(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を吸収して光を発する蛍光体を含有する少なくとも一層の放射線吸収性蛍光体層、第一の二次元光検出層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、放射線吸収性蛍光体層から発せられた光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーを電場励起により光として発する蓄積性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、および第二の二次元光検出層が、この順に積層されてなる放射線画像形成材料。
【請求項２】
二次元光検出層が、光電変換層、および該光電変換層の上面と下面とにそれぞれ付設された、少なくとも蓄積性蛍光体層側の面に付設された一方の側が光透過性である一対の電極層を含む請求項１に記載の放射線画像形成材料。
【請求項３】
二次元光検出層が光導波路型蛍光集光層を含む請求項１に記載の放射線画像形成材料。
【請求項４】
蓄積性蛍光体層への電場印加用の一対の光透過性電極層のそれぞれが、平面方向に規則的に並列配置された多数の短冊型の電極、またはその一方が一体型の電極から構成されている請求項１乃至３のうちのいずれかの項に記載の放射線画像形成材料。
【請求項５】
放射線を吸収して光を発する蛍光体を含有する第一の放射線吸収性蛍光体層、第一の二次元光検出層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、放射線吸収性蛍光体層から発せられた光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーを電場励起により光として発する蓄積性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、第二の二次元光検出層、および放射線を吸収して光を発する蛍光体を含有する第二の放射線吸収性蛍光体層が、この順に積層されてなる放射線画像形成材料。
【請求項６】
二次元光検出層が、光電変換層、および該光電変換層の上面と下面とにそれぞれ付設された、少なくとも蓄積性蛍光体層側の面に付設された一方の側が光透過性である一対の電極層を含む請求項５に記載の放射線画像形成材料。
【請求項７】
二次元光検出層が光導波路型蛍光集光層を含む請求項５に記載の放射線画像形成材料。
【請求項８】
蓄積性蛍光体層への電場印加用の一対の光透過性電極層のそれぞれが、平面方向に規則的に並列配置された多数の短冊型の電極、またはその一方が一体型の電極から構成されている請求項５乃至７のうちのいずれかの項に記載の放射線画像形成材料。
【請求項９】
請求項１乃至８のうちのいずれかの項に記載の放射線画像形成材料に、被検体を透過した、被検体により回折または散乱された、或は被検体から放射された放射線を照射して、該形成材料の蓄積性蛍光体層に直接、そして更に放射線吸収性蛍光体層内で放射線から変換された光を介して、該放射線のエネルギーの二次元分布を潜像として記録させた後、蓄積性蛍光体層に電場を印加して該蓄積性蛍光体層の潜像から光を放出させ、この光を二次元光検出層にて光電変換して該潜像に対応する画像信号を得て、該画像信号を電気的処理することにより、蓄積性蛍光体層内に潜像として記録されていた放射線エネルギーの二次元分布に対応した画像を形成することからなる放射線画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、蓄積性蛍光体と放射線吸収性蛍光体とを利用する放射線画像形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
Ｘ線などの放射線が照射されると放射線エネルギーの一部を吸収蓄積し、そののち可視光線や赤外線などの電磁波（励起光）の照射を受けると、蓄積した放射線エネルギーに応じて発光を示す性質を有する蓄積性蛍光体（輝尽発光を示す輝尽性蛍光体等）を利用して、この蓄積性蛍光体を含有するシート状の放射線像変換パネルに、被検体を透過したあるいは被検体から発せられた放射線を照射して被検体の放射線画像情報を一旦蓄積記録した後、該変換パネルにレーザ光などの励起光を走査して順次、蛍光（発光）として放出させ、そしてこの蛍光を光電的に読み取って画像信号を得ることからなる、放射線画像記録再生方法（放射線画像形成方法）が広く実用に共されている。画像情報の読み取りを終えた変換パネルは、残存する放射線エネルギーの消去が行われた後、次の撮影のために備えられて繰り返し使用される。
【０００３】
放射線画像記録再生方法に用いられる放射線像変換パネル（蓄積性蛍光体シートともいう）は、基本構造として、支持体とその上に設けられた蛍光体層とからなるものである。ただし、蛍光体層が自己支持性である場合には必ずしも支持体を必要としない。また、蛍光体層の上面（支持体に面していない側の面）には通常、保護層が設けられていて、蛍光体層を化学的な変質あるいは物理的な衝撃から保護している。蛍光体層としては、蓄積性蛍光体とこれを分散状態で含有支持する結合剤とからなるもの、蒸着法や焼結法によって形成される結合剤を含まないで蓄積性蛍光体の凝集体のみから構成されるもの、および蓄積性蛍光体の凝集体の間隙に高分子物質が含浸されているものなどが知られている。
【０００４】
放射線画像記録再生方法は上述したように数々の優れた利点を有する方法であるが、この方法に用いられる放射線像変換パネルにあっても、できる限り高感度であってかつ画質（鮮鋭度、粒状性など）の良好な画像を与えるものであることが望まれている。また、放射線像変換パネルに蓄積記録された放射線画像情報をより高速で読み出すこと、および読み出すための読取装置の小型化・低価格化が望まれている。
【０００５】
特許文献１には、従来の輝尽性蛍光体における放射線吸収機能とエネルギー蓄積機能とを分離して、輝尽性蛍光体（エネルギー蓄積性蛍光体）を含有する放射線像変換パネルと、放射線を吸収して紫外乃至可視領域に発光を示す蛍光体（放射線吸収性蛍光体）を含有する蛍光スクリーンとの組合せを用いる放射線画像形成方法が開示されている。この方法は、被検体を透過などした放射線をまず、該蛍光スクリーンまたは変換パネルの放射線吸収性蛍光体により紫外乃至可視領域の光に変換した後、その光（一次励起光）を変換パネルのエネルギー蓄積性蛍光体にて放射線画像情報として蓄積記録する。次いで、この変換パネルを励起光（二次励起光）で走査して光を放出させ、この光を光電的に読み取って画像信号を得るものである。
【０００６】
ある種の蓄積性蛍光体（ＺｎＳ：Ｃｕ等）が、可視乃至赤外領域の光で励起した後（一次励起）、電場を印加すると二次励起されて発光を示すことが知られており、この現象は、グッデン−ポール（Gudden-Pohl）効果と呼ばれる。
【０００７】
特許文献２には、グッデン−ポール効果を利用した二次元放射線検出器が開示されている。この放射線検出器は、輝尽性蛍光体層と、蛍光体層を電場励起する電極または電極群と、蛍光体層から発する光を検出するための二次元光検出機能層とを構成要素として含み、これらが互いに近接して多層構造をなすものである。放射線の入射により潜像が形成された輝尽性蛍光体層を電場励起することにより蛍光体層から発せられた光は、二次元光検出機能層により光電流として検出される。
【０００８】
特許文献３には、放射線エネルギーを蓄積し、電場励起により該エネルギーを光として放出する蛍光体からなる層を二枚の電極を有する基板の間に配置してなる記録支持媒体（感光性スクリーン）を含む記憶表示システムが開示されている。このシステムでは、電場励起によりスクリーンの蛍光体層から発せられた光は、近接して配置された光電子増倍管やフォトダイオード等の光検出器により検出される。
【０００９】
上記いずれの場合も、電場が印加される蛍光体層のみが放射線エネルギーを吸収し、蓄積し、放出する構成を採用しているために、高い放射線吸収率と強電場の印加とを両立させることは困難である。
【００１０】
【特許文献１】
特開２００１−２５５６１０号公報
【特許文献２】
特開昭６２−６９１８２号公報
【特許文献３】
米国特許第４８１８８７７号明細書
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、検出量子効率の高い、高画質の放射線画像を与え、かつ高速読み取りが可能な放射線画像形成方法を提供することにある。
また、上記の放射線画像形成方法に有利に用いることのできる放射線画像形成材料および放射線画像形成用組体を提供することにもある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、放射線像変換パネルの検出量子効率（ＤＱＥ）、すなわち放射線吸収率、発光効率および発光（蛍光）の取出し効率について総合的に検討した結果、従来の輝尽性蛍光体における放射線吸収機能とエネルギー蓄積機能を分離して、二種類の蛍光体に各機能を分担させるシステムを利用することによって、放射線吸収の優れた蛍光体と発光の応答性の優れた蓄積性蛍光体とを用いることが可能となり、その結果、放射線吸収率を高められることを見い出した。そして、更に、該システムにおいて、蓄積性蛍光体として電場励起可能な蛍光体を用い、電場の印加によって蛍光体を二次励起することにより、発光（蛍光）を増幅することができることも見い出した。その結果、光検出感度に対する装置的な要求が軽減されるので、放射線画像の再生のための二次励起がもっと簡便な装置により実現することを見い出した。
【００１３】
また、二次励起手段として電場の印加を、点走査または線走査で行うことにより、更には変換パネルに設けた光電変換装置（例、光導電層）または蛍光集光層を用いて発光（蛍光）を検出または集光することにより、従来のような励起光との分離操作に起因する発光（蛍光）の損失を解消することができ、よって高感度であって高画質の放射線画像を与える放射線画像形成方法を提供できることを見い出した。同時に、レーザ光源等の励起光源や変換パネルの移送手段を必要としないので、この方法に使用する装置の大幅な小型化および低価格化を実現できることを見い出した。
【００１４】
本発明は、放射線を吸収して光（好ましくは、紫外乃至可視領域の光）を発する蛍光体を含有する少なくとも一層の放射線吸収性蛍光体層、第一の二次元光検出層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、放射線吸収性蛍光体層から発せられた光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーを電場励起により光として発する蓄積性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、および第二の二次元光検出層が、この順に積層されてなる放射線画像形成材料（放射線画像形成材料Ａ）にある。
【００１５】
本明細書において、「光透過性電極」の用語は、主として公知の透明電極を意味するが、メッシュ状あるいは微細なストライプ状の金属電極であって、部分的な光透過性を示す電極、および上記の部分的な金属電極と透明電極とを併用した電極も包含するように用いられる。特に、メッシュ状あるいは微細なストライプ状の金属電極は紫外光に対する透過率が高く、蓄積性蛍光体層側の電極層に適している。なお、上記の二次元光検出層としては、光電変換層、および該光電変換層の上面と下面とに付設された一対の電極層（但し、少なくとも蓄積性蛍光体層側の面に付設される電極層は光透過性である）を含む構成、あるいは光導波路型蛍光集光層を含む構成が有利に利用できる。
【００１６】
