(57)【要約】【課題】蛍光体粒子の発光の減少を抑制して、優れた特性を有する放射線検出装置を実現する仕組みを提供する。【解決手段】入射した光を電気信号として検出する画素１１３ａが複数配設された画素領域１１３が形成されたセンサー基板１０５と、センサー基板１０５の画素領域１１３の上方に配置され、放射線を光に変換する蛍光体層１０３とを有する放射線検出装置１００において、蛍光体層１０３を、放射線を光に変換する複数の蛍光体粒子と、蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触し、蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材とを含み形成する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線を検出する放射線検出装置であって、
入射した光を電気信号として検出する画素が複数配設された画素領域が形成されたセンサー基板と、
前記センサー基板の前記画素領域の上方に配置され、前記放射線を前記光に変換する蛍光体層と、
を有し、
前記蛍光体層は、
前記放射線を前記光に変換する、複数の蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、前記蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触し、前記蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材と、
を含むことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記部材は、前記複数の蛍光体粒子における各蛍光体粒子の表面を覆う被覆膜として形成され、前記各蛍光体粒子の表面と接触している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】
前記蛍光体粒子の平均表面積に対する、前記蛍光体粒子の表面と前記被覆膜との平均接触面積の比を、前記蛍光体粒子に対する前記被覆膜の被覆率と定義し、
前記蛍光体層の下面側であって前記光を前記センサー基板に対して出射する光出射側に存在する前記蛍光体粒子に対する前記被覆膜の被覆率をＣ１とし、前記蛍光体層の上面側であって前記放射線が入射する放射線入射側に存在する前記蛍光体粒子に対する前記被覆膜の被覆率をＣ２とした場合、０＜Ｃ１≦Ｃ２≦１であることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
【請求項４】
前記被覆膜の平均膜厚を前記蛍光体粒子の平均表面積で除した値を、前記被覆膜の面積平均膜厚と定義し、
前記蛍光体層の下面側であって前記光を前記センサー基板に対して出射する光出射側に存在する前記蛍光体粒子を覆う前記被覆膜の面積平均膜厚をＴ１とし、前記蛍光体層の上面側であって前記放射線が入射する放射線入射側に存在する前記蛍光体粒子を覆う前記被覆膜の面積平均膜厚をＴ２とした場合、０＜Ｔ１≦Ｔ２であることを特徴とする請求項２または３に記載の放射線検出装置。
【請求項５】
前記部材は、前記複数の蛍光体粒子における各蛍光体粒子の間に充填された微粒子として形成され、前記各蛍光体粒子の表面と接触している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６】
前記蛍光体層の下面側であって前記光を前記センサー基板に対して出射する光出射側に存在する前記微粒子の充填率をＤ１とし、前記蛍光体層の上面側であって前記放射線が入射する放射線入射側に存在する前記微粒子の充填率をＤ２とした場合、０＜Ｄ１≦Ｄ２であることを特徴とする請求項５に記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記部材は、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3およびＭｇＦ2のうちの少なくともいずれか１つの材料からなることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記部材は、前記蛍光体層の下面側であって前記光を前記センサー基板に対して出射する光出射側と、前記蛍光体層の上面側であって前記放射線が入射する放射線入射側とで、異なる材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記部材の前記光出射側は、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3およびＭｇＦ2のうちのいずれかの材料からなり、前記部材の前記放射線入射側は、ＴｉＯ2からなることを特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
請求項１乃至９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へ向けて放射線を発生する放射線源と、
を有することを特徴とする放射線検出システム。
【請求項１１】
入射した放射線を検出する放射線検出装置の製造方法であって、
入射した光を電気信号として検出する画素が複数配設された画素領域が形成されたセンサー基板の前記画素領域の上方に、前記放射線を前記光に変換する蛍光体層を形成する工程を行い、
前記蛍光体層を形成する工程では、前記放射線を前記光に変換する複数の蛍光体粒子を、前記蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、前記蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材により、前記複数の蛍光体粒子の表面の少なくとも一部を覆う、ことを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した放射線を検出する放射線検出装置及びその製造方法、並びに、放射線検出システムに関するものである。なお、本明細書では、本発明における放射線としてＸ線を想定した例について説明を行なうが、本発明においては、このＸ線に限らず、α線、β線、γ線等も、放射線に含まれるものとする。
【背景技術】
【０００２】
一般に、放射線検出装置は、入射した放射線を光（可視光）に変換する蛍光体層、蛍光体層で変換された光を検出するセンサー基板、蛍光体層からの光を効率的にセンサー基板側へ誘導するための反射機能を有する反射層または保護層等を備えている。
【０００３】
一般に、センサー基板の上方に蛍光体層を形成する方法としては、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ等の粒子状蛍光体を堆積する方法やＣｓＩ：Ｔｌに代表される蒸着法により形成する方法が挙げられる。
【０００４】
粒子状蛍光体を堆積する方法としては、光反射または保護の機能を有する基台上に粒子状蛍光体ペーストを塗布することにより蛍光体層を堆積形成し、必要に応じて防湿や電磁シールドを目的とした保護フィルム等を積層被覆した後、粘着層を介してセンサー基板と貼り合わせる所謂「間接形成法」と、粒子状蛍光体ペーストを用いてセンサー基板上に直接塗布し、この後に必要に応じて粘着剤等を介し反射層や保護層を積層する所謂「直接形成法」とが知られている。
