JP5353886B2 - 放射線シンチレータおよび放射線画像検出器 - Google Patents

Description

本発明は、放射線を可視光に変換する放射線シンチレータ、およびこの放射線シンチレータを用いた放射線画像検出器に関する。

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、長い歴史のなか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いわゆる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出来ない。

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、非特許文献１、２参照）に記載された、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放射線シンチレータが使用されるが、低線量の撮影においてのＳＮ比を向上するためには、発光効率の高い放射線シンチレータを使用することが必要になってくる。一般に放射線シンチレータ発光効率は、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。

なか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出来るため、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。

しかしながらＣｓＩのみでは発光効率が低いために、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を、蒸着を用いて基板上にナトリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｎａ）として堆積、又近年では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（例えば、特許文献１参照）いる。

またシンチレータ層の膜厚を５００μｍ以上とし、シンチレータ層における柱状結晶の充填率を７０〜８５％にすることで、Ｘ線透過率を損なうことなく、画像分解能が向上し、高画質化を達成する技術（例えば、特許文献２参照）、蛍光体層の膜厚を３００〜７００μｍとし、かつ相対密度を８５〜９７％とすることで感度及び鮮鋭度を向上する技術（例えば、特許文献３参照）、蛍光体層における膜厚分布や膜厚の変動係数を小さくすることで感度ムラを低減する技術（例えば、特許文献４参照）が公開されている。
特公昭５４−３５０６０号公報 特開２００６−０５８０９９号公報 特開２００２−２１４３９７号公報 特開２００５−０９１１４０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 ａ Ｈｉｇｈ Ｒｅｓｏｌｕｔｉｏｎ，Ａｃｔｉｖｅ Ｍａｔｒｉｘ，Ｆｌａｔ−Ｐａｎｅｌ Ｉｍａｇｅｒ ｗｉｔｈ Ｅｎｈａｎｃｅｄ Ｆｉｌｌ Ｆａｃｔｏｒ"

しかしながら、大画面サイズの平面放射線画像検出器（以下、ＦＰＤという）において特にマンモグラフィー用途として高鮮鋭度が要求される場合には、上記従来技術を用いても十分な特性が得られなかった。またカセッテタイプの可搬型ＦＰＤにおいては取り扱い時の衝撃等にも耐えられるすぐれた耐久性が要求されるがこの点でも上記従来技術では十分な特性を得ることができなかった。本発明は、上記状況に鑑み成されたものであり、その課題は鮮鋭度、輝度がともに高く、耐衝撃性に優れた放射線シンチレータ及び放射線画像検出器を提供することである。

本発明の上記課題は、以下の手段により解決できる。

１．基板上に、気相堆積法により形成された蛍光体を含むシンチレータ層を有し、該シンチレータ層の膜厚が１００〜５００μｍであり、シンチレータ層における蛍光体の充填率が７５〜９０質量％であり、かつシンチレータ層の膜厚分布が２０％以下であることを特徴とする放射線シンチレータ。

２．基板上に、気相堆積法により形成された蛍光体を含むシンチレータ層を有し、該シンチレータ層の膜厚が１００〜５００μｍであり、シンチレータ層における蛍光体の充填率が７５〜９０質量％であり、かつシンチレータ層の膜厚の変動係数が２０％以下であることを特徴とする放射線シンチレータ。

３．前記蛍光体がセシウムハライド系蛍光体であることを特徴とする前記１又は２に記載の放射線シンチレータ。

４．前記蛍光体が賦活剤としてタリウムを含有することを特徴とする前記１から３のいずれか１項に記載の放射線シンチレータ。

５．前記１から４のいずれか１項に記載の放射線シンチレータにより放射線を可視光に変換する入力手段と、前記放射線シンチレータで変換される可視光に基づいて画像情報を出力する出力手段とを具備していることを特徴とする放射線画像検出器。

本発明の上記手段により、特に輝度、鮮鋭性がともに高く、耐衝撃性に優れた放射線シンチレータを提供することができる。

放射線シンチレータ１０の概略構成を示す断面図である。 放射線シンチレータ１０の一部の拡大断面図である。 蒸着装置１の概略構成を示す図である。 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。 撮像パネル５１の拡大断面図である。

符号の説明

１ 基板
２ 中間層
３ 反射層
４ 保護層
５ シンチレータ層
６ 耐湿保護層
１０ 放射線シンチレータ
６１ 蒸着装置
６２ 真空容器
６３ａ、６３ｂ 蒸発源（被充填部材）
６４ ホルダ
６５ 回転機構
６６ 真空ポンプ
６７ 支持体回転軸
６８ シャッター
１００ 放射線画像検出器

