(57)【要約】【課題】  細くて長い繊維状蛍光体を破壊することなく密に束ねて板状のシンチレータとなす新規な製造方法を提供する。【解決手段】  シンチレータ材料からなる繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法であって、弾性体からなり両端面を欠いた断面凹状の容器内に、熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体を、その軸方向が容器の長手方向に沿うように収容し、次いで弾性体からなる上蓋で前記容器を封止し、圧力容器となした後、前記圧力容器に対し、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することにより、繊維状蛍光体間の間隙を圧縮して熱硬化性樹脂を充填すると共に、余剰の熱硬化性樹脂を圧力容器の少なくとも一方の端面側から外部に排除し、その後、前記熱硬化性樹脂を硬化して繊維状蛍光体を備えた成形体となし、この成形体を加工して板状となす板状シンチレータの製造方法。【選択図】  図２
2014206436.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータ材料からなる繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法であって、
弾性体からなり両端面を欠いた断面凹状の容器内に、熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体を、その軸方向が容器の長手方向に沿うように収容し、
次いで弾性体からなる上蓋で前記容器を封止し、圧力容器となした後、
前記圧力容器に対し、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することにより、
繊維状蛍光体間の間隙を圧縮して熱硬化性樹脂を充填すると共に、余剰の熱硬化性樹脂を圧力容器の外部に排除し、
その後、前記熱硬化性樹脂を硬化して繊維状蛍光体を備えた成形体となし、
該成形体を加工して板状となすことを特徴とする板状シンチレータの製造方法。
【請求項２】
シンチレータ材料からなる繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法であって、
弾性体からなり両端面を欠いたパイプ状の容器内に、熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体を、その軸方向がパイプ状容器の長手方向に沿うように収容し、
次いで前記パイプ状容器の両端部を封止し、圧力容器となした後、
前記圧力容器に対し、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することにより、
繊維状蛍光体間の間隙を圧縮して熱硬化性樹脂を充填すると共に、余剰の熱硬化性樹脂を圧力容器の外部に排除し、
その後、前記熱硬化性樹脂を硬化して繊維状蛍光体を備えた成形体となし、
当該成形体を加工して板状となすことを特徴とする板状シンチレータの製造方法。
【請求項３】
一軸圧プレスあるいは静水圧プレスにより、繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の板状シンチレータの製造方法。
【請求項４】
前記熱硬化性樹脂の粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上、１０００ｍＰａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の板状シンチレータの製造方法。
【請求項５】
前記熱硬化性樹脂がエポキシ樹脂であることを特徴とする請求項４に記載の板状シンチレータの製造方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れかの製造方法により製造される板状シンチレータであって、繊維状蛍光体の平均繊維径が１μｍ以上５０μｍ以下であり、充填密度が７０％以上９０％以下であることを特徴とする板状シンチレータ。
【請求項７】
前記板状シンチレータの厚さが０．３ｍｍ以上、５ｍｍ以下であることを特徴とする請求項６に記載の板状シンチレータ。
【請求項８】
前記繊維状蛍光体は、組成式が（Gd１−α−β−γLαCeβTbγ）３＋a（Al１−u−vGauScv）５−aO１２（LはY、Luから選択される少なくとも一つの元素）で表され、下記範囲を満足するものであることを特徴とする請求項６又は７に記載の板状シンチレータ。
０≦a≦０．１、
０≦α≦０．３、
