WO2015064043A1 - 放射線検出装置および撮像システム - Google Patents

放射線検出装置および撮像システム Download PDF

Info

Publication number
WO2015064043A1
WO2015064043A1 PCT/JP2014/005283 JP2014005283W WO2015064043A1 WO 2015064043 A1 WO2015064043 A1 WO 2015064043A1 JP 2014005283 W JP2014005283 W JP 2014005283W WO 2015064043 A1 WO2015064043 A1 WO 2015064043A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
radiation detection
film
scintillator
thickness
detection apparatus
Prior art date
Application number
PCT/JP2014/005283
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
慶人 佐々木
岡田　聡
尚志郎 猿田
長野　和美
野村　慶一
陽平 石田
Original Assignee
キヤノン株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by キヤノン株式会社 filed Critical キヤノン株式会社
Publication of WO2015064043A1 publication Critical patent/WO2015064043A1/ja

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00—Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4208—Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by using a particular type of detector
    • A—HUMAN NECESSITIES
    • A61—MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61B—DIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00—Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/56—Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings
    • A61B6/563—Details of data transmission or power supply, e.g. use of slip rings involving image data transmission via a network

Definitions

  • the present invention relates to a radiation detection apparatus and an imaging system.
  • Patent Document 1 discloses a method of forming a scintillator layer by applying a material in which fine particles of a phosphor are dispersed in an organic binder to the surface of a photoelectric conversion layer and drying the material.
  • a method of forming a scintillator layer by applying a material in which fine particles of a phosphor are dispersed on the surface of a photoelectric conversion layer and drying it is excellent in terms of high productivity.
  • the scintillator layer manufactured by such a method has a problem that it is easily peeled off from the photoelectric conversion layer.
  • An object of this invention is to provide the radiation detection apparatus excellent in durability.
  • One aspect of the present invention relates to a radiation detection apparatus including a scintillator layer that converts radiation into light and a sensor panel that includes a photoelectric conversion unit that detects light converted by the scintillator layer, and the scintillator layer includes: A plurality of scintillator particles for converting radiation into light; and a binder for fixing the plurality of scintillator particles on the sensor panel, wherein the binder is between the surface of the sensor panel and the plurality of scintillator particles.
  • a film is formed, and the thickness of the film at the periphery of the scintillator layer is greater than the thickness of the film at the center of the scintillator layer.
  • a radiation detection apparatus having excellent durability is provided.
  • the figure which shows the definition of the thickness of the binder in a scintillator layer The figure which shows the manufacturing method of the radiation detection apparatus of one Embodiment of this invention.
  • FIG. The figure which shows the manufacturing method of the radiation detection apparatus of one Embodiment of this invention.
  • FIG. The figure which shows the heat cycle in a heat cycle test.
  • FIG. 1A is a plan view schematically showing a radiation detection panel 100 according to one embodiment of the present invention
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the radiation detection panel 100 taken along line AA in FIG. 1A
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the radiation detection apparatus 200 in which the radiation detection panel 100 is incorporated, and corresponds to the portion shown in FIG. 1B.
  • FIG. 3 is an enlarged cross-sectional view of a part (peripheral part) of FIG. 1B.
  • the radiation detection panel 100 includes a wavelength conversion unit 101 including a scintillator layer 106 that converts radiation into light, and a sensor panel 102 including a photoelectric conversion unit 104 that detects light converted by the scintillator layer 106.
  • the radiation is typically X-rays, but may be ⁇ -rays, ⁇ -rays or ⁇ -rays.
  • the sensor panel 102 may include, for example, the sensor substrate 103, the protective layer 105 that protects the photoelectric conversion unit 104, and the pad 111 in addition to the photoelectric conversion unit 104.
  • the photoelectric conversion unit 104 is configured by an array of a plurality of pixels. Each pixel can include a photoelectric conversion element and a switching element for reading a signal corresponding to the charge generated by the photoelectric conversion element.
  • the sensor substrate 103 may be an insulating substrate such as a glass substrate or a semiconductor substrate. In the former, the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion unit 104 is formed on the sensor substrate 103, and in the latter, the photoelectric conversion element of the photoelectric conversion unit 104 is formed in the sensor substrate 103.
  • a connecting portion 112 such as a flexible cable for connecting the sensor panel 102 and the mounting substrate 114 is connected to the pad 111.
  • the wavelength conversion unit 101 can include a first adhesive layer 107, a reflective layer 108, a second adhesive layer 109, and a protective layer 110 in addition to the scintillator layer 106.
  • the first adhesive layer 107 bonds the scintillator layer 106 and the reflective layer 108.
  • the second adhesive layer 109 bonds the reflective layer 108 and the protective layer 110.
  • the scintillator layer 106 includes a plurality of scintillator particles 117 that convert radiation into light, and a binder 118 that fixes the plurality of scintillator particles 117 on the sensor panel 102.
  • the binder 118 is made of, for example, a resin.
  • the radiation detection apparatus 200 includes a radiation detection panel 100, a mounting substrate 114, a protection unit 115 that holds and protects the mounting substrate 114, a damper material 113 disposed between the sensor panel 102 and the protection unit 115, and these And a housing 116 that accommodates.
  • the mounting board 114 includes a circuit that controls the sensor panel 102 and processes a signal from the sensor panel 102, and is connected to the sensor panel 102 via the connection portion 112.
  • the scintillator particles 117 constituting the scintillator layer 106 are made of, for example, gadolinium sulfate (GOS: Tb) to which a small amount of terbium (Tb) is added.
  • GOS gadolinium sulfate
  • Tb terbium
  • the scintillator layer 106 is preferably composed of scintillator particles 117 of 25 ⁇ m or less, and the median value of the particle size distribution is preferably 2 ⁇ m or more and less than 12 ⁇ m.
  • the scintillator particles 117 are preferably composed of a metal oxysulfide represented by the general formula Me2O2S: Re from the viewpoint of moisture resistance, luminous efficiency, thermal process resistance, and afterglow.
  • Me is one of La, Y, and Gd
  • Re is at least one of Tb, Sm, Eu, Ce, Pr, and Tm.
  • the binder 118 constituting the scintillator layer 106 is preferably one that dissolves in an organic solvent and has thixotropic characteristics.
  • the binder 118 is preferably composed of a cellulose resin such as ethyl cellulose and nitrocellulose, an acrylic resin such as polymethyl methacrylate, and a polyvinyl acetal resin such as a polyvinyl butyral solvent-based grade.
  • the binder 118 may be composed of a combination of two or more of these resins.
  • the binder 118 forms the first film f1 on the surface of the sensor panel 102 and forms the second film f2 on each surface of the plurality of scintillator particles 117.
  • the binder 118 forms a film f between the surface of the sensor panel 102 and the plurality of scintillator particles 117.
  • the film f is formed by the first film f1 and the second film f2.
  • the thickness of the binder 118 is (a) the thickness of the first film f1, (b) the thickness of the second film f2, or (c) the first film f1 and the second film f2. It means the thickness of the film f to be formed.
  • the thickness of the binder 118 on the surface of the sensor panel 102 and the surface of each scintillator particle 117 is preferably at least 0.003 ⁇ m in the entire region of the scintillator layer 106.
  • the ratio (Vbp / Vsp) of the volume (Vbp) of the binder 118 to the volume (Vsp) of the scintillator particles 117 is preferably at least 0.01. Below this state, breakage occurs between the scintillator particles 117 due to poor adhesion.
  • the ratio of the volume of the binder 118 to the volume of the scintillator particles 117 is preferably 0.57 or less.