（シンチレータ層）
シンチレータ層（「蛍光体層」ともいう。）は、放射線の照射により、蛍光を発するシンチレータから成る層である。

即ち、シンチレータとは、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を発光する蛍光体をいう。

本発明においては、シンチレータ層の膜厚は１００〜５００μｍであり、より好ましくは１２０〜４７０μｍ、特に好ましくは１４０〜４５０μｍである。またシンチレータ層の充填率は７５〜９０％（質量％。以下も同様である。）、より好ましくは７７〜８８％、特に好ましくは７９〜８５％である。ここで充填率とはシンチレータ層の実際の質量を、理論密度と見かけの体積で割った値をさす。シンチレータ層の充填度を制御するには、蒸着時の基板温度の制御や、蒸着速度やＡｒ等のキャリアガスの導入量を調整することにより真空度を制御することで行うことができる。

シンチレータ層の膜厚を１００〜５００μｍとし、充填率を７５〜９０％とし、シンチレータ層の膜厚分布を２０％以下とすることで輝度、鮮鋭度に加え、耐衝撃性も向上させることができる。またシンチレータ層の膜厚を１００〜５００μｍとし、充填率を７５〜９０％とし、シンチレータ層の膜厚の変動係数を２０％以下とすることで輝度、鮮鋭度に加え、耐衝撃性も向上させることができる。

ここで膜厚分布は好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。膜厚分布は小さければ小さいほど好ましいが通常は０．１％以上である。また、膜厚の変動係数は好ましくは１０％以下、より好ましくは５％以下である。膜厚の変動係数は小さければ小さいほど好ましいが通常は０．１％以上である。

膜厚分布は、蛍光体層における蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。膜厚分布は、放射線シンチレータ上で縦、横を１０分割し生成した１００区画の中心で蛍光体層の膜厚を測定することで得られる最大膜厚Ｄ_Ｍａｘ及び最小膜厚Ｄ_ｍｉｎより、下記式（１）により算出した値である。

《変動係数》
変動係数は、膜厚分布と同様に蛍光体層における蛍光体の膜厚のばらつきの程度を示す指標値となるものである。変動係数は、放射線シンチレータ上で縦、横を１０分割し生成した１００区画の中心で蛍光体層の膜厚を測定し、各測定点における膜厚の平均膜厚Ｄ_ａｖ、（５回の測定の平均値）、その平均膜厚の標準偏差Ｄ_ｄｅｖを求めて、下記式（２）により算出した値である。

シンチレータ層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出来るため、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、セシウムハライド系蛍光体が好ましく、特にヨウ化セシウム（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。

また、タリウムを含有するＣｓＩのシンチレータ層を形成するための、原材料としては、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が、好ましく用いられる。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。

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。

好ましいタリウム化合物は、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、又はフッ化タリウム（ＴｌＦ，ＴｌＦ_３）等である。

また、タリウム化合物の融点は、発光効率の面から、４００〜７００℃の範囲内にあることが好ましい。なお、融点とは、常温常圧下における融点である。

また、タリウム化合物の分子量は２０６〜３００の範囲内にあることが好ましい。

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、０．００１ｍｏｌ％〜５０ｍｏｌ％、更に０．１〜１０．０ｍｏｌ％であることが好ましい。

ここで本発明の放射線シンチレータは、シンチレータ層を第１の基板上に反射層や保護層を介して気相堆積法により設けられた後に第２の基板上にフォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された光電変換素子部を形成した光電変換パネルと接着あるいは密着させることで放射線画像検出器としてもよいし、基板上にフォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された光電変換素子部を形成した後、直接あるいは保護層を介して気相堆積法によりシンチレータ層を設けることで放射線画像検出器としても良い。

（保護層）
本発明の放射線シンチレータは、基板上に設けられた反射層と、反射層上に設けられた保護層を有することが好ましい。十分な保存特性が得られ、かつ光の散乱が抑えられる点から、前記保護層の厚みは０．２〜５．０μｍであるのが好ましく、０．５〜４．０μｍがより好ましく、０．７〜３．５μｍであるのが特に好ましい。

保護層には有機樹脂を用いることが好ましく、有機樹脂としては、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、ポリビニルアセタール、ポリエステル、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、ポリイミド、ポリアミド、ポリパラキシリレン、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。

なかでもポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース、ポリイミド、ポリパラキシリレンを使用することが好ましい。

通常、蒸着によるシンチレータを形成するにあたっては、基板温度は１５０℃〜２５０℃で実施されるが、保護層にガラス転移温度が−２０℃〜４５℃である有機樹脂を含有しておくことで、保護層が接着層としても有効に機能するようになる。

