(57)【要約】【課題】耐湿性に富んだシンチレータ層を有する放射線検出装置を得る。  【解決手段】基板１６と、基板上に形成された光電変換素子１７と、光電変換素子上に形成されたシンチレータ層１４とを有し、シンチレータ層は母材に不活剤を含有し、シンチレータ層の面方向の不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高い放射線検出装置。基板と、基板に形成されたシンチレータ層とを有し、シンチレータ層は母材に不活剤を含有し、シンチレータ層の面方向の不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高いシンチレータパネル。  【選択図】図１
2007232636.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、該基板に形成されたシンチレータ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母材に不活剤を含有し、
前記シンチレータ層の面方向の前記不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高いことを特徴とするシンチレータパネル。
【請求項２】
前記付活剤の濃度が、前記シンチレータ層の面内の中心部から周辺部へ等方的に増加し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】
前記付活剤の濃度が、シンチレータ層の面内の周辺部のみ増加し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４】
前記シンチレータ層は柱状結晶構造であることを特徴とする請求項１から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】
前記シンチレータ層の母材はヨウ化セシウムであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項６】
前記付活剤はタリウムであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載のシンチレータパネル。
【請求項７】
前記シンチレータ層の中心部のタリウムの濃度は、タリウムを添加したヨウ化セシウムに対して、０．５mol％以上１．５mol％以下であることを特徴とする請求項６に記載のシンチレータパネル。
【請求項８】
前記シンチレータ層の周辺部のタリウムの濃度は、タリウムを添加したヨウ化セシウムの濃度に対して、１.０mol％以上であり、前記シンチレータ層の中心部のタリウムの濃度より高いことを特徴とする請求項６又は７に記載のシンチレータパネル。
【請求項９】
基板上に光電変換素子が形成されたセンサパネルと、請求項１から８のいずれか１項に記載のシンチレータパネルと、を備え、前記光電変換素子上に前記シンチレータ層が配されるように前記センサパネルと前記シンチレータパネルが貼り合わされた放射線検出装置。
【請求項１０】
基板と、該基板上に形成された光電変換素子と、前記光電変換素子上に形成されたシンチレータ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母材に不活剤を含有し、
前記シンチレータ層の面方向の前記不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高いことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１１】
前記シンチレータ層は、前記光電変換素子上に蒸着によって形成させたことを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記付活剤の濃度が、前記シンチレータ層の面内の中心部から周辺部へ等方的に増加していることを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出装置。
【請求項１３】
前記付活剤の濃度が、シンチレータ層の面内の周辺部のみ増加していることを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出装置。
【請求項１４】
前記シンチレータ層は柱状結晶構造であることを特徴とする請求項１０から１３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１５】
前記シンチレータ層の母材はヨウ化セシウムであることを特徴とする請求項１０から１４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１６】
