WO2013136973A1 - 放射線画像検出装置 - Google Patents

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WO2013136973A1
WO2013136973A1 PCT/JP2013/054973 JP2013054973W WO2013136973A1 WO 2013136973 A1 WO2013136973 A1 WO 2013136973A1 JP 2013054973 W JP2013054973 W JP 2013054973W WO 2013136973 A1 WO2013136973 A1 WO 2013136973A1
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WO
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layer
antistatic
image detection
wavelength conversion
detection apparatus
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PCT/JP2013/054973
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中津川　晴康
Original Assignee
富士フイルム株式会社
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Publication date
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    • G01T1/2019—Shielding against direct hits

Definitions

  • the present invention relates to a radiation image detection apparatus that detects radiation images by converting radiation into light by a wavelength conversion layer (phosphor layer).
  • a wavelength conversion layer phosphor layer
  • radiological image detection apparatuses that detect a radiographic image of a subject by irradiating the subject with radiation such as X-rays and detecting the radiation transmitted through the subject have been put into practical use.
  • a radiographic image detection apparatus an electric reading type apparatus that generates electric charges in response to incidence of radiation and converts the electric charges into a voltage to generate image data representing a radiographic image is widely used.
  • a direct conversion type that directly converts radiation into a charge by a semiconductor layer such as selenium, or once converted from radiation to light by a wavelength conversion layer, the light is converted into a photodiode.
  • a solid state detector having the above.
  • the wavelength conversion layer includes a phosphor that converts radiation into visible light.
  • This phosphor is a particle such as GOS (Gd 2 O 2 S: Tb) (hereinafter referred to as phosphor particle) or a columnar crystal such as CsI: Tl.
  • GOS Gd 2 O 2 S: Tb
  • CsI Tl
  • a wavelength conversion layer having a particle structure is widely used because it is easier to manufacture and cheaper than a wavelength conversion layer having a columnar crystal structure.
  • the wavelength conversion layer having a particle structure is obtained by dispersing phosphor particles in a binder (binder) such as a resin.
  • the wavelength conversion layer having a particle structure is generally formed on a substrate formed of a resin material.
  • This substrate is likely to be charged, and when charged, noise is superimposed on the image data, which may cause unevenness in the image.
  • image unevenness is an important problem in medical diagnosis because it may reduce the accuracy of diagnosis.
  • the substrate comes into contact with other members due to vibration during transportation or vibration caused by a load from a subject (patient). Charge is more likely to occur.
  • a metal thin film is formed on a moisture-proof body formed of a resin material that covers the wavelength conversion layer, and the metal thin film is formed at a constant potential (for example, ground potential). ).
  • the radiological image detection apparatus described in Patent Document 1 since radiation enters the wavelength conversion layer through the metal thin film, there is a possibility that radiation absorption loss may occur in the metal thin film. Further, when the thickness of the metal thin film is uneven, there is a problem that this unevenness is superimposed on the radiographic image of the subject.
  • the metal thin film functions as an electromagnetic shield for suppressing electromagnetic noise from entering from the outside, and does not strictly prevent charging.
  • An object of the present invention is to provide a radiographic image detection apparatus that can prevent charging without causing radiation absorption loss.
  • a radiological image detection apparatus of the present invention includes a wavelength conversion layer that converts radiation into light, a support that supports the wavelength conversion layer, and a solid that detects light and generates image data.
  • a radiological image detection apparatus equipped with a detector, a solid state detector, a wavelength conversion layer, and a support are arranged and supported in the order of the solid state detector, the wavelength conversion layer, and the support from the radiation incident side during imaging.
  • the body has antistatic properties.
  • the support preferably has an antistatic resin film.
  • the surface specific resistance value of the antistatic resin film is preferably 10 6 ⁇ or more and 10 9 ⁇ or less.
  • the support preferably has a resin film and an antistatic layer formed on the side opposite to the wavelength conversion layer of the resin film.
  • the antistatic layer is preferably formed of a conductive material whose main component is an atom having an atomic number of 20 to 31.
  • the antistatic layer is preferably formed of a conductive material whose main component is one or more of atomic numbers 24, 26, 28, 29, and 30.
  • the support has a resin film, a first antistatic layer formed on the side opposite to the wavelength conversion layer of the resin film, and a second antistatic layer formed on the wavelength conversion layer side of the resin film. It is preferable.
  • the support has a resin film and first and second antistatic layers formed on the side opposite to the wavelength conversion layer of the resin film, and the first and second antistatic layers are made of resin. From the film side, the second antistatic layer and the first antistatic layer may be disposed in this order.
  • the first antistatic layer is formed of a conductive material whose main component is an atom having an atomic number greater than 31, and the second antistatic layer is formed of a conductive material whose main component is an atom having an atomic number of 20 to 31. Preferably it is formed.
  • the second antistatic layer is preferably formed of a conductive material whose main component is any one or more of atomic numbers 24, 26, 28, 29, and 30.
  • the composite elastic modulus of the wavelength conversion layer and the support is preferably lower than the elastic modulus of the solid detector.
  • Each conductive material is preferably in the form of powder and dispersed in a binder.
  • a third antistatic layer may be provided on the side opposite to the wavelength conversion layer of the solid state detector.
  • the first antistatic layer, the second antistatic layer, and the third antistatic layer are each connected to a ground potential.
  • an edge pasting member having antistatic properties so as to cover the side surface of the peripheral edge of the wavelength conversion layer.
  • the first antistatic layer and the second antistatic layer are connected to the ground potential via the edge pasting member.
  • the wavelength conversion layer is preferably one in which phosphor particles are dispersed in a binder.
  • the phosphor particles are formed of A 2 O 2 S: X, where A is any one of Y, La, Gd, and Lu, and X is any one of Eu, Tb, and Pr. It is preferable that
  • the support preferably has a light reflection layer that reflects light generated by the wavelength conversion layer, and the light reflection layer is preferably bonded to the wavelength conversion layer.
  • the solid detector, the wavelength conversion layer, and the support are arranged in this order from the radiation incident side, and the support has antistatic properties, the radiation absorption loss is reduced. Charging can be prevented without causing it.
  • the radiographic imaging system 10 includes a radiation source 11, a radiographic image detection device 12, a control processing device 13, and a console 14.
  • the radiation source 11 emits radiation (X-rays) toward the subject 15.
  • the radiation image detection device 12 detects radiation transmitted through the subject 15, generates image data representing a radiation image of the subject 15 carried by the radiation, and outputs the image data.
  • the control processing device 13 drives the radiation image detection device 12 based on the control signal from the console 14 and performs predetermined signal processing on the image data output from the radiation image detection device 12.
  • the console 14 includes an operation device and a display device (both not shown), generates a control signal in accordance with a user's operation of the operation device, and controls the control processing device 13. Further, the console 14 displays a radiation image on the display device based on the image data subjected to signal processing by the control processing device 13.
  • the radiation image detection device 12 and the control processing device 13 are housed in a housing 16 and constitute a so-called electronic cassette.
  • the housing 16 may store an image memory that stores image data and a battery that supplies power to each unit.
  • the radiological image detection apparatus 12 includes a solid state detector 20, a wavelength conversion layer 21, a support 22, and an edge pasting member 23.
  • the solid state detector 20, the wavelength conversion layer 21, and the support 22 are stacked in this order from the radiation source 11 side.
  • the radiation emitted from the radiation source 11 and transmitted through the subject 15 passes through the solid detector 20 and enters the wavelength conversion layer 21.
  • the wavelength conversion layer 21 is a phosphor layer (scintillator) that converts incident radiation at the time of photographing into light (visible light) having a longer wavelength.
  • the solid state detector 20 detects visible light converted by the wavelength conversion layer 21 and generates image data representing a radiation image.
  • the edge pasting member 23 covers the peripheral side surfaces of the wavelength conversion layer 21 and the support 22.
  • the solid state detector 20 includes a pixel 30, a scanning line 31, a data line 32, a gate driver 33, an integrating amplifier 34, and an A / D converter 35.
  • the pixel 30 includes a photodiode 30a and a TFT switch 30b, and many pixels 30 are arranged in a two-dimensional manner in the XY direction.