保護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。

また保護層は、光吸収層であることが好ましく、極大吸収波長は５６０〜６５０ｎｍであることが好ましい。当該保護層は、極大吸収波長が５６０〜６５０ｎｍの範囲にあるようにするために顔料及び染料の少なくとも一方を含有することが好ましい。

また、当該保護層は上記有機樹脂の他に、分散剤等を含有することが好ましい。５６０〜６５０ｎｍの間に極大吸収波長を有する着色剤としては、市販のものの他、各種文献に記載されている公知のものが利用できる。

着色剤としては、５６０〜６５０ｎｍの波長範囲に吸収をもつものが好ましく、着色剤としては、紫〜青の有機系もしくは無機系の着色剤が好ましく用いられる。

紫〜青の有機系着色剤の例としては、紫色：ジオキサジン、青色：フタロシアニンブルー、インダンスレンブルーなどであり具体的には、ザボンファーストブルー３Ｇ（ヘキスト社製）、エストロールブリルブルーＮ−３ＲＬ（住友化学（株）製）、スミアクリルブルーＦ−ＧＳＬ（住友化学（株）製）、Ｄ＆ＣブルーＮｏ．１（ナショナル・アニリン社製）、スピリットブルー（保土谷化学（株）製）、オイルブルーＮｏ．６０３（オリエント（株）製）、キトンブルーＡ（チバ・ガイギー社製）、アイゼンカチロンブルーＧＬＨ（保土谷化学（株）製）、レイクブルーＡ、Ｆ、Ｈ（協和産業（株）製）、ローダリンブルー６ＧＸ（協和産業（株）製）、ブリモシアニン６ＧＸ（稲畑産業（株）製）、ブリルアシッドグリーン６ＢＨ（保土谷化学（株）製）、シアニンブルーＢＮＲＳ（東洋インキ（株）製）、ライオノルブルーＳＬ（東洋インキ（株）製）が挙げられる。

紫〜青〜青緑の無機系着色剤の例としては、群青、コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、ＴｉＯ_２−ＺｎＯ−ＣｏＯ−ＮｉＯ系顔料が挙げられるが、本発明はこれらに限定されない。

着色剤として、好ましいものは金属フタロシアニン系顔料である。

金属フタロシアニン系顔料としては、具体的には、銅フタロシアニンが挙げられる。しかし、極大吸収波長が５７０〜６５０ｎｍの範囲内にある限り、他の金属含有フタロシアニン顔料、例えば亜鉛、コバルト、鉄、ニッケル、及び他のそのような金属に基づくものも使用できる。

適当なフタロシアニン系顔料は未置換でも、（例えば１つまたはそれ以上のアルキル、アルコキシ、ハロゲン例えば塩素、または他のフタロシアニン顔料に典型的な置換基で）置換されていてもよい。粗フタロシアニンは、技術的に公知のいくつかの方法のいずれかで製造できるが、好ましくは無水フタル酸、フタロニトリルまたはそれらの誘導体の、金属ドナー、窒素ドナー（例えば尿素またはフタロニトリル自体）と、好ましくは有機溶媒中随時触媒の存在下に反応させることによって製造できる。

例えばＷ．ハーブスト（Ｈｅｒｂｓｔ）及びＫ．ハンガー（Ｈｕｎｇｅｒ）、「工業有機顔料」［ＶＣＨ出版、ニューヨーク、１９９３年］、４１８〜４２７ページ、Ｈ．ゾリンガー（Ｚｏｌｌｉｎｇｅｒ）、「色剤化学」（ＶＣＨ出版、１９７３年）１０１〜１０４ページ、及びＮ．Ｍ．ピゲロー（Ｐｉｇｅｌｏｗ）及びＭ．Ａ．パーキンス（Ｐｅｒｋｉｎｓ）、Ｈ．Ａ．ラブス（Ｌｕｂｓ）編「合成染料及び顔料の化学」［ロバート（Ｒｏｂｅｒｔ）Ｅ．クリーガー（Ｋｒｉｅｇｅｒ）出版、１９５５年］、５８４〜５８７ページにおける「フタロシアニン顔料」、更に米国特許第４１５８５７２号、第４２５７９５１号、及び第５１７５２８２号、並びに英国特許第１５０２８８４号を参照。

顔料は、上記有機樹脂中に分散されて用いられることが好ましい。分散剤は、用いる有機樹脂と顔料とに合わせて種々のものを用いることができる。

分散剤としては、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。

顔料を有機樹脂中へ分散する方法としては、インク製造やトナー製造時に用いられる公知の分散技術が使用できる。分散機としては、サンドミル、アトライター、パールミル、スーパーミル、ボールミル、インペラー、デスパーサー、ＫＤミル、コロイドミル、ダイナトロン、３本ロールミル、加圧ニーダー等が挙げられる。詳細は「最新顔料応用技術」（ＣＭＣ出版、１９８６）に記載がある。

