(57)【要約】【課題】センサー基板の上方に蛍光体層を形成する際に、放射線検出装置としての機能を損なうことなく、その端部を寸法精度良く形成することが可能な仕組みを提供する。【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１０７と、センサー基板１０７の画素領域１１３の上方に配置され、放射線を光に変換する複数の蛍光体粒子をセンサー基板１０７に固定するためのバインダーを含む蛍光体層１０４と、センサー基板１０７と蛍光体層１０４との間であって蛍光体層１０４の周縁部に蛍光体層１０４と接して配置された、蛍光体層１０４となる複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストの溶媒分が吸収された部材１０５を備える。【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複数の蛍光体粒子を前記センサー基板に固定するためのバインダーを含む蛍光体層と、
前記センサー基板と前記蛍光体層との間であって前記蛍光体層の周縁部に前記蛍光体層と接して配置された、前記蛍光体層となる前記複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストの溶媒分が吸収された部材と、
を有することを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記部材は、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層である無機粒子層を有す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】
前記蛍光体層における前記蛍光体粒子の粒度分布中央値をＤ１とし、前記無機粒子層における前記無機粒子の粒度分布中央値をＤ２とした際に、Ｄ１≦Ｄ２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】
前記蛍光体層における前記蛍光体粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ１とし、前記無機粒子層における前記無機粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ２とした際に、Ｓ１≧Ｓ２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】
前記無機粒子層における前記無機粒子は、ラジオルミネッセンスを有する無機蛍光体粒子であることを特徴とする請求項２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】
前記無機蛍光体粒子は、一般式Ｒｍ2Ｏ2Ｓ：ＲｅまたはＲｍ2Ｏ3：Ｒｅで示される蛍光体粒子であって、Ｒｍは、Ｇｄ，Ｙ，Ｌｕの１種類以上であり、Ｒｅは、Ｔｂ，Ｅｕ，Ｐｒ，Ｃｅの１種類以上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】
前記無機蛍光体粒子は、一般式Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂで示される蛍光体粒子であることを特徴とする請求項５または６に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
前記無機粒子層における前記無機粒子は、少なくとも、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＢａＳＯ4，ＭｇＯ，ＺｎＯのうちのいずれかであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項９】
前記蛍光体層が形成されている領域であって且つ当該蛍光体層の下方に前記無機粒子層が形成されていない無機粒子層非形成領域の前記蛍光体層における前記蛍光体粒子の充填率をｄ1、当該無機粒子層非形成領域の前記蛍光体層における膜厚をｔ1とし、前記無機粒子層における前記無機粒子の充填率をｄ2、前記無機粒子層における膜厚をｔ2とした際に、２ｄ2ｔ2≦ｄ1（ｔ1−ｔ2）であることを特徴とする請求項２乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１０】
前記無機粒子層は、スクリーン印刷法で形成されたものであることを特徴とする請求項２乃至９のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１１】
前記部材は、前記センサー基板の前記画素領域における有効画素外の上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１２】
前記部材は、前記センサー基板の前記画素領域におけるダミー画素の上方に配置されていることを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１３】
前記蛍光体層は、その上面が四角形の形状からなり、
