(57)【要約】【課題】散乱放射線の影響を軽減し、画像特性を改善できる放射線検出器を提供する。【解決手段】Ｘ線検出器１は、光を電気信号に変換する光電変換基板２と、光電変換基板２に接して外部から入射したＸ線51を光に変換するシンチレータ層31とを具備する。シンチレータ層31は、ハロゲン化物であるＣｓＩおよび賦活剤であるＴｌを含有する蛍光体である。シンチレータ層31の膜厚方向におけるＸ線51の入射側を入射側領域Ａ、入射側領域Ａとは反対側を非入射側領域Ｂとするとともに、シンチレータ層31の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、非入射側領域Ｂは賦活剤を含有し、入射側領域Ａは賦活剤を含有せず、かつ入射側領域Ａの膜厚分布が中央部＞周辺部の関係にある。【選択図】図１
2019174184.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を電気信号に変換する光電変換基板と、
前記光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を具備し、
前記シンチレータ層は、
ハロゲン化物であるＣｓＩおよび賦活剤であるＴｌを含有する蛍光体であり、
前記シンチレータ層の膜厚方向における前記放射線の入射側を入射側領域、前記入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、前記シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、前記非入射側領域は前記賦活剤を含有し、前記入射側領域は前記賦活剤を含有せず、かつ前記入射側領域の膜厚分布が前記中央部＞前記周辺部の関係にある
を具備することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記シンチレータ層は、柱状結晶構造を有し、かつ前記入射側領域は前記シンチレータ層の膜厚の５％〜５０％を占める
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記シンチレータ層の前記中央部は、前記シンチレータ層の形成領域の５０％以上を占める
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記シンチレータ層の前記非入射側領域における前記賦活剤の濃度範囲は０．１mass％〜２．０mass％である
ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項５】
光を電気信号に変換する光電変換基板と、前記光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層とを具備する放射線検出器の製造方法であって、
前記シンチレータ層はハロゲン化物であるＣｓＩおよび賦活剤であるＴｌを含む蛍光体であり、前記シンチレータ層の膜厚方向における前記放射線の入射側を入射側領域、前記入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、前記シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、前記非入射側領域はＴｌを賦活剤として含有し、前記入射側領域は前記賦活剤を含有せず、かつ前記入射側領域の膜厚分布が中央部＞周辺部の関係となるように、前記ＣｓＩと前記Ｔｌとを材料源とした気相成長法により前記シンチレータ層を形成する
ことを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、放射線を光に変換するシンチレータ層を有する放射線検出器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、放射線検出器としては、光を電気信号に変換する光電変換基板、およびこの光電変換基板に接して外部から入射した放射線であるＸ線を光に変換するシンチレータ層を備えたＸ線検出器がある。このＸ線検出器では、入射Ｘ線によりシンチレータ層で変換された光が光電変換基板に到達することで電荷に変換され、この電荷が出力信号として読み出され、所定の信号処理回路等にてデジタル画像信号に変換される。
【０００３】
