JP5498982B2 - 放射線撮影装置 - Google Patents
放射線撮影装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP5498982B2 JP5498982B2 JP2011054162A JP2011054162A JP5498982B2 JP 5498982 B2 JP5498982 B2 JP 5498982B2 JP 2011054162 A JP2011054162 A JP 2011054162A JP 2011054162 A JP2011054162 A JP 2011054162A JP 5498982 B2 JP5498982 B2 JP 5498982B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- scintillator
- radiation
- reinforcing plate
- adhesive layer
- substrate
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000002601 radiography Methods 0.000 title description 4
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 133
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 125
- 239000012790 adhesive layer Substances 0.000 claims description 51
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 50
- 230000003014 reinforcing effect Effects 0.000 claims description 47
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 claims description 36
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims description 19
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 claims description 15
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- 239000000853 adhesive Substances 0.000 claims description 12
- 230000001070 adhesive effect Effects 0.000 claims description 12
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 229920000049 Carbon (fiber) Polymers 0.000 claims description 6
- 239000004917 carbon fiber Substances 0.000 claims description 6
- 239000000835 fiber Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 description 62
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 57
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 31
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 29
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 17
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 14
- 150000002894 organic compounds Chemical class 0.000 description 14
- 238000000034 method Methods 0.000 description 13
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 12
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 10
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 9
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 9
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 8
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 8
- 229910021417 amorphous silicon Inorganic materials 0.000 description 6
- 239000004760 aramid Substances 0.000 description 6
- 229920003235 aromatic polyamide Polymers 0.000 description 6
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 6
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 6
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 6
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 230000006870 function Effects 0.000 description 5
- 239000011368 organic material Substances 0.000 description 5
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 5
- -1 sodium-activated cesium iodide Chemical class 0.000 description 5
- 239000002041 carbon nanotube Substances 0.000 description 4
- 229910021393 carbon nanotube Inorganic materials 0.000 description 4
- 230000002787 reinforcement Effects 0.000 description 4
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 4
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 4
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 4
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 4
- 239000004820 Pressure-sensitive adhesive Substances 0.000 description 3
- NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N Quinacridone Chemical compound N1C2=CC=CC=C2C(=O)C2=C1C=C1C(=O)C3=CC=CC=C3NC1=C2 NRCMAYZCPIVABH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N Silicium dioxide Chemical compound O=[Si]=O VYPSYNLAJGMNEJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910007541 Zn O Inorganic materials 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 3
- 229910052733 gallium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052738 indium Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 239000012044 organic layer Substances 0.000 description 3
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 3
- 239000000057 synthetic resin Substances 0.000 description 3
- 229920003002 synthetic resin Polymers 0.000 description 3
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 3
- 229920002749 Bacterial cellulose Polymers 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003522 acrylic cement Substances 0.000 description 2
- 239000005016 bacterial cellulose Substances 0.000 description 2