０≦β≦０．００５、
０．０２≦γ≦０．２、
０．２７≦ｕ≦０．７５、
０≦v≦０．０２
【請求項９】
請求項６〜８の何れか1項に記載の板状シンチレータと、光電変換器とからなることを特徴とするフラットパネル検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法及び板状シンチレータ並びにフラットパネル検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
被写体に放射線を照射し、被写体を透過した放射線を画像化する放射線画像撮影システムは、歯科用、マンモグラフィー及び胸部Ｘ線撮影装置として広汎に使用されている。放射線検出部には、放射線を直接デジタルデータに変換できるフラットパネル検出器（Ｆｌａｔ  Ｐａｎｅｌ  Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：以下ＦＰＤと言う）が実用化されている。ＦＰＤは、従来のイメージングプレートを用いる方式に比べて、即時に画像を確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
ＦＰＤには、代表的なものとして、アモルファスＳｅを用いて、放射線を直接電気信号に変換する直接変換方式のものと、放射線を一度ＣｓＩ：ＴｌやＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂなどのシンチレータで光に変換し、変換した光をＣＣＤ等の光検出器で電気信号に変換する間接変換方式のものがある。直接変換方式は、光の変換を介さないので、光の散乱がなく解像度では間接変換方式よりも優れる。しかし画像に含まれるノイズ成分が多いという問題がある。そのため、現状では間接変換方式の方がより多く用いられている。間接変換方式のＦＰＤは、人体に対する放射線被爆を極力小さくし、且つ高解像度の画像が得られるように発光強度の高いシンチレータが望まれている。
【０００４】
間接変換方式のＦＰＤは、図１に示すように、板状シンチレータ１と光電変換器２からなり、披検体を透過したＸ線が板状シンチレータ１に入射し、板状シンチレータで発光した光が光電変換器２に入射する構造である。画像の解像度を高めるためには、披検体を透過したＸ線により発光した光が、板状シンチレータのＸ線照射側から光電変換器２側に直線的に導かれることが好ましい。
間接変換方式の中でもＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂのようにシンチレータ粉末をＣＣＤに塗布したタイプは、粉末界面での光散乱が大きく、解像度が悪くなるためシンチレータの膜厚を大きくできない。発光強度を高める為にはシンチレータの厚みを大きくすることが有効であるが、この点で発光強度を十分高くすることができないという問題がある。
一方、蒸着法で柱状に結晶成長させたＣｓＩ：Ｔｌは、板状シンチレータの材料としてよく用いられるが、毒劇物であるＴｌを使用していることや、潮解性が高く取り扱いが困難と言う問題がある。また、柱状結晶の厚みは６００μｍ程度が限界で発光強度も十分でない。さらに放射線劣化が大きいことや残光が非常に大きく、心臓や胃のように動きのある臓器の撮影や動画撮影を行う場合、画像がボケてしまうという問題もある。
【０００５】
上記問題を解決可能な手段として、特許文献１、２に開示されたように、酸化物や酸硫化物からなるシンチレータ材を紡糸技術を用いて繊維状の蛍光体とし（以下、繊維状蛍光体と言う）、この繊維状蛍光体を接着材料により束状にまとめて固化した板状シンチレータの構造が知られている。この酸化物および酸硫化物は、潮解性が低く放射線劣化も小さい。また、繊維長を長くすることが可能であり発光強度を高めることができる。さらに繊維状蛍光体で発光した光は、繊維状蛍光体と周囲の接着材料との屈折率の差を利用して光電変換器まで光をガイドするので画像の解像度も高くすることが可能である。ＦＰＤにおいて高い発光強度で高い解像度を得るためには、繊維状蛍光体の繊維径は極力小さく、且つより長くして緻密に配列した板状シンチレータであることが望ましい。その為には、より長い（厚い）繊維状蛍光体を密に束ねて接着材等で固める必要がある。
【０００６】
繊維状の素材を高密度に束ねる製造方法の一例として、アルミナ繊維等の無機繊維に合成樹脂を含浸させ、これを傾斜のついた金型を用いて連続的に引き抜く方法が特許文献３に開示されている。しかし、この方法は繊維を撚る過程が入るため傾斜に応じて繊維に大きな引張り応力が働き、破壊靱性の小さい繊維状蛍光体を破壊することなく引き抜くことは困難であった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００４−３３３４８９号公報
