(57)【要約】【課題】Ｘ線透過率が高く、耐熱性に優れ、基材上に蛍光体層を形成してシンチレータを作成する際、その基材端部を固定・支持した状態でもたわまない曲げ強度を持つと共に、シンチレータをセンサーパネルに貼り合せる際、気泡抜けが良いように、たわませられる曲げ強度を有する基材を低コストで提供する。【解決手段】シンチレータは、基材と、基材上に形成され且つ基材を介して入射される放射線を吸収してその線量に応じた光強度の光信号を発光する蛍光体層とを含む。基材は、蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有する一方向ＣＦＲＰ１２０から構成される。この一方向ＣＦＲＰ１２０は、母材１２０ａ中に複合化される多数の炭素繊維１２０ｂ〜１２０ｂの方向を一方向に揃えて構成される。【選択図】　図１
2004095820.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、該基材上に形成され、且つ、入射される放射線を光信号に変換する蛍光体層とを含むシンチレータにおいて、
該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有することを特徴とするシンチレータ。
【請求項２】
該蛍光体層は、蒸着により該基材上に形成されるものであることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項３】
該基材は、母材と、該母材中に含まれる炭素繊維とを有するＣＦＲＰ　（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化樹脂）から構成されることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項４】
該ＣＦＲＰは、該炭素繊維の方向を一方向に揃えて構成された一方向ＣＦＲＰであることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項５】
該ＣＦＲＰは、該炭素繊維の方向を一方向に揃えて構成された一方向ＣＦＲＰを複数層、重ね合わせて構成されることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項６】
該ＣＦＲＰは、２種類の径の異なる該炭素繊維を互いに直交する方向に揃えて構成されることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項７】
該ＣＦＲＰは、該炭素繊維を互いに直交する方向に揃え且つその密度を変えて構成されることを特徴とする請求項１記載のシンチレータ。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載のシンチレータと、
該シンチレータの該発光体層により変換される光信号を電気信号に変換して検出する光電変換素子を有するセンサーパネルとを備えたことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項９】
基材ホルダーにより保持された基材上に蛍光体層を形成してシンチレータを作成する工程と、
該シンチレータを、光電変換素子を有するセンサーパネル上に貼り合わせる工程とを有する放射線撮像装置の製造方法において、
該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有し、
該シンチレータを作成する工程は、該基材ホルダーにより該異方性の曲げ強度の内の該曲げ強度の大きい方向に該基材を保持した状態で実施するものであり、該シンチレータを該センサーパネル上に貼り合わせる工程は、該異方性の曲げ強度の内の該曲げ強度の小さい方向に該基材と共に該シンチレータをたわませながら実施するものであることを特徴とする放射線撮像装置の製造方法。
【請求項１０】
放射線を発生する放射線源と、
該放射線源からの放射線を撮像対象を介して検出する放射線撮像装置と、
該放射線撮像装置で検出された光信号に応じた電気信号に基づいて該撮像対象の画像を生成する処理手段と、
該処理手段により生成された画像を表示する表示手段と、
を備えた放射線撮像システムであって、
該放射線撮像装置は、
基材と、該基材上に形成され、且つ、入射される放射線を光信号に変換する蛍光体層とを含むシンチレータと、該シンチレータの該発光体層により変換された光信号を電気信号に変換して検出する光電変換素子を有するセンサーパネルとを備え、
該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有することを特徴とする放射線撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シンチレータ、放射線撮像装置、その製造方法、及び放射線撮像システムにかかり、特に、少なくとも基材／蛍光体層の構造を有するシンチレータ及びその基材に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近年、医療機業界のデジタル化が加速しており、一般によく知られているレントゲン撮影方式も、コンベンショナルなフィルムスクリーン方式からＸ線デジタルラジオグラフィー方式へのパラダイムシフトが急速に進んでいる。
【０００３】
図１３は、近年開発されたＸ線デジタルラジオグラフィー方式の放射線撮像装置の断面図である。
