(57)【要約】【課題】隣接画素への放射線の入射を防止し、シンチレータ層において生じた光を効率的に検知する放射線検出装置を提供する。【解決手段】放射線検出装置は、基板の上に複数の画素が２次元状に配され、光を検知するセンサパネルと、前記センサパネルの上に配され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、を含む放射線検出装置であって、前記シンチレータ層における前記複数の画素のそれぞれの間の領域に埋設された部材を含み、前記部材は、前記部材の線減弱係数をμＸ、前記シンチレータ層を構成する材料の線減弱係数をμＳとしたときに、μＸ≧μＳの関係が成り立ち、且つ、前記放射線が入射したときに前記シンチレータ層よりも発光量が小さい材料を含み、その上面からその下面に向かって幅が小さくなる。【選択図】図１
2013140036.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に複数の画素が２次元状に配され、光を検知するセンサパネルと、
前記センサパネルの上に配され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、を含む放射線検出装置であって、
前記シンチレータ層における前記複数の画素のそれぞれの間の領域に埋設された部材を含み、
前記部材は、前記部材の線減弱係数をμＸ、前記シンチレータ層を構成する材料の線減弱係数をμＳとしたときに、μＸ≧μＳの関係が成り立ち、且つ、前記放射線が入射したときに前記シンチレータ層よりも発光量が小さい材料を含み、その上面からその下面に向かって幅が小さくなる、
ことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記複数の画素の配列のピッチをＰ、前記シンチレータ層の高さをＨＳ、前記部材の高さをＨＸ、前記部材の上面の幅をＷＸＵ、前記部材の下面の幅をＷＸＢとしたときに、
（ＨＳ／ＨＸ）≦（（ＷＸＵ−２×Ｐ）／（ＷＸＢ＋ＷＸＵ−２×Ｐ））の関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
【請求項３】
前記画素の間隔をＰ、前記部材の上面の幅をＷＸＵとしたときに、ＷＸＵ≦Ｐ／４の関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記シンチレータ層の上面において前記部材から距離Ｋだけ離れた点を原点とし、放射線の入射側を第１及び第２象限とし、その反対側を第３及び第４象限とするｘ‐ｙ座標において、
前記複数の画素の配列のピッチをＰ、前記シンチレータ層の高さをＨＳ、前記部材の高さをＨＸ、前記部材の上面の幅をＷＸＵ、前記部材の下面の幅をＷＸＢ、前記放射線が前記原点を通って前記第２象限から前記第４象限に入射するときの入射角をθｉとし、
ｘ＝（（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）／（２×μＳ×μＸ×ＨＸ×Ｋ×ｃｏｔθｉ））×ｓｉｎ２θｉ＋２×ＨＸ×Ｋ／（２×ＨＸ×ｔａｎθｉ−ＷＸＵ＋ＷＸＢ）、
ｙ＝−（（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）／（４×μＳ×μＸ×ＨＸ×Ｋ×ｃｏｔθｉ））×ｓｉｎ２θｉ−２×ＨＸ×Ｋ／（２×ＨＸ−（ＷＸＵ＋ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）としたときに、
前記部材は、ｙ≧−ＨＸの場合は、θｉを０から１８０°まで変化させたときに（ｘ、ｙ）により描かれる第１軌跡、及びｘ＝Ｋ＋ＷＸＵ／２において前記第１軌跡を折り返して得られる第２軌跡で囲まれる形状を有し、ｙ＜−ＨＸの場合は、前記第１軌跡及び前記第２軌跡に加え、さらに、ｙ＝−ＨＸで囲まれる形状を有する、
ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記部材の側面を覆うように配され、光を反射する光反射部を含み、
前記シンチレータ層の高さをＨＳ、前記部材の高さをＨＸ、前記光反射部の高さをＨＲとしたときに、ＨＳ≧ＨＲ≧ＨＸの関係が成り立つ、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項６】
請求項１乃至５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部と、
前記信号処理部からの信号を表示するための表示部と、
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撮像システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線検出装置は、光を検知するセンサパネル、及び放射線を光に変換するシンチレータ層を含む。センサパネルは、基板の上に２次元状に配された複数の画素を含む。シンチレータ層は、センサパネルの上に配されうる。画素の領域のシンチレータ層に斜めに入射した放射線が、他の画素（例えば、隣接する画素）の領域に到達して光に変換されると、画素間で信号が混ざるため解像度が低下しうる。例えば、特許文献１には、Ｘ線を吸収する部材を含む隔壁によって、シンチレータ層を画素単位に区画した構造が開示されている。この構造は、各画素の領域のシンチレータ層に斜めに入射した放射線が他の画素の領域に到達することを防止しうる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５１００７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線検出装置は、隣接画素への放射線の入射を防止すると共に、シンチレータ層において生じた光が各画素において効率的に検知されることが、より望ましい。
