(57)【要約】【課題】波長変換層により変換された可視光を検出して放射線画像を表す画像信号に変換する放射線画像検出器において光変換効率の向上を図る。【解決手段】被写体を透過した放射線が照射される側から、検出器３１および波長変換層３２をこの順に配置した放射線画像検出器において、波長変換層３２を、第１の蛍光体層３２ａと第２の蛍光体層３２ｂとを積層されたものとし、第１の蛍光体層３２ａと第２の蛍光体層３２ｂとを、第２の蛍光体層３２ｂに含まれる蛍光体の全平均粒子径が第１の蛍光体層３２ａに含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるように形成するとともに、被写体を透過した放射線が照射される側から、第２の蛍光体層３２ｂおよび第１の蛍光体層３２ａをこの順に配置する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の照射を受けて該放射線をより長い波長の光に変換する蛍光体を含む波長変換層と、該波長変換層により変換された光を検出して放射線画像を表す画像信号に変換する検出器とを備え、前記放射線が照射される側から、前記検出器および前記波長変換層がこの順に配置された放射線画像検出器であって、
前記波長変換層が、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とが積層されたものであり、
前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とが、前記第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径が第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるように形成されたものであり、
前記放射線が照射される側から、前記第２の蛍光体層および前記第１の蛍光体層がこの順に配置されていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２】
前記第２の蛍光体層が、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層であることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器。
【請求項３】
前記第２の蛍光体層が、第１の平均粒子径を有する第１の蛍光体と前記第１の平均粒子径よりも大きい第２の平均粒子径を有する第２の蛍光体と混合した層であって、
前記第１の蛍光体：前記第２の蛍光体比が重量比で、２：８〜４：６であることを特徴とする請求項２記載の放射線画像検出器。
【請求項４】
前記第１の平均粒子径が１μｍ以上５μｍ未満であり、前記第２の平均粒子径が５μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
【請求項５】
前記第１の蛍光体層が、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層であることを特徴とする請求項１から４いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【請求項６】
前記第１の蛍光体層が、第３の平均粒子径を有する第３の蛍光体と前記第３の平均粒子径よりも大きい第４の平均粒子径を有する第４の蛍光体と混合した層であって、
前記第３の蛍光体：前記第４の蛍光体比が重量比で、８：２〜６：４であることを特徴とする請求項５記載の放射線画像検出器。
【請求項７】
前記第３の平均粒子径が１μｍ以上５μｍ未満であり、前記第４の平均粒子径が５μｍ以上１２μｍ以下であることを特徴とする請求項６記載の放射線画像検出器。
【請求項８】
前記波長変換層が、バインダに前記蛍光体を分散したものであり、
前記波長変換層における前記バインダ／前記蛍光体の重量比が、前記波長変換層の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなるように分布していることを特徴とする請求項１から７いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【請求項９】
前記波長変換層が、少なくとも前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とを貼り合わせたものであることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【請求項１０】
前記波長変換層が、少なくとも前記第１の蛍光体層と前記第２の蛍光体層とを加熱圧縮により貼り合わせたものであることを特徴とする請求項９記載の放射線画像検出器。
【請求項１１】
前記波長変換層における前記蛍光体の空間充填率が６３％以上であることを特徴とする請求項１から１０いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【請求項１２】
