JP2017181295A - 放射線検出器及びシンチレータパネル - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレータ層の劣化を抑制しながら、有効領域を拡大することができる放射線検出器及びシンチレータを提供する。【解決手段】放射線検出器は、主面２ｓと、主面２ｓ上に形成された複数の光電変換素子１０と、を含むセンサパネル２と、シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含み主面２ｓ上に形成されたシンチレータ層３と、シンチレータ層３の表面３ａ及び側面３ｂを被覆する中間層５と、シンチレータ層３を囲うように主面２ｓ上に形成された樹脂枠６と、シンチレータ層３を封止するように樹脂枠６に接着された保護板８と、を備え、シンチレータ層３は、中間層５を介して樹脂枠６に接触するように主面２ｓに沿って延在している。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線検出器及びシンチレータパネルに関する。

特許文献１には、Ｘ線イメージングシステムに用いられる検出器アレイが記載されている。この検出器アレイは、ガラス基板上に設けられた検出器素子と、検出器素子上に形成された柱状結晶よりなるシンチレータと、シンチレータ上に配置された可視光を反射するシートとを有している。シンチレータ及びシートは、ガラス基板に固定されるカバーによって封止されている。例えば、カバーとガラス基板とは、エポキシシーラントを用いて接着される金属フレームによって封止される。金属フレームは、シンチレータから離間してシンチレータを囲んでいる。

特開２００３−２７９６５６号公報

一般に、シンチレータ層を枠体で囲んだ構成を有する放射線検出器では、枠体の内側のできる限り広い範囲にシンチレータ層を形成することにより、有効領域を拡大することが望まれる。しかしながら、有効領域が拡大されることによって、シンチレータ層が枠体に接触すると、枠体を固定する接着剤等に含まれる溶剤の影響によりシンチレータ層の周辺部分が劣化する虞がある。この場合、シンチレータ層の周辺部分における発光量が低下したＸ線画像が生成されてしまう。

本発明は、有効領域を拡大するとともに、シンチレータ層の周辺部分の劣化を抑制することができる放射線検出器及びシンチレータを提供することを目的とする。

一形態の放射線検出器は、主面と、主面上に形成された複数の光電変換素子と、を含むセンサパネルと、シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含み主面上に形成されたシンチレータ層と、シンチレータ層の表面及び側面を被覆する中間層と、シンチレータ層を囲うように主面上に形成された樹脂枠と、シンチレータ層を封止するように樹脂枠に接着された保護板と、を備え、シンチレータ層は、中間層を介して樹脂枠に接触するように主面に沿って延在している。

また、一形態のシンチレータパネルは、主面を含み、光透過性を有する基板と、シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含み基板の主面上に形成されたシンチレータ層と、シンチレータ層の表面及び側面を被覆する中間層と、シンチレータ層を囲うように主面上に形成された樹脂枠と、シンチレータ層を封止するように樹脂枠に接着された保護板と、を備え、シンチレータ層は、中間層を介して樹脂枠に接触するように主面に沿って延在している。

このような放射線検出器及びシンチレータパネルでは、センサパネル又は基板に対して樹脂枠及び保護板を設けることによって、シンチレータ層を封止している。シンチレータ層の表面及び側面は、中間層により被覆されている。そして、シンチレータ層は、中間層を介して樹脂枠に接触するように主面に沿って延在している。このため、シンチレータ層と樹脂枠とを離間して配置した場合と比較して、有効領域を拡大することができる。また、シンチレータ層と樹脂枠との接触部に中間層が介在しているので、樹脂枠の溶剤の影響によりシンチレータ層の周辺部分が劣化することが抑制される。したがって、有効領域を拡大するとともに、シンチレータ層の周辺部分の劣化を抑制することができる。なお、有効領域とは、主面におけるシンチレータ層が形成された領域である。

また、一形態においては、シンチレータ層と保護板との間に空間が形成されてもよい。この構成によれば、シンチレータ層の膜厚が不均一である場合や、保護板に反りがある場合にも、形状の安定性を保持することができる。

また、一形態においては、中間層は、シンチレータ層で発生したシンチレーション光に対する光反射層又は光吸収層であってもよい。中間層に光反射の機能を付与した場合には、放射線検出に対する感度を向上させることができる。また、中間層に光吸収の機能を付与した場合には、放射線検出に対する解像度を向上させることができる。

また、一形態においては、保護板は、ガラス、金属、又はカーボンを含む材料によって形成されていてもよい。ガラス、金属、又はカーボンを含む材料を用いることによって、防湿性の向上を図ることができる。

また、一形態においては、保護板は、表面に対向する正面部と、側面に対向する側面部とを有してもよい。側面部を有することによって、基板等から保護板までに所定の距離を確保することができる。