本発明の放射線画像形成材料Ａは、該放射線画像形成材料に、被検体を透過した、被検体により回折または散乱された、或は被検体から放射された放射線を照射して、該形成材料の蓄積性蛍光体層に直接、そして更に放射線吸収性蛍光体層内で放射線から変換された光を介して、該放射線のエネルギーの二次元分布を潜像として記録させた後、蓄積性蛍光体層に電場を印加して該蓄積性蛍光体層の潜像から光を放出させ、この光を二次元光検出層にて光電変換して該潜像に対応する画像信号を得て、該画像信号を電気的処理することにより、蓄積性蛍光体層内に潜像として記録されていた放射線エネルギーの二次元分布に対応した画像を形成することからなる放射線画像形成方法に有利に用いることができる。
【００１７】
本発明はまた、放射線を吸収して光（好ましくは、紫外乃至可視領域の光）を発する蛍光体を含有する第一の放射線吸収性蛍光体層、第一の二次元光検出層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、放射線吸収性蛍光体層から発せられた光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーを電場励起により光として発する蓄積性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層、蓄積性蛍光体層への電場印加用の光透過性電極層、第二の二次元光検出層、および放射線を吸収して光を発する蛍光体を含有する第二の放射線吸収性蛍光体層が、この順に積層されてなる放射線画像形成材料（放射線画像形成材料Ｂ）にもある。
【００１８】
本発明の放射線画像形成材料Ｂは、該放射線画像形成材料に、被検体を透過した、被検体により回折または散乱された、或は被検体から放射された放射線を照射して、該形成材料の蓄積性蛍光体層に直接、そして更に放射線吸収性蛍光体層内で放射線から変換された光を介して、該放射線のエネルギーの二次元分布を潜像として記録させた後、蓄積性蛍光体層に電場を印加して該蓄積性蛍光体層の潜像から光を放出させ、この光を該放射線画像形成材料の放射線吸収性蛍光体層の側と反対の側の光透過性電極層の表面から光電的に検出することにより、該潜像に対応する画像信号を得、そして該画像信号を電気的処理することにより、蓄積性蛍光体層内に潜像として記録されていた放射線エネルギーの二次元分布に対応した画像を形成することからなる放射線画像形成方法に有利に用いることができる。
【００１９】
本発明の放射線画像形成材料は、光を吸収してそのエネルギーを蓄積し、蓄積されたエネルギーを電場励起により光として発する蓄積性蛍光体を含有する蓄積性蛍光体層、および該蓄積性蛍光体層の上面と下面とに付設された一対の電場印加用の光透過性電極層を有する放射線像変換パネルと、放射線を吸収して光を発する蛍光体を含有する放射線吸収性蛍光体を有する蛍光スクリーンを用いた組体であってもよい。
【００２０】
上記の本発明の放射画線像形成用組体は、放射線像変換パネルと蛍光スクリーンとからなる放射線画像形成用組体を、放射線像変換パネルの蓄積性蛍光体層の光透過性電極層に蛍光スクリーンが隣接するように密着配置し、放射線像変換パネルあるいは蛍光スクリーンの表面に、被検体を透過した、被検体により回折または散乱された、或は被検体から放射された放射線を照射して、放射線像変換パネルの蓄積性蛍光体層に直接、そして更に放射線吸収性蛍光体層内で放射線から変換された光を介して、該放射線のエネルギーの二次元分布を潜像として記録させた後、蓄積性蛍光体層に電場を印加して該蓄積性蛍光体層の潜像から光を放出させ、この光を放射線像変換パネルの表面から光電的に検出することにより、該潜像に対応する画像信号を得、そして該画像信号を電気的処理することにより、蓄積性蛍光体層内に潜像として記録されていた放射線エネルギーの二次元分布に対応した画像を形成することからなる放射線画像形成方法に有利に用いることができる。
【００２１】
本発明において、放射線とは、Ｘ線、γ線、β線、α線、紫外線などの電離放射線、および中性子線を意味する。また一般に、紫外乃至可視領域とは２００ｎｍ乃至６００ｎｍの波長範囲を意味し、可視乃至赤外領域とは４００ｎｍ乃至１６００ｎｍの波長範囲を意味する。
【００２２】
【発明の実施の形態】
［放射線画像形成材料の構成］
次に、本発明の放射線画像形成材料について詳細に述べる。
本発明の放射線画像形成材料（Ａ及びＢ）は、少なくとも一層の放射線吸収性蛍光体層、蓄積性蛍光体層、および一対の電極層（蓄積性蛍光体層の両側の各表面に配置されるもので、その両方が光透過性電極層である）を有する。放射線吸収性蛍光体層は、放射線を吸収して光（好ましくは、紫外乃至可視領域の光）を発する蛍光体（以下、放射線吸収蛍光体と呼ぶ）を含有する層である。蓄積性蛍光体層は、放射線吸収蛍光体から発せられる光（蛍光）を吸収してそのエネルギーを蓄積し、その蓄積エネルギーを電場励起によって光として発する蓄積性蛍光体を含有する層である。蓄積性蛍光体層は、放射線の一部を吸収するので、蓄積性蛍光体層が直接吸収した放射線のエネルギーもまた、放射線画像の形成に寄与する。
【００２３】
あるいは、蓄積性蛍光体層と一対の光透過性電極層を有する放射線像変換パネルと、放射線吸収性蛍光体層を有する蛍光スクリーンとから構成される組体（放射線画像形成用組体）として構成してもよい。
【００２４】
なお、蓄積性蛍光体層の表面の光透過性電極層に隣接して、該蓄積性蛍光体層の励起により発生する光の二次元分布を検出する二次元光検出層（例えば、光導電層、あるいは光導波路型蛍光集光層を含む層）が設けられていることが好ましい（画像形成材料Ａ）。
【００２５】
本発明の放射線画像形成材料の構成を添付図面を参照しながら説明する。
図１は、参考例である放射線像変換パネルの構成の代表的な例を示す概略断面図である。矢印はＸ線等の放射線の照射方向を示す。
【００２６】
図１において、放射線画像形成材料１０は、順に、支持体（あるいは保護層）１１、放射線吸収性蛍光体層１２、光透過性電極層１３、蓄積性蛍光体層１４、光透過性電極層１５、光導電層（光電変換層）１６、光透過性電極層１７、放射線吸収性蛍光体層１８、および支持体（あるいは保護層）１９から構成されている。
【００２７】
放射線照射側（フロント側と呼ぶ）の放射線吸収性蛍光体層１２の層厚は、一般には５０乃至２００μｍの範囲にあり、好ましくは１００乃至１５０μｍの範囲にある。また、放射線が照射される側とは反対側（バック側と呼ぶ）の放射線吸収性蛍光体層１８の層厚は、フロント側蛍光体層１２の層厚と同等もしくはそれよりも大きいことが好ましく、一般には５０乃至３００μｍの範囲にあり、好ましくは１５０乃至２５０μｍの範囲にある。ただし、放射線吸収性蛍光体層が異方性を持つ場合には、フロント側であってもバック側であっても（好ましくはバック側）、その層厚は約８００μｍ以下（好ましくは、６００μｍ以下）であってもよい。
【００２８】
蓄積性蛍光体層１４は、光の吸収によってエネルギーが蓄積されるので、その層厚を薄くすることができ、一般には１乃至５０μｍの範囲にあり、好ましくは５乃至２０μｍの範囲にある。蓄積性蛍光体層１４は放射線吸収性蛍光体層１２よりも薄くすることが好ましい。さらに好ましくは、蓄積性蛍光体層１４の層厚は、二つの放射線吸収性蛍光体層１２、１８の全層厚より小さく、０．１％以上で、５０％以下、特に０．２％以上で、２０％以下の範囲にする。このことは、両側の光透過性電極層１３、１５による強い電場の印加を容易にする。
【００２９】
光導電層１６の層厚は、一般には０．１乃至５０μｍの範囲にあり、ａ−Ｓｉなどの無機材料を用いる場合には０．１〜５μｍ、そして有機材料を用いる場合には５乃至２０μｍの範囲にあるようにすることが好ましい。支持体（保護層）１１、１９の厚さは、一般には２乃至１０００μｍの範囲にある。なお、支持機能を重視するのであれば、厚さを５０乃至３５０μｍの範囲にあるように調整することが好ましい。支持体には、炭素繊維シートやアルミニウムシートなどの基板が付設されていてもよい。
【００３０】
光透過性電極層１３、１５、１７は、ＩＴＯ等からなる透明電極であってもよいし、あるいはメッシュ状または微細なストライプ状のアルミニウム等からなる金属電極であってもよい。特に、メッシュ状の金属電極は紫外光に対する透過率が高いので、蓄積性蛍光体層１４側の電極層１３、１５に使用することが好ましい。
【００３１】
また、放射線画像形成材料１０の内部に光導電層が存在するため、該画像形成材料の内部に外光が侵入しないことが望ましい。このため、支持体は、光不透過性材料から形成するか、あるいは支持体に光不透過性層が付設してあることが望ましい。また、外光の侵入を防ぐために、放射線画像形成材料の周囲に遮光性の縁貼りを行うことも有効である。ただし、画像形成材料をカセッテなどの遮光性の容器に収容して、保管、使用する場合には、画像形成材料自体の遮光構造については特に配慮しなくてもよい。
【００３２】
放射線画像形成材料１０の蓄積性蛍光体層１４の両側には、合計二層の放射線吸収性蛍光体層１２、１８が設けられていて、その発光光（蛍光）による一次励起が蛍光体層１４の両面から行われるので、より高画質とすることができる。
【００３３】
放射線像画像形成材料１０の蓄積性蛍光体層１４に蓄積記録された放射線画像情報の読み取りは、後述するように、両側の光透過性電極層１３、１５により、蓄積性蛍光体層１４に電場を印加して電場励起し、光を放出させ、その光を光導電層１６で光電流に変換し、この光電流を光透過性電極層１７より検出することによって行われる。
【００３４】
この電場励起を点走査で行う場合には、蓄積性蛍光体層１４を電場励起するための二つの光透過性電極層１３、１５および光導電層用の光透過性電極層１７は、例えば図２に示すような、複数の短冊が互いに離れて並べられた短冊並列構造を有する。なお、図２では、視覚的に判別しやすいように、短冊型電極間の間隔を大きく示しているが、相互の絶縁性を維持できる限り、その間隔は小さい方がよい。なお、図２の構成では、電極層１５は蛍光体層１４の電極と光導電層１６の電極とを兼ねた構成としている。ただし、蛍光体層１４の電極層と光導電層１６の電極層とを別に用意し、それらを光透過性の絶縁層を介して積層配置することもできる。
【００３５】
図２の１３ａ、１５ａ、１７ａはそれぞれ、各光透過性電極層における電極の構造の例を示す平面図であり、１３ａはフロント側の電極層１３、１５ａはバック側の電極層１５、そして１７ａは光導電層用電極層１７における電極構造を示す。フロント側の電極構造とバック側の電極構造とを入れ替えてもよい。フロント側およびバック側の電極層１３ａ、１５ａはいずれも、多数の短冊型で同一形状の電極が平面方向に等間隔で規則正しく並列した構造を有する。ただし、フロント側とバック側とでは、電極の並列方向が直交している。短冊型の電極一個の幅は、例えば５〜５００μｍとし、各電極間の距離は、例えば０．１〜５０μｍとすることができる。なお、フロント側とバック側の電極の並列方向は必ずしも直交している必要はないが、点走査とするためには少なくとも交差していなければならない。
【００３６】
一方、光導電層用電極層１７ａは、層全体が一体化された電極構造とすることができる。よって、光導電層１６の全面から光電流を取り出すことになる。ただし、応答などを改善するために電極層を平面方向に幾つかに、あるい１５ａの配置に対応させて分割してもよい。
【００３７】
電場励起を線走査で行う場合には、蓄積性蛍光体層１４を電場励起するための二つの光透過性電極層１３、１５および光導電層用の光透過性電極層１７は、例えば図３に示すような構造を有する。
【００３８】
図３の１３ｂ、１５ｂ、１７ｂはそれぞれ、各光透過性電極層における電極の構造を示す平面図であり、１３ｂはフロント側電極層１３、１５ｂはバック側電極層１５、そして１７ｂは光導電層用電極層１７における電極構造を示す。ここで、フロント側電極構造１３ｂとバッック側電極構造１５ｂの構成を入れ替えてもよい。フロント側および光導電層用の電極層１３ｂ、１７ｂはいずれも、多数の短冊型で同一形状の電極が平面方向に等間隔で規則正しく並列した構造を有する。電極層１５ｂは共通電極層であって、電極全体が一体化されている。一方、光導電層用電極層１７ｂの電極の並列方向は、フロント側１３ｂの電極の並列方向に直交している。よって、光導電層１６で発生した光電流を、電極層１７の各電極毎に個々に取り出すことになる。
