シンチレータパネル及び放射線イメージセンサ
【課題】 高解像度化及び高輝度化を図ることができるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサを提供する。
【解決手段】
本発明に係るシンチレータパネル１は、放射線の入射面３ａ及び出射面３ｂを有し、放射線を透過させる放射線透過基板３と、出射面３ｂに結晶成長させられた複数の柱状体からなり、放射線の入射によって光を生じさせるシンチレータ４と、シンチレータ４に対して出射面３ｂと反対側に配置され、シンチレータ４で生じた光を伝播させるＦＯＰ６と、シンチレータ４とＦＯＰ６との間に設けられ、シンチレータ４とＦＯＰ６とを粘着固定すると共に、シンチレータ４で生じた光を透過させる両面テープ５と、を備える。
【解決手段】
本発明に係るシンチレータパネル１は、放射線の入射面３ａ及び出射面３ｂを有し、放射線を透過させる放射線透過基板３と、出射面３ｂに結晶成長させられた複数の柱状体からなり、放射線の入射によって光を生じさせるシンチレータ４と、シンチレータ４に対して出射面３ｂと反対側に配置され、シンチレータ４で生じた光を伝播させるＦＯＰ６と、シンチレータ４とＦＯＰ６との間に設けられ、シンチレータ４とＦＯＰ６とを粘着固定すると共に、シンチレータ４で生じた光を透過させる両面テープ５と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の検出に利用されるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線の検出に利用されるシンチレータパネルとして、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、光を透過するファイバオプティックスプレートと、ファイバオプティックスプレートの上に蒸着形成されたシンチレータと、このシンチレータを覆う第１のポリパラキシリレン膜と、第１のポリパラキシリレン膜上に形成されたＡｌ（アルミニウム）膜と、Ａｌ膜上に形成された第２のポリパラキシリレン膜と、を備えたシンチレータパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３８０６７号公報
【特許文献２】特公平５―３９５５８号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００４／０７９３９６号パンフレット
【特許文献４】国際公開ＷＯ９９／６６３４６号パンフレット
【特許文献５】特開２００２−３７２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、市場の要求によりシンチレータパネルの更なる性能向上が望まれている。しかしながら、シンチレータパネルにおける解像度向上と光出力向上とはトレードオフの関係にあり、解像度と光出力の両方の性能を向上させることは容易ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高解像度化及び高輝度化を図ることができるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線の入射面及び出射面を有し、放射線を透過させる放射線透過体と、出射面に結晶成長させられた複数の柱状体からなり、放射線の入射によって光を生じるシンチレータと、シンチレータに対して出射面と反対側に配置され、シンチレータで生じた光を伝播させるファイバオプティックスプレートと、シンチレータとファイバオプティックスプレートとの間に設けられ、シンチレータとファイバオプティックスプレートとを粘着固定すると共に、シンチレータで生じた光を透過させる粘着層と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るシンチレータパネルによれば、放射線の入射によって生じた光が複数の柱状体からなるシンチレータの先端を通じてファイバオプティックスプレートに入射し外部に出力されるので、結晶成長において構造的な歪みが発生する確率の高いシンチレータの根本側を光が通ることを避けることができる。従って、このシンチレータパネルによれば、シンチレータ内の構造的な歪みに起因する光の散乱や減衰の発生を抑制することができるので、シンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化を図ることが可能になる。
【０００８】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、粘着層に対してシンチレータが入り込む深さは、出射面と直交する方向におけるシンチレータの厚さの１０％以下であることが好ましい。
この場合、複数の柱状体からなるシンチレータの隙間に入り込んだ粘着層の粘着成分の影響により、シンチレータの先端側から出射される光の散乱等が生じることを適切に抑制することができる。このことは、シンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化に寄与する。
【０００９】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体は、剛性基板であることが好ましい。
このような構成によれば、放射線透過体の剛性によりシンチレータパネルの機械的強度を向上させることができる。このことは、シンチレータパネルの高寿命化に寄与する。
【００１０】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体は、膜状であることが好ましい。
この場合、放射線透過体を厚さのある形状とした場合と比べて放射線の減衰を抑制することができるので、十分な放射線透過率を確保することができる。また、シンチレータパネルの薄型化に有利である。
【００１１】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体及びシンチレータの外側を覆う防湿性保護膜を更に備えていることが好ましい。
このような構成によれば、シンチレータ内に水分が侵入することを抑制できるので、水分の侵入によりシンチレータの性能劣化が回避でき、シンチレータパネルの耐湿性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体の入射面側に形成され、放射線を透過させると共にシンチレータで生じた光の反射及び吸収の少なくとも一方を行う光対応層を更に備えていることが好ましい。
このような構成によれば、シンチレータで生じた光の一部がファイバオプティックスプレートと反対側に進行したとしても、光対応層で光が反射された場合には反射光がファイバオプティックスプレートに入射することで光出力を増加させることができる。その一方、光対応層で光が吸収された場合には、他の光に干渉するクロストーク成分も吸収されるので解像度を向上させることができる。
【００１３】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、粘着層は、基材と基材の両側に設けられた粘着剤とを有することが好ましい。
このような構成によれば、粘着層として液状接着剤を用いる場合と比べて、シンチレータの隙間に粘着層の粘着成分が深く入り込むことを抑制することができる。その結果、シンチレータの隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱等が生じることを抑制することができるので、シンチレータパネルの高解像度化に有利である。
【００１４】
