JP6018854B2 - シンチレータパネル、及び、放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、シンチレータパネル及び放射線検出器に関する。

上記技術分野の従来の技術として、例えば、特許文献１に記載の放射線検出素子が知られている。特許文献１に記載の放射線検出素子は、ガラス基板と、ガラス基板の上に設けられ複数の光電変換素子を含む光センサー部と、光センサー部の上に設けられた平坦化膜と、平坦化膜の上に設けられた複数のシンチレータ部とを備えている。特に、この放射線検出素子においては、平坦化膜に、光電変換素子のそれぞれに対応する複数の凸部が形成されており、シンチレータ部のそれぞれは、互いに接触しつつ区切られるようにその凸部の上面上に形成されている。

特開２００１−１２８０６４号公報

特許文献１に記載の放射線検出素子においては、上述したように、基板及び光センサー部の上の平坦化膜に凸部を形成すると共に、互いに区切られるようにその凸部の上面上にシンチレータ部を形成することによって、基板及び光センサー部の全面にシンチレータ部を形成する場合と比較して、シンチレータ部でのクロストークに起因したＭＴＦの低下の抑制等を図っている。

しかしながら、特許文献１に記載の放射線検出素子のように、平坦化膜の凸部の上面上にシンチレータ部を形成すると、基板及び光センサー部の全面（すなわち平坦化膜の全面）にシンチレータ部を形成する場合と比較して、シンチレータ部の密着性が低下し、信頼性が低下するおそれがある。

本発明は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、信頼性の低下を抑制可能なシンチレータパネル、及び、放射線検出器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルであって、表面及び裏面を有すると共に、裏面から表面に向かう所定の方向に表面から突出する複数の凸部と、凸部によって規定される凹部とが形成された基板と、基板の凸部のそれぞれの上に形成された複数の第１のシンチレータ部と、基板の凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部と、を備え、第１のシンチレータ部は、凸部の上面から所定の方向に沿って延在する第１の部分と、凸部の側面から所定の方向に沿って延在して第１の部分と接触する第２の部分と、を有し、第１及び第２の部分は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶から構成されており、第１のシンチレータ部同士は互いに離間しており、第２のシンチレータ部は、第２の部分と接触している、ことを特徴とする。

このシンチレータパネルは、基板の複数の凸部上に形成された第１のシンチレータ部と、基板の凸部によって規定された凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部とを備えている。特に、第１のシンチレータ部は、凸部の上面から延びる第１の部分に加えて、凸部の側面から延びて第１の部分に接触する第２の部分を含む。このため、第１のシンチレータ部全体と基板との接触面積が大きくなり、密着性が向上する。さらに、第２の部分は、凹部の底面に形成された第２のシンチレータ部と接触している。このため、第２の部分を構成する複数の柱状結晶が、凹部の底面側から第２のシンチレータ部によって支えられることとなるので、それらの欠落が防止される。よって、このシンチレータパネルによれば、信頼性の低下を抑制することができる。なお、第１のシンチレータ部が、第１の部分に加えて、凸部の側面から延びる第２の部分をさらに有するので、凸部の突出方向（基板の裏面から表面に向かう所定の方向）に沿って放射線が入射する場合に、有効エリアを広くとることができる。

本発明に係るシンチレータパネルにおいては、第１の部分は、凸部の上面から所定の方向に沿って結晶成長して形成された複数の柱状結晶から構成されており、第２の部分は、凸部の側面から所定の方向に交差する方向に沿って結晶成長して形成された複数の柱状結晶から構成されているものとすることができる。この場合、上述した所定の方向に沿って放射線が入射する場合に、有効エリアをより広くとることができる。

本発明に係るシンチレータパネルにおいては、第１の部分を構成する柱状結晶の柱径は、凸部の上面から離れるにつれて拡大しており、第２の部分を構成する柱状結晶の柱径は、凸部の側面から離れるにつれて拡大しており、第２の部分を構成する柱状結晶の柱径の拡大率は、第１の部分を構成する柱状結晶の柱径の拡大率よりも大きいものとすることができる。この場合、凸部の側面から延びる第２の部分を構成する柱状結晶の柱径が相対的に大きくなるため、有効エリアがより広くなると共に、放射線吸収が高められる。

本発明に係るシンチレータパネルにおいては、凸部の高さは、柱状結晶の柱径よりも大きいものとすることができる。この場合、第２の部分を、確実に複数の柱状結晶から構成することが可能となる。また、第１のシンチレータ部同士を確実に分離して形成することが可能となる。