【０００５】
このうち、「間接形成法」は、蛍光体層形成プロセスをセンサー基板と切り離して実施できるため、工程設計上有利である。その反面、「間接形成法」は、積層構造が複雑なためにコストを低減させることが困難であるといった問題や、蛍光体層とセンサー基板の間に粘着層が介在するため、光散乱が増大し、その結果ＭＴＦ（変調伝達関数）に悪影響を与えてしまうといった問題がある。
【０００６】
一方、「直接形成法」は、コスト上有利であり、蛍光体層とセンサー基板の間に粘着層を有しないためにＭＴＦを高く保つことが期待でき、特性確保上も有利である。
【０００７】
ここで、下記の特許文献１には、Ｘ線増感紙の鮮映度と感度の向上を目的として、蛍光体層を上下の２層構造とし、各層で異なる粒度分布を有する蛍光体を用いる方法が開示されている。この特許文献１によると、支持体側の蛍光体層の粒度分布の範囲を保護膜側に比べて狭くすることにより、上述した目的を達成することが可能であるとしている。
【０００８】
また、下記の特許文献２には、同じくＸ線増感紙の鮮映度と感度の向上を目的として、蛍光体層を上下の２層構造とし、各層で異なる平均粒度を有する蛍光体を用いる方法が開示されている。この特許文献２によると、保護膜側の蛍光体層に大粒子の蛍光体を用いることにより、上述した目的を達成することが可能であるとしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開平１１−２３７９８号公報
【特許文献２】特許第３９１３３４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
粒子状蛍光体は、ペースト状の塗工液とした後、塗工・乾燥により形成されるため、安価かつ短時間で製造することが可能である。しかしながら、その反面、粒子状蛍光体は、粒子内部での散乱及び一旦粒子外に出た光線が再度粒子内に突入を繰り返し、光吸収による発光ロスにより、蛍光体粒子の発光の減少を招くという問題があった。そして、これにより、大きな散乱角による高輝度や高ＭＴＦを達成することが困難であるといった問題があった。上記特許文献１及び２のいずれにも、粒子内部での散乱及び一旦粒子外に出た光線が再度粒子内に突入を繰り返し、光吸収による発光ロスにより、蛍光体粒子の発光の減少を招くという問題を解決することはできない。
【００１１】
本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、蛍光体粒子の発光の減少を抑制して、優れた特性を有する放射線検出装置を実現する仕組み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】
【００１２】
本発明の放射線検出装置は、入射した放射線を検出する放射線検出装置であって、入射した光を電気信号として検出する画素が複数配設された画素領域が形成されたセンサー基板と、前記センサー基板の前記画素領域の上方に配置され、前記放射線を前記光に変換する蛍光体層と、を有し、前記蛍光体層は、前記放射線を前記光に変換する、複数の蛍光体粒子と、前記蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、前記蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触し、前記蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材と、を含む。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、蛍光体粒子の発光の減少を抑制することができ、これにより、優れた特性を有する放射線検出装置を実現することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置の概略構成の一例を示す図である。
【図２】図１に示す放射線検出装置を含む放射線検出システムの概略構成の一例を示す図である。
【図３】本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す蛍光体層に含まれる１つの蛍光体粒子の一例を示す概略図である。
【図４】Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ蛍光体の代表的な発光スペクトルと吸収スペクトルを示す図である。
【図５】本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す蛍光体層に含まれる複数の蛍光体粒子と、その間に充填された微粒子との一例を示す概略図である。
【図６】実施例及び比較例に係る放射線検出装置の蛍光体層の蛍光体構成の一例を示す図である。
【図７】実施例１〜４及び比較例に係る放射線検出装置の感度とＭＴＦの結果を示す図である。
【図８】実施例５を示し、各蛍光体ペーストのＴｉＯ2固形分濃度（ＴｉＯ2／蛍光体の重量比（％））と、各蛍光体ペーストを用いた際のＴｉＯ2の充填率（％）を示す図である。
【図９】実施例５及び比較例に係る放射線検出装置の感度とＭＴＦの結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。即ち、本発明に係る放射線検出装置及びその製造方法の実施形態について説明する。
【００１６】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について説明する。
【００１７】
図１は、本発明の第１の実施形態に係る放射線検出装置１００の概略構成の一例を示す図である。
【００１８】
図１（ａ）は、放射線検出装置１００を上面からみた際の構造を模式的に示す図である。放射線検出装置１００は、センサー基板１０５が、フレキシブルプリント基板１１０を介して、センサー基板１０５の画素領域１１３からの画像信号を読み出すための読み出し回路基板１１１と、センサー基板１０５の画素領域１１３等を駆動するための駆動回路基板１１２に接続されている。この放射線検出装置１００では、図１（ａ）に示す画素領域１１３において放射線を画像信号として検出する。そして、画素領域１１３において得られた画像信号は、駆動回路基板１１２から入力された駆動信号にしたがって、読み出し回路基板１１１に出力される。
【００１９】
図１（ｂ）は、図１（ａ）に示すカットラインＸ−Ｘ'における放射線検出装置１００の断面構造を模式的に示す図である。センサー基板１０５には、入射した光（可視光）を電気信号（画素信号）として検出する画素１１３ａが複数配設（例えば２次元行列状に配設）された画素領域１１３が形成されている。例えば、画素１１３ａは、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子（センサー）と、駆動回路基板１１２からの駆動信号にしたがって当該光電変換素子で得られた電気信号を読み出し回路基板１１１に出力するスイッチ素子とを含み構成されている。
【００２０】
