(57)【要約】【課題】発光量を低下させることなく、解像力を高め、特性にムラのない放射線検出装置又はシンチレータパネルを提供することを目的とする。【解決手段】光電変換パネル１００と、光電変換パネル１００上に配置されたシンチレータ層２００と、シンチレータ層２００を覆う保護層３０１と、を有する放射線検出装置において、シンチレータ層２００は柱状結晶で構成されていて、柱状結晶間の隙間をふさぐ閉塞部材４０１を有することを特徴とする。また、閉塞部材４０１は、粒子であり、閉塞部材４０１の直径は、隙間よりも大きいことを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光電変換パネルと、該光電変換パネル上に配置されたシンチレータ層と、該シンチレータ層を覆う保護層と、を有する放射線検出装置において、
前記シンチレータ層は柱状結晶で構成されていて、
前記柱状結晶間の隙間をふさぐ閉塞部材を有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記閉塞部材は、粒子であることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記閉塞部材の直径は、前記隙間よりも大きいことを特徴とする請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記柱状結晶のシンチレータ層の柱状部分の上端は、錘状になっていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記閉塞部材の屈折率は、前記保護層の屈折率と実質的に同じであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の放射線検出装置。
【請求項６】
前記閉塞部材の表面には、熱可塑性の樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項記載の放射線検出装置。
【請求項７】
支持部材と、該支持部材に設けられたシンチレータ層と、該シンチレータ層を覆う保護層と、を有するシンチレータパネルにおいて、
前記シンチレータ層は柱状結晶で構成されていて、
前記柱状結晶間の隙間をふさぐ閉塞部材を有することを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項８】
前記閉塞部材は、粒子であることを特徴とする請求項７記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
前記閉塞部材の直径は、前記隙間よりも大きいことを特徴とする請求項８記載のシンチレータパネル。
【請求項１０】
前記柱状結晶のシンチレータ層の柱状部分の上端は、錘状になっていることを特徴とする請求項７から９のいずれか１項記載のシンチレータパネル。
【請求項１１】
前記閉塞部材の屈折率は、前記保護層の屈折率と実質的に同じであることを特徴とする請求項７から１０のいずれか１項記載のシンチレータパネル。
【請求項１２】
前記閉塞部材の表面には、熱可塑性の樹脂が塗布されていることを特徴とする請求項７から１１のいずれか１項記載のシンチレータパネル。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置及びシンチレータパネルに関し、特に、柱状結晶で構成されるシンチレータ層を有する放射線検出装置及びシンチレータパネルに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、レントゲン撮影のデジタル化が加速しており、さまざまな放射線検出装置が発表されている。
【０００３】
その方式もダイレクト方式、即ちＸ線を直接電気信号に変換して読み取るタイプと、インダイレクト方式、即ちＸ線を一旦可視光に変換して可視光を電気信号に変換して読み取るタイプとの二つに大別される。
【０００４】
特許文献１には、柱状結晶のシンチレータをポリパラキシリレン膜で覆われたインダイレクト式放射線検出装置において、ポリパラシキリレン膜に発色処理が施されている技術が開示されている。
【０００５】
この技術によれば、柱状構造の界面を透過した蛍光が発色処理を施したポリパラキシリレン膜により吸収され、蛍光のクロストーク成分が現象することによりシンチレータパネルの解像度を向上させることができる、としている。
【０００６】
さらに、撮像素子上に直接柱状結晶のシンチレータ層を形成しても、同じような処理を施せば同様の効果があるとしている。