前記付活剤はタリウムであることを特徴とする請求項１０から１５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１７】
前記シンチレータ層の中心部のタリウムの濃度は、タリウムを添加したヨウ化セシウムに対して、０．５mol％以上１．５mol％以下であることを特徴とする請求項１６に記載の放射線検出装置。
【請求項１８】
前記シンチレータ層の周辺部のタリウムの濃度は、タリウムを添加したヨウ化セシウムに対して、１.０mol％以上であり、前記シンチレータ層の中央部のタリウム濃度より高いことを特徴とする請求項１６又は１７に記載の放射線検出装置。
【請求項１９】
請求項９から１８のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、
前記信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
前記放射線を発生させるための放射線源と、を具備することを特徴とする放射線検出システム。
【請求項２０】
真空容器内で、シンチレータ層を堆積させる基体に対向して、前記シンチレータ層の母材の蒸着ボートと付活剤の蒸着ボートとを配置させて蒸着を行うシンチレータ層の製造方法であって、
前記不活剤の蒸着ボートを、前記基体の周辺部に対向する位置に配置して蒸着を行うことを特徴とするシンチレータ層の製造方法。
【請求項２１】
母材に不活剤を含有し、層の面方向の前記不活剤の濃度が、中央部に比べて周辺部の方が高いシンチレータ層を用意し、
前記不活剤の濃度分布に伴う発光量分布を緩和するように、前記シンチレータ層面内で、前記シンチレータ層のアニール温度を分布させることを特徴とするシンチレータ層の製造方法。
【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、放射線検出装置、放射線検出システム及びシンチレータ層の堆積方法に関する。特に、医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられるＸ線撮影などに用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置、放射線検出システム及びシンチレータ層の堆積方法に関する。なお、本明細書においては、放射線の範疇に、Ｘ線、γ線、α線，β線等の粒子線も含むものとする。またシンチレータとは、入射するＸ線、γ線等の放射線を光電変換素子が感知可能な波長帯域の光に変換するものとする。
【背景技術】
【０００２】
従来、Ｘ線を光に変換するシンチレータ層を有する放射線増感紙と感光層を有する放射線フィルムからなる放射線検出装置が一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。
【０００３】
しかし、最近、シンチレータ層と光電変換素子からなる２次元光検出器とを有するデジタル放射線検出装置が開発されている。このデジタル放射線検出装置は、得られるデータがデジタルデータであるため画像処理が容易であり、ネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデータの共有化が図れる。また、画像デジタルデータを光磁気ディスク等に保存すればフィルムを保存する場合に比べ保存スペースを著しく減少でき、過去の画像の検索が容易にできる利点がある。また、デジタル放射線検出装置の開発が進むにつれて、高感度で高鮮鋭な特性を有するデジタル放射線検出装置も提案され、患者の被爆線量の低減が可能となってきた。
【０００４】
例えば、図１３に示すように、特許文献１においては、真空蒸着により作製され、結晶が柱状に成長するヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩ）からなるシンチレータ層と光検出器を直接又は保護膜を介して接合するデジタル放射線検出装置が開示されている。係る構成により、従来の粒子状結晶のシンチレータを集合させたシンチレータ層に比べ、感度と鮮鋭度を改善することができる。図１３において、２０１は基板上に光電変換素子が形成された光検出器、２０２は柱状結晶のシンチレータであるＣｓＩ層、２０３は有機膜からなる第１の防湿保護膜、２０４は光を反射するための無機膜である。また、２０５は有機膜からなる第２の防湿保護膜、２０６は有機膜の端面切断部のはがれを防止するための被覆樹脂、２０７は絶縁性のパッシベーション膜、２０８は光検出器からの電気信号を外部に取り出すためのパッド部である。
【０００５】
また、図１４に示すように、特許文献２においては、たとえば基台にＣｓＩを蒸着したシンチレータを、そのシンチレータのＣｓＩ面を不図示の光検出器に接着配置させる構成のデジタル放射線検出装置が開示されている。図１４において、２１１はアモルファスカーボンのようなＸ線を透過する基台、２１２は光を反射する無機膜、２１３はＣｓＩ、２１４は有機膜からなる防湿保護膜である。