本発明に係る放射線イメージセンサは、前述した本発明に係るシンチレータパネルと、ファイバオプティックスプレートで伝播された光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る放射線イメージセンサによれば、前述のとおりシンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化が図られることで、放射線イメージセンサにおける高解像度化及び高輝度化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シンチレータパネル及び放射線イメージセンサについて高解像度化及び高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るシンチレータパネル及び放射線イメージセンサの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）はシンチレータ先端と両面テープとの粘着状態を示す図である。（ｂ）はシンチレータ先端と接着剤との粘着状態を示す図である。
【図３】（ａ）はシンチレータ先端と両面テープとの粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図４】（ａ）はシンチレータ先端と液状接着剤との粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図５】（ａ）はシンチレータ先端と図４より厚めに塗布された液状接着剤との粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図６】本発明に係るシンチレータパネルの第２の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るシンチレータパネルの光出力及び解像度と塗装層の色との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１に示されるように、本実施形態に係るシンチレータパネル１は、Ｘ線等の放射線をシンチレーション光に変換するものであり、シンチレーション光を撮像可能な撮像素子２と共に放射線イメージセンサ１０を構成する。放射線イメージセンサ１０を構成する撮像素子２としては、薄膜トランジスタにフォトダイオードアレイを組み合わせたものやＣＣＤイメージセンサなどが採用される。
【００１９】
シンチレータパネル１は、放射線透過基板３、シンチレータ４、両面テープ５、ファイバオプティックスプレート（以下、ＦＯＰという）６、及び防湿性保護膜７から構成されている。
【００２０】
放射線透過基板３は、例えばアルミニウム、カーボン、グラファイト、ガラス等の材料から構成されており、外力に対する耐変形性を備えた剛性基板である。放射線透過基板３は、放射線の入射面３ａ及び出射面３ｂを有しており、入射面３ａに入射した放射線は放射線透過基板３の内部を透過して出射面３ｂから出射する。放射線透過基板３は特許請求の範囲に記載の放射線透過体に相当する。
【００２１】
シンチレータ４は、Ｔｌ（タリウム）をドープしたＣｓＩ（ヨウ化セシウム）からなる蛍光体であり、入射した放射線をシンチレーション光に変換する。シンチレータ４は、蒸着により放射線透過基板３の出射面３ｂにＣｓＩの結晶を成長させることで形成されている。蒸着により形成されたシンチレータ４は、放射線透過基板３の出射面３ｂ側に根本を有し、出射面３ｂと反対の側に先端４ａを有する複数の針状結晶から構成される（図２（ａ）参照）。針状結晶は特許請求の範囲に記載の柱状体に相当する。
【００２２】
両面テープ５は、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する部材である。両面テープ５は、合成樹脂等からなる薄膜状の基材５ａと基材５ａの両面に設けられた粘着剤５ｂとから構成されている（図２（ａ）参照）。また、両面テープ５としては、シンチレータ４で生じた光を透過するものが採用される。両面テープ５は特許請求の範囲に記載の粘着層に相当する。
【００２３】
ＦＯＰ６は、多数の光ファイバを束ねて一体化させ、プレート状に形成したものである。ＦＯＰ６の一方の側の主面６ａは、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側に固定されている。また、ＦＯＰ６の他方の側の主面６ｂには撮像素子２が設けられている。ＦＯＰ６は、シンチレータ４で生じて主面６ａに入射した光を主面６ｂ側すなわち撮像素子２側に伝播する。
【００２４】
防湿性保護膜７は、シンチレータパネル１内に水分が侵入することを防ぐ防湿性の保護膜である。防湿性保護膜７は、例えばポリパラキシリレンから構成されている。防湿性保護膜７は、放射線透過基板３、シンチレータ４、及び両面テープ５の外側と、ＦＯＰ６の側面６ｃとを覆っている。
【００２５】
ここで、本発明者らが行ったシンチレータ４とＦＯＰ６との間の粘着方法に関する試験結果について説明する。本発明者らは、両面テープ５によるシンチレータ４の先端４ａの粘着状態と液状接着剤８によるシンチレータ４の先端４ａの粘着状態との比較試験を行った。
【００２６】
図２（ａ）は、シンチレータ４の先端４ａと両面テープ５との粘着状態を示す図であり、図２（ｂ）は、両面テープ５に代えて液状接着剤８を用いた場合のシンチレータ４の先端４ａと液状接着剤との粘着状態を示す図である。また、図３は、シンチレータ４の先端４ａと両面テープ５との粘着状態を示す写真であり、図４は、シンチレータ４の先端４ａと液状接着剤８との粘着状態を示す写真である。図５は、シンチレータ４の先端４ａと図４より厚く塗布された液状接着剤８との粘着状態を示す写真である。
【００２７】
図３の写真では、両面テープ５として、アクリル系粘着剤を有する日東電工株式会社製の両面接着テープＮｏ.５６０１を用いている。一方、図４及び図５の写真では、液状接着剤８として、スリーボンド株式会社製のエポキシ系液状接着剤２０２３（硬化剤は同社製の２１３１Ｄ）を用いている。このスリーボンド株式会社製の液状接着剤２０２３は、いわゆる低粘度接着剤であり、温度２５℃における粘度は０．９１９１（Ｐａ・ｓ）である。また、表１に粘着方法とシンチレータ４が被覆した粘着成分の厚さとの試験結果を示す。シンチレータ４が被覆した粘着成分の厚さとは、粘着成分すなわち両面テープ５の粘着剤５ｂ又は液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さに相当する。
【表１】
【００２８】
表１及び図２〜図４に示されるように、両面テープ５の粘着剤５ｂに対してシンチレータ４が入り込む深さは、液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さと比べて著しく浅かった。また、液状接着剤８の厚さを１０μｍから７０μｍに変更してもシンチレータ４の入り込む深さに変化はなかった。
【００２９】
また、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さが深いほど解像度の低下が見られた。これは、シンチレータ４が入り込む深さが深いほど、粘着成分の影響で光の散乱が生じる確率が高まるためと考えられる。このため、シンチレータ４が入り込む深さは小さいことが好ましい。すなわち、針状結晶間に空間が形成されることが好ましい。具体的には、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さは、その針状結晶における柱部分まで至らず尖端部分におさまることが好ましい。また、シンチレータ４が入り込む深さは出射面３ｂと直交する方向におけるシンチレータ４の厚さの３０％以下であることが好ましく、さらに１０％以下が好ましい。このような状態となるようにシンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定させることで、シンチレータ４の隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱が生じることを適切に抑制することができる。このことは、シンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化に寄与する。
【００３０】