【０００７】
特許文献２には、光電変換素子に設けられ柱状構造を有し入射するＸ線を可視光に変換するシンチレータ層と、シンチレータ層の表面上に設けられた保護膜とを備えるＸ線変換部を有するＸ線検出器が開示されている。この文献には、保護膜内には変換された可視光を反射させる光反射材粒子が分散して含有されている技術が記載されている。
【０００８】
特許文献３には、ＣｓＩ:Ｔｌからなる蛍光体層と、蛍光体層上に形成される保護層と、アルミニウム薄膜よりなる反射層と、反射層上にさらに形成される保護層とを有する放射線検出装置が開示されている。
【０００９】
特許文献４には、柱状に所定の高さに成長されることで面方向に光学的に不連続である第１の部分と、シンチレータ自身の材料で面方向に連続的に覆われている第２の部分とが一体的に形成されるシンチレータ層が開示されている。この文献には、第２の部分の全面と第１の部分の少なくとも最外部の部分に吸湿防止膜が設けられて気密されているシンチレータ層が開示されている。
【００１０】
特許文献５には、Ｘ線を可視光に変換する手段としてのシンチレータ層と可視光を映像信号に変換する撮像素子から構成され、シンチレータ層が柱状結晶でありシンチレータ層上に反射層が設けられるＸ線撮像装置が開示されている。
【特許文献１】特開２０００−９８４６号公報
【特許文献２】特開２００５−２８３４８３号公報
【特許文献３】特開２００５−１４８０６０号公報
【特許文献４】特開２００３−７５５９３号公報
【特許文献５】特開平０９−２０６２９６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、上記のようなシンチレータパネルを用いると以下の問題点が発生する。
【００１２】
特許文献１に記載される技術などでは、解像力は向上するが、発色処理したポリパラキシリレン膜が解像に問題ないレベルの蛍光までも吸収してしまうため、発光量が極端に低下してしまう。
【００１３】
柱状結晶の状態が実際は一様ではなく、狭い部分もあれば広い部分もある。特許文献１に記載される技術などでは、特に狭い部分にはポリパラキシリレン膜に入って行きづらく、解像力と輝度にムラが発生してしまう。
【００１４】
そこで、本発明は、発光量を低下させることなく、解像力を高め、特性にムラのない放射線検出装置又は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】
【００１５】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、光電変換パネルと、該光電変換パネル上に配置されたシンチレータ層と、該シンチレータ層を覆う保護層と、を有する放射線検出装置において、前記シンチレータ層は柱状結晶で構成されていて、前記柱状結晶間の隙間をふさぐ閉塞部材を有することを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、支持部材と、該支持部材に配置されたシンチレータ層と、該シンチレータ層を覆う保護層と、を有するシンチレータパネルにおいて、前記シンチレータ層は柱状結晶で構成されていて、前記柱状結晶間の隙間をふさぐ閉塞部材を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、発光量を低下させることなく、解像力を高め、特性にムラのない放射線検出装置又はシンチレータパネルが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、添付図面を参照して本発明を実施するための最良の実施の形態を説明する。
【００１９】
本発明は、柱状結晶に形成されたシンチレータ層の柱間の隙間に気体以外の物質が混入しないよう、柱の上部の隙間に閉塞部材を配置するものである。
【００２０】
これにより、保護層を形成する際、保護層の材料が柱の隙間に混入するのを防止することができ、柱と隙間との屈折率差が低下することがないので、柱が光ファイバーとしての機能を低下することがない。
【００２１】
閉塞部材の形状は一般に問わないが、生産方法を考慮すれば、粒子が好適である。
【００２２】
閉塞部材は、中空の粒子でもよい。
【００２３】
閉塞部材の大きさは柱上部の隙間に入り込まない程度のものであることが必要である。柱上部の隙間はばらついているため、そのバラツキの３σ以上の大きさが好適である。
【００２４】
閉塞部材の屈折率は、それとシンチレータ層双方に接する保護層の屈折率と実質的に同じであることが好適である。