【０００５】
本発明の目的は、隣接画素への放射線の入射を防止し、シンチレータ層において生じた光を効率的に検知する放射線検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一つの側面は放射線検出装置にかかり、前記放射線検出装置は、基板の上に複数の画素が２次元状に配され、光を検知するセンサパネルと、前記センサパネルの上に配され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、を含む放射線検出装置であって、前記シンチレータ層における前記複数の画素のそれぞれの間の領域に埋設された部材を含み、前記部材は、前記部材の線減弱係数をμＸ、前記シンチレータ層を構成する材料の線減弱係数をμＳとしたときに、μＸ≧μＳの関係が成り立ち、且つ、前記放射線が入射したときに前記シンチレータ層よりも発光量が小さい材料を含み、その上面からその下面に向かって幅が小さくなる、ことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、隣接画素への放射線の入射を防止し、シンチレータ層において生じた光を効率的に検知する放射線検出装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の放射線検出装置３１の構成の例を説明する図。
【図２】放射線検出装置３１を設計する方法の例を説明する図。
【図３】放射線検出装置３１において、部材３の配置パターンの例を説明する図。
【図４】放射線検出装置３１を設計する方法の例を説明する図。
【図５】放射線検出装置３１を設計する方法の例を説明する図。
【図６】放射線検出装置３１の上面図の例を説明する図。
【図７】部材３を形成するためのフォトマスクの例を説明する図。
【図８】部材３の形状の一例を説明する図。
【図９】各実施形態のパラメータと評価結果を掲載した図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
＜第１実施形態＞
図１乃至９を参照しながら、第１実施形態の放射線検出装置３１を説明する。放射線検出装置３１は、図１に例示されるように、センサパネル４０、及びシンチレータ層４を備えている。センサパネル４０は、基板８の上に２次元状に配された複数の画素（光電変換部７を含む）を備え、光を検知する。シンチレータ層４は、センサパネル４０の上に配されており、放射線を光に変換する。また、放射線検出装置３１は、シンチレータ層４における複数の画素のそれぞれの間の領域に埋設された部材３を含む。部材３は、放射線を吸収する材料を含み、各画素の領域のシンチレータ層に斜めに入射した放射線が他の画素の領域に直進することを防止しうる。
【００１０】
放射線検出装置３１は、センサパネル４０とシンチレータ層４の間に、パッシベーション層６、及びパッシベーション層６の上に配された保護層５をさらに備えうる。保護層５は、例えば、外部環境からの化学的な影響から光電変換部７を保護しうる。パッシベーション層６は、例えば、外部環境からの物理的な影響から光電変換部７を保護しうる。また、放射線検出装置３１は、シンチレータ層４及び部材３を覆うように配された基材２を備えうる。
【００１１】
被験者の体を透過した放射線（代表的には、Ｘ線）は、放射線検出装置３１の上面Ａ側から入射し、基材２を通過し、シンチレータ層４において光に変換される。変換された光は、保護層５及びパッシベーション層６を通過して、基板８の上に配された光電変換部７において電気信号に変換される。このようにして、放射線検出装置３１は、被験者の体内の情報を含んだ放射線を検知する。
【００１２】
ここで、部材３は、その上面からその下面に向かって幅が小さくなるように配されている。部材３は、この形状を採ることにより、隣接画素への放射線の入射を防止すると共に、シンチレータ層において生じた光が各画素において効率的に検知されうる。部材３は、図１（ａ）に例示されるように、シンチレータ層４を完全に分離するように配されてもよいし、また、図１（ｂ）に例示されるように、部材３の下面と保護層５の上面との間にシンチレータ層４が存在するように配されてもよい。この場合は、後述の条件をみたすように配されるとよい。
【００１３】
ここで、シンチレータ層４の高さをＨＳ、部材３の高さをＨＸとして、ＨＸ＞ＨＳとするときは、シンチレータ層４と保護層５との間に、屈折率の低い空気の層が形成されうる。このことは、光の散乱等による阻害要因となり、好ましくない。したがって、部材３は、ＨＸ≦ＨＳとなるように設けられるとよい。
【００１４】