【特許文献２】特開２００５−５４１７８号公報
【特許文献３】特開平９−２１６１６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
現状、細くて長い繊維状蛍光体を破壊することなく密に束ねて板状のシンチレータとなす製造方法は無いのが実情である。そこで本発明は、このような問題を解決した繊維状蛍光体を用いた板状シンチレータの製造方法を提供することを目的とする。また、発光強度と放射線の検出感度が高く、且つ放射線劣化と残光の小さい板状シンチレータ及びこれを用いたＦＰＤ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】
【０００９】
本発明の第1の製造方法は、シンチレータ材料からなる繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法であって、弾性体からなり両端面を欠いた断面凹状の容器内に、熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体を、その軸方向が容器の長手方向に沿うように収容し、次いで弾性体からなる上蓋で前記容器を封止し、圧力容器となした後、前記圧力容器に対し、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することにより、繊維状蛍光体間の間隙を圧縮して熱硬化性樹脂を充填すると共に、余剰の熱硬化性樹脂を圧力容器の外部に排除し、その後、前記熱硬化性樹脂を硬化して繊維状蛍光体を備えた成形体となし、この成形体を加工して板状となす板状シンチレータの製造方法である。
【００１０】
本発明の第2の製造方法は、シンチレータ材料からなる繊維状蛍光体を備えた板状シンチレータの製造方法であって、弾性体からなり両端面を欠いたパイプ状の容器内に、熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体を、その軸方向がパイプ状容器の長手方向に沿うように収容し、次いで前記パイプ状容器の両端部を封止し、圧力容器となした後、前記圧力容器に対し、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加することにより、繊維状蛍光体間の間隙を圧縮して熱硬化性樹脂を充填すると共に、余剰の熱硬化性樹脂を圧力容器の外部に排除し、その後、前記熱硬化性樹脂を硬化して繊維状蛍光体を備えた成形体となし、この成形体を加工して板状となす板状シンチレータの製造方法である。
【００１１】
上記した板状シンチレータの製造方法において、前記繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向に圧力を印加する手段は、一軸圧プレスあるいは静水圧プレスを用いることができる。
【００１２】
また、上記した板状シンチレータの製造方法において、前記熱硬化性樹脂は、粘度が５０ｍＰａ・ｓ以上、１０００ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましく、前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂であることが好ましい。
【００１３】
本発明の板状シンチレータは、上記何れかの製造方法により製造され、繊維状蛍光体の平均繊維径が１μｍ以上５０μｍ以下であり、充填密度が７０％以上９０％以下である。この板状シンチレータの厚さは０．３ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることができる。
【００１４】
さらに、前記繊維状蛍光体は、組成式が（Gd１−α−β−γLαCeβTbγ）３＋a（Al１−u−vGauScv）５−aO１２（LはY、Luから選択される少なくとも一つの元素）で表され、０≦a≦０．１、０≦α≦０．３、０≦β≦０．００５、０．０２≦γ≦０．２、０．２７≦ｕ≦０．７５、０≦v≦０．０２、を満足する蛍光体材料からなることが好ましい。
【００１５】
本発明は、上記した何れかの板状シンチレータと、光電変換器とからなるフラットパネル検出器である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明の板状シンチレータの製造方法によれば、細くて長い繊維状蛍光体を破壊することなく密に束ねた板状のシンチレータを得ることができる。
