JP2014142292A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレーターの蛍光体のセンサー基板から浮くことを防止し、放射線画像の鮮鋭性を向上させることが可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置１は、複数の放射線検出素子７が二次元状に配列され、複数の放射線検出素子７を被覆する平坦化層２１が形成されたセンサー基板４と、放射線を光に変換するシンチレーター３が形成され、シンチレーター３と複数の放射線検出素子７とが対向する状態で配置されたシンチレーター基板３４と、複数の放射線検出素子７およびシンチレーター３の周囲の部分に配置され、センサー基板４とシンチレーター基板３４とを接着する接着剤３３とを備えるセンサーパネルＳＰを備え、センサーパネルＳＰの内部空間Ｃの内部圧力が大気圧より低くなるように減圧されており、シンチレーター基板３４が、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成されている。
【選択図】図１４

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に関する。

照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号に変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレーターで可視光等の他の波長の光に変換した後、変換され照射された光のエネルギーに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号（すなわち画像データ）に変換する放射線画像撮影装置が種々開発されている。

このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台と一体的に形成された、いわゆる専用機型（固定型等ともいう。）として構成されていたが（例えば特許文献１、２等参照）、近年、放射線検出素子等を筐体内に収納し、持ち運び可能とした可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献３、４等参照）。

このような放射線画像撮影装置では、例えば後述する図３等に示すように、通常、複数の放射線検出素子７が、検出部Ｐ上に二次元状（マトリクス状）に配列され、各放射線検出素子７にそれぞれ薄膜トランジスター（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）等で形成されたスイッチ手段８が接続されて構成される。

そして、通常、放射線発生装置から放射線画像撮影装置に対して、被撮影者の身体等すなわち被写体を介して放射線が照射されることで放射線画像撮影が行われる。そして、撮影後、図示しないゲートドライバーから各走査線５にオン電圧を順次印加して、各ＴＦＴ８を順次オン状態として、放射線の照射により各放射線検出素子７内で発生して蓄積された電荷を各信号線６に順次放出させて、図示しない各読み出し回路で画像データとしてそれぞれ読み出すように構成される。

特開平９−７３１４４号公報 特開２００６−５１００２２号公報 特開２００６−０５８１２４号公報 特開平６−３４２０９９号公報

ところで、放射線画像撮影装置に照射された放射線を光に変換して各放射線検出素子７に照射するシンチレーター３は、例えば、後述する図５等に示すような柱状結晶の蛍光体３ａをシンチレーター基板３４に貼付したり、或いは図示を省略するがシンチレーター基板３４にペースト状の蛍光体を塗布する等して形成される場合が多い。

そして、特に柱状結晶の蛍光体３ａが用いられるシンチレーター３では、例えば図１７に示すように、蛍光体３ａの各柱状結晶の長さが必ずしも一定の長さにならない。そのため、それを放射線検出素子やＴＦＴ等が形成されたセンサー基板４に対向させた場合、図１８に矢印で示すように、蛍光体３ａがセンサー基板４に当接しない部分、すなわちいわば蛍光体３ａがセンサー基板４から浮いた状態になる部分が生じる。

なお、図１７や図１８はイメージ図であり、蛍光体３ａの各柱状結晶の長さの違いが強調して描かれている。また、図１７や図１８におけるシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さやシンチレーター基板３４の厚み、センサー基板４の厚み等の相対的な比は必ずしも現実を反映するものではない。

シンチレーター３の蛍光体３ａがセンサー基板４から浮いてしまうと、蛍光体３ａの端部（図中では下端部）から出射された光の一部が、蛍光体３ａとセンサー基板４との間隙部分で拡散してしまい、蛍光体３ａの直下の放射線検出素子７ではない放射線検出素子７に入射する状態になる。