【０００４】
図１３に示す従来例の放射線撮像装置は、Ｘ線を入射しその入射Ｘ線の線量に応じて発光する蛍光体層１０５を有するシンチレータ１０７と、このシンチレータ１０７から発光された光信号をその光強度に対応する電気信号に変換して検出する光電変換素子部１１１を有するセンサーパネル１１６とを備え、両者１０７、１１６を透明な接着剤からなる接着層１１７を介して互いに貼り合わせた構造を有する。
【０００５】
この内、センサーパネル１１６は、ガラス基板１１０上にアモルファスシリコンを用いたフォトセンサ及びＴＦＴ（Ｔｈｉｎ　Ｆｉｌｍ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：薄膜トランジスタ）からなる光電変換素子部１１１、配線部１１２、及び電極取り出し部１１４が形成され、その光電変換素子部１１１及び配線部１１２上に窒化シリコン等からなる第一の保護層１１３及びポリイミド等からなる第二の保護層１１５が順次積層された構造となっている。
【０００６】
また、シンチレータ１０７は、アモルファスカーボンからなる基材１０１上にポリイミド樹脂等よりなる絶縁層１０２、Ａｌ薄膜からなる反射層１０３、及びポリイミド樹脂等よりなる反射層保護膜１０４が積層され、その反射層保護膜１０４上に柱状の蛍光体からなる蛍光体層１０５が形成され、これらの周囲が有機樹脂等からなる保護層１０６で覆われる構造となっている。
【０００７】
上記センサーパネル１１６とシンチレータ１０７とは、光電変換素子部１１１と蛍光体層１０５とが第二の保護層１１５及び保護層１０６を介して互いに対向する状態で、接着層１１７を介して互いに貼り合わされ、これにより、センサーパネル１１６とシンチレータ１０７からなる放射線撮像装置が得られる（図１３中の符号１１８は封止部を示す）。
【０００８】
図１３に示すように、放射線撮像装置のセンサーパネル１１６とシンチレータ１０７とを接着層１１７を介して貼り合わせる構造は、センサーパネル１１６の素子構成やシンチレータ１０７の蛍光体材料の制約を受けることなく、さまざまなものを用途に応じて組み合わせることを可能としている。そのため、この構造は、センサーパネル１１６へのシンチレータ１０７の形成手段として、現在主流になっている。
【０００９】
上記放射線撮像装置によれば、シンチレータ１０７の基材１０１に入射したＸ線がその反射層１０３等を順次透過して蛍光体層１０５に入射及び吸収され、これにより可視光等の光信号が発光される。この光信号は、二次元状に配置された光電変換素子部１１２のフォトセンサにて電気信号に変換され、ＴＦＴにてスイッチングされ、配線部１１２を通して読み出される。これにより、この放射線撮像装置では、入射されるＸ線の情報を二次元のデジタル画像に変換可能となっている。
【００１０】
ここで、図１３に示すシンチレータ１０７の内、Ｘ線から可視光へ変換する蛍光体層１０５を構成する材料として、現在主に使われているのが、高輝度・高解像度の特性を示すＣｓＩ：Ｔｌ（ヨウ化セシウム：タリウム）である。このＣｓＩ：Ｔｌからなる蛍光体層１０５は、一般的に、その基材１０１上にＣｓＩ（ヨウ化セシウム）とＴｌＩ（ヨウ化タリウム）を真空蒸着させることにより形成される。このＣｓＩとＴｌＩの真空蒸着時の断面図を図１４に示す。
【００１１】
図１４に示すように、基材ホルダー５０１及び蒸着源５０２を備えた真空蒸着装置によるＣｓＩとＴｌＩの真空蒸着では、基材ホルダー５０１により基材５０３（図１３中の例では基材１０１に相当する）をその両側面から保持して固定し、その状態で上下方向の向きを反転させて逆さまの状態（すなわち、基材ホルダー５０１が上側、基材５０３が下側に配置される状態）にする。この状態で、基材ホルダー５０１に保持・固定された基材５０３上の蛍光体層を形成すべき側の面（以下、「蛍光体形成面」）５０３ａ上に向けて、蒸着源５０２によりＣｓＩとＴｌＩを蒸発、飛散させることにより、ＣｓＩ：Ｔｌからなる蛍光体層が基材５０３上に形成される（図１４中の矢印Ｃ１は、ＣｓＩとＴｌＩの飛散方向を示す）。
【００１２】
上記ＣｓＩ：Ｔｌ蒸着では、基材ホルダー５０１を逆さま状態にしたとき、その基材ホルダー５０１に保持・固定された基材５０３自体がたわんで、その基材５０３の蛍光体形成面が平面ではなく全体的に湾曲してしまうと、蒸着が均一に行われない。このため、基材５０３には、その端部を固定・支持して逆さま状態にした際、たわまないだけの曲げ強度が必要とされている。
【００１３】
上記のほか、基材５０３には、高いＸ線透過率も要求されている。これは、基材５０３のＸ線透過率が低いと、蛍光体層に届くＸ線量が減少してしまうためである。
【００１４】
さらに、基材５０３には、少なくとも２００℃以上の温度に対する耐熱性も要求されている。これは、ＣｓＩ：Ｔｌ形成後、Ｔｌの活性化を行うため、２００〜２４０℃の温度でアニールを行うためである。
【００１５】
以上の３つの条件、すなわち曲げ強度、Ｘ線透過率、及び耐熱性を満たす基材５０３の材料として、現在のところ、ａ−Ｃ（アモルファス・カーボン）が一般的に用いられている。
【００１６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来例の放射線撮像装置のシンチレータ用の基材として、ａ−Ｃを用いた場合には、以下のような問題があった。
【００１７】
