(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の入射面及び出射面を有し、ファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ)と、該ＦＯＰ上の光入射面に設けられた放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータの上に設けられ、前記ＦＯＰの少なくとも一部を覆う形態で配置された防湿保護層とからなるシンチレータパネルにおいて、前記ＦＯＰの光出射面に前記防湿保護層が配置されず、
前記シンチレータ側面における前記防湿保護層が覆う距離をＡ、前記ＦＯＰの厚み方向に前記防湿保護層が覆う距離をＢ、としたとき、Ａ≦Ｂの関係を有し、
前記シンチレータ側面における前記防湿保護層の層厚をＴ１、前記ＦＯＰ側面側における前記防湿保護層の出射側端部における層厚をＴ２としたとき、Ｔ１＞Ｔ２の関係を有することを特徴とする、シンチレータパネル。
【請求項２】
前記防湿保護層がシンチレータ表面及び側面全体と前記ＦＯＰの側面の少なくとも一部を連続して覆ってい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】
前記シンチレータは、有機フィルムからなる支持体と、前記支持体の放射線出射側に配置される密着層と、柱状結晶構造を有し支持体の密着層配置面に配置された蛍光体層とからな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】
前記防湿保護層はパラキシリレン重合物からなることを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記シンチレータと前記ＦＯＰは起伏吸収層を介して接することを特徴とする、請求項１〜４のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記起伏吸収層は可視光に対して透明なホットメルト樹脂からなる層であることを特徴とする、請求項５に記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記起伏吸収層の厚みが３０μｍ以下であることを特徴とする、請求項５ないし６に記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記起伏吸収層はパネル平面方向の全面に渉って単層であることを特徴とする、請求項５ないし７のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
前記支持体と、前記密着層と、前記蛍光体層は平面方向に於いて同一の寸法を有している事を特徴とする、請求項３に記載のシンチレータパネル。
【請求項１０】
前記密着層は樹脂、金属酸化物、金属の１種類以上の組み合わせからなることを特徴とする、請求項３に記載のシンチレータパネル。
【請求項１１】
前記密着層は前記蛍光体層で発生した電磁波を吸収、もしくは反射する機能を有することを特徴とする、請求項３に記載のシンチレータパネル。
【請求項１２】
前記ＦＯＰの少なくとも出射面の外周部に面取り加工が施されていることを特徴とする、請求項１〜１１のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項１３】
請求項１〜１２のいずれか１項に記載のシンチレータパネルを用いてなることを特徴とする放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の検出に利用されるシンチレータパネル及びそれを用いた放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線源から被写体の撮影部位を透過した放射線を電荷に変換し、デジタル放射線画像を生成する放射線検出器が、医療現場において病状の診断に用いられている。これらの放射線検出器は、Ｇｄ2Ｏ2ＳやＣｓＩ等の蛍光体層によって放射線を可視光に変換後、光電変換素子（ＰＤ）により電荷へ変換するシンチレータ方式と、Ｓｅを代表とするＸ線検出素子によりＸ線を直接電荷へ変換する方式とに大別され、これらのうち、シンチレータ方式への注目度が高い。
【０００３】
このようなシンチレータパネルでは、光を透過するファイバオプティックスプレート（ＦＯＰ）とＦＯＰ上に蛍光体層を含むシンチレータが形成される。放射線の入射によってシンチレータで光を生じ、生じた光をファイバオプティックスプレートで伝播させるようになっている。
【０００４】
シンチレータを構成する蛍光体材料は潮解性を有しているため、シンチレータの上部に、ポリパラキシリレンなどからなる防湿保護層を形成することにより、湿気から保護している。湿気は、蛍光体と基板との境界面やこれらを接着させる接着層からも浸入するので、防湿保護層は、シンチレータ表面だけでなく、ＦＯＰをも覆うように形成されている。
【０００５】
しかしながら、ＦＯＰは、防湿保護層との密着性が低いという欠点があった。このため、特開２００５−３３８０６７号公報（特許文献１）では、防湿保護層と接触するＦＯＰ側壁面に凹凸面を設けて、保護層剥がれを防止することが提案されている。
【０００６】
また、特開２０１１−２５７１４２号公報（特許文献２）では、シンチレータを構成する柱状結晶の先端とＦＯＰとを対向するように両面粘着フィルムで張り合わせて、ＦＯＰとシンチレータとの密着性を高めることが開示されている。
【０００７】
特開２０１０-３２２９９ 号公報（特許文献３）には、基板の一面に形成され、放射線を可視光に変換する蛍光体層と、この蛍光体層の表面を含む前記基板の一面から反対側の他面の一部までを覆うとともに、前記基板の他面の一部を覆う層厚が前記基板の周辺部側より中心部側に向かうにしたがって薄くなるように形成されている防湿層とが開示されている。
【０００８】
しかしながら密着性を高めるために、ＦＯＰ側面に凹凸を設ける際に、ＦＯＰに傷がつきやすく、ＦＯＰの繊維性が低くなるという問題を生じる。また、上記に提案された方法では、放射線入射側の防湿保護層を厚くすると光学的な性能が低下することがあり、また、ＦＯＰ側面での防湿保護層の密着強度が必ずしも高いわけでないため、剥がれが生じるという問題点があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００５−３３８０６７号公報
【特許文献２】特開２０１１−２５７１４２号公報
【特許文献３】特開２０１０−３２２９９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
本発明は、上述のような事情に鑑みてなされたものであり、放射線入射側の防湿保護層による、光学的性能の変化が少なく、ＦＯＰ側面での防湿保護層の密着強度が高いため、蛍光体への防湿性能を高く維持し、高輝度化と高解像度化の両立を図ることができるシンチレータパネル及び放射線検出器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】
【００１１】
本発明に係る上記課題は、以下に挙げる手段により解決される。
すなわち、本発明に係るシンチレータパネルは、放射線の入射面及び出射面を有し、ファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ)と、該ＦＯＰ上の光入射面に設けられた放射線を可視光に変換するシンチレータと、該シンチレータの上に設けられ、前記ＦＯＰの少なくとも一部を覆う形態で配置された防湿保護層とからなるシンチレータパネルにおいて、前記ＦＯＰの光出射面に前記防湿保護層が配置されないことを特徴とする。
【００１２】
前記防湿保護層がシンチレータ表面及び側面全体と前記ＦＯＰの側面の少なくとも一部を連続して覆っていることが好ましい。前記シンチレータ側面における前記防湿保護層が覆う距離をＡ、前記ＦＯＰの厚み方向に前記防湿保護層が覆う距離をＢ、としたとき、Ａ≦Ｂの関係を有することが好ましい。前記シンチレータ側面に於ける前記防湿保護層の層厚をＴ１、前記ＦＯＰ側面側における前記防湿保護層の出射側端部における層厚をＴ２としたとき、Ｔ１＞Ｔ２の関係を有することが好ましい。
【００１３】
前記シンチレータは有機フィルムからなる支持体と、前記支持体上の放射線出射側に配置される密着層と、柱状結晶構造を有し支持体の密着層配置面に配置された蛍光体層とからなることが好ましい。
【００１４】
前記防湿保護層はパラキシリレン重合物からなることが好ましい。また、前記シンチレータと前記ＦＯＰは起伏吸収層を介して接することが好ましく、起伏吸収層は可視光に対して透明なホットメルト樹脂からなる層であることが好ましい。起伏吸収層の厚みは３０μｍ以下であることが好ましい。前記起伏吸収層はパネル平面方向の全面に渉って単層であることが好ましい。