部材３の材料は、部材３の線減弱係数をμＸ、シンチレータ層４を構成する材料の線減弱係数をμＳとしたときに、μＸ≧μＳの関係が成り立つように選ぶことができる。線減弱係数（μＸ及びμＳ）は、放射線が、物質を通過する際にその強度（線量）が減弱する指標を示す。例えば、物質の深さｘにおける放射線強度Ｉは、入射時（深さｘ＝０）の放射線強度をＩ０としたとき、Ｉ＝Ｉ０×ｅｘｐ（−μ×ｘ）と表すことができる。また、その材料の質量減弱係数と該材料の密度との乗算により得られる。また、部材３には、放射線が入射したときに、少なくともシンチレータ層４よりも発光（シンチレーション）しない（又は、発光量が小さい）材料が選ばれうる。
【００１５】
例えば、シンチレータ層４がＣｓＩ：ＴＩの場合は、μＳ＝１００．９である。このとき、部材３には、例えば、Ｉｒ、Ｐｔ、Ｏｓ、Ａｕ、Ｒｅ、Ｗ、Ｐｄ、Ｒｈ、Ａｇ、Ｒｕ、Ｈｇ、Ｔａ、Ｌａ、Ｔｃ、ＴＬ、Ｐｂ、Ｃｄ、Ｓｎ、Ｂｉ、Ｉｎ、Ｓｂ、Ｍｏ、Ｔｅ、Ｈｆ等の金属材料が用いられうる。また、シンチレータ層４がＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの場合は、μＳ＝３９．１である。このとき、部材３には、上記に加えて、Ｎｂ、Ｂａ、Ｒａ、Ｚｒ、Ｙ、Ｃｓ、Ｃｕ等の金属材料も用いられうる。その他、シンチレータ層４がＣｓＩ：ＴＩの場合は、部材３には、ＳｎＯ２、ＳｎＯ、ＰｂＯ２、Ｂｉ２Ｏ３、Ｐｂ３Ｏ４、ＰｂＯ、ＢａＯ、ＰｔＯ等の金属酸化物材料が用いられうる。また、シンチレータ層４がＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの場合は、部材３には、上記に加えて、ＯｓＯ４、Ｒｅ２Ｏ７、ＲｕＯ２、ＲｅＯ３、ＭｏＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ｓｂ２Ｏ３、ＢｉＯ、ＷＯ３、ＲｅＯ２等の金属酸化物材料も用いられうる。また、部材３には、無機化合物が用いられてもよい。
【００１６】
放射線が図２に示されるように斜めに入射する場合は、この放射線が他の画素の領域に直進することを防止することができる。即ち、この放射線は、画素の両側に配された部材３について、一方の部材３の上面における該画素の側の端１２から、他方の部材３の下面における該画素の側の端１４に向かって入射している。このとき、この放射線が保護層５の上面に到達する点１３が、その画素の領域内であればよく、例えば、部材３の中心線と保護層５の上面との交点を超えなければよい。ここで、複数の画素の配列のピッチをＰ、シンチレータ層４の高さをＨＳ、部材３の高さをＨＸ、部材３の上面の幅をＷＸＵ、部材３の下面の幅をＷＸＢとする。このとき、（ＨＳ／ＨＸ）≦（（ＷＸＵ−２×Ｐ）／（ＷＸＢ＋ＷＸＵ−２×Ｐ））の関係が成り立つとよい。
【００１７】
また、部材３は、複数の画素の配列のピッチをＰ、部材３の上面の幅をＷＸＵとしたとき、例えば、ＷＸＵ≦Ｐ／４の関係が成り立つように設けられるとよい。部材３は、放射線の入射を妨げるため、ＷＸＵ＞Ｐ／４とすると、被験者情報を含む放射線を多く消失し、却って放射線検出装置３１の感度を低下させうるからである。
【００１８】
以上のような効果は、図３に例示されるように、画素アレイの列方向及び行方向の両方（図３（ａ））又は一方（図３（ｂ）、（ｃ））に部材３が配されることによって得られうる。また、この効果は、列方向の一部及び行方向の一部の両方（図３（ｄ））又は一方（図３（ｅ）、（ｆ））に部材３が配されることによっても得られうる。
【００１９】
以下、放射線検出装置３１を、より具体的に検証する。まず、部材３の高さＨＸについて検証する。図４に例示されるように、位置１０より入射角θｉで入射した強度Ｉ１０の放射線が、光路長Ｌを経て、部材３の下面の端１１に到達する場合を考える。図４において、複数の画素の配列のピッチをＰ、シンチレータ層４の高さをＨＳ、部材３の高さをＨＸ、部材３の上面の幅をＷＸＵ、部材３の下面の幅をＷＸＢとする。このとき、ＨＸ＝Ｌ×ｃｏｓθｉより、Ｌ＝ＨＸ×ｓｅｃθｉ（以下、（１）式）が得られる。したがって、端１１における放射線強度をＩ１１、シンチレータの線減弱係数をμＳとしたとき、Ｉ１１／Ｉ１０＝ｅｘｐ（−μＳ×Ｌ）＝ｅｘｐ（−μＳ×ＨＸ×ｓｅｃθｉ）（以下、（２）式）が得られる。（１）及び（２）式より、ＨＸ＝−（ｃｏｓθｉ／μＳ）ｌｎ（Ｉ１１／Ｉ１０）（以下、（３）式）が得られる。例えば、シンチレータ層４がＣｓＩ：ＴＩ（μＳ＝１００．９）の場合、入射角θｉ＝３０°の放射線（４０ｋｅＶ）が下端１１において、放射線強度が１％まで減衰されるためには、（３）式より、ＨＸ＝１９８μｍであればよい。同様にして、θｉ＝４５°の場合はＨＸ＝１６２μｍ、θｉ＝６０°の場合はＨＸ＝１１５μｍ、θｉ＝７５°の場合はＨＸ＝６０μｍ、θｉ＝８９°（ほぼ最大角）の場合はＨＸ＝４μｍあれば良い。このようにして、部材３について、仕様に応じて好適な高さＨＸを選択して設けることが可能である。
【００２０】
次に、部材３の形状について検証する。図５に例示されるように、部材３の上面の端Ｐから距離Ｋから離れた位置１６から斜めに入射した放射線（入射角θｉ）が、シンチレータ中を、光路ＬＳを経て、部材３の側面の位置１７に到達している。その後、放射線は、部材３の中を、光路ＬＷを経て、部材３の反対側の側面の位置１８に到達している。