  • the scanning line 31 is provided for each row of the pixels 30 arranged in the X direction, and a scanning signal for driving the TFT switch 30b is applied thereto.
  • the data line 32 is provided for each column of the pixels 30 arranged in the Y direction, and the signal charge accumulated in the photodiode 30a and read out through the TFT switch 30b flows.
  • the photodiode 30a receives visible light generated by the wavelength conversion layer 21 and generates and accumulates signal charges.
  • the TFT switch 30b is provided corresponding to each intersection of the scanning line 31 and the data line 32, and is connected to the photodiode 30a.
  • the gate driver 33 is connected to one end of each scanning line 31 and applies scanning signals to the scanning lines 31 in order.
  • the integrating amplifier 34 is connected to one end of each data line 32, integrates the signal charge flowing through the data line 32, and outputs a voltage corresponding to the integrated charge.
  • the A / D converter 35 is provided on the output side of each integrating amplifier 34, and converts the voltage output by the integrating amplifier 34 into a digital signal.
  • a voltage amplifier, a multiplexer, and the like are provided between the integrating amplifier 34 and the A / D converter 35, but the illustration is omitted for simplicity.
  • Image data is composed of digital signals for all pixels output from the A / D converter 35.
  • the wavelength conversion layer 21 has a first surface 21 a bonded to the solid state detector 20 via a bonding agent layer 25, and a second surface 21 b connected to the support 22 via a bonding agent layer 26. It is joined.
  • the bonding agent layers 25 and 26 are made of an acrylic material.
  • the support 22 is formed by laminating an antistatic resin film 22 a and a light reflection layer 22 b, and the light reflection layer 22 b is bonded to the wavelength conversion layer 21 via the bonding agent layer 26.
  • the antistatic resin film 22a is a resin film that does not locally charge static electricity and makes it possible to make the charge uniform.
  • An antistatic agent kneaded into the resin film (antistatic agent kneaded type) ) Or the resin film itself has an antistatic effect (continuous antistatic type).
  • the surface specific resistance value of the antistatic resin film 22a is preferably 10 6 ⁇ or more and 10 9 ⁇ or less.
  • the surface resistivity is measured according to JIS. The surface resistance measurement method described in K6911-1995 is used.
  • the antistatic agent kneading type is, for example, a water-soluble antistatic agent (surfactant) and an oil-based plastic that are forcibly mixed and dispersed, and the antistatic agent floats on the surface of the plastic due to the bleed phenomenon. is there.
  • One continuous antistatic type is, for example, a mixture of a special metal ion binding resin, a metallocene-catalyzed polyethylene and a polymer.
  • the light reflecting layer 22b is obtained by dispersing a light reflecting material such as alumina fine particles in a resin such as acryl, and the light generated by the wavelength conversion layer 21 and propagating toward the support 22 side is a solid state detector. Reflects on the 20 side.
  • the edge pasting member 23 is made of resin or the like.
  • the thickness of the edge pasting member 23 is desirably 5 ⁇ m or more and 500 ⁇ m or less.
  • the edge pasting member 23 is, for example, a cured film of a silicone polymer and polyisocyanate.
  • silicone-based polymer these are alternately formed by condensation reaction or polyaddition reaction of a component having a polysiloxane unit (polymer, prepolymer, or monomer) and another component (polymer, prepolymer, or monomer), Polymers attached to blocks or pendants are used. Examples thereof include polyurethane having a polysiloxane unit, polyurea having a polysiloxane unit, polyester having a polysiloxane unit, and an acrylic resin having a polysiloxane unit.
  • polyisocyanates various polyisocyanate monomers, polyols such as TMP (trimethylolpropane) and adducts of (poly) isocyanates such as TDI (tolylene diisocyanate), dimers of TDI or trimers of TDI and HMDI
  • TDI tolylene diisocyanate
  • dimers of TDI or trimers of TDI and HMDI A polymer such as a polymer of (hexamethylene diisocyanate), a compound such as an isocyanato prepolymer obtained by a reaction of polyisocyanate and polyfunctional hydroxyl or amine compound or polyisocyanate and hydroxy polyether or polyester is used.
  • the mixing ratio of the silicone polymer to the polyisocyanate is generally 99: 1 to 10:90 (polymer: polyisocyanate) by weight, preferably 95: 5 to 20:80, and more preferably 90:10 to 70:30 is preferred.
  • the edge pasting member 23 may be formed of a conductive material.
  • conductive fine particles such as SnO 2 : Sb and ZnO, and carbon clusters such as carbon black, fullerene, and carbon nanotube are mixed with the polymer.
  • the surface specific resistance value of the edge pasting member 23 is desirably 10 8 ⁇ or less.
  • the wavelength conversion layer 21 is formed by dispersing phosphor particles 27 such as GOS (Gd 2 O 2 S: Tb) in a binder (binder) 28 such as a resin.
  • phosphor particles 27 such as GOS (Gd 2 O 2 S: Tb)
  • binder 28 such as a resin.
  • a 2 O 2 S: X (where A is any one of Y, La, Gd, and Lu, and X is any one of Eu, Tb, and Pr)
  • grains represented by these are used.
  • a 2 O 2 S: X containing Ce or Sm as a coactivator may be used, and further, a mixed crystal phosphor may be used.
  • a release agent layer 41 is formed by applying a release agent such as silicone on the surface of a temporary support 40 formed of a resin such as polyethylene terephthalate (PET).
  • a release agent such as silicone
  • a phosphor coating liquid in which phosphor particles 27 are dispersed in a solution of binder 28 (binder solution) is applied onto the release agent layer 41 using a doctor blade or the like and dried.
  • the wavelength conversion layer 21 is formed as a phosphor sheet.
  • a light reflecting layer 22b is formed by applying a coating liquid in which a light reflecting material is dispersed to the surface of the antistatic resin film 22a using a doctor blade or the like and drying it. To do. Thereby, the above-mentioned support body 22 is formed.
  • a first pressure-sensitive adhesive sheet 43 is formed by laminating the first release film 42a, the bonding agent layer 26, and the second release film 42b in this order. 1 peel film 42a is peeled off, and the bonding agent layer 26 is bonded onto the light reflecting layer 22b of the support 22 as shown in FIG. 6C.
  • the bonding agent layer 26 is formed of an acrylic adhesive, and the first and second release films 42a and 42b are formed of a PET liner.
  • the wavelength conversion layer 21 created in the step of FIG. 5 (B) is peeled from the temporary support 40.
  • the second release film 42 b is peeled off, and the wavelength conversion layer 21 is joined to the surface of the bonding agent layer 26. Thereby, the wavelength conversion layer 21 is bonded to the support 22 via the bonding agent layer 26.
  • a second pressure-sensitive adhesive sheet 45 is formed by laminating a first release film 44a, a bonding agent layer 25, and a second release film 44b in this order. 1 peeling film 44a is peeled, and the bonding agent layer 25 is bonded onto the wavelength conversion layer 21 as shown in FIG.
  • the radiation conversion sheet 46 created in the above process is cut into a specified size, and as shown in FIG. 7C, the edge pasting member 23 is used on the peripheral side surface of the cut radiation conversion sheet 46 using a dispenser. Coating.
  • the second release film 44b is peeled off, and the wavelength conversion layer 21 is bonded to the surface of the solid detector 20 separately manufactured by a semiconductor process via the bonding agent layer 25.
  • dust on the surface of the bonding agent layer 25 is removed by an ionizer, and the radiation conversion sheet 46 and the solid detector 20 are passed through the bonding agent layer 25 by a bonding machine.
  • the solid state detector 20 is bonded to the wavelength conversion layer 21 by pressing with a roller from the back surface of the solid state detector 20.
  • the radiological image detection apparatus 12 is completed through the above steps.
  • radiation is emitted from the radiation source 11 toward the subject 15. Radiation that passes through the subject 15 and carries a radiographic image of the subject 15 enters the radiological image detection device 12 from the solid detector 20 side. The radiation incident on the radiation image detection device 12 passes through the solid detector 20 and enters the wavelength conversion layer 21 from the first surface 21a. In the wavelength conversion layer 21, incident radiation is converted into visible light.
