(57)【要約】【課題】シンチレータの特性の劣化の抑制と、空間分解能の低下の抑制とを両立するのに有利な技術を提供する。【解決手段】基板と、基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、第１保護膜は、複数の柱状結晶との界面において複数の柱状結晶と化学結合し、シンチレータおよび第１保護膜は、基板および第２保護膜によって封止されている。【選択図】図１
2020041820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、
前記第１保護膜は、前記複数の柱状結晶との界面において前記複数の柱状結晶と化学結合し、
前記シンチレータおよび前記第１保護膜は、前記基板および前記第２保護膜によって封止されていることを特徴とするシンチレータプレート。
【請求項２】
前記第１保護膜が、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなるグループから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータプレート。
【請求項３】
前記第１保護膜と前記複数の柱状結晶との界面において、前記元素が酸素を介して前記複数の柱状結晶と化学結合をしていることを特徴とする請求項２に記載のシンチレータプレート。
【請求項４】
前記第１保護膜が、前記元素と結合したメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロキシ基、ブトキシ基、アセトキシ基、塩素、臭素およびヨウ素からなるグループから選ばれる少なくとも１種をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載のシンチレータプレート。
【請求項５】
前記第１保護膜は、前記シンチレータの少なくとも前記基板とは反対の側の端部を覆っており、
前記第２保護膜は、前記第１保護膜および前記シンチレータを覆っており、
前記複数の柱状結晶の前記基板に接しない表面のうち２０％以上が、前記第１保護膜と化学結合していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項６】
前記複数の柱状結晶は、前記基板の表面に対する正射影において前記シンチレータの外縁に配された外縁部結晶を含み、
前記外縁部結晶のうち前記複数の柱状結晶の何れかと対向しない部分の全体が、前記第１保護膜によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項７】
前記第１保護膜の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項８】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶のそれぞれ前記第１保護膜に覆われた側面と側面との間に空隙を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項９】
前記第２保護膜の４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上かつ１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１０】
前記第２保護膜が、ポリパラキシリレン、ポリ塩化ビニリデン、酸化シリコンおよび酸化アルミニウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１１】
前記シンチレータプレートは、前記基板と前記シンチレータとの間に、第３保護膜をさらに含み、
前記第３保護膜が、前記第２保護膜と同じ材料によって構成される膜を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１２】
前記第２保護膜が、前記基板のうち前記シンチレータおよび前記第１保護膜に覆われていない部分全体を覆うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１３】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶の側面と側面との間隔が、２００ｎｍ以上かつ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１４】
前記複数の柱状結晶のそれぞれの太さが、０．１μｍ以上かつ５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１５】
前記複数の柱状結晶が、ハライド化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１６】
前記ハライド化合物が、アルカリハライドを含むことを特徴とする請求項１５に記載のシンチレータプレート。
【請求項１７】
前記アルカリハライドが、以下の一般式（１）で表され、
Ｍ１Ｘ１・αＭ２Ｘ２・βＭ３Ｘ３：γＡ１  ・・・  （１）
ここで、Ｍ１は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、および、セシウム（Ｃｓ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ２は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、銅（Ｃｕ）、および、ニッケル（Ｎｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ３は、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および、インジウム（Ｉｎ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｘ１、Ｘ２、および、Ｘ３は、それぞれ独立にフッ素（Ｆ）、塩素、（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ａ１は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、タリウム（Ｔｌ）、Ｎａ、銀（Ａｇ）、Ｃｕ、および、Ｍｇからなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
α、β、γは、それぞれ、０≦α＜０．５、０≦β＜０．５、０＜γ≦０．２
であることを特徴とする請求項１６に記載のシンチレータプレート。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項に記載のシンチレータプレートと、
前記シンチレータで放射線から変換された光を検出するための光電変換素子と、
を含むことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする放射線検出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータプレート、放射線検出装置および放射線検出システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線を光に変換するシンチレータを備えるシンチレータプレートと、シンチレータによって変換された光を検出する光電変換素子と、を組み合わせた放射線検出装置が広く用いられている。放射線から変換された光を効率よく光電変換素子に伝搬させるために、柱状構造を有するシンチレータを用い、柱状の結晶内で光を伝搬させることが知られている。柱状構造を有するシンチレータとして、ＣｓＩなどのアルカリハライドが用いられるが、アルカリハライドは潮解性を示し、大気暴露をすると大気に含まれる水蒸気によって潮解、変質してしまう。特許文献１には、シンチレータをポリパラキシリレン膜で覆い、潮解を抑制することが示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０００−９８４５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
