WO2019097847A1 - 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 - Google Patents

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 Download PDF

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WO2019097847A1
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WO
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photoelectric conversion
radiation imaging
scintillator
disposed
imaging panel
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PCT/JP2018/035561
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English (en)
French (fr)
Inventor
長野　和美
野村　慶一
知貴 小松
Original Assignee
キヤノン株式会社
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    • 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
    • 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
    • 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
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
    • G21K4/00—Conversion screens for the conversion of the spatial distribution of X-rays or particle radiation into visible images, e.g. fluoroscopic screens

Definitions

  • the present invention relates to a radiation imaging panel, a radiation imaging apparatus, and a radiation imaging system.
  • Patent Document 1 discloses a radiation detection apparatus in which the amount of light converted from radiation is increased by arranging scintillators on both sides of a substrate on which a photoelectric conversion element is disposed, thereby improving sensitivity.
  • the light converted by one scintillator reaches the photoelectric conversion element through the substrate, so the light is converted by the other scintillator and compared with the light reaching the photoelectric conversion element without passing through the substrate And the light path length becomes longer. As the optical path length increases, the resolution may be reduced due to the effects of scattering and the like.
  • An object of the present invention is to provide an advantageous technique for improving the resolution of a radiation imaging panel.
  • a radiation imaging panel includes a substrate, and a first photoelectric conversion unit including a plurality of first photoelectric conversion elements arranged in an array on the first surface of the substrate And a first wavelength conversion unit including a scintillator layer arranged to cover the first photoelectric conversion unit, and a second wavelength conversion unit arranged to cover the second surface opposite to the first surface of the substrate.
  • a radiation imaging panel including two wavelength conversion units, wherein the second wavelength conversion unit is respectively provided in a partition defining a plurality of sections having a predetermined shape and a plurality of areas partitioned by the partition And a plurality of scintillator sections disposed, wherein the partition section suppresses diffusion of light generated in the plurality of scintillator sections among the plurality of scintillator sections, and in orthogonal projection to the first surface, the partition section is Row direction and column direction in which a plurality of first photoelectric conversion elements are arranged Out along at least one, and wherein arranged are possible so as to overlap the region between the photoelectric conversion elements adjacent to each other among the plurality of first photoelectric conversion elements.
  • the above means provide an advantageous technique for improving the resolution of the radiation imaging panel.
  • FIG. 1 is a schematic view of a radiation imaging panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a radiation imaging panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 1 is a schematic view of a radiation imaging panel according to an embodiment of the present invention. Sectional drawing which shows the modification of the radiation imaging panel of FIG. 1B. Sectional drawing which shows the modification of the radiation imaging panel of FIG. 1B. Sectional drawing which shows the modification of the radiation imaging panel of FIG. 1B. Sectional drawing which shows the modification of the radiation imaging panel of FIG. 1C.
  • FIG. 2 is a view showing an example of the arrangement of a radiation imaging apparatus using the radiation imaging panel of FIG. 1;
  • FIG. 8 is a view showing an example of the arrangement of a radiation imaging system using the radiation imaging apparatus of FIG. 7;
  • the radiation in the present invention includes, in addition to alpha rays, beta rays and gamma rays which are beams produced by particles (including photons) emitted by radiation decay, beams having similar or higher energy, such as X-rays and the like. It can also include particle rays, cosmic rays, etc.
  • 1A to 1C are schematic views showing a configuration example of a radiation imaging panel 100 of the present invention.
  • 1A is a plan view of the radiation imaging panel 100
  • FIG. 1B is a cross-sectional view of the radiation imaging panel 100 taken along the line AA 'in FIG. 1A
  • FIG. 1C is a radiation imaging panel 100 taken along the line BB' in FIG. FIG.
  • the radiation imaging panel 100 includes a sensor panel 102 including a plurality of photoelectric conversion elements 104, a wavelength conversion unit 101, and a wavelength conversion unit 120.
  • the sensor panel 102 covers the substrate 103, the photoelectric conversion unit 114 including a plurality of photoelectric conversion elements 104 arranged in an array on the surface 151 of the substrate 103, and covers the photoelectric conversion unit 114 to protect the photoelectric conversion unit 114.
  • a sensor protection layer 105 disposed as follows.
  • the sensor panel 102 includes a connection pad portion 111 to which a wiring portion 112 using a flexible cable or the like for connecting the sensor panel 102 to a mounting board or the like outside the sensor panel 102 is connected.
  • the substrate 103 may be an insulating substrate transparent to light converted from radiation by the wavelength conversion units 101 and 120, such as a glass substrate or a plastic substrate.
  • the photoelectric conversion element 104 can be formed in a semiconductor layer such as silicon deposited on the substrate 103.
  • the sensor protective layer 105 is disposed to cover the photoelectric conversion unit 114.
  • the sensor protective layer 105 can be formed using, for example, SiN, TiO 2 , LiF, Al 2 O 3 , MgO or the like.
  • the sensor protective layer 105 may be formed using polyphenylene sulfide resin, fluorine resin, polyetheretherketone resin, liquid crystal polymer, polyether nitrile resin, polysulfone resin, polyether sulfone resin, polyarylate resin, etc.
  • the sensor protective layer 105 may be formed using polyamide imide resin, polyether imide resin, polyimide resin, epoxy resin, silicone resin, or the like.
  • the light conversion device is made of a material having high transmittance for the wavelength of the light converted by the wavelength conversion unit 101.
  • the wavelength conversion unit 101 includes a scintillator layer 106, an adhesive layer 109, and a protective layer 110.
  • the scintillator layer 106 is disposed on the surface 151 side of the substrate 103 so as to cover the photoelectric conversion unit 114.
  • the wavelength conversion unit 120 is disposed so as to cover the back surface 152 opposite to the front surface 151 on which the photoelectric conversion unit 114 of the substrate 103 is disposed.
  • the wavelength conversion unit 120 includes a partition wall 122 defining a plurality of sections having a predetermined shape, and a plurality of scintillator sections 121 respectively disposed in a plurality of regions partitioned by the partition section 122.
  • the scintillator layer 106 and the scintillator unit 121 convert the radiation incident on the radiation imaging panel 100 into light.
  • the scintillator layer 106 and the scintillator portion 121 include any of a scintillator of a columnar crystal and a scintillator of a particulate crystal.
  • the scintillator of the columnar crystal In the scintillator of the columnar crystal, light converted from radiation by the scintillator propagates in the columnar crystal, so light scattering can be reduced and high resolution can be obtained.
  • a material of the scintillator layer which forms a columnar crystal a material containing alkali halide as a main component is used.
  • scintillators of columnar crystals are mainly composed of cesium iodide, cesium bromide, sodium iodide, lithium iodide, potassium iodide and the like.
  • the scintillator of the columnar crystal contains an activator such as thallium, sodium, europium and the like.
  • CsI: Tl As the scintillator of the columnar crystal, for example, CsI: Tl, CsI: Na, CsBr: Tl, NaI: Tl, LiI: Eu, KI: Tl, etc. are used.
  • CsI: Tl can be formed by simultaneously depositing CsI and TlI.
  • the particulate crystal scintillator may include a plurality of scintillator particles that convert radiation into light and a binder that fixes the plurality of scintillator particles to one another.
  • the scintillator of the particulate crystal can be easily formed by coating or the like, and the scintillator layer 106 and the scintillator portion 121 can be obtained at low cost.
  • sulfated gadolinium (GOS: Tb) to which a small amount of terbium (Tb) is added can be used as a scintillator of particulate crystals.
  • the scintillator of the particulate crystal can be composed of a metal oxysulfide represented by the general formula Me 2 O 2 S: Re from the viewpoint of moisture resistance, luminous efficiency, thermal process resistance and persistence.
  • Me is any one of La, Y and Gd
  • Re is at least one of Tb, Sm, Eu, Ce, Pr and Tm.
  • the binder may be one that dissolves in an organic solvent and has thixotropic properties. Specifically, it may be composed of a cellulose-based resin such as ethyl cellulose or nitrocellulose, an acrylic-based such as polymethyl methacrylate, or a polyvinyl acetal-based resin such as polyvinyl butyral solvent-based grade.
  • the binder may be composed of a combination of two or more of these resins.
  • the particulate crystal scintillator and the binder are added to the organic solvent that dissolves the binder. This forms a paste.
  • the scintillator containing particulate crystals may be formed by applying the paste directly to the substrate 103, or after being formed into a sheet in a separate step and then bonded to the sensor substrate through an adhesive or the like. It may be done.
  • the adhesive layer 109 bonds the scintillator layer 106 and the protective layer 110 and fixes the protective layer 110 to the sensor panel 102.
  • the adhesive layer 109 can be made of a material having high transmittance for the wavelength of light converted by the scintillator layer 106.
  • the protective layer 110 protects the scintillator layer 106 and can also function as a reflection layer that reflects light generated in the electromagnetic shield or the scintillator layer 106 to the photoelectric conversion unit 114 side.
  • a reflective layer (not shown) may be disposed between the scintillator layer 106 and the protective layer 110 separately from the protective layer 110.
  • the protective layer 110 can be made of, for example, a metal foil or a metal thin film.
  • the thickness of the protective layer 110 may be 1 ⁇ m or more and 100 ⁇ m or less. When the thickness of the protective layer 110 is smaller than 1 ⁇ m, a pinhole defect is easily generated in the protective layer 110 when the protective layer 110 is formed, and the light shielding property is inferior.
  • the thickness of the protective layer 110 exceeds 100 ⁇ m, the absorption amount of incident radiation becomes too large, and the step formed by the protective layer 110 becomes too large.
  • a material of the protective layer 110 for example, a metal material such as aluminum, gold, silver, copper, or an aluminum alloy may be used. Among these, aluminum, which is a material having high radiation transparency, may be used.