保護層は、溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成したり、ＣＶＤ法により形成される。

（基板）
本発明に係る基板は、放射線透過性であり、シンチレータ層を担持可能な板状体であり、各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができる。

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、又、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、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）、アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シート或いは該金属酸化物の被覆層を有する金属シートなどを用いることができる。

特に、ポリイミド又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等が、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。

特に基板が厚さ５０〜５００μｍの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／ｍｍ^２である基板をいい、かかる基板としてポリイミド又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基板は、上記のように１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００Ｎ／ｍｍ^２〜６０００Ｎ／ｍｍ^２であることが好ましい。より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ^２〜５０００Ｎ／ｍｍ^２である。

具体的には、ポリエチレンナフタレート（Ｅ１２０＝４１００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエチレンテレフタレート（Ｅ１２０＝１５００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリブチレンナフタレート（Ｅ１２０＝１６００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリカーボネート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）、シンジオタクチックポリスチレン（Ｅ１２０＝２２００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエーテルイミド（Ｅ１２０＝１９００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリアリレート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリスルホン（Ｅ１２０＝１８００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエーテルスルホン（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）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、ポリイミド又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。

（反射層）
反射層は、シンチレータ層の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良い。金属薄膜を２層以上とする場合は、下層をＣｒを含む層とすることが基板との接着性を向上させる点から好ましい。また、金属薄膜上にＳｉＯ_２、ＴｉＯ_２等の金属酸化物からなる層をこの順に設けてさらに反射率を向上させても良い。

反射層は、上記のようにシンチレータ層からの光を反射すると同時に放射線透過性である。本発明に係る反射層は、放射線透過性であり、上記のように所定の光（シンチレータから発した光）を反射する金属薄膜であることが好ましい態様である。

なお、反射層の厚さは、０．００５〜０．３μｍ、より好ましくは０．０１〜０．２μｍであることが、発光光取り出し効率の観点から好ましい。

＜中間層＞
本発明においては、基板と保護層の間に中間層を有してもよい。中間層としては、樹脂を含有する層であることが好ましい。樹脂としては、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、ポリビニルアセタール、ポリエステル、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、ポリイミド、ポリアミド、ポリパラキシリレン、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。なかでもポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロース、ポリイミド、ポリパラキシリレンを使用することが好ましい。

中間層の厚みは１．０μｍ〜３０μｍであるのが好ましく、２．０μｍ〜２５μｍであるのがより好ましく、５．０μｍ〜２０μｍであるのが特に好ましい。

（耐湿性保護層）
本発明に係る耐湿性保護層は、シンチレータ層の保護を主眼とするものであり、放射線シンチレータは、耐湿性保護層を有することが好ましい。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。

当該耐湿性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。

耐湿性保護層は、耐湿性保護層用の塗布液を前記蛍光体層の表面に直接塗布して形成してもよく、また、予め別途形成した耐湿性保護層を前記蛍光体層に接着したり、包み込むことにより封止してもよい。

また、耐湿性保護層は蒸着法、スパッタリング法などにより、ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機物質を積層して形成してもよい。

上記耐湿性保護層の厚さは、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ＮＤＨ ５０００Ｗ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。

耐湿性保護層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。

耐湿性保護層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／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましく、更には１０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましいが、０．０１ｇ／ｍ^２・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／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）以上、５０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましく、更には０．１ｇ／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）以上、１０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ（４０℃・９０％ＲＨ）（ＪＩＳ Ｚ０２０８に準じて測定）以下が好ましい。

（放射線シンチレータの作製方法）
本発明の放射線シンチレータを作製する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、放射線シンチレータ１０の概略構成を示す断面図である。図２は、放射線シンチレータ１０の拡大断面図である。図３は、放射線シンチレータの蒸着装置６１の概略構成を示す図面である。

〈蒸着装置〉
以下、蒸着装置について、図３を参照しながら説明する。図３に示すように、放射線シンチレータの蒸着装置６１は真空容器６２を備えており、真空容器６２には真空容器６２の内部の排気及び大気の導入を行う真空ポンプ６６が備えられている。

真空容器６２の内部の上面付近には、基板１を保持するホルダ６４が設けられている。

基板１は従来の放射線シンチレータの支持体として公知の材料から任意に選ぶことができるが、本実施形態の基板１としては、石英ガラスシート、アルミニウム、鉄、スズ、クロムなどからなる金属シート又は炭素繊維強化シートなどが好ましい。

