シンチレータパネルの製造方法
【課題】大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供する。
【解決手段】シンチレータパネルは、可とう性を有する樹脂基板の上に１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上の蛍光体層を有し、前記可とう性を有する樹脂基板の長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板の厚さを７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ〜１０００μｍに設定した。
【解決手段】シンチレータパネルは、可とう性を有する樹脂基板の上に１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上の蛍光体層を有し、前記可とう性を有する樹脂基板の長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板の厚さを７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ〜１０００μｍに設定した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可とう性を有するシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像のような放射線画像は、医療現場において病状の診断に広く用いられている。近年では、放射線検出器を用いた放射線イメージングシステムが普及してきている。このシステムは、放射線検出器による２次元の放射線による画像データを電気信号として取得し、この信号を処理することでモニタ上へ表示させる。
【０００３】
シンチレータパネルは基板側から入射した放射線を光に変換する役割を果たす。１９９０年代に放射線画像の撮影装置として開発されたＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、シンチレータパネルと撮像素子を組み合わせた放射線検出器である。この時、シンチレータの材料としてはヨウ化セシウム（ＣｓＩ）がよく用いられる。ＣｓＩはＸ線から可視光への変換率が比較的高く、蒸着によって容易に柱状結晶構造を形成できるため、光ガイド効果により発光光の散乱を抑えることができる。
【０００４】
しかしながら、一般にシンチレータパネルは図４に示すような蒸着装置で７００℃のＣｓＩ蒸気にさらされ、かつ上下を逆にして蒸着されるため、基板の変形がない０．５ｍｍ厚さ程度のＡｌやアモルファスカーボンが用いられる。しかし、シンチレータパネルは受光素子のフォトダイオードアレイに接しておかれて上からスポンジを通して受光素子側に押し付けられる。この時、Ａｌやアモルファスカーボンのような、押し付けられても変形しない基板を用いるよりも、受光素子側の形状にしたがって、シンチレータパネルが変形できれば、シンチレータ〜受光素子間の距離が最短に保たれ、光伝達効率が低下しないフラットパネルデテクタが得られる。もし、シンチレータパネルが受光素子の凹凸の形状に合わせて変形できる（可とう性を有する）ならば、光伝達効率が低下しないフラットパネルデテクタが得られることになる。ここで可とう性とは、基板の４辺のうち１辺を固定したときに固定辺より１０ｃｍはなれた点で基板の自重による重力で２ｍｍ以上基板が垂れ下がる（固定辺の高さよりも低くなる）ものを指す。
【０００５】
シンチレータパネルの基板を変形可能にする技術については既に基板にフレキシブル基板を用いるという技術が開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、この技術では光検出器自体もフレキシブルに変形することになっている。医用では、ＦＰＤのように人体と同じ大きさが必要なため、現在の技術では液晶パネル製造技術を流用してガラス基板上に光検出器を形成している。この場合は、光検出器自体は変形することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−１１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような問題点に対し、本発明者らはシンチレータパネルの基板を樹脂基板にすることで基板のみに可とう性を付加することで、上記問題のないシンチレータパネルの開発を検討していた。ところが、その開発検討中に、変形の問題がなかった小型の基板と同じ可とう性の基板を用いても、大型の基板ではその変形が大きくなり、基板の一部を保持した場合、基板の他の部分が垂れ下がり、ＣｓＩ結晶にひびが入り、シンチレータパネルが破損してしまうという問題が発生することを見出した。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
１．可とう性を有する樹脂基板上に、蒸着により１００μｍ厚以上１０００μｍ以下または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上６７５ｍｇ以下の蛍光体層を設けたシンチレータパネルが、蛍光体側は第１の保護膜で、基板側は第２の保護膜で覆われており、前記第１の保護膜と前記第２の保護膜がシンチレータパネルに少なくとも一部は密着しているシンチレータパネルの製造方法であって、前記可とう性を有する樹脂基板（に形成されたシンチレータパネル）を、１０ｃｍ角では片側を保持した際変形が７ｍｍ以下とし、長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板と第１、第２の保護膜の厚さの合計の下限を７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍに設定したことを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【００１０】
２．前記第１の保護膜と前記第２の保護膜とがともにポリパラキシリレンからなり、それぞれ前記基板と前記蛍光体層とに密着している１項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【００１１】
３．前記シンチレータパネルが、前記基板と前記蛍光体層との間に３０〜１００℃のガラス転移点を有するポリマーからなる透明絶縁膜を有し、該蛍光体層を該透明絶縁膜上に蒸着により蒸着結晶として形成することを特徴とする１項または２項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【００１２】
４．前記透明絶縁膜を、溶媒に溶解したポリマーを塗布、乾燥して形成する３項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】封止場所の異なる、本発明のシンチレータパネルの例を示す概略平面図。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ'に沿った概略断面図。
【図３】本発明の構成、効果を示す説明図。
【図４】本発明に用いた模式的ＣｓＩ蒸着装置の一例を示す概略断面図。
【図５】本発明のシンチレータパネルの一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００１５】
１ａ〜１ｃ シンチレータパネル
１０１ シンチレータプレート
１０１ａ、３ 基板
１０１ｂ 蛍光体層
１０２ａ、１０４ 第１保護フィルム（第１保護膜）
１０２ｂ 第２保護フィルム（第２保護膜）
１０３ａ〜１０３ｄ、１０５ａ、１０５ｂ、１０７ａ〜１０７ｃ 封止部
１０８ ポリパラキシリレン
２ 蒸着装置
２０１ 真空容器
２０２ 蒸発源（抵抗加熱ルツボ）
２０３ 基板ホルダ
２０４ 基板回転機構
２０５ 真空ポンプ（ポンプＰ）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明について詳述する。本発明のシンチレータは以下の構成を有する。構成要件として、図２を用いて説明する。
【００１７】
（基板）
基板１０１ａとしてはスポンジで押圧することでシンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、放射線フラットパネルデテクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られるように、可とう性を有する高分子フィルムが用いられる。蛍光体層蒸着時の耐熱性の観点からポリイミド（ＰＩ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムが好ましい。