【特許文献１】国際公開第９８／３６２９０号
【特許文献２】国際公開第９９／０６６３５０号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
シンチレータ層を形成するＣｓＩ等の柱状結晶は、外部の水分を吸収し、潮解するという特性を有しており、水分の浸入によって発光特性および鮮鋭度を損なうことになる。そのため、上記従来の放射線検出装置やシンチレータパネルでは、外部水分の浸入を防ぐための防湿保護膜を設けている。
【０００７】
しかしながら、さらに防湿効果を高めることが望まれており、特に高温高湿下などの厳しい環境下においては、防湿効果の向上が求められていた。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明のシンチレータパネルは、基板と、該基板に形成されたシンチレータ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母材に不活剤を含有し、
前記シンチレータ層の面方向の前記不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高いことを特徴とするものである。
本発明の放射線検出装置は、基板と、該基板上に形成された光電変換素子と、前記光電変換素子上に形成されたシンチレータ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母材に不活剤を含有し、
前記シンチレータ層の面方向の前記不活剤の濃度は、中央部に比べて周辺部の方が高いことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明のシンチレータ層の製造方法は、真空容器内で、シンチレータ層を堆積させる基体に対向して、前記シンチレータ層の母材の蒸着ボートと付活剤の蒸着ボートとを配置させて蒸着を行うシンチレータ層の製造方法であって、
前記不活剤の蒸着ボートを、前記基体の周辺部に対向する位置に配置して蒸着を行うことを特徴とするものである。
【００１０】
また本発明のシンチレータ層の製造方法は、母材に不活剤を含有し、層の面方向の前記不活剤の濃度が、中央部に比べて周辺部の方が高いシンチレータ層を用意し、
前記不活剤の濃度分布に伴う発光量分布を緩和するように、前記シンチレータ層面内で、前記シンチレータ層のアニール温度を分布させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明は、シンチレータ層に添加する付活剤の濃度を濃くすることにより水分の拡散がしにくくなるという特性を利用するもので、結果として潮解しにくいシンチレータ層とするものである。すなわち、シンチレータ層の周辺部に添加する付活剤の量を増やし、付活剤の濃度を高くすることにより、シンチレータ層周辺部位での水分の拡散を抑制し、それ以上内部への水分の浸入を遮断するものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シンチレータ層周辺部位での水分の拡散を抑制し、複数の防湿保護膜を配置することなく、充分な防湿機能を有する放射線検出装置を簡易な工程でかつ低コストで製造することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態について、図面に基づいて説明する。
【００１４】
［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態の放射線検出装置の断面図である。図１において、１１は電磁シールド層１２の支持体であるポリエチレンテレフタレート樹脂層、１２は電磁シールド体であるアルミニウム層で、光反射機能および防湿機能を有する。
【００１５】
１３は接着機能および防湿機能を有する熱可塑性樹脂層であるポリオレフィン系のホットメルト樹脂層、１４は柱状結晶のシンチレータ層、１５は絶縁層、１６はガラス基板である。また、１７はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された光電変換素子アレイである。
【００１６】
