(57)【要約】【課題】大面積に、細幅の隔壁が高精度に形成されており、かつ、発光効率が高く、鮮明な画質を実現するシンチレータパネルを提供すること。【解決手段】本発明は、平板状の基板、該基板の上に平行に形成した主隔壁、上記主隔壁と垂直になるように形成された補助隔壁、及び、上記主隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなるシンチレータパネルであり、上記主隔壁のピッチＰ１と、上記補助隔壁のピッチＰ２とが、  Ｐ１  ＜  Ｐ２  の関係を満たす、シンチレータパネルを提供する。【選択図】図１
2014106021.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平板状の基板、該基板の上に平行に形成された複数の主隔壁、前記主隔壁と垂直になるように形成された補助隔壁、及び、前記主隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなるシンチレータパネルであり、
前記主隔壁のピッチＰ１と、前記補助隔壁のピッチＰ２とが、
Ｐ１  ＜  Ｐ２
の関係を満たす、シンチレータパネル。
【請求項２】
前記Ｐ１と前記Ｐ２とが、
Ｐ２  ＝  Ｐ１×ｎ  （ｎは１以外の任意の整数）
の関係を満たす、請求項１記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記Ｐ１と前記Ｐ２とが
Ｐ１×２  ≦  Ｐ２  ≦  Ｐ１×２０
の関係の関係を満たす、請求項１又は２記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記主隔壁の高さＨ１と、前記補助隔壁の高さＨ２とが、
Ｈ１＞Ｈ２
の関係を満たす、請求項１〜３のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記Ｈ１と、前記Ｈ２とが、
Ｈ１×０．５  ≦  Ｈ２  ≦  Ｈ１×０．９
の関係を満たす、請求項４記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記主隔壁の表面に反射層が形成されている、請求項１〜５いずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記主隔壁及び前記補助隔壁が、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを主成分とする材料により構成されている、請求項１〜６のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シンチレータパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、医療現場において、フィルムを用いたＸ線画像が広く用いられてきた。しかし、フィルムを用いたＸ線画像はアナログ画像情報であるため、近年、コンピューテッドラジオグラフィ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）等のデジタル方式の放射線検出装置が開発されている。
【０００３】
平板Ｘ線検出装置（ＦＰＤ）においては、放射線を可視光に変換するために、シンチレータパネルが使用される。シンチレータパネルは、ヨウ化セシウム（ＣＳＩ）等のＸ線蛍光体を含み、照射されたＸ線に応じて、該Ｘ線蛍光体が可視光を発光して、その発光をＴＦＴやＣＣＤで電気信号に変換することにより、Ｘ線の情報をデジタル画像情報に変換する。しかし、ＦＰＤは、Ｓ／Ｎ比が低いという問題があった。Ｓ／Ｎ比を高めるための方法としては、Ｘ線を光検出器側から照射する方法（特許文献１及び２）や、Ｘ線蛍光体による可視光の散乱の影響を小さくするために、隔壁で仕切られたセル内にＸ線蛍光体を充填する方法が提案されてきた（特許文献３〜６）。
【０００４】
そのような隔壁を形成する方法として、従来用いられてきた方法は、シリコンウェハをエッチング加工する方法、あるいは、顔料又はセラミック粉末と低融点ガラス粉末との混合物であるガラスペーストをスクリーン印刷法により多層にパターン印刷した後に焼成して、隔壁を形成する方法等である。しかしながら、シリコンウェハをエッチング加工する方法では、形成できるシンチレータパネルのサイズが、シリコンウェハのサイズによって限定され、５００ｍｍ角のような大サイズのものを得ることはできなかった。大サイズのものを作るには小サイズのものを複数並べて作ることになるが、その製作は精度的に難しく、大面積のシンチレータパネルを作製することが困難であった。
【０００５】
また、ガラスペーストを用いた多層スクリーン印刷法では、スクリーン印刷版の寸法変化等により、高精度の加工が困難である。また多層スクリーン印刷を行う際に、隔壁の崩壊欠損を防ぐために、隔壁の強度を高くするため、一定の隔壁幅が必要になる。しかしながら隔壁幅が広くなると、相対的に隔壁間のスペースが狭くなり、Ｘ線蛍光体を充填できる体積が小さくなる上に、充填量が均一とならない。そのため、この方法で得られたシンチレータパネルは、Ｘ線蛍光体の量が少ないために、発光が弱くなる、発光ムラが生じるといった欠点がある。これは、低線量での撮影において、鮮明な撮影を行うには障害となってくる。
【０００６】
つまり、発光効率が高く、鮮明な画質を実現するシンチレータパネルを作製するためには、大面積を高精度で加工でき、かつ隔壁の幅を細くできる隔壁の加工技術、及び、蛍光体が発光した可視光を隔壁外部へと漏れさせない技術が必要である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３３３２７８号
【特許文献２】特開２００１−３３０６７７号公報
【特許文献３】特開平５−６０８７１号公報
【特許文献４】特開平５−１８８１４８号公報
【特許文献５】特開２０１１−００７５５２号公報
【特許文献６】特開２０１１−０２１９２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は上記欠点を解消し、大面積に、細幅の隔壁が高精度に形成されており、かつ、発光効率が高く、鮮明な画質を実現するシンチレータパネルを提供することを課題にする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この課題は次の技術手段の何れかによって達成される。
（１）  平板状の基板、該基板の上に平行に形成された複数の主隔壁、上記主隔壁と垂直になるように形成された補助隔壁、及び、上記主隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなるシンチレータパネルであり、上記主隔壁のピッチＰ１と、上記補助隔壁のピッチＰ２とが、  Ｐ１  ＜  Ｐ２  の関係を満たす、シンチレータパネル。
（２）  上記Ｐ１と上記Ｐ２とが、  Ｐ２  ＝  Ｐ１×ｎ  （ｎは１以外の任意の整数）の関係を満たす、上記（１）に記載のシンチレータパネル。
（３）  上記Ｐ１と上記Ｐ２とが  Ｐ１×２  ≦  Ｐ２  ≦  Ｐ１×２０  の関係の関係を満たす、上記（１）又は（２）に記載のシンチレータパネル。
（４）  上記主隔壁の高さＨ１と、上記補助隔壁の高さＨ２とが、  Ｈ１＞Ｈ２  の関係を満たす、上記（１）〜（３）のいずれかに記載のシンチレータパネル。
（５）  上記Ｈ１と、上記Ｈ２とが、  Ｈ１×０．５  ≦  Ｈ２  ≦  Ｈ１×０．９  の関係を満たす、上記（４）に記載のシンチレータパネル。
（６）  上記主隔壁の表面に反射層が形成されている、上記（１）〜（５）いずれかに記載のシンチレータパネル。
（７）  上記主隔壁及び上記補助隔壁が、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを主成分とする材料により構成されている、上記（１）〜（６）のいずれかに記載のシンチレータパネル。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のシンチレータパネルを含む放射線検出装置の構成を模式的に表した断面図である。