【００２１】
このとき、位置１６から位置１７までの距離をＬＳ、部材３の上面の端Ｐから位置１７までの横方向の距離をＫ１としたとき、ＬＳ＝（Ｋ＋Ｋ１）／ｓｉｎθｉ（以下、（４）式）が得られる。また、位置１７から位置１８までの距離をＬＸ、位置１８から部材３の上面の端Ｑまでの横方向の距離をＫ２したとき、ＬＸ＝（ＷＸＵ−Ｋ１−Ｋ２）／ｓｉｎθｉ（以下、（５）式）が得られる。また、部材３の側面の傾きθ２は、ｔａｎθ２＝（ＷＸＵ−ＷＸＢ）／（２×ＨＸ）（以下、（６）式）と、算出される。また、θｉとθ２とは、ｃｏｔθｉ＝Ｋ１／（（Ｋ＋Ｋ１）×ｔａｎθ２）（以下、（７）式）の関係が成り立っていることが、図５から分かる。したがって、（６）及び（７）式より、Ｋ１＝（Ｋ×（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）／（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）（以下、（８）式）が得られる。その後、（４）及び（８）式より、ＬＳ＝（２×ＨＸ×Ｋ×ｃｏｔθｉ）／（（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）×ｓｉｎθｉ）（以下、（９）式）が得られる。
【００２２】
一方、部材３及びシンチレータ層４の線減弱係数をそれぞれμＸ及びμＳ、位置１６、１７、１８における放射線強度をそれぞれＩ１６、Ｉ１７、Ｉ１８とする。このとき、Ｉ１７／Ｉ１６＝ｅｘｐ（−μＳ×ＬＳ）、Ｉ１８／Ｉ１７＝ｅｘｐ（−μＸ×ＬＸ）と表せる。したがって、Ｉ１８／Ｉ１６＝ｅｘｐ（−μＳ×ＬＳ×μＸ×ＬＸ）となる。今、位置１８において放射線が完全に吸収され、Ｉ１８＝０となればよい。したがって、（５）式より、ＬＴ≡ＬＳ＋ＬＸとして、ＬＴ＝１／（μＳ×ＬＳ×μＸ）＋ＬＳ（以下、（１０）式）が得られる。
【００２３】
ここで、位置１６を原点として、図５の右方向にｘ軸、上方向にｙ軸をとったｘ‐ｙ座標を考える。即ち、放射線の入射側を第１及び第２象限とし、その反対側を第３及び第４象限とする。このとき、位置１８の座標は、（ｘ１８、ｙ１８）＝（ＬＴ×ｓｉｎθｉ、−ＬＴ×ｃｏｓθｉ）（以下、（１１）式）となる。（９）、（１０）及び（１１）式より、（ｘ１８、ｙ１８）は、以下のようになる。ｘ１８＝（（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）／（２×μＳ×μＸ×ＨＸ×Ｋ×ｃｏｔθｉ））×ｓｉｎ２θｉ＋２×ＨＸ×Ｋ／（２×ＨＸ×ｔａｎθｉ−ＷＸＵ＋ＷＸＢ）（以下、（１２）式）が得られる。ｙ１８＝−（（２×ＨＸ−（ＷＸＵ−ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）／（４×μＳ×μＸ×ＨＸ×Ｋ×ｃｏｔθｉ））×ｓｉｎ２θｉ−２×ＨＸ×Ｋ／（２×ＨＸ−（ＷＸＵ＋ＷＸＢ）×ｃｏｔθｉ）（以下、（１３）式）が得られる。
【００２４】
したがって、部材３の形状は、θｉを０から１８０°まで変化させた場合において（１２）及び（１３）式の座標により描かれる第１軌跡、部材３の中心線（ｘ＝Ｋ＋ＷＸＵ／２）を軸に第１軌跡を折り返して得られる第２軌跡で囲まれるように決めることができる。また、この第１及び第２軌跡の交点がシンチレータ層４より下（ｙ１８＜−ＨＸ）の場合は、部材３の形状は、第１及び第２軌跡に加え、さらに、ｙ＝−ＨＸで囲まれるように決めることができる。また、この第１軌跡は、正の変数ｃ，ｄ，ｅ，ｆ，ｇ，ｈを用いて、ｙ＝ｃ×ｘ５−ｄ×ｘ４＋ｅ×ｘ３−ｆ×ｘ２＋ｇ×ｘ−ｈ（以下、（１４）式）と近似して、設計することも可能である。ここで、図８（ａ）に、（１２）及び（１３）式による軌跡により定められた部材３の形状の一例を示す。
【００２５】
その他、放射線検出装置３１は、図１（ｃ）に例示されるように、部材３の側面を覆うように配され、光を反射する光反射部５０を、さらに含んでもよい。これにより、シンチレータ層４において発生した光は、センサパネル４０に向かって効率的に反射され、ＭＴＦが向上しうる。このとき、シンチレータ層４の高さをＨＳ、部材３の高さをＨＸ、光反射部５０の高さをＨＲとしたときに、ＨＳ≧ＨＲ≧ＨＸの関係が成り立つとよい。
【００２６】
以下では、本実施形態の効果を、第１比較例と比較することにより検証する。比較に先立って、図６を参照しながら、第１比較例の放射線検出装置について述べる。まず、無アルカリガラス基板の上に、非晶質シリコンの半導体薄膜を形成し、光電変換部（光電変換素子とＴＦＴを含む）及び配線を設けた。光電変換素子は、ｘ、ｙ方向共に１６０μｍの大きさであり（Ｐ＝１６０μｍ）、ｘ方向に２２０８画素、ｙ方向に２６８８画素が形成されている。その後、保護層としてＳｉＮ層、およびポリイミド樹脂層を形成し、センサ基板１０１が得られる。
【００２７】
