(57)【要約】【課題】鮮鋭性が向上でき、精度の高いシンチレータパネルを提供する。【解決手段】発光層と、非発光層とが、それぞれ少なくとも１層以上積層されているシンチレータパネルであって、発光層が蛍光体粒子を含み、かつ発光層の厚さをＡとしたきに、蛍光体粒子の体積平均基準の累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90と、厚さＡとの関係が、  Ｄ50＜Ａ、  Ｄ90＜２Ａ  を満足することを特徴とする、シンチレータパネル。【選択図】図１
2019023579.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光層と、非発光層とが、それぞれ少なくとも１層以上積層されているシンチレータパネルであって、発光層が蛍光体粒子を含み、かつ発光層の厚さをＡとしたきに、蛍光体粒子の体積平均基準の累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90と、厚さＡとの関係が、
Ｄ50＜Ａ、  Ｄ90＜２Ａ
を満足することを特徴とする、シンチレータパネル。
【請求項２】
Ｄ50と、厚さＡとの関係が、
０．０１＜ （Ｄ50／Ａ） ＜１
であ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】
発光層の厚さＡが、３０μm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】
非発光層の厚さが、３０μm以下であ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。
【請求項５】
発光層と、非発光層とが、放射線に対して平行方向に配置して積層されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
発光層と、非発光層とが、放射線に対して垂直方向に配置され、非発光層表面に、少なくとも２種の発光層が積層されてなることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
蛍光体粒子が、希土類蛍光体であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記希土類蛍光体が主成分としてGd2O2S、Lu2O2S、Lu2O3のいずれかを含むことを特徴とする請求項７に記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
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６に記載のシンチレータパネル。
【請求項１０】
Ｘ線を放射するＸ線源と、請求項９のシンチレータパネルとを備えたタルボ・ロー撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、新規なシンチレータおよび該シンチレータを利用したタルボ・ロー撮影装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線画像のような放射線画像は医療現場において病状の診断に広く用いられている。ここで、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）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置が登場している。そのようなＸ線画像に関するデジタル技術の中で、近年、ＦＰＤについての研究が種々行われている。ここで、ＦＰＤでは、Ｘ線を可視光に変換するために、照射されたＸ線を可視光に変換して発光する特性を有するＸ線蛍光体で作られた蛍光体（シンチレータ）層を有するシンチレータパネルが使用され、このシンチレータパネルから発生する可視光画像を、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いて電気信号に変換するものである。
【０００３】
波長変換層は、放射線を可視光に変換する蛍光体を含む。この蛍光体は、ＧＯＳ（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ）等の粒子（以下、蛍光体粒子という）や、ＣｓＩ：Ｔｌなどの柱状結晶が使用されているが、粒子構造の波長変換層は、柱状結晶構造の波長変換層と比べて製造が容易であり安価であることから、広く用いられてようになっている。
【０００４】
最近ではシート状にしたシンチレータを、患者の体表に直接貼って病変を観察したり、さらに、手術によって切除するなどして採取した組織に貼りつけて観察する手法が（非特許文献１：Flexible radioluminescence imaging for FDG-guided surgery/Medical Physics 43, 5298 (2016)）、侵襲が少なく、簡便で迅速な病理診断を行うことが可能となるため、期待が高まっている。このような目的では、シンチレータ層および支持体層がともに薄膜化したものが望まれるようになっている。
【０００５】
また、特開2016-217875号公報（特許文献１）にあるように、発光波長の異なる多層のシンチレータ層を組み合わせて、高エネルギーＸ線ほどシンチレータの深部に到達させて、発光色を変えることでエネルギー情報を取り出す試みもなされており、この構成により、軟骨を含む骨や灰分などを測定する際に管電圧を変えて２回撮影していたものが1回の撮影でエネルギー弁別画像を構築可能となるなどの利点が挙げられている。
【０００６】
また、蛍光体粒子を用いたシンチレータとして、タルボ・システムを適用したシンチレータに期待が高まっている。
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。そして、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。
【０００７】
タルボ・ロー干渉計は、図６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。
【０００８】
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、非特許文献２：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）粒子を充填した格子形状のシンチレータが開示されている。
【０００９】
また、隔壁に区切られたセル内に充填されたシンチレータ層を有する区画化シンチレータとして、ＷＯ２０１４／０８０９４１号（特許文献２）には、隔壁が、低融点ガラスを主成分とする材料により構成し、前記シンチレータ層が、蛍光体およびバインダー樹脂から構成し、シンチレータ層に含まれるバインダー樹脂を蛍光体の周りに充填することで、蛍光体の表面による光の散乱を抑制することができ、隔壁表面による光の散乱も抑制することが提案されている。
【００１０】
さらに、新たに格子形状を有するシンチレータとして、蛍光体粒子を含む発光層と非発光層との積層体から構成されるスリット構造を有し、照射されたＸ線は発光層内で発光し、一方、非発光層内を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ものにも期待が高まっている。