そのため、このようにシンチレーター３の蛍光体３ａがセンサー基板４から浮いた部分が存在すると、その部分に対応する放射線画像の部分で画像の鮮鋭性が低下してしまう虞れがある。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、シンチレーターの蛍光体のセンサー基板から浮くことを防止し、放射線画像の鮮鋭性を向上させることが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
複数の放射線検出素子が二次元状に配列され、前記複数の放射線検出素子を被覆する平坦化層が形成されたセンサー基板と、
放射線を光に変換するシンチレーターが形成され、前記シンチレーターと前記複数の放射線検出素子とが対向する状態で配置されたシンチレーター基板と、
前記複数の放射線検出素子および前記シンチレーターの周囲の部分に配置され、前記センサー基板と前記シンチレーター基板とを接着する接着剤と、
を備えるセンサーパネルを備え、
前記センサーパネルの前記センサー基板、前記シンチレーター基板および前記接着剤により外部から区画された内部空間の内部圧力が、大気圧より低くなるように減圧されており、
前記シンチレーター基板が、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成されていることを特徴とする。

本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、シンチレーターの蛍光体の先端がセンサー基板上の平坦化層から離間して浮いてしまう場合であっても、ガラス基板であるシンチレーター基板が外部の大気圧によって撓むため、蛍光体の浮きを解消して、シンチレーターの蛍光体の先端を的確に平坦化層に当接させることが可能となる。

そのため、シンチレーター基板の蛍光体の浮きが解消され、蛍光体の先端を、センサー基板上の平坦化層に的確に当接させることが可能となる。或いは、シンチレーターの蛍光体の先端の全てをセンサー基板の平坦化層に当接させることができないとしても、先端と平坦化層との間の距離を少なくともより近づけることが可能となる。

そのため、放射線の照射を受けたシンチレーターの蛍光体から出射された光を、その蛍光体の直下の放射線検出素子に的確に入射させることが可能となり、放射線画像の鮮鋭性を維持、向上させることが可能となる。

本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図である。 図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 放射線画像撮影装置のセンサー基板の構成を示す平面図である。 フレキシブル回路基板やＰＣＢ基板等が取り付けられたセンサー基板を説明する側面図である。 シンチレーターの蛍光体を成長させた支持体をシンチレーター基板の一方側の面に貼付する状態を説明する図である。 センサー基板上の平坦化層の周囲の接着剤が配置された状態を表す断面図である。 シンチレーター基板のシンチレーターの蛍光体の周囲の部分に接着剤が配置された状態を表す断面図である。 チャンバーおよび仮貼り合わせされた状態のセンサーパネル等を説明する図である。 （Ａ）センサー基板とシンチレーター基板との間の接着剤部分に形成された開口部を表す図であり、（Ｂ）接着剤が水平方向に押し広げられて封止された開口部を表す図である。 （Ａ）センサー基板とシンチレーター基板との間の接着剤部分に形成された開口部の別の例を表す図であり、（Ｂ）開口部を接着剤で封止することを表す図である。 センサー基板とシンチレーター基板と接着剤により外部から区画された内部空間等を説明する断面図である。 シンチレーターの蛍光体の柱状結晶がセンサー基板上の平坦化層から浮いた状態を表すモデル等を説明する断面図である。 ガラス基板の最大撓みを６０［μｍ］とした場合のシミュレーションの結果を表すグラフである。 本実施形態に係る放射線画像撮影装置のセンサーパネルを表す断面図であり、シンチレーター基板を薄くし過ぎると割れる部分を説明する図である。 ガラス基板であるシンチレーター基板を薄くすることでシンチレーター基板が撓むことを説明するイメージ図である。 本実施形態においてシンチレーター基板にペースト状の蛍光体を塗布して形成されたシンチレーターを用いたセンサーパネルの例を表す断面図である。 シンチレーターの蛍光体の各柱状結晶の長さが一定の長さにならないことを説明するイメージ図である。 図１７のシンチレーターをセンサー基板に対向させると蛍光体がセンサー基板に当接しない部分すなわち浮いた状態になる部分が生じることを説明するイメージ図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影装置がいわゆる可搬型である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型の放射線画像撮影装置に対しても、本発明を適用することが可能である。

