CN104217778A - 放射线图像转换面板和放射线图像检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明的目的在于获得一种放射线图像转换面板,其能够较高地保持用作闪烁体面板时的亮度和清晰度,并且还能够充分地确保在膜厚方向施加按压时的强度。本发明涉及的放射线图像转换面板具有支承体和形成于该支承体上的闪烁体层,该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,且该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
Description
技术领域
本发明涉及形成放射线图像时使用的放射线图像转换面板和放射线图像检测器。
背景技术
以往,如X射线图像这样的放射线图像在医疗领域被广泛用于病症的诊断。特别是基于增感纸-膜系的放射线图像在长期发展中实现了高灵敏化和高画质化,结果作为同时具有高可靠性和优异性价比的摄像***,至今在世界范围的医疗领域使用。然而,这些图像信息是所谓的模拟图像信息,无法进行如现在不断发展的数字图像信息那样的自由的图像处理、瞬时的传送。
近年来,出现了以计算机X线摄影(computed radiography:CR)、平板型的放射线探测器(flat panel detector:FPD)等为代表的数字方式的放射线图像检测装置。这些放射线图像检测装置能够直接得到数字的放射线图像,能将图像直接显示在利用阴极管的面板、液晶面板等图像显示装置,因此不需要在照片膜上形成图像。其结果,这些数字方式的X射线图像检测装置减少了利用银盐照相方式形成图像的必要性,大幅提高了在医院、诊疗所的诊断操作的便利性。
作为与X射线图像相关的数字技术之一的计算机X线摄影(CR)现在已经在医疗领域应用。然而,由CR得到的X射线图像与利用银盐照相方式等的屏·膜***所得的图像相比清晰度不充分且空间分辨率也不充分,其画质等级达不到屏·膜***的画质等级。因此,作为更新型的数字X射线图像技术,开发出例如使用薄膜晶体管(TFT)的平板X射线检测装置(Flat panel detector,FPD)(例如,参照非专利文献1、2)。
对于上述FPD而言,在其原理上,为了将X射线转换成可见光,使用了具有由X射线荧光体制作的荧光体(闪烁体)层的闪烁体面板,该X射线荧光体具有将照射的X射线转换成可见光而发光的特性,但在使用低射线量的X射线源的X射线摄影中,为了提高由闪烁体面板检测的信号与噪声之比(SN比),必须使用发光效率(X射线向可见光的转换率)高的闪烁体面板。通常闪烁体面板的发光效率由闪烁体层(荧光体层)的厚度、荧光体的X射线吸收系数决定,但荧光体层的厚度越厚,由X射线照射在荧光体层内产生的发射光在闪烁体层内越容易发生散射,介由闪烁体面板所得的X射线图像的清晰度越低。因此,如果设定X射线图像的画质所需的清晰度,自然要设定闪烁体面板中的荧光体层的膜厚的限度。
另外,从得到具有高亮度和优异的清晰度的闪烁体面板来看,构成荧光体层的荧光体的形状也很重要。多数闪烁体面板采用具有柱状晶体形状的荧光体作为构成闪烁体层的荧光体,通常具有将多个这样的柱状晶体配置在支承体等上的构成。在此,构成闪烁体层的柱状晶体为了能够将其中产生的荧光在与支承体等垂直的方向高效释放出去,各自具有与支承体等垂直延伸的形状。通过采用这样的配置,闪烁体面板维持了亮度和清晰度,并且也维持了在与支承体等垂直的方向(以下,有时称为“膜厚方向”)的强度。
在此,进行了各种着眼于构成闪烁体层的荧光体的晶体形状的研究、尝试。例如,专利文献1以获得具有高亮度和优异的清晰度的闪烁体面板为目的,公开了在基板上具有荧光体层的放射线转换面板,该荧光体层含有柱状晶体,该柱状晶体含有荧光体母材并具有特定的形状。在此,专利文献1的放射线转换面板具有由第1荧光体层和第2荧光体层构成的荧光体层作为荧光体层,该第1荧光体层由具有特定的膜厚的荧光体母材构成,该第2荧光体层含有荧光体母材和活化剂。而且,专利文献1中发现如果构成荧光体层的荧光体的柱状晶体中距基板侧10μm的高度的晶体直径与最表面的晶体直径满足一定的比率则清晰度优异。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开2010/032503号小册子
非专利文献
非专利文献1:Physics Today,1997年11月号24页的John Rowlands论文“Amorphous Semiconductor Usher in Digital X-ray Imaging”
非专利文献2:SPIE的1997年32卷2页的Lavvy E.Antonuk的论文“Development of a High Resolution active Matrix,Flat-PanelImager with Enhanced Fill Factor”
发明内容
对于放射线图像转换面板而言,不仅需要确保亮度和清晰度,还需要注意在膜厚方向施加按压时的强度。
在此,基于现有技术的放射线图像转换面板中,构成闪烁体层的荧光体的柱状晶体其根部以相互连接的方式存在,例如,如图1(b)所示,对于具有在支承体91形成荧光体的柱状晶体920而成的结构的放射线图像转换面板90而言,闪烁体层92中具有与支承体91相接的各柱状晶体920的根部相互连接的结构。然而,这样的放射线图像转换面板存在作为闪烁体面板使用时,在膜厚方向施加按压时的强度仍然不充分这样的问题。应予说明,专利文献1中,没有进行关于在膜厚方向施加按压时的强度的研究。
因此,本发明的目的在于获得能够较高地保持用作闪烁体面板时的亮度和清晰度且还能够充分确保在膜厚方向施加按压时的强度的放射线图像转换面板。
本发明人等发现在将闪烁体层形成于支承体或光电转换元件面板上的放射线图像面板或放射线图像检测器中,通过采用由根部彼此相互独立的多个柱状晶体构成的闪烁体层作为该闪烁体层,能够保持高亮度和高清晰,并且还能耐受来自膜厚方向的按压,从而完成了本发明。
为了实现上述目的中的至少一个,作为本发明的第1方式,举出以下的放射线图像转换面板:
一种放射线图像转换面板,具有支承体和形成于该支承体上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
另外,作为本发明的第2方式,可举出放射线图像检测器。
在此,作为本发明的第1放射线图像检测器,可举出具有上述放射线图像转换面板和光电转换元件面板的放射线图像检测器。
另外,作为本发明的第2放射线图像检测器,可举出以下的放射线图像检测器,具有光电转换元件面板和形成于该光电转换元件面板上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
根据本发明,能够获得保持高亮度和高清晰且可耐受来自膜厚方向的按压的耐久性高的放射线图像转换面板和放射线图像检测器。
附图说明
图1是表示本发明的放射线图像转换面板(a)和现有的放射线图像转换面板(b)的基本构成的示意图。
图2是表示本发明的放射线图像转换面板的例子的简图。
图3是表示将本发明的放射线图像转换面板与光电转换元件面板组合而成的第1放射线图像检测器的例子的简图。
图4是表示本发明的第2放射线图像检测器的基本构成的示意图。
图5是表示本发明的第2放射线图像检测器的例子的简图。
图6是表示本发明中使用的例示的蒸镀装置的一个构成的简图。
图7是表示本发明中使用的例示的蒸镀装置的另一个构成的简图。
符号说明
10 ···本发明涉及的放射线图像转换面板
90 ···现有的放射线图像转换面板
11、91 ···支承体
12、12’、92 ···闪烁体层
120、120’、920 ···柱状晶体
121、121’ ···荧光体层
122、122’ ···基底层
13、13’ ···反射层
20 ···光电转换元件面板
30 ···第1放射线图像检测器
40 ···第2放射线图像检测器
50 ···蒸镀装置
51 ···真空容器
52 ···真空泵
53 ···蒸镀用基板
54 ···支架
55 ···旋转机构
56 ···旋转轴
57、57a、57b、57c ···蒸镀源
58 ···挡板
具体实施方式
以下,对本发明涉及的放射线图像转换面板和放射线图像检测器进行具体说明。
在此,本说明书中,“光”这个词是指电磁波中以可见光线为中心从紫外区域到红外区域的波长区域的电磁波,更具体而言,是指具有300nm~800nm的波长的电磁波。另外,“荧光体”或“闪烁体”这个词是指吸收X射线等入射的放射线的能量而发射上述“光”的荧光体。
另外,本说明书中,“高度”这个词以表示膜厚方向的位置的概念使用。
〔放射线图像转换面板〕
本发明涉及的放射线图像转换面板,其特征在于,
具有支承体和形成于该支承体上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
图1(a)中示出本发明的放射线图像转换面板的基本构成。如图1(a)所示,在放射线图像转换面板10中,放射线图像转换面板的闪烁体层12由含有荧光体的多个柱状晶体120构成,该多个柱状晶体120具有与支承体11相接的根部彼此以相互独立的方式存在这样的构成。
而且,在更具体的实施方式中,放射线图像转换面板10如图2所示,可以进一步具备反射层13等其它层。这样的放射线图像转换面板10可以用作闪烁体面板,如图3所示,通过与光电转换元件面板20组合,能够作为可将图像数据以电信号的形式传出的放射线图像检测器30使用。这里,在图2所示方式的本发明的放射线图像转换面板10中,构成闪烁体层12的多个柱状晶体120的根部隔着反射层13等层间接地与支承体11相接。
以下,对各构成部分依次进行说明。
支承体
在本发明的放射线图像转换面板10中,支承体11作为形成构成闪烁体层12的柱状晶体120的基座使用,并且具有保持闪烁体层12的结构的作用。