図１において、柱状結晶のシンチレータ層１４は母材がＣｓＩでなり、付活剤としてＴｌが添加されている。図１では、シンチレータ層１４に示すように、添加するＴｌの濃度の違いを白黒の濃淡の違いで示した。周辺部の黒い部分がＴｌの濃度が高いことを示し、Ｔｌの濃度が中心部から周辺部へかけて徐々に濃くなっているのがわかる。図２（ａ）、（ｂ）はＴｌ濃度の変化を上方から平面的に見た図で、ガラス基板１６上のシンチレータ層１４の中心から周辺部にかけてＴｌの濃度が略同心円状に等方的に変化していることがわかる。破線の外はＴｌ濃度が特に高くなっている周辺部を示し、図２（ａ）は四角形状のガラス基板の四隅が特にＴｌ濃度が高くなっている場合、図２（ｂ）はさらに内側までＴｌ濃度が高くなっている場合を示す。また周辺部の濃度は全て均一である必要はなく、必要に応じて周辺部の一部のＴｌ濃度をさらに大きくしてもよい。例えば図２（ｂ）の構成において、領域１４ａで光電変換素子アレイからの配線の引出しを行う場合、配線により絶縁層１５に凹凸が生じ、絶縁層１５と保護膜１３との間の界面から水分が浸入しやすい場合がある。その場合には、領域１４ａのＴｌ濃度を他の周辺部よりも高くして、耐湿性の向上を図ることができる。また、周辺部のうち、一部分だけの水分浸入が問題となる場合には、その部分のみ中心部よりＴｌの濃度を高くし、他の部分は中心部のＴｌの濃度と同じになるようにしてもよい。
【００１７】
シンチレータ層１４への水分の浸入はシンチレータ層１４の周囲から起こるものと考えられる。つまり、水分の浸入は防湿保護膜となるホットメルト樹脂層１３と、ホットメルト樹脂層１３が直接接している部材（絶縁層）との界面ではじまり、徐々に浸入し、シンチレータ層１４の外周部（周辺部）から中心部へ拡散していくものと考えられる。本実施形態では、Ｔｌ濃度を中央部よりも周辺部を高くすることで、シンチレータ層１４に水分が浸入した場合の周辺部の潮解を防ぎ、さらには中央部への拡散を抑制することができる。
【００１８】
次にＴｌ濃度の添加方法を示す。まず、ＣｓＩの特性から、より多くの発光量を得るためのＴｌ濃度は、Ｔｌが添加されたＣｓＩ濃度を１００[mol％]とすると
ＣｓＩ（Ｔｌ）：Ｔｌ＝１００：０.５〜２．０[mol％]
であることが実験で判明している。図３にＴｌ濃度と発光量（発光率）との関係をグラフで示す。図３の発光率は最大の発光量を１とした場合の発光量の割合を示している。図３から、Ｔｌ濃度が１〜１．５[mol％]近傍で発光量は最大となる。ただし、Ｔｌ濃度が高くなるほど鮮鋭度が低下することも知られているため、発光量だけでＴｌ濃度を決定することはできない。
【００１９】
また、防湿効果という観点から水分の拡散する抑制する効果的なＴｌ濃度は
ＣｓＩ（Ｔｌ）：Ｔｌ＝１００：１．０[mol％]以上
であることも実験から判明している。図４にＴｌ濃度とＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の変化率との関係を示す。実験は、２５℃５０％の環境に２４ｈ放置して、前後のＭＴＦの変化率を測定した。図４において、Ｔｌ濃度が高いほどＭＴＦの変化率は小さく、Ｔｌ濃度が０．７[mol％]以上であれば、潮解の影響は小さく、１．０[mol％]以上であれば、実質問題にはならない。さらに、Ｔｌ濃度が１．５[mol％]を超える濃度であれば、さらに厳しい環境においても十分な効果が得られる。防湿効果の指標としてＭＴＦを採用した理由を説明する。ＣｓＩ（Ｔｌ）の柱状結晶が水分を吸収し潮解すると、柱状結晶の発光する表面積の増加や、隣り合う結晶どうしが癒着しあい、面発光に近くなり、隣り合う結晶の光が重畳することになる。そのため、潮解範囲が広いほど、癒着範囲は広くなり、その範囲が広ければ広いほど、他の光が重畳しあうことになる。
【００２０】
従って、センサは、いくつもの光（情報）が重畳した光を検出するため、その検出信号を画像としてみたとき、ボケて見えることになる。すなわち、鮮鋭度であるＭＴＦが低下していることになる。ＭＴＦとは、鮮鋭度の指標である。まず、Ｘ線入射側にＸ線を遮断する鉛板（または、鉛板にスリット上の開口部を有する）を配置し、Ｘ線を曝射した際、Ｘ線を遮断する鉛部のセンサ出力をゼロ０、鉛のない部位でのセンサ出力を１とする。そして、鉛板の端部のセンサ出力がどのように変化しているかをそのセンサ出力をフーリエ変換し、空間周波数ごとにボケぐあいを数値したものがＭＴＦである。たとえば、２ｌｐ/ｍｍでＭＴＦが０．５ということは、１ｍｍあたり情報１と０が２ペア存在する場合に、その情報が１→０．５までボケていることを示し、ＭＴＦの数値が小さいほど１と０の判断ができにくくなる。
【００２１】
以上から、Ｔｌ濃度は、シンチレータ層の周辺部では好ましくは１．０[mol％]以上に設定し、より好ましくは１．５[mol％]を超える濃度に設定し、周辺部より内側の部位では発光量と鮮鋭度のバランスから０.５[mol％]以上１．５[mol％]以下が望ましい。
【００２２】
実際のシンチレータ層の蒸着方法を図５を用いて説明する。
【００２３】