  • the thickness of the binder 118 on the surface of the sensor panel 102 and the surface of each scintillator particle 117 should be thin. Therefore, in the region covering the photoelectric conversion unit 104, it is preferable that the thickness of the binder 118 on the surface of the sensor panel 102 and the surface of each scintillator particle 117 is thin as long as the adhesive force requirement is satisfied.
  • the peripheral portion of the scintillator layer 106 receives a greater force in the thermal process than the inner portion (the inner portion of the peripheral portion). Therefore, the thickness of the binder 118 on the surface of the sensor panel 102 and the surface of each scintillator particle 117 in the peripheral portion is larger than the thickness of the binder 118 on the surface of the sensor panel 102 and the surface of each scintillator particle 117 in the inner portion. It is also preferable that the thickness is thick.
  • the ratio (Vbp / Vsp) of the volume (Vbp) of the binder 118 to the volume (Vsp) of the scintillator particles 117 is 0 at the periphery of the scintillator layer 106 in order to obtain a necessary adhesive force. It is preferable that it is 0.125 or more.
  • the weight of the binder 118 in the unit weight of the scintillator layer 106 in the periphery of the scintillator layer 106 is greater than the weight of the binder 118 in the unit weight of the scintillator layer 106 in the center of the scintillator layer 106. Is preferred.
  • the scintillator particles 117 and the binder 118 are added to an organic solvent that dissolves the binder 118. As a result, a paste is formed, and the paste is applied onto the sensor panel 102, and then a scintillator layer 106 is formed through a drying process.
  • the organic solvent preferably dissolves the binder 118 and has thixotropic characteristics.
  • the organic solvent is preferably one having a low saturated vapor pressure from the viewpoint of coatability.
  • the thickness of the binder 118 is adjusted according to the position on the scintillator layer 106 (or the position on the sensor panel 102). 4A-4C, for the convenience of the following description, the thickness of the binder 118 is defined according to the position on the scintillator layer 106 (or the position on the sensor panel 102).
  • the thickness (for example, average thickness) of the first film f1 at the center of the scintillator layer 106 is t1c
  • the thickness (for example, average thickness) of the second film f2 is t2c
  • Thickness is defined as tc.
  • the central portion of the scintillator layer 106 is located on the central portion of the photoelectric conversion unit 104. As shown in FIG. 4A, the thickness (for example, average thickness) of the first film f1 at the center of the scintillator layer 106 is t1c, the thickness (for example, average thickness) of the second film f2 is t2c, Thickness (eg, average thickness) is defined as tc.
  • the central portion of the scintillator layer 106 is located on the central portion of the photoelectric conversion unit 104.
  • the thickness (for example, average thickness) of the first film f1 in the region of the scintillator layer 106 located above the photoelectric conversion unit 104 is t1a
  • the thickness of the second film f2 (for example, average)
  • the thickness (thickness) is defined as t2a
  • the thickness (for example, average thickness) of the film f is defined as ta.
  • the thickness (for example, average thickness) of the first film f1 in the periphery of the scintillator layer 106 is t1p
  • the thickness (for example, average thickness) of the second film f2 is t2p
  • Thickness eg, average thickness
  • the peripheral part of the scintillator layer 106 is a part located on the area A2 outside the photoelectric conversion area A1 where the photoelectric conversion part 104 is arranged, and the central part of the scintillator layer 106 is the photoelectric conversion area A1. Located above the center of the.
  • the reflective layer 108 improves the sensitivity by reflecting the light that has traveled to the opposite side of the photoelectric conversion unit 104 from the light converted by the scintillator layer 106 toward the photoelectric conversion unit 104.
  • the reflective layer 108 can also have a function of preventing light (external light) other than the light generated by the scintillator layer 106 from entering the photoelectric conversion unit 104.
  • white PET having a function of diffuse reflection is preferable.
  • the thickness of the reflective layer 108 is preferably 10 ⁇ m or more and 200 ⁇ m or less.
  • the thickness of the reflective layer 108 is less than 10 ⁇ m, a part of the light traveling from the scintillator layer 106 cannot be reflected and transmitted, and the light utilization efficiency is lowered.
  • the thickness of the reflective layer 108 is 200 ⁇ m or more, the stretching force during the heat-cooling process is strong, which may cause peeling or breakage of the scintillator layer 106.
  • the first adhesive layer 107 bonds the scintillator layer 106 and the reflective layer 108 together.
  • the first adhesive layer 107 should be composed of a material having a high transmittance for the wavelength of light so that the light converted by the scintillator layer 106 can pass through.
  • the protective layer 110 can function as an electromagnetic shield in addition to protecting the scintillator layer 106.
  • the protective layer 110 can be composed of, for example, a metal foil or a metal thin film.
  • the thickness of the protective layer 110 is preferably 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. If the thickness of the protective layer 110 is less than 1 ⁇ m, pinhole defects are likely to occur when the protective layer 110 is formed, and the light shielding property is poor. On the other hand, if the thickness of the protective layer 110 exceeds 100 ⁇ m, the amount of radiation absorbed becomes too large, and the step formed by the protective layer 110 becomes too large.
  • the material of the protective layer 110 include metal materials such as aluminum, gold, copper, and aluminum alloys. Among these, aluminum which is a material having a particularly high radiation transparency is preferable.
  • the protection unit 115 that holds and protects the mounting substrate 114 is, for example, Al, stainless steel, Mg, Cu, Zn, Sn, Zn, Ti, Mo or oxides or alloys thereof, amorphous carbon, carbon fiber reinforcement, or It can be composed of a resin molding made of an organic polymer.
  • the housing 116 is preferably formed of the same material as the protective portion 115 that holds and protects the mounting substrate 114.
  • FIG. 9 summarizes Example 1-3 and Comparative Example 1-3.
  • the protective layer 110 was formed by applying a protective layer material made of polyimide on the sensor substrate 103 on which the photoelectric conversion unit 104 was formed, and curing the material at 200 ° C. As a result, a sensor substrate 103 was obtained.
  • the paste (paste scintillator layer 106) starts to dry from the end of the portion in contact with the sensor panel 102. And an undried solvent and the binder 118 penetrate
  • the thickness tp of the film f in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is equal to the thickness of the film f in the central portion of the scintillator layer 106. Thicker than tc.
  • the thickness tp of the film f in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is thicker than the thickness ta of the film f in a region of the scintillator layer 106 located on the photoelectric conversion unit 104. Further, the thickness t1p of the first film f1 in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is thicker than the thickness t1c of the first film f1 in the central portion of the scintillator layer 106.
  • the thickness t1p of the first film f1 in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is thicker than the thickness t1a of the first film f1 in the region of the scintillator layer 106 located on the photoelectric conversion unit 104.
  • the thickness t2p of the second film f2 in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is thicker than the thickness t2c of the second film f2 in the central portion of the scintillator layer 106.
  • the thickness t2p of the second film f2 in the peripheral portion of the scintillator layer 106 is thicker than the thickness t2a of the second film f2 in the region located on the photoelectric conversion unit 104 in the scintillator layer 106.
  • the ratio (Vbp / Vsp) of the volume (Vbp) of the binder 118 to the volume (Vsp) of the scintillator particles 117 at the center was 0.07, and the end was 0.33.