前記部材は、前記蛍光体層の前記周縁部として前記四角形の角部に形成されていることを特徴とする請求項１乃至１２のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項１４】
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開口を有するように、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層である無機粒子層を形成する工程と、
前記画素領域の上方の前記開口内に、前記放射線を前記光に変換する複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストを塗布する工程と、
前記蛍光体ペーストを乾燥させて、周縁部が前記無機粒子層に接するように前記センサー基板の前記画素領域の上方に蛍光体層を形成する工程と、
を行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】
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。
【０００４】
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】
【０００５】
【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】
【０００６】
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、所謂「直接形成法」と「間接形成法」とが知られている。「直接形成法」とは、センサー基板上に蒸着または塗布といった方法で蛍光体層を形成し、その後に必要に応じて粘着剤等を介して反射層や保護層を積層するものである。「間接形成法」とは、光反射または保護の機能を有する基台上に、一旦蒸着または塗布といった方法で蛍光体層を形成し、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ものである。
【０００７】
「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、歩留上や工程設計上で有利である。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を必要とするため、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。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。
【０００８】
ところで、粉末蛍光体を用いた「直接形成法」では、バインダーとして作用する樹脂を有機溶媒中に溶解したビヒクルと称される溶液中に、粉末蛍光体粒子を懸濁分散させた液を準備し、この液を用いてセンサー基板上に塗工し、これを乾燥させることにより蛍光体層を形成する方法が一般的である。なお、一般に、放射線検出装置の蛍光体層は、Ｘ線（放射線）を十分に吸収させる必要があるため、通常１５０μｍ以上の膜厚が求められる。そして、この様な塗工方法は、非常に限られる。
【０００９】
代表的な塗工方法としては、例えば、上記の特許文献１に例示されているようなブレードコーター、ナイフコーター、スクリーン印刷法、または、近年ＦＰＤのレジスト形成等で一般的となりつつあるスリットコート等を挙げることができる。このうち、枚葉なセンサー基板上に均一な厚膜を一度の塗工にて形成する方法としては、スリットコートが最も優れている。しかしながら、スクリーン印刷法を除く上記塗工方法は、簡便に必要な厚膜面を形成することが可能である反面、外周領域に１０ｍｍ程度の膜厚低下領域が発生し、且つ外形を寸法精度良く形成することが困難であるといった欠点がある。
【００１０】
この点、上記の特許文献１に示されている増感紙や「間接形成法」で用いられる蛍光板では、予め必要サイズよりも大きな面積で塗工を行い、膜厚低下領域を切断除去することにより、端部までの膜厚均一性を確保することが一般的である。
【００１１】
しかしながら、「直接形成法」の場合には、センサー基板上に厚膜の蛍光体層を形成する際にその端部を切断除去することは製造工程等を考慮すると困難である。したがって、例えば、端部で十分な寸法精度を確保するためには、周辺部に予めマスキングテープ等でマスキングを行い、塗工後に剥離する等の作業を新たに加える必要がある。
【００１２】
しかしながら、マスキングテープの貼付及び剥離には熟練と時間が必要とされ、且つ剥離時に発生する静電気によりセンサー基板の素子が破壊されてしまう等の解決しなければならない困難な問題がある。
【００１３】
また、スクリーン印刷法は、外形精度良く塗工することができる反面、最大で６０μｍ程度の膜厚が限界であり、放射線検出装置の蛍光体層を形成するためには複数回の塗工及び乾燥を繰り返す必要があり、工程設計上好ましくない。また、本発明者らの実験によれば、複数回のスクリーン印刷において積層された膜には、必ずスクリーンメッシュによるパターンが転写されるため、放射線検出装置の蛍光体層に用いた場合、アーチファクトを発生させる原因となった。