すなわち、ａ−Ｃは、一般に非常に高価な材料であるため、これを基材として用いたシンチレータ及び放射線撮像装置も非常に高価なものとなる。このため、基材に関しては、コストダウンが可能なものが求められている。
【００１８】
また、基材５０３の曲げ強度に関して、上記条件に加え、以下に説明するように、シンチレータ１０７のセンサーパネル１１６への形成時の特性を考慮に入れる必要がある。
【００１９】
図１５は、センサーパネル１１６へのシンチレータ１０７の形成方法を説明するものである。
【００２０】
この方法では、センサーパネル１１６上に接着剤１１７を塗り、その接着剤１１７上にシンチレータ１０７を重ね合せ、そのシンチレータ１０７上にローラー３０１をセットする。次いで、このローラー３０１をその軸方向ＡＸを中心に回転させながら、シンチレータ１０７上を所定方向Ｍ１（図１５中の矢印参照）に移動させ、その移動位置Ｐ１で順次加圧し、シンチレータ１０７及びセンサーパネル１１６間の接着剤１１７をしごきながら、両者１０７、１１６を貼り合せる。その際、接着剤１１７中に気泡が混入すると、蛍光体層１０５にて発光した光がその気泡部分で散乱してしまうため、接着剤１１７中に気泡を残してはならない。
【００２１】
この場合、センサーパネル１１６上にシンチレータ１０７を貼り合わせる際、図１５に示すように、ローラー３０１の移動位置Ｐ１に合わせて、センサーパネル１１６に対しシンチレータ１０７をたわませて（図１５中の白抜き矢印Ｍ２参照）、その両者１１６、１０７間の角度を付けた状態で、貼り合わせると、接着剤１１７中の気泡は抜けやすい。
【００２２】
しかし、シンチレータ１０７の基材として、現在一般的に用いられている上記ａ−Ｃの場合には、その曲げ強度が強いため、シンチレータ１０７はたわまず、従って接着剤１１７中の気泡を完全に抜くことができない。そこで、シンチレータ１０７とセンサーパネル１１６を接着剤１１７により貼り合せる際は、その接着剤１１７中の気泡抜けを良くするため、シンチレータ１０７をたわませることのできる基材が必要となる。
【００２３】
本発明は、このような従来の事情を背景になされたもので、少なくとも基材／蛍光体層の構造を有するシンチレータ、放射線撮像装置、及びその製造方法において、Ｘ線透過率が高く、耐熱性に優れ、基材上に蛍光体層を形成してシンチレータを作成する際、その基材端部を固定・支持した状態でもたわまない曲げ強度を持つと共に、シンチレータをセンサーパネルに貼り合せる際、気泡抜けが良いように、たわませられる曲げ強度を有する基材を低コストで提供することを目的とする。
【００２４】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、少なくとも基材／蛍光体層の構造を有するシンチレータにおいて、方向により曲げ強度が異なる、いわゆる「異方性の曲げ強度」を持つ基材に着目し完成されたものである。
【００２５】
「異方性の曲げ強度」を持つ基材とは、例えば、図１１（ａ）及び（ｂ）に示すように、基材７０３に対しその蛍光体形成面７０３ａが凹凸に変形するように力を加わえたときの曲げ強度が、その蛍光体形成面７０３ａのＸ方向７０１とＹ方向７０２とで異なる基材７０３である。この基材７０３の曲げ強度は、標準化された試験法のＡＳＴＭ　Ｄ　７９０（Ａｍｅｒｉｃａｎ　Ｓｏｃｉｅｔｙ　ｆｏｒ　Ｔｅｓｔｉｎｇ　ａｎｄ　Ｍａｔｅｒｉａｌｓ−Ｔｅｓｔ　ｆｏｒ　Ｆｌｅｘｕｒａｌ　Ｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓ　ｏｆ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ（プラスチックの曲げ強度試験））に準拠して測定されるものである。
【００２６】
このように異方性の曲げ強度をもつ基板を蛍光体用の基材に使用することにより、蛍光体層となるＣｓＩ：Ｔｌの蒸着の際には、基材をその曲げ強度の強い方向から、たわみなく支持して、ＣｓＩ：Ｔｌを均一に形成できると共に、シンチレータのセンサーパネルへの貼り合せ時には、基材をその曲げ強度の弱い方向から、たわませながら貼り付けることができるため、接着層中に気泡が混入して残るといった事態を回避できる。また、蛍光体層の基材としてＣＦＲＰを使用すれば、従来のａ−Ｃと同等のＸ線透過性、耐熱性を持たせるほか、従来のａ−Ｃよりも、低コストで提供できる。
【００２７】
さらに、方向により曲げ強度が異なる基材を利用すると、工程に応じて使い分けることができ、次の効果も期待できる。すなわち、基材を保管する際は、曲げ強度の強い側の二辺を支持すると、たわみなく保管できる。また、基板洗浄時や膜の形成では、支持面積を小さくすることができ、洗浄面積及び膜の形成面積を広くできる。
【００２８】
本発明は、このような着想をもとに完成されたものである。
【００２９】
すなわち、本発明に係るシンチレータは、基材と、該基材上に形成され、且つ、入射される放射線を光信号に変換する蛍光体層とを含むシンチレータにおいて、該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有することを特徴とする。ここで用いる放射線には、Ｘ線のほか、α線、β線、γ線なども含まれる。
【００３０】
該蛍光体層は、例えば、蒸着により該基材上に形成されるものである。
【００３１】