また、一形態においては、無機固形材料からなり、樹脂枠の外周に沿って樹脂枠に接するように配置された枠部材を備えてもよい。この構成によれば、樹脂枠の外側に枠部材が配置されることによって防湿性が向上する。また、基板等と保護板との間に枠部材が配置されるので、形状の安定性が向上する。

また、一形態においては、無機固形材料は、ガラスロッドであってもよい。ガラスロッドを用いることによって、無機固形材料を樹脂枠の外側に容易に配置することができる。

一形態の放射線検出器及びシンチレータパネルによれば、有効領域を拡大するとともに、シンチレータ層の周辺部分の劣化を抑制することができる。

図１は、一実施形態に係る放射線検出器の断面図である。 図２は、図１に示された放射線検出器の平面図である。 図３は、図１に示された放射線検出器の製造工程を示す図である。 図４は、図１に示された放射線検出器の製造工程を示す図である。 図５は、他の実施形態に係る放射線検出器の断面図である。 図６は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 図７は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 図８は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 図９は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 図１０は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 図１１は、変形例に係る放射線検出器を説明するための模式図である。 ガラスロッドを備えない放射線検出器を示す断面図である。

以下、一実施形態に係る実施の形態について図面を参照しながら具体的に説明する。便宜上、実質的に同一の要素には同一の符号を付し、その説明を省略する場合がある。以下に説明する放射線検出器は、Ｘ線等の放射線を可視光等のシンチレーション光に変換して検出する。このような放射線検出器は、例えば、マンモグラフィー装置、胸部検査装置、ＣＴ装置、歯科口内撮影装置、放射線カメラ等において、放射線イメージング用のデバイスとして用いることができる。

［第１実施形態］
図１は、本実施形態に係る放射線検出器の断面図である。図２は、図１に示された放射線検出器の平面図である。なお、図２では保護板が省略されている。図１，２に示されるように、放射線検出器１Ａは、センサパネル２、シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６、枠部材７、及び保護板８を備えている。

センサパネル２は、例えば矩形板状であり、主面２ｓと、主面２ｓ上に形成された複数の光電変換素子１０と、を有する。より具体的には、センサパネル２は、主面２ｓを含む板状の基部２ｐを有している。また、光電変換素子１０は、主面２ｓに沿って２次元状に配列されている。主面２ｓ及び光電変換素子１０上には、パッシベーション膜又は平坦化膜等の膜部１１が形成されている。

シンチレータ層３は、Ｘ線等の放射線の入射に応じて、可視光等のシンチレーション光を生じさせる。シンチレータ層３は、膜部１１を介して、主面２ｓ及び光電変換素子１０上に設けられている。シンチレータ層３は、光電変換素子１０に光学的に結合されている。したがって、光電変換素子１０は、シンチレータ層３において発生したシンチレーション光を入力し、シンチレーション光に応じた電気信号を出力する。電気信号は、図示しない配線等により外部に取り出される。これにより、放射線検出器１は放射線を検出する。

シンチレータ層３は、例えば、主面２ｓに交差（例えば直交）する方向からみて、主面２ｓの矩形状のエリアに形成されている。シンチレータ層３の外縁部は、シンチレータ層３の中心から縁に向かう方向にシンチレータ層３の厚さＨ１が減少するように、傾斜部が設けられている。したがって、シンチレータ層３の全体としての断面形状は、例えば台形状である。すなわち、シンチレータ層３は、主面２ｓに沿って形成される表面（上面）３ａと、表面３ａの周囲に形成される傾斜した側面３ｂとを有する。

シンチレータ層３の厚さＨ１（上記の傾斜部以外の厚さ）は、例えば６００μｍ程度である。シンチレータ層３は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含んでいる。シンチレータ材料は、例えば、ＣｓＩ：ＴｌといったＣｓＩを主成分とする材料である。

中間層５は、シンチレータ層３の表面３ａの全面を被覆するとともに、側面３ｂの全面を被覆する。すなわち、中間層５の周縁は、センサパネル２の主面２ｓに接触しており、中間層５の周縁と主面２ｓとの間に間隙は生じていない。中間層５は、例えば紫外線硬化樹脂等に含まれる溶剤がシンチレータ層３に浸透することを抑制する。また、中間層５は、例えば、シンチレーション光に対する反射又は吸収等の光機能を有する。すなわち、中間層５は、シンチレータ層３で発生したシンチレーション光に対する光反射層又は光吸収層である。