【００１４】
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、センサー基板の上方に蛍光体層を形成する際に、放射線検出装置としての機能を損なうことなく、その端部を寸法精度良く形成することが可能な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】
【００１５】
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複数の蛍光体粒子を前記センサー基板に固定するためのバインダーを含む蛍光体層と、前記センサー基板と前記蛍光体層との間であって前記蛍光体層の周縁部に前記蛍光体層と接して配置された、前記蛍光体層となる前記複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストの溶媒分が吸収された部材と、を有する。
【００１６】
本発明の放射線検出装置の製造方法は、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開口を有するように、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層である無機粒子層を形成する工程と、前記画素領域の上方の前記開口内に、前記放射線を前記光に変換する複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストを塗布する工程と、前記蛍光体ペーストを乾燥させて、周縁部が前記無機粒子層に接するように前記センサー基板の前記画素領域の上方に蛍光体層を形成する工程と、を行う。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、センサー基板の上方に蛍光体層を形成する際に、放射線検出装置としての機能を損なうことなく、その端部を寸法精度良く形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【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】本発明の第２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３】本発明の第１の実施形態を示し、図１（ｂ）に示す無機粒子層の１つの無機粒子を模式的に示す図である。
【図４】本発明の第３の実施形態を示し、第１及び第２の実施形態に係る放射線検出装置を含む放射線画像撮像システムの概略構成の一例を示す図である。
【図５】比較例１等に係る放射線検出装置を説明するための図である。
【図６】本発明の第１の実施形態を示し、蛍光体ペーストの溶媒量と粘度との関係を示す図である。
【図７】比較例１及び２並びに実施例１及び２における諸条件と結果を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
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。
【００２０】
（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。
【００２１】
図１は、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。ここでは、図１に示す放射線検出装置を「放射線検出装置１００−１」と称する。
【００２２】
図１（ａ）は、放射線検出装置１００−１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１００−１は、センサー基板１０７が、フレキシブルプリント基板１１０を介して、センサー基板１０７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１０７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１００−１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。
【００２３】
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１００−１の断面構造を模式的に示す図である。センサー基板１０７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。
【００２４】
図１（ｂ）において、センサー基板１０７上には、センサー基板１０７の画素領域１１３等を保護するためのセンサー保護層１０６が形成されている。なお、センサー保護層１０６は、必要に応じて設ければよいものである。
【００２５】
また、図１（ｂ）において、センサー保護層１０６上には、例えばスクリーン印刷法により、蛍光体形成領域の周縁部に、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層である無機粒子層１０５が配置されている。
【００２６】