【００１５】
また、前記支持体と、前記密着層と、前記蛍光体層は平面方向に於いて同一の寸法を有していることが好ましい。前記密着層は樹脂、金属酸化物、金属の１種類以上の組み合わせからなることが好ましい。密着層は前記蛍光体層で発生した電磁波を吸収、もしくは反射する機能を有することが好ましい。また、ＦＯＰの少なくとも出射面の外周部に面取り加工が施されていることが好ましい。
本発明に係る放射線検出器は上記記載のシンチレータパネルを用いてなることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明では、シンチレータの上に設けられ、ＦＯＰの少なくとも一部を覆う形態で配置された防湿保護層は、ＦＯＰの光出射面に配置されない。これにより、放射線入射側の防湿保護層を厚くしても光学的な性能を落とすことが無い。またＦＯＰ側面の防湿保護層が充分な長さで付着しているので、ＦＯＰ側面への密着強度が上がるため層剥がれも少ない。
したがって、放射線照射によって発光した光を高効率で光電変換素子に伝搬させ、高輝度、高解像度であるシンチレータパネルおよび放射線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】図１は、本発明に係るシンチレータパネルの概略を示す断面図である。
【図２】図２は、本発明で用いられる蛍光体の蒸着装置の一構成を示す概略図である。
【図３】図３は、蛍光体層とＦＯＰの積層方法を示す概略フロー図である。
【図４】図４は、防湿保護層の形成方法を示す概略フロー図である。
【図５】図５は、保護層形成に用いられる、装置の一態様の模式断面図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図を参照しながら本発明の実施の形態を説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
ここで、本明細書において、「光」なる語は、電磁波のうち、可視光線を中心に紫外領域から赤外領域にわたる波長領域の電磁波、より具体的には、３００ｎｍから８００ｎｍにかけての波長を有する電磁波を指す。また、「蛍光体」または「シンチレータ」なる語は、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、上記「光」を発光する蛍光体を指す。
【００１９】
また、「透明」なる語は、他の記載がない限り、上記「光」を、顕著な反射および散乱を生じさせることなく透過させることができる性質を指す。
以下、本発明に係るシンチレータパネル及び放射線検出器とこれらの構成要素、並びに、本発明を実施するための形態・態様について詳細な説明をする。
【００２０】
〔シンチレータパネル〕
本発明に係るシンチレータパネルの基本構成を図１に示す。
図１に示すように、シンチレータパネル１０は、ファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ）１１と、シンチレータ層１２と、防湿保護層１３をこの順番で含む。ここで、本発明における典型的な態様では、シンチレータパネル１０への放射線入射は、ＦＯＰ１１上面の防湿保護層１３側からＦＯＰ１１側に向かって行われることから、放射線入射側から見たときに、防湿保護層１３、シンチレータ層１２、およびＦＯＰ１１がこの順に配される。
【００２１】
防湿保護層１３は、前記ＦＯＰ１１の少なくとも一部を覆う形態で配置され、前記ＦＯＰ１１の光出射面に前記防湿保護層が配置されない。このような構成を採用することで、防湿保護層の剥れを抑制できる。
【００２２】
防湿保護層１３は、シンチレータ表面及び側面全体とともに、連続的にＦＯＰの側面の少なくとも一部を覆っていることが好ましい。したがって、ＦＯＰ側面の出射側下端は、ＦＯＰが露出していてもよい。
【００２３】
図１に示されるように、本発明に係るシンチレータ側面における前記防湿保護層が覆う距離をＡ、前記ＦＯＰの厚みをＣ、厚み方向に前記防湿保護層が覆う距離をＢとしたとき（なお、Ｃ−Ｂは露出部分に相当し、Ｃ≧Ｂ）、Ａ≦Ｂの関係を有することが好ましい。この関係を有すると、ＦＯＰ側面への防湿保護層の密着面積が十分に確保され、剥がれ防止となる。
【００２４】
距離Ａはシンチレータ層の厚みに相当する。なおシンチレータ層１２が、好ましい態様の一つである、支持体１４と蛍光体１５と密着層１６とから構成される場合、これらを合わせた合計の厚さが、距離Ａに相当する。
【００２５】
前記シンチレータ側面における前記防湿保護層の層厚をＴ１、前記ＦＯＰ側面側における前記防湿保護層の出射側端部における層厚をＴ２としたとき、Ｔ１＞Ｔ２の関係を有することが好ましい。なお、防湿保護層は、シンチレータ側面の層厚Ｔ１は均一であるが、前記ＦＯＰ側面の出射側端部に向かって、図１に示されるように、層厚がＴ２となるように傾斜を有するものであっても、段階的に厚さが減じるものであってもよい。このような層厚構成を採用することによって、より防湿保護層の密着性が高くなり、剥れをより顕著に抑制できる抑制できる。
【００２６】
シンチレータ層１２とＦＯＰ１１との間には、図１に示されるように起伏吸収層１７が設けられていてもよい。なお、起伏吸収層の厚さは、上記距離ＡおよびＢには含まれない。
以下本発明を構成する各部材について、説明する。
【００２７】
＜ファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ）１１＞
ファイバオプティクスプレート（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。
【００２８】
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。このＦＯＰの形状や大きさは、シンチレータパネル１０の用途などによって適宜設定することができ、従来公知の手法により、面取等、形状の変更を行うことができる。ＦＯＰを面取りしておくと、ＦＯＰの下端において衝撃によるクラックや破損を防止する効果が期待出来る。
ここで、ＦＯＰの面取等は、シンチレータ層１２の形成を行う前に行ってもよいし、あるいは、シンチレータ層１２、防湿保護層１３の形成を行った後で行ってもよい。
【００２９】
＜シンチレータ層１２＞
シンチレータ層１２は、有機フィルムからなる支持体１４と、前記支持体上の放射線出射側に配置される密着層１６と、柱状結晶構造を有し支持体の密着層配置面に配置された蛍光体層１５とから構成されている。
【００３０】
支持体と、前記密着層と、前記蛍光体層は平面方向において同一の寸法を有していることが好ましい。このような同一寸法を有していると、端部においても中央と同等の光学的特性が得られるため、有効面積を最大化できる。
【００３１】
支持体１４
支持体とは、シンチレータパネルの構成要素において、蛍光体層を保持する役割を果たす部材を指す。本発明のシンチレータパネルを構成する支持体１４としては、可撓性を有する光学的に透明な高分子材料からなる樹脂フィルムが使用される。
【００３２】
ここで、「可撓性を有する」とは、１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が、０．１〜３００ＧＰａであることをいう。また、「弾性率」とは、引張試験機を用い、ＪＩＳ−Ｃ２３１８に準拠したサンプル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、かかるヤング率を弾性率とする。支持体は、上記１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が、０．１〜３００ＧＰａであることが好ましく、１〜１００ＧＰａであることがより好ましい。
【００３３】
可撓性を有する樹脂フィルムとしては、具体的には、樹脂フィルムとしては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、セルロースアセテート、ポリアミド、ポリイミド、ポリエーテルイミド、エポキシ、ポリアミドイミド、ビスマレイミド、フッ素樹脂、アクリル、ポリウレタン、アラミド、ナイロン、ポリカーボネート、ポリフェニレンスルフィド、ポリエーテルサルフォン、ポリサルフォン、ポリエーテルエーテルケトン、液晶ポリマー、バイオナノファイバー等からなるフィルムが挙げられる。
【００３４】
当該樹脂フィルム上に蛍光体を蒸着する際、耐熱性の観点から、ポリイミドを含有する樹脂フィルムが好適である。
