JP2018044944A - 放射線検出装置および放射線検出装置用可視光反射シート - Google Patents
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Abstract
Description
この明細書および特許請求の範囲において、「放射線」には、X線、α線、β線、γ線等の電磁波が含まれるものとする。この明細書および特許請求の範囲において、「接着」には、粘着が含まれるものとする。また、この明細書および特許請求の範囲において、「アルミニウム」には、純アルミニウムの他、アルミニウム合金が含まれるものとする。
上記の放射線検出装置のうち接着層、可視光反射層および保護層は、可視光反射シートによって構成される場合がある。可視光反射シートとしては、例えば、可視光反射層を構成する金属箔の一方の面に、接着層を構成する粘着剤を積層するとともに、金属箔の他方の面に、保護層を構成する樹脂フィルム等を積層してなる積層シートが用いられる。
上記の放射線検出装置においては、保護層、可視光反射層および接着層を透過してシンチレータ層にその一方の面側から入射した放射線がシンチレータ層内で可視光に変換され、それによって生じた可視光がセンサパネルの光電変換素子で電気信号に変換されて、画像の形成が行われるようになっている。
可視光反射シートは、シンチレータ層内で変換された可視光を反射・増幅させるためのものであるとともに、シンチレータ層を保護する役割も担っている。したがって、可視光反射シートには、高反射性、防湿性、シンチレータ層との密着性といった性能が要求される。
可視光反射層が厚さ15〜100μmのアルミニウム箔からなり、アルミニウム箔における接着層側の面の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下である、放射線検出装置用可視光反射シート。
接着層、可視光反射層および保護層が、上記1)〜7)のいずれか1つの放射線検出装置用可視光反射シートによって構成されている、放射線検出装置。
また、上記1)の可視光反射シートによれば、アルミニウム箔における接着層側の面の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下であるので、シンチレータ層内で生じた可視光を、散乱させることなく、シンチレータ層の他方の面側、すなわちセンサパネルの光電変換素子に向かって、高効率で反射させることができる。
図示の放射線検出装置(1)は、平板構造のものであって、一方の面(図1では上面)側から入射した放射線(X)を可視光に変換するシンチレータ層(2)と、光電変換素子(31)を有しかつシンチレータ層(2)の他方の面に積層されているセンサパネル(3)と、シンチレータ層(2)の一方の面に可視光透過性を有する接着層(41)を介して積層されかつシンチレータ層(2)から発せられた可視光(L)をシンチレータ層(2)の他方の面(図1では下面)側に向かって反射させる可視光反射層(42)と、可視光反射層(42)におけるシンチレータ層(2)と反対側の面(図1では上面)に積層されている保護層(43)とを備えている。
接着層(41)、可視光反射層(42)および保護層(43)は、可視光反射シート(4)によって構成されている。
このシンチレータ層(2)は、例えば柱状結晶構造を有するシンチレータ(蛍光体)によって形成される。柱状結晶構造を有するシンチレータとしては、例えばハロゲン化アルカリを主成分とする材料、より具体的には、例えば、CsI:Tl、CsI:Na、(CsBr:Tl、)NaI:Tl,LiI:Eu,KI:Tl等が用いられる。
シンチレータ層(2)の形成方法は、特に限定されないが、例えば、センサパネル(3)における光電変換素子(31)が配されている側の面に、上記材料(例えばCsIとTlI)を蒸着する方法が適用可能であり、その他、粒子状シンチレータやペースト状シンチレータによってシンチレータ層(2)が形成されていてもよい。
シンチレータ層(2)の厚さは、通常、数十〜1000μm程度となされる。
光電変換素子(31)の材料としては、例えばアモルファスシリコンが挙げられる。光電変換素子(31)の構成は、特に限定されず、例えばMIS型センサ、PIN型センサ、TFT型センサ等の中から適宜の構成が採用される。
図示は省略したが、基板(30)には、配線が形成されている。この配線を通じて、光電変換素子(31)が、センサパネル(3)外部に設置された光電変換素子駆動回路や光電変換素子からの出力信号処理回路と接続されている。
また、センサパネル(3)の基板(30)の他面に、光電変換素子(31)に裏側から光を照射して光電変換素子(31)の特性を改善する光源ユニット(図示略)が配置されてもよい。