大気中の水蒸気からシンチレータを保護するための保護膜として、特許文献１に示されるように厚いポリパラキシリレン膜を用いた場合、シンチレータの潮解を抑制する効果は向上する。一方、保護膜を厚くすると、シンチレータで変換された光が保護膜中で拡散し、放射線検出装置の空間分解能が低下する可能性がある。しかしながら、ポリパラキシリレン膜を用いた保護膜を薄くするとシンチレータの潮解を抑制する効果が低下する。
【０００５】
本発明は、シンチレータの特性の劣化の抑制と、空間分解能の低下の抑制とを両立するのに有利な技術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】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係るシンチレータプレートは、基板と、基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、第１保護膜は、複数の柱状結晶との界面において複数の柱状結晶と化学結合し、シンチレータおよび第１保護膜は、基板および第２保護膜によって封止されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記手段によって、シンチレータの特性の劣化の抑制と、空間分解能の低下の抑制とを両立するのに有利な技術を提供する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の実施形態に係るシンチレータプレートの構成例を示す断面図。
【図２】図１のシンチレータプレートの変形例を示す断面図。
【図３】図１のシンチレータプレートを用いた放射線検出装置の構成例を示す断面図。
【図４】図３の放射線検出装置を用いた放射線検出システムの構成例を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明に係る放射線撮像装置の具体的な実施形態を、添付図面を参照して説明する。以下の説明及び図面において、複数の図面に渡って共通の構成については共通の符号を付している。そのため、複数の図面を相互に参照して共通する構成を説明し、共通の符号を付した構成については適宜説明を省略する。また、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。
【００１０】
図１〜３を参照して、本発明の実施形態によるシンチレータプレートの構成について説明する。図１は、本実施形態におけるシンチレータプレート１００の構成例を示す断面図である。シンチレータプレート１００は、基板１１２と、基板１１２の上に配された複数の柱状結晶１１１を有するシンチレータ１１０と、保護膜１１３（第１保護膜）と、保護膜１１４（第２保護膜）と、を含む。以下、本実施形態のシンチレータプレート１００のそれぞれの構成について具体的に説明を行い、さらに、シンチレータプレート１００を用いた放射線検出装置について説明する。
【００１１】
（シンチレータ１１０）
本実施形態において、シンチレータ１１０は、基板１１２の上に形成される。シンチレータ１１０は、基板１１２の表面から突出する複数の柱状構造の結晶（柱状結晶１１１）によって構成され、放射線の照射によって蛍光、燐光などの光を発する。即ち、シンチレータ１１０は、入射した放射線のエネルギを吸収し、波長が３００ｎｍ〜８００ｎｍの範囲内の光、所謂、可視光を中心に紫外光から赤外光の光を発する蛍光体・燐光体でありうる。柱状結晶１１１の長軸は、基板１１２と垂直に交わっていてもよい。しかしながら、柱状結晶１１１の長軸と基板１１２の表面との間の角度は、厳密に垂直である必要はなく、傾いていてもよい。柱状結晶１１１の長軸と基板１１２の表面との間の角度が厳密に垂直でない場合であっても、以下に説明する本実施形態の効果に対する影響は小さい。
【００１２】
シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１が発する光は、柱状結晶１１１内を伝搬しながら、放射線画像を生成するための光電変換素子が配された光電変換パネルの受光面に導波される必要がある。そのため、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１の長軸と基板１１２の表面の垂線との間の角度が４５°以下であってもよい。また、それぞれの柱状結晶１１１の基板１１２の表面に対する傾きは、一様でなくてもよい。このため、シンチレータ１１０を構成する複数の柱状結晶１１１は、基板１１２の表面の垂線に対する角度が４５°以下の光学界面を多数含みうる。
【００１３】
シンチレータ１１０の柱状結晶１１１のそれぞれは、上述のように柱状構造を有しうる。柱状結晶１１１の柱状構造は、円柱状であってもよいし、多角柱状であってもよい。また、それぞれの柱状結晶１１１の柱状構造が一様である必要はなく、シンチレータ１１０において、円柱状の柱状結晶と多角柱状の柱状結晶とが含まれていてもよい。また、それぞれの柱状結晶１１１の太さが一様である必要はなく、シンチレータ１１０において、太さが異なる柱状結晶が含まれていてもよい。それぞれの柱状結晶１１１の太さは、例えば、０．１μｍ以上かつ５０μｍ以下であってもよい。さらに、それぞれの柱状結晶１１１の太さは、０．１μｍ以上かつ１５μｍ以下であってもよい。シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の太さが０．１μｍ未満の場合、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１内で発生する光の波長と比較して、柱状結晶１１１の太さが小さくなる。このため、幾何学的光回折や光学的散乱を起こし難くなり、光が受光面に向かって導波され難くなりうる。結果として、光が柱状結晶１１１の外へ拡散してしまい、このようなシンチレータプレート１００を用いた放射線検出器における空間分解能を下げる要因になりうる。一方、理論上、シンチレータプレート１００は、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１の太さよりも小さいものを解像することは困難である。従って、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶の太さが５０μｍより大きい場合、例えば、１０ＬＰ／ｍｍのような高空間周波数域だけではなく、１ＬＰ／ｍｍのような低空間周波数域における空間分解能も低下させる要因となりうる。
【００１４】
また、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１において、柱状結晶１１１内での太さは一様である必要はなく、一方の端から他方の端までの太さの変化が、例えば、５０μｍ以下であってもよい。ただし、本実施形態において、柱状結晶１１１とは、基板１１２の側が太く、基板１１２から離れるにつれて先の細くなった針状構造を含む。シンチレータ１１０の柱状結晶１１１が針状構造を有する場合、柱状結晶１１１の先端（基板１１２に接する側とは反対の側の端部）が、柱状結晶１１１の基板１１２に接する部分などの他の部分よりも５０μｍ以上細くなっていてもよい。また、柱状結晶１１１の断面の形状も、一方の端から他方の端まで一様でなくてもよく、例えば、基板１１２との距離が近い部分では多角柱状だった結晶が、基板１１２との距離が遠くなるにつれて円柱状に変化してもよい。
【００１５】
シンチレータ１１０の高さは、それぞれの柱状結晶１１１の長軸の長さであり、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１の長さのばらつきがより小さい方が適している。それぞれの柱状結晶１１１の長軸の長さが一様であってもよい。ただし、必ずしも長さが一様である必要はなく、シンチレータ１１０において、長さの長い柱状結晶１１１と短い柱状結晶１１１とを有していてもよい。短い柱状結晶１１１の端から光が漏れ出た場合であっても、その光は、近接する柱状結晶１１１の中に入り、そのまま受光面に向かってそのシンチレータ１１０の柱状結晶１１１内を伝播しうる。従って、長短の柱状結晶１１１が混在するシンチレータ１１０であっても、光の拡散を抑制することができるため、光導波性を有する。
【００１６】
シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１の長軸の長さは、本実施形態の効果に大きな影響を与えるものではなく、柱状結晶１１１の長さが短くても長くても本実施形態の効果を奏する。従って、シンチレータ１１０のそれぞれの長軸の長さは特に制限されないが、現実的な作製プロセスを考慮した場合、１００ｎｍ以上かつ１０ｃｍ以下であってもよい。さらに、シンチレータ１１０の長さは、１μｍ以上かつ１ｃｍ以下であってもよい。
【００１７】
シンチレータ１１０の互いに隣接する柱状結晶１１１は、互いの側面と側面との間隔が２００ｎｍ以上かつ１μｍ以下の、それぞれ独立した柱状構造であってもよい。しかしながら、柱状結晶が互いに完全には分離しておらず、シンチレータ１１０は、基板１１２の表面に対して交差する方向に光学界面が断続的に存在してもよい。光学界面が断続的に存在する場合であっても、シンチレータ１１０は光導波性を有しうる。また、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１内に空隙または光散乱体が複数存在していても良い。空隙または光散乱体によって光は散乱するが、その散乱光は、シンチレータ１１０内の近隣の柱状結晶１１１の中に入り受光面に向かって伝播できる。このため、シンチレータ１１０は、柱状結晶１１１に空隙または散乱体を複数内在させていても、光導波性を有しうる。また、シンチレータ１１０は、柱状結晶１１１のそれぞれの先端が、図１に示されるように、錐形状になっていてもよい。また、柱状結晶１１１のそれぞれの先端が、平坦化されていてもよい。柱状結晶１１１の先端が平坦化されている場合、受光面との凹凸が小さくなり、効率的に光が、光電変換パネルの受光面に受光されることが期待できる。
【００１８】
シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１を構成する材料として、種々の公知のシンチレータ材料を使用することができる。本実施形態において、シンチレータ１１０が保護膜１１３、１１４で覆われることによって水分子の影響を受け難くなるため、水分子と接触して劣化する材料をシンチレータ１１０に用いることができる。具体的には、シンチレータ１１０として、潮解性を有する化合物が挙げられ、中でも、金属ハライドなどのハロゲン化物が用いられうる。金属ハライドは、大気に暴露されると潮解し、構造が変化してしまう。潮解し構造が変化すると、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１内を伝播する光が、柱状結晶１１１外に拡散し、放射線検出器における空間分解能を低下させうる。ここで、本実施形態は、潮解性に限らず、水分子と接触することで劣化し、放射線検出器における空間分解能を低下させうる材料を用いたシンチレータ１１０に対して適用されうる。
【００１９】
シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の潮解反応は、柱状結晶１１１と水分とが接触することによる加水分解反応と、それによって生じたシンチレータ材料の水溶液の水和による吸水によって起こる。この潮解反応を抑制する方法として、シンチレータ１１０が存在する空間を水蒸気透過率が低い層で覆うことによって、シンチレータ１１０と水分とを接触させない方法がある。また、別の潮解反応を抑制する方法として、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１が加水分解反応を起こさないように、柱状結晶１１１の表面を別の安定した分子に置換する方法である。この方法は多量の水蒸気が存在する空間においては、安定した分子に置換された柱状結晶１１１の表面の層を透過し、水分子が柱状結晶１１１内部を加水分解し、潮解現象を引き起こしてしまう可能性がある。そこで、本実施形態において、後述するように、２層の保護膜１１３、１１４を用いてシンチレータ１１０の特性劣化を抑制する。
【００２０】
金属ハライドの中で代表的な材料として、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）などのアルカリハライドがある。ＣｓＩは、放射線のうちＸ線の可視光への変換効率が高い。また、ＣｓＩは、蒸着によって容易に柱状結晶１１１を有するシンチレータ１１０を形成でき、また、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の長さを長くすることが可能である。ＣｓＩは、単独では発光効率が十分でないために、賦活剤が添加される。例えばインジウム（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）などが、賦活剤として用いられる。
【００２１】
例えば、Ｔｌを含有するＣｓＩシンチレータを形成するための原材料として、１種類以上のＴｌ化合物を含む添加剤とＣｓＩとを用いて、シンチレータ１１０を形成することができる。ＣｓＩ：Ｔｌは４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長を有する。１種類以上のＴｌ化合物を含有するＴｌ化合物としては、一価と三価の酸化数の化合物を用いることができる。例えば、ヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、フッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ３）などが用いられうる。賦活剤の含有量は、目的性能に応じて、適宜調整すればよく、例えば、ＣｓＩに対して０．０１モル％以上かつ２０モル％以下にしてもよい。
【００２２】
シンチレータ１１０に用いるアルカリハライドに、以下の一般式（１）で表されるアルカリハライドを用いてもよい。
【００２３】
Ｍ１Ｘ１・αＭ２Ｘ２・βＭ３Ｘ３：γＡ１  ・・・  （１）
ここで、Ｍ１は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、および、セシウム（Ｃｓ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種である。Ｍ２は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、銅（Ｃｕ）、および、ニッケル（Ｎｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種である。Ｍ３は、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および、インジウム（Ｉｎ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種である。Ｘ１、Ｘ２、および、Ｘ３は、それぞれ独立にフッ素（Ｆ）、塩素、（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種である。Ａ１は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、タリウム（Ｔｌ）、Ｎａ、銀（Ａｇ）、Ｃｕ、および、Ｍｇからなるグループから選ばれる少なくとも１種である。α、β、γは、それぞれ、０≦α＜０．５、０≦β＜０．５、０＜γ≦０．２の範囲の数値を表す。
【００２４】
また、本実施形態において、上述のハライド化合物以外の化合物をシンチレータ１１０に用いてもよい。具体的には、ＬｎＴａＯ４：（Ｎｂ，Ｇｄ）系、Ｌｎ２ＳｉＯ５：Ｃｅ系、ＬｎＯＸ：Ｔｍ系（Ｌｎは、希土類元素を表す）、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｐｒ、Ｃｅ、ＺｎＷＯ４、ＬｕＡｌＯ３：Ｃｅ、Ｇｄ３Ｇａ５Ｏ１２：Ｃｒ、ＨｆＯ２などがある。
【００２５】
（基板１１２）
本実施形態において、基板１１２は、シンチレータ１１０を保持できる固体でありうる。金属及びその酸化物、半導体及びその酸化物、ガラス、樹脂などの材料で構成された基板や、これらの基板の上に光を検出するための光電変換素子などが形成されたセンサパネルを基板１１２として用いることができる。基板１１２として、水蒸気透過率が低い材料が適している。しかしながら、基板１１２に水蒸気透過率が高い材料を用いてもよく、この場合、水蒸気透過率が低い材料を用いた層が、基板１１２の表面や裏面などに形成されうる。