図１（ｂ）において、センサー基板１０５上には、センサー基板１０５の画素領域１１３等を保護するためのセンサー保護層１０４が形成されている。なお、センサー保護層１０４は、必要に応じて設ければよいものである。
【００２１】
図１（ｂ）において、センサー保護層１０４上であってセンサー基板１０５の画素領域１１３の上方には、入射した放射線を光（可視光）に変換する蛍光体層１０３が配置され形成されている。具体的に、蛍光体層１０３は、放射線を光に変換する、複数の蛍光体粒子と、蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンス（例えばラジオルミネッセンス）を呈さない材料からなり、蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触し、蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材と、を含み形成されている。
【００２２】
この蛍光体層１０３は、上述した直接形成法または間接形成法により形成される。なお、間接形成法により形成される場合には、センサー基板１０５と蛍光体層１０３との間に粘着層（不図示）を有し、また、直接形成法により形成される場合には、蛍光体層１０３と反射層１０２との間に粘着層（不図示）を有する。
【００２３】
本実施形態における蛍光体層１０３は、複数の蛍光体粒子の堆積物により形成されており、また、上述した部材として、複数の蛍光体粒子における各蛍光体粒子の表面を覆う白色無機材料からなる被覆膜が形成されている。この被覆膜の材料としては、蛍光体粒子よりも高い拡散反射率と高い屈折率を有し、かつ、５０ｋｅＶ〜１３０ｋｅＶの間で十分に低い質量減弱係数と密度を有する材料が望ましい。この被覆膜の最も好適な材料としてはＴｉＯ2を挙げることができるが、上述した条件を満たす材料であれば他の材料であってもよい。
【００２４】
図１（ｂ）において、蛍光体層１０３上には、蛍光体層１０３で生成された光のうち、画素領域１１３とは逆側に向かう光を、画素領域１１３の方向に反射させるための反射層１０２が形成されている。
【００２５】
また、図１（ｂ）において、反射層１０２及び蛍光体層１０３を覆うように、蛍光体層１０３等を保護するための蛍光体保護層１０１が形成されている。
【００２６】
次に、図１に示す放射線検出装置１００を含む放射線検出システムについて説明する。
【００２７】
図２は、図１に示す放射線検出装置１００を含む放射線検出システムの概略構成の一例を示す図である。
【００２８】
図２に示す放射線検出システム２００は、放射線発生装置２１０、図１に示す放射線検出装置１００を備えた筐体２２０、信号処理装置２３０、表示装置２４０、及び、制御装置２５０を有して構成されている。
【００２９】
放射線発生装置２１０は、制御装置２５０の制御に基づいて、被写体（被験者）Ｈに対して（放射線検出装置１００へ向けて）、放射線（例えばＸ線）を照射する放射線源である。
【００３０】
筐体２２０内の放射線検出装置１００は、制御装置２５０の制御に基づいて、被写体Ｈを透過した放射線を画像信号として検出する。この画像信号（以下、「放射線画像信号」を称する）には、被写体Ｈの体内情報が含まれている。
【００３１】
信号処理装置２３０は、イメージプロセッサ等を含み構成されており、制御装置２５０の制御に基づいて、放射線検出装置１００から出力された放射線画像信号に対して所定の信号処理を行って、放射線画像データを生成する。
【００３２】
表示装置２４０は、ディスプレイ等を含み構成されており、制御装置２５０の制御に基づいて、信号処理装置２３０で生成された放射線画像データに基づく放射線画像をディスプレイに表示する。
【００３３】
制御装置２５０は、放射線検出システム２００における動作を統括的に制御する。
【００３４】
次に、図１（ｂ）に示す蛍光体層１０３について詳しく説明する。
【００３５】
図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１に示す蛍光体層１０３に含まれる１つの蛍光体粒子３１０の一例を示す概略図である。
【００３６】
具体的に、図３（ａ）は、比較例を示し、上述した被覆膜が表面処理されていない蛍光体粒子３１０を示している。そして、図３（ａ）では、蛍光体粒子３１０の内部で発生した光３０１の軌跡を示している。具体的に、蛍光体粒子３１０の内部で発生した光３０１は、蛍光体粒子３１０の内部中を進行し、蛍光体粒子３１０と空気との界面部において臨界角以上の角度であれば蛍光体粒子３１０の内部に反射し、再度、蛍光体粒子３１０の内部を進行する。図３（ａ）では、光３０１の軌跡を光線３０２として図示している。
【００３７】
蛍光体粒子３１０の代表的な材料であるＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂの場合、屈折率は約２．２であるため、空気との臨界角は約２７°となり、従って無秩序に進行してくる光３０１が空気中に出射される確率は約０．３である。即ち、この場合、光３０１は平均３．３回の内部反射を繰り返し、漸く空気中に出射されることになる。この間、光３０１は、蛍光体粒子３１０の内部において蛍光体母体により吸収される。なお、空気中に出射された光３０１は、いかなる角度でも、再度、蛍光体粒子３１０中に再入射し、再び内部散乱を繰り返すことになる。図３（ｂ）については後述する。
【００３８】
図４は、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ蛍光体の代表的な発光スペクトルと吸収スペクトルを示す図である。図４において、実線は、主吸収ピークに対して規格化された吸収率の吸収スペクトルを示し、破線は、主発光ピークに対して規格化された発光強度の発光スペクトルを示している。
【００３９】
図４から、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ蛍光体の主ピークは、母体により再吸収されることがわかる。つまり、蛍光体内部での光の進行（即ち蛍光体粒子３１０の内部での散乱）は、輝度の低下を招くことになる。
【００４０】
次いで、図３（ｂ）について説明する。図３（ｂ）は、本発明の第１の実施形態を示し、上述した被覆膜３１１が表面処理された蛍光体粒子３１０を示している。具体的に、被覆膜３１１は、蛍光体粒子３１０の表面を覆い、蛍光体粒子３１０よりも高い屈折率を有する材料にて形成され、蛍光体粒子３１０よりも高い拡散反射率を呈している。ここで、拡散反射とは、光の反射のうち鏡面反射を除いた拡散的な光の反射をいい、ＪＩＳ規格Ｚ８７４１に規定される測定により測定され得る。
【００４１】
そして、図３（ｂ）では、蛍光体粒子３１０の内部で発生した光３０１の軌跡を示している。具体的に、蛍光体粒子３１０の内部で発生した光３０１は、蛍光体粒子３１０の内部中を進行し、蛍光体粒子３１０と被覆膜３１１との界面部に到達すると、被覆膜３１１の高い屈折率により屈折されるが全て被覆膜３１１中に出射される。図３（ｂ）では、光３０１の軌跡を光線３０３として図示している。
【００４２】