【００１１】
蛍光体粒子の粒度分布を示す特許文献として、特開2016-3928号公報（特許文献３）には、蛍光体層と蛍光体層ペーストの溶媒分を吸収した無機微粒子層とを含む、放射線検出器において、前記蛍光体層における前記蛍光体粒子の粒度分布中央値をＤ１とし、前記無機粒子層における前記無機粒子の粒度分布中央値をＤ２とした際に、Ｄ１≦Ｄ２であることが開示され、さらに前記蛍光体層における前記蛍光体粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ１とし、前記無機粒子層における前記無機粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ２とした際に、Ｓ１≧Ｓ２であることが開示されている。
【００１２】
特開2012-108158号公報（特許文献４）には、波長変換層により変換された可視光を検出して、放射線画像を表す画像信号に変換する放射線画像検出器において、光交換効率の向上を図る目的で、前記波長変換層が、第１の平均粒子径を有する第１の蛍光体と前記第１の平均粒子径よりも大きい第２の平均粒子径を有する第２の蛍光体と混合した蛍光体層を有することが開示されている。そして、前記第１の平均粒子径が１μｍ以上５μｍ未満、前記第２の平均粒子径が５μｍ以上１２μｍ以下であることが開示されている。
【００１３】
特開平11-23798号公報（特許文献５）には、支持体と、前記支持体上に設けられ、平均粒径Ｄ1 を有すると共に、粒径分布を表わす範囲係数ｋが 1.3〜 1.8の範囲である第１の蛍光体粒子により構成された第１の蛍光体層を有する放射線増感紙が開示されている。
さらに本出願人は、特開2016-186455号公報(特許文献６)にて、平均粒子径の異なる少なくとも２種類のシンチレータ粒子を含むシンチレータ層を有するシンチレータパネルを提案している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２０１６−２１７８７５号公報
【特許文献２】ＷＯ２０１４／０８０９４１号
【特許文献３】特開２０１６−００３９２８号公報
【特許文献４】特開２０１２−１０８１５８号公報
【特許文献５】特開平１１−０２３７９８号公報
【特許文献６】特開２０１６−１８６４５５号公報
【非特許文献】
【００１５】
【非特許文献１】Flexible radioluminescence imaging for FDG-guided surgery/Medical Physics 43, 5298 (2016)
【非特許文献２】Applied Physics Letter 98, 171107(2011)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
このように多くの用途に蛍光体粒子を使用するという試みが行われているが、単に異なる粒度分布を有する蛍光体を用いるだけの方法では、発光層（シンチレータ層）の表面凹凸を減らすことはできず、高いＭＴＦを確保するには不十分であった。
【００１７】
また、発光層自体の厚みを薄くする場合、蛍光体粒子の粒子径の影響が強くなり、発光層の厚さを超える粒子も存在する。前記非特許文献１のように、発光層を薄くした利用例があるが、発光層が薄くなるほど、蛍光体粒子の粒径分布が表面凹凸に与える影響が大きく、輝度や鮮鋭性に影響することが懸念される。
【００１８】
また、発光層の厚さが薄くなるほど、小粒径の蛍光体粒子が必要となるだけでなく、薄ければ輝度も低くなるため、十分な輝度を得ることが困難となる。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
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、発光層の厚さに対して、適切な粒径分布をもつシンチレータ粒子を使用することで、構造をゆがませるほどの粗大な粒子を適切に減らすことができるので、鮮鋭性が向上でき、精度の高い超薄膜および多層シンチレータが得られることを見出し、本発明を完成するに至った。
【００２０】
本発明の構成は以下の通りである。
［１］発光層と、非発光層とが、それぞれ少なくとも１層以上積層されているシンチレータパネルであって、発光層が蛍光体粒子を含み、かつ発光層の厚さをＡとしたきに、蛍光体粒子の体積平均基準の累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90と、厚さＡとの関係が、
Ｄ50＜Ａ、  Ｄ90＜２Ａ
を満足することを特徴とする、シンチレータパネル。
［２］Ｄ50と、厚さＡとの関係が、
０．０１＜ （Ｄ50／Ａ） ＜１
である[1]のシンチレータパネル。
［３］発光層の厚さＡが、３０μm以下である［１］または［２］のシンチレータパネル。
［４］非発光層の厚さが、３０μm以下である［１］〜［３］のシンチレータパネル。
［５］発光層と、非発光層とが、放射線に対して平行方向に配置して積層されている［１］〜［４］のシンチレータパネル。
［６］発光層と、非発光層とが、放射線に対して垂直方向に配置され、非発光層表面に、少なくとも2種の発光層が積層されてなる［１］〜［４］のシンチレータパネル。
［７］蛍光体粒子が、希土類蛍光体である［１］〜［６］のシンチレータパネル。
［８］前記希土類蛍光体が主成分としてGd2O2S、Lu2O2S、Lu2O3のいずれかを含む［７］のシンチレータパネル。
［９］位相コントラスト像を撮像することを特徴とする[６］のシンチレータパネル。
［１０］Ｘ線を放射するＸ線源と、［９］のシンチレータパネルとを備えたタルボ・ロー撮影装置。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、発光層に適切な粒径分布の蛍光体粒子を含むため、発光層表面凹凸が少なくなり、発光が表面で散乱されにくくなる。これにより、画像の鮮鋭性ＭＴＦが向上する。
【００２２】
このような、発光層が紙や薄フィルム上に形成された超薄膜状シンチレータは、湾曲や屈曲させた状態で放射線画像を取得できるほか、被写体の形状に沿って貼り付けた状態で放射線画像を取得することができる。被写体とシンチレータの距離を近づけた撮影が可能になり鮮鋭性の高い画像を得ることができる。また、手術などで採取した病変組織に、超薄膜状シンチレータを貼りつけて、Ｘ線を照射したり、ＰＥＴ（positron emission tomography）検査用のＰＥＴ薬剤等を使用するなどして放射線画像を取得することで、病理観察および病理診断にも利用することも可能である。このため本発明によれば、侵襲が少なく、簡便に迅速な病理診断を行うことが可能となる。
【００２３】
また、複数の発光層を積層する場合には、積層面での凹凸が少なくなり、発光が散乱されにくくなる。これにより、鮮鋭性の高い多層シンチレータが得られる。また、発光層ごとに発光色を変更すると、エネルギーの高いＸ線ほどシンチレータ層の深部に到達するため、Ｘ線エネルギーの違いによって発光色を変えることができ、Ｘ線エネルギーの違いを色で表した放射線画像を得ることが可能になる。従来、管電圧を変えて２回撮影していたものが、１回の撮影でもエネルギー弁別画像を構築可能となる。
【００２４】