【００１８】
本発明に係る可とう性を有する樹脂基板における可とう性とは、図３に示すような配置で、基板の４辺のうち１辺を固定したときに固定辺より１０ｃｍはなれた点で２ｍｍ以上基板が基板自身の重さにより垂れ下がる（固定辺の高さよりも低くなる）ことを指す。
【００１９】
（反射層）
基板１０１ａの蛍光体１０１ｂ側には、反射層が用いられる場合がある。反射層は蛍光体で変換された光の内、基板がわへ出た光を受光素子側へ反射し、シンチレータパネルの輝度を上げるためのものである。外部へ出射するため反射層として機能させることが可能であり、発光光の利用効率の面で導電性金属反射層は反射率の高い金属で形成することが好ましい。通常はアルミニウム（Ａｌ）のスパッタ膜が用いられる。
【００２０】
（透明絶縁膜）
反射層と蛍光体１０１ｂの間には、反射層金属（例えばＡｌ）の腐食を防ぐため、透明絶縁膜からなる保護膜を設ける場合がある。透明絶縁膜は溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが好ましい。ガラス転位点が３０〜１００℃のポリマーであることが蒸着結晶と基板との膜付の点で好ましく、具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル樹脂、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２１】
透明絶縁膜の膜厚としては接着性の点で０．１μｍ以上が好ましく、透明絶縁膜表面の平滑性確保の点で３．０μｍ以下が好ましい。より好ましくは透明絶縁膜の厚さが０．２〜２．５μｍの範囲である。
【００２２】
透明絶縁膜作製に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエステル、エチレングリコールモノメチルエステルなどのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。
【００２３】
（蛍光体層）
本発明に係る蛍光体層１０１ｂの蛍光体とは、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、即ち可視光線を中心に紫外光から赤外光に亘る電磁波（光）を発光する蛍光体をいう。
【００２４】
蛍光体を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、Ｘ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能であることから、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が好ましい。ＣｓＩのみでは発光効率が低いために各種の賦活剤が添加されることが更に好ましい。
【００２５】
例えば、特公昭５４−３５０６０号公報の如く、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、例えば、特開２００１−５９８９９号公報に開示されているようなＣｓＩを、蒸着でインジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活剤を含有するＣｓＩが好ましい。
【００２６】
なお、特に１種類以上のタリウム化合物を含む賦活剤とヨウ化セシウムとを原材料とすることが好ましい。即ち、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）は４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長を持つことから好ましい。本発明において、１種類以上のタリウム化合物を含有する賦活剤のタリウム化合物としては、種々のタリウム化合物（＋Ｉと＋IIIの酸化数の化合物）を使用することができる。本発明において、好ましいタリウム化合物は臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、またはフッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ3）等である。
【００２７】
本発明に係る蛍光体において、当該賦活剤の含有量は目的性能等に応じて最適量にすることが望ましいが、ヨウ化セシウムの含有量に対して０．００１〜５０ｍｏｌ％、更に０．１〜１０．０ｍｏｌ％であることが好ましい。ヨウ化セシウムに対し賦活剤が０．００１ｍｏｌ％以上であることで発光輝度を改善することができ、また、５０ｍｏｌ％以下であることでヨウ化セシウムの性質、機能を保持することができて好ましい。
【００２８】
本発明において、本発明に係る蛍光体層は、１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上である。１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上であり、かつ、１５００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７５ｍｇ以下であることが好ましく、１５０μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７．５ｍｇ以上であり、かつ、７００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ３１５ｍｇ以下であることがより好ましい。１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上であることにより、必要な画像が得られるだけのＸ線吸収と蛍光体の発光量を得ることができて好ましく、かつ、１５００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７５ｍｇ以下であることにより、Ｘ線を吸収して発光した４５０〜７００ｎｍの光を吸収したり、散乱して画像の輝度、解像度が劣化してしまうことがなくて好ましい。
【００２９】
（保護フィルム（以下、保護膜ともいう。））
保護膜１０２ａ、１０２ｂは蛍光体層を防湿し、蛍光体層の劣化を抑制するためのもので、透湿度の低いフィルムから構成される。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を用いることができる。ＰＥＴの他には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。また、必要とされる防湿性にあわせて、これらフィルムに金属酸化物などを蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層した構成とすることもできる。
【００３０】
また、シンチレータシートの基板側と蛍光体層側の互いに対向する面には、互いを熱融着して封止するための熱融着性の樹脂が用いられることが好ましい。熱融着層としては、一般に使用されるインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルムを使用できる。例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が挙げられるが、これに限られたものではない。
【００３１】
シンチレータシートを上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止することができる。封止部を１０３ｂ、１０３ｄに示す。本発明において、保護膜としてフィルムを用いたが、耐湿性を有する、ポリパラキシリレンなどの有機膜、無機膜を堆積してもよい。また、上下の保護膜を別々に分けずに１回の成膜で堆積してもよい。
【００３２】
本発明において、保護膜の厚さは１０〜１００μｍであることが好ましい。
本発明においては、保護膜は防湿性が付与されているが、具体的には前記保護層の透湿度（水蒸気透過率ともいう）が５０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であることが好ましく、更に好ましくは１０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、特に好ましくは１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下である。ここで、保護層の透湿度はＪＩＳ Ｚ ０２０８により規定された方法を参照して測定することができる。