- 230000004888 barrier function Effects 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 2
- 239000007772 electrode material Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 2
- 210000001724 microfibril Anatomy 0.000 description 2
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 2
- 239000002121 nanofiber Substances 0.000 description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000009832 plasma treatment Methods 0.000 description 2
- 238000005070 sampling Methods 0.000 description 2
- 239000000565 sealant Substances 0.000 description 2
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 2
- 229910052814 silicon oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011734 sodium Substances 0.000 description 2
- 238000002230 thermal chemical vapour deposition Methods 0.000 description 2
- 235000002837 Acetobacter xylinum Nutrition 0.000 description 1
- 239000004925 Acrylic resin Substances 0.000 description 1
- 229920000178 Acrylic resin Polymers 0.000 description 1
- 229910018072 Al 2 O 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000894006 Bacteria Species 0.000 description 1
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 241001136169 Komagataeibacter xylinus Species 0.000 description 1
- 239000004695 Polyether sulfone Substances 0.000 description 1
- 239000004642 Polyimide Substances 0.000 description 1
- 239000004793 Polystyrene Substances 0.000 description 1
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004205 SiNX Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910006404 SnO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000831 Steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910010413 TiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000000862 absorption spectrum Methods 0.000 description 1
- 229920000122 acrylonitrile butadiene styrene Polymers 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M caesium iodide Chemical compound [I-].[Cs+] XQPRBTXUXXVTKB-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000002131 composite material Substances 0.000 description 1
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 1
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 1
- 239000003822 epoxy resin Substances 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 description 1
- 238000012685 gas phase polymerization Methods 0.000 description 1
- 230000005525 hole transport Effects 0.000 description 1
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000009413 insulation Methods 0.000 description 1
- 239000011229 interlayer Substances 0.000 description 1
- 238000010030 laminating Methods 0.000 description 1
- 230000031700 light absorption Effects 0.000 description 1
- 239000004973 liquid crystal related substance Substances 0.000 description 1
- 238000009607 mammography Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000013011 mating Effects 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 239000000178 monomer Substances 0.000 description 1
- JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N norbornene Chemical compound C1[C@@H]2CC[C@H]1C=C2 JFNLZVQOOSMTJK-KNVOCYPGSA-N 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N oxyvanadium phthalocyanine Chemical compound [V+2]=O.C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 1
- SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N pentacene Chemical compound C1=CC=CC2=CC3=CC4=CC5=CC=CC=C5C=C4C=C3C=C21 SLIUAWYAILUBJU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005268 plasma chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 239000000088 plastic resin Substances 0.000 description 1
- 229920002493 poly(chlorotrifluoroethylene) Polymers 0.000 description 1
- 229920003207 poly(ethylene-2,6-naphthalate) Polymers 0.000 description 1
- 229920003050 poly-cycloolefin Polymers 0.000 description 1
- 229920001230 polyarylate Polymers 0.000 description 1
- 229920000515 polycarbonate Polymers 0.000 description 1
- 239000004417 polycarbonate Substances 0.000 description 1
- 229920000647 polyepoxide Polymers 0.000 description 1
- 229920000728 polyester Polymers 0.000 description 1
- 229920006393 polyether sulfone Polymers 0.000 description 1
- 239000011112 polyethylene naphthalate Substances 0.000 description 1
- 229920000139 polyethylene terephthalate Polymers 0.000 description 1
- 239000005020 polyethylene terephthalate Substances 0.000 description 1
- 229920001721 polyimide Polymers 0.000 description 1
- 229920002223 polystyrene Polymers 0.000 description 1