  • Visible light converted by the wavelength conversion layer 21 enters the solid state detector 20.
  • the light propagating toward the support 22 side is reflected to the solid detector 20 side by the light reflection layer 22b.
  • photoelectric conversion is performed, and signal charges generated by the photoelectric conversion are read out to the pixels 30.
  • the solid state detector 20 converts each signal charge for one screen into image data and outputs it.
  • the image data output from the solid state detector 20 is input to the control processing device 13, subjected to signal processing in the control processing device 13, and then input to the console 14.
  • the console 14 displays an image based on the input image data.
  • the edge pasting member 23 is formed with resin or a conductive material, you may form with the material which has antistatic property similarly to the antistatic resin film 22a. Thereby, the antistatic performance which prevents local electrification improves more.
  • the antistatic agent kneaded type or continuous antistatic type antistatic resin film 22a is used.
  • the charging is configured by laminating a resin film having no antistatic property and an antistatic layer.
  • An anti-resin film may be used.
  • a radiation image detection apparatus 50 shown in FIG. 8 is used as a second embodiment.
  • the wavelength conversion layer 21 is supported by the support body 51 via the bonding agent layer 26.
  • the configuration other than the support 51 is the same as that of the first embodiment.
  • the support 51 is formed by laminating a resin film 51a, a light reflection layer 51b, and an antistatic layer 51c.
  • the resin film 51a is formed of a resin such as PET that does not have antistatic properties.
  • the light reflection layer 51b is bonded to the wavelength conversion layer 21 side of the resin film 51a and has the same configuration as the light reflection layer 22b of the first embodiment.
  • the antistatic layer 51c is a layer formed by applying or vapor-depositing an antistatic material or a conductive material on the surface of the resin film 51a opposite to the wavelength conversion layer 21.
  • the surface specific resistance value of the antistatic layer 51c is 10 6 ⁇ or more and 10 9 ⁇ or less.
  • the material for the antistatic layer 51c it is preferable to use a conductive material whose main component is an atom having an atomic number of 20 to 31 from the viewpoint of preventing backscattering of radiation.
  • a conductive material whose main component is an atom having an atomic number of 20 to 31 from the viewpoint of preventing backscattering of radiation.
  • Cu copper
  • the backscattering is incident on the wavelength conversion layer 21 from the solid-state detector 20 side, and radiation that has not been converted by the wavelength conversion layer 21 is incident on the support 51. This is a phenomenon that the light is scattered on the opposite side and returns to the wavelength conversion layer 21. Light emission is caused again by the radiation that has returned to the wavelength conversion layer 21 due to this backscattering, which causes blurring of the image.
  • the conductive material mainly composed of atoms having an atomic number of 20 to 31 is 50% of the weight of the material composed of one atom having the atomic number of 20 to 31 with respect to the weight of the antistatic material 51c.
  • atoms with atomic numbers 20 to 31 have a K edge outside the range of the radiation generation energy band (Cu K edge is 8.98 keV). In comparison, characteristic X-rays are less likely to be generated, and the amount of backscattered radiation generated is small.
  • FIG. 9 is a graph showing the dependence of the backscattered X-ray dose on the atomic number obtained by the applicant through experiments. From this experimental data, it can be seen that Cu of atomic number 29 has the smallest backscattered X-ray dose and is most suitable as an atom for the backscattering prevention unit.
  • the material of the antistatic layer 51c is not limited to the main component of one atom having an atomic number of 20 to 31, and may be a main component of two or more atoms having an atomic number of 20 to 31.
  • the material of the antistatic layer 51c is preferably one whose atomic number is any one of 24, 26, 28, 29, 30 or two or more.
  • iron (Fe: atomic number 26) and chromium (Cr: atomic number 24), or iron (Fe: atomic number 26), chromium (Cr: atomic number 24) and nickel (Ni: atomic number 28) are the main components.
  • the material of the antistatic layer 51c mainly composed of two or more atoms having an atomic number of 20 to 31 is the weight of the material composed of two or more atoms having an atomic number of 20 to 31 of the antistatic material 51c.
  • the antistatic layer 51c is mainly composed of atoms having atomic numbers of 20 to 31, in addition to the antistatic effect, the anti-backscattering effect can be obtained. Images can be obtained. Further, the antistatic layer 51c also has an effect of shielding (absorbing) backscattered rays from the control processing device 13 and the like disposed on the back side (opposite to the radiation incidence) of the radiation image detection device 50. Furthermore, since the atoms with atomic numbers 20 to 31 have excellent thermal conductivity, the antistatic layer 51c has high heat dissipation and also acts to shield the heat radiated from the control processing device 13 or the like.
  • the elastic modulus (Young's modulus) of the support 51 is increased, so that the composite elastic modulus in the state where the wavelength conversion layer 21 is bonded to the support 51 is high. Become.
  • this composite elastic modulus is high, the adhesiveness when the wavelength conversion layer 21 is bonded to the solid detector 20 is lowered. Therefore, the composite elastic modulus between the wavelength conversion layer 21 and the support 51 is the elasticity of the solid detector 20. Preferably it is lower than the rate.
  • the composite elastic modulus can be obtained based on the composite law of Young's modulus.
  • a powder of a conductive material (preferably an atom having an atomic number of 20 to 31) is applied to a binder of an organic compound (silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyurethane resin, etc.).
  • the antistatic layer 51c may be formed by dispersing.
  • a radiation image detection device 60 shown in FIG. 10 is used as a third embodiment.
  • the wavelength conversion layer 21 is supported by the support body 61 via the bonding agent layer 26.
  • the configuration other than the support 61 is the same as that of the first embodiment.
  • the support 61 includes a resin film 61a, a light reflecting layer 61b, a first antistatic layer 61c, and a second antistatic layer 61d.
  • the light reflection layer 61b, the second antistatic layer 61d, the resin film 61a, and the first antistatic layer 61c are laminated in this order from the incident side of the radiation incident from the radiation source 11 at the time of imaging.
  • the resin film 61a is formed of a resin such as PET that does not have antistatic properties.
  • the light reflecting layer 61 b is bonded to the wavelength conversion layer 21 through the bonding agent layer 26.
  • the first antistatic layer 61c is a layer formed by applying or vapor-depositing an antistatic material or a conductive material on the surface opposite to the wavelength conversion layer 21 of the resin film 61a.
  • the second antistatic layer 61d is a layer formed by applying or vapor-depositing an antistatic material or a conductive material on the surface of the resin film 61a on the wavelength conversion layer 21 side.
  • a light reflecting layer 61b is formed on the second antistatic layer 61d.
  • the first antistatic layer 61c is formed of a conductive material whose main component is an atom having an atomic number greater than 31 and high radiation shielding properties. Examples of this atom include lead (Pb), tungsten (W), tantalum (Ta), and the like.
  • One second antistatic layer 61d is made of the same material as the antistatic layer 51c of the second embodiment (a conductive material mainly composed of one atom having an atomic number of 20 to 31 (for example, copper (Cu)). Or a conductive material mainly composed of two or more atoms having an atomic number of 20 to 31). These conductive materials are in a powder form and are dispersed in a binder of an organic compound (silicone resin, epoxy resin, acrylic resin, polyurethane resin, or the like).
  • the second antistatic layer 61d has little backscattering and high backscattering prevention properties, but has low shielding properties against high energy components of radiation.
  • the first antistatic layer 61c generates a relatively large amount of backscattering and has a low backscattering prevention property, but has an excellent shielding property against high energy components of radiation. For this reason, the radiation that has entered the radiation image detection device 60 at the time of imaging and has passed through the wavelength conversion layer 21 enters the second antistatic layer 61d, and the backscattering that occurs in the second antistatic layer 61d is small.
  • the high energy component of the radiation passes through the second antistatic layer 61d and enters the first antistatic layer 61c.
  • the first antistatic layer 61c shields incident radiation, but generates backscattered rays. Since the backscattered rays are low energy (mainly characteristic X-rays), they are shielded by the second antistatic layer 61d.
  • the first and second antistatic layers 61c and 61d cause less backscattering to the wavelength conversion layer 21, prevent re-emission (unintentional emission) in the wavelength conversion layer 21, and control processing device 13.