【図２】本発明のシンチレータパネルを含む放射線検出装置の構成を模式的に表した断面図である。
【図３】本発明のシンチレータパネルの構成を模式的に表した斜視図である。
【図４】本発明のシンチレータパネルの構成を模式的に表した斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図１〜図４を用いて本発明のシンチレータパネル及びそれを用いた放射線検出装置の好ましい構成について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００１２】
図１及び図２は、本発明のシンチレータパネルを含む放射線検出装置の構成を模式的に表した断面図である。図３及び図４は、本発明のシンチレータパネルの一例の構成を模式的に表した斜視図である。放射線検出装置１は、シンチレータパネル２、光検出器３からなる。シンチレータパネル２は、蛍光体からなるシンチレータ層７を含み、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３００〜８００ｎｍの範囲の電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる範囲の電磁波（光）を発光する。
【００１３】
シンチレータパネル２は、シンチレータパネル側基板４と、その上に形成されたセルを区画するための、平行に形成された複数の主隔壁６Ａと、主隔壁で形成された空間内に充填された蛍光体からなる、シンチレータ層７とから構成される。主隔壁６Ａはセルを区画するために少なくとも２以上の、複数の主隔壁６Ａが形成される必要がある。そして複数の主隔壁６Ａは、互いに平行に、すなわちストライプ状に形成されている。また、図３に示すように、主隔壁６Ａと垂直になるように、補助隔壁６Ｂが形成される。放射線は、シンチレータパネル側又は光検出器側のいずれから入射しても構わない。放射線が入射しない側の基板と主隔壁６Ａ及び補助隔壁６Ｂとの間には、放射線遮蔽層５が形成されていることが好ましい。例えば、図１に示されるシンチレータパネル２は、光検出器３側から放射線が入射する態様であることから、放射線が入射しない側の基板すなわちシンチレータパネル側基板４と主隔壁６Ａとの間に、放射線遮蔽層５が形成されている。放射線遮蔽層５により、シンチレータ層７を通過した放射線が吸収され、放射線検出装置の外部への放射線漏れを遮蔽することができる。放射線遮蔽層５は、可視光反射率が高いことが好ましい。また、シンチレータパネル側基板４又は放射線遮蔽層５の上には、反射層８が形成されていることが好ましい。これら反射層により、蛍光体７が発光した可視光を、光検出器３側へと効率良く導くことができる。
【００１４】
光検出器３は、光検出器側基板１０と、その上に形成された光電変換層９とから構成される。ここで光電変換層９は、フォトセンサとＴＦＴとからなる画素が２次元状に形成されたものである。放射線検出装置１は、シンチレータパネル２と光検出器３の光電変換層９とを対向させて、貼り合わせて構成される。シンチレータパネル２の主隔壁６Ａ及びシンチレータ層７と、光検出器３との間には、ポリイミド樹脂等からなる接着層１１が形成されていることが好ましい。例えば光検出器３側から入射した放射線は、光電変換層９を透過した後、シンチレータ層７で可視光へと変換され、その可視光が光電変換層９で検出及び光電変換され、出力される。
【００１５】
放射線検出装置１の鮮鋭度を高めるために、光電変換層９の間に、シンチレータパネル２の主隔壁６Ａが位置することが好ましい。シンチレータパネル２の各セルが隔壁で区画されており、ストライプ状又はマトリックス状に形成された光電変換層９の大きさ及びピッチと、シンチレータパネル２のセルのピッチとを一致させることにより、蛍光体によって光が散乱されても、散乱光が隣のセルに到達するのを防ぐことができ、その結果、光散乱による画像のボケが低減でき、高精度の撮影が可能になる。
【００１６】
基板上に平行に形成された主隔壁６Ａと垂直方向なるように補助隔壁６Ｂを形成することで、主隔壁の蛇行や傾き等を防止することができるが、主隔壁の隔壁幅に対する隔壁高さの割合（アスペクト比）が大きいことが好ましい。
【００１７】
十分な輝度を確保するため、主隔壁６ＡのピッチＰ１と、（複数の補助隔壁が形成された場合の）補助隔壁６ＢのピッチＰ２とが、
Ｐ１  ＜  Ｐ２
の関係を満たすことが好ましい。
【００１８】
また、十分な輝度を確保しながら、光電変換層９の間に補助隔壁６Ｂを形成して、シンチレータパネルの均一性や設計性を向上させるため、Ｐ１とＰ２とが、
Ｐ２  ＝  Ｐ１×ｎ  （ｎは１以外の任意の整数）
の関係を満たすことがより好ましい。なお、ここでピッチとは、隣接する主隔壁又は補助隔壁の、互いの側面の間の間隔をいう。
【００１９】
さらに、十分な輝度及び鮮鋭度を確保しながら、主隔壁の蛇行や傾きを効果的に抑止するため、Ｐ１とＰ２とが、
Ｐ１×２  ≦  Ｐ２  ≦  Ｐ１×２０
の関係を満たすことがさらに好ましい。
【００２０】
蛍光体の充填量を増加させるため、補助隔壁６Ｂの高さＨ２は、主隔壁６Ａの高さＨ１よりも低いことが好ましい。一方で、補助隔壁が低すぎると主隔壁の強度が不足し、かつ光拡散が大きくなってボケが生じるため、Ｈ１とＨ２とが
Ｈ１×０．１≦  Ｈ２  ≦  Ｈ１×０．９
の関係を満たすことが好ましく、
Ｈ１×０．５≦  Ｈ２  ≦  Ｈ１×０．９
の関係を満たすことがより好ましい。
【００２１】
主隔壁６Ａの表面には、反射層８を形成することが好ましい。反射層を形成することで、セル内で発光した可視光を、効率的に光検出器３へと導くことができる。また、図２に示すように、主隔壁６Ａの一方の側面にのみ反射層８を形成することも好ましい。セル内の蛍光体の発光光はセル外へ散乱せず、高精度の撮影が可能となる。一方で、反射層が形成されていない側では、セル内の蛍光体の発光光が隔壁を透過するものの、反対側の側面に形成された反射層により隣接したセルへは散乱せず、やはり高精度の撮影が可能となる。そして、主隔壁６Ａを透過した発光光を光検出器３へと導くことができるため輝度が向上し、特に光検出器３から離れて位置する蛍光体の発光光を高効率に活用することができる。このときの隔壁の透過率は、光を透過させるためより高いほうが好ましく、厚さ３０μｍにおける５５０ｎｍの光の透過率が１０〜１００％の範囲にある隔壁が最も好ましい。
【００２２】
主隔壁の一方の面にのみ反射層を形成する場合には、シンチレータパネル全体の均一性を確保するため、図２に示すように主隔壁の一方の側面にのみ規則的に反射層が形成されていることが好ましい。一方で、生産性を高めるためには、図４に示すように、セルを構成する２本の隔壁の全ての内側面に反射層が形成されたセルＡと、全ての内側面に反射層が形成されていないセルＢと、に区別がされるように反射層が形成されることが好ましい。この場合、図４に示すように、セルＡ同士又はセルＢ同士が隣接しないように配列されることがより好ましい。なお、輝度の面内均一性を確保するため、セルＡのピッチがセルＢのピッチよりも広く、セルＡの容量がセルＢの容量よりも大きいことがさらに好ましい。
【００２３】
シンチレータパネル側から放射線を入射させる場合、シンチレータパネル側基板４の材料としては、放射線の透過性が高い材料が好ましく、各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができる。例えば、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラス等のガラスからなる板ガラス；サファイア、チッ化珪素、炭化珪素等のセラミックからなるセラミック基板；シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素等の半導体からなる半導体基板；セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、炭素繊維強化樹脂シート等の高分子フィルム（プラスチックフィルム）；アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シート；金属酸化物の被覆層を有する金属シートやアモルファスカーボン基板等を用いることができる。中でも、フィルム、板ガラスは、平坦性及び耐熱性の点で好ましい。シンチレータパネルの持ち運びの利便性を追及すべく、軽量化が進められていることから、板ガラスは薄板ガラスであることが好ましい。