前記蛍光体が、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘ（ただし、ＡはＹ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちのいずれか、ＸはＥｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか）で表わされる粒子であることを特徴とする請求項１から１１いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【請求項１３】
前記蛍光体が、共付活剤としてＣｅまたはＳｍを含むものであることを特徴とする請求項１２記載の放射線画像検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、波長変換層により変換された光を検出して放射線画像を表す画像信号に変換する放射線画像検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射により被写体に関する放射線画像を記録する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。
【０００３】
上記のような放射線画像検出器として、たとえば、放射線の照射により電荷を発生する半導体を利用した放射線画像検出器が提案されており、そのような放射線画像検出器として、いわゆる光読取方式のものやＴＦＴ（thin film transistor、薄膜トランジスタ）、ＣＣＤ（charge coupled device）、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）センサなどを用いる電気読取方式のものが提案されている。
【０００４】
また、上記のような放射線画像検出器としては、放射線を半導体層において直接電荷に変換して蓄積する直接変換方式のものや、放射線を蛍光体により一旦光に変換し、その変換した光をフォトダイオードなどによって電荷に変換して蓄積する間接変換方式のものが提案されている。
【０００５】
そして、たとえば、特許文献１から特許文献３には、蛍光体層と検出素子が多数配列された検出基板とが積層された間接変換方式の放射線画像検出器が提案されている。
【０００６】
一方、特許文献１から特許文献３に記載の放射線画像検出器において、蛍光体層側から放射線を入射した場合、蛍光体層により変換された光が蛍光体層自身によって吸収されて感度の劣化を生じたり、蛍光体層において光が散乱して画像がボケてしまったりしてしまうおそれがある。
【０００７】
そこで、特許文献４においては、蛍光体層側からではなく、検出基板側から放射線が入射される放射線画像検出器が提案されている。
【特許文献１】特開２００３−２１５２５３号公報
【特許文献２】特開２００４−２３９７２２号公報
【特許文献３】特開２００６−２５８６１８号公報
【特許文献４】特許第３３３３２７８号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
ここで、上記のような間接変換方式の放射線画像検出器において高画質な放射線画像を取得するためには、放射線画像検出器に入射される放射線量に対する光の変換効率を上げる必要がある。そのためには高感度な大サイズの粒子の蛍光体を用いたり、蛍光体層の厚さを厚くしたりすることが考えられる。
【０００９】
しかしながら、大サイズの粒子を蛍光体層全体に亘って分散させた場合、液物性が変わって液だれをし易くなるという問題がある。また、蛍光体層の厚さを単純に厚くしたのでは、蛍光体の発光の広がりが大きくなり、画像がボケてしまうという問題が生じる。
【００１０】
そして、特許文献４に記載の放射線画像検出器のように、検出基板側から放射線が入射される放射線画像検出器においても、上記と同様の問題があり、さらにこのような構造の放射線画像検出器に適応した蛍光体層の構成はこれまでに明らかにされていない。
【００１１】
本発明は、上記の事情に鑑み、検出基板側から放射線が入射される間接変換方式の放射線画像検出器において、光変換効率を向上させ、高画質な画像を取得することができる放射線画像検出器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】
【００１２】
本発明の放射線画像検出器は、放射線の照射を受けてその放射線をより長い波長の光に変換する蛍光体を含む波長変換層と、波長変換層により変換された光を検出して放射線画像を表す画像信号に変換する検出器とを備え、放射線が照射される側から、検出器および波長変換層がこの順に配置された放射線画像検出器であって、波長変換層が、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とが積層されたものであり、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とが、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径が第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるように形成されたものであり、放射線が照射される側から、第２の蛍光体層および第１の蛍光体層がこの順に配置されていることを特徴とする。