【００３３】
具体的には、本発明における透湿度は以下の方法で測定することができる。４０℃において、前記保護膜を境界面とし、一方の側を９０％ＲＨ（相対湿度）、他方の側を吸湿剤を用いて乾燥状態に保つ。この状態で２４時間にこの保護膜を通過する水蒸気の質量（ｇ）（保護膜を１ｍ2に換算する）を本発明における保護膜の透湿度と定義する。
【００３４】
保護膜の透湿度を上記の範囲に調整し、防湿性を向上させる観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルム上に酸化アルミナ薄膜を蒸着した蒸着フィルムが好ましく用いられる。
【００３５】
（蛍光体層の形成）
本発明に係る蛍光体層は、図４に模式的に示す蒸着装置によって形成することができる。ＣｓＩの膜厚はＸ線吸収に最低限必要な膜厚でよく、医用では２０〜１２５ｋｅＶが用いられることを考えると１００〜１０００μｍを考えればよい。
【００３６】
（シンチレータパネルの形成）
基板上に蛍光体層を設けたシンチレータシートは、シンチレータシートを上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止し、シンチレータパネルの形成することができる。
【００３７】
図１（ａ）〜（ｃ）に封止場所の異なる、本発明のシンチレータパネルの概略平面図を示す。
我々は、本発明にある可とう性樹脂基板を用いて、シンチレータパネルを作製する際、以下の困難に遭遇した。まず我々は１０ｃｍ角のＰＩ（ポリイミド）厚さ７５μｍの基板を用いてＣｓＩを蒸着法にて１００μｍ〜１０００μｍ堆積し、図２にあるようなフィルム封止を行った。この場合、ＣｓＩの蒸着〜フィルム封止またはそれ以降の組み立て作業の際に、ＰＩフィルム（基板）が変形し、折れてしまうことはなかった。このときＰＩフィルムの可とう性としては、１０ｃｍ角の片側辺を押さえて１０ｃｍ先が７ｍｍ頭を下げる程度であった。
【００３８】
しかしながら、１０ｃｍよりも大きい、１５ｃｍ角、２０ｃｍ角、３０ｃｍ角の基板を作製しようとすると、同じ１００μｍ膜厚のＣｓＩを堆積しているのにもかかわらず、基板の変形量が予測しているより大きくなった。例えば、蒸着→封止のハンドリング時、封止以降のハンドリング時に基板の片側または両側を手で持っただけで、基板が下に変形し、その結果ＣｓＩ柱状結晶に折れ目等の傷がつき、シンチレータパネルの画質が損なわれるという問題が発生した。ＣｓＩは膜状でなく柱状に成長する結晶であり、この点もＣｓＩが変形しやすかった原因の一つであると考えられる。
【００３９】
これについて、考察を行ったのが、図３である。長辺ａ、短辺ｂの基板でＷの荷重が基板の先にかかるとすると、その時のたわみ量ｙの関係は、
たわみ量ｙ＝（Ｗ・ａ3）／（３・Ｅ・Ｌ）・・・・・式（１）
ここで、Ｅは基板のヤング率（引っ張り弾性率）でポリイミドであれば４．６×１０4ｋｇ／ｃｍ2である。また、Ｌは断面の２次モーメントであり、図３（ｂ）のような長方形の場合はｂを幅、ｈを厚さとすると、２次モーメントは、
Ｌ＝ｂ・ｈ3／１２・・・・・式（２）
で表される。
【００４０】
式（１）を元に、可とう性基板を用いる場合、蛍光体層による重み付加による変形を防ぐための、基板の大きさと厚さの関係を考えてみる。今、ＣｓＩの密度は４．５１ｇ／ｃｍ3であるので、１００μｍ膜厚のＣｓＩの単位面積当たりの重さは４５ｍｇ／ｃｍ2となる。本発明では１００μｍ厚以上のＣｓＩを堆積した場合、１０ｃｍ以上の大きさの可とう性基板がＣｓＩ層を傷つけるような変形をしないためには、基板の厚さをどのように設定すればよいかを示したものである。本発明の範囲の蛍光体の重さは１０ｃｍ基板で基板がある程度剛性を有し、変形でＣｓＩが傷つかない範囲である。
【００４１】
まず、ＣｓＩの膜厚は１００μｍ〜１０００μｍであるので、蛍光体層の重さはＣｓＩの密度が４．５１ｇ／ｃｍ3であることを考えて、（１ｃｍ×１ｃｍ×０．０１ｃｍ×４．５１ｇ／ｃｍ3＝４５．１ｍｇ）／ｃｍ2〜（１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍ×４．５１ｇ／ｃｍ3＝４５１ｍｇ）／ｃｍ2であることからして、４５〜４５１ｍｇ／ｃｍ2がＣｓＩの単位面積当たりの重さである。この範囲の重さのＣｓＩが１０ｃｍ角ポリイミド基板に蒸着された場合、ポリイミド基板ではハンドリング時に可とう性の変形によるＣｓＩの破損がなかった。
【００４２】
また、この時用いたポリイミド基板の変形量はａ＝１０ｃｍ、ｂ＝１０ｃｍの大きさでＣｓＩ６００μｍを堆積後、ｈ＝７５μｍ、ｙ＝７ｍｍであった。より大型の基板を用いた実験において、基板の変形でＣｓＩが破損するのは、式（１）、（２）で基板の大きさが、長辺がａ、短辺がｂであったとすると、式（２）を（１）に代入して、
ｙ＝（Ｗ×ａ3×４）／（Ｅ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（３）
ｙが基板の変形と関係する物理量である。すなわちｙがある値を超えると、ＣｓＩを堆積した基板のそりが大きくなり、ＣｓＩが破損すると考えられる。今、式（１）、（２）で基板の大きさが、長辺がｅａ、短辺がｆｂになったとする（長辺がｅ倍、短辺がｆ倍）と式（３）のａにｅａ、ｂにｆｂを代入して、
ｙ＝（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（４）
となる。すなわち長辺をｅ倍すると、そり量ｙはｅの３乗で大きくなってしまう。では、長辺をｅ倍したときに、ＣｓＩの破損の確率をｅ倍する前と同一にするためにはどうしたらよいかというと、基板の変形量ｙと基板の長い辺の比率が一定になればよい（単位長さあたりの変形量が長辺をｅ倍する前と同じになるようにすればよい。）のでｙもｅ倍、すなわち
ｙ＝ｅ×（Ｗ×ａ3×４）／（Ｅ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（５）
であればよい。ＣｓＩの破損の確率を、長辺をｅ倍する前より小さくするには、式（４）での右辺の値が≦ｅｙならよいわけなので、
ｅｙ≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（６）
ここで、このとき厚さｈはｃ倍してｃｈでなければいけないとするとｈの場所にｃｈを代入して
ｅｙ≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×（ｃｈ）3）・・・・・式（７）
これを（ｃｈ）について解いて
（ｃｈ）3≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×（ｅｙ））・・・・・式（８）
ここでｙに式（３）を代入して整理すると、
（ｃｈ）3≧ｅ2×ｈ3／ｆ・・・・・式（９）
すなわち
ｃ≧（ｅ2／ｆ）1/3・・・・・式（１０）
のように厚さｈを大きくしていけばよいことになる。今、７５μｍ厚さの１０ｃｍ角の基板について、ＣｓＩの破損がなかったので、少なくとも厚さｈとして７５μｍは下限としてよい。ここから長辺をｅ倍、短辺をｆ倍したときに、厚さをｃ≧（ｅ2／ｆ）1/3倍しないとＣｓＩの破損が起こることになるので、ｈとしては７５×ｃ＝７５×（ｅ2／ｆ）1/3の厚さ以上にしないといけないことになる。ｅ，ｆは１０ｃｍに対して何倍になっているかであるから、ａ，ｂをｃｍ単位の実際の長さで表すとすると、ｅ＝ａ／１０、ｆ＝ｂ／１０とすればよいので、
ｃｈ≧７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ・・・・・式（１１）
となる。
【００４３】
上式の要点は、１０ｃｍ角では片側を保持した際７ｍｍの変形ですむ樹脂基板でも、基板をａ倍の長さにすると変形量ｙは式３よりａの３乗で効いてくるため、変形は３乗倍で起こる。これをａ倍ですませる（蛍光体の膜折れのない変形量）には、上述の議論により、
膜厚ｃｈ＝７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ・・・・・式（１１）
の式に従ってｃ倍に厚くすれば、これまでと同じ取り扱いができ、蛍光体の折れ等の損傷がなくなる。
【００４４】
基板の厚さの上限はＸ線吸収率で考えればよい。今２０ｋＶの領域でのＸ線透過率を９０％程度以上確保するには、ポリイミド膜厚は１ｍｍ以下とすればよい。
