JP2023124597A - 放射線検出装置、放射線撮像システム、および放射線検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 鮮鋭度に関して高い特性を有する放射線検出装置を提供する。
【解決手段】 基板上に各々が光電変換素子を有する複数の画素が配列されたセンサアレイと、センサアレイの上に設けられた複数の柱状結晶からなる蛍光体層と、蛍光体層の上に設けられ前記蛍光体層を保護する蛍光体保護層と、蛍光体保護層の上に設けられ前記蛍光体層からの光を反射する反射層と、を含む放射線検出装置である。蛍光体保護層は、金属アルコキシドと、金属アルコキシドが有する少なくとも一部の金属原子を架橋する酸素と、からなる架橋体であり、反射層は、樹脂と、前記樹脂に分散する金属化合物と、からなることを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、放射線検出装置、放射線撮像システム、および放射線検出装置の製造方法に関する。

現在、放射線による医療画像診断や非破壊検査に用いる放射線検出装置が普及している。放射線検出装置は、例えば医療画像診断においては、一般撮影のような静止画撮影や、透視撮影のような動画撮影が可能なデジタル撮像装置として、放射線撮像システムに用いられている。また、このような放射線検出装置は非破壊検査装置等の放射線を利用した医療用以外の分析・検査用途の装置にも応用されている。

放射線検出装置に搭載される蛍光体として、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）を微量添加したヨウ化セシウム（ＣｓＩ）蛍光体が用いられる。このような蛍光体の蛍光利用効率を高めて感度向上を図るために、蛍光体上に反射層を形成する技術が開示されている（例えば特許文献１、２）。

特許文献１においては、反射層として酸化チタン（ＴｉＯ２）などの光散乱性粒子を含む樹脂を蛍光体層上に塗布した形成放射線検出装置を開示している。また特許文献２においては、光反射性粒子を含有した樹脂を蛍光体上に配置し、反射層および保護層として用いる放射線検出装置を開示している。

特表２０１８－５１３９８２号公報 特開２００６－０５２９８０号公報

特許文献１および２の方法においては、反射層に光散乱性粒子を用いることにより、何れも放射線検出装置の感度を改善する効果を得られるが、鮮鋭度等のその他の特性の改善に関しては特に言及がなく、更なる特性の改善が求められている。

上記の課題は、基板上に各々が光電変換素子を有する複数の画素が配列されたセンサアレイと、前記センサアレイの上に設けられた複数の柱状結晶からなる蛍光体層と、前記蛍光体層の上に設けられ前記蛍光体層を保護する蛍光体保護層と、前記蛍光体保護層の上に設けられ前記蛍光体層からの光を反射する反射層と、を含む放射線検出装置であって、前記蛍光体保護層は、金属アルコキシドと、前記金属アルコキシドが有する少なくとも一部の金属原子を架橋する酸素と、からなる架橋体であり、前記反射層は、樹脂と、前記樹脂に分散する金属化合物と、からなることを特徴とする放射線検出装置により解決される。

本発明の実施形態によれば、鮮鋭度に関して高い特性を有する放射線検出装置の提供が可能となる。

本発明の実施形態に係る放射線検出装置の上面の概略図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の断面の一部を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の断面の一部を示した概略図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の製造方法の一例を説明する概略図である。 本発明の実施例および比較例を示す一覧表である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置を、放射線撮像システムに応用した例を示す概略図である。

以下に、本発明の実施形態に係る放射線検出装置、および放射線検出装置の製造方法について説明する。

図１は、本実施形態における放射線検出装置１０の上面図である。また図２は、図１のＡ－Ａ´断面図のうち、中央部付近の断面図である。

図１における基板１０３は、ガラスやプラスチック等からなる基板である。この基板１０３上に、基板上に各々が光電変換素子を有する複数の画素が配列される。複数の画素が配列された領域を画素領域１０１と呼称する。また、基板１０３上に画素領域１０１が設けられたものをセンサアレイと呼称する。