【００３９】
あるいは、電極層１５が絶縁体を間に挟んだ二層の電極層から構成されていてもよい。また、蓄積性蛍光体層及び／または光導電層の両側の電極は、少なくとも一方が並列短冊型の配列であれば、他方は一体化されたものであってもよい。その際、電極層１５の電極形状を、それぞれの用途に対して独立に選択できるように、中間に光透過性絶縁層を介して二層構成としてもよい。
【００４０】
放射線画像形成材料には、光導電層（光電変換層）が二層設けられていてもよい。図２０は、本発明の放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図であり、放射線画像形成材料は、順に、支持体１１、放射線吸収性蛍光体層１２、光透過性電極層１７’、光導電層１６’、光透過性電極層１３、蓄積性蛍光体層１４、光透過性電極層１５、光導電層１６、光透過性電極層１７、放射線吸収性蛍光体層１８、および支持体１９から構成されている。光透過性電極層１７’は光透過性電極層１７と同様の電極構造を有する。
【００４１】
蓄積性蛍光体層１４に蓄積記録された放射線画像情報の読み取りは、両側の光透過性電極層１３、１５により蓄積性蛍光体層１４を電場励起して、光を放出させ、その光を両側の光導電層１６、１６’で光電流に変換し、この光電流を光透過性電極層１７、１７’より検出することによって行われる。従って、検出量子効率のより一層高い放射線像変換パネルとすることができる。
【００４２】
放射線画像形成材料において一方の側（例えば、バック側）の放射線吸収性蛍光体層は無くてもよい。図４は、参考例である放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図であって、放射線画像形成材料は、順に支持体１１、放射線吸収性蛍光体層１２、光透過性電極層１３、蓄積性蛍光体層１４、光透過性電極層１５、光導電層１６、光透過性電極層１７、および支持体１９から構成される。この構成は、蓄積性蛍光体層１４が放射線吸収蛍光体から発せられる光に対する吸収が大きい場合に有利に利用することができる。
【００４３】
放射線画像形成材料において蓄積性蛍光体層と各電極層との間には絶縁層が設けられていてもよい。図５は、参考例である放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図であって、蓄積性蛍光体層１４と光透過性電極層１３との間、および蓄積性蛍光体層１４と光透過性電極層１５との間には、それぞれ、絶縁層１３ｃ、１５ｃが設けられている。但し、蓄積性蛍光体層に放射線を照射しないで電場印加したときに、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）発光を生じないように、蛍光体粒子あるいは蛍光体層の界面を調整することが好ましい。絶縁層は、一方のみであってもよい。
【００４４】
図２１及び図２２はそれぞれ、本発明の放射線画像形成材料Ａ、Ｂの構成を示す概略断面図である。図２１において放射線画像形成材料Ａは、順に支持体１１、放射線吸収性蛍光体層１２、光透過性電極層１７’、光導電層１６’、光透過性電極層１３、蓄積性蛍光体層１４、光透過性電極層１５、光導電層１６、光透過性電極層１７、および支持体１９から構成される。図２２において放射線画像形成材料Ｂは、順に支持体１１、放射線吸収性蛍光体層１２、光透過性電極層１７’、光導電層１６’、絶縁層１３ｃ、光透過性電極層１３、蓄積性蛍光体層１４、絶縁層１５ｃ、光透過性電極層１５、光導電層１６、光透過性電極層１７、放射線吸収性蛍光体層１８、および支持体１９から構成される。
【００４５】
図６は、参考例としての放射線画像形成材料の構成の別例を概略断面図により示している。図６において、放射線画像形成材料２０は、順に支持体２１、放射線吸収性蛍光体層２２、光透過性電極層２３、蓄積性蛍光体層２４、光透過性電極層２５、光導波路型蛍光集光層２６、放射線吸収性蛍光体層２８、および支持体２９から構成される。
【００４６】
図７は、光導波路型蛍光集光層２６の構造の一例を示す概略断面図である。図７において、光導波路型集光層２６は、高屈折率蛍光層からなるコア部分２６ａとその両側の低屈折率層からなるクラッド部分２６ｂ、２６ｃとから構成された光導波路型蛍光集光層であり、蛍光集光層の三方の端面は光反射部材２６１で覆われている。読み取りの際には、蛍光は、残りの一端面２６２から放出され、端面２６２に隣接して配置された光検出器６５により光電的に検出される。蛍光集光層２６の層厚は、一般には２乃至５０μｍの範囲にあり、好ましくは５乃至２０μｍの範囲にある。なお、必要に応じて低屈折率層の外側には更に、選択的反射層（多層膜）が付設されていてもよい。
【００４７】
放射線画像形成材料２０の蓄積性蛍光体層２４に蓄積記録された放射線画像情報の読み取りは、後述するように、蓄積性蛍光体層２４に、両側の光透過性電極層１３、１５により電場を印加することによって電場励起して光を放出させ、その光を光導波路型蛍光集光層のコア部分２６ａにより吸収して蛍光を発生させ、これを導波して、蛍光集光層２６の一端面に密着するように設置した光検出器（例えば、図７の光検出器６５）により光電検出することにより行われる。
【００４８】
電場励起を点走査で行う場合には、蓄積性蛍光体層２４を電場励起するための二つの光透過性電極層２３、２５および光導波路型集光層２６は、例えば図８に示すような構造にする。
【００４９】
図８の２３ａ、２５ａはそれぞれ、各光透過性電極層２３、２５における電極の構造を示す平面図であり、２６ａは光導波路型集光層２６の構造を示す平面図である。フロント側およびバック側の電極層２３ａ、２５ａはいずれも、多数の短冊型で同一形状の電極が平面方向に等間隔にて規則正しく並列した構造を有する。ただし、フロント側とバック側とでは、電極の並列方向が交差（直交）している。一方、光導波路型集光層２６ａは、図８にその断面形状を示したように、層全体が一体化された構造（光導波路型蛍光集光層）であり、全面で光を集光する。
【００５０】
電場励起を線走査で行う場合には、蓄積性蛍光体層２４を電場励起するための二つの光透過性電極層２３、２５および光導波路型集光層２６は、例えば図９に示すような構造にする。
【００５１】
図９の２３ｂ、２５ｂはそれぞれ、各光透過性電極層２３、２５における電極の構造を示す上面図であり、２６ｂは光導波路型集光層２６の構造を示す平面図である。フロント側、バック側の電極層２３ｂ、２５ｂはいずれも、多数の短冊型で同一形状の電極が平面方向に等間隔で規則正しく並列した構造を有する。ただし、フロント側２３ｂとバック側２５ｂは、電極の並列方向が同一であって、かつ各電極が重なるように配置されている。一方、光導波路型集光層２６ｂは、光ファイバーなど線状の集光素子２６３を多数、等間隔で規則正しく、光透過性電極層２３ｂ、２５ｂの電極と交差（直交）するように配置した構造とし、各集光素子毎に光を集光する。この場合にも各集光素子２６３の一方の端面は光反射部材で覆われ、光は他方の端面のみから放出される。ただし、フロント側電極層２３ｂとバック側電極層２５ｂのいずれか一方は、２５ｃに示すように、層全体が一体化された電極の構造とするか、もう一方の電極構造に対応して幾つかに分割した構造としてもよい。
【００５２】
図２３は、本発明の放射線画像形成材料の構成の別例を示す概略断面図である。図２３において放射線画像形成材料は、順に支持体２１、放射線吸収性蛍光体層２２、光導波路型蛍光集光層２６’、光透過性電極層２３、蓄積性蛍光体層２４、光透過性電極層２５、光導波路型蛍光集光層２６、放射線吸収性蛍光体層２８、および支持体２９から構成される。
【００５３】
図１０は、参考例としての放射線画像形成材料の構成の一例を示す概略断面図である。図１０において、放射線画像形成材料３０は、順に支持体３１、放射線吸収性蛍光体層３２、光透過性電極層３３、蓄積性蛍光体層３４、光透過性電極層３５、および支持体３９から構成される。
【００５４】
二つの光透過性電極層３３、３５は、電場励起を点走査で行う場合には、図２の１３ａ、１５ａに示したような構造にし、線走査で行う場合には、図３の１３ｂ、１５ｂに示したような構造にする。１５ｂを１３ｂと同様な形にすることも可能である。いずれの場合も、電場励起によって蓄積性蛍光体層３４から放出された光は、集光ガイドと光電子増倍管との組合せ、アバランシェフォトダイオード、あるいはセルフォックレンズアレイとラインＣＣＤとの組合せなどの公知の光検出手段を用いて検出される。
【００５５】
図１０の蓄積性蛍光体層３４と各電極層３３、３５との間のそれぞれには絶縁層が設けられていてもよい。
【００５６】
図１１は、参考例としての放射線画像形成用組体の構成の代表的な例を示す概略断面図である。図１１において、放射線画像形成用組体４０は、フロント側の放射線像変換パネル４０ａおよびバック側の蛍光スクリーン４０ｂからなる。フロント側の放射線像変換パネル４０ａは、順に、支持体４１、放射線吸収性蛍光体層４２、光透過性電極層４３、蓄積性蛍光体層４４、光透過性電極層４５、および保護層４６から構成される。バック側の蛍光スクリーン４０ｂは順に、保護層（支持体）４７、放射線吸収性蛍光体層４８、および保護層（支持体）４９から構成される。保護層（支持体）４６、４７の膜厚は、一般には約１μｍ乃至２０μｍの範囲にあり、好ましくは２乃至１５μｍの範囲にある。
【００５７】
二つの光透過性電極層４３、４５は、電場励起を点走査で行う場合には、図２の１３ａ、１５ａに示したような構造にし、線走査で行う場合には、図３の１３ｂ、１５ｂに示したような構造にする。いずれの場合も、電場励起により蓄積性蛍光体層４４から放出された光は、図１０で説明したように、公知の光検出手段を用いて検出される。
【００５８】
なお、図１２に示すように、放射線像変換パネル４０ａにおいて放射線吸収性蛍光体層４２は無くてもよい。図１２は、参考例としての放射線画像形成用組体の構成の別例を示す概略断面図であり、フロント側の放射線像変換パネルは、順に支持体４１、光透過性電極層４３、蓄積性蛍光体層４４、光透過性電極層４５、および支持体（保護層）４６から構成される。バック側の蛍光スクリーンは、順に保護層（支持体）４７、放射線吸収性蛍光体層４８、および保護層（支持体）４９から構成される。
【００５９】
また、放射線像変換パネル４０ａにおいても、放射線画像形成材料１０と同様に、蓄積性蛍光体層４４と各電極層４３、４５との間には絶縁層が設けられていてもよい。
【００６０】
図１〜図１２及び図２０において、放射線の照射方向は矢印によって示されているが、上記のいずれの放射線画像形成材料（画像形成用組体）についても、上下を逆にして放射線を照射することが可能である。但し、その場合でも、フロント側とバック側の放射線吸収性蛍光体層の層厚は、フロント側が小さいことが好ましい。
【００６１】
（蓄積性蛍光体）
本発明の放射線画像形成材料および放射線画像形成用組体で用いられる蓄積性蛍光体は、後述する放射線吸収蛍光体からの発光光（紫外乃至可視領域の光）を吸収してそのエネルギーを蓄積し、電場励起によりそのエネルギーを光として発する蛍光体である。すなわち、放射線吸収蛍光体からの発光光によって一次励起され、電場により二次励起される蛍光体である。好ましくは、紫外乃至緑色の領域の光により一次励起が可能な蓄積性蛍光体である。そのような蓄積性蛍光体（輝尽性蛍光体）の例としては、ＺｎＳ：Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ，Ｃｕ、ＺｎＳ：Ｍｎ：Ｐｂ，Ｃｌ、ＳｒＳ：Ｅｕ，Ｓｍ、ＫＩ：Ｃｕ、ＣｄＳ：Ａｇ等を挙げることができる。
【００６２】
蓄積性蛍光体は一般に粒子状で用いられ、その平均粒子径は約５μｍ以下であることが好ましく、２μｍ以下が特に好ましい。
【００６３】
