JP6898193B2 - 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。

当該分野の技術として、特許文献１が知られている。特許文献１は、シンチレータパネルを開示する。シンチレータパネルは、光学基板（ファイバオプティカルプレート：ＦＯＰ）と、光学基板上に形成されたシンチレータとを有する。光学基板の側面とシンチレータの側面及び上面には、保護膜としてのポリパラキシリレン膜が形成される。

国際公開第９９／６６３５０号

基板とシンチレータ層とを有するシンチレータパネルを保護するために、特許文献１に開示されたような保護膜が形成される。このような保護膜は、シンチレータパネルを構成する基板及びシンチレータ層に対して密着し、容易に剥がれない性質が望まれる。

そこで、本発明は、保護膜の密着性を向上することが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目的とする。

本発明の一形態であるシンチレータパネルは、第１の方向に交差すると共に互いに対向する第１の主面及び第１の裏面と、第１の主面及び第１の裏面を連結するように延びる第１の側面と、を有する基板部と、第１の方向に延びる複数の柱状結晶により形成され、柱状結晶の一端であって第１の主面と対面する根元部を含んで形成される第２の裏面と、柱状結晶の他端である先端部を含んで形成される第２の主面と、第２の主面と第２の裏面とを連結するように延びる第２の側面と、を有するシンチレータ層部と、基板部の第１の裏面及び第１の側面、及びシンチレータ層部の第２の主面及び第２の側面を覆う保護膜と、を備え、第１の側面は粗面化された領域を部分的に有し、第２の側面は、凹凸構造を含む粗面化された領域を有し、保護膜は、第１の側面及び第２の側面の粗面化された領域を覆うように第２の側面に対して密着する。

シンチレータパネルは、基板部及びシンチレータ層部を備えており、当該基板部の第１側面は、粗面化された領域を部分的に有すると共に、当該シンチレータ層部の第２の側面は、凹凸構造を含む粗面化された領域を有する。これらの粗面化された領域によれば、基板部と保護膜との接触面積、及び、シンチレータ層部と保護膜との接触面積が増加する。保護膜の密着性は、接触面積の増加に伴って高くなる。従って、シンチレータパネルは、保護膜の密着性を向上することができる。

一形態において、粗面化された領域が含む凹凸構造は、柱状結晶が部分的に欠損することによって形成されてもよい。このような構成を有する第２の側面は、シンチレータ層部と基板部とを有する積層構造物を切断することにより得られる。従って、凹凸構造を含む粗面化された領域を容易に形成することができる。

一形態において、第１の側面は、第１の裏面と第１の側面との間の角部に形成されたバリを含んでもよい。この構成によれば、基板部と保護膜との接触面積が大きくなる。従って、シンチレータパネルは、基板部と保護膜との密着性を向上することができる。

一形態において、シンチレータ層は、第２の裏面と第２の側面との間の角部に形成された欠け部を有し、欠け部には、保護膜が充填されてもよい。この構成によれば、シンチレータ層部と保護膜との接触面積がさらに大きくなる。そのうえ、基板部と保護膜との接触面積もさらに大きくなる。従って、シンチレータパネルは、保護膜との密着性をさらに向上することができる。

一形態において、シンチレータ層は、第２の主面と第２の側面との間の角部に形成されたダレ部を有し、ダレ部には、保護膜が充填されてもよい。この構成によれば、シンチレータ層部と保護膜との接触面積がいっそうに大きくなる。従って、シンチレータパネルは、保護膜との密着性をいっそうに向上することができる。

一形態において、シンチレータ層部の第２の裏面は、基板部の第１の主面に接してもよい。この構成によれば、基板部上に直接にシンチレータ層部を形成することができる。

一形態において、基板部における第１の主面及びシンチレータ層部における第２の裏面のそれぞれに接するように形成されたバリア層をさらに備え、バリア層は、ヨウ化タリウムにより形成され、シンチレータ層はヨウ化セシウムを主成分とする材料よりなってもよい。ヨウ化タリウムにより構成されたバリア層は、耐湿性を有する。従って、基板部とシンチレータ層部との間にバリア層を設けることにより、基板部側から浸透する水分をバリア層によって遮断し、水分がシンチレータ層部へ到達することを抑制する。従って、潮解性のヨウ化セシウムを主成分とするシンチレータ層部を構成する柱状結晶の根元部を保護することができる。

本発明の別の形態である放射線検出器は、入射した放射線に応じたシンチレーション光を発する上記のシンチレータパネルと、シンチレータパネルに対して対面し、シンチレーション光を検出する光検出基板と、を備える。この構成によれば、上記のシンチレータパネルを備えるので、シンチレータ層部と保護膜との密着性が向上し、耐湿性を高めることができる。