- 239000010453 quartz Substances 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910000679 solder Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010959 steel Substances 0.000 description 1
- 229910052716 thallium Inorganic materials 0.000 description 1
- BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N thallium Chemical compound [Tl] BKVIYDNLLOSFOA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229930195735 unsaturated hydrocarbon Natural products 0.000 description 1
- XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N zinc oxide Inorganic materials [Zn]=O XLOMVQKBTHCTTD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
Description
本発明は、照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた放射線撮影装置に関し、詳しくは、シンチレータとセンサパネルとを第１の接着層により貼り合せ、シンチレータを支持している支持基板と補強板とを第２の接着層により貼り合わせた放射線撮影装置に関する。
照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた間接変換方式の放射線検出器を用いて、照射された放射線により表される放射線画像を撮影できるようにした放射線撮影装置が実用化されている。
シンチレータには、ＣｓＩ等を蒸着形成することにより、複数の柱状結晶からなるシンチレータ層を構成したものがある。柱状結晶からなるシンチレータでは、柱状結晶内で発生した光は、柱状結晶のライトガイド効果によって柱状結晶中を進行していくので、シンチレータから射出される光の散乱が抑制され、照射された放射線を画像として検出する場合に、検出画像の鮮鋭度の低下を抑制することができる。センサパネルは、ガラス等からなるセンサ基板上に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス回路とＰＤ（Photodiode）等からなる画素をマトリクス状に配置した光センサを設けたものであり、シンチレータから放射された光は、光センサによって検出される。
間接変換方式の放射線検出器には、センサパネル上にシンチレータを蒸着した直接蒸着方式と、支持基板にシンチレータを蒸着したシンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせた貼り合せ方式とがある。柱状結晶からなるシンチレータは、蒸着初期の層は十分に柱状結晶化されない。そのため、センサパネルに蒸着初期の層が近接する直接蒸着方式に比べ、シンチレータの柱状結晶化された先端部がセンサパネルに貼り合わされる貼り合せ方式の方が高画質となる。
支持基板は、シンチレータの蒸着時に高温になるため、一般的には金属板（例えば、Ａｌ基板）が用いられている。そのため、シンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせた後の放射線検出器では、支持基板と、ガラス等からなるセンサ基板との熱膨張係数差により、反りや反りによる各部の剥離等が生じることがあった。この問題を解決するため、支持基板に、支持基板の反りを矯正する補強板を貼り合わせた放射線検出器が発明されている（例えば、特許文献１及び２参照）。
図９（Ａ）は、特許文献１に開示された放射線検出器１９の断面図であり、下方から、センサパネル２３、シンチレータパネル２４、補強板２５が積層されている。センサパネル２３とシンチレータ３４との間、及び支持基板３３と補強板２５との間には、両者を貼り合わせる第１の接着層２６及び第２の接着層２７がそれぞれ設けられている。シンチレータ３４の外周には、シンチレータ３４を湿気などから保護する封止剤２８が充填されている。
図９（Ｂ）は、放射線検出器１９による放射線の検出中に、支持基板３３に発生する変位量を表しており、同図（Ｃ）は、第１の接着層２６にかかる応力を表している。これらのグラフから分るように、支持基板３３は、補強板２５に貼り合わされているため変位しない。しかし、支持基板３３と補強板２５との熱膨張係数差による応力は、補強板２５よりも剛性が低いシンチレータ３４を介して第１の接着層２６にかかるため、シンチレータ３４の外縁がセンサパネル２３から剥がれてしまうことがあった。シンチレータ３４の外縁がセンサパネル２３から剥がれると、その剥離部分は、放射線画像の端縁に画像欠陥として表れるため、画質が低下してしまう。
本発明は、上記問題を解決するため、シンチレータパネルの支持基板と、センサパネルのセンサ基板との熱膨張係数差によって生じる応力により、シンチレータの端部がセンサパネルから剥離するのを防止することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータを支持する支持基板とを有するシンチレータパネルと、シンチレータにより変換された光を検出する光センサと、光センサが設けられたセンサ基板とを有し、第１の接着層によってシンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、第２の接着層によって支持基板と貼り合わされた補強板と、を備え、支持基板、センサ基板及び補強板のそれぞれに、熱膨張係数の異なる材質を用いた放射線撮影装置であり、補強板の面方向に直交する方向から見て、第２の接着層の外縁が、第１の接着層の外縁の内側になるように配置している。
上記構成は、センサ基板及び補強板の熱膨張係数が、支持基板の熱膨張係数よりも小さいときに、より顕著な効果を有する。また、上記構成とすることにより、支持基板のシンチレータのセンサパネルへの貼り合せ面よりも外側に張り出している庇状部が、第２の接着層によって補強板に貼り合わされない構成を得ることができる。
第２の接着層の端縁は、光センサの有効検出エリアの外側に配置されていることが好ましい。また、第２の接着層は、粘着剤からなることが好ましい。この場合、第２の接着層の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることが好ましい。
補強板としては、カーボン基板を用いてもよい。この場合、単位体積あたりの硬度が高いピッチ系炭素繊維からなるカーボン基板を用いることが好ましい。また、補強板が長方形である場合には、炭素繊維の繊維方向を補強板の長手方向にするのが好ましい。このような補強板の厚みとしては、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であること好ましい。また、補強板のサイズは、支持基板よりも小さく、かつ第２の接着層の配置範囲よりも大きくしてもよい。
本発明の放射線撮影装置によれば、シンチレータパネルの支持基板とセンサパネルのセンサ基板との熱膨張係数差によって生じる応力が、シンチレータとセンサパネルとを貼り合わせている第１の接着層の端縁に集中しなくなるので、当該応力によってシンチレータの端縁がセンサパネルから剥離するのを防止することができる。
図１に示すように、本発明に係る放射線撮影装置１０は、全体形状がおよそ箱形で、矩形状の上面が放射線の照射面１１とされた筐体１２を備えている。筐体１２は、放射線を透過させる材料からなり、照射面１１が設けられている天板１３以外の部分は、例えばＡＢＳ樹脂等から構成され、天板１３は例えばカーボン等から構成されている。これにより、天板１３による放射線の吸収を抑制しつつ、天板１３の強度が確保される。なお、筐体１２は、放射線により感光材料に画像を記録する構成を備えた旧来のカセッテと同サイズであり、当該カセッテに代えて使用できるようになっている。
放射線撮影装置１０の照射面１１には、複数個のＬＥＤからなり、放射線撮影装置１０の動作モード(例えば「レディ状態」や「データ送信中」等)やバッテリの残容量等の動作状態を表示するための表示部１６が設けられている。なお、表示部１６は、ＬＥＤ以外の発光素子で構成してもよいし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示手段で構成してもよい。また、表示部１６は、照射面１１以外の部位に設けてもよい。
放射線撮影装置１０の筐体１２内には、照射面１１に対面するように、被撮影者の体を透過した放射線を検出するために、パネル状の放射線検出器１９が配置されている。また、筐体１２の内部には、照射面１１の短手方向に沿った一端側に、マイクロコンピュータを含む各種の電子回路や、充電可能かつ着脱可能なバッテリ(二次電池)を収容するケース２０が配置されている。放射線検出器１９を含む放射線撮影装置１０の各種電子回路は、ケース２０内に収容されたバッテリから供給される電力によって作動する。ケース２０内に収容された各種電子回路が放射線の照射に伴って損傷することを回避するため、筐体１２内のうちケース２０の照射面１１側には鉛板等からなる放射線遮蔽部材が配設されている。
図２に示すように、放射線検出器１９は、放射線が照射される方向に沿って、照射面１１側からセンサパネル２３、シンチレータパネル２４及び補強板２５が積層された構成を有している。センサパネル２３とシンチレータパネル２４との間、及びシンチレータパネル２４と補強板２５との間は、第１の接着層２６及び第２の接着層２７によってそれぞれ貼り合わされている。シンチレータパネル２４の外周には、シンチレータを湿気などから保護する封止剤２８が充填されている。センサパネル２３は、天板１３の内面に全面に亘って接着剤により貼り付けられている。筐体１２内の底面には、制御基板２９が配置されている。制御基板２９とセンサパネル２３とは、フレキシブルケーブル３０を介して電気的に接続されている。