  • step S530 of FIG. 5 a film-like sheet in which a reflective layer made of Al was laminated on a layer made of PET was prepared as the protective layer 110. Then, a reflective layer (a white PET sheet having a thickness of 125 ⁇ m) 108 having diffuse reflectivity was bonded to the protective layer 110 via the second adhesive layer 109. Then, the first adhesive layer 107 was adhered on the reflective layer 108. Thus, a laminated sheet was obtained. In step S540 of FIG. 5, the sheet was adhered by the first adhesive layer 107 so as to cover the scintillator layer 106.
  • step S550 the pad 111 is formed on the sensor substrate 103, and the connection portion 112 is thermocompression bonded to the pad 111. Thereby, the radiation detection panel 100 was formed.
  • step S560 of FIG. 6 the radiation detection panel 100 is bonded to the protection unit 115 via the damper material 113.
  • step S ⁇ b> 570 of FIG. 6 the connection portion 112 is connected to the mounting substrate 114, and the structure including the radiation detection panel 100, the damper material 113, and the protection portion 115 is covered with the housing 116.
  • the radiation detection apparatus 200 was manufactured according to the above manufacturing method, and the following evaluation was performed.
  • the film thickness of the binder 118 was evaluated by the following method.
  • the sensor panel 102 on which the scintillator layer 106 was formed was cut so that the cross section could be seen, and the surface was observed with an SEM.
  • the thickness of the binder 118 that is, the thickness of the first film f1
  • the thickness of the binder 118 on the surface of each scintillator particle 117 that is, the second thickness.
  • the thickness of the film f2 was measured.
  • the thickness f1c of the first film f1 and the thickness f2c of the second film at the center were 0.02 ⁇ m.
  • the thickness f1p of the first film f1 and the thickness f2p of the second film f2 in the peripheral portion were 0.15 ⁇ m.
  • the thickness of the peripheral portion of the scintillator layer 106 was decreased from the inside toward the outside. That is, the peripheral portion of the scintillator layer 106 has an inclined structure.
  • the radiation detection apparatus 200 was set in the evaluation apparatus, and a 20 mm Al filter for soft X-ray removal was set between the radiation detection apparatus 200 and the X-ray source. Next, the distance between the radiation detection apparatus 200 and the X-ray source was adjusted to 130 cm, and the radiation detection apparatus 200 was connected to an electric drive system. In this state, X-ray pulses were blown three times at a tube voltage of 80 kV, a tube current of 250 mA, and 50 ms. The sensitivity of Example 1 measured by this method was 3850 LSB.
  • ⁇ Heat cycle test> In order to judge whether or not the film surface strength can withstand practical use, a heat cycle test was repeated with a temperature of 50 ° C./humidity of 60% and a temperature of ⁇ 30 ° C./humidity of 0%.
  • FIG. 8 shows the temperature / humidity history of the heat cycle test.
  • the evaluation when the test conditions were changed (temperature 50 ° C. ⁇ 60 ° C., 70 ° C.) was also performed. In this durability test, the scintillator layer 106 did not peel off in the 50 ° C./ ⁇ 30° C. cycle test and the 60 ° C./ ⁇ 30° C. cycle test.
  • Example 2 A paste in which the weight of the binder 118 in Example 1 was increased by 10% was prepared and applied to the outermost peripheral portion of the region where the scintillator layer 106 was to be formed using a dispenser. Thereafter, the paste used in Example 1 was applied to the inside of the outermost peripheral portion by a slit coater. Thereafter, the paste was dried with hot air at 110 ° C. for 30 minutes to form a scintillator layer 106. Other conditions were the same as in Example 1.
  • the peripheral portion of the scintillator layer 106 includes a first region 701 where the scintillator particles 117 do not exist and a second region 702 located outside the first region 701 and where the scintillator particles 117 exist.
  • the thickness of the peripheral portion of the scintillator layer 106 decreases from the inside toward the outside. That is, the peripheral portion of the scintillator layer 106 has an inclined structure.
  • the thickness f1c of the first film f1 and the thickness f2c of the second film at the center were 0.02 ⁇ m.
  • the thickness f1p of the first film f1 and the thickness f2p of the second film f2 in the peripheral portion were 0.165 ⁇ m.
  • the ratio (Vbp / Vsp) of the volume (Vbp) of the binder 118 to the volume (Vsp) of the scintillator particles 117 at the center was 0.07, and the end was 0.40.
  • the sensitivity was 3900LSB.
  • the scintillator layer 106 did not peel even in the cycle test at 70 ° C./ ⁇ 30° C.
  • Example 3 A paste similar to that in Example 1 was prepared and applied onto the sensor panel 102 by a slit coater. Then, it was dried at 90 ° C. for 60 minutes by the same drying method as in Example 1.
  • the outermost peripheral portion 703 at the periphery of the scintillator layer 106 was a region where the width of the binder 118 in the direction from the inside to the outside of the scintillator layer 106 was larger than the thickness of the binder 118 and the scintillator particles 117 were not present.
  • the thickness of the peripheral portion of the scintillator layer 106 decreases from the inside toward the outside. That is, the peripheral portion of the scintillator layer 106 has an inclined structure.
  • the ratio (Vbp / Vsp) of the volume (Vbp) of the binder 118 to the volume (Vsp) of the scintillator particles 117 at the center was 0.07, and the end was 0.35.
  • the thickness f1c of the first film f1 and the thickness f2c of the second film at the center were 0.02 ⁇ m.
  • the thickness f1p of the first film f1 and the thickness f2p of the second film f2 in the peripheral portion were 0.15 ⁇ m.
  • the sensitivity was 3850 LSB.
  • the scintillator layer 106 did not peel even in the cycle test at 70 ° C./ ⁇ 30° C.
  • the paste was applied with a roll coater or a knife coater and dried by hot air drying.
  • the thickness of the binder that bonds the scintillator particles to each other and the scintillator particles and the sensor panel was 0.1 ⁇ m in both the central portion and the peripheral portion.
  • the other manufacturing steps were the same as those in Example 1, and a radiation detection apparatus was manufactured and evaluated.
  • the sensitivity measured by blasting X-ray pulses three times at a tube voltage of 80 kV, a tube current of 250 mA, and 50 ms was 3600 LSB.
  • peeling occurred at the end of the scintillator layer in the cycle test at 60 ° C./ ⁇ 30° C. Comparative Example 2
  • the ratio of the binder in the paste in Comparative Example 1 was changed.
  • Other manufacturing steps are the same as those in Comparative Example 1.
  • the sensitivity was 3850 LSB.
  • Comparative Example 3 As a method of forming the scintillator layer, a paste was applied to the sensor panel using a screen printing method in accordance with the intensifying screen manufacturing process. After printing, after 15 minutes of leveling, drying was performed at 120 ° C. for 45 minutes in an IR heating furnace. After cooling to room temperature, the same screen printing was repeated twice. Other manufacturing steps are the same as those in Comparative Example 1. As a result of the evaluation, the sensitivity was 3700 LSB. In the heat cycle test, peeling occurred at the end of the scintillator layer in the cycle test at 70 ° C./ ⁇ 30° C.
  • the radiation detection apparatus 200 described above can be applied to an imaging system represented by a radiation inspection apparatus or the like.
  • the imaging system includes, for example, an imaging device including the radiation detection device 200, a signal processing unit including an image processor, a display unit including a display, and a radiation source for generating radiation.
  • X-rays 6060 generated by an X-ray tube 6050 pass through a chest 6062 of a subject 6061 such as a patient and enter an imaging device 6040.
  • the incident X-ray 6060 includes information inside the body of the subject 6061.
  • electrical information corresponding to the incident X-ray 6060 is obtained. Thereafter, this information can be digitally converted, subjected to image processing by an image processor 6070 (signal processing unit), and displayed as a test result on a display 6080 (display unit) in a control room (control room).
  • this information can be transferred to a remote place by a network 6090 (transmission processing means) such as a telephone, a LAN, and the Internet.
  • a network 6090 transmission processing means
  • this information can be displayed as a test result on a display 6081 in another place such as a doctor room, so that a doctor in a remote place can make a diagnosis.
  • the information and the inspection result can be stored, for example, on an optical disk or the like, or can be recorded on a recording medium such as a film 6110 by the film processor 6100.

