JP5347967B2

JP5347967B2 - シンチレータプレート

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Publication number: JP5347967B2
Application number: JP2009534233A
Authority: JP
Inventors: 景子前田
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2007-09-27
Filing date: 2008-08-07
Publication date: 2013-11-20
Anticipated expiration: 2028-08-07
Also published as: JPWO2009041169A1; WO2009041169A1

Description

本発明は、被写体の放射線画像を形成する際に用いられるシンチレータプレートに関する。

医療、工業用のＸ線撮影では、従来増感紙−フィルム系システムが用いられてきたが、近年ではコンピューテッドラジオグラフィ（ｃｏｍｐｕｔｅｄｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｅｔｅｃｔｏｒ：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。

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プレートが使用されるが、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プレートを使用することが必要になってくる。

近年では、ＣｓＩとヨウ化タリウム（ＴｌＩ）を任意のモル比で混合したしたものを、蒸着を用いて基板上にタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）として堆積したものに、後工程としてアニールを行うことで可視変換効率を向上させ、Ｘ線蛍光体として使用している。

従来、気相堆積法によるシンチレータの製造方法としては、アモルファスカーボンなど剛直な基板上に蛍光体層を形成し、その上にシンチレータの表面全体を保護膜で被覆させる（例えば、特許文献１参照）ことが一般的である。しかしながら、熱伝導率の低い基板を使用すると面内の鮮鋭性のムラが劣化し、フラットパネルディテクタの大型化に伴い深刻化してきている。

このような状況から、輝度が高く、面内での鮮鋭性のムラが少ないシンチレータプレートを開発することが望まれている。
特許第３５６６９２６号公報

本発明は、上記状況に鑑みなされたものであり、その課題はシンチレータの発光輝度が高く、面内での鮮鋭性のムラが少ないシンチレータプレートを提供することである。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。

１．気相堆積法により形成された蛍光体層及び炭素を主成分とする基板を有するシンチレータプレートであって、該基板のＸ線回折スペクトルの（００２）ピークの半値巾が０．４°以下であることを特徴とするシンチレータプレート。

２．前記基板の厚みが５０〜５００μｍであることを特徴とする前記１に記載のシンチレータプレート。

３．前記蛍光体層の主成分がＣｓＩであ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プレート。

４．前記蛍光体層の厚みが５０〜２００μｍであることを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載のシンチレータプレート。

本発明により、発光輝度が高く、面内での鮮鋭性のムラが少ないシンチレータプレートを提供することができた。

放射線用シンチレータプレート１０の概略構成を示す断面図放射線用シンチレータプレート１０の拡大断面図蒸着装置６１の概略構成を示す図放射線画像検出器１００の概略構成を示す一部破断斜視図撮像パネル５１の拡大断面図

符号の説明

１基板
２シンチレータ（蛍光体）層
３金属反射層
１０放射線用シンチレータプレート
６１蒸着装置
６２真空容器
６３ボート（被充填部材）
６４ホルダ
６５回転機構
６６真空ポンプ
１００放射線画像検出器

以下、本発明とその構成要素等について詳細な説明をする。

（シンチレータプレートの構成）
本発明のシンチレータプレートは、炭素を主成分とする基板上に金属反射層及びシンチレータ層を設けてなるシンチレータプレートであって、該金属反射層とシンチレータ層の間に絶縁層が設けられていることが好ましい。

本発明においては、金属反射層及びシンチレータ層の他にシンチレータプレート全面を覆う保護膜を設けることが好ましい。以下、各構成層及び構成要素等について説明する。

（基板）
炭素を主成分とする基板であり、Ｘ線回折スペクトルの（００２）ピークの半値巾が０．４°以下であることを満たす基板であれば、アモルファスカーボン、グラファイトなどどのような基板でもよい。

Ｘ線回折スペクトルの（００２）ピークの半値巾は、結晶子径、結晶化度及び超格子、結晶内部ひずみによって変化することが知られている結晶化度及び超格子の影響を無視できる場合には、半値巾は結晶子径と結晶内部ひずみとによって変化し、Ｈａｌｌの式で表すことができる。（佐々木義典、基本化学シリーズ１２「結晶化学入門」）
結晶子サイズと格子歪みは、熱膨張率、熱伝導率、基板内部ポア等にも関係しており、それぞれの計算値ではなく、全体を含んだ半値巾を所定の値にすることにより所望の性能が得られることを見出した。