画素領域１０１で検知した信号を転送するために、複数の配線１０５及び接続部１０４が画素領域１０１に接続され、基板１０３の外縁部に配置される。画素領域１０１の保護を目的として、不図示のセンサ保護膜が画素領域１０１上に配置されていても良い。センサ保護膜は、目的に応じ公知の材料から選定可能である。

放射線検出装置１０に照射された放射線を画素領域１０１の光電変換素子が検知可能な波長の光に変換するために、画素領域１０１上に蛍光体層１０２が配置される。蛍光体層１０２は、柱状結晶２０３と、柱状結晶２０３の表面の一部または全部に形成される蛍光体保護層２０４からなる。蛍光体保護層２０４は、柱状結晶２０３の劣化、特に製造過程等における湿度の影響による柱状結晶２０３の潮解を防止する目的で設けられる。

蛍光体層１０２には、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を用いることが好ましい。また、ヨウ化セシウムに賦活剤としてヨウ化タリウムを適量添加することがより好ましい形態である。この添加により、ヨウ化セシウムの発光が可視光域での発光となり、アモルファスシリコン等で構成される光電変換素子での検出が容易となる。

蛍光体層１０２の形成方法としては、柱状結晶２０３が林立する構造が形成できれば方法は問わないが、蒸着法で形成することが好ましい。成膜条件や基板温度条件等を設定することにより、柱状結晶２０３の間に間隙が確保された蛍光体層を形成することができる。

柱状結晶２０３の間に存在する間隙２０７は、後述するように反射層１０６の樹脂および光反射性粒子を間隙２０７へ導入するために、蛍光体層１０２の上部で確保されていることが好ましい。間隙２０７は、例えば走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ：Ｓｃａｎｎｉｎｇ Ｅｌｅｃｔｒｏｎ Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｙ）を用いてその幅等を確認することができる。

また、間隙２０７の評価方法として、膜密度を定義することもできる。本発明における膜密度は、ヨウ化セシウム結晶の比重を１００％とした場合の、蛍光体層１０２の体積密度の比として定義する。

本発明における、蛍光体保護層２０４を形成した蛍光体層１０２の膜密度は、蛍光体層１０２の全体の平均として、７０～８５％の範囲にあることが好ましく、更に好ましくは７０～８０％である。膜密度をこの範囲に設定することにより、間隙２０７が十分確保されて、反射層１０６の樹脂および光反射性粒子を蛍光体層１０２の上層部へ導入することが容易となる。

次に、蛍光体保護層２０４について説明する。蛍光体保護層２０４は、柱状結晶２０３の潮解を防止し、間隙２０７を保持できるものであればよい。蛍光体保護層２０４の材質としては、柱状結晶２０３の表面を、間隙２０７を埋めることなく被覆することができる公知の材料から選定可能であり、例えば有機樹脂や無機薄膜であればよい。

また、蛍光体保護層２０４には、金属アルコキシドとその金属アルコキシドが有する少なくとも一部の金属原子間が酸素で架橋された架橋体が好適に用いられる。このような架橋体は、間隙２０７を埋めずに柱状結晶２０３の表面を被覆して潮解防止の効果を得られるため、本発明に好適に用いることができる。

本発明に好適に用いられる架橋体に含まれる金属アルコキシドとしては、下記一般式（１）の化合物を用いることができる。
Ｍ１（ＯＲ）ｎ （１）

上記式（１）中、Ｍ１はＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒのいずれかであり、Ｒはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基から選ばれる少なくとも１種であり、ｎはＭ１がＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒの場合に４であり、Ａｌの場合に３である。その他にもＭ１がＰ，Ｂ，Ｈｆ，Ｔａなどの原子でも同様の効果が期待できる。