作为支承体11的材料,可以使用与以往公知的用作闪烁体面板中的支承体的材料同样的材料,可举出能够透过X射线等放射线的各种玻璃、陶瓷、半导体、高分子材料、金属等。作为这样的材料,更具体而言,例如,可以使用石英、硼硅酸玻璃、化学强化玻璃等玻璃板;蓝宝石、氮化硅、碳化硅等陶瓷;硅、锗、砷化镓、磷化镓、氮化镓等半导体;或者醋酸纤维素膜、聚酯树脂膜、聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、聚酰胺膜、聚酰亚胺膜、三醋酸膜、聚碳酸酯膜、碳纤维强化树脂片等高分子膜(塑料膜);铝片、铁片、铜片等金属片或具有该金属氧化物的被覆层的金属片;生物纳米纤维膜等。这些材料可以单独使用1种也可以层叠2种以上使用。
上述支承体11的材料中,特别优选厚度50~500μm的具有挠性的的高分子,其中从蒸镀时的耐热性的观点考虑,特别优选聚酰亚胺。
在此,“具有挠性”是指在120℃的弹性模量(E120)为0.1~300GPa。
另外,“弹性模量”是使用拉伸试验机,在基于JIS-C2318的样品的标准线表示的形变和与其对应的应力显示直线关系的区域,求出应力相对于形变量的斜率而得的值。它是被称为杨氏模量的值,本说明书中,将该杨氏模量定义为弹性模量。
支承体11的上述120℃的弹性模量(E120)优选为0.1~300GPa,更优选为1~100GPa。
作为具有挠性的高分子膜,具体而言,可举出聚萘二甲酸乙二醇酯(7GPa)、聚对苯二甲酸乙二醇酯(4GPa)、聚碳酸酯(2GPa)、聚酰亚胺(7GPa)、聚醚酰亚胺(3GPa)、芳纶(12GPa)、聚砜(2GPa)、聚醚砜(2GPa)等(括号内表示弹性模量)。应予说明,由于弹性模量的值对于同种的高分子膜也会有变动,所以弹性模量不一定要成为括号内的值,只是示出了作为基准的一个例子。上述高分子材料均具有高耐热性,在可耐受荧光体的蒸镀这点上优选。其中,聚酰亚胺耐热性特别优异,适合以CsI(碘化铯)为原材料用气相法形成荧光体(闪烁体)的柱状晶体的情况。
具有挠性的高分子膜可以是单独1种,也可以是上述高分子的混合物的膜,也可以是同种或不同种类的二层以上的层叠体。
另外支承体11为生物纳米纤维膜时,由于生物纳米纤维膜具有(i)轻、(ii)具有铁的5倍以上的强度(高强度)、(iii)受热不易膨胀(低热膨胀性)、(iv)柔性(挠性优异)、(v)能够进行混合、涂布、制成膜状等各种处理、(vi)植物纤维为材料容易燃烧等现有的玻璃、塑料得不到的特性,所以能够享受支承体的特性、环境上的优点。
支承体11除包括由上述材料构成的层之外,还包括例如以调节其反射率为目的的遮光层和/或光吸收性的颜料层。另外,例如以调节其反射率为目的,可以对支承体11赋予光吸收性、光反射性,或者对其着色。
遮光层、颜料层也可以设置在另外的膜上。在后述的“其它的层”的项目中对其进行说明。
作为遮光性或光反射性的支承体,可举出各种金属板、无定形碳板等,将金属板用作支承体时,从X射线的透过性和操作性的观点考虑,优选厚度为0.2mm~2.0mm的铝板。
作为被着色的支承体,可举出混入有颜料等色料的膜和在支承体上设置在粘结剂树脂中分散颜料等色料而成的反射层而得的支承体,从调整支承体或蒸镀用基板的反射率的观点考虑,优选使用它们。
即,作为该“被着色的支承体”的一个方式,可举出由上述材料和色料构成的膜。此时,这样的膜本身构成支承体11。在此作为“由上述材料和色料构成的膜”,例如,可举出上述高分子膜中含有颜料等色料的膜。
另外,作为该“被着色的支承体”的另一个方式,可举出由上述材料构成的层和设置在该层的表面的、在粘结剂树脂中分散色料而成的反射层形成的层叠体。此时,这样的层叠体构成支承体11。
本发明中,构成这样的膜和反射层的色料更优选为颜料,特别优选为白色颜料。
作为上述颜料,例如,可举出氧化铝、氧化钇、氧化锆、二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅、氧化锌、碳酸钙等白色颜料,耐晒黄、双偶氮黄、吡唑酮橙、色淀红4R、萘酚红等不溶性偶氮颜料;固美透黄(cromophtalyellow)、固美透红(cromophtal red)等缩合偶氮颜料;立索尔大红、色淀红C、可视红(watching red)、亮洋红6B、枣红10B等偶氮色淀颜料;萘酚绿B等亚硝基颜料;萘酚黄S等硝基颜料;酞菁蓝、坚牢天蓝(fast sky blue)、酞菁绿等酞菁颜料;蒽嘧啶黄、紫环酮橙、苝红、硫靛红、阴丹士林蓝等还原颜料;喹吖啶酮红、喹吖啶酮紫等喹吖啶酮颜料;二嗪紫等二嗪颜料;异吲哚啉酮黄等异吲哚啉酮颜料;孔雀蓝色淀、碱性蓝色淀等酸性染料色淀;若丹明色淀、甲基紫色淀、孔雀石绿色淀等碱性染料色淀等。
另外,作为上述粘结剂树脂,只要不损害本发明的目的就没有特别限制,可以是适当获得的市售品,也可以是适当制造的粘结剂树脂。具体而言,可举出聚氨酯、氯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、纤维素衍生物(硝化纤维素等)、苯乙烯-丁二烯共聚物、各种合成橡胶系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯氧树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸系树脂、脲甲酰胺树脂等。其中,从对通过蒸镀形成的荧光体的柱状晶体和支承体的膜附性优异的角度考虑,优选聚酯树脂、聚氨酯树脂等疏水性树脂。另外,可以将上述树脂单独使用1种,也可以使用2种以上。特别优选组合玻璃化转变温度(Tg)为5℃以上的不同的2种以上的树脂使用从而能够容易控制涂膜物性。能够在这种情况下组合使用的2种以上的树脂只要玻璃化转变温度互相不同即可,可以是相同的种类,也可以是相互不同的种类。
该颜料相对于粘结剂树脂100重量份优选为0.01~10重量份。如果颜料的量在上述范围,则得到充分的涂膜色,尽管着色度没有进一步变化但能够防止过度添加颜料使支承体的树脂的延伸性、强度等机械物性劣化。从使蒸镀用基板(支承体)、包含该蒸镀用基板的闪烁体面板的切割性变得优异的观点和与为了得到放射线图像而同该闪烁体面板一起使用的受光元件面的密合性的观点考虑,反射层的膜厚通常为5~300μm,优选为15~150μm,更优选为30~100μm。
闪烁体层
在本发明涉及的放射线图像转换面板10中,闪烁体层12具有将从外部入射的X射线等放射线的能量转换成可见光等光的作用。
在本发明涉及的放射线图像转换面板10中,闪烁体层12包含多个含有荧光体的柱状晶体120,且该多个柱状晶体120以根部彼此相互独立的方式存在。这里,构成闪烁体层12的多个柱状晶体120的根部通常直接或间接地与上述支承体11相接。例如,在图1(a)所示方式的放射线图像转换面板10中,构成闪烁体层12的多个柱状晶体120的根部直接与支承体11相接。其中,在本发明的放射线图像转换面板10中,在闪烁体层12与支承体11之间也可以夹设反射层13等其它的适当的层。例如,在图2所示方式的放射线图像转换面板10中,在闪烁体层12与支承体11之间夹设有反射层13,在这种情况下,构成闪烁体层12的多个柱状晶体120的根部隔着反射层13间接地与支承体11相接。对于在闪烁体层12与支承体11之间能够夹设的层的进一步具体说明会在后述的“其它层”中进行。
在此,在本发明的放射线图像转换面板10中“根部”是指闪烁体层12中的在支承体11附近的部分,具体而言,是指以支承体11存在的面、即闪烁体层12中的支承体11存在的面侧的末端为基准到高度为3μm的范围。
·荧光体材料
作为构成闪烁体层12的荧光体材料,只要是能够将从外部入射的X射线等光线的能量高效地转换成光且可形成柱状晶体的材料就没有特别限定。因此,只要满足该条件,可以使用以往公知的各种荧光体作为荧光体材料,其中,优选使用碘化铯(CsI)、硫氧化钆(GOS)、钨酸镉(CWO)、硅酸钆(GSO)、锗酸铋(BGO)、硅酸镏(LSO)、钨酸铅(PWO)等。应予说明,本发明中可使用的荧光体材料不限于CsI等瞬时发光的荧光体,根据放射线图像转换面板的用途,也可以是溴化铯(CsBr)等辉尽性荧光体。
本发明中,在这些荧光体材料中,CsI将X射线的能量转换成可见光的效率较高,通过蒸镀容易形成柱状晶体,通过因该晶体结构产生的光引导效果可抑制发射光在晶体内散射,从能够一定程度增加闪烁体层12的厚度的观点考虑优选。
在此,不限制仅使用CsI作为荧光体材料,但仅由CsI构成的荧光体材料有时得不到充分高的发光效率。因此,闪烁体层12优选以CsI为荧光体母体物质,与其一起含有各种活化剂。作为这样的闪烁体层,例如,可举出如日本特公昭54-35060号公报中公开的CsI与碘化钠(NaI)以任意的摩尔比存在的闪烁体层。另外,优选例如日本特开2001-59899号公报中公开的CsI与铊(Tl)、铕(Eu)、铟(In)、锂(Li)、钾(K)、铷(Rb)、钠(Na)等活化物质以任意的摩尔比存在的闪烁体层。
在本发明涉及的闪烁体面板中,特别优选以含有1种以上的铊化合物的活化剂与碘化铯为原材料的闪烁体层,其中铊活化碘化铯(CsI:Tl)具有300nm~750nm的大范围的发光波长,所以优选。
作为上述铊化合物,可以使用各种铊化合物(+I和+III氧化数的化合物)。例如,可举出碘化铊(TlI)、溴化铊(TlBr)、氯化铊(TlCl)、氟化铊(TlF、TlF3)等,其中从CsI的活化度优异的观点考虑,优选碘化铊(TlI)。
另外,铊化合物的熔点优选在400~700℃的范围内。如果铊化合物的熔点为上述范围内,则在由蒸镀形成的闪烁体层12中,活化剂均匀地分布在柱状晶体120内,发光效率提高。应予说明,本说明书中,熔点是指常压下(通常约0.101MPa)的熔点。
在本发明涉及的闪烁体面板的闪烁体层12中,活化剂在闪烁体层12中的相对含量优选为0.1~5摩尔%。
在此,本说明书中,活化剂的相对含量由将1摩尔荧光体母体物质设为100摩尔%时的活化剂的摩尔%表示。
另外,荧光体母体物质是指未被活化剂活化的CsI等荧光体本身。应予说明,将荧光体母体物质、活化剂等成为形成闪烁体层的原料的物质总称为荧光体原材料。