樹脂枠６は、センサパネル２の主面２ｓに交差する方向からみてシンチレータ層３を囲うように、主面２ｓ上に設けられている。樹脂枠６は、例えば矩形環状である。主面２ｓからの樹脂枠６の高さＨ２は、主面２ｓからのシンチレータ層３の高さＨ１よりも大きい。樹脂枠６は、主面２ｓと保護板８との間に介在して主面２ｓと保護板８とを互いに接合する。本実施形態では、樹脂枠６は、シンチレータ層３を被覆している中間層５に接している。より具体的には、中間層５の外周縁と樹脂枠６の内周縁とが接している。換言すれば、シンチレータ層３は、中間層５を介して樹脂枠６に接するように沿って延在している。樹脂枠６は、例えば紫外線硬化性を有するエポキシ樹脂等からなる透湿性が低い樹脂である。

なお、図１に示されるように、樹脂枠６は、第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂによって形成されている。本実施形態では、同様の紫外線硬化樹脂によって第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂを形成している。そのため、図面では第１樹脂枠６ａと第２樹脂枠６ｂとを模式的に分けて描いているが、硬化後は第１樹脂枠６ａと第２樹脂枠６ｂとが一体となっている。

枠部材７は、樹脂枠６の外周に沿って樹脂枠６に接した状態で、主面２ｓ上に載置されている。枠部材７は、無機固形材料によって形成されている。本実施形態では、枠部材７はガラスを原材料とした４本のガラスロッド７ａによって構成されている。４本のガラスロッド７ａは、いずれも一様な径Ｄの円柱状をなしており、互いに同形状となっている。ガラスロッド７ａの径Ｄは、主面２ｓからのシンチレータ層３の高さＨ１よりも大きく、例えば１ｍｍ程度である。４本のガラスロッド７ａは、互いの端部同士が接触することによって矩形環状をなす枠部材７を構成している（図２参照）。枠部材７の内縁側は、樹脂枠６の外周に沿って樹脂枠６に接している。一方、枠部材７の外縁側は樹脂枠６から露出している。すなわち、枠部材７の内縁側の一部は樹脂枠６に埋設されており、枠部材７の外縁側の残部は樹脂枠６から露出している。

保護板８は、例えば、主面２ｓに沿って延びる矩形平板状である。一例として、主面２ｓに沿った方向について、保護板８のサイズは、枠部材７のサイズよりも大きく、且つ、センサパネル２のサイズよりも小さい。なお、枠部材７のサイズとは、枠部材７における主面２ｓに沿って互いに対向する部分の外縁同士の間隔である。保護板８の厚さは、例えば０．５ｍｍ以上２．０ｍｍ以下程度である。保護板８は、例えば、ガラス、金属、又はカーボンを含む材料によって形成されており、一例として、ガラス板、アルミニウム板、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）板等である。保護板８は、放射線を透過する。

保護板８は、中間層５によって被覆されたシンチレータ層３の表面３ａに対向した状態で樹脂枠６に接着されている。センサパネル２の主面２ｓから保護板８までの距離（高さＨ２）は、ガラスロッドの径Ｄと略同一となっている。保護板８は、主面２ｓに交差する方向からみて、シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６及び枠部材７を覆うように配置されている。保護板８、主面２ｓ及び樹脂枠６は、シンチレータ層３及び中間層５が配置される封止された空間を形成する。また、シンチレータ層３及び中間層５と保護板８とは離間して配置されている。すなわち、シンチレータ層３及び中間層５と保護板８との間には空間Ｓが形成されている。

次に、放射線検出器１Ａの製造工程について説明する。図３及び図４は、放射線検出器の製造工程を示す図である。

まず、複数の光電変換素子１０が主面２ｓ上に形成されたセンサパネル２を用意する（図３の（ａ））。続いて、図３の（ｂ）に示されるように、センサパネル２の主面２ｓ上に、複数の柱状結晶を含むシンチレータ層３を気相堆積法によって形成する。この工程では、例えば、蛍光体材料（例えばＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＢｒ：Ｅｕ等）をセンサパネル２の主面２ｓ上に真空蒸着することによって、主面２ｓ上に蛍光体の柱状結晶を成長させ、シンチレータ層３を形成する。これにより、断面視において表面３ａ及び側面３ｂを有する台形状をなすシンチレータ層３が形成される。

続いて、図３の（ｃ）に示されるように、中間層５によってシンチレータ層３の表面３ａ及び側面３ｂを被覆する。具体的には、例えば、シンチレーション光に対する反射又は吸収等の光機能を有する顔料とバインダ樹脂とからなる塗布剤を用意する。シンチレーション光を反射する顔料としては、例えば二酸化チタン、酸化イットリウム、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等の白色顔料を挙げることができる。また、シンチレーション光を吸収する顔料としては、例えばカーボンブラック、四三酸化鉄等の黒色顔料を挙げることができる。また、バインダ樹脂としては、アクリル系有機樹脂、ウレタン、エポキシ、フッ素、フェノール、ポリイミド、ポリビニルアルコール、ポリエチレン、ポリエステル、ポリカーボネート、ポリウレタン系有機樹脂等を挙げることができる。そして、シンチレータ層３の表面３ａ及び側面３ｂの全体に対して、塗布剤を塗布し、樹脂層を形成する。次いで、この樹脂層を乾燥させて硬化させることにより中間層５を作製することができる。中間層５を作成した後に、焼成等によってシンチレータ層３を活性化してもよい。