【００２４】
一方で、光検出器側から放射線を入射させる場合、シンチレータパネル側基板４の材料としては、放射線の透過性を有する材料からなる基板を用いても構わないが、放射線検出装置の外部への放射線漏れを遮蔽するため、放射線遮蔽材料からなる基板すなわち放射線遮蔽基板を用いることが好ましい。放射線遮蔽基板としては、例えば、鉄板若しくは鉛板等の金属板又は鉄、鉛、金、銀、銅、白金、タングステン、ビスマス、タンタル若しくはモリブデン等の重金属を含有したガラス板若しくはフィルムが挙げられる。なお、放射線遮蔽層５が、放射線が入射しない側の基板と隔壁６との間に形成された場合には、シンチレータパネル側基板４が放射線遮蔽基板であることの必要性は薄れる。
【００２５】
放射線遮蔽層５の材料としては、例えば、鉄、鉛、金、銀、銅、白金、タングステン、ビスマス、タンタル若しくはモリブデン等の重金属を含有したガラス又はセラミック等の放射線を吸収可能な材料が挙げられる。
【００２６】
放射線遮蔽層５は、例えば、有機成分と無機粉末とを溶媒に分散したペーストを基板に塗布及び乾燥して塗布膜を形成し、これを好ましくは５００〜７００℃、より好ましくは５００〜６５０℃の温度で焼成することで形成できる。
【００２７】
また、放射線遮蔽層と隔壁とを同時に焼成すれば、工程数が削減されることから好ましい。また、隔壁用のペーストを塗布した際の溶解や剥がれを防止するため、放射線遮蔽層用ペーストの有機成分である重合性モノマー、重合性オリゴマー又は重合性ポリマーと、熱重合開始剤と、を含有する熱硬化性有機成分を用い、塗布膜を形成した後に熱硬化しておくことも好ましい。
【００２８】
主隔壁及び補助隔壁は、耐久性、耐熱性及び高精細加工の点から、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを主成分とする材料により構成されていることが好ましい。アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを主成分とする材料は、適切な屈折率と軟化温度を有し、細幅の隔壁を大面積に高精度に形成するのに適している。なお、低融点ガラスとは、軟化温度が７００℃以下のガラスのことをいう。また、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを主成分とする、とは、隔壁を構成する材料の５０〜１００質量％が、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスであることをいう。
【００２９】
シンチレータパネルの製造方法は、大面積を高精度で加工し、かつ隔壁の幅を細くするため、基板上に、低融点ガラスと感光性有機成分とを含有する感光性ペーストを塗布し、感光性ペースト塗布膜を形成する工程、得られた感光性ペースト塗布膜を所定の開口部を有するフォトマスクを介して露光する露光工程、露光後の感光性ペースト塗布膜の現像液に可溶な部分を溶解除去する現像工程、現像後の感光性ペースト塗布膜パターンを５００〜７００℃の焼成温度に加熱して有機成分を除去すると共に低融点ガラスを軟化及び焼結させ、隔壁を形成する焼成工程、上記焼成温度未満の温度で、真空成膜法により金属製の反射層を形成する工程、蛍光体を充填する工程、を供えることが好ましい。
【００３０】
露光工程においては、露光により感光性ペースト塗布膜の必要な部分を光硬化させ、又は、感光性ペースト塗布膜の不要な部分を光分解させて、感光性ペースト塗布膜の現像液に対する溶解コントラストをつける。現像工程においては、露光後の感光性ペースト塗布膜の不要部分が現像液で除去され、必要な部分のみが残存した感光性ペースト塗布膜パターンが得られる。
【００３１】
焼成工程においては、得られた感光性ペースト塗布膜パターンを、５００〜７００℃、好ましくは５００〜６５０℃の温度で焼成することにより、有機成分が分解留去されると共に、低融点ガラスが軟化及び焼結されて、低融点ガラスを含む隔壁が形成される。有機成分を完全に除去するために、焼成温度は５００℃以上が好ましい。また、焼成温度が７００℃を超えると、基板として一般的なガラス基板を用いた場合、基板の変形が大きくなるため、焼成温度は７００℃以下が好ましい。
【００３２】
本方法により、ガラスペーストを多層スクリーン印刷によって積層印刷した後に焼成する加工方法よりも、高精度の加工が可能である。
【００３３】
感光性ペーストは、感光性有機成分を含有する有機成分と、アルカリ金属酸化物を２〜２０質量％含有する低融点ガラスを含む無機粉末と、から構成されることが好ましい。有機成分は、焼成前の感光性ペースト塗布膜パターンを形成するために一定量が必要であるが、有機成分が多すぎると、焼成工程で除去する物質の量が多くなり、焼成収縮率が大きくなるため、焼成工程でのパターン欠損を生じやすい。一方、有機成分が過少になると、ペースト中での無機微粒子の混合及び分散性が低下するため、焼成時に欠陥が生じやすくなるばかりでなく、ペーストの粘度の上昇のためペーストの塗布性が低下し、さらにペーストの安定性にも悪影響があり好ましくないことがある。このため、感光性ペースト中の無機粉末の含有量は、３０〜８０質量％であることが好ましく、４０〜７０質量％であることがより好ましい。また、無機粉末の全体に占める低融点ガラスの割合は、５０〜１００質量％であることが好ましい。低融点ガラスが無機粉末の５０質量％未満であると、焼成工程において焼結が良好に進まず、得られる隔壁の強度が低下するので好ましくない。
【００３４】
焼成工程において、有機成分をほぼ完全に除き、かつ、得られる隔壁が一定の強度を有するようにするためには、用いる低融点ガラスとして、軟化温度が４８０℃以上の低融点ガラスからなるガラス粉末を用いることが好ましい。軟化温度が４８０℃未満では、焼成時に有機成分が十分に除かれる前に、低融点ガラスが軟化してしまい、有機成分の残存物がガラス中に取り込まれてしまう。この場合は、後々に有機成分が徐々に放出されて、製品品質を低下させる懸念がある。また、ガラス中に取り込まれた有機成分の残存物が、ガラスの着色の要因となる。軟化温度を４８０℃以上の低融点ガラス粉末を用い、５００℃以上で焼成することにより、有機成分を完全に除去することができる。前述のように、焼成工程における焼成温度は、５００〜７００℃であることが必要であり、５００〜６５０℃が好ましいため、低融点ガラスの軟化温度は４８０〜６８０℃が好ましく、４８０〜６２０℃がより好ましい。
【００３５】
軟化温度は、示差熱分析装置（ＤＴＡ、株式会社リガク製「差動型示差熱天秤ＴＧ８１２０」）を用いて、サンプルを測定して得られるＤＴＡ曲線から、吸熱ピークにおける吸熱終了温度を接線法により外挿して求められる。具体的には、示差熱分析装置を用いて、アルミナ粉末を標準試料として、室温から２０℃／分で昇温して、測定サンプルとなる無機粉末を測定し、ＤＴＡ曲線を得る。得られたＤＴＡ曲線より、吸熱ピークにおける吸熱終了温度を接線法により外挿して求めた軟化点Ｔｓを軟化温度と定義する。
【００３６】
低融点ガラスを得るためには、ガラスを低融点化するために有効な材料である、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛及びアルカリ金属の酸化物からなる群から選ばれる金属酸化物を用いることができる。中でも、アルカリ金属酸化物を用いて、ガラスの軟化温度を調整することが好ましい。なお、一般にはアルカリ金属とは、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム及びセシウムをいうが、本発明において用いられるアルカリ金属酸化物とは、酸化リチウム、酸化ナトリウム及び酸化カリウムからなる群から選ばれる金属酸化物をいう。