シンチレータ層は、ハロゲン化物であるＣｓＩを用いる場合、ＣｓＩ単体では入射Ｘ線を可視光に変換することができないことから、一般的な蛍光体と同様に入射Ｘ線に対する光の励起を活性化させるため、賦活剤を含有させている。Ｘ線検出器においては、光電変換基板の受光感度のピーク波長が可視光領域の４００nm〜７００nm付近に存在するため、シンチレータ層にＣｓＩを用いた場合、入射Ｘ線により励起された光の波長が５５０nm付近となるＴｌが賦活剤として用いられている。
【０００４】
また、Ｘ線は被写体を透過した際に散乱Ｘ線を生じるため、この散乱Ｘ線によって解像度やコントラストの劣化等の影響が生じる。Ｘ線検出器においては、散乱Ｘ線による解像度やコントラストの劣化等の影響を除去すべく、Ｘ線の入射側にＸ線グリッドを設置した構成となることが多い。
【０００５】
しかし、Ｘ線検出器において、Ｘ線グリッドを使用した場合、検出されるＸ線画像の解像度やコントラストの向上を図ることが可能となるが、画像特性の改善を目的とした光電変換基板（アクティブマトリックス光電変換基板）の画素電極サイズおよび画素電極ピッチの微細化への対応が困難となり、かつモアレの発生による画質劣化を防止することが不可能となる。
【０００６】
さらに、Ｘ線検出器において、Ｘ線グリッドを使用する場合、適切なＸ線画像を得るための制約（例えばＸ線発生源とＸ線検出器との距離であるＳＩＤ(Source Image receptor Distance)等の制約）が多くなり、しかも、構造的に、Ｘ線グリッドとシンチレータ層の間に存在する構造体等から生じる散乱Ｘ線の影響は除去できないこととなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１５−３８４５８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明が解決しようとする課題は、散乱放射線の影響を軽減し、画像特性を改善できる放射線検出器およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本実施形態の放射線検出器は、光を電気信号に変換する光電変換基板と、光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層とを具備する。シンチレータ層は、ハロゲン化物であるＣｓＩおよび賦活剤であるＴｌを含有する蛍光体である。シンチレータ層の膜厚方向における放射線の入射側を入射側領域、入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、非入射側領域は賦活剤を含有し、入射側領域は賦活剤を含有せず、かつ入射側領域の膜厚分布が中央部＞周辺部の関係にある。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】一実施形態を示す放射線検出器の第１の構造例の概略断面図である。
【図２】同上放射線検出器の第２の構造例の概略断面図である。
【図３】同上放射線検出器の第３の構造例の概略断面図である。
【図４】同上放射線検出器の第４の構造例の概略断面図である。
【図５】同上放射線検出器の等価回路図である。
【図６】同上放射線検出器の第１構造例のシンチレータ層の模式図である。
【図７】同上放射線検出器の第２構造例のシンチレータ層の模式図である。
【図８】感度斑が生じたＸ線画像である。
【図９】感度斑を補正したＸ線画像である。
【図１０】Ｘ線グリッドの使用時のＸ線画像である。
【図１１】Ｘ線グリッドの未使用時のＸ線画像である。
【図１２】シンチレータ層の一般的な形成方法を示す模式図である。
【図１３】比較を行うサンプルの構成を示す表である。
【図１４】サンプルの撮影条件を示す模式図である。
【図１５】(a)はコントラストの測定条件を示す被写体の正面図、(b)はコントラスト比を求める輝度レベルの波形図である。
【図１６】サンプルの画像特性を示す表である。
【図１７】サンプル４について一様性（ＢＵ）を求めるＸ線画像である。
【図１８】サンプル３について一様性（ＢＵ）を求めるＸ線画像である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。
【００１２】
図１ないし図４には放射線検出器の基本構成について第１ないし第４の構造例を示し、図５には基本構成の等価回路図を示す。
【００１３】
まず、図１および図５を参照して、放射線検出器（放射線画像検出器）としてのＸ線検出器（Ｘ線画像検出器）１の第１の構造例を説明する。
【００１４】
図１に示すように、Ｘ線検出器１は、間接方式のＸ線平面画像検出器である。このＸ線検出器１は、可視光を電気信号に変換するアクティブマトリクス光電変換基板である光電変換基板２を備えている。
【００１５】
