JP2018146254A - Scintillator panel - Google Patents

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浩通 進藤
Hiromichi Shindo
浩通 進藤
庄子 武彦
Takehiko Shoji
武彦 庄子
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a scintillator panel which is unlikely to be influenced by film thickening, improves luminance and MTF, and further also reduces noise.SOLUTION: The present invention relates to a scintillator panel comprising: a scintillator member having a structure in which a scintillator layer and a non-scintillator layer are installed iteratively substantially in parallel with an incidence direction of a radial ray; and a detector for detecting a light emitted from the scintillator layer by receiving the radial ray. The scintillator panel is characterized in that the scintillator member is provided at an incidence side of the radial ray.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、タルボ・システムなどに好適な新規なシンチレータパネルに関する。   The present invention relates to a novel scintillator panel suitable for a Talbot system or the like.

現在、X線画像診断では、X線の物体透過後の減弱を画像化する吸収画像が用いられている。一方でX線は電磁波の一種であることから、この波動性に着目し、X線物体透過後の位相の変化を画像化する試みが近年なされてきた。これらはそれぞれ吸収コントラストと位相コントラストと呼ばれる。この位相コントラストを用いた撮影技術は、従来の吸収コントラストと比較して、軽元素への感度が高いことから、これが多く含まれる人体の軟部組織への感度が高いと考えられている。   Currently, in X-ray image diagnosis, an absorption image is used to image attenuation after X-ray transmission through an object. On the other hand, since X-rays are a kind of electromagnetic waves, attention has been paid to this wave nature, and attempts have been made in recent years to image changes in phase after transmission through an X-ray object. These are called absorption contrast and phase contrast, respectively. Since the imaging technique using this phase contrast has higher sensitivity to light elements than conventional absorption contrast, it is considered that the sensitivity to the soft tissue of the human body that contains a large amount thereof is high.

しかしながら、従来の位相コントラスト撮影技術は、シンクロトロンX線源や微小焦点X線管を用いる必要があったため、前者は巨大な施設が必要であること、後者は人体を撮影する為に十分なX線量が確保できないことから、一般医療施設での実用は難しいと考えられていた。   However, since the conventional phase contrast imaging technique requires the use of a synchrotron X-ray source or a microfocus X-ray tube, the former requires a huge facility, and the latter requires an X-ray sufficient for imaging a human body. Since the dose could not be secured, it was considered difficult to put it to practical use in general medical facilities.

この課題を解決するために、従来から医療現場で用いられるX線源を用いて位相コントラスト画像を取得することができる、X線タルボ・ロー干渉計を用いた、X線画像診断(タルボ・システム)が期待されている。   To solve this problem, X-ray image diagnosis (Talbot system) using an X-ray Talbot-Lau interferometer, which can acquire a phase contrast image using an X-ray source conventionally used in the medical field ) Is expected.

タルボ・ロー干渉計は、図5に示されるように、医療用X線管とFPDの間にG0格子、G1格子、G2格子が各々配置され、被写体によるX線の屈折をモアレ縞として可視化するものである。上部に配置されたX線源から縦方向にX線が照射され、G0、被写体、G1、G2を通って画像検出器に到達する。
格子の製造方法としては、例えば、X線透過性の高いシリコンウェハをエッチングして格子状の凹部を設け、その中にX線遮蔽性の高い重金属を充填する方法が知られている。
As shown in FIG. 5, the Talbot-Lau interferometer has a G0 grating, a G1 grating, and a G2 grating arranged between the medical X-ray tube and the FPD, and visualizes the refraction of X-rays by the subject as moire fringes. Is. X-rays are irradiated in the vertical direction from the X-ray source arranged at the top, and reach the image detector through G0, the subject, G1, and G2.
As a method for manufacturing a grating, for example, a method is known in which a silicon wafer having a high X-ray permeability is etched to form a grid-shaped recess, and a heavy metal having a high X-ray shielding property is filled therein.

しかしながら、上記方法では、入手できるシリコンウェハのサイズやエッチング装置の制約等により大面積化が困難であり、撮影対象は小さな部位に限定される。また、エッチングによってシリコンウェハに深い凹部を形成するのは容易でない上に、凹部の奥まで金属を均一に充填することも難しいため、X線を充分遮蔽するだけの厚みを有する格子は作製困難である。このため、特に高圧撮影条件ではX線が格子を透過してしまい良好な画像を得ることが出来ない。   However, in the above method, it is difficult to increase the area because of the size of an available silicon wafer, restrictions on an etching apparatus, and the like, and the imaging target is limited to a small part. In addition, it is not easy to form a deep recess in a silicon wafer by etching, and it is difficult to uniformly fill the metal with the depth of the recess. Therefore, it is difficult to manufacture a lattice having a thickness sufficient to shield X-rays. is there. For this reason, particularly under high-pressure imaging conditions, X-rays pass through the lattice and a good image cannot be obtained.

そこで、シンチレータに格子機能を付与し、スリット状に発光させるスリットシンチレータが着目されている。
たとえば、Applied Physics Letter 98, 171107(2011)の「Structured scintillator for x-ray grating interferometry」(Paul Scherrer Institute(PSI))」には、シリコンウェハをエッチングして作製した格子の溝に蛍光体(CsI)を充填した格子形状のシンチレータが開示されている。
Therefore, a slit scintillator that gives a lattice function to the scintillator and emits light in a slit shape has attracted attention.
For example, in “Structured scintillator for x-ray grating interferometry” (Paul Scherrer Institute (PSI)) of Applied Physics Letter 98, 171107 (2011), a phosphor (CsI) is formed in a lattice groove formed by etching a silicon wafer. ) Filled with a lattice shape scintillator.

しかしながら、上記方式では、前述のG2格子の作製方法と同じくシリコンウェハを使用しているため、シリコンウェハ起因の課題である面積の制約や厚膜化が困難な状況は改善されていない。さらに、CsIの発光がシリコン格子の壁面での衝突を繰り返すうちに減衰し、輝度が低下するといった新たな課題も発生している。また、依然として高圧撮影条件ではX線が格子を透過してしまい良好な画像を得ることが出来ないという課題はあった。
このため撮影部位に制約がなく、厚みある被写体の撮影も可能な新たなシンチレータの出現が望まれていた。
However, in the above method, since the silicon wafer is used in the same manner as the above-described G2 lattice manufacturing method, the situation that is difficult to achieve due to the limitation of area and thickening, which are problems caused by the silicon wafer, has not been improved. Furthermore, there is a new problem that CsI light emission is attenuated while repeatedly colliding with the wall surface of the silicon lattice and the luminance is lowered. Further, there is still a problem that a high-quality image cannot be obtained because X-rays pass through the lattice under high-pressure imaging conditions.
For this reason, there has been a demand for the appearance of a new scintillator capable of photographing a thick subject without restriction on the photographing part.

そこで、本発明者らは、格子形状を有するシンチレータとして、シンチレータ層と非シンチレータ層との積層体から構成されるスリット構造を有するシンチレータに着目した。スリット構造を有するシンチレータは、照射されたX線はシンチレータ層内で発光し、一方、非シンチレータ層内をX線は通過し、発光をセンサーにて検出するように構成される。   Therefore, the present inventors paid attention to a scintillator having a slit structure composed of a laminate of a scintillator layer and a non-scintillator layer as a scintillator having a lattice shape. A scintillator having a slit structure is configured such that irradiated X-rays emit light in the scintillator layer, while X-rays pass through the non-scintillator layer, and light emission is detected by a sensor.

しかしながら、このようなスリット構造のシンチレータは、構造上、非シンチレータ層がシンチレータ層と交互に存在するため、通常シンチレータ量が1/2になり、輝度が低いという問題点があった。輝度を高めるためには、区画化シンチレータ自体を厚膜化する必要があるが、厚膜化すると、積層体作製時にシンチレータ層と非シンチレータ層との界面での歪み、凹凸、波状変形などの構造ゆらぎが生じる。   However, such a scintillator with a slit structure has a problem in that the non-scintillator layer is alternately present with the scintillator layer, and therefore the amount of the scintillator is usually halved and the luminance is low. In order to increase brightness, it is necessary to increase the thickness of the compartmentalized scintillator itself. However, if the thickness is increased, a structure such as distortion, unevenness, and wavy deformation at the interface between the scintillator layer and the non-scintillator layer when the laminate is manufactured. Fluctuation occurs.

X線は、非シンチレータ層を通過するため、構造ゆらぎ部分の非シンチレータ層に侵入したシンチレータ層の発光などを原因にノイズが発生し、正しく発光した正信号が小さくなり、誤信号の量は変化しないものの、結果として、誤信号の割合が増える。また、X線等の放射線を発する線源は一般に点波源であるため、X線が斜めに入射し、周辺領域では、非シンチレータ層を斜めに透過したX線によって、目的とする位置と異なるシンチレータ層も発光し、しかも斜めに入射されるため、シンチレータ層の発光が広くなってしまうという、いわゆるX線ケラレが生じてしまい、正信号が少なく、誤信号を大きくなるという問題も懸念される。   Since X-rays pass through the non-scintillator layer, noise is generated due to light emission of the scintillator layer that has entered the non-scintillator layer in the structural fluctuation part, the correct signal that is emitted correctly becomes smaller, and the amount of error signal changes As a result, the percentage of false signals increases. In addition, since a radiation source that emits radiation such as X-rays is generally a point wave source, X-rays are incident obliquely, and in a peripheral region, a scintillator that is different from a target position by X-rays obliquely transmitted through a non-scintillator layer. Since the layer also emits light and is incident obliquely, the so-called X-ray vignetting, in which the light emitted from the scintillator layer becomes wider, occurs, and there is a concern that there are few positive signals and large false signals.

シンチレータの厚膜化技術として、たとえば、特開2016−85175号公報(特許文献1)には、隔壁によりシンチレータを複数の区画に分割した区画化シンチレータにおいて、高さ方向に積層することが提案されている。すなわち製造誤差の少ない薄膜の区画化シンチレータを積層して厚膜する技術である。しかしながら、特許文献1の記載では、高精度に積層することに手間がかかる上に、積層時にズレが生じる可能性がある。さらに、厚くしただけでは、依然として、前記したX線のケラレという問題は回避できない。   As a scintillator thickening technique, for example, Japanese Patent Laying-Open No. 2006-85175 (Patent Document 1) proposes stacking in the height direction in a partitioned scintillator in which the scintillator is divided into a plurality of partitions by partition walls. ing. In other words, this is a technique for stacking and thickening thin compartmentalized scintillators with few manufacturing errors. However, in the description of Patent Document 1, it takes time to stack with high accuracy, and there is a possibility that deviation occurs during stacking. Furthermore, the problem of X-ray vignetting cannot be avoided even if the thickness is increased.

特開2016−85175号公報JP, 2006-85175, A

Applied Physics Letter 98, 171107(2011)Applied Physics Letter 98, 171107 (2011)

このように、スリット構造を有するシンチレータを厚膜化すると、MTFが低下したり、製造誤差が大きくなり、X線ケラレが上昇するなど大きな影響を及ぼす。
このため本発明の課題は、厚膜化による影響を受けにくく、輝度、MTFが高く、しかもノイズも低減されたシンチレータパネルを提供することにある。
As described above, when the scintillator having the slit structure is thickened, the MTF is lowered, the manufacturing error is increased, and the X-ray vignetting is increased.
Therefore, an object of the present invention is to provide a scintillator panel that is not easily affected by the increase in film thickness, has high luminance and MTF, and has reduced noise.

このような状況の下、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、センサーから離れたシンチレータでの発光では、厚膜化すると、上記問題点(構造ゆがみや点波源)の影響が大きく、センサー近辺の正誤信号比が支配的にタルボ・システムにおけるシンチレータ性能に大きく及ぼしていることを見出した。   Under such circumstances, the present inventors have intensively studied to solve the above-mentioned problems. As a result, when light is emitted from a scintillator away from the sensor, the above-mentioned problems (structural distortion and point wave source) are increased. It was found that the signal error ratio in the vicinity of the sensor has a dominant influence on the scintillator performance in the Talbot system.