［放射線画像撮影装置の基本構成について］
まず、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の基本的な構成について説明する。図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観を示す斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。なお、図１や図２或いは後述する図３以降の各図において、放射線画像撮影装置１を構成する各部材の相対的な大きさや厚み等は、必ずしも現実の装置を反映するものではない。

本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、図１に示すように、放射線が照射される側の面である放射線入射面Ｒを有する筐体２内に、シンチレーター３やセンサー基板４等で構成されるセンサーパネルＳＰが収納されて構成されている。また、本実施形態では、筐体２は、筐体本体部２Ａの両側の開口部を蓋部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで形成されるようになっている。

そして、筐体２の一方側の蓋部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクター３９、バッテリー状態や放射線画像撮影装置１の稼働状態等を表示するＬＥＤ等で構成されたインジケーター４０等が配置されている。

本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、コネクター３９を介して有線方式で信号やデータ等を送受信することもできるようになっている。また、図１や図２では図示を省略するが、本実施形態では、筐体２の例えば蓋部材２Ｃには、無線方式で画像データ等のデータを送信したり信号を送受信する通信手段であるアンテナ装置が設けられている。

また、筐体２内には、基台３１が設けられており、基台３１の放射線入射面Ｒ側に、図示しない鉛の薄板等を介してセンサー基板４が配置されている。また、センサー基板４の放射線入射面Ｒ側には、照射された放射線を可視光等の光に変換するシンチレーター３が形成されたシンチレーター基板３４が設けられている。

シンチレーター基板３４は、センサー基板４に対して、シンチレーター３がセンサー基板４側に対向する状態で配置されている。そして、シンチレーター基板３４は、シンチレーター３を支持するとともに、シンチレーター３が外部からの衝撃等で損傷しないように保護する機能をも有している。なお、シンチレーター３の構成等については後で説明する。

また、基台３１の下面側には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３やバッテリー３６等が取り付けられている。このようにして、基台３１やセンサー基板４、シンチレーター３等でセンサーパネルＳＰが形成されている。また、本実施形態では、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に緩衝材３５が設けられている。

本実施形態では、放射線画像撮影装置１は上記のように構成されているため、筐体２の放射線入射面Ｒが、シンチレーター３の放射線入射側に配置された板状部材ということになる。なお、板状部材とシンチレーター基板３４との間に緩衝材やフィルム等の他の構造体が設けられていてもよい。

本実施形態では、センサー基板４やシンチレーター基板３４はガラス基板で構成されている。そして、図３に示すように、センサー基板４の、シンチレーター３に対向する面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。また、センサー基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。

このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状（マトリクス状）に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた小領域ｒの全体、すなわち図３に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。本実施形態では、放射線検出素子７はフォトダイオードが用いられているが、例えばフォトトランジスター等を用いることも可能である。

放射線検出素子７は、放射線画像撮影装置１の筐体２の放射線入射面Ｒから放射線が入射し、シンチレーター３で放射線から変換された可視光等の電磁波が照射されると、その内部で電子正孔対を発生させることで、照射された放射線を電荷に変換するようになっている。

そして、各放射線検出素子７内で発生した電荷は、画像データの読み出し処理時に、走査線５を介して図示しないゲートドライバーからオン電圧が印加されてオン状態となったスイッチ手段８を介して信号線６に流出し、読み出しＩＣ１６（後述する図４参照）等で画像データに変換されて読み出されるようになっている。

なお、図３において、９は図示しないバイアス電源から各放射線検出素子７に逆バイアス電圧を供給して印加するバイアス線を表し、１０はそれらのバイアス線９が結束された結線を表す。