基板の熱膨張率が高くなると蒸着膜のワレ（クラック）が生じ、基板の熱伝導率が低くなると蒸着膜中の賦活剤濃度が不均一になり、面内の輝度ムラが劣化する。また、Ｘ線透過の均一性も高画質化には不可欠であるが、（００２）面の半値巾を所定の値に制御した場合、これらが総合的に作用し合い、輝度向上、輝度ムラ向上に驚くべき効果があることを見出した。

また、Ｘ線回折スペクトルの（００２）ピークの半値巾は回折装置によっても値が異なるため、装置由来の半値巾により補正する必要がある。補正にはＸＲＤ用のＬＡＢ６標準試料やＳｉ単結晶を用いて、目的のピークの近くにある標準試料のピークを選び、差をとることで試料そのものの半値巾を得ることができる。

（金属反射層）
本発明に係る金属反射層は基板とシンチレータ層の間に存在し、基板表面の炭素原子と反応性のある第１の金属薄膜を設けた後に、高反射率の第２の金属薄膜を設けることが好ましい。

第１の金属薄膜としては、金属自体の安定性や他の第２の金属薄膜との馴染みの良さ等から、ニッケル及びニッケルを含む合金がより好ましい。

以下、金属反射層の構成要素について説明する。

〈第１の金属薄膜〉
第１の金属薄膜の例としては、ニッケル、コバルト、チタンが挙げられるが、金属自体の安定性や他の第２の金属薄膜との馴染みの良さ等から、ニッケル及びニッケルクロム合金がより好ましい。第１の金属薄膜は真空蒸着、スパッタ蒸着、またはメッキによりグラファイトシート上に直接付着することができるが、生産性の観点からスパッタ蒸着が好ましい。

膜厚に関しては付着方法によるが、真空蒸着の場合は１０〜１００ｎｍ、スパッタ蒸着の場合は５〜５０ｎｍが好ましい。

〈第２の金属薄膜〉
第２の金属薄膜の例としては、アルミ、銀、クロム、ニッケル、白金、金からなる群の中から選択される少なくとも一種の物質及びその合金が挙げられるが、シンチレータプレートの光出力向上の観点から、反射率の高いアルミまたは銀が好ましい。第２の金属薄膜は真空蒸着、スパッタ蒸着、またはメッキによりグラファイトシート上に直接付着することができるが、生産性の観点からスパッタ蒸着が好ましい。

膜厚に関しては付着方法によるが、真空蒸着の場合は５０〜４００ｎｍ、スパッタ蒸着の場合は２０〜２００ｎｍが好ましい。

（絶縁層）
絶縁層は金属反射層とシンチレータ層を電気的に絶縁するものであれば、既知のいかなるものも使用可能であるが、溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが好ましい。

ガラス転位点が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く、具体的には、ポリウレタン樹脂、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、ポリエステル樹脂、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が、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。

絶縁層の膜厚としては接着性の点で０．１μｍ以上が好ましく、絶縁層表面の平滑性確保の点で３．０μｍ以下が好ましい。より好ましくは絶縁層の厚さが０．２〜２．５μｍの範囲である。

絶縁層作製に用いる溶剤としては、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。

（シンチレータ層）
シンチレータ層（「蛍光体層」とも言う。）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（蛍光体層）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、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活物質を含有するＣｓＩが好ましい。

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添加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持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添加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）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添加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。

本発明に係るシンチレータ層において、当該添加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、添加剤が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。

（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。即ち、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、シンチレータ層上に高分子保護フィルムを設けることもできる。

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（蛍光体）層の保護性、鮮鋭性、防湿性、作業性等を考慮し、１２μｍ以上、１００μｍ以下が好ましく、更には２０μｍ以上、６０μｍ以下が好ましい。

また、ヘイズ率が鮮鋭性、放射線画像ムラ、製造安定性、作業性等を考慮し、３％以上、４０％以下が好ましく、更には３％以上、１０％以下が好ましい。ヘイズ率は日本電色工業株式会社ＮＤＨ５０００Ｗにより測定した値を示す。必要とするヘイズ率は市販されている高分子フィルムから適宜選択し、容易に入手することが可能である。