本発明によれば、シンチレータパネルに対する保護膜の密着性が向上することが可能なシンチレータパネル及び放射線検出器が提供される。

図１は、実施形態に係る放射線イメージセンサを示す断面図である。 図２は、図１に示された放射線イメージセンサの要部を拡大して示す断面図である。 図３の（ａ）部、図３の（ｂ）部、図３の（ｃ）部及び図３の（ｄ）部は、放射線イメージセンサを製造する主要な工程を示す断面図である。 図４の（ａ）部、図４の（ｂ）部及び図４の（ｃ）部は、放射線イメージセンサを製造する主要な工程を示す断面図である。 図５の（ａ）部、図５の（ｂ）部、図５の（ｃ）部、及び図５の（ｄ）部は、シンチレータパネル基体が切断される様子を模式的に示す断面図である。 図６は、シンチレータパネル側面を拡大して示す断面図である。 図７は、シンチレータ層の要部を拡大して示す断面図である。 図８は、シンチレータ層及び基板の要部を拡大して示す断面図である。 図９は、基板の要部を拡大して示す断面図である。 図１０は、柱状結晶を含むシンチレータ層の様子を模式的に示す斜視図である。 図１１の（ａ）部は実施形態に係るシンチレータパネルの作用効果を説明するための断面図であり、図１１の（ｂ）部は比較例に係るシンチレータパネルの作用効果を説明するための断面図である。 図１２の（ａ）部は実施形態に係るシンチレータパネルの別の作用効果を説明するための断面図であり、図１２の（ｂ）部は比較例に係るシンチレータパネルの作用効果を説明するための断面図である。 図１３の（ａ）部及び図１３の（ｂ）部は、放射線イメージセンサの変形例を示す断面図である。 図１４は、シンチレータパネル基体を切断する別の形態を示す図である。 図１５の（ａ）部、図１５の（ｂ）部及び図１５の（ｃ）部は、シンチレータパネル基体が切断される様子を模式的に示す断面図である。

以下、添付図面を参照しながら本発明を実施するための形態を詳細に説明する。図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

本実施形態に係るシンチレータパネルは、Ｘ線等の放射線を可視光等のシンチレーション光に変換する。シンチレータパネルは、例えば、放射線カメラ等に用いられる放射線イメージセンサに適用される。

図１に示されるように、放射線検出器としての放射線イメージセンサ１は、センサ基板２（光検出基板）と、シンチレータパネル１０と、防湿シート３と、を有する。これらの構成要素は、Ｚ方向（第１の方向）に沿ってこの順に積層される。

センサ基板２は、平面視して矩形状を呈し、主面２ａと、裏面２ｂと、側面２ｃと、を有する。センサ基板２は、さらに、主面２ａに設けられた複数の光電変換素子２ｄを有する。光電変換素子２ｄは、主面２ａに沿って二次元状に配置される。

シンチレータパネル１０は、平面視して略矩形状を呈し、パネル主面１０ａと、パネル裏面１０ｂと、パネル側面１０ｃと、を有する。シンチレータパネル１０は、センサ基板２の主面２ａ上の一部を覆うように、主面２ａに対して接着される。つまり、シンチレータパネル１０は、センサ基板２よりも小さい。具体的には、シンチレータパネル１０は、光電変換素子２ｄが配置された領域を覆うように主面２ａ上に接着剤４を介して貼り合わされる。シンチレータパネル１０の詳細については、後述する。

防湿シート３は、シンチレータパネル１０の全体と、センサ基板２の一部を覆う。具体的には、防湿シート３は、シンチレータパネル１０のパネル裏面１０ｂと、パネル側面１０ｃと、を覆う。さらに、防湿シート３は、センサ基板２の主面２ａの一部、つまり、シンチレータパネル１０を囲む部分を覆う。防湿シート３の周辺部３ａは、センサ基板２の主面２ａに対して接着される。この構成により、防湿シート３に覆われた内部空間は、気密が保たれ、防湿シート３の外部から内部への水分等の浸入が抑制される。

上記の構成を有する放射線イメージセンサ１は、例えば、防湿シート３側から放射線Ｒを受け入れる。シンチレータパネル１０は、当該放射線Ｒの入射に応じてシンチレーション光を発生する。センサ基板２は、二次元状に配置された光電変換素子２ｄを有しており、光電変換素子２ｄはシンチレーション光に応じて電気信号を発生する。当該電気信号は、所定の電気回路を通じて取り出される。そして、電気信号に基づいて、放射線の入射位置及びエネルギを示す二次元像が生成される。