樹脂フィルムの厚さとしては、好ましくは２０〜１０００μｍ、更に好ましくは５０〜７５０μｍである。支持体の厚さを５０μｍ以上にすることで蛍光体層を形成した後のハンドリング性が良好となる。また、支持体の厚さを７５０μｍ以下にすることで、反射層、導電層、易接着層等の機能層を、ロール・ツー・ロール（ｒｏｌｌ  ｔｏ  ｒｏｌｌ）で加工することが容易となり、生産性向上の観点より、非常に有用である。
【００３５】
蛍光体層１５
本発明において蛍光体とはα線、γ線、Ｘ線等の電離放射線が照射されたときに原子が励起されることにより発光する蛍光体をいう。すなわち、放射線を紫外・可視光に変換して放出する蛍光体を指す。
【００３６】
本発明で用いられる蛍光体には、従来公知の種々の蛍光体母材化合物、および、これらの蛍光体母材化合物に従来公知の適当な賦活剤をドープしてなる種々の化合物を用いることができる。
【００３７】
例えば、アルカリ金属のハロゲン化物、アルカリ土類金属のハロゲン化物、及び、希土類元素のハロゲン化物を蛍光体母材化合物として含むものが挙げられる。ここで、アルカリ土類金属のハロゲン化物のうち、フッ化物は概して水に不溶のものが多い一方で、それ以外のハロゲン化物では水溶性が高いものが多く潮解性の問題が生じやすい傾向にある。したがって、アルカリ土類金属のハロゲン化物については、フッ化物以外のハロゲン化物を挙げることができる。
【００３８】
これらのハロゲン化物を構成するハロゲンとしては、柱状結晶を形成可能で蛍光体として機能しうる潮解性のハロゲン化物を与えるものである限り特に限定はないものの、通常、塩素、臭素およびヨウ素が挙げられ、アルカリ金属のハロゲン化物およびランタノイドのハロゲン化物の場合には、フッ素も構成ハロゲンとなり得る。ただ、多くの場合、これらのハロゲン化物を構成するハロゲンは、臭素およびヨウ素が好ましく、ヨウ素が特に好ましい傾向にある。
【００３９】
アルカリ金属の例として、リチウム、ナトリウム、カリウム、ルビジウム、セシウムが挙げられ、これらのうちの好適な例として、ナトリウム及びセシウムが挙げられ、セシウムが特に好ましい。
【００４０】
アルカリ土類金属の例として、ベリリウム、マグネシウム、カルシウム、ストロンチウム、バリウムが挙げられ、これらのうちの好適な例として、カルシウム、ストロンチウム及びバリウムが挙げられる。
【００４１】
また、希土類元素の例として、スカンジウム、イットリウムおよび各種ランタノイド元素が挙げられ、これらのうちの好適な例として、ランタンおよびセリウムが挙げられる。
なお、好適な蛍光体の一例として、立方晶系の結晶構造を有する、アルカリ金属のハロゲン化物を蛍光体母材化合物として含むものが挙げられる。
これらの化合物は、１種単独であってもよく、２種以上の組み合わせであってもよい。
【００４２】
なお、本発明において『Ｘを母材とする蛍光体』という表現が用いられることがあるが、これは、賦活剤がドープされているか否かにかかわらず、蛍光体母材化合物としてＸを含んでなる蛍光体を意味し、そのような蛍光体は、Ｘのみからなるものであってもよく、あるいは、Ｘに対して賦活剤がドープされてなるもの（すなわち、Ｘと賦活剤を含むもの）であってもよい。
【００４３】
ここで、本発明において、蛍光体を構成するこのような蛍光体母材化合物の好適な例として、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）、臭化ランタン（ＬａＢｒ3）、ヨウ化ストロンチウム（ＳｒＩ）、のような蛍光体が挙げられる。なかでも、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）は、Ｘ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能である。したがって、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を蛍光体母材化合物とすることが特に好適である。
【００４４】
また、蛍光体を構成しうるその他の好適な蛍光体母材化合物として、カルシウムハライド、ストロンチウムハライド、ヨウ化セシウムバリウム（ＣｓＢａ2Ｉ5）などアルカリ土類金属のハロゲン化物や、臭化セリウム、臭化ランタンなどランタノイドのハロゲン化物も挙げられる。ここで、ストロンチウムハライドの例として、ヨウ化ストロンチウムや臭化ストロンチウムが挙げられ、カルシウムハライドの例として、ヨウ化カルシウムや臭化カルシウムが挙げられる。
【００４５】
ここで、本発明において、シンチレータ層１２を構成する蛍光体として、ＣｓＩなど上記した蛍光体母材化合物をそのまま用いることを妨げるものではない。ただ、発光効率を充分に確保する観点からは、蛍光体母材化合物に対して、各種の賦活剤をドープしてなる蛍光体を蛍光体１２０として用いることが好ましい。そのような賦活剤として、例えばタリウム（Ｔｌ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、インジウム（Ｉｎ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活物質が好適に挙げられ、これらを少なくとも１種類以上含有することが好ましい。なお、本発明においては、タリウム化合物を含む添加剤とヨウ化セシウムとを原材料として得られる蛍光体、すなわち、ヨウ化セシウムにタリウムをドープしてなる蛍光体であるタリウム賦活ヨウ化セシウムが好ましい。タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）は４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長をもち、汎用の光検出パネルにて検出可能である。
ここで、本発明では、シンチレータ層１２のうち、蛍光の発光に寄与する蛍光体層として機能する部分における賦活剤の相対含有量は０．１〜３モル％が好ましい。
【００４６】
本発明において、シンチレータ層１２は、通常、蛍光体母体化合物と賦活剤とから気相堆積法により形成された蛍光体柱状結晶で構成され、かつ、好ましくは当該蛍光体柱状結晶の一定の面指数を有する面のＸ線回折スペクトルに基づく配向度が、当該蛍光体柱状結晶の基板に近い根元から当該シンチレータ層の層厚方向の位置に係わらず、８０〜１００％の範囲内である。
【００４７】
本発明においては、当該配向度が、９５〜１００％の範囲内であることがより好ましい。また、前記一定の面指数は、（１００）、（１１０）、（１１１）、（２００）、（２１１）、（２２０）、（３１１）等のうちのいずれかであり得るが、（２００）であることが好ましい（当該面指数については、Ｘ線解析入門（東京化学同人）４２〜４６頁参照。）。 これにより、柱状結晶の基板側においても独立した柱状が得られ、蛍光体内で発生した光成分の散乱が抑制され、効率よく光電変換素子に向けて出射される。ＦＯＰと組み合わせると、ＦＯＰのシングルファイバに光損失なく伝搬されるため、より効果的である。なお、本発明における「一定の面指数の面のＸ線回折スペクトルに基づく配向度」とは、ある面指数の強度Ixが他の面指数の面を含めた全体の総強度Iに占める割合のことを指す。例えば、Ｘ線回折スペクトルにおける（２００）面の強度Ｉ200の配向度は、「配向度＝Ｉ200／Ｉ」である。配向度決定のための面指数その測定方法としては、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）が挙げられる。Ｘ線回折は、特定波長の固有Ｘ線を結晶性物質に照射し、Ｂｒａｇｇの式を満足する回折が起こることを利用して、物質の同定、結晶相の構造などに関する知見を得ることのできる汎用性の高い分析手法である。照射系のターゲットはＣｕ、Ｆｅ、Ｃｏなどが用いられ、装置能力によるが、一般的に照射時の出力は０〜５０ｍＡ、０〜５０ｋＶ程度である。
【００４８】
また、本発明では、シンチレータ層１２を構成する蛍光体は、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられる柱状結晶の形状を有する。柱状結晶を形成する方法としては、気相堆積法が挙げられる。気相堆積法としては、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法その他を用いることができるが、本発明では特に蒸着法が好ましい。
【００４９】
本発明において、シンチレータ層１２は、１層からなっていてもよいし、２層以上からなっていてもよい。すなわち、シンチレータ層１２は、蛍光体層のみからなるものであってもよく、あるいは、下地層と蛍光体層とからなり、支持体１１上に、下地層と蛍光体層とがこの順で積層されている構造を有するものであってもよい。シンチレータ層１２が下地層と蛍光体層との２層を含む場合、これらの層は、蛍光体母材化合物が同じである限り、同じ材質からなるものであってもよく、あるいは異なる材質からなるものであってもよい。すなわち、シンチレータ層１２は、全体が蛍光体母材のみからなる１層であってもよく、全体が蛍光体母材化合物と賦活剤とを含む１層であってもよく、蛍光体母材化合物のみからなる下地層と、蛍光体母材化合物と賦活剤とを含む蛍光体層とからなるものであってもよく、蛍光体母材化合物と第１の賦活剤とを含む下地層と、蛍光体母材化合物と第２の賦活剤とを含む蛍光体層とからなるものであってもよい。