【００２６】
（保護膜１１３）
シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の潮解は、上述のように、柱状結晶１１１と水との加水分解反応と、加水分解反応によって生じたシンチレータ材料の水溶液の水和反応との２段階で起こる。本実施形態において、保護膜１１３は、複数の柱状結晶１１１のそれぞれとの界面において複数の柱状結晶１１１のそれぞれと化学結合することによって、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の表面において、加水分解反応を起き難くする。これは、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１の表面と保護膜１１３との間に水に対して安定な化学結合を形成することによって、柱状結晶１１１の表面において加水分解反応がほぼ起きなくなるためである。結果として、水和反応も起こらずに、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１は、柱状構造を維持することができる。例えば、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１がＣｓＩの場合、ＣｓまたはＩの何れかと保護膜１１３を構成する元素の何れかとが、水分に対して安定な化学結合を形成していればよい。
【００２７】
ここで、化学結合とは、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合、金属結合などを含む。化学結合が存在することは、例えば、Ｘ線光電子分光（ＸＰＳ）法と飛行時間型２次イオン質量分析（ＴＯＦ−ＳＩＭＳ）法との分析を組み合わせることによって確認することができる。ＸＰＳ法によって、保護膜１１３と柱状結晶１１１との界面に存在する元素を確認することができる。また、その元素が、どのような結合を形成しているかを推定できる場合もある。ＴＯＦ−ＳＩＭＳ法を用いると、結合している元素が一緒に検出される。即ち、保護膜１１３とシンチレータ１１０の柱状結晶１１１との間で化学結合を形成している場合、保護膜１１３と柱状結晶１１１とを構成するそれぞれの元素が結合した状態の分子量が検出される。これら２つの分析を組み合わせることによって、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１と保護膜１１３との間に化学結合が形成されているかを確認することができる。また、結合の種類によってフーリエ変換赤外分光法（ＦＴ−ＩＲ）法を用いることによって、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１と保護膜１１３との間の化学結合の存在が確認できる。
【００２８】
保護膜１１３とそれぞれの柱状結晶１１１の表面とが化学結合する割合が高いほど、柱状結晶１１１の潮解を抑制することができる。保護膜１１３は、シンチレータ１１０の少なくとも基板１１２とは反対の側の端部を覆う。さらに、保護膜１１３は、複数の柱状結晶１１１のそれぞれの少なくとも基板１１２とは反対の側の端部を覆っていてもよい。ここで、端部とは、柱状結晶１１１の基板１１２とは反対側の先端から、柱状結晶の長軸の長さの１／５の範囲のことを指してもよい。また、端部とは、柱状結晶１１１の基板１１２とは反対側の先端から、柱状結晶の長軸の長さの１／４の範囲のことを指してもよいし、さらに、１／２の範囲のことを指してもよい。また、複数の柱状結晶１１１の基板に接しない表面のうち２０％以上が、保護膜１１３と化学結合していてもよい。さらに、複数の柱状結晶１１１の基板に接しない表面のうち５０％以上が、保護膜１１３と化学結合していてもよい。また、柱状結晶１１１の保護膜１１３に接する部分が、すべて化学結合を形成していなくてもよい。柱状結晶１１１が、保護膜１１３によって覆われることによって、水分と接触する可能性が抑制される。
【００２９】
また、図１に示されるように、それぞれの柱状結晶１１１の表面の全体が、保護膜１１３または基板１１２の何れかに接していてもよい。また、図１には示されていないが、それぞれ隣り合う柱状結晶１１１の間の基板１１２の上に保護膜１１３が配されていてもよい。この場合、隣り合う柱状結晶１１１の間に配された保護膜１１３と基板１１２とは接していてもよいし、柱状結晶１１１の基板１１２に隣接する部分が保護膜１１３によって覆われず、基板１１２と保護膜１１３との間に空隙があってもよい。また、シンチレータ１１０の隣り合う柱状結晶１１１同士が接触または近接している部分は、保護膜１１３に覆われていなくてもよい。スプレー法によって柱状結晶１１１の基板１１２とは反対の側の端部のみに保護膜１１３を形成した場合、端部においては、柱状結晶１１１が潮解せずに柱状構造を保つことができる。しかし、基板１１２付近では柱状結晶１１１が潮解してしまい、このシンチレータプレートの空間分解能が低下してしまう。このため、保護膜１１３のシンチレータ１１０の柱状結晶１１１に対する表面の被覆率が高くなるように保護膜１１３は形成されうる。例えば、保護膜１１３と基板１１２とで、シンチレータ１１０のそれぞれの柱状結晶１１１が外気に触れないように、隙間なく包まれていてもよい。また、複数の柱状結晶１１１は、基板１１２の表面に対する正射影においてシンチレータの外縁に配された外縁部結晶１１１ａを含む。この外縁部結晶１１１ａは、柱状結晶１１１のうち、シンチレータ１１０の中央付近かつ基板１１２に近い領域の配された部分よりも大気中の水分に曝されやすい可能性がある。このため、外縁部結晶１１１ａのうち複数の柱状結晶１１１の何れかと対向しない部分１１５の全体が、保護膜１１３によって覆われていてもよい。
【００３０】
保護膜１１３の膜厚は、薄くても十分な潮解抑制効果を得ることができる。一方、保護膜１１３は、膜厚を厚くした場合であっても、柱状結晶１１１の潮解を抑制する効果がほとんど変わらない場合がある。結果として、光路長が長くなることや光の分散などによって、シンチレータプレート１００の空間分解能が低下することがありうる。このため、保護膜１１３の膜厚は、例えば、２００ｎｍ以下であってもよい。さらに、保護膜１１３の膜厚は、１００ｎｍ以下であってもよいし、５０ｎｍ以下であってもよい。また、図１に示されるように、複数の柱状結晶１１１のうち互いに隣接する柱状結晶１１１のそれぞれ保護膜１１３に覆われた側面と側面との間に空隙を含んでいてもよい。保護膜１１３に覆われた柱状結晶１１１の間に空隙があることによって、柱状結晶１１１内を進む光が隣接する柱状結晶１１１に漏れ出ることを抑制し、シンチレータプレート１００の空間分解能の低下を抑制することができる。
【００３１】
保護膜１１３としては、水や酸素などに対して安定であることが必要である。このため、保護膜１１３が、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなるグループから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を含んでいてもよい。例えば、保護膜１１３は、酸化シリコン、酸化チタニウム、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウムなどの金属酸化物または半金属酸化物であってもよい。保護膜１１３と柱状結晶１１１との界面において、上述の金属または半金属の元素（シリコン、チタン、アルミニウム、ジルコニウム）が、酸素を介してシンチレータ１１０の柱状結晶１１１を構成する元素と安定な化学結合を形成することができる。シンチレータ１１０がＣｓＩ、保護膜１１３が酸化シリコンで形成されている場合、ＣｓとＳｉとが、Ｏを介して化学結合を形成することによって、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１を安定化することができる。このように、保護膜１１３とシンチレータ１１０の柱状結晶１１１との間で化学結合を形成することによって、柱状結晶１１１の表面を安定化することができる。
【００３２】
