JP2024051180A - 放射線撮像パネル、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像パネルの製造方法、および、シンチレータプレート - Google Patents
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Abstract
【課題】放射線撮像パネルにおいてＭＴＦの向上に有利な技術を提供する。【解決手段】主面にそれぞれ光電変換素子を含む複数の画素が配された基板と、前記主面の上に配された複数の柱状結晶を含むシンチレータと、前記シンチレータを覆うように配された樹脂層を含む保護層と、を含み、前記主面と前記樹脂層の上面との間の領域は、前記複数の柱状結晶のそれぞれ隣り合う柱状結晶の間の領域である第１領域と、前記複数の柱状結晶および前記第１領域と前記上面との間の領域であり、前記樹脂層が配される第２領域と、を含み、前記第１領域には、金属化合物の粒子が配され、前記第２領域には、前記第１領域よりも低い濃度で前記金属化合物の粒子が配されている、または、前記第２領域には、前記金属化合物の粒子が配されていない。【選択図】図１
Description
本発明は、放射線撮像パネル、放射線撮像装置、放射線撮像システム、放射線撮像パネルの製造方法、および、シンチレータプレートに関する。
医療画像診断や非破壊検査などで放射線撮影に用いられるフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ）として、被写体を通過した放射線をシンチレータで光に変換し、シンチレータが発した光を光電変換素子で検出する間接変換方式のＦＰＤがある。放射線を光に変換するシンチレータには、放射線から変換された光を光電変換素子に効率よく伝達するために、ヨウ化セシウムなどのハロゲン化アルカリ金属化合物の柱状結晶が広く用いられている。ハロゲン化アルカリ金属化合物は、吸湿によって劣化してしまうため、シンチレータの上には防湿機能を有する保護層が配されうる。また、シンチレータで放射線から変換された光が光電変換素子で効率よく検出されるように、シンチレータの光電変換素子とは反対の側に、光反射機能を有する反射層が配されうる。特許文献１には、蛍光体層上に光反射性微粒子を含有した樹脂からなる光反射機能と防湿機能とを備える蛍光体保護層を、蛍光体の柱状結晶の柱間に埋め込む形状で形成した放射線検出装置が示されている。
特特許文献１に示される光反射性微粒子の濃度分布には検討の余地がある。具体的には、シンチレータのそれぞれの柱状結晶の間では、ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）の向上のため、光が隣り合う柱状結晶に入射してしまわないように光反射性微粒子が配されている必要がある。一方、柱状結晶の上部に光反射性微粒子が存在する場合、シンチレータの柱状結晶から上方に出射した光が光反射性微粒子によって反射し柱状結晶に再入射することによって、ＤＱＥ（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ）が向上しうる。しかしながら、柱状結晶から上方に出射した光が、光反射性微粒子によって拡散してしまいＭＴＦの向上効果を得られない可能性がある。
本発明は、放射線撮像パネルにおいてＭＴＦの向上に有利な技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルは、主面にそれぞれ光電変換素子を含む複数の画素が配された基板と、前記主面の上に配された複数の柱状結晶を含むシンチレータと、前記シンチレータを覆うように配された樹脂層を含む保護層と、を含む放射線撮像パネルであって、前記主面と前記樹脂層の上面との間の領域は、前記複数の柱状結晶のそれぞれ隣り合う柱状結晶の間の領域である第１領域と、前記複数の柱状結晶および前記第１領域と前記上面との間の領域であり、前記樹脂層が配される第２領域と、を含み、前記第１領域には、金属化合物の粒子が配され、前記第２領域には、前記第１領域よりも低い濃度で前記金属化合物の粒子が配されている、または、前記第２領域には、前記金属化合物の粒子が配されていないことを特徴とする。
上記手段によって、放射線撮像パネルにおいてＭＴＦの向上に有利な技術を提供する。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