なお、金属アルコキシド以外にも、金属に、ハロゲン、アミノ基及びその水素原子が置換された誘導体、またはアセチレンが結合したものでも、同様の効果が期待できる。

架橋体化合物中に含まれるアルコキシドはＦＴＩＲ（フーリエ変換型赤外分光）、ＴＯＦ－ＳＩＭＳ（飛行時間型二次イオン質量分析法）などで定性分析ができ、ＦＴＩＲ、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光）などで定量分析ができる。

蛍光体保護層２０４の膜厚は１００ｎｍ以下が好ましい。間隙２０７は、柱状結晶の先端付近で２００ｎｍ以上であるので、このような膜厚に設定することにより、柱状結晶２０３間の間隙を十分確保しつつ、防湿の機能を実現することができる。

次に、反射層１０６について説明する。反射層１０６は、蛍光体保護層２０４上に設けられる。反射層１０６には、光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１と、金属層および有機層を積層したフィルム（複合フィルム４０４）と、が用いられる。反射層１０６に用いる樹脂３０１の材料としては、間隙２０７に導入しやすくするために、ホットメルト樹脂が好適に用いられる。このような、間隙２０７に反射層１０６が導入された構造が、放射線検出装置１０の鮮鋭度特性の向上に寄与する。

なお、反射層１０６に用いられる樹脂３０１は、ホットメルト樹脂に限るものではなく、光反射性粒子３０２を含有することができる樹脂であれば公知の材料から選択してもよい。

次に図３を用いて、柱状結晶２０３と反射層１０６の構造について詳細に説明する。光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１は、間隙２０７に導入され、柱状結晶２０３の上部における間隙２０７を埋めるように配置される。

樹脂３０１は、例えば、吸湿率が低いポリオレフィン樹脂を主成分とするホットメルト樹脂が好適に用いられる。ホットメルト樹脂とは、水や溶剤を含まず室温で固体であり、１００％不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義されるものである。

また、ホットメルト樹脂は樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化する性質を有しており、加熱溶融状態にて他の有機材料、及び無機材料に接着性を有し、反対に常温では固体状態となり接着性を有さない樹脂である。また、ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、及び水を含んでいないので、柱状結晶２０３に接触しても柱状結晶２０３を溶解しないため、柱状結晶２０３を保護する機能も合わせもつことが可能である。

ホットメルト樹脂は、主成分であるベースポリマー（ベース材料）の種類によって分類され、本実施形態においてはポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を用いることができる。ホットメルト樹脂は、柱状結晶２０３の保護を目的とする上では防湿性が高く、かつ蛍光体から発生する可視光線を透過させるために光透過性が高い材料を選定することが重要である。

本実施形態で用いるホットメルト樹脂は、例えば以下の方法で形成することができる。樹脂をトルエン、キシレンの混合溶媒に溶解させ、更に粘度を１０ｃｐｓ程度になるよう調整し、予めブタノール、プロパノールの混合液中に光反射性粒子を分散剤と共に分散させる。さらにボールミルにより十分解砕させた分散液を、光反射性粒子が樹脂に対して０～３２ｖｏｌ％となるように加えたのち、混合して十分な攪拌の後、発泡に注意しつつ溶媒を揮発させる。このような方法でホットメルト樹脂として樹脂３０１を得ることができる。

次に、本実施形態で用いる光反射性粒子３０２について説明する。光反射性粒子３０２は樹脂３０１中に分散混合する形で配置されている。光反射性粒子３０２を含有する樹脂３０１は蛍光体層１０２の光を反射する。具体的には、蛍光体層１０２を構成する柱状結晶２０３の発光のうち、画素領域１０１とは逆方向成分の光を反射し、その一部を画素領域１０１側へ戻す機能を有する。これにより蛍光体層１０２で発生した蛍光の有効利用を図ることができ、放射線検出装置を用いた放射線撮影の際に、被写体に照射される放射線量の低減に寄与する。