また、保護膜１１３を形成する際に、金属または半金属アルコキシドを原料として保護膜１１３を形成してもよい。このとき、保護膜１１３に金属または半金属アルコキシドの一部が未反応のまま残っていてもよい。つまり、保護膜１１３が、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムから選ばれる少なくとも１種の元素と、これらの元素と結合したメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロキシ基、ブトキシ基、アセトキシ基からなるグループから選ばれる少なくとも１種と、を含んでいてもよい。この場合、保護膜１１３を形成するモノマー単位は体積が小さい方が適している。モノマー単位の体積が大きい材料を用いると、柱状結晶１１１の表面の被覆率を高くできず、十分な潮解抑制効果がでない場合がある。金属または半金属アルコキシドを原料とした場合であっても、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムなどの金属または半金属と柱状結晶１１１とは、酸素を介して化学結合を形成しうる。また、金属または半金属アルコキシドとして、金属や半金属に、塩素、臭素およびヨウ素などのハロゲン、アミノ基およびその水素原子が置換された誘導体、または、アセチレンが結合したものを用いてもよい。
【００３３】
保護膜１１３は、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１と保護膜１１３の原料とを接触させることによって成膜することができる。保護膜１１３の原料は、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１またはその加水分解物と化学結合を形成する活性基を有している必要がある。活性基としては金属または半金属に結合した、アルコキシ基、ハロゲン基、アセトキシ基、水酸基などを用いることができる。この活性基をシンチレータ１１０の柱状結晶１１１と接触させる、または、熱、プラズマ、化学反応など用いて活性化させることによって、保護膜１１３の原料と柱状結晶１１１との界面において化学結合を形成することができる。また、活性化しやすい活性基を用いた場合、熱、プラズマ、化学反応など用いなくても、保護膜１１３と柱状結晶１１１との界面に化学結合を形成することができる。また、保護膜１１３を形成する際、原料同士の化学結合を形成する速度が速すぎる場合、柱状結晶１１１の表面を覆う前に、互いに隣接する柱状結晶１１１の間の隙間を埋めてしまう場合がある。このため、保護膜１１３の原料間の化学結合を形成する速度は、適当な速度になるように、熱、プラズマ、化学反応などを用いた活性化方法を調整してもよい。
【００３４】
（保護膜１１４）
次いで、保護膜１１４について説明する。本実施形態において、保護膜１１４は、保護膜１１３よりも水蒸気透過率の低い膜が用いられる。シンチレータ１１０および保護膜１１３が、基板１１２および保護膜１１４によって外気から封止される。これによって、シンチレータ１１０への水分子の接触がさらに阻害され、シンチレータ１１０の潮解が抑制される。
【００３５】
保護膜１１４の水蒸気透過率は、膜厚が厚くなるほど低くなり、シンチレータ１１０の潮解を抑制する効果が高くなる。しかしながら、保護膜１１４の膜厚が厚くなると、シンチレータ１１０で放射線から変換された光が、光電変換素子が配された光電変換パネルの受光面に到達するまでの光路長が長くなり、シンチレータプレート１００の空間分解能が低下する。このため、保護膜１１４は、柱状結晶１１１の潮解を抑制する効果を保ちつつ、薄くする必要がある。保護膜１１４は、膜として隙間ができないように形成する必要があり、例えば、１μｍ以上の膜厚を有していてもよい。したがって、保護膜１１４の膜厚は、保護膜１１３の膜厚よりも厚い。
【００３６】
本実施形態において、シンチレータプレート１００は、加水分解反応を抑制する保護膜１１３と水蒸気透過率が低い保護膜１１４とを組み合わせることによって、高い潮解抑制効果および薄い保護膜１１３、１１４による空間分解能の低下の抑制を実現している。保護膜１１３と保護膜１１４との組み合わせによる潮解抑制効果を保護膜１１４のみで実現する場合、より厚い保護膜１１４が必要となり、シンチレータプレートの空間分解能が低下する。本実施形態において、保護膜１１３と組み合わせて用いられる保護膜１１４の膜厚は、１０μｍ以下であってもよいし、５μｍ以下であってもよいし、さらに２μｍ以下であってもよい。保護膜１１４の厚さを薄くすることによって、シンチレータプレート１００の空間分解能の低下を抑制できる。
【００３７】
保護膜１１３は、上述のように柱状結晶１１１の潮解を抑制する効果を有する。このため、保護膜１１３と保護膜１１４とを組み合わせて用いた場合、保護膜１１４の水蒸気透過率は、保護膜１１３を設けない場合と比較して高くても問題ない。保護膜１１３の柱状結晶１１１の潮解を抑制する効果によっても変動するが、保護膜１１４の水蒸気透過率は、４０℃９０％ＲＨにおいて、１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であってもよい。保護膜１１３を形成せずに、保護膜１１４が単独で用いられる場合、水蒸気透過率は、例えば、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ（４０℃９０％ＲＨ）未満の値が求められ、結果として、厚い保護膜１１４が必要となる。一方、本実施形態において、保護膜１１４の水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ（４０℃９０％ＲＨ）以上であってもよいし、さらに、５ｇ／ｍ２・ｄａｙ（４０℃９０％ＲＨ）以上であってもよい。結果として、本実施形態のシンチレータプレート１００は、保護膜１１３と保護膜１１４とを組み合わせることによって、高いシンチレータ１１０の潮解抑制能と高い空間分解能とを両立することができる。
【００３８】
保護膜１１３の表面に対する保護膜１１４の被覆率は、低くてもよい。保護膜１１４に要求される膜厚で被覆率を高くした場合、シンチレータ１１０の互いに隣接する柱状結晶１１１間の隙間を保護膜１１４で埋めてしまう。シンチレータ１１０で放射線から変換された光が柱状結晶１１１内で反射を繰り返し、柱状結晶１１１内を進むことによって、高い空間分解能が実現される。光が反射する割合は、保護膜１１３と保護膜１１４との界面の屈折率差によって決まる。柱状結晶１１１同士の間が保護膜１１４で埋まってしった場合、界面の屈折率差が小さくなりうり、反射率が低下し、結果として、シンチレータプレート１００の空間分解能が低下してしまう。例えば、保護膜１１４の保護膜１１３に対する表面の被覆率は、５０％以下であってもよい。図１に示されるように、保護膜１１４は、保護膜１１３によって覆われた柱状結晶１１１の先端部において、保護膜１１３と接していてもよい。また、保護膜１１４は、シンチレータ１１０の外縁に配された外縁部結晶１１１ａの複数の柱状結晶１１１の何れかと対向しない部分の全体において、保護膜１１３と接していてもよい。また、保護膜１１４は、シンチレータ１１０の基板１１２の反対の側の端部の上に配される部分と、シンチレータ１１０の外縁に沿って配される部分とで膜厚が異なっていてもよい。例えば、シンチレータ１１０の端部から光を取り出す場合、この部分を覆う保護膜１１４は、薄い方が空間分解能の低下を抑制できる。このため、シンチレータ１１０の基板１１２の反対の側の端部の上に配された保護膜１１４の膜厚が、シンチレータ１１０の外縁に沿って配された保護膜１１４の膜厚よりも薄くてもよい。
【００３９】
保護膜１１４は、１μｍ程度の膜厚が必要なため、その構成材料によっては光を吸収してしまう可能性が有る。一方、シンチレータ１１０で放射線から変換された光を減衰することなく、光電変換素子が配された受光面まで到達させる必要がある。このため、保護膜１１４には、可視域における光の透過率が高い材料を用いる必要がある。具体的には、保護膜１１４の光の透過率が７０％以上であってもよい。
【００４０】
保護膜１１４は、ポリパラキシリレン、ポリ塩化ビニリデン、酸化シリコンおよび酸化アルミニウムのうち少なくとも１つを含んでいてもよい。しかし、これらに限られることはなく、透明かつ水蒸気透過率が低ければ、上述以外の材料を保護膜１１４として用いることができる。
【００４１】