【００１３】
ここで、上記「波長変換層」は、放射線を、より長い波長の光に変換するものであるが、近赤外光、可視光および近赤外光に変換するものであることが好ましい。より好ましくは可視光に変換するものである。
【００１４】
また、上記本発明の放射線画像検出器においては、第２の蛍光体層を、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層とすることができる。
【００１５】
また、第２の蛍光体層を、第１の平均粒子径を有する第１の蛍光体と第１の平均粒子径よりも大きい第２の平均粒子径を有する第２の蛍光体と混合した層とし、第１の蛍光体：第２の蛍光体比を重量比で、２：８〜４：６とすることができる。
【００１６】
また、上記第１の蛍光体として平均粒子径が１μｍ以上５μｍ未満のものを用い、第２の蛍光体として平均粒子径が５μｍ以上１２μｍ以下のものを用いることができる。
【００１７】
また、第１の蛍光体層を、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層とすることができる。
【００１８】
また、第１の蛍光体層を、第３の平均粒子径を有する第３の蛍光体と第３の平均粒子径よりも大きい第４の平均粒子径を有する第４の蛍光体と混合した層とし、第３の蛍光体：第４の蛍光体比を重量比で、８：２〜６：４とすることができる。
【００１９】
また、第３の蛍光体として平均粒子径が１μｍ以上５μｍ未満のものを用い、第４の蛍光体として平均粒子径が５μｍ以上１２μｍ未満のものを用いることができる。
【００２０】
また、波長変換層を、バインダに蛍光体を分散したものとし、波長変換層におけるバインダ／蛍光体の重量比が、波長変換層の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなるように分布するものを用いることができる。
【００２１】
また、波長変換層を、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを貼り合わせたものとすることができる。
【００２２】
また、波長変換層を、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを加熱圧縮により貼り合わせたものとすることができる。
【００２３】
また、波長変換層における蛍光体の空間充填率を６３％以上とすることができる。
【００２４】
また、蛍光体として、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘ（ただし、ＡはＹ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちのいずれか、ＸはＥｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか）で表わされる粒子を用いることができる。また、蛍光体を、共付活剤としてＣｅまたはＳｍを含むものとすることができる。
【００２５】
ここで、上記「第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径」とは、第１の蛍光体層に含まれる全ての蛍光体の粒子径の平均値のことを意味し、「第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径」とは、第２の蛍光体層に含まれる全ての蛍光体の粒子径の平均値のことを意味する。そして、上記「粒子径」は、フィッシャー・サブ-シーブ・サイザー（Fisher Sub-Sieve Sizer）で測定した粒子径のことを意味する。
【００２６】
また、上記「平均粒子径」とは、フィッシャー・サブ-シーブ・サイザー（Fisher Sub-Sieve Sizer）で測定した粒子径の平均値のことを意味する。
【発明の効果】
【００２７】
本発明の放射線画像検出器によれば、波長変換層を、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを積層したものとし、第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径が第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるように形成し、放射線が照射される側から、第２の蛍光体層および第１の蛍光体層をこの順に配置するようにしたので、すなわち、放射線が先に入射される第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径の方が、放射線が後から入射される第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるようにしたので、第２の蛍光体層において放射線を光により効率的に変換することができる。