光反射性粒子３０２の材料としては、例えば可視光を反射する白色顔料粒子等が挙げられるが、樹脂に含有して光反射機能を発現すれば、有機／無機材料等の制限は特になく、公知の材料を用いることができる。樹脂３０１がホットメルト樹脂であり、それに光反射性粒子３０２を含有し使用する場合、例えば光反射性粒子３０２としては金属化合物が好適に用いられる。具体的な例としては、ルチル型酸化チタン粒子を用いることができる。

図４を用いて、反射層１０６を形成する方法について説明する。まず、図４（ａ）に示すように、アルミニウム等から成るフィルムである金属層４０２と、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）やポリエステル等からなる有機層である有機樹脂フィルム４０３を積層した複合フィルム４０４を準備する。この複合フィルム４０４に、ホットメルト樹脂等の樹脂３０１を形成する。このようにして、有機樹脂フィルム４０３、金属層４０２、ホットメルト樹脂等の樹脂３０１、の順に積層された反射層１０６が形成される。

樹脂３０１にホットメルト樹脂を用いる場合の、複合フィルム４０４上への樹脂３０１の形成方法を説明する。例えばロール状の複合フィルム４０４を、ロールコーター装置にセットし、事前に調合済みのホットメルト樹脂を複合フィルム４０４上に塗工する方法が挙げられる。この方法によれば、樹脂３０１の厚さを、ホットメルト樹脂を調合した際の粘度や、塗工速度等で調整することができるので好ましい。この方法により、樹脂３０１にホットメルト樹脂を適用した場合の樹脂３０１の厚さを５～１００μｍの範囲で調整することができる。

その後、図４（ｂ）に示すように、図４（ａ）で形成した反射層１０６の樹脂３０１側と、蛍光体層１０２の柱状結晶２０３の先端側が接するように配置する。さらにその後、図４（ｃ）に示すように、熱圧着処理により樹脂３０１を溶融し、蛍光体層１０２を構成する柱状結晶２０３の間に存在する間隙２０７に樹脂３０１を導入する。

ここで、再び図３を用いて、光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１の間隙２０７への導入について説明する。

本実施形態においては、柱状結晶２０３の表面に蛍光体保護層２０４を形成することで、柱状結晶２０３の潮解を抑制している。柱状結晶は、潮解が進むと表面形状が変化し、柱状結晶同士の融着等により間隙２０７が減少する。蛍光体保護層２０４は、このような柱状結晶２０３の潮解を抑制する機能を有するため、蛍光体保護層２０４を形成した柱状結晶２０３は融着が発生せず、間隙２０７が維持される。その結果、反射層１０６を構成する樹脂３０１と光反射性粒子３０２が間隙２０７に導入することが容易となる。

樹脂３０１の侵入量ｄ１は、柱状結晶の頂部を形成する円錐部高さｄ０より大きい必要がある。ｄ０以上に設定することで、特性を維持しつつ、蛍光体層１０２と樹脂３０１の接着力を維持できる。ｄ０は本実施形態においては、おおよそ１～１５μｍの範囲となる。ｄ１は、柱状結晶２０３が形状を維持でき、かつ感度および鮮鋭度特性が低下しない範囲であればよい。

上述した熱圧着処理で反射層１０６を形成する場合には、ｄ１が１～５０μｍの範囲であれば、反射層１０６の光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１が蛍光体層１０２の発光を効率的に反射し、感度や鮮鋭度特性の向上を図ることができるため好適である。

また、柱状結晶２０３の上部にはある程度の厚さ（ｄ２）の反射層１０６が形成されている必要がある。ｄ２の範囲はおおよそ１～５０μｍの範囲となる。このような範囲でｄ２を設定することで、柱状結晶２０３から発せられた蛍光を効率的に反射し、放射線検出装置１０の感度の維持または向上を図ることが可能となる。