蛍光体粒子３１０の代表的な材料であるＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂの場合、屈折率は約２．２である。また、被覆膜３１１の材料として、蛍光体粒子３１０の屈折率（約２．２）よりも高い屈折率（約２．７２）のＴｉＯ2を選択した場合、被覆膜３１１中に出射した光３０１は、臨界角５３．９°を下回る６０％の成分が蛍光体粒子３１０中に再入射するが、当該臨界角を上回る４０％の成分は蛍光体粒子３１０と被覆膜３１１との界面部で反射される。即ち、被覆膜３１１を設けることで、光３０１の蛍光体粒子３１０中への再入射を軽減させることができ、これにより、蛍光体粒子３１０の発光の減少を抑制することが可能となる。
【００４３】
一方、被覆膜３１１中の光３０１は、被覆膜３１１と空気との界面部において２１．５°の臨界角以下、即ち約２４％の成分が空気中に出射されるが、残りの成分は当該界面部で反射される。なお、空気中に出射した光３０１は、被覆膜３１１中に再入射するが、蛍光体粒子３１０よりも高い拡散反射率を呈するＴｉＯ2からなる被覆膜３１１の表面で拡散反射されるため、再入射を抑制することができる。また、ＴｉＯ2からなる被覆膜３１１は、可視領域中の光の吸収を殆ど行わないため、被覆膜３１１中に再入射した光の発光減少は殆ど発生しない。結果として、ＴｉＯ2等の、蛍光体粒子３１０よりも高い屈折率の材料からなり蛍光体粒子３１０よりも高い拡散反射率の被覆膜３１１を形成することにより、蛍光体粒子３１０の内部での再吸収ロスによる発光の減少を低減でき、高感度の放射線検出装置１００を得ることが可能となる。なお、このような作用・効果を十分に奏するためには、蛍光体粒子３１０の表面と被覆膜３１１とが光学的に接触しており、蛍光体粒子３１０の内部への拡散反射効果を抑制することが必要である。したがって、本実施形態においては、樹脂等のバインダーを用いて微粒子材料を蛍光体粒子３１０の表面に接着させる表面処理方法は好ましくない。
【００４４】
本実施形態において、蛍光体粒子３１０の最適な表面処理方法（即ち被覆膜３１１の最適な形成方法）としては、まず、第１の方法として、表面処理材となる材料のアルコキシドやゲル等を用いて、蛍光体粒子３１０と十分に懸濁させた後に焼成する方法がある。この方法により得られた蛍光体粒子３１０の表面処理に係る被覆膜３１１は、蛍光体粒子３１０の界面（表面）と光学的によく接触する。また、蛍光体粒子３１０の最適な表面処理方法（即ち被覆膜３１１の最適な形成方法）としては、第２の方法として、表面処理材と蛍光体粒子３１０とを機械的に混練させ、機械的に被着させるメカノケミカル法がある。なお、このメカノケミカル法は、例えばＴｉＯ2であれば市販のナノオーダー微粒子を用いることが可能であり、安価である。更には、これらの方法を複合して用いることにより、蛍光体粒子３１０の表面と光学的に接触した被覆膜３１１を形成することが可能となる。また、表面処理剤と蛍光体粒子３１０との分量比を変化させることで、膜厚の異なるマイクロカプセル処理または被覆率の異なる被覆膜３１１を容易に実現できる。なお、メカノケミカル法単独の場合でも、第３の物質を介さない方法であることから、蛍光体粒子３１０と被覆膜３１１との光学的接触を十分に保つことが可能である。
【００４５】
ところで、放射線の一種であるＸ線は、物質との相互作用において、物質の物性値であるＸ線減弱定数と密度に従って減弱される。よって、蛍光体層１０３に入射したＸ線は、蛍光体層１０３の上面側であってＸ線が入射するＸ線入射側（放射線入射側）となる蛍光体層１０３の反射層１０２側では非常に強く、蛍光体層１０３中で減弱され、蛍光体層１０３の下面側であって光をセンサー基板１０５に対して出射する光出射側となる蛍光体層１０３のセンサー基板１０５側では弱くなる。この傾向は、特に低エネルギーのＸ線で顕著である。
【００４６】
したがって、被覆膜３１１を構成する材料は、質量減弱定数と密度が十分小さく、蛍光体層１０３中の侵入でＸ線の減弱を小さく留めることが必要である。ここで、蛍光体粒子３１０に対する被覆膜３１１の被覆率を、蛍光体粒子３１０の平均表面積に対する、蛍光体粒子３１０の表面と被覆膜３１１との平均接触面積の比で定義する。そして、本実施形態では、蛍光体層１０３の光出射側に存在する蛍光体粒子３１０に対する被覆膜３１１の被覆率をＣ１とし、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）に存在する蛍光体粒子３１０に対する被覆膜３１１の被覆率をＣ２とした場合、以下の（１）式の条件を満たすものとする。
０＜Ｃ１≦Ｃ２≦１  ・・・（１）
【００４７】
（１）式の条件を満たすものとすることにより、蛍光体層１０３の光出射側のＸ線減弱を、（１）式の条件を満たさない場合に比べて、低く抑えることが可能となる。
【００４８】
なお、被覆率は、蛍光体粒子３１０の粒度分布中心値から算出される平均表面積と、ＳＥＭ観察画像から求められる被覆膜３１１と蛍光体粒子３１０との平均接触面積との比で表わすことが可能である。
【００４９】
また、（１）式でＣ１＝Ｃ２＝１である場合、即ち蛍光体粒子３１０の表面が全て被覆膜３１１で覆われている場合、本実施形態においては、以下の条件を満たすものとする。ここで、被覆膜３１１の平均膜厚を蛍光体粒子３１０の平均表面積で除した値を、被覆膜３１１の面積平均膜厚と定義する。そして、本実施形態では、蛍光体層１０３の光出射側に存在する蛍光体粒子３１０を覆う被覆膜３１１の面積平均膜厚をＴ１とし、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）に存在する蛍光体粒子３１０を覆う被覆膜３１１の面積平均膜厚をＴ２とした場合、以下の（２）式の条件を満たすものとする。
０＜Ｔ１≦Ｔ２  ・・・（２）
【００５０】
（２）式の条件を満たすものとすることにより、蛍光体層１０３の光出射側のＸ線減弱を、（２）式の条件を満たさない場合に比べて、低く抑えることが可能となる。
【００５１】
また、本実施形態においては、被覆膜３１１の材料を、蛍光体層１０３の光出射側と、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）とで、異なる材料で形成する態様を適用することができる。この態様の場合、蛍光体層１０３の光出射側の被覆膜３１１として、Ｘ線減弱係数及び密度共に小さく、かつ拡散反射性に優れる材料を用いることができる。具体的に、例えば、蛍光体層１０３の光出射側の被覆膜３１１として、Ｍｇの化合物である、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3、ＭｇＦ2等を用いることができる。また、この態様の場合、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）の被覆膜３１１として、例えば、ＴｉＯ2を用いる。上述したＭｇの化合物は、拡散反射性に優れるものの、Ｘ線減弱の割合は５０ｋｅＶにおいてＴｉＯ2の約１／８〜１／１０と小さく殆ど影響を与えない。なお、上述したＭｇの化合物は、拡散反射率は高いものの、屈折率が蛍光体粒子３１０よりも低いため、蛍光体粒子３１０内の散乱による再吸収効果を抑制することは困難である。したがって、上述したＭｇの化合物を、Ｘ線減弱の影響を受けない蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）における被覆膜３１１として用いることは、最適ではない。