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

放射線検出装置は、放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層によって変換された光を検出する光電変換部を有するセンサパネルとを備える。前記シンチレータ層は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、前記複数のシンチレータ粒子を前記センサパネルの上に固定するバインダーとを含む。前記バインダーは、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間に膜を形成する。前記シンチレータ層の周辺部における前記膜の厚さが前記シンチレータ層の中央部における前記膜の厚さより大きい。

Description

放射線検出装置および撮像システム
　本発明は、放射線検出装置および撮像システムに関する。
放射線を光に変換するシンチレータ層と、該シンチレータ層によって光を検出する複数の光電変換素子が配置されたセンサパネルとを備える放射線検出装置が知られている。特許文献１には、有機バインダー中に蛍光体の微粒子を分散させた材料を光電変換層の表面上に塗布し乾燥させることによってシンチレータ層を形成する方法が開示されている。
特開２０１１－２２１４２号公報
　蛍光体の微粒子を分散させた材料を光電変換層の表面上に塗布し乾燥させることによってシンチレータ層を形成する方法は、生産性が高い点で優れている。しかしながら、このような方法で製造されたシンチレータ層は、光電変換層から剥がれやすいという問題がある。
本発明は、耐久性に優れた放射線検出装置を提供することを目的とする。
　本発明の１つの側面は、放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層によって変換された光を検出する光電変換部を有するセンサパネルとを備える放射線検出装置に係り、前記シンチレータ層は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、前記複数のシンチレータ粒子を前記センサパネルの上に固定するバインダーとを含み、前記バインダーは、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間に膜を形成し、前記シンチレータ層の周辺部における前記膜の厚さが前記シンチレータ層の中央部における前記膜の厚さより大きい。
　本発明によれば、耐久性に優れた放射線検出装置が提供される。
本発明の１つの実施形態の放射線検出パネルを概略的に示す平面図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出パネルを概略的に示す平面図。 放射線検出パネルが組み込まれた放射線検出装置の断面図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出パネル一部分（周辺部）を拡大した断面図。 シンチレータ層におけるバインダーの厚さの定義を示す図。 シンチレータ層におけるバインダーの厚さの定義を示す図。 シンチレータ層におけるバインダーの厚さの定義を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出装置の製造方法を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出装置の製造方法を示す図。 実施例２を示す図。 実施例３を示す図。 ヒートサイクル試験におけるヒートサイクルを示す図。 評価結果を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線撮像システムを示す図。
　以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。
　図１Ａは、本発明の１つの実施形態の放射線検出パネル１００を概略的に示す平面図、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ線における放射線検出パネル１００の断面図である。図２は、放射線検出パネル１００が組み込まれた放射線検出装置２００の断面図であり、図１Ｂに示す部分に対応する。図３は、図１Ｂの一部分（周辺部）を拡大した断面図である。
　放射線検出パネル１００は、放射線を光に変換するシンチレータ層１０６を含む波長変換部１０１と、シンチレータ層１０６によって変換された光を検出する光電変換部１０４を含むセンサパネル１０２とを備える。放射線は、典型的には、Ｘ線であるが、α線、β線またはγ線などであってもよい。
　センサパネル１０２は、例えば、光電変換部１０４の他、センサ基板１０３と、光電変換部１０４を保護する保護層１０５と、パッド１１１とを含みうる。光電変換部１０４は、複数の画素の配列によって構成される。各画素は、光電変換素子と、光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を読み出すためのスイッチング素子とを含みうる。センサ基板１０３は、ガラス基板などの絶縁性基板、又は、半導体基板でありうる。前者においては、光電変換部１０４の光電変換素子はセンサ基板１０３の上に形成され、後者においては、光電変換部１０４の光電変換素子はセンサ基板１０３の中に形成される。パッド１１１には、センサパネル１０２と実装基板１１４とを接続するためのフレキシブルケーブルなどの接続部１１２が接続される。
　波長変換部１０１は、シンチレータ層１０６の他に、第１の接着層１０７、反射層１０８、第２の接着層１０９および保護層１１０を含みうる。第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６と反射層１０８とを結合する。第２の接着層１０９は、反射層１０８と保護層１１０とを結合する。
　シンチレータ層１０６は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子１１７と、複数のシンチレータ粒子１１７をセンサパネル１０２の上に固定するバインダー１１８とを含む。バインダー１１８は、例えば樹脂で構成される。
　放射線検出装置２００は、放射線検出パネル１００と、実装基板１１４と、実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５と、センサパネル１０２と保護部１１５との間に配置されたダンパー材１１３と、それらを収容する筐体１１６とを含みうる。実装基板１１４は、センサパネル１０２を制御したりセンサパネル１０２からの信号を処理したりする回路を有し、接続部１１２を介してセンサパネル１０２と接続されている。
　シンチレータ層１０６を構成するシンチレータ粒子１１７は、例えば、微量のテルビウム（Ｔｂ）が添加された硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）で構成される。ここで、シンチレータ層１０６の表面からの突出量が２５μｍ以上のシンチレータ粒子１１７が存在すると、シンチレータ層１０６と第１の接着層１０７との間に気泡が発生し、その結果、シンチレータ層１０６から反射層１０８が剥がれやすくなり、好ましくない。シンチレータ粒子１１７の粒度分布の中央値が２μｍより小さい場合、比表面積が大きくなり、付着力が低下し好ましくない。一方、シンチレータ粒子１１７の粒度分布の中央値が１２μｍ以上である場合、シンチレータ層１０６と第１の接着層１０７との間で気泡が発生しやすくなり好ましくない。したがって、シンチレータ層１０６は、２５μｍ以下のシンチレータ粒子１１７で構成され、かつ粒度分布の中央値が２μｍ以上１２μｍ未満であることが好ましい。
　シンチレータ粒子１１７は、耐湿性、発光効率、熱プロセス耐性、残光性の観点で、一般式Ｍｅ２Ｏ２Ｓ：Ｒｅで示される金属酸硫化物で構成されることが好ましい。ここで、ＭｅはＬａ、Ｙ、Ｇｄのいずれか１つであり、ＲｅはＴｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｍの少なくとも１つでる。