【００３７】
本発明において、低融点ガラス中のアルカリ金属酸化物の含有量Ｘ（Ｍ２Ｏ）は、２〜２０質量％の範囲内とすることが好ましい。アルカリ金属酸化物の含有量が２質量％未満では、軟化温度が高くなることによって、焼成工程を高温で行うことが必要となる。そのため、基板としてガラス基板を用いた場合に、焼成工程において基板が変形することにより、得られるシンチレータパネルにゆがみが生じたり、隔壁に欠陥が生じたりしやすいので適さない。また、アルカリ金属酸化物の含有量が２０質量％を超える場合は、焼成工程においてガラスの粘度が低下しすぎる。そのため、得られる隔壁の形状にゆがみが生じやすい。また、得られる隔壁の空隙率が小さくなりすぎることにより、得られるシンチレータパネルの発光輝度が低くなる。
【００３８】
さらに、アルカリ金属酸化物に加えて、高温でのガラスの粘度の調整のために、酸化亜鉛を３〜１０質量％添加することが好ましい。酸化亜鉛の含有量が３質量％未満では、高温でのガラスの粘度が高くなり、１０質量％を超える量を添加すると、ガラスのコストが高くなる傾向がある。
【００３９】
さらには、低融点ガラスに、上記のアルカリ金属酸化物及び酸化亜鉛に加えて、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化アルミニウム又はアルカリ土類金属の酸化物等を含有させることにより、低融点ガラスの安定性、結晶性、透明性、屈折率又は熱膨張特性等を制御することができる。低融点ガラスの組成としては、以下に示す組成範囲とすることにより、本発明に適した粘度特性を有する低融点ガラスを作製できるので好ましい。
【００４０】
アルカリ金属酸化物：２〜２０質量％
酸化亜鉛：３〜１０質量％
酸化ケイ素：２０〜４０質量％
酸化ホウ素：２５〜４０質量％
酸化アルミニウム：１０〜３０質量％
アルカリ土類金属酸化物：５〜１５質量％
なお、アルカリ土類金属とは、マグネシウム、カルシウム、バリウム及びストロンチウムからなる群から選ばれる１種類以上の金属をいう。
【００４１】
低融点ガラスを含む無機粒子の粒子径は、粒度分布測定装置（日機装株式会社製「ＭＴ３３００」）を用いて評価することができる。測定方法としては、水を満たした試料室に無機粉末を投入し、３００秒間、超音波処理を行った後に測定を行う。
【００４２】
低融点ガラスの粒子径は５０％体積平均粒子径（Ｄ５０）が１．０〜４．０μｍであることが好ましい。Ｄ５０が１．０μｍ未満では、粒子の凝集が強くなり、均一な分散性を得られにくくなり、ペーストの流動性が不安定になる。このような場合は、ペーストを塗布した際の厚み均一性が低下する。また、Ｄ５０が４．０μｍを超えると、得られる焼結体の表面凹凸が大きくなり、後工程でパターンが破砕する原因となりやすい。
【００４３】
本発明で用いる感光性ペーストは、上述の低融点ガラス以外に、７００℃でも軟化しない高融点ガラスや酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン又は酸化ジルコニウム等のセラミックス粒子をフィラーとして含んでもよい。フィラーは、低融点ガラスと共に用いることにより、ペースト組成物の焼成収縮率の制御や形成される隔壁の形状を保持する効果がある。ただし、無機粉末全体に占めるフィラーの割合が５０質量％を超えると、低融点ガラスの焼結を阻害して、隔壁の強度が低下等の問題が生じるので好ましくない。また、フィラーは、低融点ガラスと同様の理由で、平均粒子径０．５〜４．０μｍであることが好ましい。
【００４４】
本発明で用いる感光性ペースト組成物は、低融点ガラスの屈折率ｎ１と感光性有機成分の屈折率ｎ２が、−０．１＜ｎ１−ｎ２＜０．１を満たすことが好ましく、−０．０１≦ｎ１−ｎ２≦０．０１を満たすことがより好ましく、−０．００５≦ｎ１−ｎ２≦０．００５を満たすことがさらに好ましい。この条件を満たすことにより、露光工程において、低融点ガラスと感光性有機成分の界面における光散乱が抑制され、高精度のパターン形成を行うことができる。低融点ガラスを構成する酸化物の配合比率を調整することで好ましい熱特性、及び、好ましい屈折率を兼ね備えた低融点ガラスを得ることができる。
【００４５】
低融点ガラスの屈折率はベッケ線検出法により測定することができる。２５℃での波長４３６ｎｍ（ｇ線）における屈折率を本発明における低融点ガラスの屈折率とした。また、感光有機成分の屈折率は、感光性有機成分からなる塗膜をエリプソメトリーにより測定することで求めることができる。２５℃での波長４３６ｎｍ（ｇ線）における屈折率を感光性有機成分の屈折率とした。
【００４６】
本発明で用いる感光性ペーストは、有機成分として感光性有機成分を含むことによって、上記のような感光性ペースト法でパターン加工することができる。感光性有機成分として、感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマー又は光重合開始剤等を用いることにより、反応性を制御することができる。ここで、感光性モノマー、感光性オリゴマー及び感光性ポリマーにおける感光性とは、ペーストが活性光線の照射を受けた場合に、感光性モノマー、感光性オリゴマー又は感光性ポリマーが、光架橋、光重合等の反応を起こして化学構造が変化することを意味する。
【００４７】
感光性モノマーとは、活性な炭素−炭素２重結合を有する化合物であり、官能基としてビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基又はアクリルアミド基を有する単官能化合物及び多官能化合物が挙げられる。特に、多官能アクリレート化合物及び多官能メタクリレート化合物からなる群から選ばれる化合物を有機成分中に１０〜８０質量％含有させたものが、光反応により硬化時の架橋密度を高くし、パターン形成性を向上させる点で好ましい。多官能アクリレート化合物及び多官能メタクリレート化合物としては、多様な種類の化合物が開発されているので、反応性、屈折率等を考慮して、それらの中から適宜選択することが可能である。
【００４８】
感光性オリゴマー又は感光性ポリマーとしては、活性な炭素−炭素不飽和二重結合を有するオリゴマー又はポリマーが好ましく用いられる。感光性オリゴマー又は感光性ポリマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸又はこれらの酸無水物等のカルボキシル基含有モノマー及びメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル又は２−ヒドロキシアクリレート等のモノマーを共重合することにより得られる。活性な炭素−炭素不飽和二重結合をオリゴマー又はポリマーに導入する方法としては、オリゴマー又はポリマー中のメルカプト基、アミノ基、水酸基若しくはカルボキシル基に対して、グリシジル基やイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物やアクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド又はアリルクロライド、マレイン酸等のカルボン酸を反応させて作る方法等を用いることができる。
【００４９】
感光性モノマーや感光性オリゴマーとして、ウレタン結合を有するモノマーあるいはオリゴマーを用いることにより、焼成工程においてパターン欠損しにくい感光性ペーストを得ることができる。本発明においては、ガラスとして低融点ガラスを用いることにより、焼成工程後期のガラスの焼結が進行する過程で、急激な収縮を生じにくいことがパターン欠損を抑制する。それに加えて、有機成分にウレタン構造を有する化合物を用いた場合には、焼成工程初期の有機成分が分解及び留去する過程における応力緩和が生じ、パターン欠損を生じにくい。これらの両方の効果により、広い温度領域でパターン欠損を抑制することができる。
【００５０】
