(57)【要約】【課題】  基板に形成したシンチレータ層の剥離を低減することができるシンチレータパネル及び放射線撮像装置を実現することを目的とする。【解決手段】  シンチレータパネルは、基板と、シンチレータ層と、を有し、基板は、凹凸形状の表面を有する第１の板と、第１の板の凹凸形状に対向して第１の板に固定された、平らな第２の板と、を有し、シンチレータ層は、第２の板の第１の板側とは反対側に配置されている。【選択図】  図１
2011137665.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、シンチレータ層と、を有するシンチレータパネルであって、
前記基板は、凹凸形状の表面を有する第１の板と、前記第１の板の前記凹凸形状に対向して前記第１の板に固定された、平らな第２の板と、を有し、
前記シンチレータ層は、前記第２の板の前記第１の板側とは反対側に配置されていることを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記基板の前記第１の板は、金属、セラミック及び樹脂から選択される少なくとも１種の材料を含み、前記基板の前記第２の板は、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｆｅ及びＲｈから選択される１種の金属又は合金を有する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】
前記基板の前記第１の板はＡｌを含む金属からなり、前記第１の板及び前記第２の板のそれぞれの前記金属の合計厚みは０．０１μｍ以上２００μｍ以下であることを特徴とする請求項１または２に記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記凹凸形状がストライプ状、複数の突起、格子状、ハニカム状のいずれかでることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記シンチレータ層は、柱状結晶を有するＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌから選択される１種の材料からなる請求項１乃至４のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
請求項１に記載のシンチレータパネルと、
光電変換素子を有する複数の画素が配置された画素領域を有するセンサーパネルと、を有する放射線撮像装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、を有する放射線撮像システム。
【請求項８】
凹凸形状の表面を有する第１の板を形成する工程と、
前記第１の板の前記凹凸形状に対向するように、前記第１の板に平板の第２の板を固定する工程と、
前記第２の板の前記第１の板側とは反対側にシンチレータ層を形成する工程と、を有するシンチレータパネルの製造方法。
【請求項９】
前記第１の板は、エンボス加工により凹凸形状を形成することを特徴とする請求項８に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１０】
前記第１の板は、射出形成により凹凸形状を形成することを特徴とする請求項８に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１１】
前記第１の板は、凹凸形状を有する型に樹脂又は金属材料を塗布して形成することを特徴とする請求項８に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１２】
前記第１の板は、射出形成により凹凸形状を形成することを特徴とする請求項８に記載のシンチレータパネルの製造方法。
【請求項１３】
請求項８に記載のシンチレータパネルを、光電変換素子を有する複数の画素が配置された画素領域を有するセンサーパネルに接着する工程を有する放射線撮像装置の製造方法。
【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及びシンチレータパネルを用いた放射線撮像装置とその製造方法、放射線撮像システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のシンチレータパネルには、アルミニウム基板と、アルマイト層と、金属膜と、保護膜とが順に積層され、保護膜上に放射線像を変換する変換部を形成したものがある（特許文献１参照。）。