光電変換基板２は、矩形平板状の透光性を有するガラス等にて形成された絶縁基板としての支持基板３を備えている。この支持基板３の表面には、二次元的でマトリクス状に複数の画素４が互いに間隔をあけて配列され、各画素４毎に、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)５、電荷蓄積用キャパシタ６、画素電極７、およびフォトダイオード等の光電変換素子８が形成されている。
【００１６】
図５に示すように、支持基板３上には、この支持基板３の行方向に沿った複数の制御ラインとしての制御電極11が配線されている。これら複数の制御電極11は、支持基板３上の各画素４間に位置し、この支持基板３の列方向に離間されて設けられている。これら制御電極11には、薄膜トランジスタ５のゲート電極12が電気的に接続されている。
【００１７】
支持基板３上には、この支持基板３の列方向に沿った複数の読出電極13が配線されている。これら複数の読出電極13は、支持基板３上の各画素４間に位置し、この支持基板３の行方向に離間されて設けられている。そして、これら複数の読出電極13には、薄膜トランジスタ５のソース電極14が電気的に接続されている。また、この薄膜トランジスタ５のドレイン電極15は、電荷蓄積用キャパシタ６および画素電極７にそれぞれ電気的に接続されている。
【００１８】
図１に示すように、薄膜トランジスタ５のゲート電極12は、支持基板３上に島状に形成されている。このゲート電極12を含む支持基板３上には、絶縁膜21が積層されて形成されている。この絶縁膜21は、各ゲート電極12を覆っている。また、この絶縁膜21上には、島状の複数の半絶縁膜22が積層されて形成されている。これら半絶縁膜22は、半導体にて構成されており、薄膜トランジスタ５のチャネル領域として機能する。そして、これら各半絶縁膜22は、各ゲート電極12に対向して配設されており、これら各ゲート電極12を覆っている。すなわち、これら各半絶縁膜22は、各ゲート電極12上に絶縁膜21を介して設けられている。
【００１９】
半絶縁膜22を含む絶縁膜21上には、島状のソース電極14およびドレイン電極15がそれぞれ形成されている。これらソース電極14およびドレイン電極15は、互いに絶縁され電気的に接続されていない。また、これらソース電極14およびドレイン電極15は、ゲート電極12上の両側に設けられており、これらソース電極14およびドレイン電極15の一端部が半絶縁膜22上に積層されている。
【００２０】
図５に示すように、各薄膜トランジスタ５のゲート電極12は、同じ行に位置する他の薄膜トランジスタ５のゲート電極12とともに共通の制御電極11に電気的に接続されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ５のソース電極14は、同じ列に位置する他の薄膜トランジスタ５のソース電極14とともに共通の読出電極13に電気的に接続されている。
【００２１】
図１に示すように、電荷蓄積用キャパシタ６は、支持基板３上に形成された島状の下部電極23を備えている。この下部電極23を含む支持基板３上には絶縁膜21が積層されて形成されている。この絶縁膜21は、各薄膜トランジスタ５のゲート電極12上から各下部電極23上まで延長している。さらに、この絶縁膜21上には、島状の上部電極24が積層されて形成されている。この上部電極24は、下部電極23に対向して配設されており、これら各下部電極23を覆っている。すなわち、これら各上部電極24は、各下部電極23上に絶縁膜21を介して設けられている。そして、この上部電極24を含む絶縁膜21上にはドレイン電極15が積層されて形成されている。このドレイン電極15は、他端部が上部電極24上に積層されて、この上部電極24に電気的に接続されている。
【００２２】
各薄膜トランジスタ５の半絶縁膜22、ソース電極14およびドレイン電極15と、各電荷蓄積用キャパシタ６の上部電極24とのそれぞれを含む絶縁膜21上には、絶縁層25が積層されて形成されている。この絶縁層25は、酸化珪素(ＳｉＯ２)等にて形成されており、各画素電極７を取り囲むように形成されている。
【００２３】
この絶縁層25の一部には、薄膜トランジスタ５のドレイン電極15に連通したコンタクトホールとしてのスルーホール26が開口形成されている。このスルーホール26を含む絶縁層25上には、島状の画素電極７が積層されて形成されている。この画素電極７は、スルーホール26にて薄膜トランジスタ５のドレイン電極15に電気的に接続されている。
【００２４】