なお、液状接着剤８として粘度の高いものを使用することでシンチレータ４が入り込む深さを浅くすることが可能である。ただし、この場合においては、シンチレータ４とＦＯＰ６とを貼り合わせる際に液状接着剤８内で気泡が発生しやすくなるため、脱泡処理が必要となる可能性が高くなる。
【００３１】
以上の試験結果よりシンチレータ４とＦＯＰ６との間の粘着方法としては、液状接着剤８より両面テープ５を採用することが好ましいと考えられる。粘着方法として両面テープ５を用いることで、液状接着剤８を用いる場合と比べて、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４の入り込む深さを浅くすることができる。
【００３２】
次に、第１の実施形態に係るシンチレータパネル１の製造方法について図１を参照して説明する。
【００３３】
まず放射線透過基板３の出射面３ｂにシンチレータ４を形成するシンチレータ形成工程を行う。シンチレータ形成工程では、まず放射線透過基板３を加熱する。その後、放射線透過基板３を回転させた状態で蒸着法によりＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を出射面３ｂに成長させることで、シンチレータ４を形成する。
【００３４】
次に、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する粘着固定工程を行う。粘着固定工程では、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側をＦＯＰ６の主面６ａに貼り合わせることで粘着固定を行う。
【００３５】
その後、防湿性保護膜７を形成する保護膜形成工程を行う。保護膜形成工程では、まずＦＯＰ６をＣＶＤ［Chemical Vapor Deposition］装置の蒸着室に入れる。そして、ポリパラキシリレンの原料を昇華させて得た蒸気中にＦＯＰ６を露出させるＣＶＤ法により、放射線透過基板３、シンチレータ４、及びＦＯＰ６を覆う防湿性保護膜７を形成する。以上の工程により第１の実施形態に係るシンチレータパネル１が製造される。
【００３６】
続いて、第１の実施形態に係るシンチレータパネル１の作用効果について説明する。
【００３７】
第１の実施形態に係るシンチレータパネル１によれば、放射線の入射によってシンチレータ４で生じたシンチレーション光は先端４ａを通じてＦＯＰ６に入射して撮像素子２へと出力されるので、結晶成長において構造的な歪みが発生する確率の高いシンチレータ４の根本側を光が通ることを避けることができる。従って、このシンチレータパネル１によれば、シンチレータ４内の構造的な歪みに起因する光の散乱や減衰の発生を抑制することができるので、シンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化を図ることが可能になる。
【００３８】
また、このシンチレータパネル１によれば、放射線透過基板３の剛性により機械的強度を向上させることができる。このことは、シンチレータパネル１の高寿命化に寄与する。
【００３９】
さらに、このシンチレータパネル１によれば、粘着方法として両面テープ５を用いているので、液状接着剤８を用いる場合と比べて、粘着剤５ｂは基材５ａに密着してシンチレータ４の隙間に入り込みにくいので、シンチレータ４の被覆厚さすなわち複数の針状結晶からなるシンチレータ４の隙間に粘着成分が深く入り込むことを抑制することができる。その結果、シンチレータ４の隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱等が生じることを避けることができるので、シンチレータパネル１の高解像度化に有利である。
【００４０】
また、このシンチレータパネル１によれば、放射線透過基板３及びシンチレータ４の外側を覆う防湿性保護膜７によりシンチレータ４内に水分が侵入すること抑制できるので、水分の侵入によるシンチレータ４の性能劣化が回避でき、シンチレータパネル１の耐湿性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００４１】
また、このシンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化が図られることで、放射線イメージセンサ１０における高解像度化及び高輝度化を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明者らは、第１の実施形態におけるシンチレータ４の先端４ａ側について、出射面３ｂと略平行な面を形成するように研磨した場合と研磨しなかった場合との比較試験を行った。表２にシンチレータパネルの解像度及び光出力における比較結果を示す。なお、表２では、シンチレータ先端研磨無しを基準（１００％）として相対的に評価を行った。
【表２】
【００４３】
表２に示されるように、シンチレータ４の先端４ａ側を研磨した場合と研磨しなかった場合との間に顕著な差は認められなかった。従って、シンチレータ４の先端４ａ側を研磨した場合であっても本発明を有効に適用できることが分かる。なお、研磨によりシンチレータ４の針状結晶の一部は尖端部分のない柱状の結晶となる。特許請求の範囲に記載の柱状体には、この柱状の結晶となる態様も当然に含まれる。
【００４４】
［第２実施形態］
図６に示されるように、第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１は、放射線透過基板３に代えて放射線透過膜１２を備えている点が第１の実施形態に係るシンチレータパネル１と相違する。
【００４５】
放射線透過膜１２は、有機膜であり例えばポリパラキシリレンのキシリレン系の材料や尿素系の材料から構成された膜状の部材である。放射線透過膜１２の厚さは１μｍ〜１００μｍである。放射線透過膜１２は、放射線の入射面１２ａ及び出射面１２ｂを有しており、入射面１２ａに入射した放射線は放射線透過膜１２の内部を透過して出射面１２ｂから出射する。放射線透過膜１２は、特許請求の範囲に記載の放射線透過体に相当する。
【００４６】
次に、第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１の製造方法について図６を参照して説明する。
【００４７】
まずシンチレータ形成用基板の表面に対して剥離剤を塗布する剥離剤塗布工程を行う。この剥離剤は、基板から次の工程で形成される放射線透過膜１２を剥離するためのものである。その後、基板をＣＶＤ装置の蒸着室に入れＣＶＤ法により放射線透過膜１２を形成する透過膜形成工程を行う。
【００４８】
続いて、放射線透過膜１２の上にシンチレータ４を形成するシンチレータ形成工程を行う。シンチレータ形成工程では、まず放射線透過膜１２が形成された基板を加熱する。その後、基板を回転させた状態で蒸着法により出射面３ｂにＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を成長させることで、シンチレータ４を形成する。
【００４９】
次に、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する粘着固定工程を行う。粘着固定工程では、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側をＦＯＰ６の主面６ａに貼り合わせることで粘着固定を行う。その後、放射線透過膜１２を基板から剥がす剥離工程を行う。
【００５０】
剥離工程の後、防湿性保護膜７を形成する保護膜形成工程を行う。保護膜形成工程では、ＦＯＰ６をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ＣＶＤ法により放射線透過膜１２、シンチレータ４、及びＦＯＰ６を覆う防湿性保護膜７を形成する。以上の工程により第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１が製造される。
【００５１】