【００５０】
ただ、本発明では、好適なシンチレータ層１２として、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体層のみからなるシンチレータ層、および、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体層と、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる下地層とを含むシンチレータ層が挙げられ、このうち、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体層と、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる下地層とを含むシンチレータ層が特に好ましく挙げられる。
【００５１】
このように、本発明の好適な態様において、シンチレータ層１２は、蛍光体母材化合物と賦活剤とからなる蛍光体を含む蛍光体層から構成されるが、支持体１１と蛍光体層との間に、蛍光体母材化合物と賦活剤からなり、空隙率が蛍光体層よりも大きい値を示す下地層が設けられていることが好ましい。
【００５２】
下地層における賦活剤の相対含有量は０.０１〜１モル％が好ましく、０.１〜０.７モル％が更に好ましい。特に、下地層の賦活剤の相対含有量が０.０１モル％以上であることが、シンチレータパネル１０の発光輝度向上及び保存性の点で非常に好ましい。また、下地層における賦活剤の相対含有量が蛍光体層における相対含有量よりも低いことが非常に好ましく、蛍光体層における賦活剤の相対含有量に対する下地層における賦活剤の相対含有量のモル比（（下地層における賦活剤の相対含有量）／（蛍光体層における相対含有量））は、０.１〜０.７であることが好ましい。
【００５３】
蛍光体柱状結晶の形成方法としては、上記面指数についての要件を満たすために、基板の表面に、空隙率が蛍光体層よりも低い値を示す下地層を形成する工程、及び下地層の表面に蛍光体を気相堆積法により形成する工程を含む態様の製造方法であることが好ましい。本特許における空隙率は、蛍光体層を支持体と平行に切断した断面において、柱状結晶の断面積と空隙の面積の総和に対する、空隙の面積の比率をいう。空隙率は、シンチレータパネルの蛍光体層を支持体と平行に切除し、断面の走査型電子顕微鏡写真を、画像処理ソフトを使用して蛍光体部分と空隙部の２値化することにより、求めることができる。なお、蛍光体層（蛍光体層）の厚さは、１００〜８００μｍであることが好ましく、１２０〜７００μｍであることが、輝度と鮮鋭性の特性をバランスよく得られる点からより好ましい。下地層の層厚は、高輝度・鮮鋭性維持の面から、０．１μｍ〜５０μｍであることが好ましく、５μｍ〜４０μｍであることがより好ましい。
【００５４】
密着層１６
支持体と蛍光体層との間に、密着層が形成されている。密着層としては、樹脂、金属酸化物、金属の１種類以上の組み合わせからなるものが使用される。
【００５５】
密着層を構成する樹脂材料として具体的には、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等が挙げられる。なかでもポリウレタン、ポリエステル、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、アクリル樹脂、ポリビニルブチラールを使用することが好ましい。また、これらの２種以上を混合して使用することもできる。
【００５６】
密着層を構成する金属酸化物としては、ＳｉＯ2、ＴｉＯ2などが挙げられる。金属酸化物層を構成する場合、複数の酸化物層から構成してもよい。
密着層を構成する金属材料としては、アルミニウム、銀、白金、パラジウム、金、銅、鉄、ニッケル、クロム、コバルト、ステンレス等の金属材料を含有していることが好ましい。中でも反射率、耐食性の観点からアルミニウムもしくは銀を主成分としていることが特に好ましい。また、このような金属材料を２種以上使用しても良い。
【００５７】
本発明では、密着層としては、前記樹脂材料からなるバインダー中にフィラーが分散したものが好ましい。なおフィラーの粒子径や配合量は形成する密着層の厚さや光学特性などを考慮して適宜選択される。
【００５８】
フィラーとしては、公知の無機質粉末や有機質粉末を適宜選択して使用することができる。無機質粉末としては例えば、酸化チタン、窒化硼素、ＳｎＯ2、ＳｉＯ2、Ｃｒ2Ｏ3、α−Ａｌ2Ｏ3、α−Ｆｅ2Ｏ3、α−ＦｅＯＯＨ、ＳｉＣ、酸化セリウム、コランダム、人造ダイヤモンド、石榴石、ガーネット、マイカ、珪石、窒化珪素、炭化珪素、ＴｉＯ2（アナターゼ型、ルチル型）、ＭｇＯ、ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2、ＢａＳＯ4、Ａｌ2Ｏ3、Ｍ（II）ＦＸ（但し、Ｍ（II）はＢａ、Ｓｒ及びＣａの各原子から選ばれる少なくとも一種の原子であり、ＸはＣｌ原子又はＢｒ原子である。）、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、ＺｒＯ2、リトポン（ＢａＳＯ4・ＺｎＳ）、珪酸マグネシウム、塩基性珪硫酸鉛、塩基性燐酸鉛、珪酸アルミニウム等を使用することができる。有機質粉末としては、例えば３次元架橋されたポリメチルメタクリレート、ポリスチレン、テフロン（登録商標）等の粉末の他に、カーボンブラック、顔料などを挙げることができる。これらの粉末については表面処理されていてもよい。
【００５９】
密着層には、電磁波を吸収、もしくは反射する機能を有するものが好ましく、反射する場合は光散乱粒子、吸収の場合は光吸収粒子を、フィラーとしてそれぞれ樹脂バインダーに分散させたものが好適である（このような密着層を塗布型密着層という）。このように、電磁波を吸収または反射する機能を有する密着層は、蛍光体から発した電磁波を吸収または反射して、光の取り出し効率を高めるためのものである。これにより、高輝度、鮮鋭性に優れたシンチレータを構成できる。
【００６０】
光散乱粒子は、蛍光体層で生じた発光光の光拡散を防止することで鮮鋭性を向上させる機能を有する。発光光を蛍光体層の柱状結晶内に効果的に戻すことで感度を向上させる機能を有する。
【００６１】
光散乱粒子は、密着層を構成するバインダーを構成する樹脂材料と異なる屈折率を有する粒子状材料であれば特に限定されるものではなく、その材料としては、例えば、ＴｉＯ2（アナターゼ型、ルチル型）、ＭｇＯ、ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2、ＢａＳＯ4、Ａｌ2Ｏ3、Ｍ（II）ＦＸ（但し、Ｍ（II）はＢａ、Ｓｒ及びＣａの各原子から選ばれる少なくとも一種の原子であり、ＸはＣｌ原子又はＢｒ原子である。）、ＣａＣＯ3、ＺｎＯ、Ｓｂ2Ｏ3、ＳｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｙ2Ｏ3、リトポン（ＢａＳＯ4・ＺｎＳ）、珪酸マグネシウム、塩基性珪硫酸鉛、塩基性燐酸鉛、珪酸アルミニウム等の白色顔料を使用することができる。これらの光散乱粒子は隠蔽力が強く、屈折率が大きいため、光を反射し、屈折させることによりシンチレータの発光を容易に散乱し、得られるパネルの感度を顕著に向上させることができる。
【００６２】
その他の光散乱性粒子として、例えば、ガラスビーズ、樹脂ビーズ、及び、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、多孔質粒子等も使用する事ができる。
【００６３】
ガラスビーズはより高屈折率のものが好ましく、例えば、ＢＫ７（ｎ＝約１.５、ｎは相対屈折率、以下同じ）；ＬａＳＦＮ９（ｎ＝約１.９）；ＳＦ１１（ｎ＝約１.８）；Ｆ２（ｎ＝約１.６）；ＢａＫ１（ｎ＝約１.６）；チタン酸バリウム（ｎ＝約１.９）；高屈折率青ガラス（ｎ＝約１.６〜１.７）；ＴｉＯ2−ＢａＯ（ｎ＝約１.９〜２.２）；ホウケイ酸塩（ｎ＝約１.６）；又はカルコゲナイドガラス（ｎ＝約２又はそれよりも高い）などが挙げられる。樹脂ビーズとしては、アクリル粒子、ポリエステル樹脂粒子、ポリオレフィン粒子、シリコン粒子等が挙げられ、具体的にはケミスノー（登録商標）（綜研化学社製）、シリコンレジンＫＲシリーズ他（信越化学工業社製）、テクポリマー（登録商標）（積水化成品工業社製）等を好適に用いることができる。
【００６４】
