(57)【要約】  シンチレータパネル５０に、可視光を透過させる基板１と、基板１の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層２を備える。蛍光体層２は、防湿膜３で覆われている。蛍光体層２は、高タリウム濃度層と、高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である。
2014171343.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可視光を透過させる基板と、
前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層と、
を具備し、
前記蛍光体層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記周期が１５ｎｍ以下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】
真空槽内に可視光を透過させる基板と、ＣｓＩを収納した第一のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、
を具備し、
前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【請求項４】
前記第１のるつぼと前記第２のるつぼは、前記基板の回転軸を挟むように配置されてい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の製造方法。
【請求項５】
可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、
前記光電変換パネルの表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、
を具備し、
前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
真空槽内に可視光を透過させる可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、ＣｓＩを収納した第一のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記光電変換パネルが前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記光電変換パネルを回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記光電変換パネルの表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムのシンチレータ層を形成する工程と、
を具備し、
前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記光電変換パネルへの堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項７】
可視光を透過させる基板と、
前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、
を具備し、
前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とが交互に積層したものである、
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、概して、シンチレータパネルおよびその製造方法並びに放射線検出器およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療用、歯科用もしくは非破壊検査用などのデジタル化した放射線検出器は、入射Ｘ線をシンチレータ層で一旦可視光に変換する方式のものが主流である。シンチレータ層には、いくつかの種類の材料が用いられているが、医療用の平面検出器（以下ＦＰＤ）や、歯科用のＣＭＯＳセンサーを用いた装置や、医療用・動物診断用であるＣＣＤ−ＤＲ装置にはタリウム賦活ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩ／Ｔｌ）が多く使用されている。【０００３】
ＣｓＩ／Ｔｌ蛍光体層は、真空蒸着法で簡便に平面状に成膜できる。しかも、成膜条件を適正に調整することにより、直径５μｍ程度のファイバー結晶（柱状結晶）が並んだ構造に成膜することができる。このようなファイバー構造にすることにより、ＣｓＩ結晶（屈折率＝１．８）と結晶間の隙間（屈折率＝１）との間の屈折率の差により、ある１つのファイバー中で放射線から変換された蛍光は、発光点から面方向にそれほどずれない位置でセンサー面に到達する。その結果、放射線撮像装置として、それほど滲まない撮影像が得られる。つまり、ＣｓＩ／Ｔｌ蛍光体層は、適正な条件で成膜することにより、放射線を可視光に変換するシンチレーション機能と、次のセンサー部まで画像を保持するファイバープレート機能を同時に備えることが可能である。【０００４】