以上説明した第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１によれば、放射線透過膜１２を厚さのある形状とした場合と比べて放射線の減衰を抑制することができるので、十分な放射線透過率を確保することができる。また、シンチレータパネル１１の薄型化に有利である。
【００５２】
［第３実施形態］
図７に示されるように、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１は、塗装層２２を備えている点が第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１と相違する。
【００５３】
塗装層２２は、放射線透過膜１２の入射面１２ａに特定色の色材を含む樹脂からなる塗料を塗装することで形成される。このような塗料としては、有機溶剤等にバインダーとなる樹脂を溶かし込み、着色成分となる色材として顔料を混ぜた一般的なものが利用できる。また、塗料の種類についても、エナメル塗料、ラッカー塗料、ウレタン塗料などの様々な種類のものが利用できる。塗料の塗装方法としては、塗料を霧状に吹き付けるスプレー塗装などが用いられる。
【００５４】
この塗装層２２では、シンチレータ４で生じたシンチレーション光の吸収や反射を行う。塗装層２２における光の吸収率及び光の反射率は、塗料の色を変えることで調整することができる。塗装層２２は、Ｘ線等の放射線を透過させるように形成されている。塗装層２２は、特許請求の範囲に記載の光対応層として機能する。なお、塗装層２２の他、例えばＡｌ（アルミニウム）を主成分とするＡｌ層等を光対応層として用いても良い。
【００５５】
また、塗装層２２の外側は防湿性保護膜７によって覆われている。第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１は、第２の実施形態における保護膜形成工程の前に、塗装層２２を放射線透過膜１２の入射面１２ａに形成する塗装層形成工程（光対応層形成工程）を設けることにより製造される。
【００５６】
以上説明した第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１によれば、シンチレータ４で生じた光の一部がＦＯＰ６と反対側に進行したとしても、塗装層２２で光が反射された場合には反射光がＦＯＰ６に入射することで光出力を増加させることができる。その一方、塗装層２２で光が吸収された場合には、他の光に干渉するクロストーク成分も吸収されるので解像度を向上させることができる。
【００５７】
図８は、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１の光出力及び解像度と塗装層２２の色との関係を示すグラフである。図８において、Ｘ１は塗装層２２無しの場合、Ｘ２は塗装層２２にアクリル系の白色塗料を用いた場合、Ｘ３は塗装層２２にカーボン系の黒色塗料を用いた場合を示している。また、表３に上記Ｘ１〜Ｘ３に対応するシンチレータパネルの解像度及び光出力を数値で示す。なお、図８及び表３では、シンチレータの放射線入射側にＡｌ（アルミニウム）の反射膜を形成して輝度特性を高くしたシンチレータパネル（以下「タイプＡ」、具体的には国際公報ＷＯ９９／６６３５０の図１に記載されたように、ＦＯＰ、シンチレータ、第１の保護膜、アルミニウム反射膜、第２の保護膜の順で構成されている）を基準（１００％）として相対的に評価を行った。また、比較例として、タイプＡと異なり反射膜を形成せずに解像度特性を高くしたシンチレータパネル（以下「タイプＢ」、具体的には、ＦＯＰ、シンチレータ、金属吸収膜、保護膜の順で構成されている）の解像度及び光出力を示す。
【表３】
【００５８】
図８及び表３に示されるように、塗装層２２の色を変更することにより、様々な種類の光出力及び解像度を有するシンチレータパネル２１を得られた。また、白色塗料を用いたシンチレータパネル２１は他のシンチレータパネルと比べて光出力が高く解像度が低い特性を示し、黒色塗料を用いたシンチレータパネル２１は他のシンチレータパネルと比べて光出力が低く解像度が高い特性を示した。従って、このシンチレータパネル２１によれば、塗装層２２を構成する色材を変えて塗装層２２における光の反射率や吸収率を変更することにより、シンチレータパネル２１の特性の容易な変更を実現することができる。
【００５９】
［第４実施形態］
図９に示されるように、第４の実施形態に係るシンチレータパネル３１は、塗装層の形状が第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１と相違する。
【００６０】
第４の実施形態に係る塗装層３２は、放射線透過膜１２の入射面１２ａだけではなく、放射線透過膜１２の側方に突出して、放射線透過膜１２、シンチレータ４、両面テープ５、及びＦＯＰ６の側面６ｃまで覆うように形成されている。塗装層３２の外周縁は、ＦＯＰ６の主面６ｂと同じ平面上で外部に露出している。
【００６１】
以上説明した第４の実施形態に係るシンチレータパネル２１によれば、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、シンチレータ４をＦＯＰ６に対して粘着固定する粘着層は、両面テープ５に限られず、液状接着剤等の種々の粘着部材を用いることができる。
【００６３】
また、シンチレータ４としては、ＴｌをドープしたＣｓＩの他、Ｎａ（ナトリウム）をドープしたＣｓＩ、ＴｌをドープしたＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）をドープしたＬｉＩ（ヨウ化リチウム）、ＴｌをドープしたＫＩ（ヨウ化カリウム）等を利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１１，２１，３１…シンチレータパネル ２…撮像素子 ３…放射線透過基板 ３ａ…入射面 ３ｂ…出射面 ４…シンチレータ ４ａ…先端 ５…両面テープ ５ａ…基材 ５ｂ…粘着剤 ７…防湿性保護膜 １０…放射線イメージセンサ １２…放射線透過膜 １２ａ…入射面 １２ｂ…出射面 ２２…塗装層
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の検出に利用されるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線の検出に利用されるシンチレータパネルとして、特許文献１に開示されたものが知られている。特許文献１には、光を透過するファイバオプティックスプレートと、ファイバオプティックスプレートの上に蒸着形成されたシンチレータと、このシンチレータを覆う第１のポリパラキシリレン膜と、第１のポリパラキシリレン膜上に形成されたＡｌ（アルミニウム）膜と、Ａｌ膜上に形成された第２のポリパラキシリレン膜と、を備えたシンチレータパネルが開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−３３８０６７号公報
【特許文献２】特公平５―３９５５８号公報
【特許文献３】国際公開ＷＯ２００４／０７９３９６号パンフレット
【特許文献４】国際公開ＷＯ９９／６６３４６号パンフレット
【特許文献５】特開２００２−３７２５８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、市場の要求によりシンチレータパネルの更なる性能向上が望まれている。しかしながら、シンチレータパネルにおける解像度向上と光出力向上とはトレードオフの関係にあり、解像度と光出力の両方の性能を向上させることは容易ではなかった。