【００２５】
閉塞部材は、任意の波長に対して吸収特性を持っていても蛍光に対し実質的に透明であればよい。つまり、蛍光を１００％透過する物質である必然性はない。
【００２６】
閉塞部材の材質は、有機物でも無機物でもかまわない。
【００２７】
閉塞部材の材質は、有機物の場合は、以下の材料から選ばれる。
【００２８】
ポリスチレン、架橋ポリスチレン、架橋ポリメタクリル酸メチル、架橋ポリメタクリル酸ブチル、架橋スチレン−アクリレート、スチレン−アクリレート、ジビニルベンゼン、スチレン−ブタジエン、ポリビニルトルエン等である。
【００２９】
また、無機物の場合は、閉塞部材の材質は、酸化チタン、酸化タンタル、酸化アルミニウム、酸化ケイ素、炭化ケイ素、窒化ケイ素、酸化亜鉛等から選ばれる。
【００３０】
閉塞部材の材質は、ＭｇＯ、ＣａＯ、ＳｒＯ、ＢａＯなどのアルカリ土類金属の酸化物より選ばれてもよい。
【００３１】
アルカリ土類金属の酸化物より選ばれた材質の閉塞部材を用いれば、これは水分ゲッタ剤としても機能するため、耐湿性を向上させることが可能である。
【００３２】
閉塞部材が粒子の場合は、その周りに熱可塑性の接着剤を塗布すると密着力が向上してさらに良い。
【００３３】
柱状結晶のシンチレータ層は、ＣｓＩ:ＴＩ、ＣｓＩ:Ｎａ、ＮａＩ:ＴＩ、ＬｉＩ:Ｅｕ、ＫＩ:ＴＩなどに代表されるアルカリハライド蛍光体から選ばれるものである。
【００３４】
閉塞部材及びシンチレータ層に接する保護層は、液状のものを塗布して加熱又はＵＶ照射などの方法によって硬化させるタイプのアクリル系、ウレタン系、シリコーン系などの接着剤を用いることができる。
【００３５】
これらの材料をシンチレータ層上面に塗布した際、閉塞部材が隙間への流動侵入を防止することができる。
【００３６】
閉塞部材及びシンチレータ層に接する保護層は、常温でタック製を有する粘着材を用いることができる。粘着材で貼り合せた際、閉塞部材が隙間への粘着材の食い込みを防止することができる。
【００３７】
閉塞部材及びシンチレータ層に接する保護層は、熱可塑性のホットメルト材を用いることができる。ホットメルトを溶融させてシンチレータ層に押し付けた際、流動性の高いホットメルトが隙間へ流動浸入するのを防止することができる。
【００３８】
閉塞部材及びシンチレータ層に接する保護層は、ＣＶＤ、ＰＶＤなどのドライプロセスにより形成される有機又は無機材料を用いることができる。
【００３９】
有機材料としては、ポリパラキシリレン、ポリイミド、ポリ尿素などの材料が良い。無機材料としては、酸化ケイ素、窒化ケイ素、炭化ケイ素、酸化亜鉛、酸化アルミニウム等を用いると良い。これらの材料を成膜する際、閉塞部材が材料の空間からの浮遊浸入を防止することができる。
【００４０】
粒子状の閉塞部材をシンチレータ層表面に塗布する方法として、粒子をばら撒くのがよい。全体に振動を与えて隙間にある程度食い込ませる。全体を、エアブローを吹きかけて余分な粒子を除去する方が良い。ただし、この他の方法であってもよい。
【００４１】
粒子状の閉塞部材とシンチレータ層とを密着させるには、特に有機物からなる粒子を塗布した後、２００℃近くまで加熱して融解させると良い。粒子の周囲に熱可塑性の接着剤が塗布されていれば更に良い。
【００４２】
粒子状の閉塞部材とシンチレータ層とを密着させるには、粒子をあらかじめ保護層に混入させておき、そのまま押し付け接着すると良い。
【００４３】
こうすることで、保護層が隙間に侵入しようとした際、粒子がある確率で隙間に立ちはだかるので同じ効果が期待できる。こうすれば、粒子の材質を溶融するものとする限定がなくなるため、無機物も適用できる。
【００４４】
また、シンチレータ層の柱状部分の上端は、錘状であることが好ましい。これは、閉塞部材が粒子である場合に、粒子が隣接する柱状結晶の上端の間に挟まりやすく、より塞ぎやすくなるからである。
【００４５】
［実施形態１］
図１は、本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。
【００４６】
これは、光電変換パネル１００に直接柱状結晶シンチレータ層２００を蒸着した放射線検出装置に適用した例である。
【００４７】
ガラス基板１０１上に複数の光電変換素子１０２と複数のＴＦＴ素子１０３を形成し全体を保護層１０４で覆っている。
【００４８】
保護層１０４の上面にはＣｓＩ：ＴＩからなる柱状結晶シンチレータ層が形成され、ホットメルトからなる保護層３０１、Ａｌからなる反射層３０２、ＰＥＴからなる保護層３０３が積層されている。３０１〜３０３を保護シート３００と称する。