  • the protective layer 110 may have a laminated structure in which a desired resin layer such as PET is formed as the outermost layer in order to improve the scratch resistance of the metal material layer.
  • the wavelength conversion unit 120 will be described using FIG. 1C.
  • the plurality of scintillator units 121 are disposed in each of the plurality of regions divided by the partition unit 122 as described above.
  • the partition portion 122 suppresses mutual diffusion of light generated by the plurality of scintillator portions 121 among the plurality of scintillator portions.
  • the partition wall 122 is adjacent to each other among the plurality of photoelectric conversion elements 104 along at least one of the row direction and the column direction in which the plurality of photoelectric conversion elements 104 are arranged. It is disposed to overlap with the region between the photoelectric conversion elements 104.
  • the pitch at which the plurality of scintillator portions 121 are disposed may be a natural number multiple of the pitch at which the plurality of photoelectric conversion elements 104 are disposed.
  • the pitch at which the plurality of photoelectric conversion elements 104 are disposed may be a natural number multiple of the pitch at which the plurality of photoelectric conversion elements 104 are disposed.
  • several scintillator part 121 may be distribute
  • the partition wall 122 may be disposed so as not to overlap with the plurality of photoelectric conversion elements 104 in the orthogonal projection with respect to the surface 151 of the substrate 103.
  • the light from the back surface 152 side of the substrate 103 is diffused due to the influence of scattering and the like because the light path length to the photoelectric conversion unit 114 is long, and the resolution of the obtained radiation image may be reduced.
  • the partition wall portion 122 diffusion of light converted from radiation in each of the plurality of scintillator portions 121 is suppressed.
  • the sensitivity of the radiation imaging panel 100 increases, but also the resolution of the obtained radiation image It can improve.
  • the partition wall portion 122 may be formed by cutting a substrate for forming the partition wall portion 122 and arranging a cavity such as a cube or a rectangular parallelepiped, or by bonding a partition wall lattice structure and a substrate to be a bottom surface. You may form.
  • the partition portion 122 can be formed by cutting or etching a metal material such as aluminum, gold, silver, copper, or an aluminum alloy, or various resin materials.
  • the partition wall portion 122 may be formed by printing a paint containing ceramic, glass, metal particles and the like on the surface of the resin material.
  • Each of the scintillator portions 121 of the partition wall portion 122 may have high reflectivity and high light shielding property to improve the light guiding performance. For example, a material that is highly reflective and highly light-shielding, and that can be etched at a high aspect ratio can be used as appropriate.
  • the scintillator of the same material may be used for the scintillator layer 106 and the scintillator part 121.
  • different scintillator materials may be used for the scintillator layer 106 and the scintillator portion 121.
  • the scintillator layer 106 may be a scintillator of columnar crystals using cesium iodide
  • each of the plurality of scintillator sections 121 may be a scintillator of particulate crystals using sulfated gadolinium.
  • the scintillator of the particulate crystal has lower directivity of light as compared to the scintillator of the columnar crystal.
  • the partition wall portion 122 is present, diffusion of light converted by the scintillator portion 121 can be suppressed.
  • the scintillator layer 106 has a shorter optical path length to the photoelectric conversion elements 104 of the photoelectric conversion unit 114 than the scintillator unit 121.
  • the wavelength conversion unit 101 may not include the partition portion arranged in the wavelength conversion unit 120 which divides the scintillator layer 106 into a plurality of sections.
  • the radiation imaging panel 100 with high sensitivity is realized by detecting light converted by both the wavelength conversion units 101 and 120 disposed on both sides of the sensor panel 102.
  • the configuration of the panel 100 is not limited to this.
  • the light from the scintillator layer 106 is prevented from being incident on the photoelectric conversion element 104 ′ between the photoelectric conversion element 104 ′ of the photoelectric conversion element 104 and the scintillator layer 106.
  • a light shielding layer 107 may be disposed for this purpose. The light shielding layer 107 makes it possible to make the photoelectric conversion element 104 and the photoelectric conversion element 104 ′ have different sensitivities to light converted by the scintillator layer 106.
  • the photoelectric conversion element 104 converts light generated by the scintillator layer 106 and the scintillator portion 121 into a signal
  • the photoelectric conversion element 104 ′ converts light generated by the scintillator portion 121 into a signal.
  • the partition wall portion 122 is disposed in the wavelength conversion portion 120, the diffusion of light converted from the radiation in each scintillator portion 121 is suppressed, and it becomes possible to improve the resolution of the energy subtraction image obtained .
  • FIG. 1 the configuration shown in FIG.
  • the light shielding layer 107 is disposed between the photoelectric conversion element 104 ′ and the scintillator layer 106, but the light shielding layer may be disposed between the photoelectric conversion element 104 ′ and the scintillator portion 121. . Even in this case, the diffusion of the light converted from the radiation in each scintillator unit 121 is suppressed, and the resolution of the energy subtraction image obtained can be improved.
  • the radiation imaging panel 100 further includes a photoelectric conversion unit 134 including a plurality of photoelectric conversion elements 124 arranged in an array on the back surface 152 of the substrate 103. May be included.
  • the photoelectric conversion unit 134 is disposed between the photoelectric conversion unit 114 including the plurality of photoelectric conversion elements 104 and the wavelength conversion unit 120. At this time, even if a light shielding layer 107 is disposed between the scintillator layer 106 and each of the plurality of photoelectric conversion elements 124 to suppress the light from the scintillator layer 106 from being incident on the plurality of photoelectric conversion elements 124. Good.
  • a light shielding layer (not shown) is disposed between the scintillator section 121 and each of the plurality of photoelectric conversion elements 104 to suppress the light from the scintillator section 121 from being incident on the plurality of photoelectric conversion elements 104.
  • a light shielding layer (not shown) is disposed between the scintillator section 121 and each of the plurality of photoelectric conversion elements 104 to suppress the light from the scintillator section 121 from being incident on the plurality of photoelectric conversion elements 104.
  • each of the plurality of photoelectric conversion elements 124 may be disposed at a position overlapping with each of the plurality of photoelectric conversion elements 104.
  • the radiation imaging panel 100 includes a plurality of pixels each including the photoelectric conversion element 104 and a sensor panel 102 including a plurality of pixels each including the photoelectric conversion element 104 ′;
  • the unit may include the unit 101 and the wavelength conversion unit 120.
  • the sensor panel 102 includes a substrate 103, and a photoelectric conversion unit 114 including a plurality of pixels (each including the photoelectric conversion element 104 or the photoelectric conversion element 104 ′) arranged in an array on the surface 151 of the substrate 103. And a sensor protection layer 105 disposed to cover the photoelectric conversion unit 114 to protect the unit 114.
  • a plurality of pixels each provided with the photoelectric conversion element 104 or the photoelectric conversion element 104 ′ is formed on the surface 151 of the substrate 103 in the x direction (one of row direction and column direction) and y direction (row direction and column direction) shown in FIG. Are arranged in a two-dimensional array.
  • the x direction and the y direction may be orthogonal as shown in FIG. 4B.
  • the sensor panel 102 includes a light shielding layer 107 for suppressing the incidence of light from the wavelength conversion unit 120 to the photoelectric conversion element 104 ′ between each of the photoelectric conversion elements 104 ′ and the wavelength conversion unit 120.
  • the photoelectric conversion element disposed in the sensor panel 102 includes the photoelectric conversion element 104 and the photoelectric conversion element 104 ′ in which the incidence of light from the wavelength conversion unit 120 is suppressed more than the photoelectric conversion element 104.
  • an energy subtraction image can be obtained using radiation that has different energy components in one shot.
  • the photoelectric conversion element 104 generates a signal based on both the light converted from the radiation by the wavelength conversion unit 101 and the light converted from the radiation by the wavelength conversion unit 120.
  • the photoelectric conversion element 104 ′ generates a signal based on the light converted from the radiation by the wavelength conversion unit 101.
  • An energy subtraction image can be obtained from the difference between these two signals.
  • the partition wall portion 122 may further include a wall portion 122a extending in a direction intersecting with the x direction and the y direction, and a wall portion 122b extending in a direction intersecting with the direction in which the wall portion 122a extends. .
  • the pixel area 170 shown in FIG. 4B will be described.
  • Two or more consecutive pixels are disposed on one side.
  • a pixel including one photoelectric conversion element 104 ' is disposed in one pixel area 170.
  • the outer edge of the pixel area 170 can be defined by a tangent that can be drawn to include the outer edge of the two or more consecutive pixels.
  • the intersection 122 c of the wall 122 a and the wall 122 b of the partition 122 is arranged to overlap with the pixel region 170.
  • the intersection point 122c of the partition wall portion 122 is disposed so as to overlap the pixel region 170 in which the pixel including the photoelectric conversion element 104 ′ in which the light shielding layer 107 is disposed is disposed.
  • the partition wall portion 122 can be formed so that the intersection point 122c is disposed in a relatively wide range, and as a result, the requirement for the accuracy of the intersection point 122c of the partition wall portion 122 is reduced and processing becomes easy. By this, the cost for manufacturing the radiation imaging panel 100 can be suppressed.
  • the partition portion 122 can be disposed while suppressing a decrease in the aperture ratio to the photoelectric conversion element 104 that receives the light from the wavelength conversion unit 101 and the wavelength conversion unit 120.
  • the light incident from the wavelength conversion unit 120 is disposed so as to be suppressed more than the photoelectric conversion element 104, so the intersection point 122c of the partition wall portion 122 is disposed.
  • the influence on the photoelectric conversion element 104 ' is small.
  • the light receiving characteristic of the photoelectric conversion element 104 ′ is not changed by the intersection point 122 c of the partition wall 122.
