(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、
前記基板上に形成され、導電性を有し、表面が粗面である金属酸化物層と、
前記金属酸化物層の表面上に形成された第１有機樹脂層と、
前記第１有機樹脂層上に形成され、複数の柱状結晶からなり、入射された放射線に応じて光を発する蛍光体層と、
を備える放射線像変換パネル。
【請求項２】
前記基板と前記金属酸化物層との間に金属反射層を備え、
前記金属酸化物層は、前記蛍光体層により発される前記光に対して透明である、
請求項１に記載の放射線像変換パネル。
【請求項３】
前記金属反射層と前記金属酸化物層との間に誘電体層を備える請求項２に記載の放射線像変換パネル。
【請求項４】
前記基板、前記金属反射層、前記誘電体層、前記金属酸化物層、前記第１有機樹脂層及び前記蛍光体層を覆う第２有機樹脂層を備える請求項３に記載の放射線像変換パネル。
【請求項５】
前記基板の材料は、ガラス又は樹脂である請求項１〜４の何れか一項に記載の放射線像変換パネル。
【請求項６】
前記金属酸化物層は、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ又はＩＧＺＯで形成された層である請求項１〜５の何れか一項に記載の放射線像変換パネル。
【請求項７】
前記金属酸化物層は、ＩＴＯで形成され、その表面が、結晶粒及び結晶子からなる結晶粒領域構造、結晶粒からなる多結晶構造、又は、多孔質構造である請求項１〜５の何れか一項に記載の放射線像変換パネル。
【請求項８】
請求項１〜７の何れか一項に記載の前記放射線像変換パネルと、
前記蛍光体層側に対向して配置され、前記蛍光体層から発される前記光を検出する光検出部と、
を備える放射線イメージセンサ。
【請求項９】
基板上に、スパッタ法、蒸着法又はディップコート法によって金属酸化物層を形成する金属酸化物層形成ステップと、
前記金属酸化物層の表面上に気相堆積法によって第１有機樹脂層を形成する第１有機樹脂層形成ステップと、
前記第１有機樹脂層上に気相堆積法によって蛍光体層を形成する蛍光体層形成ステップと、
を有する放射線像変換パネルの製造方法。
【請求項１０】
前記金属酸化物層形成ステップの前に、前記基板上に気相堆積法によって金属反射層を形成する金属反射層形成ステップを有し、
前記金属酸化物層形成ステップは、前記基板上であって前記金属反射層上に前記金属酸化物層を形成するステップである請求項９に記載の放射線像変換パネルの製造方法。
【請求項１１】
前記金属反射層形成ステップの後に、前記金属反射層上に気相堆積法によって誘電体層を形成する誘電体層形成ステップを有し、
前記金属酸化物層形成ステップは、前記基板上であって前記誘電体層上に前記金属酸化物層を形成するステップである請求項１０に記載の放射線像変換パネルの製造方法。
【請求項１２】
前記蛍光体層形成ステップの後に、前記基板、前記金属反射層、前記誘電体層、前記金属酸化物層、前記第１有機樹脂層及び前記蛍光体層を覆う第２有機樹脂層を、気相堆積法によって形成する第２有機樹脂層形成ステップを有する請求項１１に記載の放射線像変換パネルの製造方法。
【請求項１３】
請求項１〜７の何れか一項に記載の放射線像変換パネルの前記蛍光体層側に、前記放射線像変換パネルの前記蛍光体層から発される前記光を検出する光検出部を配置する光検出部配置ステップを有する放射線イメージセンサの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線像変換パネル、放射線像変換パネルの製造方法、放射線イメージセンサ及び放射線イメージセンサの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、放射線を光に変換する放射線像変換パネルが開示されている。この放射線像変換パネルでは、製造時において塵などの異物が帯電により部材表面に付着することを防ぐために、放射線像変換パネルを構成する部材表面に金属酸化物を塗布層として形成している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１３９６０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、塵などの異物が部材表面に付着することを防止するために形成された金属酸化物塗布層は、金属酸化物塗布層の表面を接合面として他の部材を接合させる場合、接合する他の部材との密着性が低く、接合する他の部材が剥離するおそれがある。
【０００５】
そこで、本発明は、導電性を有する金属酸化物層を備えた放射線像変換パネルにおいて、金属酸化物層とその表面上に形成された他の部材との密着性を向上させた放射線像変換パネル、放射線像変換パネルの製造方法、放射線イメージセンサ及び放射線イメージセンサの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る放射線像変換パネルは、基板と、基板上に形成され、導電性を有し、表面が粗面である金属酸化物層と、金属酸化物層の表面上に形成された第１有機樹脂層と、第１有機樹脂層上に形成され、複数の柱状結晶からなり、入射された放射線に応じて光を発する蛍光体層とを備える。
【０００７】
この放射線像変換パネルは、金属酸化物層の表面が粗面であるため、金属酸化物層とその表面上に形成された第１有機樹脂層との間でアンカー効果を生じさせ、金属酸化物層と第１有機樹脂層との密着力を向上させることができる。