本発明の板状シンチレータは、上記製造方法を用いて安価で且つ発光強度と検出感度が高い高解像度のＦＰＤを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】ＦＰＤの構成を示す図である。
【図２】本発明の第１の製造方法で用いた第１の成形装置を示す図である。
【図３】本発明の第２の製造方法で用いた第２の成形装置を示す図である。
【図４】本発明の実施例で用いた繊維状蛍光体のＴｂ量γと相対発光強度の関係を示す図である。
【図５】本発明の実施例で用いた繊維状蛍光体のＣｅ量βと相対発光強度の関係を示す図である。
【図６】本発明の実施例で用いた繊維状蛍光体のＧａ量ｕと相対発光強度の関係を示す図である。
【図７】実施例１により作製した板状シンチレータの断面の電子顕微鏡写真である。
【図８】実施例２により作製した板状シンチレータの断面の電子顕微鏡写真である。
【図９】実施例３により作製した板状シンチレータの断面の電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。尚、本発明は以下に述べる実施例に限定されるものではない。
本発明のＦＰＤ１００は図１に示すように板状シンチレータ１と光電変換器（例えばフォトダイオードアレイ）２とからなり、板状シンチレータ１は、略直立する多数の繊維状蛍光体４ａを熱硬化性樹脂を介在させて緻密に束ね、樹脂層４ｂで固化し板状に構成したものである。板状の小片を多数組合わせて大型の板状シンチレータ（例えば胸部Ｘ線用）とすることもできる。
板状シンチレータの材料としては、ガーネット酸化物が放射線に対して安定な金属酸化物で、且つ発光強度の高い蛍光材料であるので望ましい。例えば、Ｇｄ、Ａｌ、Ｇａを含むガーネット酸化物において、発光イオンとしてＣｅ及び／又はＴｂを添加し、下記するように構成元素の組成を最適化することで、現在使用されているＣｓＩ：Ｔｌと同等の発光強度を有しながら、残光と放射線劣化ははるかに小さいシンチレータとすることができる。
【００１９】
［繊維状蛍光体の組成と繊維径］
繊維状蛍光体の材料としては、組成式が（Gd１−α−β−γLαCeβTbγ）３＋a（Al１−u−vGauScv）５−aO１２（LはY、Luから選択される少なくとも一つの元素）で表され、ａ、α、β、γ、ｕ、ｖは、０≦a≦０．１、０≦α≦０．３、０≦β≦０．００５、０．０２≦γ≦０．２、０．２７≦ｕ≦０．７５、０≦v≦０．０２を満足するものを用いることができる。
【００２０】
ａ、α、β、γ、ｕ、ｖの範囲の限定理由は以下の通りである。
希土類サイトの原子比が３．０よりも小さくなると、希土類が占有すべきサイトにイオンの空孔が生成し残光が増加する。また、発光強度が極端に低下するため、３．０よりも大きくする必要がある。よってａは０以上とする。量産においては組成のバラツキを考慮して０＜ａ、さらには０．０００１≦ａとすることが好ましい。ただし、ａが０．１を超えるとシンチレータ中にガーネット構造とは異なる異相（ペロブスカイト相GdAlO３）が生成しやすくなる。この異相は母材のガーネット相と屈折率が異なるため光散乱が生じ発光強度が低下する。aの範囲は０≦a≦０．１とする。特に高い発光強度と低い残光特性を両立するには、ａを０＜ａ≦０．０７の範囲内にすることがより好ましく、さらには０．０００１≦ａ＜０．０７の範囲内にすることが特に好ましい。
【００２１】
Ｇｄをイオン半径の小さいＬ（Ｙ及び／又はＬｕ）で置換することで、異相（ペロブスカイト相GdAlO３）が析出することを低減でき発光強度の低下を抑制できる。αが０．３を超えるとバンドギャップが大きくなり発光強度が低下する。Ｃサイト（８配位）にＬを含む場合、Ｃサイト（８配位）の平均イオン半径を小さくすることができ、結果として格子定数を小さくすることができる。その結果、イオン半径の小さいＡｌがＡサイト（６配位）で安定に存在できるようになるため、異相の析出を抑制することができる。αの範囲は０≦α≦０．３とした。特に高い発光強度を得るには、αを０＜α≦０．１５の範囲内にすることがより好ましい。
【００２２】
シンチレータの発光は、Ｘ線励起により生成した電子と正孔が発光イオンにおいて結合することにより生じる。この組成系の発光イオンはＣｅ及び／又はＴｂである。特に共添加した場合、Ｃｅで吸収したＸ線エネルギーをＴｂに移すことで発光強度が向上する。
Ｔｂ量γと相対発光強度の関係を図４に示す。なお、相対発光強度はＧｄ２О2Ｓ:Ｔｂの発光強度を１００％としたときの値（％）である。発光強度は厚さ２ｍｍのバルク状試料でシリコンフォトダイオード（浜松ホトニクス製Ｓ２２８１）を用いて測定した（以下同様）。図より発光強度が１００％以上となる好ましいγの範囲は０．０２≦γ≦０．２である。γが０.０２未満の場合、発光元素であるＣｅ原子の数が少なすぎるために、吸収したＸ線のエネルギーを効率よく光エネルギーに変換することができない。γが０.２を超えると、Ｔｂ原子間の距離が小さくなりすぎるために、エネルギーの回遊が起こり（いわゆる濃度消光が起こり）発光強度が低下する。特に高い発光強度を得るには、γを０．０３≦γ≦０．１の範囲とすることがより好ましい。
