JP5267458B2 - シンチレータパネル及び放射線イメージセンサ - Google Patents

Description

本発明は、シンチレータパネル、及び放射線イメージセンサに関し、更に詳しくは柱状結晶の数を好ましい範囲に制御し、鮮鋭性が向上したシンチレータパネル、及び放射線イメージセンサに関する。

従来、Ｘ線画像のような放射線画像は、医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に増感紙−フィルム系による放射線画像は、長い歴史の中で高感度化と高画質化が図られた結果、高い信頼性と優れたコストパフォーマンスを併せ持った撮像システムとして、今なお世界中の医療現場で用いられている。しかしながら、これら画像情報は所謂アナログ画像情報であって、近年発展を続けているデジタル画像情報のような自由な画像処理や瞬時の電送ができない。

そして、近年では、コンピューテッド・ラジオグラフィ（Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置が登場している。これらはデジタルの放射線画像が直接得られ、陰極管や液晶パネル等の画像表示装置に画像を直接表示することが可能なので、必ずしも写真フィルム上への画像形成が必要なものではない。その結果、これらのデジタル方式のＸ線画像検出装置は銀塩写真方式による画像形成の必要性を低減させ、病院や診療所での診断作業の利便性を大幅に向上させている。

Ｘ線画像のデジタル技術の一つとして、コンピューテッド・ラジオグラフィ（ＣＲ）が現在医療現場で受け入れられている。しかしながら、鮮鋭性が十分でなく空間分解能も不十分であり、スクリーン・フィルムシステムの画質レベルには到達していない。そして、更に新たなデジタルＸ線画像技術として、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いた平板Ｘ線検出装置（ＦＰＤ）が開発されて（例えば、非特許文献１、２参照）いる。

放射線を可視光に変換するために、放射線により発光する特性を有するＸ線蛍光体で作られたシンチレータパネルが使用されるが、低線量の撮影においてのＳＮ比を向上するためには、発光効率の高いシンチレータパネルを使用することが必要になってくる。一般にシンチレータパネルの発光効率は、シンチレータ層（蛍光体層）の厚さ、蛍光体のＸ線吸収係数によって決まるが、蛍光体層の厚さは厚くすればするほど蛍光体層内での発光光の散乱が発生し、鮮鋭性は低下する。そのため、画質に必要な鮮鋭性を決めると膜厚が決定する。

中でも、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）はＸ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能であった（例えば、特許文献１参照）。

柱状構造のシンチレータにおいては、シンチレータにより発生した光がシンチレータの光出射面に到達するまでに数多くの反射吸収を繰り返す。シンチレータで発生した光の約半分はシンチレータの先端部に向かって進行し、先端部の表面において反射された光の一部が光出射面に向かって進行する。しかしながら、横方向のベクトル成分の大きい光はクロストーク成分となり、隣接したシンチレータまたは遠方のシンチレータまで到達し、解像度の劣化を招いていた。

なお、柱状構造のシンチレータの柱径が撮像素子の受光部上以外の部分に形成された柱状構造のシンチレータに比較して大きいことを特徴とする放射線イメージセンサ（例えば、特許文献２参照）、蛍光体層の中心から周辺に向けて蛍光体の柱径を太くすることが特徴である技術（例えば、特許文献３参照）、更に輝尽性蛍光体層の柱状結晶の本数を規定した技術（例えば、特許文献４参照）が知られている。
特開昭６３−２１５９８７号公報 特開２０００−７５０３８号公報 特開２００３−６６１４７号公報 特開２００４−２３３０６７号公報 Ｐｈｙｓｉｃｓ Ｔｏｄａｙ，１９９７年１１月号２４頁のジョン・ローランズ論文"Ａｍｏｒｐｈｏｕｓ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ Ｕｓｈｅｒ ｉｎ Ｄｉｇｉｔａｌ Ｘ−ｒａｙ Ｉｍａｇｉｎｇ" ＳＰＩＥの１９９７年３２巻２頁のエル・イー・アントヌクの論文"Ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ ｏｆ ａＨｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ，Ｆｌａｔ−Ｐａｎｅｌ Ｉｍａｇｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｉｌｌ Ｆａｃｔｏｒ"