以上ポリイミドを例に本発明を説明したが、本発明においては、可とう性を有する樹脂基板として、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）がある。ＰＩと似た弾性率をもつ樹脂基板には前記の考察を適用することが可能である。また、これらの樹脂基板は透明であり、光伝達効率がよいことから蛍光体パネルの支持体として好ましい。本発明においてはポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が特に好ましい。
【００４５】
また、本発明では請求の範囲２で述べたように、保護フィルムと基板が減圧雰囲気下で、ある面の粗さを有して接しているときは、保護フィルムと基板の摩擦力により一体化したものと考えられるので、基板の厚さの代わりに基板と基板に接している第２の保護フィルムの厚さの合計をｈとし、（１１）式を当てはめればよい。すると封止後の可とう性による変形からＣｓＩ層を守ることが出来る。
【００４６】
また、保護膜にポリパラキシリレン等の基板と一体化する膜を用いた場合は、蛍光体側の保護膜、基板、基板側の保護膜の厚さの合計をｈとし、（１１）式を当てはめればよい。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
［実施例１］
図２に示す２０ｃｍ角の基板１０１ａに必要なポリイミド膜厚を（１１）式を用いて９４μｍとした。また、別の４３ｃｍ角の基板１０１ａでポリイミド膜厚を１２２μｍとし、それぞれ、その上にＡｌ（アルミニウム）を７０ｎｍスパッタした。次に、反射層と蛍光体１０１ｂの間に反射層金属（Ａｌ）の腐食を防ぐため、透明絶縁膜（ポリエステル）からなる保護膜を約１μｍ設ける。次に、基板を図４に示す蒸着装置にセットする。
【００４８】
図４に模式的ＣｓＩ蒸着装置の一例の断面図を示す。ＣｓＩをＴａ製抵抗加熱ルツボ２０２に充填した。次に、ポリイミド樹脂の基板３を１０ｍｍ厚のＡｌ板の支持体２０３に機械的に固定し、回転する。その次に、支持体と抵抗加熱ルツボ（蒸発源）との間隔を４００ｍｍに調節した。続いて、蒸着装置内をポンプＰ（真空ポンプ）で排気した後、Ａｒガスを導入して０．５Ｐａに真空度を調整した。次いで、１０ｒｐｍの速度で支持体を回転しながら、支持体の温度を２００℃に保持し、その後、抵抗加熱ルツボを加熱して蛍光体を蒸着し、蛍光体層の膜厚が６００μｍとなったところで蒸着を終了させた。その後、ＣｓＩ蛍光体６００μｍ（２７０ｍｇ／ｃｍ2）がついた基板３を蒸着装置からはがし、保護膜作製装置まで移動する。このはがす過程、ないしは移動する過程でハンドリング上の問題で基板の片側のみを保持するまたは対向する２辺のみを保持する際、２０ｃｍ角７５μｍ厚の基板であると１０ｃｍ角７５μｍ厚の基板に比べ、式（１）、（２）より、長さのａ3／ｂ＝２乗分２2＝４倍変形する、４３ｃｍ角であると（４．３）2＝１８倍変形するため、基板が折れやすく、その結果ＣｓＩ層に傷が入り、画像欠陥のもととなる。本発明では、基板の厚さを式（１１）に従ってスケーリングすることにより、２０ｃｍであっても４３ｃｍであっても基板の変形量を長さに比例するようにしたことにより、長さと変形量の比を基板の大きさに対し、一定にすることで基板変形の割合を一定とし、ＣｓＩに傷が生じることを防ぐものである。
【００４９】
次に保護膜を形成するが、蛍光体層側の保護膜１０２ａ（第１の保護膜）は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）とＣＰＰ（キャステングポリプロプレン）の積層フィルムを使用した。積層フィルムの積層方法はドライラミネーションで接着剤層の厚みは１μｍとした。使用した接着剤は２液反応型のウレタン系接着剤である。基板側の保護膜１０２ｂ（第２の保護膜）も同様のものを使用した。このように上下に配置した保護膜を、周縁部を、インパルスシーラーを用いて融着することで封止（１０３ｂ、１０３ｄ）し、シンチレータパネル（１ａ）を作製した。図２にその断面図を示す。封止の場所を４辺としたシンチレータパネル（１ａ）の平面図を図１（ａ）、封止の場所を２辺としたシンチレータパネル（１ｂ）の平面図を図１（ｂ）、封止の場所を３辺としたシンチレータパネル（１ｃ）の平面図を図１（ｃ）に示す。
【００５０】
［実施例２］
本実施例では、他の工程は第１の実施例と同じであるが、基板側の第２の保護膜、基板の裏面をＲａで０．０５〜５．０μｍとする。また、１０００Ｐａの減圧下で周縁部を、インパルスシーラーを用いて融着する。また、フィルムをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）とＣＰＰ（キャステングポリプロプレン）の積層フィルム７０μｍとする。これにより、図２で保護膜１０２ｂと基板１０１ａは左右に力を加えたときでもずれることなく、１枚の基板のようにみなすことが出来る。この場合は、第２の保護膜と基板を一つの基板とみなし、第２の保護膜と基板の平均のヤング率をＥとすれば、Ｅに対して、（３）式を満たすように、フィルムと基板の合計の厚さを設定すればよい。
【００５１】
本発明は、基板の変形を１０ｃｍ角シンチレータレベルに抑制することで、封止後の基板の変形によるＣｓＩの傷発生を防止する効果があり、基板の厚さを第２の保護膜（７０μｍ）の分だけ減らすことができる。すなわち４３ｃｍ角基板で、実施例１では１２２μｍ必要であったのが５２μｍでよいことになる。
【００５２】
［実施例３］
本実施例では、保護膜堆積前までの、他の工程は第１の実施例と同じであるが、保護膜堆積をポリパラキシリレンの蒸着法で行う。例えば１０μｍの厚さのポリパラキシリレンを堆積すると、ポリパラキシリレンは基板または、蛍光体と密着するので、この厚さ、例えば蛍光体の上で１０μｍ、基板の裏に５μｍついたとすると、図５で保護膜１０８と基板１０１ａは左右に力を加えたときでもずれることなく、１枚の基板のようにみなすことができる。この場合は、保護膜１０８と基板１０１ａを一つの基板とみなし、保護膜と基板の平均のヤング率をＥとすれば、Ｅに対して、（３）式を満たすように、フィルムと基板の合計の厚さを設定すればよい。
【００５３】
本発明は、基板の変形を１０ｃｍ角シンチレータレベルに抑制することで、封止後の基板の変形によるＣｓＩの傷発生を防止する効果があり、基板の厚さを上下の保護膜厚さの分（ここでは１５μｍ）だけ減らすことができる。すなわち４３ｃｍ角基板で、実施例１では１２２μｍ必要であったのが１０７μｍでよいことになる。
【００５４】
実施例１〜３から明らかなように、本発明によれば、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層（好ましくはＣｓＩ蛍光体層）の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することができることがわかる。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、可とう性を有するシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線画像のような放射線画像は、医療現場において病状の診断に広く用いられている。近年では、放射線検出器を用いた放射線イメージングシステムが普及してきている。このシステムは、放射線検出器による２次元の放射線による画像データを電気信号として取得し、この信号を処理することでモニタ上へ表示させる。
【０００３】
シンチレータパネルは基板側から入射した放射線を光に変換する役割を果たす。１９９０年代に放射線画像の撮影装置として開発されたＦＰＤ（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ）は、シンチレータパネルと撮像素子を組み合わせた放射線検出器である。この時、シンチレータの材料としてはヨウ化セシウム（ＣｓＩ）がよく用いられる。ＣｓＩはＸ線から可視光への変換率が比較的高く、蒸着によって容易に柱状結晶構造を形成できるため、光ガイド効果により発光光の散乱を抑えることができる。
【０００４】