【００４９】
架橋ポリスチレン製の粒子４０１は柱の上部に配置されており、これば溶融時のホットメルトの隙間への侵入を防止している。
【００５０】
図２及び３は、図１のＡ部拡大図である。図２は、隙間を１層の粒子がきれいにふさいでいるが、図３のように複数層でふさいでいても屈折率の差が実質的になく光の散乱を招くことがないので問題ない。
【００５１】
図４−６は、本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。まず、基板上に柱状のシンチレータ層を図４のように形成する。
【００５２】
次に、図５のように、粒子をシンチレータ層上にばら撒き振動を与え、エアブローすることによって余分な粒子を吹き飛ばす。そして、さらにこれを２００℃キュアすることによって粒子を僅かに溶融させてシンチレータ層の隙間に粒子を密着させる。
【００５３】
次に、保護シート３００を上部から熱圧着し、図６に示す構造とする。
【００５４】
これにより、ホットメルト材料が柱の隙間に混入することが防止され、図７に示すように上部にホットメルト３０１が食い込んでＭＴＦを劣化させることがない。
【００５５】
［実施形態２］
図８、９は、本発明の第２の実施形態としての放射線検出装置を示す拡大断面図である。
【００５６】
実施形態１と重複する部分の説明は割愛する。閉塞部材４０２の粒子の周囲に熱可塑性の樹脂４０３を塗布した例である。
【００５７】
これによって、粒子を密着させる際の温度の選択肢を増やすことが可能となる。さらに、保護シートを熱圧着させる際に同時に粒子もシンチレータ層に密着させるプロセスにすることもできる。
【００５８】
［実施形態３］
図１０は、本発明の第３の実施形態としての放射線検出装置を示す拡大断面図である。
【００５９】
実施形態１と重複する部分の説明は割愛する。閉塞部材の粒子をあらかじめ保護シート３００のホットメルトに混入させた例である。
【００６０】
図１１は、この形成方法を示した拡大断面図である。
【００６１】
保護シート３００にあらかじめ粒子を混入させているので、粒子をシンチレータ層に塗布する工程がなくこのまま熱圧着させて貼り合せることが可能である。
【００６２】
更に粒子として熱によって溶融しない無機材料を適用することができる。
【００６３】
［実施形態４］
図１２は、本発明の第４の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。
【００６４】
実施形態１と重複する部分の説明は割愛する。本実施形態は、実施形態１に対して、保護層をＣＶＤで形成するポリパラキシリレン層３０４にした例である。上部にはＡｌからなる反射層３０５、ポリパラキシリレン層３０６が形成されている。
【００６５】
このように、閉塞部材及びシンチレータ層に接する保護層３０４がドライプロセスにより形成されても隙間の中に浸入するのを防止することが可能である。図１３及び１４はＢ部の拡大図である。
【００６６】
［実施形態５］
図１５は、本発明の第５の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。図１６及び図１７は、図１５のＣ部の拡大図である。
【００６７】
実施形態１と重複する部分の説明は割愛する。
【００６８】
１１０はＦＯＰ、４０５はスチレンよりなる閉塞部材の粒子、３０７は発色させたポリパラキシリレン、３０８はポリパラキシリレン、３０９はＡｌ薄膜である。
【００６９】
［実施形態６］
図１８は、本発明の第６の実施形態としてのシンチレータパネルを示す断面図である。カーボン板等の支持基板１０５上に、反射層としてのＡｌ薄膜１０６、保護層１０４を形成する。
【００７０】
そして、保護層１０４上にシンチレータ層２００、閉塞部材４０１及び保護層３０１を第１の実施形態又は第３の実施形態と同様にして形成する。
【００７１】
このようにして得られたシンチレータパネルと図１に示したセンサパネル１００とを接着剤を用いて貼り合わせると放射線検出装置が得られる。
【００７２】
［実施形態７］
図１９は、本発明による放射線検出装置を放射線検出システムとして応用した例を示す図である。放射線検出装置は上記の各実施形態の放射線検出装置である。
【００７３】
図１９に示すように、放射線源となるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線画像を撮影する放射線検出装置６０４０に入射する。この入射したＸ線に患者６０６１の体内部の情報が含まれている。