　シンチレータ層１０６を構成するバインダー１１８は、有機溶剤に溶解するものであり、かつチクソトロピックな特性を有するものが好ましい。具体的には、バインダー１１８は、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート等のアクリル系、ポリビニルブチラール溶剤系グレードなどのポリビニルアセタール系樹脂で構成されることが好ましい。バインダー１１８は、これらの樹脂の２種類以上の組み合わせで構成されてもよい。
　バインダー１１８は、センサパネル１０２の表面上に第１膜ｆ１を形成するとともに複数のシンチレータ粒子１１７のそれぞれの表面上に第２膜ｆ２を形成する。また、バインダー１１８は、センサパネル１０２の表面と複数のシンチレータ粒子１１７との間に膜ｆを形成する。膜ｆは、第１膜ｆ１と第２膜ｆ２とによって形成される。この明細書において、バインダー１１８の厚さは、（ａ）第１膜ｆ１の厚さ、（ｂ）第２膜ｆ２の厚さ、または、（ｃ）第１膜ｆ１と第２膜ｆ２とで形成される膜ｆの厚さ、を意味する。
　センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上におけるバインダー１１８の厚さが薄すぎると、接着面積が小さくなり、接着力も小さくなる。したがって、接着力の観点では、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上におけるバインダー１１８の厚さは、シンチレータ層１０６の全域において、少なくとも０．００３μｍであることが好ましい。また、別の観点において、シンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は少なくとも０．０１であることが好ましい。この状態以下になると、接着不良により、シンチレータ粒子１１７間で破壊が発生する。
　センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さが厚すぎると、シンチレータ粒子１１７とシンチレータ粒子１１７との間を通って移動する光が遮断され、感度が低下する。さらに樹脂を多くし、シンチレータ層を形成する部分の空気層が樹脂で満たされると、シンチレータ粒子１１７の充填率が低下し、大幅に感度が低下してしまう。そのため、シンチレータ粒子１１７の体積に対するバインダー１１８の体積の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．５７以下であることが好ましい。感度の観点では、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは薄い方がよい。したがって、光電変換部１０４を覆っている領域では、接着力の要求を満たす範囲で、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは薄いことが好ましい。
　一方、シンチレータ層１０６の周辺部は、熱プロセスにおいて受ける力が内側部（周辺部の内側の部分）より大きくなる。よって、周辺部におけるセンサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは、内側部におけるセンサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さよりも厚いことが好ましい。また、別の観点において、必要な接着力を得るために、シンチレータ層１０６の周辺部において、シンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は、０．０１２５以上であることが好ましい。更に別の観点では、シンチレータ層１０６の周辺部におけるシンチレータ層１０６の単位重量に占めるバインダー１１８との重量は、シンチレータ層１０６の中央部におけるシンチレータ層１０６の単位重量に占めるバインダー１１８の重量より大きいことが好ましい。
シンチレータ粒子１１７およびバインダー１１８は、バインダー１１８を溶解する有機溶剤に添加される。これによってペーストが形成され、ペーストがセンサパネル１０２の上に塗布され、その後、乾燥工程を経てシンチレータ層１０６が形成される。有機溶剤は、バインダー１１８を溶解し、チクソトロピックな特性を有するものが好ましい。また、有機溶剤は、塗工性の観点において、飽和蒸気圧の低いものが好ましい。
　シンチレータ層１０６におけるバインダー１１８の量が多ければ多いほど、第１膜ｆ１および第２膜ｆ２の厚さが厚くなり、シンチレータ粒子１１７とセンサパネル１０２との間、および、隣接するシンチレータ粒子１１７間の接着力が向上する。しかし、シンチレータ層１０６におけるバインダー１１８の量が多ければ多いほど、シンチレータ粒子１１７が発生した光がバインダー１１８によって吸収されやすくなる。
　そこで、この実施形態では、シンチレータ層１０６における位置（あるいはセンサパネル１０２上における位置）に応じてバインダー１１８の厚さが調整される。図４Ａ－４Ｃにおいて、以降の説明の便宜のために、シンチレータ層１０６における位置（あるいはセンサパネル１０２上における位置）に応じてバインダー１１８の厚さが定義されている。
　図４Ａに示されるように、シンチレータ層１０６の中央部における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ｃ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ｃ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔｃとして定義される。ここで、シンチレータ層１０６の中央部は、光電変換部１０４の中央部の上に位置する。図４Ｂに示されるように、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ａ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ａ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔａとして定義される。図４Ｃに示されるように、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ｐ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ｐ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔｐとして定義される。ここで、シンチレータ層１０６の周辺部は、光電変換部１０４が配置された光電変換領域Ａ１よりも外側の領域Ａ２の上に位置する部分であり、シンチレータ層１０６の中央部は、光電変換領域Ａ１における中央部の上に位置する。
　以上の定義の下で、この実施形態では、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける膜ｆに注目すれば、ｔｃ＜ｔｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける膜ｆに注目すれば、ｔａ＜ｔｐが成り立つ。更に、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第１膜ｆ１に注目すれば、ｔ１ｃ＜ｔ１ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第１膜ｆ１に注目すれば、ｔ１ａ＜ｔ１ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第２膜ｆ２に注目すれば、ｔ２ｃ＜ｔ２ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第２膜ｆ２に注目すれば、ｔ２ａ＜ｔ２ｐが成り立つ。
