(57)【要約】【課題】  蒸着による蛍光体層のスプラッシュ欠陥を従来の保護層により覆った場合に発生する光反射層のピンホールが、光電変換素子に入射する光量が部分的に低下しＸ線透過画像における欠陥となる問題があった。さらに従来の蒸着によって形成された有機保護膜および反射膜からなる保護層の場合、これら工程に必要な時間が非常に多くなること、さらに有機保護膜は特殊な材料を使用することから、これらの２層を形成する価格は非常に高価となってしまうという問題があった。【解決手段】  蛍光体層上に光反射性微粒子を含有した樹脂からなる保護層７を形成することにより、光反射機能と防湿機能を備えた保護層を１層かつ蛍光体の柱状結晶の柱間に埋め込む形状で保護層を形成することができるため、安価で欠陥のない放射線検出装置を提供できる。【選択図】  図１
2006153707.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも、光を電気信号に変換する複数の光電変換素子からなる光検出器と蛍光体層からなる放射線検出装置において、該蛍光体層上にハードコート層が形成され、該ハードコート層の鉛筆硬度が４Ｈ以上であることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
該蛍光体層上に熱可塑性樹脂からなる保護層を介して該ハードコート層が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
該ハードコート層がＵＶ硬化型アクリル樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
該ハードコート層がＵＶ硬化型シリコーン樹脂からなることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置に関し、特に、Ｘ線撮影などに用いられる放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線を光に変換する蛍光体層を有する放射線増感紙と感光層を有する放射線フィルムからなる放射線検出装置が一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。
【０００３】
しかし、最近、蛍光体層からなるシンチレータと２次元に配置された光電変換素子からなる光検出器とからなるデジタル放射線検出装置が開発されている。このデジタル放射線検出装置は、得られるデータがデジタルデータであるため画像処理が容易であり、ネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデータの共有化が図れ、画像デジタルデータを光磁気ディスク等に保存すればフィルムを保存する場合に比べ保存スペースを著しく減少でき、過去の画像の検索が容易にできる利点がある。この際に患者の被爆線量を低減させるためには、高感度で高鮮鋭な特性を有するデジタル放射線検出装置が必要とされる。
【０００４】
上記デジタル放射線検出装置としては、光検出器上に順次、柱状結晶構造をなす蛍光体層、熱ＣＶＤで形成されたポリパラキシリレン樹脂からなる保護層、光反射性金属形成された光反射層、前述の保護層を積層したデジタル放射線検出装置が開示されている。（例えば、特許第３４０５７０６号公報参照）
また、蛍光体層の保護層としては、上記以外に、セルロース系樹脂、ポリメチルメタクリレート、フッ素系樹脂等の材料を用いた保護層が知られている。（例えば、実公平５−１６５５９号公報参照）
以下、図４により従来のデジタル放射線検出装置について説明する。
【０００５】
図４は、従来のデジタル放射線検出装置の断面図である。
【０００６】