【００２３】
Ｃｅ量βと相対発光強度との関係を図５に示す。図より発光強度が１００％以上となる好ましいβの範囲は０≦β≦０．００５である。特に０．０００３≦β≦０．００５の範囲とすることでさらに発光強度を高くすることができる。βが０.０００３未満の場合には、発光元素であるＣｅ原子の数が少なすぎるために、吸収したＸ線のエネルギーを効率よく光エネルギーに変換することができない。βが０.００５を超えると、Ｃｅ原子間の距離が小さくなりすぎるために、エネルギーの回遊が起こり（いわゆる濃度消光が起こり）発光強度が低下する。特に高い発光強度を得るには、βを０．０００５≦β≦０．００４のの範囲とすることがより好ましい。
【００２４】
Ｇａ量ｕと相対発光強度との関係を図６に示す。図より発光強度が１００％以上となる好ましいｕの範囲は０．２７≦ｕ≦０．７５である。ｕが０．２７未満の場合には上記のペロブスカイト相が出て、発光強度が低くなる。ｕが０．７５を超えると発光強度が低下し、残光が大幅に増加する。特に高い相対発光強度比を得るには、ｕを０．３５≦ｕ≦０．７０の範囲とすることがより好ましい。
【００２５】
ＳｃはＡサイト（６配位）を占有し、発光強度を向上させ残光を低減させる添加元素である。Ｓｃ３＋のイオン半径は、Ａｌ３＋及びＧａ３＋のイオン半径よりも大きく、Ａサイトを占有することで、Ｇａ３＋の価数変化を抑制するものと考えられる。ただし、Ｓｃの原料となるＳｃ2Ｏ3は極めて高価であることを考慮すると、ｖは０≦ｖ≦０．０２の範囲内にすることが好ましい。また、微量のＳｃを添加すると、蛍光体の機械的強度(特に破壊靭性)を高くすることができる。これは、Ｓｃの添加により蛍光材料を焼結する際に結晶の粒成長が抑制されることに起因する。例えば、多結晶の焼結体からなる蛍光体を製造する場合、Ｓｃを添加することで焼結後の蛍光体は内部に微細な結晶が密に存在するものとなる。一般に多結晶セラミックは、内部のどこかで破壊が生じても、破壊による亀裂の拡大が結晶粒で止められる確立が高くなるので破壊靭性が高まり、その結果機械的強度も高くなる。Ｓｃ量ｖが０．００３以上であると粉末状の蛍光材料の平均粒径を５μｍ以下まで小さくできる。ｖが０．０２０以下であれば、発光強度はGd２O２S：Tbの蛍光体と同等かもしくはそれ以上とすることができる。よって、最適なＳｃ量ｖの範囲は０．００３≦v≦０．０２０である。
【００２６】
本発明の繊維状蛍光体は、上記のシンチレータ材料等から細い糸状の繊維となしたものである。この繊維状蛍光体の平均繊維径は１μｍ以上、５０μｍ以下としている。繊維径が１μｍ未満の場合は、繊維の充填密度が上がりにくい。一方、繊維径が５０μｍを超えると、解像度が低下してしまうし、充填時に繊維が割れ易くなる。本発明では、繊維状蛍光体の軸と直交する方向に高い圧力を印加するため、せん断応力の小さい小径断面とすることが適している。好ましい平均繊維径は、１μｍ以上、５０μｍ以下である。充填密度が上がりやすく、かつ繊維が破壊しにくい最適な繊維径は、３μｍ以上１５μｍ以下である。
【００２７】
また、ガーネット酸化物の繊維状蛍光体の破壊靱性は結晶粒径に依存し、結晶粒径を１μｍ以下に制御することで、破壊靱性をある程度は向上させることができる。従って、上記蛍光材料の平均粒径は０．１〜１μｍとすることがよい。それでも市販のアルミナ繊維と比較すると、破壊靱性が小さくかなり脆い材料である。アルミナ繊維は、ＳｉＯ２のガラス成分を含めることで破壊靱性を向上させている。しかし、ＳｉＯ２のガラス成分は、繊維状蛍光体の発光特性を大きく低下させてしまうため、ＳｉＯ２を含有させて破壊靱性を向上させる手段は使えない。そこで、本発明では、破壊靭性の小さい繊維状蛍光体に適した製造方法を検討したものである。即ち、繊維状蛍光体の軸と直交する方向（径方向）のみに圧縮応力を作用させて、繊維状の繊維状蛍光体の各々に働く引張り応力やせん断応力を極力小さく抑え、繊維状蛍光体の束の緻密化を実現すると共に、熱硬化性樹脂が繊維状蛍光体の束の間に万遍なく充填される製造方法としたものである。
【００２８】
［第１の製造方法］