　即ち、光電変換部１０４が配置された光電変換領域Ａ１の上の領域、あるいは、光電変換領域Ａ１の中央部の上の位置では、バインダー１１８の量を減らすことによってバインダー１１８による光の吸収が小さくされる。一方、光電変換領域Ａ１の外側の領域Ａ２の上の領域では、バインダー１１８の量を増やすことによってシンチレータ層１０６とセンサパネル１０２との接着力を高め、シンチレータ層１０６の剥がれが防止される。なお、特許文献１に記載された方法では、バインダーが均一に分布しているものと判断され、後述の比較例においても、そのことが確認された。
　以下、放射線検出パネル１００あるいは放射線検出装置２００の他の構成要素について説明する。反射層１０８は、シンチレータ層１０６が放射線から変換した光のうち光電変換部１０４側とは反対側に進行した光を光電変換部１０４に向けて反射することにより感度を向上させる。反射層１０８は、シンチレータ層１０６が発生した光以外の光（外部光）が光電変換部１０４に入射することを防止する機能も備えうる。反射層１０８の構成材料としては、例えば、拡散反射する機能を有する白ＰＥＴが好ましい。反射層１０８の厚さは１０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましい。反射層１０８の厚さが１０μｍより薄いと、シンチレータ層１０６より進行してきた光の一部を反射できず透過してしまい、光利用効率が低下してしまう。反射層１０８の厚さが２００μｍ以上であると、熱―冷却プロセス時の伸縮力が強く、剥がれの原因や、シンチレータ層１０６の破壊につながりうる。
　第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６と反射層１０８とを結合する。第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６によって変換された光が通過することができるように、該光の波長について高い透過率を有する材料で構成されるべきである。
　保護層１１０は、シンチレータ層１０６を保護する他、電磁シールドとして機能しうる。保護層１１０は、例えば、金属箔または金属薄膜で構成されうる。保護層１１０の厚さは１μｍ以上かつ１００μｍ以下であることが好ましい。保護層１１０の厚さが１μｍより薄いと、保護層１１０の形成時にピンホール欠陥が発生しやすく、また遮光性に劣る。一方、保護層１１０の厚さが１００μｍを超えると、放射線の吸収量が大きくなり過ぎ、また、保護層１１０によって形成される段差が大きくなり過ぎる。保護層１１０の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銅、アルミ合金などの金属材料を挙げることができる。これらの中で、特に放射線透過性の高い材料であるアルミニウムが好ましい。
　実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５は、例えば、Ａｌ、ステンレス、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｍｏ又はそれらの酸化物又は合金、アモルファスカーボン、炭素繊維強化材、又は、有機ポリマーによる樹脂成型物で構成されうる。筐体１１６は、実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５と同様の物質で形成されることが好ましい。
　以下、図５、６、７Ａ、７Ｂを参照しながら放射線検出装置２００の製造方法の具体的な実施例１－３および比較例１－３を説明する。図９には、実施例１－３および比較例１－３がまとめられている。
（実施例１）
　まず、図５の工程Ｓ５１０では、光電変換部１０４が形成されたセンサ基板１０３の上にポリイミドからなる保護層材料を塗布し、これを２００℃で硬化させることによって保護層１１０を形成した。これによってセンサ基板１０３が得られた。
　図５の工程Ｓ５２０に示す工程では、保護層１０５の上にシンチレータ層１０６を形成した。具体的には、溶媒（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）にバインダー（ポリビニルブチラール）１１８を溶かしたものにＧｄ２Ｏ２Ｓからなるシンチレータ粒子１１７を混合してペーストを作成した。重量比は、シンチレータ粒子１１７：溶媒：バインダー１１８＝８９：１０：１とした。ペーストを真空脱泡した後にスリットコーターによってセンサパネル１０２上に塗工し、１１０℃で、３０分乾燥させた。この時、あらかじめ１１０℃に加熱されたネオセラム製のセッターを炉内に設置し、そのセッター上に上記ペーストが塗工されたセンサパネル１０２が直接接触するように設置した。そして、１１０℃の熱風をセンサパネル１０２と平行な方向に流し、蒸発した蒸気が滞留しないようにした。上記熱風は炉の一方の側面から均等な風速で噴射し、炉の反対側の側面より出て行く。
　以上のような方法において、ペースト（ペースト状のシンチレータ層１０６）は、センサパネル１０２と接触している部分の端部から乾燥し始める。そして、乾燥した部分におけるシンチレータ粒子１１７間の隙間には、未乾燥の溶媒およびバインダー１１８が毛細管現象により侵入する。このような現象を経ることによって、図４Ａ－４Ｃに模式的に示されているように、シンチレータ層１０６の周辺部における膜ｆの厚さｔｐが、シンチレータ層１０６の中央部における膜ｆの厚さｔｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における膜ｆの厚さｔｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における膜ｆの厚さｔａより厚くなる。更に、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｐが、シンチレータ層１０６の中央部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第１膜ｆ１の厚さｔ１ａより厚くなる。同様に、シンチレータ層１０６の周辺部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｐが、シンチレータ層１０６の中央部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第２膜ｆ２の厚さｔ２ａより厚くなる。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．３３であった。
　図５の工程Ｓ５３０では、保護層１１０として、ＰＥＴからなる層にＡｌからなる反射層が積層されたフィルム状シートを準備した。そして、保護層１１０に、拡散反射性を有する反射層（１２５μｍ厚の白ＰＥＴシート）１０８を、第２の接着層１０９を介して接着した。そして、反射層１０８の上に第１の接着層１０７を接着した。これによって積層構造のシートを得た。図５の工程Ｓ５４０では、シンチレータ層１０６を覆うように第１の接着層１０７によってシートを接着した。
　図６の工程Ｓ５５０では、センサ基板１０３にパッド１１１を形成し、パッド１１１に接続部１１２を熱圧着した。これにより、放射線検出パネル１００が形成された。図６の工程Ｓ５６０では、放射線検出パネル１００を、ダンパー材１１３を介して、保護部１１５に接着した。図６の工程Ｓ５７０では、接続部１１２を実装基板１１４に接続し、放射線検出パネル１００、ダンパー材１１３および保護部１１５を含む構造体を筐体１１６で覆った。
　以上の製造方法に従って放射線検出装置２００を製造し、次のような評価を行った。
＜バインダーの膜厚の測定＞
　バインダー１１８の膜厚の評価を以下の方法により行った。