発光層と非発光層が繰り返し積層された積層型シンチレータパネルの場合、輝度およびＭＴＦが高いシンチレータパネルを提供できる。このような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。この場合、シンチレータ自体がＧ２格子の機能を有することになるので、Ｇ２格子が不要となる。これにより、より高管電圧での撮影も可能となり、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。
【００２５】
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】
【００２６】
【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の一態様の概略図である。
【図３】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４】縦軸を頻度にした粒子径分布を概念図である。
【図５】タルボ・シンチレータの概略構成図である。
【図６】タルボ・ロー干渉計の概略構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、本発明のシンチレータパネルについて説明する。
発光層と、非発光層とが、それぞれ少なくとも１層以上積層されているシンチレータパネルであって、発光層が蛍光体粒子を含み、かつ発光層の厚さをＡとしたきに、蛍光体粒子の体積平均基準の累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90と、厚さＡとの関係が、
Ｄ50＜Ａ、  Ｄ90＜２Ａ
を満足する。
【００２８】
累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90は公知の測定方法で測定可能であり、たとえば、レーザー散乱・回折法などを用いて測定できる。
たとえばエタノール中に蛍光体粒子を分散させて、マイクロトラックＭＴ3300II（マイクロトラック・ベル社）を用いて粒径を測定できる。
【００２９】
蛍光体粒子は、粒径分布を持っており、発光層の厚さを超える粒子も存在する。これにより構造がゆがみ、ＭＴＦが低下する。また、一般に厚さを薄くして、使用される粒子径を小さくすれば、輝度や鮮鋭性が低下するが、本発明のような特定の関係式を満足することで、構造をゆがませるような粗大粒子が存在することなく、輝度や鮮鋭性の点で大きく向上できる。
【００３０】
Ｄ90は粗大粒子が少なくなれば、小さくなる。この累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90の関係を、図４に示す。図４は縦軸を頻度にしたものである。Ｄ90が小さいものは、頻度分布の山がシャープであることを示す。Ｄ90＜２Ａであると、光学層に影響する粗大粒子の存在が少なく、輝度や鮮鋭性の点で大きく向上できる。
【００３１】
Ｄ50と、発光層厚さＡとの関係が、さらに
０．０１＜ （Ｄ50／Ａ） ＜１  である
であることが好ましい。
【００３２】
累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90の調整は、製造方法によるが、粉砕や分級などの公知の方法を採用できる。Ｄ50、Ｄ90は、目的とする発光層の厚さに応じて適宜選択される。
【００３３】
発光層の厚さＡは、３０μm以下であることが好ましく、さらに０.１５〜１５μｍにあることが好ましい。また、非光学層の厚さが、３０μm以下であり、好ましくは０．１５〜１５μｍの範囲にある。
【００３４】
蛍光体粒子の平均粒子径は、厚みAとの関係が上記を満足すれば特に制限されないが、発光層の厚さAに対して１００％以下が好ましく、９０％以下が更に好ましい。蛍光体粒子の平均粒子径が上記範囲を超えるとピッチの乱れが輝度や鮮鋭性が低下する原因となる。
【００３５】
本発明にかかるシンチレータパネルは、上記した発光層と非発光層を有する限り特に制限さないが、例えば、図1に示されるような、単層の発光層と非発光層とから形成される超薄膜シンチレータ（第1の態様）、図２に示されるような発光層と、非発光層とが、放射線に対して垂直方向に配置され、非発光層表面に、少なくとも２種の発光層が積層されてなる多層シンチレータ（第２の態様）、図３に示されるように、Ｘ線等の放射線を受けて発光される機能を有する発光層と、非発光層とが、放射線の入射方向に対して略平行方向に発光層と非発光層とが交互に積層された構造を有する積層型シンチレータ（第３の態様）などが挙げられる。図２および３に粒子図は省略している。
一対の発光層と非発光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）は特に制限されない。
【００３６】
第１および第２の態様では、可撓性の非発光層を使用すれば、シンチレータを湾曲させた状態や、被写体の形状に沿ってシンチレータを配置した状態で、放射線画像を取得することができる。また、シンチレータを被写体に貼りつけて、放射線画像を取得しても良い。例えば、人体の腹部や胸部などに貼ってＸ線照射し、被写体を透過してきたＸ線を画像化するほかに、ＰＥＴ（positron emission tomography）検査用のＰＥＴ薬剤を使用するなどして放射線画像を取得してもよい。前記非特許文献１のように、手術などで採取した組織に貼り、病理観察・診断に応用することもできる。
【００３７】
保管時や使用時、等にシンチレータ表面の傷つきや汚染を防止することを目的に、シンチレータ表面に保護層を設けても良い。保護層は設置したままで使用しても良いし、取り除いて使用しても良い。
【００３８】
保護層としては、各種の透明樹脂を用いることが出来る。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド、ポリイミドなどからなる透明樹脂フィルムを蛍光体層上にラミネートして保護層を形成することができる。あるいは、セルロース誘導体、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリカーボネート、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルホルマール、ポリウレタンなどの透明樹脂を溶解させて適当な粘度の保護層の塗布液を調製し、これをシンチレータ上に塗布、乾燥させることによって保護層を形成することもできる。
【００３９】
シンチレータの取り扱いを容易にすることを目的に、シンチレータを保持するための部材を設けても良い。例えばシンチレータの表面または裏面の一部または全体、シンチレータ面の領域外、などに設けてあり、シンチレータから分離できるようになっていても良い。シンチレータ表面に直接触れることなく、シンチレータを保持できるので、シンチレータ表面の破損や汚染、折れ曲がり等の破損を防止したり、被写体への貼りつけ不具合を防止することができる。
【００４０】
保持部材は真空吸引、静電吸引といった半導体を持ち運ぶために一般的に使用される機器でもよく、また、粘着もしくは接着により固定され、各工程終了後、梱包前に熱、ＵＶ、冷却、超音波等の処理により簡単に剥離できるようなシートを用いてもよい。
【００４１】
被写体への貼りつけを容易にすることを目的に、シンチレータは粘着層または吸着層を介して被写体へ貼り付けても良い。シンチレータに設けられた非発光層または保護層が粘着層または吸着層として機能しても良い。これにより、貼りつけた後のずれや剥がれを防止することができる。