また、基板１は、その表面を平滑な面とするために樹脂層を有していてもよい。樹脂層は、ポリイミド、ポリエチレンフタレート、パラフィン、グラファイトなどの化合物を含有することが好ましく、その膜厚は、約５μｍ〜５０μｍであることが好ましい。この樹脂層は、基板１の表面に設けてもよく、裏面に設けてもよい。

また、基板１の表面に樹脂層を設ける手段としては、貼合法、塗設法などの手段がある。このうち貼合法は加熱、加圧ローラを用いて行い、加熱条件は約８０〜１５０℃、加圧条件は４．９０×１０〜２．９４×１０^２Ｎ／ｃｍ、搬送速度は０．１〜２．０ｍ／ｓが好ましい。

基板１の表面には、蛍光体層が気相堆積法によって形成される。気相堆積法としては、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法その他を用いることができるが、本発明では特に蒸着法が好ましい。

ホルダ６４は、基板１のうち前記蛍光体層を形成する面が真空容器６２の底面に対向し、かつ、真空容器６２の底面と平行となるように基板１を保持する構成となっている。

また、ホルダ６４には、基板１を加熱する加熱ヒータ（図示せず）を備えることが好ましい。この加熱ヒータで基板１を加熱することによって、基板１のホルダ６４に対する密着性の強化や、前記蛍光体層の膜質調整を行う。また、基板１の表面の吸着物を離脱・除去し、基板１の表面と後述する蛍光体との間に不純物層が発生することを防止する。

また、加熱手段として温媒又は熱媒を循環させるための機構（図示せず）を有していてもよい。この手段は蛍光体の蒸着時における基板１の温度を５０〜１５０℃といった比較的低温に保持して蒸着する場合に適している。

また、加熱手段としてハロゲンランプ（図示せず）を有していてもよい。この手段は蛍光体の蒸着時における基板１の温度を１５０℃以上といった比較的高温に保持して蒸着する場合に適している。

さらに、ホルダ６４には、基板１を水平方向に回転させる回転機構６５が設けられている。回転機構６５は、ホルダ６４を支持すると共に基板１を回転させる支持体回転軸７及び真空容器６２の外部に配置されて支持体回転軸７の駆動源となるモータ（図示せず）から構成されている。

また、真空容器６２の内部の底面付近には、基板１に垂直な中心線を中心とした円の円周上の互いに向かい合う位置に蒸発源６３ａ、６３ｂが配置されている。この場合において、基板１と蒸発源６３ａ、６３ｂとの間隔は１００ｍｍ〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００ｍｍ〜１０００ｍｍである。また、基板１に垂直な中心線と蒸発源６３ａ、６３ｂとの間隔は１００ｍｍ〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００ｍｍ〜１０００ｍｍである。

なお、放射線シンチレータ製造装置においては３個以上の多数の蒸発源を設けることも可能であり、各々の蒸発源は等間隔に配置してもよく、間隔を変えて配置してもよい。また、基板１に垂直な中心線を中心とした円の半径は任意に定めることができる。本発明においては複数の蒸発源が円の円周上に配置されるが、さらに円の中心部にも蒸発源が配置されることがより好ましい。円の中心部にも蒸発源を配置することで、ＦＰＤ等の大サイズのパネルに使用する場合でも蒸着層の膜厚変動をパネル全面にわたって小さくすることができ、感度むらを良好にすることができる。

蒸発源６３ａ、６３ｂは、後述する蛍光体を収容して抵抗加熱法で加熱するため、ヒータを巻いたアルミナ製のるつぼから構成しても良いし、ボートや、高融点金属からなるヒータから構成しても良い。また、後述する蛍光体を加熱する方法は、抵抗加熱法以外に電子ビームによる加熱や、高周波誘導による加熱等の方法でも良いが、本発明では比較的簡単な構成で取り扱いが容易、安価、かつ、非常に多くの物質に適用可能である点から直接電流を流し抵抗加熱する方法や、周りのヒーターでるつぼを間接的に抵抗加熱する方法が好ましい。また、蒸発源６３ａ、６３ｂは分子源エピタキシャル法による分子線源でも良い。

また、蒸発源６３ａ、６３ｂと基板１との間には、蒸発源６３ａ、６３ｂから基板１に至る空間を遮断するシャッター６８が水平方向に開閉自在に設けられており、このシャッター６８によって、蒸発源６３ａ、６３ｂにおいて後述する蛍光体の表面に付着した目的物以外の物質が蒸着の初期段階で蒸発し、基板１に付着するのを防ぐことができるようになっている。