【００２８】
そして、さらに第２の蛍光体層により変換されずに第２の蛍光体層を透過した放射線を第１の蛍光体層により受けて光に変換することができ、さらに光変換効率を向上させることができる。また、第１の蛍光体層は、蛍光体の全平均粒子径が第２の蛍光体層よりも小さいので、光が散乱されてから次に散乱されるまでの平均距離である散乱長が短くなるので、第２の蛍光体層により変換された光を検出器側へ反射する反射層としても機能することができ、より光変換効率を向上させることができる。
【００２９】
また、上記本発明の放射線画像検出器において、第２の蛍光体層を、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層とした場合には、大サイズの粒子の蛍光体と小サイズの粒子の蛍光体とを混合し、大サイズの蛍光体の粒子の比率を多くすることによって蛍光体の空間充填率を向上させることができ、さらに光変換効率を向上させることができる。
【００３０】
また、第１の蛍光体層を、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層とした場合には、大サイズの粒子の蛍光体と小サイズの粒子の蛍光体とを混合し、小サイズの蛍光体の粒子の比率を多くすることによって上述した反射層として機能を向上させることができるとともに、大サイズの粒子の蛍光体によって光変換効率も向上することができる。
【００３１】
また、波長変換層を、バインダに蛍光体を分散したものとし、波長変換層におけるバインダ／蛍光体の重量比が、波長変換層の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなるように分布するものを用いるようにした場合には、波長変換層の中央部分におけるバインダの比率を小さくすることができるので、光子の波長変換層内における散乱による広がりを抑え、その結果画像のボケを低減することができる。
【００３２】
また、波長変換層を、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを貼り合わせるようにした場合には、上述した波長変換層におけるバインダ／蛍光体の重量比を簡易な製造方法で実現することができる。その理由については後で詳述する。
【００３３】
また、波長変換層を、少なくとも第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを加熱圧縮により貼り合わせるようにした場合には、圧縮により波長変換層における蛍光体の空間充填率をさらに向上させることができ、光変換効率をさらに向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３４】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の一実施形態を用いた放射線画像撮影装置について説明する。図１は、本放射線画像撮影装置の概略構成図である。
【００３５】
本放射線画像撮影装置は、被写体２に向けて放射線を射出する放射線源１と、被写体２を透過した放射線が照射され、その放射線に担持された被写体２の放射線画像を表す画像信号を出力する放射線画像検出器３と、放射線画像検出器３から出力された画像信号に所定の信号処理を施す信号処理部４と、信号処理部４において信号処理の施された画像信号に基づいて放射線画像を再生する再生部５とを備えている。
【００３６】
図２は、本放射線画像撮影装置における放射線画像検出器３の構成を示す断面図である。
【００３７】
放射線画像検出器３は、図２に示すように、被写体を透過した放射線の照射を受けてその放射線を可視光に変換する波長変換層３２と、波長変換層３２により変換された可視光を検出して放射線画像を表す画像信号に変換する固体検出器３１と、波長変換層３２を支持する支持体３３とを備えている。
【００３８】
そして、放射線画像検出器３は、放射線源１側から、固体検出器３１、波長変換層３２および支持体３３がこの順に配置されたものであり、固体検出器３１側から放射線の照射を受けるものである。
【００３９】
図３は固体検出器３１の構成を示す平面図である。固体検出器３１は、図３に示すように、Ｘ−Ｙ方向に２次元状に多数配列されたフォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７と、Ｘ方向に並ぶフォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７の行毎に設けられ、その行の各ＴＦＴスイッチ３７に入力される走査信号が印加される走査線３１ｂと、Ｙ方向に並ぶフォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７の列毎に設けられ、その列の各フォトダイオード部３６によって検出された画素信号が流れ出すデータ線３１ｃとを備えている。
【００４０】
走査線３１ｂとデータ線３１ｃとは直交するように設けられ、走査線３１ｂとデータ線３１ｃの交差点に対応してフォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７が設けられている。