【００４２】
第２の態様では積層シンチレータが第１の発光層、第２の発光層、及び第３の発光層の３層から成る場合を示しているが、発光層は２層以上あれば良い。各々の発光層は放射線が入射すると、発光波長の異なるシンチレーション光をそれぞれ発生する。シンチレーション光は受光素子アレイに入射し、カラーフィルタ層を透過したシンチレーション光が光電変換素子に入射する。各発光層間に発光層以外の部材（例えば基板など）が配置されていても良い。第２の態様では、非発光層に隣接する、発光層に含まれる蛍光体粒子の累積５０％粒子径Ｄ50、累積９０％粒子径Ｄ90が前記関係式を満足すれば、他の発光層に含まれる蛍光体粒子の粒子径は必ずしも制限されないが、同様の関係式を満足していると、さらに好ましい。
【００４３】
第１〜第３の発光層は、波長が互いに異なるシンチレーション光を発生させるものであれば特に問わない。波長が互いに異なるシンチレーション光を発生させるためには、発光層を構成するシンチレータの母材の材料を変えても良いし、母材に添加する発光中心の種類、濃度、を変えても良い。
【００４４】
第２の態様では各発光層で発生したシンチレーション光を弁別して検出することができる。これにより、放射線検出器は、シンチレータの厚み毎に放射線の検出結果を取得することができる。
【００４５】
また第３の態様の場合、発光層と非発光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。
【００４６】
第３の態様は、光が非発光層を通って、検出器に伝えることができるため、輝度や鮮鋭性が低下することもない。また、この積層型シンチレータパネルは、従来困難であった大面積化や厚層化も可能であり、積層ピッチも任意に調整できる。図３に示すシンチレータパネルは、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。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。したがって、第３の態様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５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。
【００４７】
次にタルボ・ロー撮影装置は、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する。
【００４８】
なお、図５で説明したタルボ・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。
【００４９】
第３の態様では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。
【００５０】
なお、略平行とは、ほぼ平行あり、完全に平行でも多少の傾斜や湾曲があっても略平行の範疇に含まれる。このようなスリット状シンチレータは大面積化も可能となる。
以上のようなシンチレータにおける放射線による発光を、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。
【００５１】
・発光層
本発明における発光層とは蛍光体を主成分として含有する層であり、シンチレータとして機能する蛍光体粒子と、バインダー樹脂および空隙とを含有する。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。ランタノイドは、原子記号57から71、すなわちランタン（La）からルテチウム（Lu）までの元素（すなわちLa、Ce、Pr、Nd、Pm、Sm、Eu、Gd、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb、Lu）をいう。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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、センサー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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
上記基本組成式（ＶＩ）において、Ｍは陽イオンになり得る前記MI〜MIIIまでの金属元素より選択される少なくとも１種の元素を表し特に、ランタノイドに属する金属が好ましい。具体例として、Gd2O3、Lu2O3が挙げられる。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
以上の蛍光体粒子のうち、希土類蛍光体が好ましく、前記希土類蛍光体が主成分としてGd2O2S、Lu2O2S、Lu2O3のいずれかを含むことが好ましい。元素Aとして、TbやEuなどが好ましい。
【００７３】
図２に示すように、発光波長を異なる発光層を構成する場合、シンチレータの母材の材料、添加する発光中心の種類、発光中心の濃度によって各々の発光層の発光波長を設定する。たとえば、ＧｄＡｌＯ3の場合、発光中心の種類によって発光波長が変化する。具体的には、発光中心として、希土類元素であるＴｂ3+、Ｅｕ3+、Ｐｒ3+、Ｃｅ3+を用いることができる。また、シンチレータとして有効に機能するように、これらの発光中心を０．００１ｍｏｌ％以上含有している。画像処理手段は、放射線検出器による各発光層毎の検出結果を用い、放射線の入射角度に応じて各発光層の検出結果間の位置ずれを補正してから各検出結果同士を重畳する。
【００７４】
発光層には、蛍光体粒子のバインダーとしてバインダー樹脂が含まれている。バインダー樹脂は、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。
【００７５】
バインダー樹脂としては、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、ポリウレタン系樹脂若しくはアクリル系樹脂、シリコーン樹脂などのような合成高分子物質が挙げられる。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、これらのバインダー樹脂は、１種単独で用いてもよく、２種以上を用いてもよい。
【００７６】
バインダー樹脂は、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。後述の製造過程を考慮すれば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。
【００７７】
発光層中のバインダー樹脂の含有率は、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。
【００７８】
また、空隙は、発光層内部や非発光層との界面に存在している。所定の屈折率をみたす限り、空隙率は、特に限定されない。なお空隙率は、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
発光層の空隙率は０より多く３０ｖｏｌ％以下の範囲に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ことがある。