【０００５】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、高解像度化及び高輝度化を図ることができるシンチレータパネル及び放射線イメージセンサを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線の入射面及び出射面を有し、放射線を透過させる放射線透過体と、出射面に結晶成長させられた複数の柱状体からなり、放射線の入射によって光を生じるシンチレータと、シンチレータに対して出射面と反対側に配置され、シンチレータで生じた光を伝播させるファイバオプティックスプレートと、シンチレータとファイバオプティックスプレートとの間に設けられ、シンチレータとファイバオプティックスプレートとを粘着固定すると共に、シンチレータで生じた光を透過させる粘着層と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係るシンチレータパネルによれば、放射線の入射によって生じた光が複数の柱状体からなるシンチレータの先端を通じてファイバオプティックスプレートに入射し外部に出力されるので、結晶成長において構造的な歪みが発生する確率の高いシンチレータの根本側を光が通ることを避けることができる。従って、このシンチレータパネルによれば、シンチレータ内の構造的な歪みに起因する光の散乱や減衰の発生を抑制することができるので、シンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化を図ることが可能になる。
【０００８】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、粘着層に対してシンチレータが入り込む深さは、出射面と直交する方向におけるシンチレータの厚さの１０％以下であることが好ましい。
この場合、複数の柱状体からなるシンチレータの隙間に入り込んだ粘着層の粘着成分の影響により、シンチレータの先端側から出射される光の散乱等が生じることを適切に抑制することができる。このことは、シンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化に寄与する。
【０００９】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体は、剛性基板であることが好ましい。
このような構成によれば、放射線透過体の剛性によりシンチレータパネルの機械的強度を向上させることができる。このことは、シンチレータパネルの高寿命化に寄与する。
【００１０】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体は、膜状であることが好ましい。
この場合、放射線透過体を厚さのある形状とした場合と比べて放射線の減衰を抑制することができるので、十分な放射線透過率を確保することができる。また、シンチレータパネルの薄型化に有利である。
【００１１】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体及びシンチレータの外側を覆う防湿性保護膜を更に備えていることが好ましい。
このような構成によれば、シンチレータ内に水分が侵入することを抑制できるので、水分の侵入によりシンチレータの性能劣化が回避でき、シンチレータパネルの耐湿性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００１２】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、放射線透過体の入射面側に形成され、放射線を透過させると共にシンチレータで生じた光の反射及び吸収の少なくとも一方を行う光対応層を更に備えていることが好ましい。
このような構成によれば、シンチレータで生じた光の一部がファイバオプティックスプレートと反対側に進行したとしても、光対応層で光が反射された場合には反射光がファイバオプティックスプレートに入射することで光出力を増加させることができる。その一方、光対応層で光が吸収された場合には、他の光に干渉するクロストーク成分も吸収されるので解像度を向上させることができる。
【００１３】
本発明に係るシンチレータパネルにおいては、粘着層は、基材と基材の両側に設けられた粘着剤とを有することが好ましい。
このような構成によれば、粘着層として液状接着剤を用いる場合と比べて、シンチレータの隙間に粘着層の粘着成分が深く入り込むことを抑制することができる。その結果、シンチレータの隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱等が生じることを抑制することができるので、シンチレータパネルの高解像度化に有利である。
【００１４】
本発明に係る放射線イメージセンサは、前述した本発明に係るシンチレータパネルと、ファイバオプティックスプレートで伝播された光を撮像する撮像素子と、を備えることを特徴とする。
本発明に係る放射線イメージセンサによれば、前述のとおりシンチレータパネルの高解像度化及び高輝度化が図られることで、放射線イメージセンサにおける高解像度化及び高輝度化を実現することができる。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、シンチレータパネル及び放射線イメージセンサについて高解像度化及び高輝度化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明に係るシンチレータパネル及び放射線イメージセンサの第１の実施形態を示す断面図である。
【図２】（ａ）はシンチレータ先端と両面テープとの粘着状態を示す図である。（ｂ）はシンチレータ先端と接着剤との粘着状態を示す図である。
【図３】（ａ）はシンチレータ先端と両面テープとの粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図４】（ａ）はシンチレータ先端と液状接着剤との粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図５】（ａ）はシンチレータ先端と図４より厚めに塗布された液状接着剤との粘着状態を示す写真である。（ｂ）は（ａ）におけるシンチレータ先端の拡大写真である。
【図６】本発明に係るシンチレータパネルの第２の実施形態を示す断面図である。
【図７】本発明に係るシンチレータパネルの第３の実施形態を示す断面図である。
【図８】第３の実施形態に係るシンチレータパネルの光出力及び解像度と塗装層の色との関係を示すグラフである。
【図９】本発明に係るシンチレータパネルの第４の実施形態を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。尚、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１８】
［第１実施形態］
図１に示されるように、本実施形態に係るシンチレータパネル１は、Ｘ線等の放射線をシンチレーション光に変換するものであり、シンチレーション光を撮像可能な撮像素子２と共に放射線イメージセンサ１０を構成する。放射線イメージセンサ１０を構成する撮像素子２としては、薄膜トランジスタにフォトダイオードアレイを組み合わせたものやＣＣＤイメージセンサなどが採用される。
【００１９】
シンチレータパネル１は、放射線透過基板３、シンチレータ４、両面テープ５、ファイバオプティックスプレート（以下、ＦＯＰという）６、及び防湿性保護膜７から構成されている。
【００２０】
放射線透過基板３は、例えばアルミニウム、カーボン、グラファイト、ガラス等の材料から構成されており、外力に対する耐変形性を備えた剛性基板である。放射線透過基板３は、放射線の入射面３ａ及び出射面３ｂを有しており、入射面３ａに入射した放射線は放射線透過基板３の内部を透過して出射面３ｂから出射する。放射線透過基板３は特許請求の範囲に記載の放射線透過体に相当する。
【００２１】
シンチレータ４は、Ｔｌ（タリウム）をドープしたＣｓＩ（ヨウ化セシウム）からなる蛍光体であり、入射した放射線をシンチレーション光に変換する。シンチレータ４は、蒸着により放射線透過基板３の出射面３ｂにＣｓＩの結晶を成長させることで形成されている。蒸着により形成されたシンチレータ４は、放射線透過基板３の出射面３ｂ側に根本を有し、出射面３ｂと反対の側に先端４ａを有する複数の針状結晶から構成される（図２（ａ）参照）。針状結晶は特許請求の範囲に記載の柱状体に相当する。