放射線画像のデジタル撮影装置は、一般的に１７インチ（４３０ｍｍ）角サイズのものが多い。また、それより小型のものであっても、昨今のデジタル装置の普及に伴う数量増に対応して、小型のセンサーパネルを真空蒸着装置に多数並べて一度に蛍光体層を成膜する傾向にある。これにより、真空蒸着装置、るつぼとも大型化してきている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１２−９８１１０号公報
【特許文献２】特表２００５−５２７８２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ＣｓＩ／Ｔｌ蛍光体層の蒸着プロセスで特徴的なことの一つに、ＣｓＩとＴｌＩを気相中で混合しながら成膜することがある。ＣｓＩに対してＴｌＩを均一に所望の濃度に混合しないと、適正な感度特性を得られない。ＴｌＩはＣｓＩよりも大幅に蒸気圧が高いので、両材料を単純に１つのるつぼに混合投入して蒸着しても適正な濃度分布が得られない。【０００７】
たとえば、真空蒸着装置に基板とＣｓＩるつぼとを対向させる形で配置し、基板を回転させながら、所望の膜厚を得るのに必要な量のＣｓＩと、少量のＴｌＩを投入したＣｓＩるつぼの温度を７００℃に加温して蒸着させると、蒸着の初期、つまり、基板付近にＴｌＩが集中してしまい、蒸着の末期にはＴｌＩが殆ど無くなった状態となってしまう。この場合、基板から遠い、すなわち蒸着表面側の部分は、Ｘ線を照射しても殆ど発光せず、シンチレータパネルとしての感度特性は低下する。そこで、蛍光体層中のＴｌＩ濃度を均一化することが重要である。【０００８】
また、ＣｓＩ／Ｔｌ蛍光体層に適正なシンチレーション機能を持たせるための重要な用件として、感度ゴースト特性がある。感度ゴーストとは、一旦シンチレータにＸ線を照射すると、照射した部分にのみ何時までも残光が残る現象である。一旦被写体を通ったＸ線をシンチレータに照射させ、さらに、比較的短い間隔（例えば５分）で再度Ｘ線画像を撮影すると前回照射した時の残像画像が、今回の画像と重なってしまい、診断を妨害することになる。【０００９】
そこで、実施形態は、放射線を可視光に変換するシンチレータパネルの感度ゴーストを低減することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上述の目的を達成するため、実施形態によるシンチレータパネルは、可視光を透過させる基板と、前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層と、を具備し、前記蛍光体層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、ことを特徴とする。【００１１】
また、実施形態によるシンチレータパネルの製造方法は、真空槽内に可視光を透過させる基板と、ＣｓＩを収納した第一のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、を具備し、前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする。【００１２】
また、実施形態による放射線検出器は、可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、前記光電変換パネルの表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、を具備し、前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、ことを特徴とする。【００１３】
また、実施形態による放射線検出器の製造方法は、真空槽内に可視光を透過させる可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、ＣｓＩを収納した第一のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記光電変換パネルが前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、前記光電変換パネルを回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記光電変換パネルの表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムのシンチレータ層を形成する工程と、を具備し、前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記光電変換パネルへの堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする。【００１４】
また、実施形態によるシンチレータパネルは、可視光を透過させる基板と、前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、を具備し、前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とが交互に積層したものである、ことを特徴とする。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】一実施形態によるシンチレータパネルの断面図である。