【００５２】
第１の実施形態によれば、蛍光体粒子３１０よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、蛍光体粒子３１０の表面を覆い蛍光体粒子３１０よりも高い拡散反射率を呈する被覆膜３１１を形成するようにしたので、蛍光体粒子３１０の発光の減少を抑制することが可能となる。これにより、優れた特性を有する放射線検出装置を提供することができる。
【００５３】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について説明する。
【００５４】
第２の実施形態に係る放射線検出装置の概略構成は、上述した図１に示す第１の実施形態に係る放射線検出装置１００の概略構成と同様である。また、第２の実施形態に係る放射線検出システムの概略構成は、上述した図２に示す第１の実施形態に係る放射線検出システム２００の概略構成と同様である。以下、第２の実施形態の説明においては、上述した第１の実施形態と異なる部分についてのみ説明を行う。
【００５５】
第２の実施形態は、蛍光体層１０３において、蛍光体粒子よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンス（例えばラジオルミネッセンス）を呈さない材料からなり、蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触し、蛍光体粒子よりも高い拡散反射率を呈する部材の構成が、第１の実施形態と異なる。具体的に、第２の実施形態における当該部材は、蛍光体層１０３の複数の蛍光体粒子における各蛍光体粒子の間に充填された微粒子として形成され、各蛍光体粒子の表面の少なくとも一部と接触するものである。なお、この微粒子の材料としては、第１の実施形態における被覆膜３１１の材料と同様、蛍光体粒子よりも高い拡散反射率と高い屈折率を有し、かつ、５０ｋｅＶ〜１３０ｋｅＶの間で十分に低い質量減弱係数と密度を有する材料が望ましい。この微粒子の最も好適な材料としては白色無機材料であるＴｉＯ2を挙げることができるが、上述した条件を満たす材料であれば他の材料であってもよい。
【００５６】
図５は、本発明の第２の実施形態を示し、図１に示す蛍光体層１０３に含まれる複数の蛍光体粒子５１０と、その間に充填された微粒子５１１との一例を示す概略図である。そして、図５では、蛍光体粒子５１０の内部で発生した光５０１の軌跡を示している。具体的に、蛍光体粒子５１０の内部で発生した光５０１は、蛍光体粒子５１０の内部中を進行し、蛍光体粒子５１０と微粒子５１１（例えば白色無機微粒子）との界面部に到達すると、微粒子５１１の高い屈折率により屈折されるが全て微粒子５１１中に出射される。一方、蛍光体粒子５１０の内部で発生した光５０１は、微粒子５１１と蛍光体粒子５１０の表面とが接してしない界面部（即ち蛍光体粒子５１０と空気との界面部）に到達すると、図３（ａ）を用いて説明したように臨界角度以上の角度であれば蛍光体粒子５１０の内部に反射するものの、微粒子５１１との界面部で出射することができる。このため、結果として、蛍光体粒子５１０の内部での平均反射回数を３．３回よりも低くすることが可能となり、光５０１の蛍光体粒子５１０中への再入射を軽減させることができ、これにより、蛍光体粒子５１０の発光の減少を抑制することが可能となる。図５では、光５０１の軌跡を光線５０２として図示している。
【００５７】
また、微粒子５１１中の光５０１は、幾何光学的には第１の実施形態と同様に、約２４％の成分が空気中に出射されるが、部材と蛍光体粒子５１０との接触面積が第１の実施形態と比較して小さいため、蛍光体粒子５１０の内部へ再入射する確率は極めて小さい。このため、微粒子５１１中の光５０１は、微粒子５１１内部での反射を繰り返し、臨界角以下の角度を得て空気中に出射されることになる。なお、空気中に出射した光５０１は、微粒子５１１中に再入射するが、蛍光体粒子５１０よりも高い拡散反射率を呈するＴｉＯ2からなる微粒子５１１の表面で拡散反射されるため、再入射を抑制することができる。また、ＴｉＯ2からなる微粒子５１１は、可視領域中の吸収を殆ど行わないため、微粒子５１１中に再入射した光線の発光減少は殆ど発生しない。結果として、ＴｉＯ2等の、蛍光体粒子５１０よりも高い屈折率の材料からなり蛍光体粒子５１０よりも高い拡散反射率の微粒子５１１を形成することにより、蛍光体粒子５１０の内部での再吸収ロスによる発光の減少を低減でき、高感度の放射線検出装置１００を得ることが可能となる。なお、このような作用・効果を十分に奏するためには、蛍光体粒子５１０の表面と微粒子５１１とが光学的に接触していることが必要である。
【００５８】
本実施形態において、微粒子５１１の最適な形成方法としては、まず、第１の方法として、微粒子５１１を蛍光体粒子５１０と混合して塗工形成する方法がある。この方法では、微粒子５１１の表面と蛍光体粒子５１０の表面とを光学的に接触させるため、塗工液中で通常用いられるバインド樹脂の比率を十分に下げることが重要である。また、微粒子５１１の最適な形成方法としては、第２の方法として、蛍光体粒子５１０を堆積して形成した後、微粒子５１１の分散懸濁液を滴下させ、毛細管現象を利用して微粒子５１１を各蛍光体粒子間に侵入させて充填させる方法がある。この方法では、微粒子５１１として特にナノスケールの白色無機微粒子を用いた場合、各蛍光体粒子間に十分に侵入し、かつ分子間力による光学的な接触が期待できるため、好ましい方法である。更には、これらの２つの方法を組み合わせて、微粒子５１１を各蛍光体粒子５１０の間に充填させるようにしても好適である。
【００５９】
次に、第１の実施形態と同様にＸ線の減弱を考慮する。本実施形態では、蛍光体層１０３の光出射側に存在する微粒子５１１の充填率をＤ１とし、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）に存在する微粒子５１１の充填率をＤ２とした場合、以下の（３）式の条件を満たすものとする。
０＜Ｄ１≦Ｄ２  ・・・（３）
【００６０】
（３）式の条件を満たすものとすることにより、蛍光体層１０３の光出射側のＸ線減弱を、（３）式の条件を満たさない場合に比べて、低く抑えることが可能となる。なお、微粒子５１１の充填率は、蛍光体粒子５１０と混合し同時に形成する方法では、混合比率から求めることができる。また、微粒子５１１の充填率は、分散懸濁液を毛細管現象で侵入させる方法では、断面ＳＥＭ観察画像から求めることが可能である。
【００６１】
また、本実施形態においては、微粒子５１１の材料を、蛍光体層１０３の光出射側と、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）とで、異なる材料で形成する態様を適用することができる。この態様の場合、蛍光体層１０３の光出射側に充填する微粒子５１１として、Ｘ線減弱係数及び密度共に小さく、かつ拡散反射性に優れる材料を用いることができる。具体的に、例えば、蛍光体層１０３の光出射側に充填する微粒子５１１として、第１の実施形態と同様の理由により、Ｍｇの化合物である、ＭｇＯ、ＭｇＣＯ3、ＭｇＦ2等を用いることができる。また、この態様の場合、蛍光体層１０３のＸ線入射側（放射線入射側）に充填する微粒子５１１として、例えば、ＴｉＯ2を用いる。