  • the light from the wavelength conversion unit 120 disposed on the back surface 152 side of the substrate 103 is diffused due to the influence of scattering and the like because the optical path length to the photoelectric conversion element 104 is long, and the resolution of the obtained radiation image Can decrease.
  • the partition wall portion 122 in the wavelength conversion portion 120 diffusion of light converted from radiation in each of the plurality of scintillator portions 121 is suppressed, and directivity is enhanced.
  • the resolution of the photoelectric conversion element 104 that detects light converted by both of the wavelength conversion units 101 and 120 disposed on both sides of the sensor panel 102 can be improved.
  • the resolution of the energy subtraction image obtained can be improved.
  • the arrangement of the pixel region 170 in which the pixels including the photoelectric conversion element 104 'are arranged is not limited to the arrangement of FIG. 4B.
  • a pixel provided with four photoelectric conversion elements 104 'in total, two in each of which is continuous in the x direction and in the y direction may be disposed in the pixel region 170.
  • the pixel regions 170 may be arranged in a staggered manner as shown in FIG. 4B.
  • FIG. 4D even if the pixel regions 170 configured by the pixels including one photoelectric conversion element 104 ′ are alternately arranged for every five photoelectric conversion elements in the x direction and the y direction. Good.
  • a pixel area 170 is configured by a pixel including two photoelectric conversion elements 104 ′ in total, two in the x direction and one in the y direction, and the pixel area 170 is It may be arranged in a staggered manner. Even in these cases, the intersection 122c between the wall 122a and the wall 122b extending in the direction intersecting with the x direction and the y direction of the partition 122 is a pixel area in the orthogonal projection with respect to the surface 151 of the substrate 103. It may be arranged to overlap with 170.
  • the direction in which the wall 122a extends and the direction in which the wall 122b extends may be orthogonal to each other in the case of the arrangement of the pixel regions 170 as illustrated in FIGS. 4B to 4D.
  • the wall 122a and the wall 122b can be orthogonal to each other.
  • the partition wall portion 122 may be arranged so as not to overlap with the plurality of photoelectric conversion elements 104.
  • the partition wall portion 122 and the photoelectric conversion element 104 are arranged so as not to overlap as much as possible, the decrease in the aperture ratio of the photoelectric conversion element 104 to the wavelength conversion portion 120 is suppressed, and as a result, the sensitivity of the radiation imaging panel 100 It can improve.
  • the outer edge of the pixel region 170 bisects the center between the photoelectric conversion element 104 and the photoelectric conversion element 104 ′ adjacent to each other in the x direction. It may be a line along the y direction that passes through. Similarly, the outer edge of the pixel region 170 may be, for example, a line along the x direction passing through a point bisecting the center between the photoelectric conversion element 104 and the photoelectric conversion element 104 ′ adjacent to each other in the y direction.
  • the pixel area 170 may be an area surrounded by lines defining the outer edge of the pixel area 170.
  • intersection point 122c may be disposed to overlap with the central portion of the pixel area 170, as shown in FIGS. 4B to 4E, respectively.
  • the central portion may be an area obtained by equally dividing the diagonal of the outer edge of each pixel area 170 into four and dividing the diagonal into four equally between the apex of the diagonal and the intersection.
  • the photoelectric conversion unit 114 includes a plurality of pixel areas 170 as shown in FIGS. 4B to 4E.
  • the pitch at which the plurality of scintillators 121 are disposed is a natural number multiple of the pitch at which the plurality of pixel regions 170 are disposed. It may be The pitch at which the plurality of scintillator portions 121 are arranged in the x direction and the y direction may be a natural number multiple of the pitch at which the plurality of pixel areas 170 are arranged.
  • the pitch at which the plurality of scintillator portions 121 are arranged in the x direction and the y direction is a natural number multiple of the pitch at which the plurality of pixels provided with the photoelectric conversion element 104 or the photoelectric conversion element 104 ′ are arranged. Good.
  • the photoelectric conversion element 104 is configured to receive light from the scintillator layer 106 of the wavelength conversion unit 101 and the light from the scintillator unit 121 of the wavelength conversion unit 120, respectively. There is nothing to do.
  • the photoelectric conversion element 104 generates a signal according to the light from the scintillator unit 121 of the wavelength conversion unit 120, and the photoelectric conversion element 104 ′ a signal according to the light from the scintillator layer 106 of the wavelength conversion unit 101.
  • the radiation imaging panel 100 it is possible to acquire an energy subtraction image using radiation whose energy component differs in one shot.
  • FIGS. 4A to 4F is a photoelectric conversion element in which the light shielding layer 107 is disposed in the radiation imaging panel 100 in which the wavelength conversion units 101 and 120 are disposed on both sides of the substrate 103 in order to acquire energy subtraction images.
  • An intersection point 122c of the partition wall portion 122 is disposed at a position overlapping the pixel region 170 in which the pixel including the pixel 104 'is disposed.
  • the arrangement of the intersections of the above-described partition portions can be employed.
  • the partition wall may be disposed in the wavelength conversion unit, and the intersection of the partition may be disposed at a position overlapping the optical black pixel in the orthogonal projection with respect to the substrate.
  • the directivity of light converted from radiation in each scintillator section partitioned by the partition section is improved while suppressing the decrease in sensitivity of the radiation imaging panel, and the sharpness of the obtained image is improved. It becomes possible.
  • portions of the plurality of photoelectric conversion elements 104 and 104 ′ of the partition wall portion 122 are disposed so as to overlap with regions between the photoelectric conversion elements 104 adjacent to each other (not shown). ) May not be distributed.
  • Example 1 The radiation imaging panel 100 shown in FIGS. 1B and 1C was formed. First, the substrate 103 on which the photoelectric conversion unit 114 was formed on the side of the surface 151 was prepared. The transparent electrode was used for the electrode by the side of the wavelength conversion part 101 of the photoelectric conversion part 114, and the electrode by the side of the wavelength conversion part 120. Next, a protective layer material containing a polyimide is applied onto the substrate 103 on which the photoelectric conversion unit 114 is formed, and this is cured at 200 ° C. for 2 hours to form a sensor protective layer 105.
  • a protective layer material containing a polyimide is applied onto the substrate 103 on which the photoelectric conversion unit 114 is formed, and this is cured at 200 ° C. for 2 hours to form a sensor protective layer 105.
  • a scintillator layer 106 is formed to cover the photoelectric conversion unit 114 using CsI: Tl as a scintillator. Specifically, masking was performed on the outside of the area of the photoelectric conversion unit 114 where the photoelectric conversion element 104 of the sensor panel 102 is disposed, and the scintillator layer 106 was formed by vapor deposition in a desired area.
  • a protective sheet obtained by further laminating an adhesive layer 109 on a film-like sheet in which a PET layer for improving the scratch resistance and an Al layer which is a moisture-resistant protective layer are laminated covers the entire scintillator layer 106.
  • a vacuum laminator was used, the laminated sheet was disposed on the scintillator layer 106, and held at 0.4 Pa and 90 ° C. for 5 minutes.
  • the entire scintillator layer 106 is covered with the protective sheet, and the adhesive layer 109 at the peripheral end of the protective sheet is adhered to the sensor panel 102 so as to make a full circumferential contact.
  • a method of manufacturing the wavelength conversion unit 120 will be described.
  • a silicon wafer was etched to form recesses 250 ⁇ m in depth at intervals of 150 ⁇ m which is the pixel pitch of the photoelectric conversion element 104.
  • sulfated gadolinium GOS: Tb
  • the wavelength conversion unit 120 is disposed on the back surface 152 of the substrate 103 on which the wavelength conversion unit 101 is formed so that the pitch of the grating with the photoelectric conversion element 104 matches, and the periphery is sealed and fixed.
  • the wiring part 112 was thermocompression-bonded to the connection pad part 111 provided in the sensor panel 102 in which the two wavelength conversion parts 101 and 120 were formed. Thus, a radiation imaging panel 100 as shown in FIG. 1 was obtained.
  • Example 2 The radiation imaging panel 100 of Example 2 shown in FIG. 2 was formed. It manufactured by the method similar to the above-mentioned Example 1 except arrange
  • the light shielding layer 107 may be provided with a metal layer such as Al.
  • the light shielding layer 107 may function as the light shielding layer 107 by forming an electrode on the scintillator layer 106 side of the photoelectric conversion element 104 ′ with a material such as metal.
  • Example 3 The radiation imaging panel 100 shown in FIGS. 4A and 4B was formed. First, the light shielding layer 107 was formed on a portion of the surface 151 of the substrate 103 where the photoelectric conversion element 104 ′ is formed. Next, a photoelectric conversion unit 114 including a plurality of pixels each including the photoelectric conversion element 104 or the photoelectric conversion element 104 ′ and a switch element was formed. The pixels in which the photoelectric conversion elements 104 are disposed and the pixels in which the photoelectric conversion elements 104 ′ are disposed are arranged in a staggered pattern as shown in FIG. 4B.
  • pixels provided with different types of photoelectric conversion elements 104 or photoelectric conversion elements 104 ′ were disposed at positions adjacent to each other in the x direction and the y direction.
  • pixels having the same type of photoelectric conversion element 104 or photoelectric conversion element 104 ′ were disposed in an oblique direction intersecting the x direction and the y direction.
  • a protective layer material containing a polyimide is applied onto the substrate 103 on which the photoelectric conversion unit 114 is formed, and this is cured at 200 ° C. for 2 hours to form a sensor protective layer 105.
  • a scintillator layer 106 is formed to cover the photoelectric conversion unit 114 using CsI: Tl as a scintillator. Specifically, masking was performed on the outside of the area of the photoelectric conversion unit 114 where the photoelectric conversion element 104 of the sensor panel 102 is disposed, and the scintillator layer 106 was formed by vapor deposition in a desired area.