各画素電極７上には、可視光を電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子８が積層されて形成されている。
【００２５】
また、光電変換基板２の光電変換素子８が形成された表面に、放射線としてのＸ線を可視光に変換するシンチレータ層31が形成されている。
このシンチレータ層31は、ハロゲン化物であるヨウ化セシウム（ＣｓＩ）および賦活剤であるタリウム（Ｔｌ）を含む蛍光体である。シンチレータ層31は、支持基板11上に蛍光体が柱状に堆積して成膜されている。そして、シンチレータ層31は、光電変換基板２の面方向に複数の短冊状の柱状結晶32が形成された柱状結晶構造に形成されている。
【００２６】
また、シンチレータ層31上にはシンチレータ層31で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層41が積層されて形成され、この反射層41上にはシンチレータ層31を大気中の水分から保護する保護層42が積層されて形成され、この保護層42上には保護カバー43が配置されている。
【００２７】
そして、このように構成されたＸ線検出器１において、シンチレータ層31へと入射した放射線としてのＸ線51はこのシンチレータ層31の柱状結晶32にて可視光52に変換される。
【００２８】
この可視光52は柱状結晶32内を通じて光電変換基板２の光電変換素子８に到達して電気信号に変換される。光電変換素子８で変換された電気信号は画素電極７に流れ、画素電極７に接続された薄膜トランジスタ５のゲート電極12が駆動状態となるまで、画素電極７に接続された電荷蓄積用キャパシタ６へと移動して保持されて蓄積される。
【００２９】
このとき、制御電極11の１つを駆動状態にすると、この駆動状態となった制御電極11に接続された１行の薄膜トランジスタ５が駆動状態となる。
【００３０】
この駆動状態となったそれぞれの薄膜トランジスタ５に接続された電荷蓄積用キャパシタ６に蓄積された電気信号が読出電極13へと出力される。
【００３１】
この結果、Ｘ線画像の特定の行の画素４に対応する信号が出力されるため、制御電極11の駆動制御によって、全てのＸ線画像の画素４に対応する信号を出力でき、この出力信号がデジタル画像信号に変換されて出力される。
【００３２】
次に、図２を参照してＸ線検出器１の第２の構造例を説明する。なお、Ｘ線検出器１の第１の構造例と同じ符号を用い、同様の構成および作用の説明は省略する。
【００３３】
光電変換基板２の構造および作用は第１の構造例と同じである。
【００３４】
光電変換基板２上に接合層61を介してシンチレータパネル62が接合されている。シンチレータパネル62は、Ｘ線51を透過する支持基板63を有し、この支持基板63上に光を反射する反射層41が形成され、この反射層41上に短冊状の複数の柱状結晶32を有するシンチレータ層31が形成され、このシンチレータ層31上にシンチレータ層31を密閉する保護層42が積層されて形成されている。
【００３５】
そして、このように構成されたＸ線検出器１において、シンチレータパネル62のシンチレータ層31へと入射したＸ線51はこのシンチレータ層31の柱状結晶32にて可視光52に変換される。
【００３６】
この可視光52は柱状結晶32内を通じて光電変換基板２の光電変換素子８に到達して電気信号に変換され、上述したようにデジタル画像信号に変換されて出力される。
【００３７】
次に、図３を参照してＸ線検出器１の第３の構造例を説明する。図１に示したＸ線検出器１の第１の構造例において、シンチレータ層31が柱状結晶32をなしていないだけで、他の構成は同様である。
【００３８】
次に、図４を参照してＸ線検出器１の第４の構造例を説明する。図２に示したＸ線検出器１の第２の構造例において、シンチレータ層31が柱状結晶32をなしていないだけで、他の構成は同様である。
【００３９】
そして、図１ないし図４に示される構造のＸ線検出器１において、シンチレータ層31は、ハロゲン化物であるＣｓＩおよび賦活剤であるＴｌを含む蛍光体であり、さらに、シンチレータ層31の膜厚方向におけるＸ線51の入射側領域をＡ、非入射側領域をＢとするとともに、シンチレータ層31の面内方向の中心領域を中央部Ｃ、外周領域を周辺部Ｄとした場合、次の(1)(2)(3)(4)の特徴を有している。
【００４０】
(1)：非入射側領域Ｂは賦活剤を含有し、入射側領域Ａは賦活剤を含有せず、かつ入射側領域Ａの面内方向の膜厚分布が中央部Ｃ＞周辺部Ｄとなる。
【００４１】