該基材は、例えば、母材と、該母材中に含まれる炭素繊維とを有するＣＦＲＰ　（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化樹脂）から構成される。なお、該基材の種類は、炭素繊維を用いたＣＦＲＰに限定されるものではなく、例えばその他のＦＲＰ（繊維強化樹脂）でも適用可能で、この場合の繊維の一例として、例えばボロン繊維等を例示できる。
【００３２】
該ＣＦＲＰは、例えば、該炭素繊維の方向を一方向に揃えて構成された一方向ＣＦＲＰである。
【００３３】
該ＣＦＲＰは、例えば、該炭素繊維の方向を一方向に揃えて構成された一方向ＣＦＲＰを複数層、重ね合わせて構成される。
【００３４】
該ＣＦＲＰは、例えば、２種類の径の異なる該炭素繊維を互いに直交する方向に揃えて構成される。
【００３５】
該ＣＦＲＰは、例えば、該炭素繊維を互いに直交する方向に揃え且つその密度を変えて構成されることを特徴とする。
【００３６】
本発明に係る放射線撮像装置は、上記の内のいずれかのシンチレータと、該シンチレータの該発光体層により変換される光信号を電気信号に変換して検出する光電変換素子を有するセンサーパネルとを備えたことを特徴とする。
【００３７】
本発明に係る放射線撮像装置の製造方法は、基材ホルダーにより保持された基材上に蛍光体層を形成してシンチレータを作成する工程と、該シンチレータを、光電変換素子を有するセンサーパネル上に貼り合わせる工程とを有するもので、該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有し、該シンチレータを作成する工程は、該基材ホルダーにより該異方性の曲げ強度の内の該曲げ強度の大きい方向に該基材を保持した状態で実施するものであり、該シンチレータを該センサーパネル上に貼り合わせる工程は、該異方性の曲げ強度の内の該曲げ強度の小さい方向に該基材と共に該シンチレータをたわませながら実施するものであることを特徴とする。
【００３８】
本発明に係る放射線撮像システムは、放射線を発生する放射線源と、該放射線源からの放射線を撮像対象を介して検出する放射線撮像装置と、該放射線撮像装置により検出された光信号に応じた電気信号に基づいて該撮像対象の画像を生成する処理手段と、該処理手段により生成された画像を表示する表示手段と、を備えた構成であって、該放射線撮像装置は、基材と、該基材上に形成され、且つ、入射される放射線を光信号に変換する蛍光体層とを含むシンチレータと、該シンチレータの該発光体層により変換された光信号を電気信号に変換して検出する光電変換素子を有するセンサーパネルとを備え、該基材は、該蛍光体層が形成される側の面が凹凸に変形するように該基材に力を加えたときの曲げ強度が、異方性の曲げ強度を有することを特徴とする。
【００３９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のシンチレータ、放射線撮像装置、その製造方法、及び放射線撮像システムの実施の形態を添付図面を参照して説明する。
【００４０】
本実施形態は、例えばＸ線デジタルラジオグラフィー方式の放射線撮像装置で用いるシンチレータの基材として、Ｘ線透過率が高く、耐熱性に優れた特性に加え、実際に異方性の曲げ強度をもつ材料の一例であるＣＦＲＰ（Ｃａｒｂｏｎ　Ｆｉｂｅｒ　Ｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄ　Ｐｌａｓｔｉｃｓ：炭素繊維強化樹脂）を用いたものである。
【００４１】
このＣＦＲＰで用いる炭素繊維は、ポリアクリロニトリル（ＰＡＮ）やピッチ等の原料を不活性雰囲気中で１０００〜３０００℃の高熱により炭素化した繊維材料であるため、炭素繊維自体の耐熱性は高く、しかも炭素は原子量が６、比重も１．７〜１．９程度であるため、Ｘ線透過率も高いといった特徴をもつ。
【００４２】
この炭素繊維は、その材料単体での使用より、むしろＣＦＲＰ等の複合材料として一般には用いられている。
【００４３】
この炭素繊維を用いた複合材料の作成法の一例を説明すると、まず、炭素繊維を多数本、平行に引き揃えて、シート状や織物状の繊維構造体を形成する。その後、その繊維構造体を母材（マトリックス樹脂）中に含浸させ、プリプレグ（中間材料）を作成し、そのプリプレグに対しオートクレーブ処理（加熱加圧処理）を施し、複合材料を成形する。
【００４４】
このように得られる複合材料の１つであるＣＦＲＰは、その母材中に複合化される炭素繊維の方向によって、その曲げ強度を自在にコントロールできるといった特徴をもつ。この特徴を図８（ａ）及び（ｂ）に基づいて説明する。
【００４５】
図８（ａ）及び（ｂ）は、ＣＦＲＰの母材中の炭素繊維の方向によって、ＣＦＲＰの曲げ強度が変化する様子を模式的に説明するものである。
【００４６】
図８（ａ）は、ＣＦＲＰ６００に対しその母材６００ａ中の多数の炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向（炭素繊維方向）６０１に直交する方向に力を加えた場合のＣＦＲＰ６００の変形の様子を、また図８（ｂ）は、ＣＦＲＰ６００に対しその母材６００ａ中の多数の炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向（炭素繊維方向）６０２に力を加えた場合のＣＦＲＰ６００の変形の様子をそれぞれ示す。
【００４７】