次に、上述の放射線シンチレータ蒸着装置６１を用いた本発明の放射線シンチレータ製造方法について説明する。

まず、ホルダ６４に基板１を取付ける。また、真空容器６２の底面付近において、基板１に垂直な中心線を中心とした円の円周上に蒸発源６３ａ、６３ｂを配置する。この場合において、基板１と蒸発源６３ａ、６３ｂとの間隔は１００ｍｍ〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００ｍｍ〜１０００ｍｍである。また、基板１に垂直な中心線と蒸発源６３ａ、６３ｂとの間隔は１００ｍｍ〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００ｍｍ〜１０００ｍｍである。

次いで、真空容器６２の内部を真空排気し、所望の真空度に調整する。その後、回転機構６５によりホルダ６４を蒸発源６３ａ、６３ｂに対して回転させ、蒸着可能な真空度に真空容器６２が達したら、加熱した蒸発源６３ａ、６３ｂから後述する蛍光体を蒸発させて、基板１の表面に後述する蛍光体を所望の厚さに成長させる。

なお、基板１の表面に後述する蛍光体を成長させる工程を複数回に分けて行って蛍光体層を形成することも可能である。

また、蒸着法においては、蒸着時、必要に応じて、被蒸着体（基板１、保護層又は中間層）を冷却あるいは加熱しても良い。

さらに、蒸着終了後、蛍光体層を加熱処理しても良い。また、蒸着法においては必要に応じてＯ_２、Ｈ_２などのガスを導入して蒸着する反応性蒸着を行っても良い。

形成する蛍光体層の膜厚は、放射線シンチレータの使用目的により、また後述する蛍光体の種類により異なるが、本発明の効果を得る観点から５０μｍ〜２０００μｍであり、好ましくは５０μｍ〜１０００μｍであり、さらに好ましくは１００μｍ〜８００μｍである。

また、蛍光体層が形成される基板１の温度は、室温（ｒｔ）〜３００℃に設定することが好ましく、さらに好ましくは５０〜２５０℃である。

以上のようにして前記蛍光体層を形成した後、必要に応じて、前記蛍光体層の基板１とは反対の側の面に、物理的にあるいは化学的に前記蛍光体層を保護するための保護層を設けてもよい。保護層は、保護層用の塗布液を前記蛍光体層の表面に直接塗布して形成してもよく、また、予め別途形成した保護層を前記蛍光体層に接着してもよい。これらの保護層の層厚は０．１μｍ〜２０００μｍが好ましい。

また、保護層は蒸着法、スパッタリング法などにより、ＳｉＣ、ＳｉＯ_２、ＳｉＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などの無機物質を積層して形成してもよい。

以上の放射線シンチレータの蒸着装置６１又は製造方法によれば、複数の蒸発源６３ａ、６３ｂを設けることによって蒸発源６３ａ、６３ｂの蒸気流が重なり合う部分が整流化され、基板１の表面に蒸着する後述する蛍光体の結晶性を均一にすることができる。このとき、多数の蒸発源を設けるほど多くの箇所で蒸気流が整流化されるため、より広範囲において後述する蛍光体の結晶性を均一にすることができる。また、蒸発源６３ａ、６３ｂを基板１に垂直な中心線を中心とした円の円周上に配置することによって、蒸気流の整流化によって結晶性が均一になるという作用を、基板１の表面において等方的に得ることができる。

また、回転機構６５によって基板１を回転しながら後述する蛍光体の蒸着を行うことによって、基板１の表面に均一に後述する蛍光体を蒸着させることができる。

〈放射線シンチレータ〉
次に、本発明に係る放射線シンチレータ１０の作製方法について説明する。

放射線シンチレータ１０を作製する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を用いて放射線シンチレータ１０を作製する方法について説明する。

《中間層の形成》
基板１の一方の表面に中間層２を押し出し塗布により形成することができる。なお中間層の表面性やヤング率を制御するために必要に応じてマット剤やフィラーを添加しても良い。

《反射層の形成》
基板１の中間層２が設けられた面に、反射層３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、これらを使用することも可能である。

《保護層の形成》
保護層４は、上記の有機溶剤に着色剤及び有機樹脂を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成する。

《シンチレータ層の形成》
上記のように、中間層２、反射層３、保護層４を設けた基板１をホルダ６４に取り付けるとともに、蒸発源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、蒸発源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おこなうのが好ましい。

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〜５Ｐａ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に取付け済みの基板１を蒸発源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、電極から蒸発源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５ａが順次成長して所望の厚さのシンチレータ層５が形成される（蒸着工程）。これにより、本発明に係る放射線シンチレータ１０を製造することができる。