特に、酸化チタンなどの白色顔料は隠蔽性が高く、屈折率が大きいため、光を反射し、屈折させることによりシンチレータの発光を容易に散乱し、シンチレータパネルの感度を顕著に向上させることができる。白色顔料としては、前記したものが使用でき、これらに限定されないが、このなかでも酸化チタンであることが好ましい。
【００６５】
酸化チタンの結晶構造としては、ルチル型、アナターゼ型どちらでも使用できるが、樹脂の屈折率との比率が大きく、高輝度を達成できる点からルチル型が好ましい。
このような酸化チタン粒子としては、具体的には、例えば塩酸法で製造されたCR−50，CR−50−2，CR−57，CR−80，CR−90，CR−93，CR−95，CR−97，CR−60−2，CR−63，CR−67，CR−58，CR−58−2，CR−85，硫酸法で製造されたR−820，R−830，R−930，R−550，R−630，R−680，R−670，R−580，R−780，R−780−2，R−850，R−855，A−100，A−220，W−10（以上商品名：石原産業（株）社製）などが挙げられる。
【００６６】
酸化チタン粒子の一次粒径は０．１〜０．５μｍが好ましく、さらに０．２〜０．３μｍがさらに好ましい。また、酸化チタンとしては、ポリマーとの親和性、分散性を向上させるため、あるいはポリマーの劣化を抑えるために、Ａｌ、Ｓｉ、Ｚr、Ｚｎなどの酸化物で表面処理されたものが好ましい。
【００６７】
光吸収粒子は、支持体の反射率を所望の値により精度よく調整しやすくする等のために用いられる。光吸収粒子には、光吸収性の顔料等が挙げられる。光吸収性の顔料としては、従来公知の種々の顔料が使用可能である。具体的には、ウルトラマリン青、プロシア青（フェロシアン化鉄）、フタロシアニン、アントラキノン、インジゴイド、カルボニウム、チタンブラック、カーボンブラック等を用いることができる。
【００６８】
密着層には、上記の光散乱粒子と光吸収粒子が双方含まれていてもよい。
塗布型密着層は、少なくとも光散乱粒子ないし光吸収粒子、バインダー、溶剤を含有する組成物を、塗布、乾燥して形成する事ができる。塗布方式については、特に制約は無いが、例えば、グラビア、ダイ、コンマ、バー、ディップ、スプレー、スピン等の一般的な方式を用いることができる。
【００６９】
塗布型密着層作製に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなど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ステル、エチレングリコールモノメチルエステル、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などのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。
【００７０】
また必要に応じて分散剤を用いてもよく、例えば、多価アルコール、アミン類、シリコーン、あるいは界面活性剤を用いることができる。光散乱粒子は、密着層中に４０〜９５質量％含まれていることが好ましく、６０〜９０質量％含まれていることが特に好ましい。４０質量％以上で輝度が向上し、９５質量％以下で、支持体もしくは蛍光体との接着性が向上する。
【００７１】
酸化チタンなどの分散性を向上させるために分散剤を使用しても良い。分散剤としては、例えば、多価アルコール、アミン類、シリコーン、あるいは界面活性剤を用いることができる。
【００７２】
密着層の厚みは、樹脂からなる場合、１μｍ以上１００μｍ以下であることが好ましく、１μｍ以上６０μｍ以下がさらに好ましい。
また、金属酸化物および金属からなる密着層の厚さは、輝度向上、光の取り出し効率の観点から０．００５〜０．３μｍが好ましく、より好ましくは０．０１〜０．２μｍである。
【００７３】
塗布型密着層の膜厚は、１０〜５００μｍであることが好ましい。密着層の膜厚が１０μｍ以上で十分な輝度が得られ、また５００μｍ以下で、平滑性が向上する。酸化チタンを含む場合は、塗布型密着層中に４０〜９５質量％含まれていることが好ましく、６０〜９０質量％含まれていることが特に好ましい。４０質量％以上で輝度が向上し、９５質量％以下で、支持体もしくは蛍光体との接着性が向上する。
【００７４】
金属酸化物層の形成方法も公知の手法によることができる。ただ、本発明の典型的な態様においては、層状の緻密な密着層を形成しやすいことから、気相堆積法が一般的に用いられる。気相堆積法としては、蒸着、スパッタ、イオンプレーティング、プラズマＣＶＤ等既知の方法が使用できるが、より緻密な層形成が可能なスパッタやプラズマＣＶＤが好ましい。
【００７５】
金属層を支持体上に形成する方法としては、蒸着、スパッタ、あるいは、金属箔の貼り合わせ等、特に制約は無いが、密着性の観点からスパッタが好ましい。
以上のようにして密着層などが形成された支持体を、熱真空容器内に蒸発源及び支持体回転機構を有する蒸着装置を用いて、前記支持体回転機構に設置して、当該支持体を回転しながら蛍光体材料を蒸着する工程を含む気相堆積法により、蛍光体層を形成する態様の製造方法が好ましい。
【００７６】
＜防湿保護層１３＞
防湿保護層は、単一材料から形成されていてもよいし、混合材料から形成されていてもよいし、材料の異なる複数の層などが併用されて形成されていてもよい。
【００７７】
防湿保護層は、主に、蛍光体の保護を目的とするものである。具体的には、例えば、蛍光体がヨウ化セシウム（ＣｓＩ）である場合、ＣｓＩは、吸湿性が高く露出したままにしておくと空気中の水蒸気を吸湿して潮解してしまうため、これを防止することを目的として、防湿保護層が設けられる。また、この保護層は、シンチレータパネルの蛍光体から放出される物質（例えばハロゲンイオン）などを遮断し、シンチレータ層と受光素子の接触により生じる受光素子側の腐食を防止する機能も有する。
【００７８】
また、上記保護層は、シンチレータパネルの柱状蛍光体結晶から形成されるシンチレータパネルと光電受光素子とを例えば接着剤や光学オイルなどにて接合する態様においては、接着剤や光学オイルが柱状蛍光体結晶間に浸透することを防止する浸透防止層の役割も担う。
【００７９】
この保護層は、種々の材料を用いて形成することができる。本発明においては、保護層はポリオレフィン系、ポリアセタール系、エポキシ系、ポリイミド系、シリコーン系、ポリパラキシリレン系の材料を用いることができる。ポリパラキシリレン系はＣＶＤ法により形成可能であり、水蒸気およびガスの透過性も少ないという特徴もあり、もともと潮解性であるＣｓＩ：Ｔｌの保護層では好適である。ここでポリパラキシリレンはポリパラキシリレンの他、ポリモノクロロパラキシリレン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、ポリジエチルパラキシリレン等を含む。
【００８０】
ポリパラキシリレンからなる防湿保護層を形成する場合、シンチレータ層表面および側面での層厚は２μｍ以上１５μｍ以下が好ましい。
また、防湿保護層にはさらに蒸着法、スパッタリング法などにより、ＳｉＣ、ＳｉＯ2、ＳｉＮ、Ａｌ2Ｏ3などの無機物質を積層して形成してもよい。
ポリパラキシリレンなどの保護層によりシンチレータ層の上部、側面及びＦＯＰ側面の一部を覆うことにより、高い防湿性が得られる。
【００８１】
＜起伏吸収層１７＞
図１に示すようにシンチレータ層１２とＦＯＰ１１との間には、表面の起伏を吸収するために、起伏吸収層１７が設けられていてもよい。
起伏吸収層としては、可視光に対して透明な樹脂が使用される。本発明では、このような樹脂として、加熱溶融状態で他の有機材料および無機材料に接着性をもち、常温の固体状態では接着性をもたず、溶媒・溶剤を含有しない性質を有するホットメルト樹脂を用いることが好ましい。ホットメルト樹脂としてはポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を主成分とするものが好ましく、特に、防湿性、光透過性が高い材料としてポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂を用いることが望ましい。このようにホットメルト樹脂を用いた起伏吸収層はシンチレータ層およびＦＯＰの平面方向の全面に渉って単層であることが好ましい。このように単層にすることで可視光が透過する際の界面がなくなり、望まない光の屈折および散乱が最小となる。
【００８２】
起伏吸収層の厚みは３０μｍ以下であることが好ましい。この範囲にあれば、表面の起伏を充分に吸収できるとともに、光の取り出し性に影響を及ぼすこともない。
シンチレータ層と起伏吸収層との間に、光学補償層を設けることで、境界面での屈折率の差を小さくして、境界面で反射される光の量をより低減するようにしてもよい。