本発明の目的は、解像度が向上したシンチレータパネル、及び該シンチレータパネルに光検出器を備えた放射線イメージセンサを提供することにある。

本発明の上記目的は、下記構成により達成される。

１．放射線を光に変換するシンチレータ層を備えたシンチレータパネルにおいて、前記シンチレータは柱状結晶の構造を有し、且つ前記シンチレータ層の表面１００μｍ²あたりの柱状結晶の本数Ｎ［本］、及び前記シンチレータ層の膜厚Ｔ［μｍ］が下記一般式（１）を満たすことを特徴とするシンチレータパネル。

一般式（１） １００≦Ｎ［本］×Ｔ［μｍ］≦３０００
２．前記シンチレータ層がヨウ化セシウムを主成分としていることを特徴とする前記１に記載のシンチレータパネル。

３．前記シンチレータ層が放射線透過性基板に支持されていることを特徴とする前記１または２に記載のシンチレータパネル。

４．前記放射線透過性基板の厚さが２５〜１０００μｍであることを特徴とする前記３に記載のシンチレータパネル。

５．前記放射線透過性基板がＰＩ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネートのいずれかを主成分とすることを特徴とする前記３または４に記載のシンチレータパネル。

６．前記１〜５のいずれか１項に記載のシンチレータパネルに対して光検出器を備えたことを特徴とする放射線イメージセンサ。

本発明により、解像度が向上したシンチレータパネル、及び該シンチレータパネルに光検出器を備えた放射線イメージセンサを提供することができた。

放射線イメージセンサの概略構成を示す断面図である。 蒸着装置の概略構成を示す図である。

符号の説明

１ 放射線透過性基板
２ シンチレータ（蛍光体）層
３ 反射層
４ 下引層
５ 保護層
６ 減圧空間
７ 空気層
１０ シンチレータパネル
６１ 蒸着装置
２０ 光検出器
６２ 真空容器
６３ ボート（被充填部材）
６４ ホルダ
６５ 回転機構
６５ａ 回転軸
６６ 真空ポンプ
１００ 放射線イメージセンサ

以下、本発明について詳述する。

本発明の放射線を光に変換するシンチレータ層を備えたシンチレータパネルにおいて、前記シンチレータ層は柱状構造を有し、且つ前記シンチレータ層の表面１００μｍ²あたりの柱状結晶の本数Ｎ［本］、及び前記シンチレータ層の膜厚Ｔ［μｍ］が下記一般式（１）を満たすことを特徴とする。

一般式（１） １００≦Ｎ［本］×Ｔ［μｍ］≦３０００
一般的に、柱状結晶は膜厚増加による結晶本数の減少が観測される。この現象は膜厚増加に伴い柱状結晶同士の集合が次々に起こることに起因するため、結晶の本数と膜厚の積にて得られる値は結晶の成長を決定づける重要な固有値となる。

本発明において規定するＮ×Ｔはまさにこの固有値であるため、この値を規定することは柱状結晶の制御の観点で重要である。固有値の制御は、基板温度及び真空度の成膜諸条件の決定にて実施可能であることを見出している。

Ｎ［本］×Ｔ［μｍ］の固有値は本発明の範囲に限定されることが好ましい。その理由を以下に示す。まず、固有値が１００より小さい場合は、膜厚増加に伴う柱状結晶の集合が過度に起こるため柱状結晶の独立性が崩れる。即ち、柱状結晶は十分なライトガイド効果が得られず解像度の劣化を招く。固有値が３０００より大きい場合は、膜厚増加に伴う柱状結晶の集合が起こりにくいため柱状結晶の独立性は十分保たれる。しかし、この領域では柱状径が十分に小さいためにライトガイド効果の向上が飽和し、解像度の向上も飽和する。このことより、Ｎ［本］×Ｔ［μｍ］の固有値は１００以上、且つ３０００以下が好ましい。

本発明を更に詳しく説明する。以下、各構成層及び構成要素等について説明する。

（シンチレータ層）
シンチレータ層（「蛍光体層」ともいう。）を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、Ｘ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、シンチレータ層の厚さを厚くすることが可能であることから、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が好ましい。但し、ＣｓＩのみでは発光効率が低いために、各種の賦活剤が添加される。

例えば、特公昭５４−３５０６０号公報の如く、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、例えば、特開２００１−５９８９９号公報に開示されているようなＣｓＩを蒸着で、タリウム（Ｔｌ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活剤を含有するＣｓＩが好ましい。本発明においては、タリウム（Ｔｌ）、ユウロピウム（Ｅｕ）が好ましい。更にタリウム（Ｔｌ）が特に好ましい。