図３（Ａ）は、放射線検出器１９の端縁側の断面図であり、図２に対して上下を反転させた状態が図示されている。シンチレータパネル２４は、支持基板３３と、支持基板３３上に蒸着により設けられたシンチレータ３４と、支持基板３３とシンチレータ３４との外周を覆う保護膜３５とから構成されている。支持基板３３とシンチレータ３４との間には、支持基板３３とシンチレータ３４との密着性を改善するシンチレータ下地層が設けられている。シンチレータ３４は、被撮影者の体を透過して筐体１２の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過して照射された放射線を吸収して光を放出する。一般に、シンチレータとしては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ(タリウムを添加したヨウ化セシウム）)や、ＣｓＩ：Ｎａ(ナトリウム賦活ヨウ化セシウム)、ＧＯＳ(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ)等の材料を用いることができる。
本実施形態では、シンチレータ３４として、支持基板３３にＣｓＩ：Ｔｌを蒸着することにより、放射線入射側かつセンサパネル２３側に複数の柱状結晶３８からなる柱状結晶領域を形成し、支持基板３３側に非柱状結晶３９からなる非柱状結晶領域を形成している。柱状結晶３８は、その平均径が柱状結晶３８の長手方向に沿っておよそ均一である。また、シンチレータ３４は、支持基板３３上に蒸着によって形成されることから、柱状結晶３８の成長速度は、蒸着源からの距離に応じて異なる。したがって、シンチレータ３４の端縁形状は、支持基板３３からの高さが徐々に低くなるようなテーパー状となる。
シンチレータ３４で発生した光は、柱状結晶３８のライトガイド効果によって柱状結晶３８内を進行し、センサパネル２３へ射出される。その際に、センサパネル２３側へ射出される光の拡散が抑制されるので、放射線撮影装置１０によって検出される放射線画像のボケが抑制される。また、シンチレータ３４の深部(非柱状結晶領域)に到達した光は、非柱状結晶３９によってセンサパネル２３側へ反射されるので、センサパネル２３に入射される光量(シンチレータ３４で発光された光の検出効率)が向上する。
なお、シンチレータ３４の放射線入射側に位置する柱状結晶領域の厚みをｔ１とし、シンチレータ３４の支持基板３３側に位置する非柱状結晶領域の厚みをｔ２としたときに、ｔ１とｔ２が下記の関係式（１）を満たすことが好ましい。なお、シンチレータ３４の膜厚は、例えば２００〜１０００μｍ程度である。
０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５・・・（１）
０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５・・・（１）
柱状結晶領域の厚みｔ１と非柱状結晶領域の厚みｔ２とが上記関係式を満たすことで、発光効率が高く光の拡散を防止する領域(柱状結晶領域)と、光を反射する領域(非柱状結晶領域)とのシンチレータ３４の厚み方向に沿った比率が好適な範囲となる。これにより、シンチレータ３４の発光効率、シンチレータ３４で発光された光の検出効率、及び、放射線画像の解像度が向上する。なお、非柱状結晶領域の厚みｔ２が厚過ぎると発光効率の低い領域が増え、放射線撮影装置１０の感度の低下に繋がることから、(ｔ２／ｔ１)は０．０２以上かつ０．１以下の範囲であることがより好ましい。
上記構成のシンチレータ３４において、シンチレータ３４中の柱状結晶形成領域におけるＣｓＩの充填率には適切な範囲があり、柱状結晶形成領域の厚みにも依存するが、例えば７０〜８５％程度が最適である。すなわち、ＣｓＩの充填率が過小(例えば７０％未満)になるとシンチレータ３４の発光量の低下が顕著になる一方、ＣｓＩの充填率が過大に(例えば８５％よりも高く)なると、或る厚み以上では隣り合う柱状結晶が接触し始めるために、柱状結晶中を進行する光の一部が接触している他の柱状結晶へ移る現象(この現象はクロストークともいう)が生ずることで、シンチレータ３４への放射線照射量のパターンに対してシンチレータ３４からの光の射出光量のパターンが変化し、放射線検出精度の低下(照射された放射線を画像として検出する場合は検出画像の鮮鋭度の低下)が引き起こされる。従って、放射線検出の感度及び精度を確保するために、隣り合う柱状結晶の間には適当な大きさの隙間を設ける必要がある。
支持基板３３は、シンチレータ３４の蒸着時に高温になるため、支持基板３３の材質には耐熱性の高い材料が望ましく、低コストという観点から選択すると、例えばアルミニウム等の金属が好適である。支持基板３３の外縁には、シンチレータ３４の外側に張り出した庇状部３３ａが設けられている。この庇状部３３ａは、支持基板３３にＣｓＩ等を蒸着する際に支持基板３３を保持するための領域であり、シンチレータ３４のセンサパネル２３に対する貼り合せ面から、支持基板３３の端部までの範囲をいう。支持基板３３にアルミニウムを用いた場合の厚みは、例えば、３００〜１０００μｍ程度である。なお、支持基板３３が長手方向に反りにくくなるようにするため、圧延方向が長手方向に沿うように、支持基板３３を構成してもよい。
保護膜３５、及びシンチレータ下地層には、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、例えば熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。有機膜としては、ポリパラキシリレン製樹脂の熱ＣＶＤ法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）膜、Ａｌ２Ｏ３等が好適である。なお、シンチレータ３４とセンサパネル２３との密着性向上を図るため、保護膜３５にＵＶ処理やプラズマ処理を施してもよい。また、シンチレータ３４と支持基板３３との密着性向上のため、シンチレータ下地層にも同様にＵＶ処理やプラズマ処理を施してもよい。
センサパネル２３は、シンチレータ３４の光射出側から射出された光を検出するものであり、平板状で平面視における外形形状が矩形状とされたセンサ基板４２と、センサ基板４２のシンチレータ３４と貼り合わされる面に設けられた光センサ４３とを備えている。センサ基板４２には、光センサ４３を構成するフォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)を、例えばアモルファスシリコンの蒸着によって形成するため、耐熱性を有するガラス基板が用いられている。センサ基板４２の厚みは、例えば３００〜１０００μｍ程度である。
なお、本実施形態では、シンチレータパネル２４の放射線照射面側にセンサパネル２３が配置されているが、シンチレータとセンサパネルとをこのような位置関係で配置する方式は、「表面読取方式（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling)」と称する。シンチレータは、放射線入射側がより強く発光するので、シンチレータの放射線入射側に光検出部を配置する表面読取方式（ＩＳＳ）は、シンチレータの放射線入射側と反対側に光検出部を配置する「裏面読取方式(ＰＳＳ：Penetration Side Sampling)」よりも光検出部とシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、また光検出部の受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置の感度が向上する。
センサパネル２３とシンチレータパネル２４とは、第１の接着層２６によって貼り合わされている。また、シンチレータパネル２４の支持基板３３にはアルミニウム板が用いられ、センサパネル２３のセンサ基板４２にはガラス基板が用いられている。更に、放射線検出器１９は、その動作中に高温になるため、支持基板３３とセンサ基板４２には熱膨張が発生する。しかし、アルミニウムとガラスとでは、アルミニウムの熱膨張係数が３０ＰＰＭ程度であるのに対し、ガラスの熱膨張係数は３ＰＰＭ程度と大きな差があるため、従来の放射線検出器では反りが発生し、あるいは反りによってシンチレータがセンサパネルから剥離することがあった。本実施形態では、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による放射線検出器１９の反り等を防止するため、支持基板３３に補強板２５を貼り合わせている。
補強板２５には、センサ基板４２と同程度の熱膨張係数を有し、かつ適度な剛性を有する材質が好ましく、例えばカーボン基板が好適である。補強板２５として用いるカーボン基板には、単位体積あたりの硬度が高いピッチ系の炭素繊維を使用したカーボン基板を用いるのが好ましい。また、図１に示すように、放射線検出器１９は長方形であるため、長手方向に反りが発生しやすい。したがって、放射線検出器１９の長手方向の反りを抑制するため、カーボン基板は、炭素繊維の繊維方向が長手方向に沿っていることが好ましい。更に、補強板２５の剛性と重量との兼ね合いから、カーボン基板の厚みは、例えば５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好適である。
センサパネル２３とシンチレータ３４とを貼り合わせている第１の接着層２６は、シンチレータ３４のセンサパネル２３への貼り合せ面の全域に配置されている。第１の接着層２６には、例えばアクリル系等の粘着シートが用いられる。粘着シートは、接着剤のように硬化しないので、センサ基板４２の熱膨張による応力を吸収することができる。粘着シートは、例えば、所定のサイズに切断されてシンチレータ３４に貼着されるので、層の厚みを一定にすることができる。シンチレータパネル２４は、第１の接着層２６を介してセンサパネル２３に貼り合わされる。第１の接着層２６の厚みは、粘着シートによる接着強度、応力緩和効果、放射線の吸収等を考慮して３０μｍ程度が好ましい。