【００８３】
シンチレータに放射線が照射されると、シンチレータの蛍光体内で放射線が光に変換されて発光する。そして、光は、蛍光体の柱状結晶内を、起伏吸収層やＦＯＰの方向に伝播する。そして、蛍光体内を伝播した光は、蛍光体の柱状結晶の先端部分の略円錐状の壁面に達するが、上記のように光学補償層が形成されていれば光のほとんどは光学補償層内に入るため境界面で反射される光の量をより低減することが可能となる。
【００８４】
光学補償層として、熱を加えることにより硬化する熱硬化性の樹脂で形成されていることが好ましい。熱硬化性の樹脂としては、アクリル樹脂やエポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が好ましく用いられる。また、光学補償層を、硬化させた樹脂等の固体で形成する代わりに、透明な液体やゲル状物質で形成することも可能である。さらに、光学補償層は、接着剤を用いて、形成されることも望ましい態様である。接着剤としては、例えば、アクリル系、エポキシ系、シリコーン系などの常温硬化型の接着剤が使用できる。特に弾力性を有する接着樹脂としてはゴム系の接着剤が使用できる。ゴム系の接着剤の樹脂としては、スチレン−イソプレン−スチレン等のブロックコポリマー系や、ポリブタジエン、ポリブチレン等の合成ゴム系接着剤、及び天然ゴム等を使用できる。市販されているゴム系接着剤の例としては一液型ＲＴＶゴムＫＥ４２０（信越化学工業社製）などが好適に使用される。
【００８５】
＜シンチレータパネルの製作方法＞
本発明に係るシンチレータパネル１０は、本発明の目的を損なわない限り製造方法に特に制限はなく、基本的には従来公知のシンチレータパネルの製造方法と同様の方法とすることができる。
【００８６】
具体的には、密着層が形成された支持体に対して、従来公知の方法に従って、柱状構造の蛍光体からなるシンチレータ層の形成を行い、次いで、必要に応じて起伏吸収層を介在させて、ＦＯＰと接着させたのち、防湿保護層の形成を行うことにより、シンチレータパネルを得ることができる。
【００８７】
密着層の形成は、それぞれ上記「密着層」の項に記載した方法により行うことができる。
本発明においては、蛍光体が気相法によって形成されていることが好ましく、具体的には蒸着法によって形成されることが好ましい。
【００８８】
シンチレータ層の形成
シンチレータ層は、真空容器内に蒸発源及び基板回転機構を有する蒸着装置を用いて、支持体を前記支持体回転機構に設置して、当該支持体を回転しながら蛍光体材料を蒸着する工程を含む気相堆積法により、蛍光体層を形成する態様の製造方法が好ましい。
以下、本発明の実施の一形態について、図２を参照しながら説明する。
【００８９】
真空容器３２の内部の底面付近には、支持体３４に垂直な中心線を中心とした円の円周上の互いに向かい合う位置に蒸発源３８ａ，３８ｂが配置されている。この場合において、支持体３４と蒸発源３８ａ，３８ｂとの間隔は１００〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００〜１０００ｍｍである。また、支持体３４に垂直な中心線と蒸発源３８ａ，３８ｂとの間隔は１００〜１５００ｍｍとされるのが好ましく、より好ましくは２００〜１０００ｍｍである。
【００９０】
なお、前記製造装置においては３個以上の多数（8個、16個、24個等）の蒸発源を設けることも可能であり、各々の蒸発源は等間隔に配置してもよく、間隔を変えて配置してもよい。また、支持体３４に垂直な中心線を中心とした円の半径は任意に定めることができる。
【００９１】
蒸発源３８ａ，３８ｂは、前記蛍光体を収容して抵抗加熱法で加熱するため、ヒータを巻いたアルミナ製のるつぼから構成しても良いし、ボートや、高融点金属からなるヒータから構成しても良い。また、前記蛍光体を加熱する方法は、抵抗加熱法以外に電子ビームによる加熱や、高周波誘導による加熱等の方法でも良いが、本発明では比較的簡単な構成で取り扱いが容易、安価、かつ、非常に多くの物質に適用可能である点から直接電流を流し抵抗加熱する方法や、周りのヒータでるつぼを間接的に抵抗加熱する方法が好ましい。また、蒸発源３８ａ，３８ｂは分子源エピタキシャル法による分子線源でも良い。
【００９２】
以上の製造方法によれば、複数の蒸発源３８ａ，３８ｂを設けることによって蒸発源３８ａ，３８ｂの蒸気流が重なり合う部分が整流化され、支持体３４の表面に蒸着する前記蛍光体の結晶性を均一にすることができる。このとき、多数の蒸発源を設けるほど多くの箇所で蒸気流が整流化されるため、より広範囲において前記蛍光体の結晶性を均一にすることができる。また、蒸発源３８ａ，３８ｂを支持体３４に垂直な中心線を中心とした円の円周上に配置することによって、蒸気流の整流化によって結晶性が均一になるという作用を、支持体３４の表面において等方的に得ることができる。
【００９３】
支持体ホルダ３５は、支持体３４のうち前記蛍光体層を形成する面が真空容器３２の底面に対向し、かつ、真空容器３２の底面と平行となるように支持体３４を保持する構成となっている。
【００９４】
また、支持体ホルダ３５には、支持体３４を加熱する加熱ヒータ（図示せず）を備えることが好ましい。この加熱ヒータで支持体３４を加熱することによって、支持体３４の支持体ホルダ３５に対する密着性の強化や、前記蛍光体層の質調整を行う。また、支持体３４の表面の吸着物を離脱・除去し、支持体３４の表面と前記蛍光体との間に不純物層が発生することを防止する。
【００９５】
また、加熱手段として温媒又は熱媒を循環させるための機構（図示せず）を有していてもよい。この手段は蛍光体の蒸着時における支持体３４の温度を５０〜１５０℃といった比較的低温に保持して蒸着する場合に適している。
【００９６】
また、加熱手段としてハロゲンランプ（図示せず）を有していてもよい。この手段は蛍光体の蒸着時における支持体３４の温度を１５０℃以上といった比較的高温に保持して蒸着する場合に適している。
【００９７】
さらに、支持体ホルダ３５には、支持体３４を水平方向に回転させる支持体回転機構３６が設けられている。支持体回転機構３６は、支持体ホルダ３５を支持すると共に支持体３４を回転させる支持体回転軸３７及び真空容器３２の外部に配置されて支持体回転軸３７の駆動源となるモータ（図示せず）から構成されている。
【００９８】
蒸着装置には、上記構成の他に、真空容器に真空ポンプが配されている。真空ポンプは、真空容器の内部に存在する気体の排気を行うもので、高真空領域まで排気するために、作動圧力領域の異なる真空ポンプを２種類もしくはそれ以上配置してもよい。真空ポンプとしては、ロータリーポンプ、ターボ分子ポンプ、クライオポンプ、ディフュージョンポンプ、メカニカルブースタ等を用いることができる。
【００９９】
チャンバー内の圧力を調整するために、真空容器内にガスを導入できる機構が設けられている。導入するガスは、一般的には例えばＮｅ、Ａｒ、Ｋｒ等の不活性ガスが用いられる。真空容器内の圧力は、真空容器内を真空ポンプで排気しながら導入するガス量で調整してもよいし、所望の圧力よりも高真空となるまで真空排気行った後に真空排気を停止して、その後所望の圧力となるまでガスを導入することにより調整してもよい。また、真空容器と真空ポンプの間に圧力制御弁を設ける等によりポンプの排気量を調整して真空容器内の圧力を制御してもよい。
【０１００】
また、蒸発源３８ａ，３８ｂと支持体３４との間には、蒸発源３８ａ，３８ｂから支持体３４に至る空間を遮断するシャッタ３９が水平方向に開閉自在に設けられており、このシャッタ３９によって、蒸発源３８ａ，３８ｂにおいて前記蛍光体の表面に付着した目的物以外の物質が蒸着の初期段階で蒸発し、支持体３４に付着するのを防ぐことができるようになっている。
【０１０１】
上記製造装置３１を用いた本発明のシンチレータパネルの製造方法についてさらに説明する。
まず、支持体ホルダ３５に支持体３４を取付ける。また、真空容器３２の底面付近において、支持体３４に垂直な中心線を中心とした円の円周上に蒸発源３８ａ，３８ｂを配置する。次に、るつぼやボート等に、2つ以上の蛍光体母体化合物（ＣｓＩ：賦活剤なし）と、賦活剤（ＴｌＩ）を充填し、蒸発源にセットする。
【０１０２】
充填した蛍光体母材および賦活剤の中の不純物を蒸着前に除去するため、予備加熱を行ってもよい。予備加熱は使用する材料の融点以下であることが望ましい。例えばＣｓＩの場合、予備加熱温度は５０〜５５０℃が好ましく、１００〜５００℃がより好ましい。ＴｌＩの場合、５０〜５００℃が好ましく、１００〜５００℃がより好ましい。
【０１０３】