（放射線吸収蛍光体）
本発明に用いられる放射線吸収蛍光体は、Ｘ線、γ線、β線、α線、紫外線、中性子線等の放射線を吸収して、通常は瞬時に紫外乃至可視領域に発光を示す蛍光体である。特に好ましくはＸ線を吸収して紫外乃至緑色領域に発光を示す蛍光体である。本発明で用いる放射線吸収蛍光体は、母体の主成分として、原子番号が３７以上の元素を含む蛍光体であることが好ましく、特に好ましいのは、原子番号が５５乃至８３の元素を含む蛍光体である。その蛍光体の例としては、ＬｎＴａＯ4系（ただし、付活剤として機能する不純物を含有しないもの、Ｌｎは希土類元素）、ＬｎＴａＯ4：（Ｎｂ，Ｇｄ，Ｔｍ）系、Ｌｎ2ＳｉＯ5：Ｃｅ系、ＬｎＡｌＯ3：Ｃｅ系、ＬｎＯＸ：（Ｔｂ，Ｔｍ）系（Ｘはハロゲン）、Ｌｎ2Ｏ3：Ｅｕ系、Ｌｎ2Ｏ2Ｓ：（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｔｍ）系、ＣｓＸ：Ｎａ系、ＣｓＸ：Ｔｌ系、ＣｓＸ：Ｅｕ系、ＢａＦＸ：Ｅｕ系、ＺｎＷＯ4、ＣａＷＯ4、ＨｆＰ2Ｏ7、Ｈｆ3（ＰＯ4）3などを挙げることができる。蛍光体の密度は７．０以上であることが好ましく、特に好ましくは９．０以上である。そのような蛍光体の例としては、ＬｕＴａＯ4、ＬｕＴａＯ4：Ｎｂ、Ｌｕ2ＳｉＯ5：Ｃｅ、ＬｕＡｌＯ3：Ｃｅ、Ｌｕ2Ｏ2Ｓ：（Ｇｄ，Ｔｂ，Ｔｍ）系、Ｌｕ2Ｏ3：（Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｅｒ，Ｔｍ）系、Ｇｄ2Ｏ3：（Ｔｂ，Ｔｍ）系、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：（Ｐｒ，Ｃｅ）、ＣｄＷＯ4、Ｇｄ3Ｇａ5Ｏ12：（Ｃｒ，Ｃｅ）、ＨｆＯ2、ＴｌＣｌ：（Ｂｅ，Ｉ）、Ｂｉ4Ｇｅ3Ｏ12などを挙げることができる。
【００６４】
下記の表１に、代表的な放射線吸収蛍光体の密度と発光波長とを示す。放射線吸収蛍光体に組み合わせるのが好ましい蓄積性蛍光体としては前述のものが使用可能である。
【００６５】
【表１】
0004204344.tif 000002
【００６６】
ただし、本発明に用いられる放射線吸収蛍光体は、表１に示した蛍光体に限定されるものではない。放射線吸収蛍光体は、蓄積性蛍光体の一次励起特性とのマッチングを考慮して選択される。放射線吸収蛍光体は一般に粒子状で用いられ、その粒子径は約１乃至２０μｍの範囲にあることが望ましい。
【００６７】
マッチングの点から、放射線吸収蛍光体の発光波長領域と蓄積性蛍光体の一次励起波長領域とは７０％以上重なっていることが好ましい。この規定において、各波長領域は、発光スペクトルまたは励起スペクトルのピーク値の１０％以上の値を示す波長範囲を意味する。
【００６８】
放射線吸収蛍光体は、フロント側の放射線吸収性蛍光体層に含有されるものと、バック側の放射線吸収性蛍光体層に含有されるものとで、母体の主成分として互いに異なる（原子番号が３７以上の）元素を含んでいることが好ましい。より好ましくは、バック側の放射線吸収蛍光体が原子番号が相対的に大きな元素を含んでいることである。このように蛍光体の元素の種類を変えて、放射線に対する吸収特性をずらすことにより、放射線を両蛍光体層に効率良く吸収させることができる。なお、一つの蛍光体層中に二種類以上の放射線吸収蛍光体を含有させてもよい。
【００６９】
［放射線画像形成材料の製造法］
次に、本発明で用いる放射線画像形成材料の製造方法を、蓄積性蛍光体層および放射線吸収性蛍光体層がそれぞれ、蛍光体粒子とこれを分散状態で含有支持する結合剤とからなる場合を例として説明する。各蛍光体層は、例えば次のような公知の方法により支持体上に順に形成することができる。
【００７０】
（支持体）
支持体は通常、柔軟な樹脂材料からなる厚みが５０μｍ乃至１ｍｍのシートあるいはフィルムである。支持体は透明であってもよく、あるいは支持体に、励起光（一次、二次）もしくは輝尽発光光を反射させるための光反射性材料（例、アルミナ粒子、二酸化チタン粒子、硫酸バリウム粒子）を充填してもよく、あるいは空隙を設けてもよい。または、支持体に輝尽発光光を吸収させるため光吸収性材料（例、カーボンブラック）を充填してもよい。支持体の形成に用いることのできる樹脂材料の例としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、アラミド樹脂、ポリイミド樹脂などの各種樹脂材料を挙げることができる。必要に応じて、支持体は金属シート、セラミックシート、ガラスシート、石英シートなどであってもよい。
【００７１】
（放射線吸収性蛍光体層）
まず、上記の放射線吸収蛍光体粒子と結合剤とを溶剤に加え、これを十分に混合して、結合剤溶液中に放射線吸収蛍光体粒子が均一に分散した塗布液を調製する。蛍光体粒子を分散支持する結合剤については様々な種類の樹脂材料が知られており、本発明の放射線像変換パネルの製造においても、それらの公知の結合剤樹脂を中心とした任意の樹脂材料から適宜選択して用いることができる。塗布液における結合剤と蛍光体との混合比は、目的とする放射線像変換パネルの特性、蛍光体の種類などによって異なるが、一般には結合剤と蛍光体との混合比率（結合体／蛍光体）は、１乃至０．０１（重量比）の範囲から選ばれる。なお、塗布液にはさらに、塗布液中における蛍光体の分散性を向上させるための分散剤、形成後の蛍光体層中における結合剤と蛍光体との間の結合力を向上させるための可塑剤、蛍光体層の変色を防止するための黄変防止剤、硬化剤、架橋剤など各種の添加剤が混合されていてもよい。
【００７２】
このようにして調製された塗布液を、次に、支持体の表面に均一に塗布することにより塗膜を形成する。塗布操作は、通常の塗布手段、例えばドクターブレード、ロールコータ、ナイフコータなどを用いる方法により行うことができる。この塗膜を乾燥して、支持体上への放射線吸収性蛍光体層の形成を完了する。蛍光体層は、必ずしも上記のように支持体上に塗布液を直接塗布して形成する必要はなく、例えば、別にガラス板、金属板、プラスチックシートなどの仮支持体上に塗布液を塗布し乾燥することにより蛍光体層を形成した後、これを支持体上に押圧するか、あるいは接着剤を用いるなどして支持体上に蛍光体層を接合する方法を利用してもよい。あるいは、針状蛍光体を配向させて異方化した蛍光体層も用いることができる。
【００７３】
本発明に係る放射線吸収性蛍光体層は、放射線吸収蛍光体とこれを分散状態で含有支持する結合剤とからなるのものばかりでなく、結合剤を含まないで放射線吸収蛍光体の凝集体のみから構成されるもの、気相堆積法により形成された蛍光体層（特に、柱状結晶蒸着膜が好ましい）、あるいは放射線吸収蛍光体の凝集体の間隙に高分子物質が含浸されている蛍光体層などでもよい。
【００７４】
気相堆積法による場合には、上記の放射線吸収蛍光体またはその原料を、蒸着法（電子線蒸着、抵抗加熱蒸着）、スパッタ法、化学蒸着（ＣＶＤ）法などにより蒸発気化させて基板上に堆積させることにより、蛍光体層を形成する。例えば電子線蒸着法では、電子銃から発生した電子線を蒸発源に照射する。蒸発源としては、蛍光体またはその原料混合物からなる一個の蒸発源を用いてもよいし（一元蒸着）、あるいは蛍光体の母体成分と付活剤成分を別々に含む二個以上の蒸発源を用いてもよい（多元蒸着）。電子線の照射により、蛍光体またはその母体成分や付活剤成分等は加熱されて蒸発、飛散し、場合によっては反応して蛍光体を形成しながら、基板（支持体または仮支持体）表面に堆積する。蛍光体の蒸着速度は、一般には０．１〜１０００μｍ／分の範囲にあり、好ましくは１〜１００μｍ／分の範囲にある。なお、電子線の照射を複数回に分けて行って二層以上の蛍光体層を形成することもできる。蒸着の際に必要に応じて基板を冷却または加熱してもよいし、また蒸着終了後、得られた蒸着膜を熱処理してもよい。
【００７５】
上記蒸着法など気相堆積法により形成された蛍光体層は、蛍光体の柱状結晶からなり、柱状結晶と柱状結晶の間には空隙（クラック）が存在する。このため、発光する光の平面方向への散乱を防ぐことができる。
【００７６】
（隔壁）
蛍光体粒子と結合剤とからなる放射線吸収性蛍光体層には、発光する光の散乱を防止して得られる画像の画質を高める目的で、蛍光体層を平面方向に沿って細分区画する隔壁が設けられていてもよい。放射線吸収性蛍光体層は層厚が比較的厚いので、隔壁を設けることにより、発光光の拡散を有効に防止することができる。隔壁は縞状、格子状など任意の形状で設けることができ、あるいは円形、六角形など任意の形状の放射線吸収蛍光体が充填された領域を隔壁が囲むように形成されてもよい。また、隔壁の頂部と底部はともに蛍光体層の両表面に露出していてもよいし、あるいは頂部と底部の両方あるいはいずれか一方が蛍光体層に埋没していてもよい。
【００７７】
隔壁は、例えばアルミニウム、チタン、ステンレスなど金属製の板、酸化アルミニウム、ケイ酸アルミニウムなどセラミックス製の板、あるいは感光性樹脂など有機高分子物質からなるシートに好適なエッチング処理をすることにより、多数の凹部（穴）もしくは透孔が形成されたハニカム状のシートを用意し、このハニカム状シートの上に上記の蛍光体層を載せたのち加熱圧縮することにより、ハニカム状シートを蛍光体層の中に押し込んで形成することができる。あるいは、蛍光粒子を分散含有する結合剤からなる多数の薄膜状の蛍光体シートと高分子物質からなる多数の薄膜状の隔壁用シートをそれぞれ形成し、蛍光体シートと隔壁用シートを交互に多数枚積層した後、積層方向に垂直に裁断することからなる積層スライス法によっても形成することができる。あるいはまた、蛍光体層が蒸着膜などのように放射線吸収蛍光体の凝集体からなる場合には、クラックを形成させることにより隔壁とすることができる。そのような蛍光体層の例としては、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＢｒ：Ｔｌなどの針状結晶膜を挙げることができる。隔壁には、酸化アルミニウム、二酸化チタン等の低光吸収性微粒子が分散含有されていてもよいし、あるいは放射線吸収蛍光体からの発光光を選択的に吸収するような着色剤で着色されていてもよい。
【００７８】
あるいは、隔壁を蛍光体層材料（ただし、結合剤：蛍光体の比率および粒子径は蛍光体層を形成する場合とは変える）から形成してもよい。一般に放射線吸収蛍光体は高屈折率であるので、平面方向の散乱をより効果的に防止することができる。また、高い放射線吸収を維持しながら、高鮮鋭度の画像を得ることができる。
【００７９】
あるいは、放射線吸収性蛍光体層を、図１３に示すようにファイバプレートと放射線吸収蛍光体の針状結晶膜とから構成してもよい。図１３において、放射線吸収性蛍光体層１８はファイバプレート１８ａとその下に設けられた蛍光体の針状結晶膜１８ｂとからなる。蛍光体の針状結晶膜１８ｂは、上記のように隔壁としてクラックを有するものである。一方、ファイバプレート１８ａは、直径数μｍのファイバを深さ方向に数百万本束にした光学シートであり、蛍光体の針状結晶膜１８ｂでＸ線等の放射線から紫外乃至可視領域の光に変換された光は、ファイバプレート１８ａを通して平面方向に散乱することなく、かつ光の損失が少なくて蓄積性蛍光体層１４に到達することができる。ファイバープレートを入れることにより、耐湿性の悪い針状結晶膜の封止を、１８、１９の範囲内にのみ行えるようになる。全体を封止するのであれば、ファイバープレートを含まない構成とすることもできる。
【００８０】
図１３では、フロント側の放射線吸収性蛍光体層１２ではなく、バック側の放射線吸収性蛍光体層１８を、ファイバプレート１８ａと蛍光体の針状結晶膜１８ｂとから構成した場合を示しているが、鮮鋭度向上の点からは、この構成を含めて、隔壁は蓄積性蛍光体層よりも層厚の厚い放射線吸収性蛍光体層に設けることが好ましく、より好ましくはバック側の放射線吸収性蛍光体層に設けることである。一方、放射線吸収性蛍光体層１２を含まない構成で、支持体（保護層）１９の側から放射線を照射する構成も有用である。