【００４１】
そして、各走査線３１ｂの一端には各走査線３１ｂに走査信号を出力するゲートドライバ４０が接続され、各データ線３１ｃの一端には各信号線に流れ出した画素信号を検出する積分アンプ５０が接続されている。なお、図１および図２においては、ゲートドライバ４０および積分アンプ５０を図示省略している。
【００４２】
図４は、固体検出器３１における各フォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７の概略構成を示す図である。フォトダイオード部３６は、波長変換層３２により変換された可視光を光電変換するものである。ＴＦＴスイッチ３７は、フォトダイオード部３６において光電変換された電荷信号を画素信号として読み出すためのものである。
【００４３】
図４に示すようにフォトダイオード部３６およびＴＦＴスイッチ３７は、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板３１ｄ上に設けられている。そして、フォトダイオード部３６は、波長変換層３２により変換された可視光を透過する透明電極３６ａと、フォトダイオードとして機能する半導体層３６ｂと、下部電極３６ｃとから構成されている。半導体層３６ｂとしては、たとえばＰＩＮ構造を利用することができる。なお、フォトダイオード部としてＭＩＳ（Metal Insulator Semiconductor）構造を用いてもよい。また、下部電極３６ｃは、後述するＴＦＴスイッチ３７のドレイン電極３７ｂに接続されるものである。また、図４においては、フォトダイオード部３６とＴＦＴスイッチ３７とを並べて配置しているが、重ねて配置してフォトダイオードの面積を大きく取ることが好ましい。
【００４４】
また、ＴＦＴスイッチ３７は、ゲート電極３７ａと、ドレイン電極３７ｂと、ソース電極３７ｃと、半導体層３７ｄと、ゲート絶縁膜３７ｅとから構成されている。ゲート電極３７ａは走査線３１ｂに接続されるものであり、ドレイン電極３７ｂは、上述したとおりフォトダイオード部３６の下部電極３６ｃに接続されるものであり、ソース電極３７ｃはデータ線３１ｃに接続されるものである。また、半導体層３７ｄはＴＦＴスイッチ３７のチャネル部であり、ゲート電圧によってＯＮ−ＯＦＦされるデータ線３１ｃとドレイン電極３７ｂとを結ぶ電流の通路である。
【００４５】
波長変換層３２は、図２に示すように、第１の蛍光体層３２ａと、第２の蛍光体層３２ｂとを積層したものである。そして、第１の蛍光体層３２ａと第２の蛍光体層３２ｂはともに放射線を可視光に変換する蛍光体を含むものであるが、第２の蛍光体層３２ｂに含まれる蛍光体の全平均粒子径が第１の蛍光体層３２ａに含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるように形成されたものである。そして、図２に示すように、被写体２を透過した放射線が照射される側から、第２の蛍光体層３２ｂおよび第１の蛍光体層３２ａがこの順に配置されている。
【００４６】
なお、ここで第１の蛍光体層３２ａに含まれる蛍光体の全平均粒子径とは、第１の蛍光体層３２ａに含まれる全ての蛍光体の粒子径の平均値のことを意味し、第２の蛍光体層３２ｂに含まれる蛍光体の全平均粒子径とは、第２の蛍光体層３２ｂに含まれる全ての蛍光体の粒子径の平均値のことを意味する。そして、第１の蛍光体層３２ａに含まれる蛍光体の粒子径と第２の蛍光体層３２ｂに含まれる蛍光体の粒子径とは、フィッシャー・サブ-シーブ・サイザー（Fisher Sub-Sieve Sizer）で測定した粒子径のことを意味する。
【００４７】
そして、より具体的には、第１の蛍光体層３２ａの蛍光体として、たとえば、平均粒子径が１μｍ〜５μｍの蛍光体を用い、第２の蛍光体層３２ｂの蛍光体として、たとえば、平均粒子径が５μｍ〜１２μｍの蛍光体を用いるようにすればよい。
【００４８】
なお、ここで平均粒子径とは、フィッシャー・サブ-シーブ・サイザー（Fisher Sub-Sieve Sizer）で測定した粒子径の平均値のことを意味する。
【００４９】
また、蛍光体の材料としては、たとえば、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子を用いることができ、この粒子を樹脂などのバインダに分散したものを用いて第１の蛍光体層３２ａと第２の蛍光体層３２ｂとを形成することができる。なお、第１の蛍光体層３２ａの蛍光体の材料と第２の蛍光体の材料とは、同じものを利用してもよいし、互いに異なる材料の蛍光体を用いるようにしてもよい。この場合、たとえば、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とＬＯＳ（Ｌｕ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とを用いることができる。また、蛍光体としては、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘ（ただし、ＡはＹ，Ｌａ，Ｇｄ，Ｌｕのうちのいずれか、ＸはＥｕ，Ｔｂ，Ｐｒのうちのいずれか）で表わされる粒子を用いることができる。また、蛍光体として、Ａ２Ｏ２Ｓ：Ｘに共付活剤としてＣｅまたはＳｍを含めたものを利用することができる。また、混晶系の蛍光体を用いるようにしてもよい。