蒸着装置内を一旦排気し、Ａｒガスを導入して真空度を調整した後、基板を回転させる。基板回転は装置の大きさにもよるが２〜１５回転/分が好ましく、４〜１０回転/分がより好ましい。次いで、蛍光体母体化合物（ＣｓＩ：賦活剤なし）のるつぼを加熱して蛍光体を蒸着し、下地層（第１の蛍光体層）を形成する。この時基板温度は５〜１００℃が好ましく、１５〜５０℃がより好ましい。下地層の厚さは、結晶径や蛍光体層の厚さにもよるが、０．１〜５０μｍであることが好ましい。次に基板の加熱を開始し、基板温度を１５０〜２５０℃に加熱し、残りの蛍光体母体化合物（ＣｓＩ：賦活剤なし）と賦活剤（ＴｌＩ）のるつぼの蒸発を開始する。この時、蛍光体母体化合物は、生産性を考慮して、下地層よりも早い蒸着速度で蒸発をすることが好ましい。下地層や蛍光体層の厚さにもよるが、下地層蒸着時よりも５〜１００倍の速度で蒸着することが好ましく、１０〜５０倍で蒸着することがより好ましい。賦活剤の蒸発方法は、賦活剤単体を蒸発させてもよいが、ＣｓＩとＴｌＩを混合した蒸発源を作成し、ＣｓＩは蒸発せずＴｌＩのみが蒸発する温度（例えば５００℃）に加熱して蒸発させてもよい。
【０１０４】
蒸着時に加熱を行っていた支持体は、高温のため、取り出すために冷却を行う必要がある。蛍光体層を８０℃まで冷却する工程での平均冷却速度を０．５℃〜１０℃／分の範囲内とすることで、基板にダメージなく冷却することができる。例えば支持体に厚さ５０μｍ以上５００μｍ以下の高分子フィルム等の比較的薄い基板を用いた場合に特に有効である。この冷却工程は、真空度１×１０-5Ｐａ〜０．１Ｐａの雰囲気下で行われることが特に好ましい。また、冷却工程時に、蒸着装置の真空容器内にＡｒやＨｅ等不活性ガスを導入する手段を講じてもよい。なお、ここでいう平均冷却速度とは、冷却開始（蒸着終了時）から８０℃まで冷却する間の時間と温度を連続的に測定し、この間の１分間あたりの冷却速度を求めたものである。
【０１０５】
蒸着終了後、前記蛍光体層を加熱処理しても良い。また、蒸着法においては必要に応じてＯ2、Ｈ2などのガスを導入して蒸着する反応性蒸着を行っても良い。
本発明では、蛍光体層が形成された支持体は、支持体、密着層、蛍光体層が同一の寸法を有することが好ましい。このため、シンチレータパネルの製造において、蛍光体層が形成された支持体は、製品サイズよりも大きい支持体に製品サイズよりも大きい蛍光体層を形成した後、支持体と共に製品サイズに断裁されることが好ましい。蛍光体層を形成した支持体から、複数枚の蛍光体層付支持体ごとに切り出すことで、生産性の向上を図ることができる。
上記複数枚の蛍光体層付支持体の断裁方法としては、例えば、打ち抜き刃、押し切りカッター、カッターナイフ、ハサミ、レーザ光等を用いた方法が挙げられる。
【０１０６】
ＦＯＰとの接着
シンチレータ層とＦＯＰとを積層するため、たとえば、起伏吸収層を介して積層する。起伏吸収層としてはホットメルト樹脂からなるシートを、蛍光体層とＦＯＰとの間に挟み、加圧状態で加熱することにより蛍光体層表面の微小な起伏を吸収しつつ固着させることが可能である。
【０１０７】
起伏吸収層として使用するホットメルト樹脂シートは、ホットメルト樹脂シートの両面に剥離可能な保護層が配置された構造を有し、保護層を剥離した後、加熱工程を経ることで接着対象物への固着を実現するものである。
かかる蛍光体層とＦＯＰの積層方法の概略を図３により説明する。
【０１０８】
図３の上段に示すように、蛍光体層とＦＯＰの積層手順は、まずＦＯＰと同形にホットメルト樹脂シートを裁断し、ＦＯＰ側の保護層を剥離の後、ホットメルト樹脂シートの保護層剥離面とＦＯＰとを積層し、大気圧相当の加圧下で６０℃〜８０℃の温度範囲で仮固定（仮貼合）を行い、その後ホットメルト樹脂シートの蛍光体層側の保護層を剥離して、ホットメルト樹脂シートとシンチレータの蛍光体層とを積層し、大気圧相当の加圧下で８０℃〜１００℃の温度範囲で本固定（本貼合）を実施する。
【０１０９】
かかる固定時に仮固定のホットメルト樹脂シートとＦＯＰ、本固定のＦＯＰ・ホットメルト樹脂シートと蛍光体層とをそれぞれ積層した積層体は、袋状の熱圧着可能な熱圧着フィルム袋内に封入して、真空下で、前記袋を熱圧着して積層体を密封したのち、袋より積層体を取り出し、大気圧下の加圧密着状態で所定の温度範囲に加熱されて仮固定・本固定とされる。
【０１１０】
また、図３の下段に示すように、断裁前のシンチレータの蛍光体層に、保護層を剥離したホットメルト樹脂シートを大気圧相当の加圧下で６０℃〜８０℃の温度範囲で仮固定（仮貼合）し、蛍光体/ホットメルト樹脂積層体とする。これを前記した断裁方法でＦＯＰと同サイズの蛍光体/ホットメルト樹脂積層体とした後に、ホットメルト樹脂シートの保護層を剥離し(図示せず)、ＦＯＰ上へ配置・積層し、大気圧相当の加圧下で８０℃〜１００℃の温度範囲で本固定（本貼合）を実施しても良い。この場合も固定時には、上記のように熱圧着フィルム袋が使用される。
【０１１１】
防湿保護層の形成方法
シンチレータ層の上部、側面及びＦＯＰ側面に、防湿保護層を形成する。
防湿保護層の形成方法を図４に示す。
図４（ａ）は、ＣＶＤ法により、防湿保護層が所定の傾斜を持つように形成する方法の概略を示すものである。
ＦＯＰと接着したシンチレータを、ＦＯＰ部のみが埋没するように高さ、かつ、ＦＯＰの周りに所定の空隙を有する凹部を有する治具を用意する。
【０１１２】
この凹部に、上面にシンチレータ層が接着されたＦＯＰを載置し、ＣＶＤ法により防湿保護層を蒸着することにより、シンチレータ層の表面および側面、ＦＯＰ側面の一部に防湿層が形成される。なお、ＣＶＤ法では、空隙内をすべて均一に蒸着するわけでなく、徐々に薄くなるように蒸着される。このためＦＯＰ側面の下端は蒸着されず、所定の傾斜を有する防湿層が形成される。この下端の厚みが前記図１に示されるＴ２に相当する。傾斜移行部は、シンチレータからＦＯＰに移行する側面であり、ＦＯＰの側面の途中で、傾斜が開始してもよい。
【０１１３】
かかる防湿保護層の傾斜は、ＦＯＰ周縁の空隙の幅や深さによって、調整可能である。
防湿層形成後、所定の厚さに研磨等を行い加工してもよい。
本発明の形態では、防湿保護層はＦＯＰとの結着力が高いので、防湿保護層が剥がれることがなく、耐湿性を損ねることがない。
【０１１４】
ＦＯＰの面取りを行う場合、防湿保護層形成後、面取を行ってもよい。
図５は、保護層形成に用いられる、装置の一態様の模式断面図であり、シンチレータ表面にポリパラキシリレンからなる保護層を形成する例である。
【０１１５】
ＣＶＤ蒸着装置４５は、ポリパラキシリレンの原料であるジパラキシリレンを挿入し気化させる気化室５１、気化したジパラキシリレンを加熱昇温してラジカル化する熱分解室５２、ラジカル化された状態のジパラキシリレンをシンチレータ上の蛍光体層１２２に蒸着させる蒸着室５３、防臭、冷却を行う冷却室５４および真空ポンプを有する排気系５５を備えて構成されている。ここで、蒸着室５３は、図５に示すように熱分解室５２においてラジカル化されたポリパラキシリレンを導入する導入口５３ａおよび余分なポリパラキシリレンを排出する排出口５３ｂを有すると共に、ポリパラキシリレンの蒸着を行う試料を支持するターンテーブル（蒸着台）５３ｃを有する。
【０１１６】
まず、蒸着室５３のターンテーブル５３ｃ上にシンチレータパネル４２の蛍光体層１２２を上向きにして設置する。
次に、気化室５１において１７５℃に加熱して気化させ、熱分解室５２において６９０℃に加熱昇温してラジカル化したジパラキシリレンを、導入口５３ａから蒸着室５３に導入して、蛍光体層１２２上に保護層（ポリパラキシリレン）１２３を３μｍの厚さで蒸着する、この場合に、蒸着室５３内は真空度１３Ｐａに維持されている。又、ターンテーブル５３ｃは、４ｒｐｍの速度で回転させている。また、余分なポリパラキシリレンは、排出口５３ｂから排出され、防臭、冷却を行う冷却室５４および真空ポンプを有する排気系５５に導かれる。
【０１１７】
＜用途＞
本発明のシンチレータパネルは、種々の態様のＸ線画像撮影システムに応用することができる。その中でも特に好適な用途として、光検出パネルと組み合わされて放射線検出器として用いることができる。
【０１１８】
〔放射線検出器〕
シンチレータ層を有する上述のシンチレータパネルに、光検出パネルを組み合わせてなる放射線検出器とすることができる。かかる放射線検出器において、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、光検出パネル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。
【０１１９】
本発明で用いられる光検出パネルは、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、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。
【０１２０】
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良い。