図４は、１はガラス基板などの絶縁性を有する光検出器用基板、２は例えばアモルファスシリコンよりなる半導体薄膜を用いた光電変換素子であり、この光電変換素子間隙３には光電変換素子からの電荷の読み出しを制御するＴＦＴ等の半導体素子及び配線が配置され、４は光検出器内部の半導体素子を保護する光検出器保護層であり、これらによって光検出器５を構成し、その上に柱状結晶からなるＴｌをドーピングしたＣｓＩ蛍光体層６、蛍光体層の保護のための熱ＣＶＤで形成された厚さ１０μｍ程度のポリパラキシリレン樹脂からなる有機層１１、蒸着により形成された厚さ０．２μｍ程度のアルミニウム金属薄膜による光反射層１２、及び光反射層の保護のため熱ＣＶＤで形成された有機層１３が順次積層されている断面図である。
【０００７】
このように光検出器の上に、蒸着方法によって形成された柱状結晶からなる蛍光体層、熱ＣＶＤで形成された有機層、蒸着で形成された光反射層、熱ＣＶＤで形成された有機層を順次積そうされて構成された放射線検出装置が知られている。
【特許文献１】特許第３４０５７０６号公報（第６頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、平面状に形成された光電変換素子の表面に形成された柱状結晶の蛍光体を蒸着法で作製した場合には、柱状結晶の異常成長および蒸着時の突沸によるスプラッシュと呼ばれる突起状の欠陥が発生する。
【０００９】
このスプラッシュの突起の大きさは、大きいもので直径３００μｍ、高さ１００μｍの大きさになる。この突起欠陥を蛍光体層上部から加圧等の方法でリペアをすることが知られているがリペアを施しても突起の高さは０にはならずに最大３０μｍ程度の欠陥として残る。
【００１０】
このような突起状の欠陥が存在する蛍光体層の上面に１０μｍ厚さの有機薄膜と蒸着による０．２μｍ厚さの金属薄膜を形成した場合、突起欠陥の周囲には上記金属薄膜が形成されない部分（以下、光反射層のピンホール  と称する）が発生する。これは蒸着、スパッタ法等の真空成膜では金属蒸気や分子が直線的に進むため被着体に突起が存在するとその影の部分には金属薄膜が形成することができないためである。
【００１１】
この光反射層のピンホールは、蛍光体層で発生した光を反射しない領域となり、光電変換素子に入射する光量が部分的に低下し、それに伴い光電変換後の電気出力もその部分が低下しＸ線透過画像における欠陥となる問題があった。
【００１２】
さらに、蛍光体の表面に１０μｍ程度の厚さの熱ＣＶＤで形成された有機層と０．２μｍ程度の厚さの蒸着によるアルミニウム等の光反射性金属からなる光反射層を形成した場合、有機保護膜および反射膜共に真空成膜により形成されるため、これら工程に必要な時間が非常に大きくなること、さらに真空成膜に使用する有機膜の材料は特殊な材料を使用することから、これらの２層を形成する価格は非常に高価となってしまうという問題があった。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、本発明の保護層は、光反射性微粒子を含む熱可塑性樹脂を柱状結晶からなる蛍光体層上に積層することにより、蛍光体層の突起状欠陥の周辺部分で発生する光反射層のピンホールをなくすことができるため、光反射層の光反射が欠落することなく行うことができ、Ｘ線透過画像を得たときに光反射層のピンホールに起因する欠陥をなくすことができる。
【００１４】
また、蛍光体の耐湿機能と光反射機能を共に備えた１層からなる保護層を用いることにより安価な放射線検出装置を提供できる。
【００１５】
さらに、本発明の放射線検出装置の製造方法を用いることにより、本構成の放射線検出装置を最も簡便に低価格で作製することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施形態の放射線検出装置の断面図である。図１は、１〜４からなる光検出器５と、その上に柱状結晶からなる蛍光体層６及び保護層７が積層されている図である。
【００１８】
図２は、図１のシンチレータのＡ部を拡大した断面を示し、スプラッシュ欠陥８を含む柱状結晶の蛍光体層とそれを覆う保護層７を模式的に示した図である。