【００６２】
第２の実施形態によれば、各蛍光体粒子５１０の間に、蛍光体粒子５１０よりも高い屈折率を呈するとともにルミネッセンスを呈さない材料からなり、蛍光体粒子５１０よりも高い拡散反射率を呈する微粒子５１１を充填するようにしたので、蛍光体粒子５１０の発光の減少を抑制することが可能となる。これにより、優れた特性を有する放射線検出装置を提供することができる。
【００６３】
以上、第１の実施形態と第２の実施形態を説明したが、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、及び、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。
【００６４】
次に、上述した本発明の各実施形態に係る放射線検出装置を踏まえた実施例について説明する。
【００６５】
以下の実施例の説明では、比較例を用いて説明を行う。
【００６６】
＜比較例＞
本発明の各実施形態に係る放射線検出装置を踏まえた実施例の説明を行うのに先立って、比較例として、特に表面処理を行わない蛍光体粒子３１０（図３（ａ））を用いた放射線検出装置の例について説明する。
【００６７】
まず、５５０ｍｍ×４４５ｍｍ×０．７ｔの無アルカリガラス基板の上に、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）を用いた半導体薄膜を形成した。次いで、その上に、光を検出する複数の画素が配設された画素アレイと、これらの画素を駆動するための複数の配線を形成した。ここで、画素は、光電変換素子と薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなるスイッチ素子とを備える。また、画素アレイは、ここでは、２８１６画素×３４１６画素から構成されている。また、この画素アレイのうち、外周部の各８画素は、センサー基板作製時やドライエッチング等のプロセスマージン等を確保するために形成される所謂ダミー画素と呼ばれる画素であり、有効面の外周部約１．２ｍｍの幅で形成されている。このようにして、センサー基板１０５に相当するセンサー基板を作製した。
【００６８】
その後、作製したセンサー基板上に、センサー保護層１０４に相当する、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成した。
【００６９】
次いで、蛍光体ペーストを準備した。蛍光体は、日亜化学製のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ（ＮＰ−３０１０）を約２ｋｇ用い、日本香料製のターピネオール（約１ｋｇ）に添加し、分散・撹拌した。なお、日機装製マイクロトラック２０００を用いて測定した蛍光体粒子の粒度分布中心値は６．２μｍであった。次いで、上述した分散液を温度１５０℃程度に加熱しつつ、蛍光体粒子に対する体積比が２．５％となるように溶剤系ポリビニルブチラール粉末を添加して溶解させ、完全な溶解を確認した後に室温まで自然冷却した。念のため、溶解物は、ＳＵＳメッシュのフィルターを通過させ、未溶解分を除去した。冷却後、温度２５℃、０．３ｒｐｍにおける回転粘度が５０Ｐａ・ｓとなるようにブチルカルビトールを添加し、スリットコーター用蛍光体ペーストを得た。
【００７０】
なお、調製後の蛍光体ペーストは、３本ロールミルを用いて十分に分散させ、最終的に粒ゲージを用いて分散度を測定したところ、２２．５μｍ以下に分散されていることを確認した。
【００７１】
以上のようにして得られたスリットコーター用蛍光体ペーストを用いて、蛍光体層１０３に相当する蛍光体層を形成するため、センサー基板をスクリーンコーター上にセットし、スリットコートによる塗布を行った。具体的には、スリットコーターのダイヘッドリップ部とセンサー基板との間のギャップを３３０μｍ程度に固定し、ダイヘッドを約５ｍｍ／ｓｅｃの速さで移動することにより塗布を行った。塗布後のセンサー基板を、ＩＲ乾燥機に投入し、温度１２０℃程度で４５分間乾燥させた後、室温まで冷却させ、その後、乾燥機から取り出した。このようにして、センサー基板上に蛍光体層１０３に相当する蛍光体層を形成した。
【００７２】
次いで、キーエンス製ＬＴ−９０３０レーザー変位計を用いて、蛍光体層の未塗布部分と塗布部分との差分を測定して蛍光体層の膜厚測定を行ったところ、２００μｍであった。また、同様の条件で素ガラス上に塗布した蛍光体層を作製し、１ｃｍ2の膜片を剥離し、この重量を測定することにより充填率を算出したところ、６８％であった。
【００７３】
次いで、この蛍光体層付きセンサー基板を転写装置にセットし、ＤＩＣ（株）製の粘着シート（ＤＡＩＴＡＣ  ＃８６０３  ＴＮＷ−１０）を蛍光体層上に転写した。これにより、膜厚１０μｍの粘着層が蛍光体層上に形成された。
【００７４】
次いで、同様の方法により、反射層１０２に相当する反射層を、上述した粘着層上に貼り付けた。なお、この反射層には、膜厚が１８８μｍである東レ製ルミラーＥ２０＃１８８を裁断して用いた。
【００７５】
次いで、保護フィルムをセンサー基板に転写して、蛍光体保護層１０１に相当する蛍光体保護層を形成した後、側壁面の気泡を抜くために加圧脱泡を行った。この際、保護フィルムには、約５０μｍのポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基台フィルムの上にＡｌを約４０μｍ成膜し、更に、約１０μｍのアクリル系粘着剤を転写したものを用いた。
【００７６】
以上により、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する比較例に係る放射線検出装置を得た。そして、この放射線検出装置を評価装置にセットし、放射線発生装置２１０に相当するＸ線発生装置との間に軟Ｘ線除去用の２０ｍｍＡｌフィルターをセットした。その後、放射線検出装置の基板とＸ線発生装置との間の高さを１３０ｃｍに調整し、放射線検出装置を電気駆動系に接続した。
【００７７】
この状態で、Ｘ線発生装置の管電圧８０ｋｅＶ程度、管電流２５０ｍＡ程度の条件下で、５０ｍｓのＸ線パルスを３回爆射して放射線検出装置の感度を測定した。その結果、面内感度の平均値は、３７５０ＬＳＢであった。また、ＭＴＦチャートを用いて、上述した条件と同様の管電圧、管電流、パルス幅において、放射線画像を取得して演算処理することにより、ＭＴＦを評価した。その結果、２ｌｐ／ｍｍのＭＴＦは、０．３３０であった。
【００７８】
−実施例１〜４における蛍光体粒子の表面処理−
次に、後述する実施例１〜４で用いる蛍光体粒子に対する表面処理を実施した。
【００７９】