  • the radiation which goes to is shielded and the damage of the control processing apparatus 13 by a radiation is suppressed.
  • the antistatic property and the heat radiation property are further improved in addition to the backscattering prevention property and the radiation shielding property.
  • the second antistatic layer 61d By arranging the second antistatic layer 61d closer to the wavelength conversion layer 21 (preferably, so as to be in contact with it), the backscattered rays from the first antistatic layer 61c and the control processing device 13 are reduced. It is possible to prevent the light from entering the wavelength conversion layer 21 through the outside of the second antistatic layer 61d.
  • the first antistatic layer 61c is made of only a conductive material mainly composed of atoms having a large atomic number, the weight of the support 61 is large.
  • the first antistatic layer 61c may be formed by mixing with small atoms.
  • the radiation image detection device 70 of the fourth embodiment is provided with a third antistatic layer 71 on the radiation incident side surface of the solid state detector 20 in addition to the configuration of the third embodiment. is there.
  • the third antistatic layer 71 is made of the same material as the antistatic layer 51c of the second embodiment.
  • the third antistatic layer 71 is preferably formed as thin and as uniform as possible because the radiation incident on the wavelength conversion layer 21 passes therethrough.
  • the solid state detector 20 is prevented from being charged.
  • the solid detector 20 is formed using an alkali-free glass substrate, but it can also be formed using a heat-resistant resin substrate. Since the resin substrate is easily charged, this embodiment is suitable when the solid state detector 20 is formed using a resin substrate.
  • a potential difference is generated between the first and second antistatic layers 61c and 61d provided on the support 61 and the third antistatic layer 71 provided on the solid state detector 20, and an electric field is generated. Therefore, as shown in FIG. 12, it is preferable that the first to third antistatic layers 61c, 61d, 71 are all connected to the ground potential and set to the same potential.
  • the first and second antistatic layers 61c and 61d may be connected to the ground potential via the edge pasting member 23 as shown in FIG. Good. Since the edge pasting member 23 is connected to the first and second antistatic layers 61c, 61d, the first to third antistatic layers 61c, 61d, 71 have the same potential.
  • the first to third antistatic layers 61c, 61d and 71 have the same potential.
  • an antistatic layer may be provided on the surface of the solid state detector 20. Also in this case, it is preferable that each antistatic layer has the same potential.
  • the resin film 61a and the first and second antistatic layers 61c and 61d are formed of the second antistatic layer 61d, the resin film 61a, and the first antistatic layer 61c from the radiation incident side.
  • the resin film 61a, the second antistatic layer 61d, and the first antistatic layer 61c are arranged in this order from the radiation incident side.
  • Other configurations such as materials of the first and second antistatic layers 61c and 61d are the same as those in the third embodiment.
  • the resin film 61a is sandwiched between the first and second antistatic layers 61c and 61d and has a structure like a capacitor, charges are easily accumulated (easily charged), and the solid state detector 20
  • the first and second antistatic layers 61c and 61d are in contact with each other, the chargeability is low and the solid detector 20 is affected. Can be suppressed.
  • first and second antistatic layers 61 c and 61 d may be connected to the ground potential via the edge pasting member 23.
  • the wavelength conversion layer is bonded to the support via the bonding agent layer, but the wavelength conversion layer and the support may be directly bonded by heat compression.
  • the wavelength conversion layer is bonded to the solid state detector via the bonding agent layer.
  • the wavelength conversion layer may be pressed so as to be in direct contact with the solid state detector.