　シンチレータ層１０６が形成されたセンサパネル１０２を断面が見えるよう切断し、その表面をＳＥＭで観察した。ＳＥＭ画像において、シンチレータ層１０６とセンサパネル１０２との界面においてバインダー１１８の厚さ（即ち第１膜ｆ１の厚さ）、および、各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さ（即ち第２膜ｆ２の厚さ）を測定した。中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１５μｍであった。
　また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。
＜感度の評価＞
　感度の評価を以下の方法により行った。
　放射線検出装置２００を評価装置にセットし、放射線検出装置２００とＸ線源との間に軟Ｘ線除去用の２０ｍｍＡｌフィルターをセットした。次いで、放射線検出装置２００とＸ線源との距離を１３０ｃｍに調整し、放射線検出装置２００を電気駆動系に接続した。この状態で管電圧８０ｋＶ、管電流２５０ｍＡ、５０ｍｓでＸ線パルスを３回爆射した。この方法により測定した実施例１の感度は３８５０ＬＳＢであった。
＜ヒートサイクル試験＞
　膜面強度が実用に耐えられるか否かを判断するために、温度５０℃／湿度６０％と、温度－３０℃／湿度０％とを繰り返すヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験の温度／湿度履歴を図８に示す。また、試験条件を変更（温度５０℃→６０℃、７０℃）した時の評価も合わせて行った。この耐久試験において、５０℃／－３０℃のサイクル試験と６０℃／－３０℃のサイクル試験においては、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。
（実施例２）
　実施例１におけるバインダー１１８の重量を１０％増加させたペーストを準備し、シンチレータ層１０６を形成すべき領域の最外周部にディスペンサーを用いて塗布した。その後、実施例１で用いたペーストをスリットコーターによって前記最外周部の内側に塗工した。その後、熱風によって１１０℃で３０分にわたってペーストを乾燥させシンチレータ層１０６を形成した。他の条件は、実施例１と同じとした。
　以上の製造方法により、図７Ａに模式的に示される構造が得られた。シンチレータ層１０６の周辺部は、シンチレータ粒子１１７が存在しない第１領域７０１と、第１領域７０１の外側に位置しシンチレータ粒子１１７が存在する第２領域７０２とを含んでいた。また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。
　評価の結果、中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１６５μｍであった。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．４０であった。
感度は３９００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、７０℃／－３０℃のサイクル試験においても、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。
（実施例３）
　実施例１と同様のペーストを準備し、スリットコーターによってセンサパネル１０２上に塗布した。その後、実施例１と同様の乾燥方法で、９０℃で、６０分乾燥させた。
　以上の製造方法により、図７Ｂに模式的に示される構造が得られた。シンチレータ層１０６の周辺部の最外周部７０３は、シンチレータ層１０６の内側から外側に向かう方向におけるバインダー１１８の幅がバインダー１１８の厚さより大きく、かつ、シンチレータ粒子１１７が存在しない領域であった。また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．３５であった。
　評価の結果、中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１５μｍであった。感度は３８５０ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、７０℃／－３０℃のサイクル試験においても、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。
（比較例１）
　特開２０１１－２２１４２号公報に記載されたように、シンチレータ層の形成方法として、増感紙の製造工程において台紙にペーストを塗布する工程と同様な工程を採用した。詳細には、ロールコーター、ナイフコーターでペーストを塗布し、それを熱風乾燥により乾燥させた。これを評価した結果、シンチレータ粒子同士、および、シンチレータ粒子とセンサパネルとを接着しているバインダーの厚さは、中央部、周辺部ともに０．１μｍであった。他の製造工程は実施例１と同様の工程で放射線検出装置を製造し、評価を行った。
　管電圧８０ｋＶ、管電流２５０ｍＡ、５０ｍｓでＸ線パルスを３回爆射して測定した感度は３６００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、６０℃／－３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。
（比較例２）
　比較例１におけるペースト中のバインダーの比率を変更した。他の製造工程は比較例１と同様である。評価の結果、感度は３８５０ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、５０℃／－３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。
（比較例３）
　シンチレータ層の形成方法として、増感紙の製造工程に従って、センサパネルにスクリーン印刷法を用いペーストを塗布した。印刷後は１５分のレベリング後、ＩＲ加熱炉中１２０℃で４５分間の乾燥を行った。室温まで冷却後、更に同様のスクリーン印刷を２回繰り返し実施した。他の製造工程は比較例１と同様である。評価の結果、感度は３７００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では７０℃／－３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。
（放射線撮像システムへの適用例）
　上述の放射線検出装置２００は、放射線検査装置等に代表される撮像システムに適用されうる。撮像システムは、例えば、放射線検出装置２００を含む撮像装置と、イメージプロセッサ等を含む信号処理部と、ディスプレイ等を含む表示部と、放射線を発生させるための放射線源と、を備える。
　代表的な撮像システムの例として図１０に示されるように、Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者等の被検者６０６１の胸部６０６２を透過し、撮像装置６０４０に入射する。入射したＸ線６０６０には被検者６０６１の体内部の情報が含まれている。撮像装置６０４０では、入射したＸ線６０６０に応じた電気的情報が得られる。その後、この情報はデジタル変換され、イメージプロセッサ６０７０（信号処理部）により画像処理され、コントロールルーム（制御室）のディスプレイ６０８０（表示部）により検査結果として表示されうる。また、この情報は電話、ＬＡＮ、インターネット等のネットワーク６０９０（伝送処理手段）により遠隔地へ転送されうる。これにより、この情報をドクタールーム等の別の場所におけるディスプレイ６０８１に検査結果として表示し、遠隔地の医師が診断することが可能である。また、この情報および検査結果を、例えば、光ディスク等に保存することもできるし、フィルムプロセッサ６１００によってフィルム６１１０等の記録媒体に記録することもできる。
　本願は、２０１３年１０月２９日に出願された日本国特許出願特願２０１３－２２４６２３号および２０１４年１０月１５日に出願された日本国特許出願特願２０１４－２１１０８９号を基礎として優先権を主張するものであり、その記載内容の全てを、ここに援用する。