第１の製造方法で用いた第１の成形装置を図２に示す。図２の成形装置は、容器３ａ、上蓋３ｂを有している。これらはウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなる。但し、１０ＭＰａ以上の引っ張り強さを有している。従い弾性体ではあるものの１０ＭＰａ程度の加圧では破壊しない厚みと強度を持っており、本発明では容器３ａと上蓋３ｂとで圧力容器を構成している。容器３ａは矩形を呈しているが、その両端面は欠いているので全断面が凹状となっている。言わば上面が開口された樋状の容器である。上蓋３ｂは容器３ａの上面に載せて封止し、上下方向からの圧力を受ける圧力容器を構成する。また、容器３ａの四側面を一体あるいは別体で囲う金型７と、圧力容器に一軸方向（ここでは上下方向）の圧力をかける上パンチ５と下パンチ６及び一軸方向の圧力を印加する一軸圧プレス装置（図示せず）を備えている。尚、金型７の両側面あるいは片側面には圧力容器内部と金型外部とを連通する孔部８が設けられている。以上により、容器３ａと上蓋３ｂによる圧力容器の両側面を金型７により固定し、上下パンチ５、６を介して上下方向に、即ち繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向（径方向）に圧力を印加できるようになっている。但し、加圧時には圧力内部の樹脂が流動し、余った樹脂は孔部８を通じて外部に排出できるようになっている。尚このとき、孔部８から真空引きをして樹脂を抜き易くしてもよい。
【００２９】
この成形装置を用いた製造方法について説明する。
まず、繊維状蛍光体の外面に熱硬化性樹脂を塗布したり、繊維状蛍光体を熱硬化性樹脂の中に浸漬する等して熱硬化性樹脂を浸した複数本の繊維状蛍光体の束を、繊維状蛍光体の軸方向が容器の長手方向に沿うように容器３ａ内に収容する。尚、繊維状蛍光体の束を容器の中に収容した後に熱硬化性樹脂を浸すようにしても良い。次に、上蓋３ｂを容器３ａの上面に乗せ、これらを金型７に取り付け、容器３ａと上蓋３ｂの四側面を囲って固定する。よって金型７により圧力容器の両側面を固定し容器が長手方向へ移動することを阻止する。そして、上パンチ５と下パンチ６を介して圧力容器に対し、繊維状蛍光体の軸方向と直交する一軸方向の圧力を印加する。加圧圧力は１０ＭＰａ以上が好ましい。上限は３００ＭＰａ程度であるが、弾性体容器の大きさと耐圧力を考慮して設定する。ここで弾性体の圧力容器がない場合は、圧力が印加されると繊維状蛍光体と金型の摩擦により、繊維状蛍光体には大きなせん断応力が作用して破壊されていた。一方、弾性体の圧力容器内に収容すると、まず弾性体自身がゆっくりと圧縮されることにより、個々の繊維状蛍光体はその軸と直交する方向のみに加圧され、少しずつ動きながら繊維状蛍光体間の間隙を圧縮し密に配列する。同時に繊維状蛍光体の周囲に熱硬化性樹脂が廻り込み充填される。このとき、余剰の樹脂は側面の孔部８から外部に排出されるので、前記緻密化と樹脂充填がスムーズに行われる。また、繊維状蛍光体の軸方向（長手方向）にはほとんど圧力が働かず、繊維状蛍光体の動きと一緒に弾性体容器が変形するため、せん断応力は大きく低減される。個々の繊維状蛍光体間にある余分の熱硬化性樹脂が吐き出されるが、この樹脂は金型に形成した孔部８から適宜排除できている。これらにより、繊維状蛍光体間に樹脂が均一に充填されながら、より緻密に配列されることになり繊維状蛍光体の充填密度は向上する。次に、圧力容器から樹脂が絡まった繊維状蛍光体の束を取り出し、熱を加えて樹脂を完全に硬化させ成形体とする。その後、この成形体を繊維状蛍光体の軸と直交する方向に切削加工するなどして板状となすものである。
【００３０】
［第２の製造方法］
第２の製造方法で用いた第２の成形装置を図３に示す。図３の成形装置は、上記と同様のウレタンゴム、天然ゴム、クロロプレンゴム、シリコンゴム、ニトリルゴム等の弾性体からなるパイプ状の容器３ｃとなっている。１０ＭＰａ以上の引っ張り強さを有し、相当の厚みと強度を有していることは同じである。パイプ状容器３ｃの両端に嵌合する上蓋９と下蓋１０、及び上蓋９と下蓋１０をボルト等で固定する固定部材１１を有している。そして、パイプ状容器３ｃに静水圧を印加可能な、例えば冷間静水圧加圧装置（ＣＩＰ）等の加圧装置（図示せず）を備えている。上蓋９と下蓋１０をパイプ状容器３ｃの両端に封止し、固定部材１１で固定することにより圧力容器を構成する。固定部材１１の側面には圧力導入孔１１ａが設けられており、静水圧が掛ったとき、繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向（径方向）に圧力が印加されるようになっている。また、下蓋１０には圧力容器内部と連通する孔部８を設け、栓体１３を取付けて樹脂溜まり部１２を形成している。よって加圧時には余った樹脂は溜まり部１２に排出できるようになっている。
【００３１】