本発明に係るシンチレータパネルは、第１及び第２のシンチレータ部を覆うように形成された保護膜をさらに備えることができる。この場合、第１及び第２のシンチレータ部の耐湿性が向上する。

本発明に係るシンチレータパネルは、第１のシンチレータ部同士の間に形成され、シンチレーション光を遮蔽するための光遮蔽層をさらに備えることができる。この場合、第１のシンチレータ部のそれぞれにおいて生じたシンチレーション光を閉じ込めることができるので、高輝度・高解像度を実現することが可能となる。

ここで、上記課題を解決するために、本発明に係る放射線検出器は、上述したシンチレータパネルを備え、基板は、第１のシンチレータ部に光学的に結合されるように配列された複数の光電変換素子を有するセンサパネルである、ことを特徴とする。この放射線検出器は、上述したシンチレータパネルを備えるので、信頼性の低下を抑制することができる。特に、基板が光電変換素子を含むセンサパネルであるので、その光電変換素子上に直接凸部を形成し、その凸部の上にシンチレータ部を形成することができる。このため、別途用意したシンチレータパネルとセンサパネルとを張り合わせる必要がない。

本発明に係る放射線検出器においては、基板の凸部は、シンチレーション光に対して透過性を有することができる。この場合、第１のシンチレータ部からのシンチレーション光を、凸部を介して効率よく光電変換素子まで到達させることができる。

本発明によれば、信頼性の低下を抑制可能な、分離型シンチレータ部を有するシンチレータパネル、及び、分離型シンチレータ部を有する放射線検出器を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。 図１に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。 図１に示されたシンチレータパネルの部分的な側面図である。 図１に示されたシンチレータパネルの一例を示す断面写真である。 本発明の第２実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。 本発明の第３実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。 図６に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。 本発明の第４実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。

以下、本発明の一実施形態に係るシンチレータパネルについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下の実施形態に係るシンチレータパネルは、入射したＸ線等の放射線Ｒを可視光等のシンチレーション光に変換するためのものであり、例えば、マンモグラフィー装置、胸部検査装置、ＣＴ装置、歯科口内撮影装置、及び、放射線カメラ等において、放射線イメージング用のデバイスとして用いることができる。
［第１実施形態］

まず、本発明の第１実施形態に係るシンチレータパネルについて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。図２は、図１に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。図３は、図１に示されたシンチレータパネルの部分的な側面図である。図１〜３に示されるように、シンチレータパネル１は、矩形状の基板１０を備えている。

基板１０は、互いに対向する表面１０ａ及び裏面１０ｂを有する。基板１０は、表面１０ａに形成された凹凸パターンＰａを有している。基板１０の材料としては、例えば、ＡｌやＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属、ポリイミドやポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルム、アモルファスカーボンや炭素繊維強化プラスチック等のカーボン系材料、ＦＯＰ（ファイバオプティックプレート：直径が数ミクロンの多数の光ファイバを束ねた光学デバイス（例えば、浜松ホトニクス社製J5734））等を用いることができる。凹凸パターンＰａの材料としては、例えば、エポキシ系樹（日本化薬（株）製ＫＭＰＲやＳＵ−８等）といった高アスペクトレジスト、シリコン、及び、ガラス等を用いることができる。特に、凹凸パターンＰａを構成する凸部の材料は、後述するシンチレータ部２０で生じるシンチレーション光に対して透過性を有する材料とすることができ、その場合、基板１０の裏面１０ｂ側においてシンチレータパネル１と光電変換素子を有するセンサパネルとを張り合わせて放射線検出器を構成することもできる。

凹凸パターンＰａは、複数の凸部１１と、凸部１１によって規定された凹部１２とによって形成されている。つまり、基板１０には、複数の凸部１１と凹部１２とが形成されている。凸部１１のそれぞれは、基板１０の裏面１０ｂから表面１０ａに向かう所定の方向（ここでは、放射線Ｒの入射方向、及び、基板１０の表面１０ａや裏面１０ｂに直交する方向）に沿って表面１０ａから突出している。凸部１１のそれぞれは、直方体状に形成されている。凸部１１は、基板１０の表面１０ａ上に２次元アレイ状に周期的に配列されている。したがって、凸部１１によって規定される凹部１２は、平面視で矩形の格子状を呈する溝である。