对于闪烁体层12中的荧光体的具有一定晶面指数的晶面的基于X射线衍射光谱的取向度而言,从闪烁体层的发光效率等观点考虑优选与层厚方向的位置无关,在80~100%的范围内。例如,铊活化碘化铯(CsI:Tl)的柱状晶体中的晶面指数可为(100)、(110)、(111)、(200)、(211)、(220)、(311)等中的任一个,优选为(200)(关于晶面指数,参照X射线解析入门(东京化学同人)42~46页)。
在此,本说明书中的“一定晶面指数的晶面的基于X射线衍射光谱的取向度”是指某晶面指数的强度IX在包含了其它晶面指数的晶面的整体的总强度I中所占的比例。例如,X射线衍射光谱中的(200)晶面的强度I200的取向度为“取向度=I200/I”。
作为用于决定取向度的晶面指数的测定方法,例如可举出X射线衍射(XRD)(可以是晶体X射线衍射或粉末X射线衍射)。X射线衍射是利用对晶体性物质照射特定波长的固有X射线而引发满足Bragg式的衍射,从而能够得到与物质的鉴定、晶相的结构等相关的知识的通用性高的分析方法。照射***的靶使用Cu、Fe、Co等,照射时的输出功率根据装置能力而不同,但通常为0~50mA、0~50kV左右。
·层构成
本发明中,闪烁体层12可以由1层构成,也可以由2层以上构成。即,闪烁体层12可以仅由荧光体层121构成,或者也可以由基底层122和荧光体层121构成,具有在支承体11上依次层叠基底层122和荧光体层121而成的结构。闪烁体层12包含基底层122和荧光体层121这2层时,这些层只要荧光体母材相同则可以由相同的材质构成,或者也可以由不同的材质构成。即,闪烁体层12可以是整体仅由荧光体母材构成的1层,可以是整体包含荧光体母材和活化剂的1层,可以是由仅由荧光体母材构成的基底层122与包含荧光体母材和活化剂的荧光体层121构成的结构,可以是由包含荧光体母材和第1活化剂的基底层122与包含荧光体母材和第2活化剂的荧光体层121构成的结构。
不过本发明中,作为优选的闪烁体层12,可举出仅由荧光体层121构成的闪烁体层,该荧光体层121由荧光体母体物质和活化剂构成;包含由荧光体母体物质和活化剂构成的荧光体层121与由荧光体母体物质和活化剂构成的基底层122的闪烁体层,其中,特别优选举出包含由荧光体母体物质和活化剂构成的荧光体层121与由荧光体母体物质和活化剂构成的基底层122的闪烁体层。
基底层122中的活化剂的相对含量优选为0.01~1摩尔%,更优选为0.1~0.7摩尔%。特别是从闪烁体面板的发光亮度提高和保存性的角度出发,非常优选基底层122的活化剂的相对含量为0.01摩尔%以上。另外,非常优选基底层122中的活化剂的相对含量比荧光体层121中的相对含量低,优选基底层122中的活化剂的相对含量与荧光体层121中的活化剂的相对含量的摩尔比((基底层中的活化剂的相对含量)/(荧光体层中的活化剂的相对含量))为0.1~0.7。
闪烁体层12不具有基底层122的情况下的根部中的活化剂的相对含量优选与上述基底层122中的活化剂的相对含量相同。此时,非常优选根部中的活化剂的相对含量比根部以外的荧光体层121中的相对含量低,另外,优选根部中的活化剂的相对含量与根部以外的荧光体层121中的活化剂的相对含量的摩尔比((根部中的活化剂的相对含量)/(根部以外的荧光体层中的活化剂的相对含量))也和基底层122中的活化剂的相对含量与上述荧光体层121中的活化剂的相对含量之比相同。
另外,本发明中,荧光体层121的面内的活化剂成分浓度(例如Tl浓度等)的变异系数优选为40%以下,更优选为30%以下,进一步优选为20%以下,特别优选为10%以下。
在本发明的放射线图像转换面板10中,从使闪烁体面板的亮度与所得的放射线图像的清晰度的平衡良好的角度出发,闪烁体层12的膜厚优选为100~1000μm,更优选为100~800μm,进一步优选为120~700μm。
而且,从提高闪烁体面板的亮度、维持所得的放射线图像的清晰度的角度出发,可构成闪烁体层12的基底层122的膜厚优选为0.1μm~50μm,更优选为3μm~50μm,进一步优选为5μm~40μm。
·构成闪烁体层12的柱状晶体的形状
构成闪烁体层12的柱状晶体120的形状可以利用在与支承体11垂直的方向即膜厚方向的各厚度位置的截面积来评价。不过由于柱状晶体120的截面积有时各有不同,所以为了使各个柱状晶体120的截面积的偏差的影响最小,优选通过空隙率评价柱状晶体120的形状。
在此,本说明书中,空隙率是指在将闪烁体层与支承体的平面平行地切断的截面中空隙的总面积相对于柱状荧光体晶体的截面积的、空隙总面积的比率。
空隙率可以如下求出,即,在某厚度位置,将闪烁体面板的荧光体层121和/或该情况下基底层122与支承体11平面平行地切除,由其切断面的扫描式电子显微镜照片中的荧光体部分的面积和空隙部的面积求出。在此,荧光体部分的面积和空隙部的面积例如可以如下求出,即,使用图像处理软件将上述切断面的扫描式电子显微镜照片的图像二值化处理成荧光体部分和空隙部,分别求出判定为荧光体部分的像素数Nf和判定为空隙部的像素数Nv。然后,可以基于这些值,将空隙率作为Nv/(Nf+Nv)求出。
柱状晶体120的晶体直径的变异系数优选为50%以下,进一步优选为20%以下,特别优选为10%以下。通过以荧光体层中的膜厚分布为±20%以下的方式使膜厚均匀化,从而能够减少灵敏度不均,能拍摄高画质的放射线图像。柱状晶体120的空隙率的变异系数优选为50%以下,进一步优选为20%以下,特别优选为10%以下。
在本发明的放射线图像转换面板10中,作为构成闪烁体层12的荧光体,采用使如上所述的荧光体成为柱状晶体的荧光体,本发明中,需要构成闪烁体层12的多个柱状晶体以与支承体11相接的根部彼此相互独立的方式存在。即,在本发明的放射线图像转换面板10中,构成闪烁体层12的多个柱状晶体的根部彼此不相互连接,以分开的状态存在。通过使柱状晶体成为这样的方式,从而在施加来自膜厚方向的按压时,施加到柱状晶体的负荷能够被分散因此柱状晶体不易形变,可提高放射线图像转换面板10的耐久性。
在此,本发明中,闪烁体层12优选是根部的空隙率比根部以外的厚度位置的空隙率小的闪烁体层。通过使空隙率在闪烁体层的厚度方向具有梯度,能够保持清晰度,并且提高耐冲击性和亮度。
更具体而言,关于构成闪烁体层12的柱状晶体120的晶体直径,以支承体11存在的面为基准高度1μm位置处的柱状晶体的平均晶体直径a与高度3μm位置处的柱状晶体的平均晶体直径b优选满足1≤(b/a)≤3的关系,更优选满足1≤(b/a)≤2的关系。如果(b/a)的值为3以下,则在放射线图像转换面板的膜厚方向施加按压时不会有按压过度集中在一点而发生柱状晶体形变的情况,在保持闪烁体层的强度上有利。另一方面,使(b/a)为1以上一般在制造工序上容易。
另外,从在放射线图像转换面板的膜厚方向施加按压时的强度的角度出发,更优选上述(b/a)在上述范围且上述平均晶体直径b为3μm以下。此时,即使闪烁体层12不具有基底层122也能获得某种程度的强度,但如果除荧光体层121之外还具有基底层122,则综合看强度、清晰度、亮度时的平衡优异。
此外,从确保清晰度的角度出发,构成闪烁体层12的柱状晶体120的在闪烁体层最外侧的平均晶体直径c优选为10μm以下,更优选为8μm以下。
应予说明,本发明中“平均晶体直径”具体而言是指平均当量圆直径。该“平均当量圆直径”是对30根柱状晶体测定如下当量圆直径而由这些当量圆直径的平均值求得的平均晶体直径,该当量圆直径是将由形成的柱状晶体构成的闪烁体层用导电性物质(铂钯合金、金、碳等)覆盖后,利用扫描电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)(日立制作所制S-800)观察,与各个柱状晶体截面外接的圆的直径。
在此,高度1μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径a和高度3μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径b分别是观察通过如下方式得到的晶体面而得的当量圆直径的平均晶体直径,该晶体面是通过用环氧树脂等适当的树脂填埋晶体内,对晶体膜表面进行研磨,分别削至距支承体侧1μm和3μm而得到的。
另外,闪烁体层12的最外侧的柱状晶体的平均晶体直径c是观察将柱状晶体从与支承体侧相反的一侧切削10μm而得的晶体面所得到的当量圆直径的平均晶体直径。
如果从CsI下侧照射X射线,由此发射的光借助CsI的光导效果有效地向CsI晶体的前端侧传送。到达晶体前端的光向晶体外射出,但因到达晶体前端的光的方向而在晶体内发生全反射,其结果,从晶体前端射出的光量减少。这样通过控制柱状晶体前端角度,使光的射出效率大大变化。根据以上的观点,为了提高光的射出效率,CsI柱状晶体的前端角度优选为40~80°。
在荧光体设置耐湿性提高的保护膜时,从在高温高湿下荧光体柱状晶体不易刺穿外部保护膜、抑制光由该荧光体柱状晶体向外部保护膜的扩散这样的观点考虑,优选荧光体柱状晶体的前端部的形状呈(a)凸的曲面、(b)平面或者(c)90度以上的角度(钝角)以确保与外部保护膜的密合性。
晶体直径以在荧光出射侧粗、在支承体侧细的方式形成。由此,对于柱状部的荧光物质的晶体的填充率而言,荧光出射侧比支承体侧高,支承体侧的空隙变得较大。另外,有时在各柱状晶体的柱侧面形成孔结构。孔结构优选是直径为1μm以下的多个小孔的情况时以少于100000个/mm2的密度分布。为100000个/mm2以上的情况有时对清晰度的降低等放射线图像的光学特性造成影响。
其它层
本发明涉及的放射线图像转换面板10如图2所示,除具有上述支承体11和上述闪烁体层12之外,与以往公知的闪烁体面板同样地可以进一步具有反射层13、未图示的保护层、耐湿保护膜等。
·反射层
本发明涉及的放射线图像转换面板10可以用作闪烁体面板,此时,如图3所示,通过在闪烁体层12存在的面组合光电转换元件面板20,从而能够用作放射线图像检测器30。