しかしながら、一般にシンチレータパネルは図４に示すような蒸着装置で７００℃のＣｓＩ蒸気にさらされ、かつ上下を逆にして蒸着されるため、基板の変形がない０．５ｍｍ厚さ程度のＡｌやアモルファスカーボンが用いられる。しかし、シンチレータパネルは受光素子のフォトダイオードアレイに接しておかれて上からスポンジを通して受光素子側に押し付けられる。この時、Ａｌやアモルファスカーボンのような、押し付けられても変形しない基板を用いるよりも、受光素子側の形状にしたがって、シンチレータパネルが変形できれば、シンチレータ〜受光素子間の距離が最短に保たれ、光伝達効率が低下しないフラットパネルデテクタが得られる。もし、シンチレータパネルが受光素子の凹凸の形状に合わせて変形できる（可とう性を有する）ならば、光伝達効率が低下しないフラットパネルデテクタが得られることになる。ここで可とう性とは、基板の４辺のうち１辺を固定したときに固定辺より１０ｃｍはなれた点で基板の自重による重力で２ｍｍ以上基板が垂れ下がる（固定辺の高さよりも低くなる）ものを指す。
【０００５】
シンチレータパネルの基板を変形可能にする技術については既に基板にフレキシブル基板を用いるという技術が開示されている（特許文献１参照）。しかしながら、この技術では光検出器自体もフレキシブルに変形することになっている。医用では、ＦＰＤのように人体と同じ大きさが必要なため、現在の技術では液晶パネル製造技術を流用してガラス基板上に光検出器を形成している。この場合は、光検出器自体は変形することはできない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】実開平５−１１３０１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
このような問題点に対し、本発明者らはシンチレータパネルの基板を樹脂基板にすることで基板のみに可とう性を付加することで、上記問題のないシンチレータパネルの開発を検討していた。ところが、その開発検討中に、変形の問題がなかった小型の基板と同じ可とう性の基板を用いても、大型の基板ではその変形が大きくなり、基板の一部を保持した場合、基板の他の部分が垂れ下がり、ＣｓＩ結晶にひびが入り、シンチレータパネルが破損してしまうという問題が発生することを見出した。
【０００８】
本発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、本発明の目的は、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。
１．可とう性を有する樹脂基板上に、蒸着により１００μｍ厚以上１０００μｍ以下または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上６７５ｍｇ以下の蛍光体層を設けたシンチレータパネルが、蛍光体側は第１の保護膜で、基板側は第２の保護膜で覆われており、前記第１の保護膜と前記第２の保護膜がシンチレータパネルに少なくとも一部は密着しているシンチレータパネルの製造方法であって、前記可とう性を有する樹脂基板（に形成されたシンチレータパネル）を、１０ｃｍ角では片側を保持した際変形が７ｍｍ以下とし、長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板と第１、第２の保護膜の厚さの合計の下限を７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍに設定したことを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【００１０】
２．前記第１の保護膜と前記第２の保護膜とがともにポリパラキシリレンからなり、それぞれ前記基板と前記蛍光体層とに密着している１項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【００１１】
３．前記シンチレータパネルが、前記基板と前記蛍光体層との間に３０〜１００℃のガラス転移点を有するポリマーからなる透明絶縁膜を有し、該蛍光体層を該透明絶縁膜上に蒸着により蒸着結晶として形成することを特徴とする１項または２項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【００１２】
４．前記透明絶縁膜を、溶媒に溶解したポリマーを塗布、乾燥して形成する３項に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】封止場所の異なる、本発明のシンチレータパネルの例を示す概略平面図。
【図２】図１（ａ）のＡ−Ａ'に沿った概略断面図。
【図３】本発明の構成、効果を示す説明図。
【図４】本発明に用いた模式的ＣｓＩ蒸着装置の一例を示す概略断面図。
【図５】本発明のシンチレータパネルの一例を示す概略断面図。
【符号の説明】
【００１５】
１ａ〜１ｃ シンチレータパネル
１０１ シンチレータプレート
１０１ａ、３ 基板
１０１ｂ 蛍光体層
１０２ａ、１０４ 第１保護フィルム（第１保護膜）
１０２ｂ 第２保護フィルム（第２保護膜）
１０３ａ〜１０３ｄ、１０５ａ、１０５ｂ、１０７ａ〜１０７ｃ 封止部
１０８ ポリパラキシリレン
２ 蒸着装置
２０１ 真空容器
２０２ 蒸発源（抵抗加熱ルツボ）
２０３ 基板ホルダ
２０４ 基板回転機構
２０５ 真空ポンプ（ポンプＰ）
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
以下、本発明について詳述する。本発明のシンチレータは以下の構成を有する。構成要件として、図２を用いて説明する。
【００１７】
（基板）
基板１０１ａとしてはスポンジで押圧することでシンチレータパネルが平面受光素子面形状に合った形状に変形し、放射線フラットパネルデテクタの受光面全体で均一な鮮鋭性が得られるように、可とう性を有する高分子フィルムが用いられる。蛍光体層蒸着時の耐熱性の観点からポリイミド（ＰＩ）またはポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）フィルムが好ましい。
【００１８】
本発明に係る可とう性を有する樹脂基板における可とう性とは、図３に示すような配置で、基板の４辺のうち１辺を固定したときに固定辺より１０ｃｍはなれた点で２ｍｍ以上基板が基板自身の重さにより垂れ下がる（固定辺の高さよりも低くなる）ことを指す。
【００１９】
（反射層）
基板１０１ａの蛍光体１０１ｂ側には、反射層が用いられる場合がある。反射層は蛍光体で変換された光の内、基板がわへ出た光を受光素子側へ反射し、シンチレータパネルの輝度を上げるためのものである。外部へ出射するため反射層として機能させることが可能であり、発光光の利用効率の面で導電性金属反射層は反射率の高い金属で形成することが好ましい。通常はアルミニウム（Ａｌ）のスパッタ膜が用いられる。
【００２０】
（透明絶縁膜）
反射層と蛍光体１０１ｂの間には、反射層金属（例えばＡｌ）の腐食を防ぐため、透明絶縁膜からなる保護膜を設ける場合がある。透明絶縁膜は溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが好ましい。ガラス転位点が３０〜１００℃のポリマーであることが蒸着結晶と基板との膜付の点で好ましく、具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル樹脂、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。
【００２１】
透明絶縁膜の膜厚としては接着性の点で０．１μｍ以上が好ましく、透明絶縁膜表面の平滑性確保の点で３．０μｍ以下が好ましい。より好ましくは透明絶縁膜の厚さが０．２〜２．５μｍの範囲である。
【００２２】
透明絶縁膜作製に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエステル、エチレングリコールモノメチルエステルなどのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。
【００２３】
（蛍光体層）
本発明に係る蛍光体層１０１ｂの蛍光体とは、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、即ち可視光線を中心に紫外光から赤外光に亘る電磁波（光）を発光する蛍光体をいう。
【００２４】
蛍光体を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができるが、Ｘ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能であることから、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が好ましい。ＣｓＩのみでは発光効率が低いために各種の賦活剤が添加されることが更に好ましい。