【０００８】
放射線像変換パネルは、基板と金属酸化物層との間に金属反射層を備え、金属酸化物層は、蛍光体層により発される光に対して透明であってもよい。蛍光体層から発される光は、蛍光体層の上面である光出力面から出力される。しかし、蛍光体層から発される光の一部は、逆方向（基板方向）へ出力される。基板と金属酸化物層との間に形成された金属反射層によって、蛍光体層から基板方向へ出力された光は、光出力面に向けて反射する。このため、放射線像変換パネルは出力する光の光量を増加させることができる。
【０００９】
放射線像変換パネルは、金属反射層と金属酸化物層との間に誘電体層を備えてもよい。誘電体層によって、蛍光体層から基板方向に向けて出力される光は、蛍光体層の上面である光出力面に向けて反射する。このため、放射線像変換パネルは出力する光の光量をより一層増加させることができる。
【００１０】
放射線像変換パネルは、基板、金属反射層、誘電体層、金属酸化物層、第１有機樹脂層及び蛍光体層を覆う第２有機樹脂層を備えてもよい。これにより、放射線変換パネルを外部から保護することができる。
【００１１】
放射線像変換パネルでは、基板の材料は、ガラス又は樹脂であってもよい。例えば、放射線像変換パネルの蛍光体層側の表面に光検出部を貼り合せる場合であって光検出部の材料がガラス又は樹脂であるときには、放射線像変換パネルと当該放射線像変換パネルに貼り合せた光検出部との熱膨張率の差が小さくなるため、熱膨張率の違いにより光検出部が放射線像変換パネルから剥離することを防止することができる。
【００１２】
放射線像変換パネルでは、金属酸化物層は、ＩＴＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ又はＩＧＺＯで形成された層であってもよい。
【００１３】
放射線像変換パネルでは、金属酸化物層は、ＩＴＯで形成され、その表面が、結晶粒及び結晶子からなる結晶粒領域構造、結晶粒からなる多結晶構造、又は、多孔質構造であってもよい。これにより、金属酸化物層とその表面上に形成された第１有機樹脂層との間でアンカー効果を生じさせ、金属酸化物層と第１有機樹脂層との密着力を向上させることができる。
【００１４】
本発明に係る放射線イメージセンサは、上述した放射線像変換パネルと、蛍光体層側に対向して配置され、蛍光体層から発される光を検出する光検出部とを備える。これにより、放射線の入射に応じて放射線像変換パネルにより出力された光を光検出部により検出することができる。
【００１５】
本発明に係る放射線像変換パネルの製造方法は、基板上に、スパッタ法、蒸着法又はディップコート法によって金属酸化物層を形成する金属酸化物層形成ステップと、金属酸化物層の表面上に気相堆積法によって第１有機樹脂層を形成する第１有機樹脂層形成ステップと、第１有機樹脂層上に気相堆積法によって蛍光体層を形成する蛍光体層形成ステップとを有する。
【００１６】
スパッタ法、蒸着法又はディップコート法によって膜を形成することで、金属酸化物層の表面を粗面とすることができる。このため、金属酸化物層とその表面上に形成された第１有機樹脂層との間でアンカー効果を生じさせ、金属酸化物層と第１有機樹脂層との密着力を向上させることができる。
【００１７】
放射線像変換パネルの製造方法は、金属酸化物層形成ステップの前に、基板上に気相堆積法によって金属反射層を形成する金属反射層形成ステップを有し、金属酸化物層形成ステップは、基板上であって金属反射層上に金属酸化物層を形成するステップであってもよい。これにより、蛍光体層から基板方向に向けて出力される光は、蛍光体層の上面である光出力面に向けて反射する。このため、放射線像変換パネルは出力する光量を増加させることができる。
【００１８】
放射線像変換パネルの製造方法は、金属反射層形成ステップの後に、金属反射層上に気相堆積法によって誘電体層を形成する誘電体層形成ステップを有し、金属酸化物層形成ステップは、基板上であって誘電体層上に金属酸化物層を形成するステップであってもよい。誘電体層によって、蛍光体層から基板方向に向けて出力される光は、蛍光体層の上面である光出力面に向けて反射する。このため、放射線像変換パネルは出力する光量をより一層増加させることができる。
【００１９】
放射線像変換パネルの製造方法は、蛍光体層形成ステップの後に、基板、金属反射層、誘電体層、金属酸化物層、第１有機樹脂層及び蛍光体層を覆う第２有機樹脂層を、気相堆積法によって形成する第２有機樹脂層形成ステップを有してもよい。これにより、放射線像変換パネルを外部から保護することができる。
【００２０】
放射線イメージセンサの製造方法は、上述した放射線像変換パネルの蛍光体層側に、放射線像変換パネルの蛍光体層から発される光を検出する光検出部を配置する光検出部配置ステップを有する。これにより、放射線像変換パネルから放射線に応じて発される光を光検出部で検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、導電性を有する金属酸化物層を備えた放射線像変換パネルにおいて、金属酸化物層とその表面上に形成された他の部材との密着性を向上させた放射線像変換パネル、放射線像変換パネルの製造方法、放射線イメージセンサ及び放射線イメージセンサの製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１実施形態に係る放射線像変換パネルを有する放射線イメージシステムの構成を示す全体図である。