図５にシンチレータ層を形成するＣｓＩ（Ｔｌ）を蒸着するための蒸着装置を示す。図６において、１６はシンチレータ層を蒸着する、光電変換素子アレイ１７が形成されているガラス基板、５０は蒸着装置の真空槽（真空容器）、５１はＴｌＩを配置した蒸発ボート、５２はＣｓＩを配置した蒸着ボートである。蒸着ボート５１はガラス基板１６の周辺部に対向するように配置されている。
【００２４】
付活剤の添加量が面内分布を持ち形成されたシンチレータ層は、例えば、以下の方法により作成される。シンチレータ層の蒸着工程において、図５に示すように基板ホルダー上に蒸着面を下向きに配置した基体となるガラス基板１６、蒸着用熱源上に例えばＣｓＩの多数の蒸着ボート５２とＴｌＩのボート５１を図５に示す位置に配置する。蒸着装置の真空槽（真空容器）５０を真空にした後、基板ホルダーの中心を軸として回転しながら蒸着源から各ボートを加熱することにより、ＣｓＩの多数のボートからはＣｓＩの蒸気が飛散し（多数の実線矢印で示す）蒸着面に付着する。一方、付活剤であるＴｌは、１個の蒸着源から供給し基板ホルダーの回転軸に対し離れた位置に配置されているため基板ホルダーの周辺部では多量に中心部では少量の付着分布が得られる。
【００２５】
このようにして得られたシンチレータを、アニール温度２００℃〜４００℃の熱を０．５〜５時間付与することで付活剤を活性化する工程をへて、放射線検出装置が作製できる。なお、アニール温度はガラス基板の光電変換素子の光電変換特性に影響を与えない温度に設定する。
【００２６】
本実施形態においては、上述したように、シンチレータ層の周辺部では１．５[mol％]以上に設定し、周辺部より内側の部位では発光量と鮮鋭度のバランスから０.５〜１．５[mol％]が望ましい。この場合、中央部の発光量が周辺部より大きい場合や、周辺部の発光量が中央部の発光量よりも大きい場合がありえる。つまり、付活剤の濃度をシンチレータ層内で変化させると、シンチレータ層の面内の発光量に分布が生じる。発光量の差が問題となるときは、発光量がアニール温度に依存することを利用して、発光量分布に合わせてアニール処理をすることにより発光量の差を軽減することができる。
【００２７】
図６はアニール温度の違いによる発光量の違いを示した図である。図６において、アニール温度Ｂはアニール温度Ａよりも約２０％高い設定である。すなわちアニール温度が高いほうが付活剤の活性化が高いことになり、発光量が増すことになる。ただし、活性化が充分になった時点で発光量の上昇はなくなるため、アニール温度にも自ずと上限はあることになる。例えば、中央部の発光量が周辺部の発光量よりも低い場合には、中心部近傍のアニール温度を高く設定することで、中心部の発光量を向上させることが可能であり、アニール環境において付加するアニール温度に分布をもたせることにより、シンチレータ層の面内発光量を均一にすることが可能である。中央部のアニール温度を高くするには、セラミックヒータ、ランプヒータ、金属板とシースヒータの組み合わせ等の熱源を基板の中央部に対向する位置に配置して（周辺部には配置しないで）加熱する。図１２はランプヒータ１８を用いてシンチレータ層を加熱した場合を示す図である。ランプヒータとしては、タングステンハロゲンランプ、キセノンアークランプ、グラファイトヒータ等を用いることができる。
【００２８】
柱状構造をなすシンチレータの材料としては、沃化セシウム、臭化セシウム等があげられる。
【００２９】
また、これらのシンチレータの付活剤としては、ナトリウム、タリウムがあげられる。
【００３０】
図１中の支持体１１の材質は、ポリエチレン系樹脂に限らず、アクリル樹脂、フェノール樹脂、塩化ビニル樹脂、ポリプロピレン樹脂、ポリカーボネート樹脂、セルロース樹脂などの樹脂を用いてもよい。
【００３１】
また、電磁シールド１２の材質は、アルミニウムに限らず、銀、銀合金、銅、金等の金属を用いてもよい。  
【００３２】
さらに、保護膜１３は熱可塑性樹脂であればよく、ポリオレフィン系樹脂に限らず、ポリエステル系、ポリウレタン系、エポキシ系などのホットメルト樹脂を用いることが好ましい。ホットメルト樹脂は、水や溶剤を含まない、室温で固体である１００％不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義される。（Ｔｈｏｍａｓ．Ｐ．Ｆｌａｎａｇａｎ，Ａｄｈｅｓｉｖｅ  Ａｇｅ，９，Ｎｏ３，２８（1966））。
【００３３】
したがって、ホットメルト樹脂は溶剤、水が含んでいないので、ハロゲン化アルカリからなるシンチレータを溶解しにくい。製造時にも、ホットメルト樹脂を用いたシンチレータ保護膜は、無溶剤でシンチレータ層の上に積層されるために、シンチレータを溶解しにくい。
【００３４】