なお、本発明においては、特に１種類以上のタリウム化合物を含む賦活剤とヨウ化セシウムとを原材料とすることが好ましい。即ち、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）は４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長をもつことから好ましい。

本発明に係る１種類以上のタリウム化合物を含有する賦活剤のタリウム化合物としては、種々のタリウム化合物（＋Ｉと＋IIIの酸化数の化合物）を使用することができる。本発明において、好ましいタリウム化合物はヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、またはフッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ₃）等である。

また、本発明に係るタリウム化合物の融点は、４００〜７００℃の範囲内にあることが好ましい。７００℃以内を超えると、柱状結晶内での賦活剤が不均一に存在してしまい、発光効率が低下する。なお、本発明での融点とは常温常圧下における融点である。タリウム化合物の分子量は２０６〜３５０の範囲内にあることが好ましい。

本発明におけるシンチレータ層において、当該賦活剤の含有量は目的性能等に応じて、最適量にすることが望ましいが、ヨウ化セシウムの含有量に対して、０．００１〜５０ｍｏｌ％、更に０．１〜１０．０ｍｏｌ％であることが好ましい。

ここで、ヨウ化セシウムに対し賦活剤が０．００１ｍｏｌ％未満であると、ヨウ化セシウム単独使用で得られる発光輝度と大差なく、目的とする発光輝度を得ることができない。また、５０ｍｏｌ％を超えると、ヨウ化セシウムの性質、機能を保持することができない。

なお、本発明においては、高分子フィルム上にシンチレータの原料の蒸着によりシンチレータ層をした後に、該高分子フィルムのガラス転移温度を基準として−５０〜２０℃の温度範囲の雰囲気下で１時間以上の熱処理することを要する。これによりフィルムの変形や蛍光体の剥がれの発生がなく、発光効率の高いシンチレータパネルを実現することができる。

（反射層）
本発明に係る反射層はシンチレータから発した光を反射して、光の取り出し効率を高めるためのものである。当該反射層は、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｐｔ及びＡｕからなる元素群の中から選ばれるいずれかの元素を含む材料により形成されることが好ましい。特に上記の元素からなる金属薄膜、例えば、Ａｇ膜、Ａｌ膜などを用いることが好ましい。また、このような金属薄膜を２層以上形成するようにしてもよい。

なお、反射層の厚さは０．０１〜０．３μｍであることが発光光取り出し効率の観点から好ましい。

（下引層）
本発明に係る下引層は、反射層の保護の観点から反射層とシンチレータ層の間に設けることが好ましい。また、当該下引層は高分子結合材、分散剤等を含有することが好ましい。

なお、下引層の厚さは０．５〜４μｍが好ましい、４μｍ以上になると下引層内での光散乱が大きくなり鮮鋭性が悪化する。また、下引層の厚さが０．５μｍより小さくなると、熱処理より柱状結晶性の乱れが発生する。

以下、下引層の構成要素について説明する。

〈高分子結合材〉
本発明に係る下引層は、溶剤に溶解または分散した高分子結合材を塗布、乾燥して形成することが好ましい。

高分子結合材としては、具体的には、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、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられる。中でも、ポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニールブチラール、ニトロセルロースを使用することが好ましい。

本発明に係る高分子結合材としては、特にシンチレータ層との密着の点でポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニールブチラール、ニトロセルロースなどが好ましい。また、ガラス転位温度（Ｔｇ）が３０〜１００℃のポリマーであることが、蒸着結晶と基板との膜付の点で好ましい。この観点からは、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。

下引層の調製に用いることができる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど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ステル、エチレングリコールモノメチルエステルなどのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。

なお、本発明に係る下引層には、シンチレータが発光する光の散乱の防止し、鮮鋭性等を向上させるために顔料や染料を含有させてもよい。

（保護層）
本発明に係る保護層はシンチレータ層の保護を主眼とするものであるが、基材を含むシンチレータパネル全体を覆う。ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）は、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止することを主眼とする。

当該保護層は種々の材料を用いて形成することができる。例えば、ＣＶＤ法によりポリパラキシリレン膜を形成する。即ち、シンチレータ及び基板の表面全体にポリパラキシリレン膜を形成し、保護層とすることができる。