次に、保護膜１１４が配される位置について説明する。保護膜１１４は、図１に示されるように、基板１１２のうちシンチレータ１１０が配された部分を覆うように、基板１１２の一部を覆っていてもよい。保護膜１１４は、保護膜１１３に接して配される。また、シンチレータの外縁に配された柱状結晶１１１（外縁部結晶１１１ａ）が保護膜１１３によって覆われていない場合、保護膜１１４は、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１とも接しうる。また、図１に示されるように、基板１１２のシンチレータ１１０が配される側と反対側の面が保護膜１１４に覆われていない場合、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１が基板１１２と直接、接する。このため、基板１１２の厚さ方向の４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ未満であってもよい。また、図２（ａ）に示されるように、保護膜１１４が、基板１１２のうちシンチレータ１１０および保護膜１１３に覆われていない部分全体を覆ってもよい。この場合、基板１１２の４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過率は、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上であってもよい。また、図２（ｂ）に示されるように、保護膜１１４が、シンチレータ１１０とシンチレータ１１０の柱状結晶１１１をそれぞれ覆う保護膜１１３とを囲むように覆ってもよい。換言すると、シンチレータプレート１００は、基板１１２とシンチレータ１１０との間に、保護膜（第３保護膜）をさらに含み、この保護膜が、保護膜１１４と同じ材料によって構成される膜を含んでいてもよい。例えば、基板１１２のシンチレータ１１０を形成する領域に、ポリパラキシリレンなどを用いて保護膜１１４のうち基板１１２とシンチレータ１１０との間の部分を形成する。次いで、シンチレータ１１０および保護膜１１３を形成する。さらに、シンチレータ１１０および保護膜１１３を覆うように保護膜１１４の残りの部分を形成することによって、図２（ｂ）に示される保護膜１１４が形成できる。また、図２（ｃ）に示されるように、保護膜１１４が、シンチレータ１１０とシンチレータ１１０の柱状結晶１１１をそれぞれ覆う保護膜１１３とを囲み、さらに、基板１１２のうちシンチレータ１１０および保護膜１１３に覆われていない部分全体を覆ってもよい。すなわち、保護膜１１４は、シンチレータ１１０を直接、覆う部分を有していてもよく、保護膜１１３を介してシンチレータ１１０を覆う部分を有していてもよい。
【００４２】
保護膜１１４の形成方法としては、水溶液の塗布などのシンチレータ１１０の柱状結晶１１１の柱状構造を破壊するような方法や、保護膜１１３を破壊する方法を用いることはできない。保護膜の形成方法として可能な方法として、化学蒸着（ＣＶＤ）法や物理蒸着（ＰＶＤ）法、非極性溶媒溶液の塗布またはスプレーなどを用いることができる。また、シート状に形成された保護膜１１４を、シンチレータ１１０および保護膜１１３を覆うように、基板１１２（および保護膜１１３）に接着する方法を用いてもよい。
【００４３】
シンチレータ１１０の形成後、保護膜１１４を形成するまでの間、シンチレータ１１０が大気中の水蒸気と接触し、柱状結晶１１１が潮解してしまう可能性がある。しかし、本実施形態において、保護膜１１４を形成する前に保護膜１１３が形成される。これによって、シンチレータ１１０の形成後、保護膜１１４を形成するまでの間、適当な温度および湿度の環境を保持すれば、シンチレータ１１０の柱状結晶１１１の潮解を抑制することが可能である。
【００４４】
（放射線検出装置３００）
次いで、本実施形態のシンチレータプレート１００を備えた放射線検出装置について説明する。図３（ａ）は、シンチレータプレート１００を備えた放射線検出装置３００の断面図である。放射線検出装置３００は、上述のシンチレータプレート１００と、シンチレータ１１０で放射線から変換された光を検出するための光電変換素子３０４が受光面の側に配された光電変換パネル３１０と、を含む。図３（ａ）において、シンチレータプレート１００は、図１に示した基板１１２が、放射線検出装置３００の外側に露出するように配されている。シンチレータプレート１００と光電変換パネル３１０とは、接着剤などを用いた結合部３２０が設けられていてもよい。結合部３２０は、シンチレータプレート１００と光電変換パネル３１０とを一体化する以外に、シンチレータプレート１００を保護してもよいし、光電変換パネル３１０を保護してもよい。また、結合部３２０は、シンチレータ１１０と光電変換パネル３１０の受光面とを光学的に接続する機能を備えていてもよい。また、結合部３２０は、接着剤などの異なる材料を２層以上に重ねた積層構造を有していてもよい。また、基板１１２のシンチレータ１１０が配された表面に、シンチレータ１１０で放射線から変換された光を反射する反射層または光を吸収する吸収層が配されていてもよい。
【００４５】
光電変換パネル３１０は、基板３０２と基板３０２の上に配された光電変換層３０３とを含む。光電変換層３０３には、光を電気信号に変換するための複数の光電変換素子３０４が配されている。光電変換層３０３には、光電変換素子３０４のほかに、光電変換素子３０４から電気信号を取り出すためのトランジスタなどのスイッチ素子や配線パターンなどが、さらに配されうる。基板３０２には、ガラス基板などが用いられうる。また、光電変換層３０３には、シリコンなどの半導体層が用いられうる。また、シリコン基板上に複数の光電変換素子３０４が配されることによって、基板３０２と光電変換層３０３とが一体的に形成されていてもよい。
【００４６】
また、図３（ｂ）に示されるように、シンチレータ１１０の基板１１２として光電変換パネル３１０を用いることによっても、放射線検出装置３００を実現することができる。この場合、保護膜１１４のシンチレータ１１０の側とは反対の外側に、シンチレータ１１０で放射線から変換された光を反射する反射層または光を吸収する吸収層が配されていてもよい。
【００４７】
（実施例）
次いで、シンチレータプレート１００の製造方法について実施例を説明する。まず、基板１１２として、ガラス基板を用いた。次いで、ガラス基板上に、加熱蒸着法によってシンチレータ１１０を形成した。シンチレータ１１０形成用の真空チャンバ内の加熱容器に、ＣｓＩの原料粉末を充填し、加熱容器に対向する位置にある回転盤にガラス基板を据え付けた。また、真空チャンバ内にＣｓＩの原料粉末を充填した容器とは別の加熱容器を設置し、この加熱容器にＴｌＩの原料粉末を充填した。それぞれの加熱容器にＣｓＩおよびＴｌＩの原料粉末を充填し、回転盤にガラス基板を設置した後、真空チャンバ内を真空ポンプで高真空状態にした。次いで、加熱容器を加熱することによって、ガラス基板（基板１１２）上にＣｓＩとＴｌＩとを同時に蒸着し、基板１１２に柱状結晶１１１によって構成されるシンチレータ１１０を形成した。
【００４８】
シンチレータ１１０を形成後、基板１１２を真空チャンバから取り出し、速やかにケイ酸エチルをシンチレータ１１０に接触させ、シンチレータ１１０の上に保護膜１１３を形成した。保護膜１１３を形成した後、基板１１２を保護膜１１４形成用の真空チャンバ内に載置した。次いで、真空チャンバ内にジパラキシリレンを加熱によって活性化したラジカルパラキシリレンを導入し、保護膜１１４としてポリパラキシレンを成膜し、上述のシンチレータプレート１００が得られた。
【００４９】
以上、本発明に係る実施形態および実施例を示したが、本発明はこれらの実施形態および実施例に限定されないことはいうまでもなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、上述した実施形態および実施例は適宜変更、組み合わせが可能である。
【００５０】