次に、例えば、シンチレータ下地層としてアルミニウムの基板３０１を用意する。これにより、この基板３０１は、反射層としても作用する。この基板３０１に、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）とヨウ化タリウム（ＴｌＩ）について蒸着レートをそれぞれ制御しながら蒸着を行ってシンチレータ層（膜厚ＨＳ＝４００μｍ）を設けた。その上に、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）フィルムにポリオレフィン系樹脂を主成分とするホットメルト樹脂を転写接着することにより、シンチレータ保護層（厚さ２０μｍ）を形成した。このようにして形成したシンチレータパネルを、アクリル系粘着材の粘着層（厚さ２５μｍ程度）を用いて、センサ基板１０１の上に貼りつけ、さらに接着した部分から空気を抜くために脱泡処理を行った。
【００２８】
その後、シンチレータパネルとパネル周辺部３０２にエポキシ系の樹脂をポッティングし、加熱処理（１２０℃、３０分程度）により熱硬化させて封止を行い、センサパネルを得た。さらに、上記センサパネルの信号入力・取出部に外部配線・実装部品１０４を実装し、最後にセンサパネルを保護する筐体１０６を設け、第１比較例の放射線検出装置を形成した。
【００２９】
また、比較のためのＭＴＦ評価方法は以下のようにして行った。まず、放射線検出装置を評価装置にセットし、Ｘ線源との間に軟Ｘ線除去用の２０ｍｍＡｌフィルターをセットした。次に、基板とＸ線源との間の高さを１３０ｃｍに調整し、放射線検出装置を電気駆動系に接続した。この状態で、放射線検査装置の上に矩形ＭＴＦチャートを２〜３°程度傾けて搭載し、管電圧８０ｋｅＶ、管電流２５０ｍＡの条件の下、５０ｍｓのＸ線パルスを６回爆射した。次に、ＭＴＦチャートを取り除き、同様にして、６回爆射した。ＭＴＦの評価は、６回の爆射のうち線量の安定している３回をそれぞれ用いて、その画像を解析することにより行った。第１比較例の放射線検出装置のＭＴＦは２ｌｐ／ｍｍで０．３６０であった。同様にして、比較のための感度の評価方法は、上記条件の下、３回爆射して行った。この方法により測定した第１比較例の放射線検出装置の感度は５２００ＬＳＢであった。
【００３０】
次に、本実施形態のＭＴＦ及び感度の評価結果について述べる。第１比較例と同じ条件の基板に、厚さ１２０μｍ用ドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）をラミネートした。その後、図７に例示するように、４０μｍ幅、１６０μｍピッチで縦横方向に開口部が形成されているフォトマスクをセットし、２４０ｍＪ／ｃｍ２条件下で露光を行った。その後、現像し、十分に乾燥させることによって部材３が形成されるべき溝（幅４０μｍ、高さ１２０μｍ）を形成した。次に、この基台をスクリーン印刷機にセットし、樹脂分の体積比率が４％となるように調整した約５００ｍＰａ・ｓのＢｉ２Ｏ３ペーストを用い、スクリーン印刷を行った。このＢｉ２Ｏ３の粒度分布中央値は、レーザーマイクロトラック法による測定によると、約１．０μｍであった。また、スクリーン印刷はパターニングされた版を用いたが、部材３が形成されるべき溝に十分流し込み、レベリングを十分に行い、最終的にＤＦＲ面が全て覆い尽くされるまで繰り返し実施した。その後、乾燥（１４０℃程度）させ、部材３が１２０μｍになるまで研磨を行い、その後、剥離液に浸漬させＤＦＲを除去した。この方法によりＢｉ２Ｏ３粒子による幅４０μｍ、高さ１２０μｍの部材３を形成することができた。また、上記の操作を幅３０μｍの開口マスクを用いて、再度繰り返すことにより、最終的にＨＸ＝２４０μｍ、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ=２０μｍの部材３を備えたシンチレータパネルが得られた。次に、この部材３が形成された基板を用いて、第１比較例と同様に、シンチレータ層（ＣｓＩ：ＴＩ）を蒸着し、その後、研磨して、厚さ４００μｍのシンチレータ層４を形成した。
【００３１】
以上のようにして得られた本実施形態の放射線検出装置３１を、第１比較例と同様の方法で評価を行ったところ、ＭＴＦは０．５００、感度は５０００ＬＳＢが得られた。第１比較例の評価結果と比較して分かるように、放射線検出装置３１は、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦを向上することができた。図９には、後述の各実施形態及び第２比較例も含めて、比較表を掲載している。
【００３２】
＜第２実施形態＞
第２実施形態では、部材３の高さＨＸについてはパラメータを振り、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３２を取得した。具体的には、ＨＸ＝３．５、４．０、６０、１１５、１６２μｍとした。
【００３３】
放射線検出装置３２を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。ＨＸ＝３．５μｍの場合は、ＭＴＦは０．３６０、感度は５２００ＬＳＢであった。ＨＸ＝４．０μｍの場合は、ＭＴＦは０．３９０、感度は５２００ＬＳＢであった。ＨＸ＝６０μｍの場合は、ＭＴＦは０．４３０、感度は５１５０ＬＳＢであった。ＨＸ＝１１５μｍの場合は、ＭＴＦは０．４５０、感度は５０５０ＬＳＢであった。ＨＸ＝１６２μｍの場合は、ＭＴＦは０．４６０、感度は５０００ＬＳＢであった。第１比較例と比較すると、放射線検出装置３２は、部材３の高さＨＸが４μｍ以上、好ましくは６０μｍ以上、より好ましくは１１５μｍ以上の場合に、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦを向上することができる。