次にシンチレータパネル１０について詳細に説明する。図２は、シンチレータパネル１０の辺部を拡大して示す断面図である。シンチレータパネル１０は、基板１１（基板部）と、シンチレータ層１２（シンチレータ層部）と、保護膜１３と、を有する。

基板１１は、シンチレータパネル１０の基体をなす樹脂製の板材である。基板１１は、一例としてポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）により形成される。ＰＥＴ基板を用いることで、可撓性を有するシンチレータパネルとすることができ、センサ基板との貼り合せ作業が容易となる。又、シンチレーション光に対して吸収性の基板或いは反射性の基板を比較的容易に準備することができ、所望のＸ線特性（輝度及び解像度）のシンチレータパネルを形成することができる。基板１１は、基板主面１１ａ（第１の主面）と、基板裏面１１ｂ（第１の裏面）と、基板側面１１ｃ（第１の側面）と、を有する。基板主面１１ａ及び基板裏面１１ｂは、Ｚ方向に直交すると共に、互いに対向する。基板側面１１ｃは、基板主面１１ａと基板裏面１１ｂとを連結するように延びる。換言すると、基板側面１１ｃは、Ｚ方向と交差するＸ方向及びＹ方向に対して交差する。

シンチレータ層１２は、放射線Ｒを受け入れてシンチレーション光を発生する。シンチレータ層１２は、ＣｓＩ：ＴｌといったＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を主成分とする複数の柱状結晶を含む（図１０参照）。例えば、シンチレータ層１２のＣｓＩ含有量は、９０％以上１００％以下であってもよい。換言すると、シンチレータ層１２のＣｓＩ含有量が９０％以上である場合に、シンチレータ層１２はＣｓＩを主成分とするものといってよい。

シンチレータ層１２は、シンチレータ主面１２ａ（第２の主面）と、シンチレータ裏面１２ｂ（第２の裏面）と、シンチレータ側面１２ｃ（第２の側面）と、を有する。シンチレータ裏面１２ｂは、柱状結晶の一端である複数の根元部によって形成される。シンチレータ主面１２ａは、柱状結晶の他端である複数の先端部によって形成される。シンチレータ主面１２ａ及びシンチレータ裏面１２ｂは、Ｚ方向に直交すると共に、互いに対向する。また、シンチレータ裏面１２ｂは、基板主面１１ａと対面する。つまり、シンチレータ層１２は、基板１１に対して直接に接している。換言すると、シンチレータ層１２と基板１１との間には、何らの層も挟まれていない。シンチレータ側面１２ｃは、シンチレータ主面１２ａとシンチレータ裏面１２ｂとを連結するように延びる。換言すると、シンチレータ側面１２ｃは、Ｚ方向と交差するＸ方向及びＹ方向に対して交差する。シンチレータ側面１２ｃは、基板側面１１ｃに略連続する。このようなシンチレータ側面１２ｃ及び基板側面１１ｃの構成は、クリティカルエッジと呼ばれる。

保護膜１３は、基板１１及びシンチレータ層１２を覆う防湿性を有する薄膜である。保護膜１３は、パリレン（ポリパラキシレン）等から形成される。具体的には、保護膜１３は、基板裏面１１ｂ、基板側面１１ｃ、シンチレータ主面１２ａ及びシンチレータ側面１２ｃ上に形成される。

次に、放射線イメージセンサ１の製造方法について説明する。

まず、図３の（ａ）部に示されるように、基板１１を準備する。次に、図３の（ｂ）部に示されるように、基板主面１１ａにシンチレータ層１２を形成する。具体的には、蛍光体材料（例えば、ＣｓＩ：ＴＩ、ＣｓＢｒ：Ｅｕ等）を基板主面１１ａ上に真空蒸着することによって、基板主面１１ａに柱状結晶を成長させる。

次に、図３の（ｃ）部に示されるように、第１膜部１３ａを形成する。この第１膜部１３ａは、一例としてパリレンにより形成される。第１膜部１３ａは、基板裏面１１ｂ、基板側面１１ｃ、シンチレータ主面１２ａ及びシンチレータ側面１２ｃ上に形成される。第１膜部１３ａは、シンチレータ層１２を構成する複数の柱状結晶（図１０参照）の隙間に入り込む。この構成によれば、第１膜部１３ａによって柱状結晶が保護されるので、次の切断工程において柱状結晶の破損を抑制することが可能になる。上記の工程により、シンチレータパネル基体１００が得られる。