これによれば、図８（ｂ）に示す炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向６０２に平行に力を加えた場合の方が、図８（ａ）に示す炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向６０１に直交する方向に力を加えた場合の方よりも、ＣＦＲＰ６００の曲げ強度が大きいため、ＣＦＲＰ６００の変形は小さい。従って、ＣＦＲＰ６００は、その曲げ強度が、炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向に平行な方向で大きく、炭素繊維６００ｂ…６００ｂの方向に直交する方向で小さく、従って方向によって異なる、異方性の曲げ強度を有している。
【００４８】
なお、本実施形態で用いるＣＦＲＰの厚さは、Ｘ線透過率の面から２ｍｍ以下、取り扱い（ハンドリング）の面から０．１ｍｍ以上が好ましい。
【００４９】
次に、上記異方性の曲げ強度をもつＣＦＲＰを用いて、シンチレータ及び放射線撮像装置を製造する工程を説明する。
【００５０】
図９は、上記ＣＦＲＰの曲げ強度の異方性を利用した、ＣＦＲＰ６０３上へのＣｓＩ：Ｔｌの蒸着工程を説明するものである。図９に示す蒸着源５０２及び基材ホルダー６０６を用いた蒸着時には、基材ホルダー６０６により、ＣＦＲＰ６０３をその曲げ強度が最も強い炭素繊維６０３ｂ…６０３ｂの方向６０４に沿って支持・固定することにより、ＣＦＲＰ６０３がたわまないように調整可能となる。
【００５１】
図１０は、上記ＣＦＲＰの曲げ強度の異方性を利用した、シンチレータ６０５のセンサーパネル１１６への貼り合せ工程を説明するものである。図１０に示すローラー３０１を用いた貼り合わせ時には、ローラー３０１の軸方向６０７とシンチレータ６０５のＣＦＲＰの炭素繊維方向６０４に合わせることにより、ＣＦＲＰを炭素繊維方向６０４に直交する方向にたわませながら貼り合わせることができ（図１０中の白抜き矢印Ｍ１１参照）、これにより、接着材中の気泡が抜けるように調整可能となる。
【００５２】
従って、本実施形態によれば、異方性の曲げ強度を持つ基材としてＣＦＲＰを用いたため、基材上へのＣｓＩ：Ｔｌ蒸着時には、基材のたわみがなく、均一に蒸着でき、かつ、シンチレータのセンサーパネルへの貼り合わせ時には、基材がたわみ、気泡が抜ける基材をより安価に提供できる。
【００５３】
以下、上記ＣＦＲＰを用いた実施例を順次説明する。
【００５４】
（実施例１）
図１〜図４は、実施例１に係るシンチレータ、放射線撮像装置、及びその製造方法を説明するものである。
【００５５】
実施例１では、放射線撮像装置のシンチレータ用の基材で用いるＣＦＲＰとして、一方向ＣＦＲＰを用いる。一方向ＣＦＲＰとは、複合化される炭素繊維の向きを一方向に揃えているＣＦＲＰのことである。
【００５６】
すなわち、図１に示すように、一方向ＣＦＲＰ１２０では、その母材１２０ａ中の炭素繊維１２０ｂ…１２０ｂの方向が、符号１２２で示す一方向に全て揃えられている。この一方向ＣＦＲＰ１２０の曲げ強度は、炭素繊維１２０ｂ…１２０ｂに平行な方向１２２で、１００ＭＰａと大きく、炭素繊維１２０ｂ…１２０ｂに直交する方向（直角方向）で、１０ＭＰａと小さい。
【００５７】
次に、上記一方向ＣＦＲＰ１２０を基材として用いたシンチレータ及び放射線撮像装置の製造方法を図２〜図４に基づいて説明する。
【００５８】
まず、図２に示すように、一方向ＣＦＲＰ１２０自体は、導電性を有するため、従来例のａ−Ｃを用いた工程と同様に、基材としての一方向ＣＦＲＰ１２０上に、絶縁層１０２としてのポリイミドを、また反射層１０３としてのＡｌを、さらに反射層保護層１０４としてのポリイミドを順次形成する。
【００５９】
次いで、一方向ＣＦＲＰ１２０の蛍光体形成面上に、絶縁層１０２、反射層１０３、及び反射層保護層１０４を介して、ＣｓＩ：Ｔｌを蒸着してその蛍光体層１０５を形成する。このとき、図２に示すように、基材ホルダー１２１により、一方向ＣＦＲＰ１２０を、その曲げ強度が１００Ｍｐａと強い炭素繊維方向１２２に沿って支持・固定する。
【００６０】
このように一方向ＣＦＲＰ１２０を用いると、真空蒸着時に基材ホルダー１２１に支持・固定されたＣＦＲＰ１２０は、その炭素繊維方向１２２に平行な強い曲げ強度により、たわまず、従ってＣｓＩ：Ｔｌを均一に蒸着することができる。この場合、基材ホルダー１２１にて、基材の２辺のみを固定するため、蒸着面積をより広くすることができるといった利点もある。
【００６１】
上記蒸着後、２００℃でアニールして保護層１０６を形成し、これにより、図３に示すように、シンチレータ１２３が完成する。
【００６２】
このシンチレータ１２３は、一方向ＣＦＲＰ１２０からなる基材上にポリイミド樹脂からなる絶縁層１０２、Ａｌ薄膜からなる反射層１０３、及びポリイミド樹脂からなる反射層保護膜１０４が順次積層され、その反射層保護膜１０４上に柱状の蛍光体からなる蛍光体層１０５が形成され、これら周囲全体を有機樹脂等からなる保護層１０６によって覆う構造を有する。
【００６３】
次いで、得られたシンチレータ１２３を、センサーパネル１１６上に貼り合わせる。
【００６４】
このセンサーパネル１１６は、図４に示すように、前述の従来例と同様に、ガラス基板１１０上にアモルファスシリコンを用いたフォトセンサ及びＴＦＴからなる光電変換素子部１１１、配線部１１２、及び電極取り出し部１１４が形成され、その光電変換素子部１１１及び配線部１１２上に窒化シリコン等からなる第一の保護層１１３及びポリイミド等からなる第二の保護層１１５が順次積層された構造をもつものである。