また、本実施形態では、走査線５や信号線６、バイアス線９の結線１０等が接続された各入出力端子１１には、図４に示すように、前述した読み出し回路が内蔵された読み出しＩＣ１６や前述したゲートドライバーを構成するゲートＩＣ１５等のチップがフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板１２が、異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。

そして、フレキシブル回路基板１２は、センサー基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側でＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。なお、図４では、電子部品３２やバッテリー３６（図２参照）等の図示が省略されている。

［センサーパネルの製造方法について］
次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１のセンサーパネルＳＰの製造方法について説明する。本実施形態では、センサーパネルＳＰが減圧貼り合わせされている点に特徴がある。

なお、この減圧貼り合わせについては、詳しくは本願出願人が先に提出した特開２０１０−４３８８７等公報等を参照されたい。また、センサーパネルＳＰを減圧貼り合わせさせて構成する方法は下記の方法に限定されず、減圧貼り合わせしてセンサーパネルＳＰを形成することが可能な方法であれば他の方法を採用することも可能である。

シンチレーター３の蛍光体３ａとしては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ等の母体材料内に発光中心物質が付活されたものが好ましく用いられる。そして、図５に示すように、各種高分子材料により形成された支持体３ｂの上に、例えば蒸着法やスパッタ法等の気相成長法により柱状結晶を成長させて蛍光体３ａを形成する。そして、蛍光体３ａの支持体３ｂをシンチレーター基板３４の一方側の面３４ａに貼付する。

一方、センサー基板４では、図３に示したように一方側の面４ａ上に形成された放射線検出素子７や走査線５、信号線６等による凹凸を平坦化するために、例えば図６に示すように、アクリル等の樹脂でそれらを被覆して平坦化層２１が形成される。そして、センサー基板４上に形成された平坦化層２１の周囲の部分に、スペーサーＳが混入された接着剤２２が配置される。

そして、シンチレーター３の蛍光体３ａとセンサー基板４上の放射線検出素子７とが対向する状態にシンチレーター基板３４を仮貼り合わせしてセンサーパネルＳＰを形成する。なお、例えば図７に示すように、シンチレーター基板３４の、シンチレーター３の蛍光体３ａの周囲の部分に接着剤２２を配置し、それとセンサー基板４とを仮貼り合わせしてセンサーパネルＳＰを形成するように構成してもよい。

そして、この状態のセンサー基板４やシンチレーター基板を、例えば図８に示すようなチャンバー１００内に入れ、それらの上方にフィルム１０１を配置する。そして、フィルム１０１の下側の、センサー基板４とシンチレーター基板３４とが仮貼り合わせされた状態のセンサーパネルＳＰを含む空間Ｒ１の内部をポンプ１０２で減圧することで、センサー基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２により外部から区画された内部空間内の空気を抜く。

なお、蛍光体３ａを取り巻く空気、すなわち内部空間内の空気中に湿気が含まれていると、湿気によりシンチレーター３の蛍光体３ａに含まれる成分が潮解して溶け出すため、この時点で、例えば、チャンバー１００内、或いはチャンバー１００の下方空間Ｒ１内の空気をドライエアや窒素ガス、不活性ガス等で置換して、内部空間内の空気をそのような気体で置換したうえで、上記のように減圧して内部空間内の気体を抜くように構成することが望ましい。

この減圧処理を行う前の仮貼り合わせの際、図９（Ａ）に示すように、接着剤２２を開口部２４が形成された状態に配置しておくと、上記の減圧の過程で、上記の内部空間Ｃ、センサー基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２とで形成される内部空間Ｃの内部の気体が接着剤２２の開口部２４から引き出され、内部空間Ｃの内部を容易に減圧することが可能となる。

また、チャンバー１００の下方空間Ｒ１が減圧されると、その上方空間Ｒ２（図８参照）が大気圧であるため、フィルム１０１を介してセンサーパネルＳＰのシンチレーター基板３４がセンサー基板４に押し付けられる。