【図２】第１実施形態に係る放射線イメージセンサの側面図である。
【図３】第１実施形態に係る放射線像変換パネルの一部破断斜視図である。
【図４】図３のIＶ−IＶ線断面図である。
【図５】金属酸化物層の表面構造を示す断面拡大図である。
【図６】第１実施形態に係る放射線像変換パネル及び放射線イメージセンサの製造方法を示すフロー図である。
【図７】第２実施形態に係る放射線像変換パネルを有する放射線イメージシステムの構成を示す全体図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図においては同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００２４】
（第１実施形態）
図１は、第１実施形態に係る放射線像変換パネルを有する放射線イメージシステム１００の構成を示す全体図である。図１に示される放射線イメージシステム１００は、放射線を被写体へ照射し、透過した放射線を画像（放射線画像）へ変換するシステムであり、例えば医療分野における画像診断や工業用非破壊検査などに用いられる。図１に示されるように、放射線イメージシステム１００は、放射線イメージセンサ１、放射線源２、電子機器３及び情報処理装置４を備えている。
【００２５】
放射線源２は、放射線ＩＸの線源であり、例えばＸ線を出力する。放射線イメージセンサ１は、放射線源２から出力された放射線ＩＸを入力する。放射線イメージセンサ１と放射線源２との間には、被写体（不図示）が配置される。
【００２６】
放射線イメージセンサ１は、放射線像変換パネル１０及び光検出部４０を備えている。放射線像変換パネル１０は、平板状の部材であり、入射した放射線ＩＸに応じた光を出力する。放射線像変換パネル１０の詳細は後述する。
【００２７】
光検出部４０は、後述する放射線像変換パネル１０の蛍光体層１７側に対向して配置され、蛍光体層１７（図３参照）から発される光を検出する。光検出部４０は、光を入射する撮像面４０ａ（図２参照）を備えている。光検出部４０は、撮像面４０ａに入射された光に応じて電気信号ＩＥを出力する。光検出部４０としては、例えば、基板上にフォトダイオード（ＰＤ）と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）とを配列してなるＴＦＴパネル、ＣＣＤ（Charge-Coupled Device：電荷結合素子）やＣＭＯＳ（ComplementaryMOS：相補型金属酸化膜半導体）などの固体撮像素子のほか、撮像管などを用いることができる。これにより、放射線イメージセンサ１は、被写体を透過した放射線ＩＸに応じた電気信号ＩＥを電子機器３へ出力する。また、光検出部４０として、上述のＣＣＤやＣＭＯＳなどの固体撮像素子を用いる際は、ファイバオプティクプレート（ＦＯＰ：数ミクロンの光ファイバを束にした光学デバイスであり、例えば、浜松ホトニクス社製Ｊ５７３４）を介して放射線像変換パネルに接合してもよい。
【００２８】
電子機器３は、放射線イメージセンサ１から出力された電気信号ＩＥに対して所定の処理（例えばデジタル化）を行い、情報処理装置４へ出力する。なお、電気信号ＩＥは、情報処理装置４までアナログ信号で送られてもよいし、光検出部４０によりデジタル信号に変換されてもよい。また、電子機器３では、取得した電気信号ＩＥについて、デジタル化に限らず、それ以外の処理を行ってもよい。また、電子機器３は、光検出部４０の作動を制御してもよい。
【００２９】
情報処理装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）などの演算部、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＨＤＤ（Hard Disk Drive）などの記憶部、ディスプレイ装置などの表示部、並びに、マウス及びキーボードなどの操作部などを備えるコンピュータである。情報処理装置４は、電子機器３が出力した電気信号ＩＥを画像情報に変換し、放射線画像として表示部に表示したり、画像処理を実行したり、電子機器３が出力した電気信号ＩＥに対応した情報を記憶部に記憶したりする。
【００３０】
上述した放射線イメージシステム１００では、以下のようにして放射線画像が取得される。まず、放射線源２から出力された放射線ＩＸは、被写体を透過し、放射線像変換パネル１０に入射する。放射線ＩＸは、放射線像変換パネル１０によって光に変換される。光は、光検出部４０の撮像面４０ａへと入射する。そして、光検出部４０から光に応じた電気信号ＩＥが出力される。出力された電気信号ＩＥは、電子機器３を経て情報処理装置４へと送られ、所定の処理が行われて、放射線画像が取得される。情報処理装置４では、放射線画像が表示部に表示されたり、画像情報が記憶部に記憶されたりする。
【００３１】
図２は、第１実施形態に係る放射線イメージセンサ１の側面図である。図２に示されるように、放射線イメージセンサ１は、放射線像変換パネル１０及び光検出部４０（ＴＦＴパネル）を備える。放射線イメージセンサ１は、放射線像変換パネル１０の光出力面側の上面１０ａと光検出部４０の撮像面４０ａとが直接接合されることにより形成されている。放射線像変換パネル１０及び光検出部４０は、接着剤により接合されてもよいし、光損失を低減すべく光学結合材（屈折率整合材）を用いてもよい。なお、放射線像変換パネル１０と光検出部４０は、接合していなくともよい。例えば、固定部材を用いて機械的に両者を組み合わせてもよい。また、必ずしも接触している必要はなく、離間して配置されていてもよい。