【０００３】
また、Ｘ線イメージ管には、入力スクリーンとして、略球面状態にプレス成形後、平均落差が０．３μｍ〜４．０μｍの範囲の凹凸を凹曲面にバニッシング処理で形成した入力基板と、入力基板の凹曲面上に形成した蛍光体層を有するものがある（特許文献２参照。）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−３０９７７０号公報
【特許文献２】ＷＯ９８／０１２７３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
以上に述べた従来のシンチレータパネルでは、アルミニウム基板を放射線吸収の低減のために薄くすると、アルミニウム基板が湾曲することによってシンチレータ層が剥離し易くなる問題があった。
【０００６】
従来のＸ線イメージ管の入力スクリーンは、略球面状態であり平面の放射線撮像装置には適用できなかった。
【０００７】
本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、基板に形成したシンチレータ層の剥離を低減することができるシンチレータパネル及び放射線撮像装置を実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
そして、本発明は上記目的を達成するために、シンチレータパネルは、基板と、シンチレータ層と、を有し、前記基板は、凹凸形状の表面を有する第１の板と、前記第１の板の前記凹凸形状に対向して前記第１の板に固定された、平らな第２の板と、を有し、前記シンチレータ層は、前記第２の板の前記第１の板側とは反対側に配置された構成としたものである。
【０００９】
また、シンチレータパネルの製造方法は、凹凸形状の表面を有する第１の板を形成する工程と、前記第１の板の前記凹凸形状に対向するように、前記第１の板に平板の第２の板を固定する工程と、前記第２の板の前記第１の板側とは反対側にシンチレータ層を形成する工程と、を有する。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシンチレータパネル及び放射線撮像装置は、シンチレータ層の剥離を抑えることができる信頼性の高いシンチレータパネル及び放射線撮像装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明のシンチレータパネルの斜視図である。
【図２】本発明のシンチレータパネルの平面図及び正面図である。
【図３】本発明のシンチレータパネルの平面図及び正面図である。
【図４】本発明のシンチレータパネルの平面図である。
【図５】本発明のシンチレータパネル及び放射線撮像装置の製造工程を示す正面図である。
【図６】本発明の放射線撮像システムの構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明の実施の形態を図１〜図５に基づいて説明する。
図１は、本発明のシンチレータパネルの斜視図である。１は基板であり、表面に凹凸形状を有する第１の板１ａと平らな面を有する第２の板１ｂとを含む。３は基板の第２の板に対して第２の板側とは反対側に配置されたシンチレータ層上に配置されたシンチレータ保護層である。なお、シンチレータ層２は、基板１の下部に配置され、基板１とシンチレータ保護層３の間に配置されている。
【００１３】
表面に凹凸形状を有する第１の板１ａは、基板１の強度を向上させるための凹凸を有する。凹凸の形状としては、ストライプ状、複数の突起、格子状、ハニカム状などがあり、平面部から一方の面に凸になっていても、両面に凸になっていても良い。これらの凹凸形状の形成方法は、平板に型押しによって凹凸を形成するエンボス加工、射出成形、スプレーや蒸着などにより材料を凹凸形状の型に塗布して剥離する方法などが用いられる。表面に凹凸形状を有する第１の板１ａの材料は、金属、カーボンファイバー、セラミック、または樹脂により形成されている。金属としては、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｆｅ及びＲｈなどがあり、これらの材料から選択される１種の金属又は合金（例えば、Ｆｅの場合はステンレス）を含む。代表的な樹脂としては、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂、ポリイミド、ポリパラキシリレン（以下、パリレンと略記）または、ポリ尿素等がある。
【００１４】