因此,为了能够将闪烁体层12所产生的荧光高效地导入光电转换元件面板20,优选放射线图像转换面板10在支承体11与闪烁体层12之间进一步包含反射层13。在此,反射层13是可反射构成闪烁体层12的荧光体层121发出的荧光中向支承体11方向放射行进的光的层。
本发明中,可用作反射层13的材质可以是与以往公知的闪烁体板所使用的材料同样的材质,优选由反射率高的金属形成。作为反射率高的金属膜层,可举出含有由Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Mg、Pt、Au组成的群体中的物质的材料。作为金属,优选以电导率计为6.0S/m(西门子每米)以上的金属,更优选为30S/m以上。具体而言从反射率、电导率的角度出发优选Al(40S/m)、Ag(67S/m)、Au(46S/m)。另外,反射层13可以由二氧化钛等光反射性粒子和适当的粘结剂树脂构成。
上述反射层13可以由一层形成或者可以由二层以上形成。
反射层13可以通过真空蒸镀、溅射蒸镀或者镀覆直接附着在基板上,从生产率的观点考虑优选溅射蒸镀。关于膜厚,根据附着方法而不同,真空蒸镀的情况下优选为50nm~400nm,溅射蒸镀的情况下优选为20nm~200nm。
·保护层
为了防止荧光体所致的反射层13的腐蚀等,可以在反射层13与闪烁体层12之间形成保护层。
保护层优选涂布溶于溶剂的树脂并干燥而形成。作为树脂,从蒸镀晶体与反射层13的膜附的角度出发,优选玻璃化转变温度为30~100℃的聚合物。
具体而言,可举出聚氨酯树脂、氯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、纤维素衍生物(硝化纤维素等)、苯乙烯-丁二烯共聚物、各种合成橡胶系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯氧树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸系树脂、脲甲酰胺树脂等,特别优选聚酯树脂。另外,可以将上述树脂单独使用1种,也可以使用2种以上。特别优选组合玻璃化转变温度(Tg)为5℃以上的不同的2种以上的树脂使用由此能够容易地控制涂膜物性。此时,可组合使用的2种以上的树脂只要玻璃化转变温度相互不同,则可以是相同的种类或者相互不同的种类。
作为保护层的膜厚,从粘接性的角度出发优选为0.1μm以上,从确保保护层表面的平滑性的角度发出优选为3.0μm以下。更优选保护层的厚度为0.2~2.5μm的范围。
作为保护层制作中使用的溶剂,可举出甲醇、乙醇、正丙醇、正丁醇等低级醇,二氯甲烷、二氯乙烷等含氯原子的烃,丙酮、甲乙酮、甲基异丁酮等酮,甲苯、苯、二甲苯等芳香族化合物,乙酸甲酯、乙酸乙酯、乙酸丁酯等低级脂肪酸与低级醇的酯,二烷、乙二醇单***、乙二醇单甲醚等醚、环己烷和环己酮、以及它们的混合物。
·耐湿保护膜
本发明的放射线图像转换面板10优选以覆盖外周的方式进一步具有耐湿保护膜。耐湿保护膜具有使面板整体防潮,抑制闪烁体层12的劣化的作用。
作为耐湿保护膜,可举出透湿度低的膜保护膜、聚对二甲苯这样的耐湿膜等。
例如,为保护膜时,可以使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜(PET)。除PET之外,可以使用聚酯膜、聚甲基丙烯酸酯膜、硝化纤维素膜、醋酸纤维素膜、聚丙烯膜、聚萘二甲酸乙二醇酯膜等。另外,根据所需的防潮性,也可以成为将对这些膜蒸镀金属氧化物等而成的蒸镀膜多片层叠而得的构成。
另外,在放射线图像转换面板10的支承体11侧与闪烁体层12侧的相互对置的面,优选使用用于将彼此热熔而封装的热熔性树脂。作为热熔层,可以使用通常使用的用脉冲密封机可熔合的树脂膜。例如,可举出乙烯-乙酸乙烯酯共聚物(EVA)、聚丙烯(PP)膜、聚乙烯(PE)膜等,但不限定于此。
可以通过用上下的保护膜夹持未封装的放射线图像转换面板,在减压气氛中使上下的保护膜接触的端部熔合而进行封装。
保护膜的厚度优选为10~100μm。
保护膜可赋予防潮性,具体而言透湿度(也称为水蒸气透过率)优选为50g/m2·day以下,进一步优选为10g/m2·day以下,特别优选为1g/m2·day以下。在此,保护膜的透湿度可以参照由JIS Z0208规定的方法进行测定。
透湿度可以用以下的方法测定。在40℃,将上述保护膜作为边界面,使一侧为90%RH(相对湿度),另一侧使用吸湿剂保持在干燥状态。将该状态下24小时内通过该保护膜的水蒸气的质量(g)(将保护膜换算成1m2)定义为保护膜的透湿度。
从将保护膜的透湿度调节到上述的范围而提高防潮性的观点考虑,优选使用聚对苯二甲酸乙二醇酯膜、或在聚对苯二甲酸乙二醇酯膜上蒸镀铝薄膜而成的蒸镀膜。
对于保护膜的透光率而言,将仅空气情况的透光率设定成100%,由相对值表示各保护膜的透光率。上述透光率根据下述式求出。
透光率(%)=(透射光/入射光)×100。
另外,作为耐湿保护膜,可以使用聚对二甲苯等耐湿膜。聚对二甲苯可以通过将形成有上述荧光体层的基板放入CVD装置的蒸镀室,使其在二聚对二甲苯升华的蒸气中露出,从而得到闪烁体层12和支承体11的整个表面被聚对二甲苯膜覆盖的放射线图像转换面板10。
·遮光层
遮光层含有具有遮光性的材料。该遮光层可以如上所述包含在支承体11,或者也可以是与支承体11不同的层。其中,本发明的放射线图像转换面板10具有上述反射层13时,遮光层优选位于反射层13的与闪烁体层12相反的一侧的面。
作为具有遮光性的材料,从调节支承体的反射率的观点考虑,优选由含有铝、银、铂、钯、金、铜、铁、镍、铬、钴、不锈钢等中的1种或2种以上的金属材料形成遮光层。其中,从对遮光层赋予优异的遮光性、耐腐蚀性的观点,特别优选以铝或银为主成分的金属材料。另外,遮光层可以由1层上述金属薄膜构成,也可以由2层以上的上述金属薄膜构成。
从提高支承体11与遮光层的密合性的观点考虑,优选在支承体11与遮光层之间设置中间层。作为构成中间层的材料,除一般的易粘接性的聚合物(例如环氧树脂等)之外,还可举出与遮光层的金属不同的金属(不同种类金属)。作为不同种类金属,例如,可举出镍、钴、铬、钯、钛、锆、钼以及钨。中间层可以单独含有1种这些不同种类金属,也可以含有2种以上,其中从遮光层的遮光性的观点考虑,优选单独含有镍、铬,或者含有这两者。从发射光射出效率的观点考虑,遮光层的厚度优选为0.005~0.3μm,更优选为0.01~0.2μm。
这样的由金属材料形成的遮光层还能作为防静电层发挥功能,因此出于防静电目的也可适当使用,作为形成防静电层的方法,也可以替换成向上述反射层内添加防静电剂的方法或者同时采用。此时,从蒸镀用基板的防静电的观点考虑,在反射层的同与支承体相接的面相反的一侧的表面测定的表面电阻率优选为1.0×1012Ω/□以下,进一步优选为1.0×1011Ω/□以下,最优选为1.0×1010Ω/□以下。
作为在支承体11上覆盖遮光层的方法,蒸镀、溅射或者金属箔的贴合等没有特别限制,从遮光层与支承体的密合性的观点考虑最优选溅射。
·颜料层
光吸收性的颜料层只要具有光吸收性且被着色就没有特别限制,例如,是含有颜料和粘结剂树脂的层。该颜料层可以如上所述包含在支承体11,或者也可以是与支承体11不同的层。其中,本发明的放射线图像转换面板10具有上述反射层13时,颜料层优选位于反射层13的与闪烁体层12相反的一侧的面。应予说明,并用遮光层和颜料层时,优选从支承体11侧向闪烁体层12侧依次配置遮光层、颜料层。
作为颜料层的颜料,也可以使用以往公知的颜料。颜料优选吸收更容易光散射的红色的长波光成分的颜料,优选蓝色的颜料。作为这样的蓝色的颜料,例如,优选群青、普鲁士蓝(亚铁氰化铁)等。另外,作为有机蓝色颜料,可以使用酞菁、蒽醌、靛蓝、碳等。其中,从光吸收性的颜料层的放射线耐久性、紫外线耐久性等观点考虑,优选酞菁。
对于颜料层的粘结剂树脂,例如,可举出聚氨酯、氯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、纤维素衍生物(硝化纤维素等)、苯乙烯-丁二烯共聚物、各种合成橡胶系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯氧树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸系树脂、脲甲酰胺树脂等,其中,从对由蒸镀形成的荧光体的柱状晶体和支承体的膜附性优异的角度出发,优选聚酯树脂、聚氨酯树脂等疏水性树脂。另外,可以将上述树脂单独使用1种,或者组合2种以上使用。
从颜料层的光吸收性的观点考虑,优选颜料相对于粘结剂树脂100重量份为0.01~10重量份的量。如果颜料的量在上述范围,则得到充分的涂膜色,尽管着色度没有进一步变化但能防止过多添加颜料导致支承体的树脂的延伸性、强度等机械物性劣化。
从切割性的观点考虑,上述颜料层的厚度优选为1~500μm。
放射线图像转换面板的制造方法
只要不损害本发明的目的,本发明涉及的放射线图像转换面板10的制造方法没有特别限制,在形成构成闪烁体层12的荧光体的柱状晶体时,除使柱状晶体的根部彼此能够以相互独立的方式存在之外,其它基本是与以往公知的闪烁体面板的制造方法同样的方法。
具体而言,对构成支承体11的基板,根据需要,基于以往公知的方法,进行反射层13、保护层的形成,其后,进行闪烁体层12的形成,进一步根据需要,基于以往公知的方法,进行耐湿保护膜的形成,由此能够得到放射线图像转换面板10。在此,反射层13、保护层、耐湿保护膜的形成可以利用上述“其它层”项中的“反射层”、“保护层”、“耐湿保护膜”项中记载的方法进行。
在此,闪烁体层12的形成方法只要能够使构成闪烁体层12的荧光体成为柱状晶体的形态且使柱状晶体的根部彼此能够以相互独立的方式存在地形成柱状晶体,其具体方法没有限定。不过,本发明中,闪烁体层12优选利用气相法成膜,具体而言优选利用蒸镀法形成。这点在形成后述第2放射线图像检测器40中的闪烁体层12时也同样。