また、本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
図１～７を参照して、本実施形態による放射線撮像パネルの構成および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撮像パネル１００の断面構造を示す図である。放射線撮像パネル１００は、主面１０９にそれぞれ光電変換素子を含む複数の画素が配された画素領域１１０を含む基板１０１と、基板１０１の主面１０９の上に配された複数の柱状結晶１０２を含むシンチレータ１０７と、シンチレータ１０７を覆うように配された樹脂層１０３を含む保護層１０８と、を含む。基板１０１とシンチレータ１０７との間には、基板１０１の主面１０９上に形成されたトランジスタや配線層などによる段差を緩和するための平坦化層１０５が配されていてもよい。
画素領域１１０には、複数の画素が、２次元アレイ状に配されうる。例えば、５５０ｍｍ×４４５ｍｍの基板１０１に対して、３３００×２８００の画素が配される。３３００×２８００画素のうち外周に配された１０画素は、ダミー画素領域とし、ダミー画素の内側に配される３２８０×２７８０画素によって画素領域１１０のうち有効画素領域が構成されていてもよい。画素領域１１０に配される画素の数や、画素領域１１０のうち有効画素領域に配される画素の数は、基板１０１の大きさや撮像対象などに応じて適宜設定すればよい。
また、基板１０１に設けられた画素領域１１０には、それぞれの画素で生成される信号を取り出すための列信号線や、画素領域１１０に配される画素を含むそれぞれの素子を駆動するための行信号線などが配されうる。列信号線や行信号線は、それぞれ読出回路基板や駆動回路基板とフレキシブル配線基板などを介して電気的に接続されうる。列信号線および行信号線と、読出回路基板および駆動回路基板と、の接続を行うために、基板１０１には、接続端子部（不図示）が設けられていてもよい。接続端子部を介して、画素領域１１０のそれぞれの画素で生成された信号が、放射線撮像パネル１００から出力されうる。
ここでは、読出回路および駆動回路が、放射線撮像パネル１００の外部に配される例を示すが、読出回路および駆動回路が放射線撮像パネル１００に配されていてもよい。この場合であっても、基板１０１には接続端子部（不図示）が配され、画素領域１１０のそれぞれの画素で生成された信号は、接続端子部（不図示）を介して放射線撮像パネル１００から出力されうる。
本実施形態において、保護層１０８は、樹脂層１０３のシンチレータ１０７とは反対の側に配された基台１０６と、樹脂層１０３と基台１０６との間に配された金属層と、を備える。例えば、保護層１０８は、基台１０６の上にアルミニウムの金属層１０４を形成し、金属層１０４の上に樹脂層１０３を形成することによって作製されてもよい。
シンチレータ１０７は、シンチレータ１０７に入射した放射線を、基板１０１に設けられた光電変換素子が検出可能な光に変換する。例えば、シンチレータ１０７は、放射線を可視光に変換しうる。シンチレータ１０７には、柱状結晶が成長するヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などのハロゲン化アルカリ金属化合物が用いられうる。ＣｓＩをシンチレータ１０７として用いる場合、賦活剤としてヨウ化タリウム（ＴｌＩ）が用いられうる。
シンチレータ１０７は、例えば、蒸着法を用いて形成することができる。平坦化層１０５が蒸着面となるように基板１０１を蒸着装置に載置し、Ｔｌ濃度がＣｓＩに対し１ｍｏｌ％となるようにＣｓＩとＴｌＩをそれぞれセル容器に充填し、加熱することによって共蒸着を行う。これによって、複数の柱状結晶１０２を含むシンチレータ１０７が形成される。
シンチレータ１０７の上には、樹脂層１０３が形成される。ハロゲン化アルカリ金属化合物を含む複数の柱状結晶１０２によって構成されるシンチレータ１０７は、吸湿によって劣化してしまう。そこで、樹脂層１０３は、シンチレータ１０７の防湿層の機能を兼ねていてもよい。シンチレータ１０７を被覆する樹脂層１０３が、防湿層の機能を備えることによって、シンチレータ１０７が吸湿によって劣化してしまうことを抑制することが可能となる。
図２（ａ）は、図１の部分１１１を拡大した図である。樹脂層１０３には、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用いられてもよい。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によって構成される接着性樹脂と定義されるものである（Ｔｈｏｍａｓ Ｐ． Ｆｌａｎａｇａｎ，Ａｄｈｅｓｉｖｅｓ Ａｇｅ，ｖｏｌ．９，Ｎｏ．３，ｐｐ．２８（１９６６））。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、および、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、及び水を含まないため、ハロゲン化アルカリの柱状結晶１０２を有するシンチレータ１０７に接触しても、シンチレータ１０７が溶解しないため、保護層の機能も併せもつことが可能である。
ホットメルト樹脂として、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、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系などを用いることができる。シンチレータ１０７の保護層１０８として樹脂層１０３にホットメルト樹脂を用いる場合、防湿性が高く、また、シンチレータ１０７から発生する可視光線を透過する光透過性が高いことが重要である。
樹脂層１０３に用いる材料は、ホットメルト樹脂に限られることはない。樹脂層１０３には、例えば、分子間力による加圧性接着作用を有する樹脂、いわゆる粘着材と呼ばれる樹脂が用いられてもよい。この場合、樹脂層１０３として、ウレタン樹脂やアクリル樹脂が用いられてもよい。例えば、樹脂層１０３として、アクリル樹脂のうちポリメタクリル酸メチル樹脂が用いられてもよい。
図１、図２（ａ）に示される、基板１０１の主面１０９と樹脂層１０３の上面２０３との間の領域について、次のように領域を定義する。シンチレータ１０７の複数の柱状結晶１０２のそれぞれ隣り合う柱状結晶１０２の間の領域を第１領域２１１とする。複数の柱状結晶１０２および第１領域２１１と、樹脂層１０３の上面２０３と、の間の領域であり、樹脂層１０３が配される領域を第２領域２１２とする。ここで、第１領域２１１は、基板１０１の主面１０９と平行な面においてシンチレータ１０７の複数の柱状結晶１０２が占める割合が、７５％以上、かつ、９８％以下の領域とする。この第１領域２１１には、図２（ａ）に示されるように、金属化合物の粒子２０１が配されている。
図３に比較例の放射線撮像パネル３００の断面図を示す。比較例の放射線撮像パネル３００において、第１領域２１１に金属化合物の粒子が配されていないため、シンチレータ１０７の柱状結晶１０２で発光した光は、第１領域２１１において図面の横方向にも広がりうる。結果として、第１領域２１１において反射と屈折を繰り返すことによって、光の散乱と同時に発生する光の減衰と、が助長されてしまいＭＴＦが低下しうる。
一方、本実施形態において、図２（ａ）に示されるように、第１領域２１１には、金属化合物の粒子２０１が配される。金属化合物の粒子２０１が配されることによって、柱状結晶１０２から出射した光は、再び出射した柱状結晶１０２に反射される可能性が高くなる。結果として、第１領域２１１における光の散乱を抑制し、ＭＴＦが向上しうる。
金属化合物の粒子２０１は、金属酸化物の粒子であってもよい。金属化合物の粒子２０１には、シンチレータ１０７よりも大きい屈折率の材料が用いられうる。例えば、ハロゲン化アルカリ金属化合物のシンチレータ１０７として、上述のＣｓＩ（屈折率（ｎ）：１．７８～１．８４（賦活剤の種類などによる））が用いられる場合、ＣｓＩよりも屈折率が大きな材料が用いられてもよい。例えば、金属化合物の粒子２０１は、鉛白（２ＰｂＣｏ３・Ｐｂ（ＯＨ）２）（ｎ：１．９４～２．０９）、酸化亜鉛（ｎ：２．０）、酸化イットリウム（ｎ：１．９１）、酸化ジルコニウム（ｎ：２．２０）、酸化チタン（ｎ：２．５０～２．７２）などが用いられうる。例えば、金属化合物の粒子２０１の屈折率が、１．９４以上、かつ、２．７２以下であってもよい。また、例えば、金属化合物としては、酸化チタンの中でも屈折率が高い、ルチル型二酸化チタンの粒子を用いてもよい。
さらに、金属化合物の粒子２０１は、樹脂層１０３を構成する樹脂よりも屈折率が高くてもよい。金属化合物の粒子２０１の屈折率と樹脂層１０３の屈折率との差が大きくなることによって、第１領域２１１において、金属化合物の粒子２０１の表面で光が反射しやすくなる。上述したホットメルト樹脂の屈折率は１．５２程度、ウレタン樹脂の屈折率は１．４９程度、アクリル樹脂の屈折率は１．４９～１．５３程度である。
また、金属化合物の粒子２０１の平均粒度が、２００ｎｍ以上、かつ、５００ｎｍ以下であってもよい。一般的に、光電変換素子の感度特性は５００ｎｍ～８００ｎｍにあるが、光の波長の１／２以下の粒子であればレイリー散乱の効果が現れるため、光の入射方向側に反射する確率が高くなるためである。例えば、平均粒度が２５０ｎｍ、粒度分布が１０％径Ｄ１０＝１９５ｎｍ、５０％径（メジアン径）Ｄ５０＝２４５ｎｍ、９０％径Ｄ９０＝２７５ｎｍのルチル型二酸化チタン粒子が、金属酸化物の粒子２０１として用いられてもよい。
図２（ａ）に示される構成において、樹脂層１０３のうち一部が、第１領域２１１に配されている。また、第１領域２１１において、樹脂層１０３中に金属化合物の粒子２０１が配されている。しかしながら、図２（ｂ）に示されるように、第１領域２１１に樹脂層１０３は配されていなくてもよい。第１領域２１１に樹脂層１０３が配されないことによって、第１領域２１１の空間（空気層）の屈折率が低くなる。これによって、第１領域２１１における空気層と柱状結晶１０２との間の屈折率差が大きくなり、柱状結晶１０２から光が出射し難くなる。また、第１領域２１１における空気層と金属化合物の粒子２０１の粒子との間の屈折率差が大きくなり、柱状結晶１０２から出射してしまった光が、金属化合物の粒子２０１によって、より効率的に反射されうる。これによって、ＭＴＦがさらに向上しうる。
図２（ａ）、２（ｂ）に示す構成において、第２領域２１２には、金属化合物の粒子２０１が配されていない。しかしながら、図４に示されるように、第２領域２１２に、金属化合物の粒子２０１が配されていてもよい。この場合、樹脂層１０３のうち第２領域２１２に配された部分において、図４に示されるように、金属化合物の粒子２０１が、分散して配されていてもよい。
ここで、第２領域２１２に配される金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３に対する濃度について考察する。図４には、第２領域２１２に第１領域２１１よりも低い濃度で金属化合物の粒子２０１が添加される本実施形態の放射線撮像パネル１００が示されている。図５には、第２領域２１２における金属化合物の粒子２０１の濃度が、第１領域２１１に配された金属化合物の粒子２０１の濃度以上である、比較例の放射線撮像パネル５００が示されている。第２領域２１２において金属化合物の粒子２０１の濃度が高い場合、樹脂層１０３の膜厚方向（図５の縦方向）の散乱が多くなる。このため、柱状結晶１０２に戻ってくる光は多くなる。しかしながら、第２領域２１２に配された金属化合物の粒子２０１によって反射された光は、当該光を出射した柱状結晶１０２に反射されずに、他の柱状結晶１０２に入射してしまう可能性がある。つまり、光が拡散してしまい、ＭＴＦが低下してしまう要因となりうる。
図６には、第２領域２１２の金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３における濃度を変化させた作製された放射線撮像パネルの２ｌｐ／ｍｍでのＭＴＦ値が示されている。樹脂層１０３を構成する樹脂に、９０ｖｏｌ％を超える金属化合物の粒子２０１を混合することは難しいため、金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３における濃度の最大値は９０ｖｏｌ％である。ＭＴＦ値は、国際規格の線質ＲＱＡ５に準じたＸ線を照射し測定を行った。また、図６には、第１領域２１１および第２領域２１２に同じ濃度で金属化合物の粒子２０１が配されている場合（比較例の放射線撮像パネル５００）と、第２領域２１２には第１領域２１１よりも低い濃度で金属化合物の粒子２０１が配されている場合（本実施形態の放射線撮像パネル１００）と、が示されている。
図６に示されるように、第２領域２１２に第１領域２１１よりも低い濃度で金属化合物の粒子２０１が添加されている本実施形態の放射線撮像パネル１００の方が、第１領域２１１と第２領域２１２とで同じ濃度で金属化合物の粒子２０１が添加されている比較例の放射線撮像パネル５００よりも、ＭＴＦ値が向上していることがわかる。
さらに、図６から、第２領域２１２において、金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３における濃度を０ｖｏｌ％から増加させるとＭＴＦが向上し、適当な濃度で最適値を示し、さらに増加させるとＭＴＦは低下することがわかる。より具体的には、第２領域２１２において、金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３における濃度が、０．１５ｖｏｌ％以上、かつ、７．５ｖｏｌ％未満であるときに、ＭＴＦ値が向上していることがわかる。第２領域２１２において、金属化合物の粒子２０１の濃度が低くなると、濃度が高い場合よりも樹脂層１０３の第２領域２１２における金属化合物の粒子２０１による光の反射の可能性が低下し、散乱が抑制される。また、適当な量の金属化合物の粒子２０１が存在することによって、金属化合物の粒子２０１で反射した光が拡散する間に減衰し、柱状結晶１０２に戻ることがなくなる。これによって、本実施形態の放射線撮像パネル１００は、ＭＴＦが向上しうる。
つまり、図４に示されるように、第２領域２１２に金属化合物の粒子２０１を配する場合、第２領域２１２には、第１領域２１１よりも低い濃度で前記金属化合物の粒子２０１が配されているとよい。これによって、放射線撮像パネル１００において、ＭＴＦを向上させることができる。さらに、このとき、第２領域の２１２の金属化合物の粒子２０１の樹脂層１０３における濃度が、０．１５ｖｏｌ％以上、かつ、７．５ｖｏｌ％未満であってもよい。これによって、放射線撮像パネル１００において、ＭＴＦをさらに向上させることが可能となる。
このように、第１領域２１１には、金属化合物の粒子２０１が配され、第２領域２１２には、第１領域２１１よりも低い濃度で金属化合物の粒子２０１が配されている、または、第２領域２１２には、金属化合物の粒子２０１が配されていない場合、ＭＴＦが向上しうる。これによって、高い空間分解能を備える放射線撮像パネル１００が実現できる。
次いで、第１領域２１１と第２領域２１２とで、金属化合物の粒子２０１の濃度が異なる放射線撮像パネル１００の製造方法について説明する。まず、基板１０１として、例えば、５５０ｍｍ×４４５ｍｍ、厚さ５００μｍの無アルカリガラスを準備する。基板１０１には、ガラスに限らず樹脂基板やシリコンなどの半導体基板が用いられてもよい。ガラスの基板１０１に、シリコン（例えば、アモルファスシリコン。）などの半導体層や配線層を構成する金属（例えば、アルミニウム。）などを成膜する成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程などを繰り返し行うことによって、画素領域１１０が形成される。画素領域１１０には、シンチレータ１０７の発光に応じた電荷を生成する光変換素子と、生成された電荷に応じた信号を出力するスイッチング素子と、をそれぞれ含む複数の画素が配される。また、画素領域１１０には、画素を駆動し、得られた信号を外部回路に送り出すための接続端子部（不図示）などが形成されうる。
画素領域１１０を形成した後、画素領域１１０に形成された画素の動作をチェックするためのアレイ検査が実施されてもよい。アレイ検査で動作が良好であり、欠損した画素が無い、または、僅かなことを確認した後、接続端子部（不図示）を保護する目的で基板１０１の周辺部をマスキングフィルムによりマスキングし、平坦化層１０５が形成されうる。平坦化層１０５は、例えば、基板１０１をスプレイスピンコーターに設置し、ポリイミド溶液をスプレーしつつ、約１００ｒｐｍの回転でスピンさせ、その後、２２０℃の温度で乾燥、乾燥アニーリングさせることによって形成されうる。例えば、平坦化層１０５は、約２μｍの厚さを有していてもよい。
画素領域１１０が形成された基板１０１を準備した後、次いで、シンチレータ１０７を形成する。まず、平坦化層１０５が形成された基板１０１のうちシンチレータ１０７を形成しない領域に蒸着マスクをセットした後、平坦化層１０５が蒸着面となるように基板１０１を蒸着装置に載置する。その後、Ｔｌ濃度がＣｓＩに対し１ｍｏｌ％となるようにＣｓＩとＴｌＩをそれぞれセル容器に充填し、加熱することによって共蒸着を行う。シンチレータ１０７は、例えば、３８０μｍの厚さを有し、７５％の膜充填率であってもよい。このとき、シンチレータ１０７の外縁は、画素領域１１０の外縁よりも外側に配されうる。また、シンチレータ１０７の蒸着を行う際に、蒸着装置を１０－３Ｐａ台まで排気したのち、基板表面が１７５℃になるようにランプヒーターで加熱を行ってもよい。
シンチレータ１０７が形成された後に、シンチレータ１０７の柱状結晶１０２の間に金属化合物の粒子２０１が入り込むように、シンチレータ１０７の上から金属化合物の粒子２０１を散布する。次いで、樹脂層１０３を構成するホットメルト樹脂のシートをシンチレータ１０７上に載置し、真空熱転写装置などを用いて貼り合わせることによって、図２（ｂ）に示される放射線撮像パネル１００が作製できる。例えば、まず、３０℃でシンチレータ１０７とホットメルト樹脂のシートとを接触させ、次いで、１０－１Ｐａまで減圧し気泡を取り除く。さらに、基板１０１と樹脂層１０３を構成するホットメルト樹脂のシートとの間に圧力を印加するとともに７０～１００℃に加温し、適当な時間保持することによって、シンチレータ１０７が形成された基板１０１と保護層１０８を構成する樹脂層１０３とが貼り合わされる。
また、例えば、シンチレータ１０７が形成された後に、シンチレータ１０７を覆うように、金属化合物の粒子２０１が添加された樹脂を塗布することによって、樹脂層１０３のうち第１領域２１１に配される部分を形成してもよい。次いで、ホットメルト樹脂のシートや上述の分子間力による加圧性接着作用を有する粘着剤と呼ばれるウレタン樹脂やアクリル樹脂を含むシートを、塗布法を用いて形成した樹脂の上に貼り合わせる。これによって、樹脂層１０３のうち第２領域２１２に配される部分を形成する。このとき、塗布法を用いて形成した樹脂の上に貼り合わされる樹脂には、塗布法を用いて形成した樹脂よりも低い濃度で金属化合物の粒子２０１が添加されていてもよい。これによって、図４に示される放射線撮像パネル１００が作製できる。また、塗布法を用いて形成した樹脂の上に貼り合わされる樹脂には、金属化合物の粒子２０１が添加されていなくてもよい。これによって、図２（ａ）に示される放射線撮像パネル１００が作製できる。
樹脂層１０３のうち第１領域２１１の部分は、塗布法を用いて形成されることに限られることはない。樹脂層１０３のうち第１領域２１１で柱状結晶１０２に接する部分は、金属化合物の粒子２０１が添加された樹脂を、真空熱転写装置などを用いて貼り合わせることによって形成してもよい。
樹脂層１０３を形成した後、樹脂層１０３の上にアルミニウムなどの金属層１０４や基台１０６を形成してもよい。また、上述のホットメルト樹脂のシートや粘着剤と呼ばれるウレタン樹脂やアクリル樹脂を含むシートは、基台１０６の上にアルミニウムなどの金属層１０４を形成し、金属層１０４の上に樹脂を形成することによって作製してもよい。基台１０６にはＰＥＴ基板などが用いられうる。例えば、厚さ３０μｍのＰＥＴの基台１０６上に厚さ１２μｍのアルミニウムの金属層１０４を形成し、金属層１０４の上に樹脂層１０３、または、樹脂層１０３の一部を形成してもよい。基台１０６上に形成された樹脂層１０３をシンチレータ１０７上に貼り合わせることによって、図１に示される保護層１０８を備える放射線撮像パネル１００を作製することができる。
また、本実施形態において、複数の画素が配された画素領域１１０を備える基板１０１を使用する場合を説明したが、これに限られることはない。例えば、基板１０１が、画素領域１１０を備えていなくてもよい。この場合、符号１００は、シンチレータプレートと呼ばれうる。例えば、複数の画素が配された画素領域を備えるセンサ基板の上に、このシンチレータプレートを搭載することによって、放射線撮像パネルとして機能しうる。このため、基板１０１が画素領域１１０を備えていない場合、基板１０１は、シンチレータ１０７が発する光を透過する透明基板であってもよい。
以下、上述の放射線撮像パネル１００が組み込まれた放射線撮像装置、および、放射線撮像パネル１００が組み込まれた放射線撮像装置を用いた放射線撮像システム８００について図７を用いて説明する。
放射線撮像システム８００は、放射線で形成される光学像を電気的に撮像し、電気的な放射線画像（すなわち、放射線画像データ）を得るように構成される。放射線撮像システム８００は、例えば、放射線撮像装置８０１、曝射制御部８０２、放射線源８０３、コンピュータ８０４を含む。
放射線撮像装置８０１に放射線を照射するための放射線源８０３は、曝射制御部８０２からの曝射指令に従って放射線の照射を開始する。放射線源８０３から放射された放射線は、不図示の被険体を通って放射線撮像装置８０１に照射される。放射線源８０３は、曝射制御部８０２からの停止指令に従って放射線の放射を停止する。
放射線撮像装置８０１は、上述の放射線撮像パネル１００と、放射線撮像パネル１００を制御するための制御部８０５と、放射線撮像パネル１００から出力される信号を処理するための信号処理部８０６と、を含む。信号処理部８０６は、例えば、放射線撮像パネル１００から出力される信号のＡ／Ｄ変換し、コンピュータ８０４に放射線画像データとして出力してもよい。また、信号処理部８０６は、例えば、放射線撮像パネル１００から出力される信号に基づいて、放射線源８０３からの放射線の照射を停止させるための停止信号を生成してもよい。停止信号は、コンピュータ８０４を介して曝射制御部８０２に供給され、曝射制御部８０２は、停止信号に応答して放射線源８０３に対して停止指令を送る。
制御部８０５は、例えば、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｇａｔｅ Ａｒｒａｙの略。）などのＰＬＤ（Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｌｏｇｉｃ Ｄｅｖｉｃｅの略。）、または、ＡＳＩＣ（Ａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ Ｓｐｅｃｉｆｉｃ Ｉｎｔｅｇｒａｔｅｄ Ｃｉｒｃｕｉｔの略。）、または、プログラムが組み込まれた汎用コンピュータ、または、これらの全部または１部の組み合わせによって構成されうる。
また、本実施形態において、信号処理部８０６は、制御部８０５の中に配される、または制御部８０５の一部の機能であるように示されているが、これに限られるものではない。制御部８０５と信号処理部８０６とは、それぞれ別の構成であってもよい。さらに、信号処理部８０６は、放射線撮像装置８０１とは別に配されていてもよい。例えば、コンピュータ８０４が、信号処理部８０６の機能を有していてもよい。このため、信号処理部８０６は、放射線撮像装置８０１から出力される信号を処理する信号処理装置として、放射線撮像システム８００に含まれうる。
コンピュータ８０４は、放射線撮像装置８０１および曝射制御部８０２の制御や、放射線撮像装置８０１から放射線画像データを受信し、放射線画像として表示するための処理を行いうる。また、コンピュータ８０４は、ユーザが放射線画像の撮像を行う条件を入力するための入力部として機能しうる。
一例として、曝射制御部８０２は、曝射スイッチを有し、ユーザによって曝射スイッチがオンされると、曝射指令を放射線源８０３に送るほか、放射線の放射の開始を示す開始通知をコンピュータ８０４に送る。開始通知を受けたコンピュータ８０４は、開始通知に応答して、放射線の照射の開始を放射線撮像装置８０１の制御部８０５に通知する。これに応じて、制御部８０５は、放射線撮像パネル１００において、入射する放射線に応じた信号を生成させる。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
１００：放射線撮像パネル、１０１：基板、１０２：柱状結晶、１０３：樹脂層、１０７：シンチレータ、１０８：保護層、１０９：主面、２０１：金属化合物の粒子、２０３：上面、２１１：第１領域、２１２：第２領域
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルは、光電変換素子を含む画素が主面の側に複数配された基板と、複数の柱状結晶を含むシンチレータと前記シンチレータを覆う樹脂材と金属層とを含む複合層であって前記主面の上に設けられた複合層と、を含む放射線撮像パネルであって、前記複合層は、前記複数の柱状結晶のそれぞれ隣り合う柱状結晶の間の領域である第１領域と、前記金属層と前記柱状結晶との間の領域である第２領域と、を含み、前記第１領域には、金属化合物の粒子が配され、前記第２領域には、前記第１領域よりも低い濃度で前記金属化合物の粒子が配されている、または、前記第２領域には、前記金属化合物の粒子が配されていないことを特徴とする。
Claims (1)
- 主面にそれぞれ光電変換素子を含む複数の画素が配された基板と、前記主面の上に配された複数の柱状結晶を含むシンチレータと、前記シンチレータを覆うように配された樹脂層を含む保護層と、を含む放射線撮像パネルであって、
前記主面と前記樹脂層の上面との間の領域は、前記複数の柱状結晶のそれぞれ隣り合う柱状結晶の間の領域である第１領域と、前記複数の柱状結晶および前記第１領域と前記上面との間の領域であり、前記樹脂層が配される第２領域と、を含み、
前記第１領域には、金属化合物の粒子が配され、
前記第２領域には、前記第１領域よりも低い濃度で前記金属化合物の粒子が配されている、または、前記第２領域には、前記金属化合物の粒子が配されていないことを特徴とする放射線撮像パネル。
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