JP2017003543A - 放射線画像検出器 - Google Patents

放射線画像検出器 Download PDF

Info

Publication number
JP2017003543A
JP2017003543A JP2015120956A JP2015120956A JP2017003543A JP 2017003543 A JP2017003543 A JP 2017003543A JP 2015120956 A JP2015120956 A JP 2015120956A JP 2015120956 A JP2015120956 A JP 2015120956A JP 2017003543 A JP2017003543 A JP 2017003543A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
image detector
layer
phosphor
resin
radiation image
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2015120956A
Other languages
English (en)
Other versions
JP6524811B2 (ja
Inventor
圭 礒田
Kei Isoda
圭 礒田
近藤　真史
Masashi Kondo
真史 近藤
有本　直
Sunao Arimoto
直 有本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Konica Minolta Inc
Original Assignee
Konica Minolta Inc
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Konica Minolta Inc filed Critical Konica Minolta Inc
Priority to JP2015120956A priority Critical patent/JP6524811B2/ja
Priority to US15/177,916 priority patent/US9627560B2/en
Publication of JP2017003543A publication Critical patent/JP2017003543A/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP6524811B2 publication Critical patent/JP6524811B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L31/00—Semiconductor devices sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation; Processes or apparatus specially adapted for the manufacture or treatment thereof or of parts thereof; Details thereof
    • H01L31/02—Details
    • H01L31/024—Arrangements for cooling, heating, ventilating or temperature compensation
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14665—Imagers using a photoconductor layer
    • H01L27/14676—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018—Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20188—Auxiliary details, e.g. casings or cooling
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14—Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144—Devices controlled by radiation
    • H01L27/146—Imager structures
    • H01L27/14643—Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658—X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663—Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Radiography Using Non-Light Waves (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

【課題】ＦＰＤ内の電気回路などからの発熱をシンチレータに伝達させなくすることにより、シンチレータの温度上昇に伴う温度消光を抑制し、画像の面内輝度ムラを抑制する放射線画像検出器を提供する。【解決手段】蛍光体層と、熱遮蔽層と、光電変換素子とを、この順で含む放射線画像検出器において、熱遮蔽層の厚みをＴ[μm]、熱伝導率をＣ[W/m・K]としたときに、Ｃ／Ｔが０．００４以上、５以下、さらにはＣ／Ｔが０．００４以上０．１４以下である。【選択図】図１

