(57)【要約】【課題】厚膜化による影響を受けにくく、輝度、ＭＴＦが高く、しかもノイズも低減されたシンチレータパネルを提供する。【解決手段】シンチレータ層と非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し設置された構造を有するシンチレータ部材、および放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器を具備し、上記シンチレータ部材の放射線の入射側に設けられてなることを特徴とするシンチレータパネル。【選択図】図１
2018146254.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シンチレータ層と非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し設置された構造を有するシンチレータ部材、および放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器を具備し、該検出器が上記シンチレータ部材の放射線の入射側に設けられてなることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの距離をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に繰り返し設置された構造の1組のシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に合わせた厚さをa2としたときに、
L2＞a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
位相コントラスト像を撮像することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに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、タルボ・システムなどに好適な新規なシンチレータパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
現在、Ｘ線画像診断では、Ｘ線の物体透過後の減弱を画像化する吸収画像が用いられている。一方でＸ線は電磁波の一種であることから、この波動性に着目し、Ｘ線物体透過後の位相の変化を画像化する試みが近年なされてきた。これらはそれぞれ吸収コントラストと位相コントラストと呼ばれる。この位相コントラストを用いた撮影技術は、従来の吸収コントラストと比較して、軽元素への感度が高いことから、これが多く含まれる人体の軟部組織への感度が高いと考えられている。
【０００３】
しかしながら、従来の位相コントラスト撮影技術は、シンクロトロンＸ線源や微小焦点Ｘ線管を用いる必要があったため、前者は巨大な施設が必要であること、後者は人体を撮影する為に十分なＸ線量が確保できないことから、一般医療施設での実用は難しいと考えられていた。
【０００４】
この課題を解決するために、従来から医療現場で用いられるＸ線源を用いて位相コントラスト画像を取得することができる、Ｘ線タルボ・ロー干渉計を用いた、Ｘ線画像診断（タルボ・システム）が期待されている。
【０００５】
タルボ・ロー干渉計は、図５に示されるように、医療用Ｘ線管とＦＰＤの間にＧ０格子、Ｇ１格子、Ｇ２格子が各々配置され、被写体によるＸ線の屈折をモアレ縞として可視化するものである。上部に配置されたＸ線源から縦方向にＸ線が照射され、Ｇ０、被写体、Ｇ１、Ｇ２を通って画像検出器に到達する。
格子の製造方法としては、例えば、Ｘ線透過性の高いシリコンウェハをエッチングして格子状の凹部を設け、その中にＸ線遮蔽性の高い重金属を充填する方法が知られている。
【０００６】
しかしながら、上記方法では、入手できるシリコンウェハのサイズやエッチング装置の制約等により大面積化が困難であり、撮影対象は小さな部位に限定される。また、エッチングによってシリコンウェハに深い凹部を形成するのは容易でない上に、凹部の奥まで金属を均一に充填することも難しいため、Ｘ線を充分遮蔽するだけの厚みを有する格子は作製困難である。このため、特に高圧撮影条件ではＸ線が格子を透過してしまい良好な画像を得ることが出来ない。
【０００７】
そこで、シンチレータに格子機能を付与し、スリット状に発光させるスリットシンチレータが着目されている。
たとえば、Applied Physics Letter 98, 171107(2011)の「Structured scintillator for x-ray grating interferometry」(Paul Scherrer Institute(PSI))」には、シリコンウェハをエッチングして作製した格子の溝に蛍光体（ＣｓＩ）を充填した格子形状のシンチレータが開示されている。
【０００８】
しかしながら、上記方式では、前述のＧ２格子の作製方法と同じくシリコンウェハを使用しているため、シリコンウェハ起因の課題である面積の制約や厚膜化が困難な状況は改善されていない。さらに、ＣｓＩの発光がシリコン格子の壁面での衝突を繰り返すうちに減衰し、輝度が低下するといった新たな課題も発生している。また、依然として高圧撮影条件ではX線が格子を透過してしまい良好な画像を得ることが出来ないという課題はあった。
このため撮影部位に制約がなく、厚みある被写体の撮影も可能な新たなシンチレータの出現が望まれていた。
【０００９】
そこで、本発明者らは、格子形状を有するシンチレータとして、シンチレータ層と非シンチレータ層との積層体から構成されるスリット構造を有するシンチレータに着目した。スリット構造を有するシンチレータは、照射されたＸ線はシンチレータ層内で発光し、一方、非シンチレータ層内をＸ線は通過し、発光をセンサーにて検出するように構成される。
【００１０】
しかしながら、このようなスリット構造のシンチレータは、構造上、非シンチレータ層がシンチレータ層と交互に存在するため、通常シンチレータ量が１／２になり、輝度が低いという問題点があった。輝度を高めるためには、区画化シンチレータ自体を厚膜化する必要があるが、厚膜化すると、積層体作製時にシンチレータ層と非シンチレータ層との界面での歪み、凹凸、波状変形などの構造ゆらぎが生じる。
【００１１】
Ｘ線は、非シンチレータ層を通過するため、構造ゆらぎ部分の非シンチレータ層に侵入したシンチレータ層の発光などを原因にノイズが発生し、正しく発光した正信号が小さくなり、誤信号の量は変化しないものの、結果として、誤信号の割合が増える。また、Ｘ線等の放射線を発する線源は一般に点波源であるため、Ｘ線が斜めに入射し、周辺領域では、非シンチレータ層を斜めに透過したＸ線によって、目的とする位置と異なるシンチレータ層も発光し、しかも斜めに入射されるため、シンチレータ層の発光が広くなってしまうという、いわゆるＸ線ケラレが生じてしまい、正信号が少なく、誤信号を大きくなるという問題も懸念される。
【００１２】
シンチレータの厚膜化技術として、たとえば、特開２０１６−８５１７５号公報（特許文献１）には、隔壁によりシンチレータを複数の区画に分割した区画化シンチレータにおいて、高さ方向に積層することが提案されている。すなわち製造誤差の少ない薄膜の区画化シンチレータを積層して厚膜する技術である。しかしながら、特許文献１の記載では、高精度に積層することに手間がかかる上に、積層時にズレが生じる可能性がある。さらに、厚くしただけでは、依然として、前記したX線のケラレという問題は回避できない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１３】
【特許文献１】特開２０１６−８５１７５号公報
【非特許文献】
【００１４】
【非特許文献１】Applied Physics Letter 98, 171107(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
このように、スリット構造を有するシンチレータを厚膜化すると、ＭＴＦが低下したり、製造誤差が大きくなり、Ｘ線ケラレが上昇するなど大きな影響を及ぼす。