平らな第２の板１ｂは、シンチレータ層の形成面を平坦にするための部材であり、シンチレータ層の形成領域に対応する領域に平坦な表面を有する。さらには、第２の板１ｂは、シンチレータ層が発した光を反射するための部材である。そのため、第２の板１ｂのシンチレータ層側の面は、高い反射率を有していることが好ましい。例えば、第２の板１ｂのシンチレータ層側の表面は鏡面処理を行うと高い反射率が得られる。平らな第２の板１ｂは、第１の板１ａに対向する領域は、固定のしやすさから少なくとも平板の形状であることが好ましい。平らな平面を有する第２の板１ｂの材料は、Ａｇ、Ａｌ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ｒｈ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃ、Ｓｉあるいはそれらの合金や窒化物、酸化物から選択される。また、前述の材料からなる平板の表面に反射率の高い材料、例えばＡｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ，Ｃｒ，Ｔｉ、Ｐｔ、Ｔｉ及びＲｈなどをめっきして第２の板１ｂとすることもできる。また、エポキシ樹脂、ホットメルト、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂、パリレン又は、ポリ尿素等の樹脂を用いることもできる。また、アルミニウムなどの金属板と樹脂を積層した複合材料を用いることもできる。複合材料の場合は、樹脂上にアルミニウム箔（アルミニウムの薄い板）を接合するか、樹脂上に蒸着によってアルミニウム薄膜を形成することで第２の板１ｂが得られる。基板の合計厚みは、金属の薄い板同士であれば、１００μｍ以上２００μｍ以下が強度と放射線の透過率を両立できるため好ましい。蒸着などによる金属薄膜を用いる場合は、金属部分の合計厚みは０．０１μｍ以上１００μｍ以下とすることができるため、より放射線透過率が向上するため好適である。そのため、放射線入射方向となる基板の金属の合計厚みは０．０１μｍ以上２００μｍ以下の範囲となる。
【００１５】
基板１の表面に凹凸形状を有する第１の板１ａと平面を有する第２の板１ｂとは、固定されている。なお、不図示であるが、基板１は、第１の板１ａの第２の板１ｂとは反対側に平面を有する第３の板をさらに設け、凹凸を有する第１の板１ａを平板で挟み込む構成として強度をさらに向上することができる。固定方法は、溶接やロウ付け、はんだ付けなどの液相接合ないしは、拡散接合や圧接、超音波接合などの固相接合によって行われる。金属同士、金属と樹脂との固定方法はまた、第１の板１ａと第２の板１ｂとの間に配置した有機の接着剤や無機の接着剤による間接接合を行うこともできる。固相接合の場合は、第２の板１ｂのシンチレータ層形成側表面の変形を最小にとどめるため、圧接の一種である超音波溶接、表面活性化接合が好ましい。固相接合はアルミニウム同士を用いることが反射特性およびコストにおいて良好である。接着剤は、エポキシ樹脂、ホットメルト、シリコーン樹脂、ポリイミド樹脂などの有機接着剤や、アルミナ、シリカ、ジルコニアなどを主成分とした無機接着剤が用いられる。いずれの方法にしても、基板１は、シンチレータ層を形成する際の熱に耐えることが求められるため、１８０℃以上２４０℃以下の耐熱性を有することが好ましく、下限が２００℃以上であればより好ましい。
【００１６】
シンチレータ層は、基板の第２の板の第１の板側とは反対側に配置されている。シンチレータ層は、タリウムがドープされたヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）、Ｎａがドープされたヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｎａ）、タリウムがドープされたヨウ化ナトリウム（ＮａＩ：Ｔｌ）などの柱状結晶を用いることができる。
【００１７】
シンチレータ保護層３は、シンチレータ層を外部の水分などから保護するための部材である。そして、シンチレータ層が発した光をセンサーパネルが感知できるように透明であることが求められる。エポキシ樹脂、ホットメルト、シリコーン樹脂、ポリイミド、パリレン又は、ポリ尿素などの有機の樹脂が用いられる。また、シンチレータ保護層３は、水分の透過率を低減するために、樹脂と、酸化シリコン、窒化シリコン、ＩＴＯなどの無機材料とを積層した構成を有しても良い。なお、シンチレータ層が水分に強く、実用上問題ない程度の潮解性を示す場合は、シンチレータ保護層は無くても良い。
【００１８】