蒸着源を加熱する温度としては、５００℃〜８００℃が好ましく、特に６３０℃〜７５０℃が好ましい。基板温度は１００℃〜２５０℃が好ましく、特に１５０℃〜２５０℃とするのが好ましい。基板温度をこの範囲とすることで、柱状結晶の形状が良好となり、輝度特性が向上する。

《耐湿保護層の形成》
耐湿保護層６は、シンチレータ層上に上記の有機溶剤に有機樹脂を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成することが好ましい。前記組成物には必要に応じて着色剤やマット剤を添加しても良い。また支持体（ＰＥＴ、ＰＥＮ、アラミド等）上に有機樹脂を分散・溶解した組成物を塗布、乾燥して形成した封止フィルムでシンチレータ層を封止しても良い。

（放射線画像検出器）
以下に、上記放射線シンチレータ１０の一適用例として、図４及び図５を参照しながら、当該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、放射線シンチレータ１０と、放射線シンチレータ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。

放射線シンチレータ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、放射線シンチレータ１０の放射線照射面と反対側の面に設けられており、用放射線シンチレータ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、放射線シンチレータ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）、ＳｎＯ_２、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、すなわち、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）又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およ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Ａｌｉｅｎ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が開発しているＦＳＡ（Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）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良い。さらに、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、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。さらに、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。すなわちトランジスタ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。

まず、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の放射線シンチレータ１０側から基板２０ｄ側に向けて放射線を入射する。

すると、放射線シンチレータ１０に入射された放射線は、放射線シンチレータ１０中のシンチレータ層５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うち、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共に、出力された画像信号はメモリ部５３に記憶される。

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
（反射層の作製）
厚さ１２５μｍのポリイミドフィルム（宇部興産製ＵＰＩＬＥＸ−１２５Ｓ）にアルミニウムをスパッタして反射層（０．０２μｍ）を形成した。

（保護層の作製）
バイロン２００（東洋紡社製：ポリエステル樹脂 Ｔｇ：６７℃） １００質量部
ヘキサメチレンジイソシアナート ３質量部
フタロシアニンブルー ０．１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、保護層塗設用の塗布液を得た。

この塗布液を上記基板のアルミニウム反射層面に乾燥膜厚が２．５μｍになるように押し出しコーターで塗布した。

（シンチレータ層の形成）
支持体回転機構を備えた支持体ホルダに反射層と保護層を設けた前記支持体を設置した。次に、上記蛍光体原料を蒸着材料として蒸発源るつぼに充填し、８個の蒸発源るつぼを真空容器の内部の底面付近であって、支持体に垂直な中心線を中心とした円の円周上に配置した。このとき、支持体と蒸発源との間隔を４５０ｍｍに調節すると共に、支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔を３００ｍｍに調節した。さらに、８個の遮蔽板を、蒸発源と支持体のうち蒸発源に対向する面の中心点とを結ぶ線分上に、遮蔽板の上端部分が接する高さ及び位置となるように配置し、蛍光体が支持体に蒸着する際の入射角の範囲を制限するようにした。次に、４個の蒸発源るつぼを真空容器の内部の底面付近であって、支持体に垂直な中心線を中心とした円の円周上に配置した。このとき、支持体と蒸発源との間隔を４５０ｍｍに調節すると共に、支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔を１５０ｍｍに調節した。さらに真空容器の内部の底面付近であって、支持体に垂直な中心線を中心とした円の中心に１個の蒸発源るつぼを配置した。続いて真空容器の内部を一旦排気し、Ａｒガスを導入して０．０２Ｐａに真空度を調整した後、１０ｒｐｍの速度で支持体を回転させながら支持体の温度を５０℃に保持した。次いで、抵抗加熱によりるつぼ内を所定の温度に上昇させて蛍光体を蒸着開始したのち基板温度を２００℃まで上昇させ、蛍光体層の膜厚が４５０μｍとなったところで蒸着を終了させた。

次いで、乾燥空気内で蛍光体層を予めスパッタリング法によりＡｌ_２Ｏ_３を積層して形成した保護層により前記蛍光体層を覆うように封止し、蛍光体層が密封された構造の放射線シンチレータ試料１０１を得た。

（試料１０２〜１０８、１１３〜１２０）
試料１０１の作製において、蒸着時の真空度、基板温度、シンチレータ層の膜厚、充填率を表１に示すように変更したこと以外は試料１０１と同様にして作製した。

（試料１０９、１１０）
試料１０２、１０７の作製において、支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔が１５０ｍｍの円周上に配置された４個の蒸発源るつぼを用いなかったこと以外は試料１０２、１０７と同様にして作製した。