そこで、予め上記の開口部２４の開口の大きさを適切な大きさに形成しておくと、図９（Ｂ）に示すように、上方空間Ｒ２からの圧力によってシンチレーター基板３４と素子基板４とが互いに接近する際に、接着剤２２が水平方向に押し広げられて、いわば自動的に開口部２４を封止することが可能となる。

なお、図１０（Ａ）に示すように、開口部２４の開口をより大きく形成しておき、減圧して内部空間Ｃの期待を抜いた後で、図１０（Ｂ）に示すように改めて開口部２４に接着剤２２を塗布する等して封止するように構成することも可能である。

そして、この状態で、チャンバー１００（図８参照）内の光照射装置１０３から光を照射する等して、接着剤２２を硬化させて、センサー基板４とシンチレーター基板３４とを完全に貼り合わせる。なお、接着剤２２が例えば熱硬化型である場合にはチャンバー１００を加熱できるように構成する等して接着剤２２を硬化させる。

以上のように、本実施形態では、センサーパネルＳＰは、図１１に示すように、センサー基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２により外部から区画された内部空間Ｃの内部圧力が、大気圧より低くなるように減圧された状態に形成されるようになっている。なお、この状態のセンサーパネルＳＰに、ＰＣＢ基板３３やフレキシブル回路基板１２（図４参照）が取り付けられる等してセンサーパネルＳＰが形成されることは前述した通りである。

そして、このようにセンサーパネルＳＰの内部空間Ｃを減圧することで、センサー基板４やシンチレーター基板３４が、大気圧によって互いが接近する方向に押圧される。そのため、シンチレーター３の蛍光体３ａの先端Ｐａ（図１１参照）が、常に、センサー基板４上に形成された平坦化層２１に押圧される状態になるため、シンチレーター３の蛍光体３ａの先端Ｐａが平坦化層２１に当接する状態が維持されるようになっている。

［本発明に特有の構成等について］
しかし、実際には、前述した図１７に示したように、シンチレーター３の蛍光体３ａを構成する柱状結晶の長さは必ずしも一定の長さにならない。そのため、上記のようにセンサー基板４とシンチレーター基板３４とを減圧貼り合わせしても、図１８に矢印で示したように、蛍光体３ａがセンサー基板４の平坦化層２１に当接しない部分、すなわち蛍光体３ａがセンサー基板４の平坦化層２１から浮いた状態になる部分が生じる。

以下、このような問題が生じないようにするための本発明に特有の構成等について説明する。また、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用についてもあわせて説明する。

なお、現状では、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さを全て同じ長さに形成することは困難であり、柱状結晶の長さのばらつき、すなわち最も長い柱状結晶と最も短い柱状結晶との長さの差が、最大で６０［μｍ］程度のばらつきが生じることが分かっている。

本発明者らが、上記のような問題が生じる原因について研究したところ、特にシンチレーター基板３４を構成するガラス基板の剛性が大きく作用していることが分かった。

すなわち、シンチレーター基板３４を構成するガラス基板の剛性が弱ければ、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さのばらつきにあわせてシンチレーター基板３４が凹凸するように変形するため、柱状結晶に長さのばらつきがあっても全ての柱状結晶の先端Ｐａが平坦化層２１に当接する状態になる。

しかし、シンチレーター基板３４を構成するガラス基板の剛性が強いため、上記のようにシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さのばらつきにあわせてシンチレーター基板３４が凹凸することができなくなる。そのため、長さが短い柱状結晶の部分でシンチレーター３の蛍光体３ａが平坦化層２１から浮いた状態になる。

いま、仮に、図１２に示すようなモデルを考える。すなわち、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶がセンサー基板４上に形成された平坦化層２１から浮いていることによって形成されている空間Ｃ１を、その上方で、長さ２Ｒ（中心からの距離はＲ）の梁状のガラス基板（すなわちシンチレーター基板３４）が支えていると仮定する。