続いて、図３の（ｄ）に示されるように、シンチレータ層３を囲うように主面２ｓ上に第１樹脂枠６ａを形成する。第１樹脂枠６ａは、例えばエポキシ樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂等の紫外線硬化樹脂である。この工程では、第１樹脂枠６ａの形成位置をシンチレータ層３に近付けるために、中間層５と接するように第１樹脂枠６ａを形成する。たとえば図示例のように、中間層５の外周縁と第１樹脂枠６ａの内周縁とが接するように第１樹脂枠６ａを配置することができる。形成する第１樹脂枠６ａの高さＨ３は、使用する樹脂の粘度によって決定することができる。例えば、第１樹脂枠６ａの高さＨ３をシンチレータ層３の高さＨ１の半分よりも高くすることができる。

続いて、図４の（ａ）に示されるように、第１樹脂枠６ａの外周に沿って第１樹脂枠６ａに接するように枠部材７を配置する。この工程では、例えば、主面２ｓ上に配置されたガラスロッド７ａを第１樹脂枠６ａの外側から第１樹脂枠６ａに向けて移動させることによって、ガラスロッド７ａを第１樹脂枠６ａに接触させる。４本のガラスロッド７ａを互いの端部同士が接触するように配置することによって矩形環状をなす枠部材７を形成する（図２参照）。続いて、枠部材７が形成された後に、第１樹脂枠６ａを硬化する。本実施形態では、硬化前の第１樹脂枠６ａに対して紫外線を照射することによって、第１樹脂枠６ａを硬化させる。これによって、ガラスロッド７ａが第１樹脂枠６ａに固定される。

続いて、図４の（ｂ）に示されるように、シンチレータ層３を囲うように第１樹脂枠６ａ上に第２樹脂枠６ｂを形成する。この工程では、例えば、第１樹脂枠６ａの形成に用いられた紫外線硬化樹脂と同様の紫外線硬化樹脂を用いることができる。第１樹脂枠６ａ上に、第１樹脂枠６ａと同様にシンチレータ層３を囲むように第２樹脂枠６ｂを形成する。この際、第２樹脂枠６ｂの主面２ｓと反対側の端部は、枠部材７よりも高い位置になっている。図示例のように、第１樹脂枠６ａ上に第２樹脂枠６ｂを形成するとともに、ガラスロッド７ａ上に第２樹脂枠６ｂを形成してもよい。また、この工程では、主面２ｓからの第２樹脂枠６ｂの高さＨ４を中間層５の高さＨ５よりも高く形成する。枠部材７の内周面は、第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂによって覆われる。一方、枠部材７の外周面は第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂから露出している。

続いて、図４の（ｃ）に示されるように、保護板８を樹脂枠６に接着することにより、シンチレータ層３及び中間層５を封止する。この工程では、硬化前の第２樹脂枠６ｂの全周に接するように保護板８を配置する。この際、保護板８をセンサパネル２側に押圧すること、または、保護板８の自重によって、第２樹脂枠６ｂが変形する。これにより、センサパネル２の主面２ｓから保護板８までの距離（高さＨ２）は、枠部材の高さ（ガラスロッドの径Ｄ）と略同一となる。第２樹脂枠６ｂと保護板８とを接着することによって、主面２ｓ、樹脂枠６及び保護板８で封止された空間が形成される。

続いて、第２樹脂枠６ｂを硬化する。本実施形態では、硬化前の第２樹脂枠６ｂに対して紫外線を照射することによって、第２樹脂枠６ｂを硬化させる。これによって、保護板８が第２樹脂枠６ｂに固定される。すなわち、保護板８が樹脂枠６を介して主面２ｓ上に固定され、放射線検出器１Ａが完成する。

以上説明した放射線検出器１Ａでは、センサパネル２に対して樹脂枠６及び保護板８を設けることによって、シンチレータ層３を封止している。シンチレータ層３の表面３ａ及び側面３ｂは、中間層５により被覆されている。そして、シンチレータ層３は、中間層５を介して樹脂枠６に接触するように主面２ｓに沿って延在している。このため、シンチレータ層３と樹脂枠６とを離間して配置した場合と比較して、有効領域を拡大することができる。すなわち、樹脂枠６の内側におけるシンチレータ層３が占める割合を大きくすることができる。また、シンチレータ層３と樹脂枠６との接触部に中間層５が介在しているので、樹脂枠６の溶剤の影響によりシンチレータ層３の周辺部分が劣化することが抑制される。したがって、有効領域を拡大するとともに、シンチレータ層３の周辺部分の劣化を抑制することができる。