上述のシンチレータパネルは、強度を有する第１の板１ａと平面を有する第２の板１ｂとを組み合わせた基板を用いることで、軽量且つ高強度という効果を得ることができる。したがって、基板上に形成したシンチレータ層の剥離を低減することができる。また、基板の厚みを薄くできることから、基板の放射線吸収率は、同じ基板強度を得る場合において抑制することができるため、放射線の線量を低減することができる。
【００１９】
そして、上述のシンチレータパネルは、センサーパネルと組み合わせて放射線撮像装置とし、さらには放射線撮像装置と画像処理手段などと組み合わせて放射線撮像システムとすることで、良好な画像を得ることができる。
【実施例１】
【００２０】
図２は、本発明の実施例１におけるシンチレータパネルの平面図及び正面図である。
シンチレータパネルは、基板１とシンチレータ層２を有し、基板１は、ストライプ状の凹凸を有する。図２（ａ）から図２（ｃ）に示すように、第１の板１ａはストライプ状の凸部を有する。ストライプ状の凸部は、５ｍｍピッチ、３ｍｍ幅である。第２の基板１ｂは平坦な表面を有する。第１の板１ａと第２の板１ｂは、それぞれ１００μｍの厚みのアルミニウムからなり、不図示のポリイミド樹脂からなる有機接着剤で固定されている。第１の板１ａは、ストライプ状の凸部が片面に突出した構造を有しているため、第１の板１ａの平面を有する側で第２の板１ｂと固定されている。そのため、第１の板１ａと第２の板１ｂとの接触面積が増え、より強度が高い構造となっている。第２の板１ｂの第１の板１ａ側とは反対側には、４００μｍの厚みのシンチレータ層２が配置されている。シンチレータ層２は、２０μｍの厚みのオレフィン系ホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層３によって覆われている。シンチレータ保護層３は、シンチレータ層２より広い領域に配置され、シンチレータ層２の周囲の基板１の表面、すなわち第２の板１ｂの表面に接触している。なお、図２（ｂ）と図２（ｃ）のシンチレータ層２とシンチレータ保護層３は、断面を示しており、実際は図１に示されるように、シンチレータ層２はシンチレータ保護層３により覆われている。
【００２１】
図２（ｂ）の基板１の構成によって、強度が向上し、基板１が大きくたわむことがないためシンチレータ層２の剥離が低減できる。また、図２（ｃ）に示すように、基板１の構成が第１の板１ａを第２の板１ｂと第３の板１ｃとで挟み込む構成の場合、基板１の強度がさらに向上するため、シンチレータ層２の剥離の可能性がさらに低減できる。
以上のように、本実施形態によれば、シンチレータ層２の剥離を低減することができるシンチレータパネルが得られる。また、第１の板１ａと第２の板１ｂとを合わせた基板１の厚みが２００μｍであることから、基板の厚みを薄くでき、基板による放射線の線量の吸収を低減することができるシンチレータパネルが得られる。
【実施例２】
【００２２】
図３は、本実施例のシンチレータパネルを示す平面図及び正面図である。
本実施例が実施例１で示した図２の構成と異なる点は、ストライプ状の凸部が基板の端部で開口を有することである。
図３（ａ）及び図（ｂ）に示すように、ストライプ状の凸部は、それぞれ長手方向の一端が基板１の端部まで延びて、開口ＯＰを構成している。なお、図３（ｂ）と図３（ｃ）は図２（ｂ）と図２（ｃ）と同様に、シンチレータ層２とシンチレータ保護層３は断面を示している。
このような構成を有することで、シンチレータ層２の真空蒸着工程において、蒸着装置内を真空にする際に、第１の板１ａの凸部と第２の板１ｂとの間の気体が開口ＯＰからスムーズに脱気できるという製造工程での利点を有する。なお、本実施例のシンチレータパネルは、実施例１で示した効果も当然有する。
【実施例３】
【００２３】
図４は、本実施例のシンチレータパネルを示す平面図である。
本実施例が実施例１及び実施例２で示したシンチレータパネルの構成と異なる点は、基板１が複数の突起の凸部を有することである。また、第１の板１ａ及び第２の板１ｂの厚みは、５０μｍの厚みとした。
図４（ａ）は、凸部が球の一部が突出したような構造を示し、図４（ｂ）は、凸部が楕円形状に突出したような構造を示している。
図４（ａ）と図４（ｂ）で示したシンチレータパネルにおいても、基板１の強度が向上し、基板１が大きくたわむことがないためシンチレータ層２の剥離が低減できる。また、第１の板１ａと第２の板１ｂとを合わせた基板１の厚みが１００μｍであることから、より基板の厚みを薄くでき、基板による放射線の線量の吸収を低減することができるシンチレータパネルが得られる。
【実施例４】
【００２４】