次に、シンチレータパネル基体１００から複数のシンチレータパネル１０を切り出す。つまり、シンチレータパネル基体１００を切断する。この切断には、シャー刃（上下２本刃、図１４及び図１５参照）タイプのローラカット、シャーリング、打ち抜き、或いは押切カット（上１本刃）タイプ（図５参照）等といった切断工法を採用し得る。図３の（ｄ）部に示されるように、シンチレータパネル基体１００を作業台１０１上に配置する。このとき、基板裏面１１ｂが作業台１０１と対面する。この配置によれば、切断工具１０２は、シンチレータ層１２側から差し込まれる。

次に、図４の（ａ）部に示されるように、第２膜部１３ｂを形成する。第２膜部１３ｂも第１膜部１３ａと同様に、パリレンを採用できる。パネル側面１０ｃは、基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃを含む。そこで、少なくともこれらの側面を覆うように、第２膜部１３ｂを形成する。なお、第２膜部１３ｂは、基板裏面１１ｂ上の第１膜部１３ａ及びシンチレータ主面１２ａ上の第１膜部１３ａを覆っていてもよい。これらの第１膜部１３ａ及び第２膜部１３ｂは、保護膜１３を構成する。

次に、図４の（ｂ）部に示されるように、シンチレータパネル１０を予め準備したセンサ基板２に貼り付ける。まず、センサ基板２上に接着剤４を塗布する。次に、シンチレータパネル１０を接着剤４に載置する。このとき、パネル主面１０ａは、センサ基板２の主面２ａに対面する。そして、基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃは、面一であるので、接着剤４は、それぞれの側面上を良好に流動し得る。従って、接着剤４中に気泡が滞留するといった状態を回避できる。そして、加熱又は紫外線の照射等により接着剤４を硬化させる。そして、図４の（ｃ）部に示されるように、防湿シート３を取り付ける。以上の工程により、放射線イメージセンサ１が得られる。

上述したように、放射線イメージセンサ１及びシンチレータパネル１０を製造する方法では、シンチレータパネル基体１００を切断する工程を含む。ここで、シンチレータパネル基体１００の切断、及び、切断面（つまりパネル側面１０ｃ）について、図５〜図１０を参照しつつ詳細に説明する。なお、図６〜図１０は、説明の便宜上、図１及び図２に示された放射線イメージセンサ１とは上下方向が逆となっている。

シンチレータ層１２の側から切断工具１０２を差し込んでシンチレータパネル１０を切断したとき、図６に示されるような切断面（パネル側面１０ｃ）が形成される。パネル側面１０ｃは、基板側面１１ｃとシンチレータ側面１２ｃとを含む。

既に述べたように、シンチレータ側面１２ｃは基板側面１１ｃに略連続する。つまり、シンチレータ側面１２ｃは、基板側面１１ｃに対して略面一である。ここで「面一」とは、基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃを巨視的に見た場合に、それぞれの面が同一の仮想平面Ｋ１に含まれることをいう。なお、基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃは、後述するように、微視的に見るとダレ、粗面、バリといった微細な凹凸構造を有するが、「面一」と規定する場合にはそれらの凹凸構造は無視される。また、「略面一」とは、基板側面１１ｃとシンチレータ側面１２ｃとが完全に同一平面に含まれていなくてもよいことを意味する。例えば、仮想平面Ｋ１を中心平面とした所定の幅が規定され、当該幅に基板側面１１ｃとシンチレータ側面１２ｃとが収まっていればよい。換言すると、「略面一」とは、例えば、図１１の（ｂ）部や、図１２の（ｂ）部に示されるように、基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃの一方が他方よりも突出した形態でないことを意味する。

また、基板１１をＹ方向から見るとパネル側面１０ｃは、垂直ではない。換言すると、パネル側面１０ｃは、Ｚ方向に対して傾いている。より具体的には、パネル側面１０ｃを構成する基板側面１１ｃがＺ方向に対して傾いている。

さらに具体的には、基板裏面１１ｂと基板側面１１ｃとの間の角度Ａ１は、９０度未満である。換言すると、角度Ａ１は、８２度以上である。また、角度Ａ１は、８８度以下である。一例として、角度Ａ１は、８５度前後である。そうすると、Ｚ方向と基板側面１１ｃとの間の角度Ａ２は、０度より大きく、８度以下であるともいえる。また、角度Ａ２は、２度以上であるともいえる。このような角度Ａ１，Ａ２によって規定される基板側面１１ｃ及びシンチレータ側面１２ｃは、基板１１及びシンチレータ層１２の中心に向かって傾斜しているともいえる。これらの角度Ａ１，Ａ２を規定するとき、上述の「面一」と同様に、基板側面１１ｃ上に形成される凹凸構造は無視される。つまり、角度Ａ１，Ａ２を規定するとき、基板側面１１ｃは、上述した仮想平面Ｋ１として置き換えてもよい。この場合には、角度Ａ１は、基板裏面１１ｂと微細な凹凸構造を無視した仮想平面Ｋ１との間の角度であるといえる。