【００１９】
図１において、１はガラス基板などの絶縁性を有する光検出器用基板、２は例えばアモルファスシリコンよりなる半導体薄膜を用いた光電変換素子であり、この光電変換素子間隙３には光電変換素子からの電荷の読み出しを制御するＴＦＴ等の半導体素子及び配線が配置され、４は光検出器内部の半導体素子を保護する光検出器保護層であり、これらによって光検出器５を構成している。
【００２０】
この際、光電変換素子２は、それぞれ１００〜２００μｍ角の大きさで２０〜６０μｍ程度の間隙で配置している。
【００２１】
また、６は放射線を光に変換する柱状結晶からなる蛍光体層で、７は蛍光体層の防湿機能と光反射機能を備えた保護層である。
【００２２】
蛍光体層６は、柱状結晶をなすものが発光量と鮮鋭度の特性が良好であるために高感度な蛍光体として好ましく使用でき、例えば、ＴｌドープしたＣｓＩ、ＮａドープのＣｓＩがあげられる。
【００２３】
このＴｌドープＣｓＩ（以下、ＣｓＩ：Ｔｌと記す）蛍光体は、抵抗加熱の真空蒸着法により形成でき、真空中でＣｓＩとＴｌＩの２種の蒸着ポートを同時に加熱することによってＴｌのドーピングが可能となる。
【００２４】
蛍光体層６を蒸着により形成すると、図２の８に示すスプラシュである突起欠陥が発生する。この突起欠陥をカバーすることができる膜厚で光反射性微粒子を含有した樹脂を積層することにより、蛍光体層上の突起欠陥をピンホール無く覆うように形成することができ、図２に示すように蛍光体層のスプラッシュ部分を抜けなくカバーすることができる。
【００２５】
本発明の保護層７として、以下の材料と製法があげられる。
【００２６】
保護層に使用する光反射性微粒子としては、金、銀、アルミニウム、ニッケル等の金属微粒子、酸化チタン、酸化珪素、酸化アルミニウム等の金属酸化物が使用できるが、金属微粒子の場合は腐食の可能性があるため金属酸化物の方が好ましい。
【００２７】
上記反射性微粒子の直径としては、柱状結晶の蛍光体層の柱径が通常１〜１０μｍ程度であり、その間隙に埋め込まれることができ、かつ直径５０μｍ〜３００μｍ程度、高さが最大３０μｍ程度の上記突起欠陥の間隙を隙間無く覆うためには、粒子の直径は２μｍ以下であれば可能である。
【００２８】
保護層に使用する樹脂としては、光透過性が高く、蛍光体層との密着性がよく、蛍光体層に悪影響を及ぼさない材料が好ましく、特に、熱可塑性樹脂からなる接着剤、例えば酢酸ビニル、エチレン、アクリル酸、アクリルアミド等のビニルモノマーの重合体及び／又は共重合体、ポリアミド、ポリエステル等の樹脂が挙げられる。特にホットメルト型接着剤、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体やエチレン−アクリル酸共重合体は透明性が高く熱ラミネートが容易であるため好ましい。
【００２９】
これらの光反射性微粒子と熱可塑性樹脂からなる保護層は、熱可塑性樹脂１００重量部に対し、光反射性微粒子を５〜２０重量部の割合で混合することによって、高光反射率と耐湿性が同時に得られる。
【００３０】
この保護層の厚さとしては、光反射性、防湿性及び突起欠陥のカバーリング性が所望の特性を有すれば使用でき、材料によるが、例えば、３０〜１００μｍの厚さであれば光反射性と耐湿性の各特性が満足できる。
【００３１】
上記保護層を蛍光体層上に形成する製造方法としては、溶剤を加えるまたは熱により溶融し溶液状にして塗布する方法、シート成型物を熱により一部または全部を溶融し溶着する方法が可能であるが、生産性を考慮すると、熱による溶着方法、例えば、熱プレスまたは熱ローラーによる熱プラス圧力によって蛍光体層上に貼り合わせる方法が最も安価に本発明の放射線検出装置が作製することができる。
【００３２】
上記保護層７の上に、さらに必要に応じて、製造途中工程または製品としての耐摩耗性を得るための耐摩耗層、更なる耐湿性を得るための防湿層、電磁波を遮断するための電磁遮断層等の従来知られている構成を配置することが可能である。