このような凹凸パターンＰａの各寸法は、例えば、凸部１１のピッチ（凸部１１の形成周期）Ｐを１００μｍ程度とした場合には凹部１２の幅（溝幅）Ｗを３５μｍ程度とし、凸部１１のピッチＰを１２７μｍ程度とした場合には凹部１２の幅Ｗを２０μｍ〜４０μｍ程度とし、凸部１１のピッチＰを２００μｍ程度とした場合には凹部１２の幅Ｗを５０μｍ〜７０μｍ程度とすることができる。また、凸部１１の高さＨは、２．５μｍ〜５０μｍ程度とすることができる。特に、本実施形態においては、凸部１１のピッチＰを１２７μｍ程度とし、凹部１２の幅Ｗを４５μｍ程度とし、凸部１１の高さＨを１５μｍ程度としている。

シンチレータパネル１は、凸部１１のそれぞれの上に形成された複数のシンチレータ部（第１のシンチレータ部）２０と、凹部１２内に形成されたシンチレータ部（第２のシンチレータ部）３０とを備えている。シンチレータ部２０同士は互いに離間している（すなわち、シンチレータパネル１は、分離型シンチレータ部を有している）。シンチレータ部３０は、凹部１２の全体にわたって一体に形成されている。シンチレータ部２０，３０は、例えばＣｓＩ（ヨウ化セシウム）といった柱状結晶を形成するシンチレータ材料により形成することができる。シンチレータ部２０の高さ（シンチレータ膜厚））Ｔは、例えば、１００μｍ〜６００μｍ程度とすることができる。

シンチレータ部２０は、第１の部分２１と、第２の部分２２とを有する。第１の部分２１は、平面視において、凸部１１の形状に対応するように矩形状を呈している。第２の部分２２は、平面視において、第１の部分２１の側部を覆うように矩形環状を呈している。第１の部分２１は、凸部１１の上面１１ａから放射線Ｒの入射方向（基板１０に対して略垂直な方向）に沿って延在している。より具体的には、第１の部分２１は、凸部１１の上面１１ａから放射線Ｒの入射方向に沿って結晶成長して形成されたシンチレータ材料の複数の柱状結晶Ｃ１から構成されている。

第２の部分２２は、凸部１１の側面１１ｂから放射線Ｒの入射方向に沿って延在して第１の部分２１と接触している。第２の部分２２は、第１の部分２１と一体的に形成されている（第１の部分２１と接合されている）。より具体的には、第２の部分２２は、凸部１１の側面１１ｂから放射線Ｒの入射方向（基板１０に対して略垂直な方向）に交差する方向（所定の方向に交差する方向）に沿って結晶成長して形成されたシンチレータ材料の複数の柱状結晶Ｃ２から構成されており、全体として放射線Ｒの入射方向に沿って延びている。柱状結晶Ｃ２は、凸部１１の側面１１ｂの全体に形成されている。

第１の部分２１を構成する柱状結晶Ｃ１は、凸部１１の上面１１ａから離れるにつれて拡径するテーパ状を呈している。つまり、柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１は、凸部１１の上面１１ａから離れるにつれて（すなわち、上面１１ａ側の基端部から反対側の先端部に向けて）拡大している。第２の部分２２を構成する柱状結晶Ｃ２は、凸部１１の側面１１ｂから離れるにつれて拡径するテーパ状を呈している。つまり、柱状結晶Ｃ２の柱径Ｒ２は、凸部１１の側面１１ｂから離れるにつれて（すなわち、側面１１ｂ側の基端部から反対側の先端部に向けて）拡径している。

特に、柱状結晶Ｃ２の柱径Ｒ２の拡大率は、柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１の拡大率よりも大きい。したがって、例えばそれぞれの先端部において、柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１よりも柱状結晶Ｃ２の柱径Ｒ２の方が相対的に大きくなる。なお、上述した凸部１１の高さＨは、少なくとも第１の部分２１を構成する柱状結晶Ｃ１及び第２の部分２２を構成する柱状結晶Ｃ２の基端部における柱径よりも大きい。したがって、凸部１１の上面１１ａ上又は側面１１ｂ上には、複数の柱状結晶Ｃ１又は柱状結晶Ｃ２が形成されている。