【００２２】
両面テープ５は、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する部材である。両面テープ５は、合成樹脂等からなる薄膜状の基材５ａと基材５ａの両面に設けられた粘着剤５ｂとから構成されている（図２（ａ）参照）。また、両面テープ５としては、シンチレータ４で生じた光を透過するものが採用される。両面テープ５は特許請求の範囲に記載の粘着層に相当する。
【００２３】
ＦＯＰ６は、多数の光ファイバを束ねて一体化させ、プレート状に形成したものである。ＦＯＰ６の一方の側の主面６ａは、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側に固定されている。また、ＦＯＰ６の他方の側の主面６ｂには撮像素子２が設けられている。ＦＯＰ６は、シンチレータ４で生じて主面６ａに入射した光を主面６ｂ側すなわち撮像素子２側に伝播する。
【００２４】
防湿性保護膜７は、シンチレータパネル１内に水分が侵入することを防ぐ防湿性の保護膜である。防湿性保護膜７は、例えばポリパラキシリレンから構成されている。防湿性保護膜７は、放射線透過基板３、シンチレータ４、及び両面テープ５の外側と、ＦＯＰ６の側面６ｃとを覆っている。
【００２５】
ここで、本発明者らが行ったシンチレータ４とＦＯＰ６との間の粘着方法に関する試験結果について説明する。本発明者らは、両面テープ５によるシンチレータ４の先端４ａの粘着状態と液状接着剤８によるシンチレータ４の先端４ａの粘着状態との比較試験を行った。
【００２６】
図２（ａ）は、シンチレータ４の先端４ａと両面テープ５との粘着状態を示す図であり、図２（ｂ）は、両面テープ５に代えて液状接着剤８を用いた場合のシンチレータ４の先端４ａと液状接着剤との粘着状態を示す図である。また、図３は、シンチレータ４の先端４ａと両面テープ５との粘着状態を示す写真であり、図４は、シンチレータ４の先端４ａと液状接着剤８との粘着状態を示す写真である。図５は、シンチレータ４の先端４ａと図４より厚く塗布された液状接着剤８との粘着状態を示す写真である。
【００２７】
図３の写真では、両面テープ５として、アクリル系粘着剤を有する日東電工株式会社製の両面接着テープＮｏ.５６０１を用いている。一方、図４及び図５の写真では、液状接着剤８として、スリーボンド株式会社製のエポキシ系液状接着剤２０２３（硬化剤は同社製の２１３１Ｄ）を用いている。このスリーボンド株式会社製の液状接着剤２０２３は、いわゆる低粘度接着剤であり、温度２５℃における粘度は０．９１９１（Ｐａ・ｓ）である。また、表１に粘着方法とシンチレータ４が被覆した粘着成分の厚さとの試験結果を示す。シンチレータ４が被覆した粘着成分の厚さとは、粘着成分すなわち両面テープ５の粘着剤５ｂ又は液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さに相当する。
【表１】
【００２８】
表１及び図２〜図４に示されるように、両面テープ５の粘着剤５ｂに対してシンチレータ４が入り込む深さは、液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さと比べて著しく浅かった。また、液状接着剤８の厚さを１０μｍから７０μｍに変更してもシンチレータ４の入り込む深さに変化はなかった。
【００２９】
また、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さが深いほど解像度の低下が見られた。これは、シンチレータ４が入り込む深さが深いほど、粘着成分の影響で光の散乱が生じる確率が高まるためと考えられる。このため、シンチレータ４が入り込む深さは小さいことが好ましい。すなわち、針状結晶間に空間が形成されることが好ましい。具体的には、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４が入り込む深さは、その針状結晶における柱部分まで至らず尖端部分におさまることが好ましい。また、シンチレータ４が入り込む深さは出射面３ｂと直交する方向におけるシンチレータ４の厚さの３０％以下であることが好ましく、さらに１０％以下が好ましい。このような状態となるようにシンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定させることで、シンチレータ４の隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱が生じることを適切に抑制することができる。このことは、シンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化に寄与する。
【００３０】
なお、液状接着剤８として粘度の高いものを使用することでシンチレータ４が入り込む深さを浅くすることが可能である。ただし、この場合においては、シンチレータ４とＦＯＰ６とを貼り合わせる際に液状接着剤８内で気泡が発生しやすくなるため、脱泡処理が必要となる可能性が高くなる。
【００３１】
以上の試験結果よりシンチレータ４とＦＯＰ６との間の粘着方法としては、液状接着剤８より両面テープ５を採用することが好ましいと考えられる。粘着方法として両面テープ５を用いることで、液状接着剤８を用いる場合と比べて、粘着剤５ｂや液状接着剤８に対してシンチレータ４の入り込む深さを浅くすることができる。
【００３２】
次に、第１の実施形態に係るシンチレータパネル１の製造方法について図１を参照して説明する。
【００３３】
まず放射線透過基板３の出射面３ｂにシンチレータ４を形成するシンチレータ形成工程を行う。シンチレータ形成工程では、まず放射線透過基板３を加熱する。その後、放射線透過基板３を回転させた状態で蒸着法によりＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を出射面３ｂに成長させることで、シンチレータ４を形成する。
【００３４】
次に、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する粘着固定工程を行う。粘着固定工程では、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側をＦＯＰ６の主面６ａに貼り合わせることで粘着固定を行う。
【００３５】
その後、防湿性保護膜７を形成する保護膜形成工程を行う。保護膜形成工程では、まずＦＯＰ６をＣＶＤ［Chemical Vapor Deposition］装置の蒸着室に入れる。そして、ポリパラキシリレンの原料を昇華させて得た蒸気中にＦＯＰ６を露出させるＣＶＤ法により、放射線透過基板３、シンチレータ４、及びＦＯＰ６を覆う防湿性保護膜７を形成する。以上の工程により第１の実施形態に係るシンチレータパネル１が製造される。
【００３６】
続いて、第１の実施形態に係るシンチレータパネル１の作用効果について説明する。
【００３７】
第１の実施形態に係るシンチレータパネル１によれば、放射線の入射によってシンチレータ４で生じたシンチレーション光は先端４ａを通じてＦＯＰ６に入射して撮像素子２へと出力されるので、結晶成長において構造的な歪みが発生する確率の高いシンチレータ４の根本側を光が通ることを避けることができる。従って、このシンチレータパネル１によれば、シンチレータ４内の構造的な歪みに起因する光の散乱や減衰の発生を抑制することができるので、シンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化を図ることが可能になる。
【００３８】
また、このシンチレータパネル１によれば、放射線透過基板３の剛性により機械的強度を向上させることができる。このことは、シンチレータパネル１の高寿命化に寄与する。
【００３９】