【００３４】
＜第３実施形態＞
第３実施形態では、部材３の材料について変更し、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３３を取得した。具体的には、第１に、平均粒径１μｍのＳｂ２Ｏ３粉末を含むペーストを使用し、第２に、平均粒径２μｍのＳｎＯ２粉末を含むペーストを使用した。Ｓｂ２Ｏ３の線減弱係数μＸ１（＝８５．４）は、シンチレータ層４（ＣｓＩ：ＴＩ）の線減弱係数μＳ（＝１００．９）よりも小さい。ＳｎＯ２の線減弱係数μＸ２（＝１０２．８）であり、μＳとほぼ同等である。
【００３５】
放射線検出装置３３を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。平均粒径１μｍのＳｂ２Ｏ３粉末を含むペーストを用いた場合は、ＭＴＦは０．３８０、感度は４８００ＬＳＢであった。平均粒径２μｍのＳｎＯ２粉末を含むペーストを用いた場合は、ＭＴＦは０．５００、感度は４９５０ＬＳＢであった。第１比較例と比較すると、放射線検出装置３３は、部材３の線減弱係数μＸが、シンチレータ層の線減弱係数μＳ以上となる場合に、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦを向上することができる。
【００３６】
＜第４実施形態＞
第４実施形態では、部材３が配置される位置について変更し、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３４を取得した。具体的には、図３（ｅ）、（ｆ）、（ｂ）、（ｃ）、及び（ｄ）の５パターンに例示されるように、部材３を配置した。
【００３７】
放射線検出装置３４を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。部材３を図３（ｅ）に例示されるように配置した場合は、ＭＴＦ０．４３０、感度は５１００ＬＳＢであった。部材３を図３（ｆ）に例示されるように配置した場合は、ＭＴＦは０．４３０、感度は５１００ＬＳＢであった。部材３を図３（ｂ）に例示されるように配置した場合は、ＭＴＦは０．４６０、感度は５０５０ＬＳＢであった。部材３を図３（ｃ）に例示されるように配置した場合は、ＭＴＦは０．４６０、感度は５０５０ＬＳＢであった。部材３を図３（ｄ）に例示されるように配置した場合は、ＭＴＦは０．４６０、感度は５０５０ＬＳＢであった。
【００３８】
第１実施形態で述べたように、部材３は、画素アレイの列方向及び行方向の両方（図３（ａ））に配されることによって、本発明の効果が得られた。しかし、本実施形態から分かるように、部材３は、画素アレイの列方向及び行方向の一方（図３（ｂ）、（ｃ））に配される、若しくは、列方向の一部及び行方向の一部の両方（図３（ｄ））又は一方（図３（ｅ）、（ｆ））に配されてもよい。このように、放射線検出装置３４は、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦを向上することができる。
【００３９】
＜第５実施形態＞
第５実施形態では、部材３の形状について変更し、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３５を取得した。具体的には、第１に、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝１９５μｍの部材３を形成した。第２に、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３１０μｍの部材３を形成した。第３に、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３６０μｍの部材３を形成した。第４に、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３８０μｍの部材３を形成した。これらは、ＤＦＲは厚さ１２０μｍのものを用い、露光は、図７に例示されるように、４０μｍ幅、１６０μｍピッチで縦横方向に開口部が形成されているフォトマスクを用いて繰り返し為された。
【００４０】
放射線検出装置３５を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝１９５μｍの部材３の形状の場合は、ＭＴＦは０．４８０、感度は５０００ＬＳＢであった。ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３１０μｍの部材３の形状の場合は、ＭＴＦは０．５５０、感度は４２００ＬＳＢであった。ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３６０μｍの部材３の形状の場合は、ＭＴＦは０．５８０、感度は４０００であった。ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝４０μｍ、ＨＸ＝３８０μｍの部材３の形状の場合は、ＭＴＦ０．６００、感度は３８００ＬＳＢであった。したがって、上記結果より、部材３は、（ＨＳ／ＨＸ）≦（（ＷＸＵ−２×Ｐ）／（ＷＸＢ＋ＷＸＵ−２×Ｐ））の関係が成り立つとように配されるとよい、という傾向がわかる。