また、図１（ｂ）において、センサー保護層１０６上及び無機粒子層１０５上であって蛍光体形成領域には、入射した放射線を光（可視光）に変換する蛍光体層１０４が形成されている。具体的に、蛍光体層１０４は、図１（ｂ）に示すように、センサー基板１０７の画素領域１１３の上方に配置され、放射線を光に変換する複数の蛍光体粒子をセンサー基板１０７（本例では、より詳細にはセンサー保護層１０６）に固定するためのバインダーを含む。また、蛍光体形成領域は、蛍光体層１０４の単一層からなる第１の蛍光体塗布領域１０３−１と、蛍光体層１０４及び無機粒子層１０５の２層からなる第２の蛍光体塗布領域１０３−２の２つの領域に分かれている。即ち、第１の蛍光体塗布領域１０３−１は、蛍光体層１０４が形成されている領域であって且つ当該蛍光体層１０４の下方に無機粒子層１０５が形成されていない無機粒子層非形成領域である。
【００２７】
また、図１（ｂ）において、蛍光体層１０４上には、蛍光体層１０４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。
【００２８】
また、図１（ｂ）において、反射層１０２、蛍光体層１０４及び無機粒子層１０５を覆うように、蛍光体層１０４等を保護するための蛍光体保護層１０１が形成されている。
【００２９】
以下、無機粒子層１０５及び蛍光体層１０４について詳しく説明する。
【００３０】
本実施形態では、第２の蛍光体塗布領域１０３−２のうち、センサー基板１０７側の無機粒子層１０５が、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層からなることを特徴としている。この際、無機粒子層１０５は、センサー基板１０７と蛍光体層１０４との間であって蛍光体層１０４の周縁部に蛍光体層１０４と接して形成されている。この無機粒子層１０５は、第１の蛍光体塗布領域１０３−１に蛍光体層１０４を形成する際の蛍光体ペーストが流れてきた際に、当該蛍光体ペーストの溶媒分を効率的に吸収するためのものである。これによって、蛍光体ペーストの粘度が高まり、その結果、蛍光体層１０４の端部を寸法精度良く形成することが可能となる。即ち、無機粒子層１０５は、蛍光体層１０４となる複数の蛍光体粒子が含有された蛍光体ペーストの溶媒分が吸収された部材である。また、無機粒子層１０５は、センサー基板１０７の画素領域１１３の上方に開口を有するように形成され、蛍光体層１０４は、当該開口内に塗布された蛍光体ペーストを乾燥させてその周縁部が無機粒子層１０５に接するように形成される。
【００３１】
また、無機粒子層１０５の無機粒子としては、周辺部の輝度低下を抑える目的で、拡散反射率が高く水に不溶で且つ化学的に安定なセラミック粒子が好ましく、例えば、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＢａＳＯ4、ＭｇＯ、ＺｎＯ等が挙げられる。即ち、この場合、無機粒子層１０５の無機粒子として、少なくとも、ＴｉＯ2，Ａｌ2Ｏ3，ＢａＳＯ4，ＭｇＯ，ＺｎＯのうちのいずれかを適用することが可能である。
【００３２】
さらに、無機粒子層１０５の無機粒子としては、ラジオルミネッセンスを呈する無機蛍光体粒子を用いることもできる。具体的に、無機蛍光体粒子としては、一般式Ｒｍ2Ｏ2Ｓ：ＲｅまたはＲｍ2Ｏ3：Ｒｅ（ＲｍはＧｄ，Ｙ，Ｌｕの１種類以上、ＲｅはＴｂ，Ｅｕ，Ｐｒ，Ｃｅの一種類以上）である無機蛍光体粒子を挙げることができる。例えば、無機蛍光体粒子として、一般式Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂで示される蛍光体粒子を用いることができる。なお、ここで記載した材料は例示であり、無機粒子層１０５の無機粒子として、Ｘ線を吸収し可視光を呈するラジオルミネッセンスの蛍光体粒子であれば構わない。もちろん、無機粒子層１０５の無機粒子として、上述の要件を満たせば、蛍光体層１０４と同一の化学量論組成を有する蛍光体を用いても構わない。
【００３３】
上述したように、無機粒子層１０５を蛍光体形成領域の周縁部に形成することにより、第１の蛍光体塗布領域１０３−１に蛍光体層１０４を形成する際の蛍光体ペーストが外周に流れ出す際に、当該無機粒子層１０５で蛍光体ペーストの溶媒分を吸収して、蛍光体ペーストの粘度を著しく高めることができる。その結果、蛍光体ペーストの外周部への拡散を防止することができ、蛍光体層１０４の端部を寸法精度良く形成することが可能となる。
【００３４】
なお、この無機粒子層１０５は、画素領域１１３の端部の感度低下を抑制する必要から、センサー基板１０７の画素領域１１３における有効画素外の上方に形成されていることが望ましい。また、この有効画素外には、センサー基板１０７の作製時やドライエッチングのプロセスマージン等を確保するために形成される、所謂ダミー画素を含んでいてもよい。さらに、この有効画素外は、センサー基板１０７の画素領域１１３の外であってもよい。
【００３５】
また、通常の無機粒子の表面は疎水性であることから、本実施形態における無機粒子層１０５の無機粒子の表面に親油性の表面処理を施して、無機粒子層１０５への蛍光体ペーストの溶媒分の移動を飛躍的に向上させることができるようにしている。この表面処理は、例えば、無機粒子を界面活性剤のような両親媒性化合物の水溶液中に懸濁させ、Ｏ／Ｗ（オイル／ウォーター）のエマルジョンとし、その後、濾過して乾燥することにより、容易に施すことができる。表面処理後の無機粒子の模式図を図３に示す。
