み出し、積分アンプで増幅した後にＡ／Ｄ変換を行うことで発生電荷量を求めた。また、Ｘ線非照射時の電荷（検出系のノイズ）量を事前に測定し、これを、Ｘ線照射量の発生電荷量から差し引いた値を感度とした。

５．シンチレータの組成評価
シンチレータの一部を水に溶かし、高周波誘導結合プラズマ（Inductivity Coupled Plasma）法により、ヨウ化セシウムとタリウムの量を定量化して、Ｔｌ／ＣｓＩ比を求めた。

６．合否判定
本実施例１で測定された感度を１００とし、以下の各実施例及び比較例の感度を相対感度として表した。相対感度が１００以上のものを合格（Ｐａｓｓ）、１００より小さいものを不合格（Ｆａｉｌ）とした。

［実施例２］
蒸着装置の真空チャンバーの真空度を０．４Ｐａ、蒸着中の最終的な支持基板の温度を１１０℃とした以外は実施例１と同一の条件で本実施例２のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は１１０であり合格であった。

［実施例３］
蒸着装置の真空チャンバーの真空度を０．３Ｐａ、蒸着中の最終的な支持基板の温度を１００℃とした以外は実施例１と同一の条件で本実施例３のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は１２０であり合格であった。

［実施例４］
Ｔｌ／ＣｓＩ比が０．１５ｍｏｌ％となるように各るつぼの温度を調節した以外は実施例２と同一の条件で本実施例４のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は１０５であり合格であった。

［実施例５］
Ｔｌ／ＣｓＩ比が０．３ｍｏｌ％となるように各るつぼの温度を調節した以外は実施例２と同一の条件で本実施例５のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は１１５であり合格であった。

［実施例６］
シンチレータの厚みが６００μｍとなるまで蒸着を行った以外は実施例５と同一の条件で本実施例６のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は１３０であり合格であった。

［実施例７］
支持基板を用いず、光電変換パネルに直接シンチレータを成膜し（すなわち、ＦＰＤをＰＳＳ型とし）、これ以外は実施例６と同一の条件で本実施例７のＸ線画像検出装置を作製した。その結果、相対感度は１１０であり合格であった。

次に、実施例１〜７のＸ線画像検出装置と特性を比較するための比較例を挙げる。

［比較例１］
蒸着装置の真空チャンバーの真空度を０．６Ｐａ、蒸着中の最終的な支持基板の温度を１４０℃とした以外は実施例５と同一の条件で本比較例１のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は９５であり不合格であった。

［比較例２］
蒸着装置の真空チャンバーの真空度を０．７Ｐａ、蒸着中の最終的な支持基板の温度を１６０℃とした以外は実施例５と同一の条件で本比較例２のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は８５であり不合格であった。

［比較例３］
Ｔｌ／ＣｓＩ比が０．０５ｍｏｌ％となるように各るつぼの温度を調節した以外は実施例２と同一の条件で本比較例３のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は９５であり不合格であった。

［比較例４］
Ｔｌ／ＣｓＩ比が０．６ｍｏｌ％となるように各るつぼの温度を調節した以外は実施例２と同一の条件で本比較例４のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は９５であり不合格であった。

［比較例５］
シンチレータの厚みが６００μｍとなるまで蒸着を行った以外は比較例２と同一の条件で本比較例５のＸ線画像検出装置を作製し、各測定及び評価を行った。その結果、相対感度は９０であり不合格であった。

実施例１〜７及び比較例１〜５の各測定結果及び評価結果を表１に示す。

表１から、実施例１〜７のように、（２００）面のロッキングカーブの半値幅が３°以下で、かつＴｌ／ＣｓＩ比が０．１〜０．５５ｍｏｌ％の範囲内であることにより、比較例１〜５の場合より高い感度が得られることがわかる。また、実施例５と実施例６を比較すると、シンチレータの厚みが大きいほど感度が向上することがわかる。また、実施例６と実施例７を比較すると、ＩＳＳ型の方がＰＳＳ型より感度が向上することがわかる。また、実施例５と比較例２、実施例６と比較例５を比較すると、（２００）面のロッキングカーブの半値幅が小さい場合には、顕著に感度が向上することがわかる。

なお、上記実施形態では、本発明を可搬型の放射線画像検出装置である電子カセッテに適用しているが、立位型や臥位型の放射線画像検出装置や、マンモグラフィ装置等にも適用可能である。

１０ Ｘ線画像検出装置
２０ シンチレータ
２１ 光電変換パネル
２１ａ ガラス基板
２１ｂ 素子部
２２ 支持基板
２２ａ 基板保護膜
２３ 表面保護膜
２４ 接着層
２５ 端部封止材
３０ 非柱状結晶
３１ 柱状結晶
４１ フォトダイオード

Claims (10)

1. 複数の柱状結晶を有し、放射線を可視光に変換して射出するシンチレータと、
   前記シンチレータから射出された可視光を検出して電荷を生成する光電変換パネルと、を備えた放射線画像検出装置において、
   前記シンチレータは、ヨウ化セシウムとタリウムとを含有し、前記ヨウ化セシウムに対する前記タリウムのモル比が０．１ｍｏｌ％〜０．５５ｍｏｌ％の範囲内であり、かつ前記柱状結晶の（２００）面のロッキングカーブの半値幅が３°以下であることを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記シンチレータの厚みは、１００μｍ〜８００μｍであることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 前記光電変換パネルは、前記シンチレータより放射線の入射側に配置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像検出装置。
4. 前記シンチレータを支持する支持基板を備え、この支持基板は、前記シンチレータに対して前記光電変換パネルとは反対側に配置されていることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像検出装置。
5. 前記シンチレータは、前記支持基板に蒸着形成されたものであり、前記柱状結晶の先端部が前記光電変換パネルに対向していることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
6. 前記シンチレータの表面を覆う表面保護膜を備え、前記先端部は、前記表面保護膜を介して前記光電変換パネルに対向していることを特徴とする請求項５に記載の放射線画像検出装置。
7. 前記表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記光電変換パネルの表面に接着層が形成され、前記シンチレータは、前記接着層を介して前記光電変換パネルに貼り合わされていることを特徴とする請求項７に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記支持基板上に基板保護膜を備え、この基板保護膜上に前記シンチレータが形成されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線画像検出装置。
10. 前記表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることを特徴とする請求項９に記載の放射線画像検出装置。

Images