【００６５】
上記の貼り合せ時には、まず、センサーパネル１１６に接着剤１１７を塗布し、センサーパネル１１７に対しシンチレータ１２３を角度付け固定する。その際、前述したローラーの軸方向と、シンチレータ１２３の一方向ＣＦＲＰ１２０の炭素繊維方向とが互いに平行な状態になる様にセットし、そのシンチレータ１２３上からローラーで圧力をかけて、シンチレータ１２３をその一方向ＣＦＲＰ１２０の炭素繊維方向に直交する方向にたわませながら、接着剤をしごき貼り合せる。
【００６６】
これによれば、シンチレータ１２３をたわませながら貼り合せることができるため、接着剤中の気泡は押し流され、シンチレータ１２３とセンサーパネル１１６間に残ることはない。
【００６７】
上記の貼り合わせにより、図４に示すように、シンチレータ１２３及びセンサーパネル１１６からなる放射線撮像装置が得られる（図４中の符号１１８は封止部を示す）。
【００６８】
（実施例２）
実施例２では、上記実施形態のＣＦＲＰとして、実施例１と同様の一方向ＣＦＲＰの中間材料である一方向プリプレグを３層重ね合わせ、オートクレーブ処理を行なって作成されるものを用いている。このＣＦＲＰを図５に示す。
【００６９】
図５に示す実施例２のＣＦＲＰ２２０は、一方向ＣＦＲＰの中間材料である一方向プリプレグ、すなわち母材２１９ａ中に多数の炭素繊維２１９ｂ…２１９ｂが一方向に揃えて配置されたものを３層作成し、３層の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを互いに重ね合わせ、オートクレーブ処理を施したものである。
【００７０】
このＣＦＲＰ２２０では、３層の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃを重ね合わせる際、１層目の一方向プリプレグ２２０ａと３層目の一方向プリプレグ２２０ｃとは、互いの炭素繊維方向２２１、２２３が同一方向となる状態に、また２層目の一方向プリプレグ２２０ｂは、その炭素繊維方向２２２が、１層目及び３層目の両一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｃの炭素繊維方向２２１、２２３に対し直交する状態にそれぞれ配置される。
【００７１】
このＣＦＲＰ２２０では、３層の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｂ、２２０ｃの各層の厚さは全て同じであるため、１層目及び３層目の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｃの炭素繊維方向２２１、２２３で曲げ強度が強くなる。しかし、２層目の一方向プリプレグ２２０ｂには、１層目及び３層目の炭素繊維方向２２１、２２３に対し直角方向に炭素繊維２１９ｂ…２１９ｂが通っているため、実施例１の一方向ＣＦＲＰに比べ直角方向では曲げ強度が強くなる。
【００７２】
上記ＣＦＲＰ２２０を用いたシンチレータ及び放射線撮像装置の製造方法を説明すると、ＣＦＲＰ２２０を用いて基材を作成後、前述の実施例１と同様の工程で、その基材上への絶縁層のコーティングから、得られたシンチレータのセンサーパネル上への貼り合せまでを実施する。このとき、ＣｓＩ：Ｔｌ蒸着時には、ＣＦＲＰ２２０を、その曲げ強度の強い１層目及び３層目の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｃの炭素繊維方向２２１、２２３で支持し、貼り合せ時には、ＣＦＲＰ２２０の１層目及び３層目の一方向プリプレグ２２０ａ、２２０ｃの炭素繊維方向２２１、２２３とローラーの軸方向が平行になる状態で、そのＣＦＲＰ２２０を用いたシンチレータをセンサーパネル上に貼り合せる。
【００７３】
なお、実施例２では、一方向プリプレグが３層の例で、２層目の炭素繊維方向を１層目及び３層目の炭素繊維方向に直交するように変えた場合を説明してあるが、これと同様の１層目又は３層目の炭素繊維方向を変えるように構成してもよく、さらに一方向プリプレグを４層以上を重ね合わせて構成することも可能である。
【００７４】
（実施例３）
実施例３では、上記実施形態のＣＦＲＰとして、２種類の太さの異なる多数本の炭素繊維が互いに直交する状態で複合化されたものを用いている。このＣＦＲＰを図６に示す。
【００７５】
図６に示す実施例３のＣＦＲＰ２３０は、その母材２３０ａ中に２種類の太さの異なる炭素繊維、すなわち多数の太い炭素繊維２３０ｂ１…２３０ｂ１と、多数の細い炭素繊維２３０ｂ２…２３０ｂ２とを互いに直交する２方向に沿って複合化させたものである。一例として、太い炭素繊維２３０ｂ１の径は２０μｍ、細い炭素繊維２３０ｂ２の径は３μｍである。このＣＦＲＰ２３０によれば、太い炭素繊維２３０ｂ１の方向２２５は、細い炭素繊維２３０ｂ２の方向２２７に比べ、繊維方向の曲げ強度が強くなる。
【００７６】
上記ＣＦＲＰ２３０を用いたシンチレータ及び放射線撮像装置の製造方法を説明すると、ＣＦＲＰ２３０を用いて基材を作成後、前述の実施例１と同様の工程で、その基材上への絶縁層のコーティングから、得られたシンチレータのセンサーパネル上への貼り合せまでを実施する。このとき、ＣｓＩ：Ｔｌ蒸着の際は、太い炭素繊維２３０ｂ１の方向２２５でＣＦＲＰ２３０を支持し、貼り合せの際は、細い炭素繊維２３０ｂ２の方向とローラーの軸方向を平行にした状態で、ＣＦＲＰ２３０をたわませ、接着剤中の気泡を抜きながら、貼り合わせる。