図５は、実施例１で示した図２（ｂ）のシンチレータパネル及び放射線撮像装置の製造方法を示す正面図である。
まず、１００μｍの厚みのアルミニウムの薄い板１０を準備した（図５（ａ））。
【００２５】
次に、アルミニウム板１０をエンボス加工し、ストライプ状の凸部を形成し、第１の板１１ａを形成した（図５（ｂ））。
次に、第２の板１１ｂをディッピング法によりポリイミド液を全体に付着させ、その後、第２の板１１ｂを第１の板１１ａに重ねて２００℃以上の雰囲気で硬化し、基板１１を形成した（図５（ｃ））。
【００２６】
次に、第２の板１１ｂの第１の板１１ａとは反対側の面にシンチレータ層２を真空蒸着法によって、４００μｍの厚みで形成した。シンチレータ層２は、ＣｓＩ：Ｔｌであり、ＣｓＩとＴｌＩを各るつぼに入れ、各るつぼを加熱して蒸着を行った（図５（ｄ））。真空蒸着装置内での基板１１は、基板１１のストライプ状の凸部の長手方向に垂直な２辺を少なくとも固定すれば、蒸着中の基板１１の変形を低減することができるため、設計通りの膜厚のシンチレータ層２を形成することができる。
【００２７】
次に、シンチレータ層２を覆うようにオレフィン系ホットメルト樹脂からなるシンチレータ保護層３を形成した（図５（ｅ））。シンチレータ保護層３の周辺部分は、加熱圧着を行うことによって、シンチレータ保護層３と第２の板１１ｂとが充分な接着を行った。
以上の工程により、シンチレータパネルが完成した。
【００２８】
次に、センサーパネル４に接着剤５を用いてシンチレータパネルを固定した。この時、シンチレータパネルの基板１１は、ストライプ状の凸部の長手方向に垂直な方向でセンサーパネル４と接着する（図５（ｆ））。センサーパネル４は、基板４ａに配置された、光電変換素子とスイッチ素子とを有する複数の画素が配置された画素領域４ｂを有する。接着の時、シンチレータパネルのストライプ状の凸部の長手方向の辺より長手方向に垂直方向の辺の方が、屈曲性が高いことを利用して気泡が発生することを低減させている。すなわち、シンチレータパネルをセンサーパネルに端部から順に接着していくことで、接着部に気泡が発生することを低減している。このような屈曲性がシンチレータパネルの辺によって異なることを利用することで、歩留まりの向上が実現できる。屈曲性が辺によって異なるシンチレータパネルは、図２（ａ）及び図２（ｂ）で示したシンチレータパネルの他、図４（ｂ）で示したシンチレータパネルがある。屈曲性の違いは、第１の板１１ａの一辺に平行な方向に凸部を有さない領域を複数含んでいることで得ることができる。このようにして、図５（ｇ）に示す放射線撮像装置を得ることができる。なお、シンチレータ層２、シンチレータ保護層３、センサーパネル４は断面を示している。
【００２９】
また、本実施例では、第１の板１１ａの複数の凸部を薄いアルミニウムにエンボス加工を行うことで形成した例を示したが、材料は樹脂などを用いても良く、加工方法は射出成形などを用いても良い。第２の板１１ｂは、薄いアルミニウムを用いたが、樹脂と樹脂上に蒸着で形成したアルミニウム薄膜などの金属薄膜との複合材料でも良い。金属薄膜は、箔のようなアルミニウムの薄い板より厚みを薄くできるため、放射線透過率が向上する。また、第１の板１１ａと第２の板１１ｂとの接合は接着剤を用いたが、圧接、超音波接合などの固相接合を用いても良い。
【実施例５】
【００３０】
図６は本発明に係わるＸ線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、シンチレータを上部に実装したイメージセンサ６０４０（放射線撮像装置）に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、放射線撮像装置と、放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段とを少なくとも有する。
【００３１】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。また記録手段となるレーザプリンタによって紙に印刷することもできる。
【符号の説明】
【００３２】
１  基板
２  シンチレータ層
３  シンチレータ保護層
【図１】
2011137665.tif 000003
【図２】
2011137665.tif 000004
【図３】
2011137665.tif 000005
【図４】
2011137665.tif 000006
【図５】
2011137665.tif 000007
【図６】
2011137665.tif 000008