図７は、シンチレータ層１２のシンチレータ主面１２ａとシンチレータ側面１２ｃとの角部の断面を示す（図６のＭ２部）。シンチレータ層１２の角部には、ダレ１２ｄ（ダレ部）と呼ばれる曲面状の領域が形成される。

シンチレータパネル基体１００を切断するとき、切断工具１０２はまず第１膜部１３ａに押し当てられる（図５の（ａ）部参照）。このとき、切断工具１０２はシンチレータ層１２に触れていない。そして、さらに切断工具１０２を押し込むと、切断工具１０２は第１膜部１３ａをわずかに押しつぶしながら第１膜部１３ａを切断する。この押しつぶしによる内部応力は、切断工具１０２の到達していないシンチレータ層１２の一部分１２ｅにも到達する。そうすると、切断工具１０２がシンチレータ層１２に到達するまでに間に、内部応力によってシンチレータ主面１２ａに含まれる一部分１２ｅを形成する柱状結晶がわずかに破壊され、欠損する。この柱状結晶が欠損した部分が、ダレ１２ｄを形成する（図１０参照）。

切断工具１０２がシンチレータ層１２に到達すると（図５の（ｂ）部参照）、鋭利な切断工具１０２によってシンチレータ層１２が切断される。シンチレータ層１２は、Ｚ方向に延びる複数の柱状結晶を含むので、切断工具１０２は、柱状結晶の一部を破断しながら、下方に移動する。この柱状結晶の破断は、不規則に生じ得る。従って、シンチレータ層１２の破断面（つまり、シンチレータ側面１２ｃ）を微視的にみると、不規則に破断された複数の柱状結晶により形成される。従って、シンチレータ側面１２ｃは、微視的には粗面１２ｃａである（図１０参照）。ここでいう「粗面」とは、例えば、柱状結晶の欠落がなく、柱状結晶が規則的に並んだ面によりも大きい凹凸を有する面であるといえる。

また、図８に示されるように、切断工具１０２による切断において、シンチレータ層１２の厚みが比較的厚くなる（例えば２００μｍ以上）と、シンチレータ層１２のシンチレータ裏面１２ｂにおいて、欠け１２ｆ（欠け部）が生じることがある。この欠け１２ｆは、柱状結晶の根元部が欠損した部分により形成される（図１０参照）。

これらのダレ１２ｄ、粗面１２ｃａ及び欠け１２ｆには、切断後に設けられる第２膜部１３ｂが入り込む。具体的には、第２膜部１３ｂは、柱状結晶の欠損によって生じる微細な隙間に入り込む。従って、この構成によれば、シンチレータ側面１２ｃに対する第２膜部１３ｂの密着性が向上する。

さらに、切断工具１０２は下方に移動しつつ、基板１１を切断する。基板１１の切断過程の初期（図５の（ｃ）部参照）では、基板１１の厚みが比較的厚い。従って、切断工具１０２を下方に押圧する力によって基板１１が折れることなく、切断工具１０２によって基板１１が切断される。この過程において形成された面は、比較的滑らかなせん断面である。切断過程の後期（図５の（ｄ）部参照）では、基板１１の厚みが比較的薄くなる。従って、切断工具１０２を下方に押圧する力に基板１１が耐えることができず、基板１１は力によって分断される。この過程において形成された面の表面状態（図９参照、図６のＭ３部）は、比較的粗く粗面１１ｄ（破断面）となり、粗面１１ｄの下端にはバリ１１ｅが形成される。そうすると、基板側面１１ｃは、切断工具１０２の進行方向に沿って、平滑面と粗面とが並ぶ。つまり、基板側面１１ｃにおいてシンチレータ層１２から遠い領域は、シンチレータ層１２に近い領域よりも面粗さが粗くなる。シンチレータ側面１２ｃにおける粗面１２ｃａは、基板側面１１ｃにおける粗面１１ｄと連続しない。つまり、粗面１２ｃａと、粗面１１ｄとの間には、比較的な滑らかな基板側面１１ｃの一部が存在する。また、バリ１１ｅは、例えば、基板側面１１ｃにおいて、基板裏面１１ｂよりも突出した鋭利な部分であるといえる。