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Abstract

放射線の吸収損失を生じさせずに帯電を防止することを可能とする放射線画像検出装置を提供する。放射線画像検出装置は、放射線の入射する側から、固体検出器２０、波長変換層２１、支持体２２の順番に配列されている。波長変換層２１は、固体検出器２０を透過した放射線を可視光に変換する。固体検出器２０は、この可視光を検出して画像データを生成する。支持体２２は、光反射層２２ｂと帯電防止樹脂フィルム２２ａとを有する。帯電防止樹脂フィルム２２ａは、摩擦等による支持体２２の帯電を防止する。

Description

放射線画像検出装置
　本発明は、放射線を波長変換層（蛍光体層）により光に変換して放射線画像を検出する放射線画像検出装置に関する。
　医療分野などにおいて、被写体にＸ線などの放射線を照射し、被写体を透過した放射線を検出することにより被写体の放射線画像を検出する放射線画像検出装置が各種実用化されている。このような放射線画像検出装置として、放射線の入射に応じて電荷を生成し、この電荷を電圧に変換して放射線画像を表す画像データを生成する電気読取方式のものが普及している。
　この電気読取方式の放射線画像検出装置としては、放射線をセレン等の半導体層により直接電荷に変換する直接変換方式のものや、放射線を波長変換層により一旦光に変換し、その光を、フォトダイオードなどを有する固体検出器によって電荷に変換する間接変換方式のものがある。
　波長変換層は、放射線を可視光に変換する蛍光体を含む。この蛍光体は、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等の粒子（以下、蛍光体粒子という）や、ＣｓＩ：Ｔｌなどの柱状結晶である。粒子構造の波長変換層は、柱状結晶構造の波長変換層と比べて製造が容易であり安価であることから、広く用いられている。粒子構造の波長変換層は、蛍光体粒子を樹脂などのバインダ（結合剤）に分散させたものである。
　波長変換層のうち、粒子構造の波長変換層は、一般に樹脂材料で形成された基板上に形成される。この基板は帯電が生じやすく、帯電が生じるとノイズが画像データに重畳され、画像にムラが生じる恐れがある。このような画像ムラは、医療診断においては診断の精度を低下させる恐れがあるため、重要な問題である。特に、放射線画像検出装置を可搬型とした電子カセッテでは、その運搬時の振動や、被写体（患者）からの荷重等で生じる振動により、基板が他の部材と接触して摩擦が生じるため、より一層帯電が生じやすい。
　これに関連して、特許文献１に記載の放射線画像検出装置では、波長変換層を被覆する樹脂材料で形成された防湿体に金属薄膜を形成し、この金属薄膜を一定電位（例えば、グランド電位）としている。
特開２００９－１２８０２３号公報
　しかしながら、特許文献１に記載の放射線画像検出装置では、放射線が金属薄膜を介して波長変換層に入射するため、金属薄膜で放射線の吸収損失が生じる恐れがある。さらに金属薄膜の厚みにムラがある場合には、このムラが被写体の放射線画像に重畳されるという問題がある。また、この金属薄膜は、外部からの電磁ノイズの侵入を抑えるための電磁シールドとして機能するものであり、厳密には帯電を防止するものではない。
　本発明は、放射線の吸収損失を生じさせずに帯電を防止することを可能とする放射線画像検出装置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、本発明の放射線画像検出装置は、放射線を光に変換する波長変換層と、この波長変換層を支持する支持体と、光を検出して画像データを生成する固体検出器とを備えた放射線画像検出装置において、固体検出器、波長変換層、支持体が、撮影時に放射線の入射する側から、固体検出器、波長変換層、支持体の順番に配置され、支持体は、帯電防止性を有する。
　支持体は、帯電防止樹脂フィルムを有することが好ましい。帯電防止樹脂フィルムの表面固有抵抗値は、１０６Ω以上かつ１０９Ω以下であることが好ましい。
　支持体は、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの波長変換層とは反対側に形成された帯電防止層とを有することが好ましい。帯電防止層は、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料により形成されていることが好ましい。特に、帯電防止層は、原子番号が２４、２６、２８、２９、３０のいずれか１つ、または２つ以上を主成分とする導電材料により形成されていることが好ましい。
　支持体は、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの波長変換層とは反対側に形成された第１の帯電防止層と、樹脂フィルムの波長変換層側に形成された第２の帯電防止層とを有することが好ましい。
　また、支持体は、樹脂フィルムと、樹脂フィルムの波長変換層とは反対側に形成された第１及び第２の帯電防止層とを有し、第１及び第２の帯電防止層は、樹脂フィルム側から、第２の帯電防止層、第１の帯電防止層の順番に配置されていてもよい。
　第１の帯電防止層は、原子番号が３１より大きい原子を主成分とする導電材料により形成され、第２の帯電防止層は、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料により形成されていることが好ましい。特に、第２の帯電防止層は、原子番号が２４、２６、２８、２９、３０のいずれか１つ、または２つ以上を主成分とする導電材料により形成されていることが好ましい。
　波長変換層と支持体との複合弾性率は、固体検出器の弾性率より低いことが好ましい。各導電材料は、粉末状であり、かつ、バインダに分散されていることが好ましい。
　固体検出器の波長変換層とは反対側に第３の帯電防止層を備えてもよい。この場合、第１の帯電防止層、第２の帯電防止層、及び第３の帯電防止層は、それぞれグランド電位に接続されていることが好ましい。
　波長変換層の周縁の側面を覆うように、帯電防止性を有する縁貼り部材を備えることが好ましい。この場合、第１の帯電防止層及び第２の帯電防止層は、縁貼り部材を介してグランド電位に接続されていることが好ましい。
　波長変換層は、蛍光体粒子がバインダに分散されたものであることが好ましい。蛍光体粒子は、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘにより形成されており、Ａは、Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちいずれか１つ、Ｘは、Ｅｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか１つであることが好ましい。
　支持体は、波長変換層が生成した光を反射する光反射層を有し、かつ、光反射層が波長変換層に接合されていることが好ましい。
　本発明の放射線画像検出装置によれば、放射線の入射側から、固体検出器、波長変換層、支持体がこの順に配列され、かつ、支持体が帯電防止性を有するので、放射線の吸収損失を生じさせずに帯電を防止することができる。
放射線画像撮影システムの構成を示す説明図である。 放射線画像検出装置の斜視図である。 固体検出器の構成を示す説明図である。 放射線画像検出装置の断面図である。 放射線画像検出装置の第１製造工程図である。 放射線画像検出装置の第２製造工程図である。 放射線画像検出装置の第３製造工程図である。 第２実施形態の放射線画像検出装置を示す断面図である。 後方散乱Ｘ線量の原子番号に対する依存性を示すグラフである。 第３実施形態の放射線画像検出装置を示す断面図である。 第４実施形態の放射線画像検出装置を示す断面図である。 第４実施形態の放射線画像検出装置の第１のグランド電位接続形態を示す断面図である。 第４実施形態の放射線画像検出装置の第２のグランド電位接続形態を示す断面図である。 第５実施形態の放射線画像検出装置を示す断面図である。
（第１実施形態）
　図１において、放射線画像撮影システム１０は、放射線源１１、放射線画像検出装置１２、制御処理装置１３、コンソール１４を備えている。放射線源１１は、被写体１５に向けて放射線（Ｘ線）を射出する。放射線画像検出装置１２は、被写体１５を透過した放射線を検出し、その放射線に担持された被写体１５の放射線画像を表す画像データを生成して出力する。
　制御処理装置１３は、コンソール１４からの制御信号に基づいて放射線画像検出装置１２を駆動するとともに、放射線画像検出装置１２から出力された画像データに所定の信号処理を施す。コンソール１４は、操作装置及び表示装置（いずれも図示せず）を有しており、ユーザの操作装置の操作に応じて制御信号を生成し、制御処理装置１３する。また、コンソール１４は、制御処理装置１３により信号処理の施された画像データに基づいて放射線画像を表示装置に表示する。
　放射線画像検出装置１２及び制御処理装置１３は、筐体１６に収納され、いわゆる電子カセッテを構成している。筐体１６内に、画像データを記憶する画像メモリや、各部に電源供給を行うバッテリを収納してもよい。
　図２において、放射線画像検出装置１２は、固体検出器２０、波長変換層２１、支持体２２、縁貼り部材２３により構成されている。固体検出器２０、波長変換層２１、支持体２２は、放射線源１１側からこの順に積層されている。放射線源１１から射出され被写体１５を透過した放射線は、固体検出器２０を透過して波長変換層２１に入射する。
　波長変換層２１は、撮影時に入射した放射線を、より波長の長い光（可視光）に変換する蛍光体層（シンチレータ）である。固体検出器２０は、波長変換層２１により変換された可視光を検出して放射線画像を表す画像データを生成する。縁貼り部材２３は、波長変換層２１及び支持体２２の周縁の側面を覆っている。
　図３において、固体検出器２０は、画素３０、走査線３１、データ線３２、ゲートドライバ３３、積分アンプ３４、Ａ／Ｄ変換器３５を備える。画素３０は、フォトダイオード３０ａとＴＦＴスイッチ３０ｂにより構成され、Ｘ－Ｙ方向に２次元状に多数配列されている。走査線３１は、Ｘ方向に並ぶ画素３０の行毎に設けられ、ＴＦＴスイッチ３０ｂを駆動するための走査信号が印加される。データ線３２は、Ｙ方向に並ぶ画素３０の列毎に設けられ、フォトダイオード３０ａに蓄積され、ＴＦＴスイッチ３０ｂを介して読み出された信号電荷が流れる。
　フォトダイオード３０ａは、波長変換層２１により生成された可視光を受けて信号電荷を発生し蓄積する。ＴＦＴスイッチ３０ｂは、走査線３１とデータ線３２との各交点に対応して設けられており、フォトダイオード３０ａと接続されている。
　ゲートドライバ３３は、各走査線３１の一端に接続されており、走査線３１に順に走査信号を印加する。積分アンプ３４は、各データ線３２の一端に接続されており、データ線３２に流れる信号電荷を積算して、積算電荷に対応する電圧を出力する。Ａ／Ｄ変換器３５は、各積分アンプ３４の出力側に設けられており、積分アンプ３４により出力された電圧をデジタル信号に変換する。積分アンプ３４とＡ／Ｄ変換器３５との間には、電圧アンプやマルチプレクサなどが設けられるが、簡略化のため図示を省略している。Ａ／Ｄ変換器３５から出力された全画素分のデジタル信号により画像データが構成される。
　図４において、波長変換層２１は、第１の面２１ａが接合剤層２５を介して固体検出器２０に接合されており、第２の面２１ｂが接合剤層２６を介して支持体２２に接合されている。接合剤層２５，２６は、アクリル系の材料により形成されている。支持体２２は、帯電防止樹脂フィルム２２ａと光反射層２２ｂとが積層されたものであり、光反射層２２ｂが接合剤層２６を介して波長変換層２１と接合されている。
　帯電防止樹脂フィルム２２ａは、静電気を局所的に帯電させず、電荷を均一化することを可能とする樹脂フィルムであり、帯電防止剤が樹脂フィルムに練り込まれたもの（帯電防止剤練り込みタイプ）、または、樹脂フィルム自体が帯電防止効果を有するもの（持続型帯電防止タイプ）である。帯電防止樹脂フィルム２２ａの表面固有抵抗値は、１０６Ω以上で、かつ１０９Ω以下であることが好ましい。なお、表面固有抵抗の測定は、ＪＩＳ
　Ｋ６９１１－１９９５に記載の表面抵抗の測定方法で行う。
　帯電防止剤練り込みタイプは、例えば、水溶性の帯電防止剤（界面活性剤）と油系のプラスチックを強制的に混合分散し、ブリード現象により帯電防止剤をプラスチックの表面に浮き上がらせたものである。一方の持続型帯電防止タイプは、例えば、特殊な金属イオン結合樹脂とメタロセン触媒重合ポリエチレンとポリマーとを混ぜたものである。
　光反射層２２ｂは、アクリル等の樹脂にアルミナ微粒子等の光反射性物質を分散させたものであり、波長変換層２１が発生し、支持体２２側に向かって伝播してきた光を固体検出器２０側に反射する。
　縁貼り部材２３は、樹脂などから形成される。縁貼り部材２３の厚さは、５μｍ以上５００μｍ以下が望ましい。縁貼り部材２３は、例えば、シリコーン系ポリマーとポリイソシアネートの硬化皮膜である。
　シリコーン系ポリマーとしては、主としてポリシロキサン単位を有する成分（ポリマー、プレポリマー、またはモノマー）と、他の成分（ポリマー、プレポリマー、またはモノマー）との縮合反応あるいは重付加反応により、これらが交互、ブロックあるいはペンダントに結合したポリマーが用いられる。例えば、ポリシロキサン単位を有するポリウレタン、ポリシロキサン単位を有するポリウレア、ポリシロキサン単位を有するポリエステル、ポリシロキサン単位を有するアクリル樹脂が挙げられる。
　ポリイソシアネートとしては、各種ポリイソシアネート単量体、ＴＭＰ（トリメチロールプロパン）等のポリオールとＴＤＩ（トリレンジイソシアネート）等（ポリ）イソシアネートの付加体、ＴＤＩの二量体あるいはＴＤＩの三量体とＨＭＤＩ（ヘキサメチレンジイソシアネート）の重合体などの重合体、ポリイソシアネートと多官能性ヒドロキシルあるいはアミン化合物又はポリイソシアネートとヒドロキシポリエーテルあるいはポリエステルとの反応により得られるイソシアネトープレポリマー等の化合物が用いられる。シリコーン系ポリマーとポリイソシアネーとの混合比は、重量比で９９：１～１０：９０（ポリマー：ポリイソシアネート）が一般的であり、９５：５～２０：８０が好ましく、さらに９０：１０～７０：３０が好ましい。
　縁貼り部材２３は、導電性を有する材料で形成してもよい。例えば、ポリマーに、ＳｎＯ２：Ｓｂ、ＺｎＯなどの導電性微粒子や、カーボンブラック、フラーレン、カーボンナノチューブ等のカーボンクラスターを混合する。この場合、縁貼り部材２３の表面固有抵抗値は１０８Ω以下であることが望ましい。
　波長変換層２１は、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等の蛍光体粒子２７を樹脂などのバインダ（結合剤）２８に分散させることにより形成されている。蛍光体粒子２７を球状に図示しているが、実際には、各蛍光体粒子２７は、歪な多角形状である。
　蛍光体粒子２７としては、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘ（ただし、Ａは、Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちいずれか１つ、Ｘは、Ｅｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか１つ）で表される粒子を用いる。また、蛍光体粒子２７として、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘに共付活剤としてＣｅまたはＳｍを含めたものを用いてもよく、さらに、混晶系の蛍光体を用いてもよい。
　次に、図５を用いて、放射線画像検出装置１２の製造方法を説明する。まず、図５（Ａ）において、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などの樹脂で形成された仮支持体４０の表面にシリコーン系等の離型剤を塗布することにより離型剤層４１を形成する。
　次に、図５（Ｂ）において、バインダ２８の溶液（結合剤溶液）に蛍光体粒子２７を分散させた蛍光体塗布液を離型剤層４１上にドクターブレード等を用いて塗布し、乾燥させることにより、波長変換層２１が蛍光体シートとして形成される。
　続いて、図６（Ａ）において、光反射性物質を分散させた塗布液を、帯電防止樹脂フィルム２２ａの表面にドクターブレード等を用いて塗布し、乾燥させることにより、光反射層２２ｂを形成する。これにより、前述の支持体２２が形成される。
　図６（Ｂ）において、第１の剥離フィルム４２ａ、接合剤層２６、第２の剥離フィルム４２ｂの順に積層してなる第１の粘着シート４３を形成し、この第１の粘着シート４３から第１の剥離フィルム４２ａを剥離して、図６（Ｃ）に示すように、接合剤層２６を支持体２２の光反射層２２ｂ上に接合する。接合剤層２６は、アクリル系の粘着剤により形成されており、第１及び第２の剥離フィルム４２ａ，４２ｂは、ＰＥＴライナーにより形成されている。
　続いて、図５（Ｂ）の工程で作成した波長変換層２１を仮支持体４０から剥離する。図６（Ｄ）において、第２の剥離フィルム４２ｂを剥離し、接合剤層２６の表面に波長変換層２１を接合する。これにより、波長変換層２１が接合剤層２６を介して支持体２２に接合される。
　図７（Ａ）において、第１の剥離フィルム４４ａ、接合剤層２５、第２の剥離フィルム４４ｂの順に積層してなる第２の粘着シート４５を形成し、この第２の粘着シート４５から第１の剥離フィルム４４ａを剥離して、図７（Ｂ）に示すように、接合剤層２５を波長変換層２１上に接合する。
　以上の工程で作成された放射線変換シート４６を規定のサイズに裁断し、図７（Ｃ）に示すように、裁断後の放射線変換シート４６の周縁の側面に、ディスペンサを用いて縁貼り部材２３を被覆する。
　この後、第２の剥離フィルム４４ｂを剥離し、別途半導体プロセスにより製造された固体検出器２０の表面に、接合剤層２５を介して波長変換層２１を接合する。第２の剥離フィルム４４ｂを剥離する際に、イオナイザーで接合剤層２５の表面のゴミを取り除いたうえで、貼り合わせ機により、放射線変換シート４６と固体検出器２０とを接合剤層２５を介して貼り合わせ、固体検出器２０の裏面からローラーで押圧することにより、固体検出器２０を波長変換層２１に接合させる。以上の工程で、放射線画像検出装置１２が完成する。
　次に、放射線画像撮影システム１０の作用を説明する。まず、放射線源１１から放射線が被写体１５に向けて射出される。被写体１５を透過して被写体１５の放射線画像を担持した放射線が固体検出器２０の側から放射線画像検出装置１２に入射する。放射線画像検出装置１２に入射した放射線は、固体検出器２０を透過して波長変換層２１に第１の面２１ａから入射する。波長変換層２１では、入射した放射線が可視光に変換される。
　波長変換層２１により変換された可視光は、固体検出器２０に入射する。波長変換層２１で変換された可視光のうち、支持体２２側に向かって伝播した光は、光反射層２２ｂにより固体検出器２０側に反射される。固体検出器２０では、光電変換が行われ、光電変換で生成された信号電荷が画素３０に読み出される。固体検出器２０は、１画面分の各信号電荷を画像データに変換して出力する。
　固体検出器２０から出力された画像データは、制御処理装置１３に入力され、制御処理装置１３において信号処理が施された後、コンソール１４に入力される。コンソール１４では、入力された画像データに基づいて画像表示が行われる。