また、別の態様の保護層として、シンチレータパネル全体上に高分子保護フィルムを設けることもできる。なお、高分子保護フィルムの材料としては、後述する放射線透過性基板材料としての高分子フィルムと同様のフィルムを用いることができる。

上記高分子保護フィルムの厚さは、空隙部の形成性、シンチレータ層の保護性、鮮鋭性、防湿性、作業性等を考慮し、１２μｍ以上、２００μｍ以下が好ましく、更には２０μｍ以上、１５０μｍ以下が好ましい。

保護フィルムの光透過率は光電変換効率、シンチレータ発光波長等を考慮し、５５０ｎｍで７０％以上あることが好ましいが、９９％以上の光透過率のフィルムは工業的に入手が困難であるため実質的に９９〜７０％が好ましい。

保護フィルムの透湿度はシンチレータ層の保護性、潮解性等を考慮し５０ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましく、更には１０ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましいが、０．０１ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）以下の透湿度のフィルムは工業的に入手が困難であるため、実質的に０．０１ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）以上、５０ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましく、更には０．１ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）以上、１０ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましい。

（放射線透過性基板）
本発明のシンチレータパネルは、放射線透過性基板として高分子フィルムを用いることを特徴とする。高分子フィルムとしては、セルロースアセテートフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリエチレンナ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、炭素繊維強化樹脂シート等の高分子フィルム（プラスチックフィルム）を用いることができる。特に、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネートを含有する高分子フィルムが、ヨウ化セシウムを原材料として気相法にて柱状シンチレータを形成する場合に好適である。

なお、本発明に係る放射線透過性基板としての高分子フィルムは、厚さ２５〜１０００μｍであること、更に可とう性を有する高分子フィルムであることが好ましい。ここで、「可とう性を有する基板」とは１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００〜６０００Ｎ／ｍｍ²である基板をいい、かかる基板としてポリイミドまたはポリエチレンナフタレートを含有する高分子フィルムが好ましい。

なお、「弾性率」とは引張試験機を用い、ＪＩＳ−Ｃ２３１８に準拠したサンプル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ものである。これがヤング率と呼ばれる値であり、本発明ではかかるヤング率を弾性率と定義する。

本発明に用いられる放射線透過性基板は、上記のように１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００〜６０００Ｎ／ｍｍ²であることが好ましい。より好ましくは１２００〜５０００Ｎ／ｍｍ²である。

具体的には、ポリエチレンナフタレート（Ｅ１２０＝４１００Ｎ／ｍｍ²）、ポリエチレンテレフタレート（Ｅ１２０＝１５００Ｎ／ｍｍ²）、ポリブチレンナフタレート（Ｅ１２０＝１６００Ｎ／ｍｍ²）、ポリカーボネート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ²）、シンジオタクチックポリスチレン（Ｅ１２０＝２２００Ｎ／ｍｍ²）、ポリエーテルイミド（Ｅ１２０＝１９００Ｎ／ｍｍ²）、ポリアリレート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ²）、ポリスルホン（Ｅ１２０＝１８００Ｎ／ｍｍ²）、ポリエーテルスルホン（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ²）等からなる高分子フィルムが挙げられる。

これらは単独で用いてもよく、積層あるいは混合して用いてもよい。中でも、特に好ましい高分子フィルムとしては、上述のようにポリイミドまたはポリエチレンナフタレートを含有する高分子フィルムが好ましい。

なお、シンチレータパネルと平面受光素子面を貼り合せる際に、基板の変形や蒸着時の反りなどの影響を受け、フラットパネルディテクタの受光面内で均一な画質特性が得られないという点に関して、該基板を厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下の高分子フィルムとすることでシンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、フラットパネルディテクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られる。

（シンチレータパネルの作製方法）
本発明のシンチレータパネルの作製方法の典型的例について、図を参照しながら説明する。なお、図１は放射線用イメージセンサの概略構成を示す断面図である。図１のシンチレータパネル１０は本発明の作用を説明するため、シンチレータ層２と保護層５を厚くしてある。

まず、放射線イメージセンサ１００に対し、シンチレータパネル１０の放射線透過性基板１側から放射線を入射する。すると、シンチレータパネル１０に入射された放射線は、シンチレータパネル１０中のシンチレータ層２が放射線のエネルギーを吸収し、図１に模式的に示すようにその強度に応じた電磁波を発光する。発光された電磁波はそのまま、あるいは反射層３により反射し、光検出器２０に設置されている、例えば、フォトダイオードとＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を組み合わせたものなどにより電子信号に変換される。