以下、本実施形態に係るシンチレータパネル１０及び放射線イメージセンサ１の作用効果について説明する。

シンチレータパネル１０は、基板１１及びシンチレータ層１２を備える。当該基板１１の基板側面１１ｃは、粗面化された領域（粗面１１ｄ）を部分的に有する。この粗面１１ｄによれば、基板１１と保護膜１３との接触面積が増加する。また、当該シンチレータ層１２のシンチレータ側面１２ｃは、凹凸構造を含む粗面化された領域である粗面１２ｃａを有する。この粗面１２ｃａによれば、シンチレータ層１２と保護膜１３との接触面積が増加する。保護膜１３の密着性は、接触面積が大きくなると高くなる。従って、シンチレータパネル１０は、基板１１と保護膜１３との密着性、及び、シンチレータ層１２と保護膜１３の密着性を向上することができる。

粗面１２ｃａが含む凹凸構造は、柱状結晶が部分的に欠損することによって形成される。このような構成を有するシンチレータ側面１２ｃは、シンチレータ層１２と基板１１とを有する積層構造物を切断することにより得られる。従って、凹凸構造を含む粗面１２ｃａを容易に形成することができる。

基板側面１１ｃは、基板裏面１１ｂと基板側面１１ｃとの間の角部に形成されたバリ１１ｅを含む。この構成によれば、基板１１と保護膜１３との接触面積が大きくなる。従って、シンチレータパネル１０は、基板１１と保護膜１３との密着性を向上することができる。

シンチレータ層１２は、シンチレータ裏面１２ｂとシンチレータ側面１２ｃとの間の角部に形成された欠け１２ｆを有する。欠け１２ｆには、保護膜１３が充填される。この構成によれば、シンチレータ層１２と保護膜１３との接触面積がさらに大きくなる。そのうえ、基板１１と保護膜１３との接触面積もさらに大きくなる。従って、シンチレータパネル１０は、保護膜１３との密着性をさらに向上することができる。

シンチレータ層１２は、シンチレータ主面１２ａとシンチレータ側面１２ｃとの間の角部に形成されたダレ１２ｄを有する。ダレ１２ｄには、保護膜１３が充填される。この構成によれば、シンチレータ層１２と保護膜１３との接触面積がいっそうに大きくなる。従って、シンチレータパネル１０は、保護膜１３との密着性をいっそうに向上することができる。

放射線イメージセンサ１は、シンチレータパネル１０を備えるので、シンチレータ層１２と保護膜１３との密着性が向上し、耐湿性を高めることができる。

本実施形態に係るシンチレータパネル１０及び放射線イメージセンサ１は、以下のような作用効果を奏することもできる。

シンチレータパネル１０は、基板１１の基板裏面１１ｂと基板側面１１ｃとの間の角度Ａ１が９０度未満である。このような形状は、基板１１とシンチレータ層１２とが積層された積層構造物に対して、シンチレータ層１２側から切断工具１０２を差し入れることによって形成される。従って、シンチレータパネル１０の成形に切断を利用することが可能であるので、任意の形状や大きさに成形することが可能である。

次に、基板１１の基板側面１１ｃとシンチレータ層１２のシンチレータ側面１２ｃとは面一であり、基板１１の基板裏面１１ｂと基板側面１１ｃとの間の角度Ａ１が９０度未満である。そうすると、基板１１の基板側面１１ｃは、シンチレータ層１２のシンチレータ側面１２ｃよりも外側に突出する。換言すると、基板１１はシンチレータ層１２より外側に存在する部分を有する。この構成によれば、シンチレータ層１２のシンチレータ側面１２ｃが、基板１１の基板側面１１ｃによって保護される。

図１１の（ａ）部は実施形態に係るシンチレータパネル１０を示し、図１１の（ｂ）部は、比較例に係るシンチレータパネル２００を示す。図１１の（ｂ）部によれば、シンチレータ層２０２の側面２０２ｃの一部２０２ｄが基板２０１の基板側面２０１ｃより突出している。このような構成によれば、例えば、平板２１０に対して相対的にシンチレータパネル２００が近づいたとき、シンチレータ層２０２の一部２０２ｄ上の保護膜２１３が最初に当接する。当接による内部応力は、シンチレータ層２０２の突出した一部２０２ｄに作用するので、シンチレータ層２０２がダメージを受けやすい。一方、図１１の（ａ）部によれば、平板２１０に対して相対的にシンチレータパネル１０が近づいたとき、基板１１の基板側面１１ｃ上の保護膜１３が最初に当接する。従って、基板側面１１ｃがシンチレータ側面１２ｃよりも先に当接するので、衝突によるシンチレータ層１２へのダメージを軽減できる。従って、実施形態に係るシンチレータパネル１０の場合には、ハンドリング時におけるシンチレータ側面１２ｃへの衝撃による破損が抑制される。