このため本発明の課題は、厚膜化による影響を受けにくく、輝度、ＭＴＦが高く、しかもノイズも低減されたシンチレータパネルを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
このような状況の下、本発明者らは、上記課題を解決すべく鋭意検討した結果、センサーから離れたシンチレータでの発光では、厚膜化すると、上記問題点（構造ゆがみや点波源）の影響が大きく、センサー近辺の正誤信号比が支配的にタルボ・システムにおけるシンチレータ性能に大きく及ぼしていることを見出した。
【００１７】
そして、シンチレータパネルの構成を見直し、センサーなどの検出器を、シンチレータパネルにおける放射線の入射側に設置することで、上記課題をいずれも解決できることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００１８】
本発明の構成は以下の通りである。
［１］シンチレータ層と非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し設置された構造を有するシンチレータ部材、および放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器を具備し、検出器が上記シンチレータ部の放射線の入射側に設けられてなることを特徴とするシンチレータパネル。
［２］シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことを特徴とする［１］のシンチレータパネル。
［３］放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの距離をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に繰り返し設置された構造の1組のシンチレータ層と非シンチレータ層を略平行方向に合わせた厚さをa2としたときに、
L2＞a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする［１］のシンチレータパネル。
［４］位相コントラスト像を撮像することを特徴とする[1]〜［３］のいずれかに記載のシンチレータパネル。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、シンチレータの大面積化や厚層化が可能であり、輝度、ＭＴＦが高く、しかもＸ線ケラレなどによるノイズも低減される。本発明のシンチレータパネルは、タルボ・システムに好適に使用することが可能である。
【００２０】
このため、本発明のシンチレータパネルは、高圧撮影も可能となり、胸腹部、大腿部、肘関節、膝関節、股関節などの厚みある被写体の撮影も可能となる。
従来、軟骨の画像診断では、ＭＲＩが主流であり、大がかりな機材を使うため撮影コストが高く、撮影時間も長いという欠点もあった。これに対し、本発明によれば、より低コストでスピーディーなＸ線画像で、軟骨、筋腱、靭帯などの軟部組織や、内臓組織を写すことができる。このため、関節リュウマチ、変形性膝関節症等の整形外科疾患や、乳がんをはじめ、柔らかい組織の画像診断などへ、広く応用が期待できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明にかかるシンチレータパネルの一態様の概略図である。
【図２】本発明にかかるシンチレータパネルを含むタルボ・シンチレータの概略構成図である。
【図３】厚さL1、a1、L2、およびa2の関係を示す模式図である。
【図４】光電変換素子を組み合わせた一態様の概略図である。
【図５】タルボ・シンチレータの概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
本発明のシンチレータパネルについて説明する。
本発明にかかるシンチレータパネルは、図１および２に示されるように、Ｘ線を受けて発光される機能を有するシンチレータ層と、非シンチレータ層が、放射線の入射方向に対して略平行方向に繰り返し積層された構造を有する積層型のシンチレータ部材と、放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器とを具備し、検出器が上記シンチレータパネルの放射線の入射側に設置されることを特徴とする。放射線によるシンチレータの発光を、検出器を介して電気信号に変換しデジタル画像を取得することが出来る。
【００２３】
略平行とは、ほぼ平行あり、完全に平行でも多少の傾斜があっても略平行の範疇に含まれる。
一対のシンチレータ層と非シンチレータ層の入射方向に対して垂直方向の厚さ、すなわち積層方向の厚さ（以下、積層ピッチ）は、およびシンチレータ層と非シンチレータ層の積層方向の厚さの比率（以下、duty比）はタルボ干渉条件より導かれるが、一般的には、積層ピッチは０．５〜５０μｍ、duty比は３０／７０〜７０／３０であることが好ましい。積層ピッチの繰り返し積層数は、充分な面積の診断画像を得るために１，０００〜５００，０００層であることが好ましい。
【００２４】
本発明にかかるシンチレータパネルを構成するシンチレータ部材の厚さに関して、以下の態様によって定義される。
一つ態様として、シンチレータ部材の放射線入射方向の厚さが、50μmより大きいことが好ましい。
【００２５】
厚さが50μm以下の薄膜では、得られるシンチレータパネルのノイズは少ないが、輝度も低くなる。また検出器を入射側に設ける効果が、出射側に設ける効果と大きくかわらない。これに対し、厚さを50μmより大きい厚膜にすると、輝度を高くできる。厚膜化に伴い、ノイズが多くなるが、本発明では入射側に検出器を設けるので、ノイズの影響を少なくでき、正信号を多くすることができる。なお、光検出器は照射されるＸ線に影響を及ぼさず、Ｘ線は透過できる。
【００２６】
また、一つの態様として、図３に示されるように放射線照射装置と該シンチレータパネルまでの垂直に入射する最短距離（撮影距離）をL1、放射線照射装置から放射線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルに放射線が照射しうる最端部までの距離をa1、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さをL2、一対のシンチレータ層と非シンチレータ層の入射方向に対して垂直方向に合わせた厚さ（積層ピッチ）をa2としたときに、
L2＞a2/a1×L1
を満たすことを特徴とする。
【００２７】
図３において、θ１＞θ2の場合、Ｘ線を照射していないシンチレータ層が発光するので、
ｔａｎθ１＞ｔａｎθ２
ａ１／Ｌ１＞ａ２／Ｌ２
Ｌ２＞ａ２／ａ１×Ｌ１
すなわち、シンチレータ部の膜厚（Ｌ２）がａ２／ａ１×Ｌ１より大きくなるとノイズ発生となるが、本発明のように、入射側に検出器を設けるので、ノイズの影響を少なくでき、正信号を多くすることができる。なお、光検出器は照射されるＸ線に影響を及ぼさず、Ｘ線は透過できる。
【００２８】
このような厚さのシンチレータ部材と、検出器の光源側への配置とを組み合わせることで、本発明では厚膜化可能であるとともに、製造誤差自体も少なく、Ｘ線ケラレも非常に少ない。このため、厚膜化による影響を受けにくく、輝度、ＭＴＦが高く、ノイズも低減されたシンチレータパネルが得られる。
【００２９】
シンチレータ部材
本発明におけるシンチレータ層とはシンチレータを主成分として含有する層であり、シンチレータ粒子を含有することが好ましい。
本発明に係るシンチレータとしては、Ｘ線などの放射線を可視光などの異なる波長に変換することが可能な物質を適宜使用することが出来る。具体的には、「蛍光体ハンドブック」（蛍光体同学会編・オーム社・１９８７年）の２８４頁から２９９頁に至る箇所に記載されたシンチレータ及び蛍光体や、米国Ｌａｗｒｅｎｃｅ Ｂｅｒｋｅｌｅｙ Ｎａｔｉｏｎａｌ ＬａｂｏｒａｔｏｒｙのＷｅｂホームページ「Ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｉｏｎ Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ（ｈｔｔｐ：／／ｓｃｉｎｔｉｌｌａｔｏｒ．ｌｂｌ．ｇｏｖ／）」に記載の物質などが考えられるが、ここに指摘されていない物質でも、「Ｘ線などの放射線を可視光などの異なる波長に変換することが可能な物質」であれば、シンチレータとして用いることが出来る。