そして、この空間Ｃ１部分の浮いている柱状結晶の先端Ｐａをセンサー基板４の平坦化層２１に当接させるようにするためには、図中上方のシンチレーター基板３４を構成するガラス基板をセンサー基板４側に撓ませることが必要になる。以下では、単純にガラス基板（シンチレーター基板３４）に大気圧がかかる様子を材料力学上での梁のたわみ同等と考え、「両端支持の等分布荷重」と見なした場合について説明する。

この撓ませる領域のガラス基板（すなわちシンチレーター基板３４。以下同じ。）を１つの梁と見なしたとき、この梁の最大撓みωmaxは、下記（１）式で算出される。
ωmax＝Ｒ^４・ｐ／（６４Ｄ） …（１）
ただし、
Ｄ＝Ｅ・ｔ^３／｛１２（１−ν^２）｝ …（２）

ここで、ｐはガラス基板に外部から加わる圧力、Ｅはガラス基板の縦弾性係数、ｔはガラス基板の厚み、νはガラス基板のポアソン比を表す。そして、ガラス基板の縦弾性係数Ｅやポアソン比νとして、一般的なガラス基板の縦弾性係数やポアソン比、或いは実際に放射線画像撮影装置１でシンチレーター基板３４として使用されているガラス基板の縦弾性係数やポアソン比を用いれば、上記の梁の最大撓みωmaxは、結局、梁の長さ２Ｒの半分Ｒすなわち梁の中心からの距離Ｒと、ガラス基板に外部から加わる圧力ｐと、ガラス基板の厚みｔの関数として表されることになる。

図１３は、最大撓みを、前述した実際の放射線画像撮影装置１におけるシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さのばらつきの最大値の６０［μｍ］とした場合（すなわち図１２に示した空間Ｃ１の最大の高さが６０［μｍ］とした場合）のシミュレーションの結果を表すグラフである。なお、図１３のグラフでは、下から順に、撓ませる領域のガラス基板の中心からの距離Ｒを５０、４０、３０、２０、１５、１０［ｍｍ］とした場合（すなわち梁全体の長さ２Ｒを１００、８０、６０、４０、３０、２０［ｍｍ］とした場合）の各グラフが示されている。

このグラフでは、梁の中心からの距離Ｒが同じ場合、ガラス基板の厚みｔが厚くなるほどガラス基板が撓みにくくなるため、梁の中心からの距離Ｒのガラス基板を６０［μｍ］撓ませるためにはより大きな圧力ｐを加えなければならなくなることを示している。また、梁の中心からの距離Ｒが小さくなるほどガラス基板に加える圧力ｐをより大きくしないとガラス基板が６０［μｍ］撓まなくなることを示している。

前述したように、ガラス基板（すなわちシンチレーター基板３４）には外部から大気圧が加わるため、上記のガラス基板に加わる圧力ｐ（図１３のグラフでは面圧ｐ）は、ほぼ１００［ｋＰａ］である。

そこで、図１３のシミュレーション結果の面圧ｐ＝１００［ｋＰａ］の部分を見ると、梁の中心からの距離Ｒが１０［ｍｍ］まで小さくなっても、すなわち撓ませるガラス基板の梁全体の長さ２Ｒが２０［ｍｍ］まで小さくなっても、ガラス基板の厚みｔを０．４［ｍｍ］以下まで薄くすれば、ガラス基板であるシンチレーター基板３４を６０［μｍ］だけセンサー基板４側に撓ませることができる。

そして、このようにガラス基板であるシンチレーター基板３４を撓ませることで、空間Ｃ１（図１２参照）の部分の浮いている柱状結晶の先端Ｐａを、センサー基板４の平坦化層２１に当接させることが可能となる。