支持基板３３と補強板２５とを貼り合わせている第２の接着層２７には、第１の接着層２６と同様に、例えばアクリル系の粘着シートが用いられており、粘着シートは支持基板３３の熱膨張により生じた応力を吸収する。図３（Ａ）及び図４に示すように、補強板２５の面方向に直交する方向において、第２の接着層２７の外縁は、第１の接着層２６の外縁の内側で、かつ光センサ４３の有効検出エリア４３ａの外側に配置されており、支持基板３３の庇状部３３ａは、補強板２５に接着されていない。第２の接着層２７の厚みは、粘着シートによる接着強度、応力緩和効果等を考慮して５０μｍ以上５００μｍ以下程度が好ましい。
従来の放射線検出器では、図９（Ａ）に示すように、第２の接着層２７を支持基板３３の端縁まで配置させ、支持基板３３と補強板２５とを全域にわたって接着していた。そのため、同図（Ｂ）に示すように、支持基板３３の熱膨張による変位は、補強板２５によって抑制され、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差により発生した応力は、同図（Ｃ）に示すように、補強板２５よりも剛性の低いシンチレータ３４を介して第１の接着層２６にかかり、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれることがあった。
これに対し、本実施形態では、図３（Ａ）及び図４に示すように、支持基板３３の庇状部３３ａが補強板２５に貼り合わされていないので、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差により生じる応力は、図３（ｂ）に示すように、庇状部３３ａの熱膨張による変位によって緩和される。これにより、図３（Ｃ）に実線で示すように、第１の接着層２６の端縁にかかる応力は、２点鎖線で示す従来例に比べて小さくなり、第１の接着層２６にかかる応力のピーク位置は、第１の接着層２６の外縁と第２の接着層２７の外縁との間、すなわち第１の接着層２６の外縁から内側に移動するので、当該応力によってシンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれるのを防止することができる。
また、本実施形態では、第２の接着層２７の外縁を、光センサ４３の有効検出エリア４３ａの外側に配置しているため、第１の接着層２６の応力集中部分が撮影した放射線画像内に入らない。これにより、放射線画像の端部に第１の接着層２６にかかった応力を原因とする欠陥が表れるのを抑えることができる。
なお、第２の接着層２７を構成する粘着シートは、長手方向に分割された複数枚のサイズの小さな粘着シートから構成してもよい。これによれば、粘着シートを支持基板３３に貼り付ける際に、支持基板３３と粘着シートとの間に気泡が残りにくくなり、貼り付け性が向上する。また、支持基板３３及び補強板２５が湾曲した際の応力を緩和し、シンチレータ３４の剥離を防止することができる。
次に、センサパネル２３の光センサ４３について説明するは、図５に示すように、光センサ４３は、フォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)等からなる光電変換部４６、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ：Thin Film Transistor)４７、及び蓄積容量４８を備えた画素部４９からなり、画素部４９は、センサ基板４２上にマトリクス状に複数形成されている。また、センサパネル２３のうち、放射線の到来方向と反対側の面には、センサ基板４２上を平坦にするための平坦化層５０が形成されている。上述したように、センサパネル２３は、接着層５１によって天板１３に貼り付けられている。
光電変換部４６は、下部電極４６ａと上部電極４６ｂとの間に、シンチレータ３４から放出された光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する光電変換膜４６ｃが配置されて構成されている。なお、下部電極４６ａは、シンチレータ３４から放出された光を光電変換膜４６ｃに入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３４の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。
なお、下部電極４６ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、９０％以上の光透過率を得ようとすると抵抗値が増大し易くなるため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ ２ 、ＴｉＯ ２ 、ＺｎＯ ２ 等を用いることが好ましく、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からＩＴＯが最も好ましい。なお、下部電極４６ａは、全画素部共通の一枚構成としてもよいし、画素部毎に分割してもよい。
光電変換膜４６ｃを構成する材料は、光を吸収して電荷を発生する材料であればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料等を用いることができる。光電変換膜４６ｃをアモルファスシリコンで構成した場合、シンチレータ３４から放出された光を広い波長域に亘って吸収するように構成することができる。アモルファスシリコンからなる光電変換膜４６ｃの形成には、蒸着を行う必要があるため、センサ基板４２には、耐熱性を有するガラス基板を用いるのが好ましい。
ＴＦＴ４７は、ゲート電極、ゲート絶縁膜及び活性層(チャネル層)が積層され、更に活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を隔てて形成されている。活性層は、例えばアモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかにより形成することができるが、活性層を形成可能な材料はこれらに限定されるものではない。
図６に示すように、光センサ４３には、一定方向(行方向)に沿って延設され個々のＴＦＴ４７をオンオフさせるための複数本のゲート配線５４と、前記一定方向と交差する方向(列方向)に沿って延設され、蓄積容量４８(及び光電変換部４６の下部電極４６ａと上部電極４６ｂの間)に蓄積された電荷をオン状態のＴＦＴ４７を介して読み出すための複数本のデータ配線５５が設けられている。
センサパネル２３の個々のゲート配線５４はゲート線ドライバ５８に接続されており、個々のデータ配線５５は信号処理部５９に接続されている。被撮影者の体を透過した放射線(被撮影者の体の画像情報を担持した放射線)が放射線撮影装置１０に照射されると、シンチレータ３４のうち照射面１１上の各位置に対応する部分からは、前記各位置における放射線の照射量に応じた光量の光が放出され、個々の画素部４９の光電変換部４６では、シンチレータ３４のうちの対応する部分から放出された光の光量に応じた大きさの電荷が発生され、この電荷が個々の画素部４９の蓄積容量４８(及び光電変換部４６の下部電極４６ａと上部電極４６ｂの間)に蓄積される。
上記のようにして個々の画素部４９の蓄積容量４８に電荷が蓄積されると、個々の画素部４９のＴＦＴ４７は、ゲート線ドライバ５８からゲート配線５４を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ４７がオンされた画素部４９の蓄積容量４８に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線５５を伝送されて信号処理部５９に入力される。従って、個々の画素部４９の蓄積容量４８に蓄積された電荷は行単位で順に読み出される。
信号処理部５９は、個々のデータ配線５５毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線５５を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
信号処理部５９には画像メモリ６２が接続されており、信号処理部５９のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ６２に順に記憶される。画像メモリ６２は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ６２に順次記憶される。
画像メモリ６２は、放射線撮影装置１０全体の動作を制御する制御部６４と接続されている。制御部６４は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ６４ａ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ６４ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部６４ｃを備えている。
また、制御部６４には無線通信部６６が接続されている。無線通信部６６は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。制御部６４は、無線通信部６６を介してコンソール７０(図７参照)と無線通信が可能とされており、コンソール７０との間で各種情報の送受信が可能とされている。
また、放射線撮影装置１０には電源部６７が設けられており、上述した各種電子回路(ゲート線ドライバ５８や信号処理部５９、画像メモリ６２、無線通信部６６、制御部６４等)は電源部６７と各々接続され(図示省略)、電源部６７から供給された電力によって作動する。電源部６７は、放射線撮影装置１０の可搬性を損なわないように、前述のバッテリ(二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種電子回路へ電力を供給する。ゲート線ドライバ５８、信号処理部５９、画像メモリ６２、制御部６４、無線通信部６６及び電源部６７は、上述したケース２０内、もしくは制御基板２９に設けられている。
図７に示すように、コンソール７０はコンピュータからなり、装置全体の動作を司るＣＰＵ７１、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ７２、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ７３、及び、各種データを記憶するＨＤＤ７４を備え、これらはバスを介して互いに接続されている。またバスには、通信Ｉ／Ｆ部７５及び無線通信部７６が接続され、ディスプレイ７７がディスプレイドライバ７８を介して接続され、更に、操作パネル７９が操作入力検出部８０を介して接続されている。