  • a protective sheet obtained by further laminating an adhesive layer 109 on a film-like sheet in which a PET layer for improving the scratch resistance and an Al layer which is a moisture-resistant protective layer are laminated covers the entire scintillator layer 106.
  • a vacuum laminator was used, the laminated sheet was disposed on the scintillator layer 106, and held at 0.4 Pa and 90 ° C. for 5 minutes.
  • the entire scintillator layer 106 is covered with the protective sheet, and the adhesive layer 109 at the peripheral end of the protective sheet is adhered to the sensor panel 102 so as to make a full circumferential contact.
  • a method of manufacturing the wavelength conversion unit 120 will be described.
  • a silicon wafer was etched to form a 350 ⁇ m deep recess having a grid pattern as shown in FIGS. 4A and 4B.
  • sulfated gadolinium GOS: Tb
  • the wavelength conversion unit 120 is, as shown in FIG. 4B, an intersection point of the central portion of the pixel area 170 where the pixel including the photoelectric conversion element 104 ′ is disposed on the back surface 152 of the substrate 103, and the wall 122a and the wall 122b. It was disposed so as to overlap with 122c, and the periphery was sealed and fixed with epoxy resin.
  • the wiring part 112 was thermocompression-bonded to the connection pad part 111 provided in the sensor panel 102 in which the two wavelength conversion parts 101 and 120 were formed. Thus, a radiation imaging panel 100 as shown in FIG. 1A was obtained.
  • Example 4 The radiation imaging panel 100 of Example 2 shown in FIG. 4F was formed. It manufactured by the method similar to the above-mentioned Example 3 except arrange
  • the light shielding layer 107 ' may be provided with a metal layer such as Al.
  • the light shielding layer 107 ′ may function as the light shielding layer 107 ′ by forming an electrode on the scintillator layer 106 side of the photoelectric conversion element 104 with a light shielding material such as metal.
  • the sensor panel 102 and the wavelength conversion unit 101 were formed in the same manner as in the first embodiment.
  • the wavelength converter 120 applies a paste in which sulfated gadolinium (GOS: Tb), which is a scintillator of particulate crystals, is dispersed in a binder resin on a PET substrate 132 by a slit coater method and dried to form a 200 ⁇ m thick scintillator layer 131 did.
  • the wavelength converter 130 was bonded to the back surface 152 of the substrate 103 of the sensor panel 102 with the substrate 103 via the 30 ⁇ m acrylic adhesive.
  • a radiation imaging panel 200 of Comparative Example 1 as shown in FIG. 5 was obtained.
  • Comparative example 2 The radiation imaging panel 200 of Comparative Example 2 was manufactured by replacing the wavelength conversion unit 120 of Example 2 with the wavelength conversion unit 120 similar to that of Comparative Example 1 described above.
  • the sensor panel 102 and the wavelength converter 101 were formed in the same manner as in the third embodiment.
  • the wavelength conversion unit 130 applies a paste in which sulfated gadolinium (GOS: Tb), which is a scintillator of particulate crystals, is dispersed in a binder resin to a PET substrate 132 by a slit coater method and dried to form a 200 ⁇ m thick scintillator layer 131 did.
  • the wavelength converter 130 was bonded to the back surface 152 of the substrate 103 of the sensor panel 102 with the substrate 103 via the 30 ⁇ m acrylic adhesive.
  • a radiation imaging panel 200 of Comparative Example 3 as shown in FIG. 6 was obtained.
  • Comparative example 4 A radiation imaging panel 200 of Comparative Example 4 was manufactured in which the wavelength conversion unit 120 of Example 4 was replaced with a wavelength conversion unit 130 similar to that of Comparative Example 3 described above.
  • the radiation imaging panel 100, 200 includes a control unit 501 for controlling the radiation imaging panel and a wiring unit 112 in the signal processing unit 502 for processing a signal output from the radiation imaging panel.
  • the radiation imaging device 6040 was obtained through connection.
  • the radiation imaging panel 100 or the radiation imaging panel 200, the control unit 501, and the signal processing unit 502 can be housed in one housing 500, as shown in FIG.
  • the radiation imaging apparatus 6040 may further include a power supply unit such as a battery for operating each component, a communication unit for communicating with the outside of the radiation imaging apparatus 6040, and the like.
  • the control unit 501 and the signal processing unit 502 are shown as separate configurations, but may be an integral configuration.
  • the obtained radiation imaging device 6040 was set in the evaluation device, and a 20 mm Al filter was set between the radiation imaging device 6040 and the radiation source. Next, the distance between the radiation imaging apparatus 6040 and the radiation source was adjusted to 130 cm. In this state, a radiation pulse was emitted three times at a tube voltage of 80 kV and a tube current of 250 mA for 50 ms to acquire an image. For Examples 2 to 4 and Comparative Examples 2 to 4, two images of different energy components were acquired to obtain energy subtraction images. Example 1 is compared with Comparative Example 1, Example 2 is compared with Comparative Example 2, Example 3 is compared with Comparative Example 3, and Example 4 is compared with Comparative Example 4. It has been possible to reduce the deterioration of the image quality of the captured image.