鋭意検討の結果、蛍光体保護層２０４を表面に形成した柱状結晶２０３の間に存在する間隙２０７に、光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１を導入する構成が、放射線検出装置１０の鮮鋭度特性の向上に寄与する結果を見出している。これらの結果については、実施例及び比較例の説明にて後述する。

次に、本発明の放射線検出装置１０の製造方法について説明する。

まず、ガラスやプラスチック製の基板１０３に、各々が光電変換素子を有する複数の画素がアレイ状に形成されたセンサアレイを準備する。センサアレイには、無機材料や有機材料等でセンサパネル保護層を形成しても良い。続いて、センサアレイの外縁部に、画素からの出力を取り出すために光電変換素子に接続された配線１０５や接続部１０４等が配置される。

次に、センサアレイ上に蛍光体層１０２を形成する。蛍光体層１０２は、複数の柱状結晶からなり、センサアレイ上に林立する形状となる。また、蛍光体層１０２を形成する領域は、図１に示すように複数の画素から構成される画素領域１０１を含むようにする。

蛍光体層１０２の形成は、例えば真空中で、蛍光体層１０２となる材料を加熱蒸発させ、センサアレイへ成膜する、蒸着等の方法を用いることが好ましい。蒸着時の成膜条件、被成膜基板の温度条件設定により、柱状結晶２０３の形状および間隙２０７の間隔を制御することが可能である。

蛍光体層１０２の材料としては、放射線が照射されることで主に可視光領域で発光する材料を用いる。具体的には、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を用いることが好ましく、可視光領域で発光させる為、更に賦活剤としてヨウ化タリウム（ＴｌＩ）を微量添加するのが好ましい。前述の蒸着法を用いることで、ヨウ化セシウムとヨウ化タリウムを同時に加熱して共蒸着を行い、ヨウ化セシウム中のヨウ化タリウムの添加量を制御できる。

次に、図２に示す蛍光体層１０２の柱状結晶２０３の表面の一部または全部に、蛍光体保護層２０４を形成する。蛍光体保護層２０４は、少なくとも、金属アルコキシドと、金属アルコキシドの一部の金属原子間を酸素で架橋した架橋体を用いる。適切に活性化された架橋体を蛍光体層１０２の柱状結晶２０３に接触させることにより蛍光体保護層２０４を形成する。金属アルコキシドは、例えば前述の一般式（１）で示される化合物を用いることが好ましい。例えば、ケイ酸エチルが好適に用いられる。

次に、反射層１０６を準備する。例えば有機フィルムおよび金属フィルムからなる複合フィルム４０４の上に、図３に示す光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１を形成する。樹脂３０１は例えば、ロール状の複合フィルム４０４を準備し、それにロールコーターを用いて塗工することで形成する。塗工を行う前に、あらかじめ樹脂３０１に光反射性粒子３０２を混合しておく。塗工する樹脂３０１の粘度や、塗工速度等を制御することで反射層１０６の膜厚をコントロールすることができる。

次に、蛍光体保護層２０４を形成した蛍光体層１０２の上に、反射層１０６を配置する。その後、樹脂３０１の軟化点以上の温度で、反射層１０６を熱圧着する。熱圧着により、図４（ｃ）に示す様に間隙２０７に、熱により軟化して変形した樹脂３０１が、樹脂３０１が含有する光反射性粒子３０２と共に導入される。

反射層１０６の間隙２０７へ侵入する量は、反射層１０６を構成する樹脂３０１の粘度、光反射性粒子３０２の濃度、熱圧着時の圧力や温度等のパラメータの設定により制御できる。

＜実施例１＞
本実施例は、柱状結晶からなる蛍光体層上に蛍光体保護層を形成し、その後酸化チタン粒子を含有したホットメルト樹脂を、蛍光体保護層を介して蛍光体層上に形成し、放射線検出装置を作製した例である。

まず、ガラスからなる基板１０３上に、各々が光電変換素子を有する複数の画素がアレイ状に形成されたセンサアレイを準備する。センサアレイ上には光電変換素子を保護するセンサ保護膜を形成する。