Description

本発明は、温度上昇に伴うシンチレータの温度消光を抑制し、画像の面内輝度ムラを抑制した放射線画像検出器に関する。
近年、コンピューテッド・ラジオグラフィー（ＣＲ：computed radiography）やフラットパネルディテクター（ＦＰＤ：flat panel detector）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出器は、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であることから、病院及び診療所等での画像診断に広く用いられている。最近はヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むシンチレータ層を使用し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を組み合わせたフラットパネルが、高感度のＸ線画像可視化システムとして着目されている。
ＣｓＩシンチレータは、温度が上がると、発光量が低下するという問題がある。これは、Ｘ線の照射によりシンチレータ結晶内に生じた電子―正孔対が再結合し発光する際に、熱エネルギーの増大に応じて、再結合時に発光を伴わず、代わりに熱エネルギーを結晶内に与える現象、すなわち温度消光の影響が大きくなるためと考えられている。また、ＦＰＤは、通常、筐体内に電気回路等の熱源を有するため、その様な熱源を有さないＣＲと比較して潜在的に熱がこもりやすいという問題点がある。
このような温度消光によって、シンチレータの発光量が減少するという問題がある。そればかりか、筐体内の熱源の配置等によって、シンチレータにかかる熱エネルギーが局所的にばらつくため、パネル面内で発光量のばらつき（輝度ムラ）が発生するという問題もある。輝度ムラ解消のためには、キャリブレーション等の対応による補正も考えられるが、使用条件によって熱源から発生する熱エネルギーがランダムに変わる可能性があり、補正出来ない場合もあり、問題となっている。
ＦＰＤパネルにおける熱の問題について、既に特許文献１ないし２などに、言及されている。
特許文献１では、シンチレータで発生した光を検出する半導体光検出素子（本特許におけるＴＦＴに相当）の出力を、周囲の温度によらず安定化させるため、熱伝導率の高い筐体を設け、筐体とシンチレータ・半導体光検出素子の間に空隙を設けている。
また特許文献２では、検出パネル（本特許のＴＦＴ、及び特許文献１の半導体光検出素子に相当）の検出面内における温度ムラを生じにくくさせるため、筐体内に、特定の方向に熱伝導異方性を有する異方性熱伝導板を設けている。
いずれの特許文献でも、放熱・伝熱を促進する部材（筐体・異方性熱伝導板）を設けたり、急激な熱伝達や局所的な熱エネルギーのばらつきを抑制する対策として、特許文献１では空隙を設けているが、いずれも回路基板の様な熱源側からシンチレータ側へ熱が伝達する現象を抑制する思想ではなく、熱源の発熱状況によっては、上記対策を以てしても、看過できないシンチレータ発光量の低下や輝度ムラが生ずる可能性がある。
特開2014-092447号公報 特開2012-231825号公報
したがって、本発明の課題は、ＦＰＤ内の電気回路などからの発熱を、シンチレータに伝達させなくすることにより、シンチレータの温度上昇に伴う温度消光を抑制し、画像の面内輝度ムラを抑制することにある。
このような状況の下、本発明者らは鋭意検討した結果、電気回路のみならず、ＴＦＴが発熱することも想定して、シンチレータとＴＦＴ回路基板との間に特定の熱遮蔽性を有する熱遮蔽層を設けることにより、上記課題を解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。本発明の構成は以下の通りである。
［１］シンチレータなどの蛍光体層と、熱遮蔽層と、ＴＦＴ等の光電変換素子とを、この順で含む放射線画像検出器において、
熱遮蔽層の厚みをＴ[μm]、熱伝導率をＣ[W/m・K]としたときに、
Ｃ／Ｔが、０．００４以上、５以下
であることを特徴とする、放射線画像検出器。
［２］前記放射線画像検出器において、
Ｃ／Ｔが、０．００４以上、０．７以下
であることを特徴とする、［１］に記載の放射線画像検出器。
［３］前記放射線画像検出器において、
Ｃ／Ｔが、０．００４以上、０．１４以下
であることを特徴とする、［１］に記載の放射線画像検出器。
［４］前記熱遮蔽層の熱伝導率Ｃが、５[W/m・K]以下であることを特徴とする、［１］〜［３］のいずれかに記載の放射線画像検出器。
［５］前記熱遮蔽層の熱伝導率Ｃが、０．７[W/m・K]以下であることを特徴とする、［４］に記載の放射線画像検出器。
［６］前記熱遮蔽層の熱伝導率Ｃが、０．１４[W/m・K]以下であることを特徴とする、［４］に記載の放射線画像検出器。
［７］前記放射線画像検出器において、
前記蛍光体層の、放射線入射方向に垂直な面の断面積をAP、
前記熱遮蔽層と蛍光体層との接触面積をATPとした時に、
ATP／APが、１．５以上７５以下であることを特徴とする、［１］〜［６］のいずれかに記載の放射線画像検出器。
［８］前記熱遮蔽層が、ホットメルト樹脂を主成分とすることを特徴とする、［１］〜［７］のいずれかに記載の放射線画像検出器。
［９］前記ホットメルト樹脂が、ポリオレフィン樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体、およびアクリル樹脂のなかから選ばれる少なくとも１種類を含むことを特徴とする、［８］に記載の放射線画像検出器。
［１０］前記放射線画像検出器において、
１枚/秒以上の速度で画像が検出されることを特徴とする、［１］〜［９］のいずれかに記載の放射線画像検出器。
本発明によれば、蛍光体層と、光検出器との間に所定の熱遮蔽層を設けることにより、回路基板や光検出器などから発生する熱が遮蔽され、シンチレータの温度消光を抑制できるので、蛍光体層の発光量低下に伴う画質悪化や、蛍光体層の面内輝度ムラによる画質悪化が改善できる。
この際、キャリブレーション等の補正手段を設ける必要がないので、装置全体を簡略化したり、補正に必要なプログラムを用意する必要が無くなる。仮に補正手段が必要だったとしても、補正できない画像も抑制できるので、補正する精度を向上できる。
図１は、本発明に係る放射線画像検出器を示す模式断面図である。 図２は、放射線画像検出器の厚さと接触面積を示す模式図である。 図３は、本発明の放射線画像検出器の一例を示す模式図である。
本発明の放射線画像検出器は、蛍光体層と、熱遮蔽層と、光電変換素子とを、この順で含む。
本発明に係る放射線画像検出器の基本構成を図１に示す。
図１に示されるように、本発明に係る放射線画像検出器において、シンチレータを構成する蛍光体層と、光電変換素子との間に、熱遮蔽層を有する。そして、より具体的な実施態様において、図２に示すように、支持体１１と蛍光体層１２との間に密着層１３などその他の層をさらに備えることができる。このような放射線画像検出器１０は、光電変換素子１５パネルと組み合わせることによって、電気信号の形で画像データを取り出すものである。本発明では光電気変換素子１５と、蛍光体層１２との間に熱遮蔽層１４が設けられる。
以下、各構成部材について順に説明する。
支持体１１
本発明に係る放射線画像検出器１０において、支持体１１は、蛍光体層１２を形成する蛍光体１２０の土台として用いられるとともに、蛍光体層層１２の構造を保持する役割を有する。なお、支持体は必ずしも必要でない場合がある。
支持体１１の材料としては、Ｘ線等の放射線を透過させることが可能な、各種のガラス、高分子材料、金属等が挙げられる。
具体的には、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラス等の板ガラス；サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミック；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素等の半導体；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、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、炭素繊維強化樹脂シート等の高分子フィルム（プラスチックフィルム）；
アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シート又はこれらの金属の酸化物の被覆層を有する金属シート；バイオナノファイバーフィルム等を用いることができる。これらは一種単独で用いても積層して用いてもよい。
上記支持体１１の材料の中でも、可撓性を有する高分子フィルムが好ましい。
ここで、「可撓性を有する」とは、１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が、０．１〜３００ＧＰａであることをいう。「弾性率」とは、引張試験機を用い、ＪＩＳ−Ｃ２３１８に準拠したサンプルの標線が示すひずみと、それに対応する応力が直線的な関係を示す領域において、ひずみ量に対する応力の傾きを求めた値である。これがヤング率と呼ばれる値であり、本明細書においては、かかるヤング率を弾性率と定義する。
このような高分子フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、セルロースアセテート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、エポキシ、ポリアミドイミド、ビスマレイミド、フッ素樹脂、アクリル、ポリウレタン、アラミド、ナイロン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、バイオナノファイバー等からなるフィルムが挙げられる。
当該樹脂フィルム上に蛍光体を蒸着する際、耐熱性の観点から、ポリイミドを含有する樹脂フィルムが好適である。市販品として、例えば、ＵＰＩＬＥＸ−１２５Ｓ（宇部興産（株）製）を用いてもよい。