(2)：シンチレータ層31は、好ましくは短冊状の柱状結晶32を有し、かつ入射側領域Ａはシンチレータ層31の膜厚の５％〜５０％を占める。
【００４２】
(3)：シンチレータ層31の中央部Ｃは、シンチレータ層31の形成領域の中心を基準とした同心円状、若しくは方形状で、シンチレータ層31の形成領域の５０％以上を占める。
【００４３】
(4)：シンチレータ層31の非入射側領域Ｂにおける賦活剤の濃度範囲は０．１mass％〜２．０mass％である。
【００４４】
ここで、図１に示される第１の構造例のＸ線検出器１において、シンチレータ層31の模式図を図６に示す。また、図２に示される第２の構造例のＸ線検出器１において、シンチレータ層31の模式図を図７に示す。
【００４５】
図６または図７に示すように、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Ａは、賦活剤を含有しないことから、発光に寄与しないＸ線51の吸収層となり、つまりＸ線51が被写体を透過した際に生じる散乱Ｘ線の吸収層となるため、Ｘ線グリッドを使用した場合と同様の効果を有することとなる。
【００４６】
また、Ｘ線検出器１において、Ｘ線51が被写体を透過した際に生じる散乱Ｘ線の強度分布は、中央部Ｃ＞周辺部Ｄとなる。そのため、中央部Ｃの散乱Ｘ線の強度に対応した散乱Ｘ線の吸収層をシンチレータ層31の形成領域全体に均一に形成すると、図８に示すＸ線画像（Flat Field補正：無）のように、散乱Ｘ線の強度分布に伴う同心円状の感度斑（シェーディング）が生じることとなる。
【００４７】
通常、Ｘ線検出器１においては、図８に示すような感度斑を補正するFlat Field補正がＸ線画像に付与されることとなるが、Flat Field補正をＸ線画像に付与する場合、補正に伴いＸ線画像に含まれるノイズ成分も増幅されることから、補正前の感度斑が大きい程、補正後のＸ線画像のＳ／Ｎが低下し、Ｘ線画像のダイナミックレンジも減少する。言い換えれば、Ｘ線画像の感度分布の一様性｛ＢＵ（Brightness Uniformity）｝が良い程、高画質なＸ線画像（高Ｓ／Ｎ、ワイドダイナミックレンジ）が得られることとなる。
【００４８】
このため、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与すれば、シンチレータ層31の入射側領域Ａの膜厚分布を中央部Ｃ＞周辺部Ｄとすることで、中央部Ｃ＞周辺部Ｄの散乱Ｘ線の強度分布に対応した散乱Ｘ線の吸収層を形成できるため、補正前の感度斑を少なくでき、図９に示すFlat Field補正を行ったＸ線画像のように、補正後のＸ線画像のＳ／Ｎの低下やダイナミックレンジの減少を軽減し、より高画質なＸ線画像（高Ｓ／Ｎ、ワイドダイナミックレンジ）を得ることが可能となる。
【００４９】
また、Ｘ線検出器１において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Ａは、構造上、短冊状の柱状結晶構造を有するシンチレータ層31の各柱状結晶32に独立して形成されることから、Ｘ線グリッドを使用した場合に対して、次のＩ〜IIIの効果が得られることとなる。
【００５０】
Ｉ：光電変換基板（アクティブマトリックス光電基板）の画素電極サイズおよび画素電極ピッチに依らず、モアレが発生しないため、Ｘ線画像の画質劣化が発生しない。Ｘ線グリッドを使用した場合、図１０に示すように、モアレが発生し、Ｘ線画像の画質劣化を生じるのに対して、Ｘ線グリッドを使用しないことにより、図１１に示すように、モアレが発生せず、Ｘ線画像の画質劣化を防止することができる。
【００５１】
II：適切なＸ線画像を得るための制約（例えばＸ線発生源80とＸ線検出器１との距離である（Source Image receptor Distance)等の制約）が少ない。
【００５２】
III：構造的に散乱Ｘ線の吸収層（入射側領域Ａ）と発光に寄与するシンチレータ層31の非入射側領域Ｂとの間には構造体等が存在しないため、画像特性（感度、解像度およびコントラスト等）の改善効率がよい。
【００５３】
また、入射Ｘ線の線質が軟らかい場合｛Ｘ線発生源（Ｘ線管）80の管電圧が低い場合｝、被写体による入射Ｘ線の吸収が大きくなることから、相対的に散乱Ｘ線の影響が顕著となり、シンチレータ層31のＸ線51の入射側に存在する構造体（反射層41、保護層42および保護カバー43等）の微小なＸ線吸収率の違いがＸ線画像に観測され易くなるが、Ｘ線検出器１において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、Ｘ線グリッドを使用した場合と異なり、入射側領域Ａは、シンチレータ層31のＸ線の入射側に存在する構造体よりも非入射側に形成されるため、入射Ｘ線の線質が軟らかい場合においても散乱Ｘ線の影響により発生する微小なＸ線画像斑を抑制することも可能となる。