【００５０】
また、第２の蛍光体層３２ｂを、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層から形成するようにしてもよい。具体的には、たとえば、平均が１μｍ〜５μｍの第１の蛍光体と平均粒子径が５μｍ〜１２μｍの第２の蛍光体との両方を混合して樹脂に分散させたものを用いて第２の蛍光体層３２ｂを形成するようにしてもよい。また、このとき、第１の蛍光体：第２の蛍光体比は重量比で２：８〜４：６となるようにすることが望ましい。なお、第１の蛍光体の材料と第２の蛍光体の材料は同じものを用いてもよいし、互いに異なる材料を用いるようにしてもよい。具体的には、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とＬＯＳ（Ｌｕ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とを用いることができる。
【００５１】
なお、第１の蛍光体：第２の蛍光体比は、たとえば、粒子サイズ分布を測定し、ピークの数だけ対数正規分布を有するサイズ種があると仮定してフィッティングし、その結果から導出することができる。
【００５２】
また、第１の蛍光体層３２ａを、平均粒子径が互いに異なる蛍光体を混合した層から形成するようにしてもよい。具体的には、たとえば、平均が１μｍ〜５μｍの第３の蛍光体と平均粒子径が５μｍ〜１２μｍの第４の蛍光体との両方を混合して樹脂に分散させたものを用いて第１の蛍光体層３２ａを形成するようにしてもよい。また、このとき、第３の蛍光体：第４の蛍光体比は重量比で８：２〜６：４となるようにすることが望ましい。なお、第３の蛍光体の材料と第４の蛍光体の材料は同じものを用いてもよいし、互いに異なる材料を用いるようにしてもよい。具体的には、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とＬＯＳ（Ｌｕ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）粒子とを用いることができる。
【００５３】
また、第３の蛍光体：第４の蛍光体比の求め方は、上述したとおりである。
【００５４】
また、波長変換層３２は、波長変換層３２におけるバインダ／蛍光体の重量比が、波長変換層３２の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなるように分布するように形成することが望ましい。
【００５５】
また、波長変換層３２における蛍光体の空間充填率が６３％以上となるようにすることが望ましい。なお、蛍光体の空間充填率は、以下のようにして求めることができる。まず、波長変換層の一部を切り出して体積を測定する。さらに、溶剤等を用いてその波長変換層から抽出した蛍光体の重量を測定し、その蛍光体の密度から蛍光体の体積を計算する。上記それぞれの体積比が蛍光体の空間充填率として表わされる。なお、蛍光体の組成が不明の場合、組成分析を行い、構成元素と結晶構造から密度を計算する。
【００５６】
なお、波長変換層３２の形成方法については、後述する実施例において詳細に説明する。
【００５７】
また、本実施形態の放射線画像検出器については、上記のように波長変換層を第１の蛍光体層３２ａと第２の蛍光体層３２ｂとから構成するようにしたが、その他の蛍光体層などをさらに波長変換層内に積層するようにしてもよい。
【００５８】
支持体３３は、その上に波長変換層３２が形成され、その波長変換層３２を支持するものである。そして、波長変換層３２を支持体３３上に形成したものが固体検出器３１に貼り付けられることになる。支持体の材料としては、たとえば、厚さ２００μｍのポリエチレンテレフタレートを利用することができる。
【００５９】
次に、本実施形態の放射線画像検出器を用いた放射線画像撮影装置の作用について説明する。
【００６０】
まず、放射線源１から放射線が被写体２に向けて照射される。そして、被写体２を透過して被写体の放射線画像を担持した放射線が放射線画像検出器３の固体検出器３１側から照射される。
【００６１】
そして、放射線画像検出器３に照射された放射線は、固体検出器３１を透過し、波長変換層３２に照射される。放射線の照射を受けた波長変換層３２は、その放射線を可視光に変換する。
【００６２】
ここで、本実施形態の放射線画像検出器３においては、上述したように被写体２を透過した放射線が照射される側から、第２の蛍光体層３２ｂおよび第１の蛍光体層３２ａをこの順に配置している。そして、放射線が先に入射される第２の蛍光体層３２ｂに含まれる蛍光体の全平均粒子径の方が、放射線が後から入射される第１の蛍光体層３２ａに含まれる蛍光体の全平均粒子径よりも大きくなるようにしたので、第２の蛍光体層３２ｂにおいて放射線を可視光により効率的に変換することができる。