この成形装置による製造方法は、上記と同様にパイプ状の容器３ｃ内に、熱硬化性樹脂を含浸させた複数の繊維状蛍光体の束を、その軸方向が容器の長手方向に沿うように収容する。次に、パイプ状容器３ｃの両端に上蓋９および下蓋１０を封止し、上蓋９及び下蓋１０に固定部材１１を取り付けて、軸方向には力がかからないように固定する。次に、この成形装置全体を冷間静水圧加圧装置（ＣＩＰ）の水中にセットし、静水圧を印加する。加圧圧力は１０ＭＰa以上が好ましい。圧力導入孔１１ａを介して導入された静水圧はパイプ状圧力容器の外面に掛り、繊維状蛍光体の軸方向と直交する方向（径方向）に圧力が印加される。後は上記の製造方法と同様に、加圧によって弾性体がゆっくりと圧縮され、個々の繊維状蛍光体はその軸と直交する方向のみに加圧され、少しずつ動きながら繊維状蛍光体間の間隙を圧縮し密に配列する。同時に繊維状蛍光体の周囲に熱硬化性樹脂が廻り込み充填される。このとき、余剰の樹脂は孔部８から樹脂溜まり空洞１２に適宜排出される。これにより、繊維状蛍光体がより緻密に配列されることになり繊維状蛍光体の充填密度が向上する。また、樹脂の充填もスムーズ且つ均一に行われる。また、繊維状蛍光体の軸方向には圧力が働かず、繊維状蛍光体の動きと一緒に弾性体容器が変形するため、せん断応力は大きく低減される点も同様であるので以下省略する。次に、圧力容器から樹脂が絡まった繊維状蛍光体の束を取り出し、熱を加えて樹脂を完全に硬化させ成形体とする。その後、この成形体を同様に切削加工するなどして板状となすものである。
【００３２】
上記した製造方法で用いる熱硬化性樹脂の粘度としては、５０ｍＰａ・ｓ以上、１０００ｍＰａ・ｓ以下のものが好ましい。５０ｍＰａ・ｓ未満の粘度では、加圧力により樹脂の大部分が吐き出されてしまい、接着能力が低下してしまう。１０００ｍＰａ・ｓより大きい粘度では、樹脂が繊維間に均一に行き渡り難いため好ましくないと考えている。また、この樹脂は蛍光体内部で発光した光を光電変換器に導くために、蛍光体との屈折率の差が大きいものを選定し、屈折率の違いにより光を外部に漏れ難くすることが好ましい。例えば上述の蛍光材料を用いた多結晶の蛍光体は屈折率が１．８０以上２．００以下であるため、屈折率が１．５０以下のものを用いることが好ましい。例えばエポキシ系、フッ素系、シリコン系の樹脂を用いることができる。さらにＸ線に対する放射線劣化の小さい（変色したり、もろくならない）点から、前記熱硬化性樹脂はエポキシ樹脂であることが最も好ましい。
【００３３】
［板状シンチレータ］
本発明の製造方法により製造された板状シンチレータは、図１（ｂ）に示すように繊維状蛍光体４ａが放射線の入射方向と平行かつほぼ均一な密度になるよう略直立し整列されている。繊維状蛍光体４ａの平均繊維径は１μｍ以上５０μｍ以下であり、充填密度（面積比）は、７０％以上、９０％以下にすることができる。７０％より小さいと発光強度が小さくなり過ぎる。上限は２次元平面の円の最密充填の９０％とすることができる。個々の繊維状蛍光体４ａの間（斜線部）には均一に樹脂を充填することができているので、繊維状蛍光体４ａがＸ線を吸収して放出された光は、繊維状蛍光体４ａと樹脂層４ｂの屈折率差による反射で繊維状蛍光体４ａの内部から散光せずに光電変換器２に導かれる。よって、光の拡散が抑制され検出画像を高解像度化することが出来る。さらに、繊維状蛍光体４ａの長さ次第で厚さを厚くすることが可能であり、例えば０．３ｍｍ以上、５ｍｍ以下とすることができる。０．３ｍｍ未満ではＸ線に対する発光強度が小さくなり、５ｍｍ以上では発光した光が繊維から漏れ出すことが顕著となり解像度が低下する。以上により、高発光強度で高解像度のＦＰＤ用板状シンチレータを得ることができる。
【００３４】
（実施例１）
Ｇｄ2.755Ｙ0.1Ｔｂ0.15Ｃｅ0.005Ａｌ3.00Ｇａ1.96Ｓｃ0.03Ｏ12組成となるように、Ｙ２Ｏ３を２．５７ｇ、Ｇｄ２Ｏ３を１１３．７２ｇ、ＣｅＯ２を０．１９６ｇ、Ｔｂ４Ｏ７を６．３９ｇ、Ａｌ２Ｏ３を３４．８３ｇ、Ｇａ２Ｏ３を４１．８３ｇ、Ｓｃ２Ｏ３を０．４７１ｇ秤量し、容量１リットルの樹脂製ポットにこれらの素原料と、直径５ｍｍの高純度アルミナボール１３００ｇ及びエタノール２００ｃｃを一緒に入れ、２０時間混合した。その後、乾燥し、大気中１４００℃、２時間の焼成を行った。この焼成粉を、直径０．１ｍｍのアルミナビーズを用いたビーズミル粉砕により、平均粒径１００ｎｍの粉砕粉を得た。この粉末に、純水、クエン酸及びポリビニルピロリドンを添加し、加熱しながら粘度調整を行った。