【図２】一実施形態による蛍光体層の一部拡大断面図である。
【図３】一実施形態による蛍光体層中のタリウム濃度のグラフである。
【図４】一実施形態による放射線検出器の断面図である。
【図５】一実施形態による放射線検出装置の模式的斜視図である。
【図６】一実施形態による蛍光体層形成装置の模式的側面図である。
【図７】一実施形態による蛍光体層形成途中のＣｓＩ結晶の一つのファイバー構造を模式的に拡大した断面図である。
【図８】一実施形態による放射線検出器の感度ゴーストの試験結果である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、一実施形態によるシンチレータパネルおよび放射線検出器を、図面を参照して説明する。なお、同一または類似の構成には同一の符号を付し、重複する説明は省略する。
【００１７】
図１は、一実施形態によるシンチレータパネルの断面図である。
【００１８】
シンチレータパネル５０は、基板１と蛍光体層２と防湿膜３とを有している。基板１は、たとえば炭素繊維を主材料とする平板である。蛍光体層２は、基板１の一方の表面に形成されたタリウム賦活ヨウ化セシウム（Ｔｌ賦活ＣｓＩ）の層である。防湿膜３は、蛍光体層２の表面に形成された、たとえばポリパラキシリレンの蒸着重合膜である。
【００１９】
図２は、一実施形態による蛍光体層の一部拡大断面図である。図３は、一実施形態による蛍光体層中のタリウム濃度のグラフである。このグラフにおいて、横軸は高タリウム濃度層６１と低タリウム濃度層６２との積層方向位置、すなわち、基板１からの距離である。
【００２０】
蛍光体層２は、基板１から離れるにしたがって、タリウム濃度が周期的に連続的に増加・低減を繰り返している。その結果、Ｔｌ濃度の所定の値をしきい値として、そのしきい値よりもＴｌ濃度が高い領域を高タリウム濃度層６１、Ｔｌ濃度がしきい値以下の領域を低タリウム濃度層６２とすると、蛍光体層２中には高タリウム濃度層６１および低タリウム濃度層６２が基板１の法線方向に向かって繰り返し積層している。  
なお、図１に示すように、高タリウム濃度層６１の積層方向位置、または低タリウム濃度層６２の積層方向位置は、蛍光体層２の平面方向の領域（例えば、図１における左右方向の領域）によって異なるものとなっている。  
後述する図６に示すように、ＣｓＩ蒸気を発生させる第１のるつぼ１２と、ＴｌＩ蒸気を発生させる第２のるつぼ１３は、基板１１に対向するようにそれぞれ配置されている。  
そのため、蛍光体層２が形成される際に、第２のるつぼ１３に近い領域において高タリウム濃度層６１が形成され、隣接する第１のるつぼ１２に近い領域において低タリウム濃度層６２が形成される。  
そして、基板１１の回転に伴い、高タリウム濃度層６１が形成される領域、および低タリウム濃度層６２が形成される領域が移動する。  
そのため、第２のるつぼ１３に近い領域において低タリウム濃度層６２の上に高タリウム濃度層６１が形成され、隣接する第１のるつぼ１２に近い領域において高タリウム濃度層６１の上に低タリウム濃度層６２が形成される。  
その結果、高タリウム濃度層６１の積層方向位置、または低タリウム濃度層６２の積層方向位置は、蛍光体層２の平面方向の領域によって異なるものとなる。
【００２１】
図４は、一実施形態による放射線検出器の断面図である。図５は、一実施形態による放射線検出装置の模式的斜視図である。
【００２２】
放射線検出器５１は、放射線像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサーであり、たとえば一般医療用途などに用いられる。放射線検出装置５２は、この放射線検出器５１と、支持板３１と、回路基板３０と、フレキシブル基板３２とを有している。放射線検出器５１は、光電変換パネル２１と蛍光体層２と反射膜８と防湿キャップ４とを有している。なお、図５において反射膜８および防湿キャップ４の図示は省略している。
【００２３】
放射線検出器５１は、入射したＸ線を検出して蛍光に変換し、その蛍光を電気信号に変換する。放射線検出装置５２は、放射線検出器５１を駆動し、放射線検出器５１から出力された電気信号を画像情報として出力する。放射線検出装置５２が出力した画像情報は、外部のディスプレイなどに表示される。
【００２４】
光電変換パネル２１は、ガラス基板２２を有している。ガラス基板２２の表面には、複数の微細な画素２０が正方格子状に配列されている。それぞれの画素２０は、薄膜トランジスタ７２と光電変換素子２３とを有している。光電変換素子２３は、たとえばフォトダイオードであり、可視光を電荷に変換する。各光電変換素子２３には、生成した電荷を蓄積するキャパシタが設けられている。
【００２５】
また、ガラス基板２２の表面には、画素２０が配列された正方格子の行と同数の行選択線７８が各画素２０の間を延びている。さらに、ガラス基板２２の表面には、画素２０が配列された正方格子の列の数と同数の信号線７９が各画素２０の間を延びている。蛍光体層２は、光電変換パネル２１の画素２０が配列された有効画素領域の表面に形成されている。光電変換パネル２１の表面には、絶縁性の保護膜８０が形成されている。なお、図４において、薄膜トランジスタ７２、行選択線７８および信号線７９などの図示は省略している。