Claims (14)

  1. 放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層によって変換された光を検出する光電変換部を有するセンサパネルとを備える放射線検出装置であって、
    前記シンチレータ層は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、前記複数のシンチレータ粒子を前記センサパネルの上に固定するバインダーとを含み、
    前記バインダーは、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間に膜を形成し、
    前記シンチレータ層の周辺部における前記膜の厚さが前記シンチレータ層の中央部における前記膜の厚さより大きい、
    ことを特徴とする放射線検出装置。
  2. 前記バインダーは、前記センサパネルの表面上に第１膜を形成するとともに前記複数のシンチレータ粒子のそれぞれの表面上に第２膜を形成し、
    前記膜は、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間で前記第１膜と前記第２膜とによって形成され、
    前記シンチレータ層の周辺部における前記第１膜の厚さが前記シンチレータ層の中央部における前記第１膜の厚さより大きい、
    ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
  3. 前記周辺部における前記第２膜の厚さが前記中央部における前記第２膜の厚さより大きい、
    ことを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
  4. 前記周辺部は、前記光電変換部が配置された光電変換領域よりも外側の領域の上に位置する部分であり、前記中央部は、前記光電変換領域における中央部の上に位置する、
    ことを特徴とする請求項２又は３に記載の放射線検出装置。
  5. 前記光電変換部が配置された光電変換領域よりも外側の領域の上に位置する領域における前記第１膜の厚さが前記光電変換領域の上に位置する領域における前記第１膜の厚さより大きい、
    ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  6. 前記光電変換領域よりも外側の領域の上に位置する領域における前記第２膜の厚さが前記光電変換領域の上に位置する領域における前記第２膜の厚さより大きい、
    ことを特徴とする請求項５に記載の放射線検出装置。
  7. 前記周辺部において、前記シンチレータ粒子の体積（Ｖｓｐ）に対する前記バインダーの体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）が０．０１２５以上である、
    ことを特徴とする請求項４に記載の放射線検出装置。
  8. 前記周辺部における前記シンチレータ層の単位重量に占める前記バインダーとの重量は、前記中央部における前記シンチレータ層の単位重量に占める前記バインダーの重量より大きい、
    ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  9. 前記周辺部は、前記シンチレータ粒子が存在しない第１領域と、前記第１領域の外側に位置し前記シンチレータ粒子が存在する第２領域とを含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  10. 前記周辺部における最外周部は、前記シンチレータ層の内側から外側に向かう方向における前記バインダーの幅が前記バインダーの厚さより大きく、かつ、前記シンチレータ粒子が存在しない領域である、
    ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  11. 前記周辺部は、内側から外側に向かって前記シンチレータ層の厚さが小さくなった部分を含む、
    ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  12. 前記シンチレータ層の上に配置された反射層を更に備える、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
  13. 前記反射層は、光を拡散反射するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項１２に記載の放射線検出装置。
  14. 放射線を発生する放射線源と、
    請求項１乃至１３のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
    を備えることを特徴とする撮像システム。
PCT/JP2014/005283 2013-10-29 2014-10-17 放射線検出装置および撮像システム WO2015064043A1 (ja)

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013-224623 2013-10-29
JP2013224623 2013-10-29
JP2014211089A JP6514477B2 (ja) 2013-10-29 2014-10-15 放射線検出装置および撮像システム
JP2014-211089 2014-10-15

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2015064043A1 true WO2015064043A1 (ja) 2015-05-07

Family

ID=53003677

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2014/005283 WO2015064043A1 (ja) 2013-10-29 2014-10-17 放射線検出装置および撮像システム

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP6514477B2 (ja)
WO (1) WO2015064043A1 (ja)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2018124133A1 (ja) * 2016-12-26 2019-10-31 富士フイルム株式会社 放射線検出器及び放射線画像撮影装置
TW201830053A (zh) * 2016-12-26 2018-08-16 日商富士軟片股份有限公司 放射線檢測器及放射線圖像攝影裝置

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02116799A (ja) * 1988-10-27 1990-05-01 Kasei Optonix Co Ltd 放射線増感紙
JP2007248283A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Toshiba Corp シンチレータ、蛍光板及びそれを用いたｘ線検出器
JP2013015353A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Toshiba Corp 放射線検出器およびその製造方法

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61228399A (ja) * 1985-04-03 1986-10-11 富士写真フイルム株式会社 放射線像変換パネルおよびその製法
JP3515169B2 (ja) * 1994-04-15 2004-04-05 富士写真フイルム株式会社 放射線像記録再生方法および放射線像変換パネル
JP5340444B2 (ja) * 2012-03-12 2013-11-13 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置及び放射線画像撮影システム

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH02116799A (ja) * 1988-10-27 1990-05-01 Kasei Optonix Co Ltd 放射線増感紙
JP2007248283A (ja) * 2006-03-16 2007-09-27 Toshiba Corp シンチレータ、蛍光板及びそれを用いたｘ線検出器
JP2013015353A (ja) * 2011-07-01 2013-01-24 Toshiba Corp 放射線検出器およびその製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015111105A (ja) 2015-06-18
JP6514477B2 (ja) 2019-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6200171B2 (ja) 放射線検出装置及び撮像システム
TWI334934B (en) Radiation detecting apparatus and scintillator panel
US9006665B2 (en) Radiation detection apparatus and radiographic system
US9366767B2 (en) Radiation detecting apparatus and radiation detecting system
TWI518352B (zh) Radiation detector and manufacturing method thereof
JP2008215951A (ja) 放射線検出器
JP2011247822A (ja) 放射線検出装置及び放射線撮像システム
JP2012154811A (ja) シンチレータパネルおよびその製造方法ならびに放射線検出装置
JP2019023579A (ja) シンチレータ
WO2016167334A1 (ja) 放射線像変換スクリーン、フラットパネルディテクタ、放射線検出装置、及びシンチレータ
WO2015064043A1 (ja) 放射線検出装置および撮像システム
JP2010096616A (ja) 放射線画像検出器
JP2013015353A (ja) 放射線検出器およびその製造方法
JP2019060821A (ja) Ｘ線タルボ撮影用パネル
JP2014048061A (ja) 放射線撮像装置、その製造方法、及び放射線撮像システム
JP2010025780A (ja) 放射線変換シートおよび放射線画像検出装置
KR20170113264A (ko) 방사선 검출 장치 및 방사선 촬상 시스템
WO2020250978A1 (ja) 放射線検出装置及び放射線撮影システム
JP2003075543A (ja) 放射線変換シート、放射線撮影装置とその製造方法、および放射線撮影システム
JP2005156545A (ja) 放射線検出装置、その製造方法、および放射線撮像システム
JP6555955B2 (ja) 放射線検出装置及び放射線撮像システム
US20180284298A1 (en) Radiation conversion panel and talbot imaging device
JP2017090340A (ja) 放射線検出装置及びその製造方法、並びに、放射線検出システム
JP6077787B2 (ja) 放射線撮像装置及び放射線撮像システム
WO2019097847A1 (ja) 放射線撮像パネル、放射線撮像装置および放射線撮像システム

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 14858137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 14858137

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1