そして、シンチレータパネルの構成を見直し、センサーなどの検出器を、シンチレータパネルにおける放射線の入射側に設置することで、上記課題をいずれも解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。   And the structure of the scintillator panel was reviewed, and it found out that all the said problems could be solved by installing detectors, such as a sensor, in the radiation incident side in a scintillator panel, and came to complete this invention.

本発明の構成は以下の通りである。
[1]シンチレータ層と非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し設置された構造を有するシンチレータ部材、および放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器を具備し、検出器が上記シンチレータ部の放射線の入射側に設けられてなることを特徴とするシンチレータパネル。
[2]シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことを特徴とする[1]のシンチレータパネル。
[3]放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの距離をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に繰り返し設置された構造の1組のシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に合わせた厚さをa2としたときに、
L2>a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする[1]のシンチレータパネル。
[4]位相コントラスト像を撮像することを特徴とする[1]〜[3]のいずれかに記載のシンチレータパネル。
The configuration of the present invention is as follows.
[1] A scintillator member having a structure in which the scintillator layer and the non-scintillator layer are repeatedly installed in a direction substantially parallel to the incident direction of radiation, and a detector that detects the light emitted from the scintillator layer upon receiving the radiation. A scintillator panel, wherein the detector is provided on the radiation incident side of the scintillator section.
[2] The scintillator panel according to [1], wherein a thickness of the scintillator member in a radiation incident direction is larger than 50 μm.
[3] The distance between the radiation irradiation device and the scintillator panel is L1, and the distance from the position of the scintillator panel where the radiation is vertically incident from the radiation irradiation device to the end of the scintillator panel where the radiation can be irradiated is a1, The thickness of the scintillator panel in the radiation incident direction is L2, and a pair of scintillator layers and non-scintillator layers of a structure in which the scintillator layer and the non-scintillator layer of the scintillator panel are repeatedly installed in a substantially parallel direction are aligned in a substantially parallel direction. When the thickness is a2,
L2> a2 / a1 × L1
The scintillator panel according to [1], wherein
[4] The scintillator panel according to any one of [1] to [3], wherein a phase contrast image is captured.

本発明によれば、シンチレータの大面積化や厚層化が可能であり、輝度、MTFが高く、しかもX線ケラレなどによるノイズも低減される。本発明のシンチレータパネルは、タルボ・システムに好適に使用することが可能である。   According to the present invention, it is possible to increase the area and thickness of the scintillator, the luminance and MTF are high, and noise due to X-ray vignetting is reduced. The scintillator panel of the present invention can be suitably used for a Talbot system.

このため、本発明のシンチレータパネルは、高圧撮影も可能となり、胸腹部、大腿部、肘関節、膝関節、股関節などの厚みある被写体の撮影も可能となる。
従来、軟骨の画像診断では、MRIが主流であり、大がかりな機材を使うため撮影コストが高く、撮影時間も長いという欠点もあった。これに対し、本発明によれば、より低コストでスピーディーなX線画像で、軟骨、筋腱、靭帯などの軟部組織や、内臓組織を写すことができる。このため、関節リュウマチ、変形性膝関節症等の整形外科疾患や、乳がんをはじめ、柔らかい組織の画像診断などへ、広く応用が期待できる。
For this reason, the scintillator panel of the present invention can perform high-pressure photography, and can also photograph thick subjects such as the chest abdomen, thigh, elbow joint, knee joint, and hip joint.
Conventionally, MRI is the mainstream in image diagnosis of cartilage, and has a drawback in that photographing costs are high and photographing time is long because large equipment is used. On the other hand, according to the present invention, soft tissue such as cartilage, muscle tendon, and ligament and visceral tissue can be copied with a lower cost and speedy X-ray image. Therefore, it can be widely applied to orthopedic diseases such as rheumatoid arthritis and knee osteoarthritis, and image diagnosis of soft tissues such as breast cancer.

本発明にかかるシンチレータパネルの一態様の概略図である。It is the schematic of the one aspect | mode of the scintillator panel concerning this invention. 本発明にかかるシンチレータパネルを含むタルボ・シンチレータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of the Talbot scintillator including the scintillator panel concerning this invention. 厚さL1、a1、L2、およびa2の関係を示す模式図である。FIG. 4 is a schematic diagram showing the relationship among thicknesses L1, a1, L2, and a2. 光電変換素子を組み合わせた一態様の概略図である。It is the schematic of the one aspect | mode which combined the photoelectric conversion element. タルボ・シンチレータの概略構成図である。It is a schematic block diagram of a Talbot scintillator.

本発明のシンチレータパネルについて説明する。
本発明にかかるシンチレータパネルは、図1および2に示されるように、X線を受けて発光される機能を有するシンチレータ層と、非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し積層された構造を有する積層型のシンチレータ部材と、放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器とを具備し、検出器が上記シンチレータパネルの放射線の入射側に設置されることを特徴とする。放射線によるシンチレータの発光を、検出器を介して電気信号に変換しデジタル画像を取得することが出来る。
The scintillator panel of the present invention will be described.
As shown in FIGS. 1 and 2, the scintillator panel according to the present invention has a scintillator layer having a function of emitting light upon receipt of X-rays and a non-scintillator layer that are repeated in a direction substantially parallel to the incident direction of radiation. A laminated scintillator member having a laminated structure and a detector for detecting light emitted from the scintillator layer upon receiving radiation, wherein the detector is installed on the radiation incident side of the scintillator panel. And The light emitted from the scintillator due to radiation can be converted into an electric signal via a detector to obtain a digital image.

略平行とは、ほぼ平行あり、完全に平行でも多少の傾斜があっても略平行の範疇に含まれる。
一対のシンチレータ層と非シンチレータ層の入射方向に対して垂直方向の厚さ、すなわち積層方向の厚さ(以下、積層ピッチ)は、およびシンチレータ層と非シンチレータ層の積層方向の厚さの比率(以下、duty比)はタルボ干渉条件より導かれるが、一般的には、積層ピッチは0.5〜50μm、duty比は30/70〜70/30であることが好ましい。積層ピッチの繰り返し積層数は、充分な面積の診断画像を得るために1,000〜500,000層であることが好ましい。
The term “substantially parallel” means substantially parallel, and it is included in the category of substantially parallel even if it is completely parallel or has a slight inclination.
The thickness in the direction perpendicular to the incident direction of the pair of scintillator layers and the non-scintillator layer, that is, the thickness in the stacking direction (hereinafter referred to as stacking pitch), and the ratio of the thickness in the stacking direction of the scintillator layer and the non-scintillator layer ( Hereinafter, the duty ratio) is derived from the Talbot interference condition, but in general, the stacking pitch is preferably 0.5 to 50 μm, and the duty ratio is preferably 30/70 to 70/30. In order to obtain a diagnostic image having a sufficient area, the number of repeated laminations of the lamination pitch is preferably 1,000 to 500,000.

本発明にかかるシンチレータパネルを構成するシンチレータ部材の厚さに関して、以下の態様によって定義される。
一つ態様として、シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことが好ましい。
The thickness of the scintillator member constituting the scintillator panel according to the present invention is defined by the following mode.
As one aspect, it is preferable that the thickness of the scintillator member in the radiation incident direction is larger than 50 μm.

厚さが50μm以下の薄膜では、得られるシンチレータパネルのノイズは少ないが、輝度も低くなる。また検出器を入射側に設ける効果が、出射側に設ける効果と大きくかわらない。これに対し、厚さを50μmより大きい厚膜にすると、輝度を高くできる。厚膜化に伴い、ノイズが多くなるが、本発明では入射側に検出器を設けるので、ノイズの影響を少なくでき、正信号を多くすることができる。なお、光検出器は照射されるX線に影響を及ぼさず、X線は透過できる。   With a thin film having a thickness of 50 μm or less, the resulting scintillator panel has less noise but lower brightness. The effect of providing the detector on the incident side is not significantly different from the effect of providing the detector on the output side. On the other hand, if the thickness is greater than 50 μm, the luminance can be increased. As the film thickness increases, noise increases. However, in the present invention, since the detector is provided on the incident side, the influence of noise can be reduced and the number of positive signals can be increased. The photodetector does not affect the irradiated X-rays and can transmit X-rays.

また、一つの態様として、図3に示されるように放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの垂直に入射する最短距離(撮影距離)をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、一対のシンチレータ層と非シンチレータ層の入射方向に対して垂直方向に合わせた厚さ(積層ピッチ)をa2としたときに、
L2>a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする。
Further, as one embodiment, as shown in FIG. 3, the shortest distance (imaging distance) perpendicularly incident between the radiation irradiation apparatus and the scintillator panel is L1, and the scintillator panel in which the radiation is perpendicularly incident from the radiation irradiation apparatus. The distance from the position to the end of the scintillator panel where radiation can be irradiated is a1, the thickness of the scintillator panel in the radiation incident direction is L2, and the direction perpendicular to the incident direction of the pair of scintillator layers and the non-scintillator layer When the combined thickness (lamination pitch) is a2,
L2> a2 / a1 × L1
It is characterized by satisfying.

図3において、θ1>θ2の場合、X線を照射していないシンチレータ層が発光するので、
tanθ1>tanθ2
a1/L1>a2/L2
L2>a2/a1×L1
すなわち、シンチレータ部の膜厚(L2)がa2/a1×L1より大きくなるとノイズ発生となるが、本発明のように、入射側に検出器を設けるので、ノイズの影響を少なくでき、正信号を多くすることができる。なお、光検出器は照射されるX線に影響を及ぼさず、X線は透過できる。
In FIG. 3, when θ1> θ2, the scintillator layer not irradiated with X-rays emits light.
tan θ1> tan θ2
a1 / L1> a2 / L2
L2> a2 / a1 × L1
That is, noise is generated when the film thickness (L2) of the scintillator portion is larger than a2 / a1 × L1, but since the detector is provided on the incident side as in the present invention, the influence of noise can be reduced, and a positive signal is generated. Can do a lot. The photodetector does not affect the irradiated X-rays and can transmit X-rays.

このような厚さのシンチレータ部材と、検出器の光源側への配置とを組み合わせることで、本発明では厚膜化可能であるとともに、製造誤差自体も少なく、X線ケラレも非常に少ない。このため、厚膜化による影響を受けにくく、輝度、MTFが高く、ノイズも低減されたシンチレータパネルが得られる。   By combining the scintillator member having such a thickness and the arrangement of the detector on the light source side, it is possible to increase the thickness in the present invention, the manufacturing error itself is small, and the X-ray vignetting is very small. Therefore, it is possible to obtain a scintillator panel that is not easily affected by the increase in thickness, has high luminance and MTF, and has reduced noise.

シンチレータ部材
本発明におけるシンチレータ層とはシンチレータを主成分として含有する層であり、シンチレータ粒子を含有することが好ましい。
本発明に係るシンチレータとしては、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、シンチレータとして用いることが出来る。
Scintillator member The scintillator layer in the present invention is a layer containing scintillator as a main component, and preferably contains scintillator particles.
As the scintillator according to the present invention, a substance capable of converting radiation such as X-rays into different wavelengths such as visible light can be appropriately used. Specifically, scintillators and phosphors described on pages 284 to 299 of “Phosphor Handbook” (Edited by Fluorescent Materials Association, Ohmsha, 1987), and the website of Lawrence Berkeley National Laboratory, USA Although the substances described in “Scintillation Properties (http://scintillator.lbl.gov/)” can be considered, even if the substance is not pointed out here, “radiation such as X-rays is converted into different wavelengths such as visible light” Any substance that can be used can be used as a scintillator.

具体的なシンチレータの組成としては、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。
Specific examples of the scintillator composition include the following examples. First,
Basic composition formula (I): M I X · aM II X ′ 2 · bM III X ″ 3 : zA
And metal halide phosphors represented by the formula:

上記基本組成式(I)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。 In the basic composition formula (I), M I is an element that can be a monovalent cation, that is, lithium (Li), sodium (Na), potassium (K), rubidium (Rb), cesium (Cs), thallium. It represents at least one selected from the group consisting of (Tl) and silver (Ag).