次に、得られた蛍光体原料を乾式紡糸装置を用いて乾式紡糸を行い、直径約１１μｍの繊維を紡糸した。得られた繊維を大気中、昇温速度１００℃／ｈ、９００℃、１時間で脱脂を行い、続いて、酸素中１５５０℃で１０分間保持する焼結を行い繊維状蛍光体を得た。この繊維状蛍光体の平均繊維径は７μｍであった。
【００３５】
次に、上記の繊維状蛍光体を長さ約５０ｍｍにカットし、これを硬化剤を添加したエポキシ樹脂（粘度２００ｍＰａ・ｓ）に浸漬し含浸させたものを、図２に示す矩形状で断面凹型（内寸法２５ｍｍ×２５ｍｍ×長さ５０ｍｍ、肉厚２０ｍｍ）のウレタンゴム製の容器３ａ内に容器の長手方向に沿うように両端面を揃えて配列した。ウレタンゴム製の上蓋３ｂをした後、金型７内に取付け、上パンチ５と下パンチ６を操作し１分間当たり１０ＭＰａの昇圧速度で印加し、１００ＭＰａの圧力で５分間保持した後、圧力を解除した。得られた繊維状蛍光体と樹脂からなる束を１５０℃で加熱して、エポキシ樹脂を完全に硬化させた。その後、機械加工により、１５ｍｍ×１５ｍｍ角で厚さ１ｍｍの板状シンチレータを作製した。得られた板状シンチレータの試料断面の電子顕微鏡写真を図７に示す。繊維状蛍光体の繊維充填密度（面積比）は、７８％であった。
尚、参考に粘度が２０００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂を含浸させ、上記と同じ方法で板状シンチレータを作製した。この場合板状シンチレータの製造は出来たが、樹脂の回り込みが不均一になることがあった。
【００３６】
次に、光検出器側の一面を除く５面の表面に、エポキシ樹脂にＴｉＯ２粉を混合した光反射材を塗布した。この板状シンチレータにＸ線（Ｗターゲット、管電圧１２０ｋＶ、管電流２０ｍＡ）照射し、発光強度をシリコンフォトダイオードを用いて測定した。ＦＰＤ用の一般的に用いられる厚さ６００μｍのＣｓＩ：Ｔｌシンチレータに対する発光強度は９５％であった。尚、繊維状蛍光体を用いたシンチレータの利点を考えれば十分な発光強度であると言える。以下の実施例も同様である。
【００３７】
（実施例２）
実施例１で作製した繊維状蛍光体に硬化剤を添加したエポキシ樹脂（粘度２００ｍＰａ・ｓ）を含浸させ、これを図３に示すパイプ状のウレタンゴム製の容器３ｃに挿入し配列した。上蓋９と下蓋１０を嵌合し固定した後、さらに上蓋９と下蓋１０を固定する固定部材１１を取り付け、冷間静水圧プレス装置を用いて、圧力１００ＭＰａの静水圧を印加した。得られた繊維状蛍光体と樹脂からなる束を実施例１と同様に１５０℃で加熱して、エポキシ樹脂を完全に硬化させた。その後、機械加工により１５ｍｍ×１５ｍｍ角で厚さ１ｍｍの板状シンチレータを作製した。得られた板状シンチレータの試料断面の電子顕微鏡写真を図８に示す。繊維状蛍光体の繊維充填密度（面積比）は、７５％であった。
【００３８】
次に、光検出器側の一面を除く５面の表面に、エポキシ樹脂にＴｉＯ２粉を混合した光反射材を塗布し、実施例１と同様の方法で発光強度を測定した。ＣｓＩ：Ｔｌシンチレータに対する発光強度は９１％であった。
【００３９】
（実施例３）
実施例１で作製した繊維状蛍光体に粘度が７００ｍＰａ・ｓのエポキシ樹脂を含浸させ、実施例１と同じ方法で板状シンチレータを作製した。得られた板状シンチレータの試料断面の電子顕微鏡写真を図９に示す。繊維充填密度（面積比）は７０％、ＣｓＩ：Ｔｌシンチレータに対する発光強度は８４％であった。
【００４０】
（実施例４）
実施例１で作製した蛍光体原料をもちい、乾式紡糸装置のノズル径を実施例１よりも大きいものに変更して乾式紡糸を行い、直径４２μｍの繊維を紡糸した。その後、実施例１と同じ条件で脱脂・焼結を行い、平均繊維径２５μｍの繊維状蛍光体を得た。実施例１と同じ方法で板状シンチレータを作製した結果、繊維充填密度（面積比）は、７２％、ＣｓＩ：Ｔｌシンチレータに対する発光強度は８８％であった。
【００４１】
（比較例１）
実施例１で作製した繊維状蛍光体を用い、特許文献３の方法で繊維束の作製を試みたが、繊維状蛍光体が引き抜き時にすべて破断した。
【００４２】
（比較例２）
実施例１で作製した繊維状蛍光体を用い、弾性体からなる圧力容器がない以外は実施例１と同じ構成で成形体の作製を試みたが、特に金型に近い外周部は、ほとんどの繊維状蛍光体が破壊した。
【符号の説明】
【００４３】
１：板状シンチレータ、２：光電変換器、３：ゴム弾性体、４、４ａ：繊維状蛍光体、４ｂ：樹脂層、５：上パンチ、６：下パンチ、７：金型、８：孔部、９：上蓋、１０：下蓋、１１：固定部材、１２：樹脂溜まり空洞、１３：栓体
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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