【００２６】
薄膜トランジスタ７２は、行選択線から与えられる行選択信号によって、蓄積した電荷を信号線に電気信号として流すスイッチング素子として機能する。本実施形態では、光電変換素子を有するセンサーとしてＴＦＴとフォトダイオードをガラス基板上に形成したものとしたが、ＣＭＯＳやＣＣＤであってもよい。
【００２７】
蛍光体層２は、光電変換パネル２１の表面に設けられ、Ｘ線が入射すると可視光領域の蛍光を発生する。発生した蛍光は、光電変換パネル２１の表面に到達する。
【００２８】
光電変換パネル２１は、蛍光体層２で発生した蛍光を受光して電気信号を発生する。その結果、入射したＸ線によって蛍光体層２で発生した可視光像は、電気信号で表現された画像情報に変換される。
【００２９】
放射線検出器５１は、蛍光体層２が形成された面の反対側の面と支持板３１とが接触するように、支持板３１に支持されている。回路基板３０は、支持板３１の放射線検出器５１に対して反対側に配置されている。放射線検出器５１と回路基板３０との間は、フレキシブル基板３２で電気的に接続されている。
【００３０】
蛍光体層２は、図１および図２に示したものと同様の、光電変換パネル２１の一方の表面に形成されたタリウム賦活ヨウ化セシウム（Ｔｌ賦活ＣｓＩ）の層である。反射膜８は、酸化チタン（ＴｉＯ２）の粒子を分散した樹脂ペーストからなり、蛍光体層２の光電変換パネル２１に対して反対側に設けられている。反射膜８は、蛍光体層２で発生した蛍光を、光電変換パネル２１側に反射する。防湿キャップ４は、アルミニウム（Ａｌ）薄板で鍔付のハット状に形成されている。防湿キャップ４は、蛍光体層２および反射膜８を被覆し、鍔部が光電変換パネル２１に接着している。
【００３１】
図６は、本実施形態による蛍光体層形成装置の模式的側面図である。
【００３２】
この蛍光体層形成装置は、真空槽１４と第１のるつぼ１２と第２のるつぼ１３とシャッター１５と回転機構９１とを有している。第１のるつぼ１２と第２のるつぼ１３と回転機構９１とは、真空槽１４の内部に配置される。
【００３３】
回転機構９１には、基板１１が固定される。ここで基板１１とは、シンチレータパネル５０の基板１（図１参照）あるいは放射線検出器５１の光電変換パネル２１（図２参照）のことである。回転機構９１は、基板１１の中心付近の表面の法線を軸９２として基板１１を回転させる。
【００３４】
第１のるつぼ１２には、ＣｓＩをたとえば１１０００ｇ収納する。第２のるつぼ１３にはＴｌＩをたとえば５０ｇ収納する。第１のるつぼ１２および第２のるつぼ１３は、基板１１に対向するように配置される。第１のるつぼ１２および第２のるつぼ１３と基板１１との間にはシャッター１５が配置される。
【００３５】
まず、図示しないポンプで真空槽１４の内部のガスを排気し、圧力を５×１０−４Ｐａまで到達させる。この状態で、第１のるつぼ１２、第２のるつぼ１３および基板１１をそれぞれ図示しない加熱手段で予備加熱して、それぞれの温度を７００℃、４００℃および１５０℃に到達させる。
【００３６】
次に、基板１１を回転させながら、各部の温度がそれぞれ所望の温度に到達し、第１のるつぼ１２中のＣｓＩおよび第２のるつぼ１３中のＴｌＩが安定して蒸発する状態となったらシャッター１５を除去する。これによりＣｓＩ蒸気とＴｌＩ蒸気が気相中で混合された状態で基板１１に到達する。基板１１の表面では、ＣｓＩ蒸気の方が多いのでＣｓＩ結晶が形成され、一部Ｃｓイオンが配置されるサイトにＴｌが配置され、結果として、ＣｓＩ母結晶を崩さない形でＴｌが添加される。その後、反射膜、防湿膜塗布工程などを経て、必要な回路・筐体を組み立ててシンチレータパネルあるいは放射線検出器が完成する。
【００３７】
このように、ＣｓＩとＴｌＩのるつぼを別に準備して、それぞれ別々の温度、たとえば、ＣｓＩを７００℃、ＴｌＩを４００℃に加温して所望の混合比を得て、同時に蒸着させることにより、ＣｓＩ、ＴｌＩともに成膜レートが巨視的には一定となる。その結果、蛍光体層の積層方向の巨視的なＴｌＩ濃度は一定となり、良好な感度特性が得られる。
【００３８】
しかし、基板１１上に添加されるＴｌの濃度は、微視的には、基板１１の回転に応じて周期的に増減する。基板１１上に添加されるＴｌの濃度が基板１１の回転に応じて周期的に増減する理由は以下の２つである。
【００３９】
一つ目は、ＣｓＩが収納された第１のるつぼ１２およびＴｌＩが収納された第２のるつぼ１３と基板１１との距離に起因するものである。図６における基板１１上の回転軸９２よりも左側の第１のるつぼ１２の上方の領域Ａでは、相対的にＣｓＩが収納された第１のるつぼ１２が近く、ＴｌＩが収納された第２のるつぼ１３が遠い。結果としてＴｌＩ濃度は低くなる。それに対して、図６における回転軸９２よりも右側の第２のるつぼ１３の上方の領域Ｂでは、逆にＴｌＩ濃度は高くなる。基板１１が回転する間に、基板１１上のある部分はこれらの領域Ａと領域Ｂを交互に通過する、すなわち第１のるつぼ１２に近い領域および第２のるつぼ１３に近い領域を交互に通過するので、基板１１の回転周期に対応したＴｌ濃度の濃淡が発生する。
【００４０】
二つ目は、ＣｓＩ結晶先端形状と、ＣｓＩ結晶表面とＣｓＩ、ＴｌＩるつぼとの角度的な相違に起因するものである。ＣｓＩ結晶は、気相でファイバー構造の集合体を形成する。
【００４１】
図７は、本実施形態による蛍光体層形成途中のＣｓＩ結晶の一つのファイバー構造を模式的に拡大した断面図である。
【００４２】
ＣｓＩ結晶９５は気相でファイバー構造の集合体を形成させる時、先端部が尖った形状になる。ＣｓＩが収納された第１のるつぼ１２の方を向いている部分９６とＴｌＩが収納された第２のるつぼ１３を向いている部分９７とが存在し、それぞれＴｌ濃度が低い、高い部分となる。その結果、基板１１の回転周期に対応したＴｌ濃度の濃淡が発生する。
【００４３】
上述の２つの理由いずれの場合でも、ＣｓＩ蛍光体層の成膜レートをＴ［ｎｍ／分］、回転速度をＲ［ｒｐｍ］とした時に、この濃淡の周期はＴ／Ｒ［ｎｍ］となる。つまり、蛍光体層２中の積層方向でのＴｌ濃度の変動周期は、基板１１の回転速度に反比例する。
【００４４】
図８は、本実施形態による放射線検出器の感度ゴーストの試験結果である。この試験は、ＣｓＩ蛍光体層の成膜レートの回転速度に対する比、すなわちＴ／Ｒの値を変化させた放射線検出器の感度ゴーストの測定結果である。
【００４５】
感度ゴーストは、放射線検出器とＸ線発生器の間にＸ線を遮蔽する物体を設置した状態で大線量（２４００ｍＡｓ）のＸ線を照射し、その５分後に、物体を取り除いた状態で通常の撮影条件（１６ｍＡｓ）でホワイト画像を撮影し、撮影前照射履歴が無い部分の信号量に対する、大線量照射履歴のある部分の信号量の増分として評価した。すなわち、感度ゴーストをＧＳ（％）、撮影前照射履歴が無い部分の信号量すなわち非照射部分の感度をＳ０、大線量照射履歴のある部分の信号量すなわち大線量照射部分感度をＳ１としたとき、
ＧＳ（％）＝(（Ｓ１−Ｓ０）／Ｓ０)×１００
である。
【００４６】
ＣｓＩ／Ｔｌの蛍光現象は、ＣｓＩ結晶に吸収されたＸ線が、高速電子に変換されたのちに自身は減速しながら結晶中の価電子帯の電子を順次励起し、励起された電子が、結晶中に散在するＴｌイオンからなる発光中心と通ることにより速やかに発光することによって生じる。Ｔｌイオンが近くに無い場合、励起エネルギーは蛍光体層に残存して、なかなか発光としてエネルギーを放出しない。そして、次のフレームでＸ線を吸収し新たに発生した高速電子に刺激を受けて、ゴーストとして発光する。
【００４７】
図８に示すように、基板回転速度を６ｒｐｍ、成膜レートを１μｍ／分、Ｔ／Ｒ≒１７０μｍ、ＴｌＩ濃度の積層方向平均値を０．５％とした場合、十分な感度は得られたが、感度ゴースト（ＧＳ）は２．３〜２．８％であった。この程度の感度ゴーストが生じると、大線量照射後の普通線量画像に前回照射の画像のゴーストが被ってしまい、画像診断に支障を来たす可能性がある。
【００４８】
これに対して、回転速度を３０ｒｐｍ（このときＴ／Ｒ≒３５μｍ）とした場合、感度ゴーストは０．９〜２．２％と改善が見られた。また、成膜レートを０．１４μｍ／分、基板回転速度を１２ｒｐｍ（このときＴ／Ｒ≒１２μｍ）とした場合、感度ゴーストは０％となった。
【００４９】
このように、蛍光体層２の成膜レートの回転速度に対する比、すなわちＴ／Ｒの値を小さくすることにより、感度ゴーストが低減することが分かった。ＣｓＩとＴｌＩの２つのるつぼを使って蒸着する方式の場合、蛍光体層中のＴｌ濃度が低下する、すなわち欠乏する領域が形成されることは不可避である。しかし、この蛍光体層中Ｔｌが欠乏する領域を狭くすることにより、励起電子がＴｌ発光中心に遭遇する確率が上がるので、感度ゴーストは低減できる。
【００５０】
そこで本実施形態では、図８に示す実験結果より、蛍光体層２の成膜レートの回転速度に対する比（Ｔ／Ｒ）を、感度ゴーストが低減する４０ｎｍ以下としている。つまり、蛍光体層２は、高タリウム濃度層６１と低タリウム濃度層６２とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下となるようにしている。
【００５１】
さらに、蛍光体層２の成膜レートの回転速度に対する比（Ｔ／Ｒ）を１５ｎｍ以下とすることが好ましい。この場合、蛍光体層２におけるタリウムの濃度の積層方向の周期は、４０ｎｍ以下となる。
【００５２】
このように本実施形態によれば、放射線を可視光に変換するシンチレータパネルの感度ゴーストを低減することができる。
【００５３】
本発明の一実施形態を説明したが、この実施形態は、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。この新規な実施形態は、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。この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】
【００５４】
１…基板
２…蛍光体層
３…防湿膜
４…防湿キャップ
８…反射膜
１１…基板
１２…第１のるつぼ
１３…第２のるつぼ
１４…真空槽
１５…シャッター
２０…画素
２１…光電変換パネル