さらに、このシンチレータパネル１によれば、粘着方法として両面テープ５を用いているので、液状接着剤８を用いる場合と比べて、粘着剤５ｂは基材５ａに密着してシンチレータ４の隙間に入り込みにくいので、シンチレータ４の被覆厚さすなわち複数の針状結晶からなるシンチレータ４の隙間に粘着成分が深く入り込むことを抑制することができる。その結果、シンチレータ４の隙間に入り込んだ粘着成分の影響により光の散乱等が生じることを避けることができるので、シンチレータパネル１の高解像度化に有利である。
【００４０】
また、このシンチレータパネル１によれば、放射線透過基板３及びシンチレータ４の外側を覆う防湿性保護膜７によりシンチレータ４内に水分が侵入すること抑制できるので、水分の侵入によるシンチレータ４の性能劣化が回避でき、シンチレータパネル１の耐湿性の向上及び高寿命化を図ることができる。
【００４１】
また、このシンチレータパネル１の高解像度化及び高輝度化が図られることで、放射線イメージセンサ１０における高解像度化及び高輝度化を実現することができる。
【００４２】
なお、本発明者らは、第１の実施形態におけるシンチレータ４の先端４ａ側について、出射面３ｂと略平行な面を形成するように研磨した場合と研磨しなかった場合との比較試験を行った。表２にシンチレータパネルの解像度及び光出力における比較結果を示す。なお、表２では、シンチレータ先端研磨無しを基準（１００％）として相対的に評価を行った。
【表２】
【００４３】
表２に示されるように、シンチレータ４の先端４ａ側を研磨した場合と研磨しなかった場合との間に顕著な差は認められなかった。従って、シンチレータ４の先端４ａ側を研磨した場合であっても本発明を有効に適用できることが分かる。なお、研磨によりシンチレータ４の針状結晶の一部は尖端部分のない柱状の結晶となる。特許請求の範囲に記載の柱状体には、この柱状の結晶となる態様も当然に含まれる。
【００４４】
［第２実施形態］
図６に示されるように、第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１は、放射線透過基板３に代えて放射線透過膜１２を備えている点が第１の実施形態に係るシンチレータパネル１と相違する。
【００４５】
放射線透過膜１２は、有機膜であり例えばポリパラキシリレンのキシリレン系の材料や尿素系の材料から構成された膜状の部材である。放射線透過膜１２の厚さは１μｍ〜１００μｍである。放射線透過膜１２は、放射線の入射面１２ａ及び出射面１２ｂを有しており、入射面１２ａに入射した放射線は放射線透過膜１２の内部を透過して出射面１２ｂから出射する。放射線透過膜１２は、特許請求の範囲に記載の放射線透過体に相当する。
【００４６】
次に、第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１の製造方法について図６を参照して説明する。
【００４７】
まずシンチレータ形成用基板の表面に対して剥離剤を塗布する剥離剤塗布工程を行う。この剥離剤は、基板から次の工程で形成される放射線透過膜１２を剥離するためのものである。その後、基板をＣＶＤ装置の蒸着室に入れＣＶＤ法により放射線透過膜１２を形成する透過膜形成工程を行う。
【００４８】
続いて、放射線透過膜１２の上にシンチレータ４を形成するシンチレータ形成工程を行う。シンチレータ形成工程では、まず放射線透過膜１２が形成された基板を加熱する。その後、基板を回転させた状態で蒸着法により出射面３ｂにＴｌをドープしたＣｓＩの針状結晶を成長させることで、シンチレータ４を形成する。
【００４９】
次に、シンチレータ４の先端４ａ側とＦＯＰ６とを粘着固定する粘着固定工程を行う。粘着固定工程では、両面テープ５によってシンチレータ４の先端４ａ側をＦＯＰ６の主面６ａに貼り合わせることで粘着固定を行う。その後、放射線透過膜１２を基板から剥がす剥離工程を行う。
【００５０】
剥離工程の後、防湿性保護膜７を形成する保護膜形成工程を行う。保護膜形成工程では、ＦＯＰ６をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ＣＶＤ法により放射線透過膜１２、シンチレータ４、及びＦＯＰ６を覆う防湿性保護膜７を形成する。以上の工程により第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１が製造される。
【００５１】
以上説明した第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１によれば、放射線透過膜１２を厚さのある形状とした場合と比べて放射線の減衰を抑制することができるので、十分な放射線透過率を確保することができる。また、シンチレータパネル１１の薄型化に有利である。
【００５２】
［第３実施形態］
図７に示されるように、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１は、塗装層２２を備えている点が第２の実施形態に係るシンチレータパネル１１と相違する。
【００５３】
塗装層２２は、放射線透過膜１２の入射面１２ａに特定色の色材を含む樹脂からなる塗料を塗装することで形成される。このような塗料としては、有機溶剤等にバインダーとなる樹脂を溶かし込み、着色成分となる色材として顔料を混ぜた一般的なものが利用できる。また、塗料の種類についても、エナメル塗料、ラッカー塗料、ウレタン塗料などの様々な種類のものが利用できる。塗料の塗装方法としては、塗料を霧状に吹き付けるスプレー塗装などが用いられる。
【００５４】
この塗装層２２では、シンチレータ４で生じたシンチレーション光の吸収や反射を行う。塗装層２２における光の吸収率及び光の反射率は、塗料の色を変えることで調整することができる。塗装層２２は、Ｘ線等の放射線を透過させるように形成されている。塗装層２２は、特許請求の範囲に記載の光対応層として機能する。なお、塗装層２２の他、例えばＡｌ（アルミニウム）を主成分とするＡｌ層等を光対応層として用いても良い。
【００５５】
また、塗装層２２の外側は防湿性保護膜７によって覆われている。第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１は、第２の実施形態における保護膜形成工程の前に、塗装層２２を放射線透過膜１２の入射面１２ａに形成する塗装層形成工程（光対応層形成工程）を設けることにより製造される。
【００５６】
以上説明した第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１によれば、シンチレータ４で生じた光の一部がＦＯＰ６と反対側に進行したとしても、塗装層２２で光が反射された場合には反射光がＦＯＰ６に入射することで光出力を増加させることができる。その一方、塗装層２２で光が吸収された場合には、他の光に干渉するクロストーク成分も吸収されるので解像度を向上させることができる。
【００５７】
図８は、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１の光出力及び解像度と塗装層２２の色との関係を示すグラフである。図８において、Ｘ１は塗装層２２無しの場合、Ｘ２は塗装層２２にアクリル系の白色塗料を用いた場合、Ｘ３は塗装層２２にカーボン系の黒色塗料を用いた場合を示している。また、表３に上記Ｘ１〜Ｘ３に対応するシンチレータパネルの解像度及び光出力を数値で示す。なお、図８及び表３では、シンチレータの放射線入射側にＡｌ（アルミニウム）の反射膜を形成して輝度特性を高くしたシンチレータパネル（以下「タイプＡ」、具体的には国際公報ＷＯ９９／６６３５０の図１に記載されたように、ＦＯＰ、シンチレータ、第１の保護膜、アルミニウム反射膜、第２の保護膜の順で構成されている）を基準（１００％）として相対的に評価を行った。また、比較例として、タイプＡと異なり反射膜を形成せずに解像度特性を高くしたシンチレータパネル（以下「タイプＢ」、具体的には、ＦＯＰ、シンチレータ、金属吸収膜、保護膜の順で構成されている）の解像度及び光出力を示す。
【表３】
【００５８】