後述する実施例１〜４で用いる蛍光体粒子は、粒度分布中心値５０％ｄ＝６．２μｍである日亜化学製のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ蛍光体（ＮＰ−３０１０）を用いた。表面処理としては、まず、メカノケミカル法を用いて行った。具体的には、奈良機械製作所製のハイブリダイゼーションシステムＮＨＳ−１タイプを用いて、蛍光体粒子と表面処理材料の配合比を変え、４０００ｒｐｍ、６０分の条件でローター部を回転させることにより、蛍光体粒子に表面処理を施した。なお、表面処理に係るＴｉＯ2粒子には、平均１次粒径が５０ｎｍのテイカ製のＭＴ−６００Ｂを使用した。また、表面処理に係るＭｇＯ粒子には、平均１次粒径が５０ｎｍ〜１００ｎｍの関東電化工業製のＭｇＯを使用した。
【００８０】
また、ＴｉＯ2処理品については、その一部についてアルコキシドの加水分解による方法も追加した。具体的には、メカノケミカル法で表面処理した蛍光体１００重量部を５００重量部のエタノール中に撹拌懸濁させ、この懸濁液に東京化成製のテトライソプロピルオルソチタネート１重量部を滴化し、十分撹拌した。その後、１０重量部の純水を徐々に加え、さらに十分撹拌した後に沈降させ、これを濾過し、濾過ケークを１２０℃で６０分乾燥させた。乾燥後は、さらに、電気炉において３５０℃で４時間焼成を実施し、最後にＳＵＳ４００メッシュの振動篩装置でアルミナボールと共に振動篩を実施した。
【００８１】
図６は、実施例及び比較例に係る放射線検出装置の蛍光体層の蛍光体構成の一例を示す図である。具体的に、図６には、蛍光体層の蛍光体構成として、蛍光体、ＴｉＯ2、ＭｇＯ、アルコキシド処理有無、蛍光体粒子に対する部材の被覆率（％）、部材の面積平均膜厚（μｍ）の各項目が示されている。なお、図６において、Ｎは、表面処理を行わない蛍光体粒子の蛍光体層である。
【００８２】
＜実施例１＞
実施例１では、上述した比較例と同様の方法を用いてセンサー基板を作製した。その後、作製したセンサー基板上に、センサー保護層１０４に相当する、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成した。
【００８３】
次いで、蛍光体ペーストを準備した。蛍光体ペーストは、図６のＴ１とＴ２の表面処理を施した蛍光体を使用し、上述した比較例と同様の方法を用いてそれぞれの蛍光体ペーストを得た。
【００８４】
次いで、これらのスリットコーター用蛍光体ペーストを使用して、上述した比較例と同様の方法を用いて、スリットコートによる塗布を行い、センサー基板１０５の上方にそれぞれ、蛍光体層１０３を形成した。そして、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３の膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍであった。また、上述した比較例と同様の方法を用いて、充填率を算出したところ、全て６８％であった。
【００８５】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３上に反射層１０２と保護フィルムに係る蛍光体保護層１０１を形成して、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する実施例１に係る放射線検出装置を得た。そして、これら放射線検出装置を比較例と同様の方法を用いて感度とＭＴＦを測定した。
【００８６】
図７は、実施例１〜４及び比較例に係る放射線検出装置の感度とＭＴＦの結果を示す図である。図７に示す結果から、部材としてＴｉＯ2を用いて表面処理がなされた蛍光体粒子における蛍光体層の場合には優れた特性が得られることがわかる。また、アルコキシドで追加処理を行い、蛍光体粒子の表面と部材との光学的接触を高めた蛍光体層では、更に優れた特性が得られることがわかる。
【００８７】
＜実施例２＞
実施例２では、上述した比較例と同様の方法を用いてセンサー基板を作製した。その後、作製したセンサー基板上に、センサー保護層１０４に相当する、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成した。
【００８８】
次いで、蛍光体ペーストを準備した。蛍光体ペーストは、図６のＴ２、Ｔ４の表面処理を施した蛍光体、及び、表面処理を行わない蛍光体（Ｎ）を使用し、上述した比較例と同様の方法を用いてそれぞれの蛍光体ペーストを得た。
【００８９】
次いで、これらのスリットコーター用蛍光体ペーストを使用して、上述した比較例と同様の方法を用いて、スリットコートによる塗布を行ったが、塗布は、等しい膜厚で２回に分け、各塗布において蛍光体ペーストに含まれる蛍光体の表面処理を変えて実施した。その詳細は、図７に示す。このようにして、センサー基板１０５の上方にそれぞれ、蛍光体層１０３を形成した。そして、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３の膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍであった。また、上述した比較例と同様の方法を用いて、充填率を算出したところ、全て６８％であった。
【００９０】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３上に反射層１０２と保護フィルムに係る蛍光体保護層１０１を形成して、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する実施例２に係る放射線検出装置を得た。そして、これら放射線検出装置を比較例と同様の方法を用いて感度とＭＴＦを測定した。その結果を図７に示す。
【００９１】
図７に示す結果から、蛍光体層１０３の光出射側であるセンサー基板側に存在する蛍光体粒子に対する部材の被覆率Ｃ１と、蛍光体層１０３の放射線入射側である保護層側に存在する蛍光体粒子に対する部材の被覆率Ｃ２との関係が、０＜Ｃ１≦Ｃ２≦１の場合には、そうでない場合に比べて更に優れた特性が得られることがわかる。
【００９２】
＜実施例３＞
実施例３では、上述した比較例と同様の方法を用いてセンサー基板を作製した。その後、作製したセンサー基板上に、センサー保護層１０４に相当する、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成した。
【００９３】
次いで、蛍光体ペーストを準備した。蛍光体ペーストは、図６のＴ２、Ｔ３の表面処理を施した蛍光体を使用し、上述した比較例と同様の方法を用いてそれぞれの蛍光体ペーストを得た。
【００９４】
次いで、これらのスリットコーター用蛍光体ペーストを使用して、上述した比較例と同様の方法を用いて、スリットコートによる塗布を行ったが、塗布は、等しい膜厚で２回に分け、各塗布において蛍光体ペーストに含まれる蛍光体の表面処理を変えて実施した。その詳細は、図７に示す。このようにして、センサー基板１０５の上方にそれぞれ、蛍光体層１０３を形成した。そして、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３の膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍであった。また、上述した比較例と同様の方法を用いて、充填率を算出したところ、全て６８％であった。