〈蒸着装置〉
図２は蒸着装置６１の概略構成を示す図面である。

図２に示す通り、蒸着装置６１は箱状の真空容器６２を有しており、真空容器６２の内部には真空蒸着用のボート６３が配されている。ボート６３は蒸着源の被充填部材であり、当該ボート６３には電極が接続されている。当該電極を通じてボート６３に電流が流れると、ボート６３がジュール熱で発熱するようになっている。シンチレータパネル１０の製造時においては、ヨウ化セシウムと賦活剤とを含む混合物がボート６３に充填され、そのボート６３に電流が流れることで、上記混合物を加熱・蒸発させることができるようになっている。なお、被充填部材として、ヒータを巻回したアルミナ製のルツボを適用してもよいし、高融点金属製のヒータを適用してもよい。

真空容器６２の内部であってボート６３の直上には、放射線透過性基板１を保持するホルダ６４が配されている。ホルダ６４にはヒータ（図示略）が配されており、当該ヒータを作動させることで、ホルダ６４に装着した放射線透過性基板１を加熱することができるようになっている。

放射線透過性基板１を加熱した場合には、放射線透過性基板１の表面の吸着物を離脱・除去したり、放射線透過性基板１とその表面に形成されるシンチレータ層２との間に不純物層が形成されるのを防止したり、放射線透過性基板１とその表面に形成されるシンチレータ層２との密着性を強化したり、放射線透過性基板１の表面に形成されるシンチレータ層２の膜質の調整を行ったりすることができるようになっている。

ホルダ６４には、当該ホルダ６４を回転させる回転機構６５が配されている。回転機構６５は、ホルダ６４に接続された回転軸６５ａとその駆動源となるモータ（図示略）から構成されたもので、当該モータを駆動させると、回転軸６５ａが回転してホルダ６４をボート６３に対向させた状態で回転させることができるようになっている。

蒸着装置６１では、上記構成の他に真空容器６２に真空ポンプ６６が配されている。真空ポンプ６６は、真空容器６２の内部の排気と真空容器６２の内部へのガスの導入とを行うもので、当該真空ポンプ６６を作動させることにより、真空容器６２の内部を一定圧力のガス雰囲気下に維持することができるようになっている。

〈シンチレータパネル〉
次に、本発明に係るシンチレータパネル１０の作製方法について説明する。

当該シンチレータパネル１０の作製方法においては、上記で説明した蒸着装置６１を好適に用いることができる。蒸着装置６１を用いてシンチレータパネル１０を作製する方法について説明する。

《反射層の形成》
放射線透過性基板１の一方の表面に、反射層としての金属薄膜（Ａｌ膜、Ａｇ膜等）をスパッタ法により形成する。また、高分子フィルム上にＡｌ膜をスパッタ蒸着したフィルムは各種の品種が市場で流通しており、これらを本発明に係る基板として使用することも可能である。

《下引層の形成》
下引層は、上記の有機溶剤に高分子結合材を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成する。高分子結合材としては、接着性、反射層の耐腐食性の観点でポリエステル樹脂、ポリウレタン樹脂等の疎水性樹脂が好ましい。

《シンチレータ層の形成》
上記のように反射層と下引層を設けた放射線透過性基板１とをホルダ６４に取り付けるとともに、ボート６３にヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを含む粉末状の混合物を充填する（準備工程）。この場合、ボート６３と放射線透過性基板１との間隔を１００〜１５００ｍｍに設定し、その設定値の範囲内のままで後述の蒸着工程の処理を行うのが好ましい。

準備工程の処理を終えたら、真空ポンプ６６を作動させて真空容器６２の内部を排気し、真空容器６２の内部を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気下にする（真空雰囲気形成工程）。ここでいう「真空雰囲気下」とは、１００Ｐａ以下の圧力雰囲気下のことを意味し、０．１Ｐａ以下の圧力雰囲気下であるのが好適である。

その後、アルゴン等の不活性ガスを真空容器６２の内部に導入し、当該真空容器６２の内部を０．１Ｐａ以下の真空雰囲気下に維持する。その後、ホルダ６４のヒータと回転機構６５のモータとを駆動させ、ホルダ６４に取り付け済みの放射線透過性基板１をボート６３に対向させた状態で加熱しながら回転させる。