【００３０】
具体的なシンチレータの組成としては、以下の例が挙げられる。まず、
基本組成式（Ｉ）：ＭIＸ・ａＭIIＸ'2・ｂＭIIIＸ''3：ｚＡ
で表わされる金属ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
【００３１】
上記基本組成式（Ｉ）において、ＭIは１価の陽イオンになり得る元素、すなわち、リチウム（Ｌｉ）、ナトリウム（Ｎａ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、セシウム（Ｃｓ）、タリウム（Ｔｌ）および銀（Ａg）などからなる群より選択される少なくとも１種を表す。
【００３２】
ＭIIは２価の陽イオンになり得る元素、すなわち、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）、ニッケル（Ｎｉ）、銅（Ｃｕ）、亜鉛（Ｚｎ）およびカドミウム（Ｃｄ）などからなる群より選択される少なくとも１種を表す。
【００３３】
ＭIIIは、スカンジウム（Ｓｃ）、イットリウム（Ｙ）、アルミニウム（Ａｌ）、ガリウム（Ｇａ）、インジウム（Ｉｎ）およびランタノイドに属する元素からなる群より選択される少なくとも１種を表す。
【００３４】
Ｘ、Ｘ'およびＸ''は、それぞれハロゲン元素を表わすが、それぞれが異なる元素であっても、同じ元素であっても良い。
Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を表す。
ａ、ｂおよびｚはそれぞれ独立に、０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｚ＜１．０の範囲内の数値を表わす。
【００３５】
また、
基本組成式（ＩＩ）：ＭIIＦＸ：ｚＬｎで表わされる希土類付活金属フッ化ハロゲン化物系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式（ＩＩ）において、ＭIIは少なくとも１種のアルカリ土類金属元素を、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも１種の元素を、Ｘは、少なくとも１種のハロゲン元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ≦０．２である。
【００３６】
また、
基本組成式（III）：Ｌｎ2Ｏ2Ｓ：ｚＡ
で表される希土類酸硫化物系蛍光体も挙げられる。
【００３７】
上記基本組成式（III）において、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも１種の元素を、Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
特にＬｎとしてガドリニウム（Ｇｄ）を用いたＧｄ2Ｏ2Ｓは、Ａの元素種にテルビウム（Ｔｂ）、ジスプロシウム（Ｄｙ）等を用いることによって、センサパネルが最も受光しやすい波長領域で、高い発光特性を示すことが知られているため、好ましい。
【００３８】
また、
基本組成式（ＩＶ）：ＭIIＳ：ｚＡ
で表される金属硫化物系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式（ＩＶ）において、ＭIIは２価の陽イオンになり得る元素、すなわちアルカリ土類金属、Ｚｎ（亜鉛）、Ｓｒ（ストロンチウム）、Ｇａ（ガリウム）等からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
【００３９】
また、
基本組成式（Ｖ）：ＭIIa（ＡＧ）b：ｚＡ
で表される金属オキソ酸塩系蛍光体も挙げられる。
上記基本組成式（Ｖ）において、ＭIIは陽イオンになり得る金属元素を、（ＡＧ）はリン酸塩、ホウ酸塩、ケイ酸塩、硫酸塩、タングステン酸塩、アルミン酸塩からなる群より選択される少なくとも１種のオキソ酸基を、Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、それぞれ表す。
【００４０】
またａおよびｂは、金属及びオキソ酸基の価数に応じて取り得る値全てを表す。ｚは、０＜ｚ＜１である。
また、
基本組成式（ＶＩ）：ＭaＯb：ｚＡ
で表わされる金属酸化物系蛍光体が挙げられる。
【００４１】
上記基本組成式（ＶＩ）において、Ｍは陽イオンになり得る金属元素より選択される少なくとも１種の元素を表す。
Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、それぞれ表す。
【００４２】
またａおよびｂは、金属及びオキソ酸基の価数に応じて取り得る値全てを表す。ｚは、０＜ｚ＜１である。
また他に、
基本組成式（ＶＩＩ）：ＬｎＯＸ：ｚＡ
で表わされる金属酸ハロゲン化物系蛍光体が挙げられる。
【００４３】
上記基本組成式（ＶＩＩ）において、Ｌｎはランタノイドに属する少なくとも１種の元素を、Ｘは、少なくとも１種のハロゲン元素を、Ａは、Ｙ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｎｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｇｄ、Ｔｂ、Ｄｙ、Ｈｏ、Ｅｒ、Ｔｍ、Ｙｂ、Ｌｕ、Ｎａ、Ｍｇ、Ｃｕ、Ａｇ（銀）、ＴｌおよびＢｉ（ビスマス）からなる群より選択される少なくとも１種の元素を、それぞれ表す。またｚは、０＜ｚ＜１である。
【００４４】
シンチレータ粒子の平均粒子径は、シンチレータ層の積層方向の厚さに応じて選択され、シンチレータ層の積層方向の厚さに対して１００％以下が好ましく、９０％以下が更に好ましい。シンチレータ粒子の平均粒子径が上記範囲を超えると積層ピッチの乱れが大きくなりタルボ干渉機能が低下する。
【００４５】
シンチレータ層中のシンチレータ粒子の含有率は、発光特性を考慮すると好ましくは３０ｖｏｌ％以上、より好ましくは５０ｖｏｌ％以上、さらに好ましくは７０ｖｏｌ％以上である。
【００４６】
本発明における非シンチレータ層とは、シンチレータを主成分として含まない層であり、非シンチレータ層中のシンチレータの含有量は１０ｖｏｌ％未満、好ましくは１ｖｏｌ％未満であるが、０ｖｏｌ％であることが最も好ましい。
【００４７】
非シンチレータ層は、各種のガラス、高分子材料、金属等が主成分として含まれることが望ましい。これらは単独で用いても良いし、複数を組み合わせて複合体にして用いても良い。
【００４８】
具体的には、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラス等の板ガラス；サファイア、窒化珪素、炭化珪素等のセラミック；
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；
ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリエチレンナフタレーと（ＰＥＮ）を始めとするポリエステル、ナイロンを始めとする脂肪族ポリアミド、芳香族ポリアミド（アラミド）、ポリイミド、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリカーボネート、トリアセテート、セルロースアセテート、エポキシ、ビスマレイミド、ポリ乳酸、ポリフェニレンサルファイドやポリエーテルスルホンを始めとする含硫黄ポリマー、ポリエーテルエーテルケトン、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリウレタンなどポリマー；
炭素繊維やガラス繊維など（特に、これら繊維を含む繊維強化樹脂シート）
アルミニウム、鉄、銅等の金属箔、キトサンやセルロースなどを含むバイオナノファイバーなどを使用できる。
【００４９】