通信Ｉ／Ｆ部７５は接続端子７５ａ、通信ケーブル８２及び放射線発生装置８３の接続端子８３ａを介して放射線発生装置８３と接続されている。コンソール７０(のＣＰＵ７１)は、放射線発生装置８３との間での曝射条件等の各種情報の送受信を通信Ｉ／Ｆ部７５経由で行う。無線通信部７６は放射線撮影装置１０の無線通信部６６と無線通信を行う機能を備えており、コンソール７０(のＣＰＵ７１)は放射線撮影装置１０との間で、画像データ等の各種情報の送受信を無線通信部７６経由で行う。また、ディスプレイドライバ７８はディスプレイ７７への各種情報を表示させるための信号を生成・出力し、コンソール７０(のＣＰＵ７１)はディスプレイドライバ７８を介して操作メニューや撮影された放射線画像等をディスプレイ７７に表示させる。また、操作パネル７９は複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される。操作入力検出部８０は操作パネル７９に対する操作を検出し、検出結果をＣＰＵ７１へ通知する。
放射線発生装置８３は、放射線源８５と、コンソール７０との間で曝射条件等の各種情報の送受信を行う通信Ｉ／Ｆ部８６と、コンソール７０から受信した曝射条件(この曝射条件には管電圧、管電流の情報が含まれている)に基づいて放射線源８５を制御する線源制御部８７とを備えている。
次に本実施形態の作用を説明する。放射線撮影装置１０を使用して放射線画像の撮影を行う場合、撮影者(例えば放射線技師等)は、被撮影者の撮影対象部位と撮影台との間に、照射面１１側を上方へ向けた放射線撮影装置１０を挿入し、向きや位置等を調整する準備作業を行う。
撮影者は、準備作業が完了すると、操作パネル７９を操作して撮影開始を指示する。これにより、コンソール７０では、曝射開始を指示する指示信号を放射線発生装置８３へ送信し、放射線発生装置８３は放射線源８５から放射線を射出させる。放射線源８５から射出された放射線は、被撮影者の体を透過して放射線撮影装置１０の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過してシンチレータ３４の照射／光射出面に照射される。シンチレータ３４は照射／光射出面に照射された放射線を吸収し、吸収した放射線量に応じた光量の光を射出する。
センサパネル２３は、画素部４９に照射された光を画像として検出し、画像メモリ６２に画像データを記憶する。ＣＰＵ６４ａは、画像メモリ６２に記憶された画像データを無線通信部６６によってコンソール７０へ送信する。コンソール７０のＣＰＵ７１は、放射線撮影装置１０から受信した画像データを、ＲＡＭ７３を介してＨＤＤ７４に記憶する。また、ＣＰＵ７１は、ディスプレイドライバ７８を介して、ＨＤＤ７４に記憶されている画像データからなる放射線画像をディスプレイ７７に表示させる。
上述した放射線画像の撮影により、放射線検出器１９は高温になるため、センサ基板４２と支持基板３３とが熱膨張係数差により応力が生じるが、この応力は支持基板３３の庇状部３３ａが熱膨張によって変位することにより緩和されるので、第１の接着層２６の端縁にかかる応力は、庇状部３３ａを補強板２５に貼り合わせていた従来例に比べて低くなる。これにより、当該応力によってシンチレータ３４の端縁がセンサパネル２３から剥がれるのを防止することができる。また、放射線画像の端部にシンチレータ３４の剥離を原因とする欠陥が表れることもない。
上記実施形態では、補強板２５と支持基板３３とを貼り合わせる第２の接着層２７の外縁が、センサパネル２３とシンチレータ３４と貼り合わせる第１の接着層２６の外縁の内側になるように配置したが、図８に示すように、補強板２５自体を、第１の接着層２６の外縁の内側に配置されるようなサイズで構成し、補強板２５の全域を支持基板３３に貼り合わせてもよい。これによれば、補強板２５による支持基板３３の補強機能を維持したまま、補強板２５のサイズを小型、軽量化することができる。
また、上記実施形態では、光電変換部４６の光電変換膜４６ｃをアモルファスシリコンによって構成したが、光電変換膜４６ｃは、有機光電変換材料を含む材料で構成してもよい。この場合、主に可視光域で高い吸収を示す吸収スペクトルが得られ、光電変換膜４６ｃによるシンチレータ３４から放出された光以外の電磁波の吸収が殆ど無くなるので、Ｘ線やγ線等の放射線が光電変換膜４６ｃで吸収されることで発生するノイズを抑制できる。また、有機光電変換材料からなる光電変換膜４６ｃは、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドを用いて有機光電変換材料をセンサ基板４２上に付着させることで形成させることができ、センサ基板４２に対して耐熱性は要求されない。このため、ガラス以外の材質からなるセンサ基板を用いることもできる。
光電変換膜４６ｃを有機光電変換材料で構成した場合、光電変換膜４６ｃで放射線が殆ど吸収されないので、放射線が透過するようにセンサパネル２３が配置される表面読取方式（ＩＳＳ）において、センサパネル２３を透過することによる放射線の減衰を抑制することができ、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。従って、光電変換膜４６ｃを有機光電変換材料で構成することは、特に表面読取方式(ＩＳＳ)に好適である。
光電変換膜４６ｃを構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３４から放出された光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３４の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ３４の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ３４から放出された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ３４の放射線に対する発光ピーク波長との差が１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３４の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜４６ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
放射線検出パネルに適用可能な光電変換膜４６ｃについて具体的に説明する。放射線検出パネルにおける電磁波吸収／光電変換部位は、電極４６ａ、４６ｂと、該電極４６ａ,４６ｂに挟まれた光電変換膜４６ｃを含む有機層である。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び、層間接触改良部位等を積み重ねるか、若しくは混合することで形成することができる。
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体(化合物)は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体(化合物)であり、電子を供与しやすい性質を有する有機化合物である。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物である。従って、ドナー性有機化合物としては、電子供与性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。有機ｎ型半導体(化合物)は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体(化合物)であり、電子を受容し易い性質を有する有機化合物である。更に詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物である。従って、アクセプター性有機化合物は、電子受容性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。
有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料や、光電変換膜４６ｃの構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
また、光電変換部４６は、少なくとも電極対４６ａ,４６ｂと光電変換膜４６ｃを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくとも何れかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
電子ブロッキング膜は、上部電極４６ｂと光電変換膜４６ｃとの間に設けることができ、上部電極４６ｂと下部電極４６ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極４６ｂから光電変換膜４６ｃに電子が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。電子ブロッキング膜には電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜４６ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上電子親和力(Ｅａ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４６ｃの材料のイオン化ポテンシャル(Ｉｐ)と同等のＩｐ、若しくはそれより小さいＩｐを有するものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部４６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