図８及び表３に示されるように、塗装層２２の色を変更することにより、様々な種類の光出力及び解像度を有するシンチレータパネル２１を得られた。また、白色塗料を用いたシンチレータパネル２１は他のシンチレータパネルと比べて光出力が高く解像度が低い特性を示し、黒色塗料を用いたシンチレータパネル２１は他のシンチレータパネルと比べて光出力が低く解像度が高い特性を示した。従って、このシンチレータパネル２１によれば、塗装層２２を構成する色材を変えて塗装層２２における光の反射率や吸収率を変更することにより、シンチレータパネル２１の特性の容易な変更を実現することができる。
【００５９】
［第４実施形態］
図９に示されるように、第４の実施形態に係るシンチレータパネル３１は、塗装層の形状が第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１と相違する。
【００６０】
第４の実施形態に係る塗装層３２は、放射線透過膜１２の入射面１２ａだけではなく、放射線透過膜１２の側方に突出して、放射線透過膜１２、シンチレータ４、両面テープ５、及びＦＯＰ６の側面６ｃまで覆うように形成されている。塗装層３２の外周縁は、ＦＯＰ６の主面６ｂと同じ平面上で外部に露出している。
【００６１】
以上説明した第４の実施形態に係るシンチレータパネル２１によれば、第３の実施形態に係るシンチレータパネル２１と同様の効果を得ることができる。
【００６２】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。例えば、シンチレータ４をＦＯＰ６に対して粘着固定する粘着層は、両面テープ５に限られず、液状接着剤等の種々の粘着部材を用いることができる。
【００６３】
また、シンチレータ４としては、ＴｌをドープしたＣｓＩの他、Ｎａ（ナトリウム）をドープしたＣｓＩ、ＴｌをドープしたＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）、Ｅｕ（ユウロピウム）をドープしたＬｉＩ（ヨウ化リチウム）、ＴｌをドープしたＫＩ（ヨウ化カリウム）等を利用することができる。
【符号の説明】
【００６４】
１，１１，２１，３１…シンチレータパネル ２…撮像素子 ３…放射線透過基板 ３ａ…入射面 ３ｂ…出射面 ４…シンチレータ ４ａ…先端 ５…両面テープ ５ａ…基材 ５ｂ…粘着剤 ７…防湿性保護膜 １０…放射線イメージセンサ １２…放射線透過膜 １２ａ…入射面 １２ｂ…出射面 ２２…塗装層
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の入射面及び出射面を有し、前記放射線を透過させる放射線透過体と、
前記出射面に結晶成長させられた複数の柱状体からなり、前記放射線の入射によって光を生じさせるシンチレータと、
前記シンチレータに対して前記出射面と反対側に配置され、前記シンチレータで生じた光を伝播させるファイバオプティックスプレートと、
前記シンチレータと前記ファイバオプティックスプレートとの間に設けられ、前記シンチレータと前記ファイバオプティックスプレートとを粘着固定すると共に、前記シンチレータで生じた光を透過させる粘着層と、
を備えることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記粘着層に対して前記シンチレータが入り込む深さは、前記出射面と直交する方向における前記シンチレータの厚さの３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記放射線透過体は、剛性基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記放射線透過体は、膜状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記放射線透過体及び前記シンチレータの外側を覆う防湿性保護膜を更に備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記放射線透過体の前記入射面側に形成され、前記放射線を透過させると共に前記シンチレータで生じた光の反射及び吸収の少なくとも一方を行う光対応層を更に備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記粘着層は、基材と基材の両側に設けられた粘着剤とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか一項に記載のシンチレータパネルと、
前記ファイバオプティックスプレートで伝播された光を撮像する撮像素子と、
を備えることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【請求項１】
放射線の入射面及び出射面を有し、前記放射線を透過させる放射線透過体と、
前記出射面に結晶成長させられた複数の柱状体からなり、前記放射線の入射によって光を生じさせるシンチレータと、
前記シンチレータに対して前記出射面と反対側に配置され、前記シンチレータで生じた光を伝播させるファイバオプティックスプレートと、
前記シンチレータと前記ファイバオプティックスプレートとの間に設けられ、前記シンチレータと前記ファイバオプティックスプレートとを粘着固定すると共に、前記シンチレータで生じた光を透過させる粘着層と、
を備えることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記粘着層に対して前記シンチレータが入り込む深さは、前記出射面と直交する方向における前記シンチレータの厚さの３０％以下であることを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記放射線透過体は、剛性基板であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記放射線透過体は、膜状であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記放射線透過体及び前記シンチレータの外側を覆う防湿性保護膜を更に備えていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記放射線透過体の前記入射面側に形成され、前記放射線を透過させると共に前記シンチレータで生じた光の反射及び吸収の少なくとも一方を行う光対応層を更に備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記粘着層は、基材と基材の両側に設けられた粘着剤とを有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記請求項１〜７のいずれか一項に記載のシンチレータパネルと、
前記ファイバオプティックスプレートで伝播された光を撮像する撮像素子と、
を備えることを特徴とする放射線イメージセンサ。
【図１】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【図２】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図３】
【図４】
【図５】
【公開番号】特開２０１１−２５７１４２（Ｐ２０１１−２５７１４２Ａ）
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−１２９０７２（Ｐ２０１０−１２９０７２）
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１２月２２日（２０１１．１２．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年６月４日（２０１０．６．４）
【出願人】（０００２３６４３６）浜松ホトニクス株式会社 (1,479)
【Ｆターム（参考）】
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