次にセンサ保護膜上に、蛍光体層１０２を成膜する。蛍光体層１０２は、画素が形成された画素領域１０１を覆うように形成する。本実施例においては、蛍光体層１０２として、賦活剤としてヨウ化タリウムを適量添加したヨウ化セシウムを蒸着法により形成する。成膜条件および基板温度条件等を設定することにより、柱状結晶２０３の間に間隙２０７が確保された蛍光体層１０２を形成できる。本実施例においては、蛍光体層１０２の膜厚が４８０μｍ、タリウム濃度が０．７ｍｏｌ％であった。

次に、蛍光体層１０２を構成する柱状結晶２０３に蛍光体保護層２０４を形成する。適切に活性化したケイ酸エチルを柱状結晶２０３に接触させることで、柱状結晶２０３の表面に蛍光体保護層２０４が成膜される。

走査型電子顕微鏡を用いて蛍光体保護層２０４を形成した後の柱状結晶２０３の平均柱径および間隙２０７の幅を確認すると、柱状結晶２０３の径は平均約６ｕｍであり、間隙２０７は１～４μｍ程度であった。また、間隙２０７の評価の方法として、膜密度を測定したところ、蛍光体保護層を形成した蛍光体層１０２の膜密度は、蛍光体層１０２の全体の平均として、７７％である。

次に、反射層１０６として用いるＰＥＴフィルム、アルミフィルム、光反射性粒子３０２を含有した樹脂３０１（ホットメルト樹脂）の積層体を準備する。本実施例では、光反射性粒子３０２としてルチル型酸化チタン粒子を用いる。

本実施例において、ルチル型酸化チタン粒子の平均粒度は２５０ｎｍ、粒度分布は１０％Ｄ＝１９５μｍ、５０％Ｄ＝２４５μｍ、９０％Ｄ＝２７５μｍであった。また、粒子が樹脂に対して０－３２Ｖｏｌ％の範囲となるようホットメルト樹脂と光反射性粒子３０２とを調合している。また、反射層１０６の層厚は、ＰＥＴフィルム１０ｕｍ、アルミフィルム３０ｕｍ、ホットメルト樹脂層３０ｕｍとした。

次に、反射層１０６と蛍光体層１０２とを接着する。反射層１０６のホットメルト樹脂側と蛍光体層１０２の柱状結晶２０３の先端側を対向させて設置する。反射層１０６のシートサイズは、蛍光体層１０２が形成された領域のサイズよりも大きくし、基板１０３の外周部分の蛍光体層１０２が形成されていない領域と反射層１０６とで蛍光体層１０２を密閉できるように配置する。

蛍光体層１０２と反射層１０６との貼り合わせは、熱圧着にて行う。ホットメルト溶融温度まで基板１０３、蛍光体層１０２、および反射層１０６を加熱した後、反射層１０６を加圧することで溶融したホットメルト樹脂を間隙２０７に導入し、接着を行う。熱圧着は蛍光体層１０２の全面、および基板１０３の蛍光体層１０２が形成された外周部のガラス部分でも同様に行い、ホットメルト樹脂と基板とを接着し、内部に蛍光体層１０２を密閉するような構造とする。

次に、基板１０３への電気基板等の実装、外装形成等を行い放射線検出装置１０を作製する。本装置の鮮鋭度特性（ＭＴＦ：Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を評価した結果、図５に示す様にＭＴＦ（２）：０．４５となり、良好なＭＴＦ特性となることが確認できる。

＜実施例２＞
蛍光体の膜厚を変更した場合の実施例についても、同様に図５に示す。蛍光体の膜厚を５１０ｕｍに設定した場合のＭＴＦ（２）は０．４４となった。

＜実施例３＞
本実施例は、柱状結晶への反射層の導入量を変更し、それ以外は実施例１を同様の構成の場合である。同様に図５に結果を示す。この場合のＭＴＦ（２）は０．４７となった。