非シンチレータ層としては、製造上の取扱いの観点よりポリマーフィルムが好ましい。なお非シンチレータ層を透過性にしないとＭＴＦは良好であり、光拡散を抑制することは可能だが、光吸収が起こり（反射時にも、特に金属反射層の場合、若干の吸収が発生）、輝度が低くなる。一方、非シンチレータ層を透過性にすると輝度は良好だが、隣接するスリットへの光拡散が起こることでＭＴＦが不足する。
【００５０】
またシンチレータ層と非シンチレータ層の配列構造内に、シンチレータ層および非シンチレータ層とは異なる光学特性を持つ機能層を少なくとも１層を設けてもよい。
機能層は、シンチレータ層間に設けられる。ただし機能層は、非シンチレータ層の代わりに部分積層体を構成するものではなく、目的に応じて所定のピッチに設けられ、１層からなるものであっても、２層以上のものであってもよい。
【００５１】
機能層としては、シンチレータ層および非シンチレータ層とは異なる光学特性を有するものであれば特に制限されず、また機能の異なる複数の機能層を設けてもよい。
例えば、機能層としては、光が通りにくい拡散防止層、光の反射が大きい反射層、光を吸収する光吸収層などが挙げられる。
【００５２】
このような機能層は目的に応じて、各種材料から構成され、たとえば反射率を調整するナノ粒子を混合した樹脂などから構成される。
使用されるナノ粒子としては、おおよそナノオーダーの粒子径を有する粒子であり、無機粒子であっても有機粒子であっても特に制限なく使用される。
【００５３】
粒子としては、たとえば、無機酸化物や無機窒化物、炭酸塩や硫酸塩、塩化物などの金属塩粒子などが挙げられる。たとえば、ＴｉＯ2（アナターゼ型、ルチル型）、ＭｇＯ、ＰｂＣＯ3・Ｐｂ(ＯＨ)2、ＢａＳＯ4、Ａｌ2Ｏ3、Ｍ(II)ＦＸ（ただし、Ｍ(II)は、Ｂａ、ＳｒおよびＣａから選ばれる少なくとも一種の原子であり、Ｘは、Ｃｌ原子またはＢｒ原子である。）、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、リトポン〔ＢａＳＯ4・ＺｎＳ〕、珪酸マグネシウム、塩基性珪硫酸塩、塩基性燐酸鉛、珪酸アルミニウムなどの白色顔料を使用することができる。またナノ粒子として、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、中空部が粒子内に存在する中空粒子、中空部が粒子内に多数存在する多中空粒子、多孔質粒子なども使用することができる。これらの物質は一種単独で用いてもよいし、または二種以上を組み合わせて用いてもよい。
【００５４】
さらに機能層は、金属から構成されるものであってもよく、金属としては、Ａｌ，Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｔｉ、Ｍｇ、Ｒｈ、Ｐｔ、Ａｕ等が挙げられる。これらの金属が単体で機能層を構成してもよく、また粒子状の金属が機能層に含まれていてもよい。
【００５５】
機能層は、顔料を含むものであってもよい、例えば光を吸収しやすい黒色の着色材が一例として挙げられる。そのような黒色の着色材としては、例えば、カーボンブラックやチタンブラックなどが使用できる。なおチタンブラックとは二酸化チタンから酸素の一部を取り除くことで黒色化したものである。
【００５６】
上記粒子と混合して機能層を構成する樹脂は、バインダーと機能し、所定の反射率を達成できるものであれば特に制限されず、具体的には、易接着性のポリマー、例えば、ポリウレタン、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、尿素ホルムアミド樹脂などが挙げられる。なかでもポリウレタン、ポリエステル、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラールが好ましい。また、これらのバインダーは一種単独でも二種以上を混合してもよい。
【００５７】
機能層中に含まれるナノ粒子と樹脂との混合比率は、反射率が所定の範囲になるものであれば特に制限されない。
さらにまた、また機能層の別の態様としては、機能層の屈折率がシンチレータ層の主成分の屈折率よりも小さくシンチレータ層から機能層へ光が入射する際に全反射するものであってもよい。このような機能層は、シリカやＭｇＦ2などの無機物から構成されてもよく、さらには空気層や液体層（ゲル化物を含む）であってよい。特に、空気や液体などのように、反射率を定義できない場合、屈折率で機能層を定義することが可能である。この態様の機能層としては空気層が好ましい。
【００５８】
本発明にかかるシンチレータ部材は、シンチレータ層と非シンチレータ層とを積層させて、シンチレータ層と非シンチレータ層を接合することで製造される。本発明における接合とは、シンチレータ層と非シンチレータ層を接着して一体化することを指す。接合方法としては接着剤層を介して両者を接着することもできるが、シンチレータ層もしくは非シンチレータ層に接着性樹脂を予め含有させておき、加圧により両者を密着させることで、接着剤層を介さずに接合することが、プロセス簡略化の観点より、好ましい。また、加圧した状態で加熱することで、接着性を有する物質が溶融もしくは硬化し接着が強固なものになり更に好ましい。また、非シンチレータ層表面に、シンチレータ層を形成しうる組成物をコートするか、あるいは、必要に応じて更に溶媒を除去することによってシンチレータ層と非シンチレータ層を接合することも可能である。このシンチレータ層と非シンチレータ層を接合する際に、機能層をシンチレータ層に設け、他のシンチレータ層と接着させれば、本発明にかかるシンチレータ部材を構成することができる。
【００５９】
機能層が空気層や液体層の場合、シンチレータ層端縁部にスペーサを載せて所定の空隙を設け、空気ないし所定の液体を充満させればよい。
接着性樹脂は、シンチレータ層、非シンチレータ層のいずれの層に含有しても良いが、特に、シンチレータ層にシンチレータ粒子のバインダーとして接着性樹脂が含まれていることが好ましい。また、接着性樹脂は、シンチレータの発光の伝搬を阻害しないように、シンチレータの発光波長に対して透明な材料であることが好ましい。
【００６０】
接着性樹脂としては、本発明の目的を損なわない限り特に限定されず、例えば、ゼラチン等の蛋白質、デキストラン等のポリサッカライド、またはアラビアゴムのような天然高分子物質；および、ポリビニルブチラール、ポリ酢酸ビニル、ニトロセルロース、エチルセルロース、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、ポリ（メタ）アクリレート、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ポリエステル、エポキシ樹脂、ポリオレフィン樹脂、ポリアミド樹脂などのような合成高分子物質が挙げられるが。なお、これらの樹脂はエポキシやイソシアネート等の架橋剤によって架橋されたものであってもよく、これらの接着性樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。接着性樹脂は、熱可塑性樹脂でも熱硬化性樹脂のいずれであってもよい。
【００６１】
シンチレータ層中の接着性樹脂の含有率は、好ましくは１〜７０ｖｏｌ％、より好ましくは５〜５０ｖｏｌ％、更に好ましくは１０〜３０ｖｏｌ％である。前記範囲の下限値よりも低いと充分な接着性が得られず、逆に前記範囲の上限値よりも高いと、シンチレータの含有率が不充分となり発光量が低下する。
【００６２】
シンチレータ層の形成方法としては、前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を溶媒に溶解もしくは分散した組成物をコートしてもよいし、前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する混合物を加熱溶融して調製した組成物をコートしてもよい。
【００６３】