接着層(41)の材料としては、たとえば接着剤や粘着剤が挙げられるが、接着層(41)には可視光透過性が必要であることから、好適には、透明度が高く、さらに硬化後の屈折率が小さいポリオレフィン樹脂(特に、X線耐久性に優れたポリエチレン樹脂)やエチレン酢酸ビニル共重合樹脂(EVA)等のホットメルト接着剤、または、アクリル樹脂系粘着剤、シリコン樹脂系粘着剤もしくはウレタン樹脂系粘着剤が用いられる。
可視光反射シート(4)の接着層(41)がアクリル樹脂系粘着剤、シリコン樹脂系粘着剤、またはウレタン樹脂系粘着剤からなる場合、接着層(41)における可視光反射層(42)と反対側の面に、離型フィルム(図示略)を積層させておくのが好ましい。離型フィルムは、可視光反射シート(4)をシンチレータ層(2)の一方の面に接着する前に剥離される。これによって、接着層の粘着力が弱まるのが防止され、強固に接着を行うことができる。
また、接着層(41)の厚さは、10〜200μm、より好ましくは20〜100μmとなされる。接着層(41)の厚さが10μm未満であると、算術平均粗さ(Ra)の制御が困難となり、また、十分な接着力も得られず、シンチレータ層(2)と可視光反射シート(4)とが剥離するおそれがある。その一方、接着層(41)の厚さが200μmを超えると、接着層(41)の厚さの制御が困難になり、また、シンチレータ層(2)から発せられた可視光や可視光反射層(42)により反射された可視光が、接着層(41)で散乱しやすくなり、画像の解像度が低下するおそれがある。
接着層(41)がホットメルト接着剤からなる場合、接着層(41)における可視光反射層(42)と反対側の面(図1では下面)、すなわち、シンチレータ層(2)との接着面は、その算術平均粗さ(Ra)が、好ましくは5〜100μm、より好ましくは10〜50μmとなされている。以上の構成によれば、可視光反射シート(4)をシンチレータ層(2)の一方の面に接着して積層する際に、空気が逃げやすくなり、気泡等をかみ込むことなく良好な状態で両者を積層一体化することができる。ホットメルト接着剤からなる接着層(41)は、好適には、溶融した樹脂をグラビアロールによってシンチレータ層(2)の一方の面に塗工することにより形成され、使用するグラビアロール表面の凹部のパターンによって、接着層(41)における可視光反射層(42)と反対側の面の算術平均粗さ(Ra)が上記範囲となるようにコントロールされる。
可視光反射層(42)の材料としては、可視光(L)のほぼ全域にわたって高い反射率を示し、コストが安く、かつ金属薄膜のようにピンホール発生による性能低下のおそれが少ないアルミニウム箔が用いられ、好ましくは、JIS H4160(2006)で分類されるA1000系やA8000系(特に1N30、A8021、A8079)のアルミニウム箔が用いられる。
可視光反射層(42)に使用されるアルミニウム箔の厚さは、15〜100μm(好ましくは20〜80μm)となされる。アルミニウム箔の厚さが15μm未満であると、ピンホールが発生しやすくなる。一方、アルミニウム箔の厚さが100μmを超えると、製造コストも高くなってしまい、透過するX線の減衰もアルミニウム箔の厚さに対して著しく大きくなる。
アルミニウム箔における接着層(41)側の面は、算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下となされる。これにより、シンチレータ層(2)内で発生した可視光(L)を、散乱させることなく、シンチレータ層(2)の他方の面側、すなわちセンサパネル(3)の光電変換素子(31)に向かって、高効率で反射させることができる。
また、アルミニウム箔における保護層(43)側の面は、算術平均粗さ(Ra)が1μm以下となされる。上記の面の算術平均粗さが1μmを超えると、放射線検出装置用可視光反射シートをシンチレータ層に接着して積層する際、表面の凹凸が影響し、貼り斑が出てしまう可能性が高くなり、その結果、反射板としての機能が低下してしまう。
保護層(43)には、1層または2層以上の樹脂フィルムが用いられる他、コート剤によって構成されていてもよい。樹脂フィルムとしては、薄くても優れた機械的強度が得られる2軸延伸樹脂フィルム、具体的には、2軸延伸ナイロン樹脂フィルム、2軸延伸ポリエチレンナフタレート樹脂フィルム、2軸延伸ポリエチレンテレフタレート樹脂フィルム等が好適に用いられ、それによって、可視光反射シート(4)をシンチレータ層(2)に接着する際や、外部から何らかの負荷が加えられた際にも、同シート(4)の強度を維持することが可能となる上、可視光反射シート、ひいては放射線検出装置の厚さを小さくすることができる。コート剤としては、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂などが挙げられる。
保護層(43)の厚さは、好ましくは10〜100μm、より好ましくは20〜50μmとなされる。保護層(43)の厚さが10μm未満であると、厚さ10μm以上の保護層(43)を持つ可視光反射シート(4)と比べると突刺強度が急激に小さくなり、また、保護層にピンホールが発生しやすくなるため可視光反射層(42)が腐食する可能性も高くなる。一方、保護層(43)の厚さが100μmを超えると、突刺強度は十分に取れているが、可視光反射シート(4)が厚く硬いものとなるため、同シート(4)が曲げにくくなり、シンチレータ層(2)への貼り付けが困難になる。
可視光反射層の構成材料として、JIS H4160で分類されるA1N30H−Oよりなる厚さ50μmのアルミニウム箔を用意した。また、アルミニウム箔の一方の面の算術平均粗さ(Ra)を0.05μmとし、同他方の面の算術平均粗さ(Ra)を0.2μmとした。
次に、アルミニウム箔の一方の面に、接着層としてホットメルト樹脂をグラビアロールによりコートした。接着層の厚さは50μmとした。また、接着層の外表面の算術平均粗さ(Ra)は40μmとした。
さらに、アルミニウム箔の他方の面に、保護層として、厚さ25μmのポリエチレンテレフタレート樹脂フィルムを、二液硬化型ポリエステルウレタン接着剤を用いて接着積層した。
こうして、実施例1の可視光反射シートを作製した。
次に、実施例1〜4および比較例1,2の可視光反射シートについて、顕微分光測定機を用いて、可視光反射層による可視光の反射率を測定した。
測定結果を表1に示す。
実施例1〜5および比較例1,2の可視光反射シートについて、突刺強度を測定した。
測定は、フィルム突き刺し試験用治具を用いて、JIS Z1707:1997に準拠して行った。
結果は、上記の表1に示す通りであって、実施例1〜5(および比較例1)の場合、突刺強度が10Nを超える好結果となったが、比較例2では、突刺強度が約10Nであり、やや不十分であった。
(2):シンチレータ層
(3):センサパネル
(31):光電変換素子
(4):可視光反射シート
(41):接着層
(42):可視光反射層
(43):保護層
(X):放射線
(L):可視光
Claims (8)
- 可視光反射層と、可視光透過性を有しかつ可視光反射層の一方の面に積層されている接着層と、可視光反射層の他方の面に積層されている保護層とを備えている放射線検出装置用可視光反射シートであって、
可視光反射層が厚さ15〜100μmのアルミニウム箔からなり、アルミニウム箔における接着層側の面の算術平均粗さ(Ra)が0.1μm以下である、放射線検出装置用可視光反射シート。 - アルミニウム箔における保護層側の面の算術平均粗さ(Ra)が1μm以下である、請求項1記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 接着層がホットメルト接着剤からなり、接着層の厚さが10〜200μmである、請求項1または2記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 接着層における可視光反射層と反対側の面の算術平均粗さ(Ra)が5〜100μmである、請求項3記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 接着層がアクリル樹脂系粘着剤、シリコン樹脂系粘着剤またはウレタン樹脂系粘着剤からなり、接着層の厚さが10〜200μmである、請求項1または2記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 接着層における可視光反射層と反対側の面に離型フィルムが積層されている、請求項5記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 保護層が2軸延伸樹脂フィルムからなり、保護層の厚さが10〜100μmである、請求項1〜6のいずれか1つに記載の放射線検出装置用可視光反射シート。
- 一方の面側から入射した放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、光電変換素子を有しかつシンチレータ層の他方の面に積層されているセンサパネルと、シンチレータ層の前記一方の面に可視光透過性を有する接着層を介して積層されかつシンチレータ層から発せられた可視光をシンチレータ層の前記他方の面側に向かって反射させる可視光反射層と、可視光反射層におけるシンチレータ層と反対側の面に積層されている保護層とを備えている放射線検出装置であって、
接着層、可視光反射層および保護層が、請求項1〜7のいずれか1つに記載の放射線検出装置用可視光反射シートによって構成されている、シンチレータパネル。
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