【００５４】
このため、Ｘ線検出器１は、Ｘ線グリッドを使用することなく、画像特性（感度、解像度およびコントラスト等）の改善が可能となる。
【００５５】
また、Ｘ線検出器１において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、さらに(3)の特徴であるシンチレータ層31の中央部Ｃがシンチレータ層31の形成領域の５０％以上を占めれば、例えばＸ線画像を用いた診断等に適したＸ線検出器１を提供できる。
【００５６】
さらに、Ｘ線検出器１において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Ａは、賦活剤を含有しないことから、発光に寄与しないＸ線の吸収層となるため、(4)の特徴である非入射側領域Ｂの賦活剤の膜厚方向の濃度範囲を０．１mass％〜２．０mass％とすれば、良好な画像特性（感度、解像度等）が得られる。より好ましくは、非入射側領域Ｂの賦活剤の膜厚方向の濃度範囲を１．６mass％±０．４mass％とすれば、画像特性（感度、解像度等）を劣化させることなく、残像特性を改善することも可能となる。
【００５７】
次に、ハロゲン化物であるＣｓＩにＴｌを賦活剤として含有する蛍光体からなるシンチレータ層31の一般的な形成方法の模式図を図１２に示す。
【００５８】
真空チャンバ71内に基板72（光電変換基板２または支持基板63に該当する）を配置し、この基板72を回転させながら、真空チャンバ71内に設置されているＣｓＩの蒸発源73からの蒸発粒73aとＴｌＩの蒸発源74からの蒸発粒74aを基板72の積層面に蒸着する真空蒸着法により、シンチレータ層31を積層形成する。
【００５９】
このとき、シンチレータ層31の形成過程において、ＴｌＩの蒸発源74からの蒸発粒74aの供給を遮断、若しくは停止すれば、シンチレータ層31の膜厚方向の任意の領域に賦活剤を含有しない領域を形成することが可能となる。
【００６０】
このため、本実施形態のシンチレータ層31は、シンチレータ層31の形成過程の末期、若しくは初期に、ＴｌＩの蒸発源74からの蒸発粒74aの供給を遮断、若しくは停止し、かつＣｓＩの蒸発源73からの蒸発粒73aの供給分布を制御することにより形成される。蒸発粒73aの供給分布の制御には遮蔽物等を用いてもよい。したがって、入射側領域Ａは賦活剤を含有せず、非入射側領域Ｂは賦活剤を含有し、かつ入射側領域Ａの面内方向の膜厚分布を中央部Ｃ＞周辺部Ｄとし、さらに非入射側領域Ｂを所定の賦活剤の濃度とすることが可能となる。なお、非入射側領域Ｂの面内方向の膜厚分布は略均等となる。
【００６１】
ここで、図１に示される構造のＸ線検出器１の実施例について説明する。この実施例では、シンチレータ層31の母材：ＣｓＩ、賦活剤：Ｔｌ、反射層41：ＴｉＯ2、保護カバー43：アルミニウムとし、その他の構成を異ならせたサンプル１、２、３、４を作成した。図１３にサンプル１、２、３、４の構成を示す。
【００６２】
サンプル１は、シンチレータ層31の膜厚方向の全域に賦活剤を含有し、Ｘ線グリッドが無い構成である。
【００６３】
サンプル２は、サンプル１の構成において、Ｘ線グリッドを有する構成である。
【００６４】
サンプル３は、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であり、入射側領域Ａは賦活剤を含有せず、非入射側領域Ｂは賦活剤を含有し、入射側領域Ａの膜厚分布が中央部Ｃ＞周辺部Ｄの関係にある。
【００６５】
サンプル４は、サンプル３の構成において、膜厚分布が中央部Ｃ＝周辺部Ｄの関係にある。
【００６６】
これら４つのサンプル１、２、３、４について、それぞれＸ線検出器１に組み合わせ、特定の撮影条件下にて被写体を撮影し、Ｘ線画像の画像特性（感度比、ＭＴＦ比（解像度）、コントラスト比、モアレ）を求める。撮影条件は、図１４に示すように、Ｘ線発生源80とＸ線検出器１との間に、鉛の被写体81を中心部に配置した四角形状のアクリル82を配置する。さらに、感度、ＭＴＦ、コントラスト比の測定時におけるＸ線照射条件は７０kV−０．００８７mGy、アクリル厚は６０ｍｍである。また、コントラストについては、図１５(a)に示すように、被写体81を通過する輝度測定ライン83上の輝度を測定し、図１５(b)に示すように、０の輝度レベルに対する被写体無しの輝度レベルＨと被写体有りの輝度レベルＬとの比Ｈ／Ｌを求める。
