JPWO2011089946A1 - 放射線画像変換パネルとそれを用いた放射線画像検出器 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の放射線画像変換パネルは、基板上に蛍光体層を有する放射線画像変換パネルであって、蛍光体層は蛍光体母体化合物と賦活剤とから気相堆積法により形成された蛍光体柱状結晶で構成され、当該蛍光体層の外に、目的に応じて、後述するような各種機能層を設けた構成とすることが好ましい。
本発明に係る蛍光体層(「蛍光体層」ともいう。)には、従来公知の種々の蛍光体母体化合物を用いることができるが、当該蛍光体層の蛍光体母体化合物が、立方晶系のアルカリハライド蛍光体化合物であることが好ましい。
本発明に係る蛍光体層は、蛍光体母体化合物と賦活剤とから気相堆積法により形成された蛍光体柱状結晶で構成され、かつ当該蛍光体柱状結晶の一定の面指数を有する面のX線回折スペクトルに基づく配向度が、当該蛍光体柱状結晶の基板に近い根元から当該蛍光体層の層厚方向の位置に係わらず、80〜100%の範囲内であることを特徴とする。
関係式:0.01<(下地層の層厚/蛍光体層の層厚)<0.5
本発明においては、下地層も、蛍光体層と同様に気相堆積法により形成することが好ましい。蒸着法等の気相堆積法により形成した場合に、下地層は一般に直径数μmの球状結晶の凝集体からなるか、あるいは柱状結晶構造を有している。
〈配向度の決定方法〉
配向度の決定には、X線回折(XRD)を用いた。X線回折は、特定波長の固有X線を結晶性物質に照射し、Braggの式を満足する回折が起こることを利用して、物質の同定、結晶相の構造などに関する知見を得ることのできる汎用性の高い分析手法である。照射系のターゲットはCu、Fe、Coなどが用いられ、装置能力によるが、一般的に照射時の出力は0〜50mA、0〜50kV程度である。
本発明においては、支持体(基板)上には反射層(「金属反射層」ともいう。)を設けてもよい。当該反射層は、蛍光体(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。
本発明に係る放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」ともいう。)においては、上記反射層の上に金属保護層をもうけてもよい。
本発明においては、支持体(基板)と下地層の間、又は反射層と下地層の間に膜付の観点から、下引き層を設けても良い。当該下引き層は、高分子結合材(バインダー)、分散剤等を含有することが好ましい。なお、下引き層の厚さは、0.5〜4μmが好ましい。以下、下引き層の構成要素について説明する。
本発明に係る下引き層は、溶剤に溶解又は分散した高分子結合材(以下「バインダー」ともいう。)を塗布、乾燥して形成することが好ましい。高分子結合材としては、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、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体(ニトロセルロース等)、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、ニトロセルロースを使用することが好ましい。
本発明に係る保護層は、蛍光体層の保護を主眼とするものである。すなわち、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。
本発明においては、支持体(「基板」ともいう。)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、炭素繊維強化シート、高分子フィルムなどが好ましい。
本発明に係る放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」ともいう。)の製造方法は、真空容器内に蒸発源及び支持体回転機構を有する蒸着装置を用いて、支持体を前記支持体回転機構に設置して、当該支持体を回転しながら蛍光体材料を蒸着する工程を含む気相堆積法により、蛍光体層を形成する態様の製造方法であることが好ましい。
図1は、本発明に係る放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」)の製造装置1の概略構成図である。図1に示すように、放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」)の製造装置1は真空容器2を備えており、真空容器2には真空容器2の内部の排気及び大気の導入を行う真空ポンプ3が備えられている。
次に、上述の放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」)製造装置1を用いた本発明の放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」)の製造方法について説明する。
本発明に係る放射線画像検出器は、第1の基板上に反射層等の機能層を介して気相堆積法により蛍光体層を設けてなる放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」)に、第2の基板上にフォトセンサとTFT(Thin Film Transistor)又はCCD(Charge Coupled Devices)からなる画素を2次元状に配置した光電変換素子部(「平面受光素子」)を設けてなる光電変換パネルを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(図2参照)、基板上にフォトセンサとTFT又はCCDからなる画素を2次元状に配置した光電変換素子部を形成した後、直接あるいは反射層、保護層等の機能層を介して気相堆積法により蛍光体層を設けることで放射線画像検出器としても良い。
(蛍光体層の形成)
基板の保護層側に蛍光体母体化合物(CsI:賦活剤なし)及び賦活剤(TlI)を図1に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、次のように蛍光体層(蛍光体層)を形成した。
(蛍光体層の形成)
基板の保護層側に蛍光体化合物(CsI:賦活剤TlI)を図1に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、次のように蛍光体層を形成した。
作製した放射線変換パネルを樹脂包埋し、次のように蛍光体層の層厚方向における配向をXRD測定によって測定した。XRD測定にはPANalytical製X’Pert PRO MPD(照射系:ターゲットCu、出力40mA、45kV)を用いた。
放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」ともいう。)を、10cm×10cmの大きさのCMOSフラットパネル(ラドアイコン社製X線CMOSカメラシステムShad−o−Box 4KEV)にセットして放射線画像検出器として、管電圧80kVpのX線を各試料の裏面(蛍光体層が形成されていない面)から照射し、測定カウント値を発光輝度(感度)とした。ただし、比較例の放射線画像変換パネル(「シンチレータパネル」ともいう。)の発光輝度を1.0とする相対値で表す。
2 真空容器
3 真空ポンプ
4 支持体
5 支持体ホルダ
6 支持体回転機構
7 支持体回転軸
8 蒸発源
9 シャッタ
A 放射線画像検出器
1A 回路基板
2A 光電変換素子アレイ
3A 保護膜
4A 蛍光体層
5A 下引き層
6A 光反射層
7A 支持体
1B 基板
2B 蛍光体柱状結晶
Claims (6)
- 基板上に蛍光体層を有する放射線画像変換パネルであって、当該蛍光体層が蛍光体母体化合物と賦活剤とから気相堆積法により形成された蛍光体柱状結晶で構成され、かつ当該蛍光体柱状結晶の一定の面指数を有する面のX線回折スペクトルに基づく配向度が、当該蛍光体層における蛍光体柱状結晶の基板に近い根元から先端部までの層厚方向の位置に係わらず、80〜100%の範囲内であることを特徴とする放射線画像変換パネル。
- 前記一定の面指数が、(200)であることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像変換パネル。
- 前記蛍光体柱状結晶の蛍光体母体化合物が、立方晶系のアルカリハライド蛍光体化合物であることを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の放射線画像変換パネル。
- 前記蛍光体柱状結晶の蛍光体母体化合物が、ヨウ化セシウムであることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。
- 前記蛍光体柱状結晶が、賦活剤として、タリウムを含むことを特徴とする請求項4に記載の放射線画像変換パネル。
- 請求項1から請求項5までのいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルに対向して光電変換素子が配設されていることを特徴とする放射線画像検出器。
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