【００３６】
図３は、本発明の第１の実施形態を示し、図１（ｂ）に示す無機粒子層１０５の１つの無機粒子を模式的に示す図である。無機粒子層１０５の無機粒子は、無機粒子３０１の表面に、表面処理剤３０２が親油基３０３を外側に向ける形で吸着して構成されている。
【００３７】
なお、第２の蛍光体塗布領域１０３−２において、無機粒子層１０５上に形成される蛍光体層１０４は、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４と同じ蛍光体粒子から形成され、これにより周縁部の輝度低下を抑制させることが可能である。この第２の蛍光体塗布領域１０３−２における無機粒子層１０５上に形成される蛍光体層１０４は、特に改めて形成させるのではなく、無機粒子層１０５が形成された後、第１の蛍光体塗布領域１０３−１に蛍光体ペーストが塗布された際に、この蛍光体ペーストが流れこむことにより形成されたものであり、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４と同工程で形成される。
【００３８】
また、無機粒子層１０５は、蛍光体ペーストから有為に溶媒分を吸収させるために、蛍光体層１０４を形成する前に形成し乾燥させておく。これにより、無機粒子層１０５中の空気層が十分に確保されるため、蛍光体ペーストから溶媒分を十分に吸収することが可能となる。なお、無機粒子層１０５は、蛍光体層１０４の下部に存在していれば良いため、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４よりも小さい膜厚であって構わない。
【００３９】
図６は、本発明の第１の実施形態を示し、蛍光体ペーストの溶媒量と粘度との関係を示す図である。図６に示すように、本発明者らの実験では、ビヒクル中の溶媒分の１／２を吸収させれば、蛍光体ペーストの粘度は１０倍以上になり、この場合、蛍光体ペーストの流れ出しを十分に抑制することが可能である。
【００４０】
また、塗工法で用いる蛍光体ペースト中のビヒクル分（樹脂＋溶媒）の体積分率は、粘性を高く確保する目的から、通常およそ３０％程度以下に調整される。したがって、無機粒子層１０５は、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４のおよそ１／６程度以上の膜厚があれば十分である。
【００４１】
第１の蛍光体塗布領域１０３−１に蛍光体層１０４を形成するための蛍光体ペーストが無機粒子層１０５の上部に流れ込み、この蛍光体ペーストの溶媒分が無機粒子層１０５に吸収される場合を考える。第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４における蛍光体粒子の充填率をｄ1、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４における膜厚をｔ1とし、無機粒子層１０５における無機粒子の充填率をｄ2、無機粒子層１０５における膜厚をｔ2とした際に、以下の（１）式である場合、流れてきたビヒクル中の溶媒の半分が無機粒子層１０５で吸収できる。
ｄ1（ｔ1−ｔ2）＝（１／０．５）ｄ2ｔ2＝２ｄ2ｔ2  ・・・（１）
【００４２】
したがって、第１の蛍光体塗布領域１０３−１の蛍光体層１０４及び無機粒子層１０５における充填率と膜厚との関係は、以下の（２）式を満たすことがより好ましい。
２ｄ2ｔ2≦ｄ1（ｔ1−ｔ2）  ・・・（２）
【００４３】
また、無機粒子層１０５の形成に際しては、スクリーン印刷法が最適である。スクリーン印刷法において無機粒子層１０５を形成することにより、必要とされる膜厚と外周精度の確保された、溶媒吸収能力を有する無機粒子層１０５を得ることができる。
【００４４】
また、本実施形態においては、流れ来る蛍光体ペースト中の溶媒を無機粒子層１０５で効率良く吸収するために、蛍光体層１０４における蛍光体粒子の粒度分布中央値をＤ１とし、無機粒子層１０５における無機粒子の粒度分布中央値をＤ２とした際に、Ｄ１≦Ｄ２を満たすものとする。
【００４５】
また、無機粒子層１０５で効率良く溶媒を吸収させるためには無機粒子の粒度分布の範囲が狭い方が好ましいため、蛍光体層１０４における蛍光体粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ１とし、無機粒子層１０５における無機粒子の粒度分布幅σｌｏｇ値をＳ２とした際に、Ｓ１≧Ｓ２を満たすものとする。
【００４６】
本実施形態によれば、センサー基板１０７と蛍光体層１０４との間であって蛍光体層１０４の周縁部に蛍光体層１０４と接して、親油性の表面処理が施された無機粒子の堆積層である無機粒子層１０５を形成するようにしたので、放射線検出装置としての機能を損なうことなく、蛍光体層１０４の端部を寸法精度良く形成することができる。
【００４７】
（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。