前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を溶媒に溶解もしくは分散した組成物をコートする場合、使用できる溶媒の例としては、メタノール、エタノール、イソプロパノール、ｎ−ブタノール等の低級アルコール、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、シクロヘキサノン等のケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレン等の芳香族化合物；酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ｎ−ブチル等の低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノメチルエーテル、メトキシプロパノールプロピレングリコールモノメチルエーテル 、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート等などのエーテル、ベンゼントリオール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどのハロゲン化炭化水素及びそれらの混合物などが挙げられる。当該組成物には、組成物中のシンチレータ粒子の分散性を向上させるための分散剤、また、形成後のシンチレータ層中における接着性樹脂とシンチレータ粒子との間の結合力を向上させるための硬化剤や可塑剤などの種々の添加剤が混合されていてもよい。
【００６４】
そのような目的に用いられる分散剤の例としては、フタル酸、ステアリン酸、カプロン酸、親油性界面活性剤などを挙げることができる。
可塑剤の例としては、燐酸トリフェニル、燐酸トリクレジル、燐酸ジフェニルなどの燐酸エステル； フタル酸ジエチル、フタル酸ジメトキシエチル等のフタル酸エステル； グリコール酸エチルフタリルエチル、グリコール酸ブチルフタリルブチルなどのグリコール酸エステル； そして、トリエチレングリコールとアジピン酸とのポリエステル、ジエチレングリコールとコハク酸とのポリエステルなどのポリエチレングリコールと脂肪族二塩基酸とのポリエステルなどを挙げることができる。硬化剤は、熱硬化性樹脂の硬化剤として公知のものを使用できる。
【００６５】
またあらかじめ転写用基材に塗布・乾燥して作製した機能層を転写してシンチレータ層に設けてもよい。
また、機能層として金属薄膜を設ける場合、ＡｇやＡｌ、Ｎｉ、Ｃｒ等の金属を蒸着、スパッタ法により形成させてもよい。またあらかじめ作製した金属薄膜を転写させてもよい。
【００６６】
前記シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する混合物を加熱溶融してコートする場合、接着性樹脂としてホットメルト樹脂を使用することが好ましい。ホットメルト樹脂には、例えば、ポリオレフィン系、ポリアミド系、ポリエステル系、ポリウレタン系若しくはアクリル系の樹脂を主成分としたものを用いることができる。これらのうち、光透過性、防湿性及び接着性の観点から、ポリオレフィン系の樹脂を主成分としたものが好ましい。ポリオレフィン系の樹脂としては、例えばエチレン−酢酸ビニル共重合体（ＥＶＡ）、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）、エチレン−アクリル酸エステル共重合体（ＥＭＡ）、エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体（ＥＭＭＡ）、アイオノマー樹脂等を用いることができる。なお、これらの樹脂は、二種以上組み合わせた、いわゆるポリマーブレンドとして用いてもよい。
【００６７】
シンチレータ層を形成するための組成物のコート手段としては、特に制約はないが、通常のコート手段、例えば、ドクターブレード、ロールコーター、ナイフコーター、押し出しコーター、ダイコーター、グラビアコーター、リップコーター、キャピラリー式コーター、バーコーター、ディップ、スプレー、スピンなどの一般的な方式を用いることができる。
【００６８】
本発明にかかるシンチレータ部は、シンチレータ層と非シンチレータ層を繰り返し積層した後、両者を接合する工程により構成される。
シンチレータ層と非シンチレータ層を繰り返し積層する方法としては特に制約は無いが、個別に形成しておいたシンチレータ層および非シンチレータ層をそれぞれ複数枚のシートに分割した上で、交互に繰り返し積層しても良い。
【００６９】
また本発明では、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層が接合された部分積層体を複数作成したのち、当該複数の部分積層体を積層して前記積層体を形成することが、積層体の積層数や厚さの調整がしやすいので好ましい態様である。
【００７０】
たとえば、予め、一対のシンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体を形成しておき、その部分積層体を複数枚のシートに分割し、繰り返し積層してもよい。このときいずれかに所望の機能層を別途設けておき、適当な間隔で配置するように積層すればよい。
【００７１】
シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体が巻取り可能なフィルム形状であれば、コアに巻取ることによって効率的に積層することが可能となる。巻取りコアとしては筒状でも平板でもよい。さらに効率的には、上記方法によって作製したシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加圧、加熱などによって接合（一体化）してから複数枚のシートに分割し繰り返し積層しても良い。
【００７２】
またこの部分積層体を積層する際に、所定の層間隔となるように機能層を設けておけばよい。
シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体の形成方法には特に制約は無いが、非シンチレータ層としてポリマーフィルムを選択し、その片面に、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をコートすることでシンチレータ層を形成して良い。また、ポリマーフィルムの両面に、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をコートしても良い。
【００７３】
部分積層体は、前記したように、シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をポリマーフィルム上にコートして形成すると、工程が簡略化できる上に複数枚のシートへの分割が容易となる。分割方法は特に制限されず、通常の裁断方法が選択される。
【００７４】
また、あらかじめ転写基材に、シンチレータ層を塗設したものを、非シンチレータ層からなるフィルム上に転写してもよい。転写基材は必要に応じて、剥離などの手段により脱着される。
【００７５】
本発明では、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層が放射線の入射方向に対して略平行方向になるように前記積層体を加圧することで、前記シンチレータ層と前記非シンチレータ層とを接合する。
【００７６】
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を所望の寸法になるように加圧した状態で加熱することにより、積層ピッチを所望の値に調整することが出来る。
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を所望の寸法になるように加圧する方法には特に制約は無いが、積層体が所望の寸法以上に圧縮されないように、予め、金属等のスペーサを設けた状態で加圧することが好ましい。その際の圧力としては１ＭＰａ〜１０ＧＰａが好ましい。圧力が前記範囲の下限値よりも低いと、積層体に含まれる樹脂成分を所定の寸法に変形させることが出来ない恐れがある。圧力が前記範囲の上限値よりも高いと、スペーサが変形してしまう場合があり、積層体を所望の寸法以上に圧縮してしまう恐れがある。前記積層体を加圧した状態で加熱することで接合をより強固なものとすることができる。
【００７７】