【００８１】
（光透過性電極層）
光透過性電極層は、金属アルミニウム、インジウム−スズ酸化物（ＩＴＯ）等の材料を用いて、真空蒸着法、スパッタ法などにより、放射線吸収性蛍光体層の上に直接に形成することにより、または別途形成した光透過性電極層を貼り合わせることにより設けることができる。光透過性電極層は、透明電極であってもよいし、あるいはメッシュ状または微細なストライプ状の金属電極であってもよい。特に、メッシュ状または微細なストライプ状の金属電極は紫外光をよく透過させるので、蓄積性蛍光体層に隣接する電極層に使用することが好ましい。さらに、形成した光透過性電極層をエッチング処理することなどにより、図２または図３に示したような短冊型の多数の電極からなる層とすることができる。電極層は、放射線吸収蛍光体層および蓄積性蛍光体からの発光を一層当り５０％以上、好ましくは７０％以上、より好ましくは９０％以上透過させるものを使用する。
【００８２】
（蓄積性蛍光体層）
光透過性電極層の上に、上記と同様にして、蓄積性蛍光体を分散状態で含有支持する結合剤からなる蓄積性蛍光体層を形成する。ただし、結合剤としては高誘電率の結合剤が用いられることが好ましく、例えば、高誘電率の無機、有機材料、および公知の有機結合剤中に高誘電率の無機超微粒子を分散させた複合材料が用いられる。高誘電率の有機材料としてはシアノセルロース系樹脂をあげることができる。また、高誘電率の無機超微粒子としてはＢａＴｉＯ3およびＳｒＴｉＯ3の超微粒子を挙げることができる。
【００８３】
本発明において蓄積性蛍光体層の二次励起は励起光ではなくて電場により行われるので、従来のような蛍光体層中での励起光の散乱を考慮する必要がなく、よって蛍光体層の結合剤中に空隙を殆ど含ませないで、蛍光体粒子を高充填した形態とすることができる。
【００８４】
あるいは蓄積性蛍光体層は、気相堆積法により形成したもの、蓄積性蛍光体の凝集体のみから構成されるもの、蓄積性蛍光体の凝集体の間隙に高分子物質が含浸されているものであってもよいし、または隔壁が設けられていてもよい。
【００８５】
放射線吸収性蛍光体層および蓄積性蛍光体層は、上述した塗布法と気相堆積法（特に蒸着法）を適宜組み合わせて用いて形成することが好ましい。
【００８６】
放射線吸収性蛍光体層と蓄積性蛍光体層とが両方とも、上記塗布法により蛍光体粒子と結合剤とから構成される場合に、放射線画像をより高画質とするためには、放射線吸収性蛍光体層における結合剤と蛍光体の重量比（結合剤Ｂ1／蛍光体Ｐ1）は、蓄積性蛍光体層における結合剤と蛍光体の重量比（結合剤Ｂ2／蛍光体Ｐ2）と同等もしくはそれより小さく、かついずれも１以下であることが望ましい（１≧Ｂ2／Ｐ2≧Ｂ1／Ｐ1）。すなわち、放射線吸収性蛍光体層中の蛍光体の比率が蓄積性蛍光体層中の蛍光体の比率と同等かそれよりも高いことが望ましい。
【００８７】
放射線吸収性蛍光体層のＢ1／Ｐ1比（重量比）は、１／８乃至１／５０の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１／１５乃至１／４０の範囲にある。蓄積性蛍光体層のＢ2／Ｐ2比（重量比）は、１／１乃至１／２０の範囲にあることが好ましく、より好ましくは１／２乃至１／１０の範囲にある。
【００８８】
（蛍光体の粒子径）
各蛍光体層に含有される放射線吸収蛍光体および蓄積性蛍光体の平均粒子径は、
（蓄積性蛍光体の平均粒子径）≦（放射線吸収蛍光体の平均粒子径）
なる関係を満たすことが望ましい。特に好ましくは、
（蓄積性蛍光体の平均粒子径）≦（放射線吸収蛍光体の平均粒子径）×０．５
なる関係を満たすことである。この結果、放射線吸収蛍光体の相対的に大きな粒子径によって放射線に対する発光効率を上げて感度を高めることができるとともに、蓄積性蛍光体の相対的に小さな粒子径により画像の鮮鋭度を高めることができる。
【００８９】
放射線吸収蛍光体の平均粒子径は、一般には１μｍ以上、２０μｍ以下であって、好ましくは２μｍ以上、１０μｍ以下である。一方、蓄積性蛍光体の平均粒子径は、一般には０．２μｍ以上、２０μｍ以下であり、好ましくは０．５μｍ以上、５μｍ以下である。ただし、特願２０００−２１９８７７号明細書に記載されているように、輝尽性の量子ドット蛍光体のような、より小さな粒子でも、その効率が高ければ、その使用に問題はない。
【００９０】
本発明で使用する放射線吸収蛍光体粒子および蓄積性蛍光体粒子はそれぞれ、例えば特開２０００−２８４０９７号公報、同２０００−１９２０３０号公報又は特開昭５８−１８２６００号公報に記載されているような粒径分布を有していてもよい。
【００９１】
（蛍光体の吸収係数）
放射線画像の画質向上の点から、放射線吸収性蛍光体層の放射線吸収係数と、蓄積性蛍光体層の放射線吸収蛍光体からの発光光（一次励起光）に対する吸収係数とは、以下の関係を満たすことが望ましい。
（蓄積性蛍光体層の一次励起光の吸収係数）  ＞
（放射線吸収性蛍光体層の放射線吸収係数）×２
特に好ましくは、
（蓄積性蛍光体層の一次励起光の吸収係数）  ＞
（放射線吸収性蛍光体層の放射線吸収係数）×５
なる関係を満たすことである。
【００９２】
ここで、一次励起光の吸収係数は、見かけの吸収係数であり、以下のようにして規定される値である。蛍光体層を厚さｄの均一層とみなし、蛍光体層を空間に孤立して置いた場合のその光反射率をｒ、光透過率をｔとする。光反射率ｒは、標準白色板との相対比較により求める。蛍光体層の裏側に白色板（反射率ｒw）を置いた場合と黒色板（反射率ｒb）を置いた場合の、系全体の反射率をそれぞれＲwおよびＲbとする。系全体の反射は、蛍光体層による反射と、白色板または黒色板による反射との合計となるので、次式で表される。
Ｒw＝ｒ＋ｒw×ｔ2
Ｒb＝ｒ＋ｒb×ｔ2
【００９３】
蛍光体層の見かけの吸収係数Ｋは、吸収が蛍光体層の厚さｄに関して指数関数的に減衰すると仮定すると、エネルギー保存則により反射と吸収と透過との合計は１であることから、次式により求められる。
Ｋ＝−（１／ｄ）×ｌｎ［ｔ／（１−ｒ）］
＝−（１／ｄ）×ｌｎ［｛（Ｒw−Ｒb）／（ｒw−ｒb）｝1/2
／｛１−Ｒw＋ｒw（Ｒw−Ｒb）／（ｒw−ｒb）｝］
【００９４】
一方、放射線吸収係数は、質量エネルギー吸収係数μen／ρに蛍光体層の密度を掛けた値として求めることができる。各物質のＸ線領域における質量エネルギー吸収係数μen／ρは、各物質の成分元素の質量吸収係数と質量比を用いて求めることができる。各元素の質量エネルギー吸収係数のデータは、http://physics.nist.gov/PhysRefData/XrayMassCoef/cover.html等から入手できる。蛍光体層の密度ρは、蛍光体自体の密度に層中の蛍光体充填率を掛けた値として求められ、通常は３〜５程度の値である。
【００９５】
放射線吸収性蛍光体層は、放射線吸収係数を高めて高画質の放射線画像を得るためには、含有される放射線吸収蛍光体の密度が６．０ｇ／ｃｍ3以上であるか、あるいは蛍光体層の平均密度が４．０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。
【００９６】
（光導電層）
蓄積性蛍光体層からの発光を吸収して光電導性を示す光導電層の例としては、アモルファスシリコンなどの光導電性材料を挙げることができる。また、有機材料からなる光導電層として、電荷発生層と電荷輸送層を積層した機能分離型および単一層構造型のものがあり、そのいずれもが使用可能である。さらに、電子受容性物質（例、特開２０００−２９８３６１号公報あるいは特開平１１−１９８４２６号公報に記載されている、セレン、シリコン、硫黄、硫化カドミウム、硫化亜鉛などの金属、またはその化合物、フタロシアニ系あるいはペリニン系の色材など）や紫外線吸収剤、酸化防止剤などを添加してもよい。光透過性電極層上に真空蒸着法、スパッタ法、塗布法などにより光導電層を直接形成してもよい。あるいは、別途形成した光導電層をカレンダ処理などにより光透過性電極層に貼り合わせることにより設けることができる。光導電層形成時に、その下には剥離可能な仮支持体を接合させておいてもよい。放射線吸収蛍光体層と蓄積性蛍光体層との間で使用する場合には、放射線吸収蛍光体から発光される光に対する吸収が少ないものであることが望ましく、５０％以下、好ましくは３０％以下、より好ましくは１０％以下のものがよい。また、蓄積性蛍光体から発光される光に対する吸収は多いものが望ましいが、数％程度のかなり少ないものであっても、電場による増幅機能との兼ね合いで実用的に利用できる場合もある。
【００９７】
（絶縁層）
光透過性電極層と蓄積性蛍光体層との間、もしくは光透過性電極層を分離して二層の電極層の間に絶縁層を設ける場合には、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、酸化アルミニウム等の材料を用いて、真空蒸着法、スパッタ法などにより形成することができる。または、絶縁性の無機物あるいは有機物、あるいはコンポジット材料を塗布法などによって製膜形成してもよい。ゾルゲル法や噴霧熱分解法などの方法は、これに含まれる。
【００９８】
（光導波路型蛍光集光層）
光導電層と光透過性電極層の代わりに光導波路型蛍光集光層を設ける場合には（図６、７）、例えば、別に剥離可能な仮支持体上に、アクリル樹脂、あるいはフッ素樹脂などの低屈折率ポリマーからなる層をクラッドとして形成した後、スチレン樹脂、エポキシ樹脂などの高屈折率ポリマー（アクリル樹脂などの無機ナノ粒子含有により高屈折率化してもよい）に、蓄積性蛍光体の発光を吸収して蛍光を発するナノ粒子蛍光体や有機蛍光体などの蛍光物質を含有させた層をコアとして形成し、次いで再び低屈折率物質からなる層をクラッドとして積層する。次に、この積層体の三方の端面に光反射部材を設けて白色反射もしくは鏡面反射構造としたシートを仮支持体より引き剥がし、光透過性電極層上に貼り合わせる。光反射部材としては、二酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム（アルミナ）などの光反射性物質を含有する結合剤からなる薄膜や、アルミニウム蒸着フィルムなどが用いられる。低屈折率層の外側表面には更に、下記の選択的反射層（多層膜）が付設されていてもよい。なお、光導波路型蛍光集光層として、前述した支持体材料の中から適宜選択した材料を用いて薄層を形成して利用してもよい。
【００９９】
また、光導波路型蛍光集光層を光ファイバー等の多数の線状の集光素子から構成する場合には（図９の２６ｂ）、コアに蓄積性蛍光体の発光を吸収して蛍光を発する蛍光物質を含む光ファイバーを用い、一方の端面にのみ光反射部材に設けた集光素子を配列させたのち結合剤で固定することにより、あるいは放射線吸収性蛍光体層を圧着することなどにより形成することができる。
【０１００】
（選択的反射層）
さらに、放射線吸収性蛍光体層と蓄積性蛍光体層など隣接する層との間のいずれかの位置には、放射線吸収蛍光体からの発光光を透過し、蓄積性蛍光体からの発光光を反射するような選択的反射層を設けてもよい。これにより、放射線画像情報の読み取り時における光の利用効率を高めることができる。
【０１０１】
選択的反射層は例えば、放射線吸収蛍光体の発光波長を含む短波長領域の光を透過し、それよりも長波長領域の光を反射するような特性を有すればよい。選択的反射層は、薄膜フィルムとその上に形成されたこのような特性を有する多層膜とから構成することができる。多層膜は、屈折率の異なる二種類以上の物質が光の波長の１／４程度の厚さ（約５０〜２００ｎｍ）で逐次積層されたものであっって、具体的には、ＳｉＯ2、ＭｇＦ2などの低屈折率物質とＴｉＯ2、ＺｒＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｎＳなどの高屈折率物質とが交互に数層乃至数十層積層された総厚約０．１乃至１０μｍの多層干渉フィルタである。
【０１０２】