シンチレータ部３０は、凹部１２内において、特に凹部１２の底面１２ａ上に形成されている。シンチレータ部３０は、シンチレータ部２０の第１の部分２１及び第２の部分２２と同様に、ＣｓＩといったシンチレータ材料の複数の柱状結晶により構成されている。シンチレータ部３０を構成する各柱状結晶は、凹部１２の底面１２ａから放射線Ｒの入射方向に沿って結晶成長されて形成されている。シンチレータ部３０は、凹部１２の隅（凸部１１の側面１１ｂと凹部１２の底面１２ａとの接続部分）から凹部１２の幅方向の中心に向かって厚みが増すような凸状（断面略三角形状）を呈している。シンチレータ部３０は、凸部１１の側面１１ｂから延びる第２の部分２２の柱状結晶Ｃ２を凹部１２の底面１２ａ側から支えるように、第２の部分２２と接触している。因みに、第２の部分２２におけるシンチレータ部３０と接触している部分の柱状結晶の柱径は、第１の部分２１の柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１よりも小さい。

以上のように構成されるシンチレータパネル１は、例えば次のように製造することができる。すなわち、まず、基板１０の元となる基材を用意し、基材上に凹凸パターンＰａの材料を塗布乾燥によって形成する。続いて、フォトリソグラフィによってその基材に凹凸パターンＰａを形成して所望の寸法の凹凸パターンＰａを有する基板１０を作製する。なお、基材上にスクリーン印刷によって凹凸パターンＰａを形成してもよい。そして、真空蒸着によってＣｓＩといったシンチレータ材料を基板１０の上に蒸着する。各種蒸着条件（真空度、蒸着レート、基板加熱温度、蒸気流の角度等）を制御することにより、凹凸パターンＰａ上に上述したようなシンチレータ部２０，３０を形成することができる。

このとき、凸部１１の上面１１ａ上のシンチレータ部が所定の高さ（例えば１００μｍ〜６００μｍ）となるまで、シンチレータ材料の蒸着を行う。これにより、図４に示されるように、凸部１１の上面１１ａ上から第１の部分２１が形成されると共に凸部１１の側面１１ｂ上から第２の部分２２が形成されシンチレータ部２０が構成される。また、同時に、凹部１２の底面１２ａ上にシンチレータ部３０が形成されて、シンチレータパネル１が製造される。

なお、基板１０の凹凸パターンＰａの各寸法（凸部１１のピッチＰ、凹部１２の幅Ｗ、及び凸部１１の高さＨ等）は、シンチレータ部２０，３０を形成するために上述した各値に設定することができるが、特に、凹部１２の幅Ｗ及び凸部１１の高さＨは、真空蒸着により形成するシンチレータ部２０の高さＴに応じて、以下のように設定することができる。

すなわち、シンチレータ部２０の高さＴを１００μｍ未満とする場合には、凹部１２の幅Ｗを１μｍ〜１０μｍ程度とし、シンチレータ部２０の高さＴを１００μｍ〜２００μｍとする場合には、凹部１２の幅Ｗを１０μｍ〜４０μｍ程度とし、シンチレータ部２０の高さを２００μｍ〜４００μｍとする場合には、凹部１２の幅Ｗを４０μｍ〜６０μｍとし、シンチレータ部２０の高さＴを４００μｍ〜６００μｍとする場合には、凹部１２の幅Ｗを６０μｍ〜８０μｍ程度とすることができる。このとき、凸部１１の高さＨは、例えば５μｍ〜５０μｍとすることができる。

このように、シンチレータ部２０の高さＨに応じて凹部１２の幅Ｗ及び凸部１１の高さＨを設定すれば、真空蒸着によって形成されるシンチレータ部２０同士を互いに分離することができる（すなわち、シンチレータ部のピクセル化を実現できる）と共に、凹部１２の底面１２ａ上にシンチレータ部３０を形成することができる。なお、凹部１２の幅Ｗを広げすぎてしまうことは、開口率の問題から現実的ではない。

以上説明したように、本実施形態に係るシンチレータパネル１は、基板１０の複数の凸部１１の上に形成されたシンチレータ部２０と、基板１０の凸部１１によって規定された凹部１２の底面１２ａ上に形成されたシンチレータ部３０とを備えている。特に、シンチレータ部２０は、凸部１１の上面１１ａから延びる第１の部分２１に加えて、凸部１１の側面１１ｂから延びる第２の部分２２を含む。このため、シンチレータ部２０と基板１０との接触面積が大きくなり、密着性が向上する。