作为蒸镀法中使用的装置,没有特别限定,例如,优选使用如图6所示的蒸镀装置。
如图6所示,蒸镀装置50具有箱状的真空容器51,在真空容器51的内部配有蒸镀源57。该蒸镀源57以收容在具备加热装置的容器中的状态放置,通过使加热装置工作,进行蒸镀源57的加热。在形成闪烁体层12时,将荧光体原料或者含有作为荧光体母材的荧光体和活化剂的混合物填充到具备加热装置的容器中,通过使加热装置工作,能够将上述荧光体原料或混合物作为蒸镀源57加热·蒸发。在此,蒸镀源57如图7所示可以存在多个。在此,图7中,作为蒸镀源57,具备蒸镀源57a、57b、57c这3个,可以对应构成闪烁体层12的各材料改变其个数。各蒸发源可以等间隔配置,也可以变化间隔配置。另外,以与蒸镀用基板53垂直的中心线为中心的圆的半径可以任意设定。通过这样设计蒸发源配置能够面内均匀地进行大面积的蒸镀。即,通过进行大面积的满足面内分布的蒸镀,能够满足上述活化剂浓度、晶体直径、膜厚分布,由1次蒸镀不仅能处理1个基板,还能通过同时设置多个基板来处理多个基板。另外,也可以通过对1个大的基板进行蒸镀后,切成多块,从而能够进行有效率的生产。
应予说明,作为具备加热装置的容器,可以使用电阻加热坩埚等。在此,构成容器的材质可以是氧化铝或者高熔点金属。
在真空容器51的内部在蒸镀源57的正上方配置有保持蒸镀用基板53的支架54。在此,作为蒸镀用基板53,可以使用支承体11本身或者在支承体11形成反射层13、保护层而成的层叠体。
在支架54配置加热器(省略图示),通过使该加热器工作能够将安装于支架54的蒸镀用基板53加热。将蒸镀用基板53加热的情况下,能够脱离·除去表面的吸附物,防止在与形成于其表面的闪烁体层12之间形成杂质层,强化与形成于其表面的闪烁体层12的密合性,进行形成于表面的闪烁体层12的膜质的调节。
在支架54配置使该支架54旋转的旋转机构55。旋转机构55由与支架54连接的旋转轴56和作为其驱动源的马达(省略图示)构成,因此如果驱动该马达,则旋转轴56能够旋转而使支架54以与蒸镀源57对置的状态旋转。
蒸镀装置50中,除上述构成之外,真空容器51中还配置了真空泵52。真空泵52进行真空容器51的内部的排气和气体向真空容器51内部的导入,所以通过使该真空泵52工作,能够将真空容器51的内部维持在一定压力的气体气氛下。真空泵52进行存在于真空容器的内部的气体的排气,为了排气至高真空区域,可以配置2种或其以上的工作压力区域不同的真空泵。作为真空泵,可以使用回转泵、涡轮分子泵、低温泵、扩散泵、机械升压器等。
本发明涉及的闪烁体层12通过如下方式形成,即,向具备加热装置的容器中填充荧光体,在对装置内排气的同时从导入口导入氮等非活性气体形成1.333Pa~1.33×10-3Pa左右的真空,接着,将荧光体加热蒸发,在根据需要具有反射层、保护层等的蒸镀用基板53的表面堆积荧光体的蒸镀晶体,形成闪烁体层12。在此,形成由荧光体和活化剂的混合物构成的晶体时,可以使用如图7所示的蒸镀装置50,向具备第1加热装置的容器中填充作为荧光体母材的荧光体,并向具备第2加热装置的容器中填充活化剂,分别作为蒸发源57a和57b进行蒸镀。
另外,在形成具有基底层122和荧光体层121的闪烁体层12时,可以将基底层122形成用的荧光体、荧光体层121形成用的荧光体、荧光体层121形成用的活化剂分别填充到各自的具备加热装置的容器中,加减各蒸镀源的填充量,并且/或者对应各蒸镀源边个别地开关挡板58边进行蒸镀。
形成于蒸镀用基板53的柱状晶体的晶体直径可以通过改变蒸镀用基板53的温度来控制,使蒸镀用基板53的温度越高晶体直径就能够越大。为了使上述柱状晶体的平均晶体直径b为3μm以下,虽取决于荧光体的蒸镀速度、蒸镀时的真空容器51内的压力,但例如在蒸镀速度为3μm/分钟以下且真空度为0.01~1Pa的情况下,优选基板温度被设定为5℃~320℃。另外,为了适当地减小高度3μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径b相对于高度1μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径a的比率(b/a),优选适当地减小蒸镀初始时的蒸镀用基板53的升温速度,例如,优选使到蒸镀根部3μm为止的基板温度差为100℃以内。应予说明,若使蒸镀用基板53的升温速度过快,则有时在闪烁体层12产生柱状晶体的晶体直径不连续变化的部位,但本发明涉及的放射线图像转换面板10即使产生这样的部位,也能够作为放射线图像转换面板发挥功能。另外,同样的内容对于后述的第2放射线图像检测器40也适用。
闪烁体层12由基底层122和荧光体层121构成时,为了使基底层122的膜厚处于上述“闪烁体层”项中规定的范围,调节填充到基底层122蒸镀用的具备加热装置的容器(电阻加热坩埚)的荧光体母材的量或者调节挡板58的开关进行蒸镀即可。在此,在得到根部相互独立的柱状晶体且得到亮度、清晰度等X射线特性优异的放射线图像转换面板的基础上,在形成基底层122的期间,优选使蒸镀用基板53的温度为15℃~50℃,特别优选不预先加热蒸镀用基板53。
另外荧光体层121是通过向具备加热装置的容器填充荧光体母材和活化剂化合物的混合物、或者将荧光体母材和活化剂化合物分别填充到各自的具备加热装置的容器,与上述同样地在基底层122上堆积蒸镀晶体而形成。荧光体层121的膜厚的调节可以通过调节填充到荧光体层121形成用的具备加热装置的容器的荧光体母材(和活化剂)的量或者开关挡板来进行。蒸镀用基板53的加热优选从形成荧光体层121时开始,在形成荧光体层121时,关于蒸镀用基板53,优选使荧光体层121形成开始时的基板温度为100℃以上,其后一直到蒸镀结束期间,将蒸镀用基板53的温度维持在150℃~320℃。
在此,单独制作具有基底层122的闪烁体层12和不具有基底层122的闪烁体层12时,可以通过增加或不增加单位时间内的荧光体母材的供给量来进行。
对于不具有基底层122的闪烁体层12而言,在形成根部时和形成根部以外的部分时,以实质上不改变单位时间内的荧光体母材的供给量的状态来形成。例如,使用电阻加热坩埚作为具备加热装置的容器时,首先,在将蒸镀用基板53加热的状态下,通过加热填充有荧光体母材的第1电阻加热坩埚进行荧光体母材的蒸镀由此进行根部的形成,然后,在不进行填充有荧光体母材的电阻加热坩埚的追加的状态下,继续持续加热该第1电阻加热坩埚,并且根据需要加热填充有活化剂的第2电阻加热坩埚,直接进行根部以外的部分的形成。
另一方面,对于具有基底层122的闪烁体层12而言,在形成包含根部的基底层122时,减少单位时间内的荧光体母材的供给量,然后,在形成荧光体层121时,以使蒸镀用基板53升温并且增多单位时间内的荧光体母材的供给量的状态来形成。例如,使用电阻加热坩埚作为具备加热装置的容器时,首先,可以通过加热填充有荧光体母材的第1电阻加热坩埚进行荧光体母材的蒸镀,由此进行包含根部的基底层122的形成。然后,继续持续加热该第1电阻加热坩埚,并且使具有基底层122的蒸镀用基板53升温,同时开始填充有荧光体母材的第2电阻加热坩埚的加热,并且根据需要进一步加热填充有活化剂的第3电阻加热坩埚,进行荧光体层121的形成。
无论是形成具有基底层122的闪烁体层12的情况还是形成不具有基底层122的闪烁体层12的情况,为了使根部为独立的方式,重要的是在形成根部时,以不含有活化剂的状态蒸镀荧光体。由此,在荧光体的膜厚方向施加按压时负荷被分散,能够充分确保强度。在此,形成含有活化剂的荧光体层121时,首先,在蒸镀用基板53形成根部后,加热包含根部的基板整体,蒸镀荧光体和活化剂,但因蒸镀该荧光体和活化剂时的加热,活化剂向根部侧移动。此时,在根部的蒸镀形成时尽管不直接进行活化剂的导入,但得到含有活化剂的根部。由此,能够使根部为独立的方式并且确保亮度和清晰度。即,成为作为能够充分确保强度且确保亮度和清晰度的放射线图像转换面板发挥功能的结构。
另一方面,在制作根部时,若不仅蒸镀荧光体还同时蒸镀活化剂,则有时根部不形成为柱状,无法成为独立的方式,得不到充分的亮度和清晰度。
用途
本发明的放射线图像转换面板可以应用于各种方式的X射线图像摄像***。其中作为特别优选的用途,可举出闪烁体面板,如下所述,可以与光电转换元件面板组合作为放射线图像检测器使用。
〔放射线图像检测器〕
与上述放射线图像转换面板相关,本发明还提供具有上述闪烁体层的两种放射线图像检测器。
一个如图3所示是将具有闪烁体层12的上述放射线图像转换面板10与光电转换元件面板20组合而成的放射线图像检测器30(本说明书中,也称为“第1放射线图像检测器”),另一个如图5所示是后述的闪烁体层12’与光电转换元件面板20一体化形成的放射线图像检测器40(本说明书中,也称为“第2放射线图像检测器”)。
在任一个放射线图像检测器中,来自外部的X射线通过闪烁体层(闪烁体层12或闪烁体层12’)被转换成光,该光通过光电转换元件面板20被转换成电信号,同时成为能够以与位置信息相关的形式输出到外部的状态。
光电转换元件面板
本发明所使用的光电转换元件面板20具有将由闪烁体层(闪烁体层12或闪烁体层12’)产生的发射光转换成电信号并输出到外部的作用,可以使用以往公知的光电转换元件面板。
在此,本发明所使用的光电转换元件面板20的构成没有特别限制,通常具有依次层叠基板、图像信号输出层和光电转换元件而成的形态。
其中,光电转换元件具有吸收由闪烁体层(闪烁体层12或闪烁体层12’)产生的光并将其转换为电荷的形态的功能。在此,光电转换元件只要具有这种功能,可以具有任何具体的结构。例如,本发明所使用的光电转换元件可以由透明电极、被入射的光激发而产生电荷的电荷产生层、对电极构成。这些透明电极、电荷产生层和对电极均可以使用以往公知的物质。