【００３２】
放射線イメージセンサ１は、放射線像変換パネル１０と光検出部４０とを一体にすることができるため、その取扱いが容易になるとともに、光学系を省略することで調整が容易になるという利点がある。
【００３３】
次に、放射線像変換パネル１０の詳細を説明する。図３は、第１実施形態に係る放射線像変換パネル１０の一部破断斜視図である。図４は、図３のIＶ−IＶ線断面図である。図３及び図４に示されるように、放射線像変換パネル１０は、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６、蛍光体層１７及び第２有機樹脂層１８を備えた積層体として構成されている。基板１１は、表面１１ａ及び裏面１１ｂを有し、蛍光体層１７の支持基板として機能する。
【００３４】
積層体には、複数の柱状結晶からなり、入射された放射線ＩＸに応じて光を発する蛍光体層１７が含まれる。蛍光体層１７は、基板１１上であって基板１１の表面１１ａ側に設けられている。「基板上」とは、基板１１の上方を意味しており、基板１１の表面１１ａに接して設けられることのみならず、基板１１との間に層又は空間が介在してもよいことを意味する。本実施形態においては、基板１１と蛍光体層１７との間に、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５及び第１有機樹脂層１６が介在している。
【００３５】
蛍光体層１７は、放射線ＩＸを光に変換する蛍光体を含む。光は、例えば可視光、赤外光、紫外光などである。蛍光体層１７の上面（表面１７ａ）は、光を出力する光出力面である。本実施形態においては、蛍光体層１７は、Ｔｌ（タリウム）又はＮａ（ナトリウム）などがドープされたＣｓＩ（ヨウ化セシウム）の柱状結晶で構成される。なお、蛍光体層１７は、ＴｌがドープされたＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）、ＴｌがドープされたＫＩ（ヨウ化カリウム）、又は、Ｅｕ（ユーロピウム）がドープされたＬｉＩ（ヨウ化リチウム）を材料として形成されてもよい。蛍光体層１７の厚さは、例えば１００〜１０００μｍであるが、これに限定されない。例えば、蛍光体層１７の厚さは、４００〜７００μｍであってもよい。また、蛍光体層１７を構成する柱状結晶の平均針径は、３〜１０μｍであってもよい。
【００３６】
蛍光体層１７の大きさは、基板１１の厚さ方向から見て基板１１よりも小さくされている。厚さ方向に直交する方向の蛍光体層１７と基板１１の位置関係は、放射線像変換パネル１０の厚さ方向から見て蛍光体層１７と基板１１とが重なる範囲で適宜設定される。
【００３７】
放射線像変換パネル１０では、基板１１の裏面１１ｂ側から放射線ＩＸが入射される。つまり、基板１１の裏面１１ｂが放射線入射面である。このため、基板１１は、放射線透過性を有する材料で形成される。本実施形態においては、基板１１の材料はガラスである。ガラスは、例えば無アルカリガラスや石英ガラス、化学強化ガラスなどである。なお、基板１１の材料としては、上記に限定されず、樹脂であってもよい。樹脂は、例えばＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＩ（ポリイミド）などである。あるいは、基板１１の材料として、アモルファスカーボン又はＡｌ（アルミニウム）を用いてもよい。基板１１の厚さは、例えば０．０２〜０．６ｍｍである。
【００３８】
基板１１と蛍光体層１７との間には、金属酸化物層１５及び第１有機樹脂層１６が形成されている。金属酸化物層１５は、基板１１上に形成され、導電性を有している。金属酸化物層１５は、その表面１５ａが粗面である。粗面とは、結晶粒（グレイン）及び結晶子（サブグレイン）からなる結晶粒領域構造（グレイン−サブグレイン構造）の面、結晶粒からなる多結晶構造の面、又は、多孔質構造の面のことをいう。図５は、金属酸化物層１５の表面構造を示す断面拡大図である。図５の（Ａ）には、結晶粒領域構造が図示されている。結晶粒領域構造では、表面が結晶粒及び結晶子で覆われている。結晶粒は、結晶子で構成されていてもよい。結晶粒の粒径は、例えば２００〜３５０ｎｍ程度であり、結晶子の粒径は、例えば２０〜５０ｎｍ程度である。凹凸の高さｈ１は算術平均粗さで表した場合Ｒａ２．６〜６．０ｎｍ程度である。図５の（Ｂ）には、多結晶構造が図示されている。多結晶構造では、表面が結晶粒で覆われている。凹凸の高さｈ２は算術平均粗さで表した場合Ｒａ０．９〜１．５ｎｍ程度である。図５の（Ｃ）には、多孔質構造が図示されている。多孔質構造では、表面に複数の孔が形成されている。
【００３９】
金属酸化物層１５は、蛍光体層１７により発される光に対して透明な材料で形成されている。金属酸化物層１５は、例えばＩＴＯ（酸化インジウムスズ）で形成される。なお、金属酸化物層１５は、ＦＴＯ（酸化スズにフッ素をドーパントとして添加）、ＳｎＯ２（酸化スズ）、ＡＴＯ（酸化スズにアンチモンをドーパントとして添加）、ＡＺＯ（酸化亜鉛にアルミニウムをドーパントとして添加）、ＧＺＯ（酸化亜鉛にガリウムをドーパントとして添加）、ＩＺＯ（酸化亜鉛にインジウムをドーパントとして添加）又はＩＧＺＯ（酸化亜鉛にインジウム及びガリウムをドーパントとして添加）で形成された層であってもよい。金属酸化物層１５は、厚さが１０〜３００ｎｍ程度の薄膜である。