II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。 M II is an element that can be a divalent cation, that is, beryllium (Be), magnesium (Mg), calcium (Ca), strontium (Sr), barium (Ba), nickel (Ni), copper (Cu), It represents at least one selected from the group consisting of zinc (Zn) and cadmium (Cd).

III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。 M III represents at least one selected from the group consisting of scandium (Sc), yttrium (Y), aluminum (Al), gallium (Ga), indium (In), and elements belonging to lanthanoids.

X、X'およびX''は、それぞれハロゲン元素を表わすが、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。
X, X ′, and X ″ each represent a halogen element, but each may be a different element or the same element.
A is composed of Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Na, Mg, Cu, Ag (silver), Tl and Bi (bismuth). Represents at least one element selected from the group;
a, b and z each independently represent a numerical value within the range of 0 ≦ a <0.5, 0 ≦ b <0.5, and 0 <z <1.0.

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。
上記基本組成式(II)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。
Also,
Also included are rare earth activated metal fluorohalide phosphors represented by the basic composition formula (II): M II FX: zLn.
In the basic composition formula (II), M II represents at least one alkaline earth metal element, Ln represents at least one element belonging to the lanthanoid, and X represents at least one halogen element. Z is 0 <z ≦ 0.2.

また、
基本組成式(III):Ln22S:zA
で表される希土類酸硫化物系蛍光体も挙げられる。
Also,
Basic composition formula (III): Ln 2 O 2 S: zA
And rare earth oxysulfide phosphors.

上記基本組成式(III)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Gd22S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、センサパネル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いるため、好ましい。
In the basic composition formula (III), Ln is at least one element belonging to the lanthanoid, A is Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, At least one element selected from the group consisting of Lu, Na, Mg, Cu, Ag (silver), Tl and Bi (bismuth) is represented. Z is 0 <z <1.
In particular, Gd 2 O 2 S using gadolinium (Gd) as Ln emits high light in a wavelength region where the sensor panel is most likely to receive light by using terbium (Tb), dysprosium (Dy), etc. as the element species of A. This is preferred because it is known to exhibit properties.

また、
基本組成式(IV):MIIS:zA
で表される金属硫化物系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式(IV)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。
Also,
Basic formula (IV): M II S: zA
The metal sulfide type fluorescent substance represented by these is also mentioned.
In the basic composition formula (IV), M II is selected from the group consisting of elements that can be divalent cations, ie, alkaline earth metals, Zn (zinc), Sr (strontium), Ga (gallium), and the like. At least one element, A is Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Na, Mg, Cu, Ag (silver), Tl And at least one element selected from the group consisting of Bi (bismuth). Z is 0 <z <1.

また、
基本組成式(V):MIIa(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。
上記基本組成式(V)において、MIIは陽イオンになり得る金属元素を、(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。
Also,
Basic composition formula (V): M IIa (AG) b : zA
And metal oxoacid salt phosphors represented by the formula:
In the basic composition formula (V), MII is a metal element that can be a cation, and (AG) is a group consisting of phosphate, borate, silicate, sulfate, tungstate, and aluminate. At least one oxo acid group selected from the group consisting of A, Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Na, Mg, Cu, Each represents at least one element selected from the group consisting of Ag (silver), Tl, and Bi (bismuth).

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):Mab:zA
で表わされる金属酸化物系蛍光体が挙げられる。
A and b represent all possible values depending on the valence of the metal and oxo acid group. z is 0 <z <1.
Also,
Basic composition formula (VI): M a O b : zA
The metal oxide fluorescent substance represented by these is mentioned.

上記基本組成式(VI)において、Mは陽イオンになり得る金属元素より選択される少なくとも1種の元素を表す。
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。
In the basic composition formula (VI), M represents at least one element selected from metal elements that can be cations.
A is composed of Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb, Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Na, Mg, Cu, Ag (silver), Tl and Bi (bismuth). Each represents at least one element selected from the group.

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。
A and b represent all possible values depending on the valence of the metal and oxo acid group. z is 0 <z <1.
In addition,
Basic composition formula (VII): LnOX: zA
And metal acid halide phosphors represented by the formula:

上記基本組成式(VII)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、Xは、少なくとも1種のハロゲン元素を、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。   In the basic composition formula (VII), Ln represents at least one element belonging to the lanthanoid, X represents at least one halogen element, A represents Y, Ce, Pr, Nd, Sm, Eu, Gd, Tb. , Dy, Ho, Er, Tm, Yb, Lu, Na, Mg, Cu, Ag (silver), Tl, and Bi (bismuth), each represents at least one element. Z is 0 <z <1.

シンチレータ粒子の平均粒子径は、シンチレータ層の積層方向の厚さに応じて選択され、シンチレータ層の積層方向の厚さに対して100%以下が好ましく、90%以下が更に好ましい。シンチレータ粒子の平均粒子径が上記範囲を超えると積層ピッチの乱れが大きくなりタルボ干渉機能が低下する。   The average particle diameter of the scintillator particles is selected according to the thickness of the scintillator layer in the stacking direction, and is preferably 100% or less, more preferably 90% or less, with respect to the thickness of the scintillator layer in the stacking direction. When the average particle diameter of the scintillator particles exceeds the above range, the disturbance of the stacking pitch becomes large and the Talbot interference function is lowered.

シンチレータ層中のシンチレータ粒子の含有率は、発光特性を考慮すると好ましくは30vol%以上、より好ましくは50vol%以上、さらに好ましくは70vol%以上である。   The content of scintillator particles in the scintillator layer is preferably 30 vol% or more, more preferably 50 vol% or more, and further preferably 70 vol% or more in consideration of the light emission characteristics.

本発明における非シンチレータ層とは、シンチレータを主成分として含まない層であり、非シンチレータ層中のシンチレータの含有量は10vol%未満、好ましくは1vol%未満であるが、0vol%であることが最も好ましい。   The non-scintillator layer in the present invention is a layer that does not contain a scintillator as a main component, and the content of the scintillator in the non-scintillator layer is less than 10 vol%, preferably less than 1 vol%, most preferably 0 vol%. preferable.

非シンチレータ層は、各種のガラス、高分子材料、金属等が主成分として含まれることが望ましい。これらは単独で用いても良いし、複数を組み合わせて複合体にして用いても良い。   The non-scintillator layer preferably contains various types of glass, polymer materials, metals, and the like as main components. These may be used alone or in combination as a composite.

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;
ポリエチレンテレフタレート(PET)やポリエチレンナフタレーと(PEN)を始めとするポリエステル、ナイロンを始めとする脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド(アラミド)、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、トリアセテート、セルロースアセテート、エポキシ、ビスマレイミド、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルスルホンを始めとする含硫黄ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンなどポリマー;
炭素繊維やガラス繊維など(特に、これら繊維を含む繊維強化樹脂シート)
アルミニウム、鉄、銅等の金属箔、キトサンやセルロースなどを含むバイオナノファイバーなどを使用できる。
Specifically, plate glass such as quartz, borosilicate glass and chemically tempered glass; ceramic such as sapphire, silicon nitride and silicon carbide;
Semiconductors such as silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide, gallium nitrogen;
Polyesters including polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate and (PEN), aliphatic polyamides such as nylon, aromatic polyamides (aramid), polyimides, polyamideimides, polyetherimides, polyethylene, polypropylene, polycarbonates, Polymers such as triacetate, cellulose acetate, epoxy, bismaleimide, polylactic acid, polyphenylene sulfide, polyethersulfone and other sulfur-containing polymers, polyetheretherketone, fluororesin, acrylic resin, polyurethane;
Carbon fiber, glass fiber, etc. (especially fiber reinforced resin sheet containing these fibers)
Metal foils such as aluminum, iron and copper, and bionanofiber containing chitosan and cellulose can be used.

非シンチレータ層としては、製造上の取扱いの観点よりポリマーフィルムが好ましい。なお非シンチレータ層を透過性にしないとMTFは良好であり、光拡散を抑制することは可能だが、光吸収が起こり(反射時にも、特に金属反射層の場合、若干の吸収が発生)、輝度が低くなる。一方、非シンチレータ層を透過性にすると輝度は良好だが、隣接するスリットへの光拡散が起こることでMTFが不足する。   The non-scintillator layer is preferably a polymer film from the viewpoint of handling in production. If the non-scintillator layer is not transmissive, the MTF is good and light diffusion can be suppressed, but light absorption occurs (even during reflection, particularly in the case of a metal reflection layer), brightness is increased. Becomes lower. On the other hand, when the non-scintillator layer is made transparent, the luminance is good, but MTF is insufficient due to light diffusion to the adjacent slits.

またシンチレータ層と非シンチレータ層の配列構造内に、シンチレータ層および非シンチレータ層とは異なる光学特性を持つ機能層を少なくとも1層を設けてもよい。
機能層は、シンチレータ層間に設けられる。ただし機能層は、非シンチレータ層の代わりに部分積層体を構成するものではなく、目的に応じて所定のピッチに設けられ、1層からなるものであっても、2層以上のものであってもよい。
Further, at least one functional layer having optical characteristics different from those of the scintillator layer and the non-scintillator layer may be provided in the arrangement structure of the scintillator layer and the non-scintillator layer.
The functional layer is provided between the scintillator layers. However, the functional layer does not constitute a partial laminate in place of the non-scintillator layer, and is provided at a predetermined pitch according to the purpose, even if it is composed of one layer, it is composed of two or more layers. Also good.

機能層としては、シンチレータ層および非シンチレータ層とは異なる光学特性を有するものであれば特に制限されず、また機能の異なる複数の機能層を設けてもよい。
例えば、機能層としては、光が通りにくい拡散防止層、光の反射が大きい反射層、光を吸収する光吸収層などが挙げられる。
The functional layer is not particularly limited as long as it has optical characteristics different from those of the scintillator layer and the non-scintillator layer, and a plurality of functional layers having different functions may be provided.
For example, examples of the functional layer include a diffusion prevention layer in which light does not easily pass through, a reflection layer in which light is highly reflected, and a light absorption layer that absorbs light.

このような機能層は目的に応じて、各種材料から構成され、たとえば反射率を調整するナノ粒子を混合した樹脂などから構成される。
使用されるナノ粒子としては、おおよそナノオーダーの粒子径を有する粒子であり、無機粒子であっても有機粒子であっても特に制限なく使用される。
Such a functional layer is made of various materials according to the purpose, for example, a resin mixed with nanoparticles for adjusting the reflectance.
The nanoparticles to be used are particles having a particle size of approximately nano-order, and they are used without particular limitation whether they are inorganic particles or organic particles.

粒子としては、たとえば、無機酸化物や無機窒化物、炭酸塩や硫酸塩、塩化物などの金属塩粒子などが挙げられる。たとえば、TiO2(アナターゼ型、ルチル型)、MgO、PbCO3・Pb(OH)2、BaSO4、Al23、M(II)FX(ただし、M(II)は、Ba、SrおよびCaから選ばれる少なくとも一種の原子であり、Xは、Cl原子またはBr原子である。)、CaCO3、ZnO、Sb23、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、珪酸アルミニウムなどの白色顔料を使用することができる。またナノ粒子として、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、中空部が粒子内に存在する中空粒子、中空部が粒子内に多数存在する多中空粒子、多孔質粒子なども使用することができる。これらの物質は一種単独で用いてもよいし、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。 Examples of the particles include inorganic oxides, inorganic nitrides, metal salt particles such as carbonates, sulfates, and chlorides. For example, TiO 2 (anatase type, rutile type), MgO, PbCO 3 · Pb (OH) 2 , BaSO 4 , Al 2 O 3 , M (II) FX (where M (II) is Ba, Sr and Ca X is Cl atom or Br atom), CaCO 3 , ZnO, Sb 2 O 3 , SiO 2 , ZrO 2 , lithopone [BaSO 4 .ZnS], magnesium silicate, White pigments such as basic silicic acid sulfate, basic lead phosphate, and aluminum silicate can be used. Further, as the nanoparticles, glass beads, resin beads, hollow particles having hollow portions in the particles, multi-hollow particles having many hollow portions in the particles, porous particles, and the like can also be used. These substances may be used alone or in combination of two or more.