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）（ＪＩＳＺ０２０８に準じて測定）以下が好ましく、更には１０ｇ／ｍ²・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳＺ０２０８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）（ＪＩＳＺ０２０８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）（ＪＩＳＺ０２０８に準じて測定）以下が好ましい。

（シンチレータプレートの作製方法）
本発明のシンチレータプレート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、放射線用シンチレータプレート１０の概略構成を示す断面図である。図２は、放射線用シンチレータプレート１０の拡大断面図である。図３は、蒸着装置６１の概略構成を示す図面である。

〈蒸着装置〉
図３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。放射線用シンチレータプレート１０の製造時においては、ヨウ化セシウムと賦活剤化合物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の直上にはグラファイトシート基板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に装着した基板１を加熱することができるようになっている。基板１を加熱した場合には、基板１の表面の吸着物を離脱・除去したり、基板１とその表面に形成されるシンチレータ層（蛍光体層）２との間に不純物層が形成されるのを防止したり、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、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。また、基板ホルダ６４には、基板１の金属反射層をアース（接地）するための金属製の枠７０が取り付けてある。

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。

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

当該放射線用シンチレータプレート１０の作製方法においては、上記で説明した蒸発装置６１を好適に用いることができる。蒸発装置６１を用いて放射線用シンチレータプレート１０を作製する方法について説明する。

《金属反射層の形成》
基板の一方の表面に第１の金属薄膜（ニッケル膜、ニッケルクロム合金膜等）をスパッタ法により形成する。続いて第２の金属薄膜としてスパッタ蒸着で金属薄膜（アルミ、銀）を形成する。

《絶縁層の形成》
絶縁層は、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、金属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》
上記のように金属反射層及び絶縁層３を設けた基板１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）。ここで言う「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。次に、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、基板１の表面に無数の柱状結晶体２ａ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、本発明に係る放射線用シンチレータプレート１０を製造することができる。

（放射線画像検出器）
以下に、上記放射線用シンチレータプレート１０の一適用例として、図４及び図５を参照しながら、当該放射線用シンチレータプレート１０を具備した放射線画像検出器１００の構成について説明する。なお、図４は放射線画像検出器１００の概略構成を示す一部破断斜視図である。また、図５は撮像パネル５１の拡大断面図である。

図４に示す通り、放射線画像検出器１００には、撮像パネル５１、放射線画像検出器１００の動作を制御する制御部５２、書き換え可能な専用メモリ（例えばフラッシュメモリ）等を用いて撮像パネル５１から出力された画像信号を記憶する記憶手段であるメモリ部５３、撮像パネル５１を駆動して画像信号を得るために必要とされる電力を供給する電力供給手段である電源部５４、等が筐体５５の内部に設けられている。

筐体５５には、必要に応じて放射線画像検出器１００から外部に通信を行うための通信用のコネクタ５６、放射線画像検出器１００の動作を切り換えるための操作部５７、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部５３に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部５８、等が設けられている。

ここで、放射線画像検出器１００に電源部５４を設けるとともに、放射線画像の画像信号を記憶するメモリ部５３を設け、コネクタ５６を介して放射線画像検出器１００を着脱自在にすれば、放射線画像検出器１００を持ち運びできる可搬構造とすることができる。

図５に示すように、撮像パネル５１は、放射線用シンチレータプレート１０と、放射線用シンチレータプレート１０からの電磁波を吸収して画像信号を出力する出力基板２０とから構成されている。

放射線用シンチレータプレート１０は、放射線照射面側に配置されており、入射した放射線の強度に応じた電磁波を発光するように構成されている。

出力基板２０は、放射線用シンチレータプレート１０の放射線照射面と反対側の面に設けられており、放射線用シンチレータプレート１０側から順に、隔膜２０ａ、光電変換素子２０ｂ、画像信号出力層２０ｃ及び基板２０ｄを備えている。

隔膜２０ａは、放射線用シンチレータプレート１０と他の層を分離するためのものである。

光電変換素子２０ｂは、透明電極２１と、透明電極２１を透過して入光した電磁波により励起されて電荷を発生する電荷発生層２２と、透明電極２１に対しての対極になる対電極２３とから構成されており、隔膜２０ａ側から順に透明電極２１、電荷発生層２２、対電極２３が配置される。

