(57)【要約】低コストでより簡便な製造が可能であり、さらには高輝度かつ高鮮鋭度のシンチレータパネルを提供することを目的とする。本発明は、基板、該基板上に載置された隔壁、及び、該隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなり、上記蛍光体の空隙率が２０％以下であり、かつ、上記蛍光体が粒界を有する、シンチレータパネルを提供する。
2016021540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板、該基板上に載置された隔壁、及び、該隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなり、前記蛍光体が、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる化合物であり、前記蛍光体の空隙率が２０％以下であり、かつ、前記蛍光体が粒界を有する、シンチレータパネル。
【請求項２】
前記蛍光体の空隙率が０．１％以上である、請求項１記載のシンチレータパネル。
【請求項３】
前記蛍光体の平均粒子径が、１〜２００μｍである、請求項１又は２記載のシンチレータパネル。
【請求項４】
前記隔壁が、無機物からなり、かつ、前記隔壁の空隙率が、２５％以下である、請求項１〜３のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項５】
前記隔壁のヤング率が、１０ＧＰａ以上である、請求項１〜４のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記隔壁が、ガラスを主成分とする、請求項１〜５のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記シンチレータパネルが、前記隔壁と前記蛍光体との間に、反射層を有し、該反射層は、金属酸化物を主成分として含有する、請求項１〜６のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記シンチレータパネルが、前記隔壁と前記蛍光体との間に、遮光層を有し、該遮光層は、金属を主成分として含有する、請求項１〜７のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
前記シンチレータパネルが、前記反射層と前記蛍光体との間、または前記遮光層と前記蛍光体との間に、保護層を有する、請求項７または８のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項１０】
隔壁により区画されたセル内に、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる蛍光体をプレス充填する工程を備える方法により製造された、請求項１〜９のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項１１】
前記プレス充填における圧力が、１０〜１０００ＭＰａである、請求項１０記載のシンチレータパネル。
【請求項１２】
前記プレス充填における温度が、０〜６３０℃である、請求項１０または１１記載のシンチレータパネル。
【請求項１３】
前記プレス充填が、真空下で行われる、請求項１０〜１２のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項１４】
前記プレス充填する工程に供される、前記蛍光体の形状が薄膜状である、請求項１０〜１３のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
【請求項１５】
前記薄膜状の蛍光体が、蛍光体粉末をプレス成型することによって得られる、請求項１４記載のシンチレータパネル。
【請求項１６】
請求項１〜１５のいずれか一項記載のシンチレータパネルを具備する、放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、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】
従来、医療現場において、フィルムを用いた放射線画像が広く用いられてきた。しかし、フィルムを用いた放射線画像はアナログ画像情報であるため、近年、コンピューテッドラジオグラフィ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ  ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）や平板放射線検出器（ｆｌａｔ  ｐａｎｅｌ  ｄｅｔｅｃｔｏｒ：以下、「ＦＰＤ」）等のデジタル方式の放射線検出器が開発されている。【０００３】
ＦＰＤにおいては、放射線を可視光に変換するために、シンチレータパネルが使用される。シンチレータパネルは、放射線蛍光体を含み、照射された放射線に応じて、該放射線蛍光体が可視光を発光して、その発光光をＴＦＴ（ｔｈｉｎ  ｆｉｌｍ  ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）やＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ）で電気信号に変換することにより、放射線の情報をデジタル画像情報に変換する。しかしＦＰＤには、放射線蛍光体が発光する際に、放射線蛍光体自体によって可視光が散乱し、Ｓ／Ｎ比が低下するという問題が存在する。【０００４】
この発光光の散乱の影響を小さくするために、隔壁によって蛍光体を区画する方法が提案されており、より具体的には、予め形成した隔壁により区画された空間内、すなわちセル内に、蛍光体を充填する方法が提案されている。隔壁を予め形成しておくための方法としては、シリコンウェハのエッチング加工や、ガラス粉末含有ペーストを用いたスクリーン印刷法又は感光性ペースト法が知られている（特許文献１〜４）。一方で、蛍光体の単結晶を機械的に加工して溝を形成し、この溝に隔壁を埋め込む方法も知られている（特許文献５）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平５−６０８７１号公報
【特許文献２】特開平５−１８８１４８号公報
【特許文献３】特開２０１１−００７５５２号公報
【特許文献４】国際公開第２０１２／１６１３０４号
【特許文献５】特開２００４−３１７３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、予め形成した隔壁により区画されたセル内に蛍光体を充填する方法では、発光光の散乱を十分に低減することができず、隔壁に吸収される発光光が増加して、シンチレータパネルの輝度が低下することが問題視されていた。一方で、発光光の散乱を抑制するためには、単結晶の蛍光体がより理想的ではあるが、蛍光体の単結晶に溝を形成する作業は精緻なものであって、極めて長時間を要するばかりでなく、加工に伴って蛍光体の単結晶のロスが生じるため、非常に高コストであるにも関わらず、そのシンチレータパネルの輝度は十分なものではなかった。【０００７】
そこで本発明は、低コストでより簡便な製造が可能であり、さらには高輝度かつ高鮮鋭度のシンチレータパネル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】
【０００８】
この課題は次の技術手段の何れかによって達成される。
（１）  基板、該基板上に載置された隔壁、及び、該隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなり、  前記蛍光体が、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる化合物であり、  前記蛍光体の空隙率が２０％以下であり、かつ、前記蛍光体が粒界を有する、シンチレータパネル。
（２）  前記蛍光体の空隙率が０．１％以上である、（１）記載のシンチレータパネル。
（３）  前記蛍光体の平均粒子径が、１〜２００μｍである、（１）又は（２）記載のシンチレータパネル。