【００４０】
第１有機樹脂層１６は、金属酸化物層１５の表面１５ａ上に形成された保護層である。「表面上」とは、表面に接していることを意味する。そして、上述した蛍光体層１７は、第１有機樹脂層１６上に形成されている。「第１有機樹脂層上」とは、第１有機樹脂層１６の上方を意味しており、第１有機樹脂層１６の表面に接して設けられることのみならず、第１有機樹脂層１６との間に層又は空間が介在してもよいことを意味する。
【００４１】
第１有機樹脂層１６の材料は、例えばポリパラキシリレンである。第１有機樹脂層１６の材料は、ポリモノクロロパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラクロロパラキシリレン、ポリフルオロパラキシリレン、ポリジメチルパラキシリレン、ポリジェチルパラキシリレンなどのキシリレン系の材料、ポリ尿素、ポリイミド、アクリル樹脂、ウレタンアクリル樹脂などであってもよい。本実施形態においては、第１有機樹脂層１６の厚さは約１０μｍであるが、これに限定されない。
【００４２】
基板１１と金属酸化物層１５との間には、金属反射層１２が形成されている。金属反射層１２は、蛍光体層１７から発された光を反射させる。金属反射層１２は、蛍光体層１７から基板１１側へ発された光を、蛍光体層１７の上面１７ａである光出力面に向けて反射させる。金属反射層１２は、例えば、Ａｕ（金）、Ａｇ（銀）、Ａｌなどの金属で形成される。金属反射層１２の光反射率と、蛍光体層１７へ入射する放射線強度とのバランスを考えて、金属反射層１２の厚さは例えば５０ｎｍ以上２００ｎｍ以下としてもよい。
【００４３】
金属反射層１２と金属酸化物層１５との間には、誘電体層１３が形成されている。誘電体層１３は、金属反射層１２の表面上に形成されている。誘電体層１３は、第１誘電体層１３１及び第２誘電体層１３２が交互に少なくとも一層ずつ積層された多層構造体である。第１誘電体層１３１及び第２誘電体層１３２は、互いに屈折率が異なる誘電体である。第１誘電体層は例えばＳｉＯ２（二酸化ケイ素）で形成され、第２誘電体層は例えばＴｉＯ２（酸化チタン）又はＮｂ２Ｏ５（酸化ニオブ）で形成される。誘電体層１３は、蛍光体層１７から基板１１側へ発された光を、蛍光体層１７の上面１７ａである光出力面に向けて反射させる。
【００４４】
なお、放射線像変換パネル１０は、金属反射層１２及び誘電体層１３の少なくとも一方を備えなくてもよい。放射線像変換パネル１０が金属反射層１２及び誘電体層１３を備えない場合、金属酸化物層１５は、蛍光体層１７により発される光に対して透明な材料で形成されていなくてもよい。
【００４５】
誘電体層１３と金属酸化物層１５との間には、保護層１４が形成されている。保護層１４は、誘電体層１３の表面上に形成される。保護層１４の材料は、例えばＳｉＯ２である。なお、放射線像変換パネル１０は、保護層１４を備えなくてもよい。
【００４６】
本実施形態において、第１有機樹脂層１６は、金属酸化物層１５の表面を覆うだけでなく、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４及び金属酸化物層１５からなる第１積層体の全体を覆うように設けられている。放射線像変換パネル１０が保護層１４を備えない場合には、第１有機樹脂層１６は、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３及び金属酸化物層１５からなる第１積層体の全体を覆えばよい。なお、第１有機樹脂層１６は、上述した第１積層体の全体を覆わなくてもよい。つまり、第１積層体の一部領域は、第１有機樹脂層１６に覆われていなくてもよい。
【００４７】
さらに、本実施形態では、上述した第１有機樹脂層１６に覆われた第１積層体と、第１積層体の上面に設けられた蛍光体層１７との周囲には、第２有機樹脂層１８が設けられている。つまり、第２有機樹脂層１８は、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６及び蛍光体層１７からなる第２積層体の全体を覆うように設けられている。放射線像変換パネル１０が保護層１４を備えない場合には、第２有機樹脂層１８は、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６及び蛍光体層１７からなる第２積層体の全体を覆えばよい。なお、第２有機樹脂層１８は、上述した第２積層体の全体を覆わなくてもよい。つまり、第２積層体の一部領域は、第２有機樹脂層１８に覆われていなくてもよい。
【００４８】
第２有機樹脂層１８は、第１有機樹脂層１６と同じ材料を用いて形成されてもよいし、異なる材料を用いて形成されてもよい。第２有機樹脂層１８の厚さは例えば１０μｍである。また、放射線像変換パネル１０は、第２有機樹脂層１８を備えなくてもよい。
【００４９】
次に、本実施形態に係る放射線像変換パネル１０の作用効果を説明する。
【００５０】
放射線像変換パネル１０の裏面側に入射した放射線ＩＸは、第２有機樹脂層１８、第１有機樹脂層１６、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５及び第１有機樹脂層１６の順に透過し、蛍光体層１７に入射する。蛍光体層１７では、入射した放射線ＩＸに応じて光が発される。これにより、放射線ＩＸに応じた光が蛍光体層１７の上面である表面１７ａから出力される。