ホットメルト樹脂は、温度が上昇すると溶融し被着対に接着し、樹脂温度が冷却されると固体になる。ホットメルト樹脂からなる接着性樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし、溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂層とは異なる。またエポキシ等に代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。
【００３５】
ホットメルト樹脂材料として、主にポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系、に分類できる。保護膜５として、防湿膜の機能が高い、シンチレータから発生する可視光線（３５０ｎｍ−７００ｎm）を透過する、ことが重要である。防湿機能を満たすホットメルト樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。特に吸湿率が低いポリオレフィン樹脂を用いることが好ましい。光透過性の高い樹脂として、ポリオレフィン系樹脂が好ましい。したがってシンチレータ保護層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が好ましい。
【００３６】
ホットメルト樹脂は、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ），エチレン−アクリル酸エステル共重合体（ＥＭＡ），エチレン−メタクリル酸共重合体（ＥＭＡＡ）及びエチレン−メタクリル酸エステル共重合体（ＥＭＭＡ）および、アイオノマー樹脂から選ばれる少なくとも１種を主成分として含有することが好ましい。
【００３７】
接着剤に添加する添加剤としては、例えば粘着付与剤や軟化剤が挙げられ、粘着付与剤としては例えばロジン，重合ロジン，水素添加ロジン，ロジンエステル等の天然樹脂及びその変成品，脂肪族化合物，脂環式化合物，芳香族，石油樹脂，テルペン樹脂，テルペン・フェノール樹脂，水素添加テルペン樹脂，クマロン樹脂などが挙げられ，又軟化剤としては、例えばプロセスオイル，パラフィンオイル，ヒマシ油，ポリブテン，低分子量ポリイソプレン等が挙げられる。
【００３８】
接着剤層に含まれる共重合体の重量平均分子量は約５，０００〜１，０００，０００で、エチレン−アクリル酸共重合体（ＥＡＡ）は、例えば下記構造式（Ｉ）で示される様に
―（ＣＨ２−ＣＨ２）ｎ―（ＣＨ２−ＣＨＣＯＯＨ）ｍ―
（但し、ｍ，ｎは正の整数）
ポリエチレンの構造中にランダムにカルボキシル基が含まれた構造を有するものである。また、エチレン−アクリル酸エステル共重合体は、例えば下記構造式（ＩＩ）に示される通りエチレンとアクリル酸エステルの共重合体であり、
―（ＣＨ２−ＣＨ２）ｎ―（ＣＨ２−ＣＨＣＯＯＲ）ｍ―
（但し、ｍ，ｎは正の整数、Ｒ：ＣＨ３  ，Ｃ２Ｈ５，Ｃ３Ｈ７）
で表されるものである。
【００３９】
又エチレン−メタクリル酸共重合体は、例えば下記構造式（ＩＩＩ）で示される様にポリエチレンの分子構造中にカルボキシル基がランダムに含まれる構造を有するもので、
―（ＣＨ２−ＣＨ２）ｎ―（ＣＨ２−ＣＣＨ３ＣＯＯＨ）ｍ―
（但し、ｍ，ｎは正の整数）
で表されるものである。
【００４０】
更にエチレン−メタクリル酸エステル共重合体は、例えば下記構造式（ＩＶ）で示される通りの構造を有するものである。
―（ＣＨ２−ＣＨ２）ｎ―（ＣＨ２−ＣＣＨ３ＣＯＯＲ）ｍ―
（但し、ｍ，ｎは正の整数、Ｒ：ＣＨ３，Ｃ２Ｈ５，Ｃ３Ｈ７）
そして、保護膜１３は上記５種類の共重合体の少なくとも１種を含有するものであり、又２種以上の混合物を含有させてもよい。そして又本発明に於いては、同種の共重合体の２つ以上の異なる共重合体、例えばエチレン−メタクリル酸メチル共重合体とエチレン−メタクリル酸エチル共重合体の混合物を接着剤層中に含有させても良い。
【００４１】
シンチレータ保護膜用のホットメルト樹脂の、溶融開始温度、溶融粘度、密着力は主に下記の３つの要素、即ち、
（１）ホットメルト樹脂に含まれる前記した各々の共重合体における酢酸ビニル、アクリル酸、アクリル酸エステル、メタクリル酸、メタクリル酸エステルの含有量
（２）ホットメルト樹脂中の前記共重合体の含有量
（３）ホットメルト樹脂中の添加剤
を単独で或いは２つ以上の組合せで適宜変化させることによって制御することができる。
【００４２】
人体用放射線撮像素子のシンチレータ保護膜として用いるホットメルト樹脂としては、消毒用のアルコールが飛散してもシンチレータ保護層の機能が損なわれないことが好ましい。
【００４３】
エチルアルコールに不溶または微溶のホットメルト樹脂は、前記ホットメルト樹脂中の密着付与材等の添加剤の含有量が２０％以下が好ましい。特に１０％以下が好ましい。
【００４４】