【００６３】
そして、さらに第２の蛍光体層３２ｂにより変換されずに第２の蛍光体層３２ｂを透過した放射線を第１の蛍光体層３２ａにより受けて可視光に変換することができる。また、第１の蛍光体層３２ａは、蛍光体の全平均粒子径が第２の蛍光体層３２ｂよりも小さいので、すなわち光が散乱されてから次に散乱されるまでの平均距離である散乱長が短くなるので、第２の蛍光体層３２ｂにより変換された可視光を固体検出器３１側へ反射する反射層としても機能することができる。
【００６４】
そして、波長変換層３２の第１の蛍光体層３２ａおよび第２の蛍光体層３２ｂにより変換された可視光は固体検出器３１に照射され、固体検出器３１の各フォトダイオード部３６に入射される。そして、フォトダイオード部３６に入射された可視光はフォトダイオード部３６の半導体層３６ｂに照射され、半導体層３６ｂおいて電荷が発生する。
【００６５】
そして、画像読出時には、Ｘ方向に並ぶＴＦＴスイッチ３７の行に接続された各走査線３１ｂがゲートドライバ４０によりＹ方向について順次選択され、ゲートドライバ４０からその選択された走査線３１ｂに対して各ＴＦＴスイッチ３７をＯＮするためのＯＮ信号が順次出力される。
【００６６】
そして、走査線３１ｂにＯＮ信号が流されるとその走査線３１ｂに接続された各ＴＦＴスイッチ３７のゲート電極３７ａにゲート電圧が印加され、ＴＦＴスイッチ３７のドレイン電極３７ｂ−ソース電極３７ｃ間が半導体層３７ｄを介して導通し、ＴＦＴスイッチ３７がＯＮ状態となる。
【００６７】
そして、これによりフォトダイオード部３６において発生した電荷信号がＴＦＴスイッチ３７を介して読み出され、データ線３１ｃに流れ出す。そして、各データ線３１ｃに流れ出した電荷信号は各データ線３１ｃに接続された積分アンプ５０により画像信号として検出され、走査線３１ｂの選択毎に積分アンプ５０から画像信号が出力される。
【００６８】
そして、放射線画像検出器３から出力された画像信号は信号処理部４に出力され、信号処理部４において所定の信号処理が施された後、その処理済画像信号が再生部５に出力される。
【００６９】
そして、再生部５において、処理済画像信号に基づいて、たとえば被写体２の放射線画像がモニタ上に再生表示されたり、所定の記録媒体に放射線画像が再生記録されたりする。
【００７０】
以下、上述した実施形態の放射線画像検出器の実施例を説明する。
【実施例１】
【００７１】
１）第１の蛍光体層および第２の蛍光体層の形成
ポリウレタンエラストマー（パンデックス（登録商標）Ｔ−５２６５ＨＭ、大日本インキ化学工業社製）およびエポキシ樹脂（ｊＥＲ＃１００１、油化シェルエポキシ社製）の混合物１４．５重量％を、メチルエチルケトン（ＭＥＫ）８５．５重量％に溶解し、十分に攪拌して結合剤（バインダ）溶液を作成した。
【００７２】
そして、この結合剤溶液と平均粒子径２．１μｍのＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ蛍光体粒子とを固形成分として２０：８０の重量％比で混合し、プロペラミキサで分散処理して蛍光体塗布液を調製した。
【００７３】
そして、この蛍光体塗布液をドクターブレードを用いて、シリコーン系離型剤が塗布されたポリエチレンテレフタレートシート（仮支持体、厚み：１９０μｍ）の表面に、４３０ｍｍの巾で塗布し乾燥した後、仮支持体から剥離して、第１の蛍光体層（厚み：３００μｍ）を得た。
【００７４】
また、上記結合剤と平均粒子径６．３μｍのＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ蛍光体粒子とを固形成分として２０：８０の重量％比で混合し、プロペラミキサで分散処理して蛍光体塗布液を調製した。
【００７５】
そして、この蛍光体塗布液をドクターブレードを用いて、シリコーン系離型剤が塗布されたポリエチレンテレフタレートシート（仮支持体、厚み：１９０μｍ）の表面に、３００ｍｍの巾で塗布し乾燥した後、仮支持体から剥離して、第２の蛍光体層（厚み：３００μｍ）を得た。
【００７６】
ここで、上記のように第１および第２の蛍光体層を仮支持体上に塗布して形成した場合、塗膜内で比重の大きい蛍光体は沈降して下部に、バインダ分子は逆に上部に移動する。乾燥によりそれがさらに促進されるため、蛍光体層における結合剤（バインダ）の重量の分布は、図５に示すように、下側（仮支持体）から上側に向かって次第に多くなる分布となった。
【００７７】
２）支持体の形成
下記組成の材料をＭＥＫに加え、混合分散して粘度０．０２〜０．０５Pa・sの塗布液を調製した。この塗布液をポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）シート（支持体、厚み：１８８μｍ、ヘイズ度：約２７、ルミラー（登録商標）Ｓ−１０、東レ社製）の表面に、ドクターブレードを用いて塗布し乾燥して、導電層（層厚：２μｍ）を形成した。
【００７８】
導電剤：ＳｎＯ２（Ｓｂドープ）針状微粒子（長軸：０．２〜２μｍ、短軸：０．０１