【００４１】
＜第６実施形態＞
第６実施形態では、部材３の形状について変更し、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３６を取得した。具体的には、第１に、図８（ｂ）に例示されるように、ＷＸＵ＝９９μｍ、ＷＸＢ＝１４μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの階段形状の部材３を形成した。これは、ＤＦＲは４０μｍのＤＦＲを使用し、露光を繰り返して行い、形成した。これは、各繰り返しにおけるフォトマスクを、図７に例示される開口幅４０１を、１００μｍ、８０μｍ、６０μｍ、４０μｍ、２０μｍ、１０μｍと狭くして、得られた。同様の条件により成膜した基板の断面のＳＥＭ観察像を、画像処理することにより側面形状を計測したところ、側面形状のσは２．５であった。第２に、図８（ｃ）に例示されるように、ＷＸＵ＝６０μｍ、ＷＸＢ＝５０μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの矩形形状の部材３を形成した。これは、前述の第１の形状と同様にして、開口幅４０１が６０μｍのフォトマスクを用いて、得られた。このときの側面形状のσは２１．２であった。また、第３に、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝５０μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの台形形状の部材３を、同様の方法で形成した。このときの側面形状のσは２５．２であった。
【００４２】
放射線検出装置３６を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。第１の（ＷＸＵ＝９９μｍ、ＷＸＢ＝１４μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの）階段形状の部材３の場合は、ＭＴＦは０．６００、感度は３８００であった。第２の（ＷＸＵ＝６０μｍ、ＷＸＢ＝５０μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの）矩形形状の部材３の場合は、ＭＴＦは０．４９０、感度は４４００ＬＳＢであった。第３の（ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ＝５０μｍ、ＨＸ＝１２０μｍの）台形形状の部材３の場合は、ＭＴＦは０．４８０、感度は４０００ＬＳＢであった。このように、放射線検出装置３６は、側面形状のσは２０以下の場合に、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦが向上しうる。
【００４３】
＜第７実施形態＞
第７実施形態では、部材３の幅ＷＸＵと画素の間隔Ｐの関係について変更し、その他については第１実施形態と同様の方法により、放射線検出装置３７を取得した。具体的には、第１に、前述と同様の手法で、ＷＸＵ＝３５μｍ、ＷＸＢ＝２０μｍ、ＨＸ＝２４０μｍの部材３を形成した。このとき、ＷＸＵ／Ｐ＝０．２２８である。第２に、同様の手法で、ＷＸＵ＝４５μｍ、ＷＸＢ＝２０μｍ、ＨＸ＝２４０μｍの部材３を形成した。このとき、ＷＸＵ／Ｐ＝０．２８１である。
【００４４】
放射線検出装置３７を製作した後、第１実施形態と同様にして、評価を行った。ＷＸＵ＝３５μｍ、ＷＸＢ＝２０μｍ、ＨＸ＝２４０μｍの部材３の場合は、ＭＴＦは０．４９０、感度は５０５０ＬＳＢであった。ＷＸＵ＝４５μｍ、ＷＸＢ＝２０μｍ、ＨＸ＝２４０μｍの部材３の場合は、ＭＴＦは０．５００、感度は４８００ＬＳＢであった。したがって、上記結果より、部材３は、ＷＸＵ≦Ｐ／４の関係が成り立つように設けられるとよい、という傾向が分かる。
【００４５】
＜第８実施形態＞
第８実施形態について説明するに先立って、図６を参照しながら、第２比較例の放射線検出装置について述べる。第２比較例では、シンチレータ層にＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂシンチレータ粉末を用い、前述と同様の方法により、センサ基板１０１を得た。次に、基板３０１をスクリーン印刷機にセットし、ＳＵＳ１００メッシュの版をクリアランス２．５ｍｍでセットした。一方、粒度分布中央値が約６μｍのＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂのシンチレータ（１ｋｇ）に、ビヒクル（１２０ｇ）を添加し、遊星撹拌装置で撹拌し、０．３ｒｐｍにおける回転粘度が約３５０Ｐａ・ｓの高粘度シンチレータペーストを作成した。このペーストを用いて、基板３０１の上に、０．２ＭＰａの印圧でスクリーン印刷を行った。印刷した後の基板３０１は、レベリング（３０分程度）を実施し、次に、乾燥（１２０℃、３０分程度）させ、その後、厚さ約６０μｍのシンチレータ層４を得た。このスクリーン印刷を３回繰り返すことにより、最終的に、厚さ約１８０μｍのシンチレータ層４を形成した。