以下、図４を参照しながら、上述のシンチレータプレート１００を用いた放射線検出装置３００が組み込まれた放射線検出システムを例示的に説明する。放射線検出装置３００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、放射線検出装置３００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。放射線検出装置３００において、Ｘ線６０６０の入射に対応してシンチレータ１１０が発光し、これが光電変換素子３０４で光電変換され、電気的情報を得る。この情報は、デジタルデータに変換され、放射線検出装置３００からの信号を処理する信号処理部として機能する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。
【００５１】
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。
【符号の説明】
【００５２】
１００：シンチレータプレート、１１０：シンチレータ、１１１：柱状結晶、１１２：基板、１１３，１１４：保護膜
【図１】
2020041820.tif 000003
【図２】
2020041820.tif 000004
【図３】
2020041820.tif 000005
【図４】
2020041820.tif 000006
【手続補正書】
【提出日】令和1年8月26日(2019.8.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、
前記第１保護膜は、前記複数の柱状結晶との界面において前記複数の柱状結晶と化学結合し、
前記シンチレータおよび前記第１保護膜は、前記基板および前記第２保護膜によって封止されていることを特徴とするシンチレータプレート。
【請求項２】
前記第１保護膜が、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなるグループから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータプレート。
【請求項３】
前記第１保護膜と前記複数の柱状結晶との界面において、前記元素が酸素を介して前記複数の柱状結晶と化学結合をしていることを特徴とする請求項２に記載のシンチレータプレート。
【請求項４】
前記第１保護膜が、前記元素と結合したメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロキシ基、ブトキシ基、アセトキシ基、塩素、臭素およびヨウ素からなるグループから選ばれる少なくとも１種をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載のシンチレータプレート。
【請求項５】
前記第１保護膜は、前記シンチレータの少なくとも前記基板とは反対の側の端部を覆い、前記シンチレータと前記第２保護膜との間に配されており、
前記第２保護膜は、前記第１保護膜および前記シンチレータを覆っており、
前記複数の柱状結晶の前記基板に接しない表面のうち２０％以上が、前記第１保護膜と化学結合していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項６】
前記複数の柱状結晶は、前記基板の表面に対する正射影において前記シンチレータの外縁に配された外縁部結晶を含み、
前記外縁部結晶のうち前記複数の柱状結晶の何れかと対向しない部分の全体が、前記第１保護膜によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項７】
前記第１保護膜の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項８】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶のそれぞれ前記第１保護膜に覆われた側面と側面との間に空隙を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項９】
前記第２保護膜の４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上かつ１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１０】
前記第２保護膜が、ポリパラキシリレン、ポリ塩化ビニリデン、酸化シリコンおよび酸化アルミニウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１１】
前記シンチレータプレートは、前記基板と前記シンチレータとの間に、第３保護膜をさらに含み、
前記第３保護膜が、前記第２保護膜と同じ材料によって構成される膜を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１２】
前記第２保護膜が、前記基板のうち前記シンチレータおよび前記第１保護膜に覆われていない部分全体を覆うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１３】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶の側面と側面との間隔が、２００ｎｍ以上かつ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１４】
前記複数の柱状結晶のそれぞれの太さが、０．１μｍ以上かつ５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１５】
前記複数の柱状結晶が、ハライド化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１６】
前記ハライド化合物が、アルカリハライドを含むことを特徴とする請求項１５に記載のシンチレータプレート。
【請求項１７】
前記アルカリハライドが、以下の一般式（１）で表され、
Ｍ１Ｘ１・αＭ２Ｘ２・βＭ３Ｘ３：γＡ１  ・・・  （１）
ここで、Ｍ１は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、および、セシウム（Ｃｓ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ２は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、銅（Ｃｕ）、および、ニッケル（Ｎｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ３は、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および、インジウム（Ｉｎ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｘ１、Ｘ２、および、Ｘ３は、それぞれ独立にフッ素（Ｆ）、塩素、（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ａ１は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、タリウム（Ｔｌ）、Ｎａ、銀（Ａｇ）、Ｃｕ、および、Ｍｇからなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
α、β、γは、それぞれ、０≦α＜０．５、０≦β＜０．５、０＜γ≦０．２
であることを特徴とする請求項１６に記載のシンチレータプレート。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項に記載のシンチレータプレートと、
前記シンチレータで放射線から変換された光を検出するための光電変換素子と、
を含むことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする放射線検出システム。
【手続補正書】
【提出日】令和2年1月21日(2020.1.21)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、前記基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、
前記第１保護膜は、前記複数の柱状結晶との界面において前記複数の柱状結晶と化学結合し、
前記第１保護膜と前記複数の柱状結晶との界面の化学結合は、水分に対して安定であり、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合、および、金属結合のうち少なくとも１つを含み、