光重合開始剤は、活性光源の照射によってラジカルを発生する化合物である。具体的な例として、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（Ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニルプロパントリオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシプロパントリオン−２−（Ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、過酸化ベンゾイン及びエオシン、メチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸、トリエタノールアミン等の還元剤の組合せ等が挙げられる。また、これらを２種以上組み合わせて使用してもよい。
【００５１】
感光性ペーストは、バインダーとして、カルボキシル基を有する共重合体を含有することができる。カルボキシル基を有する共重合体としては、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸又はこれらの酸無水物等のカルボキシル基含有モノマー及びメタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル又は２−ヒドロキシアクリレート等のその他のモノマーを選択し、アゾビスイソブチロニトリルのような開始剤を用いて共重合することにより得られる。カルボキシル基を有する共重合体としては、焼成時の熱分解温度が低いことから、アクリル酸エステル又はメタアクリル酸エステル及びアクリル酸又はメタアクリル酸を共重合成分とする共重合体が好ましく用いられる。
【００５２】
感光性ペーストは、カルボキシル基を有する共重合体を含有することにより、アルカリ水溶液への溶解性に優れたペーストとなる。カルボキシル基を有する共重合体の酸価は、５０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。酸価が１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下とすることで、現像許容幅を広くとることができる。また、酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上とすることで、未露光部の現像液に対する溶解性が低下することがない。従って現像液濃度を濃くする必要がなく、露光部の剥がれを防ぎ、高精細なパターンを得ることができる。さらに、カルボキシル基を有する共重合体が側鎖にエチレン性不飽和基を有することも好ましい。エチレン性不飽和基としては、アクリル基、メタクリル基、ビニル基、アリル基等が挙げられる。
【００５３】
感光性ペーストは、低融点ガラスと感光性モノマー、感光性オリゴマー、感光性ポリマー又は光重合開始剤等からなる感光性有機成分に必要に応じ、有機溶媒及びバインダーを加えて、各種成分を所定の組成となるように調合した後、３本ローラーや混練機で均質に混合分散し作製する。
【００５４】
感光性ペーストの粘度は、無機粉末、増粘剤、有機溶媒、重合禁止剤、可塑剤及び沈降防止剤等の添加割合によって適宜調整することができるが、その範囲は２〜２００Ｐａ・ｓが好ましい。例えば、感光性ペーストの基板への塗布をスピンコート法で行う場合は、２〜５Ｐａ・ｓの粘度が好ましい。感光性ペーストの基板への塗布をスクリーン印刷法で行い、１回の塗布で膜厚１０〜２０μｍを得るには、５０〜２００Ｐａ・ｓの粘度が好ましい。ブレードコーター法やダイコーター法等を用いる場合は、１０〜５０Ｐａ・ｓの粘度が好ましい。
【００５５】
かくして得られた感光性ペーストを基板上に塗布し、フォトリソグラフィ法により所望のパターンを形成し、さらに焼成することによって隔壁を形成することができる。フォトリソグラフィ法により、上記感光性ペーストを用いて主隔壁及び補助隔壁の製造を行う一例について説明するが、本発明はこれに限定されない。
【００５６】
基板上に、感光性ペーストを焼成後高さが所望の補助隔壁の高さになるように、全面に、又は、部分的に塗布して、１層目の感光性ペースト塗布膜を形成する。塗布方法としては、スクリーン印刷法、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター又はブレードコーター等の方法を用いることができる。塗布厚みは、塗布回数、スクリーンのメッシュ及びペーストの粘度を選ぶことによって調整できる。
【００５７】
続いて、露光工程を行う。通常のフォトリソグラフィで行われるように、フォトマスクを介して露光する方法が一般的である。この場合、補助隔壁のパターンに対応する開口部を有するフォトマスクを使用して、マスク露光をする。なお、フォトマスクを用いずに、レーザー光等で直接描画する方法を用いてもよい。露光装置としては、プロキシミティ露光機等を用いることができる。また、大面積の露光を行う場合は、基板上に感光性ペーストを塗布した後に、搬送しながら露光を行うことによって、小さな露光面積の露光機で、大きな面積を露光することができる。この際、使用される活性光線は、例えば、近赤外線、可視光線又は紫外線等が挙げられる。これらの中で紫外線が好ましく、その光源としては、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ又は殺菌灯等が使用できるが、超高圧水銀灯が好ましい。露光条件は塗布厚みにより異なるが、通常、１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の出力の超高圧水銀灯を用いて０．０１〜３０分間露光を行う。
【００５８】
露光された１層目の感光性ペースト塗布膜上に、さらに、感光性ペーストを焼成後高さが所望の主隔壁の高さになるように塗布してから乾燥して、２層目の感光性ペースト塗布膜を形成する。なお、１層目及び２層目の感光性ペーストは、同一のものであっても構わない。
【００５９】
１層目の場合と同様に、露光工程を行う。フォトマスクを介して露光する場合には、主隔壁のパターンに対応する、補助隔壁に対して垂直方向に開口部を有するフォトマスクを使用して、マスク露光をする。
【００６０】
２層目の露光後、感光性ペースト塗布膜の露光部分と未露光部分の現像液に対する溶解度差を利用して現像を行い、所望の主隔壁及び補助隔壁からなる格子形状の感光性ペースト塗布膜パターンを得る。現像は、浸漬法、スプレー法又はブラシ法で行う。現像液には、ペースト中の有機成分が溶解可能である溶媒を用いることができる。現像液は、水を主成分とすることが好ましい。ペースト中にカルボキシル基等の酸性基をもつ化合物が存在する場合、アルカリ水溶液で現像できる。アルカリ水溶液としては、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又は水酸化カルシウム等の無機アルカリ水溶液も使用できるが、有機アルカリ水溶液を用いた方が焼成時にアルカリ成分を除去しやすいので好ましい。有機アルカリとしては、例えば、テトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン又はジエタノールアミン等が挙げられる。アルカリ水溶液の濃度は、０．０５〜５質量％が好ましく、０．１〜１質量％がより好ましい。アルカリ濃度が低すぎれば可溶部が除去されず、アルカリ濃度が高すぎれば、パターン部を剥離させ、また非可溶部を腐食させるおそれがある。また、現像時の現像温度は、２０〜５０℃で行うことが工程管理上好ましい。
【００６１】
次に焼成炉にて焼成工程を行う。焼成工程の雰囲気や温度は、感光性ペーストや基板の種類によって異なるが、空気中、窒素、水素等の雰囲気中で焼成する。焼成炉としては、バッチ式の焼成炉やベルト式の連続型焼成炉を用いることができる。焼成は通常５００〜７００℃の温度で１０〜６０分間保持して焼成を行うことが好ましい。焼成温度は５００〜６５０℃がより好ましい。以上の工程により、格子形状の感光性ペースト塗布膜パターンから有機成分が除去されると共に、該塗布膜パターンに含まれる低融点ガラスが軟化及び焼結され、基板上に実質的に無機物からなる格子状の隔壁が形成された隔壁部材が得られる。
【００６２】