さらに、基板１１の基板側面１１ｃとシンチレータ層１２のシンチレータ側面１２ｃとは面一である。これにより、シンチレータパネル１０を別の部品に接着剤４によって貼り合わせる際に、接着剤４の流れが良好になり、気泡溜まりの発生が抑制され得る。従って、シンチレータパネル１０によれば、光検出基板との貼り合せ作業を容易に行うことができる。

図１２の（ａ）部は実施形態に係るシンチレータパネル１０を示し、図１２の（ｂ）部は、比較例に係るシンチレータパネル３００を示す。図１２の（ｂ）部によれば、シンチレータ層３０１の側面３０１ｃと基板３０２の側面３０２ｃとが面一でない。この場合には、センサ基板３１０とシンチレータ層３０１と基板３０２とに囲まれた領域が形成されてしまう。そして、シンチレータパネル３００をセンサ基板３１０に接着するとき、接着剤３０４は、当該領域に留められる傾向にある。そうすると、接着剤３０４が含む気泡３２０がシンチレータ層３０１と基板３０２との間の角部に滞留しやすくなる。このような滞留が予想される場合には、脱気等の処理を行うことが検討される。一方、図１２の（ａ）部に示されるシンチレータパネル１０は、比較例のシンチレータパネル３００が有するような領域をもたない。つまり、接着剤４が所定の領域に留め置かれることがない。従って、シンチレータパネル１０とセンサ基板２との接着作業性を向上させることができる。

シンチレータパネル１０を備える放射線イメージセンサ１によれば、シンチレータパネル１０をセンサ基板２に容易に貼り着ける作業を行い得る。従って、放射線イメージセンサ１は、容易に組み立てることができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に限定されることなく様々な形態で実施される。

例えば、上記実施形態に係るシンチレータパネル１０は、基板１１上にシンチレータ層１２が形成されていた。つまり、シンチレータ裏面１２ｂは、直接に基板主面１１ａに接していた。シンチレータパネル１０は、このような構成に限定されない。

図１３の（ａ）部に示されるように、放射線イメージセンサ１Ａが備えるシンチレータパネル１０Ａは、基板１１Ａ及びシンチレータ層１２に加えて、さらに別の機能を有する追加層を備えてもよい。追加層の例示として、基板１１とシンチレータ層１２との間に形成されたバリア層１６があり得る。この構成によれば、シンチレータパネル１０Ａは、基板１１Ａ、バリア層１６及びシンチレータ層１２がこの順に積層された積層構造を有する。つまり、シンチレータ層１２は、バリア層１６を介して基板主面１１ａ上に形成される。

バリア層１６は、例えばＴｌＩ（ヨウ化タリウム）を主成分とする層である。例えば、バリア層１６のＴｌＩ含有量は、９０％以上１００％以下であってもよい。換言すると、バリア層１６におけるＴｌＩ含有量が９０％以上である場合に、バリア層１６はＴｌＩを主成分とするものといってよい。このようなバリア層１６は、水分を通しにくい性質を有する。そうすると、基板１１Ａ側から水分が浸透したとき、当該水分はバリア層１６によってシンチレータ層１２への移動が妨げられる。従って、バリア層１６を有するシンチレータパネル１０Ａによれば、シンチレータ層１２を構成する柱状結晶が水分によって潮解することを抑制できる。

このような構成は、基板１１Ａが水分を透しやすい有機層を有する場合に、特に有効である。ここでいう有機層を有する基板とは、有機材料とは別の材料（金属、カーボン、ガラス等）による基体１１ｍと、有機材料（キシリレン系樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂等）による有機層１１ｒと、により構成された基板１１Ａであってもよい。また、図１３の（ｂ）部に示されるように、有機層を有する基板とは、有機材料（ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン、ポリイミド等）による基体１１ｓによって構成された基板１１Ｂであってもよい。

また、シンチレータパネル１０の基板には、所定の光機能を付与してもよい。具体的には、基板には、光吸収性、光透過性或いは光反射性といった機能を選択的に付与してよい。例えば、基板に光反射性を付与する場合には、基板の主材であるＰＥＴに、反射顔料としての二酸化チタン、アルミナ、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムを添加する。また、基板に光反射性を付与する場合の別の例として、ＰＥＴを主材とする基体上に上述の反射顔料とバインダー樹脂とを含む光反射層を形成してもよい。