【００２５】
例えば、特公昭５４−３５０６０号公報の如く、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、例えば、特開２００１−５９８９９号公報に開示されているようなＣｓＩを、蒸着でインジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活剤を含有するＣｓＩが好ましい。
【００２６】
なお、特に１種類以上のタリウム化合物を含む賦活剤とヨウ化セシウムとを原材料とすることが好ましい。即ち、タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）は４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長を持つことから好ましい。本発明において、１種類以上のタリウム化合物を含有する賦活剤のタリウム化合物としては、種々のタリウム化合物（＋Ｉと＋IIIの酸化数の化合物）を使用することができる。本発明において、好ましいタリウム化合物は臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、またはフッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ3）等である。
【００２７】
本発明に係る蛍光体において、当該賦活剤の含有量は目的性能等に応じて最適量にすることが望ましいが、ヨウ化セシウムの含有量に対して０．００１〜５０ｍｏｌ％、更に０．１〜１０．０ｍｏｌ％であることが好ましい。ヨウ化セシウムに対し賦活剤が０．００１ｍｏｌ％以上であることで発光輝度を改善することができ、また、５０ｍｏｌ％以下であることでヨウ化セシウムの性質、機能を保持することができて好ましい。
【００２８】
本発明において、本発明に係る蛍光体層は、１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上である。１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上であり、かつ、１５００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７５ｍｇ以下であることが好ましく、１５０μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７．５ｍｇ以上であり、かつ、７００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ３１５ｍｇ以下であることがより好ましい。１００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上であることにより、必要な画像が得られるだけのＸ線吸収と蛍光体の発光量を得ることができて好ましく、かつ、１５００μｍ厚または１ｃｍ2当たりの重さ６７５ｍｇ以下であることにより、Ｘ線を吸収して発光した４５０〜７００ｎｍの光を吸収したり、散乱して画像の輝度、解像度が劣化してしまうことがなくて好ましい。
【００２９】
（保護フィルム（以下、保護膜ともいう。））
保護膜１０２ａ、１０２ｂは蛍光体層を防湿し、蛍光体層の劣化を抑制するためのもので、透湿度の低いフィルムから構成される。例えば、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を用いることができる。ＰＥＴの他には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。また、必要とされる防湿性にあわせて、これらフィルムに金属酸化物などを蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層した構成とすることもできる。
【００３０】
また、シンチレータシートの基板側と蛍光体層側の互いに対向する面には、互いを熱融着して封止するための熱融着性の樹脂が用いられることが好ましい。熱融着層としては、一般に使用されるインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルムを使用できる。例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が挙げられるが、これに限られたものではない。
【００３１】
シンチレータシートを上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止することができる。封止部を１０３ｂ、１０３ｄに示す。本発明において、保護膜としてフィルムを用いたが、耐湿性を有する、ポリパラキシリレンなどの有機膜、無機膜を堆積してもよい。また、上下の保護膜を別々に分けずに１回の成膜で堆積してもよい。
【００３２】
本発明において、保護膜の厚さは１０〜１００μｍであることが好ましい。
本発明においては、保護膜は防湿性が付与されているが、具体的には前記保護層の透湿度（水蒸気透過率ともいう）が５０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であることが好ましく、更に好ましくは１０ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下であり、特に好ましくは１ｇ／ｍ2・ｄａｙ以下である。ここで、保護層の透湿度はＪＩＳ Ｚ ０２０８により規定された方法を参照して測定することができる。
【００３３】
具体的には、本発明における透湿度は以下の方法で測定することができる。４０℃において、前記保護膜を境界面とし、一方の側を９０％ＲＨ（相対湿度）、他方の側を吸湿剤を用いて乾燥状態に保つ。この状態で２４時間にこの保護膜を通過する水蒸気の質量（ｇ）（保護膜を１ｍ2に換算する）を本発明における保護膜の透湿度と定義する。
【００３４】
保護膜の透湿度を上記の範囲に調整し、防湿性を向上させる観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルム上に酸化アルミナ薄膜を蒸着した蒸着フィルムが好ましく用いられる。
【００３５】
（蛍光体層の形成）
本発明に係る蛍光体層は、図４に模式的に示す蒸着装置によって形成することができる。ＣｓＩの膜厚はＸ線吸収に最低限必要な膜厚でよく、医用では２０〜１２５ｋｅＶが用いられることを考えると１００〜１０００μｍを考えればよい。
【００３６】
（シンチレータパネルの形成）
基板上に蛍光体層を設けたシンチレータシートは、シンチレータシートを上下の保護膜で挟み、減圧雰囲気中で上下の保護膜が接触する端部を融着することにより封止し、シンチレータパネルの形成することができる。
【００３７】
図１（ａ）〜（ｃ）に封止場所の異なる、本発明のシンチレータパネルの概略平面図を示す。
我々は、本発明にある可とう性樹脂基板を用いて、シンチレータパネルを作製する際、以下の困難に遭遇した。まず我々は１０ｃｍ角のＰＩ（ポリイミド）厚さ７５μｍの基板を用いてＣｓＩを蒸着法にて１００μｍ〜１０００μｍ堆積し、図２にあるようなフィルム封止を行った。この場合、ＣｓＩの蒸着〜フィルム封止またはそれ以降の組み立て作業の際に、ＰＩフィルム（基板）が変形し、折れてしまうことはなかった。このときＰＩフィルムの可とう性としては、１０ｃｍ角の片側辺を押さえて１０ｃｍ先が７ｍｍ頭を下げる程度であった。
【００３８】
しかしながら、１０ｃｍよりも大きい、１５ｃｍ角、２０ｃｍ角、３０ｃｍ角の基板を作製しようとすると、同じ１００μｍ膜厚のＣｓＩを堆積しているのにもかかわらず、基板の変形量が予測しているより大きくなった。例えば、蒸着→封止のハンドリング時、封止以降のハンドリング時に基板の片側または両側を手で持っただけで、基板が下に変形し、その結果ＣｓＩ柱状結晶に折れ目等の傷がつき、シンチレータパネルの画質が損なわれるという問題が発生した。ＣｓＩは膜状でなく柱状に成長する結晶であり、この点もＣｓＩが変形しやすかった原因の一つであると考えられる。
【００３９】
これについて、考察を行ったのが、図３である。長辺ａ、短辺ｂの基板でＷの荷重が基板の先にかかるとすると、その時のたわみ量ｙの関係は、
たわみ量ｙ＝（Ｗ・ａ3）／（３・Ｅ・Ｌ）・・・・・式（１）
ここで、Ｅは基板のヤング率（引っ張り弾性率）でポリイミドであれば４．６×１０4ｋｇ／ｃｍ2である。また、Ｌは断面の２次モーメントであり、図３（ｂ）のような長方形の場合はｂを幅、ｈを厚さとすると、２次モーメントは、