【００７９】
内部に空隙を設ける手段としては、例えば、発光層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。発光層や非発光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。蛍光体粒子とバインダー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発光層を形成する場合、発光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、蛍光体粒子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】
・非発光層
本発明における非発光層とは、それ自体が発光しない層であり、シンチレータを主成分として含まない層である。非発光層中のシンチレータ成分の含有量は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。
【００８１】
非発光層は、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。
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。
【００８２】
非発光層としては、製造上の取扱いの観点よりフィルム状のものが好ましい。
本発明では、非シンチレータ内を通して光検出センサーなどに光を導くために、非発光層が透明な材料から構成され、特に透明性樹脂から構成されるものが好ましい。
【００８３】
さらに、非発光層には、透明性樹脂とともに、透明性微粒子が含まれていることが好ましい。透明性微粒子としては、非発光層が後述するような屈折率を満足するものであれば特に制限されないが、通常、透明性微粒子としては、例えば、メタクリル酸メチル重合体、メタクリル酸メチル−アクリル酸メチル共重合体、メタクリル酸メチル−スチレン共重合体、スチレン重合体などの熱可塑性樹脂からなる有機樹脂粒子が挙げられる。また、タルク、ガラスビーズ、シリコーン粒子、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の無機微粒子も使用可能である。なお、材料自体の屈折率が高くとも、平均粒子径によって層全体の屈折率は調整できるため、透明性微粒子の材質自体が透明である必要はない。
【００８４】
無機微粒子としては、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〕、タルク、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。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。
【００８５】
透明性樹脂と透明性微粒子の配合量は、非発光層が所定の屈折率となるように、調整される。透明性微粒子を含むと、屈折率の調整が容易となり、かつ、光も粒子界面で屈折・散乱するため、効率的に、発光を、非発光層内に通すことができる。
【００８６】
・発光層の形成方法
発光層の形成方法としては、前記蛍光体粒子とバインダー樹脂を溶媒に溶解もしくは分散した組成物を、非発光層上にコートしてもよいし、前記蛍光体粒子とバインダー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。
【００８７】
前記蛍光体粒子とバインダー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、組成物中の蛍光体粒子の分散性を向上させるための分散剤、また、形成後の発光層中におけるバインダー樹脂と蛍光体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。
【００８８】
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。
発光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、バーコーターなどを用いることができる。
【００８９】
本発明にかかる第２および第３の態様のシンチレータを構成する場合、発光層を繰り返し積層したり、発光層と非発光層を繰り返し積層した後、さらに両者を接合する工程により構成される。
【００９０】
発光層と非発光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発光層および非発光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。また本発明では、前記発光層と前記非発光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。
【００９１】
たとえば、予め、一対の発光層と非発光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。
【００９２】
発光層と非発光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発光層と非発光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。
【００９３】
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。
発光層と非発光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、非発光層としてポリマーフィルムを選択し、その片面に、蛍光体粒子とバインダー樹脂を含有する組成物をコートすることで発光層を形成して良い。また、ポリマーフィルムの両面に、蛍光体粒子とバインダー樹脂とを含有する組成物をコートしても良い。
【００９４】
部分積層体は、前記したように、蛍光体粒子とバインダー樹脂を含有する組成物を、非発光層を構成する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。
【００９５】
また、あらかじめ転写基材に、発光層を塗設したものを、非発光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。
第３の態様では、前記発光層と前記非発光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、前記発光層と前記非発光層とを接合する。
【００９６】
複数の発光層と非発光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。
複数の発光層と非発光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。
【００９７】
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、個々の発光層と非発光層が完全に平行に形成されている場合には、図３に示す積層型シンチレータの周辺領域では、Ｘ線が斜め入射してしまう。この結果、前記周辺領域では、放射線が充分に透過しない、いわゆるケラレが生じてしまう。ケラレは、シンチレータが大面積化するほど深刻な問題となる。