選択的反射層は、高分子物質などからなる薄膜フィルム（厚さ：４乃至２０μｍ）上に、上記多層膜材料を蒸着、スパッタリング、イオンプレーティングなどの方法により逐次積層することによって形成することができる。次いで、この多層膜を有する薄膜フィルムを、放射線吸収性蛍光体層上にカレンダー処理などにより貼り合わせる。上記の多層膜形成時に、薄膜フィルムの下には剥離可能な仮支持体を接合させておいてもよいし、あるいは選択的反射層として、前述した支持体材料の中から適宜選択した材料を用いて薄層を形成してもよい。
【０１０３】
（拡散反射層）
また、フロント側の支持体と放射線吸収性蛍光体層との間には、放射線吸収蛍光体からの発光光を反射する機能を有する拡散反射層を設けてもよい。拡散反射層の付設によって、蓄積性蛍光体層に入射する放射線吸収蛍光体からの発光光（一次励起光）の光量を増加させて、高感度の放射線像変換パネルとすることができる。
【０１０４】
拡散反射層は、二酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウム、酸化アルミニウム（アルミナ）などの光反射性物質を含有する層である。光反射性物質は、拡散反射層がフロント側に設けられることを考慮して、Ｘ線等の放射線の吸収が小さい必要があるとともに、反射の鮮鋭度の点からは、屈折率が高いことが望ましい。よって、光反射性物質として好ましいのは二酸化チタンであり、特により屈折率の高いルチル型が好ましい。ただし、二酸化チタンは約４３０ｎｍよりも長波長の領域で高い反射率を示すので、放射線吸収蛍光体がＧｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂなどである場合に適している。放射線吸収蛍光体の発光波長が約４３０ｎｍよりも短波長である場合には、酸化アルミニウム、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムなどその発光波長領域に吸収のない物質を選択する必要がある。
【０１０５】
拡散反射層は、特開平９−２１８９９号公報に詳細に記載されているように、感度および鮮鋭度の点から、できるだけ薄い層厚で高い光反射率を達成することが望ましい。光反射性物質の平均粒子径は、一般には０．１乃至０．５μｍの範囲にあり、好ましくは０．１乃至０．４μｍの範囲にある。光反射性物質の拡散反射層における体積充填率は、一般には２５乃至７５％の範囲にあり、好ましくは４０％以上である。拡散反射層の層厚は一般に１５乃至１００μｍの範囲にある。拡散反射層は、上記微粒子状の光反射性物質および結合剤を溶剤中に混合分散して塗布液を調製した後、これを支持体上に塗布乾燥することにより形成することができる。結合剤および溶剤は、前記蛍光体層に使用することが可能なものの中から適宜選択して用いることができる。
【０１０６】
支持体上に拡散反射層を設ける代わりに、支持体自体に上記のような光反射性物質を分散含有させて、拡散反射機能を有する支持体としてもよい。また、後述するように、拡散反射層および／または支持体を着色してもよい。
なお、拡散反射層をバック側の支持体と放射線吸収性蛍光体層との間に設ければ、感度的に優れたものを設計することができる。
【０１０７】
さらに目的に応じて、支持体と放射線吸収性蛍光体層など隣接する層との間に光吸収層、接着層、導電層などの補助機能層を設けてもよく、また支持体表面には多数の凹部を形成してもよい。支持体の蛍光体層を設けない側の表面には、搬送性を向上させたり、耐傷性を向上させたりするために、摩擦低減層や耐傷層を設けることもできる。
【０１０８】
上述したような材料と製法を利用して本発明に係る放射線画像形成材料が得られるが、本発明の放射線画像形成材料の構成は、更に公知の放射線像変換パネルの各種のバリエーションを含むものであってもよい。また、上記では、支持体を有するパネルについて説明したが、蛍光体層が自己支持性である場合には、本発明に係るパネルは必ずしも支持体を備えている必要はない。
【０１０９】
（着色）
放射線画像の鮮鋭度を高める目的で、放射線画像形成材料の少なくともいずれかの層を、放射線吸収蛍光体からの発光光を吸収する着色剤、あるいは場合によっては、蓄積性蛍光体から放出される発光光の一部を吸収する着色剤で着色してもよい。具体的には、放射線吸収性蛍光体層、下塗層などの中間層を、放射線吸収蛍光体からの発光光を吸収する着色剤で着色することが望ましい。着色は、上記の層のいずれか一つだけであってもよいし、あるいは部分的であってもよく、また任意に組み合わせてもよい。着色剤は、後述の光電子倍増管を用いた点検出系では、蓄積性蛍光体からの発光光を吸収しないものであることが望ましい。
【０１１０】
着色剤としては、例えば放射線吸収蛍光体からの発光光が緑色光であり、蓄積性蛍光体が赤色光を放出する場合には、緑色領域の光を吸収し、赤色領域の光を吸収しない着色剤が好ましい（点検出系で用いられる場合）。二種類以上の着色剤を組み合わせて使用してもよい。上記の目的に適した赤色着色剤の例としては、カドミウムレッド、べんがら、モリブデンレッドなどの無機顔料を挙げることができる。
【０１１１】
また例えば、放射線吸収蛍光体からの発光光が近紫外発光光であり、蓄積性蛍光体が青乃至緑色の光を放出する場合には、近紫外領域の光を吸収し、青乃至緑色領域の光を吸収しない着色剤が好ましい（点検出系で用いられる場合）。
【０１１２】
適した青乃至緑色の有機系着色剤の例としては、ザボンファーストブルー３Ｇ（ヘキスト社製）、エストロールブリルブルーＮ−３ＲＬ（住友化学(株)製）、スミアクリルブルーＦ−ＧＳＬ（住友化学(株)製）、Ｄ＆ＣブルーＮｏ１（ナショナル・アニリン社製）、スピリットブルー（保土谷化学(株)製）、オイルブルーＮｏ６０３（オリエント(株)製）、キトンブルーＡ（チバ・ガイギー社製）、アイゼンカチロンブルーＧＬＨ（保土谷化学(株)製）、レイクブルーＡ、Ｆ、Ｈ（協和産業(株)製）、ローダリンブルー６ＧＸ（協和産業(株)製）、ブリモシアニンブルー６ＧＸ（稲畑産業(株)製）、ブリルアシッドグリーン６ＢＨ（保土谷化学(株)製）、シアニンブルーＢＮＲＳ（東洋インキ(株)製）、ライオノルブルーＳＬ（東洋インキ(株)製）を挙げることができる。また、無機系着色剤の例としては、群青、コバルトブルー、セルリアンブルー、酸化クロム、ＴｉＯ2−ＺｎＯ−ＣｏＯ−ＮｉＯ系顔料を挙げることができる。
【０１１３】
あるいは、後述するように放射線画像情報の読み取りを光電子増倍管等を用いる点検出の代わりに、ラインセンサ等を用いるライン検出により行う場合には、放射線吸収性蛍光体層、さらに下塗層などの中間層は、放射線吸収蛍光体からの発光光、および／または蓄積性蛍光体からの発光光を吸収する着色剤で着色することが望ましい。蓄積性蛍光体からの発光光のうち励起部分よりも広がった分が画像のボケを招くからである。
【０１１４】
着色剤としては、放射線吸収蛍光体からの発光光が、緑色光、蓄積性蛍光体からの発光光が、赤色光である場合には、緑色および／または赤色領域の光を吸収する着色剤が好ましい。すなわち、赤色、青乃至緑色または灰色の着色剤が好ましい。赤色着色剤および青乃至緑色着色剤としては、上記の着色剤を用いることができる。灰色着色剤の例としては、カーボンブラック、Ｃｕ−Ｆｅ−Ｍｎ酸化物を挙げることができる。
【０１１５】
また、放射線吸収蛍光体からの発光が近紫外発光、蓄積性蛍光体からの発光光が青乃至緑色光である場合には、近紫外および／または青乃至緑色領域の光を吸収する着色剤が好ましい。すなわち、黄色、青乃至緑色または灰色の着色剤が好ましい。上記の青乃至緑色および灰色の着色剤を用いることができる。黄色着色剤の例としては、黄色酸化鉄、チタンイエロー、カドミウムイエローを挙げることができる。
【０１１６】
着色による放射線画像形成材料の感度の低下は、放射線吸収性蛍光体層の層厚を厚くしたり、あるいは読み取り時の電場印加を高くすることにより調整することができ、感度と鮮鋭度との関係でそれらの最適化を図ることができる。
【０１１７】
本発明の放射線画像形成用組体を構成する放射線像変換パネルおよび蛍光スクリーンも、上述と同様にして、支持体上に放射線吸収性蛍光体層、光透過性電極層、蓄積性蛍光体層等を順に設けた後、さらに下記保護層を付設することにより製造することができる。なお、放射線像変換パネルの搬送を伴うシステムに用いる場合、蛍光体層に隔壁を設ける場合には、蛍光スクリーンの放射線吸収性蛍光体層のみに隔壁を形成し、放射線像変換パネルはフレキシブルとすることが好ましく、これにより、画像形成システム（例えば、放射線画像情報読取装置）をよりコンパクトにでき、かつ高画質の放射線画像を得ることができる。
【０１１８】
（保護層）
光透過性電極層または放射線吸収性蛍光体層の表面には、これらの層を物理的および化学的に保護するために透明な保護層を設けてもよい。保護層は、発光光の出射に殆ど影響を与えないように光吸収を実質的に示さないことが望ましく、また外部から与えられる物理的衝撃や化学的影響から放射線像変換パネルや蛍光スクリーンを充分に保護することができるように、化学的に安定でかつ高い物理的強度を持つことが望ましい。保護層としては、セルロース誘導体、ポリメチルメタクリレート、有機溶媒可溶性フッ素系樹脂などのような透明な有機高分子物質を適当な溶媒に溶解させて調製した溶液を電極層（または蛍光体層）の上に塗布することで形成されたもの、あるいはポリエチレンテレフタレートなどの有機高分子フィルムや透明なガラス板などの保護層形成用シートを別に形成して電極層の表面に適当な接着剤を用いて設けたもの、あるいは無機化合物を蒸着などによって電極層上に成膜したものなどが用いられる。また、保護層中にはパーフルオロオレフィン樹脂粉末、シリコーン樹脂粉末等の滑り剤、およびポリイソシアネート等の架橋剤など各種の添加剤が分散含有されていてもよい。さらに、放射線画像の鮮鋭度を高める目的で、保護層を放射線吸収蛍光体からの発光光および／または蓄積性蛍光体からの発光光を吸収するような着色剤（例えば前記の着色剤）で着色してもよい。
【０１１９】
放射線画像の鮮鋭度を高めるためには、保護層を一定範囲で光散乱性とすることが望ましい。一般に保護層の光散乱長は、蓄積性蛍光体からの発光光の主発光波長において５乃至８０μｍの範囲にあり、好ましくは１０乃至７０μｍの範囲にある。光散乱性の保護層は、上記保護層用材料中に光散乱性微粒子を分散、含有させることによって形成することができる。光散乱性微粒子としては、光屈折率が１．６以上であり、粒子径が０．１乃至１．０μｍの範囲にあるのが好ましい。特に好ましくは光屈折率は１．９以上であり、粒子径は０．１乃至０．５μｍの範囲である。好適な光散乱性微粒子の例としては、ベンゾグアナミン樹脂粒子、メラミンホルムアルデヒド縮合樹脂粒子、酸化亜鉛、硫化亜鉛、酸化チタンおよび炭酸鉛の微粒子を挙げることができる。
【０１２０】
保護層の表面にはさらに、保護層の耐汚染性を高めるためにフッ素樹脂塗布層を設けてもよい。フッ素樹脂塗布層は、フッ素樹脂を有機溶媒に溶解（または分散）させて調製したフッ素樹脂溶液を保護層の表面に塗布し、乾燥することにより形成することができる。フッ素樹脂は単独で使用してもよいが、通常はフッ素樹脂と膜形成性の高い樹脂との混合物として使用する。また、ポリシロキサン骨格を持つオリゴマーあるいはパーフルオロアルキル基を持つオリゴマーを併用することもできる。フッ素樹脂塗布層には、干渉むらを低減させて更に放射線画像の画質を向上させるために、微粒子フィラーを充填することもできる。フッ素樹脂塗布層の層厚は通常は０．５μｍ乃至２０μｍの範囲にある。フッ素樹脂塗布層の形成に際しては、架橋剤、硬膜剤、黄変防止剤などのような添加成分を用いることができる。特に架橋剤の添加は、フッ素樹脂塗布層の耐久性の向上に有利である。
【０１２１】