Ｌ＝ｂ・ｈ3／１２・・・・・式（２）
で表される。
【００４０】
式（１）を元に、可とう性基板を用いる場合、蛍光体層による重み付加による変形を防ぐための、基板の大きさと厚さの関係を考えてみる。今、ＣｓＩの密度は４．５１ｇ／ｃｍ3であるので、１００μｍ膜厚のＣｓＩの単位面積当たりの重さは４５ｍｇ／ｃｍ2となる。本発明では１００μｍ厚以上のＣｓＩを堆積した場合、１０ｃｍ以上の大きさの可とう性基板がＣｓＩ層を傷つけるような変形をしないためには、基板の厚さをどのように設定すればよいかを示したものである。本発明の範囲の蛍光体の重さは１０ｃｍ基板で基板がある程度剛性を有し、変形でＣｓＩが傷つかない範囲である。
【００４１】
まず、ＣｓＩの膜厚は１００μｍ〜１０００μｍであるので、蛍光体層の重さはＣｓＩの密度が４．５１ｇ／ｃｍ3であることを考えて、（１ｃｍ×１ｃｍ×０．０１ｃｍ×４．５１ｇ／ｃｍ3＝４５．１ｍｇ）／ｃｍ2〜（１ｃｍ×１ｃｍ×１ｃｍ×４．５１ｇ／ｃｍ3＝４５１ｍｇ）／ｃｍ2であることからして、４５〜４５１ｍｇ／ｃｍ2がＣｓＩの単位面積当たりの重さである。この範囲の重さのＣｓＩが１０ｃｍ角ポリイミド基板に蒸着された場合、ポリイミド基板ではハンドリング時に可とう性の変形によるＣｓＩの破損がなかった。
【００４２】
また、この時用いたポリイミド基板の変形量はａ＝１０ｃｍ、ｂ＝１０ｃｍの大きさでＣｓＩ６００μｍを堆積後、ｈ＝７５μｍ、ｙ＝７ｍｍであった。より大型の基板を用いた実験において、基板の変形でＣｓＩが破損するのは、式（１）、（２）で基板の大きさが、長辺がａ、短辺がｂであったとすると、式（２）を（１）に代入して、
ｙ＝（Ｗ×ａ3×４）／（Ｅ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（３）
ｙが基板の変形と関係する物理量である。すなわちｙがある値を超えると、ＣｓＩを堆積した基板のそりが大きくなり、ＣｓＩが破損すると考えられる。今、式（１）、（２）で基板の大きさが、長辺がｅａ、短辺がｆｂになったとする（長辺がｅ倍、短辺がｆ倍）と式（３）のａにｅａ、ｂにｆｂを代入して、
ｙ＝（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（４）
となる。すなわち長辺をｅ倍すると、そり量ｙはｅの３乗で大きくなってしまう。では、長辺をｅ倍したときに、ＣｓＩの破損の確率をｅ倍する前と同一にするためにはどうしたらよいかというと、基板の変形量ｙと基板の長い辺の比率が一定になればよい（単位長さあたりの変形量が長辺をｅ倍する前と同じになるようにすればよい。）のでｙもｅ倍、すなわち
ｙ＝ｅ×（Ｗ×ａ3×４）／（Ｅ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（５）
であればよい。ＣｓＩの破損の確率を、長辺をｅ倍する前より小さくするには、式（４）での右辺の値が≦ｅｙならよいわけなので、
ｅｙ≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×ｈ3）・・・・・式（６）
ここで、このとき厚さｈはｃ倍してｃｈでなければいけないとするとｈの場所にｃｈを代入して
ｅｙ≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×（ｃｈ）3）・・・・・式（７）
これを（ｃｈ）について解いて
（ｃｈ）3≧（Ｗ×ｅ3×ａ3×４）／（Ｅ×ｆ×ｂ×（ｅｙ））・・・・・式（８）
ここでｙに式（３）を代入して整理すると、
（ｃｈ）3≧ｅ2×ｈ3／ｆ・・・・・式（９）
すなわち
ｃ≧（ｅ2／ｆ）1/3・・・・・式（１０）
のように厚さｈを大きくしていけばよいことになる。今、７５μｍ厚さの１０ｃｍ角の基板について、ＣｓＩの破損がなかったので、少なくとも厚さｈとして７５μｍは下限としてよい。ここから長辺をｅ倍、短辺をｆ倍したときに、厚さをｃ≧（ｅ2／ｆ）1/3倍しないとＣｓＩの破損が起こることになるので、ｈとしては７５×ｃ＝７５×（ｅ2／ｆ）1/3の厚さ以上にしないといけないことになる。ｅ，ｆは１０ｃｍに対して何倍になっているかであるから、ａ，ｂをｃｍ単位の実際の長さで表すとすると、ｅ＝ａ／１０、ｆ＝ｂ／１０とすればよいので、
ｃｈ≧７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ・・・・・式（１１）
となる。
【００４３】
上式の要点は、１０ｃｍ角では片側を保持した際７ｍｍの変形ですむ樹脂基板でも、基板をａ倍の長さにすると変形量ｙは式３よりａの３乗で効いてくるため、変形は３乗倍で起こる。これをａ倍ですませる（蛍光体の膜折れのない変形量）には、上述の議論により、
膜厚ｃｈ＝７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍ・・・・・式（１１）
の式に従ってｃ倍に厚くすれば、これまでと同じ取り扱いができ、蛍光体の折れ等の損傷がなくなる。
【００４４】
基板の厚さの上限はＸ線吸収率で考えればよい。今２０ｋＶの領域でのＸ線透過率を９０％程度以上確保するには、ポリイミド膜厚は１ｍｍ以下とすればよい。
以上ポリイミドを例に本発明を説明したが、本発明においては、可とう性を有する樹脂基板として、例えば、ポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）がある。ＰＩと似た弾性率をもつ樹脂基板には前記の考察を適用することが可能である。また、これらの樹脂基板は透明であり、光伝達効率がよいことから蛍光体パネルの支持体として好ましい。本発明においてはポリイミド、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）が特に好ましい。
【００４５】
また、本発明では請求の範囲２で述べたように、保護フィルムと基板が減圧雰囲気下で、ある面の粗さを有して接しているときは、保護フィルムと基板の摩擦力により一体化したものと考えられるので、基板の厚さの代わりに基板と基板に接している第２の保護フィルムの厚さの合計をｈとし、（１１）式を当てはめればよい。すると封止後の可とう性による変形からＣｓＩ層を守ることが出来る。
【００４６】
また、保護膜にポリパラキシリレン等の基板と一体化する膜を用いた場合は、蛍光体側の保護膜、基板、基板側の保護膜の厚さの合計をｈとし、（１１）式を当てはめればよい。
【実施例】
【００４７】
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
［実施例１］
図２に示す２０ｃｍ角の基板１０１ａに必要なポリイミド膜厚を（１１）式を用いて９４μｍとした。また、別の４３ｃｍ角の基板１０１ａでポリイミド膜厚を１２２μｍとし、それぞれ、その上にＡｌ（アルミニウム）を７０ｎｍスパッタした。次に、反射層と蛍光体１０１ｂの間に反射層金属（Ａｌ）の腐食を防ぐため、透明絶縁膜（ポリエステル）からなる保護膜を約１μｍ設ける。次に、基板を図４に示す蒸着装置にセットする。
【００４８】
図４に模式的ＣｓＩ蒸着装置の一例の断面図を示す。ＣｓＩをＴａ製抵抗加熱ルツボ２０２に充填した。次に、ポリイミド樹脂の基板３を１０ｍｍ厚のＡｌ板の支持体２０３に機械的に固定し、回転する。その次に、支持体と抵抗加熱ルツボ（蒸発源）との間隔を４００ｍｍに調節した。続いて、蒸着装置内をポンプＰ（真空ポンプ）で排気した後、Ａｒガスを導入して０．５Ｐａに真空度を調整した。次いで、１０ｒｐｍの速度で支持体を回転しながら、支持体の温度を２００℃に保持し、その後、抵抗加熱ルツボを加熱して蛍光体を蒸着し、蛍光体層の膜厚が６００μｍとなったところで蒸着を終了させた。その後、ＣｓＩ蛍光体６００μｍ（２７０ｍｇ／ｃｍ2）がついた基板３を蒸着装置からはがし、保護膜作製装置まで移動する。このはがす過程、ないしは移動する過程でハンドリング上の問題で基板の片側のみを保持するまたは対向する２辺のみを保持する際、２０ｃｍ角７５μｍ厚の基板であると１０ｃｍ角７５μｍ厚の基板に比べ、式（１）、（２）より、長さのａ3／ｂ＝２乗分２2＝４倍変形する、４３ｃｍ角であると（４．３）2＝１８倍変形するため、基板が折れやすく、その結果ＣｓＩ層に傷が入り、画像欠陥のもととなる。本発明では、基板の厚さを式（１１）に従ってスケーリングすることにより、２０ｃｍであっても４３ｃｍであっても基板の変形量を長さに比例するようにしたことにより、長さと変形量の比を基板の大きさに対し、一定にすることで基板変形の割合を一定とし、ＣｓＩに傷が生じることを防ぐものである。