正孔ブロッキング膜は、光電変換膜４６ｃと下部電極４６ａとの間に設けることができ、上部電極４６ｂと下部電極４６ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極４６ａから光電変換膜４６ｃに正孔が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。正孔ブロッキング膜には電子受容性有機材料を用いることができる。実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜４６ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル(Ｉｐ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜４６ｃの材料の電子親和力(Ｅａ)と同等のＥａ、若しくはそれより大きいＥａを有するものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部４６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
なお、光電変換膜４６ｃで発生した電荷のうち、正孔が下部電極４６ａに移動し、電子が上部電極４６ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けることは必須ではなく、何れかを設けておけば、或る程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
また、ＴＦＴ４７の活性層を形成可能な非晶質酸化物としては、例えば、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｏ系)が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系)がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３(ＺｎＯ)ｍ(ｍは６未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層を形成可能な非晶質酸化物はこれらに限定されるものではない。
また、活性層を形成可能な有機半導体材料としては、例えば、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報で詳細に説明されているため、説明を省略する。
ＴＦＴ４７の活性層を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかによって形成すれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、或いは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
また、活性層をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ４７のスイッチング速度を高速化することができ、また、ＴＦＴ４７における可視光域の光の吸収度合いを低下させることができる。なお、活性層をカーボンナノチューブで形成する場合、活性層にごく微量の金属性不純物が混入しただけでＴＦＴ４７の性能が著しく低下するため、遠心分離等により非常に純度の高いカーボンナノチューブを分離・抽出して活性層の形成に用いる必要がある。
なお、有機光電変換材料で形成した膜及び有機半導体材料で形成した膜は何れも十分な可撓性を有しているので、有機光電変換材料で形成した光電変換膜４６ｃと、活性層を有機半導体材料で形成したＴＦＴ４７と、を組み合わせた構成であれば、患者の体の重みが荷重として加わるセンサパネル２３の高剛性化は必ずしも必要ではなくなる。
また、センサ基板４２は、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであればよい。ここで、ＴＦＴ４７の活性層を構成する非晶質酸化物や、光電変換部４６の光電変換膜４６ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、センサ基板４２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、合成樹脂製の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このような合成樹脂製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。なお、センサ基板４２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
なお、アラミドは２００度以上の高温プロセスを適用できるため、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドはＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて基板を薄型化できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層してセンサ基板４２を形成してもよい。
また、バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂とを複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０〜７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラ
ス基板等と比べてセンサ基板４２を薄型化できる。
ス基板等と比べてセンサ基板４２を薄型化できる。
センサ基板４２としてガラス基板を用いた場合、センサパネル２３全体としての厚みは、例えば０．７ｍｍ程度になるが、センサ基板４２として光透過性を有する合成樹脂からなる薄型の基板を用いることにより、センサパネル２３全体としての厚みを、例えば０．１ｍｍ程度に薄型化できると共に、センサパネル２３に可撓性をもたせることができる。また、センサパネル２３に可撓性をもたせることで、放射線撮影装置１０の耐衝撃性が向上し、放射線撮影装置１０に衝撃が加わった場合にも破損し難くなる。また、プラスチック樹脂や、アラミド、バイオナノファイバ等は何れも放射線の吸収が少なく、センサ基板４２をこれらの材料で形成した場合、センサ基板４２による放射線の吸収量も少なくなるため、表面読取方式(ＩＳＳ)によりセンサパネル２３を放射線が透過する構成であっても、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
上記実施形態では、ＩＳＳ方式の放射線検出装置を例に説明したが、本発明は、ＰＳＳ方式の放射線検出装置にも適用が可能である。また、放射線検出器をカセッテサイズの筐体に組み込む例について説明したが、立位型、臥位型の撮影装置や、マンモグラフィ装置に組み込むことも可能である。その他、上記の実施形態で説明した本発明に係る放射線撮影装置の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
１０ 放射線撮影装置
１９ 放射線検出器
２３ センサパネル
２４ シンチレータパネル
２５ 補強板
２６ 第１の接着層
２７ 第２の接着層
３３ 支持基板
３３ａ 庇状部
３４ シンチレータ
４２ センサ基板
４３ 光センサ
１９ 放射線検出器
２３ センサパネル
２４ シンチレータパネル
２５ 補強板
２６ 第１の接着層
２７ 第２の接着層
３３ 支持基板
３３ａ 庇状部
３４ シンチレータ
４２ センサ基板
４３ 光センサ
Claims (11)
- 放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを支持する支持基板とを有するシンチレータパネルと、
前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサと、前記光センサが設けられたセンサ基板とを有し、第１の接着層によって前記シンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、
第２の接着層によって前記支持基板と貼り合わされた補強板と、を備え、
前記支持基板、前記センサ基板及び前記補強板のそれぞれに、熱膨張係数の異なる材質を用いた放射線撮影装置であって、
前記補強板の面方向に直交する方向から見て、前記第２の接着層の外縁が、前記第１の接着層の外縁の内側に配置されていることを特徴とする放射線撮影装置。 - 前記センサ基板及び前記補強板の熱膨張係数は、前記支持基板の熱膨張係数よりも小さいことを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
- 前記支持基板は、前記シンチレータの前記センサパネルへの貼り合せ面よりも外側に張り出した庇状部を有しており、前記庇状部は、前記第２の接着層によって前記補強板に貼り合わされていないことを特徴とする請求項１または２記載の放射線撮影装置。
- 前記第２の接着層の外縁は、前記光センサの有効検出エリアの外側に配置されていることを特徴とする請求項１〜３いずれか記載の放射線撮影装置。
- 前記第２の接着層は、粘着剤からなることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載の放射線撮影装置。
- 前記第２の接着層の厚みは、５０μｍ以上５００μｍ以下であることを特徴とする請求項５記載の放射線撮影装置。
- 前記補強板は、カーボン基板であることを特徴とする請求項１〜６いずれか記載の放射線撮影装置。
- 前記カーボン基板は、ピッチ系炭素繊維からなることを特徴とする請求項７記載の放射線撮影装置。
- 前記補強板は長方形であり、前記炭素繊維の繊維方向は、前記補強板の長手方向であることを特徴とする請求項７または８記載の放射線撮影装置。
- 前記補強板の厚みは、０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項７〜９いずれか記載の放射線撮影装置。