放射線像変換パネルと蛍光スクリーンの密着性や引き離し易さなど取り扱い性を高めるために、保護層またはフッ素樹脂塗布層はその最大摩擦係数が０．１８以下であることが好ましく、特に好ましくは０．１２以下である。また、表面の平均粗さが０．０５乃至０．５μｍの範囲にあることが好ましく、特に好ましくは０．１乃至０．３μｍの範囲である。例えば、保護層またはフッ素樹脂塗布層の表面に、エンボス処理を行うことなどにより微小な凹凸を設けてもよい。
【０１２２】
放射線像変換パネルの帯電、特に蛍光スクリーンからパネルを引き離すときに生じがちな剥離帯電を有効に防止するためには、密着状態で重ね合わされるパネルとスクリーンの対向する両保護層の帯電列が揃っていることが望ましい。両保護層の帯電列は、例えば同一の材料を用いて両保護層を形成することにより揃えることができる。また、放射線撮影に際してはカセッテに両者を挿入する前に除電することが好ましい。
【０１２３】
あるいは、放射線像変換パネルを構成する層のうちのいずれかの層に、ポリピロールなどの透明導電性ポリマーおよび／または蓄積性蛍光体の発光波長よりも小さい粒子径を持つ導電性微粉末（酸化すず微粉末など）を含有させることが好ましい。粒子径を蓄積性蛍光体の発光波長よりも小さくすることにより、薄層で導電率の高い膜構成が可能となり、発光光の吸収による集光効率の損失を回避することができる。
【０１２４】
（封止）
さらに、上記の放射線画像形成材料または放射線像変換パネルおよび蛍光スクリーンには、耐湿性を高めて吸湿による化学的変化を防ぐために、その外側表面に防湿性の薄膜を設けたり、その側面に防湿性の縁貼りを施してもよい。防湿性薄膜としては、アルミ箔、マグネシウム合金箔等の金属薄膜；ＳｉＣ、ＳｉＯ2、Ｓｉ3Ｎ4、Ｓｉ窒化酸化物、Ａｌ2Ｏ3等の無機物質積層膜；酢酸セルロース、ニトロセルロース、ポリメチルメタクリレート、ポリビニルブチラール、ポリビニルホルマール、ポリカーボネート、ポリエステル、ポリエチレンテレフタレート、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリ四弗化エチレン、ポリ三弗化−塩化エチレン、四弗化エチレン−六弗化プロピレン共重合体、塩化ビニリデン−塩化ビニル共重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド、ポリイミド等の樹脂フィルム；金属酸化物蒸着樹脂フィルム；およびガラス等を挙げることができる。これら防湿性薄膜は、画像形成材料の上面、下面および／または側面に接着剤を用いて接着することなどにより付設することができる。また、防湿性の縁貼り材料としては、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂、フェノール系樹脂等を挙げることができる。これら樹脂の溶液を画像形成材料の側面に塗布、乾燥することにより縁貼りを付設することができる。
【０１２５】
［放射線画像形成方法］
次に、本発明の放射線画像形成材料を用いた放射線画像形成方法について、光導電層を備えた点走査型の放射線画像形成材料（図１、２）を例にとり、添付図面の図１４を参照しながら説明する。図１４は、点走査による電流検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１２６】
まず、放射線画像情報（放射線の二次元分布あるいは空間的エネルギー分布情報）を、図１に示した放射線画像形成材料１０に記録する。放射線撮影装置（図示なし）などを用いて、Ｘ線発生装置等の放射線源と放射線画像形成材料との間に被検体を配置した後、放射線源から発生した放射線を被検体に照射する。放射線としては、Ｘ線、γ線、α線、β線、電子線、紫外線などの電離放射線、および中性子線を利用することができる。中性子線を用いる場合には、放射線吸収蛍光体として、Ｇｄや10Ｂ、6Ｌｉなどを含む母体のものか、あるいはこれらの元素を含む化合物を蛍光体に混合して用いることが好ましい。
【０１２７】
放射線は、放射線および被検体の種類に応じて被検体を透過したり、あるいは被検体により回折または散乱されて、被検体に関する空間的エネルギー分布情報を有する放射線として、放射線画像形成材料１０の支持体の側から入射させる。入射した放射線の一部は、フロント側の放射線吸収性蛍光体層１２の放射線吸収蛍光体に吸収されて、光（好ましくは紫外乃至可視領域の光、瞬時発光光）に変換される。この発光光は、光透過性電極層１３を通過して蓄積性蛍光体層１４に入射し、蛍光体層中の蓄積性蛍光体に吸収されてそのエネルギーが蓄積され、蓄積性蛍光体層１４には被検体の情報を示す二次元エネルギー分布が潜像として記録される。
【０１２８】
放射線吸収性蛍光体層１２から光透過性電極層１７までを通過した放射線は、バック側の放射線吸収性蛍光体層１８の放射線吸収蛍光体に吸収されて、光（好ましくは紫外乃至可視領域の光）に変換される。光導電層１６では、この発光光の多くが通過して蓄積性蛍光体層１４の蓄積性蛍光体に吸収されてエネルギーとして蓄積され、これも潜像形成に寄与する。すなわち、蓄積性蛍光体層１４はその両面から、放射線吸収蛍光体の発光光に露光されることになる。
【０１２９】
なお、放射線の照射は、放射線画像形成材料１０を逆に配置することにより、反対側から行われてもよい。また、オートラジオグラフィーのように被検体自体がβ線等の放射線を放出する場合には、被検体自体が放射線源となるため、別に放射線源を設けることを必要としない。
【０１３０】
次に、図１４の放射線画像情報読取装置を用いて、放射線画像形成材料１０に記録された被検体の空間的エネルギー分布情報を読み出す。
【０１３１】
図１４において、放射線像画像形成材料１０のフロント側光透過性電極層１３の各電極は、装置のＸ方向制御回路５１に接続され、バック側光透過性電極層１５の各電極はＹ方向制御回路５２に接続される。光導電層用電極層１７は信号処理部５５に接続される。
【０１３２】
電圧源５３、５４からの電圧がＸ方向およびＹ方向の制御回路５１、５２を通して蓄積性蛍光体層１４に印加されると、蓄積性蛍光体層１４中の蓄積性蛍光体は電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた（すなわち、潜像として記録蓄積された放射線のエネルギー分布情報を担持した）放射線画像に対応する光が発せられる。電場の印加は、交流パルスでも直流パルスでもよいし、また単パルスでも複数パルスでもよい。蓄積性蛍光体層１４への電場の印加は、制御回路５１、５２によりＸ方向とＹ方向の二次元制御でなされるので、両電極層１３、１５の各一の電極が直交した部分に相当する蛍光体層１４の微小領域のみが電場励起されることになる。そして、発光光は光透過性電極層１５を通過して光導電層１６に入射し、光導電層１６にて光電流に変換される。この光電流は、光導電層用電極層１７より信号処理部５５に出力される。制御回路５１、５２は信号処理部５５で制御管理される。このようにして、放射線画像情報を有する発光光は時系列的に光電変換されて検出される。
【０１３３】
信号処理部５５では、送られてきた電気信号について、目的とする放射線画像の種類や放射線画像形成材料の特性に基づいて予め決められている加算、減算などの適当な演算処理を行い、処理後の信号を画像信号として送り出す。
【０１３４】
送り出された画像信号は画像再生装置（図示なし）にて可視画像として再生され、これにより被検体に関する放射線の空間的エネルギー分布に対応した画像が再構成される。再生装置は、ＣＲＴ、液晶表示装置、エレクトロクミネッセンス（ＥＬ）等のディスプレイ手段であってもよいし、感光フィルムに光走査記録あるいは感熱記録フィルムによる熱記録を行う記録装置であってもよいし、あるいはまた、そのために画像信号を一旦光ディスク、磁気ディスク等の画像ファイルに記憶させる装置に置き換えられてもよい。
【０１３５】
読み取りの終わった放射線画像形成材料１０の蓄積性蛍光体層１４には、再び電圧源５３、５４により電極層１３、１５を介して全面的に電場が印加されて、消去工程に供される。これにより、読取工程後なお蓄積性蛍光体層に残存している蓄積エネルギーが放出除去され、次回の放射線画像の記録（撮影）工程において、残存エネルギーによる潜像が悪影響を及ぼすことがないようにされる。消去工程には、ナトリウムランプ、蛍光灯、赤外線ランプ等の消去光源による照射を利用してもよいし、あるいは消去光の照射と電場印加とを併用してもよい。
【０１３６】
光導電層を有する線走査型の放射線画像形成材料（図１、３）の場合には、図１５に示すような装置を用いて放射線画像情報の読み取りを行う。図１５は、線走査による電流検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１３７】
図１５において、放射線画像形成材料１０のフロント側およびバック側の光透過性電極層１３、１７の各電極は、それぞれ装置のＸ方向制御回路５１と、Ｙ方向制御回路５２に接続される。光導電層用電極層１５の電極は全面をカバーしている。
【０１３８】
電圧源５３からの電圧がＸ方向の制御回路５１を通して蓄積性蛍光体層１４に印加されると、蓄積性蛍光体層１４中の蓄積性蛍光体は電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた放射線画像に対応する光が発せられる。蓄積性蛍光体層１４への電場の印加は、制御回路５１によりＸ方向のみの一次元制御でなされるので、電極層１３の電極部分に相当する蛍光体層１４の線状領域のみが電場励起されることになる。そして、発光光は光透過性電極層１５を通過して光導電層１６に入射し、光導電層１６にて光電流に変換される。この光電流は、光導電層用電極層１７の各電極からＹ方向制御回路５２による制御を受けて個々に出力され、信号処理部５５に送られる。制御回路５１、５２は信号処理部５５で制御管理される。このようにして、放射線画像情報を有する発光光は一次元的に逐次光電変換されて検出される。
【０１３９】
光導波路型蛍光集光層を有する点走査型の放射線画像形成材料（図６〜８）の場合には、図１６に示すような装置を用いて放射線画像情報の読み取りを行う。図１６は、点走査による光検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１４０】
図１６において、放射線画像形成材料２０のフロント側光透過性電極層２３の各電極は、装置のＸ方向制御回路６１に接続され、バック側光透過性電極層２５の各電極はＹ方向制御回路６２に接続される。電圧源６３、６４からの電圧がＸ方向およびＹ方向の制御回路６１、６２により二次元制御されて蓄積性蛍光体層２４に印加されると、蓄積性蛍光体層２４中の印加された微小領域の蓄積性蛍光体が電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた光が発せられる。この発光光は光透過性電極層２５を通過して光導波路型蛍光集光層２６に入射し、それに励起されて、光導波路型蛍光集光層２６で発光した光は全反射しながら、線状の光検出器６５が設置された端面２６２に向かう。そして、端面２６２より出射して、光検出器６５により時系列的に光電変換された後、信号処理部６６に出力される。光検出器６５は、複数部分に分割されていてもよく、光電子増倍管やフォトダイオード等を用いることができる。
【０１４１】
多数の集光素子から構成された集光層を有する線走査型の放射線画像形成材料（図６、９）の場合には、図１７に示すような装置を用いて放射線画像情報の読み取りを行う。図１７は、線走査による光検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１４２】
図１７において、放射線像画像形成材料２０のフロント側およびバック側の光透過性電極層２３、２５の各電極は、装置のＸ方向制御回路６１に接続される。電圧源６３からの電圧がＸ方向の制御回路６１により一次元制御されて蓄積性蛍光体層２４に印加されると、蓄積性蛍光体層２４中の印加された線状領域の蓄積性蛍光体が電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた光が発せられる。この発光光は光透過性電極層２５を通過して光導波路型蛍光集光層２６の各集光素子２６３に入射し、発せられた光は、集光素子２６３内を全面反射しながら、光検出器６７が設置された端面に向かう。そして、各端面より個々に出射して、光検出器６７により一次元的に光電変換された後、信号処理部６６に出力される。一次元の光検出器６７としては、多数の固体撮像素子が線状に配置されてなるラインセンサ等を用いることができる。