この状態において電極からボート６３に電流を流し、ヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを含む混合物を７００〜８００℃程度で所定時間加熱してその混合物を蒸発させる。その結果、放射線透過性基板１の表面に無数の柱状結晶体が順次成長して所望の厚さのシンチレータ層２が形成される（蒸着工程）。これにより、本発明のシンチレータパネル１０を製造することができる。

（光検出器）
シンチレータパネル１０は図１に示すように光検出器２０を空気層７を介して対面し、放射線イメージセンサ１００を構成する。光検出器２０は、シンチレータパネル１０に記憶されている放射線画像記録を光画像に変換し、その得られた光画像を更に、電子信号画像に変換記憶する。

光検出器２０には、例えば、フォトダイオードとＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を組み合わせたものが設置されており、それにより電子信号に変換される。このＴＦＴは、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のものでも、有機半導体を用いたものでもよく、好ましくはプラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴである。

以下、本発明を実施例により説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。

実施例１
〔放射線イメージセンサ１−１の作製〕
（放射性透過性基板）
厚さ１２５μｍのポリイミドフィルム（ガラス転移温度は２８５℃、宇部興産製ユーピレックス）を使用。

（反射層）
放射性透過性基板の上にアルミニウムをスパッタして反射層（０．０１μｍ）を得た。

（下引層）
バイロン６３０（東洋紡社製：高分子ポリエステル樹脂） １００質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ） １００質量部
トルエン １００質量部
上記処方を混合し、ビーズミルにて１５時間分散し、下引塗設用の塗布液を得た。この塗布液を上記放射性透過性基板のアルミスパッタ面に、乾燥膜厚が１．０μｍになるようにバーコーターで塗布した後、１００℃で８時間乾燥することで下引層を作製した。

（シンチレータ層）
上記方法で作製した反射層及び下引層を有するに放射線透過性基板の上に、蒸着装置を使用してシンチレータ（ＣｓＩ：０．００３ｍｏｌＴｌ）を蒸着させ、シンチレータ層を形成した。

まず、上記蛍光体原料を蒸着材料として抵抗加熱ルツボに充填し、また回転するホルダに放射線透過性基板を下引層側が蒸発源と対向するように設置し、放射線透過性基板と蒸発源との間隔を７００ｍｍに調節した。続いて、蒸着装置内を一旦排気し、Ａｒガスを導入して０．２７Ｐａに真空度を調整した後、６ｒｐｍの速度でホルダを回転した。

更に蒸着装置内にある加熱装置を用い、放射線透過性基板の温度を３００℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボを加熱してシンチレータを蒸着し、膜厚が１５０μｍとなったところで蒸着を終了させ、シンチレータ層を得た。

ここで、シンチレータ層の表面１００μｍ²あたりの柱状結晶の本数Ｎ［本］の測定を下記のように行った。

走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ、日立製 Ｓ８００）でシンチレータ層の表面画像を撮影した。得られた画像の１００μｍ×１００μｍ四方に存在する柱状結晶の本数を数え、これを異なる３つの箇所において行い、合計３回の結果を平均化して柱状結晶の本数Ｎを算出した。

（保護層）
厚さ１２μｍのＰＥＴフィルムの片面側に接着剤（バイロン３００：東洋紡株式会社製）を塗設乾燥し、接着層（１μｍ）とし、第１保護フィルムを作製した。第１保護フィルムと同様の方法で第２保護フィルムを作製した。この２つの保護フィルムについてそれぞれの接着層を対向させる形で配置し、その間に第２保護フィルム側の接着層からシンチレータ層／下引層／反射層／放射性透過性基板／第１保護フィルムの順にそれぞれの層を配置する。第２保護フィルム及び第１保護フィルムは、シンチレータ層／下引層／反射層／放射性透過性基板を包装できるように周辺に耳部を持つように作製されている。その２つの保護フィルムの耳部を１００℃にて熱接着させ、第２保護フィルムと第１保護フィルムでシンチレータ層／下引層／反射層／放射性透過性基板を包装しシンチレータパネルを得る。なお、包装は圧力１００ｋＰａの雰囲気下で行い、包装した内部は空気が残存する。この場合、第１保護フィルムと第２保護フィルムが保護層となる。