さらに機能層は、金属から構成されるものであってもよく、金属としては、Al,Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt、Au等が挙げられる。これらの金属が単体で機能層を構成してもよく、また粒子状の金属が機能層に含まれていてもよい。   Furthermore, the functional layer may be composed of a metal, and examples of the metal include Al, Ag, Cr, Cu, Ni, Ti, Mg, Rh, Pt, and Au. These metals may constitute the functional layer alone, or a particulate metal may be included in the functional layer.

機能層は、顔料を含むものであってもよい、例えば光を吸収しやすい黒色の着色材が一例として挙げられる。そのような黒色の着色材としては、例えば、カーボンブラックやチタンブラックなどが使用できる。なおチタンブラックとは二酸化チタンから酸素の一部を取り除くことで黒色化したものである。   The functional layer may contain a pigment, for example, a black colorant that easily absorbs light. As such a black colorant, for example, carbon black or titanium black can be used. Titanium black is blackened by removing part of oxygen from titanium dioxide.

上記粒子と混合して機能層を構成する樹脂は、バインダーと機能し、所定の反射率を達成できるものであれば特に制限されず、具体的には、易接着性のポリマー、例えば、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などが挙げられる。なかでもポリウレタン、ポリエステル、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラールが好ましい。また、これらのバインダーは一種単独でも二種以上を混合してもよい。   The resin constituting the functional layer by mixing with the particles is not particularly limited as long as it functions as a binder and can achieve a predetermined reflectance, and specifically, an easily adhesive polymer such as polyurethane, Vinyl chloride copolymer, vinyl chloride-vinyl acetate copolymer, vinyl chloride-vinylidene chloride copolymer, vinyl chloride-acrylonitrile copolymer, butadiene-acrylonitrile copolymer, polyamide resin, polyvinyl butyral, polyester, cellulose derivative ( Nitrocellulose, etc.), styrene-butadiene copolymers, various synthetic rubber resins, phenol resins, epoxy resins, urea resins, melamine resins, phenoxy resins, silicone resins, acrylic resins, urea formamide resins, and the like. Of these, polyurethane, polyester, silicone resin, acrylic resin, and polyvinyl butyral are preferable. These binders may be used alone or in combination of two or more.

機能層中に含まれるナノ粒子と樹脂との混合比率は、反射率が所定の範囲になるものであれば特に制限されない。
さらにまた、また機能層の別の態様としては、機能層の屈折率がシンチレータ層の主成分の屈折率よりも小さくシンチレータ層から機能層へ光が入射する際に全反射するものであってもよい。このような機能層は、シリカやMgF2などの無機物から構成されてもよく、さらには空気層や液体層(ゲル化物を含む)であってよい。特に、空気や液体などのように、反射率を定義できない場合、屈折率で機能層を定義することが可能である。この態様の機能層としては空気層が好ましい。
The mixing ratio of the nanoparticles and the resin contained in the functional layer is not particularly limited as long as the reflectance is within a predetermined range.
Furthermore, as another aspect of the functional layer, the refractive index of the functional layer may be smaller than the refractive index of the main component of the scintillator layer, and may be totally reflected when light enters the functional layer from the scintillator layer. Good. Such a functional layer may be composed of an inorganic material such as silica or MgF 2 , and may further be an air layer or a liquid layer (including a gelled product). In particular, when the reflectance cannot be defined, such as air or liquid, the functional layer can be defined by the refractive index. The functional layer in this embodiment is preferably an air layer.

本発明にかかるシンチレータ部材は、シンチレータ層と非シンチレータ層とを積層させて、シンチレータ層と非シンチレータ層を接合することで製造される。本発明における接合とは、シンチレータ層と非シンチレータ層を接着して一体化することを指す。接合方法としては接着剤層を介して両者を接着することもできるが、シンチレータ層もしくは非シンチレータ層に接着性樹脂を予め含有させておき、加圧により両者を密着させることで、接着剤層を介さずに接合することが、プロセス簡略化の観点より、好ましい。また、加圧した状態で加熱することで、接着性を有する物質が溶融もしくは硬化し接着が強固なものになり更に好ましい。また、非シンチレータ層表面に、シンチレータ層を形成しうる組成物をコートするか、あるいは、必要に応じて更に溶媒を除去することによってシンチレータ層と非シンチレータ層を接合することも可能である。このシンチレータ層と非シンチレータ層を接合する際に、機能層をシンチレータ層に設け、他のシンチレータ層と接着させれば、本発明にかかるシンチレータ部材を構成することができる。   The scintillator member according to the present invention is manufactured by laminating a scintillator layer and a non-scintillator layer and joining the scintillator layer and the non-scintillator layer. Bonding in the present invention refers to bonding and integrating a scintillator layer and a non-scintillator layer. As a bonding method, both can be bonded through an adhesive layer, but an adhesive resin is previously contained in a scintillator layer or a non-scintillator layer, and the adhesive layer is bonded by pressing them together. Joining without interposition is preferable from the viewpoint of process simplification. In addition, heating in a pressurized state is more preferable because the substance having adhesiveness is melted or cured and the adhesion becomes strong. Further, it is possible to coat the surface of the non-scintillator layer with a composition capable of forming a scintillator layer, or to join the scintillator layer and the non-scintillator layer by further removing the solvent as necessary. When the scintillator layer and the non-scintillator layer are joined, the scintillator member according to the present invention can be configured by providing a functional layer on the scintillator layer and bonding it to another scintillator layer.

機能層が空気層や液体層の場合、シンチレータ層端縁部にスペーサを載せて所定の空隙を設け、空気ないし所定の液体を充満させればよい。
接着性樹脂は、シンチレータ層、非シンチレータ層のいずれの層に含有しても良いが、特に、シンチレータ層にシンチレータ粒子のバインダーとして接着性樹脂が含まれていることが好ましい。また、接着性樹脂は、シンチレータの発光の伝搬を阻害しないように、シンチレータの発光波長に対して透明な材料であることが好ましい。
When the functional layer is an air layer or a liquid layer, a spacer is placed on the edge of the scintillator layer to provide a predetermined gap, and air or a predetermined liquid may be filled.
The adhesive resin may be contained in any of the scintillator layer and the non-scintillator layer, but it is particularly preferable that the scintillator layer contains an adhesive resin as a binder for the scintillator particles. The adhesive resin is preferably a material that is transparent to the light emission wavelength of the scintillator so as not to inhibit the light emission propagation of the scintillator.

接着性樹脂としては、本発明の目的を損なわない限り特に限定されず、例えば、ゼラチン等の蛋白質、デキストラン等のポリサッカライド、またはアラビアゴムのような天然高分子物質;および、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース、エチルセルロース、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、ポリ(メタ)アクリレート、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などのような合成高分子物質が挙げられるが。なお、これらの樹脂はエポキシやイソシアネート等の架橋剤によって架橋されたものであってもよく、これらの接着性樹脂は、1種単独で用いてもよく、2種以上を用いてもよい。接着性樹脂は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。   The adhesive resin is not particularly limited as long as the object of the present invention is not impaired. For example, proteins such as gelatin, polysaccharides such as dextran, or natural polymer substances such as gum arabic; and polyvinyl butyral and polyacetic acid Vinyl, nitrocellulose, ethyl cellulose, vinylidene chloride / vinyl chloride copolymer, poly (meth) acrylate, vinyl chloride / vinyl acetate copolymer, polyurethane, cellulose acetate butyrate, polyvinyl alcohol, polyester, epoxy resin, polyolefin resin, polyamide resin, etc. Synthetic polymer materials. In addition, these resins may be crosslinked by a crosslinking agent such as epoxy or isocyanate, and these adhesive resins may be used alone or in combination of two or more. The adhesive resin may be either a thermoplastic resin or a thermosetting resin.

シンチレータ層中の接着性樹脂の含有率は、好ましくは1〜70vol%、より好ましくは5〜50vol%、更に好ましくは10〜30vol%である。前記範囲の下限値よりも低いと充分な接着性が得られず、逆に前記範囲の上限値よりも高いと、シンチレータの含有率が不充分となり発光量が低下する。   The content of the adhesive resin in the scintillator layer is preferably 1 to 70 vol%, more preferably 5 to 50 vol%, and still more preferably 10 to 30 vol%. If it is lower than the lower limit of the range, sufficient adhesion cannot be obtained. Conversely, if it is higher than the upper limit of the range, the content of the scintillator is insufficient and the light emission amount is reduced.

シンチレータ層の形成方法としては、前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を溶媒に溶解もしくは分散した組成物をコートしてもよいし、前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する混合物を加熱溶融して調製した組成物をコートしてもよい。   As a method for forming the scintillator layer, a composition in which the scintillator particles and the adhesive resin are dissolved or dispersed in a solvent may be coated, or the mixture containing the scintillator particles and the adhesive resin is heated and melted. The composition may be coated.

前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を溶媒に溶解もしくは分散した組成物をコートする場合、使用できる溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、n−ブタノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレン等の芳香族化合物;酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸n−ブチル等の低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メトキシプロパノールプロピレングリコールモノメチルエーテル 、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等などのエーテル、ベンゼントリオール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどのハロゲン化炭化水素及びそれらの混合物などが挙げられる。当該組成物には、組成物中のシンチレータ粒子の分散性を向上させるための分散剤、また、形成後のシンチレータ層中における接着性樹脂とシンチレータ粒子との間の結合力を向上させるための硬化剤や可塑剤などの種々の添加剤が混合されていてもよい。   Examples of solvents that can be used when coating a composition in which the scintillator particles and the adhesive resin are dissolved or dispersed in a solvent include lower alcohols such as methanol, ethanol, isopropanol, and n-butanol, acetone, methyl ethyl ketone, and methyl isobutyl ketone. , Ketones such as cyclohexanone, aromatic compounds such as toluene, benzene, cyclohexane, cyclohexanone, xylene; esters of lower fatty acids and lower alcohols such as methyl acetate, ethyl acetate, n-butyl acetate, dioxane, ethylene glycol monoethyl ether, Ethers such as ethylene glycol monomethyl ether, methoxypropanol propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monomethyl ether acetate, benzenetriol, Halogenated hydrocarbons such as methylene chloride and ethylene chloride, and mixtures thereof. The composition includes a dispersant for improving the dispersibility of the scintillator particles in the composition, and a curing for improving the bonding force between the adhesive resin and the scintillator particles in the scintillator layer after formation. Various additives such as an agent and a plasticizer may be mixed.

そのような目的に用いられる分散剤の例としては、フタル酸、ステアリン酸、カプロン酸、親油性界面活性剤などを挙げることができる。
可塑剤の例としては、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸ジフェニルなどの燐酸エステル; フタル酸ジエチル、フタル酸ジメトキシエチル等のフタル酸エステル; グリコール酸エチルフタリルエチル、グリコール酸ブチルフタリルブチルなどのグリコール酸エステル; そして、トリエチレングリコールとアジピン酸とのポリエステル、ジエチレングリコールとコハク酸とのポリエステルなどのポリエチレングリコールと脂肪族二塩基酸とのポリエステルなどを挙げることができる。硬化剤は、熱硬化性樹脂の硬化剤として公知のものを使用できる。
Examples of the dispersant used for such purpose include phthalic acid, stearic acid, caproic acid, lipophilic surfactant and the like.
Examples of plasticizers include phosphate esters such as triphenyl phosphate, tricresyl phosphate, diphenyl phosphate; phthalate esters such as diethyl phthalate and dimethoxyethyl phthalate; ethyl phthalyl ethyl glycolate, butyl phthalyl butyl glycolate, etc. Examples include glycolic acid esters; polyesters of triethylene glycol and adipic acid, polyesters of polyethylene glycol and aliphatic dibasic acids such as polyesters of diethylene glycol and succinic acid, and the like. As the curing agent, a known curing agent for the thermosetting resin can be used.

またあらかじめ転写用基材に塗布・乾燥して作製した機能層を転写してシンチレータ層に設けてもよい。
また、機能層として金属薄膜を設ける場合、AgやAl、Ni、Cr等の金属を蒸着、スパッタ法により形成させてもよい。またあらかじめ作製した金属薄膜を転写させてもよい。
Alternatively, a functional layer prepared by applying and drying on a transfer substrate in advance may be transferred and provided on the scintillator layer.
When a metal thin film is provided as a functional layer, a metal such as Ag, Al, Ni, or Cr may be formed by vapor deposition or sputtering. A metal thin film prepared in advance may be transferred.