反射層の材質としては、特に限定されないが、蛍光体が発光した３００〜８００ｎｍの電磁波である可視光を反射する材料を使用することが好ましい。中でも劣化の少ない銀、金、アルミニウム、ニッケル又はチタン等の金属又は金属酸化物が好ましい。
【００６３】
反射層の形成方法は特に限定はされず、反射材料をペースト化して表面に塗布し、その後溶剤を焼成除去する方法や、スプレーによる噴射方法やメッキ法等、各種成膜方法を活用することが出来る。中でも、蒸着、スパッタリング、イオンプレーティング、ＣＶＤ又はレーザーアブレーション等の真空成膜法が、より低温で均一な反射層を形成できるため好ましく、スパッタリングが隔壁側面へ均一な膜を形成できるためより好ましい。なお、反射層の形成時に、隔壁の焼成温度よりも高い温度がかかると、隔壁が変形するため、反射層の形成時の温度は、隔壁形成時の温度よりも低いことが好ましい。
【００６４】
反射層は、発光光を効率的に活用するため、波長５５０ｎｍの光の反射率が６０％以上であることが好ましく、８０％以上であることがより好ましい。
【００６５】
隔壁の一方の側面にのみ、反射層を形成する方法としては、例えば、スパッタリング法において金属のスパッタリングターゲットに対し基板を４５度以上傾ける方法、又は、反射層を形成しない側面を樹脂等でマスキングしてから反射層の形成を行い、その後マスキング材料を除去する方法が挙げられる。
【００６６】
反射層を特定のセル内に形成する方法としては、例えば、反射層粉末、有機バインダー及び有機溶媒を主成分とする反射層用ペーストを作製し、対象となるセル内に塗着させて乾燥し、必要に応じて焼成する方法が挙げられる。ここで反射層用ペーストをセル内に塗着する方法としては、例えば、スクリーン印刷版を用いてパターン印刷するスクリーン印刷法、吐出ノズルの先端から反射層用ペーストをパターン塗布するディスペンサー法若しくはインクジェット法又は感光性有機成分を含む反射層用ペーストを用いる感光性ペースト法が挙げられる。
【００６７】
光の反射率を向上させ、かつ透過を防止するために、主隔壁と反射層との間に、遮光膜が形成されていることが好ましい。遮光膜の材料としては、特に限定はされないが、クロム、ニクロム又はタンタル等の金属膜や、カーボン等の黒色顔料を含有した樹脂等を使用することができる。形成方法も特に限定されず、ペースト化した材料を塗布する方法や、各種真空成膜法を活用することができる。
【００６８】
Ｈ１は、１００〜３０００μｍが好ましく、１５０〜５００μｍがより好ましい。Ｈ１が３０００μｍを超えると、加工時のパターン形成が困難になる。一方、Ｈ１が低くなると、充填可能な蛍光体の量が少なくなるため、得られるシンチレータパネルの発光輝度が低下して、鮮明な撮影が困難になる。
【００６９】
Ｐ１は、３０〜１０００μｍが好ましい。Ｐ１が３０μｍ未満であると、加工時のパターン形成が困難となる。また、Ｐ１が大きすぎると、得られるシンチレータパネルを用いて高精度の画像撮影を行うことが困難となる。なお、本発明においては、Ｈ１が、Ｐ１よりも大きいことが好ましい。
【００７０】
主隔壁及び補助隔壁は、隔壁と基板とが互いに接した面の幅（底部幅）Ｌ２が、隔壁の頂部（光検出器側）の幅Ｌ１よりも大きいことが好ましい。光検出器側の隔壁幅の方が細い擬台形構造を採ることにより、シンチレータ層の発光光の反射効率及び取り出し効率を向上することができる。また、光検出器側から放射線が入射場合には、光検出器側近傍の蛍光体の充填量を増やすことで、放射線の利用効率を高めることができる。さらに、隔壁形成後に反射層を隔壁表面へ形成する場合、Ｌ１がＬ２よりも大きいと、隔壁の頂部近傍の隔壁側面が、隔壁の頂部の陰になり、反射層が形成されない可能性がある。
【００７１】
Ｌ２は１０〜１５０μｍが好ましく、Ｌ１は５〜８０μｍが好ましい。Ｌ２が１０μｍ未満であると、焼成時に隔壁の欠陥が生じやすくなる。一方、Ｌ２が１５０μｍより大きくなると、隔壁により区画された空間に充填できる蛍光体量が減ってしまう。また、Ｌ１が５μｍ未満であると、隔壁の強度が低下する。一方、Ｌ１が８０μｍを超えると、シンチレータ層の発光光を取り出せる領域が狭くなってしまう。また、放射線検出装置の鮮鋭度を高めるために、光電変換層の間に隔壁が位置することが好ましく、Ｌ１を光光電変換層同士の間隔よりも短くすることがより好ましい。
【００７２】
Ｌ２に対するＨ１のアスペクト比（Ｈ１／Ｌ２）は、１．０〜２５．０であることが好ましい。このアスペクト比（Ｈ１／Ｌ２）が大きい隔壁ほど、隔壁により区画された１画素あたりの空間が広く、より多くの蛍光体を充填することができる。
【００７３】
Ｐ１に対するＨ１のアスペクト比（Ｈ１／Ｐ１）は、１．０〜３．５であることが好ましい。このアスペクト比（Ｈ１／Ｐ１）が高い隔壁ほど、高精細に区画された１画素となり、かつ、１画素あたりの空間により多くの蛍光体を充填することができる。
【００７４】
Ｈ１及びＰ１は、基板に対して垂直な隔壁断面を露出させ、走査型電子顕微鏡（日立製作所製「Ｓ４６００」）で断面を観察し、測定することができる。隔壁と基板の接触部における隔壁の幅をＬ２として測定することができる。隔壁と基板の間に放射線遮蔽層がある場合は、隔壁と遮蔽層との接触部における隔壁の幅をＬ２として測定した。また、隔壁の最頂部の幅をＬ１として測定することができる。なお隔壁の頂部が丸みを帯びていたり、又は、隔壁の底部が裾引きしていたりして、隔壁の頂部又は隔壁の底部の正確な把握が困難な場合は、Ｌ１の代わりに９０％高さ幅（Ｌ９０）、Ｌ２の代わりに１０％高さ幅（Ｌ１０）を測定し代用してもよい。なお、Ｌ９０はＨ１を１００としたときの、隔壁底面から９０の高さの部分の線幅、Ｌ１０は同様に、Ｈ１を１００としたときの、隔壁底面から１０の部分の線幅をいう。
【００７５】
隔壁により区画されたセル内に、蛍光体を充填することで、シンチレータパネルを完成することができる。ここで、セルとは、格子状又はストライプ状の隔壁により区画された空間のことをいう。また、該セルに充填された蛍光体を、シンチレータ層という。
【００７６】
蛍光体としては、種々の公知の放射線蛍光体材料を使用することができる。特に、放射線から可視光に対する変換率が高い、ＣｓＩ、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ、Ｌｕ２Ｏ２Ｓ、Ｙ２Ｏ２Ｓ、ＬａＣｌ３、ＬａＢｒ３、ＬａＩ３、ＣｅＢｒ３、ＣｅＩ３、ＬｕＳｉＯ５又はＢａ（Ｂｒ、Ｆ、Ｚ）等が使用されるが、限定されるものではない。また、発光効率を高めるために、各種の賦活剤を添加してもよい。例えばＣｓＩの場合、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものや、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）又はナトリウム（Ｎａ）等の賦活物質を含有することが好ましい。また、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）又はフッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ３）等のタリウム化合物も、賦活剤として使用することができる。
【００７７】
シンチレータ層の形成には、例えば、真空蒸着により、結晶性ＣｓＩ（この場合、臭化タリウム等のタリウム化合物を共蒸着することも可）を蒸着する方法、水に分散させた蛍光体スラリーを基板に塗布する方法を用いることができるが、蛍光体粉末と、エチルセルロースやアクリル樹脂等の有機樹脂バインダーと、テルピネオールやγ−ブチロラクトン等の有機溶媒と混合して作製した蛍光体ペーストをスクリーン印刷又はディスペンサーで塗布する方法が好ましい。
【００７８】
隔壁により区画されたセル内に充填する蛍光体量は、蛍光体が占める体積分率が５０〜１００％であることが好ましい。蛍光体が占める体積分率が５０％より小さいと、入射する放射線を効率的に可視光に変換することができない。入射する放射線の変換効率を上げるためには、隔壁ピッチに対する隔壁高さのアスペクト比を上げることで可視光に変換する効率を向上させることは可能であるが、セルの空間に対して高密度に蛍光体を充填することで、より効率を上げることができるため好ましい。