【００９８】
本課題については、図３に示す積層型シンチレータパネルにおいて、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発光層と非発光層の積層ピッチを、第一面における前記発光層と非発光層の積層ピッチよりも大きくすることで、個々の発光層と非発光層が放射線に対して平行になるように配置することで改善できる。具体的には、積層型シンチレータパネルを湾曲させるか、もしくは湾曲させなくても積層型シンチレータパネルを傾斜構造にすることで実現可能である。本発明では、傾斜化された積層型シンチレータパネルの前記第一面と第二面をいずれも平面にすることで、一般的にはリジッドで平坦な光電変換パネルにも無理なく密着させることが出来、画質向上の観点で好ましい。一方、積層型シンチレータパネルを湾曲させる場合には、光電変換パネルも追従させる必要があるためフレキシブルな材料であることが好ましい。
【００９９】
本発明にかかるシンチレータパネルの発光層と非発光層の界面には鮮鋭性向上を目的として、シンチレータの発光の拡散を抑制する遮光層などの機能層を設けてもよい。遮光層としてはシンチレータの発光の伝搬を抑制する機能を有していれば特に限定されず、例えば光反射機能を有していても良く、また、光吸収機能を有していても良い。
【０１００】
本発明では、複数の発光層と非発光層とが接合した接合端面を平坦化することが好ましい。特に、放射線入射側の面、もしくはその反対の面、もしくは両方の面を平坦化することで、接合端面におけるシンチレータ光の散乱を抑制すること出来、鮮鋭性が向上する。平坦化の方法には特に制限は無く、切削、研削、研磨などの機械加工の他、イオン、プラズマ、電子線等のエネルギーを照射しても良い。機械加工の場合、発光層と非発光層の積層構造にダメージを与えないよう、積層構造に対して平行方向に加工することが好ましい。
【０１０１】
本発明におけるシンチレータパネルは、必要に応じて、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ることが好ましい。なお、前記第１および第２の態様では、非発光層が支持体を兼ねることも可能である。
【０１０２】
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。
【０１０３】
シンチレータパネル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。積層型シンチレータパネルを支持体と貼りあわせる場合、接合面と反対の面を平坦化加工しても良い。
【０１０４】
シンチレータパネルと支持体の間には、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。
【０１０５】
光電変換センサー
シンチレータパネルの一実施態様には、さらに光電変換センサーを備えていてもよい。
光電変換センサーは、発光層で発生した発光光を吸収して、電荷の形に変換することで電気信号に変換して、発光光に含まれる情報を電気信号として放射線検出器の外部に出力する機能を有している。光電変換センサーは、その機能を果たせるものであれば特に制限されず、従来公知のものとすることができる。
【０１０６】
光電変換センサーは、光電変換素子がセンサーパネルに組み込まれたものである。光電変換センサーの構成は特に制限されないが、通常、光電変換素子のセンサーパネル用基板と、画像信号出力層と、光電変換素子とがこの順で積層されている。
【０１０７】
光電変換素子として、例えば、透明電極と、入射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、従来公知のものとすることができる。また、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よく、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。
【０１０８】
また、画像信号出力層は、光電変換素子で得られた電荷を蓄積するとともに、蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う機能を有する。画像信号出力層は、そのような機能を有する限り、どのような構造を有していてもよく、例えば、光電変換素子で生成された電荷を画素毎に蓄積する電荷蓄積素子であるコンデンサと、蓄積された電荷を信号として出力する画像信号出力素子であるトランジスタとを用いて構成することができる。ここで、好ましいトランジスタの例として、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）が挙げられる。
【０１０９】
光電変換センサーでは、複数の光電変換素子が同一平面状でマトリクス上に配置されており、各々の光電変換素子（画素）において光信号を電気信号に変換し、その電気信号を画素ごとに逐次撮像素子外に出力する。
【０１１０】
シンチレータパネルを光電変換パネルに対向させることで、放射線によるシンチレータの発光を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。シンチレータパネルと光電変換パネルは非接触に対向させてもいが、シンチレータパネルと光電変換パネル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（光透過性材料）で接合されていることが好ましい。
【０１１１】
光透過性材料層
光透過性材料層は、有機樹脂から構成される。光透過性材料層は、多層構成のものでも、空気層及び接着機能層等を含むものであってもよい。
光透過性材料層が、シンチレータの表面と光電変換素子センサーの表面とにそれぞれ密接する状態に形成される。
光透過性材料層の厚さは、シンチレータからの発光を拡散させないためには薄くする必要があり、好ましくは５０μm以下が好適であるが、より好ましくは３０μｍ以下である。
【０１１２】
光透過性材料層を構成する成分としては、本発明の目的を損なわない限り特に制限はないが、熱硬化樹脂、ホットメルトシート、感圧性接着シートが好ましい。
熱硬化樹脂としては、例えば、アクリル系やエポキシ系、シリコーン系等を主成分とする樹脂が挙げられる。なかでもアクリル系及びシリコン系等を主成分とする樹脂が低温熱硬化の観点より好ましい。市販品では、例えば、東レダウコーニング（株）製  メチルシリコーン系  ＪＣＲ６１２２等が挙げられる。
【０１１３】
本発明におけるホットメルトシートとは、水や溶剤を含まず、室温では固形であり、不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂（以下、ホットメルト樹脂）をシート状に成形したものである。被着体の間にホットメルトシートを挿入し、融点以上の温度でホットメルトシートを溶融後、融点以下の温度で固化させることにより、ホットメルトシートを介して被着体同士を接合する事が出来る。ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、および水を含んでいないため、潮解性を有する蛍光体から構成される発光層（例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有する蛍光体層）に接触しても発光層を潮解させないため、光電変換素子と発光層の接合に適している。 また、ホットメルトシートは残留揮発物を含んでいないことで、乾燥による収縮が小さく、間隙充填性や寸法安定性にも優れている。