また、本実施形態に係るシンチレータパネル１においては、凸部１１の側面１１ｂから延びる第２の部分２２は、凹部１２の底面１２ａに形成されたシンチレータ部３０と接触している。このため、第２の部分２２を構成する複数の柱状結晶Ｃ２が、凹部１２の底面１２ａ側からシンチレータ部３０によって支えられることとなるので、それらの欠落が防止される。よって、このシンチレータパネル１によれば、信頼性の低下を抑制することができる。

また、本実施形態に係るシンチレータパネル１においては、シンチレータ部２０の第１の部分２１を構成する柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１の拡大率よりも、第２の部分２２を構成する柱状結晶Ｃ２の柱径Ｒ２の拡大率の方が大きい。このため、特にそれぞれの先端部において、第２の部分２２の柱状結晶Ｃ２の柱径Ｒ２が、第１の部分２１の柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１よりも大きくなる。これにより、放射線Ｒの入射方向からみて有効エリアがより広くなると共に、放射線Ｒの吸収率が高められる。

さらに、本実施形態に係るシンチレータパネル１においては、凸部１１の高さＨを、各柱状結晶の柱径よりも大きくしているので、凸部１１の側面１１ｂ上に複数の柱状結晶Ｃ２を確実に形成することができるうえに、シンチレータ部２０を確実に互いに分離するように凸部１１上に形成することができる。凸部１１の高さＨが十分でないと、蒸着によりシンチレータ部２０を形成したときに、互いに隣り合うシンチレータ部２０同士が接触する場合がある。
［第２実施形態］

引き続いて、本発明の第２実施形態に係るシンチレータパネルについて説明する。図５は、本発明の第２実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。図５に示されるように、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ａは、第１実施形態に係るシンチレータパネル１と比較して、保護膜４０をさらに備える点で相違している。

保護膜４０は、シンチレータ部２０の外形に沿ってシンチレータ部２０，３０の全体を覆うように、シンチレータ部２０，３０の上に形成されている。特に、保護膜４０は、互いに隣り合うシンチレータ部２０同士の間にも形成されるが、互いに隣り合うシンチレータ部２０同士の隙間を埋めないように（すなわち、当該隙間を維持するように）形成されている。具体的には、保護膜４０の厚さは、例えば、１μｍ〜５μｍ程度とすることができ、好適には２μｍ〜３μｍ程度とすることができる。保護膜４０は、例えば、ポリパラキシリレンやポリ尿素等からなる耐湿性有機膜とすることができる。

本実施形態に係るシンチレータパネル１Ａによれば、第１実施形態に係るシンチレータパネル１と同様に信頼性の低下を抑制することができる。さらに、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ａによれば、保護膜４０を設けることにより、シンチレータ部２０，３０を湿気等から保護することが可能とり、シンチレータ部２０の耐湿性が向上される。
［第３実施形態］

引き続いて、本発明の第３実施形態に係るシンチレータパネルについて説明する。図６は、本発明の第３実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。図７は、図６に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。図６，７に示されるように、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｂは、第２実施形態に係るシンチレータパネル１Ａと比較して、光遮蔽層５０をさらに備える点で相違している。なお、図７においては、保護膜４０が省略されている。

光遮蔽層５０は、シンチレータ部２０において発生したシンチレーション光を反射する光反射層、又は、シンチレータ部２０において発生したシンチレーション光を吸収する光吸収層である。つまり、光遮蔽層５０は、所定のシンチレータ部２０で発生したシンチレーション光を遮蔽して、その所定のシンチレータ部２０に閉じ込めるためのものである。

そのために、光遮蔽層５０は、互いに隣り合うシンチレータ部２０同士の間の隙間に、保護膜４０を介して充填されて形成されている。また、光遮蔽層５０は、シンチレータパネル１Ｂの外周部に位置するシンチレータ部２０においては、他のシンチレータ部２０と隣接していない側の側部上にも、保護膜４０を介して形成されている。一方、光遮蔽層５０は、シンチレータ部２０の上端部（凸部１１と反対側の端部）には形成されていない。