（放射線イメージセンサの作製）
得られたシンチレータパネルを、ＣＭＯＳフラットパネル（ラドアイコン社製Ｘ線ＣＭＯＳカメラシステムＳｈａｄ−ｏ−Ｂｏｘ４ＫＥＶ）にＣＭＯＳ面側と第２保護フィルムを対抗させる形でセットした。更に放射線入射窓のカーボン板とシンチレータパネルの放射線入射面（第１保護フィルム側）にスポンジシートを配置し、平面受光素子面と第１保護フィルムを軽く押し付けることで両者を固定化した。このようにして、放射線イメージセンサ１−１を得た。

〔放射線イメージセンサ１−２〜１−６〕
放射線イメージセンサ１−１のシンチレータ層作製における真空度及び放射線透過性基板の温度を表１記載の数値とした以外は、放射線イメージセンサ１−１と同様の方法で放射線イメージセンサ１−２〜１−６を作製した。

〔放射線イメージセンサの評価〕
（鮮鋭性）
シンチレータパネル表面にＣＴＦチャートを貼り付けた後、管電圧８０ｋＶｐのＸ線を１０ｍＲ（管球からパネルまでの距離１．５ｍ）照射した。その後、シンチレータパネルの発光をセンサパネルで検知することでＣＴＦチャート像の画像信号を得る。この信号値より画像の変調伝達関数（ＭＴＦ）を調べ、鮮鋭性を判断する指標とした。なお、ＭＴＦは空間周波数が１サイクル／ｍｍの時の値である。鮮鋭性は放射線イメージセンサ１−１の鮮鋭性を１．００としたときの相対値で示した。

表１に示すように、本発明である放射線イメージセンサ１−２〜１−５は、比較である放射線イメージセンサ１−１、１−６に比べ鮮鋭性において優位である。

実施例２
〔放射線イメージセンサ２−１〜２−６の作製〕
シンチレータ層の膜厚を６００μｍに変更した以外は、実施例１の放射線イメージセンサのシンチレータ層の作製と同様に、真空度及び放射線透過性基板の温度を表２記載の数値として放射線イメージセンサ２−１〜２−６を作製した。

〔放射線イメージセンサの評価〕
（鮮鋭性）
実施例１と同じ方法で鮮鋭性を評価する。鮮鋭性は放射線イメージセンサ２−１の鮮鋭性を１．００としたときの相対値である。

表２に示すように、本発明である放射線イメージセンサ２−２〜２−５は、比較である放射線イメージセンサ２−１、２−６に比べ鮮鋭性において優位である。

実施例３
〔放射線イメージセンサ３−１〜３−６の作製〕
シンチレータ層の膜厚を５００μｍに変更した以外は、実施例１の放射線イメージセンサのシンチレータ層の作製と同様に、真空度及び放射線透過性基板の温度を表３記載の数値として放射線イメージセンサ３−１〜３−６を作製した。

〔放射線イメージセンサの評価〕
（鮮鋭性）
実施例１と同じ方法で鮮鋭性を評価する。鮮鋭性は放射線イメージセンサ３−１の鮮鋭性を１．００としたときの相対値である。

表３に示すように、本発明である放射線イメージセンサ３−２〜３−５は、比較である放射線イメージセンサ３−１、３−６に比べ鮮鋭性において優位である。

Claims (6)

1. 放射線を光に変換するシンチレータ層を備えたシンチレータパネルにおいて、前記シンチレータは柱状結晶の構造を有し、且つ前記シンチレータ層の表面１００μｍ²あたりの柱状結晶の本数Ｎ［本］、及び前記シンチレータ層の膜厚Ｔ［μｍ］が下記一般式（１）を満たすことを特徴とするシンチレータパネル。
   一般式（１） １００≦Ｎ［本］×Ｔ［μｍ］≦３０００
2. 前記シンチレータ層がヨウ化セシウムを主成分としていることを特徴とする請求項第１項に記載のシンチレータパネル。
3. 前記シンチレータ層が放射線透過性基板に支持されていることを特徴とする請求項第１項または第２項に記載のシンチレータパネル。
4. 前記放射線透過性基板の厚さが２５〜１０００μｍであることを特徴とする請求項第３項に記載のシンチレータパネル。
5. 前記放射線透過性基板がＰＩ、ＰＥＴ、ＰＥＮ、ポリカーボネートのいずれかを主成分とすることを特徴とする請求項第３項または第４項に記載のシンチレータパネル。
6. 請求項第１項乃至第５項のいずれか１項に記載のシンチレータパネルに対して光検出器を備えたことを特徴とする放射線イメージセンサ。