【００４９】
次に保護膜を形成するが、蛍光体層側の保護膜１０２ａ（第１の保護膜）は、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）とＣＰＰ（キャステングポリプロプレン）の積層フィルムを使用した。積層フィルムの積層方法はドライラミネーションで接着剤層の厚みは１μｍとした。使用した接着剤は２液反応型のウレタン系接着剤である。基板側の保護膜１０２ｂ（第２の保護膜）も同様のものを使用した。このように上下に配置した保護膜を、周縁部を、インパルスシーラーを用いて融着することで封止（１０３ｂ、１０３ｄ）し、シンチレータパネル（１ａ）を作製した。図２にその断面図を示す。封止の場所を４辺としたシンチレータパネル（１ａ）の平面図を図１（ａ）、封止の場所を２辺としたシンチレータパネル（１ｂ）の平面図を図１（ｂ）、封止の場所を３辺としたシンチレータパネル（１ｃ）の平面図を図１（ｃ）に示す。
【００５０】
［実施例２］
本実施例では、他の工程は第１の実施例と同じであるが、基板側の第２の保護膜、基板の裏面をＲａで０．０５〜５．０μｍとする。また、１０００Ｐａの減圧下で周縁部を、インパルスシーラーを用いて融着する。また、フィルムをＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレートフィルム）とＣＰＰ（キャステングポリプロプレン）の積層フィルム７０μｍとする。これにより、図２で保護膜１０２ｂと基板１０１ａは左右に力を加えたときでもずれることなく、１枚の基板のようにみなすことが出来る。この場合は、第２の保護膜と基板を一つの基板とみなし、第２の保護膜と基板の平均のヤング率をＥとすれば、Ｅに対して、（３）式を満たすように、フィルムと基板の合計の厚さを設定すればよい。
【００５１】
本発明は、基板の変形を１０ｃｍ角シンチレータレベルに抑制することで、封止後の基板の変形によるＣｓＩの傷発生を防止する効果があり、基板の厚さを第２の保護膜（７０μｍ）の分だけ減らすことができる。すなわち４３ｃｍ角基板で、実施例１では１２２μｍ必要であったのが５２μｍでよいことになる。
【００５２】
［実施例３］
本実施例では、保護膜堆積前までの、他の工程は第１の実施例と同じであるが、保護膜堆積をポリパラキシリレンの蒸着法で行う。例えば１０μｍの厚さのポリパラキシリレンを堆積すると、ポリパラキシリレンは基板または、蛍光体と密着するので、この厚さ、例えば蛍光体の上で１０μｍ、基板の裏に５μｍついたとすると、図５で保護膜１０８と基板１０１ａは左右に力を加えたときでもずれることなく、１枚の基板のようにみなすことができる。この場合は、保護膜１０８と基板１０１ａを一つの基板とみなし、保護膜と基板の平均のヤング率をＥとすれば、Ｅに対して、（３）式を満たすように、フィルムと基板の合計の厚さを設定すればよい。
【００５３】
本発明は、基板の変形を１０ｃｍ角シンチレータレベルに抑制することで、封止後の基板の変形によるＣｓＩの傷発生を防止する効果があり、基板の厚さを上下の保護膜厚さの分（ここでは１５μｍ）だけ減らすことができる。すなわち４３ｃｍ角基板で、実施例１では１２２μｍ必要であったのが１０７μｍでよいことになる。
【００５４】
実施例１〜３から明らかなように、本発明によれば、大型化した可とう性を有する樹脂基板を用いても、基板の変形が大きくならず、ハンドリングがしやすく、基板の変形が大きくなることに起因する蛍光体層（好ましくはＣｓＩ蛍光体層）の破損、画質の劣化という問題のない、可とう性を有する樹脂基板を用いたシンチレータパネルおよび該シンチレータパネルの製造方法を提供することができることがわかる。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可とう性を有する樹脂基板上に、蒸着により１００μｍ厚以上１０００μｍ以下または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上６７５ｍｇ以下の蛍光体層を設けたシンチレータパネルが、蛍光体側は第１の保護膜で、基板側は第２の保護膜で覆われており、前記第１の保護膜と前記第２の保護膜がシンチレータパネルに少なくとも一部は密着しているシンチレータパネルの製造方法であって、前記可とう性を有する樹脂基板（に形成されたシンチレータパネル）を、１０ｃｍ角では片側を保持した際変形が７ｍｍ以下とし、長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板と第１、第２の保護膜の厚さの合計の下限を７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍに設定したことを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【請求項２】
前記第１の保護膜と前記第２の保護膜とがともにポリパラキシリレンからなり、それぞれ前記基板と前記蛍光体層とに密着している請求項１に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項３】
前記シンチレータパネルが、前記基板と前記蛍光体層との間に３０〜１００℃のガラス転移点を有するポリマーからなる透明絶縁膜を有し、該蛍光体層を該透明絶縁膜上に蒸着により蒸着結晶として形成することを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項４】
前記透明絶縁膜を、溶媒に溶解したポリマーを塗布、乾燥して形成する請求項３に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１】
可とう性を有する樹脂基板上に、蒸着により１００μｍ厚以上１０００μｍ以下または１ｃｍ2当たりの重さ４５ｍｇ以上６７５ｍｇ以下の蛍光体層を設けたシンチレータパネルが、蛍光体側は第１の保護膜で、基板側は第２の保護膜で覆われており、前記第１の保護膜と前記第２の保護膜がシンチレータパネルに少なくとも一部は密着しているシンチレータパネルの製造方法であって、前記可とう性を有する樹脂基板（に形成されたシンチレータパネル）を、１０ｃｍ角では片側を保持した際変形が７ｍｍ以下とし、長辺をａｃｍ、短辺をｂｃｍとすると、前記可とう性を有する樹脂基板と第１、第２の保護膜の厚さの合計の下限を７５×｛ａ2／（１０×ｂ）｝1/3μｍに設定したことを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【請求項２】
前記第１の保護膜と前記第２の保護膜とがともにポリパラキシリレンからなり、それぞれ前記基板と前記蛍光体層とに密着している請求項１に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項３】
前記シンチレータパネルが、前記基板と前記蛍光体層との間に３０〜１００℃のガラス転移点を有するポリマーからなる透明絶縁膜を有し、該蛍光体層を該透明絶縁膜上に蒸着により蒸着結晶として形成することを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項４】
前記透明絶縁膜を、溶媒に溶解したポリマーを塗布、乾燥して形成する請求項３に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１２−１６３５７１（Ｐ２０１２−１６３５７１Ａ）
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１２−１０１１４１（Ｐ２０１２−１０１１４１）
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【分割の表示】特願２００９−５０２６１９（Ｐ２００９−５０２６１９）の分割
【原出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年８月３０日（２０１２．８．３０）
【国際特許分類】
【出願日】平成２４年４月２６日（２０１２．４．２６）
【分割の表示】特願２００９−５０２６１９（Ｐ２００９−５０２６１９）の分割
【原出願日】平成２０年３月６日（２００８．３．６）
【出願人】（３０３０００４２０）コニカミノルタエムジー株式会社 (2,950)
【Ｆターム（参考）】
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