次に、フォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された光電変換素子アレイについて、図１０の等価回路図を用いて説明する。図１０においては光電変換素子３０１、転送用スイッチ素子３０２及びリセット用スイッチ素子３０３は二次元状に配される。まず、バイアス配線３０４から光電変換素子１０１の一方の電極にバイアスを与える。この状態で、被検体に向けて曝射されたＸ線は、被検体により減衰を受けて透過し、光電変換素子３０１上のシンチレータで可視光等の光に変換され、この光が光電変換素子３０１に入射して電荷に変換される。この電荷は、駆動装置３１０からゲート配線３０５に印加されるゲート駆動パルスにより転送用スイッチ素子３０２を導通状態にすることにより信号配線３０６に転送され、読み出し装置３０９により外部に読み出される。その後、駆動装置３１０からゲート配線３０７にゲート駆動パルスを印加し、リセット用スイッチ素子３０３を導通状態にする。この間にリセット配線３０８に光電変換素子をリセットするためのバイアスを印加し、光電変換素子３０１で発生し転送しきれなかった残留電荷が除去される。
【００４５】
以上の動作を繰り返すことにより、１画像の画像信号が得られ、更に繰り返し１画像の画像信号を取得することにより画像が得られる。なお、図１０には３×３画素を示しているが、実際にはそれ以上の画素、例えば２０００×２０００画素が絶縁性基板上に配置され、放射線検出装置を構成する。また、リセット用スイッチ素子は必ずしも設けなくともよい。
【００４６】
本実施形態では、光電変換素子アレイとしては、ガラス基板上にＴＦＴと光電変換素子を同一面上に並ぶように形成されたものを用いている。しかし、ガラス基板上にＴＦＴ等のスイッチ素子を形成し、その上に絶縁層を介して光電変換素子を形成した構成のものも用いることができる。かかる構成の光電変換素子アレイにおいても二つの種類の構成のものがある。１つは、ＴＦＴ上には光電変換素子の光電変換層（半導体層）を積層させず、レーザ光を用いてＴＦＴ等に生じた欠陥箇所をリペア可能とする構成である。もう１つは、ＴＦＴ上にも光電変換素子の光電変換層（半導体層）を積層させて開口率を向上させた構成である。
【００４７】
本実施形態では、ホットメルト樹脂による防湿保護層単独でも防湿効果は得られるが、さらなる信頼性を向上させる目的で、シンチレータ層の周辺のＴｌ濃度を高めることにより、シンチレータ層自体に耐湿機能を持たせることが可能となった。
【００４８】
このことにより、シンチレータ層を保護する機構を追加する必要が無いため、工程、材料の削減が可能になり、低コストでより信頼性の高い放射線検出装置を達成することが可能となった。
【００４９】
なお、本実施形態では、シンチレータ層の防湿保護層として熱可塑性樹脂層を示したが、防湿効果および接着機能を有する材質であれば熱可塑性樹脂に限るものではない。たとえば、粘着材でもよい。
【００５０】
以上説明した例では、図１に示すように、中心から周辺部にかけてＴｌの濃度が略同心円状に等方的に変化している例について説明した。本実施形態はこのような濃度分布のものに限定されず、図７に示すように、シンチレータ層内の周辺端部のみにＴｌＩの濃度の高い領域２１ａを設けてもよい。図７は放射線検出装置の断面図で、図７において、シンチレータ層２１の周辺端部の黒色領域２１ａのみＴｌ濃度を高くしてある。この場合、同心円内ではＴｌ濃度が均一で、同心円外でＴｌ濃度が高くなるようにしてもよい。また、濃度の制御は同心円の形状に限定されず、周辺部を額縁状とし、額縁部内ではＴｌ濃度が均一で、額縁部ではＴｌ濃度を高くしてもよい。
【００５１】
周辺部以外をＴｌ濃度が均一となるようにすることで、発光量、鮮鋭度等特性も均一になる。つまり、図７に示すような例では、シンチレータ自体の防湿効果を確保しながら、周辺端部以外の特性を均一にすることができる。
【００５２】
［第２の実施形態］
図８は本発明の第２の実施形態の放射線検出装置を示す断面図である。本実施形態では、シンチレータパネルとセンサパネルとを接着剤を介して貼り合わせて放射線検出装置を構成するものである。
【００５３】
シンチレータパネルは、アモルファスカーボンのようなＸ線を透過する基台にシンチレータ層を蒸着して作製される。センサパネルは図１の、光電変換素子アレイ１７が形成されたガラス基板１６上に絶縁層１５が形成されたものが用いられる。シンチレータパネルの基台と反対側の面を、光電変換素子が形成されたセンサパネルと接着剤を用いて、接着配置させて、放射線検出装置が作製される。
【００５４】
図８において、３１はアモルファスカーボン基台、３２は絶縁層、３３は光を反射するＡｌ層、３４は絶縁層、３５はＣｓＩとＴｌＩからなるシンチレータ層である。また、３６は防湿保護層である熱可塑性樹脂、３７は光を透過するポリエチレンテレフタレート樹脂層である。
【００５５】