  • the radiation imaging apparatus 6040 excellent in sharpness was obtained by the radiation imaging panel 100 in which the partition 122 is disposed in the wavelength conversion unit 120.
  • the X-ray 6060 generated by the X-ray tube 6050 which is a radiation source for irradiating the radiation imaging apparatus 6040 with radiation passes through the chest 6062 of the patient or subject 6061 and enters the radiation imaging apparatus 6040.
  • the incident X-rays include information inside the patient or subject 6061.
  • the scintillator emits light corresponding to the incidence of the X-ray 6060, and this is photoelectrically converted by the photoelectric conversion element to obtain electrical information.
  • This information is converted into digital and image-processed by an image processor 6070 as a signal processing unit, and can be observed on a display 6080 as a display unit of the control room.
  • this information can be transferred to a remote place by a transmission processing unit such as a network 6090 such as a telephone, LAN, or the Internet.
  • a transmission processing unit such as a network 6090 such as a telephone, LAN, or the Internet.
  • a display 6081 which is a display unit such as a doctor room at another place, and a doctor at a remote place can make a diagnosis.
  • this information can be recorded on a recording medium such as an optical disk, and can also be recorded on a film 6110 as a recording medium by the film processor 6100.

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Abstract

基板と基板の第１の面に配される複数の第１の光電変換素子を含む第１の光電変換部と第１の光電変換部を覆うように配されるシンチレータ層を含む第１の波長変換部と基板の第１の面とは反対側の第２の面を覆うように配される第２の波長変換部とを含み、第２の波長変換部は、所定の形状を有する複数の区画を定義する隔壁部と隔壁部によって区画された複数の領域にそれぞれ配される複数のシンチレータ部とを含み、隔壁部は、複数のシンチレータ部で発生する光の複数のシンチレータ部間での拡散を抑制し、第１の面に対する正射影において、隔壁部は、複数の第１の光電変換素子が配される行および列方向のうち少なくとも一方に沿って、複数の第１の光電変換素子のうち互いに隣接する光電変換素子の間の領域と重なるように配される。

Description

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
　本発明は、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に関するものである。
　医療画像診断や非破壊検査において、放射線撮像パネル（フラットパネルディテクタ：ＦＰＤ）を用いた放射線撮像装置が広く使用されている。特許文献１には、光電変換素子が配された基板の両面にシンチレータを配することによって、放射線から変換される光量を増加させ、感度を向上させた放射線検出装置が示されている。
特開２００９－１３３８３７号公報
　特許文献１の放射線検出装置において、一方のシンチレータで変換された光は基板を介して光電変換素子に到達するため、他方のシンチレータで変換され基板を介さずに光電変換素子に到達する光と比較して光路長が長くなる。光路長が長くなると、散乱などの影響によって解像度が低下しうる。
　本発明は、放射線撮像パネルの解像度の向上に有利な技術を提供することを目的とする。
　上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルは、基板と、基板の第１の面にアレイ状に配される複数の第１の光電変換素子を含む第１の光電変換部と、第１の光電変換部を覆うように配されるシンチレータ層を含む第１の波長変換部と、基板の第１の面とは反対側の第２の面を覆うように配される第２の波長変換部と、を含む放射線撮像パネルであって、第２の波長変換部は、所定の形状を有する複数の区画を定義する隔壁部と、隔壁部によって区画された複数の領域にそれぞれ配される複数のシンチレータ部と、を含み、隔壁部は、複数のシンチレータ部で発生する光の複数のシンチレータ部間での拡散を抑制し、第１の面に対する正射影において、隔壁部は、複数の第１の光電変換素子が配される行方向および列方向のうち少なくとも一方に沿って、複数の第１の光電変換素子のうち互いに隣接する光電変換素子の間の領域と重なるように配されることを特徴とする。
　上記手段によって、放射線撮像パネルの解像度の向上に有利な技術を提供する。
　本発明のその他の特徴及び利点は、添付図面を参照とした以下の説明により明らかになるであろう。なお、添付図面においては、同じ若しくは同様の構成には、同じ参照番号を付す。
　添付図面は明細書に含まれ、その一部を構成し、本発明の実施の形態を示し、その記述と共に本発明の原理を説明するために用いられる。
本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルの概略を示す図。 本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルの概略を示す図。 本発明の実施形態に係る放射線撮像パネルの概略を示す図。 図１Ｂの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｂの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｂの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｃの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｃの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｃの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｃの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 図１Ｂの放射線撮像パネルの変形例を示す断面図。 放射線撮像パネルの比較例を示す断面図。 放射線撮像パネルの比較例を示す断面図。 図１の放射線撮像パネルを用いた放射線撮像装置の構成例を示す図。 図７の放射線撮像装置を用いた放射線撮像システムの構成例を示す図。
　以下、本発明に係る放射線撮像パネルの具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。本発明における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
　図１Ａ～８を参照して、本発明の実施形態による放射線撮像パネル１００の構成について説明する。図１Ａ～１Ｃは、本発明の放射線撮像パネル１００の構成例を示す概略図である。図１Ａは、放射線撮像パネル１００の平面図、図１Ｂは、図１ＡのＡ－Ａ’線における放射線撮像パネル１００の断面図、図１Ｃは、図１ＢのＢ－Ｂ’線における放射線撮像パネル１００の断面図である。
　放射線撮像パネル１００は、複数の光電変換素子１０４を含むセンサパネル１０２と、波長変換部１０１と、波長変換部１２０と、を含む。センサパネル１０２は、基板１０３と、基板１０３の表面１５１にアレイ状に配される複数の光電変換素子１０４を含む光電変換部１１４と、光電変換部１１４を保護するために光電変換部１１４を覆うように配されるセンサ保護層１０５と、を含む。また、センサパネル１０２は、センサパネル１０２をセンサパネル１０２の外部の実装基板などと接続するための、フレキシブルケーブルなどを用いた配線部１１２が接続される接続パッド部１１１を含む。光電変換部１１４には、複数の光電変換素子１０４によって生成され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（不図示）が、それぞれの光電変換素子１０４に対応して配されうる。基板１０３は、ガラス基板やプラスティック基板などの波長変換部１０１、１２０で放射線から変換された光に対して透明な絶縁性基板でありうる。光電変換素子１０４は、基板１０３上に堆積されたシリコンなどの半導体層に形成されうる。
　センサ保護層１０５は、光電変換部１１４を覆うように配される。センサ保護層１０５は、例えば、ＳｉＮ、ＴｉＯ２、ＬｉＦ、Ａｌ２Ｏ３、ＭｇＯなどを用いて形成されうる。また、センサ保護層１０５は、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂などを用いて形成されてもよい。さらに、センサ保護層１０５は、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂などを用いて形成されてもよい。ただし、波長変換部１０１によって放射線から変換された光がセンサ保護層１０５を通過することができるように、波長変換部１０１で変換された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。
　波長変換部１０１は、シンチレータ層１０６と、接着層１０９と、保護層１１０と、を含む。シンチレータ層１０６は、基板１０３の表面１５１の側に、光電変換部１１４を覆うように配される。
　波長変換部１２０は、基板１０３の光電変換部１１４が配される表面１５１とは反対側の裏面１５２を覆うように配される。波長変換部１２０は、所定の形状を有する複数の区画を定義する隔壁部１２２と、隔壁部１２２によって区画された複数の領域にそれぞれ配される複数のシンチレータ部１２１と、を含む。
　シンチレータ層１０６およびシンチレータ部１２１は、放射線撮像パネル１００に入射した放射線を光に変換する。シンチレータ層１０６およびシンチレータ部１２１は、柱状結晶のシンチレータおよび粒子状結晶のシンチレータの何れかを含む。
　柱状結晶のシンチレータは、シンチレータで放射線から変換された光が柱状結晶内を伝搬するため、光散乱が少なく高い解像度を得ることができる。柱状結晶を形成するシンチレータ層の材料としては、ハロゲン化アルカリを主成分とする材料が用いられる。例えば、柱状結晶のシンチレータは、ヨウ化セシウムや臭化セシウム、ヨウ化ナトリウム、ヨウ化リチウム、ヨウ化カリウムなどを主成分とする。また、柱状結晶のシンチレータは、タリウム、ナトリウム、ユーロピウムなどの賦活剤を含む。つまり、柱状結晶のシンチレータは、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌなどが用いられる。例えば、ＣｓＩ：Ｔｌは、ＣｓＩとＴｌＩを同時に蒸着することによって形成できる。