また、シンチレータ層３と樹脂枠６とを離間して配置する場合には、シンチレータ層３が樹脂枠６に接触するように配置される場合に比べて、樹脂枠を大きく形成する必要がある。この場合には、樹脂枠に固定される保護板に大きな応力が加わる虞がある。本実施形態では、樹脂枠６とシンチレータ層３との間に間隙が形成されていないことで、樹脂枠６の大きさを小さくすることができる。これによって、保護板８に加わる応力を小さくすることができるので、耐衝撃性が向上する。

また、シンチレータ層３と保護板８との間には空間Ｓが形成されている。これによれば、シンチレータ層３の膜厚が不均一である場合や、保護板８に反りがある場合にも、シンチレータ層３と保護板８とが互いに干渉し合うことがなく、形状の安定性を保持することができる。

また、中間層５は、シンチレータ層３で発生したシンチレーション光に対する光反射層又は光吸収層である。中間層５に光反射の機能を付与した場合には、放射線検出に対する感度を向上させることができる。また、中間層５に光吸収の機能を付与した場合には、放射線検出に対する解像度を向上させることができる。

また、保護板８は、ガラス、金属、又はカーボンを含む材料によって形成されている。このように、ガラス材料、金属材料又はカーボン材料を用いることによって、防湿性の向上を図ることができる。

また、無機固形材料からなり、樹脂枠６の外周に沿って樹脂枠６に接するように配置された枠部材７を備える構成となっている。この構成によれば、樹脂枠６の外側に透湿性を有さない枠部材７が配置されることによって防湿性が向上する。また、センサパネル２と保護板８との間に枠部材７が配置されるので、枠部材７がスペーサとして機能し、形状の安定性が向上する。また、ガラスロッド７ａによって枠部材７を形成しているので、枠部材７を樹脂枠６の外側に容易に配置することができる。

［第２実施形態］
本実施形態に係る放射線検出器１Ｂは、透光性を有する基板上にシンチレータ層が形成されている点で第１実施形態の放射線検出器１Ａと相違している。以下、主として第１実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。

図５に示すように、放射線検出器１Ｂは、シンチレータパネル１Ｃとセンサパネル３０とを備える。シンチレータパネル１Ｃは、基板２２、シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６、枠部材７及び保護板８を備えている。基板２２は、矩形板状であり、主面２２ｓと主面２２ｓの逆側の裏面２２ｂとを有している。基板２２は、シンチレータ層３で生じるシンチレーション光に対して光透過性を有する。基板２２の厚さは、例えば２．０ｍｍ程度である。基板２２は、例えば、ＦＯＰ（ファイバオプティックプレート：多数の光ファイバを束ねて構成される光学デバイス（例えば、浜松ホトニクス（株）製Ｊ５７３４））等から構成される。

シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６、枠部材７及び保護板８は、基板２２の主面２２ｓ上に配置されている。シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６、枠部材７及び保護板８の構成及び製造方法は、基板２２の主面２２ｓ上に形成される点を除いて、第１実施形態と同様であるため、詳細な説明を省略する。

センサパネル３０は、例えば矩形板状であり、主面３０ｓと、主面３０ｓ上に形成された複数の光電変換素子１０と、を有する。より具体的には、センサパネル３０は、主面３０ｓを含む板状の基部３０ｐを有している。また、光電変換素子１０は、主面３０ｓに沿って２次元状に配列されている。主面３０ｓ及び光電変換素子１０上には、パッシベーション膜又は平坦化膜等の膜部３１が形成されている。

センサパネル３０は、基板２２の裏面２２ｂに接合されている。これにより、シンチレータパネル１Ｃのシンチレータ層３で生じたシンチレーション光は、基板２２を透過し、センサパネル３０の光電変換素子１０によって検出される。このように、本実施形態では、シンチレータパネル１Ｃにセンサパネル３０が接合されることによって放射線検出器１Ｂが構成されている。このような放射線検出器１Ｂにおいても、第１実施形態における放射線検出器１Ａと同様の作用効果を奏することができる。

以上、本発明の実施の形態について図面を参照して詳述したが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではない。例えば、第１実施形態及び第２実施形態における各要素の配置、形状等は、一例であって、これに限定されるものではない。以下、本発明の一形態における各変形例について、主として上記実施形態と相違する点について説明し、同一の要素や部材については同一の符号を付して詳しい説明を省略する。なお、以下の説明において参照する図６〜図９では、樹脂枠６が第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂによって形成されている場合であっても、第１樹脂枠６ａ及び第２樹脂枠６ｂが一体となった樹脂枠６として描く場合がある。

図６の（ａ）及び（ｂ）は、樹脂枠が配置される位置が異なる変形例を示す断面図である。上記の各実施形態では、樹脂枠６の内縁と中間層５の外縁とが接するように樹脂枠６が形成されている例を示したが、これに限定されない。図６の（ａ）に示すように、樹脂枠６が、シンチレータ層３及び中間層５の傾斜面に接するように配置されていてもよい。また、図６の（ｂ）に示すように、樹脂枠６が、シンチレータ層３及び中間層５の上面に接するように配置されていてもよい。図６の（ａ）及び（ｂ）に示す例では、樹脂枠６の内側におけるシンチレータ層３が占める割合をさらに大きくすることができる。

図６の（ｃ）は、中間層５の形状についての変形例を示す断面図である。図６の（ｃ）では、樹脂枠６、枠部材７及び保護板８を省略している。樹脂枠６、枠部材７及び保護板８の配置等は、各実施形態及び各変形例の構成を採用してもよい。図６の（ｃ）に示すように、中間層５をシンチレータ層３の表面３ａ及び側面３ｂだけでなく、センサパネル２の主面２ｓ上におけるシンチレータ層３の周囲の部分まで延在させてもよい。この場合、中間層５によって、より確実にシンチレータ層３を被覆することができる。

図７の（ａ）及び（ｂ）は、枠部材の形状についての変形例を示す断面図である。図７では、樹脂枠の近傍のみを示し、シンチレータ層及び中間層を省略している。図７の（ａ）に示すように、枠部材７を構成するガラスロッド７ｂの形状を四角柱状にしてもよい。また、図７の（ｂ）に示すように、枠部材７を構成するガラスロッド７ｃの形状を六角柱状にしてもよい。角柱状のガラスロッド７ｂ，７ｃは転がりにくいため、ガラスロッド７ｂ，７ｃの位置決めを行いやすい。また、ガラスロッド７ｂ，７ｃの底面及び上面がセンサパネル２及び保護板８に対して面で接触し得るので、形状の安定性を保持しやすい。

図８の（ａ）〜（ｃ）は、保護板のサイズが異なる変形例を示す断面図である。上記実施形態では、枠部材７よりも大きく、センサパネル２よりも小さい保護板８を例示したがこれに限定されない。例えば、図８の（ａ）に示すように、主面２ｓに沿った方向についてセンサパネル２の大きさと略同じ大きさの保護板８であってもよい。また、図８の（ｂ）に示すように、主面２ｓに沿った方向について枠部材７の外縁よりも小さく枠部材７の内縁よりも大きい保護板８であってもよい。この例では、保護板８がガラスロッド７ａの中心よりも外側まで延在している。また、図８の（ｃ）に示すように、主面２ｓに沿った方向について枠部材７の内縁と略同じ大きさの保護板８であってもよい。この場合、樹脂枠６が保護板８よりも外側まで延在している。

図９の（ａ）〜（ｆ）は、樹脂枠及び枠部材の配置についての変形例を示す断面図である。図９では、樹脂枠６の近傍のみを示し、シンチレータ層及び中間層を省略している。図９に示すように、枠部材７を配置せず、樹脂枠６のみによって保護板８を支持してもよい。また、図９の（ｂ）に示すように、枠部材７の内縁だけでなく、枠部材７の外縁にも樹脂枠６を形成することができる。すなわち、枠部材７の全体を樹脂枠６に埋設してもよい。この場合、図９の（ｃ）に示すように、保護板８の大きさを枠部材７と同程度の大きさにしてもよい。また、図９の（ｄ）に示すように、枠部材７と主面２ｓとの間に第１樹脂枠６ａを配置し、枠部材７と保護板８との間に第２樹脂枠６ｂを配置してもよい。この場合、図９の（ｅ）に示すように、第１樹脂枠６ａよりも第２樹脂枠６ｂを内側に配置してもよい。また、図９の（ｆ）に示すように、第１樹脂枠６ａよりも第２樹脂枠６ｂを外側に配置してもよい。