　本実施形態では、支持体２２が他の部材と接触することにより生じた静電気は、帯電防止樹脂フィルム２２ａの表面固有抵抗値が低いことにより、帯電防止樹脂フィルム２２ａ内で移動して電荷が均一化されるため、支持体２２内での局所的な帯電が防止される。また、帯電防止樹脂フィルム２２ａは、波長変換層２１の固体検出器２０側ではなく、支持体２２に設けられているため、放射線が通過せず、放射線の吸収損失を生じさせない。このため、放射線画像撮影システム１０では、画像ムラが少なく良好な画像表示が行われる。
　なお、上記実施形態では、縁貼り部材２３を樹脂や導電材料で形成しているが、帯電防止樹脂フィルム２２ａと同様に、帯電防止性を有する材料で形成してもよい。これにより、局所的な帯電を防止する帯電防止性能がより向上する。
（第２実施形態）
　第１実施形態では、帯電防止剤練り込みタイプまたは持続型帯電防止タイプの帯電防止樹脂フィルム２２ａを用いているが、帯電防止性のない樹脂フィルムと帯電防止層とを積層することにより構成した帯電防止樹脂フィルムを用いてもよい。
　第２実施形態として、図８に示す放射線画像検出装置５０を用いる。波長変換層２１は、接合剤層２６を介して支持体５１により支持されている。支持体５１以外の構成は、第１実施形態と同一である。
　支持体５１は、樹脂フィルム５１ａ、光反射層５１ｂ、帯電防止層５１ｃが積層されたものである。樹脂フィルム５１ａは、帯電防止性を持たないＰＥＴ等の樹脂で形成されている。光反射層５１ｂは、樹脂フィルム５１ａの波長変換層２１側に接合されており、第１実施形態の光反射層２２ｂと同一構成である。帯電防止層５１ｃは、帯電防止材料または導電材料を、樹脂フィルム５１ａの波長変換層２１とは反対側の面に塗布または蒸着して形成した層である。帯電防止層５１ｃの表面固有抵抗値は、１０６Ω以上で、かつ１０９Ω以下である。
　帯電防止層５１ｃの材料として、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料を用いることが放射線の後方散乱防止の観点から好ましく、例えば、銅（Ｃｕ）を用いる。後方散乱とは、固体検出器２０側から波長変換層２１に入射し、波長変換層２１で変換しきれなかった放射線が支持体５１に入射し、支持体５１において、放射線が入射した側とは反対側に散乱されて波長変換層２１に戻るという現象である。この後方散乱で波長変換層２１に戻った放射線により再度発光が生じるため、画像のボケの原因となる。なお、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料とは、原子番号が２０～３１の１つの原子からなる材料の重量が、帯電防止材料５１ｃの重量に対して、５０％を越え、かつ１００％以下の材料を言うものである。
　従来は、後方散乱防止用の材料として、原子番号が８２の鉛（Ｐｂ）や原子番号が７４のタングステン（Ｗ）など、原子番号の大きな原子を主成分とする材料が用いられてきた。しかし、原子番号の大きな原子は、放射線の吸収能が高いため、放射線の散乱は少ないが、その吸収エネルギースペクトルは、放射線源１１で通常用いられる放射線の発生エネルギー帯（４０～１４０ｋｅＶｐ）にＫエッジ（Ｐｂでは８８ｋｅＶ、Ｗでは６９．５ｋｅＶ）を有するため、放射線源１１からの放射線を吸収して特性Ｘ線を発生する。この特性Ｘ線が波長変換層に向かうことにより、実質的に後方散乱線となる。これに対して、原子番号が２０～３１の原子は、Ｋエッジが上記放射線の発生エネルギー帯の範囲外（ＣｕのＫエッジは８．９８ｋｅＶ）であるため、Ｐｂ等の原子番号が大きな原子と比べて特性Ｘ線が生じ難く、後方散乱線の発生量が少ない。
　図９は、本出願人が実験により得た、後方散乱Ｘ線量の原子番号に対する依存性を示すグラフである。この実験データにより、原子番号２９のＣｕが最も後方散乱Ｘ線量が小さく、後方散乱防止部用の原子として最も好適であることが分かる。
　帯電防止層５１ｃの材料は、原子番号が２０～３１の１つの原子を主成分するものに限られず、原子番号が２０～３１の２以上の原子を主成分とするものでもよい。特に、帯電防止層５１ｃの材料は、原子番号が２４、２６、２８、２９、３０のいずれか１つ、または２つ以上を主成分とするものが好ましい。例えば、鉄（Ｆｅ：原子番号２６）とクロム（Ｃｒ：原子番号２４）、または鉄（Ｆｅ：原子番号２６）とクロム（Ｃｒ：原子番号２４）とニッケル（Ｎｉ：原子番号２８）を主成分とするステンレス、銅（Ｃｕ：原子番号２９）と亜鉛（Ｚｎ：原子番号３０）を主成分とする真鍮などを用いることも可能である。なお、原子番号が２０～３１の２以上の原子を主成分とする帯電防止層５１ｃの材料とは、原子番号が２０～３１の２以上の原子からなる材料の重量が、帯電防止材料５１ｃの重量に対して、５０％を越え、かつ１００％以下の材料を言うものである。
　このように、帯電防止層５１ｃの材料として、原子番号が２０～３１の原子を主成分するものを用いることで、帯電防止作用に加えて後方散乱防止作用が得られるため、よりノイズが少なく良好な画像が得られる。また、この帯電防止層５１ｃは、放射線画像検出装置５０の背面側（放射線入射とは反対側）に配置された制御処理装置１３などからの後方散乱線を遮蔽（吸収）するという作用も奏する。さらに、原子番号が２０～３１の原子は優れた熱伝導性を有するので、帯電防止層５１ｃは、放熱性が高く、制御処理装置１３などから放射される熱を遮蔽するという作用も奏する。
　帯電防止層５１ｃを導電材料で形成した場合には、支持体５１の弾性率（ヤング率）が高くなることにより、波長変換層２１を支持体５１に接合した状態におけるこれらの複合弾性率が高くなる。この複合弾性率が高いと、波長変換層２１を固体検出器２０に接合する際の密着性が低下するため、波長変換層２１と支持体５１との複合弾性率は、固体検出器２０の弾性率より低いことが好ましい。複合弾性率は、ヤング率の複合則に基づいて求めることができる。
　支持体５１の複合弾性率を下げるには、導電材料（好ましくは、原子番号が２０～３１の原子）の粉末を、有機化合物（シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等）のバインダに分散させて帯電防止層５１ｃを形成すればよい。
（第３実施形態）
　第３実施形態として、図１０に示す放射線画像検出装置６０を用いる。波長変換層２１は、接合剤層２６を介して支持体６１により支持されている。支持体６１以外の構成は、第１実施形態と同一である。
　支持体６１は、樹脂フィルム６１ａ、光反射層６１ｂ、第１の帯電防止層６１ｃ、第２の帯電防止層６１ｄにより構成されている。撮影時に放射線源１１から入射する放射線の入射側から、光反射層６１ｂ、第２の帯電防止層６１ｄ、樹脂フィルム６１ａ、第１の帯電防止層６１ｃの順に積層されている。樹脂フィルム６１ａは、帯電防止性を持たないＰＥＴ等の樹脂で形成されている。光反射層６１ｂは、接合剤層２６を介して波長変換層２１に接合されている。
　第１の帯電防止層６１ｃは、帯電防止材料または導電材料を、樹脂フィルム６１ａの波長変換層２１とは反対側の面に塗布または蒸着して形成した層である。第２の帯電防止層６１ｄは、帯電防止材料または導電材料を、樹脂フィルム６１ａの波長変換層２１側の面に塗布または蒸着して形成した層である。この第２の帯電防止層６１ｄ上に光反射層６１ｂが形成されている。
　第１の帯電防止層６１ｃは、原子番号が３１より大きく、放射線遮蔽性が高い原子を主成分とする導電材料により形成されている。この原子としては、例えば、鉛（Ｐｂ）、タングステン（Ｗ）、タンタル（Ｔａ）等が挙げられる。一方の第２の帯電防止層６１ｄは、第２実施形態の帯電防止層５１ｃと同様の材料（原子番号が２０～３１の１つの原子を主成分とする導電材料（例えば、銅（Ｃｕ））、または原子番号が２０～３１の２以上の原子を主成分とする導電材料）で形成されている。これらの導電材料は、粉末状であって、有機化合物（シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタン樹脂等）のバインダに分散されている。
　第２の帯電防止層６１ｄは、後方散乱の発生が少なく後方散乱防止性が高いが、放射線の高エネルギー成分の遮蔽性が低い。一方の第１の帯電防止層６１ｃは、比較的後方散乱の発生が多く後方散乱防止性が低いが、放射線の高エネルギー成分の遮蔽性に優れる。このため、撮影の際に放射線画像検出装置６０に入射し、波長変換層２１を透過した放射線は、第２の帯電防止層６１ｄに入射し、第２の帯電防止層６１ｄで生じる後方散乱は少ないが、放射線の高エネルギー成分が第２の帯電防止層６１ｄを透過して第１の帯電防止層６１ｃに入射する。第１の帯電防止層６１ｃは、入射した放射線を遮蔽するが、後方散乱線を発生する。この後方散乱線は低エネルギー（主として特性Ｘ線）であるので、第２の帯電防止層６１ｄによって遮蔽される。
　したがって、第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄにより、波長変換層２１への後方散乱が少なく、波長変換層２１での再発光（意図しない発光）が防止されるとともに、制御処理装置１３に向かう放射線が遮蔽されて、放射線による制御処理装置１３のダメージが抑えられる。
　このように、樹脂フィルム６１ａの両面に帯電防止層を設けることにより、後方散乱防止性及び放射線遮蔽性に加えて、帯電防止性と放熱性がより向上する。
　なお、第２の帯電防止層６１ｄを波長変換層２１により近く配置（好ましくは、接するように配置）することで、第１の帯電防止層６１ｃや制御処理装置１３からの後方散乱線が、第２の帯電防止層６１ｄの外側を通って波長変換層２１に入射することを防止することができる。