【００４８】
上述した第１の実施形態では、図１（ａ）に示すように、第２の蛍光体塗布領域１０３−２（即ち無機粒子層１０５）が第１の蛍光体塗布領域１０３−１の全周に亘って設けられているのに対して、第２の実施形態は、全周ではなく部分的に存在する形態である。
【００４９】
図２は、本発明の第２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。ここでは、図２（ａ）に示す放射線検出装置を「放射線検出装置１００−２ａ」と称し、図２（ｂ）に示す放射線検出装置を「放射線検出装置１００−２ｂ」と称する。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）において、図１に示す構成と同様の構成については、同じ符号を付しているため、その説明は省略する。
【００５０】
図２（ａ）に示す放射線検出装置１００−２ａは、上面が四角形の形状からなる画素領域１１３（即ち、図１（ｂ）に示す蛍光体層１０４）の当該四角形の角部に、第２の蛍光体塗布領域１０３−３（即ち無機粒子層１０５）を設けるものである。
【００５１】
第１の蛍光体塗布領域１０３−１に蛍光体層１０４を形成する際の蛍光体ペーストを塗工した時に、蛍光体ペーストの流れは当該四角形の２辺の交わる角部で特に顕著である。図２（ａ）に示す放射線検出装置１００−２ａは、この角部における蛍光体ペーストの流れ抑制することにより、蛍光体層１０４の外形精度を向上させるものである。
【００５２】
図２（ｂ）に示す放射線検出装置１００−２ｂは、上面が四角形の形状からなる画素領域１１３（即ち、図１（ｂ）に示す蛍光体層１０４）の当該四角形のうちの一辺の部分に、第２の蛍光体塗布領域１０３−４（即ち無機粒子層１０５）を設けるものである。
【００５３】
放射線検出装置の小型化に伴い、フレキシブルプリント基板１１０と蛍光体保護層１０１の外周部の面積取り合いは厳しくなり、これに伴って、フレキシブルプリント基板１１０が配置される側の辺では、特に厳しい蛍光体層１０４の外形精度が求められている。図２（ｂ）に示す放射線検出装置１００−２ｂは、このような辺にのみ第２の蛍光体塗布領域１０３−３（即ち無機粒子層１０５）を設けることにより、当該辺における蛍光体層１０４の外形精度を高く維持し、放射線検出装置の小型化を可能とするものである。なお、図２（ｂ）に示す例では、フレキシブルプリント基板１１０が形成されている辺のうち、左側の辺にのみ第２の蛍光体塗布領域１０３−３（即ち無機粒子層１０５）を設ける例が示されているが、上側の辺にも設けるようにしてもよい。
【００５４】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について説明する。
【００５５】
第３の実施形態は、上述した第１及び第２の実施形態に係る放射線検出装置１００を、放射線画像撮像システムに適用した形態である。
【００５６】
図４は、本発明の第３の実施形態を示し、第１及び第２の実施形態に係る放射線検出装置を含む放射線画像撮像システムの概略構成の一例を示す図である。
【００５７】
図４に示す放射線画像撮像システム２００は、放射線発生装置２１０、上述した第１及び第２の実施形態に係る放射線検出装置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。
【００５８】
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（例えばＸ線）を照射する。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
制御装置２５０は、放射線画像撮像システム２００における動作を統括的に制御する。
【００６３】
なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。
【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１＞
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１として、特に第２の蛍光体塗布領域（即ち無機粒子層１０５）を設けない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１０７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１０６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央値はＤ１＝６．２μｍ、粒度分布幅σｌｏｇ値はＳ１＝０．４５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１０４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１０４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、ｔ1＝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】