【００７７】
なお、実施例３では、１層のＣＦＲＰ中に２種類の径の異なる炭素繊維を互いに直交する方向に揃えて配置する構成としてあるが、実施例２のようにＣＦＲＰを複数層で構成する場合、例えば１層目に径の大きい炭素繊維、２層目に径の小さい炭素繊維、３層目に径の大きい炭素繊維、以下同様の構成で各層毎に径の異なる炭素繊維を配置するようにしてもよい。
【００７８】
（実施例４）
実施例４は、上記実施形態のＣＦＲＰとして、互いに直交する二方向で炭素繊維の密度を変えて複合化させたものを用いている。このＣＦＲＰを図７に示す。
【００７９】
図７に示すＣＦＲＰ２３１では、その母材２３１ａ中に互いに直交する二方向に揃えて径の同じ多数の炭素繊維２３１ｂ…２３１ｂが複合化され、その炭素繊維２３１ｂ…２３１ｂの密度が二方向の一方（図７中の例では、横方向２２９）とその他方（図７中の例では、縦方向２２８）とで互いに異なるようにしている。
【００８０】
この場合、横方向２２９に向きを揃えた炭素繊維２３１ｂ…２３１ｂの密度と、縦方向２２８に向きを揃えた炭素繊維２３１ｂ…２３１ｂの密度との比は、例えば、１０：１である。
このため、ＣＦＲＰ２３１は、横方向２２９の方が縦方向２２８に比べ曲げ強度が強くなる。
なお、図７中の例では、両方向２２９、２２８の各々に向きを揃えて配置される炭素繊維２３１ｂ…２３１ｂの密度の違いをその配置間隔の違いとして模式的に表現している（すなわち、縦方向２２８に向きを揃えた炭素繊維の横方向２２９への配置間隔Ｄ１＞横方向２２９に向きを揃えた炭素繊維の縦方向２２８への配置間隔Ｄ２）。
【００８１】
上記ＣＦＲＰ２３１を用いたシンチレータ及び放射線撮像装置の製造方法を説明すると、ＣＦＲＰ２３１を用いて基材を作成後、前述の実施例１と同様の工程で、その基材上への絶縁層のコーティングから、得られたシンチレータのセンサーパネル上への貼り合せまでを実施する。このとき、ＣｓＩ：Ｔｌ蒸着の際は、ＣＦＲＰ２３１の曲げ強度の強い横方向２２９でそのＣＦＲＰ２３１の基板を支持し、センサーパネルへの貼り合わせの際は、ＣＦＲＰ２３１の曲げ強度の弱い縦方向２２８をローラーの軸方向を合わせ、たわませながら貼り合せる。
【００８２】
なお、実施例４では、１層のＣＦＲＰ中で互いに直交する横方向及び縦方向に炭素繊維の密度を変える構成としてあるが、実施例２のようにＣＦＲＰを複数層で構成する場合、例えば１層目は横方向に向きを揃えた炭素繊維（密度が大）のみ、２層目は縦方向に向きを揃えた炭素繊維（密度が小）のみ、３層目は横方向に向きを揃えた炭素繊維（密度が大）のみ、以下同様の構成で各層毎に横方向又は縦方向に向きを揃えた炭素繊維を配置するようにしてもよい。
【００８３】
（応用例）
次に、本実施形態の応用例を説明する。この応用例は、本実施形態のシンチレータ及び放射線撮像装置をＸ線デジタルラジオグラフィー方式のＸ線画像診断システムに適用したものである。この撮像システムの一例を図１２に示す。
【００８４】
図１２に示すＸ線画像診断システムは、医療施設の検査室内で被検体のＸ線撮影を行い、得られたＸ線画像を必要に応じて画像処理してディスプレイ上に表示したり、レーザプリンタからフィルムとして出力したりして、医師が被検体のＸ線像を読影、診断できるようにしたものである。このＸ線画像診断システムは、その一例として、検査室（Ｘ線ルーム及びコントロールルーム）及びドクタールーム等の各室にそれぞれ分かれて配置される複数の装置、機器、ユニット等から構成される。
【００８５】
この内、検査室のＸ線ルーム側には、被検体ＰＳを挟んで対向する位置にＸ線チューブ（放射線源）８０１及びイメージセンサ（放射線撮像装置）８０２がそれぞれ配置される。これにより、Ｘ線撮影時には、Ｘ線チューブ８０１にて発生されたＸ線８００が被検体ＰＳの撮影部位を透過し、イメージセンサ８０２に入射される。この入射Ｘ線は、イメージセンサ８０２にて、被検体ＰＳの撮影部位でのＸ線吸収係数を反映したＸ線透過像を成すニ次元のＸ線画像データとして検出される。
【００８６】
一方、検査室のコントロールルーム側には、Ｘ線チューブ８０１及びイメージセンサ８０２に接続されるイメージプロセッサ８０３と、この接続されたディスプレイ８０４とが配置される。これにより、Ｘ線撮影時には、イメージプロセッサ８０３にて、Ｘ線チューブ８０１に対する撮影条件等の各種制御のほか、イメージセンサ８０２にて検出されたＸ線画像データの各種画像処理が実行され、その処理画像等がディスプレイ８０４上に表示される。
【００８７】
また、ドクタールーム内には、検査室内のイメージプロセッサ８０３にＬＡＮ等のネットワーク８０５を介して接続されるフィルムプロセッサ８０６と、このフィルムプロセッサ８０６に接続される医師用ディスプレイ８０７とが配置される。これにより、上記Ｘ線撮影で得られたＸ線画像データ等がフィルムプロセッサ８０６を介してレーザプリンタからフィルム８０８として出力され、また医師用ディスプレイ８０７上に表示され、読影・診断に供せられる。
【００８８】
なお、本実施形態及び各実施例の基材を用いたシンチレータを有する放射線撮像装置は、上記Ｘ線画像診断システムで用いるイメージセンサ８０２に限らず、その他の放射線撮像システムで用いる放射線検出器等でも適用可能である。