本実施形態では、このように、センサーパネルＳＰのセンサー基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２により外部から区画された内部空間Ｃ（図１１等参照）の内部圧力を大気圧より低くなるように減圧した状態とし、センサー基板４やシンチレーター基板３４が大気圧によって互いが接近する方向に押圧されるように構成されている場合、ガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを０．４［ｍｍ］以下の厚みにすれば、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さが最大６０［μｍ］の範囲でばらついている場合でも、ガラス基板であるシンチレーター基板３４が大気圧で撓んで、浮いている柱状結晶の先端Ｐａをセンサー基板４の平坦化層２１に当接させることが可能となる。

なお、上記の梁に対応する、浮いている柱状結晶の領域の中心からの距離Ｒが１０［ｍｍ］未満の場合、すなわちシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶が局所的に周囲の柱状結晶よりも短くなっていて浮いてしまっているような場合に、それをガラス基板であるシンチレーター基板３４を撓ませることで解消しようとしても（すなわちセンサー基板４の平坦化層２１に当接させようとしても）、実際上、無理である。

すなわち、理論上は、シンチレーター基板３４の厚みｔを相当薄くすれば、浮いている柱状結晶の領域の中心からの距離Ｒが１０［ｍｍ］未満の場合であっても、シンチレーター基板３４を６０［μｍ］撓ませてシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の浮きを解消することが可能であるが、下記に述べるように、シンチレーター基板３４はあまり薄くし過ぎると割れる等の問題が生じる。

また、ガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを０．４［ｍｍ］以下にすれば、浮いている柱状結晶の領域の中心からの距離Ｒが１０［ｍｍ］未満の場合、シンチレーターを６０［μｍ］撓ませることは困難であっても、数十［μｍ］は撓む。そのため、柱状結晶の浮きが６０［μｍ］である場合には、柱状結晶の浮きをシンチレーター基板３４の撓みで完全に解消することができなくても、少なくとも浮きを数十［μｍ］分だけ小さくすることが可能となる。

また、上記の場合は、蛍光体３ａの柱状結晶の浮きが最大の６０［μｍ］である場合を考えたが、柱状結晶の浮きが６０［μｍ］より小さい数十［μｍ］程度であれば、浮いている柱状結晶の領域の中心からの距離Ｒが１０［ｍｍ］未満の場合であっても、上記のようにガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを０．４［ｍｍ］以下にすればガラス基板が大気圧により数十［μｍ］撓むため、ガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを０．４［ｍｍ］以下にすることで、蛍光体３ａの柱状結晶の浮きをなくすことが可能となる。

一方、前述したように、ガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを薄くし過ぎると、内部空間Ｃ（図１４参照）が減圧されているところに外部から大気圧が加わるため、シンチレーター基板３４が割れる。

特に、ガラス基板であるシンチレーター基板３４を薄くし過ぎると、図１４に示すＡの部分、すなわちシンチレーター３の蛍光体３ａで裏打ちされていないシンチレーター基板３４の部分が、外部の大気圧に押圧されて内部空間Ｃ側に撓んで割れてしまう場合があり、シンチレーター基板３４が割れるとセンサーパネルＳＰとして使えなくなる。

本発明者らがガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを種々変化させて実験を行った結果、シンチレーター基板３４の厚みｔが０．１［ｍｍ］以上あれば、上記のような外気の大気圧によるシンチレーター基板３４の割れは発生しないことが分かった。

以上の結果から、本実施形態では、シンチレーター基板３４は、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成されるようになっている。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、センサー基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２により外部から区画された内部空間Ｃ（図１４参照）の内部圧力が大気圧より低くなるように減圧されているセンサーパネルＳＰにおいて、シンチレーター３の放射線入射側に配置されたシンチレーター基板３４を、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成した。

そのため、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の長さにばらつきがあり、柱状結晶の先端Ｐａがセンサー基板４上の平坦化層２１から離間して浮いてしまう場合であっても、ガラス基板であるシンチレーター基板３４が外部の大気圧によって撓むため、蛍光体３ａの浮きを解消して、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａを的確に平坦化層２１に当接させることが可能となる。