前記シンチレータおよび前記第１保護膜は、前記基板および前記第２保護膜によって封止されていることを特徴とするシンチレータプレート。
【請求項２】
前記第１保護膜が、シリコン、チタン、アルミニウムおよびジルコニウムからなるグループから選ばれる少なくとも１種の元素の酸化物を含むことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータプレート。
【請求項３】
前記第１保護膜と前記複数の柱状結晶との界面において、前記元素が酸素を介して前記複数の柱状結晶と化学結合をしていることを特徴とする請求項２に記載のシンチレータプレート。
【請求項４】
前記第１保護膜が、前記元素と結合したメトキシ基、エトキシ基、プロポキシ基、イソプロキシ基、ブトキシ基、アセトキシ基、塩素、臭素およびヨウ素からなるグループから選ばれる少なくとも１種をさらに含むことを特徴とする請求項２または３に記載のシンチレータプレート。
【請求項５】
前記第１保護膜は、前記シンチレータの少なくとも前記基板とは反対の側の端部を覆い、前記シンチレータと前記第２保護膜との間に配されており、
前記第２保護膜は、前記第１保護膜および前記シンチレータを覆っており、
前記複数の柱状結晶の前記基板に接しない表面のうち２０％以上が、前記第１保護膜と化学結合していることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項６】
前記複数の柱状結晶は、前記基板の表面に対する正射影において前記シンチレータの外縁に配された外縁部結晶を含み、
前記外縁部結晶のうち前記複数の柱状結晶の何れかと対向しない部分の全体が、前記第１保護膜によって覆われていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項７】
前記第１保護膜の膜厚が、１００ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項８】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶のそれぞれ前記第１保護膜に覆われた側面と側面との間に空隙を含むことを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項９】
前記第２保護膜の４０℃９０％ＲＨにおける水蒸気透過率が、１ｇ／ｍ２・ｄａｙ以上かつ１０ｇ／ｍ２・ｄａｙ以下であることを特徴とする請求項１乃至８の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１０】
前記第２保護膜が、ポリパラキシリレン、ポリ塩化ビニリデン、酸化シリコンおよび酸化アルミニウムのうち少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１乃至９の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１１】
前記シンチレータプレートは、前記基板と前記シンチレータとの間に、第３保護膜をさらに含み、
前記第３保護膜が、前記第２保護膜と同じ材料によって構成される膜を含むことを特徴とする請求項１乃至１０の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１２】
前記第２保護膜が、前記基板のうち前記シンチレータおよび前記第１保護膜に覆われていない部分全体を覆うことを特徴とする請求項１乃至１１の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１３】
前記複数の柱状結晶のうち互いに隣接する柱状結晶の側面と側面との間隔が、２００ｎｍ以上かつ１μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１２の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１４】
前記複数の柱状結晶のそれぞれの太さが、０．１μｍ以上かつ５０μｍ以下であることを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１５】
前記複数の柱状結晶が、ハライド化合物を含むことを特徴とする請求項１乃至１４の何れか１項に記載のシンチレータプレート。
【請求項１６】
前記ハライド化合物が、アルカリハライドを含むことを特徴とする請求項１５に記載のシンチレータプレート。
【請求項１７】
前記アルカリハライドが、以下の一般式（１）で表され、
Ｍ１Ｘ１・αＭ２Ｘ２・βＭ３Ｘ３：γＡ１  ・・・  （１）
ここで、Ｍ１は、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、および、セシウム（Ｃｓ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ２は、ベリリウム（Ｂｅ）、マグネシウム（Ｍｇ）、カルシウム（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）、バリウム（Ｂａ）、亜鉛（Ｚｎ）、カドミウム（Ｃｄ）、銅（Ｃｕ）、および、ニッケル（Ｎｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｍ３は、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、ランタン（Ｌａ）、セリウム（Ｃｅ）、プラセオジム（Ｐｒ）、ネオジム（Ｎｄ）、プロメチウム（Ｐｍ）、サマリウム（Ｓｍ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、ガドリニウム（Ｇｄ）、テルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）、ホルミウム（Ｈｏ）、エルビウム（Ｅｒ）、ツリウム（Ｔｍ）、イッテルビウム（Ｙｂ）、ルテチウム（Ｌｕ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、および、インジウム（Ｉｎ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ｘ１、Ｘ２、および、Ｘ３は、それぞれ独立にフッ素（Ｆ）、塩素、（Ｃｌ）、臭素（Ｂｒ）、ヨウ素（Ｉ）からなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
Ａ１は、Ｅｕ、Ｔｂ、Ｉｎ、ビスマス（Ｂｉ）、Ｃｅ、Ｔｍ、Ｄｙ、Ｐｒ、Ｈｏ、Ｎｄ、Ｙｂ、Ｅｒ、Ｇｄ、Ｌｕ、Ｓｍ、Ｙ、タリウム（Ｔｌ）、Ｎａ、銀（Ａｇ）、Ｃｕ、および、Ｍｇからなるグループから選ばれる少なくとも１種であり、
α、β、γは、それぞれ、０≦α＜０．５、０≦β＜０．５、０＜γ≦０．２
であることを特徴とする請求項１６に記載のシンチレータプレート。
【請求項１８】
請求項１乃至１７の何れか１項に記載のシンチレータプレートと、
前記シンチレータで放射線から変換された光を検出するための光電変換素子と、
を含むことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１９】
請求項１８に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理部と、
を備えることを特徴とする放射線検出システム。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００６】
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係るシンチレータプレートは、基板と、基板の上に配された複数の柱状結晶を有するシンチレータと、第１保護膜と、第２保護膜と、を含むシンチレータプレートであって、第１保護膜は、複数の柱状結晶との界面において複数の柱状結晶と化学結合し、第１保護膜と複数の柱状結晶との界面の化学結合は、水分に対して安定であり、共有結合、イオン結合、配位結合、水素結合、および、金属結合のうち少なくとも１つを含み、シンチレータおよび第１保護膜は、基板および第２保護膜によって封止されていることを特徴とする。