【００８９】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、少なくとも基材／蛍光体層の構造を有するシンチレータ、放射線撮像装置、及びその製造方法において、Ｘ線透過率が高く、耐熱性に優れ、基材上に蛍光体層を形成してシンチレータを作成する際、その基材端部を固定・支持した状態でもたわまない曲げ強度を持つと共に、シンチレータをセンサーパネル上に貼り合せる際、気泡抜けが良いように、たわませられる曲げ強度を有する基材を低コストで提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施例１に係る放射線撮像装置のシンチレータ用の基材として用いる一方向ＣＦＲＰを示す斜視図。
【図２】実施例１の蒸着時の基材ホルダーに支持固定された一方向ＣＦＲＰを説明する断面図。
【図３】実施例１の一方向ＣＦＲＰと蛍光体層から構成されるシンチレータを示す断面図。
【図４】実施例１の一方向ＣＦＲＰと蛍光体層から構成されるシンチレータを備えた放射線撮像装置を示す断面図。
【図５】実施例２の３層の一方向プリプレグから構成されるＣＦＲＰを示す斜視図。
【図６】実施例３の２種類の径の異なる炭素繊維を配置したＣＦＲＰを示す斜視図。
【図７】実施例４の互いに直交する二方向に密度を変えて配置したＣＦＲＰを示す斜視図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、本実施形態に係る放射線撮像装置のシンチレータ用の基材として用いるＣＦＲＰの異方性の曲げ強度を説明する図。
【図９】実施形態の基材ホルダーに支持固定されたＣＦＲＰ上へのＣｓＩ：Ｔｌ蒸着を説明する断面図。
【図１０】実施形態のシンチレータのセンサーーパネルへの貼り合わせを説明する断面図。
【図１１】（ａ）及び（ｂ）は、異方性の曲げ強度を説明する斜視図。
【図１２】応用例のＸ線画像診断システムを示す全体構成図。
【図１３】従来例の放射線撮像装置の構造を示す断面図。
【図１４】従来例の基材ホルダーに支持固定された基材上へのＣｓＩ：Ｔｌ蒸着を説明する断面図。
【図１５】従来例のシンチレータのセンサーパネルへの貼り合わせを説明する断面図。
【符号の説明】
１０１　　基材（ａ−Ｃ（アモルファスカーボン））
１０２　　絶縁層（ポリイミド樹脂）
１０３　　反射層（アルミニウム）
１０４　　反射層保護膜（ポリイミド樹脂）
１０５　　蛍光体層（ＣｓＩ：Ｔｌ（ヨウ化セシウム：トリウム））
１０６　　保護層（パリレン）
１０７　　シンチレータ
１１０　　ガラス基板
１１１　　光電変換素子
１１２　　配線部
１１３　　第一の保護層（窒化シリコン等）
１１４　　電極取り出し部
１１５　　第二の保護層（ポリイミド等）
１１６　　センサーパネル
１１７　　接着層（接着剤、熱硬化型アクリル系樹脂）
１１８　　封止部
１２０　　一方向ＣＦＲＰ（実施例１）
１２０ａ　母材（実施例１）
１２０ｂ　炭素繊維（実施例１）
１２１　　基材ホルダー（実施例１）
１２２　　炭素繊維方向
１２３　　シンチレータ
２１９ａ　母材（実施例２）
２１９ｂ　炭素繊維（実施例２）
２２０　　ＣＦＲＰ（実施例２）
２２０ａ　１層目の一方向プリプレグ
２２０ｂ　２層目の一方向プリプレグ
２２０ｃ　３層目の一方向プリプレグ
２２１　　１層目の一方向プリプレグの炭素繊維方向
２２２　　２層目の一方向プリプレグの炭素繊維方向
２２３　　３層目の一方向プリプレグの炭素繊維方向
２２５　　径の大きい炭素繊維の方向
２２７　　径の小さい炭素繊維の方向
２２８　　炭素繊維の密度の小さい側の方向
２２９　　炭素繊維の密度の大きい側の方向
２３０　　ＣＦＲＰ（実施例３）
２３０ａ　母材（実施例２）
２３０ｂ１　　径の大きい炭素繊維
２３０ｂ２　　径の大きい炭素繊維
２３１　　ＣＦＲＰ（実施例４）
２３１ａ　母材（実施例２）
２３１ｂ　炭素繊維（実施例２）
３０１　　ローラー
５０１　　基材ホルダー
５０２　　蒸着源
５０３　　基材
６００　　ＣＦＲＰ
６００ａ　母材
６００ｂ　炭素繊維
６０１　　炭素繊維方向
６０２　　炭素繊維方向
６０３　　ＣＦＲＰ
６０３ａ　母材
６０３ｂ　炭素繊維
６０４　　炭素繊維方向
６０５　　シンチレータ
６０６　　基材ホルダー
６０７　　ローラー軸方向
７０１　　Ｘ方向
７０２　　Ｙ方向
７０３　　基材（本発明）
７０３ａ　蛍光体形成面
【図１】
2004095820.tif 000003
【図２】
2004095820.tif 000004
【図３】
2004095820.tif 000005
【図４】
2004095820.tif 000006
【図５】
2004095820.tif 000007
【図６】
2004095820.tif 000008
【図７】
2004095820.tif 000009
【図８】
2004095820.tif 000010
【図９】
2004095820.tif 000011
【図１０】
2004095820.tif 000012
【図１１】
2004095820.tif 000013
【図１２】
2004095820.tif 000014
【図１３】
2004095820.tif 000015
【図１４】
2004095820.tif 000016
【図１５】
2004095820.tif 000017