透明電極２１とは、光電変換される電磁波を透過させる電極であり、例えば、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの導電性透明材料を用いて形成される。

電荷発生層２２は、透明電極２１の一面側に薄膜状に形成されており、光電変換可能な化合物として光によって電荷分離する有機化合物を含有するものであり、電荷を発生し得る電子供与体及び電子受容体としての導電性化合物をそれぞれ含有している。電荷発生層２２では、電磁波が入射されると電子供与体は励起されて電子を放出し、放出された電子は電子受容体に移動して、電荷発生層２２内に電荷、即ち正孔と電子のキャリアが発生するようになっている。

ここで、電子供与体としての導電性化合物としてはｐ型導電性高分子化合物が挙げられ、ｐ型導電性高分子化合物としては、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ（チオフェンビニレン）、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ（ｐ−フェニレン）またはポリアニリンの基本骨格を持つものが好ましい。

また、電子受容体としての導電性化合物としてはｎ型導電性高分子化合物が挙げられ、ｎ型導電性高分子化合物としてはポリピリジンの基本骨格を持つものが好ましく、特にポリ（ｐ−ピリジルビニレン）の基本骨格を持つものが好ましい。

電荷発生層２２の膜厚は、光吸収量を確保するといった観点から１０ｎｍ以上（特に１００ｎｍ以上）が好ましく、また電気抵抗が大きくなりすぎないといった観点から、１μｍ以下（特に３００ｎｍ以下）が好ましい。

対電極２３は、電荷発生層２２の電磁波が入光される側の面と反対側に配置されている。対電極２３は、例えば、金、銀、アルミニウム、クロムなどの一般の金属電極や、透明電極２１の中から選択して用いることが可能であるが、良好な特性を得るためには、仕事関数の小さい（４．５ｅＶ以下）金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするのが好ましい。

また、電荷発生層２２を挟む各電極（透明電極２１及び対電極２３）との間には、電荷発生層２２とこれら電極が反応しないように緩衝地帯として作用させるためのバッファー層を設けてもよい。バッファー層は、例えば、フッ化リチウム及びポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）、ポリ（４−スチレンスルホナート）、２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル［１，１０］フェナントロリンなどを用いて形成される。

画像信号出力層２０ｃは、光電変換素子２０ｂで得られた電荷の蓄積及び蓄積された電荷に基づく信号の出力を行うものであり、光電変換素子２０ｂで生成された電荷を画素毎に蓄積する電荷蓄積素子であるコンデンサ２４と、蓄積された電荷を信号として出力する画像信号出力素子であるトランジスタ２５とを用いて構成されている。

トランジスタ２５は、例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を用いるものとする。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。

プラスチックフィルム上に形成されたＴＦＴとしては、アモルファスシリコン系のものが知られているが、その他、米国ＡｌｉｅｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が開発しているＦＳＡ（ＦｌｕｉｄｉｃＳｅｌｆＡｓｓｅｍｂｌｙ）技術、即ち単結晶シリコンで作製した微小ＣＭＯＳ（Ｎａｎｏｂｌｏｃｋｓ）をエンボス加工したプラスチックフィルム上に配列させることで、フレキシブルなプラスチックフィルム上にＴＦＴを形成するものとしてもよい。

更に、Ｓｃｉｅｎｃｅ，２８３，８２２（１９９９）やＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ．，７７１４８８（１９９８）、Ｎａｔｕｒｅ，４０３，５２１（２０００）等の文献に記載されているような有機半導体を用いたＴＦＴであってもよい。

このように、本発明に用いられるトランジスタ２５としては、上記ＦＳＡ技術で作製したＴＦＴ及び有機半導体を用いたＴＦＴが好ましく、特に好ましいものは有機半導体を用いたＴＦＴである。この有機半導体を用いてＴＦＴを構成すれば、シリコンを用いてＴＦＴを構成する場合のように真空蒸着装置等の設備が不要となり、印刷技術やインクジェット技術を活用してＴＦＴを形成できるので、製造コストが安価となる。更に加工温度を低くできることから、熱に弱いプラスチック基板上にも形成できる。