前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する混合物を加熱溶融してコートする場合、接着性樹脂としてホットメルト樹脂を使用することが好ましい。ホットメルト樹脂には、例えば、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系若しくはアクリル系の樹脂を主成分としたものを用いることができる。これらのうち、光透過性、防湿性及び接着性の観点から、ポリオレフィン系の樹脂を主成分としたものが好ましい。ポリオレフィン系の樹脂としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体(EVA)、エチレン−アクリル酸共重合体(EAA)、エチレン−アクリル酸エステル共重合体(EMA)、エチレン−メタクリル酸共重合体(EMAA)、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体(EMMA)、アイオノマー樹脂等を用いることができる。なお、これらの樹脂は、二種以上組み合わせた、いわゆるポリマーブレンドとして用いてもよい。   When coating the mixture containing the scintillator particles and the adhesive resin by heating and melting, it is preferable to use a hot melt resin as the adhesive resin. As the hot melt resin, for example, a resin mainly composed of polyolefin, polyamide, polyester, polyurethane, or acrylic resin can be used. Among these, those containing a polyolefin resin as a main component are preferred from the viewpoints of light transmittance, moisture resistance and adhesiveness. Examples of polyolefin resins include ethylene-vinyl acetate copolymer (EVA), ethylene-acrylic acid copolymer (EAA), ethylene-acrylic acid ester copolymer (EMA), and ethylene-methacrylic acid copolymer ( EMAA), ethylene-methacrylic acid ester copolymer (EMMA), ionomer resin and the like can be used. In addition, you may use these resin as what is called a polymer blend combining 2 or more types.

シンチレータ層を形成するための組成物のコート手段としては、特に制約はないが、通常のコート手段、例えば、ドクターブレード、ロールコーター、ナイフコーター、押し出しコーター、ダイコーター、グラビアコーター、リップコーター、キャピラリー式コーター、バーコーター、ディップ、スプレー、スピンなどの一般的な方式を用いることができる。   The coating means for the composition for forming the scintillator layer is not particularly limited, but a normal coating means such as a doctor blade, roll coater, knife coater, extrusion coater, die coater, gravure coater, lip coater, capillary A general system such as a formula coater, bar coater, dip, spray, or spin can be used.

本発明にかかるシンチレータ部は、シンチレータ層と非シンチレータ層を繰り返し積層した後、両者を接合する工程により構成される。
シンチレータ層と非シンチレータ層を繰り返し積層する方法としては特に制約は無いが、個別に形成しておいたシンチレータ層および非シンチレータ層をそれぞれ複数枚のシートに分割した上で、交互に繰り返し積層しても良い。
The scintillator portion according to the present invention is configured by a step of repeatedly laminating a scintillator layer and a non-scintillator layer and then bonding them together.
There are no particular restrictions on the method of repeatedly laminating the scintillator layer and the non-scintillator layer, but the separately formed scintillator layer and non-scintillator layer are each divided into a plurality of sheets and then alternately laminated repeatedly. Also good.

また本発明では、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層が接合された部分積層体を複数作成したのち、当該複数の部分積層体を積層して前記積層体を形成することが、積層体の積層数や厚さの調整がしやすいので好ましい態様である。   Further, in the present invention, after creating a plurality of partial laminates in which the scintillator layer and the non-scintillator layer are joined, the plurality of partial laminates are laminated to form the laminate. And the thickness is easy to adjust.

たとえば、予め、一対のシンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体を形成しておき、その部分積層体を複数枚のシートに分割し、繰り返し積層してもよい。このときいずれかに所望の機能層を別途設けておき、適当な間隔で配置するように積層すればよい。   For example, a partial laminate including a pair of scintillator layers and a non-scintillator layer may be formed in advance, and the partial laminate may be divided into a plurality of sheets and repeatedly laminated. At this time, a desired functional layer may be separately provided in any one of the layers and laminated so as to be arranged at an appropriate interval.

シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体が巻取り可能なフィルム形状であれば、コアに巻取ることによって効率的に積層することが可能となる。巻取りコアとしては筒状でも平板でもよい。さらに効率的には、上記方法によって作製したシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加圧、加熱などによって接合(一体化)してから複数枚のシートに分割し繰り返し積層しても良い。   If the partial laminated body which consists of a scintillator layer and a non-scintillator layer is a film shape which can be wound, it will become possible to laminate | stack efficiently by winding on a core. The winding core may be cylindrical or flat. More efficiently, the repetitive laminate of the scintillator layer and the non-scintillator layer produced by the above method may be joined (integrated) by pressing, heating, etc., and then divided into a plurality of sheets and repeatedly laminated.

またこの部分積層体を積層する際に、所定の層間隔となるように機能層を設けておけばよい。
シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体の形成方法には特に制約は無いが、非シンチレータ層としてポリマーフィルムを選択し、その片面に、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をコートすることでシンチレータ層を形成して良い。また、ポリマーフィルムの両面に、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をコートしても良い。
Further, when laminating the partial laminate, a functional layer may be provided so as to have a predetermined layer interval.
There are no particular restrictions on the method for forming the partial laminate comprising the scintillator layer and the non-scintillator layer, but a polymer film is selected as the non-scintillator layer, and a composition containing scintillator particles and an adhesive resin is coated on one side. Thus, a scintillator layer may be formed. Moreover, you may coat the composition containing scintillator particle | grains and adhesive resin on both surfaces of a polymer film.

部分積層体は、前記したように、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をポリマーフィルム上にコートして形成すると、工程が簡略化できる上に複数枚のシートへの分割が容易となる。分割方法は特に制限されず、通常の裁断方法が選択される。   As described above, when the partial laminate is formed by coating a composition containing scintillator particles and an adhesive resin on a polymer film, the process can be simplified and division into a plurality of sheets is facilitated. . The dividing method is not particularly limited, and a normal cutting method is selected.

また、あらかじめ転写基材に、シンチレータ層を塗設したものを、非シンチレータ層からなるフィルム上に転写してもよい。転写基材は必要に応じて、剥離などの手段により脱着される。   Alternatively, a transfer substrate previously coated with a scintillator layer may be transferred onto a film composed of a non-scintillator layer. The transfer substrate is desorbed by means such as peeling as necessary.

本発明では、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層が放射線の入射方向に対して略平行方向になるように前記積層体を加圧することで、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層とを接合する。   In this invention, the said scintillator layer and the said non-scintillator layer are joined by pressing the said laminated body so that the said scintillator layer and the said non-scintillator layer may become a substantially parallel direction with respect to the incident direction of a radiation.

複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を所望の寸法になるように加圧した状態で加熱することにより、積層ピッチを所望の値に調整することが出来る。
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を所望の寸法になるように加圧する方法には特に制約は無いが、積層体が所望の寸法以上に圧縮されないように、予め、金属等のスペーサを設けた状態で加圧することが好ましい。その際の圧力としては1MPa〜10GPaが好ましい。圧力が前記範囲の下限値よりも低いと、積層体に含まれる樹脂成分を所定の寸法に変形させることが出来ない恐れがある。圧力が前記範囲の上限値よりも高いと、スペーサが変形してしまう場合があり、積層体を所望の寸法以上に圧縮してしまう恐れがある。前記積層体を加圧した状態で加熱することで接合をより強固なものとすることができる。
By heating a repeatedly laminated body of a plurality of scintillator layers and non-scintillator layers in a state of being pressurized to a desired size, the lamination pitch can be adjusted to a desired value.
There is no particular limitation on the method of pressurizing a laminate of a plurality of scintillator layers and non-scintillator layers to a desired size, but a spacer such as a metal is used in advance so that the laminate is not compressed beyond the desired size. It is preferable to pressurize in a state where is provided. The pressure at that time is preferably 1 MPa to 10 GPa. If the pressure is lower than the lower limit of the above range, the resin component contained in the laminate may not be deformed to a predetermined size. If the pressure is higher than the upper limit of the above range, the spacer may be deformed, and the laminate may be compressed to a desired size or more. The bonding can be made stronger by heating the laminate in a pressurized state.

複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加熱する条件としては、樹脂の種類にもよるが、熱可塑性樹脂ではガラス転移点以上、熱硬化性樹脂では硬化温度以上の温度で、いずれも0.5〜24時間程度加熱することが好ましい。加熱温度としては、一般的に40℃〜250℃であることが好ましい。温度が前記範囲の下限値よりも低いと、樹脂の融着あるいは硬化反応が不充分な場合があり、接合不良や、もしくは圧縮を解除すると元の寸法に戻ってしまう恐れがある。温度が前記範囲の上限値よりも高いと、樹脂が変質し光学特性を損ねる恐れが生じる。積層体を加圧しながら加熱する方法には、特に制約は無いが、発熱体が装着されたプレス機を用いても良いし、積層体を所定の寸法になるように箱型の治具に封じ込めた状態でオーブン加熱しても良いし、箱型の治具に発熱体が装着されていても良い。   The condition for repeatedly heating a laminated body of a plurality of scintillator layers and non-scintillator layers depends on the type of resin, but at a temperature above the glass transition point for thermoplastic resins and at a temperature above the curing temperature for thermosetting resins, both It is preferable to heat for about 0.5 to 24 hours. In general, the heating temperature is preferably 40 ° C to 250 ° C. If the temperature is lower than the lower limit of the above range, there may be insufficient resin fusing or curing reaction, and there is a risk of poor bonding or return to the original dimensions when the compression is released. If the temperature is higher than the upper limit of the above range, the resin may be altered and the optical properties may be impaired. There are no particular restrictions on the method of heating the laminated body while applying pressure, but a press machine equipped with a heating element may be used, or the laminated body is sealed in a box-shaped jig so as to have a predetermined size. It may be heated in an oven, or a heating element may be attached to a box-shaped jig.

複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体が加圧される前の状態としては、シンチレータ層の内部、非シンチレータ層の内部、もしくはシンチレータ層と非シンチレータ層の界面に空隙が存在していることが好ましい。もし空隙が全く存在しない状態で加圧した場合には、積層端面より構成材料の一部が流出して積層ピッチに乱れが生じるか、あるいは加圧を解除すると元の寸法に戻ってしまうこともある。空隙が存在していれば、加圧しても空隙がクッションとなり、空隙がゼロになるまでの範囲であれば積層体を任意の寸法に調整することが出来、即ち、積層ピッチを任意の値に調整することが出来る。空隙率は、積層体の実測体積(面積×厚さ)と、積層体の理論体積(重量÷密度)を用いて次式より算出される。
(積層体の実測体積-積層体の理論体積)÷積層体の理論体積×100
積層体の面積が一定であれば、空隙率は、積層体の実測厚さと、積層体の理論厚さ(重量÷密度÷面積)を用いて次式より算出される。
(積層体の実測厚さ-積層体の理論厚さ)÷積層体の理論厚さ×100
As the state before the repeated laminate of a plurality of scintillator layers and non-scintillator layers is pressurized, there is a void in the scintillator layer, in the non-scintillator layer, or in the interface between the scintillator layer and the non-scintillator layer. It is preferable. If pressure is applied in the absence of any voids, part of the material will flow out from the end face of the stack and the stacking pitch will be disturbed, or it may return to its original dimensions when pressure is released. is there. If there is a gap, the gap becomes a cushion even when pressurized, and the laminate can be adjusted to any size within the range until the gap becomes zero, that is, the lamination pitch can be set to any value. Can be adjusted. The porosity is calculated from the following equation using the measured volume (area × thickness) of the laminate and the theoretical volume (weight ÷ density) of the laminate.
(Measured volume of laminate-theoretical volume of laminate) ÷ theoretical volume of laminate x 100
If the area of the laminate is constant, the porosity is calculated from the following equation using the measured thickness of the laminate and the theoretical thickness (weight ÷ density ÷ area) of the laminate.
(Measured thickness of laminate-theoretical thickness of laminate) ÷ theoretical thickness of laminate x 100