【００７９】
シンチレータパネルの隔壁及びシンチレータ層と、光検出器との間に形成されることがある接着層は、例えば、熱硬化型又は紫外線硬化型の樹脂からなる透明接着剤により形成できる。このような透明接着剤としては、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂又はエチルセルロース樹脂からなる透明接着剤がより好ましいが、低軟化点ガラスにより接着層を形成しても構わない。また、界面における光散乱を最小限に抑制し、蛍光体の発光光を効率的に光電変換層へと導いて輝度を向上させるため、蛍光体と接着層との平均屈折率の差は、０．５未満であることが好ましい。ここで平均屈折率とは、蛍光体が単一の材料からなる場合には、その材料の屈折率をいう。また、蛍光体が複数種の材料からなる場合には、各々の屈折率の加重平均値をいう。
【００８０】
光電変換層は、例えば、ガラス基板、セラミック基板又は樹脂基板等の絶縁性基板上に、光電増倍管、フォトダイオード、ＰＩＮフォトダイオード等の光検出器を画素として作製し、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）からなるスイッチング素子により、構成することができる。
【００８１】
蛍光体の発光光を効率的に光電変換層へと導くことができることから、シンチレータ層の有機樹脂バインダーの平均屈折率をλ１、光電変換層の平均屈折率をλ２、接着層の平均屈折率をλ３とした場合に、
λ１≦λ３≦λ２
の関係を満たすことが好ましい。
【実施例】
【００８２】
以下に、本発明を実施例により具体的に説明する。ただし、本発明はこれに限定されるものではない。
【００８３】
（隔壁用感光性ペーストの原料）
実施例の感光性ペーストに用いた原料は次のとおりである。
感光性モノマーＭ−１  ：  トリメチロールプロパントリアクリレート
感光性モノマーＭ−２  ：  テトラプロピレングリコールジメタクリレート
感光性ポリマー  ：  メタクリル酸／メタクリル酸メチル／スチレン＝４０／４０／３０の質量比からなる共重合体のカルボキシル基に対して０．４当量のグリシジルメタクリレートを付加反応させたもの（重量平均分子量４３０００、酸価１００）
光重合開始剤  ：  ２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１（ＢＡＳＦ社製「ＩＣ３６９」）。
重合禁止剤  ：  １，６−ヘキサンジオール−ビス［（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］）
紫外線吸収剤溶液  ：  スダンＩＶ（東京応化工業株式会社製）のγ−ブチロラクトン０．３質量％溶液
有機樹脂バインダー  ：  エチルセルロース（ハーキュレス社製）
粘度調整剤  ：  フローノンＥＣ１２１（共栄社化学社製）
溶媒  ：  γ−ブチロラクトン
低融点ガラス粉末：
ＳｉＯ２  ２７質量％、Ｂ２Ｏ３  ３１質量％、ＺｎＯ  ６質量％、Ｌｉ２Ｏ  ７質量％、ＭｇＯ  ２質量％、ＣａＯ  ２質量％、ＢａＯ  ２質量％、Ａｌ２Ｏ３  ２３質量％、屈折率（ｎｇ）：１．５６、ガラス軟化温度５８８℃、熱膨張係数７０×１０−７、平均粒子径２．３μｍ
（隔壁用感光性ペーストの作製）
４質量部の感光性モノマーＭ−１、６質量部の感光性モノマーＭ−２、２４質量部の感光性ポリマー、６質量部の光重合開始剤、０．２質量部の重合禁止剤及び１２．８質量部の紫外線吸収剤溶液を、３８質量部の溶媒に、温度８０℃で加熱溶解した。得られた溶液を冷却した後、９質量部の粘度調整剤を添加して、有機溶液１を作製した。有機溶液をガラス基板に塗布して乾燥することにより得られた有機塗膜の屈折率（ｎｇ）は、１．５５５であった。
【００８４】
次に、６０質量部の有機溶液１に、３０質量部の低融点ガラス粉末及び１０質量部の高融点ガラス粉末を添加した後、３本ローラー混練機にて混練し、隔壁用感光性ペーストを作製した。
【００８５】
（下地用ペーストの作製）
４０質量部のテルピネオール溶液（１０質量％のエチルセルロースを含有）、１５質量部のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、１質量部のアゾビスイソブチロニトリル、４０質量部の低融点ガラス粉末（上記隔壁用感光性ペーストと同じ材料）及び４質量部の酸化チタン粉末を混合及び混練して、熱硬化型の下地用ペーストを作製した。
（反射層用ペーストの作製）
２０重量部のエチルセルロース粉末と、８０重量部のベンジルアルコール樹脂とを混合し、８０℃で４時間加熱撹拌を行い、２０重量％のバインダー樹脂溶液を作成した。
【００８６】
次に、２０重量部のアルミニウム粉末（平均粒子径３．０μｍ）、２０重量部の酸化チタン粉末（平均粒子径０．３μｍ）、５重量部の分散剤（共栄社化学社製）、３５重量部のテルピネオールを分散し、スラリー溶液を得た。これに、２０重量部の上記バインダー樹脂溶液を混合及び混練して、反射層用ペーストを作製した。
（光検出器）
５００ｍｍ×５００ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板（ＡＧＣ旭硝子社製；ＡＮ−１００）上に、屈折率３．５のアモルファスシリコンからなるＰＩＮ型フォトダイオードと、ＴＦＴによって構成される画素サイズ１２５μｍ×１２５μｍの光電変換層とを、マトリックス状に複数個形成した。次に、ＰＩＮ型フォトダイオードにバイアスを印加するバイアス配線、ＴＦＴに駆動信号を印加する駆動配線、ＴＦＴによって転送された信号電荷を出力する信号配線等のＡＬからなる、配線部を形成して、光検出器を作製した。
【００８７】
（実施例１）
５００ｍｍ×５００ｍｍ×厚さ０．５ｍｍのガラス基板（ＡＧＣ旭硝子社製；ＡＮ−１００）上に、下地用ペーストを１５μｍバーコーターで塗布し、１５０℃で３０分間乾燥及び加熱硬化させて、厚さ１２μｍの下地ペースト膜を形成した。次に、隔壁用感光性ペーストを乾燥後の厚さが５００μｍになるように、ダイコーターで塗布し、１２０℃で３０分乾燥して、１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【００８８】
次に、所望の補助隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ２５０μｍ、線幅８μｍのストライプ開口部を有するクロムマスク）を介して、１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を超高圧水銀灯で７００ｍＪ／ｃｍ２で露光した。
【００８９】
露光した１層目の感光性ペースト塗布膜上に、１層目と同じ隔壁用感光性ペーストを乾燥後の厚さが１００μｍになるように、ダイコーターで塗布した後、１２０℃で３０分乾燥して、２層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【００９０】
次に、所望の主隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ１２５μｍ、線幅８μｍのストライプ開口部を有するクロムマスク）を、１層目に形成した補助隔壁パターンに対して垂直に配置して、１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜と２層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜とを同時に超高圧水銀灯で８００ｍＪ／ｃｍ２で露光した。
【００９１】
露光後の隔壁用感光性ペースト塗布膜を、０．５％のエタノールアミン水溶液中で現像し、未露光部分を除去して、格子状の隔壁用感光性ペースト塗布膜パターンを形成した。さらに５８５℃で１５分間、空気中で隔壁用感光性ペースト塗布膜パターンを焼成し、その表面にＰ１が１２５μｍ、Ｌ１が１０μｍ、Ｌ２が２０μｍ、Ｈ１が４００μｍの主隔壁と、Ｐ２が２５０μｍで、Ｌ１が９μｍ、Ｌ２が２０μｍ、Ｈ２が３２０μｍの補助隔壁とからなる、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの大きさの格子状の隔壁が形成された基板を作製した。