２２…ガラス基板
２３…光電変換素子
３０…回路基板
３１…支持板
３２…フレキシブル基板
５０…シンチレータパネル
５１…放射線検出器
５２…放射線検出装置
６１…高タリウム濃度層
６２…低タリウム濃度層
７２…薄膜トランジスタ
７８…行選択線
７９…信号線
８０…保護膜
９１…回転機構
９２…軸
９５…ＣｓＩ結晶
【図１】
2014171343.tif 000003
【図２】
2014171343.tif 000004
【図３】
2014171343.tif 000005
【図４】
2014171343.tif 000006
【図５】
2014171343.tif 000007
【図６】
2014171343.tif 000008
【図７】
2014171343.tif 000009
【図８】
2014171343.tif 000010
【手続補正書】
【提出日】平成27年10月1日(2015.10.1)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項１】
炭素繊維を含む基板と、
前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層と、
を具備し、
前記蛍光体層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【手続補正２】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項３】
真空槽内に炭素繊維を含む基板と、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、
を具備し、
前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項６】
真空槽内に可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記光電変換パネルが前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記光電変換パネルを回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記光電変換パネルの表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムのシンチレータ層を形成する工程と、
を具備し、
前記光電変換パネルの回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記光電変換パネルへの堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【手続補正４】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項７】
炭素繊維を含む基板と、
前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、
を具備し、
前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とが交互に積層したものである、
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１０】
上述の目的を達成するため、実施形態によるシンチレータパネルは、炭素繊維を含む基板と、前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層と、を具備し、前記蛍光体層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、ことを特徴とする。
【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、実施形態によるシンチレータパネルの製造方法は、真空槽内に炭素繊維を含む基板と、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、を具備し、前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする。
【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
また、実施形態による放射線検出器の製造方法は、真空槽内に可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記光電変換パネルが前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、前記光電変換パネルを回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記光電変換パネルの表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムのシンチレータ層を形成する工程と、を具備し、前記光電変換パネルの回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記光電変換パネルへの堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする。
【手続補正８】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、実施形態によるシンチレータパネルは、炭素繊維を含む基板と、前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、を具備し、前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とが交互に積層したものである、ことを特徴とする。
【手続補正９】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００３３】
回転機構９１には、基板１１が固定される。ここで基板１１とは、シンチレータパネル５０の基板１（図１参照）あるいは放射線検出器５１の光電変換パネル２１（図４参照）のことである。回転機構９１は、基板１１の中心付近の表面の法線を軸９２として基板１１を回転させる。
【手続補正書】
【提出日】平成28年7月5日(2016.7.5)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
炭素繊維を含む基板と、
前記基板の表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成された蛍光体層と、
を具備し、
前記蛍光体層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記周期が１５ｎｍ以下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】
真空槽内に炭素繊維を含む基板と、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、
を具備し、
前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記蛍光体層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
【請求項４】
前記第１のるつぼと前記第２のるつぼは、前記基板の回転軸を挟むように配置されてい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の製造方法。
【請求項５】
可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、
前記光電変換パネルの表面に設けられて入射した放射線を可視光に変換するタリウム賦活ヨウ化セシウムで形成されたシンチレータ層と、
を具備し、
前記シンチレータ層は、高タリウム濃度層と前記高タリウム濃度層よりもタリウムの濃度が低い低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が４０ｎｍ以下である、
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
真空槽内に可視光を電気信号に変換するセンサーが配置された光電変換パネルと、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記光電変換パネルが前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、
前記光電変換パネルを回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記光電変換パネルの表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムのシンチレータ層を形成する工程と、
を具備し、
前記光電変換パネルの回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記シンチレータ層の前記光電変換パネルへの堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１１】
また、実施形態によるシンチレータパネルの製造方法は、真空槽内に炭素繊維を含む基板と、ＣｓＩを収納した第１のるつぼと、ＴｌＩを収納した第２のるつぼと、前記基板が前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼに対向するように配置する工程と、前記基板を回転させながら前記第１のるつぼおよび前記第２のるつぼを加熱して前記基板の表面にタリウム賦活ヨウ化セシウムの蛍光体層を形成する工程と、を具備し、前記基板の回転速度をＲ（ｒｐｍ）とし、前記蛍光体層の前記基板への堆積レートをＴ（ｎｍ／分）としたときに、Ｔ／Ｒ＜４０ｎｍであることを特徴とする。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】削除
【補正の内容】
【国際調査報告】
2014171343.tif 000011
2014171343.tif 000012
2014171343.tif 000013