【００７４】
Ｘ線の入射に対応して放射線検出装置６０４０のシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。
【００７５】
この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理されコントロールルームにある表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。
【００７６】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどに設置された表示手段となるディスプレイ６０８１に表示又は光ディスク等の記録手段に保存することができる。
【００７７】
これにより遠隔地の医師が診断することも可能である。
【００７８】
また、記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
【産業上の利用可能性】
【００７９】
本発明は、柱状結晶シンチレータ層を用いたシンチレータパネルに適用でき、また柱状結晶シンチレータを用いた放射線検出装置に適用できる。
【００８０】
また、ＤＲ、ＣＴなどの医療用Ｘ線診断装置等に応用することが可能であるが、非破壊検査等の用途に応用した場合にも有効である。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。
【図２】図１のＡ部拡大図である。
【図３】図１のＡ部拡大図である。
【図４】本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。
【図５】本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。
【図６】本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。
【図７】本発明の第１の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態としての放射線検出装置を示す拡大断面図である。
【図９】本発明の第２の実施形態としての放射線検出装置を示す拡大断面図である。
【図１０】本発明の第３の実施形態としての放射線検出装置を示す拡大断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態としての放射線検出装置の形成の過程を示した拡大断面図である。
【図１２】本発明の第４の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。
【図１３】図１２のＢ部拡大図である。
【図１４】図１２のＢ部拡大図である。
【図１５】本発明の第５の実施形態としての放射線検出装置を示す断面図である。
【図１６】図１５のＣ部拡大図である。
【図１７】図１５のＣ部拡大図である。
【図１８】本発明の第６の実施形態としてのシンチレータパネルを示す断面図である。
【図１９】本発明の第７の実施形態としての放射線検出システムを示す図である。
【符号の説明】
【００８２】
１００  光電変換パネル
１０１  ガラス基板
１０２  光電変換素子
１０３  ＴＦＴ素子
１０４  保護層
１１０  ファイバーオプティカルプレート
２００  柱状結晶のシンチレータ層
３００  保護シート
３０１  ホットメルト
３０２  Ａｌ
３０３  ＰＥＴ
３０４  ポリパラキシリレン
３０５  Ａｌ薄膜
３０６  ポリパラキシリレン
３０７  発色させたポリパラキシリレン
４０１  閉塞部材の粒子
４０２  閉塞部材の粒子
４０３  熱可塑性の樹脂
４０４  閉塞部材の粒子
４０５  閉塞部材の粒子
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
2008170374.tif 000014
【図１３】
2008170374.tif 000015
【図１４】
2008170374.tif 000016
【図１５】
2008170374.tif 000017
【図１６】
2008170374.tif 000018
【図１７】
2008170374.tif 000019
【図１８】
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【図１９】
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