【実施例１】
【００３３】
図１、２に示す放射線検出装置の作製方法を以下に述べる。
【００３４】
厚さ１．０ｍｍ、大きさ５００ｍｍ角の光検出器用基板１である無アルカリガラス基板上に、アモルファスシリコン光電変換素子２とＴＦＴ等の電気素子からなる光電変換間隙３を形成し、その上にＳｉＮｘよりなる半導体保護膜４を形成して光検出器５を作製した。
【００３５】
次に、光検出器を、蒸着装置の基板ホルダーに配置し、２カ所の蒸着ボートに沃化セシウム（以下、ＣｓＩ）と沃化タリウム（以下、ＴｌＩ）をそれぞれ配置し、厚さ５００μｍとなるように従来と同様に蒸着し蛍光体層６を得た。
【００３６】
次に、蛍光体層６の熱処理を行った。条件としては、クリーンオーブン中に窒素雰囲気下で２５０℃、２時間、加熱した。
【００３７】
次に、保護層７として、平均粒径０．２μｍの酸化チタン微粒子をエチレン−アクリル酸共重合体に１５ｗｔ％の割合で混合し、ダイコーターによって厚さ５０μｍのフィルム状に形成した。
【００３８】
次に、保護層７を耐摩耗層として用意した厚さ５０μｍのポリエチレンテレフタレート（以下、ＰＥＴと称する）フィルムに熱ロールラミネーターにより熱溶着した。その際の熱ロールの温度は、１３０℃とした。
【００３９】
上記保護層７と耐摩耗層であるＰＥＴフィルムを熱ロールラミネーターにより蛍光体層上に熱溶着した。その際の熱ロールの温度は、１３０℃とした。
【００４０】
このＰＥＴフィルムは耐湿層としても機能する。
【００４１】
最後に、光検出器にＴＦＴを駆動する信号を出力するドライバーＩＣと光電変換された電気信号を取り出すためのアンプＩＣとを接続することで放射線検出装置とした。
【実施例２】
【００４２】
図３に示す放射線検出装置の作製方法を以下に述べる。
【００４３】
実施例１と同様に光検出器、蛍光体層を形成した。
【００４４】
次に、保護層７として、平均粒径０．１μｍの酸化珪素微粒子をエチレン−アクリル酸共重合体に１５ｗｔ％の割合で混合し厚さ５０μｍのフィルムに形成した。
【００４５】
上記保護層となる反射性微粒子含有熱可塑性樹脂フィルムを片面に離型処理された厚さ５０μｍのＰＥＴフィルムを離型処理された面を保護層側に配置し、同時に熱ロールラミネーターにより蛍光体層上に熱溶着した。その際の熱ロールの温度は、１３０℃とした。
【００４６】
その後、上記の離型処理されたＰＥＴフィルムを剥離した。
【００４７】
次に、上記保護層上に電磁シールド層として４０μｍのアルミニウム金属膜９が５０μｍ厚さのＰＥＴフィルム１０に接着された電磁シールド層を保護層上に再度上記と同一の条件で熱溶着した。
【００４８】
この電磁シールド層は防湿効果も高いことから追加の防湿層も兼ねている。
【００４９】
最後に、光検出器にＴＦＴを駆動する信号を出力するドライバーＩＣと光電変換された電気信号を取り出すためのアンプＩＣとを接続することで放射線検出装置とした。
【図面の簡単な説明】
【００５０】
【図１】本発明の実施形態の放射線検出装置の断面図である。
【図２】本発明の実施例１の放射線検出装置の断面を拡大した図である。
【図３】本発明の実施例２の放射線検出装置の断面を拡大した図である。
【符号の説明】
【００５１】
１  ガラス基板などの絶縁性を有する光検出器用基板
２  光電変換素子
３  光電変換素子間隙
４  光検出器保護層
５  光検出器５
６  放射線を光に変換する柱状結晶からなる蛍光体層
７  蛍光体層の防湿機能と光反射機能を備えた保護層
８  スプラシュである突起欠陥
９  電磁シールド機能を有する金属層
１０  樹脂フィルム
１１  有機蒸着層
１２  光反射層
１３  有機蒸着層
【図１】
2006153707.tif 000003
【図２】
2006153707.tif 000004
【図３】
2006153707.tif 000005