また、図１４に示されるように、シンチレータパネル基体１００の切断には、上述したようにシャー刃カット（２本刃）タイプを採用してもよい。このタイプは、上刃１０３と、下刃１０４とを利用する。図１５の（ａ）部、（ｂ）部及び（ｃ）部に示されるように、まず、シンチレータパネル基体１００を下刃１０４上に配置する。厳密には、下刃１０４における刃部は、角部である。シンチレータパネル基体１００は、角部を覆うように配置される（図１５の（ａ）部参照）。次に、上刃１０３をシンチレータ層１２側から差し入れる（図１５の（ａ）部及び（ｂ）参照）。そして、上刃１０３が下刃１０４の角部に到達すると、シンチレータパネル基体１００が切断される（図１５の（ｃ）部参照）。

１…放射線イメージセンサ、２…センサ基板（光検出基板）、２ａ…主面、２ｂ…裏面、２ｃ…側面、２ｄ…光電変換素子、３…防湿シート、３ａ…周辺部、４…接着剤、１０，１０Ａ…シンチレータパネル、１０ａ…パネル主面、１０ｂ…パネル裏面、１０ｃ…パネル側面、１１，１１Ａ…基板（基板部）、１１ａ…基板主面（第１の主面）、１１ｂ…基板裏面（第１の裏面）、１１ｃ…基板側面（第１の側面）、１１ｄ…粗面、１１ｅ…バリ、１１ｓ…基体、１１ｒ…有機層、１１Ｂ…基板、１１ｍ…基体、１２…シンチレータ層（シンチレータ層部）、１２ａ…シンチレータ主面（第２の主面）、１２ｂ…シンチレータ裏面（第２の裏面）、１２ｃ…シンチレータ側面（第２の側面）、１２ｃａ…粗面、１２ｄ…ダレ（ダレ部）、１２ｆ…欠け（欠け部）、１３…保護膜、１３ａ…第１膜部、１３ｂ…第２膜部、１６…バリア層、１００…シンチレータパネル基体、１０１…作業台、１０２…切断工具、Ａ１，Ａ２…角度、Ｋ１…仮想平面、Ｒ…放射線。

Claims (7)

1. 第１の方向に交差すると共に互いに対向する第１の主面及び第１の裏面と、前記第１の主面及び前記第１の裏面を連結するように延びる第１の側面と、を有する基板部と、
   前記第１の方向に延びる複数の柱状結晶により形成され、前記柱状結晶の一端であって前記第１の主面と対面する根元部を含んで形成される第２の裏面と、前記柱状結晶の他端である先端部を含んで形成される第２の主面と、前記第２の主面と前記第２の裏面とを連結するように延びる第２の側面と、を有するシンチレータ層部と、
   前記基板部の前記第１の裏面及び前記第１の側面、及び前記シンチレータ層部の前記第２の主面及び前記第２の側面を覆う保護膜と、を備え、
   前記第１の側面は、粗面化された領域を部分的に有し、
   前記第２の側面は、凹凸構造を含む粗面化された領域を有し、
   前記保護膜は、前記第１の側面及び前記第２の側面の粗面化された領域を覆うように前記第２の側面に対して密着し、
   前記シンチレータ層部は、前記第２の主面と前記第２の側面との間の角部に形成された曲面状のダレ部を有し、
   前記ダレ部には、前記保護膜が充填されている、シンチレータパネル。
2. 前記粗面化された領域が含む前記凹凸構造は、前記柱状結晶が部分的に欠損することによって形成される、請求項１に記載のシンチレータパネル。
3. 前記第１の側面は、前記第１の裏面と前記第１の側面との間の角部に形成されたバリを含む、請求項１又は２に記載のシンチレータパネル。
4. 前記シンチレータ層部は、前記第２の裏面と前記第２の側面との間の角部に形成された欠け部を有し、
   前記欠け部には、前記保護膜が充填されている、請求項１〜３の何れか一項に記載のシンチレータパネル。
5. 前記シンチレータ層部の前記第２の裏面は、前記基板部の前記第１の主面に接している、請求項１〜４の何れか一項に記載のシンチレータパネル。
6. 前記基板部における前記第１の主面及び前記シンチレータ層部における前記第２の裏面のそれぞれに接するように形成されたバリア層をさらに備え、
   前記バリア層は、ヨウ化タリウムにより形成され、
   前記シンチレータ層部は、ヨウ化セシウムを主成分とする材料により形成される、請求項１〜５の何れか一項に記載のシンチレータパネル。
7. 請求項１〜６の何れか一項に記載されたシンチレータパネルであって、入射した放射線に応じたシンチレーション光を発する前記シンチレータパネルと、
   前記シンチレータパネルに対して対面し、前記シンチレーション光を検出する光検出基板と、を備える、放射線検出器。

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