　また、第１の帯電防止層６１ｃを原子番号の大きな原子を主成分とする導電材料のみで作成すると、支持体６１の重量が大きくため、軽量化のために、原子番号の大きな原子と原子番号の小さな原子とを混ぜて第１の帯電防止層６１ｃを形成してもよい。
（第４実施形態）
　次に、第４実施形態について説明する。図１１において、第４実施形態の放射線画像検出装置７０は、第３実施形態の構成に加えて、固体検出器２０の放射線入射側の面に、第３の帯電防止層７１を設けたものである。第３の帯電防止層７１は、第２実施形態の帯電防止層５１ｃと同様の材料で形成されている。第３の帯電防止層７１は、波長変換層２１に入射する放射線が通過するため、可能な限り薄く、かつ均一な膜厚で形成するのが好ましい。
　このように第３の帯電防止層７１を設けることで、固体検出器２０の帯電が防止される。通常、固体検出器２０は、無アルカリのガラス基板を用いて形成されるが、耐熱性を有する樹脂基板を用いて形成することも可能である。樹脂基板は、帯電しやすいため、固体検出器２０を樹脂基板を用いて形成した場合には、本実施形態が好適である。
　本実施形態では、支持体６１に設けられた第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄと、固体検出器２０に設けられた第３の帯電防止層７１との間に電位差が生じ、電界が発生する恐れがあるため、図１２に示すように、第１～第３の帯電防止層６１ｃ，６１ｄ，７１を全てグランド電位に接続し、同電位とすることが好ましい。
　また、縁貼り部材２３が導電性を有する場合には、図１３に示すように、第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄを、縁貼り部材２３を介してグランド電位に接続してもよい。縁貼り部材２３が第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄに接続されているため、第１～第３の帯電防止層６１ｃ，６１ｄ，７１が同電位となる。
　放射線画像検出装置６０の製造工程において、波長変換層２１に固体検出器２０を接合する際に、第１～第３の帯電防止層６１ｃ，６１ｄ，７１を同電位としておくことも好ましい。
　第１及び第２実施形態においても同様に、固体検出器２０の表面上に帯電防止層を設けてもよいことは言うまでもない。この場合にも、各帯電防止層を同電位とすることが好ましい。
（第５実施形態）
　第３実施形態では、樹脂フィルム６１ａと第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄが、放射線の入射側から、第２の帯電防止層６１ｄ、樹脂フィルム６１ａ、第１の帯電防止層６１ｃの順に配置されているが、第５実施形態では、図１４に示すように、放射線の入射側から、樹脂フィルム６１ａ、第２の帯電防止層６１ｄ、第１の帯電防止層６１ｃの順に配置する。第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄの材料等、その他の構成は、第３実施形態と同一である。
　第３実施形態では、樹脂フィルム６１ａが第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄで挟まれて、コンデンサーのような構造であるため、電荷が溜まりやすく（帯電しやすく）、固体検出器２０により生成される画像に影響が生じる恐れがあるが、本実施形態では、第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄが接しているため、帯電性が低く、固体検出器２０への影響を抑えることができる。
　また、本実施形態においても固体検出器２０の表面上に第３の帯電防止層を設けることや、各帯電防止層をグランド電位に接続することが好ましい。さらに、第１及び第２の帯電防止層６１ｃ，６１ｄを、縁貼り部材２３を介してグランド電位に接続してもよい。
　上記各実施形態では、波長変換層を、接合剤層を介して支持体に接合しているが、波長変換層と支持体とを加熱圧縮により直接接合してもよい。
　上記各実施形態では、波長変換層を、接合剤層を介して固体検出器に接合しているが、波長変換層が固体検出器に直接接するように押し当てた状態としてもよい。
　１０　放射線画像撮影システム
　１２　放射線画像検出装置
　２０　固体検出器
　２１　波長変換層
　２２　支持体
　２２ａ　帯電防止樹脂フィルム
　２２ｂ　光反射層
　２３　縁貼り部材
　２５，２６　接合剤層
　２７　蛍光体粒子
　２８　バインダ
　５０　放射線画像検出装置
　５１　支持体
　５１ａ　樹脂フィルム
　５１ｂ　光反射層
　５１ｃ　帯電防止層
　６０　放射線画像検出装置
　６１　支持体
　６１ａ　樹脂フィルム
　６１ｂ　光反射層
　６１ｃ　第１の帯電防止層
　６１ｄ　第２の帯電防止層
　７０　放射線画像検出装置
　７１　第３の帯電防止層

Claims (19)

  1. 　放射線を光に変換する波長変換層と、前記波長変換層を支持する支持体と、前記光を検出して画像データを生成する固体検出器とを備えた放射線画像検出装置において、
    　前記固体検出器、前記波長変換層、前記支持体が、撮影時に放射線の入射する側から、前記固体検出器、前記波長変換層、前記支持体の順番に配置され、
    　前記支持体は、帯電防止性を有することを特徴とする放射線画像検出装置。
  2. 　前記支持体は、帯電防止樹脂フィルムを有する請求項１に記載の放射線画像検出装置。
  3. 　前記帯電防止樹脂フィルムの表面固有抵抗値は、１０６Ω以上かつ１０９Ω以下である請求項２に記載の放射線画像検出装置。
  4. 　前記支持体は、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの前記波長変換層とは反対側に形成された帯電防止層とを有する請求項１に記載の放射線画像検出装置。
  5. 　前記帯電防止層は、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料により形成されていることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
  6. 　前記帯電防止層は、原子番号が２４、２６、２８、２９、３０のいずれか１つ、または２つ以上を主成分とする導電材料により形成されている請求項５に記載の放射線画像検出装置。
  7. 　前記支持体は、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの前記波長変換層とは反対側に形成された第１の帯電防止層と、前記樹脂フィルムの前記波長変換層側に形成された第２の帯電防止層とを有する請求項１に記載の放射線画像検出装置。
  8. 　前記支持体は、樹脂フィルムと、前記樹脂フィルムの前記波長変換層とは反対側に形成された第１及び第２の帯電防止層とを有し、前記第１及び第２の帯電防止層は、前記樹脂フィルム側から、前記第２の帯電防止層、前記第１の帯電防止層の順番に配置されている請求項１に記載の放射線画像検出装置。
  9. 　前記第１の帯電防止層は、原子番号が３１より大きい原子を主成分とする導電材料により形成され、前記第２の帯電防止層は、原子番号が２０～３１の原子を主成分とする導電材料により形成されている請求項７または８に記載の放射線画像検出装置。
  10. 　前記第２の帯電防止層は、原子番号が２４、２６、２８、２９、３０のいずれか１つ、または２つ以上を主成分とする導電材料により形成されている請求項９に記載の放射線画像検出装置。
  11. 　前記波長変換層と前記支持体との複合弾性率は、前記固体検出器の弾性率より低い請求項９または１０に記載の放射線画像検出装置。
  12. 　前記各導電材料は、粉末状であり、かつ、バインダに分散されている請求項１１に記載の放射線画像検出装置。
  13. 　前記固体検出器の前記波長変換層とは反対側に第３の帯電防止層を備える請求項７から１２いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
  14. 　前記第１の帯電防止層、前記第２の帯電防止層、及び前記第３の帯電防止層は、それぞれグランド電位に接続されている請求項１３に記載の放射線画像検出装置。
  15. 　前記波長変換層の周縁の側面を覆うように、帯電防止性を有する縁貼り部材を備える請求項１４に記載の放射線画像検出装置。
  16. 　前記第１の帯電防止層及び前記第２の帯電防止層は、前記縁貼り部材を介してグランド電位に接続されている請求項１５に記載の放射線画像検出装置。
  17. 　前記波長変換層は、蛍光体粒子がバインダに分散されてなる請求項１から１６いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
  18. 　前記蛍光体粒子は、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘにより形成されており、Ａは、Ｙ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちいずれか１つ、Ｘは、Ｅｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか１つである請求項１７に記載の放射線画像検出装置。
  19. 　前記支持体は、前記波長変換層が生成した光を反射する光反射層を有し、前記光反射層が前記波長変換層に接合されていることを特徴とする請求項１から１８いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
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