【０１１４】
ホットメルトシートとしては、具体的には主成分により、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、アクリル系、ＥＶＡ系等の樹脂をベースにしたものが挙げられる。なかでも光透過性、接着性の観点から、ポリオレフィン系、ＥＶＡ系、アクリル系樹脂をベースにしたものが好ましい。
【０１１５】
光透過性材料層が、感圧性接着シートであってもよい。感圧性接着シートとしては、具体的には、アクリル系、ウレタン系、ゴム系及びシリコン系等を主成分としたものが挙げられる。なかでも光透過性、接着性の観点から、アクリル系及びシリコン系等を主成分としたものが好ましい。
【０１１６】
光透過性材料層は、熱硬化樹脂の場合、発光層又は光電変換素子の上にスピンコート、スクリーン印刷、及びディスペンサー等の手法により、塗布される。
ホットメルトシートの場合、シンチレータパネルと光電変換素子の間にホットメルトシートを挿入し、減圧下で、加熱することによって、光透過性材料層が形成される。
【０１１７】
感圧性接着シートは、ラミネーション装置等により貼り合せる。
さらに、光透過性材料層はファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ）から構成されていてもよい、ＦＯＰは数μｍの光ファイバを束にした光学デバイスであり、入射された光を高効率、低歪みで光電変換素子に伝搬する事が可能である。また、ＦＯＰは放射線遮蔽効果が高く、放射線画像変換器に使用される光検出器を構成する各種素子への放射線ダメージを防ぐことも可能である。
【０１１８】
ＦＯＰはその放射線遮蔽率、可視光透過率などから市販のものを選択する事が可能である。ＦＯＰは接続部材を介して、区画化シンチレータおよび光電変換素子パネルと接合される。接続部材としては、両面粘着の粘着シート、液体硬化タイプの粘着材、又は接着剤等が用いられる。特に好適には、光学用粘着シート又は粘着材が用いられる。接着材としては、有機材料、無機材料の何れを用いても良い。例えば、アクリル系、エポキシ系、シリコン系、天然ゴム系、シリカ系、ウレタン系、エチレン系、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリウレタン系、ポリアミド系、セルロース系等が適宜用いられる。これらは単体でも混合でも用いられる。また、粘着シートの構造としては、ＰＥＴ等の芯材の両面に粘着層を形成したもの、芯材なしで単層の粘着層としてシート化されたもの等が用いられる。
【０１１９】
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。
〔膜厚〕
発光層の膜厚は、（株）トーヨーコーポレーション社製SP-1100D  膜厚計を用いて測定した。
【０１２０】
［実施例１−１］
D50が２．４μｍ、D90が４．６μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子とポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン200、Tg=67℃）とを、体積分率が７５：２５となるように、メチルエチルケトン（沸点７９．５℃）溶剤中で混合し、プロペラミキサーで分散させ、更に粘度を調整するため、メチルエチルケトンを追加し、粘度１００ＣＰの蛍光体塗布液を調製した。
【０１２１】
非発光層として、ＰＥＴフィルム（厚さ：２．５μｍ）を使用し、前記蛍光体塗布液を、ドクターブレードを用いて前記ＰＥＴフィルム上に塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２２】
［比較例１−１］
実施例１−１において、D50が２．４μｍ、D90が６．１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子を使用した以外は、実施例１−１と同様にして、厚さ２．５μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２３】
［実施例１−２］
実施例１−１において、D50が２．４μｍ、D90が３．０μｍのLu2Ｏ3：（Ｅｕ）からなる蛍光体粒子を使用した以外は、実施例１−１と同様にして、厚さ２．５μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２４】
［実施例２−１］
蛍光体粒子として、D50が１１．３μｍ、D90が２２．１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子を、用いた以外は実施例１−１と同様にして、粘度１００ＣＰの蛍光体塗布液を調製した。
非発光層として、ＰＥＴフィルム（厚さ：２５μｍ）を使用し、前記蛍光体塗布液を、ドクターブレードを用いて前記ＰＥＴフィルム上に塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ１３μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２５】
［比較例２−１］
実施例１−１において、D50が１２．１μｍ、D90が平均粒径２７．７μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子を使用した以外は、実施例２−１と同様にして、厚さ１３μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２６】
［実施例２−２］
実施例１−１において、D50が１２．０μｍ、D90が平均粒径２２．０μｍのＬｕ2Ｏ2Ｓ：（Ｅｕ）からなる蛍光体粒子を使用した以外は、実施例２−１と同様にして、厚さ１３μｍの発光層を有する積層シンチレータを作製した。
【０１２７】
得られた積層シンチレータについて、以下のようにしてＭＴＦを評価した。
シンチレータをＰａｘＳｃａｎ（バリアン（株）製ＦＰＤ：２５２０）の光電変換素子の表面へ密着させ載置して放射線画像検出器とし、エッジ法によりＭＴＦを評価した。
Ｘ線管球を用いて４０ｋＶｐの条件でＸ線を照射し、得られた画像データからＭＴＦを算出した。
【０１２８】
比較例１−１のＭＴＦを基準として「×」と判定し、実施例１−１、１−２のＭＴＦが相対的に向上していれば○として判定した。
比較例２−１のＭＴＦを基準として「×」と判定し、実施例２−１、２−２のＭＴＦが相対的に向上していれば○として判定した。
また、MTFが×のサンプルについて、発光層の表面状態を備考欄に示す。
結果を表1に示す。
【０１２９】
【表１】
2019023579.tif 000003
【０１３０】
［実施例３−１］
D50が２．４μｍ、D90が４．６μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子とポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン200、Tg=67℃）の体積分率が７５：２５となるように、メチルエチルケトン（沸点７９．５℃）溶剤中で混合し、プロペラミキサーで分散させ、更に粘度を調整するため、メチルエチルケトンを追加し、粘度１００ＣＰの蛍光体塗布液（Ａ−１）を調製した。