【００５１】
蛍光体層１７から発される光の一部は、逆方向（基板１１側）に出力される。金属酸化物層１５が蛍光体層１７により発される光に対して透明な材料で形成されているため、基板１１側に出力された光は、金属酸化物層１５を透過し、誘電体層１３又は金属反射層１２へ到達する。到達した光は、誘電体層１３又は金属反射層１２によって光出力面に向けて反射する。このため、放射線像変換パネル１０は、出力する光の光量を増加させることができる。
【００５２】
また、放射線像変換パネル１０では、基板１１の材料としてガラスを用いている。例えば、放射線像変換パネル１０の光出力面側の上面に光検出部４０を貼り合せる場合であって光検出部４０の基板材料がガラスであるときには、放射線像変換パネル１０と光検出部４０との熱膨張率の差が小さくなり、熱膨張率の違いにより光検出部４０が放射線像変換パネル１０から剥離することを防止することができる。なお、放射線像変換パネル１０の光出力面側の上面に光検出部４０を貼り合せる場合であって光検出部４０の基板材料が樹脂であるときには、基板１１の材料として樹脂を採用することで、放射線像変換パネル１０と光検出部４０との熱膨張率の差が小さくなり、熱膨張率の違いにより光検出部４０が放射線像変換パネル１０から剥離することを防止することができる。また、放射線像変換パネル１０の材料をガラス又は樹脂にし、光検出部４０との熱膨張率の差を小さくすることにより、動作時の熱によって基板１１上の細かい傷や蛍光体層１７を蒸着によって形成する場合に生じる異常成長部によって光検出部４０との間に生じる傷が撮像面４０ａに対して移動してしまうことを防止することができる。このため、キャリブレーションの手間が煩雑になることを回避することができる。
【００５３】
さらに、基板１１がガラスで形成された場合、上述のような熱膨張率の差による不具合を解消することができるだけではなく、ガラスからなる基板１１の表面が非常に平坦であるため、その上に形成された各層の平坦性を向上させることができる。なお、基板１１をガラスで形成した場合、静電気が発生しやすい。このため、放射線像変換パネル１０は、製造時において、放射線像変換パネル１０を構成する部材の表面に、この静電気により塵などの異物が付着することがある。このような塵などの異物が付着して凹凸となった表面上に第１有機樹脂層１６が形成された場合、第１有機樹脂層１６の表面も付着した塵などの異物に沿って凹凸となる場合がある。さらに凹凸となった第１有機樹脂層１６の表面上に蛍光体層１７が形成された場合、蛍光体層１７を構成する柱状結晶が異常成長し、欠陥のある画像が生成されるおそれがある。
【００５４】
放射線像変換パネル１０は、導電性を有する金属酸化物層１５を備えることにより、静電気を取り除き、その表面に塵などの異物が帯電により付着することを防止することができる。これにより、放射線入射面から蛍光体層１７までの間に異物が混入することによって発生する異常陰影を回避することができる。さらに、蛍光体層１７の下地層に異物を付着させないことによって、蛍光体層１７の平坦性を確保することができる。つまり、第１有機樹脂層１６上に形成された蛍光体層１７を構成する柱状結晶の異常成長を抑え、欠陥のある画像が生成されることを回避することができる。
【００５５】
また、金属酸化物層１５は薄膜であるため、金属酸化物層１５の放射線ＩＸの吸収を抑えることができる。そして、金属酸化物層１５が薄膜であり、かつ、蛍光体層１７により発される光に対して透明な材料で形成されているため、金属反射層１２で反射する光の透過性を確保することができる。
【００５６】
また、放射線像変換パネル１０では、金属酸化物層１５の表面１５ａが粗面であるため、金属酸化物層１５とその表面１５ａ上に形成された第１有機樹脂層１６との間でアンカー効果を生じさせ、金属酸化物層１５と第１有機樹脂層１６との密着力を向上させることができる。第１有機樹脂層１６の表面上には蛍光体層１７が形成されているため、下地層である第１有機樹脂層１６が金属酸化物層１５と密着することにより、結果として蛍光体層１７も金属酸化物層１５から剥離しにくい構造となる。つまり、放射線像変換パネル１０の耐衝撃性を向上させることができる。また、上述したとおり、結晶粒構造の表面の凹凸の高さｈ１は算術平均粗さで表した場合Ｒａ２．６〜６．０ｎｍ程度であり、結晶粒の多結晶構造の表面の凹凸の高さｈ２は算術平均粗さで表した場合Ｒａ０．９〜１．５ｎｍ程度である。つまり凹凸の大きさは、数μｍ程度の異物と比べて非常に小さい。このため、金属酸化物層１５の表面１５ａが粗面であったとしても、蛍光体層１７の柱状結晶の異常成長をもたらすことはない。
【００５７】
また、誘電体層１３が蒸着により形成された場合、微小なピンホールが生ずることがある。誘電体層１３の表面上に蛍光体層１７を直接形成した場合、蛍光体層１７の成分が誘電体層１３に存在する微小なピンホールを通して金属反射層１２に達し、金属反射層１２の腐食と劣化の原因となり得る。本実施形態においては、第１有機樹脂層１６が存在し、誘電体層１３の形成時にピンホールが生じた場合でも、ピンホールを塞ぐことができる。このため、蛍光体層１７の成分が金属反射層１２に達するのを抑制することができる。さらに、全体が覆われていることにより、蛍光体層１７の成分が基板１１の側面側から金属反射層１２へ達することも抑制することができる。
【００５８】