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体を加熱する条件としては、樹脂の種類にもよるが、熱可塑性樹脂ではガラス転移点以上、熱硬化性樹脂では硬化温度以上の温度で、いずれも０．５〜２４時間程度加熱することが好ましい。加熱温度としては、一般的に４０℃〜２５０℃であることが好ましい。温度が前記範囲の下限値よりも低いと、樹脂の融着あるいは硬化反応が不充分な場合があり、接合不良や、もしくは圧縮を解除すると元の寸法に戻ってしまう恐れがある。温度が前記範囲の上限値よりも高いと、樹脂が変質し光学特性を損ねる恐れが生じる。積層体を加圧しながら加熱する方法には、特に制約は無いが、発熱体が装着されたプレス機を用いても良いし、積層体を所定の寸法になるように箱型の治具に封じ込めた状態でオーブン加熱しても良いし、箱型の治具に発熱体が装着されていても良い。
【００７８】
複数のシンチレータ層と非シンチレータ層の繰り返し積層体が加圧される前の状態としては、シンチレータ層の内部、非シンチレータ層の内部、もしくはシンチレータ層と非シンチレータ層の界面に空隙が存在していることが好ましい。もし空隙が全く存在しない状態で加圧した場合には、積層端面より構成材料の一部が流出して積層ピッチに乱れが生じるか、あるいは加圧を解除すると元の寸法に戻ってしまうこともある。空隙が存在していれば、加圧しても空隙がクッションとなり、空隙がゼロになるまでの範囲であれば積層体を任意の寸法に調整することが出来、即ち、積層ピッチを任意の値に調整することが出来る。空隙率は、積層体の実測体積（面積×厚さ）と、積層体の理論体積（重量÷密度）を用いて次式より算出される。
（積層体の実測体積-積層体の理論体積）÷積層体の理論体積×１００
積層体の面積が一定であれば、空隙率は、積層体の実測厚さと、積層体の理論厚さ（重量÷密度÷面積）を用いて次式より算出される。
（積層体の実測厚さ-積層体の理論厚さ）÷積層体の理論厚さ×１００
【００７９】
シンチレータ層の加熱後の空隙率は３０ｖｏｌ％以下であることが好ましい。上記範囲を超えるとシンチレータの充填率が低下し輝度が低下する。
シンチレータ層や非シンチレータ層の内部に空隙を設ける手段としては、例えば、シンチレータ層や非シンチレータ層の作製過程で層内に気泡を含有させても良いし、中空のポリマー粒子を添加しても良い。一方、シンチレータ層あるいは非シンチレータ層の表面に凹凸が存在する場合でも、両者の接触界面に空隙が出来るため同様の効果が得られる。シンチレータ層や非シンチレータ層の表面に凹凸も設ける手段としては、例えば、ブラスト処理やエンボス処理のような凹凸処理を層の表面に施しても良いし、層内にフィラーを含有させることで表面に凹凸を形成させても良い。シンチレータ粒子と接着性樹脂を含有する組成物をポリマーフィルム上に塗設することによりシンチレータ層を形成する場合、シンチレータ層の表面に凹凸が形成され、ポリマーフィルムとの接触界面に空隙を設けることが出来る。凹凸の大きさは、フィラーの粒径や分散性を制御することによって任意に調整することが出来る。
【００８０】
また、本発明ではシンチレータ部材の放射線入射側を第一面、第一面と対向する側を第二面としたとき、第二面における前記シンチレータ層と非シンチレータ層の積層ピッチを、第一面における前記シンチレータ層と非シンチレータ層の積層ピッチよりも大きくしてもよい。具体的には、シンチレータ部材パネルを湾曲させるか、もしくは湾曲させなくてもシンチレータ部材パネルを傾斜構造（傾斜化されたシンチレータともいう）にする。このような構成を採用すると、シンチレータ部材の周辺領域でのＸ線が斜め入射による、放射線が充分に透過しない、いわゆるケラレという問題を解消できる。
【００８１】
以上の積層型シンチレータ部材では、必要に応じて、積層構造を維持するためには、放射線入射側の面、もしくはその反対の面、もしくは両方の面が支持体に貼り合わされて保持されていてもよい。また、放射線を入射側に設けられる検出器の基板が支持体を兼ねることも可能である。
【００８２】
支持体としては、Ｘ線等の放射線を透過させることが可能な各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができるが、例えば、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラスなどの板ガラス、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板（光電変換パネル）、また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、あるいは該金属酸化物の被覆層を有する金属シート、炭素繊維強化樹脂（ＣＦＲＰ）シート、アモルファスカーボンシートなどを用いることができる。支持体の厚みは５０μｍ〜２，０００μｍであることが好ましく、５０〜１，０００μｍであることがより好ましい。
【００８３】
これらのうち、ガラス板又は高分子材料が好ましく、湾曲しやすさの観点から高分子材料がさらに好ましく、高分子材料からなる樹脂フィルムが特に好ましい。
上記支持体の材料の弾性率は、通常０．１〜３００ＧＰａ、好ましくは１〜２００ＧＰａである。ここで、「弾性率」とは、引張試験機を用い、試験片の標線が示すひずみと、それに対応する応力が直線的な関係を示す領域において、ひずみ量に対する応力の傾きを求めた値である。これがヤング率と呼ばれる値であり、本明細書では、かかるヤング率を弾性率と定義する。
【００８４】
曲させる場合、具体的には、弾性率が１〜２０ＧＰａである樹脂フィルムが好ましい。支持体の材料の弾性率が上記範囲にあると、支持体は、シンチレータ部材を安定に保持することができる。
【００８５】
上記樹脂フィルムを構成する高分子材料には、例えば、ポリエチレンナフタレート（６〜８ＧＰａ）、ポリエチレンテレフタレート（３〜５ＧＰａ）、ポリカーボネート（１〜３ＧＰａ）、ポリイミド（６〜８ＧＰａ）、ポリエーテルイミド（２〜４ＧＰａ）、アラミド（１１〜１３ＧＰａ）、ポリスルホン（１〜３ＧＰａ）及びポリエーテルスルホン（１〜３ＧＰａ）等がある（カッコ内は弾性率を示す）。なお、弾性率の値は、樹脂フィルムの形態により変動し得るので、必ずしも弾性率が括弧内の値になるわけではないが、目安として一例を示したものである。
【００８６】
シンチレータ部材と支持体とを貼り合わせる方法に特に指定は無いが、例えば接着剤や両面テープ、ホットメルトシートなどを用いることが出来る。シンチレータ部材を支持体と貼りあわせた後に、接合面と反対の面を平坦化加工しても良い。
【００８７】
シンチレータ部材と支持体の間には、目的用途に応じて、シンチレータの発光を反射する層もしくは吸収する層を設けても良い。シンチレータの発光を反射する層を設けることで輝度が向上し、シンチレータの発光を吸収する層を設けることで鮮鋭性が向上する。シンチレータの発光を反射する機能もしくは吸収する機能を支持体自体が有していても良い。
【００８８】
検出器
本発明では、放射線を受けてシンチレータ層から発する光を検出する検出器が、上記シンチレータ部材の放射線の入射側に設けられる。
検出器において、外部からのＸ線が、シンチレータ層によって光に変換され、この光が、検出器によって電気信号に変換されるとともに、位置情報と関連づけられた形で外部に出力可能な状態とされる。
【００８９】
検出器は、発生した光を吸収して、電荷の形に変換する機能を有する限り、その形状は特に制限されず、シンチレータ部材の形状に応じて、平面形状であっても湾曲してもよく、また波形のような形状であってもよい。
【００９０】
本発明で用いられる検出器は、光を、電気信号に変換して、外部に出力する役割を有するものであり、従来公知のものを用いることができれば、その構成は特に制限はないものの、通常、基板と、画像信号出力層と、光電変換素子とがこの順で積層された形態を有している。
【００９１】