　粒子状結晶のシンチレータは、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、複数のシンチレータ粒子を互いに固定するバインダとを含みうる。粒子状結晶のシンチレータは、塗布などで容易に形成することができ、安価にシンチレータ層１０６やシンチレータ部１２１を得ることができる。例えば、粒子状結晶のシンチレータとして、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）が用いられうる。粒子状結晶のシンチレータは、耐湿性、発光効率、熱プロセス耐性、残光性の観点から、一般式Ｍｅ２Ｏ２Ｓ：Ｒｅで示される金属酸硫化物で構成されうる。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つである。
　バインダには、例えば、様々な種類の樹脂が用いられる。バインダは、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であってもよい。具体的には、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てもよい。バインダは、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。粒子状結晶のシンチレータおよびバインダは、バインダ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る。粒子状結晶を含むシンチレータは、ペーストを基板１０３に直接塗布して形成されてもよいし、または、別の工程でシート状に形成してから接着材などを介してセンサ基板に貼り合わせて形成されてもよい。
　接着層１０９は、シンチレータ層１０６と保護層１１０とを結合し、保護層１１０をセンサパネル１０２に固定する。接着層１０９は、シンチレータ層１０６で変換された光の波長について高い透過率を有する材料で構成されうる。
　保護層１１０は、シンチレータ層１０６を保護するほか、電磁シールドやシンチレータ層１０６で発生した光を光電変換部１１４の側に反射する反射層として機能しうる。シンチレータ層１０６と保護層１１０との間に、保護層１１０とは別に反射層（不図示）を配してもよい。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以下でありうる。保護層１１０の厚さが１μｍより薄い場合、保護層１１０の形成時に、保護層１１０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を超えた場合、入射する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、例えば、アルミニウム、金、銀、銅、アルミ合金などの金属材料が用いられうる。これらの中で、放射線透過性が高い材料であるアルミニウムが用いられてもよい。また、保護層１１０は、金属材料層に耐擦傷性を向上させるためにＰＥＴなど所望の樹脂層を最外層に形成した積層構造であってもよい。
　次に、波長変換部１２０について図１Ｃを用いて説明する。波長変換部１２０は、上述のように隔壁部１２２によって区画された複数の領域のそれぞれに複数のシンチレータ部１２１が配される。隔壁部１２２は、複数のシンチレータ部１２１で発生する光の複数のシンチレータ部間の相互での拡散を抑制する。また、基板の表面１５１に対する正射影において、隔壁部１２２は、複数の光電変換素子１０４が配される行方向および列方向のうち少なくとも一方に沿って、複数の光電変換素子１０４のうち互いに隣接する光電変換素子１０４の間の領域と重なるように配される。ここで、複数のシンチレータ部１２１が配されるピッチが、複数の光電変換素子１０４が配されるピッチの自然数倍であってもよい。また例えば、図１Ｂ、１Ｃに示すように、複数のシンチレータ部１２１が、複数の光電変換素子１０４が配されるピッチと同じピッチで配されてもよい。この場合、図１Ｃに示すように、隔壁部１２２が、基板１０３の表面１５１に対する正射影において、複数の光電変換素子１０４と重ならないように配されてもよい。
　基板１０３の裏面１５２の側からの光は、光電変換部１１４までの光路長が長いため、散乱などの影響によって拡散してしまい、得られる放射線画像の解像度が低下しうる。しかしながら、隔壁部１２２が配されることによって、複数のシンチレータ部１２１のそれぞれで放射線から変換された光の拡散が抑制される。結果として、センサパネル１０２の両面に配された波長変換部１０１、１２０両方で変換される光を検出することよって、放射線撮像パネル１００の感度が高くなるだけでなく、得られる放射線画像の解像度が向上しうる。
　隔壁部１２２は、隔壁部１２２を形成するための基板を切削して立方体や直方体などの空洞を配することによって形成してもよいし、隔壁格子構造と底面となる基板とを貼り合わせることによって形成してもよい。例えば、隔壁部１２２は、アルミニウム、金、銀、銅、アルミ合金などの金属材料や種々の樹脂材料を切削加工やエッチング加工を行うことで形成されうる。また、隔壁部１２２は、樹脂材料の表面にセラミックやガラス、金属粒子などを含有させた塗料を印刷することによって形成されてもよい。隔壁部１２２のそれぞれのシンチレータ部１２１は、導光性能を向上させるために反射性を高くかつ遮光性を高くしてもよい。例えば、高反射かつ遮光性の高い材料で、高いアスペクト比のエッチングが可能な材料を適宜用いることができる。
　ここで、シンチレータ層１０６とシンチレータ部１２１とは、同じ材料のシンチレータが用いられてもよい。また、シンチレータ層１０６とシンチレータ部１２１とに、互いに異なるシンチレータ材料が用いられてもよい。例えば、シンチレータ層１０６が、ヨウ化セシウムを用いた柱状結晶のシンチレータであり、複数のシンチレータ部１２１のそれぞれが、硫酸化ガドリニウムを用いた粒子状結晶のシンチレータであってもよい。粒子状結晶のシンチレータは、柱状結晶のシンチレータと比較して光の指向性が低い。しかしながら、シンチレータ部１２１に粒子状結晶のシンチレータを用いた場合であっても、隔壁部１２２が存在するため、シンチレータ部１２１で変換される光の拡散を抑制することができる。
　また、図１Ｂに示されるように、シンチレータ層１０６は、シンチレータ部１２１と比較して光電変換部１１４のそれぞれの光電変換素子１０４までの光路長が短い。このため、波長変換部１０１が、シンチレータ層１０６を複数の区画に区分する波長変換部１２０に配されるような隔壁部を含まなくてもよい。
　図１Ｂ、１Ｃに示す構成において、センサパネル１０２の両面に配された波長変換部１０１、１２０両方で変換される光を検出することよって、高感度の放射線撮像パネル１００を実現したが、放射線撮像パネル１００の構成はこれに限られることはない。例えば、図２に示すように、光電変換素子１０４のうち一部の光電変換素子１０４’とシンチレータ層１０６との間に、シンチレータ層１０６からの光が光電変換素子１０４’に入射することを抑制するための遮光層１０７が配されてもよい。遮光層１０７によって、光電変換素子１０４と光電変換素子１０４’とで、シンチレータ層１０６で変換された光に対する感度を異ならせることが可能となる。これによって、エネルギ成分が異なる放射線を用いたエネルギサブトラクション画像を得ることが可能となる。図２に示す構成では、光電変換素子１０４は、シンチレータ層１０６とシンチレータ部１２１とで発生した光を信号に変換し、光電変換素子１０４’は、シンチレータ部１２１で発生した光を信号に変換する。このとき、波長変換部１２０に隔壁部１２２が配されるため、それぞれのシンチレータ部１２１で放射線から変換された光の拡散が抑制され、得られるエネルギサブトラクション画像の解像度を向上させることが可能となる。図２に示す構成では、光電変換素子１０４’とシンチレータ層１０６との間に遮光層１０７が配されるが、光電変換素子１０４’とシンチレータ部１２１との間に遮光層が配されてもよい。この場合であっても、それぞれのシンチレータ部１２１で放射線から変換された光の拡散が抑制され、得られるエネルギサブトラクション画像の解像度を向上させることが可能となる。
　また、図３に示すように、エネルギサブトラクション画像を取得するために、放射線撮像パネル１００が、基板１０３の裏面１５２にアレイ状に配される複数の光電変換素子１２４を含む光電変換部１３４をさらに含んでいてもよい。光電変換部１３４は、複数の光電変換素子１０４を含む光電変換部１１４と波長変換部１２０との間に配される。このとき、シンチレータ層１０６と複数の光電変換素子１２４のそれぞれとの間に、シンチレータ層１０６からの光が複数の光電変換素子１２４に入射することを抑制するための遮光層１０７が配されてもよい。また、シンチレータ部１２１と複数の光電変換素子１０４のそれぞれとの間に、シンチレータ部１２１からの光が複数の光電変換素子１０４に入射することを抑制するための遮光層（不図示）が配されてもよい。シンチレータ部１２１で放射線から変換される光を受光する光電変換素子１２４を基板１０３の裏面１５２に配することによって、図２に示される構成と比較して、シンチレータ部１２１で発せられる光の光路長を短くできる。このため、放射線撮像パネル１００で得られるエネルギサブトラクション画像の解像度がより向上しうる。図３に示す構成において、基板１０３の表面１５１に対する正射影において、複数の光電変換素子１２４のそれぞれが、複数の光電変換素子１０４のそれぞれと重なる位置に配されてもよい。互いに重なる位置に配された光電変換素子１０４と光電変換素子１２４とで生成される信号からエネルギサブトラクション画像を生成することによって、画素の位置がずれることによる画質の低下を抑制できる。
　また、図４Ａに示すように、放射線撮像パネル１００は、それぞれ光電変換素子１０４が配された複数の画素およびそれぞれ光電変換素子１０４’が配された複数の画素を含むセンサパネル１０２と、波長変換部１０１と、波長変換部１２０と、を含んでもよい。センサパネル１０２は、基板１０３と、基板１０３の表面１５１にアレイ状に配される複数の画素（それぞれ光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’を備える。）を含む光電変換部１１４と、光電変換部１１４を保護するために光電変換部１１４を覆うように配されるセンサ保護層１０５と、を含む。光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’をそれぞれ備える複数の画素は、基板１０３の表面１５１に図４Ｂに示すｘ方向（行方向および列方向の一方）およびｙ方向（行方向および列方向の他方）に沿って２次元アレイ状に配される。ここで、ｘ方向とｙ方向とは、図４Ｂに示されるように直交していてもよい。さらに、センサパネル１０２は、光電変換素子１０４’のそれぞれと波長変換部１２０との間に、光電変換素子１０４’に対する波長変換部１２０からの光の入射を抑制するための遮光層１０７を含む。つまり、センサパネル１０２に配される光電変換素子は、光電変換素子１０４と、光電変換素子１０４よりも波長変換部１２０からの光の入射が抑制された光電変換素子１０４’と、を含む。この構成によって、放射線撮像パネル１００において、ワンショットでエネルギ成分が異なる放射線を用いたエネルギサブトラクション画像が取得できる。具体的には、光電変換素子１０４は、波長変換部１０１で放射線から変換された光と、波長変換部１２０で放射線から変換された光と、の両方の光に基づいて信号を生成する。また、光電変換素子１０４’は、波長変換部１０１で放射線から変換された光に基づいて信号を生成する。これら２つの信号の差分から、エネルギサブトラクション画像が取得できる。
　次に、波長変換部１２０について図４Ｂを用いて説明する。波長変換部１２０は、上述のように隔壁部１２２によって区画された複数の領域のそれぞれに複数のシンチレータ部１２１が配される。隔壁部１２２は、ｘ方向およびｙ方向と交差する方向に延在する壁部１２２ａ、および、壁部１２２ａが延在する方向と交差する方向に延在する壁部１２２ｂをさらに含んでいてもよい。
　ここで、図４Ｂに示される画素領域１７０について説明する。１つの画素領域１７０には、光電変換素子１０４’が配された複数の画素のうち１つの画素、または、光電変換素子１０４’が配された複数の画素のうちｘ方向およびｙ方向のうち少なくとも一方に連続する２つ以上の画素が配される。図４Ｂに示される構成では、１つの画素領域１７０には、１つの光電変換素子１０４’を備える画素が配される。画素領域１７０の外縁は、該連続する２つ以上の画素の外縁を含むように引かれ得る接線で規定され得る。基板１０３の表面１５１に対する正射影において、隔壁部１２２の壁部１２２ａおよび壁部１２２ｂの交点１２２ｃが、この画素領域１７０と重なるように配される。