また、第２有機樹脂層１８は、少なくとも、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６及び蛍光体層１７を覆うように形成されている。つまり、蛍光体層１７が潮解性を有する材料で形成されている場合であっても、第２有機樹脂層１８により蛍光体層１７への水分の侵入を防ぐことができる。さらに、放射線像変換パネル１０を外部から保護することができる。
【００５９】
さらに、放射線像変換パネル１０では、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４及び金属酸化物層１５が無機材料で形成されているため、各層における熱膨張率の差を小さくすることができる。このため、耐熱衝撃性に優れた放射線像変換パネル１０とすることができる。
【００６０】
次に、放射線像変換パネル１０及び放射線イメージセンサ１の製造方法について説明する。図６は、第１実施形態に係る放射線像変換パネル１０及び放射線イメージセンサ１の製造方法を示すフロー図である。図６に示されるように、放射線像変換パネル１０の製造方法は、基板セット処理（Ｓ１：基板セットステップ）、金属反射層形成処理（Ｓ２：金属反射層形成ステップ）、誘電体層形成処理（Ｓ３：誘電体層形成ステップ）、保護層形成処理（Ｓ４：保護層形成ステップ）、金属酸化物層形成処理（Ｓ５：金属酸化物層形成ステップ）、第１有機樹脂層形成処理（Ｓ６：第１有機樹脂層形成ステップ）、蛍光体層形成処理（Ｓ７：蛍光体層形成ステップ）、第２有機樹脂層形成処理（Ｓ８：第２有機樹脂層形成ステップ）を有する。放射線像変換パネル１０の製造方法は、汎用的な成膜装置を用いて行われる。
【００６１】
最初に、基板セット処理（Ｓ１）として、基板１１を準備する。例えば、成膜装置のチャンバ内の基板ホルダに基板１１を配置する。
【００６２】
次に、金属反射層形成処理（Ｓ２）として、基板１１の表面上に、気相堆積法によって金属反射層１２を形成する。気相堆積法とは、物理気相堆積法及び化学気相堆積法を含む。物理気相堆積法は、スパッタ法又は蒸着法である。スパッタ法は、チャンバ内に材料ターゲットを用意し、不活性ガス雰囲気中において基板と材料ターゲットとの間で放電させ、放電で生成された陽イオンを材料ターゲットに衝突させて材料物質をスパッタリングし、基板上に材料物質を堆積させる方法である。蒸着法は、材料物質を加熱、蒸発させて基板上に材料物質を堆積させる方法である。化学気相堆積法は、チャンバ内に材料ガスを導入し、熱やプラズマで分解し、基板表面に堆積させる成膜法である。
【００６３】
続いて、誘電体層形成処理（Ｓ３）として、金属反射層１２の表面上に気相堆積法によって誘電体層１３を形成する。第１誘電体層１３１及び第２誘電体層１３２を交互に少なくとも一層ずつ積層することで、誘電体層１３を形成する。
【００６４】
続いて、保護層形成処理（Ｓ４）として、誘電体層１３の表面上に気相堆積法によって保護層１４を形成する。
【００６５】
続いて、金属酸化物層形成処理（Ｓ５）として、保護層１４の表面上に、スパッタ法、蒸着法又はディップコート法によって金属酸化物層１５を形成する。ＩＴＯ膜をスパッタ法で形成した場合、図４の（Ａ）に示される結晶粒領域構造の表面となる。ＩＴＯ膜を蒸着法で形成した場合、図４の（Ｂ）に示される多結晶構造の表面となる。つまり、金属酸化物層１５の表面を粗面とすることができる。ディップコート法とは、材料物質の溶媒液中に、基板を垂直に起立させた状態で浸漬させ、その後引き上げて乾燥及び焼成することにより薄膜を形成する方法である。ディップコート法によって金属酸化物層１５を形成する場合、チャンバから基板１１を取り出して行う。ＩＴＯ膜をディップコート法で形成した場合、図４の（Ｃ）に示される多孔質構造の表面となる。なお、金属酸化物層１５の材料としてＩＴＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＡＺＯ、ＧＺＯ、ＩＺＯ又はＩＧＺＯを採用した場合も上述した粗面を形成することができる。
【００６６】
続いて、第１有機樹脂層形成処理（Ｓ６）として、金属酸化物層１５の表面上に気相堆積法によって第１有機樹脂層１６を形成する。第１有機樹脂層１６は、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４及び金属酸化物層１５からなる第１積層体の表面、側面及び底面を覆うように形成される。このような堆積は、例えば基板ホルダから基板１１を浮かせて固定することで実現することができる（例えば米国特許明細書第６７７７６９０号）。
【００６７】
続いて、蛍光体層形成処理（Ｓ７）として、第１有機樹脂層１６の表面上に気相堆積法によって蛍光体層１７を形成する。そして、第２有機樹脂層形成処理（Ｓ８）として、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６及び蛍光体層１７を覆う第２有機樹脂層１８を、気相堆積法によって形成する。堆積の手法は、第１有機樹脂層形成処理（Ｓ６）と同一の手法を採用することができる。以上で放射線像変換パネル１０の製造が完了する。
【００６８】
放射線イメージセンサ１の製造方法は、図６に示されるように、上述の放射線像変換パネル１０の製造方法の各ステップＳ１〜Ｓ８に加えて、光検出部配置処理（Ｓ１９：光検出部配置ステップ）を更に有する。
【００６９】