したがって、光遮蔽層５０は、シンチレータ部２０の上端部を除いて、各シンチレータ部２０の全体を覆うように、保護膜４０の上に形成されている（換言すれば、各シンチレータ部２０は、その上端部において保護膜４０に覆われると共に光遮蔽層５０から露出している）。このような光遮蔽層５０は、例えば、有機顔料、無機顔料、又は金属顔料を含むインク、塗料、又はペーストや、Ａｇ、Ｐｔ、又はＣｕ等の金属ナノ粒子を含む金属ナノインクや、各種染料とすることができる。また、光遮蔽層５０は、ＡＬＤ法（原子層堆積法）や無電解メッキ等により金属膜を形成することで形成することもできる。

本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｂによれば、第２実施形態に係るシンチレータパネル１Ａと同様に、信頼性の低下を抑制可能であると共に耐湿性を向上させることができる。さらに、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｂによれば、光遮蔽層５０を設けることにより、所定のシンチレータ部２０で生じたシンチレーション光を、その所定のシンチレータ部２０に閉じ込めることが可能となるので、高輝度・高解像度を実現することが可能となる。
［第４実施形態］

引き続いて、本発明の第４実施形態に係るシンチレータパネルについて説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係るシンチレータパネルの側面図である。図８に示されるように、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｃは、第３実施形態に係るシンチレータパネル１Ｂと比較して、光遮蔽層６０をさらに備える点で相違している。光遮蔽層６０は、光遮蔽層５０と同様に、シンチレーション光を遮蔽するためのものであり、シンチレーション光を反射する光反射層、又は、シンチレーション光を吸収する光吸収層である。

光遮蔽層６０は、光遮蔽層５０から露出したシンチレータ部２０の上端部（上端部上の保護膜４０）を覆うように、基板１０上の全体にわたって保護膜４０及び光遮蔽層５０の上に形成されている。光遮蔽層６０は、光遮蔽層５０と一体に形成されてもよいし、別体に形成されてもよい。また、光遮蔽層５０は、光遮蔽層５０と同様の材料によって形成されてもよいし、光遮蔽層５０と異なる材料によって形成されてもよい。

本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｃによれば、第２実施形態に係るシンチレータパネル１Ａと同様に、信頼性の低下を抑制可能であると共に耐湿性を向上させることができる。さらに、本実施形態に係るシンチレータパネル１Ｃによれば、光遮蔽層５０，６０を設けることにより、所定のシンチレータ部２０で生じたシンチレーション光を、その所定のシンチレータ部２０に確実に閉じ込めることが可能となる。

以上の実施形態は、本発明に係るシンチレータパネルの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明は、上述したシンチレータパネル１〜１Ｃに限定されない。本発明は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したシンチレータパネル１〜１Ｃを任意に変更し、又は他のものに適用したものとすることができる。

例えば、上記実施形態においては、本発明をシンチレータパネルに適用した場合について説明したが、本発明は、上述したシンチレータパネル等を備える放射線検出器に適用することができる。その場合には、放射線検出器は、上述したシンチレータパネル１〜１Ｃのいずれかを備えると共に、それらの基板１０を、シンチレータ部２０に光学的に結合されるように配列された複数の光電変換素子を備えるセンサパネル（ＴＦＴパネルやＣＭＯＳイメージセンサパネル）とすることができる。

その場合には、例えば、基板１０であるＴＦＴパネルやＣＭＯＳイメージセンサの各画素にそれぞれ対応する凸部１１を形成し、その上にシンチレータ部２０，３０を形成する。凸部１１の材料や形成方法は上述したとおりである。その際、凸部１１のそれぞれを、シンチレータ部２０で生じるシンチレーション光に対して透過性を有する材料により構成することが好ましい。

このような放射線検出器によれば、上述したシンチレータパネル１〜１Ｃを備えるので、信頼性の低下を抑制することができる。また、基板１０が、光電変換素子を含むセンサパネルであるので、その光電変換素子の上に直接凸部１１を形成してシンチレータ部２０を設ければ、別途用意したシンチレータパネルとセンサパネルとを張り合わせる必要がない。

１，１Ａ，１Ｂ，１Ｃ…シンチレータパネル、１０…基板（センサパネル）、１１…凸部、１１ａ…上面、１１ｂ…側面、１２…凹部、１２ａ…底面、２０…シンチレータ部（第１のシンチレータ部）、２１…第１の部分、２２…第２の部分、３０…シンチレータ部（第２のシンチレータ部）、４０…保護膜、５０…光遮蔽層、６０…光遮蔽層、Ｃ１，Ｃ２…柱状結晶、Ｒ…放射線、Ｒ１，Ｒ２…柱径。