高分子フィルムの厚さとしては、好ましくは２０〜１０００μｍ、更に好ましくは５０〜７５０μｍである。支持体の厚さを５０μｍ以上にすることで蛍光体層を形成した後のハンドリング性が良好となる。また、支持体の厚さを７５０μｍ以下にすることで、密着層、導電層、易接着層等の機能層を、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ ｔｏ ｒｏｌｌ）で加工することが容易となり、生産性向上の観点より、非常に有用である。
支持体１１は、上記材料からなる層の他に、例えば、その反射率を調整する目的で、遮光層及び／又は光吸収性の顔料層を有していてもよいし、支持体自体に光吸収性又は光反射性を付与してもよいし、上記材料自体に着色してもよい。
なお、遮光層や顔料層は、別途のフィルムに設けられたものであってもよい。
蛍光体層１２
蛍光体層は、外部から入射された放射線であるＸ線のエネルギーを、可視光に変換する役割を有する。
本発明において蛍光体とはα線、γ線、Ｘ線等の電離放射線が照射されたときに原子が励起されることにより発光する蛍光体をいう。すなわち、放射線を紫外・可視光に変換して放出する蛍光体を指す。蛍光体は外部から入射されたＸ線などの放射線エネルギーを効率よく光に変換可能な材料である限り特に制限されない。また、放射線の光への変換は必ずしも瞬時に行われる必要は無く、蛍光体層に一旦潜像として蓄積され、後から読み出す方式を用いても良い。
例えば、本発明に係る蛍光体としては、Ｘ線などの放射線を可視光などの異なる波長に変換することが可能な物質を適宜使用することが出来る。具体的には、「蛍光体ハンドブック」（蛍光体同学会編・オーム社・１９８７年）の２８４頁から２９９頁に至る箇所に記載されたシンチレータ及び蛍光体や、米国Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ ＬａｂｏｒａｔｏｒｙのＷｅｂホームページ「Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（ｈｔｔｐ：／／ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ．ｌｂｌ．ｇｏｖ／）」に記載の物質などが考えられるが、ここに指摘されていない物質でも、「Ｘ線などの放射線を可視光などの異なる波長に変換することが可能な物質」であれば、蛍光体粒子として用いることが出来る。
具体的な蛍光体の組成としては、以下の例が挙げられる。
まず、基本組成式（Ｉ）：
ＭIＸ・ａＭIIＸ'2・ｂＭIIIＸ''3：ｚＡ
で表わされる金属ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
上記式において、ＭIは1価の陽イオンになり得る元素、すなわち、リチウム（Ｌｉ），ナトリウム（Ｎａ），カリウム（Ｋ），ルビジウム（Ｒｂ），セシウム（Ｃｓ），タリウム（Ｔｌ）および銀（Ａg）などからなる群より選択される少なくとも１種を表す。
ＭIIは2価の陽イオンになり得る元素、すなわちベリリウム（Ｂｅ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ）およびカドミウム（Ｃｄ）などからなる群より選択される少なくとも1種を表す。
ＭIIIは、スカンジウム（Ｓｃ），イットリウム（Ｙ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ），インジウム（Ｉｎ）およびランタノイドに属する元素からなる群より選択される少なくとも1種を表す。
Ｘ、Ｘ'およびＸ"は、それぞれハロゲン元素を表すが、それぞれが異なる元素であっても、同じ元素であっても良い。
Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ（銀），ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも1種の元素を表す。
ａ，ｂおよびｚはそれぞれ独立に、０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｚ＜１．０の範囲内の数値を表わす。
また、基本組成式（ＩＩ）：
ＭIIＦＸ：ｚＬｎ
で表わされる希土類付活金属フッ化ハロゲン化物系蛍光体も挙げられる。
上記式において、ＭIIは少なくとも1種のアルカリ土類金属元素を、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも1種の元素を、Ｘは、少なくとも1種のハロゲン元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ≦０．２である。
また、基本組成（ＩＩＩ）：
Ｌｎ2Ｏ2Ｓ：ｚＡ
で表される希土類酸硫化物系蛍光体も挙げられる。
上記式において、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも1種の元素を、Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ（銀），ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
特にＬｎとしてガドリニウム（Ｇｄ）を用いたＧｄ2Ｏ2Ｓは、Ａの元素種にテルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等を用いることによって、受光素子にが最も受光しやすい波長領域で、高い発光特性を示すことが知られており、特に好ましい。
また、基本組成（ＩＶ）：
ＭIIＳ：ｚＡ
で表される金属硫化物系蛍光体も挙げられる。
上記式において、ＭIIは2価の陽イオンになり得る元素、すなわちアルカリ土類金属，Ｚｎ（亜鉛），Ｓｒ（ストロンチウム），Ｇａ（ガリウム）等からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ（銀），ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
また、基本組成（Ｖ）：
Ｍa（ＡＧ）b：ｚＡ
で表される金属オキソ酸塩系蛍光体も挙げられる。
上記式において、Ｍは陽イオンになり得る金属元素であり、（ＡＧ）はリン酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩、タングステン酸塩、アルミン酸塩からなる群より選択される少なくとも1種のオキソ酸基を、Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ（銀），ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、それぞれ表す。
またａおよびｂは、金属及びオキソ酸基の価数に応じて取り得る値全てを表す。ｚは、０＜ｚ＜１である。
また、基本組成式（VI）：
ＭaＯb：ｚＡ
で表わされる金属酸化物系蛍光体が挙げられる。
上記式において、Ｍは陽イオンになり得る金属元素であり、前記したＭI〜ＭIIのいずれかの例示より選択される少なくとも1種の元素を表す。
またａおよびｂは、金属及びオキソ酸基の価数に応じて取り得る値全てを表す。ｚは、０＜ｚ＜１である。
また他に、基本組成式（VII）：
ＬｎＯＸ：ｚＡ
で表わされる金属酸ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
上記式において、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも1種の元素を、Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ（銀），ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも1種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
本発明において、蛍光体層１２は、通常、蛍光体母体化合物と賦活剤とからなる。また、好ましくは気相堆積法により形成された蛍光体柱状結晶で構成され、更に好ましくは当該蛍光体柱状結晶の一定の面指数を有する面のＸ線回折スペクトルに基づく配向度が、当該蛍光体柱状結晶の基板に近い根元から当該蛍光体層の層厚方向の位置に係わらず、８０〜１００％の範囲内である。気相堆積法としては、加熱蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法その他を用いることができるが、特に加熱蒸着法が望ましい。
本発明においては、蛍光体層が柱状結晶を含む場合、当該配向度が、９５〜１００％の範囲内であることがより好ましい。また、前記一定の面指数は、（１００）、（１１０）、（１１１）、（２００）、（２１１）、（２２０）、（３１１）等のうちのいずれかであり得るが、（２００）であることが好ましい（当該面指数については、Ｘ線解析入門（東京化学同人）４２〜４６頁参照。）。 これにより、柱状結晶の基板側においても独立した柱状が得られ、蛍光体内で発生した光成分の散乱が抑制され、効率よく光電変換素子に向けて出射される。なお、本発明における「一定の面指数の面のＸ線回折スペクトルに基づく配向度」とは、ある面指数の強度Ixが他の面指数の面を含めた全体の総強度Iに占める割合のことを指す。例えば、Ｘ線回折スペクトルにおける（２００）面の強度Ｉ200の配向度は、「配向度＝Ｉ200／Ｉ」である。配向度決定のための面指数その測定方法としては、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）が挙げられる。Ｘ線回折は、特定波長の固有Ｘ線を結晶性物質に照射し、Ｂｒａｇｇの式を満足する回折が起こることを利用して、物質の同定、結晶相の構造などに関する知見を得ることのできる汎用性の高い分析手法である。照射系のターゲットはＣｕ、Ｆｅ、Ｃｏなどが用いられ、装置能力によるが、一般的に照射時の出力は０〜５０ｍＡ、０〜５０ｋＶ程度である。
本発明において、蛍光体層１２は、１層からなっていてもよいし、２層以上からなっていてもよい。また蛍光体層１２のみからなるものであってもよく、あるいは、下地層と蛍光体層とからなり、支持体１１上に、下地層１２２と蛍光体層１２１とがこの順で積層されている構造を有するものであってもよい。蛍光体層１２が下地層と蛍光体層との２層を含む場合、これらの層は、蛍光体母材化合物が同じである限り、同じ材質からなるものであってもよく、あるいは異なる材質からなるものであってもよい。すなわち、蛍光体層１２は、全体が蛍光体母材のみからなる１層であってもよく、全体が蛍光体母材化合物と賦活剤とを含む１層であってもよく、蛍光体母材化合物のみからなる下地層と、蛍光体母材化合物と賦活剤とを含む蛍光体層とからなるものであってもよく、蛍光体母材化合物と第１の賦活剤とを含む下地層と、蛍光体母材化合物と第２の賦活剤とを含む蛍光体層とからなるものであってもよい。
ただ、本発明では、好適な蛍光体層１２として、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体層のみからなるもの、および、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体層と、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる下地層とを含むものが挙げられる。
下地層における賦活剤の相対含有量は０.０１〜１モル％が好ましく、０.１〜０.７モル％が更に好ましい。特に、下地層の賦活剤の相対含有量が０.０１モル％以上であることが、シンチレータパネル１０の発光輝度向上及び保存性の点で非常に好ましい。また、下地層における賦活剤の相対含有量が蛍光体層における相対含有量よりも低いことが非常に好ましく、蛍光体層における賦活剤の相対含有量に対する下地層における賦活剤の相対含有量のモル比（（下地層における賦活剤の相対含有量）／（蛍光体層における相対含有量））は、０.１〜０.７であることが好ましい。
蛍光体層の形成方法としては、上記面指数についての要件を満たすために、基板の表面に、空隙率が蛍光体層よりも低い値を示す下地層を形成する工程、及び下地層の表面に蛍光体を気相堆積法により形成する工程を含む態様の製造方法であることが好ましい。本特許における空隙率は、蛍光体層を支持体と平行に切断した断面において、蛍光体層を構成する蛍光体の断面積と空隙の面積の総和に対する、空隙の面積の比率をいう。空隙率は、シンチレータパネルの蛍光体層を支持体と平行に切除し、断面の走査型電子顕微鏡写真を、画像処理ソフトを使用して蛍光体部分と空隙部の２値化することにより、求めることができる。なお、蛍光体層（蛍光体層）の厚さは、１００〜８００μｍであることが好ましく、１２０〜７００μｍであることが、輝度と鮮鋭性の特性をバランスよく得られる点からより好ましい。下地層の層厚は、高輝度・鮮鋭性維持の面から、０．１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、５μｍ〜４０μｍであることがより好ましい。
密着層１３
支持体と蛍光体層との間に、密着層が形成されている。密着層としては、樹脂、金属酸化物、金属の１種類以上の組み合わせからなるものが使用される。
密着層を構成する樹脂材料として具体的には、ポリウレタン、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、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、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられる。なかでもポリウレタン、ポリエステル、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラールを使用することが好ましい。また、これらの２種以上を混合して使用することもできる。
また、樹脂からなる密着層にはフィラーが含まれていてもよい。フィラーとしては、公知の無機質粉末や有機質粉末を適宜選択して使用することができる。無機質粉末としては例えば、酸化チタン、窒化硼素、ＳｎＯ2、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、α−Ａｌ2Ｏ3、α−Ｆｅ2Ｏ3、α−ＦｅＯＯＨ、ＳｉＣ、酸化セリウム、コランダム、人造ダイヤモンド、石榴石、ガーネット、マイカ、珪石、窒化珪素、炭化珪素等を挙げることができる。有機質粉末としては、例えば３次元架橋されたポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、テフロン（登録商標）等の粉末を挙げることができる。これらの無機質粉末については表面処理されていてもよい。
また、粒子状材料として、光散乱粒子を用いることも可能であり、その材料としては、ＴｉＯ2（アナターゼ型、ルチル型）、ＭｇＯ、ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2、ＢａＳＯ4、Ａｌ2Ｏ3、Ｍ（II）ＦＸ（但し、Ｍ（II）はＢａ、Ｓｒ及びＣａの各原子から選ばれる少なくとも一種の原子であり、ＸはＣｌ原子又はＢｒ原子である。）、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、リトポン（ＢａＳＯ4・ＺｎＳ）、珪酸マグネシウム、塩基性珪硫酸塩、塩基性燐酸鉛、珪酸アルミニウム等の白色顔料を使用することができる。これらは適当なバインダーと組み合わせて使用される。
密着層を構成する金属酸化物としては、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2などが挙げられる。金属酸化物層を構成する場合、複数の酸化物層から構成してもよい。
密着層を構成する金属材料としては、アルミニウム、銀、白金、パラジウム、金、銅、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、ステンレス等の金属材料を含有していることが好ましい。中でも反射率、耐食性の観点からアルミニウムもしくは銀を主成分としていることが特に好ましい。また、このような金属材料を２種以上使用しても良い。
光吸収性の顔料を含む層を密着層とすることもでき、例えば、顔料及びバインダー樹脂を含む層が用いられる。
上記顔料には、従来公知の顔料を特に制限なく使用可能である。顔料は、より光散乱しやすい赤色の長波長領域の成分を吸収するものの方がよく、青色の着色材が好ましい。このような青色の着色材としては、例えば、ウルトラマリン青、プロシア青（フェローシアン化鉄）等が好ましい。また、有機青色顔料としては、フタロシアニン、アントラキノン、インジゴイド、カルボニウム等を用いることができる。これらの中でも、光吸収性の顔料層の放射線耐久性、紫外線耐久性などの観点から、フタロシアニンが好ましい。
上記バインダー樹脂には、例えば、ポリウレタン樹脂、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）、シリコーン樹脂及びアクリル系樹脂の他、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及び塩化ビニル・アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニル共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体及びスチレン・ブタジエン共重合体等、各種の合成ゴム系樹脂、並びにフェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂及び尿素ホルムアミド樹脂等の熱硬化樹脂等が挙げられ、これらの中では、蒸着により形成される蛍光体層及び支持体に対する膜付性に優れる点で、ポリエステル樹脂及びポリウレタン樹脂等の疎水性樹脂が好ましい。また上記した樹脂を２種類以上用いても良い。特にガラス転移温度（Ｔｇ）が５℃以上異なる２種類以上の樹脂を用いることで塗膜物性を容易に制御することができて好ましい。この場合用いる樹脂はガラス転移温度が異なれば同種類であっても、異なる種類であっても良い。
これの密着層には、蛍光体層で発した蛍光を反射する機能を有する。
また、蛍光を吸収するものであってもよく、これらの目的に応じて適宜構成材料が選択される。このように、密着層は、蛍光体から発した蛍光を吸収または反射して、光の取り出し効率を高めるためのものである。これにより、高輝度、鮮鋭性に優れたシンチレータを構成できる。
密着層の厚みは、樹脂からなる場合、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上６０μｍ以下がさらに好ましい。
また、金属酸化物および金属からなる密着層の厚さは、輝度向上、光の取り出し効率の観点から０．００５〜０．３μｍが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．２μｍである。
・保護層
蛍光体層１２の構成成分による密着層１３の腐食等を防止するため、密着層１３と蛍光体層１２との間に保護層を形成してもよい。
保護層として、具体的には、ポリウレタン樹脂、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）、シリコーン樹脂及びアクリル系樹脂の他、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及び塩化ビニル・アクリロニトリル共重合体等の塩化ビニル共重合体、ブタジエン・アクリロニトリル共重合体及びスチレン・ブタジエン共重合体等、各種の合成ゴム系樹脂、並びにフェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂及び尿素ホルムアミド樹脂等の熱硬化樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル樹脂が好ましい。
熱遮蔽層１４
本発明では、光電変換素子からの熱が蛍光体層に伝わらないようにするために、熱遮蔽層１４が設けられる。
本発明では、熱遮蔽層の厚みをＴ[μm]、熱伝導率をＣ[W/m・K]としたときに、Ｃ／Ｔが、０．００４以上、５以下、好ましくは、０．００４以上、０．７以下、さらに好ましくは０．００４以上、０．１４以下となるように、熱遮蔽層の材質と厚みが選択される。
熱伝導率Ｃは大きいと伝熱しやすく、厚みＴは薄いと伝熱しやすい。このため、熱伝導率Ｃを一定の範囲内に留めることで熱遮蔽が可能であり、更に熱伝導率Ｃと厚みＴから成るＣ／Ｔが一定の範囲内に留めることで、一層の熱遮蔽が可能となる。
熱遮蔽層には、蛍光体の一部が埋まっているため、図２に定義されるように蛍光体層が埋まった最深部から光電変換素子表面までの最短距離が、熱遮蔽層の厚みに相当する。また、蛍光体層が柱状結晶の場合、先端部がとがっているため、熱遮蔽層は、光電変換素子と、蛍光体層との間を介在すればよく、必ずしも柱状結晶の傾斜部分をすべて被覆する必要はない。
熱遮蔽層を構成する材料は、上記本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、無機系材料、有機系材料で、光透過性を有する層が形成可能なものであれば特に制限されない。
前記熱遮蔽層の熱伝導率Cは、５[W/m・K]以下であることが好ましい。より好ましくは、０．７[W/m・K]以下であり、さらに好ましくは、０．１４[W/m・K]以下である。
無機系材料としては、グラファイト、鉄、銅、アルミニウム、マグネシウム、ベリリウム、アルミニウムと炭素の複合材料、銅と炭素の複合材料などの金属ないし炭素系材料、ガラス、ＳｉＮ、ＴｉＯ2、ＬｉＦ、Ａｌ2Ｏ3、ＩＴＯ、ＭｇＯなどのセラミックス材料などが挙げられる。また、セラミックス材料としては、市販の透明アルミナ膜などの透明セラミックス膜を熱遮蔽層に使用することも可能である。
また、有機系材料としては、ポリオレフィン系、ポリアセタール系、アクリル系、エポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、ポリパラキシリレン系の有機樹脂などが例示される。有機系材料は熱硬化性のものであっても熱可塑性のものであってもよい。
具体的には、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、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、アクリル樹脂、ポリ尿素樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などを挙げることできる。
これらのうち、光透過性の高い樹脂としても、ポリオレフィン系樹脂、アクリル樹脂が好適である。ポリオレフィン樹脂は、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリブテン、エチレン−プロピレン共重合体、エチレン−ブテン共重合体の他に、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を含有していてもよい。このうち、ポリエチレンが好ましい。またアクリル樹脂としては、ポリメチルメタクリレート樹脂などが挙げられる。アクリル樹脂は、感圧接着剤として使用されているものを使用できる。このようなアクリル系感圧接着剤は、シート状のものも、流動性のあるものも使用可能である。アクリル樹脂がシート状のものの場合は、接着剤の表面の剥離シートをはがして、光電変換素子表面と接着させたのち、他方の剥離シートをはがして蛍光体表面と接着して貼り合わせることができる。また流動性のあるものの場合は、直接塗布乾燥することも可能である。エポキシ樹脂としては、熱伝導性エポキシ接着剤を使用できる。
熱遮蔽層はホットメルトシートからなるものであってもよい。本発明におけるホットメルトシートとは、水や溶剤を含まず、室温では固形であり、不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂（以下、ホットメルト樹脂）をシート状に成形したものである。被着体の間にホットメルトシートを挿入し、融点以上の温度でホットメルトシートを溶融後、融点以下の温度で固化させることにより、ホットメルトシートを介して被着体同士を接合する事が出来る。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ため、潮解性を有する蛍光体層に接触しても蛍光体層を潮解させないため、蛍光体層の接合に適している。 また、ホットメルトシートは残留揮発物を含んでいないことで、乾燥による収縮が小さく、間隙充填性や寸法安定性にも優れている。
ホットメルト樹脂として、具体的には主成分により、例えばポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系、アクリル系、エチレン―酢酸ビニル共重合体系等の樹脂をベースにしたものが挙げられる。なかでも光透過性、接着性の観点から、ポリオレフィン系、エチレン―酢酸ビニル共重合体系、アクリル系樹脂をベースにしたものが好ましい。
このような熱遮蔽層は、使用する材料に応じて適宜、形成方法は選択される。
たとえば、光電変換素子表面にあらかじめ積層するか、蛍光体層と光電変換素子を積層する際に、介在させればよい。
たとえば、フィルムや箔上構造体を貼着ないし転写させて積層することができる。また、スピンコート、スクリーン印刷、及びディスペンサー等の手法により、塗布される。
ホットメルトシートの場合、蛍光体層と光電変換素子の間にホットメルトシートを挿入し、減圧下で、加熱することによって、熱遮蔽層を形成できる。
さらに熱遮蔽層は、感圧性接着シートであってもよい。感圧性接着シートとしては、具体的には、アクリル系、ウレタン系、ゴム系及びシリコーン系等を主成分としたものが挙げられる。なかでも光透過性、接着性の観点から、アクリル系及びシリコーン系等を主成分としたものが好ましい。 感圧性接着シートは、ラミネーション装置等により貼り合せる。
蛍光体層への熱遮蔽性という点で、前記蛍光体層の放射線入射方向に垂直な面の断面積をAP、前記熱遮蔽層と蛍光体層との接触面積をATPとした時に、ATP／APが、１．５以上７５以下、好ましくは２以上５０以下である。
図２に示されるように、線の入射・出射面に垂直な任意の面を露出させ、露出した面における蛍光体箇所と非蛍光体箇所の接する線の長さをLTP、露出した面の幅（Ｘ線の入射・出射面に平行な線の長さ）をLpとした時に、
ATP／AP ＝ （LTP／LP）2
とする。
蛍光体が柱状結晶の形態を取っていた場合、ATPとAPの大きさは異なる場合が多い。この時、ATP／APが大きすぎると、熱伝導に寄与する面積が大きくなり、柱状結晶の形態を取っていない場合に比べて熱遮蔽特性が不利となる。一方、ATP／APが小さ過ぎると、シンチレータと熱遮蔽性の接する面積が、接着性を確保出来ないほど小さくなり、界面の剥がれを生じることがある。ATP／APを所定の範囲とすることで、熱遮蔽性を充分に発揮するとともに、界面の剥がれも防止できる。
上記Ｃ／ＴおよびATP／APは、熱遮蔽層の厚みと構成、ないしは蛍光体層の作製条件を適宜調節することで、調整できる。
・耐湿保護膜
本発明に放射線画像検出器１０は、外周を覆うように耐湿保護膜をさらに有していることが好ましい。耐湿保護膜は、放射線画像変換パネル全体を防湿し、蛍光体層１２の劣化を抑制する役割を有する。
耐湿保護膜には、透湿度の低いフィルム保護フィルム、ポリパラキシリレンのような耐湿膜等が挙げられる。
例えば、保護フィルムの場合、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムその他、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が挙げられる。また、必要とされる防湿性にあわせて、前記保護フィルムに金属酸化物等を蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層させた構成を含むとすることもできる。
金属酸化物には、二酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）、ＩＴＯ等が挙げられる。
ポリパラキシリレンなど耐湿膜が形成する場合、シンチレータ層が形成された支持体をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ジパラキシリレンが昇華した蒸気中に露出させておくことにより、蛍光体層１２と支持体１１の全表面がポリパラキシリレン膜で被覆された放射線画像検出器１０を得ることができる。
光電変換素子１５
光電変換素子は、蛍光体層で発生した発光光を吸収して、電荷の形に変換することで電気信号に変換して、放射線画像検出器の外部に出力する役割を有しており、従来公知のものを用いることができる。
ここで、本発明で用いられる光電変換素子の構成は特に制限はないものの、通常、基板と、画像信号出力層と、光電変換素子とがこの順で積層された形態を有している。
このうち、光電変換素子は、蛍光体層で発生した光を吸収して、電荷の形に変換する機能を有している。ここで、光電変換素子は、そのような機能を有する限り、どのような具体的な構造を有していてもよい。例えば、本発明で用いられる光電変換素子は、透明電極と、入光した光により励起されて電荷を発生する電荷発生層と、対電極とからなるものとすることができる。これら透明電極、電荷発生層および対電極は、いずれも、従来公知のものを用いることができる。また、本発明で用いられる光電変換素子は、適当なフォトセンサーから構成されていても良く、例えば、複数のフォトダイオードを２次元的に配置してなるものであってもよく、あるいは、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）センサーなどの２次元的なフォトセンサーからなるものであっても良い。
また、画像信号出力層は、上記光電変換素子で得られた電荷を蓄積するとともに、蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う機能を有する。ここで、画像信号出力層は、どのような具体的な構造を有していてもよく、例えば、光電変換素子で生成された電荷を画素毎に蓄積する電荷蓄積素子であるコンデンサと、蓄積された電荷を信号として出力する画像信号出力素子であるトランジスタとを用いて構成することができる。ここで、好ましいトランジスタの例として、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が挙げられる。
また、基板は、放射線画像検出器の支持体として機能するものであり、上述した本発明の放射線画像検出器１０で用いられる支持体１１と同様のものとすることができる。
このように、本発明で用いうる光電変換素子１５として種々の構成のものを用いることができる。例えば、後述する本願実施例で用いられているように、ガラス基板上に複数のフォトダイオードと複数のＴＦＴ素子を形成してなる光電変換素子を、光電変換素子１５として用いることができる。
さらに、光電変換素子１５は、電気信号に変換されたＸ線の強度情報および位置情報に基づく画像信号を記憶するためのメモリ部、光電変換素子パネル２０を駆動させるために必要な電力を供給する電源部、外部に画像情報を取りだすための通信用出力部など、公知の放射線画像検出器を構成する光電変換素子パネルが有しうる各種部品をさらに備えることができる。
本発明に係る放射線画像検出器には、放熱機構と組み合わせることも可能である。放熱機構としては、前述の特許文献１ないし２に記載の機構の他に、本発明に係る放射性画像検出器を収納する筐体の透過板を高伝導率層と低熱伝導率層を組み合わせた異方熱伝導性の透過板を使用したり(特開2012-141242号公報)、筐体内で、放射線画像検出器の支持体と補強部材の間に熱拡散層や熱拡散シートを設けたり（特開2011-252732号公報、特開2014-81363号公報）、
このような放熱機構は、熱伝導性部材から構成され、例えばシリコーン樹脂、ＳＵＳやアルミニウムなどの熱伝導率が２mm2／ｓの放熱手段が挙げられる。
本発明のように、熱遮蔽層を設け、上記のような放熱機構と組み合わせると、より蛍光体への熱伝達が抑制されるため、温度消光がより抑制できる。
本発明の放射線画像検出器によれば、蛍光体層への回路基板からの熱が遮蔽されているため、動画技術と組み合わせることが可能である。
動画撮影では、被写体を介して、放射線画像撮影装置に放射線を連続的に照射して連続画像を撮影するが、この場合、電気回路等の発熱が激しい一方、放熱機構等による放熱・熱拡散が、発熱に追いつかないことが多く、蛍光体の温度消光の影響が大きくなる。これに対し本発明では、熱遮蔽層を設けているために、蛍光体が温度の影響を受けにくくなっているため、例えば１枚／秒以上の連続画像の検出を行っても、画質が低下するほどの発光量低下や輝度ムラが抑制可能である。
放射線画像検出器の製造方法
本発明に係る放射線画像検出器１０は、例えば、例えば、支持体１１に対して、必要に応じて、従来公知の方法に従って、必要に応じて密着層１３及び保護層の形成を行い、その後、蛍光体層１２の形成を行い、熱遮蔽層を介在させて、光電変換素子と積層したのち、さらに、必要に応じて、従来公知の方法に従って、耐湿保護膜の形成を行うことにより、放射線画像検出器１０を得ることができる。
蛍光体が気相法によって形成されていることが好ましく、具体的には蒸着法によって形成されることが好ましい。
蛍光体層は、真空容器内に蒸発源及び基板回転機構を有する蒸着装置を用いて、支持体を前記支持体回転機構に設置して、当該支持体を回転しながら蛍光体材料を蒸着する工程を含む気相堆積法により、蛍光体層を形成する態様の製造方法が好ましい。
光電検出素子との接着
蛍光体層と光電変換素子とを熱遮蔽層を介して積層する。たとえば熱遮蔽層形成用シートを、蛍光体層と光電変換素子との間に挟み、加圧状態で加熱することにより蛍光体層表面の所定の厚みおよび柱状結晶の接触面積を有す熱遮蔽層を形成できる。
熱遮蔽層としてホットメルト樹脂シートは好適であるが、ホットメルト樹脂シートの両面に剥離可能な保護層が配置された構造を有し、保護層を剥離した後、加熱工程を経ることで接着対象物への固着を実現することが可能である。
＜用途＞
本発明の放射線画像検出器は、種々の態様のＸ線画像撮影システムに応用することができる。静止画はもとより、連続撮影も可能であるため、動画撮影用の放射線検出器として用いることもできる。
以下、実施例により、本発明を詳細に説明するが、本発明は、これに限定されるものではない。
［製造例］
支持体として、厚さ１２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産（株）製ＵＰＩＬＥＸ−１２５Ｓ）を用いた。密着層として蛍光体を形成する面に結晶性ポリエステルであるバイロン樹脂(東洋紡社製)を３μｍとなるようにコートした後に断裁して蒸着用の支持体とした。前記支持体に対して真空下で特開2015-021886号公報に記載の条件でＣｓＩ蛍光体を蒸着した。ＣｓＩの膜厚は２００μｍとなったところで蒸着を終了した。
［実施例1〜２５、比較例１〜５］
表に揚げる熱遮蔽層を形成する各材料について、以下のようにして熱遮蔽層を形成した。
・透明アルミナ膜
所望の厚みを有する市販の透明アルミナ薄膜を、ＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子に載置したのち、前記蛍光体表面に押し付けて密着させた。なお、応力印加による密着を行っているため、アルミナ以外の物質を含む接着剤等は用いていない。
・ITO（錫ドープ酸化アンチモン）
市販のITO分散液を、バインダー樹脂と共に混合し、仮支持体に塗布乾燥してITO含有透明フィルムを成膜した。これを単独ないしは積層させてＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子に載置したのち、前記蛍光体表面に押し付けて密着させた。なお、応力印加による密着を行っているため、ITO以外の物質を含む接着剤等は用いていない。
・エポキシ樹脂
エポキシ樹脂としては、市販の熱伝導性エポキシ接着剤を使用し、ＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子に塗布乾燥して、表１の厚みを有するエポキシ樹脂層を形成したのち、前記蛍光体表面に貼り合わせた。
・ポリエチレン樹脂
市販の低密度ポリエチレン膜を使用し、一方の面をＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子に貼着させ、他方の面を前記蛍光体表面に押し付けて密着させた。なお、応力印加による密着を行っているため、ポリエチレン以外の物質を含む接着剤等は用いていない。
・アクリル樹脂
市販のアクリル系感圧接着シートを使用した。接着シートの一方の表面の剥離シートをはがして、ＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子表面と接着させたのち、他方の剥離シートをはがして蛍光体表面と接着して貼り合わせた。
・ポリオレフィン樹脂
所定の厚さのポリオレフィンフィルムを使用し、一方の面をＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子に貼着させたのち、他方の面を前記蛍光体表面に貼り合わせた。
・ポリパラキシリレン樹脂
蛍光体層が形成された支持体をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ジパラキシリレンが昇華した蒸気中に露出させておくことにより、全表面が所定の厚さのポリパラキシリレン膜で被覆したのち、ＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製フラットパネルディスプレイＦＰＤ：２５２０）表面の光電変換素子と貼り合わせた。
評価項目：
各実施例・比較例で作製した放射線画像検出器について、ATP／AP、輝度、輝度ムラ、画像鮮鋭性は、以下に示す指標で評価した。
・A TP ／A P
光電変換層に密着または貼り合せる前のパネルを断裁し、Ｘ線の入射・出射面に垂直な任意の面を露出させ、その断面を走査型電子顕微鏡写真を、画像処理ソフトを使用して蛍光体箇所及び非蛍光体箇所を区別できるように調整する。この時の、露出した面における蛍光体箇所と非蛍光体箇所の接する線の長さをLTP、露出した面の幅（Ｘ線の入射・出射面に平行な線の長さ）をLpとした時に、
ATP／AP ＝ （LTP／LP）2
として求めた。
評価基準は、このATP／APが、１．５以上７５以下の範囲に入るものを「○」、入らないものと「×」と評価した。
・輝度
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。
蛍光体層厚に依存して、特性が大きく変わるため、蛍光体層厚が同じもの同士の相対評価とした。
評価基準は、実施例１５の発光量を輝度１．０とし、その０．８倍以上１．２倍未満のものを「○」、１．２倍以上のものを「◎」、０．６倍以上０．８倍未満のものを「△」、０．６倍未満のものを「×」と評価した。
・輝度ムラ
表１中の輝度ムラは、輝度撮影時に得られた画像（フラット補正前）において、パネル全体の平均シグナル値に対して、シグナル値の最も大きい箇所と最も小さい箇所のシグナル差が２０％以上を「×」、１０％以上２０％未満を「△」、５％以上１０％未満を「○」、５％未満を「◎」と評価した。
・鮮鋭性
管電圧を８０Ｋｖｐに設定したＸ線照射装置を用いて、Ｘ線を、鉛製のＭＴＦチャートを通して上記蛍光体の裏面（蛍光体層が形成されていない面）から照射し、フラットパネルで検出された画像データをハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の画像データ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線画像の変調伝達関数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。
評価は相対評価で、実施例１５を基準として、その０．５倍未満のものを「×」、０．５倍以上０．９倍未満のものを「△」、０．９倍以上のものを「○」と評価した。
結果を表１に合わせて示す。
［実施例２６〜３０、比較例６〜７］
上記アクリル樹脂を用いて、１０μｍの熱遮蔽層を形成した。このとき、ATP／APが表２になるように意図的に調整した。ATP／APの調整は、熱遮蔽層接着時の温度・貼り合せ時に印加する力及び印加時間・厚み及び重ねあわせ枚数（シート状のものの場合）・重ね塗り回数（流動性のある場合）などを適宜調節して行った。
結果を合わせて表２に示す。輝度ムラの大きい比較例６および７は鮮鋭性は評価できなかった。
本発明によれば、熱遮蔽層の材質と厚み、ATP／APの関係が所定の関係を満たすように構成しているので、輝度に優れ、輝度ムラの少ない、鮮鋭性に優れた放射性画像検出器が得られる。
１０ ・・・本発明に係る放射線画像検出器
１１ ・・・支持体
１２ ・・・蛍光体層
１２１ ・・・蛍光体層
１２２ ・・・下地層
１３ ・・・密着層
１４ ・・・熱遮蔽層
１５ ・・・光電変換素子

Claims (10)

  1. 蛍光体層と、熱遮蔽層と、光電変換素子とを、この順で含む放射線画像検出器において、
    熱遮蔽層の厚みをＴ[μm]、熱伝導率をＣ[W/m・K]としたときに、
    Ｃ／Ｔが、０．００４以上、５以下
    であることを特徴とする、放射線画像検出器。
  2. 前記放射線画像検出器において、
    Ｃ／Ｔが、０．００４以上、０．７以下
    であることを特徴とする、請求項１に記載の放射線画像検出器。
  3. 前記放射線画像検出器において、
    Ｃ／Ｔが、０．００４以上、０．１４以下
    であることを特徴とする、請求項１に記載の放射線画像検出器。
  4. 前記熱遮蔽層の熱伝導率Cが、５[W/m・K]以下であることを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の放射線画像検出器。
  5. 前記熱遮蔽層の熱伝導率Cが、０．７[W/m・K]以下であることを特徴とする、請求項４に記載の放射線画像検出器。
  6. 前記熱遮蔽層の熱伝導率Cが、０．１４[W/m・K]以下であることを特徴とする、請求項４に記載の放射線画像検出器。
  7. 前記放射線画像検出器において、
    前記蛍光体層の、放射線入射方向に垂直な面積をAP、
    前記熱遮蔽層と蛍光体層との接触面積をATPとした時に、
    ATP／APが、１．５以上７５以下であることを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の放射線画像検出器。
  8. 前記熱遮蔽層が、ホットメルト樹脂を主成分とすることを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の放射線画像検出器。
  9. 前記ホットメルト樹脂が、ポリオレフィン樹脂、エチレン―酢酸ビニル共重合体、およびアクリル樹脂のなかから選ばれる少なくとも1種類を含むことを特徴とする、請求項８に記載の放射線画像検出器。
  10. 前記放射線画像検出器において、
    １枚/秒以上の速度で画像が検出されることを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の放射線画像検出器。
JP2015120956A 2015-06-16 2015-06-16 放射線画像検出器 Active JP6524811B2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015120956A JP6524811B2 (ja) 2015-06-16 2015-06-16 放射線画像検出器
US15/177,916 US9627560B2 (en) 2015-06-16 2016-06-09 Radiographic image detector

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2015120956A JP6524811B2 (ja) 2015-06-16 2015-06-16 放射線画像検出器

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2017003543A true JP2017003543A (ja) 2017-01-05
JP6524811B2 JP6524811B2 (ja) 2019-06-05

Family

ID=57588424

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2015120956A Active JP6524811B2 (ja) 2015-06-16 2015-06-16 放射線画像検出器

Country Status (2)

Country Link
US (1) US9627560B2 (ja)
JP (1) JP6524811B2 (ja)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6575105B2 (ja) * 2015-03-27 2019-09-18 コニカミノルタ株式会社 シンチレータパネルおよびその製造方法
JP6926726B2 (ja) * 2017-06-28 2021-08-25 コニカミノルタ株式会社 放射線画像検出パネルおよび放射線検出装置
JP2019047037A (ja) * 2017-09-05 2019-03-22 株式会社東芝 光検出器
JP6991330B2 (ja) * 2018-06-26 2022-02-03 三菱電機株式会社 電磁波検出器および電磁波検出器アレイ

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11128214A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Shimadzu Corp Ｘ線診断装置
JP2003075592A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Canon Inc シンチレータ、放射線検出装置及びシステム
JP2011033562A (ja) * 2009-08-05 2011-02-17 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線画像検出装置
JP2012145474A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Canon Inc 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の製造方法
JP2012154811A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Canon Inc 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
US20120223240A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Radiation detection apparatus, scintillator panel, method for manufacturing same and radiation detection system
JP2012177624A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Fujifilm Corp 放射線画像検出装置及び放射線画像検出装置の製造方法

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7800065B2 (en) * 2008-07-02 2010-09-21 General Electric Company Methods and apparatus for conducting heat from an electronic assembly while providing shock protection
JP5791281B2 (ja) * 2010-02-18 2015-10-07 キヤノン株式会社 放射線検出装置及び放射線検出システム
JP5702220B2 (ja) 2011-04-28 2015-04-15 富士フイルム株式会社 放射線撮影装置
US9035263B2 (en) * 2011-10-25 2015-05-19 Konica Minolta Medical & Graphic, Inc. Radiation imaging apparatus having an anti-static function
JP5785201B2 (ja) * 2012-03-13 2015-09-24 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置
JP6034141B2 (ja) 2012-11-02 2016-11-30 浜松ホトニクス株式会社 放射線検出器

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11128214A (ja) * 1997-10-30 1999-05-18 Shimadzu Corp Ｘ線診断装置
JP2003075592A (ja) * 2001-08-30 2003-03-12 Canon Inc シンチレータ、放射線検出装置及びシステム
JP2011033562A (ja) * 2009-08-05 2011-02-17 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線画像検出装置
JP2012145474A (ja) * 2011-01-13 2012-08-02 Canon Inc 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の製造方法
JP2012154811A (ja) * 2011-01-26 2012-08-16 Canon Inc 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
JP2012177624A (ja) * 2011-02-25 2012-09-13 Fujifilm Corp 放射線画像検出装置及び放射線画像検出装置の製造方法
US20120223240A1 (en) * 2011-03-01 2012-09-06 Canon Kabushiki Kaisha Radiation detection apparatus, scintillator panel, method for manufacturing same and radiation detection system

Also Published As

Publication number Publication date
US9627560B2 (en) 2017-04-18
US20160372611A1 (en) 2016-12-22
JP6524811B2 (ja) 2019-06-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US10302773B2 (en) Radiation detector
JP6492422B2 (ja) 放射線画像変換パネル
JP6528387B2 (ja) シンチレータパネルおよび放射線検出器
JP6524811B2 (ja) 放射線画像検出器
JP6221352B2 (ja) 放射線画像変換パネル、および放射線画像検出器
US10241216B2 (en) Radiation image detection panel and radiation detection device
JP2019023579A (ja) シンチレータ
CN107797135B (zh) 放射线检测器
US9372268B2 (en) Method for erasing bright burn and radiographic imaging device having bright burn-erasing function
JP2016085164A (ja) シンチレータパネル、放射線検出器およびそれらの製造方法
JP6519195B2 (ja) シンチレータパネル及び放射線検出器
US20120104266A1 (en) Radiation detecting element, method of producing same, radiation detecting module, and radiation image diagnostic apparatus
JP2018179795A (ja) Ｘ線位相コントラスト撮影装置
JP4204344B2 (ja) 放射線画像形成材料および放射線画像形成方法
JP2011232197A (ja) シンチレータパネル及び放射線画像検出装置
JP6756170B2 (ja) 放射線画像変換パネル
JP2014052330A (ja) 放射線画像検出器及び放射線画像検出器の製造方法
JP2018036198A (ja) シンチレータパネル
JP2017018527A (ja) 放射線検出器、および、放射線撮像システム
JP2017161407A (ja) シンチレータおよび放射線検出器
JP7287515B2 (ja) 放射線検出器
JP2016085194A (ja) 放射線検出器及びその製造方法
JP2017508969A (ja) 強磁性層をもつ放射線透過撮影用フラットパネル検出器およびその製法
US20180011207A1 (en) Scintillator panel
JP6759056B2 (ja) 放射線検出装置及び放射線撮像システム

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20171225

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20181025

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20181113

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20190109

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20190409

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20190422

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6524811

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150