上述のステップＳ１〜Ｓ８に続いて、放射線像変換パネル１０の光出力面側の上面１０ａ（ここでは第２有機樹脂層１８の表面）に接着剤を塗布し、光検出部４０の撮像面４０ａ側に貼り合わせる。以上で放射線イメージセンサ１の製造が完了し、図２に示される放射線イメージセンサ１が完成する。
【００７０】
本実施形態に係る放射線像変換パネル１０及び放射線イメージセンサ１の製造方法によれば、金属酸化物層１５とその表面上に形成された第１有機樹脂層１６との密着性を向上させた放射線像変換パネル１０及び放射線イメージセンサ１を製造することができる。
【００７１】
（第２実施形態）
第２実施形態に係る放射線イメージセンサ１Ａは、第１実施形態で説明した放射線イメージセンサ１と比べて、縮小光学系を更に備えており、放射線像変換パネル１０の光出力面側の上面から光検出部４０を離した状態で配置する点が相違する。第２実施形態では、第１実施形態との相違点を中心に説明し、重複する説明は省略する。
【００７２】
図７は、第２実施形態に係る放射線像変換パネル１０を有する放射線イメージシステム１００Ａの構成を示す全体図である。図７に示されるように、本実施形態に係る放射線イメージセンサ１Ａは、放射線像変換パネル１０、ミラー２０、レンズ３０及び光検出部４０を備えている。放射線像変換パネル１０は、平板状の部材であり、入射した放射線ＩＸに応じた光ＩＬを出力する。
【００７３】
本実施形態に係る放射線イメージセンサ１Ａでは、放射線像変換パネル１０の光ＩＬの出力側に、ミラー２０、レンズ３０及び光検出部４０が順に配置されている。ミラー２０及びレンズ３０は、光ＩＬを縮小して光検出部４０へと導く縮小光学系として機能する。なお、縮小光学系は図示された構成に限るものではない。例えば、ミラー２０又はレンズ３０のみで構成してもよい。ミラー２０及びレンズ３０は単数であってもよいし複数であってもよい。ミラー２０及びレンズ３０の他に、プリズムやその他の光学部品を用いてもよい。本実施形態では、縮小光学系を用いることで、小型の光検出部４０を用いることができる。
【００７４】
光検出部４０は、放射線像変換パネル１０の蛍光体層１７（図３参照）から発される光を検出する。光検出部４０は、ミラー２０及びレンズ３０によって縮小された光ＩＬを入射する撮像面を備えている。光検出部４０は、撮像面に入射された光ＩＬに応じて電気信号ＩＥを出力する。
【００７５】
本実施形態に係る放射線イメージシステム１００Ａでは、以下のようにして放射線画像が取得される。まず、放射線源２から出力された放射線ＩＸは、被写体を透過し、放射線像変換パネル１０に入射する。放射線ＩＸは、放射線像変換パネル１０によって光ＩＬに変換される。光ＩＬは、ミラー２０及びレンズ３０によって縮小されて、光検出部４０の撮像面へと導かれる。そして、光検出部４０から光ＩＬに応じた電気信号ＩＥが出力される。出力された電気信号ＩＥは、電子機器３を経て情報処理装置４へと送られ、所定の処理が行われて、放射線画像が取得される。情報処理装置４では、放射線画像が表示部に表示されたり、画像情報が記憶部に記憶されたりする。
【００７６】
本実施形態に係る放射線像変換パネル１０の製造方法は、図６に示されるように第１実施形態と同様のステップＳ１〜Ｓ８を有する。また、本実施形態に係る放射線イメージセンサ１Ａの製造方法は、図６に示されるような第１実施形態と同様のステップＳ１〜Ｓ９に加えて、ステップＳ８の後にミラー２０の配置ステップ及びレンズ３０の配置ステップを更に有する。
【００７７】
本実施形態に係る放射線イメージセンサ１Ａは、第１実施形態で説明した放射線イメージセンサ１と同様に、金属酸化物層１５とその表面上に形成された第１有機樹脂層１６との密着性を向上させることができる。
【００７８】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００７９】
例えば、第１実施形態において、基板１１、金属反射層１２、誘電体層１３、保護層１４、金属酸化物層１５、第１有機樹脂層１６及び蛍光体層１７の順に積層されている例を示したが、基板１１の表面上に金属酸化物層１５が積層され、金属酸化物層１５の表面上に第１有機樹脂層１６が積層されてもよい。
【００８０】
また、第１実施形態において、基板１１の裏面１１ｂ側から放射線が入射される例を示したが、放射線の入射は基板１１の表面１１ａから行われてもよい。
【００８１】
また、第１実施形態において、誘電体層１３は、第１誘電体層１３１及び第２誘電体層１３２が交互に少なくとも一層ずつ積層された多層構造体である例を示したが、第１誘電体層１３１及び第２誘電体層１３２の何れか一方だけが形成されていてもよい。
【符号の説明】
【００８２】
１，１Ａ…放射線イメージセンサ、２…放射線源、３…電子機器、４…情報処理装置、１０…放射線像変換パネル、１１…基板、１２…金属反射層、１３…誘電体層、１４…保護層、１５…金属酸化物層、１６…第１有機樹脂層、１７…蛍光体層、１８…第２有機樹脂層、２０…ミラー、３０…レンズ、４０…光検出部、４０ａ…撮像面、１００…放射線イメージシステム。
【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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【図６】
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【図７】
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