另外,本发明所使用的光电转换元件可以由适当的光电传感器构成,例如,可以将多个光电二极管二维配置而成,或者由CCD(ChargeCoupled Devices)、CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)传感器等二维的光电传感器构成。
另外,图像信号输出层具有积蓄由上述光电转换元件得到的电荷,并且基于积蓄的电荷进行信号的输出的功能。在此,图像信号输出层可以具有任何具体的结构,例如,可以使用作为按像素积蓄由光电转换元件生成的电荷的电荷积蓄元件的电容和作为将积蓄的电荷以信号输出的图像信号输出元件的晶体管构成。在此,作为优选的晶体管的例子,可举出TFT(薄膜晶体管)。
另外,光电转换元件面板20的基板可以作为放射线图像检测器的支承体发挥功能,可以形成与上述本发明的放射线图像转换面板10所使用的支承体11同样的基板。
这样,作为本发明可使用的光电转换元件面板20可以使用各种构成。例如,像后述的本申请实施例中使用的那样,可以将在玻璃基板上形成多个光电二极管和多个TFT元件而成的光电转换元件面板作为光电转换元件面板20使用。
并且,光电转换元件面板20可以进一步具备用于存储基于转换为电信号的X射线的强度信息和位置信息的图像信号的存储部、供给为了驱动光电转换元件面板20所需的电力的电源部、用于向外部发出图像信息的通信用输出部等构成公知的放射线图像检测器的光电转换元件面板可具有的各种部件。
(第1放射线图像检测器)
本发明涉及的第1放射线图像检测器30具有上述放射线图像转换面板10和光电转换元件面板20。
将第1放射线图像检测器的例子示于图3。如图3所示,在第1放射线图像检测器30中,通过组合上述放射线图像转换面板10和光电转换元件面板20,从而能够将从外部进入的X射线在构成放射线图像转换面板10的闪烁体层12中转换成光,并能够利用构成光电转换元件面板20的光电转换元件将该光转换为电信号。在此,在图3中,粗箭头表示X射线的例示的入射方向。
为了高效地进行这样的转换,第1放射线图像检测器30优选以构成放射线图像转换面板10的闪烁体层12与构成光电转换元件面板20的光电转换元件(未图示)彼此相对的方式组合上述放射线图像转换面板10和光电转换元件面板20而成。在此,如果采用在支承体层11与闪烁体层12之间具有反射层13的面板作为放射线图像转换面板10,则来自闪烁体层12的发射光中朝向与光电转换元件面板20相反的一侧的光也能够通过反射层13的反射而导向光电转换元件面板20,所以更优选。
(第2放射线图像检测器)
本发明涉及的第2放射线图像检测器的特征在于,具有光电转换元件面板和形成于该光电转换元件面板上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
将本发明的第2放射线图像检测器的基本构成示于图4。如图4所示,第2放射线图像检测器40中,闪烁体层12’由含有荧光体的多个柱状晶体120’构成,该多个柱状晶体120’具有与光电转换元件面板20相接的根部彼此以相互独立的方式存在这样的构成。换言之,第2放射线图像检测器40具有与构成上述的放射线图像转换面板10的闪烁体层12同样的闪烁体层12’,但在闪烁体层12’不形成于支承体11而形成于光电转换元件面板20上这方面,与上述的放射线图像转换面板10不同。
然后,将第2放射线图像检测器的例子示于图5。在此,在图5中,粗箭头表示X射线的例示的入射方向。在更具体的实施方式中,第2放射线图像检测器40如图5所示可以进一步具备反射层13’等其它层。
这样,第2放射线图像检测器40已经以一体化的形式包含光电转换元件面板20,因此除具有基于闪烁体层12’的由X射线转换成光的功能之外,还兼具基于光电转换元件面板20的从光转换成电信号的功能,其本身可以用作能够以电信号的形式发出图像数据的放射线图像检测器。
闪烁体层
第2放射线图像检测器40在上述光电转换元件面板20上具有闪烁体层12’。在此,光电转换元件面板20通过依次层叠基板、图像信号输出层、光电转换元件而成的情况下,闪烁体层12’可以形成于该光电转换元件上。
闪烁体层12’与构成上述放射线图像转换面板10的闪烁体层12同样,具有将从外部入射的X射线等放射线的能量转换成可见光等光的作用。
在本发明涉及的第2放射线图像检测器40中,闪烁体层12’包含多个含有荧光体的柱状晶体120’,且该多个柱状晶体120’以根部彼此相互独立的方式存在。这里,构成闪烁体层12’的多个柱状晶体120的根部通常直接或间接地与上述光电转换元件面板20相接。例如,在图4所示方式的放射线图像检测器40中,构成闪烁体层12’的多个柱状晶体120的根部直接与光电转换元件面板20相接。其中,在本发明的放射线图像检测器40中,在闪烁体层12’与光电转换元件面板20之间也可以夹后述的中间树脂层等其它的适当的层。在这种情况下,构成闪烁体层12’的多个柱状晶体120的根部隔着中间树脂层等间接地与光电转换元件面板20相接。
在此,在本发明的第2放射线图像检测器40中,“根部”是指闪烁体层12’中的光电转换元件面板20附近的部分,具体而言,是指以光电转换元件面板20存在的面即闪烁体层12’中的光电转换元件面板20存在的面侧的末端为基准到高度3μm的范围。
构成本发明的第2放射线图像检测器40所使用的闪烁体层12’的荧光体材料、层构成、膜厚以及柱状晶体的形状可以与构成上述放射线图像转换面板10的闪烁体层12中的情况相同。
即,闪烁体层12’可以仅由具有与构成上述放射线图像转换面板10的荧光体层121同样的组成和厚度的荧光体层121’构成,或者也可以由荧光体层121’和具有与构成上述放射线图像转换面板10的基底层122同样的组成和厚度的基底层122’构成。在此,闪烁体层12’由基底层122’和荧光体层121’构成时,可以成为在光电转换元件面板20上依次层叠基底层122’和荧光体层121’而成的构成。
另外,构成闪烁体层12’的柱状晶体120’的空隙率可以定义为在将闪烁体层与光电转换元件面板20的平面平行地切断的截面中,空隙的总面积相对于柱状荧光体晶体的截面积和空隙的总面积的比率,可以通过与构成闪烁体层12的柱状晶体120的空隙率同样的方法来求得。另外,对于构成闪烁体层12’的柱状晶体120’的晶体直径,以光电转换元件面板20存在的面为基准,高度1μm位置处的柱状晶体的平均晶体直径a’、高度3μm位置处的柱状晶体的平均晶体直径b’和最外侧的柱状晶体的平均晶体直径c’分别可以与构成上述放射线图像转换面板10的闪烁体层12所规定的上述平均晶体直径a、b、c相同,(b’/a’)的值也可以与上述放射线图像转换面板10所规定的(b/a)的值相同。并且,柱状晶体120’的晶体直径的变异系数也优选为与上述放射线图像转换面板10中的构成闪烁体层12的柱状晶体120的变异系数相同的值。
另外,作为构成第2放射线图像检测器40的闪烁体层12’的形成方法,可以使用与构成上述放射线图像转换面板10的闪烁体层12的形成方法同样的方法,形成条件也可以成为与形成构成上述放射线图像转换面板10的闪烁体层12时同样的条件。
其它层
本发明涉及的第2放射线图像检测器40如图5所示除具有上述光电转换元件面板20和上述闪烁体层12之外,与以往公知的放射线图像检测器同样地可以进一步具有反射层13’、未图示的中间树脂层、耐湿保护膜等。
·反射层
为了能够将由闪烁体层12’产生的荧光高效地导入光电转换元件面板20,优选本发明涉及的第2放射线图像检测器40在闪烁体层12’中与光电转换元件面板20相反的一侧的面进一步包含反射层13’。在此,第2放射线图像检测器40中,反射层13’是能够反射构成闪烁体层12’的荧光体层121’所发出的荧光中向与光电转换元件面板20相反的一侧方向放射行进的光的层。
本发明涉及的第2放射线图像检测器40中,可作为反射层13’使用的材质可以与能用作构成放射线图像转换面板10的反射层13的材质相同,其膜厚、形成方法也可以与可构成放射线图像转换面板10的反射层13的情况相同。
·中间树脂层
本发明的第2放射线图像检测器40在光电转换元件面板20与闪烁体层12’之间可以进一步具有用于隔开它们的中间树脂层。
中间树脂层优选通过涂布溶解于溶剂的树脂并干燥而形成。作为树脂,从蒸镀晶体与光电转换元件面板20的膜附的角度出发,优选玻璃化转变温度为30~100℃的聚合物。
具体而言,可举出聚氨酯树脂、氯乙烯共聚物、氯乙烯-乙酸乙烯酯共聚物、氯乙烯-偏二氯乙烯共聚物、氯乙烯-丙烯腈共聚物、丁二烯-丙烯腈共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、纤维素衍生物(硝化纤维素等)、苯乙烯-丁二烯共聚物、各种合成橡胶系树脂、酚醛树脂、环氧树脂、脲树脂、三聚氰胺树脂、苯氧树脂、硅树脂、氟树脂、丙烯酸系树脂、脲甲酰胺树脂等,特别优选聚酯树脂。另外,可以将上述树脂单独使用1种或者2种以上。特别优选组合玻璃化转变温度(Tg)为5℃以上的不同的2种以上的树脂使用,这样能够容易地控制涂膜物性。此时,能够组合使用的2种以上的树脂只要玻璃化转变温度相互不同,则可以是相同的种类,也可以是相互不同的种类。
另外,也可以使用CVD装置等,例如通过将聚对二甲苯等成膜而形成。
作为中间树脂层的膜厚,从粘接性的角度出发,优选为0.1μm以上,从确保中间树脂层表面的平滑性的角度出发,优选为3.0μm以下。更优选中间树脂层的厚度为0.2~2.5μm的范围。
作为制作中间树脂层所使用的溶剂,可以使用与构成放射线图像转换面板10的上述保护层形成所使用的溶剂同样的溶剂。
·耐湿保护膜
本发明的第2放射线图像检测器40优选以覆盖闪烁体层12’的外周的方式进一步具有耐湿保护膜。耐湿保护膜具有对闪烁体层12’防潮,抑制闪烁体层12’的劣化的作用。
构成耐湿保护膜的材质、膜厚、形成方法可以分别与构成放射线图像转换面板10的耐湿保护膜的情况相同。
第2放射线图像检测器的形成方法
只要不损害本发明的目的,本发明涉及的第2放射线图像检测器40的制造方法没有特别限制,除在形成构成闪烁体层12’的荧光体的柱状晶体时使柱状晶体的根部彼此能够以相互独立的方式存在这点之外,基本上可以采用与以往公知的放射线图像检测器的制造方法同样的方法。
具体而言,对于构成光电转换元件面板20的光电转换元件部分,根据需要,基于以往公知的方法,进行中间树脂层的形成,然后,利用与上述“放射线图像转换面板的制造方法”项中记载的方法同样的方法,进行闪烁体层12’的形成,进一步根据需要,基于以往公知的方法,进行反射层和耐湿保护膜等的形成,从而能够得到第2放射线图像检测器40。在此,使用图6或图7所示的蒸镀装置50进行构成第2放射线图像检测器40的闪烁体层12’的形成时,可以使用光电转换元件面板20作为蒸镀用基板53,可以将光电转换元件面板20中设有光电转换元件的一侧作为被蒸镀面进行蒸镀。
此时,为了防止加热对光电转换元件面板20的损害,可以采取以将未形成荧光体层121’的一侧固定于支架54的状态冷却光电转换元件面板20同时将形成有荧光体层121’的一侧的温度保持在150~320℃的方法。在此,冷却光电转换元件面板20的具体方式没有特别限定,例如,可以通过在设置于支架54内部的配管(省略图示)中流通水、制冷剂和/或通过使用珀耳帖元件等来冷却光电转换元件面板20。
实施例
以下,通过实施例,对本发明进行详细说明,但本发明不限于这些实施例。
[实施例1-1]
(支承体)
作为构成放射线图像转换面板的支承体,采用厚度125μm的聚酰亚胺膜制支承体。
(闪烁体层的形成)
使用图7所示的蒸镀装置50如下进行支承体上的闪烁体层的形成。本实施例中,作为闪烁体层,不形成基底层,仅形成荧光体层。
首先,将荧光体原料(CsI)作为蒸镀材料填充到第1电阻加热坩埚,将活化剂(TlI)填充到第2电阻加热坩埚,将各内容物分别作为蒸镀源57a、57b。另外,在可旋转的支架54上设置上述支承体作为蒸镀用基板53,将蒸镀用基板53与蒸镀源57的间隔调节到400mm。
接着,暂时将蒸镀装置50的真空容器51内部的空气排出,导入Ar气体将蒸镀装置50的真空容器51内的真空度调节到0.5Pa(绝对压力)后,以10rpm的速度使蒸镀用基板53与支架54一起旋转。然后,使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为250℃,加热第1电阻加热坩埚将荧光体蒸镀到蒸镀用基板的闪烁体形成预定面,形成3μm构成荧光体层的部分中的根部。
这样形成根部后,使蒸镀用基板53的温度为200℃,开始第2电阻加热坩埚的加热,将荧光体和活化剂蒸镀到蒸镀用基板的闪烁体形成预定面,也形成构成荧光体层的部分中根部以外的部分。此时,控制第2电阻加热坩埚的加热温度从而调节活化剂的蒸镀速度以使闪烁体层内的活化剂浓度为0.3mol%。在此,蒸镀用基板的加热通过加热支架54来进行。
在闪烁体层的膜厚达到400μm后结束蒸镀,得到在蒸镀用基板53的闪烁体形成预定面上具有规定膜厚的闪烁体层的闪烁体面板。
[实施例1-2]
(支承体)
作为构成放射线图像转换面板的支承体,采用厚度125μm的聚酰亚胺膜制支承体。
(闪烁体层的形成)
使用图7所示的蒸镀装置50如下进行支承体上的闪烁体层的形成。本实施例中,作为闪烁体层,形成了基底层和荧光体层这两者。应予说明,本实施例中根部位于基底层。
首先,将荧光体原料(CsI)作为蒸镀材料填充到2个电阻加热坩埚,将活化剂(TlI)填充到1个电阻加热坩埚。在此,将填充有荧光体原料的电阻加热坩埚中的一个作为第1电阻加热坩埚,另一个作为第2电阻加热坩埚。另外,将填充有活化剂的电阻加热坩埚作为第3电阻加热坩埚。将这些第1电阻加热坩埚、第2电阻加热坩埚、第3电阻加热坩埚的内容物分别作为蒸镀源57a、57b、57c。另外,在可旋转的支架54设置上述支承体作为蒸镀用基板53,将蒸镀用基板53与蒸镀源57a、57b、57c的间隔调节到400mm。
接着,暂时将蒸镀装置50的真空容器51内部的空气排出,导入Ar气体将蒸镀装置50的真空容器51内的真空度调节到0.5Pa(绝对压力)后,以10rpm的速度使蒸镀用基板53与支架54一起旋转。
然后,加热第1电阻加热坩埚将荧光体蒸镀到蒸镀用基板的闪烁体形成预定面,形成3μm基底层部分。此时,蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为5℃,缓慢升温使基底层部分形成3μm时的蒸镀用基板53的温度成为25℃。
接着,使蒸镀用基板53的温度为200℃,加热第2电阻加热坩埚和第3电阻加热坩埚将荧光体和活化剂蒸镀到蒸镀用基板的闪烁体形成预定面,形成荧光体层部分。以闪烁体层内的活化剂浓度为0.3mol%的方式进行调节。
在闪烁体层的膜厚达到400μm后结束蒸镀,得到在蒸镀用基板53的闪烁体形成预定面上具有规定膜厚的闪烁体层的闪烁体面板。
[实施例1-3]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为50μm,除此之外,利用与实施例1-2同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-4]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为5℃,并将蒸镀用基板53的温度保持在5℃一直到形成3μm基底层部分,除此之外,利用与实施例1-2同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-5]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为5℃,并将蒸镀用基板53的温度保持在5℃一直到形成3μm基底层部分,除此之外,利用与实施例1-3同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-6]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为150℃,其后,缓慢升温以形成3μm根部时的蒸镀用基板53的温度变成250℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例1-1同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-7]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为150℃,缓慢升温以形成3μm基底层部分时的蒸镀用基板53的温度变成250℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例1-2同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-8]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为50μm,除此之外,利用与实施例1-7同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例1-9]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为60μm,除此之外,利用与实施例1-2同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[比较例1]
在荧光体层的形成中,在形成3μm根部时也与形成根部以外的部分时同样地加热第1电阻加热坩埚和第2电阻加热坩埚这两者,除此之外,利用与实施例1-1同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例2-1]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为150℃,其后,缓慢升温以形成3μm根部时的蒸镀用基板53的温度变成300℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例1-6同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例2-2]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为300℃,除此之外,利用与实施例1-1同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例2-3]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为80℃,缓慢升温使形成3μm基底层部分时的蒸镀用基板53的温度变化为250℃,除此之外,利用与实施例1-7同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例2-4]
使蒸镀3μm的根部后的蒸镀用基板53的温度为320℃,除此之外,利用与实施例1-1同样的方法和条件得到闪烁体面板。
[实施例3-1]
(光电转换元件面板)
通过玻璃基板上形成多个光电二极管和多个TFT元件从而得到光电转换元件面板。
将该光电转换元件面板用于闪烁体层形成。
(闪烁体层的形成)
代替厚度125μm的聚酰亚胺膜制支承体而在上述光电转换元件面板上进行使用图7所示的蒸镀装置的闪烁体层的形成,除此之外,应用与实施例1-1同样的方法和条件,得到放射线图像检测器。
在此,闪烁体层的形成在上述光电转换元件面板的设有光电转换元件的一侧进行。
[实施例3-2]
(光电转换元件面板)
通过在玻璃基板上形成多个光电二极管和多个TFT元件从而得到光电转换元件面板。
将该光电转换元件面板用于闪烁体层形成。
(闪烁体层的形成)
代替厚度125μm的聚酰亚胺膜制支承体而在上述光电转换元件面板上进行使用图7所示的蒸镀装置的闪烁体层的形成,除此之外,应用与实施例1-2同样的方法和条件,得到放射线图像检测器。
在此,闪烁体层的形成在上述光电转换元件面板中的设有光电转换元件的一侧进行。