【００６７】
そして、４つのサンプル１、２、３、４についてのＸ線画像の画像特性を測定した結果を図１６の表に示す。なお、感度比、ＭＴＦ比、コントラスト比は、サンプル１の画像特性を基準（１．００）とした相対値である。
【００６８】
図１６に示すように、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であるサンプル３は、Ｘ線グリッドを有するサンプル２と同様に感度比、ＭＴＦ比、コントラスト比が改善する効果を有することとなり、しかも、Ｘ線グリッドを使用した場合に対して、構造的にモアレが発生せず、かつバランスの良い画像特性が得られることとなる。
【００６９】
さらに、図１７にサンプル４のＸ線画像（Flat Field補正：無）を示し、図１８にサンプル３のＸ線画像（Flat Field補正：無）を示す。このとき、Ｘ線照射条件は７０kV−０．００８７mGy、画像処理はヒストグラム平均値±５０％とする。そして、中央部Ｃの感度をａ、周辺部Ｄ（Ｘ線画像の対角線長の中心から９０％の位置）の感度（４箇所の平均値）をｂとし、Ｘ線画像の感度分布の一様性であるＢＵ（Brightness Uniformity）(％)＝ｂ／ａ・１００を求めると、サンプル４はＢＵ＝６２％、サンプル３はＢＵ＝７２％となった。したがって、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であるサンプル３は、サンプル４に対しても散乱Ｘ線の強度分布に伴う同心円状の感度斑を軽減できるため、より高画質なＸ線画像を得ることが可能となる。
【００７０】
以上のことから、シンチレータ層31の非入射側領域Ｂは賦活剤を含有し、入射側領域Ａは賦活剤を含有せず、かつ入射側領域Ａの面内方向の膜厚分布が中央部Ｃ＞周辺部Ｄとすることにより、散乱Ｘ線の影響を軽減し、画像特性（感度、解像度、コントラスト等）を改善できる。
【００７１】
また、シンチレータ層31は、短冊状の柱状結晶32を有し、かつ入射側領域Ａはシンチレータ層31の膜厚の５％〜５０％を占めることにより、散乱Ｘ線の影響をより軽減し、画像特性（感度、解像度、コントラスト等）をより改善できる。
【００７２】
また、シンチレータ層31の中央部Ｃは、シンチレータ層31の形成領域の中心を基準とした同心円状、若しくは方形状で、シンチレータ層31の形成領域の５０％以上を占めることにより、例えばＸ線画像を用いた診断等に適したＸ線検出器１を提供できる。
【００７３】
また、シンチレータ層31の非入射側領域Ｂにおける賦活剤の濃度範囲は０．１mass％〜２．０mass％であることにより、良好な画像特性（感度、解像度等）が得られる。
【００７４】
このように、画像特性（感度、解像度、コントラスト等）の優れた高性能、かつ信頼性の高いＸ線検出器１を提供することが可能となる。
【００７５】
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
【符号の説明】
【００７６】
１    放射線検出器としてのＸ線検出器
２    光電変換基板
31    シンチレータ層
51    放射線としてのＸ線
Ａ    入射側領域
Ｂ    非入射側領域
Ｃ    中央部
Ｄ    周辺部
【図１】
2019174184.tif 000003
【図２】
2019174184.tif 000004
【図３】
2019174184.tif 000005
【図４】
2019174184.tif 000006
【図５】
2019174184.tif 000007
【図６】
2019174184.tif 000008
【図７】
2019174184.tif 000009
【図８】
2019174184.tif 000010
【図９】
2019174184.tif 000011
【図１０】
2019174184.tif 000012
【図１１】
2019174184.tif 000013
【図１２】
2019174184.tif 000014
【図１３】
2019174184.tif 000015
【図１４】
2019174184.tif 000016
【図１５】
2019174184.tif 000017
【図１６】
2019174184.tif 000018
【図１７】
2019174184.tif 000019
【図１８】
2019174184.tif 000020