【０１３１】
非発光層として、ＰＥＴフィルム（厚さ：２．５μｍ）を使用し、前記蛍光体塗布液（Ａ−１）を、ドクターブレードを用いて前記ＰＥＴフィルム上に塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−１−１）を形成した。
【０１３２】
次に、発光層（Ａ−１−１）の表面に、再度前記蛍光体塗布液（Ａ−１）を、ドクターブレードを用いて塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−１−２）を形成して積層シンチレータを作製した。
【０１３３】
［実施例３−２］
D50が２．４μｍ、D90が３．０μｍのＬｕ2Ｏ3:Ｅｕからなる蛍光体粒子とポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン200、Tg=67℃）の体積分率が７５：２５となるように、メチルエチルケトン（沸点７９．５℃）溶剤中で混合し、プロペラミキサーで分散させ、更に粘度を調整するため、メチルエチルケトンを追加し、粘度１００ＣＰの蛍光体塗布液（Ａ−２）を調製した。
【０１３４】
次に、発光層（Ａ−１−１）の表面に前記蛍光体塗布液（Ａ-２）を、ドクターブレードを用いて塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−２−２）を形成して積層シンチレータを作製した。
【０１３５】
［実施例３−３］
D50が２．４μｍ、D90が６．１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子とポリエステル樹脂（東洋紡製バイロン200、Tg=67℃）の体積分率が７５：２５となるように、メチルエチルケトン（沸点７９．５℃）溶剤中で混合し、プロペラミキサーで分散させ、更に粘度を調整するため、メチルエチルケトンを追加し、粘度１００ＣＰの蛍光体塗布液（Ａ−３）を調製した。
【０１３６】
非発光層として、ＰＥＴフィルム（厚さ：２．５μｍ）を使用し、前記蛍光体塗布液（Ａ−２）を、ドクターブレードを用いて前記ＰＥＴフィルム上に塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−２−１）を形成した。
【０１３７】
次に、発光層（Ａ−２−１）の表面に前記蛍光体塗布液（Ａ−３）を、ドクターブレードを用いて塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−３−２）を形成して積層シンチレータを作製した。
【０１３８】
［比較例３−１］
非発光層として、ＰＥＴフィルム（厚さ：２．５μｍ）を使用し、前記蛍光体塗布液（Ａ−３）を、ドクターブレードを用いて前記ＰＥＴフィルム上に塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−３−１）を形成した。
【０１３９】
次に、発光層（Ａ−３）の表面に前記蛍光体塗布液（Ａ−３）を、再度ドクターブレードを用いて塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−３−２）を形成して積層シンチレータを作製した。
【０１４０】
［比較例３−２］
発光層（Ａ−３−１）の表面に前記蛍光体塗布液（Ａ−２）を、ドクターブレードを用いて塗布した後、（乾燥条件：８０℃で２０分間）乾燥させて、厚さ２．５μｍの発光層（Ａ−２−２）を形成して積層シンチレータを作製した。
【０１４１】
得られた積層シンチレータについてMTFを評価した。結果を表２に示す。
比較例３−１のＭＴＦを基準として「×」と判定し、実施例３−１のＭＴＦが相対的に向上していれば○として判定した。
【０１４２】
比較例３−２のＭＴＦを基準として「×」と判定し、実施例３−２、実施例３−３のＭＴＦが相対的に向上していれば○として判定した。
【０１４３】
【表２】
2019023579.tif 000004
【０１４４】
＜実施例４−１＞
＜プレートの作製方法＞
D50が２．４μｍ、D90が４．６μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子とエチレン-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、発光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２．５μｍ（重量より算出）のＰＥＴフィルム（非発光層）上に、理論膜厚が２．５μｍ（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、非発光層と発光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。
【０１４５】
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。
【０１４６】
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、支持体である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。
【０１４７】
＜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。
【０１４８】
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発光層と非発光層を合わせた厚さａ２は６μｍとなった。
【０１４９】
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。
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。
【０１５０】
＜実施例４−２＞
D50が２．４μｍ、D90が３．０μｍのLu2Ｏ3からなる蛍光体粒子を用いたい以外は、実施例４−１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。
【０１５１】
＜比較例４−１＞
D50が２．４μｍ、D90が６．１μｍのＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂからなる蛍光体粒子を用いたい以外は、実施例４-１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。
比較例４−１のＭＴＦを基準として「×」と判定し、実施例４−１および４−２のＭＴＦが相対的に向上していれば○として判定した。
結果を表３に示す
【０１５２】
【表３】
2019023579.tif 000005
【０１５３】
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】
2019023579.tif 000006
【図２】
2019023579.tif 000007
【図３】
2019023579.tif 000008
【図４】
2019023579.tif 000009
【図５】
2019023579.tif 000010
【図６】
2019023579.tif 000011