（試料１１１、１１２）
試料１０２、１０７の作製において、支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔が１５０ｍｍの円周上に配置された４個の蒸発源るつぼを用いなかったこと、及び支持体に垂直な中心線を中心とした円の中心に配置された１個の蒸発源るつぼを用いなかったこと以外は試料１０２、１０７と同様にして作製した。

（試料１２１、１２２）
試料１０２、１０７の作製において、支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔が３００ｍｍの円周上に配置された８個の蒸発源るつぼを用いなかったこと、及び支持体に垂直な中心線と蒸発源との間隔が１５０ｍｍの円周上に配置された４個の蒸発源るつぼを用いなかったこと以外は試料１０２、１０７と同様にして作製した。

〈評価〉
《膜厚分布》
膜厚分布は、放射線シンチレータ上で縦、横を１０分割し生成した１００区画の中心で蛍光体層の膜厚を測定することで得られる最大膜厚Ｄ_Ｍａｘ及び最小膜厚Ｄ_ｍｉｎより、上記式（１）により算出した。

《変動係数》
変動係数は、放射線シンチレータ上で縦、横を１０分割し生成した１００区画の中心で蛍光体層の膜厚を測定し、各測定点における膜厚の平均膜厚Ｄ_ａｖ、（５回の測定の平均値）、その平均膜厚の標準偏差Ｄ_ｄｅｖを求めて、上記式（２）により算出した。

前記放射線シンチレータを、ＰａｘＳｃａｎ２５２０（Ｖａｒｉａｎ社製ＦＰＤ）にセットして放射線画像検出器を作製し、感度ムラ、耐衝撃性、鮮鋭性及び輝度を、以下に示す方法で評価した。

「耐衝撃性の評価」
放射線画像検出器に対して２０ｃｍ離れた高さ位置から５００ｇの鉄球を落下させた後、放射線画像検出器について目視評価した。その後、管電圧８０ｋＶｐのＸ線を支持体の裏面側から照射し得られたＦＰＤ上の画像を出力装置よりプリントアウトし、得られたプリント画像を目視にて以下に示す基準にしたがって耐衝撃性の評価を行った。表１にその結果を示す。評価は０．５ランク刻みで行った。
５：ひび割れがなく、また、均一な画像である。
４：ひび割れがなく、画質的にほとんど気にならないレベルである。
３：ひび割れが見られ、画欠が確認されるが、実用上許容できるレベルである。
２：ひび割れが見られ、明らかな画欠が認められ、実用上問題が発生するレベルである。１：ひび割れが多数見られ、画欠が多く、実用上問題が発生するレベルである。

「鮮鋭性の評価」
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Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎの略号を示す。

「輝度の評価」
電圧８０ｋＶｐのＸ線を試料の裏面（シンチレータ層が形成されていない面）から照射し、画像データをシンチレータを配置したＦＰＤで検出し、画像の平均シグナル値を発光輝度とした。

表１から、本発明の放射線シンチレータ及びこの放射線シンチレータを用いた放射線画像検出器は、輝度、鮮鋭性の劣化が少なく耐衝撃性に優れることが分かる。

実施例２
フォトダイオードとＴＦＴ素子を有する光電変換パネル上に保護層を介して気相堆積法により試料１０１〜１２２で用いたシンチレータ層と同様のシンチレータ層を形成した後、反射層を形成し、その後、全体をアルミを蒸着することで形成された封止フィルムにより封止することで作製された放射線画像検出器の場合においても、実施例１の場合と同様、シンチレータ層の膜厚、充填率、膜厚分布、膜厚の変動係数を本発明の範囲とすることで輝度、鮮鋭性の劣化が少なく耐衝撃性に優れる放射線画像検出器が得られることが確認された。

Claims (5)

1. 基板上に、気相堆積法により形成された蛍光体を含むシンチレータ層を有し、該シンチレータ層の膜厚が１２０〜４７０μｍであり、シンチレータ層における蛍光体の充填率が７５〜９０質量％であり、かつシンチレータ層の膜厚分布が２０％以下であることを特徴とする放射線シンチレータ。
2. 基板上に、気相堆積法により形成された蛍光体を含むシンチレータ層を有し、該シンチレータ層の膜厚が１２０〜４７０μｍであり、シンチレータ層における蛍光体の充填率が７５〜９０質量％であり、かつシンチレータ層の膜厚の変動係数が２０％以下であることを特徴とする放射線シンチレータ。
3. 前記蛍光体がセシウムハライド系蛍光体であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線シンチレータ。
4. 前記蛍光体が賦活剤としてタリウムを含有することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線シンチレータ。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載の放射線シンチレータにより放射線を可視光に変換する入力手段と、前記放射線シンチレータで変換される可視光に基づいて画像情報を出力する出力手段とを具備していることを特徴とする放射線画像検出器。