例えば図１７に示したように、蛍光体３ａの各柱状結晶の長さが一定でない場合、そのままセンサー基板４に当接させると、図１８に矢印で示すように、蛍光体３ａがセンサー基板４から浮いた部分が生じる場合であっても、ガラス基板であるシンチレーター基板３４の厚みｔを０．１〜０．４［ｍｍ］と薄くすることで、例えば図１５に示すようにシンチレーター基板３４が撓む。

そのため、シンチレーター３の蛍光体３ａの浮きが解消され、蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａを、センサー基板４上に形成された平坦化層２１に的確に当接させることが可能となる。或いは、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａの全てをセンサー基板４の平坦化層２１に当接させることができないとしても、先端Ｐａと平坦化層２１との間の距離を少なくともより近づけることが可能となる。

そのため、放射線の照射を受けたシンチレーター３の蛍光体３ａから出射された光を、その蛍光体３ａの直下の放射線検出素子７に的確に入射させることが可能となり、放射線画像の鮮鋭性を維持、向上させることが可能となる。

なお、上記の実施形態では、シンチレーター３の蛍光体３ａが特に柱状結晶からなる蛍光体で形成されている場合、前述したように、柱状結晶の長さが必ずしも一定の長さにならず、上記のようにシンチレーター３の蛍光体３ａのセンサー基板４からの浮きが問題になることが多いため、シンチレーター３の蛍光体３ａが柱状結晶で構成される場合について説明した

しかし、本発明は、例えば図１６に示すように、ガラス基板であるシンチレーター基板３４にペースト状の蛍光体３ａを塗布する等して形成されたシンチレーター３やセンサーパネルＳＰについても、同様に適用される。そして、この場合も、シンチレーター３の蛍光体３ａのセンサー基板４からの浮きが問題になるような場合には、本発明を適用することで、上記の本実施形態と同様の有益な効果を得ることが可能となる。

また、上記の実施形態では、シンチレーター基板３４のみを厚み０．１〜０．４［ｍｍ］と薄く形成する場合について説明したが、シンチレーター基板３４とともに、センサー基板４も、厚みが０．１〜０．４［ｍｍ］のガラス基板で形成するように構成することも可能である。

このように構成すれば、シンチレーター基板３４だけでなくセンサー基板４も外部の大気圧に押圧されて撓むようになり、シンチレーター３の蛍光体３ａのセンサー基板４からの浮きをより確実に解消することが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 放射線画像撮影装置
３ａ 蛍光体
３ シンチレーター
４ センサー基板
７ 放射線検出素子
２１ 平坦化層
２２ 接着剤
３４ シンチレーター基板
Ｃ 内部空間
ＳＰ センサーパネル

Claims (4)

1. 複数の放射線検出素子が二次元状に配列され、前記複数の放射線検出素子を被覆する平坦化層が形成されたセンサー基板と、
   放射線を光に変換するシンチレーターが形成され、前記シンチレーターと前記複数の放射線検出素子とが対向する状態で配置されたシンチレーター基板と、
   前記複数の放射線検出素子および前記シンチレーターの周囲の部分に配置され、前記センサー基板と前記シンチレーター基板とを接着する接着剤と、
   を備えるセンサーパネルを備え、
   前記センサーパネルの前記センサー基板、前記シンチレーター基板および前記接着剤により外部から区画された内部空間の内部圧力が、大気圧より低くなるように減圧されており、
   前記シンチレーター基板が、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成されていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記シンチレーターの蛍光体は、柱状結晶からなっていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
3. 前記蛍光体の柱状結晶の長さのばらつきが、最大で６０［μｍ］であることを特徴とする請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
4. 前記センサー基板も、厚みが０．１〜０．４ｍｍのガラス基板で構成されていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。

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