トランジスタ２５には、光電変換素子２０ｂで発生した電荷を蓄積するとともに、コンデンサ２４の一方の電極となる収集電極（図示せず）が電気的に接続されている。コンデンサ２４には光電変換素子２０ｂで生成された電荷が蓄積されるとともに、この蓄積された電荷はトランジスタ２５を駆動することで読み出される。即ち、トランジスタ２５を駆動させることで、放射線画像の画素毎の信号を出力させることができる。

基板２０ｄは、撮像パネル５１の支持体として機能するものであり、基板１と同様の素材で構成することが可能である。

次に、放射線画像検出器１００の作用について説明する。

先ず、放射線画像検出器１００に対し入射された放射線は、撮像パネル５１の放射線用シンチレータプレート１０側から基板２０ｄ側に向けて放射線を入射する。すると、放射線用シンチレータプレート１０に入射された放射線は、放射線用シンチレータプレート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、その強度に応じた電磁波を発光する。

発光された電磁波の内、出力基板２０に入光される電磁波は、出力基板２０の隔膜２０ａ、透明電極２１を貫通し、電荷発生層２２に到達する。そして、電荷発生層２２において電磁波は吸収され、その強度に応じて正孔と電子のペア（電荷分離状態）が形成される。

その後、発生した電荷は、電源部５４によるバイアス電圧の印加により生じる内部電界により正孔と電子はそれぞれ異なる電極（透明電極膜及び導電層）へ運ばれ、光電流が流れる。

その後、対電極２３側に運ばれた正孔は画像信号出力層２０ｃのコンデンサ２４に蓄積される。蓄積された正孔はコンデンサ２４に接続されているトランジスタ２５を駆動させると、画像信号を出力するとともに出力された画像信号はメモリ部５３に記憶される。

以上の放射線画像検出器１００によれば、上記放射線用シンチレータプレート１０を備えているので光電変換効率を高めることができ、放射線画像における低線量撮影時のＳＮ比を向上させるとともに、画像ムラや線状ノイズの発生を防止することができる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実施例１
〔シンチレータプレート１〜７の作製〕
（基板の作製）
日清紡製ガラス状カーボンプレート（ＡＣ−１４０／厚さ１ｍｍ）の表面に対して、ガラスビーズ（＃８００）を用いてサンドブラスト処理を施して、表面に細かい凹凸を形成したものを基板１とした。

ＣＩＰ法、ＨＩＰ法により得られた密度１．７ｇ／ｍ³等方性黒鉛を、１ｍｍ厚さに切り出した基板を粘度３０ｍＰａ・ｓのポリカルボジイミド溶液中に浸して真空含浸を行い、表面をワイパーにて拭き取った後３００℃１時間乾燥熱硬化し、更に１５００℃にて３日間熱硬化を行った。更に１０ｍＰａ・ｓのポリカルボジイミド溶液をスプレーして３００℃１時間乾燥熱硬化し、更に１５００℃にて３日間熱硬化を行った。これを基板２とした。

ＣＩＰ法、ＨＩＰ法により得られた密度１．７ｇ／ｍ³等方性黒鉛を、１ｍｍ厚さに切り出した基板を粘度３０ｍＰａ・ｓのポリカルボジイミド溶液中に浸して真空含浸を行い、表面をワイパーにて拭き取った後１００℃１時間乾燥熱硬化し、更に１８００℃にて３日間熱硬化を行った。これを基板３とした。

ＣＩＰ法、ＨＩＰ法により得られた密度１．７ｇ／ｍ³等方性黒鉛を、１ｍｍ厚さに切り出した基板を粘度３０ｍＰａ・ｓのポリカルボジイミド溶液中に浸して真空含浸を行い、表面をワイパーにて拭き取った後１００℃１時間乾燥熱硬化し、更に２２００℃にて３日間熱硬化を行った。これを基板４とした。

Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製グラファイトシート（ＰＧＳ：０．１ｍｍ）を基板５とした。

Ｐａｎａｓｏｎｉｃ製グラファイトシート（ＰＧＳ：０．７ｍｍ）を基板６とした。

（（００２）回折線の半値巾測定）
前記基板のＸ線回折を測定し半値巾を求めた。装置にはパナリティカル製Ｘ‘Ｐｅｒｔ−ＰｒｏＭＰＤを使用し、下記の条件により測定を行った。