図５を用いて、得られた放射線検出装置について説明する。図５は、比較例１等に係る放射線検出装置を説明するための図である。図５において、蛍光体塗布領域５０２には、ガラス基板５０１上に一定のＧａｐで対峙するダイヘッドが方向５０３に塗工液を一定の吐出速度で吐出させながら走行することにより、蛍光体層が形成される。ここで、蛍光体塗布領域５０２の各辺は、辺５０４が始端辺、辺５０６が終端辺、辺５０５が右端辺、辺５０７が左端辺である。
【００７４】
これらの各辺をソノコム社製測長機で測長した結果、始端辺５０４、終端辺５０６、右端辺５０５、左端辺５０７の寸法精度は、それぞれ、３σで、０．８０、０．７９、０．７４、０．９４となり、最大で±０．５ｍｍ程度のマージンが必要であることがわかった。
【００７５】
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１０４上に形成された。
【００７６】
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。
【００７７】
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。
【００７８】
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１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。
【００７９】
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、始端辺５０４、終端辺５０６、右端辺５０５、左端辺５０７の各辺の内側に５ｍｍ入った位置での各感度は、面内平均に比べて、それぞれ、９３％、９４％、９５％、９２％であった。
【００８０】
図７は、比較例１及び２並びに実施例１及び２における諸条件と結果を示す図である。
この図７の比較例１の欄に、諸条件と、外形精度及び端部から５ｍｍ内側の相対輝度のデータが示されている。
【００８１】
＜実施例１と比較例２＞
始めに、無機粒子ペーストを準備した。実施例１と比較例２では、第２の蛍光体塗布領域における無機粒子層１０５の無機粒子として、第１の蛍光体塗布領域１０３−１で用いたものと同じ日亜化学製のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ蛍光体（ＮＰ−３０１０）を用いた。
【００８２】
この蛍光体を用い、篩別分級と混合により異なる２種類の粒度分布中央値Ｄ２と粒度分布幅σｌｏｇ値Ｓ２を有する無機粒子を得た。具体的には、実施例１−１では、Ｄ２＝５．８μｍ、Ｓ２＝０．４８、実施例１−２〜１−５と比較例２では、Ｄ２＝６．４μｍ、Ｓ２＝０．４３のＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂの蛍光体を無機粒子として用いた。
【００８３】
また、比較例２以外の無機粒子については、以下の方法により親油性の表面処理を行った。まず、ローム・アンド・ハース社製のタモール（登録商標）７３１を濃度が１０％になるよう純水中に溶解させた溶液を準備した。次いで、各蛍光体を計量し、１０ｖ／ｖ％となるよう溶液中に投入し、撹拌機を用いて３０分間撹拌した後、静置沈降させ、上澄みを除去した後、沈降物を濾過した。この濾過ケークを温度１２０℃で１２時間、熱風乾燥機で乾燥させることにより、親油性表面処理が施された無機粒子を得た。
【００８４】
そして、これらの無機粒子を日新化成工業製ＥＣ−３００ＦＴＰビヒクルと混合させ、毎分０．３ｒｐｍにおける回転粘度が約３００Ｐａ・ｓのスクリーン印刷用高粘度無機粒子ペーストを得た。なお、調製後のペーストは、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分散度を測定したところ、２２．５μｍ以下に分散されていた。以上のようにして得られたスクリーン印刷用高粘度無機粒子ペーストを用い、無機粒子層１０５を形成するため、センサー基板１０７をスクリーン印刷機にセットし、スクリーン印刷を行った。具体的には、ＳＵＳ２００メッシュのエマルジョン版を用い、クリアランス１ｍｍにおいてスキージーを１０ｍｍ／ｓｅｃ程度の速さで移動させ印刷した。なお、実施例１−５以外は、第２の蛍光体塗布領域の無機粒子層１０５が、有効画素外に形成されるように開口部が設けられた版を使用した。また、実施例１−５は、第２の蛍光体塗布領域の無機粒子層１０５が有効画素領域の１ｍｍ内側に入るように開口部が設けられた版を使用した。
【００８５】
次いで、センサー基板１０７をスクリーン印刷機から取り出し、約１５分間のレベリングの後、クリーンオーブンに投入し、温度１５０℃で３０分乾燥させた。以上の方法により、無機粒子層１０５の形成されたセンサー基板１０７が得られた。
【００８６】
また、同様の条件で印刷した１ｃｍ2の膜を剥離し、重量を計測することによって計測した無機粒子層１０５の充填率ｄ2は、実施例１−３が７５％である他は、全て６６％であった。
【００８７】