【００４６】
この基板３０１にアクリル系粘着剤を約１０μｍ塗布し、センサ基板１０１の上に貼り付けた。その後、シンチレータ層４の形成された基板３０１の上に形成するシンチレータ保護層には、厚さ２０μｍのＰＥＴフィルムにポリオレフィン系樹脂を主成分とするホットメルト樹脂を転写接着させたものを用いた。次に、このようにして形成したシンチレータパネルとパネル周辺部３０２にエポキシ系の樹脂をポッティングし、加熱処理（１２０℃、３０分程度）することにより熱硬化させ封止を行い、センサパネルを得た。
【００４７】
さらに、上記センサパネルの信号入力・取出部に外部配線・実装部品１０４を実装し、最後にセンサパネルを保護する筐体１０６を設け、第２比較例の放射線検出装置を形成した。前述と同様にして、ＭＴＦ及び感度を評価したところ、ＭＴＦは０．３２０、感度は２７００ＬＳＢであった。
【００４８】
以下に述べる第８実施形態では、いくつかの異なる材料の部材３を形成し、その他については第２比較例と同様の条件となるように、放射線検出装置３８を取得した。部材３には、具体的には、第１に、Ｂｉ２Ｏ３を使用し、第２に、ＭｏＯ３を使用し、第３に、Ｃｏ３Ｏ４を使用した。
【００４９】
例えば、第１の（Ｂｉ２Ｏ３の）部材３の場合は、以下のようにして取得した。まず、第２比較例と同じ条件の基板に、厚さ１２０μｍ用ＤＦＲをラミネートした。その後、図７に例示するように、４０μｍ幅、１６０μｍピッチで縦横方向に開口部が形成されているフォトマスクをセットし、２４０ｍＪ／ｃｍ２条件下で露光を行った。その後、現像し、十分に乾燥させることによって部材３が形成されるべき溝（幅４０μｍ、高さ１２０μｍ）を形成した。次に、この基台をスクリーン印刷機にセットし、樹脂分の体積比率が４％となるように調整した約５００ｍＰａ・ｓのＢｉ２Ｏ３ペーストを用い、スクリーン印刷を行った。このＢｉ２Ｏ３の粒度分布中央値は、レーザーマイクロトラック法による測定によると、約１．０μｍであった。
【００５０】
また、スクリーン印刷はパターニングされた版を用いたが、部材３が形成されるべき溝に十分流し込み、レベリングを十分に行い、最終的にＤＦＲ面が全て覆い尽くされるまで繰り返し実施した。その後、乾燥（１４０℃程度）させ、部材３が１２０μｍになるまで研磨を行い、その後、剥離液に浸漬させＤＦＲを除去した。この方法によりＢｉ２Ｏ３粒子による幅４０μｍ、高さ１２０μｍの部材３を形成した。また、上記の操作を幅３０μｍの開口マスクを用いて、再度繰り返すことにより、最終的にＨＸ＝１２０μｍ、ＷＸＵ＝４０μｍ、ＷＸＢ=２０μｍの部材３を備えたシンチレータパネルが得られた。次に、この部材３が形成された基板を用いて、第２比較例と同様に、シンチレータ層（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）を蒸着し、その後、研磨して、厚さ４００μｍのシンチレータ層４を形成した。
【００５１】
以上のようにして放射線検出装置３８を製作した後、前述と同様の方法でＭＴＦ及び感度の評価を行った。第１の部材３の場合は、線減弱率係数μＸ１（＝１０９．４）は、シンチレータ層４（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）の線減弱率係数μＳ（＝３９．１）より大きい。また、第２の（平均粒径１μｍのＭｏＯ３粉末を含むペーストを用いた）部材３の場合は、線減弱率係数μＸ２（＝３９．１）は、μＳと同等である。また、第３の（平均粒径１μｍのＣｏ３Ｏ４粉末を含むペーストを用いた）部材３の場合は、線減弱率係数μＸ３（＝１６．４）は、μＳより小さい。
【００５２】
第１の（Ｂｉ２Ｏ３を用いた）部材３の場合は、ＭＴＦは０．３８０、感度は２６５０ＬＳＢであった。第２の（ＭｏＯ３を用いた）部材３の場合は、ＭＴＦは０．３６０、感度は２６００ＬＳＢであった。第３の（Ｃｏ３Ｏ４を用いた）部材３の場合は、ＭＴＦは０．３２０、感度は２６００ＬＳＢであった。第２比較例と比較すると、放射線検出装置３８は、部材３の線減弱係数μＸが、シンチレータ層の線減弱係数μＳ以上となる場合に、感度の損失を抑えつつ、ＭＴＦを向上することができる。
【００５３】
以上の各実施形態を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途、機能、およびその他の仕様の変更が適宜可能であり、他の実施形態によっても実施されうることは言うまでもない。また、放射線検出装置３１乃至３８は、放射線撮像システムに適用されうる。例えば、放射線源から発せられた放射線（代表例としては、Ｘ線）は被験者を透過し、該被験者の体内の情報を含む放射線が、放射線検出装置３１乃至３８により検知されうる。これにより得られた情報は、例えば、信号処理部により所定の処理が行われ、画像信号として、例えば、ディスプレイのような表示部に転送され、画像が表示されうる。
【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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