【００９５】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３上に反射層１０２と保護フィルムに係る蛍光体保護層１０１を形成して、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する実施例３に係る放射線検出装置を得た。そして、これら放射線検出装置を比較例と同様の方法を用いて感度とＭＴＦを測定した。その結果を図７に示す。
【００９６】
図７に示す結果から、蛍光体層１０３の光出射側であるセンサー基板側に存在する蛍光体粒子を覆う部材の面積平均膜厚Ｔ１と、蛍光体層１０３の放射線入射側である保護層側に存在する蛍光体粒子を覆う部材の面積平均膜厚Ｔ２との関係が、０＜Ｔ１≦Ｔ２の場合には、そうでない場合に比べて更に優れた特性が得られることがわかる。
【００９７】
＜実施例４＞
実施例４では、上述した比較例と同様の方法を用いてセンサー基板を作製した。その後、作製したセンサー基板上に、センサー保護層１０４に相当する、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成した。
【００９８】
次いで、蛍光体ペーストを準備した。蛍光体ペーストは、図６のＴ２、Ｍの表面処理を施した蛍光体を使用し、上述した比較例と同様の方法を用いてそれぞれの蛍光体ペーストを得た。
【００９９】
次いで、これらのスリットコーター用蛍光体ペーストを使用して、上述した比較例と同様の方法を用いて、スリットコートによる塗布を行ったが、塗布は、等しい膜厚で２回に分け、各塗布において蛍光体ペーストに含まれる蛍光体の表面処理を変えて実施した。その詳細は、図７に示す。このようにして、センサー基板１０５の上方に、蛍光体層１０３を形成した。そして、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３の膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍであった。また、上述した比較例と同様の方法を用いて、充填率を算出したところ、全て６８％であった。
【０１００】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３上に反射層１０２と保護フィルムに係る蛍光体保護層１０１を形成して、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する実施例４に係る放射線検出装置を得た。そして、この放射線検出装置を比較例と同様の方法を用いて感度とＭＴＦを測定した。その結果を図７に示す。
【０１０１】
図７に示す結果から、蛍光体層１０３の放射線入射側である保護層側にＴｉＯ2の表面処理を施し、蛍光体層１０３の光出射側であるセンサー基板側にＭｇＯの表面処理を施した場合には、そうでない場合に比べて更に優れた特性が得られることがわかる。
【０１０２】
＜実施例５＞
実施例５では、様々な充填率でＴｉＯ2の微粒子を混合させるために、以下の方法で塗布用の蛍光体ペーストを調製した。
【０１０３】
まず、蛍光体は、上述した比較例と同様に、日亜化学製のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ（ＮＰ−３０１０）を約２ｋｇを用い、日本香料製のターピネオール（約１ｋｇ）に添加し、分散・撹拌した。次いで、この分散液に、平均１次粒径が５０ｎｍのテイカ製のＭＴ−６００Ｂの微粒子ＴｉＯ2粉末を重量を変えて混合し分散させた。
【０１０４】
その後、上述した分散液を温度１５０℃程度に加熱しつつ、最終的な粘度が、２５℃、０．３ｒｐｍにおいて、５０Ｐａ・ｓとなるように溶剤系ポリビニルブチラール粉末を添加して溶解させた。そして、完全な溶解を確認した後、室温まで自然冷却し、最後に比較例と同様、未溶解分を除去してＴｉＯ2の固形分濃度の異なる塗布用蛍光体ペーストを得た。
【０１０５】
図８は、実施例５を示し、各蛍光体ペーストのＴｉＯ2固形分濃度（ＴｉＯ2／蛍光体の重量比（％））と、各蛍光体ペーストを用いた際のＴｉＯ2の充填率（％）を示す図である。
【０１０６】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いてセンサー基板を作製し、図８に示すＴｉＯ2固形分濃度の異なるそれぞれ蛍光体ペーストＰ１及びＰ２並びにＴｉＯ2を含まないペーストＮＰを用いて、比較例と同様の方法でスリットコートによる塗布を行った。なお、塗布は、１回〜３回に分けて実施し、各塗布での蛍光体ペーストを変えることにより、膜厚方向でのＴｉＯ2の充填率を一部可変させた。このようにして、センサー基板１０５の上方にそれぞれ、蛍光体層１０３を形成した。そして、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３の膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍであった。また、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体の充填率を算出したところ、全て６８％であった。
【０１０７】
次いで、上述した比較例と同様の方法を用いて、蛍光体層１０３上に反射層１０２と保護フィルムに係る蛍光体保護層１０１を形成して、画素アレイに対する電磁シールド及び防湿の機能を有する実施例５に係る放射線検出装置を得た。そして、これら放射線検出装置を比較例と同様の方法を用いて感度とＭＴＦを測定した。その結果を図９に示す。
【０１０８】
図９は、実施例５及び比較例に係る放射線検出装置の感度とＭＴＦの結果を示す図である。図９に示す結果から、蛍光体粒子の間にＴｉＯ2微粒子を充填させることにより、そうでない場合に比べて優れた特性が得られることがわかる。また、蛍光体層１０３の光出射側であるセンサー基板側に存在するＴｉＯ2微粒子の充填率Ｄ１と、蛍光体層１０３の放射線入射側である保護層側に存在するＴｉＯ2微粒子の充填率Ｄ２との関係が、０＜Ｄ１≦Ｄ２の場合には、そうでない場合に比べて更に優れた特性が得られることがわかる。
【符号の説明】
【０１０９】
１００：放射線検出装置、１０１：蛍光体保護層、１０２：反射層、１０３：蛍光体層、１０４：センサー保護層、１０５：センサー基板、１１０：フレキシブルプリント基板、１１１：読み出し回路基板、１１２：駆動回路基板、１１３：画素領域、１１３ａ：画素
【図４】
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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１】
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【図２】
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【図３】
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【図５】
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