（４）  前記隔壁が、無機物からなり、かつ、前記隔壁の空隙率が、２５％以下である、（１）〜（３）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（５）  前記隔壁のヤング率が、１０ＧＰａ以上である、（１）〜（４）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（６）  前記隔壁が、ガラスを主成分とする、（１）〜（５）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（７）  前記シンチレータパネルが、前記隔壁と前記蛍光体との間に、反射層を有し、該反射層は、金属酸化物を主成分として含有する、（１）〜（６）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（８）  前記シンチレータパネルが、前記隔壁と前記蛍光体との間に、遮光層を有し、該遮光層は、金属を主成分として含有する、（１）〜（７）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（９）  前記シンチレータパネルが、前記反射層と前記蛍光体との間、または前記遮光層と前記蛍光体との間に、保護層を有する、（７）または（８）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（１０）  隔壁により区画されたセル内に、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる蛍光体をプレス充填する工程を備える方法により製造された、（１）〜（９）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（１１）  前記プレス充填における圧力が、１０〜１０００ＭＰａである、（１０）記載のシンチレータパネル。
（１２）  前記プレス充填における温度が、０〜６３０℃である、（１０）または（１１）記載のシンチレータパネル。
（１３）  前記プレス充填が、真空下で行われる、（１０）〜（１２）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（１４）  前記プレス充填する工程に供される、前記蛍光体の形状が薄膜状である、（１０）〜（１３）のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
（１５）  前記薄膜状の蛍光体が、蛍光体粉末をプレス成型することによって得られる、（１４）記載のシンチレータパネル。
（１６）  （１）〜（１５）のいずれか一項記載のシンチレータパネルを具備する、放射線検出器。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、高輝度かつ高鮮鋭度なシンチレータパネルを、より簡便にかつ低コストで提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明のシンチレータパネルを具備する放射線検出器の構成を、模式的に表した断面図である。
【図２】本発明のシンチレータパネルの構成を、模式的に表した斜視図である。
【図３】本発明のシンチレータパネルの構成を、模式的に表した断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図を用いて本発明のシンチレータパネルの具体的な構成について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
【００１２】
図１は、本発明のシンチレータパネルを具備する放射線検出器の構成を、模式的に表した断面図である。図２は、本発明のシンチレータパネルの構成を、模式的に表した斜視図である。放射線検出器１は、シンチレータパネル２、出力基板３及び電源部１１からなる。シンチレータパネル２は、蛍光体層６すなわち蛍光体を有し、蛍光体は入射した放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００〜８００ｎｍの範囲の電磁波、すなわち、可視光線を中心に、紫外光から赤外光にわたる範囲の電磁波（光）を放射する。
【００１３】
シンチレータパネル２は、基板４と、その上に区画された空間すなわちセルを形成するための隔壁５と、隔壁５の表面及び基板４上の隔壁の形成されていない部分に形成された遮光層１２、反射層１３、保護層１４と、隔壁５で区画された空間内に充填された蛍光体からなる蛍光体層６と、から構成される。
【００１４】
出力基板３は、基板１０上に、光電変換素子とＴＦＴとからなる画素が２次元状に形成された、光電変換層８及び出力層９を有する。シンチレータパネル２の出光面と、出力基板３の光電変換層８とを、ポリイミド樹脂等からなる隔膜層７を介して、接着又は密着させることで、放射線検出器１が得られる。蛍光体層６で発光した光が光電変換層８に到達すると、光電変換層８で光電変換が行われ、出力層９を通じて電気信号が出力される。本発明のシンチレータパネルは各セルを隔壁が区画しているので、格子状に配置された光電変換素子の画素の大きさ及びピッチと、シンチレータパネルのセルの大きさ及びピッチとを一致させることにより、光電変換素子の各画素と、シンチレータパネルの各セルとを対応づけることができる。
【００１５】
本発明のシンチレータパネルは、基板、及び、該基板上に載置された隔壁、及び、該隔壁により区画されたセル内に充填された蛍光体からなり、上記蛍光体の空隙率が２０％以下であり、かつ、上記蛍光体が粒界を有することを特徴とする。
【００１６】
基板とは、隔壁を載置する対象となる、平板状の支持体をいう。基板の材質としては、例えば、放射線の透過性を有する、高分子、セラミックス、半導体、金属又はガラスが挙げられる。高分子化合物としては、例えば、ポリエステル、セルロースアセテート、ポリアミド、ポリイミド、ポリカーボネート若しくは炭素繊維強化樹脂が挙げられる。セラミックスとしては、例えば、アルミナ、窒化アルミ、ムライト、ステアタイト、チッ化珪素又は炭化珪素が挙げられる。半導体としては、例えば、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐又はガリウム窒素が挙げられる。金属としては、例えば、アルミニウム、鉄、銅又は金属酸化物が挙げられる。ガラスとしては、例えば、石英、ホウ珪酸ガラス又は化学的強化ガラスが挙げられる。
【００１７】
基板の厚さは、基板による放射線吸収を抑制するため、１ｍｍ以下であることが好ましい。
【００１８】
基板の反射率は、９０％以上であることが好ましい。反射率が９０％以上であると、シンチレータパネルの輝度が向上する。反射率が９０％以上である基板としては、例えば、液晶ディスプレイにおいて反射板として用いられている白色ＰＥＴフィルムが挙げられる。ここで反射率とは、分光測色計（例えば、ＣＭ−２６００ｄ；コニカミノルタ社製）を用いて測定された波長５３０ｎｍのＳＣＩ反射率をいう。
【００１９】
図３は、本発明のシンチレータパネルの構成を、模式的に表した断面図である。
【００２０】
隔壁５の高さＬ１は、１００〜３０００μｍが好ましく、１６０〜１０００μｍがより好ましい。Ｌ１が３０００μｍを超えると、蛍光体自体の発光光の吸収が顕著になり、輝度が低下する場合がある。一方で、Ｌ１が１００μｍ未満であると、充填可能な蛍光体の量が少なくなるため、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。
【００２１】
隣接する隔壁の間隔Ｌ２は、３０〜１０００μｍが好ましい。Ｌ２が３０μｍ未満であると、セル内への蛍光体の充填が困難になり易い。一方で、Ｌ２が１０００μｍを超えると、シンチレータパネルの鮮鋭度が低くなる場合がある。
【００２２】
隔壁の底部幅Ｌ３は、５〜１５０μｍが好ましく、１０〜１００μｍがより好ましい。Ｌ３が５μｍ未満であると、パターンの欠陥が生じ易くなる。一方で、Ｌ３が１５０μｍを超えると、充填可能な蛍光体の量が少なくなるため、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。
【００２３】
隔壁の頂部幅Ｌ４は、５〜８０μｍが好ましい。Ｌ４が５μｍ未満であると、隔壁の強度が低下し、パターンの欠陥が生じ易くなる。一方で、Ｌ４が８０μｍを超えると、蛍光体の発光光を取り出せる領域が狭くなり、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。
【００２４】
隔壁の底部幅Ｌ３に対する隔壁の高さＬ１のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ３）は、１．０〜５０．０であることが好ましい。このアスペクト比（Ｌ１／Ｌ３）が大きい隔壁ほど、隔壁により区画された１画素あたりの空間が広く、より多くの蛍光体を充填することができる。
【００２５】
隔壁の間隔Ｌ２に対する隔壁の高さＬ１のアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）は、０．５〜５．０であることが好ましく、１．０〜５．０であることがより好ましい。このアスペクト比（Ｌ１／Ｌ２）が高い隔壁ほど、高精細に区画された１画素となり、かつ、１画素あたりの空間により多くの蛍光体を充填することができる。
【００２６】
隔壁の高さＬ１及び隣接する隔壁の間隔Ｌ２は、基板に対して垂直な断面をクロスセクションポリッシャー等の研磨装置により露出させ、走査型電子顕微鏡（例えば、Ｓ２４００；日立製作所製）で断面を観察し、測定することができる。ここで、隔壁と基板との接触部における隔壁の幅を、Ｌ３とする。また、隔壁の最頂部の幅を、Ｌ４とする。