図１０の（ａ）〜（ｅ）は、枠部材の形態についての変形例を示す平面図である。図１０では、保護板を省略して示している。図１０の（ａ）に示すように、ガラスロッド７ａに代えて、ガラスロッド７ａよりも短いガラスロッド７ｄによって枠部材７を形成してもよい。ガラスロッド７ｄの長さは、例えば主面２ｓに沿った中間層５の一辺と同程度の長さであり、主面２ｓに沿ったシンチレータ層の一辺の長さと同程度の長さである。この変形例では、４本のガラスロッド７ｄが互いに離間して配置されることによって、角部のない矩形環状の枠部材７を形成している。図１０の（ｂ）に示すように、ガラスロッド７ａに代えて、ガラスロッド７ｄよりも短いガラスロッド７ｅによって枠部材７を形成してもよい。ガラスロッド７ｅの長さは、例えば主面２ｓに沿った中間層５の一辺の１／３程度の長さであってもよい。この変形例では、９本のガラスロッド７ｅが互いに離間して環状に配置されることによって、矩形環状の枠部材７を形成している。矩形環状をなす枠部材７の一辺は、３本のガラスロッド７ｅによって形成される。図１０の（ａ）及び（ｂ）に示すように、枠部材７を構成するガラスロッド７ｄ，７ｅは、互いに離間されてもよい。

また、図１０の（ｃ）に示すように、４本のガラスロッド７ａに代えて、矩形枠状に形成された単一のガラスロッド７ｆを枠部材７として用いてもよい。また、図１０の（ｄ）に示すように、ガラスロッド７ａに代えて、Ｌ字状に形成された一対のガラスロッド７ｇによって枠部材７を形成してもよい。この変形例では、２本のガラスロッド７ｇを矩形枠状に配置することによって枠部材７を形成している。また、図１０の（ｅ）に示すように、４本のガラスロッド７ａに代えて、角部が湾曲した矩形環状に形成された単一のガラスロッド７ｈを枠部材７として用いてもよい。

図１１の（ａ）〜（ｃ）は、保護板の形態が異なる変形例を示す断面図である。図１１の（ａ）に示すように、保護板８に代えて保護板１０８を有していてもよい。保護板１０８は、シンチレータ層３の表面３ａに対向する正面部１０８ａと、側面３ｂに対向する側面部１０８ｂとを有する。これにより、保護板１０８は、台形状をなすシンチレータ層３の形状に沿って配置される。正面部１０８ａと側面部１０８ｂとは直交している。側面部１０８ｂの２ｓ側の端部は、樹脂枠６に固定されている。図１１の（ｂ）に示すように、保護板８に代えて保護板２０８を有していてもよい。保護板２０８は、シンチレータ層３の表面３ａに対向する正面部２０８ａと、側面３ｂに対向する側面部２０８ｂとを有する。側面部２０８ｂは、正面部２０８ａから離れるにつれて外側に広がるように傾斜している。これにより、保護板２０８は、台形状をなすシンチレータ層３の形状に沿って配置される。側面部２０８ｂの２ｓ側の端部は、樹脂枠６に固定されている。図１１の（ａ）及び（ｂ）に示すように、これらの変形例では、側面部１０８ｂ，２０８ｂを有することによって、センサパネル２から保護板１０８，２０８までに側面部１０８ｂ，２０８ｂの高さ分の距離を確保することができる。

また、図１１の（ｃ）に示すように、保護板８に代えて保護シート３０８を有していてもよい。保護シート３０８は、例えば可撓性及び防湿性を有するシートによって形成されている。保護シート３０８は、中間層５に接触して、中間層５を被覆する。すなわち、保護シート３０８は、シンチレータ層３の表面３ａに対向する正面部３０８ａと、側面３ｂに対向する側面部３０８ｂとを有する。これにより、保護シート３０８は、台形状をなすシンチレータ層３の形状に沿って配置される。側面部３０８ｂの主面２ｓ側の端部は、樹脂枠６に固定されている。

また、上記実施形態では、平板状である保護板を例示したが、例えば、撓みを有する平板状であってもよい。この場合、主面から保護板の中央部分までの距離が、主面から保護板の周辺部分までの距離よりも大きくなるように撓んだ形状であってもよい。また、主面から保護板の中央部分までの距離が、主面から保護板の周辺部分までの距離よりも小さくなるように撓んだ形状であってもよい。

また、枠部材がガラス材料によって形成されている例を示したが、これに限定されず、例えば、アルミニウム等の金属材料によって形成されていてもよい。上記の各実施形態では、枠部材としてガラスロッドが用いられている。この場合、紫外線がガラスロッドを透過することによって、樹脂枠を形成する紫外線硬化樹脂に対して、紫外線を効率的に照射することができる。

また、樹脂枠を形成する樹脂材料として紫外線硬化樹脂を例示したが、これに限定されない。例えば、樹脂枠は熱硬化性樹脂によって形成されてもよい。また、第１樹脂枠と第２樹脂枠とは互いに異なる材料によって形成されてもよい。