また、キーエンス製ＬＴ−９０３０レーザー変位計を用い、無機粒子層形成部分と非形成部分の差分を測定することにより得られた無機粒子層１０５の膜厚ｔ2は、実施例１−３が６３μｍである他は、全て５５μｍであった。
【００８８】
次いで、比較例１と同様の方法でスリットコーター用蛍光体ペーストを用い、スリットコーターによる塗布を行い、蛍光体層１０４を形成した。
【００８９】
図７から、無機粒子層１０５を設けることにより外形精度が向上しており、特に、Ｄ１≦Ｄ２、Ｓ１≧Ｓ２の場合が優れ、また、２ｄ2ｔ2≦ｄ1（ｔ1−ｔ2）を満たす場合が特に優れた外形精度を示していることが分かる。また、比較例２の結果より、親油性表面処理を施していない無機粒子を用いた場合、明確な効果が得られていないことが分かる。
【００９０】
次いで、比較例１と同様の方法により、蛍光体層１０４上に粘着層、反射層１０２、蛍光体保護層１０１を順次形成し、放射線検出装置を得た。
【００９１】
この放射線検出装置を評価装置にセットし、比較例１と同様の方法により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、大よそ３７５０ＬＳＢであった。また、始端辺５０４、終端辺５０６、右端辺５０５、左端辺５０７の各辺から内側に５ｍｍ入った位置での平均値に対する相対感度を図７に示す。
【００９２】
図７から、無機粒子層１０５をダミー画素内に設けることにより、端部輝度は向上していることが分かる。特に、Ｄ１≦Ｄ２、Ｓ１≧Ｓ２の場合が優れ、また、２ｄ2ｔ2≦ｄ1（ｔ1−ｔ2）を満たす場合が特に優れた外形精度を示していることが分かる。
【００９３】
＜実施例２＞
始めに、無機粒子ペーストを準備した。実施例２では、第２の蛍光体塗布領域における無機粒子層１０５の無機粒子として、様々な材料を使用した。
【００９４】
具体的に、実施例２−１では、東邦チタニウム製ＴｉＯ2（ＨＴＯ１００）を用い、予め適当に凝集させた後、篩別分級と混合を繰り返して粒度分布中央値Ｄ２＝６．４μｍ、粒度分布幅σｌｏｇ値Ｓ２＝０．４３に調整した無機粒子を用いた。
【００９５】
実施例２−２では昭和電工製のＡｌ2Ｏ3（Ａ−４２−２）を用い、実施例２−３では竹原化学工業製のＢａＳＯ4を用い、実施例２−４では堺化学製のＭｇＯ（ＳＭＯ）を用い、実施例２−５では堺化学製のＺｎＯ（ＬＰＺＩＮＣ−２）を用い、それぞれ、篩別分級と混合を繰り返して粒度分布中央値Ｄ２＝６．４μｍ、粒度分布幅σｌｏｇ値Ｓ２＝０．４３に調整した無機粒子を使用した。
【００９６】
また、これら無機粒子は、実施例１と同様の方法により親油性の表面処理を施した。これらの無機粒子を用い実施例１と同様の方法により、スクリーン印刷用高粘度無機粒子ペーストを得た。
【００９７】
以上のようにして得られたスクリーン印刷用高粘度無機粒子ペーストを用いて、無機粒子層１０５を形成するため、センサー基板１０７をスクリーン印刷機にセットし、実施例１と同様の方法によりスクリーン印刷を行った。これにより、無機粒子層１０５の形成されたセンサー基板１０７が得られた。
【００９８】
乾燥後の無機粒子層１０５の充填率ｄ2を実施例１と同様の方法により測定したところ、全て６６％であった。また、実施例１と同様の方法により測定した無機粒子層１０５の膜厚ｔ2は、全て５５μｍであった。
【００９９】
次いで、比較例１と同様の方法でスリットコーター用蛍光体ペーストを用い、スリットコーターによる塗工を行い、蛍光体層１０４を形成した。
【０１００】
図７から、無機粒子層１０５を設けることにより外形精度が向上しており、特に、Ｄ１≦Ｄ２、Ｓ１≧Ｓ２の場合が優れ、また、２ｄ2ｔ2≦ｄ1（ｔ1−ｔ2）を満たす場合が特に優れた外形精度を示していることが分かる。
【０１０１】
次いで、比較例１と同様の方法により、蛍光体層１０４上に粘着層、反射層１０２、蛍光体保護層１０１を順次形成し、放射線検出装置を得た。
【０１０２】
この放射線検出装置を評価装置にセットし、比較例１と同様の方法により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、大よそ３７５０ＬＳＢであった。また、始端辺５０４、終端辺５０６、右端辺５０５、左端辺５０７の各辺から内側に５ｍｍ入った位置での平均値に対する相対感度を図７に示す。
【０１０３】
図７から、無機粒子層１０５を有効画素領域外に設けることにより、端部輝度はほぼ維持できているか、または極めて小さい低下に留まっていることが分かる。特に、拡散反射率の高いＴｉＯ2やＢａＳＯ4、ＭｇＯを用いた場合、端部輝度が維持できていることが分かる。
【符号の説明】
【０１０４】
１００−１：放射線検出装置、１０１：蛍光体保護層、１０２：反射層、１０３−１：第１の蛍光体塗布領域、１０３−２：第２の蛍光体塗布領域、１０４：蛍光体層、１０５：無機粒子層（部材）、１０６：センサー保護層、１０７：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１】
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【図２】
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