[实施例3-3]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为50μm,除此之外,利用与实施例3-2同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-4]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为5℃,并将蒸镀用基板53的温度保持在5℃一直到形成3μm基底层部分,除此之外,利用与实施例3-2同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-5]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为5℃,并将蒸镀用基板53的温度保持在5℃一直到形成3μm基底层部分,除此之外,利用与实施例3-3同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-6]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为150℃,其后,缓慢升温以形成3μm根部时的蒸镀用基板53的温度变成250℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例3-1同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-7]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为150℃,缓慢升温以形成3μm基底层部分时的蒸镀用基板53的温度变成250℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例3-2同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-8]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为50μm,除此之外,利用与实施例3-7同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例3-9]
在形成基底层部分时,使基底层部分的膜厚为60μm,除此之外,利用与实施例3-2同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[比较例2]
在荧光体层的形成中,在形成3μm根部时也与形成根部以外的部分时同样地加热第1电阻加热坩埚和第2电阻加热坩埚这两者,除此之外,利用与实施例3-1同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例4-1]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为150℃,其后,缓慢升温以形成3μm根部时的蒸镀用基板53的温度变成300℃的方式变化蒸镀用基板53的温度,除此之外,利用与实施例3-6同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例4-2]
使蒸镀用基板53的温度在蒸镀开始时为300℃,除此之外,利用与实施例3-1同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例4-3]
在形成基底层部分时,使蒸镀开始时的蒸镀用基板53的温度为80℃,缓慢升温使形成3μm基底层部分时的蒸镀用基板53的温度变为250℃,除此之外,利用与实施例3-7同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[实施例4-4]
使蒸镀3μm的根部后的蒸镀用基板53的温度为320℃,除此之外,利用与实施例3-1同样的方法和条件得到放射线图像检测器。
[闪烁体面板、放射线图像检测器的评价]
对各实施例和比较例中得到的闪烁体面板和放射线图像检测器按以下的项目进行评价。在此,关于亮度和MTF的评价,在实施例1-1~1-9和2-1~2-4以及比较例1中,将各闪烁体面板安装在PaxScan(Varian公司制FPD:2520;以下,该项中“FPD”)上作为放射线图像检测器,如下进行。另外,在实施例3-1~3-9和4-1~4-4以及比较例2中,直接作为放射线图像检测器,如下进行。结果在下述表1-1和1-2中示出。
·平均晶体直径a、b、c
各闪烁体面板和各放射线图像检测器中的平均晶体直径如下求出。
在由形成的柱状晶体构成的闪烁体层涂覆铂钯后,用扫描电子显微镜(SEM:Scanning Electron Microscope)(日立制作所制S-800)观察,对30根柱状晶体测定作为与各柱状晶体截面外接的圆的直径即当量圆直径,求出这些当量圆直径的平均值作为所得的平均当量圆直径。
在此,高度1μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径a和高度3μm位置处的上述柱状晶体的平均晶体直径b是作为观察晶体面所得的当量圆直径的平均值求出的,所述晶体面是用环氧树脂填埋晶体内并对晶体膜表面进行研磨而削至分别距支承体侧1μm和3μm而得到的。
另外,闪烁体层的最外侧的上述柱状晶体的平均晶体直径c是作为观察晶体面所得的当量圆直径的平均值求出的,所述晶体面是将柱状晶体从与基板侧相反的一侧切削10μm而得到的。
·亮度
对FPD照射管电压80kVp的X射线,将所得的图像数据的平均信号值作为发光量进行亮度的评价。表1-1和1-2中将比较例1的发光量设为亮度1.0,将其1倍(同等)以上且小于1.2倍的亮度评价为“○”,将1.2倍以上的亮度评价为“◎”。
·MTF
通过铅制的MTF曲线图对FPD的放射线入射面侧照射管电压80kVp的X射线,检测图像数据记录在硬盘中。其后,用计算机分析硬盘上的记录将记录在该硬盘的X射线图像的调制传递函数MTF(空间频率1周期/mm的MTF值)作为清晰度的指标。MTF值越高表示清晰度越优异。MTF是Modulation Transfer Function的缩写。
MTF值是对放射线转换面板内、放射线图像检测器内的9个位置处进行测定,由其平均值进行评价。在表1-1和1-2中,以作为可使用等级的特性的实施例2-2为基准,将低于其0.8倍的评价为“×”,0.8倍以上且小于1.0倍的评价为“△”,1.0倍(同等)以上且小于1.2倍的评价为“○”,1.2倍以上的评价为“◎”。
·强度
使用冲压机,分别以1.5MPa、1.7MPa、2.0MPa对闪烁体面板或放射线图像检测器进行加压,其后用SEM观察闪烁体面板表面、放射线图像检测器表面确认有无晶体的形变。将没发现晶体形变的最大的压力小于1.5MPa的情况评价为“×”,1.5MPa以上且小于1.7MPa的情况评价为“△”,1.7MPa以上且小于2MPa的情况评价为“○”,2MPa以上的情况评价为“◎”。
表1-1
表1-2
Claims (15)
1.一种放射线图像转换面板,具有支承体和形成于该支承体上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,并且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
2.根据权利要求1所述的放射线图像转换面板,其中,以所述支承体存在的面为基准,高度1μm位置处的所述柱状晶体的平均晶体直径a与高度3μm位置处的所述柱状晶体的平均晶体直径b满足1≤(b/a)≤3的关系,且晶体直径b为3μm以下。
3.根据权利要求1或2所述的放射线图像转换面板,其中,所述闪烁体层的最外侧的所述柱状晶体的平均晶体直径c为10μm以下,且所述闪烁体层的厚度为100~1000μm。
4.根据权利要求1~3中任1项所述的放射线图像转换面板,其中,所述闪烁体层由基底层和荧光体层构成,该基底层和该荧光体层依次层叠在所述支承体上。
5.根据权利要求4所述的放射线图像转换面板,其中,所述基底层的厚度为3~50μm。
6.根据权利要求1~5中任1项所述的放射线图像转换面板,其中,所述闪烁体层具有所述柱状晶体的晶体直径不连续变化的部位。
7.根据权利要求1~6中任1项所述的放射线图像转换面板,其中,所述闪烁体层由利用气相沉积法形成的柱状晶体构成。
8.一种放射线图像检测器,具有权利要求1~7中任1项所述的放射线图像转换面板和光电转换元件面板。
9.一种放射线图像检测器,具有光电转换元件面板和形成于该光电转换元件面板上的闪烁体层,
该闪烁体层包含多个含有荧光体的柱状晶体,并且
该多个柱状晶体以根部彼此相互独立的方式存在。
10.根据权利要求9所述的放射线图像检测器,其中,以所述光电转换元件面板存在的面为基准,高度1μm位置处的所述柱状晶体的平均晶体直径a’与高度3μm位置处的所述柱状晶体的平均晶体直径b’满足1≤(b’/a’)≤3的关系,且晶体直径b’为3μm以下。
11.根据权利要求9或10所述的放射线图像检测器,其中,所述闪烁体层的最外侧的所述柱状晶体的平均晶体直径c’为10μm以下,且所述闪烁体层的厚度为100~1000μm。
12.根据权利要求9~11中任1项所述的放射线图像检测器,其中,所述闪烁体层由基底层和荧光体层构成,该基底层和该荧光体层依次层叠在所述光电转换元件面板上。
13.根据权利要求12所述的放射线图像检测器,其中,所述基底层的厚度为3~50μm。
14.根据权利要求9~13中任1项所述的放射线图像检测器,其中,所述闪烁体层具有所述柱状晶体的晶体直径不连续变化的部位。
15.根据权利要求9~14中任1项所述的放射线图像检测器,其中,所述闪烁体层由利用气相沉积法形成的柱状晶体构成。
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