また、シンチレータ層及び中間層と保護板との間に空間が形成されている例を示したが、例えば当該空間には弾性材料からなる充填材が充填されていてもよい。

また、各実施形態及び変形例において、相互の構成を互いに採用することができる。例えば、図８、図９等に示す変形例において、ガラスロッド７ａに代えてガラスロッド７ｂ、７ｃの構成を採用してもよい。

［試験例］
図１２は、ガラスロッドを備えない放射線検出器１Ｄを示す断面図である。この放射線検出器１Ｄは、センサパネル２、シンチレータ層３、中間層５、樹脂枠６及び保護板８を備えており、枠部材７を備えない点のみにおいて第１実施形態の放射線検出器１Ａと相違している。本試験例では、枠部材７を有する放射線検出器１Ａと枠部材７を有さない放射線検出器１Ｄとをサンプルとして、枠部材７の有無による防湿性能の違いについて試験した。試験では、温度を５０℃、相対湿度を９０％に調整した恒温槽内に各サンプルを配置し、Ｘ線特性（解像度、発光量）の推移を計測した。解像度の計測結果を表１に示す。また、発光量の計測結果を表２に示す。

表１では、初期のＣＴＦ（解像度：Contrast Transfer Function）を１００％としたときの、各時間経過時のＣＴＦの相対値を示している。また、表２では、初期のシンチレータ層の発光量を１００％としたときの、各時間経過時の発光量の相対値を示している。いずれの結果からも、枠部材を備えていない場合に比べて、枠部材を備えている場合には、放射線検出器の性能の大きな低下はみられなかった。

１Ａ，１Ｂ，１Ｄ…放射線検出器、１Ｃ…シンチレータパネル、２，３０…センサパネル、３…シンチレータ層、５…中間層、６…樹脂枠、６ａ…第１樹脂枠、６ｂ…第２樹脂枠、７…枠部材、７ａ…ガラスロッド、８…保護板。

Claims (15)

1. 主面と、前記主面上に形成された複数の光電変換素子と、を含むセンサパネルと、
   シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含み前記主面上に形成されたシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層の表面及び側面を被覆する中間層と、
   前記シンチレータ層を囲うように前記主面上に形成された樹脂枠と、
   前記シンチレータ層を封止するように前記樹脂枠に接着された保護板と、を備え、
   前記シンチレータ層は、前記中間層を介して前記樹脂枠に接触するように前記主面に沿って延在している、
   放射線検出器。
2. 前記シンチレータ層と前記保護板との間には空間が形成されている、請求項１に記載の放射線検出器。
3. 前記中間層は、前記シンチレータ層で発生したシンチレーション光に対する光反射層又は光吸収層である、請求項１又は２に記載の放射線検出器。
4. 前記保護板は、ガラス、金属、又はカーボンを含む材料によって形成されている、請求項１〜３のいずれか一項に記載の放射線検出器。
5. 前記保護板は、前記表面に対向する正面部と、前記側面に対向する側面部とを有する、請求項１〜４のいずれか一項に記載の放射線検出器。
6. 無機固形材料からなり、前記樹脂枠の外周に沿って前記樹脂枠に接するように配置された枠部材を備える、請求項１〜５のいずれか一項に記載の放射線検出器。
7. 前記枠部材は、ガラスロッドである、請求項６に記載の放射線検出器。
8. 主面を含み、光透過性を有する基板と、
   シンチレータ材料の複数の柱状結晶を含み前記主面上に形成されたシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層の表面及び側面を被覆する中間層と、
   前記シンチレータ層を囲うように前記主面上に形成された樹脂枠と、
   前記シンチレータ層を封止するように前記樹脂枠に接着された保護板と、を備え、
   前記シンチレータ層は、前記中間層を介して前記樹脂枠に接触するように前記主面に沿って延在している、シンチレータパネル。
9. 前記シンチレータ層と前記保護板との間には空間が形成されている、請求項８に記載のシンチレータパネル。
10. 前記中間層は、前記シンチレータ層で発生したシンチレーション光に対する光反射層又は光吸収層である、請求項８又は９に記載のシンチレータパネル。
11. 前記保護板は、ガラス、金属、又はカーボンを含む材料によって形成されている、請求項８〜１０のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
12. 前記保護板は、前記表面に対向する正面部と、前記側面に対向する側面部とを有する、請求項８〜１１のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
13. 無機固形材料からなり、前記樹脂枠の外周に沿って前記樹脂枠に接するように配置された枠部材を備える、請求項８〜１２のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
14. 前記枠部材は、ガラスロッドである、請求項１３に記載のシンチレータパネル。
15. 請求項８〜１４のいずれか一項に記載のシンチレータパネルと、
    複数の光電変換素子を含み、前記基板の前記主面と逆側の面に接合されたセンサパネルと、を備える、
    放射線検出器。
    
    

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