Claims (13)

1. 放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルであって、
   表面及び裏面を有すると共に、前記裏面から前記表面に向かう所定の方向に前記表面から突出する複数の凸部と、前記凸部によって規定される凹部とが形成された基板と、
   前記基板の前記凸部のそれぞれの上に形成された複数の第１のシンチレータ部と、
   前記基板の前記凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部と、を備え、
   前記第１のシンチレータ部は、前記凸部の上面から前記所定の方向に沿って延在する第１の部分と、前記凸部の側面から前記所定の方向に沿って延在して前記第１の部分と接触する第２の部分と、を有し、
   前記第１及び第２の部分は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶から構成されており、
   前記第１のシンチレータ部同士は互いに離間しており、
   前記第２のシンチレータ部は、前記第２の部分と接触している、
   ことを特徴とするシンチレータパネル。
2. 前記第１の部分は、前記凸部の前記上面に基端部を有し前記所定の方向に沿った複数の前記柱状結晶から構成されており、
   前記第２の部分は、前記凸部の前記側面に基端部を有し前記所定の方向に交差する方向に沿った複数の前記柱状結晶から構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
3. 前記第１の部分を構成する前記柱状結晶の柱径は、前記凸部の前記上面から離れるにつれて拡大しており、
   前記第２の部分を構成する前記柱状結晶の柱径は、前記凸部の前記側面から離れるにつれて拡大しており、
   前記第２の部分を構成する前記柱状結晶の柱径の拡大率は、前記第１の部分を構成する前記柱状結晶の柱径の拡大率よりも大きい、ことを特徴とする請求項２に記載のシンチレータパネル。
4. 前記凸部の高さは、前記柱状結晶の柱径よりも大きい、ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
5. 前記第１及び第２のシンチレータ部を覆うように形成された保護膜をさらに備える、ことを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
6. 前記第１のシンチレータ部同士の間に形成され、前記シンチレーション光を遮蔽するための光遮蔽層をさらに備える、ことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
7. 表面及び裏面を有すると共に、前記裏面から前記表面に向かう所定の方向に前記表面から突出する複数の凸部と前記凸部によって規定される凹部とが形成されており、複数の光電変換素子を有する基板と、
   前記基板の前記凸部のそれぞれの上に形成された複数の第１のシンチレータ部と、
   前記基板の前記凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部と、を備え、
   前記凸部は、前記光電変換素子に対応するように形成されており、
   前記第１のシンチレータ部は、前記凸部の上面から前記所定の方向に沿って延在する第１の部分と、前記凸部の側面から前記所定の方向に沿って延在して前記第１の部分と接触する第２の部分と、を有し、
   前記第１及び第２の部分は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶から構成されており、
   前記第１のシンチレータ部同士は互いに離間しており、
   前記第２のシンチレータ部は、前記第２の部分と接触している、
   ことを特徴とする放射線検出器。
8. 前記基板の前記凸部は、シンチレーション光に対して透過性を有する、ことを特徴とする請求項７に記載の放射線検出器。
9. 前記第１の部分は、前記凸部の前記上面に基端部を有し前記所定の方向に沿った複数の前記柱状結晶から構成されており、
   前記第２の部分は、前記凸部の前記側面に基端部を有し前記所定の方向に交差する方向に沿った複数の前記柱状結晶から構成されている、ことを特徴とする請求項７又は８に記載の放射線検出器。
10. 前記第１の部分を構成する前記柱状結晶の柱径は、前記凸部の前記上面から離れるにつれて拡大しており、
    前記第２の部分を構成する前記柱状結晶の柱径は、前記凸部の前記側面から離れるにつれて拡大しており、
    前記第２の部分を構成する前記柱状結晶の柱径の拡大率は、前記第１の部分を構成する前記柱状結晶の柱径の拡大率よりも大きい、ことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出器。
11. 前記凸部の高さは、前記柱状結晶の柱径よりも大きい、ことを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の放射線検出器。
12. 前記第１及び第２のシンチレータ部を覆うように形成された保護膜をさらに備える、ことを特徴とする請求項７〜１１のいずれか一項に記載の放射線検出器。
13. 前記第１のシンチレータ部同士の間に形成され、シンチレーション光を遮蔽するための光遮蔽層をさらに備える、ことを特徴とする請求項７〜１２のいずれか一項に記載の放射線検出器。