　隔壁部１２２の交点１２２ｃの位置を精度良く加工することは、技術的に困難であり、交点１２２ｃ付近で光電変換素子１０４と隔壁が重なってしまい開口率が低下する場合があった。光電変換素子１０４の波長変換部１２０に対する開口率を高めるために、隔壁部１２２の交点１２２ｃの位置精度を高めようとすると、放射線撮像パネル１００の製造コストが、技術的な観点から高くなってしまいうる。本実施形態において、隔壁部１２２の交点１２２ｃが、遮光層１０７が配される光電変換素子１０４’を備える画素が配される画素領域１７０と重なるように配されている。このため、比較的広い範囲に交点１２２ｃが配されるように隔壁部１２２を形成でき、結果として隔壁部１２２の交点１２２ｃの精度に対する要求が低減され、加工が容易になる。これによって、放射線撮像パネル１００を製造するためのコストを抑制できる。また、波長変換部１０１および波長変換部１２０からの光を受光する光電変換素子１０４に対する開口率の低下を抑制しつつ隔壁部１２２を配することができる。画素領域１７０に配される光電変換素子１０４’を備える画素は、波長変換部１２０から入射する光が光電変換素子１０４よりも抑制されるように配されるため、隔壁部１２２の交点１２２ｃが配されることによって、光電変換素子１０４’に対する影響は少ない。また、遮光層１０７によって波長変換部からの光が光電変換素子１０４’に入射しない場合、隔壁部１２２の交点１２２ｃが配されることによる光電変換素子１０４’の受光特性に変化はないと言える。
　さらに、基板１０３の裏面１５２の側に配される波長変換部１２０からの光は、光電変換素子１０４までの光路長が長いため、散乱などの影響によって拡散してしまい、得られる放射線画像の解像度が低下しうる。しかしながら、波長変換部１２０に隔壁部１２２が配されることによって、複数のシンチレータ部１２１のそれぞれで放射線から変換された光の拡散が抑制され、指向性が高まる。これによって、センサパネル１０２の両面に配された波長変換部１０１、１２０両方で変換される光を検出する光電変換素子１０４の解像度が向上しうる。結果として、得られるエネルギサブトラクション画像の解像度が向上しうる。
　光電変換素子１０４’を備える画素が配される画素領域１７０の配置は、図４Ｂの配置に限られることはない。例えば、図４Ｃに示されるように、ｘ方向およびｙ方向にそれぞれ連続する２つずつ、合計４つの光電変換素子１０４’を備える画素が画素領域１７０に配されてもよい。画素領域１７０は、図４Ｂに示される場合と同様に千鳥状に配されてもよい。また、例えば、図４Ｄに示されるように、１つの光電変換素子１０４’を備える画素によって構成される画素領域１７０が、ｘ方向およびｙ方向に５つの光電変換素子ごとに互い違いに配されてもよい。また、例えば、図４Ｅに示されるように、ｘ方向に連続する２つおよびｙ方向に１つ、合計２つの光電変換素子１０４’を備える画素によって画素領域１７０が構成され、この画素領域１７０が千鳥状に配されてもよい。これらの場合であっても、隔壁部１２２のｘ方向およびｙ方向と交差する方向に延在する壁部１２２ａと壁部１２２ｂとの交点１２２ｃは、基板１０３の表面１５１に対する正射影において、画素領域１７０と重なるように配されうる。壁部１２２ａが延在する方向と壁部１２２ｂが延在する方向とは、図４Ｂ～４Ｄのような画素領域１７０の配置の場合、直交しうる。換言すると、基板１０３の表面１５１に対する正射影において、壁部１２２ａと壁部１２２ｂとは直交しうる。また、図４Ｂ～４Ｅのような画素領域１７０の配置の場合、隔壁部１２２が、複数の光電変換素子１０４と重ならないように配されてもよい。隔壁部１２２と光電変換素子１０４とが、極力重ならないように配されることによって、光電変換素子１０４の波長変換部１２０に対する開口率の低下が抑制され、結果として、放射線撮像パネル１００の感度が向上しうる。
　ここで、画素領域１７０の外縁は、例えば、図４Ｂ～４Ｅにそれぞれ示されるように、ｘ方向に互いに隣接する光電変換素子１０４と光電変換素子１０４’との中心間を２等分する点を通るｙ方向に沿った線でありうる。同様に、画素領域１７０の外縁は、例えば、ｙ方向に互いに隣接する光電変換素子１０４と光電変換素子１０４’との中心間を２等分する点を通るｘ方向に沿った線でありうる。画素領域１７０は、これらの画素領域１７０の外縁を定義する線によって囲まれた領域でありうる。また、交点１２２ｃは、図４Ｂ～４Ｅにそれぞれ示されるように、画素領域１７０の中央部と重なるように配されてもよい。中央部は、それぞれの画素領域１７０の外縁の対角線を４等分し、対角線の頂点と交点との間の、対角線を４等分する点同士を結んだ領域でありうる。
　ここで、光電変換部１１４は、図４Ｂ～４Ｅにそれぞれ示されるように複数の画素領域１７０を含む。これに対して、壁部１２２ａが延在する方向および壁部１２２ｂが延在する方向において、複数のシンチレータ部１２１が配されるピッチが、複数の画素領域１７０が配されるピッチの自然数倍であってもよい。また、ｘ方向およびｙ方向において、複数のシンチレータ部１２１が配されるピッチが、複数の画素領域１７０が配されるピッチの自然数倍であってもよい。また、ｘ方向およびｙ方向において、複数のシンチレータ部１２１が配されるピッチが、光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’をそれぞれ備える複数の画素が配されるピッチの自然数倍であってもよい。
　また、図４Ａに示す構成では、光電変換素子１０４は、波長変換部１０１のシンチレータ層１０６と波長変換部１２０のシンチレータ部１２１からの光をそれぞれ受光するように構成されるが、これに限られることはない。例えば、図４Ｆに示すように、光電変換素子１０４のそれぞれと波長変換部１０１との間に、複数の光電変換素子１０４に対する波長変換部１０１からの光の入射を抑制するための遮光層１０７’を含む。これによって、光電変換素子１０４は、波長変換部１２０のシンチレータ部１２１からの光に応じた信号を生成し、光電変換素子１０４’は、波長変換部１０１のシンチレータ層１０６からの光に応じた信号を生成する。この構成においても、放射線撮像パネル１００において、ワンショットでエネルギ成分が異なる放射線を用いたエネルギサブトラクション画像を取得することができる。
　図４Ａ～４Ｆに示される実施形態は、エネルギサブトラクション画像を取得するために、基板１０３の両面に波長変換部１０１、１２０を配した放射線撮像パネル１００において、遮光層１０７の配される光電変換素子１０４’を備える画素が配された画素領域１７０と重なる位置に隔壁部１２２の交点１２２ｃを配した。しかしながら、１つの波長変換部のみが配される放射線撮像パネルにおいても、上述の隔壁部の交点の配置を採用することができる。例えば、光電変換部にオプティカルブラックなど遮光を必要とする画素、換言すると通常の画素よりも波長変換部からの光の入射が抑制されるような画素が配される場合を考える。この場合、波長変換部に隔壁部を配し、基板に対する正射影において、オプティカルブラック画素と重なる位置に隔壁部の交点を配してもよい。これによって、放射線撮像パネルの感度の低下を抑制しつつ、隔壁部によって区画されるそれぞれのシンチレータ部で放射線から変換される光の指向性が向上し、得られる画像の鮮鋭性を向上させることが可能となる。また、図４Ａ～４Ｆに示される実施形態において、隔壁部１２２のうち複数の光電変換素子１０４、１０４’のうち互いに隣接する光電変換素子１０４の間の領域と重なるように配された部分（不図示）は、配されなくてもよい。
　次いで、放射線撮像パネル１００の製造方法について実施例を用いて説明する。
　実施例１
　図１Ｂ、１Ｃに示される放射線撮像パネル１００を形成した。まず、表面１５１の側に光電変換部１１４が形成された基板１０３を準備した。光電変換部１１４の波長変換部１０１側の電極および波長変換部１２０側の電極には透明電極を用いた。次いで、光電変換部１１４が形成された基板１０３の上にポリイミドを含む保護層材料を塗布し、これを２００℃で２時間硬化させることによって、センサ保護層１０５を形成した。次いで、センサ保護層１０５が形成されたセンサパネル１０２上に、シンチレータとしてＣｓＩ：Ｔｌを用いて、光電変換部１１４を覆うようにシンチレータ層１０６を形成した。具体的には、センサパネル１０２の光電変換素子１０４が配される光電変換部１１４の領域の外側にマスキングを行い、所望の領域にシンチレータ層１０６を蒸着によって形成した。
　次に、耐擦傷性を向上させるためのＰＥＴ層と耐湿保護層であるＡｌ層とが積層されたフィルム状シートに、さらに接着層１０９を積層させた保護シートを、シンチレータ層１０６全体を覆うようにセンサパネル１０２に貼りあわせた。貼りあわせには、真空ラミネータを使用し、シンチレータ層１０６の上に積層シートを配し、０．４Ｐａ、９０℃で５分間、保持した。これによって、シンチレータ層１０６全体が保護シートによって被覆され、保護シートの周端部の接着層１０９がセンサパネル１０２に全周接するように接着された。
　次に波長変換部１２０の製造方法について説明する。まず、シリコンウェーハをエッチングし、光電変換素子１０４の画素ピッチである１５０μｍ間隔で深さ２５０μｍの凹部を形成した。次いで、形成された凹部にシンチレータ部１２１として粒子状結晶のシンチレータとして硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）を充填し、波長変換部１２０を得た。
　波長変換部１２０は、波長変換部１０１が形成された基板１０３の裏面１５２に光電変換素子１０４と格子のピッチが合うように配され、周辺を封止して固定された。２つの波長変換部１０１、１２０を形成したセンサパネル１０２に設けられた接続パッド部１１１に配線部１１２を熱圧着した。これによって、図１に示すような放射線撮像パネル１００を得た。
　実施例２
　図２に示される実施例２の放射線撮像パネル１００を形成した。光電変換素子１０４’の上にシンチレータ層１０６から入射する光を遮光するための遮光層１０７を配する以外は、上述の実施例１と同様の方法によって製造した。遮光層１０７は、Ａｌなどの金属層を配してもよしい。また、遮光層１０７は、光電変換素子１０４’のシンチレータ層１０６側の電極を金属などの材料で形成することによって、遮光層１０７として機能させてもよい。
　実施例３
　図４Ａ、４Ｂに示される放射線撮像パネル１００を形成した。まず、基板１０３の表面１５１のうち光電変換素子１０４’が形成される部分に遮光層１０７を形成した。次いで、光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’と、スイッチ素子と、をそれぞれ備える複数の画素を含む光電変換部１１４を形成した。光電変換素子１０４が配された画素および光電変換素子１０４’が配された画素は、図４Ｂに示すように千鳥格子状に配置した。具体的には、ｘ方向およびｙ方向において互いに隣り合う位置に、異なる種類の光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’を備える画素を配した。また、ｘ方向およびｙ方向と交差する斜めの方向に同種の光電変換素子１０４または光電変換素子１０４’を備える画素を配した。次いで、光電変換部１１４が形成された基板１０３の上にポリイミドを含む保護層材料を塗布し、これを２００℃で２時間硬化させることによって、センサ保護層１０５を形成した。次いで、センサ保護層１０５が形成されたセンサパネル１０２上に、シンチレータとしてＣｓＩ：Ｔｌを用いて、光電変換部１１４を覆うようにシンチレータ層１０６を形成した。具体的には、センサパネル１０２の光電変換素子１０４が配される光電変換部１１４の領域の外側にマスキングを行い、所望の領域にシンチレータ層１０６を蒸着によって形成した。
　次に、耐擦傷性を向上させるためのＰＥＴ層と耐湿保護層であるＡｌ層とが積層されたフィルム状シートに、さらに接着層１０９を積層させた保護シートを、シンチレータ層１０６全体を覆うようにセンサパネル１０２に貼りあわせた。貼りあわせには、真空ラミネータを使用し、シンチレータ層１０６の上に積層シートを配し、０．４Ｐａ、９０℃で５分間、保持した。これによって、シンチレータ層１０６全体が保護シートによって被覆され、保護シートの周端部の接着層１０９がセンサパネル１０２に全周接するように接着された。
　次に波長変換部１２０の製造方法について説明する。まず、シリコンウェーハをエッチングし、図４Ａ、４Ｂに示されるような格子パターンを有する、深さ３５０μｍの凹部を形成した。次いで、形成された凹部にシンチレータ部１２１として粒子状結晶のシンチレータとして硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）を充填し、波長変換部１２０を得た。