このうち、光電変換素子は、シンチレータ層で発生した光を吸収して、電荷の形に変換する機能を有している。ここで、光電変換素子は、そのような機能を有する限り、どのような具体的な構造を有していてもよい。例えば、本発明で用いられる光電変換素子は、透明電極と、入光した光により励起されて電荷を発生する電荷発生層と、対電極とからなるものとすることができる。これら透明電極、電荷発生層および対電極は、いずれも、従来公知のものを用いることができる。また、本発明で用いられる光電変換素子は、適当なフォトセンサーから構成されていても良く、例えば、複数のフォトダイオードを２次元的に配置してなるものであってもよく、あるいは、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）、ＣＭＯＳ（Complementary metal-oxide-semiconductor）センサーなどの２次元的なフォトセンサーからなるものであってもよい。これらは、Ｘ線を透過するので、照射側に設けられても、シンチレータの発光に影響を及ぼすことが少ない。
【００９２】
検出器とシンチレータ部材との界面での光学ロスを低減するためには、屈折率が１．０（空気）を超える透明な材料で接合されていることが好ましい。積層型シンチレータパネルと光電変換パネルの接合方法に特に指定は無いが、例えば接着剤や両面テープ、ホットメルトシートなどを用いることが出来る。
【００９３】
光電変換素子の一例  
光電変換素子の一例として、特開２０１５−２３０１７５号公報に記載に平面受光素子などが挙げられる。例えば、図４に示すように、絶縁性基板６４に薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）７０及び蓄積容量６８が形成されたＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下「ＴＦＴ基板」という。）のように、複数の受光素子を二次元状に配置した構成を有するものである。具体的には、ＡｅｒｏＤＲ（コニカミノルタ（株）製）、ＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）等に内蔵されている。
【００９４】
絶縁性基板６４は、前記したシンチレータ部材の支持体を兼ねることが可能であり、また、シンチレータ部材の傾斜構造や湾曲に追従させるために、素子自体を湾曲させる場合などは、ガラス板又は高分子材料が好ましく、湾曲しやすさの観点から高分子材料、特に樹脂フィルムが好ましく、中でも、耐熱性の観点よりポリイミドフィルムが特に好ましい。
【００９５】
平面受光素子の弾性率は、通常０．１〜３００ＧＰａ、好ましくは１〜２００ＧＰａ、さらに好ましくは１〜２０ＧＰａである。なお、「弾性率」の定義は、支持体の項ですでに説明したとおりである。
【００９６】
上記平面受光素子の厚みは、通常１〜１，０００μｍ、好ましくは１０〜５００μｍ、さらに好ましくは１０〜２００μｍである。平面受光素子の厚みが前記範囲内にあるとき、平面受光素子とシンチレータ部材とを接合する際に、弾性率の大きなガラス、金属等の材料であっても、平面受光素子がシンチレータ部材の形状に合わせて効果的に湾曲できるため、平面受光素子とシンチレータ部材とを、接着剤層を介した距離が面内において均一となるように接合させることができる。
【００９７】
ＴＦＴ基板６６Ａには、上記シンチレータ部材７１によって変換された光が入射されることにより電荷を発生するセンサ部７２が形成されている。図４では、ＴＦＴ基板６６Ａでは、ＴＦＴ７０とセンサ部７２を別な層で重なるように形成している。これにより、センサ部７２でのシンチレータ部材７１からの光の受光面積を大きくすることができる。また、ＴＦＴ基板６６Ａには、ＴＦＴ基板６６Ａ上を平坦化するための平坦化層６７が形成されている。また、ＴＦＴ基板６６Ａとシンチレータ部材７１との間であって、平坦化層６７上には、シンチレータ部材７１をＴＦＴ基板６６Ａに接着するための接着層６９が形成されている。
【００９８】
センサ部７２は、上部電極７２Ａ、下部電極７２Ｂ、及び該上下の電極間に配置された光電変換膜７２Ｃを有している。
上部電極７２Ａ、及び下部電極７２ＢはＩＴＯ（酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いて形成されており、光透過性を有する。
【００９９】
光電変換膜７２Ｃは、シンチレータ部材７１から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。光電変換膜７２Ｃは、光が照射されることにより電荷を発生する材料により形成されていればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料などにより形成することができる。アモルファスシリコンを含む光電変換膜７２Ｃであれば、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ部材７１による発光を吸収することができる。有機光電変換材料を含む光電変換膜７２Ｃであれば、可視光線の領域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ部材７１による発光以外の電磁波が光電変換膜７２Ｃに吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線が光電変換膜７２Ｃで吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【０１００】
有機光電変換材料には、例えば、キナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物がある。例えば、キナクリドンの可視光線の領域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ層７１の材料としてＣｓＩ：Ｔｌを用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜７２Ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。この有機光電変換材料については、特開２００９−３２８５４号公報に説明されている。なお、光電変換膜７２Ｃは、さらにフラーレン又はカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【０１０１】
本発明によれば厚層化が可能であり、輝度、ＭＴＦが高く、しかもＸ線ケラレなどによるノイズも低減されたシンチレータパネルが得られる。このようなシンチレータパネルは、位相コントラスト像を撮像することができる。
【０１０２】
このため、本発明のシンチレータパネルは、タルボ・システムに好適に使用できる。図２は、本発明にかかるシンチレータパネルを含むシンチレータパネルを含むタルボ・シンチレータの概略構成図である。
【０１０３】
本発明のシンチレータまた、シンチレータパネルがＧ２格子の機能を既に持ち合わせているため、Ｇ２格子は装置から取り外した状態でも使用できる。なお、タルボ撮影装置について、特開2016-220865号公報、特開2016-220787号公報、特開2016-209017号公報、特開2016-150173号公報などに詳細に記載されている。
【０１０４】
実施例
以下、本発明を実施例により説明するが本発明はかかる実施例に何ら制限されるものではない。
＜実施例１＞
＜プレートの作製方法＞
平均粒径２μｍのＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ粒子とエチレン-酢酸ビニル系ホットメルト樹脂（三井・デュポン ポリケミカル製エバフレックスＥＶ１５０、融点=６１℃）を固形分比率（体積分率）が５０／５０となるように混合し、シンチレータ層形成用の組成物を得た。この組成物を２００℃で溶融し、理論膜厚が3μｍ（重量より算出）のＰＥＴフィルム（非シンチレータ層）上に、理論膜厚が３μｍ（重量より算出）になるようにダイコーターを用いてコートすることで、シンチレータ層と非シンチレータ層からなる部分積層体を作製した。その後、上記部分積層体を１２０ｍｍ×３ｍｍに断裁したものを２０，０００枚積層した。本積層体の実測膜厚は１４０ｍｍであった。
【０１０５】
続いて、上記積層体の膜厚が１２０ｍｍになるよう、金属製の治具を用いて圧力０．２ＧＰａの条件で積層面に対して平行に加圧し、更にこの状態で、１００℃、１時間加熱することで２０，０００層の部分積層体よりなる積層ブロック（１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×３ｍｍ）を作製した。