【０１４３】
図１４〜図１７に示した読取装置では、二次励起が電場印加により行なわれ、かつ光検出部が装置に固定されるので、可動部分の全く無い装置を実現することができる。よって、装置を大幅に小型化することができ、同時にその価格を低減でき、また容易に移動または携帯可能とすることができる。例えば、図１４の読取装置の場合に、制御回路や信号処理部をカセッテ内に納めることができれば、カセッテに電源を接続するだけで画像情報を有するデジタル信号を直接に得ることが可能となる。更には、無線による信号送信も可能であり、電源もカセッテに内蔵すればコードレスとすることもできる。
【０１４４】
また、本発明の方法では、放射線画像形成材料に使用する蓄積性蛍光体の応答速度に応じて、点走査型または線走査型とすることにより、実用的な速度で画像情報を読み取ることができる。さらに、放射線画像形成材料の放射線照射と読み取りとを交互に行うことも可能であり、さらにその後に消去工程を入れたり、直前の読取りデータとの差分をとることによって、動画にも対応が可能である。
【０１４５】
点走査型の場合に、光導電層の面積が大きくて応答に問題がある場合には、光導電層用の電極層を分割してもよい。また、光導電層全面から発光光を検出する場合にその残光が問題となりうるが、高速で読み取ることにより残光の影響を抑えることができる。
【０１４６】
光導電層も光導波路型集光層も無い点走査型の放射線画像形成材料（図１０、２）の場合には、図１８に示すような装置を用いて放射線画像情報の読み取りを行う。なお、読み取りは放射線画像形成材料３０の支持体（保護層）３９側表面から行う。図１８は、点走査による光検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１４７】
図１８において、放射線画像形成材料３０のフロント側光透過性電極層３３の各電極は、装置のＸ方向制御回路７１に接続され、バック側光透過性電極層３５の各電極はＹ方向制御回路７２に接続される。電圧源７３、７４からの電圧がＸ方向およびＹ方向の制御回路７１、７２により二次元制御されて蓄積性蛍光体層３４に印加されると、蓄積性蛍光体層３４中の印加された微小領域の蓄積性蛍光体が電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた光が発せられる。この発光光は光透過性電極層３５〜支持体３９を通過して放射線画像形成材料３０の表面より出射し、該画像形成材料の表面に設置された集光ガイド７５により集光され、集光ガイド７５に接続された光検出器７６により時系列的に光電変換されたのち、信号処理部７７に出力される。光検出器７６としては、光電子増倍管やフォトダイオード等が用いられる。集光ガイド７５と光検出器７６は、電場の印加速度に応じて順次矢印の方向に移動しながら、放射線画像形成材料３０の全面にわたって発光光を集光検出する。
【０１４８】
光導電層も光導波路型集光層も無い線走査型の放射線画像形成材料（図１０、３）の場合には、図１９に示すような装置を用いて放射線画像情報の読み取りを行う。なお、読み取りは放射線画像形成材料３０の支持体３９側表面から行う。図１９は、線走査による光検出を利用する放射線画像情報読取装置の構成の例を示す概略斜視図である。
【０１４９】
図１９において、放射線画像形成材料３０のフロント側およびバック側の光透過性電極層３３、３５の各電極は、装置のＸ方向制御回路７１に接続される。電圧源７３からの電圧が、Ｘ方向の制御回路７１により一次元制御されて蓄積性蛍光体層３４に印加されると、蓄積性蛍光体層３４中の印加された線状領域の蓄積性蛍光体が電場励起されて、蓄積されたエネルギーレベルに応じた光が発せられる。この発光光は光透過性電極層３５〜支持体３９を通過して放射線画像形成材料３０の表面より線状に出射し、該画像形成材料の表面に設置された光検出器７８により一次元的に光電変換された後、信号処理部７７に出力される。一次元の光検出器７８としては、ラインセンサ等が用いられる。光検出器７８は、電場の印加速度に応じて順次矢印の方向に移動しながら、放射線画像形成材料３０全面にわたって発光光を集光検出する。
【０１５０】
上記図１８及び図１９に示した読取装置では、光電子増倍管やラインセンサ等の光検出器を移動させながら読み取りを行うものの、従来のように二次励起に光を使用することがないので、励起光と発光光の波長分離の問題が生じることがなく、また電場の印加により発光光は増幅されるので、集光系の集光効率および／または光検出器の量子効率が低くても放射線画像の画質低下が起こりにくく、よって装置の設計上の制約を大幅に緩和することができる。
【０１５１】
放射線画像形成用組体（図１１）の場合には、まず放射線画像形成用組体４０の放射線像変換パネル４０ａと蛍光スクリーン４０ｂを、各々の保護層４６、４９が接するように密着した状態で重ね合わせたのち、前記と同様にして変換パネル４０ａの側から放射線を照射して、放射線画像情報を変換パネル４０ａに記録する。この際に、カセッテを用いて密着状態にある組体を固定することが望ましく、また蛍光スクリーン４０ｂは通常はカセッテ内に固定して使用するのが望ましい。あるいは、放射線撮影の撮影台内部において同様な構成とすることもできる。また、放射線の照射は、変換パネル４０ａと蛍光スクリーン４０ｂの位置を逆にすることにより、蛍光スクリーン４０ｂの側から行われてもよい。
【０１５２】
次に、密着状態の変換パネル４０ａと蛍光スクリーン４０ｂとを引き離し、変換パネル４０ａのみを図１８又は図１９に示した読取装置に装填して、上記と同様にして放射線画像情報の読み取りを行う。このとき、変換パネル４０ａの保護層４６の側が上になるように（光検出器側に）配置する。変換パネル４０ａが点走査型である場合には（図２の１３ａ、１５ａ）、図１８に示した装置を使用して電場励起を点走査により行う。一方、変換パネル４０ａが線走査型である場合には（図３の１３ｂ、１５ｂ）、図１９に示した装置を使用して電場励起を線走査により行う。
【０１５３】
なお、放射線像変換パネルが図１２に示したような構成である（放射線吸収性蛍光体層が無い）場合には、支持体および保護層を透明とすることにより、変換パネルの両面から発光光を読み取ることができる。例えば、図１８において、集光ガイド７５および光検出器７６を放射線像変換パネル４０ａの下面にも配置することにより、変換パネル４０ａの両側から読み取りを行うことができる。
【０１５４】
【発明の効果】
本発明では、放射線画像形成に関わる蛍光体の放射線吸収機能とエネルギー蓄積機能を分離して、二種類の蛍光体に各機能を分担させ、放射線吸収機能を担う蛍光体には放射線吸収率の高い蛍光体を用いることにより、また蓄積性蛍光体層を両面から露光することによって、検出量子効率の高い画像形成を実現することができる。また、エネルギー蓄積機能を担う蛍光体として電場励起可能な蛍光体を用いることにより、従来法で用いられている光励起系装置を用いること無く、より一層検出量子効率の高い画像形成を達成することができる。その結果、被検体（被写体）に対して被曝線量を低減することが可能となり、あるいはオートラジオグラフィーのような被検体自体が放射線を放射する場合には、より微量の放射線の解析が可能となる。
【０１５５】
また、本発明の放射線画像形成方法によれば、放射線画像形成材料に光検出機能や集光機能を保持させることにより、可動部分の全く無い読取装置を用いて放射線画像情報を読み取ることが可能となり、読み取りの高速化、装置の大幅な小型化、低価格化、携帯化を実現することができる。そして、Ｘ線解析やオートラジオグラフィーなどにおいても放射線の二次元情報を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  参考例としての放射線画像形成材料の構成の代表的な例を示す概略断面図である。
【図２】  本発明に係る光透過性電極層の構成の一例を示す上面図である。
【図３】  本発明に係る光透過性電極層の構成の別例を示す上面図である。
【図４】  参考例としての放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図である。
【図５】  参考例としての放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図である。
【図６】  参考例としての放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図である。
【図７】  光導波路型蛍光集光層の一例を示す概略断面図である。
【図８】  本発明の放射線画像形成材料で用いる光透過性電極層および光導波路型集光層の構造の一例を示す上面図である。
【図９】  本発明に係る光透過性電極層および光導波路型集光層の構成の別例を示す上面図である。
【図１０】  参考例としての放射線画像形成材料の構成を示す概略断面図である。
【図１１】  参考例としての放射線画像形成用組体の構成の代表的な例を示す概略断面図である。
【図１２】  参考例としての放射線画像形成用組体の構成の別例を示す概略断面図である。
【図１３】  参考例としての放射線画像形成材料の構成の別例を示す概略断面図である。
【図１４】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の一例を示す概略斜視図である。
【図１５】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の別例を示す概略斜視図である。
【図１６】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の別例を示す概略斜視図である。
【図１７】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の別例を示す概略斜視図である。
【図１８】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の別例を示す概略斜視図である。
【図１９】  本発明の放射線画像形成方法に用いられる読取装置の構成の別例を示す概略斜視図である。
【図２０】  本発明の放射線画像形成材料の構成の例を示す概略断面図である。
【図２１】  本発明の放射線画像形成材料の構成の例を示す概略断面図である。
【図２２】  本発明の放射線画像形成材料の構成の例を示す概略断面図である。
【図２３】  本発明の放射線画像形成材料の構成の例を示す概略断面図である。
【符号の説明】
１０、２０、３０  放射線画像形成材料
４０  放射線画像形成用組体
４０ａ  放射線像変換パネル
４０ｂ  蛍光スクリーン
１２、１８、２２、２８、３２、３８、４２、４８  放射線吸収性蛍光体層
１３、１５、１７、２３、２５、３３、３５、４３、４５  光透過性電極層
１４、２４、３４、４４  蓄積性蛍光体層
１６  光導電層
２６  光導波路型蛍光集光層
５１  Ｘ方向制御回路
５２  Ｙ方向制御回路
５３、５４  電圧源
５５  信号処理部
【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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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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