【００２７】
隔壁は、その強度や耐熱性を高めるため、無機物からなることが好ましい。ここで無機物とは、単純な一部の炭素化合物（グラファイト若しくはダイヤモンド等炭素の同素体等）及び炭素以外の元素で構成される化合物をいう。なお、「無機物からなり」とは、厳密な意味で無機物以外の成分の存在を排除するものではなく、原料となる無機物自体が含有する不純物や、隔壁の製造の過程において混入する不純物程度の無機物以外の成分の存在は、許容される。
【００２８】
隔壁の空隙率は、２５％以下であることが好ましい。空隙率が２５％を超えると、隔壁の強度が不足し易くなる。隔壁の空隙率は、基板に対して垂直な隔壁の断面の画像を走査型電子顕微鏡で撮影し、隔壁の固体部分と空隙部分とを２値化により区別し、空隙部分の比率を画像解析で求めて測定することができる。
【００２９】
隔壁のヤング率は、１０ＧＰａ以上であることが好ましい。ヤング率が１０ＧＰａ以上であると、隔壁の強度が高まり、蛍光体を充填する際に隔壁が破壊されにくくなる。隔壁のヤング率は、微小領域押し込み法であるナノインデンテーション法により測定することができる。
【００３０】
隔壁は、ガラスを主成分とすることが好ましい。ここでガラスとは、ケイ酸塩を含有する、無機非晶質固体をいう。隔壁の主成分がガラスであると、隔壁の強度や耐熱性が高まり、蛍光体を充填する際に破壊されにくくなる。なお、ガラスを主成分とするとは、隔壁を構成する材料の５０〜１００質量％が、ガラスであることをいう。
【００３１】
本発明のシンチレータパネルにおいては、隔壁により区画されたセル内に、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる蛍光体が充填されている。ここでＣｓＩ：Ｔｌとは、タリウムをドーパントとしてドープした、ヨウ化セシウムをいう。同様に、ＮａＩ：Ｔｌとは、タリウムをドーパントとしてドープした、ヨウ化ナトリウムを、ＳｒＩ２：Ｅｕとは、ユーロピウムをドーパントとしてドープした、ヨウ化ストロンチウムを言う。蛍光体は、バインダー樹脂等の有機物を実質的に含有しないことが好ましい。ここで、有機物を実質的に含有しないとは、隔壁に充填された蛍光体中の有機物の含有量が１重量％以下であることを言う。また、蛍光体はＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる蛍光体のみからなることが好ましいが、他の蛍光体ドーパント又は不純物を含有しても構わない。
【００３２】
セル内に充填された蛍光体の空隙率は２０％以下である必要があるが、１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがさらにより好ましい。また、セル内に充填された蛍光体の空隙率は、０．１％以上であることが好ましい。蛍光体の空隙率が２０％以下であると、蛍光体の充填量が多くなり、また蛍光体内における光散乱が抑制されることから、シンチレータパネルの輝度と鮮鋭度が向上する。一方で、蛍光体の空隙率が０．１％以上である場合、蛍光体が適度な粒界を有する傾向があり、シンチレータパネルの輝度が向上しやすい。充填された蛍光体の空隙率は、隔壁と同様の方法により測定することができる。なお、測定誤差をできるだけ排除するため、走査型電子顕微鏡で撮影した蛍光体の断面の画像の解析範囲には、隔壁及び基板等が含まれないようにし、さらには、無作為に選択した１０セルについてそれぞれ画像解析をして算出した平均値を、蛍光体の空隙率とする。
【００３３】
セル内に充填された蛍光体は、粒界を有する必要がある。ここで粒界とは、複数の蛍光体の結晶同士の間に生じた、不連続な境界面をいう。セル内に充填された蛍光体が粒界を有すると、シンチレータパネルの輝度や鮮鋭度が向上する。この機序は明確ではないが、粒界を有する蛍光体のＸ線発光画像において、粒界部分が特に強く発光している様子が見られることから、粒界が発光光の導波路として機能していると推測される。また、出力基板と対向する蛍光体層の表面に粒界が存在することにより、粒界を介して蛍光体から出力基板側に発光光を効率的に取り出しやすくなると推測される。なお、セル内に充填された蛍光体における粒界の有無は、基板に対して垂直な蛍光体の断面の画像を走査型電子顕微鏡で観察して判別することができる。なお、通常の走査型顕微鏡では粒形状の輪郭が判断しにくい場合があるが、ＥＢＳＤ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｂａｃｋ  Ｓｃａｔｔｅｒ  Ｄｉｆｆｒａｃｔｉｏｎ  Ｐａｔｔｅｒｎｓ）法を用いることで鮮明に確認することができる。
【００３４】
セル内に充填された蛍光体の平均粒子径は、１〜２００μｍであることが好ましい。蛍光体の平均粒子径が１μｍ未満であると、発光光の散乱が過大となり、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。一方で、蛍光体の平均粒子径が２００μｍを超えると、粒界や空隙の分布が不適当となり、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。より好ましい粒子径は１０〜１００μｍであり、さらにより好ましくは２０〜６０μｍである。
【００３５】
セル内に充填された蛍光体の平均粒子径は、基板に対して垂直な、シンチレータパネルの断面における蛍光体の断面の画像を走査型電子顕微鏡で撮影し、無作為に選択した３個のセルについて、粒界で区画された蛍光体の個々の単結晶を１つの粒子として、セル内の全ての粒子を対象に、画像解析ソフトを用いて解析することで求められる。なお、粒界の有無の判定と同様に、ＥＢＳＤ法を用いて画像取得することにより、粒界で区画された領域をより鮮明に観察できる。
【００３６】
本発明において、セル内に充填された蛍光体の形状は粒状であることが好ましい。蛍光体が粒状である、とは、シンチレータパネルの断面における蛍光体の断面の画像を走査型電子顕微鏡で撮影し、粒界で区画された蛍光体の結晶のうち無作為に選択した１０個の結晶について、断面の長径と短径とを測定し、該長径を短径で除した値の平均値が１０以下であることをいう。蛍光体が粒状である場合、柱状結晶などの非粒状の蛍光体の場合に比べて、水分などの不純物が結晶中に浸入しにくくなるため、蛍光体層の劣化が起こりにくくなる傾向がある。
【００３７】
本発明のシンチレータパネルは、隔壁と蛍光体層との間に、金属酸化物を含有する反射層を有することが好ましい。ここで、隔壁と蛍光体層との間に反射層を有するとは、例えば、蛍光体層と接する基板及び隔壁の表面に、反射層が形成されている状態をいう。反射層は、金属酸化物を主成分とすることが好ましい。なお、金属酸化物を主成分とするとは、反射層に占める金属酸化物の割合が、５０体積％以上であることをいう。シンチレータパネルが、隔壁と蛍光体層との間に金属酸化物を含有する反射層を有することにより、基板及び該基板上に載置された隔壁の反射率を好適なものに制御することができる。
【００３８】
反射層の平均厚さは、５〜２０μｍであることが好ましい。ここで反射層の平均厚さとは、基板に対して垂直な、シンチレータパネルの断面において、無作為に選択した１０のセルの反射層の面積を、反射層の形成長さで除した値をいい、反射層の形成長さとは、該１０のセルの断面において反射層とその下層（隔壁又は遮光層等）が接触している部位の長さの総延長をいう。より具体的には、反射層の平均厚さは、基板に対して垂直な、シンチレータパネルの断面を研磨装置により露出させ、走査型電子顕微鏡で断面を観察し、画像処理をして算出することができる。
【００３９】
反射層の平均厚さが５μｍ未満であると、反射率が不十分となる場合がある。一方で、該厚さが２０μｍを超えると、蛍光体層の体積が不十分となるため、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。
【００４０】
反射層が含有する金属酸化物は、より好適な反射率を達成するため、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウムからなる群から選ばれる化合物であることが好ましい。これらの酸化物により構成される反射層は、適切な反射率を有することから好ましい。
【００４１】
本発明の大型構造物の検査装置が具備するシンチレータパネルは、隔壁と蛍光体層との間に、金属を含有する遮光層を有することが好ましい。シンチレータパネルが、隔壁と蛍光体層との間に金属を含有する遮光層を有することにより、隣接するセルへのシンチレーション光の漏れを抑止することができる。遮光層は、金属を主成分とすることが好ましい。なお、金属を主成分とするとは、遮光層に占める金属の割合が、５０体積％以上であることをいう。
【００４２】
遮光層形成法としては、例えば、真空蒸着法、スパッタ法若しくはＣＶＤ法等の真空製膜法、メッキ法、ペースト塗布法又はスプレーによる噴射法が挙げられる。遮光層が含有する金属としては、例えば、アルミニウム、クロム、銀、タングステン、モリブデン又は鉛が挙げられる。遮光層の平均厚さは、２０〜１０００ｎｍが好ましい。遮光層の平均厚さが２０ｎｍ未満であると、シンチレーション光の漏れの抑制効果やＸ線吸収効果が不十分となりやすい。一方で、１０００ｎｍを超えると、蛍光体層の体積が不十分となるため、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。遮光層の平均厚さは、反射層の平均厚さと同様の手法で算出することができる。
【００４３】
隔壁と蛍光体層との間に、遮光層及び反射層の両方を形成する場合は、遮光層による吸収で反射率が不十分となることを回避するため、遮光層上に反射層を形成することが好ましい。
【００４４】
セルに蛍光体を充填する際に、上記遮光層、反射層が脱落しないように保護層が形成されていることが好ましい。遮光層と保護層を形成する場合、保護層は遮光層を形成後、遮光層と蛍光体層との間に形成される。反射層と保護層を形成する場合、保護層は反射層を形成後、反射層と蛍光体層との間に形成される。遮光層、反射層、保護層すべてを形成する場合は、遮光層、反射層、保護層の順に形成することが好ましい。保護層の材質としては、ガラス、ＳｉＯ２、樹脂のように薄くても緻密で強度があり、反応性が低い物質が挙げられる。後処理工程での熱負荷が大きい場合は、ガラス、ＳｉＯ２等無機物が用いられることが好ましい。一方、有機物の場合は、樹脂のポリパラキシリレンは反応性が低くより好ましい。
【００４５】
保護層の形成方法としては、例えば真空製膜法、メッキ法、又はスプレー噴霧法が挙げられるが、より緻密な膜を形成するため真空製膜法が好ましい。膜の厚みが厚くなるとセルに充填される無機材料を含有する組成物の量が減るため、遮光層、反射層の脱落がない範囲で最も薄くなるよう形成されることが好ましく、ポリパラキシリレンは１〜５μｍ形成されることが好ましい。
【００４６】
本発明のシンチレータパネルの製造方法は、隔壁により区画されたセル内に、蛍光体をプレス充填する工程を備えることが好ましい。
【００４７】
プレス充填とは、蛍光体に圧力を加えて、隔壁により区画されたセル内に充填する方法をいう。ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの群から選ばれる蛍光体は低温低圧でも結晶が塑性変形するという特異な性質を有するため、比較的低温、かつ低圧の温和な条件においても、隔壁内に均一かつ低空隙率で充填することができる。これに対し、他の蛍光体では、蛍光体が塑性変形せず隔壁充填後の蛍光体層の空隙率を２０％以下に小さくできない、蛍光体自体が加圧により劣化してしまう、高密度充填のために高温高圧が必要とされるため隔壁の変形又は破壊が避けられない、などの課題があり、プレス充填を行うことは非常に困難である。
【００４８】
蛍光体に圧力を加える方法としては、例えば、一軸プレス、冷間等方圧プレス又は熱間等方圧プレスが挙げられる。
【００４９】
プレス充填における圧力は、１０〜１０００ＭＰａが好ましく、５０〜４００ＭＰａであることがより好ましい。い。１０ＭＰａ未満であると、蛍光体の塑性変形が不十分となり、空隙率が低くならず発光光の散乱が過大となって、シンチレータパネルの輝度が低下する場合がある。一方で、１０００ＭＰａを超えると、蛍光体が単結晶化して、シンチレータパネルの輝度が低下する場合があり、隔壁の変形又は破壊が起こり易くなる。
【００５０】
プレス充填における温度は、０〜６３０℃が好ましい。６３０℃を超えると、蛍光体が単結晶化して、シンチレータパネルの輝度が低下する場合があり、また隔壁の変形又は破壊が起こり易くなる。温度は５００℃以下がより好ましく、３００℃以下がさらにより好ましい。
【００５１】
プレス充填は、真空下で行うことが好ましい。真空下で行うことにより、蛍光体層の空隙率を低減しやすくなる。真空下での充填方法は特に限定されないが、プレス機の加圧機構部を真空にしてプレスする方法や、プレス対象物をプラスチック製の袋や、袋状に密閉成型した金属薄膜容器に入れた後、袋内を減圧して真空とし、その後、袋ごとプレスしてもよい。袋状の対象物に圧力をかける方法としては、用いる媒介物や加熱温度等によっていくつかに分類されるが、例えば、ＣＩＰ法、ＷＩＰ法又はＨＩＰ法が挙げられる。ここでＣＩＰ法（冷間等方圧加圧法：Ｃｏｌｄ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ法）とは、水等の液体を媒介物として、加熱をしない方法をいい、ＷＩＰ法（温間等方加圧法：Ｗａｒｍ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ法）とは、水又はシリコンオイル等の液体を媒介物として１５〜２００℃で加熱する方法をいい、ＨＩＰ法（熱間等方加圧法：Ｈｏｔ  Ｉｓｏｓｔａｔｉｃ  Ｐｒｅｓｓｉｎｇ法）とは、アルゴンガス又は窒素ガスを媒介物として１５〜２５００℃で加熱する方法をいう。
【００５２】
プレス充填に供される蛍光体は、粉末状又は薄膜状（シート状）であることが好ましく、薄膜状であることがより好ましい。薄膜状の蛍光体を得る方法としては、粉末状の蛍光体をプレス成型する方法が好ましい。蛍光体を薄膜状にしてからセルの開口面に配置し、プレス充填することで、蛍光体層の空隙率をより低減できる。
【００５３】
蛍光体の充填後は、余剰の組成物を溶剤等で拭き取ったり、機械的に研磨したりしても構わない。余剰の蛍光体の厚みが厚いと、発光が表示部材の水平方向に散乱しやすくなる。従って、充填された組成物の高さと隔壁高さが同等になるように、充填時に組成物の厚みを調整しておくか、充填後に溶剤等で拭き取るか、充填後に研磨により余剰の組成物を除去することが好ましい。
【００５４】
隔壁を形成する方法として公知の方法が利用できるが、形状の制御が容易であるため、感光性ペースト法が好ましい。
【００５５】
ガラスを主成分とする隔壁は、例えば、基材の表面に、ガラス粉末を含有する感光性ペーストを塗布して塗布膜を得る、塗布工程と、塗布膜を露光及び現像して、隔壁の焼成前パターンを得る、パターン形成工程と、パターンを焼成して、隔壁パターンを得る、焼成工程と、により形成できる。ガラスを主成分とする隔壁を製造するためには、塗布工程で用いるガラス粉末含有ペーストが含有する無機成分の５０〜１００質量％がガラス粉末である必要がある。
【００５６】
ガラス粉末含有ペーストが含有するガラス粉末は、焼成温度で軟化するガラスが好ましく、軟化温度が７００℃以下である、低軟化点ガラスがより好ましい。
【００５７】
軟化温度は、示差熱分析装置（例えば、差動型示差熱天秤ＴＧ８１２０；株式会社リガク製）を用いて、サンプルを測定して得られるＤＴＡ曲線から、吸熱ピークにおける吸熱終了温度を接線法により外挿して求めることができる。より具体的には、まず、示差熱分析装置を用いて、アルミナ粉末を標準試料として、室温から２０℃／分で昇温して、測定サンプルとなる無機粉末を測定し、ＤＴＡ曲線を得る。そして得られたＤＴＡ曲線より、吸熱ピークにおける吸熱終了温度を接線法により外挿して求めた軟化点Ｔｓを、軟化温度とすることができる。
【００５８】
低軟化点ガラスを得るためには、ガラスを低軟化点化するために有効な化合物である、酸化鉛、酸化ビスマス、酸化亜鉛及びアルカリ金属の酸化物からなる群から選ばれる金属酸化物を用いることができるが、アルカリ金属の酸化物を用いて、ガラスの軟化温度を調整することが好ましい。ここでアルカリ金属とは、リチウム、ナトリウム及びカリウムからなる群から選ばれる金属をいう。
【００５９】
低軟化点ガラスに占めるアルカリ金属酸化物の割合は、２〜２０質量％であることが好ましい。アルカリ金属酸化物の割合が２質量％未満であると、軟化温度が高くなり、焼成工程を高温で行う必要が生じてしまい、隔壁に欠陥が生じ易い。一方で、アルカリ金属酸化物の割合が２０質量％を超えると、焼成工程においてガラスの粘度が過度に低下し、得られる格子状の焼成後パターンの形状に歪みが生じ易い。
【００６０】
また低軟化点ガラスは、高温での粘度を至適なものとするために、酸化亜鉛を３〜１０質量％含有することが好ましい。低軟化点ガラスに占める酸化亜鉛の割合が３質量％未満であると、高温での粘度が高くなる。一方で、酸化亜鉛の含有量が１０質量％を超えると、低軟化点ガラスの製造コストが高くなる。
【００６１】
さらに低軟化点ガラスは、安定性、結晶性、透明性、屈折率又は熱膨張特性の調整のため、酸化ケイ素、酸化ホウ素、酸化アルミニウム及びアルカリ土類金属の酸化物からなる群から選ばれる金属酸化物を含有することが好ましい。ここでアルカリ土類金属とは、マグネシウム、カルシウム、バリウム及びストロンチウムからなる群から選ばれる金属をいう。好ましい低軟化点ガラスの組成範囲の一例を、以下に示す。
アルカリ金属酸化物  ：  ２〜２０質量％
酸化亜鉛  ：  ３〜１０質量％
酸化ケイ素  ：  ２０〜４０質量％
酸化ホウ素  ：  ２５〜４０質量％
酸化アルミニウム  ：  １０〜３０質量％
アルカリ土類金属酸化物  ：  ５〜１５質量％。
【００６２】
ガラス粉末を含む無機粉末の粒子径は、粒度分布測定装置（例えば、ＭＴ３３００；日機装株式会社製）を用いて測定をすることができる。より具体的には、水を満たした粒度分布測定装置の試料室に無機粉末を投入し、３００秒間超音波処理を行ってから測定をすることができる。
【００６３】
低軟化点ガラス粉末の５０％体積平均粒子径（以下、「Ｄ５０」）は、１．０〜４．０μｍであることが好ましい。Ｄ５０が１．０μｍ未満であると、ガラス粉末が凝集し、均一な分散性が得られなくなって、ペーストの流動安定性が低下する。一方で、Ｄ５０が４．０μｍを超えると、焼成工程で得られる焼成後パターンの表面凹凸が大きくなり、事後的に隔壁が破壊される原因となり易い。
【００６４】
ガラス粉末含有ペーストは、焼成工程における格子状パターンの収縮率の制御や、最終的に得られる隔壁の形状保持のため、低軟化点ガラス以外に、軟化温度が７００℃を超える高軟化点ガラス又は酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化チタン若しくは酸化ジルコニウム等のセラミックス粒子を、フィラーとして含有しても構わない。無機成分全体に占めるフィラーの割合は、ガラス粉末の焼結が阻害されることによる隔壁の強度低下を防ぐため、５０質量％以下であることが好ましい。フィラーのＤ５０は、低軟化点ガラス粉末と同様であることが好ましい。
【００６５】
感光性のガラス粉末含有ペーストにおいては、露光時の光散乱を抑制し、高精度のパターンを形成するため、ガラス粉末の屈折率ｎ１と、有機成分の屈折率ｎ２とが、−０．１  ＜  ｎ１−ｎ２  ＜  ０．１の関係を満たすことが好ましく、−０．０１  ≦  ｎ１−ｎ２  ≦  ０．０１の関係を満たすことがより好ましく、−０．００５  ≦  ｎ１−ｎ２  ≦  ０．００５の関係を満たすことがさらに好ましい。なお、ガラス粉末の屈折率は、ガラス粉末が含有する金属酸化物の組成によって、適宜調整することができる。
【００６６】
ガラス粉末の屈折率は、ベッケ線検出法により測定することができる。また、有機成分の屈折率は、有機成分からなる塗膜をエリプソメトリーにより測定することで求めることができる。より具体的には、ガラス粉末又は有機成分の、２５℃での波長４３６ｎｍ（ｇ線）における屈折率（ｎｇ）を、それぞれｎ１又はｎ２とすることができる。
【００６７】
感光性のガラス粉末含有ペーストが含有する感光性有機成分としては、例えば、感光性モノマー、感光性オリゴマー又は感光性ポリマーが挙げられる。ここで感光性モノマー、感光性オリゴマー又は感光性ポリマーとは、活性光線の照射により、光架橋又は光重合等の反応を起こして化学構造が変化するモノマー、オリゴマー又はポリマーをいう。
【００６８】
感光性モノマーとしては、活性の炭素−炭素不飽和二重結合を有する化合物が好ましい。そのような化合物としては、例えば、ビニル基、アクリロイル基、メタクリロイル基又はアクリルアミド基を有する化合物が挙げられるが、光架橋の密度を高め、高精度のパターンを形成するため、多官能アクリレート化合物又は多官能メタクリレート化合物が好ましい。
【００６９】
感光性オリゴマー又は感光性ポリマーとしては、活性の炭素−炭素不飽和二重結合を有し、かつカルボキシル基を有するオリゴマー又はポリマーが好ましい。そのようなオリゴマー又はポリマーは、例えば、アクリル酸、メタクリル酸、イタコン酸、クロトン酸、マレイン酸、フマル酸、ビニル酢酸若しくはこれらの酸無水物等のカルボキシル基含有モノマー、メタクリル酸エステル、アクリル酸エステル、スチレン、アクリロニトリル、酢酸ビニル又は２−ヒドロキシアクリレートを共重合することにより得られる。活性の炭素−炭素不飽和二重結合をオリゴマー又はポリマーに導入する方法としては、例えば、オリゴマー又はポリマーが有するメルカプト基、アミノ基、水酸基又はカルボキシル基に対して、アクリル酸クロライド、メタクリル酸クロライド若しくはアリルクロライド、グリシジル基若しくはイソシアネート基を有するエチレン性不飽和化合物又はマレイン酸等のカルボン酸を反応させる方法が挙げられる。
【００７０】
ウレタン結合を有する感光性モノマー又は感光性オリゴマーを用いることにより、焼成工程の初期における応力を緩和することが可能な、焼成工程においてパターン欠損をしにくいガラス粉末含有ペーストを得ることができる。
【００７１】
感光性のガラス粉末含有ペーストは、必要に応じて、光重合開始剤を含有しても構わない。ここで光重合開始剤とは、活性光線の照射により、ラジカルを発生する化合物をいう。光重合開始剤としては、例えば、ベンゾフェノン、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、４，４−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４−ジクロロベンゾフェノン、４−ベンゾイル−４−メチルジフェニルケトン、ジベンジルケトン、フルオレノン、２，２−ジメトキシ−２−フェニルアセトフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチルプロピオフェノン、チオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、ジエチルチオキサントン、ベンジル、ベンジルメトキシエチルアセタール、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインブチルエーテル、アントラキノン、２−ｔ−ブチルアントラキノン、アントロン、ベンズアントロン、ジベンゾスベロン、メチレンアントロン、４−アジドベンザルアセトフェノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）シクロヘキサノン、２，６−ビス（ｐ−アジドベンジリデン）−４−メチルシクロヘキサノン、１−フェニル−１，２−ブタジオン−２−（Ｏ−メトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−１，２−プロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１，３−ジフェニルプロパントリオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、１−フェニル−３−エトキシプロパントリオン−２−（Ｏ−ベンゾイル）オキシム、ミヒラーケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパノン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１、ナフタレンスルホニルクロライド、キノリンスルホニルクロライド、Ｎ−フェニルチオアクリドン、ベンズチアゾールジスルフィド、トリフェニルホルフィン、過酸化ベンゾイン若しくはエオシン又はメチレンブルー等の光還元性の色素とアスコルビン酸若しくはトリエタノールアミン等との還元剤の組合せが挙げられる。
【００７２】
感光性のガラス粉末含有ペーストが、感光性ポリマーとしてカルボキシル基を有するポリマーを含有することにより、現像時のアルカリ水溶液への溶解性が向上する。カルボキシル基を有するポリマーの酸価は、５０〜１５０ｍｇＫＯＨ／ｇが好ましい。酸価が１５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以下であると、現像マージンが広くなる。一方で、酸価が５０ｍｇＫＯＨ／ｇ以上であると、アルカリ水溶液への溶解性が低下せず、高精細のパターンを得ることができる。
【００７３】
感光性のガラス粉末含有ペーストは、各種成分を所定の組成となるように調合した後、３本ローラー又は混練機で均質に混合分散して得ることができる。
【００７４】
感光性のガラス粉末含有ペーストの粘度は、無機粉末、増粘剤、有機溶媒、重合禁止剤、可塑剤又は沈降防止剤等の添加割合によって適宜調整することができるが、その範囲は２〜２００Ｐａ・ｓが好ましい。例えば、感光性のガラス粉末含有ペーストをスピンコート法で基材に塗布する場合には、２〜５Ｐａ・ｓの粘度が好ましく、ブレードコーター法又はダイコーター法で基材に塗布する場合には、１０〜５０Ｐａ・ｓの粘度が好ましい。感光性のガラス粉末含有ペーストを１回のスクリーン印刷法で塗布して膜厚１０〜２０μｍの塗布膜を得る場合には、５０〜２００Ｐａ・ｓの粘度が好ましい。
【００７５】
塗布工程は、基材の表面に、ガラス粉末含有ペーストを全面又は部分的に塗布して塗布膜を得る工程である。基材としては、ガラス板又はセラミックス板等の高耐熱性の支持体を用いることができる。ガラス粉末含有ペーストを塗布する方法としては、例えば、スクリーン印刷法、バーコーター、ロールコーター、ダイコーター又はブレードコーターが挙げられる。得られる塗布膜の厚さは、塗布回数、スクリーンのメッシュサイズ又はペーストの粘度等により調整することができる。
【００７６】
パターン形成工程は、例えば、塗布工程で得られた塗布膜を、所定の開口部を有するフォトマスクを介して露光する露光工程と、露光後の塗布膜における、現像液に可溶な部分を溶解除去する現像工程と、から構成することができる。
【００７７】
露光工程は、露光により塗布膜の必要な部分を光硬化させて、又は、塗布膜の不要な部分を光分解させて、塗布膜の任意の部分を、現像液に可溶とする工程である。現像工程は、露光後の塗布膜における、現像液に可溶な部分を現像液で溶解除去して、必要な部分のみが残存した格子状の焼成前パターンを得る工程である。
【００７８】
露光工程においてはフォトマスクを用いずに、レーザー光等で任意のパターンを直接描画しても構わない。露光装置としては、例えば、プロキシミティ露光機が挙げられる。露光工程で照射する活性光線としては、例えば、近赤外線、可視光線又は紫外線が挙げられるが、紫外線が好ましい。またその光源としては、例えば、低圧水銀灯、高圧水銀灯、超高圧水銀灯、ハロゲンランプ又は殺菌灯が挙げられるが、超高圧水銀灯が好ましい。露光条件は塗布膜の厚さにより異なるが、１〜１００ｍＷ／ｃｍ２の出力の超高圧水銀灯を用いて、０．０１〜３０分間露光をすることが通常である。
【００７９】
現像工程における現像の方法としては、例えば、浸漬法、スプレー法又はブラシ法が挙げられる。現像液としては、露光後の塗布膜における不要な部分を溶解することが可能な溶媒を適宜選択すればよいが、水を主成分とする水溶液が好ましい。例えば、ガラス粉末含有ペーストがカルボキシル基を有するポリマーを含有する場合には、現像液としてアルカリ水溶液を選択することができる。アルカリ水溶液としては、例えば、水酸化ナトリウム、炭酸ナトリウム又は水酸化カルシウム等の無機アルカリ水溶液又はテトラメチルアンモニウムヒドロキサイド、トリメチルベンジルアンモニウムヒドロキサイド、モノエタノールアミン若しくはジエタノールアミン等の有機アルカリ水溶液が挙げられるが、焼成工程における除去が容易であることから、有機アルカリ水溶液が好ましい。アルカリ水溶液の濃度は、０．０５〜５質量％が好ましく、０．１〜１質量％がより好ましい。アルカリ濃度が０．０５質量％未満であると、露光後の塗布膜における不要な部分が十分に除去されない場合がある。一方で、アルカリ濃度が５質量％を超えると、格子状の焼成前パターンの剥離又は腐食のおそれがある。現像温度は、工程管理を容易にするため、２０〜５０℃が好ましい。
【００８０】
露光及び現像によるパターン形成を行うには、塗布工程で塗布するガラス粉末含有ペーストが、感光性であることが必要である。すなわち、ガラス粉末含有ペーストが、感光性有機成分を含有する必要がある。感光性のガラス粉末含有ペーストに占める有機成分の割合は、３０〜８０質量％であることが好ましく、４０〜７０質量％であることがより好ましい。有機成分が３０質量％未満であると、ペースト中の無機成分の分散性が低下し、焼成工程で欠陥が生じ易くなるばかりでなく、ペースト粘度が高くなって塗布性が低下し、さらにペーストの安定性も低下し易い。一方で、有機成分が８０質量％を超えると、焼成工程における格子状パターンの収縮率が大きくなって、欠陥が生じ易くなる。
【００８１】
感光性のガラス粉末含有ペーストが含有するガラス粉末は、焼成工程において有機成分をほぼ完全に除去し、最終的に得られる隔壁の強度を確保するため、軟化温度が４８０℃以上であることが好ましい。軟化温度が４８０℃未満であると、焼成工程において有機成分が十分に除去される前にガラス粉末が軟化してしまい、焼結後のガラス中に有機成分が残存し、隔壁の着色を誘発してシンチレータパネルの輝度を低下させる等の懸念がある。
【００８２】
焼成工程は、パターン形成工程で得られた格子状の焼成前パターンを焼成して、ガラス粉末含有ペーストが含有する有機成分を分解除去し、ガラス粉末を軟化及び焼結させて、格子状の焼成後パターンすなわち隔壁を得る工程である。焼成条件はガラス粉末含有ペーストの組成や基材の種類により異なるが、例えば、空気、窒素又は水素雰囲気の焼成炉で焼成することができる。焼成炉としては、例えば、バッチ式の焼成炉又はベルト式の連続型焼成炉が挙げられる。焼成の温度は、５００〜１０００℃が好ましく、５００〜８００℃がより好ましく、５００〜７００℃がさらに好ましい。焼成の温度が５００℃未満であると、有機成分の分解除去が不十分となる。一方で、焼成温度が１０００℃を超えると、用いることが可能な基材が高耐熱性セラミック板等に限定されてしまう。焼成の時間は、１０〜６０分間が好ましい。
【００８３】
得られた、隔壁により区画されたセル内に蛍光体をプレス充填したものを、そのままシンチレータパネルとしても構わないし（この場合、用いた基材が、本発明のシンチレータパネルにおける基板となる）、プレス充填後に基材から隔壁及び蛍光体を剥離し、別途用意した基板上に載置して、シンチレータパネルを完成しても構わない。
【実施例】
【００８４】
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明をさらに詳しく説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。
（空隙率の測定方法）
シンチレータパネルを割断した後、割断面をイオンミリング法にて研磨して基板に対して垂直な断面を露出させ、導電処理（Ｐｔコート）して測定試料を作製した。その後、電界放射型走査電子顕微鏡Ｓ−４８００（日立ハイテクノロジーズ製）を用いて断面画像を取得した。得られた画像について、固体部分と空隙部分とを２値化により区別し、空隙部分の比率を画像解析で求めて空隙率を測定した。なお、測定誤差をできるだけ排除するため、蛍光体の断面の画像の解析範囲には、隔壁及び基板等が含まれないようにし、さらには、無作為に選択した１０セルについてそれぞれ画像解析をして算出した平均値を、蛍光体の空隙率とした。
（粒界の有無の判断方法、平均粒子径の測定方法）
空隙率の測定と同様にして、測定試料を作製した。その後、ＤＶＣ型のＥＢＳＤ（ＴＳＬ社製）を搭載したＪＳＭ−６５００Ｆ（ＪＥＯＬ社製）を用いて、ＥＢＳＤ法により断面結晶方位画像を取得した。得られた画像において、無作為に選択した３個のセルについて、付属のソフトウェアを用いて解析し、蛍光体の結晶粒界を５度以上の角度をもつ閉じた境界として検出し、いずれのセルにおいても蛍光体の内部に粒界が検出された場合、粒界ありと判定した。また、平均粒子径は、上記３個のセル内の結晶粒について、付属のソフトウェアを用いて面積平均粒子径を算出した。なお、蛍光体内部に粒界が存在しない場合は、１セルに含まれる蛍光体を１つの粒子として平均粒子径を算出した。【００８５】
（蛍光体）
ＣｓＩ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＳｒＩ２：Ｅｕの粉末は、市販の蛍光体単結晶を乾燥空気下で粉砕し、ふるいを通過させて粗大粒子を除去したものを用いた。ＧＯＳ：Ｔｂ（Ｔｂをドープした酸硫化ガドリニウム）については市販品をそのまま用いた。【００８６】
（ガラス粉末含有ペーストの原料）
感光性のガラス粉末含有ペーストの作製に用いた原料は次のとおりである。
感光性モノマーＭ−１  ：  トリメチロールプロパントリアクリレート
感光性モノマーＭ−２  ：  テトラプロピレングリコールジメタクリレート
感光性ポリマー  ：  メタクリル酸／メタクリル酸メチル／スチレン＝４０／４０／３０の質量比からなる共重合体のカルボキシル基に対して０．４当量のグリシジルメタクリレートを付加反応させたもの（重量平均分子量４３０００；酸価１００）
光重合開始剤  ：  ２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）ブタノン−１（ＩＣ３６９；ＢＡＳＦ社製）
重合禁止剤  ：  １，６−ヘキサンジオール−ビス［（３，５−ジ−ｔ−ブチル−４−ヒドロキシフェニル）プロピオネート］）
紫外線吸収剤溶液  ：  スダンＩＶ（東京応化工業株式会社製）のγ−ブチロラクトン０．３質量％溶液
粘度調整剤  ：  フローノンＥＣ１２１（共栄社化学社製）
溶媒  ：  γ−ブチロラクトン
低軟化点ガラス粉末：
ＳｉＯ２  ２７質量％、Ｂ２Ｏ３  ３１質量％、ＺｎＯ  ６質量％、Ｌｉ２Ｏ  ７質量％、ＭｇＯ  ２質量％、ＣａＯ  ２質量％、ＢａＯ  ２質量％、Ａｌ２Ｏ３  ２３質量％、屈折率（ｎｇ）１．５６、ガラス軟化温度５８８℃、熱膨張係数７０×１０−７（Ｋ−１）、平均粒子径２．３μｍ
高軟化点ガラス粉末：
ＳｉＯ２  ３０質量％、Ｂ２Ｏ３  ３１質量％、ＺｎＯ  ６質量％、ＭｇＯ  ２質量％、ＣａＯ  ２質量％、ＢａＯ  ２質量％、Ａｌ２Ｏ３  ２７質量％、屈折率（ｎｇ）１．５５、軟化温度７９０℃、熱膨張係数３２×１０−７（Ｋ−１）、平均粒子径２．３μｍ。【００８７】
（ガラス粉末含有ペーストの作製）
４質量部の感光性モノマーＭ−１、６質量部の感光性モノマーＭ−２、２４質量部の感光性ポリマー、６質量部の光重合開始剤、０．２質量部の重合禁止剤及び１２．８質量部の紫外線吸収剤溶液を、３８質量部の溶媒に、温度８０℃で加熱溶解した。得られた溶液を冷却した後、９質量部の粘度調整剤を添加して、有機溶液１を得た。得られた有機溶液１をガラス板に塗布して乾燥することにより得られた有機塗膜の屈折率（ｎｇ）は、１．５５５であった。【００８８】
５０質量部の有機溶液１に、４０質量部の低軟化点ガラス粉末及び１０質量部の高軟化点ガラス粉末を添加した後、３本ローラー混練機にて混練し、ガラス粉末含有ペーストを得た。【００８９】
（反射層ペーストの原料）
反射層ペーストの作製に用いた原料は次のとおりである。
フィラー  ：  酸化チタン（石原産業社製）
バインダー溶液  ：  ５質量％のエチルセルロース（ダウケミカル社製）及び９５質量％のターピネオール（日本テルペン社製）の混合溶液
モノマー  ：  ３０質量％のジペンタエリスリトールペンタアクリレート及び７０質量％のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（いずれも東亞合成社製）の混合物
重合開始剤  ：  １，１’−アゾビス（シクロヘキサン−１−カルボニトリル）（Ｖ−４０；和光純薬社製）。【００９０】
（反射層ペーストの作製）
５０質量部のフィラー、４５質量部のバインダー溶液、４．５質量部のモノマー及び１．５質量部の重合開始剤を３本ローラー混練機にて混練し、反射層ペーストを得た。【００９１】
（隔壁の形成）
基材として、１２５ｍｍ×１２５ｍｍ×０．７ｍｍのソーダガラス板を用いた。基材の表面に、ガラス粉末含有ペーストを、乾燥後の厚さが５００μｍになるようにダイコーターで塗布して乾燥し、ガラス粉末含有ペーストの塗布膜を得た。次に、所望のパターンに対応する開口部を有するフォトマスク（ピッチ１９４μｍ、線幅２０μｍの、格子状開口部を有するクロムマスク）を介して、ガラス粉末含有ペーストの塗布膜を、超高圧水銀灯を用いて５００ｍＪ／ｃｍ２の露光量で露光した。露光後の塗布膜は、０．５質量％のエタノールアミン水溶液中で現像し、未露光部分を除去して、格子状の焼成前パターンを得た。得られた格子状の焼成前パターンを、空気中５８５℃で１５分間焼成して、ガラスを主成分とする、格子状の隔壁を形成した。隔壁の空隙率は２．５％、隔壁の高さＬ１は３５０μｍ、隔壁の間隔Ｌ２は１９４μｍ、隔壁の底部幅Ｌ３は３５μｍ、隔壁の頂部幅Ｌ４は２０μｍ、隔壁のヤング率は２０ＧＰａであった。【００９２】
（実施例１）
格子状の隔壁を形成した基材の上に、０．１１ｇ／ｃｍ２のＣｓＩ：Ｔｌ粉末を供給し、スキージにより平坦化した後、ナイロン（登録商標）製の袋に入れて、袋の開口部を熱融着して密閉した。この袋を等方圧プレス装置（神戸製鋼製）にセットし、圧力４００ＭＰａ、温度２５℃でプレス充填して、シンチレータパネル１を作製した。【００９３】
セル内に充填されたＣｓＩ：Ｔｌは、粒界を有していた。また、セル内に充填されたＣｓＩ：Ｔｌの空隙率は５％であり、平均粒子径は２５μｍであった。【００９４】
作製したシンチレータパネル１を、ＦＰＤ（ＰａｘＳｃａｎ３０３０；Ｖａｒｉａｎ社製）にセットして、放射線検出器を作製した。放射線検出器に対し、シンチレータパネル１の基板側から管電圧６０ｋＶｐのＸ線を照射して、シンチレータ層からの発光量をＦＰＤで検出し、シンチレータパネル１の輝度を評価した。また、シンチレータパネル１の画像鮮鋭度を、矩形波チャートの撮影画像に基づき目視で評価した。シンチレータパネル１の輝度及び画像鮮鋭度は、いずれも良好であった。【００９５】
（実施例２）
プレス充填の圧力を６０ＭＰａ、温度を１５０℃とした以外は、実施例１と同様にシンチレータパネルを作製し、評価した。得られたシンチレータパネル２のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は２％であり、平均粒子径は３５μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル２の輝度の相対値は１１０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例３）
格子状の隔壁を形成した基材の表面に反射層ペーストを印刷し、５分間静置してから、付着した反射層ペーストを硬度８０°のゴム製スキージでかきとった。その後、８０℃及び１３０℃の熱風オーブンでそれぞれ３０分ずつ乾燥し、隔壁の表面及び基板上の隔壁の形成されていない部分に反射層を形成した。その後、実施例１と同様にＣｓＩ：Ｔｌ粉末を供給した後、プレス充填してシンチレータパネル３を作製し、評価した。【００９６】
得られたシンチレータパネル３のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は５％であり、平均粒子径は２５μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル２の輝度の相対値は１３０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例４）
実施例３と同様にして格子状の隔壁を形成した基材の表面に反射層を形成した。その後、基材上に０．１１ｇ／ｃｍ２のＣｓＩ：Ｔｌ粉末を供給し、スキージにより平坦化した後、ナイロン（登録商標）製の袋に入れた。次に、真空包装機（トスパックＶ−２８０；ＴＯＳＥＩ製）で３０秒間真空引きした後、熱融着して密閉した。その後は実施例３と同様にしてシンチレータパネル４を作製し、評価した。【００９７】
得られたシンチレータパネル４のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は４％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル６の輝度の相対値は１３５であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例５）
厚み約１ｍｍのゴムシートを充填面積よりも大きく切り抜きゴム枠としＳＵＳ板の上に乗せ、切り抜いた枠内にＣｓＩ：Ｔｌ粉末を、０．１１ｇ／ｃｍ２供給し、平らに均した。その後、ＳＵＳ板、ゴム枠、ＣｓＩ：Ｔｌ粉末を、ナイロン（登録商標）製の袋に入れた。次に、真空包装機（トスパックＶ−２８０；ＴＯＳＥＩ製）で３０秒間真空引きした後、熱融着して密閉した。この袋を等方圧プレス装置（神戸製鋼製）にセットし、圧力４００ＭＰａ、温度２５℃でプレスすることにより、ＣｓＩ：Ｔｌプレス成型膜１を作製した。【００９８】
実施例３と同様にして格子状の隔壁を形成した基材の表面に反射層を形成した。その後、基材上にプレス成型膜１を供給し、ナイロン（登録商標）製の袋に入れた。次に、真空包装機（トスパックＶ−２８０；ＴＯＳＥＩ製）で３０秒間真空引きした後、熱融着して密閉した。その後は実施例３と同様にプレス充填してシンチレータパネル５を作製し、評価した。【００９９】
得られたシンチレータパネル５のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル６の輝度の相対値は１４０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例６）
格子状の隔壁を形成した基材の表面に、スパッタ法によりアルミ膜を０．４μｍ形成することにより、遮光層を形成した。その後、実施例５と同様に、プレス成型膜１をプレス充填してシンチレータパネル６を作製し、評価した。【０１００】
得られたシンチレータパネル６のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル６の輝度の相対値は８０であり、比較的良好であった。また、画像鮮鋭度は極めて良好であった。
（実施例７）
格子状の隔壁を形成した基材の表面に、実施例３と同様にして反射層を形成した。次に、反射層形成後の基材上に、蒸着重合によりポリパラキシリレン膜を４μｍ形成することにより保護層を形成した。その後、実施例５と同様に、プレス成型膜１をプレス充填してシンチレータパネル７を作製し、評価した。【０１０１】
得られたシンチレータパネル７のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル７の輝度の相対値は１５０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例８）
格子状の隔壁を形成した基材の表面に、実施例６と同様にして遮光層を形成した。次に、遮光層が形成された基材に、実施例３と同様にして反射層を形成した。さらに、遮光層、反射層が形成された基材に、実施例７と同様にして保護層を形成した。その後、実施例５と同様に、プレス成型膜１をプレス充填してシンチレータパネル８を作製し、評価した。【０１０２】
得られたシンチレータパネル８のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル８の輝度の相対値は１３０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度は極めて良好であった。
（実施例９）
プレス充填時の圧力を２００ＭＰａ、温度を１５０℃とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル９を作製し、評価した。【０１０３】
得られたシンチレータパネル９のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は０．６％であり、平均粒子径は４５μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル９の輝度の相対値は１５０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１０）
プレス充填時に用いる梱包用の袋剤として、媒介物を厚さ１００μｍの金属箔カプセル（金属箔カプセル封入装置（神戸製鋼）で密閉）に変更し、プレス圧力を４００ＭＰａ、温度を３００℃とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１０を作製し、評価した。【０１０４】
得られたシンチレータパネル１０のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は０．２％であり、平均粒子径は５０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１０の輝度の相対値は１５０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１１）
プレス充填時の圧力を４００ＭＰａ、温度を５５０℃とした以外は、実施例１０と同様にしてシンチレータパネル１１を作製し、評価した。【０１０５】
得られたシンチレータパネル１１のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は０％であり、平均粒子径は５５μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１１の輝度の相対値は１４０であり、実施例１０に比べて若干の低下が見られたが、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１２）
プレス充填時の圧力を５０ＭＰａ、温度を２５℃とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１２を作製し、評価した。【０１０６】
得られたシンチレータパネル１２のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は２０％であり、平均粒子径は１０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１２の輝度の相対値は１０５であり、実施例５に比べて低下が見られたが、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１３）
プレス充填時の圧力を１００ＭＰａ、温度を２５℃とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１３を作製し、評価した。【０１０７】
得られたシンチレータパネル１３のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は８％であり、平均粒子径は２０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１３の輝度の相対値は１２０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１４）
プレス充填時の圧力を９８０ＭＰａ、温度を２５℃とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１４を作製し、評価した。【０１０８】
得られたシンチレータパネル１４のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は２％であり、平均粒子径は２５μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１４の輝度の相対値は１３０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度は、実施例５に比べて若干の悪化が見られたが、比較的良好であった。悪化の要因は高圧での充填により隔壁の一部が破損したことによると推定される。
（実施例１５）
蛍光体として、ＮａＩ：Ｔｌを用い、プレス成型膜作製時の蛍光体供給量を０．０９ｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１５を作製し、評価した。【０１０９】
得られたシンチレータパネル１５のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１５の輝度の相対値は１３０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。
（実施例１６）
蛍光体として、ＳｒＩ２：Ｅｕを用い、プレス成型膜作製時の蛍光体供給量を０．１４ｇ／ｃｍ２とした以外は、実施例５と同様にして、シンチレータパネル１６を作製し、評価した。【０１１０】
得られたシンチレータパネル１６のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３％であり、平均粒子径は３０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１６の輝度の相対値は１６０であり、良好であった。また、画像鮮鋭度も良好であった。【０１１１】
（比較例１）
蛍光体として０．１１ｇ／ｃｍ２のＧＯＳ：Ｔｂを用いた以外は、実施例１と同様にシンチレータパネル１７を作製し、評価した。得られたシンチレータパネル１７のセル内に充填されたＧＯＳ：Ｔｂは粒界を有しており、空隙率は４０％であり、平均粒子径は１０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１７の輝度の相対値は７０であり、不良であった。またシンチレータパネル１７は、空隙率が高いため発光光の光散乱が過剰となり、画像鮮鋭度も不良であった。【０１１２】
（比較例２）
格子状の隔壁を形成した基材の上に、０．１１ｇ／ｃｍ２のＣｓＩ：Ｔｌ粉末を供給し、スキージにより平坦化した。その後、減圧下で６３０℃まで昇温してＣｓＩ：Ｔｌを融解させ、セル内に充填することでシンチレータパネル１８を作製し、評価した。得られたシンチレータパネル１８のセル内に充填されたＣｓＩ：Ｔｌは粒界を有しておらず、空隙率は１．３％であった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル１８の輝度の相対値は５０であり、不良であった。また、６３０℃まで昇温したことにより隔壁が一部溶融して変形したため、画像鮮鋭度も不良であった。
（比較例３）
プレス充填時の圧力を５ＭＰａ、温度を２５℃とした以外は、実施例１と同様にして、シンチレータパネル１９を作製し、評価した。【０１１３】
得られたシンチレータパネル１９のセル内に充填された蛍光体は粒界を有しており、空隙率は３０％であり、平均粒子径は１０μｍであった。シンチレータパネル１の輝度を１００とした場合の、シンチレータパネル９の輝度の相対値は６０であり、不良であった。また、空隙率が高いため発光光の光散乱が過剰となり、画像鮮鋭度も不良であった。【０１１４】
以上の結果より、本発明のシンチレータパネルが、放射線検出器におけるシンチレータパネルの輝度及び画像鮮鋭度の顕著な向上に資することは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【０１１５】
本発明は、医療診断装置又は非破壊検査機器等に用いられる放射線検出器を構成する、シンチレータパネルとして有用に利用できる。
【符号の説明】
【０１１６】
１  放射線検出器
２  シンチレータパネル
３  出力基板
４  基板
５  隔壁
６  蛍光体層
７  隔膜層
８  光電変換層
９  出力層
１０  基板
１１  電源部
１２  遮光層
１３  反射層
１４  保護層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【国際調査報告】
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