- 前記補強板のサイズは、前記支持基板よりも小さく、かつ前記第２の接着層の配置範囲よりも大きいことを特徴とする請求項７〜１０いずれか記載の放射線撮影装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011054162A JP5498982B2 (ja) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | 放射線撮影装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2011054162A JP5498982B2 (ja) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | 放射線撮影装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2012189487A JP2012189487A (ja) | 2012-10-04 |
| JP5498982B2 true JP5498982B2 (ja) | 2014-05-21 |
Family
ID=47082820
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2011054162A Active JP5498982B2 (ja) | 2011-03-11 | 2011-03-11 | 放射線撮影装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP5498982B2 (ja) |
Families Citing this family (15)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2015049121A (ja) * | 2013-08-30 | 2015-03-16 | 株式会社東芝 | 検出器モジュール製造方法、検出器モジュール及び医用画像診断装置 |
| JP2015096823A (ja) | 2013-11-15 | 2015-05-21 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線検出器、及び放射線検出器の製造方法 |
| JP6270450B2 (ja) * | 2013-12-13 | 2018-01-31 | キヤノン株式会社 | 放射線検出装置、放射線検出システム、及び、放射線検出装置の製造方法 |
| JP2016038324A (ja) | 2014-08-08 | 2016-03-22 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線画像検出器およびその製造方法 |
| JP7287515B2 (ja) * | 2017-03-21 | 2023-06-06 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線検出器 |
| JP2018155699A (ja) * | 2017-03-21 | 2018-10-04 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線検出器 |
| JP6433560B1 (ja) | 2017-09-27 | 2018-12-05 | 浜松ホトニクス株式会社 | シンチレータパネル及び放射線検出器 |
| WO2019181570A1 (ja) | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 富士フイルム株式会社 | 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法 |
| EP3770641A4 (en) * | 2018-03-19 | 2021-04-28 | FUJIFILM Corporation | RADIATION DETECTOR, RADIOLOGICAL IMAGING DEVICE AND PRODUCTION PROCESS |
| WO2019181568A1 (ja) * | 2018-03-19 | 2019-09-26 | 富士フイルム株式会社 | 放射線検出器及び放射線画像撮影装置 |
| EP3770642A4 (en) | 2018-03-19 | 2021-04-14 | FUJIFILM Corporation | RADIATION DETECTOR, X-RAY PHOTOGRAPHER AND RADIATION DETECTOR MANUFACTURING METHOD |
| EP3859401B1 (en) * | 2018-09-27 | 2023-12-27 | FUJIFILM Corporation | Radiation detector, radiation imaging apparatus, and manufacturing method |
| JP7101855B2 (ja) * | 2018-11-06 | 2022-07-15 | 浜松ホトニクス株式会社 | シンチレータパネル、放射線検出器及びシンチレータパネルの製造方法 |
| JP2019164163A (ja) * | 2019-06-03 | 2019-09-26 | 浜松ホトニクス株式会社 | 放射線検出器 |
| JP7410678B2 (ja) | 2019-09-19 | 2024-01-10 | キヤノン株式会社 | 放射線撮像装置および放射線撮像システム |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002228757A (ja) * | 2001-02-05 | 2002-08-14 | Canon Inc | 放射線検出装置及びそれに用いる波長変換体 |
| JP4612876B2 (ja) * | 2004-08-10 | 2011-01-12 | キヤノン株式会社 | 放射線検出装置、シンチレータパネル、これらの製造方法及び放射線検出システム |
| JP5004848B2 (ja) * | 2007-04-18 | 2012-08-22 | キヤノン株式会社 | 放射線検出装置及び放射線検出システム |
| US20080311484A1 (en) * | 2007-06-15 | 2008-12-18 | Hamamatsu Photonicfs K.K. | Radiation image conversion panel, scintillator panel, and radiation image sensor |
-
2011
- 2011-03-11 JP JP2011054162A patent/JP5498982B2/ja active Active
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2012189487A (ja) | 2012-10-04 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP5498982B2 (ja) | 放射線撮影装置 | |
| JP5653829B2 (ja) | 放射線撮影装置、放射線撮影システム及び放射線撮影方法 | |
| JP5710347B2 (ja) | 放射線撮影装置及び製造方法 | |
| JP6033363B2 (ja) | 放射線検出パネル | |
| JP5647581B2 (ja) | 放射線撮影装置 | |
| WO2011148943A1 (ja) | 放射線画像撮影装置 | |
| US8742356B2 (en) | Radiation image detecting device | |
| JP5623316B2 (ja) | 放射線撮影装置及び製造方法 | |
| US20120298876A1 (en) | Radiation detector, scintillator, and method for manufacturing scintillator | |
| US8791420B2 (en) | Radiation imaging device | |
| JP2013064727A (ja) | 放射線検出器および放射線画像撮影装置 | |
| JP5624447B2 (ja) | 放射線検出装置及びシンチレータパネルの製造方法 | |
| JP2012141297A (ja) | 放射線撮像装置 | |
| JP2012211866A (ja) | 放射線検出装置 | |
| JP2012141291A (ja) | 放射線撮影装置 | |
| US8884232B2 (en) | Radiation detection device | |
| JP2012132768A (ja) | 放射線検出パネル及びシンチレータの製造方法 | |
| JP2012202784A (ja) | 放射線撮影装置及び製造方法 | |
| JP5591682B2 (ja) | 放射線画像撮影装置 | |
| JP5453219B2 (ja) | 放射線画像撮影装置 | |
| JP2012200373A (ja) | 放射線撮影装置及び製造方法 | |
| JP5554209B2 (ja) | 放射線検出器および放射線画像撮影装置 | |
| JP2012093188A (ja) | 放射線検出パネル | |
| JP2012118050A (ja) | 放射線撮影装置 | |
| WO2012023311A1 (ja) | 放射線検出パネル |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20130705 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20140213 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20140219 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20140310 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 5498982 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |
|
| R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |