JP7101855B2 - 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 - Google Patents
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図1に示されるように、第1実施形態に係るシンチレータパネル1は、基板2と、バリア層3と、シンチレータ層4と、保護膜6と、を有する。このような構成を有するシンチレータパネル1は、光電変換素子(不図示)と組み合わされて放射線イメージセンサとして用いられる。
次に、第2実施形態に係る放射線検出器について説明する。尚、実際にはセンサパネル11上には導通を取るための領域(辺)が設けられるが、便宜上図示していない。
図3の(a)部は、変形例1に係るシンチレータパネル1Aを示す。シンチレータパネル1Aは、基板2、バリア層3及びシンチレータ層4に加えて、さらに別の層を有してもよい。シンチレータパネル1Aは、当該別の層として、機能層8を有する。機能層8は、その機能層表面8aが基板裏面2bに対面する。機能層8は、無機材料を主成分として含む。機能層8は、例えば、金属箔、金属シート、無機材料により形成されたコーティング層であってもよい。そして、機能層8を含む積層体7Aは、保護膜6により覆われる。つまり、保護膜6は、機能層8の機能層裏面8bと、機能層側面8cと、基板側面2cと、バリア層側面3cと、シンチレータ層側面4cと、シンチレータ層表面4aと、を覆う。シンチレータパネル1Aによれば、バリア層3及び機能層8によって基板2を介して浸入する湿気からシンチレータ層4を保護することができる。
図3の(b)部は、変形例2に係るシンチレータパネル1Bを示す。シンチレータパネル1Bは、変形例1とは異なる構成を有する機能層8Aを有してもよい。機能層8Aは、基板裏面2bに加えて、基板側面2c上にも形成される。つまり、機能層8Aは、基板裏面2b上に形成された第1の部分と、基板側面2c上に形成された第2の部分と、を有する。第1の部分は、機能層表面8aと、機能層裏面8bと、を有する。機能層表面8aは、基板裏面2bと対面する。そうすると、基板2は、バリア層3及び機能層8Aによって全ての面が覆われる。機能層8Aは、無機材料を主成分として含む。機能層8Aは、例えば、無機材料により形成されたコーティング層であってもよい。そして、機能層8Aを含む積層体7Bは、保護膜6により覆われる。つまり、保護膜6は、機能層8Aの第1の部分と、機能層8Aの第2の部分と、バリア層側面3cと、シンチレータ層側面4cと、シンチレータ層表面4aと、を覆う。シンチレータパネル1Bによれば、バリア層3及び機能層8Aによって基板2を介して浸入する湿気からシンチレータ層4を保護することができる。
図4の(a)部は、変形例3に係るシンチレータパネル1Cを示す。シンチレータパネル1Cは、変形例1とは異なる機能層8Bを有してもよい。機能層8Bは、保護膜6上に形成される。具体的には、基板2、バリア層3及びシンチレータ層4を含む積層体7は、保護膜6によって覆われる。つまり、保護膜6は、基板裏面2bを覆う。そして、機能層8Bは、基板裏面2bを覆う部分の上に形成される。従って、シンチレータパネル1Cは、厚み方向に沿って、機能層8B、保護膜6、基板2、バリア層3及びシンチレータ層4がこの順に積層された積層構造を有する。機能層8Bは、無機材料を主成分として含む。機能層8Bは、例えば、金属箔、金属シート、無機材料により形成されたコーティング層であってもよい。シンチレータパネル1Cによれば、バリア層3及び機能層8Bによって基板2を介して浸入する湿気からシンチレータ層4を保護することができる。
図4の(b)部は、変形例4に係るシンチレータパネル1Dを示す。変形例4に係るシンチレータパネル1Dは、変形例1とは異なる機能層8Cを有してもよい。機能層8Cは、保護膜6上に形成される。機能層8Cは、積層体7Cの少なくとも一部を覆う。具体的には、基板2、バリア層3及びシンチレータ層4を含む積層体7は、保護膜6によって覆われる。つまり、保護膜6は、基板裏面2bを覆う部分と、基板側面2cを覆う部分と、を有する。そして、機能層8Cは、基板裏面2bを覆う部分の上と、基板側面2cを覆う部分の上と、のそれぞれに形成される。従って、シンチレータパネル1Dは、厚み方向にそって、機能層8C、保護膜6、基板2、バリア層3及びシンチレータ層4がこの順に積層された積層構造を有する。また、シンチレータパネル1Dは、厚み方向と交差する方向に沿って、機能層8C、保護膜6、基板2、保護膜6、機能層8Cがこの順に積層された積層構造を有する。機能層8Cは、無機材料を主成分として含む。機能層8Cは、例えば、金属箔、金属シート、無機材料により形成されたコーティング層であってもよい。シンチレータパネル1Dによれば、バリア層3及び機能層8Cによって基板2を介して浸入する湿気からシンチレータ層4を保護することができる。
図5の(a)部は、変形例5に係るシンチレータパネル1Eを示す。シンチレータパネル1Eは、積層体側面7cに形成された溶融領域5を有してもよい。溶融領域5は、レーザ光によって基板2、バリア層3及びシンチレータ層4の一部が溶融し、再度固化した部分である。つまり、基板側面2c、バリア層側面3c及びシンチレータ層側面4cのそれぞれの全面に溶融領域5が形成される。シンチレータパネル1Eによれば、レーザ光を用いた切断を行うことができる。
図5の(b)部は、変形例6に係るシンチレータパネル1Fを示す。シンチレータパネル1Fは、積層体側面7cの一部に形成された溶融領域5Aを有してもよい。溶融領域5Aは、基板側面2c及びバリア層側面3cのそれぞれの全面と、シンチレータ層側面4cの一部に形成される。具体的には、溶融領域5Aは、バリア層側面3cに連続するシンチレータ層側面4cの一部分に形成される。
図5の(c)部は、変形例7に係るシンチレータパネル1Gを示す。シンチレータパネル1Gは、積層体側面7cの一部に形成された溶融領域5Bを有してもよい。溶融領域5Bは、基板側面2cに形成された溶融部5aと、シンチレータ層側面4cの一部に形成された溶融部5bと、を有する。具体的には、溶融部5bは、シンチレータ層表面4a側のシンチレータ層側面4cの一部分に形成される。換言すると、シンチレータ層4の根元部には、溶融領域5Bは形成されない。なお、バリア層側面3cには、溶融部5aと連続する溶融領域が形成されてもよい。
図6の(a)部は、変形例8に係るシンチレータパネル1Hを示す。シンチレータパネル1Hは、保護膜6に代えて保護シート6Aを有する。つまり、シンチレータパネル1Hは、積層体7と、保護シート6Aと、を有する。保護シート6Aは、2枚のシート部材6a,6bを貼りあわせて構成される。具体的には、シート部材6aはシンチレータ層表面4aと対面するように配置され、シート部材6bは基板裏面2bと対面するように配置される。シート部材6aとシンチレータ層表面4aとの間、及びシート部材6bと基板裏面2bとの間には、隙間を設けてもよい。また、シート部材6aとシンチレータ層表面4aとは互いに接触してもよいし、シート部材6bと基板裏面2bとは互いに接触してもよい。そして、シート部材6aの周辺部は、シート部材6bの周辺部と重ね合されて、互いに接着される。この構成によれば、積層体7を収容した内部領域を気密に保つことができる。従って、シンチレータ層4を湿気から保護することができる。
図6の(b)部は、変形例9に係るシンチレータパネル1Kを示す。シンチレータパネル1Kは、保護膜6に代えて袋状の保護シート6Bを有してもよい。つまり、シンチレータパネル1Kは、積層体7と、保護シート6Bと、を有する。保護シート6Bは、開口を有し、当該開口から積層体7を収容する。そして、積層体7を収容した後に、開口を閉じて接着剤などにより固定する。この構成によっても積層体7を収容した内部領域を気密に保つことができる。従って、シンチレータ層4を湿気から保護することができる。
図7の(a)部は、変形例10に係る放射線検出器10Aを示す。放射線検出器10Aは、第1実施形態に係るシンチレータパネル1が有する積層体7と、センサパネル11と、封止部12と、を有する。センサパネル11は、第2実施形態に係る放射線検出器10が有するセンサパネル11と略同様の構成を有する。
図7の(b)部は、変形例11に係る放射線検出器10Bを示す。放射線検出器10Bは、変形例10の放射線検出器10Aとは異なる封止部12Aを有する。その他の積層体7及びセンサパネル11の構成は、変形例10と同様である。封止部12Aは、封止板14と封止枠13Aとを備えており、封止枠13Aはさらに、内側封止枠17と外側封止枠18とを有する。つまり、封止枠13は二重構造を有する。内側封止枠17は、例えば、樹脂材料により構成してよい。また、外側封止枠18は、例えば、無機材料により形成されたコーティング層や、ガラスロッドといった無機固形材料により構成してもよい。放射線検出器10Bは、センサパネル11及び封止部12Aによって、シンチレータ層4を湿気から好適に保護することができる。
図8の(a)部は、変形例12に係る放射線検出器10Cを示す。変形例12に係る放射線検出器10Cは、第1実施形態に係るセンサパネル11の積層体7とは異なる構成の積層体7Cを有する。積層体7Cは、基板2Aと、バリア層3Aと、シンチレータ層4Aとを有する。変形例12に係るバリア層3Aの単体構成は、第2実施形態に係るバリア層3Aと同様である。また、変形例12に係るシンチレータ層4Aの単体構成は、第2実施形態に係るシンチレータ層4Aと同様である。つまり、シンチレータ層側面4cは、厚み方向に対して傾いている。
図8の(b)部は、変形例13に係る放射線検出器10Dを示す。放射線検出器10Dは、変形例12の放射線検出器10Cとは異なる封止枠13Aを有する。その他の積層体7C及びセンサパネル11の構成は、変形例12と同様である。封止枠13Aは、変形例11に係る封止枠13Aと同様の構成を有する。つまり、封止枠13Aは、内側封止枠17と外側封止枠18とを有する。放射線検出器10Dは、基板2A、センサパネル11及び封止枠13Aによって、シンチレータ層4Aを湿気から保護することができる。
図9の(a)部は、変形例14に係る放射線検出器10Eを示す。放射線検出器10Eは、積層体7と、保護膜6Cと、センサパネル11と、に加えて、さらにファイバオプティカルプレート(以下「FOP9」と言う)と、を有する。FOP9は、積層体7とセンサパネル11との間に配置される。つまり、積層体7は、FOP9を介してセンサパネル11に接合される。具体的には、FOP9は、シンチレータ層4とセンサパネル11との間に配置される。FOP9は、FOP表面9aと、FOP裏面9bと、FOP側面9cと、を有する。FOP裏面9bは、シンチレータ層表面4aに接触する。FOP表面9aは、パネル表面11aに接触する。FOP側面9cは、積層体側面7cと面一である。そして、保護膜6Cは、基板裏面2b、基板側面2c、バリア層側面3c、シンチレータ層側面4c及びFOP側面9cを覆う。従って、保護膜6Cは、シンチレータ層4とFOP9の間、及びFOP9とセンサパネル11との間には形成されない。放射線検出器10Eは、シンチレータ層4を湿気から保護すると共に、FOP9によりシンチレータ層4をセンサパネル11に好適に光学的に接続することができ、シンチレータ層4とFOP9の間、及びFOP9とセンサパネル11の間に保護膜6Cがないことで解像度低下を抑制できる。
図10の(a)部は、変形例15に係る放射線検出器10Fを示す。放射線検出器10Fは、第2実施形態に係る放射線検出器10とは異なる封止部12Aを有する。その他のバリア層3A、シンチレータ層4A及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。封止部12Aは、変形例11に係る封止部12Aと同様の構成を有する。つまり、封止部12Aは、封止板14と封止枠13Aとを備えており、封止枠13Aはさらに、内側封止枠17と外側封止枠18とを有する。放射線検出器10Fは、シンチレータ層4Aを好適に湿気から保護することができる。
図10の(b)部は、変形例16に係る放射線検出器10Gを示す。放射線検出器10Gは、第2実施形態に係る放射線検出器10に対して、封止部12を有しておらず、封止部12に代えて保護膜6Dを有する。その他のバリア層3A、シンチレータ層4A及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。保護膜6Dは、パネル表面11aと、バリア層側面3cと、シンチレータ層側面4cとシンチレータ層裏面4bとを覆う。放射線検出器10Gは、シンチレータ層4Aを湿気から好適に保護することができる。保護膜6Dは保護膜6と同様の材料よりなる。
図10の(c)部は、変形例17に係る放射線検出器10Hを示す。放射線検出器10Hは、変形例16に係る放射線検出器10Gに対して、さらに封止枠13Bを追加したものである。従って、シンチレータ層4A、バリア層3A、センサパネル11及び保護膜6Dは、変形例16に係る放射線検出器10Gと同様である。封止枠13Bは、センサパネル11と保護膜6Dの接合部を塞ぐように形成される。従って、封止枠13Bは、厚み方向から平面視すると、保護膜6Dの外縁に沿って形成される。封止枠13Bは、例えば、UV硬化樹脂により構成してよい。この構成によれば、センサパネル11と保護膜6Dの接合部からの湿気の侵入が抑制されるので、耐湿性をさらに高めることができる。
図11の(a)部は、変形例18に係る放射線検出器10Kを示す。放射線検出器10Kは、第2実施形態に係る放射線検出器10の封止部12を有しておらず、封止部12に代えて封止シート12Bを有する。その他のバリア層3A、シンチレータ層4A及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。封止シート12Bは、厚み方向に平面視して矩形、多角形又は円形を呈する。封止シート12Bは、例えば、金属箔、アルミニウムシートといった金属シート、バリアフィルムにより構成してよい。封止シート12Bは、シンチレータ層4A及びバリア層3Aを覆う。具体的には、シンチレータ層裏面4b、シンチレータ層側面4c、バリア層側面3c及びパネル表面11aの一部を覆う。すなわち、平面視した場合に、封止シート12Bは、シンチレータ層4A及びバリア層3Aよりも大きい。そして、封止シート12Bの外周縁12aは、パネル表面11aに対して接着剤15により接着される。従って、封止シート12B及びセンサパネル11は、シンチレータ層4A及びバリア層3Aを収容する気密領域を形成する。従って、シンチレータ層4Aを湿気から保護することができる。なお、接着剤15は、フィラー材を含んでもよい。このフィラー材は、接着層よりも厚さ未満の粒径を有する。放射線検出器10Kは、シンチレータ層4Aを湿気から好適に保護することができる。
図11の(b)部は、変形例19に係る放射線検出器10Lを示す。放射線検出器10Lは、変形例18に係る封止シート12Bとは異なる構成の封止枠12Cを有する。封止枠12Cは、箱状を呈し、底面に開口を有する。すなわち、変形例18に係る封止シート12Bは柔軟性を有するが、変形例19に係る封止枠12Cは所定の形状を保ち、硬質である点で相違する。従って、封止枠12Cは、例えば、ガラス材料、金属材料、カーボン材料により構成してよい。封止枠12Cは、その底面がパネル表面11aに対して接着剤15により接着される。この構成によれば、シンチレータ層4Aが封止枠12Cとセンサパネル11とが形成する気密領域に配置されるので、シンチレータ層4Aを湿気から保護することができる。さらに、封止枠12Cが硬質であるので、シンチレータ層4Aを機械的に保護することができる。
図12は、変形例20に係る放射線検出器10Mを示す。放射線検出器10Mは、第2実施形態に係る放射線検出器10とは異なるバリア層3B及びシンチレータ層4Bを有する。バリア層3Bは、バリア層表面3aと、バリア層裏面3bと、バリア層側面3cと、を有する。シンチレータ層4Bは、シンチレータ層表面4aと、シンチレータ層裏面4bと、シンチレータ層側面4cと、を有する。センサパネル11の単体構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。シンチレータ層4Bは、センサパネル11の一側面において、光検出領域S1からはみ出すように形成される。具体的には、まず、バリア層3Bは、光検出領域S1と、一方のパネル側面11cと、光検出領域S1と一方のパネル側面11cとの間の周辺領域S2aと、の上に形成される。そして、シンチレータ層4Bは、バリア層3Bを覆うように、バリア層3Bの全面上に形成される。この構成を有する放射線検出器10Mは、例えば、シンチレータ層4Bが光検出領域S1をはみ出すように形成された辺を胸壁側に配置することでマンモグラフィー用の放射線検出器として好適に用いることができる。
実験例では、バリア層が奏する耐湿性の向上についてその効果を確認した。本実験例でいう耐湿性とは、所定の湿度を有する環境に曝された時間と、シンチレータパネルが示す解像度(CTF)の変化の度合いと、の関係をいう。つまり、耐湿性が高いとは、湿度環境に長時間曝された場合であっても、シンチレータパネルが示す解像度の低下度合いが小さいことをいう。逆に、耐湿性が低いとは、湿度環境に長時間曝された場合に、シンチレータパネルが示す解像度の低下度合いが大きいことをいう。
第1の試験体:有機材料からなる基板、バリア層、シンチレータ層。
第2の試験体:有機層を有する基板、バリア層、シンチレータ層。
第3の試験体:有機層を有する基板、(バリア層なし)シンチレータ層。
Claims (9)
- 有機材料からなる基板と、
前記基板の主面に形成され、ヨウ化タリウムを主成分として含むバリア層と、
前記バリア層上に形成され、タリウムが添加されたヨウ化セシウムを主成分として含む複数の柱状結晶により構成されるシンチレータ層と、を備え、
前記基板の側面の全面には、レーザ光の照射によって前記基板の一部が溶融し再度固化した第1の溶融部が形成され、
前記シンチレータ層の側面の少なくとも一部には、前記レーザ光の照射によって前記シンチレータ層の一部が溶融し再度固化した第2の溶融部が形成されている、シンチレータパネル。 - 前記バリア層の側面の全面には、前記レーザ光の照射によって前記バリア層の一部が溶融し再度固化した第3の溶融部が形成されている、請求項1に記載のシンチレータパネル。
- 前記第2の溶融部は、前記シンチレータ層の側面の全面に形成され、
前記第1の溶融部、前記第2の溶融部及び前記第3の溶融部は、一体として溶融領域を形成する、請求項2に記載のシンチレータパネル。 - 前記シンチレータ層は、前記バリア層と接するシンチレータ層裏面と、前記シンチレータ層裏面とは逆側のシンチレータ層表面と、を含み、
前記第2の溶融部は、前記シンチレータ層裏面に達し、前記シンチレータ層表面には達しておらず、
前記第1の溶融部、前記第2の溶融部及び前記第3の溶融部は、一体として溶融領域を形成する、請求項2に記載のシンチレータパネル。 - 前記シンチレータ層は、前記バリア層と接するシンチレータ層裏面と、前記シンチレータ層裏面とは逆側のシンチレータ層表面と、を含み、
前記第2の溶融部は、前記シンチレータ層表面に達し、前記シンチレータ層裏面には達達しておらず、
前記第1の溶融部は、前記バリア層によって前記第2の溶融部から隔てられている、請求項1に記載のシンチレータパネル。 - 請求項1~5の何れか一項に記載のシンチレータパネルと、
前記シンチレータパネルにおいて生じた光を受ける光電変換素子が設けられた光検出面を含むセンサ基板と、を備え、
前記センサ基板の前記光検出面は、前記シンチレータ層と対面する、放射線検出器。 - 有機材料からなる基板と、前記基板の主面に形成され、ヨウ化タリウムを主成分として含むバリア層と、前記バリア層上に形成され、タリウムが添加されたヨウ化セシウムを主成分として含む複数の柱状結晶により構成されるシンチレータ層と、を有する積層体を形成する工程と、
前記積層体にレーザ光を照射する工程と、を有し、
前記レーザ光を照射する工程では、
前記シンチレータ層の側から前記レーザ光を照射し、
前記レーザ光が前記基板の主面に対して逆側の裏面に達するまで照射し続ける、シンチレータパネルの製造方法。 - 有機材料からなる基板と、前記基板の主面に形成され、ヨウ化タリウムを主成分として含むバリア層と、前記バリア層上に形成され、タリウムが添加されたヨウ化セシウムを主成分として含む複数の柱状結晶により構成されるシンチレータ層と、を有する積層体を形成する工程と、
前記積層体にレーザ光を照射する工程と、を有し、
前記レーザ光を照射する工程では、
前記基板の側から前記レーザ光を照射し、
前記基板及び前記バリア層を切断した後であって、前記シンチレータ層に前記レーザ光が到達したときに、前記レーザ光の照射を停止する、シンチレータパネルの製造方法。 - 有機材料からなる基板と、前記基板の主面に形成され、ヨウ化タリウムを主成分として含むバリア層と、前記バリア層上に形成され、タリウムが添加されたヨウ化セシウムを主成分として含む複数の柱状結晶により構成されるシンチレータ層と、を有する積層体を形成する工程と、
前記積層体にレーザ光を照射する工程と、を有し、
前記積層体にレーザ光を照射する工程は、
前記基板の側からレーザ光を照射し、前記レーザ光が前記基板の主面に達したときに前記レーザ光の照射を停止する工程と、
前記シンチレータ層の側からレーザ光を照射し、前記シンチレータ層のシンチレータ層表面から照射された前記レーザ光が、前記シンチレータ層表面から所定の深さに達したときに前記レーザ光の照射を停止する工程と、を含み、
前記所定の深さは、前記シンチレータ層の厚さより、小さい、シンチレータパネルの製造方法。
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