〜０．０２μｍ、ＦＳ−１０Ｐ、石原産業社製）のＭＥＫ分散体（固形分３０
重量％） ５００ｇ
樹脂：飽和ポリエステル樹脂（バイロン３００、東洋紡社製） ６０ｇ
硬化剤：ポリイソシアネート（タケネートＤ１４０Ｎ［固形分７５％］、三井武田ケミ
カル社製） ６．６ｇ
下記組成の材料をＭＥＫ／酢酸ブチル混合溶媒に加え、混合分散して粘度２〜３Pa・sの塗布液を調製した。この塗布液を導電層の表面にドクターブレードを用いて塗布し乾燥して、光反射層（層厚：約７０μｍ）を形成した。
【００７９】
光反射性物質：高純度アルミナ微粒子（平均粒子径：０．４μｍ、ＵＡ−５１０５、
昭和電工社製）５００ｇ
結合剤：軟質アクリル樹脂（クリスコート（登録商標）Ｐ−１０１８ＧＳ［２０％トルエン溶液］、大日本インキ化学工業(株)製）１１２ｇ
着色剤：群青（ＳＭ−０３Ｓ、第一化成工業(株)製）２．５ｇ
カップリング剤：γ-アミノプロピルトリエトキシシラン（ＫＢＥ９０３、信越化学社製）５ｇ
３）波長変換層の形成
支持体上の反射層の面に、１）で作製した第１の蛍光体層をその上側（塗布形成時の仮支持体側とは反対側）が反射層に接するようにして重ね、さらに、その第１の蛍光体層上に１）で作製した第２の蛍光体層をその下側（塗布形成時の仮支持体側）が第１の蛍光体層に接するようにして重ね、これをカレンダー機を用いて総荷重２３００ｋｇ、上側ロール４５℃、下側ロール４５℃、送り速度０．３ｍ／分にて加熱圧縮した。これにより、第１の蛍光体層および第２の蛍光体層は支持体上の反射層に完全に融着した。
【００８０】
ここで、上記のように支持体上に第１および第２の蛍光体層を重ね合わせて波長変換層を形成した場合、波長変換層における結合剤の重量の分布は、図６に示すように、波長変換層３２の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなる分布となった。すなわち、波長変換層３２におけるバインダ／蛍光体の重量比の分布が、波長変換層３２の厚さ方向の中央に向かって次第に小さくなる分布となった。
【００８１】
なお、本実施例においては、上記のように第１の蛍光体層と第２の蛍光体層とを貼り合わせるようにしたが、これに限らず、製造工程における製造時間の短縮のため、２層の蛍光体層を同時重層塗布により形成するようにしてもよい。
【００８２】
４）放射線画像検出器の形成
上記支持体上の波長変換層の表面に両面接着テープ(接着層；厚み２５μm、日東電工(株)製CS9621)を貼った後、ラミネート機を用いて固体検出器の表面に、両面接着テープを介して波長変換層を貼り合わせることで放射線画像検出器を作成した。
【００８３】
なお、上記実施形態および実施例においては、電気読取方式の固体検出器を用いた放射線画像検出器について説明したが、本発明の放射線画像検出器は光読取方式の固体検出器を用いるようにしてもよい。光読取方式の固体検出器としては、具体的には、たとえば、波長変換層に変換された可視光を透過する第１の電極層、第１の電極層を透過した可視光の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、記録用光導電層において発生した電荷のうち一方の極性の電荷に対しては絶縁体として作用し、且つ他方の極性の電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および読取光を透過する透明線状電極と読取光を遮光する遮光線状電極とからなる第２の電極層をこの順に積層してなるものを用いることができる。そして、上記放射線画像検出器の第１の電極層の上に、上述した波長変換層を、第２の蛍光体層が第１の電極層側に配置されるように設けるようにすればよい。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の放射線画像検出器の実施形態を用いた放射線画像撮影装置の概略構成図
【図２】本発明の放射線画像検出器の一実施形態の概略構成を示す断面図
【図３】固体検出器の平面図を示す図
【図４】固体検出器におけるフォトダイオード部およびＴＦＴスイッチの構成を示す図
【図５】蛍光体層におけるバインダの重量の分布の一例を示す模式図
【図６】波長変換層におけるバインダの重量の分布の一例を示す模式図
【符号の説明】
【００８５】
１     放射線源
２     被写体
３     放射線画像検出器
４     信号処理部
５     再生部
３１   固体検出器
３１ｂ 走査線
３１ｃ データ線
３１ｄ 基板
３２   波長変換層
３２ａ 第１の蛍光体層
３２ｂ 第２の蛍光体層
３３   支持体
３６   フォトダイオード部
３６ａ 透明電極
３６ｂ 半導体層
３６ｃ 下部電極
３７   ＴＦＴスイッチ
３７ａ ゲート電極
３７ｂ ドレイン電極
３７ｃ ソース電極
３７ｄ 半導体層
４０   ゲートドライバ
５０   積分アンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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