＜比較例１＞
比較例として、実施例１で用いた光反射性粒子を用いたホットメルト樹脂に代わり、光反射性粒子を含有しない、可視光に対して透明であるホットメルト樹脂を用い、かつ蛍光体保護層を形成しない場合の例を示す。この場合、ホットメルト樹脂は反射層ではなく接着層としての機能のみ有し、蛍光体が発光する光は透過する。またホットメルト樹脂に代わりアルミシートが反射層としての機能を有する。上記以外は実施例１と同様の方法により、放射線検出装置を製造する。

本比較例で作製した放射線検出装置のＭＴＦ特性は、図５に示すようにＭＴＦ（２）：０．３５５となった。

＜比較例２＞
比較例として、実施例１で用いた光反射性粒子を用いたホットメルト樹脂に代わり、光反射性粒子を含有しない、可視光に対して透明であるホットメルト樹脂を用いた場合の例を示す。この場合、比較例１と同様、アルミシートが反射層としての機能を有する。比較例１とは異なり、蛍光体保護層を形成する。上記以外は実施例１と同様の方法により、放射線検出装置を製造する。

本比較例で作製した放射線検出装置のＭＴＦ特性は、図５に示すようにＭＴＦ（２）：０．３６５となった。

＜比較例３＞
本比較例は、蛍光体保護層を使用しない点以外は、実施例１と同様の方法で製作した例である。具体的には、蛍光体層を形成後、蛍光体保護層を形成せずに蛍光体層上に速やかに反射層を実装する。上記以外は、実施例１と同様の方法で放射線検出装置を製造する。

本比較例で作製した放射線検出装置のＭＴＦ特性は、図５に示すようにＭＴＦ（２）：０．４１０となった。

＜比較例４＞
本比較例は、蛍光体層の形成条件を変更し、膜密度を変更した蛍光体層を使用すること以外は、実施例１と同様の方法で製作した例である。本比較例の蛍光体層の膜密度は図５に示す通り８５％であり、実施例１よりも高くなっている。上記以外は、実施例１と同様の方法で放射線検出装置を製造する。

本比較例で作製した放射線検出装置のＭＴＦ特性は、図５に示すようにＭＴＦ（２）：０．３６５となった。

これら図５に示す実施例および比較例より、比較例１の構成に対して、ケイ酸エチルを用いた蛍光体保護層のＭＴＦ特性向上の効果は２．８％（比較例２）と見積ることができる。また、比較例１の構成に対して、ＴｉＯ２含有ホットメルト樹脂を反射層として用いた場合のＭＴＦ特性向上の効果は１５．５％（比較例３）と見積ることができる。

一方、実施例１の構成、すなわちケイ酸エチルを蛍光体保護層として用い、かつＴｉＯ２含有ホットメルト樹脂を反射層として用いる構成においては、ＭＴＦ特性向上効果は２６．８％となった。この数値は、比較例２および３で見積もった効果を掛け合わせた数値（ＭＴＦ（２）：０．４２２、ＭＴＦ向上効果：１８．７％）より高い数値となることが分かる。

以上、鋭意検討の結果、蛍光体保護層と光反射性粒子を含有した樹脂から成る反射層を同時に採用することにより、それぞれを個別に採用した場合から想定されるＭＴＦ向上効果より高い効果が発現することを見出した。

＜その他の実施形態＞
以下、図６を参照しながら本発明の実施形態に係る放射線検出装置１０を放射線撮像システムに応用した例を説明する。放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、前述の放射線検出装置１０に代表される放射線検出装置６０４０に入射する。

この入射したＸ線には被験者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換素子で光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルに変換され画像処理部となるイメージプロセッサ６０７０により放射線画像として画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。

また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示部となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。