【００９２】
次に、バッチ式スパッタリング装置（アルバック社製；ＳＶ−９０４５）を用いて、主隔壁及び補助隔壁の全面にアルミ反射層を形成した。なお、主隔壁頂部付近におけるアルミ反射層の厚さは、３００ｎｍになるようにした。
【００９３】
次に、粒径６μｍ、屈折率２．２の酸硫化ガドリニウム粉末Ｇｄ２Ｏ２Ｓ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を、屈折率１．５のエチルセルロースと混合した後、主隔壁により区画された空間に充填し、蛍光体充填率９８％のシンチレータパネルを作製した。
【００９４】
次に、シンチレータパネルの上に、厚さ１０μｍのホットメルト樹脂からなる接着層を形成した後、シンチレータパネルが湾曲しないようにしながら、光検出器を、シンチレータパネルの主隔壁が光検出器の光電変換層の間に位置するようにして、シンチレータパネル上の接着層に重ねた。このように、シンチレータパネルと光検出器とを接着層を介して重ねた状態で、１２０℃の真空プレス装置で加熱真空引きし、接着層内の気泡を除去してから室温まで冷却し、接着層が硬化させて放射線検出装置を作製した。形成された接着層の平均屈折率は、１．６であった。
【００９５】
次に、電圧８０ｋＶｐのＸ線を、光検出器の裏面（光電変換層が形成されていない面）から照射し、光電変換層を通過しシンチレータ層から放射された光の発光量を光電変換層で検出及び測定をし、その測定値を輝度とした。また、光電変換層で検出して得られたＸ線画像データを、コンピュータで解析し、得られたＸ線画像の鮮鋭度を算出した。これら値は、隔壁のない蛍光体ベタ膜（比較例３で作製するシンチレータパネルに相当）を１００とした時の、相対値で表した。その結果、輝度は９６、鮮鋭度は１５３であり、何れも良好な値であった。
【００９６】
（実施例２）
実施例１と同じ方法で、ガラス基板上に下地ペースト膜及び１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【００９７】
次に、所望の補助隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ３６０μｍ、線幅１３μｍのストライプ開口部を有するクロムマスク）を介して、実施例１と同じ条件で露光した。露光した１層目の感光性ペースト塗布膜上に、実施例１と同じ方法で、２層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【００９８】
次に、所望の主隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ１１０μｍと１３０μｍとが交互に繰り返される、線幅８μｍのストライプ開口部を有するフォトマスク）を、実施例１と同じように、補助隔壁パターンに対して垂直に配置して、露光および現像して、格子状の隔壁用感光性ペースト塗布膜パターンを形成した。さらに５９５℃で１５分間、空気中で感光性ペースト塗布膜パターンを焼成し、その表面にＰ１が１１０μｍと１３０μｍ、Ｌ１が１０μｍ、Ｌ２が２０μｍ、Ｈ１が３８０μｍの主隔壁と、Ｐ２が３６０μｍで、Ｌ１が１５μｍ、Ｌ２が２４、Ｈ１が３００μｍの補助隔壁とからなる、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの大きさの格子状の隔壁が形成された基板を作製した。
【００９９】
次に、反射層用ペーストをディスペンス塗布した後、１６０℃で２０分間乾燥させた。その後、粘着テープ（住友スリーエム株式会社製）を用いて、顕微鏡観察をしながら、隔壁頂部に付着している反射層用ペーストの除去を行った。
【０１００】
次に、実施例１と同じ方法で蛍光体を充填してシンチレータパネルを作製し、光検出器と重ね合わせて、放射線検出装置を作製した。
【０１０１】
この放射線検出装置を実施例１と同じ方法で評価したところ、輝度は９８、鮮鋭度は１３３であり、何れも良好な値であった。
【０１０２】
（比較例１）
実施例１と同じ方法で、ガラス基板上に下地ペースト膜及び１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を作製した。
【０１０３】
次に、所望の補助隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ１００μｍ、線幅１０μｍのストライプ開口部を有するクロムマスク）を介して、実施例１と同じ条件で露光した。露光した１層目の感光性ペースト塗布膜上に、実施例１と同じ方法で、２層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【０１０４】
以降、実施例１と同じ方法で露光、現像及び焼成をし、その表面にＰ１が１２５μｍ、Ｌ１が１０μｍ、Ｌ２が２０μｍ、Ｌ１が４００μｍの主隔壁と、Ｐ２が１００μｍで、Ｌ１が１３μｍ、Ｌ２が２４μｍ、Ｌ１が３２０μｍの補助隔壁とからなる、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの大きさの格子状の隔壁が形成された基板を作製した。
【０１０５】
次に、実施例１と同じ方法で反射層形成及び蛍光体充填をしてシンチレータパネルを作製し、光検出器と重ね合わせて、放射線検出装置を作製した。
【０１０６】
この放射線検出装置を実施例１と同じ方法で評価したところ、輝度が５６、鮮鋭度が７６であり、大幅な劣化が発生した。
【０１０７】
（比較例２）
実施例１と同じ方法で、ガラス基板上に下地ペースト膜及び１層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した後、露光はせずに、実施例１と同じ方法で２層目の隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
【０１０８】
次に、所望の隔壁パターンに対応する開口部を形成したフォトマスク（ピッチ１２５μｍ、線幅８μｍのストライプ開口部を有するフォトマスク）を介して、実施例１と同じ条件で露光した。
【０１０９】
以降、実施例１と同じ方法で現像及び焼成をし、その表面にＰ１が１２５μｍ、Ｌ１が１０μｍ、Ｌ２が２０μｍ、Ｌ１が４００μｍで、４８０ｍｍ×４８０ｍｍの大きさのストライプ状の主隔壁が形成された基板を作製した。しかしながら、主隔壁には部分的に蛇行が発生しており、隔壁が傾いている箇所が散見された。
【０１１０】
次に、実施例１と同じ方法で、反射層形成及び蛍光体充填をしてシンチレータパネルを作製し、光検出器と重ね合わせて、放射線検出装置を作製した。
【０１１１】
この放射線検出装置を実施例１と同じ方法で評価したところ、主隔壁のよれが発生した箇所で、輝度が６７、鮮鋭度が６５であり、大幅な劣化が発生した。
【０１１２】
（比較例３）
シンチレータパネルに隔壁を形成せず、蛍光体ベタ膜を形成した以外は、実施例１と同じ方法で放射線検出装置を作製した。
【０１１３】
以上の評価結果より、本発明のシンチレータパネルを利用した放射線検出装置は、発光輝度が高く、高精細な画像が実現可能であることが分かる。
【符号の説明】
【０１１４】
１    放射線検出装置
２    シンチレータパネル
３    光検出器
４    シンチレータパネル側基板
５    放射線遮蔽層
６Ａ  主隔壁
６Ｂ  補助隔壁
７    蛍光体（シンチレータ層）
８    反射層
９    光電変換層
１０  光検出器側基板
１１  接着層
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、医療診断装置、非破壊検査機器等に用いられる放射線検出装置に用いられるシンチレータパネルとして有用に利用できる。
【図１】
2014106021.tif 000003
【図２】
2014106021.tif 000004
【図３】
2014106021.tif 000005
【図４】
2014106021.tif 000006