管球：セラミクス絶縁型ＬＦＦ・Ｃｕ１．８ｋＷ・４５ｋＶ４０ｍＡ
入射光学系：発散スリット１°、ソーラースリット０．０４ｒａｄ
受光光学系：半導体検出器、ソーラースリット０．０４ｒａｄ
なお、補正にはＮＩＳＴ標準試料６６０ａ（ＬＡＢ６）を室温測定し、（１１０）ピークの半値巾（０．１０°）を使用した。結果を表１に示す。

（シンチレータ層の形成）
図３の蒸着装置の基板ホルダ６４の金属製の枠７０に合わせて断裁し、金属製の枠７０にセットした。基板の絶縁層側に蛍光体（ＣｓＩ：０．００３Ｔｌ）を図３に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、シンチレータ層（蛍光体層）を形成した。

即ち、先ず上記蛍光体原料を蒸着材料として抵抗加熱ルツボ（ボード）に充填し、また回転する基板ホルダの金属製の枠に基板を設置し、基板と蒸発源との間隔を４００ｍｍ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０．５Ｐａに真空度を調整した後、１０ｒｐｍの速度で基板を回転しながら基板の温度を２００℃に保持した。次いで、抵抗加熱ルツボ（ボード）を加熱して蛍光体を蒸着し、シンチレータ層の膜厚が表１の値となったところで蒸着を終了させ、シンチレータ層が形成された基板を得た。

（アニール処理）
上記シンチレータ層が形成された基板を２５ｃｍ×２０ｃｍサイズに断裁し、得られた２枚の内、１枚に対し窒素雰囲気下で３５０℃、２時間のアニール処理を実施した。

（保護膜の作製）
上記シンチレータ層が形成された２枚の基板を両者ともＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ポリパラキシリレンの原料が昇華した蒸気中に露出させておくことにより、シンチレータ層と基板の全面表面が１０μｍの厚さのポリパラキシリレン膜で被覆された２５ｃｍ×２０ｃｍのサイズのシンチレータプレート２枚を得た。

〔評価〕
（輝度の評価）
得られたシンチレータプレートをＰａｘＳｃａｎ（Ｖａｒｉａｎ社製ＦＰＤ：２５２０）にセットし、シンチレータプレート全面の平均発光量（輝度）を、以下に示す方法で評価した。結果を表１に示す。

ＦＰＤに管電圧８０ｋＶｐのＸ線を照射し、得られた画像データの平均シグナル値を発光量とした。表１ではプレート１の発光量を輝度１．０とし相対値を記載した。

（鮮鋭性の評価）
得られたシンチレータプレートをＰａｘＳｃａｎ（Ｖａｒｉａｎ社製ＦＰＤ：２５２０）にセットし、シンチレータプレート全面の鮮鋭性の平均値を以下に示す方法で評価した。結果を表１に示す。

鉛製のＭＴＦチャートを通して、管電圧８０ｋＶｐのＸ線をＦＰＤの放射線入射面側に照射し、画像データを検出しハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の記録をコンピュータで分析して、当該ハードディスクに記録されたＸ線像の変調伝達関数ＭＴＦ（空間周波数１サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦ値）を鮮鋭性の指標とした。表中、ＭＴＦ値が高いほど鮮鋭性に優れていることを示す。ＭＴＦはＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎの略号を示す。

表１中のＭＴＦ値はシンチレータプレート内の１０箇所を測定し、その平均値である。また、ＭＴＦ分布はＭＴＦの最も高いところと低いところの差を最も高いところの値で除した数値である。

表１に示した結果から明らかなように、本発明のシンチレータプレートは比較のシンチレータプレートに比べ輝度が高く、面内での鮮鋭性のムラが少ないことが分かる。

Claims

気相堆積法により形成された蛍光体層及び炭素を主成分とする基板を有するシンチレータプレートであって、該基板のＸ線回折スペクトルの（００２）ピークの半値巾が０．４°以下であることを特徴とするシンチレータプレート。
前記基板の厚みが５０〜５００μｍであることを特徴とする請求の範囲第１項に記載のシンチレータプレート。
前記蛍光体層の主成分がＣｓＩであることを特徴とする請求の範囲第１項または第２項に記載のシンチレータプレート。
前記蛍光体層の厚みが５０〜２００μｍであることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第３項のいずれか１項に記載のシンチレータプレート。