また本発明の放射線検出装置１０は、非破壊検査装置等の放射線を利用した医療用以外の分析・検査用途の装置およびその製造への応用が可能である。

１０１ 画素領域
１０２ 蛍光体層
１０３ 基板
１０６ 反射層
２０３ 柱状結晶
２０４ 蛍光体保護層
３０１ 樹脂
３０２ 光反射性粒子

Claims (14)

1. 基板上に各々が光電変換素子を有する複数の画素が配列されたセンサアレイと、
   前記センサアレイの上に設けられた複数の柱状結晶からなる蛍光体層と、
   前記蛍光体層の上に設けられ前記蛍光体層を保護する蛍光体保護層と、
   前記蛍光体保護層の上に設けられ前記蛍光体層からの光を反射する反射層と、を含む放射線検出装置であって、
   前記蛍光体保護層は、金属アルコキシドと、前記金属アルコキシドが有する少なくとも一部の金属原子を架橋する酸素と、からなる架橋体であり、
   前記反射層は、樹脂と、前記樹脂に分散する金属化合物と、からなること
   を特徴とする放射線検出装置。
2. 前記金属アルコキシドが下記一般式（１）で示される化合物であることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
   Ｍ１（ＯＲ）ｎ （１）
   〔式（１）中、Ｍ１はＳｉ、Ａｌ、Ｔｉ、Ｚｒのいずれかであり、Ｒはメチル基、エチル基、プロピル基、イソプロピル基、ブチル基から選ばれる少なくとも１種であり、ｎはＭ１がＳｉ、Ｔｉ、Ｚｒの場合に４であり、Ａｌの場合に３である。〕
3. 前記反射層は、金属層を有し、
   前記金属層と前記蛍光体層との間に前記樹脂および前記金属化合物が設けられていること
   を特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
4. 前記樹脂および前記金属化合物は、前記複数の柱状結晶の間に存在する間隙に侵入していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
5. 前記樹脂および前記金属化合物は、前記複数の柱状結晶の間に存在する間隙に、前記複数の柱状結晶の先端から前記センサアレイを有する方向へ１～５０μｍの範囲で侵入していることを特徴とする請求項４に記載の放射線検出装置。
6. 前記樹脂は、ホットメルト樹脂であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
7. 前記金属化合物は、ルチル型酸化チタンであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
8. 前記複数の柱状結晶は、ヨウ化セシウムからなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
9. 前記複数の柱状結晶は、賦活剤としてヨウ化タリウムを含むことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
10. 前記蛍光体層は、膜密度が７０～８５％の範囲であることを特徴とする、請求項１乃至９のいずれか一項に記載の放射線検出装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の放射線検出装置と、
    前記放射線検出装置が検出した放射線を放射線画像として処理する画像処理部と、を有すること
    を特徴とする放射線撮像システム。
12. 基板上に各々が光電変換素子を有する複数の画素が配列されたセンサアレイの上に複数の柱状結晶からなる蛍光体層を形成する工程と
    前記蛍光体層の上に前記蛍光体層を保護する蛍光体保護層を形成する工程と、
    前記蛍光体保護層の上に前記蛍光体層からの光を反射する反射層を形成する工程と、を行う放射線検出装置の製造方法であって、
    前記蛍光体保護層を形成する工程は、金属アルコキシドと、前記金属アルコキシドが有する少なくとも一部の金属原子を架橋する酸素と、からなる架橋体として前記蛍光体保護層を形成し、
    前記反射層を形成する工程は、樹脂と、前記樹脂に分散する金属化合物と、からなる前記反射層を形成すること
    を特徴とする製造方法。
13. 前記反射層を形成する工程は、前記複数の柱状結晶の間に存在する間隙に前記反射層の導入を行うことを特徴とする請求項１２に記載の製造方法。
14. 前記導入は、熱圧着にて行うことを特徴とする請求項１３に記載の放射線検出装置の製造方法。

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