シンチレータ層の加熱後の空隙率は30vol%以下であることが好ましい。上記範囲を超えるとシンチレータの充填率が低下し輝度が低下する。
シンチレータ層や非シンチレータ層の内部に空隙を設ける手段としては、例えば、シンチレータ層や非シンチレータ層の作製過程で層内に気泡を含有させても良いし、中空のポリマー粒子を添加しても良い。一方、シンチレータ層あるいは非シンチレータ層の表面に凹凸が存在する場合でも、両者の接触界面に空隙が出来るため同様の効果が得られる。シンチレータ層や非シンチレータ層の表面に凹凸も設ける手段としては、例えば、ブラスト処理やエンボス処理のような凹凸処理を層の表面に施しても良いし、層内にフィラーを含有させることで表面に凹凸を形成させても良い。シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をポリマーフィルム上に塗設することによりシンチレータ層を形成する場合、シンチレータ層の表面に凹凸が形成され、ポリマーフィルムとの接触界面に空隙を設けることが出来る。凹凸の大きさは、フィラーの粒径や分散性を制御することによって任意に調整することが出来る。
The porosity of the scintillator layer after heating is preferably 30 vol% or less. When the above range is exceeded, the filling rate of the scintillator is lowered and the luminance is lowered.
As a means for providing a void in the scintillator layer or non-scintillator layer, for example, bubbles may be included in the layer during the production process of the scintillator layer or non-scintillator layer, or hollow polymer particles may be added. . On the other hand, even when there are irregularities on the surface of the scintillator layer or the non-scintillator layer, a void is formed at the contact interface between them, and the same effect can be obtained. As a means for providing unevenness on the surface of the scintillator layer or non-scintillator layer, for example, unevenness treatment such as blasting or embossing may be applied to the surface of the layer, or by adding a filler in the layer, Unevenness may be formed. When a scintillator layer is formed by coating a composition containing scintillator particles and an adhesive resin on a polymer film, irregularities are formed on the surface of the scintillator layer, and voids may be provided at the contact interface with the polymer film. I can do it. The size of the unevenness can be arbitrarily adjusted by controlling the particle size and dispersibility of the filler.

また、本発明ではシンチレータ部材の放射線入射側を第一面、第一面と対向する側を第二面としたとき、第二面における前記シンチレータ層と非シンチレータ層の積層ピッチを、第一面における前記シンチレータ層と非シンチレータ層の積層ピッチよりも大きくしてもよい。具体的には、シンチレータ部材パネルを湾曲させるか、もしくは湾曲させなくてもシンチレータ部材パネルを傾斜構造(傾斜化されたシンチレータともいう)にする。このような構成を採用すると、シンチレータ部材の周辺領域でのX線が斜め入射による、放射線が充分に透過しない、いわゆるケラレという問題を解消できる。   In the present invention, when the radiation incident side of the scintillator member is the first surface and the side facing the first surface is the second surface, the stacking pitch of the scintillator layer and the non-scintillator layer on the second surface is the first surface. It may be larger than the stacking pitch of the scintillator layer and the non-scintillator layer. Specifically, the scintillator member panel is curved, or the scintillator member panel has an inclined structure (also referred to as an inclined scintillator) without being bent. By adopting such a configuration, it is possible to solve the problem of so-called vignetting in which X-rays in the peripheral region of the scintillator member are not sufficiently transmitted by radiation due to oblique incidence.

以上の積層型シンチレータ部材では、必要に応じて、積層構造を維持するためには、放射線入射側の面、もしくはその反対の面、もしくは両方の面が支持体に貼り合わされて保持されていてもよい。また、放射線を入射側に設けられる検出器の基板が支持体を兼ねることも可能である。   In the above laminated scintillator member, in order to maintain the laminated structure as necessary, the surface on the radiation incident side, the opposite surface, or both surfaces may be bonded and held on the support. Good. Further, the detector substrate provided on the incident side can also serve as a support.

支持体としては、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、金属等を用いることができるが、例えば、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラスなどの板ガラス、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板(光電変換パネル)、また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、あるいは該金属酸化物の被覆層を有する金属シート、炭素繊維強化樹脂(CFRP)シート、アモルファスカーボンシートなどを用いることができる。支持体の厚みは50μm〜2,000μmであることが好ましく、50〜1,000μmであることがより好ましい。   As the support, various types of glass that can transmit radiation such as X-rays, polymer materials, metals, and the like can be used. For example, plate glass such as quartz, borosilicate glass, chemically tempered glass, Ceramic substrates such as sapphire, silicon nitride and silicon carbide, semiconductor substrates such as silicon, germanium, gallium arsenide, gallium phosphide and gallium nitrogen (photoelectric conversion panels), cellulose acetate film, polyester film, polyethylene terephthalate film, polyamide film, polyimide Film, triacetate film, polymer film such as polycarbonate film (plastic film), metal sheet such as aluminum sheet, iron sheet, copper sheet, or metal sheet having a coating layer of the metal oxide, carbon fiber reinforced resin ( FRP) sheet, such as amorphous carbon sheet can be used. The thickness of the support is preferably 50 μm to 2,000 μm, and more preferably 50 to 1,000 μm.

これらのうち、ガラス板又は高分子材料が好ましく、湾曲しやすさの観点から高分子材料がさらに好ましく、高分子材料からなる樹脂フィルムが特に好ましい。
上記支持体の材料の弾性率は、通常0.1〜300GPa、好ましくは1〜200GPaである。ここで、「弾性率」とは、引張試験機を用い、試験片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、本明細書では、かかるヤング率を弾性率と定義する。
Among these, a glass plate or a polymer material is preferable, a polymer material is more preferable from the viewpoint of easy bending, and a resin film made of a polymer material is particularly preferable.
The elastic modulus of the material of the support is usually 0.1 to 300 GPa, preferably 1 to 200 GPa. Here, the "elastic modulus" is a value obtained by using a tensile tester and obtaining the slope of the stress relative to the strain amount in a region where the strain indicated by the standard line of the test piece and the corresponding stress have a linear relationship. It is. This is a value called Young's modulus, and in this specification, this Young's modulus is defined as elastic modulus.

曲させる場合、具体的には、弾性率が1〜20GPaである樹脂フィルムが好ましい。支持体の材料の弾性率が上記範囲にあると、支持体は、シンチレータ部材を安定に保持することができる。   When bending, specifically, a resin film having an elastic modulus of 1 to 20 GPa is preferable. When the elastic modulus of the material of the support is in the above range, the support can stably hold the scintillator member.

上記樹脂フィルムを構成する高分子材料には、例えば、ポリエチレンナフタレート(6〜8GPa)、ポリエチレンテレフタレート(3〜5GPa)、ポリカーボネート(1〜3GPa)、ポリイミド(6〜8GPa)、ポリエーテルイミド(2〜4GPa)、アラミド(11〜13GPa)、ポリスルホン(1〜3GPa)及びポリエーテルスルホン(1〜3GPa)等がある(カッコ内は弾性率を示す)。なお、弾性率の値は、樹脂フィルムの形態により変動し得るので、必ずしも弾性率が括弧内の値になるわけではないが、目安として一例を示したものである。   Examples of the polymer material constituting the resin film include polyethylene naphthalate (6 to 8 GPa), polyethylene terephthalate (3 to 5 GPa), polycarbonate (1 to 3 GPa), polyimide (6 to 8 GPa), and polyetherimide (2 -4 GPa), aramid (11-13 GPa), polysulfone (1-3 GPa), polyethersulfone (1-3 GPa), etc. (in parentheses indicate elastic modulus). The value of the elastic modulus can vary depending on the form of the resin film. Therefore, the elastic modulus is not necessarily the value in parentheses, but an example is shown as a guide.

シンチレータ部材と支持体とを貼り合わせる方法に特に指定は無いが、例えば接着剤や両面テープ、ホットメルトシートなどを用いることが出来る。シンチレータ部材を支持体と貼りあわせた後に、接合面と反対の面を平坦化加工しても良い。   Although there is no specific designation for the method of bonding the scintillator member and the support, for example, an adhesive, a double-sided tape, a hot melt sheet, or the like can be used. After the scintillator member is bonded to the support, the surface opposite to the joint surface may be flattened.

シンチレータ部材と支持体の間には、目的用途に応じて、シンチレータの発光を反射する層もしくは吸収する層を設けても良い。シンチレータの発光を反射する層を設けることで輝度が向上し、シンチレータの発光を吸収する層を設けることで鮮鋭性が向上する。シンチレータの発光を反射する機能もしくは吸収する機能を支持体自体が有していても良い。   A layer that reflects or absorbs light emitted from the scintillator may be provided between the scintillator member and the support, depending on the intended use. Brightness is improved by providing a layer that reflects light emitted from the scintillator, and sharpness is improved by providing a layer that absorbs light emitted by the scintillator. The support itself may have a function of reflecting or absorbing the light emitted from the scintillator.

検出器
本発明では、放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器が、上記シンチレータ部材の放射線の入射側に設けられる。
検出器において、外部からのX線が、シンチレータ層によって光に変換され、この光が、検出器によって電気信号に変換されるとともに、位置情報と関連づけられた形で外部に出力可能な状態とされる。
Detector In the present invention, a detector for detecting light emitted from the scintillator layer upon receiving radiation is provided on the radiation incident side of the scintillator member.
In the detector, X-rays from the outside are converted into light by the scintillator layer, and this light is converted into an electric signal by the detector, and can be output to the outside in a form associated with position information. The

検出器は、発生した光を吸収して、電荷の形に変換する機能を有する限り、その形状は特に制限されず、シンチレータ部材の形状に応じて、平面形状であっても湾曲してもよく、また波形のような形状であってもよい。   The shape of the detector is not particularly limited as long as it has a function of absorbing the generated light and converting it into a charge shape. The shape may be flat or curved depending on the shape of the scintillator member. Also, the shape may be a waveform.

本発明で用いられる検出器は、光を、電気信号に変換して、外部に出力する役割を有するものであり、従来公知のものを用いることができれば、そ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。   The detector used in the present invention has a role of converting light into an electrical signal and outputting it to the outside. If a conventionally known one can be used, its configuration is not particularly limited, but usually The substrate, the image signal output layer, and the photoelectric conversion element are stacked in this order.

このうち、光電変換素子は、シンチレータ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よい。これらは、X線を透過するので、照射側に設けられても、シンチレータの発光に影響を及ぼすことが少ない。   Among these, the photoelectric conversion element has a function of absorbing light generated in the scintillator layer and converting it into a charge form. Here, the photoelectric conversion element may have any specific structure as long as it has such a function. For example, the photoelectric conversion element used in the present invention can be composed of a transparent electrode, a charge generation layer that is excited by incident light to generate charges, and a counter electrode. Any of these transparent electrodes, charge generation layers, and counter electrodes may be conventionally known ones. The photoelectric conversion element used in the present invention may be composed of an appropriate photosensor. For example, the photoelectric conversion element may be a two-dimensional arrangement of a plurality of photodiodes, or a CCD ( It may be composed of a two-dimensional photosensor such as a charge coupled device (CMOS) or a complementary metal-oxide-semiconductor (CMOS) sensor. Since these transmit X-rays, they do not affect the light emission of the scintillator even if they are provided on the irradiation side.

検出器とシンチレータ部材との界面での光学ロスを低減するためには、屈折率が1.0(空気)を超える透明な材料で接合されていることが好ましい。積層型シンチレータパネルと光電変換パネルの接合方法に特に指定は無いが、例えば接着剤や両面テープ、ホットメルトシートなどを用いることが出来る。   In order to reduce the optical loss at the interface between the detector and the scintillator member, it is preferable that the refractive index is bonded with a transparent material exceeding 1.0 (air). There is no particular designation for the method of joining the laminated scintillator panel and the photoelectric conversion panel, but for example, an adhesive, a double-sided tape, a hot melt sheet, or the like can be used.