　波長変換部１２０は、図４Ｂに示されるように、基板１０３の裏面１５２に、光電変換素子１０４’を備える画素が配される画素領域１７０の中央部と壁部１２２ａと壁部１２２ｂとの交点１２２ｃとが重なるように配し、周辺をエポキシ樹脂で封止して固定した。２つの波長変換部１０１、１２０を形成したセンサパネル１０２に設けられた接続パッド部１１１に配線部１１２を熱圧着した。これによって、図１Ａに示すような放射線撮像パネル１００を得た。
　実施例４
　図４Ｆに示される実施例２の放射線撮像パネル１００を形成した。光電変換素子１０４の上にシンチレータ層１０６から入射する光を遮光するための遮光層１０７’を配する以外は、上述の実施例３と同様の方法によって製造した。遮光層１０７’は、Ａｌなどの金属層を配してもよし。また、遮光層１０７’は、光電変換素子１０４のシンチレータ層１０６の側の電極を金属など遮光性のある材料で形成することによって、遮光層１０７’として機能させてもよい。
　比較例１
　実施例１と同様の方法でセンサパネル１０２および波長変換部１０１を形成した。波長変換部１２０は、ＰＥＴ基板１３２に粒子状結晶のシンチレータである硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）をバインダ樹脂に分散させたペーストをスリットコータ法によって塗布、乾燥して２００μｍ厚シンチレータ層１３１を形成した。この波長変換部１３０を、センサパネル１０２の基板１０３の裏面１５２に、シンチレータの側を３０μｍのアクリル接着材を介して基板１０３と貼り合わせた。これによって、図５に示すような、比較例１の放射線撮像パネル２００を得た。
　比較例２
　実施例２の波長変換部１２０を上述の比較例１と同様の波長変換部１２０と置き換えた比較例２の放射線撮像パネル２００を製造した。
　比較例３
　実施例３と同様の方法でセンサパネル１０２および波長変換部１０１を形成した。波長変換部１３０は、ＰＥＴ基板１３２に粒子状結晶のシンチレータである硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）をバインダ樹脂に分散させたペーストをスリットコータ法によって塗布、乾燥して２００μｍ厚シンチレータ層１３１を形成した。この波長変換部１３０を、センサパネル１０２の基板１０３の裏面１５２に、シンチレータの側を３０μｍのアクリル接着材を介して基板１０３と貼り合わせた。これによって、図６に示すような、比較例３の放射線撮像パネル２００を得た。
　比較例４
　実施例４の波長変換部１２０を上述の比較例３と同様の波長変換部１３０と置き換えた比較例４の放射線撮像パネル２００を製造した。
　評価
　放射線撮像パネル１００、２００を、図７に示すように、放射線撮像パネルを制御するための制御部５０１および放射線撮像パネルから出力される信号を処理するための信号処理部５０２に配線部１１２を介して接続させ、放射線撮像装置６０４０を得た。放射線撮像パネル１００または放射線撮像パネル２００、制御部５０１、信号処理部５０２は、図７に示されるように、１つの筐体５００内に収められうる。放射線撮像装置６０４０は、さらに、各構成を動作させるためのバッテリなどの電源部や放射線撮像装置６０４０の外部と通信するための通信部などを含んでいてもよい。また、図７に示される構成では、制御部５０１と信号処理部５０２は、別々の構成で示されているが、一体の構成であってもよい。
　得られた放射線撮像装置６０４０を評価装置にセットし、放射線撮像装置６０４０と放射線源との間に２０ｍｍＡｌフィルタをセットした。次いで、放射線撮像装置６０４０と放射線源との距離を１３０ｃｍに調整した。この状態で、管電圧８０ｋＶ、管電流２５０ｍＡ、５０ｍｓで放射線パルスを３回爆射して画像を取得した。実施例２～４、比較例２～４については、異なるエネルギ成分の画像を２つ取得し、エネルギサブトラクション画像を得た。実施例１は比較例１と比べて、また、実施例２は比較例２と比べて、実施例３は比較例３と比べて、また、実施例４は比較例４と比べて、それぞれ得られた画像の画質の劣化を低減することができた。波長変換部１２０に隔壁部１２２を配する放射線撮像パネル１００によって、鮮鋭度に優れた放射線撮像装置６０４０が得られた。
　以下、図８を参照しながら本発明の放射線撮像パネル１００が組み込まれた上述の放射線撮像装置６０４０を適用した放射線撮像システムについて例示的に説明する。放射線撮像装置６０４０に放射線を照射するための放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線に患者又は被験者６０６１の体内部の情報が含まれる。放射線撮像装置６０４０において、Ｘ線６０６０の入射に対応してシンチレータが発光し、これが光電変換素子で光電変換され、電気的情報を得る。この情報は、デジタルに変換され信号処理部としてのイメージプロセッサ６０７０によって画像処理され、制御室の表示部としてのディスプレイ６０８０で観察できる。
　また、この情報は、電話、ＬＡＮ、インターネットなどのネットワーク６０９０などの伝送処理部によって遠隔地へ転送できる。これによって別の場所のドクタールームなどの表示部であるディスプレイ６０８１に表示し、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、この情報は、光ディスクなどの記録媒体に記録することができ、またフィルムプロセッサ６１００によって記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
　本発明は上記実施の形態に制限されるものではなく、本発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、本発明の範囲を公にするために、以下の請求項を添付する。
　本願は、２０１７年１１月２０日提出の日本国特許出願特願２０１７－２２３０５５および２０１７年１１月２１日提出の日本国特許出願特願２０１７－２２３９３０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 (20)

  1. 　基板と、前記基板の第１の面にアレイ状に配される複数の第１の光電変換素子を含む第１の光電変換部と、前記第１の光電変換部を覆うように配されるシンチレータ層を含む第１の波長変換部と、前記基板の前記第１の面とは反対側の第２の面を覆うように配される第２の波長変換部と、を含む放射線撮像パネルであって、
    　前記第２の波長変換部は、所定の形状を有する複数の区画を定義する隔壁部と、前記隔壁部によって区画された複数の領域にそれぞれ配される複数のシンチレータ部と、を含み、
    　前記隔壁部は、前記複数のシンチレータ部で発生する光の前記複数のシンチレータ部間での拡散を抑制し、
    　前記第１の面に対する正射影において、前記隔壁部は、前記複数の第１の光電変換素子が配される行方向および列方向のうち少なくとも一方に沿って、前記複数の第１の光電変換素子のうち互いに隣接する光電変換素子の間の領域と重なるように配されることを特徴とする放射線撮像パネル。
  2. 　前記複数のシンチレータ部が配されるピッチが、前記複数の第１の光電変換素子が配されるピッチの自然数倍であることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像パネル。
  3. 　前記複数のシンチレータ部が、前記複数の第１の光電変換素子が配されるピッチと同じピッチで配されることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線撮像パネル。
  4. 　前記第１の面に対する正射影において、前記隔壁部が、前記複数の第１の光電変換素子と重ならないように配されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  5. 　前記複数の第１の光電変換素子のうち一部の第１の光電変換素子と前記シンチレータ層との間に、前記シンチレータ層からの光が前記一部の第１の光電変換素子に入射することを抑制するための第１の遮光層が配されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  6. 　前記放射線撮像パネルは、前記第２の面にアレイ状に配される複数の第２の光電変換素子を含む第２の光電変換部をさらに含み、
    　前記シンチレータ層と前記複数の第２の光電変換素子のそれぞれとの間に、前記シンチレータ層からの光が前記複数の第２の光電変換素子に入射することを抑制するための第２の遮光層が配されることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  7. 　前記第１の面に対する正射影において、前記複数の第２の光電変換素子が、前記複数の第１の光電変換素子と重なる位置に配されることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像パネル。
  8. 　前記複数の第１の光電変換素子のうち一部の第１の光電変換素子と前記複数のシンチレータ部との間に、前記複数のシンチレータ部からの光が前記一部の第１の光電変換素子に入射することを抑制するための第１の遮光層が配され、
    　前記第１の面に対する正射影において、
    　　前記隔壁部は、前記行方向と交差する第１の方向に延在する第１の壁部および前記第１の方向と交差する第２の方向に延在する第２の壁部をさらに含み、
    　　前記第１の壁部および前記第２の壁部の交点が、１つの前記一部の第１の光電変換素子、または、前記行方向および前記列方向のうち少なくとも一方に連続する２つ以上の前記一部の第１の光電変換素子が配される画素領域と重なるように配されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  9. 　前記第１の面に対する正射影において、前記交点が、前記画素領域の中央部と重なるように配されることを特徴とする請求項８に記載の放射線撮像パネル。
  10. 　前記第１の方向と前記第２の方向とが直交することを特徴とする請求項８または９に記載の放射線撮像パネル。
  11. 　前記複数の第1の光電変換素子のうち前記複数のシンチレータ部との間に前記第１の遮光層が配されない光電変換素子と前記シンチレータ層との間に、前記シンチレータ層からの光が前記複数の第1の光電変換素子のうち前記複数のシンチレータ部との間に前記第１の遮光層が配されない光電変換素子に入射することを抑制するための第２の遮光層が配されることを特徴とする請求項８乃至１０の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  12. 　前記第１の面に対する正射影において、前記交点が、前記複数の第1の光電変換素子のうち前記複数のシンチレータ部との間に前記第１の遮光層が配されない光電変換素子と重ならないように配されることを特徴とする請求項８乃至１１の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  13. 　前記第１の波長変換部が、前記シンチレータ層を複数の区画に区分する隔壁部を含まないことを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  14. 　前記シンチレータ層と前記複数のシンチレータ部とに、互いに異なるシンチレータ材料が用いられることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  15. 　前記シンチレータ層が、柱状結晶のシンチレータを含むことを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  16. 　前記柱状結晶のシンチレータが、ヨウ化セシウムを含むことを特徴とする請求項１３に記載の放射線撮像パネル。
  17. 　前記複数のシンチレータ部のそれぞれが、粒子状結晶のシンチレータを含むことを特徴とする請求項１乃至１６の何れか１項に記載の放射線撮像パネル。
  18. 　前記粒子状結晶のシンチレータが、硫酸化ガドリニウムを含むことを特徴とする請求項１７に記載の放射線撮像パネル。
  19. 　請求項１乃至１８の何れか１項に記載の放射線撮像パネルと、
    　前記放射線撮像パネルを制御するための制御部と、
    　前記放射線撮像パネルから出力される信号を処理するための信号処理部と、
    を含む放射線撮像装置。
  20. 　請求項１９に記載の放射線撮像装置と、
    　前記放射線撮像装置に放射線を照射するための放射線源と、
    を含む放射線撮像システム。
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