【０１０６】
上記積層ブロックの片側（１２０ｍｍ×１２０ｍｍの面）を旋盤加工により平坦化した後、エポキシ接着剤を塗布し、０．５ｍｍ厚のＣＦＲＰ板に貼り合せた。その後、上記積層ブロックの厚さを０．２ｍｍになるまで旋盤加工により切削することで積層型シンチレータパネル（１２０ｍｍ×１２０ｍｍ×０．２ｍｍ）を得た。
【０１０７】
＜評価方法＞
上記積層型シンチレータパネルにおけるＣＦＲＰ板を貼り合せていない面を、光電変換パネル(検出器)に、光学用両面テープ（日東電工製ＣＳ９８６１ＵＳ）で貼り合せ、Ｘ線がその面からシンチレータパネルに入射するように、Ｘ線管球に対して配置した。このとき、シンチレータパネルの１２０ｍｍ×１２０ｍｍの平面中心位置にＸ線が垂直に入射するように調整し、Ｘ線の照射範囲はシンチレータパネル全面が入るように設定した。Ｘ線管球からシンチレータパネルの表面までの距離Ｌ１は１．５ｍとした。
【０１０８】
この配置により、Ｘ線照射装置からＸ線が垂直に入射する該シンチレータパネルの位置から該シンチレータパネルの最端部までの距離ａ１は６０ｍｍ、該シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さＬ２は０．３ｍｍ、該シンチレータパネルのシンチレータ層と非シンチレータ層を合わせた厚さａ２は６μｍとなった。
【０１０９】
このような位置関係のもと管電圧４０ｋＶの条件でＸ線を照射し、Ｘ線画像を取得した。このＸ線照射の際、光電変換パネルのＸ線照射側に設置されているバッテリーや回路基板については、Ｘ線透過の妨げにならないように装置内の配置を調整した。このとき装置内配置は変更せずとも、画像補正にてシグナルを補填することも可能である。
【０１１０】
こうして取得したＸ線画像から輝度とＭＴＦを測定した。なお、ＭＴＦについてはエッジ法を用いた。
次にタルボ・ロー撮影装置に、光電変換パネルを貼り合せた該シンチレータパネルを、該光電変換パネルを貼り合せた面がＸ線の入射面になるように設置し、モアレ縞を有するモアレ画像を縞走査法の原理に基づく方法で複数枚撮影した。
【０１１１】
なおタルボ・ロー撮影装置は、タルボ干渉計を用いたＸ線画像撮影装置と同様に、Ｘ線源と第１格子（すなわちいわゆるＧ１格子）と第２格子（すなわちいわゆるＧ２格子）とフラットパネルディテクター（Ｆｌａｔ Ｐａｎｅｌ Ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）として知られるＸ線検出器とを備えている。そして、さらにＸ線源と第１格子との間のＸ線源付近に線源格子（マルチスリット等ともいう。いわゆるＧ０格子）が配置されて構成される。
【０１１２】
本撮影においては、該積層型シンチレータパネルがＧ２格子の機能を既に持ち合わせているため、Ｇ２格子は装置から取り外した状態で使用した。
撮影した複数枚のモアレ画像に基づいて、小角散乱に基づくコントラストが撮影された小角散乱画像の画像を取得した。
【０１１３】
小角散乱画像は、モアレ縞のvisibility（鮮明度）を画像化したものであり、被写体による放射線の散乱に応じてコントラストが付く。そのため、シンチレータ層と非シンチレータ層の境界構造に作製上の誤差等、垂直性の悪化が生じるとvisibilityは低下する。ゆえに、visibilityを構造の揺らぎ具合の指標として評価した。
【０１１４】
なお、事前に手骨ファントムを使用した評価から最低限必要な輝度、ＭＴＦを導出しておき、それぞれの値を基準（＝１００％）とし、吸収画像を診断に用いる上で必要な値とした。また同ファントムの小角散乱画像から、最低限必要なvisibilityの値を導出して基準（＝１００％）とした。診断には吸収画像、小角散乱画像の両方を用いるため、輝度、ＭＴＦ、visibilityの基準を全て満たすことが必要となる。
【０１１５】
＜評価結果＞
Ｌ２＞ａ２／ａ１×Ｌ１を満たし、かつ光電変換パネルがシンチレータパネルのＸ線入射側に設置されているため、輝度、ＭＴＦ、visibilityともに基準値（=１００％）を超える高い値が得られた。これよりタルボ・システムで用いる診断用画像として十分な性能が得られていることがわかる。
【０１１６】
＜実施例２＞
シンチレータパネルのＸ線入射方向の厚さＬ２を０．１ｍｍとした以外は実施例１と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。Ｘ線管球との位置関係についても実施例１と同様にした。
【０１１７】
Ｌ２が０．０５ｍｍ以上であり、かつ光電変換パネルがシンチレータパネルのＸ線入射側に設置されているため、輝度、ＭＴＦ、visibilityともに基準値（=１００％）を超える高い値が得られた。これよりタルボ・システムで用いる診断用画像として十分な性能が得られていることがわかる。
【０１１８】
＜比較例１＞
シンチレータパネルのＸ線入射方向の厚さＬ２を０．０３ｍｍとした以外は実施例１と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。配置についてはシンチレータパネルのＣＦＲＰ板側からＸ線が入射するようにした以外は実施例１と同様にした。この場合、光電変換パネルに取り付けられている回路基板やバッテリーはＸ線がシンチレータパネルに入射するまでに妨げとならないため、位置を変える必要はない。管電圧等の評価条件については実施例１と同手法により、輝度、ＭＴＦ、visibilityを取得した。
【０１１９】
Ｌ２が０．０５ｍｍ以下であるため、ＭＴＦとvisibilityは高い値が得られているが、一方で輝度が基準から大幅に低くなっていることがわかる。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像としては不十分な性能と判断される。
【０１２０】
＜比較例２＞
シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さＬ２を０．１ｍｍとする以外は比較例１と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。センサー位置、評価方法についても比較例１と同様にして、輝度、ＭＴＦ、visibilityを取得した。
【０１２１】
Ｌ２が０．０５ｍｍ以上にした結果、ＭＴＦとvisibilityが基準を満たしつつ、輝度は比較例１より高い値が得られたが、まだ不十分であることがわかる。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像としては不十分な性能と判断される。
【０１２２】
＜比較例３＞
シンチレータパネルの放射線入射方向の厚さＬ２を０．２ｍｍとする以外は比較例１と同様にして積層型シンチレータパネルを得た。センサー位置、評価方法についても比較例１と同様にして、輝度、ＭＴＦ、visibilityを取得した。
【０１２３】
Ｌ２が０．０５ｍｍを大幅に超えた結果、輝度については基準を満たすことができたが、一方でＭＴＦとvisibilityが基準を下回る結果となった。このことによりタルボ・システムで用いる診断用画像として不十分な性能と判断される。
【０１２４】
＜結果＞
下表にて評価結果を示す。総合評価として、輝度、ＭＴＦ、visibilityの基準を全て満たすものを「○」、1つでも基準を満たさないものについては「×」として判断した。
【０１２５】
【表１】
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【０１２６】
以上の実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途、機能、およびその他の仕様の変更が適宜可能であり、他の実施形態によっても実施されうることは言うまでもない。
【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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