光電変換素子の一例
光電変換素子の一例として、特開2015−230175号公報に記載に平面受光素子などが挙げられる。例えば、図4に示すように、絶縁性基板64に薄膜トランジスタ(TFT)70及び蓄積容量68が形成されたTFTアクティブマトリクス基板(以下「TFT基板」という。)のように、複数の受光素子を二次元状に配置した構成を有するものである。具体的には、AeroDR(コニカミノルタ(株)製)、PaxScan(バリアン(株)製FPD:2520)等に内蔵されている。
Example of photoelectric conversion element
As an example of the photoelectric conversion element, a planar light receiving element is described in JP-A-2015-230175. For example, as shown in FIG. 4, a plurality of light receiving elements are arranged in a two-dimensional manner, such as a TFT active matrix substrate (hereinafter referred to as “TFT substrate”) in which a thin film transistor (TFT) 70 and a storage capacitor 68 are formed on an insulating substrate 64. It has a configuration arranged in a dimension. Specifically, it is incorporated in AeroDR (manufactured by Konica Minolta Co., Ltd.), PaxScan (FPD: 2520 manufactured by Varian Co., Ltd.) and the like.

絶縁性基板64は、前記したシンチレータ部材の支持体を兼ねることが可能であり、また、シンチレータ部材の傾斜構造や湾曲に追従させるために、素子自体を湾曲させる場合などは、ガラス板又は高分子材料が好ましく、湾曲しやすさの観点から高分子材料、特に樹脂フィルムが好ましく、中でも、耐熱性の観点よりポリイミドフィルムが特に好ましい。   The insulating substrate 64 can also serve as a support for the above-described scintillator member. In addition, when the element itself is curved in order to follow the inclined structure or curvature of the scintillator member, a glass plate or a polymer is used. A material is preferable, and a polymer material, particularly a resin film is preferable from the viewpoint of easy bending, and a polyimide film is particularly preferable from the viewpoint of heat resistance.

平面受光素子の弾性率は、通常0.1〜300GPa、好ましくは1〜200GPa、さらに好ましくは1〜20GPaである。なお、「弾性率」の定義は、支持体の項ですでに説明したとおりである。   The elastic modulus of the planar light receiving element is usually 0.1 to 300 GPa, preferably 1 to 200 GPa, more preferably 1 to 20 GPa. The definition of “elastic modulus” is as already described in the section of the support.

上記平面受光素子の厚みは、通常1〜1,000μm、好ましくは10〜500μm、さらに好ましくは10〜200μmである。平面受光素子の厚みが前記範囲内にあるとき、平面受光素子とシンチレータ部材とを接合する際に、弾性率の大きなガラス、金属等の材料であっても、平面受光素子がシンチレータ部材の形状に合わせて効果的に湾曲できるため、平面受光素子とシンチレータ部材とを、接着剤層を介した距離が面内において均一となるように接合させることができる。   The thickness of the planar light receiving element is usually 1 to 1,000 μm, preferably 10 to 500 μm, and more preferably 10 to 200 μm. When the thickness of the planar light receiving element is within the above range, when the planar light receiving element and the scintillator member are joined, even if the material is a glass or metal having a large elastic modulus, the planar light receiving element has the shape of the scintillator member. Since it can be effectively bent together, the planar light receiving element and the scintillator member can be joined so that the distance through the adhesive layer is uniform in the plane.

TFT基板66Aには、上記シンチレータ部材71によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部72が形成されている。図4では、TFT基板66Aでは、TFT70とセンサ部72を別な層で重なるように形成している。これにより、センサ部72でのシンチレータ部材71からの光の受光面積を大きくすることができる。また、TFT基板66Aには、TFT基板66A上を平坦化するための平坦化層67が形成されている。また、TFT基板66Aとシンチレータ部材71との間であって、平坦化層67上には、シンチレータ部材71をTFT基板66Aに接着するための接着層69が形成されている。   The TFT substrate 66A is formed with a sensor portion 72 that generates charges when the light converted by the scintillator member 71 is incident thereon. In FIG. 4, in the TFT substrate 66A, the TFT 70 and the sensor unit 72 are formed so as to overlap each other. Thereby, the light receiving area of the light from the scintillator member 71 in the sensor unit 72 can be increased. A flattening layer 67 for flattening the TFT substrate 66A is formed on the TFT substrate 66A. An adhesive layer 69 for bonding the scintillator member 71 to the TFT substrate 66A is formed between the TFT substrate 66A and the scintillator member 71 and on the planarizing layer 67.

センサ部72は、上部電極72A、下部電極72B、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜72Cを有している。
上部電極72A、及び下部電極72BはITO(酸化インジウムスズ)やIZO(酸化亜鉛インジウム)などの光透過性の高い材料を用いて形成されており、光透過性を有する。
The sensor unit 72 includes an upper electrode 72A, a lower electrode 72B, and a photoelectric conversion film 72C disposed between the upper and lower electrodes.
The upper electrode 72A and the lower electrode 72B are formed using a highly light-transmitting material such as ITO (indium tin oxide) or IZO (zinc indium oxide), and have light transmittance.

光電変換膜72Cは、シンチレータ部材71から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜72Cは、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成されていればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜72Cであれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ部材71による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜72Cであれば、可視光線の領域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ部材71による発光以外の電磁波が光電変換膜72Cに吸収されることがほとんどなく、X線等の放射線が光電変換膜72Cで吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。   The photoelectric conversion film 72 </ b> C absorbs light emitted from the scintillator member 71 and generates a charge corresponding to the absorbed light. The photoelectric conversion film 72C only needs to be formed of a material that generates charges when irradiated with light. For example, the photoelectric conversion film 72C can be formed of amorphous silicon, an organic photoelectric conversion material, or the like. The photoelectric conversion film 72C containing amorphous silicon has a wide absorption spectrum and can absorb light emitted by the scintillator member 71. The photoelectric conversion film 72C containing an organic photoelectric conversion material has a sharp absorption spectrum in the visible light region, and electromagnetic waves other than light emitted by the scintillator member 71 are hardly absorbed by the photoelectric conversion film 72C. Thus, noise generated by absorption of radiation such as the photoelectric conversion film 72C can be effectively suppressed.

有機光電変換材料には、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物がある。例えば、キナクリドンの可視光線の領域における吸収ピーク波長は560nmであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ層71の材料としてCsI:Tlを用いれば、上記ピーク波長の差を5nm以内にすることが可能となり、光電変換膜72Cで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この有機光電変換材料については、特開2009−32854号公報に説明されている。なお、光電変換膜72Cは、さらにフラーレン又はカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。   Organic photoelectric conversion materials include, for example, quinacridone organic compounds and phthalocyanine organic compounds. For example, since the absorption peak wavelength of quinacridone in the visible light region is 560 nm, if quinacridone is used as the organic photoelectric conversion material and CsI: Tl is used as the material of the scintillator layer 71, the difference in the peak wavelength is within 5 nm. Thus, the amount of charge generated in the photoelectric conversion film 72C can be substantially maximized. This organic photoelectric conversion material is described in JP2009-32854A. The photoelectric conversion film 72C may be formed by further containing fullerene or carbon nanotube.

本発明によれば厚層化が可能であり、輝度、MTFが高く、しかもX線ケラレなどによるノイズも低減されたシンチレータパネルが得られる。このようなシンチレータパネルは、位相コントラスト像を撮像することができる。   According to the present invention, it is possible to obtain a scintillator panel that can be thickened, has high luminance and MTF, and has reduced noise due to X-ray vignetting. Such a scintillator panel can capture a phase contrast image.

このため、本発明のシンチレータパネルは、タルボ・システムに好適に使用できる。図2は、本発明にかかるシンチレータパネルを含むシンチレータパネルを含むタルボ・シンチレータの概略構成図である。   For this reason, the scintillator panel of this invention can be used conveniently for a Talbot system. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a Talbot scintillator including a scintillator panel including a scintillator panel according to the present invention.

本発明のシンチレータまた、シンチレータパネルがG2格子の機能を既に持ち合わせているため、G2格子は装置から取り外した状態でも使用できる。なお、タルボ撮影装置について、特開2016-220865号公報、特開2016-220787号公報、特開2016-209017号公報、特開2016-150173号公報などに詳細に記載されている。   Since the scintillator of the present invention and the scintillator panel already have the function of the G2 lattice, the G2 lattice can be used even when it is detached from the apparatus. The Talbot imaging device is described in detail in Japanese Patent Laid-Open No. 2016-220865, Japanese Patent Laid-Open No. 2016-220787, Japanese Patent Laid-Open No. 2016-209017, Japanese Patent Laid-Open No. 2016-150173, and the like.

実施例
以下、本発明を実施例により説明するが本発明はかかる実施例に何ら制限されるものではない。
<実施例1>
<プレートの作製方法>
平均粒径2μmのGd2O2S:Tb粒子とエチレン-酢酸ビニル系ホットメルト樹脂(三井・デュポン ポリケミカル製エバフレックスEV150、融点=61℃)を固形分比率(体積分率)が50/50となるように混合し、シンチレータ層形成用の組成物を得た。この組成物を200℃で溶融し、理論膜厚が3μm(重量より算出)のPETフィルム(非シンチレータ層)上に、理論膜厚が3μm(重量より算出)になるようにダイコーターを用いてコートすることで、シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体を作製した。その後、上記部分積層体を120mm×3mmに断裁したものを20,000枚積層した。本積層体の実測膜厚は140mmであった。
EXAMPLES The present invention will be described below with reference to examples, but the present invention is not limited to the examples.
<Example 1>
<Plate production method>
Gd2O2S: Tb particles with an average particle diameter of 2 μm and ethylene-vinyl acetate hot melt resin (Mitsui / DuPont Evaflex EV150, melting point = 61 ° C.) have a solid content ratio (volume fraction) of 50/50. To obtain a composition for forming a scintillator layer. This composition was melted at 200 ° C., and a die coater was used so that the theoretical film thickness was 3 μm (calculated from the weight) on the PET film (non-scintillator layer) having a theoretical film thickness of 3 μm (calculated from the weight). By coating, the partial laminated body which consists of a scintillator layer and a non-scintillator layer was produced. Thereafter, 20,000 sheets of the partial laminate cut to 120 mm × 3 mm were laminated. The measured film thickness of this laminate was 140 mm.

続いて、上記積層体の膜厚が120mmになるよう、金属製の治具を用いて圧力0.2GPaの条件で積層面に対して平行に加圧し、更にこの状態で、100℃、1時間加熱することで20,000層の部分積層体よりなる積層ブロック(120mm×120mm×3mm)を作製した。   Subsequently, pressure was applied in parallel to the laminated surface using a metal jig under a pressure of 0.2 GPa so that the film thickness of the laminate was 120 mm, and in this state, 100 ° C. for 1 hour. A laminated block (120 mm × 120 mm × 3 mm) composed of a 20,000-layer partial laminate was produced by heating.

上記積層ブロックの片側(120mm×120mmの面)を旋盤加工により平坦化した後、エポキシ接着剤を塗布し、0.5mm厚のCFRP板に貼り合せた。その後、上記積層ブロックの厚さを0.2mmになるまで旋盤加工により切削することで積層型シンチレータパネル(120mm×120mm×0.2mm)を得た。   After flattening one side (120 mm × 120 mm surface) of the laminated block by lathe processing, an epoxy adhesive was applied and bonded to a CFRP plate having a thickness of 0.5 mm. Thereafter, a laminating scintillator panel (120 mm × 120 mm × 0.2 mm) was obtained by cutting by lathe processing until the thickness of the laminated block became 0.2 mm.

<評価方法>
上記積層型シンチレータパネルにおけるCFRP板を貼り合せていない面を、光電変換パネル(検出器)に、光学用両面テープ(日東電工製CS9861US)で貼り合せ、X線がその面からシンチレータパネルに入射するように、X線管球に対して配置した。このとき、シンチレータパネルの120mm×120mmの平面中心位置にX線が垂直に入射するように調整し、X線の照射範囲はシンチレータパネル全面が入るように設定した。X線管球からシンチレータパネルの表面までの距離L1は1.5mとした。
<Evaluation method>
The surface of the laminated scintillator panel on which the CFRP plate is not bonded is bonded to a photoelectric conversion panel (detector) with an optical double-sided tape (CS9861US manufactured by Nitto Denko), and X-rays enter the scintillator panel from that surface. Thus, it arrange | positioned with respect to X-ray tube. At this time, the scintillator panel was adjusted so that X-rays were perpendicularly incident on a 120 mm × 120 mm plane center position, and the X-ray irradiation range was set so that the entire surface of the scintillator panel could enter. The distance L1 from the X-ray tube to the surface of the scintillator panel was 1.5 m.