Ｔｌの濃度分布および添加方法は、図１から図６を用いて説明した第１実施形態と同様なので説明を省略する。
【００５６】
本実施形態においても第１の実施形態と同等の効果が得られることは言うまでもない。また、本実施形態ではシンチレータパネル単独でその特性を確認することが可能となる。シンチレータパネルやセンサパネルに欠陥があっても、貼り合わせ前に選別できるので、放射線検出装置としての歩留まりも向上させることができる。
【００５７】
図９に本実施形態の他の構成例を示す。図９の構成例は、シンチレータパネルとして図７に示した構成を用いたものである。すなわち、Ｔｌ濃度をシンチレータ層４１の周辺端部４１ａのみ高くしたものである。第１の実施形態において図７を用いて説明したのと同様の効果が得られることは言うまでもない。  
【００５８】
（応用例）
図１１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。
【００５９】
図１１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は患者あるいは被験者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。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。この情報はディ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。
【００６０】
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に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができる。これにより遠隔地の医師が診断することも可能である。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】
【００６１】
本発明は、医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられるＸ線撮影などに用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置、放射線検出システム及びシンチレータ層の堆積方法に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の第１の実施形態の放射線検出装置の断面図である。
【図２】上記第１の実施形態の放射線検出装置のシンチレータ層を示した平面図である。
【図３】Ｔｌ濃度と発光率の関係を示した特性図である。
【図４】Ｔｌ濃度とＭＴＦ変化率との関係を示した特性図である。
【図５】シンチレータ層を蒸着する蒸着装置を模式的に示した図である。
【図６】Ｔｌ濃度と発光率との特性の、温度依存性を示した特性図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の放射線検出装置の他の構成例を示す断面図である。
【図８】本発明の第２の実施形態の放射線検出装置を示す断面図である。
【図９】図９に上記第２の実施形態の他の構成例を示す断面図である。
【図１０】本発明の第１の実施形態の光電変換素子アレイの等価回路図である。
【図１１】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。
【図１２】ランプヒータを用いてシンチレータ層を加熱した場合を示す図である。
【図１３】従来例の放射線検出装置を模式的に示す断面図である。
【図１４】従来例の放射線検出装置を模式的に示した断面図である。
【符号の説明】
【００６３】
１１  基材
１２、３３  反射層
１３  熱可塑性樹脂
１４、３５  シンチレータ層
１５、３２、３４  絶縁層
１６  ガラス基板
３１  基台
１７  光電変換素子アレイ
【図５】
2007232636.tif 000003
【図８】
2007232636.tif 000004
【図１】
2007232636.tif 000005
【図２】
2007232636.tif 000006
【図３】
2007232636.tif 000007
【図４】
2007232636.tif 000008
【図６】
2007232636.tif 000009
【図７】
2007232636.tif 000010
【図９】
2007232636.tif 000011
【図１０】
2007232636.tif 000012
【図１１】
2007232636.tif 000013
【図１２】
2007232636.tif 000014
【図１３】
2007232636.tif 000015
【図１４】
2007232636.tif 000016