【実施例】
【０１２１】
以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。
＜実施例１＞
基材として厚み125μｍポリイミドフィルムを使用し、密着層として蛍光体を形成する面に結晶性ポリエステルであるバイロン樹脂(東洋紡社製)を3μｍとなるようにコートし、バイロン樹脂をエージングした後に断裁して蒸着用の支持体とした。前記支持体に対して真空下でＣｓＩ蛍光体を蒸着した。ＣｓＩの膜厚は３００μｍとした。
【０１２２】
蒸着したシンチレータは、ＦＯＰと同形状に断裁した後、３ｍｍ厚のＦＯＰ上に３０μｍ厚のホットメルトシートおよび前記シンチレータを、以下の２段階の手順で積層した。
まず、熱圧着可能なフィルムシートを製袋したものに、上記ＦＯＰ、ホットメルトシートを積層した積層したもの（積層体A）を封入し、真空下で前記フィルムシートを熱圧着して積層体Aを密封した。密封されたフィルムシートの袋を大気圧に戻した後、積層体Aを取り出し、大気圧による加圧を加えつつ６０℃で１時間加熱することにより、ホットメルトシートが融解してＦＯＰとホットメルトシートを仮固定した。
【０１２３】
続いて、シンチレータの蛍光体面(発光面)をホットメルトシートに対向する向きでＦＯＰ/ホットメルトシート積層体（積層体B）に配置したものを熱圧着可能なフィルムシートを製袋したもの内に封入して、前記と同様の方法で、加圧密着下に、８０℃加熱を１時間行い、ＦＯＰとシンチレータを積層した。
【０１２４】
ＦＯＰ、ホットメルト、シンチレータの積層体(以下シンチレータパネル)を、ＦＯＰのシンチレータ接着面の反対側となる、可視光出射面側が密着するように治具へ装着し、真空下でポリパラキシリレンからなる防湿保護層をＣＶＤで形成した。ポリパラキシリレンからなる防湿保護層の厚さは１０μｍとなるよう、調整した。なお、側面における膜厚も10μｍとなる。ポリパラキシリレンからなる防湿保護層形成後、治具からシンチレータパネルを取り外すことで、ＦＯＰの可視光出射面に防湿保護層が形成されない状態を実現した。
【０１２５】
本実施例では、ポリパラキシリレンからなる防湿保護層形成時に使用される治具の形状を、シンチレータパネルと10〜100μｍの範囲の隙間を有する孔構造とすることで、ＦＯＰ側面における防湿保護層の厚みが下端近傍で薄くなるよう調整した。ポリパラキシリレンからなる防湿保護層の下端はＦＯＰの可視光出射面から０．５ｍｍの位置であった。
【０１２６】
得られたシンチレータパネルでは、シンチレータ側面における前記防湿保護層が覆う距離をＡ、前記ＦＯＰの厚み方向に前記防湿保護層が覆う距離をＢとしたとき、Ａは0.6ｍｍであり、Ｂは3.0ｍｍであった。また、シンチレータ側面に於ける前記防湿保護層の層厚をＴ１、前記ＦＯＰ側面側における前記防湿保護層の出射側端部における層厚をＴ２としたとき、Ｔ１は10μｍであり、Ｔ２は0.5μｍであった。
【０１２７】
このようにしてポリパラキシリレンからなる防湿保護層が形成されたシンチレータパネルを、ＣＭＯＳ素子を有する読み取りセンサー上に配置して鮮鋭性を測定したところ、各空間周波数においてＦＯＰを貼合しない場合のシンチレータに対して鮮鋭性が１１０％へ向上していることが判った。輝度はＦＯＰ貼合無しのシンチレータと比較して７０％となった。また、４０℃７０％ＲＨの環境で耐湿試験を行ったところ、１９６時間後の鮮鋭性は変動しなかった。
なお実施例での評価は以下のようにして行った。
【０１２８】
シンチレータパネルの鮮鋭性の評価方法
管電圧を８０Ｋｖｐに設定したＸ線照射装置を用いて、Ｘ線を、鉛製のＭＴＦチャートを通して上記シンチレータパネルの裏面（シンチレータ層が形成されていない面）から照射し、ＣＭＯＳフラットパネルで検出された画像データをハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の画像データの記録をコンピュータで分析して、当該ハードディスクに記録されたＸ線画像の変調伝達関数ＭＴＦ（空間周波数１サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦ値）を鮮鋭性の指標とした。ＭＴＦはModulation Transfer Functionの略号であり、このとき、ＦＯＰを貼合していない以外は実施例１と同様に作製したシンチレータパネルを搭載した放射線画像検出器を１００とする。
【０１２９】
シンチレータパネルの感度（輝度）の評価方法
シンチレータパネルの感度（輝度）の評価方法は、管電圧を８０Ｋｖｐに設定したＸ線照射装置を用いて、Ｘ線を、放射線画像検出器を具備したＦＰＤの受光面に照射し、得られたＸ線画像データから、該Ｘ線画像全面の平均シグナル値を求めてシンチレータパネルの感度とする。このとき、ＦＯＰを貼合していない以外は実施例１と同様にして作製したシンチレータパネルを搭載した放射線画像検出器の平均シグナル値を１００とする。
【０１３０】
耐湿試験
４０℃７０％ＲＨの環境で耐湿試験を行い、１９６時間後の鮮鋭性を評価する。
【０１３１】
＜実施例２＞
シンチレータの作製の際に、密着層に白色顔料として、酸化チタンを40質量％の量で配合したバイロン樹脂を使用して密着層を形成し、蛍光体層を実施例1と同様の方法で作製したのち、ＦＯＰを、ホットメルトを介して貼合させてシンチレータパネルを作製し、次いで防湿保護膜を形成した。得られたシンチレータパネル実施例１と同様に評価した。その結果、鮮鋭性は実施例１と同様にＦＯＰ貼合無しシンチレータとの比較で３０％低下したが、輝度はＦＯＰ貼合無しシンチレータの１３０％となり高輝度型のシンチレータが得られた。また耐湿試験による、鮮鋭性は変化がなかった。
【０１３２】
＜実施例３＞
シンチレータの作成の際に、密着層に黒色顔料としてカーボンブラック40質量％を配合したバイロン樹脂を使用した密着層を形成し、蛍光体層を実施例１と同様の方法で作製した。
【０１３３】
ＦＯＰへの貼合を実施例１と同様に行い、防湿保護膜を形成してシンチレータパネルを作製した。得られたシンチレータパネルについて、実施例１と同様に光学特性を評価した結果、鮮鋭性はＦＯＰ貼合無しシンチレータとの比較で２０％向上し、輝度はＦＯＰ貼合無しシンチレータとの比較で６０％となったがさらに高鮮鋭型のシンチレータが得られた。また耐湿試験による、鮮鋭性は変化がなかった。
【０１３４】
＜比較例１＞
実施例1と同様の方法でシンチレータとＦＯＰの積層体を作成し、実施例で使用した治具の代わりに、積層体全体を平滑なカーボン板に載せた状態でＣＶＤ装置へ投入し、実施例１と同条件でポリパラキシリレンからなる防湿保護層を形成した。
【０１３５】
ポリパラキシリレンからなる防湿保護層はシンチレータ／ＦＯＰ貼合体とカーボン板とを一体として被覆するため、カーボン板からの分離はカッターを用いてＦＯＰとカーボン板の界面部分を切り離すことで実施した。
【０１３６】
シンチレータ側面のポリパラキシリレンからなる防湿保護層は、ポリイミド支持体の側面からＦＯＰの側面下端に至るまで１０μｍの厚みとなったが、ＦＯＰ下端での防湿保護層厚はカッターによる切断形状が不規則となり、１０〜１５μｍとバラツキが見られた。
【０１３７】
このようなシンチレータは、初期性能は実施例１と同等であったが、耐湿テスト中にＦＯＰ側面のポリパラキシリレンからなる防湿保護層が剥離し、輝度および鮮鋭性が劣化した。
【０１３８】
＜比較例２＞
実施例１と同様の方法でシンチレータとＦＯＰの積層体を作成し、シンチレータの放射線入射面を点で支持するよう、針状の突起が並んだ形状の支持体で保持する形態でＣＶＤによりポリパラキシリレンからなる防湿保護層を形成した。
【０１３９】
このようにして作成したシンチレータはＦＯＰの出射面にも１０μｍの厚さのポリパラキシリレンからなる防湿保護層が形成された。この状態で実施例１と同様の光学特性を検査したところ、輝度、耐湿性は特に変化がなかったものの、鮮鋭性は劣化した。
【符号の説明】
【０１４０】
１０ シンチレータパネル
１１ ファイバオプティクスプレート（ＦＯＰ）
１２ シンチレータ層
１３ 防湿保護層
１４ 支持体
１５ 蛍光体
１６ 密着層
１７ 起伏吸収層
【図１】
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【図２】
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【図３】
0006519195.tif 000004
【図４】
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【図５】
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