この配置により、X線照射装置からX線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルの最端部までの距離a1は60mm、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さL2は0.3mm、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を合わせた厚さa2は6μmとなった。   With this arrangement, the distance a1 from the position of the scintillator panel where X-rays are vertically incident from the X-ray irradiation apparatus to the end of the scintillator panel is 60 mm, and the thickness L2 of the scintillator panel in the radiation incident direction is 0. The combined thickness a2 of the scintillator panel and the non-scintillator layer of the scintillator panel was 6 μm.

このような位置関係のもと管電圧40kVの条件でX線を照射し、X線画像を取得した。このX線照射の際、光電変換パネルのX線照射側に設置されているバッテリーや回路基板については、X線透過の妨げにならないように装置内の配置を調整した。このとき装置内配置は変更せずとも、画像補正にてシグナルを補填することも可能である。   Under such a positional relationship, X-rays were irradiated under the condition of a tube voltage of 40 kV, and an X-ray image was acquired. During the X-ray irradiation, the arrangement of the battery and circuit board installed on the X-ray irradiation side of the photoelectric conversion panel was adjusted so as not to interfere with X-ray transmission. At this time, the signal can be compensated by image correction without changing the arrangement in the apparatus.

こうして取得したX線画像から輝度とMTFを測定した。なお、MTFについてはエッジ法を用いた。
次にタルボ・ロー撮影装置に、光電変換パネルを貼り合せた該シンチレータパネルを、該光電変換パネルを貼り合せた面がX線の入射面になるように設置し、モアレ縞を有するモアレ画像を縞走査法の原理に基づく方法で複数枚撮影した。
Luminance and MTF were measured from the X-ray image thus obtained. Note that the edge method was used for MTF.
Next, the scintillator panel on which the photoelectric conversion panel is bonded is placed on the Talbot-Lo imaging device so that the surface on which the photoelectric conversion panel is bonded becomes the X-ray incident surface, and a moire image having moire fringes is obtained. Multiple images were taken by a method based on the principle of the fringe scanning method.

なおタルボ・ロー撮影装置は、タルボ干渉計を用いたX線画像撮影装置と同様に、X線源と第1格子(すなわちいわゆるG1格子)と第2格子(すなわちいわゆるG2格子)とフラットパネルディテクター(Flat Panel Detector:FPD)として知られるX線検出器とを備えている。そして、さらにX線源と第1格子との間のX線源付近に線源格子(マルチスリット等ともいう。いわゆるG0格子)が配置されて構成される。   Note that the Talbot-low imaging device is similar to the X-ray imaging device using the Talbot interferometer in that the X-ray source, the first grating (that is, the so-called G1 grating), the second grating (that is, the so-called G2 grating), and the flat panel detector. And an X-ray detector known as (Flat Panel Detector: FPD). Further, a source grating (also referred to as multi-slit or the like, so-called G0 grating) is arranged in the vicinity of the X-ray source between the X-ray source and the first grating.

本撮影においては、該積層型シンチレータパネルがG2格子の機能を既に持ち合わせているため、G2格子は装置から取り外した状態で使用した。
撮影した複数枚のモアレ画像に基づいて、小角散乱に基づくコントラストが撮影された小角散乱画像の画像を取得した。
In this photographing, since the laminated scintillator panel already has the function of the G2 lattice, the G2 lattice was used after being removed from the apparatus.
Based on the plurality of captured moire images, an image of a small-angle scattered image in which contrast based on small-angle scattering was captured was acquired.

小角散乱画像は、モアレ縞のvisibility(鮮明度)を画像化したものであり、被写体による放射線の散乱に応じてコントラストが付く。そのため、シンチレータ層と非シンチレータ層の境界構造に作製上の誤差等、垂直性の悪化が生じるとvisibilityは低下する。ゆえに、visibilityを構造の揺らぎ具合の指標として評価した。   The small-angle scattered image is an image of the visibility of moiré fringes, and has a contrast according to the scattering of radiation by the subject. For this reason, visibility deteriorates if the verticality such as manufacturing errors occurs in the boundary structure between the scintillator layer and the non-scintillator layer. Therefore, visibility was evaluated as an index of structural fluctuation.

なお、事前に手骨ファントムを使用した評価から最低限必要な輝度、MTFを導出しておき、それぞれの値を基準(=100%)とし、吸収画像を診断に用いる上で必要な値とした。また同ファントムの小角散乱画像から、最低限必要なvisibilityの値を導出して基準(=100%)とした。診断には吸収画像、小角散乱画像の両方を用いるため、輝度、MTF、visibilityの基準を全て満たすことが必要となる。   It should be noted that the minimum required brightness and MTF are derived in advance from the evaluation using the hand bone phantom, and each value is set as a reference (= 100%), and the absorption image is used as a value necessary for diagnosis. . The minimum necessary visibility value was derived from the small-angle scattered image of the phantom and used as a reference (= 100%). Since both an absorption image and a small-angle scattered image are used for diagnosis, it is necessary to satisfy all the criteria of luminance, MTF, and visibility.

<評価結果>
L2>a2/a1×L1を満たし、かつ光電変換パネルがシンチレータパネルのX線入射側に設置されているため、輝度、MTF、visibilityともに基準値(=100%)を超える高い値が得られた。これよりタルボ・システムで用いる診断用画像として十分な性能が得られていることがわかる。
<Evaluation results>
Since L2> a2 / a1 × L1 was satisfied and the photoelectric conversion panel was installed on the X-ray incident side of the scintillator panel, high values exceeding the reference value (= 100%) were obtained for luminance, MTF, and visibility. . This shows that sufficient performance is obtained as a diagnostic image used in the Talbot system.

<実施例2>
シンチレータパネルのX線入射方向の厚さL2を0.1mmとした以外は実施例1と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。X線管球との位置関係についても実施例1と同様にした。
<Example 2>
A laminated scintillator panel was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness L2 in the X-ray incident direction of the scintillator panel was 0.1 mm. The positional relationship with the X-ray tube was also the same as in Example 1.

L2が0.05mm以上であり、かつ光電変換パネルがシンチレータパネルのX線入射側に設置されているため、輝度、MTF、visibilityともに基準値(=100%)を超える高い値が得られた。これよりタルボ・システムで用いる診断用画像として十分な性能が得られていることがわかる。   Since L2 was 0.05 mm or more and the photoelectric conversion panel was installed on the X-ray incident side of the scintillator panel, high values exceeding the reference value (= 100%) were obtained for luminance, MTF, and visibility. This shows that sufficient performance is obtained as a diagnostic image used in the Talbot system.

<比較例1>
シンチレータパネルのX線入射方向の厚さL2を0.03mmとした以外は実施例1と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。配置についてはシンチレータパネルのCFRP板側からX線が入射するようにした以外は実施例1と同様にした。この場合、光電変換パネルに取り付けられている回路基板やバッテリーはX線がシンチレータパネルに入射するまでに妨げとならないため、位置を変える必要はない。管電圧等の評価条件については実施例1と同手法により、輝度、MTF、visibilityを取得した。
<Comparative Example 1>
A laminated scintillator panel was obtained in the same manner as in Example 1 except that the thickness L2 in the X-ray incident direction of the scintillator panel was 0.03 mm. The arrangement was the same as in Example 1 except that X-rays were incident from the CFRP plate side of the scintillator panel. In this case, there is no need to change the position of the circuit board and the battery attached to the photoelectric conversion panel because they do not hinder the X-rays from entering the scintillator panel. With respect to evaluation conditions such as tube voltage, luminance, MTF, and visibility were obtained by the same method as in Example 1.

L2が0.05mm以下であるため、MTFとvisibilityは高い値が得られているが、一方で輝度が基準から大幅に低くなっていることがわかる。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像としては不十分な性能と判断される。   Since L2 is 0.05 mm or less, high values of MTF and visibility are obtained, but it can be seen that the luminance is significantly lower than the reference. Thus, it is judged that the performance is insufficient as a diagnostic image used in the Talbot system.

<比較例2>
シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さL2を0.1mmとする以外は比較例1と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。センサー位置、評価方法についても比較例1と同様にして、輝度、MTF、visibilityを取得した。
<Comparative Example 2>
A laminated scintillator panel was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness L2 in the radiation incident direction of the scintillator panel was 0.1 mm. As for the sensor position and evaluation method, luminance, MTF, and visibility were obtained in the same manner as in Comparative Example 1.

L2が0.05mm以上にした結果、MTFとvisibilityが基準を満たしつつ、輝度は比較例1より高い値が得られたが、まだ不十分であることがわかる。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像としては不十分な性能と判断される。   As a result of L2 being 0.05 mm or more, it was found that the luminance was higher than that of Comparative Example 1 while the MTF and visibility met the standards, but still insufficient. Thus, it is judged that the performance is insufficient as a diagnostic image used in the Talbot system.

<比較例3>
シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さL2を0.2mmとする以外は比較例1と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。センサー位置、評価方法についても比較例1と同様にして、輝度、MTF、visibilityを取得した。
<Comparative Example 3>
A laminated scintillator panel was obtained in the same manner as in Comparative Example 1 except that the thickness L2 in the radiation incident direction of the scintillator panel was 0.2 mm. As for the sensor position and evaluation method, luminance, MTF, and visibility were obtained in the same manner as in Comparative Example 1.

L2が0.05mmを大幅に超えた結果、輝度については基準を満たすことができたが、一方でMTFとvisibilityが基準を下回る結果となった。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像として不十分な性能と判断される。   As a result of L2 significantly exceeding 0.05 mm, the luminance standard could be satisfied, but the MTF and visibility were below the standard. Thus, it is judged that the performance is insufficient as a diagnostic image used in the Talbot system.

<結果>
下表にて評価結果を示す。総合評価として、輝度、MTF、visibilityの基準を全て満たすものを「○」、1つでも基準を満たさないものについては「×」として判断した。
<Result>
The evaluation results are shown in the following table. As a comprehensive evaluation, a case where all the criteria of luminance, MTF and visibility were satisfied was judged as “◯”, and a case where even one of the criteria was not satisfied was judged as “×”.

以上の実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途、機能、およびその他の仕様の変更が適宜可能であり、他の実施形態によっても実施されうることは言うまでもない。   Although the above embodiments have been described, the present invention is not limited thereto, and the purpose, state, application, function, and other specifications can be changed as appropriate, and can be implemented by other embodiments. Needless to say.

Claims (4)

シンチレータ層と非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し設置された構造を有するシンチレータ部材、および放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器を具備し、該検出器が上記シンチレータ部材の放射線の入射側に設けられてなることを特徴とするシンチレータパネル。   A scintillator member having a structure in which the scintillator layer and the non-scintillator layer are repeatedly installed in a direction substantially parallel to the incident direction of radiation, and a detector that detects the light emitted from the scintillator layer upon receiving the radiation, A scintillator panel comprising a scintillator member provided on a radiation incident side of the scintillator member. シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことを特徴とする請求項1に記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein a thickness of the scintillator member in a radiation incident direction is larger than 50 μm. 放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの距離をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に繰り返し設置された構造の1組のシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に合わせた厚さをa2としたときに、
L2>a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする請求項1に記載のシンチレータパネル。
L1 is the distance from the radiation irradiation device to the scintillator panel, a1 is the distance from the position of the scintillator panel where the radiation is vertically incident from the radiation irradiation device to the end of the scintillator panel where radiation can be irradiated, and the scintillator panel The thickness in the radiation incident direction of the scintillator panel is set to L2, and the scintillator layer and the non-scintillator layer of the scintillator panel are repeatedly arranged in a substantially parallel direction. When a2
L2> a2 / a1 × L1
The scintillator panel according to claim 1, wherein:
位相コントラスト像を撮像することを特徴とする請求項1〜3のいずれかに記載のシンチレータパネル。   The scintillator panel according to claim 1, wherein a phase contrast image is captured.
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