JP2013246078A - 放射線画像検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＳＮ比を向上させる。
【解決手段】シンチレータ２０は、ＣｓＩ：Ｔｌにより形成された複数の柱状結晶３１を有し、Ｘ線を可視光に変換して柱状結晶３１の先端部３１ａから射出する。表面保護膜２３は、ポリパラキシレンにより形成され、シンチレータ２０の表面を覆い、柱状結晶３１の先端部３１ａが侵入している。光電変換パネル２１は、ガラス基板２１ａと、ガラス基板２１ａ上に形成された素子部２１ｂとから構成されている。素子部２１ｂは、複数の画素を有するとともに、柱状結晶３１の先端部３１ａに対向して配置され、先端部３１ａから射出され表面保護膜２３を透過した可視光を各画素の受光領域で検出して電荷に変換する。先端部３１ａの表面保護膜２３への侵入量Ｐと、画素の受光領域の面積Ａは、０＜Ｐ／Ａ≦１．４×１０^３ｍ^−１の関係を満たすように設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、放射線画像を検出する放射線画像検出装置に関する。

近年、医療分野において、画像診断を行うために、放射線源から患者の撮影部位に向けて放射され、撮影部位を透過した放射線（例えば、Ｘ線）を検出して電荷に変換し、この電荷に基づいて撮影部位の放射線画像を表す画像データを生成する放射線検出装置が用いられている。この放射線検出装置には、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものがある。

間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線を可視光に変換するシンチレータ（蛍光体層）と、可視光を検出して電荷に変換する光電変換パネルとを有する。シンチレータには、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリニウムオキサイドサルファ（ＧＯＳ）が用いられている。

ＣｓＩは、ＧＯＳに比べて製造コストが高いものの、放射線から可視光への変換効率が高く、かつ柱状結晶構造を有し、光ガイド効果により画像データのＳＮ比が向上することから、特にハイエンド向けの放射線画像検出装置のシンチレータとして用いられている。ただし、ＣｓＩのみでは発光効率が低いため、ＣｓＩには、タリウム（Ｔｌ）やナトリウム（Ｎａ）等の賦活剤が添加されている。柱状結晶構造とは、基板上に複数の柱状結晶が屹立し、隣接する柱状結晶間に空気が介在した構造である。

ＣｓＩのような柱状結晶構造のシンチレータは、潮解性を有するという問題がある。このため、柱状結晶構造のシンチレータは、潮解を防止するようにポリパラキシレン等の防湿性を有する表面保護膜で覆われている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１では、柱状結晶構造のシンチレータを、基板上に蒸着して形成し、基板及びシンチレータを表面保護膜で覆った後、シンチレータの柱状結晶の先端側を光電変換パネルに対向させている。また、特許文献１に記載の放射線検出装置では、柱状結晶の先端側において、隣接する柱状結晶の間に表面保護膜が一部入り込んでいる。

特許文献１には、表面保護膜は、空気と比べて屈折率が柱状結晶の屈折率に近いため、隣接する柱状結晶の間（隙間部）に表面保護膜が介在することにより、柱状結晶から隙間部に光が漏れやすくなり、光ガイド効果が低下することが記載されている。

特開２００８−８７４１号公報

しかしながら、柱状結晶の先端部からは、光電変換パネルに向けて放射状に可視光が拡散して射出されるため、柱状結晶の先端部を表面保護膜にある程度侵入させることにより、先端部からの可視光の拡散が抑えられ、ＳＮ比が向上すると考えられる。特許文献１には、先端部からの可視光の拡散に関する記載がなく、柱状結晶の隙間部に表面保護膜を介在させないほうが良いということだけが記載されている。

本発明は、ＳＮ比を向上させることができる放射線画像検出装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、複数の柱状結晶を有し、放射線を可視光に変換して柱状結晶の先端部から射出するシンチレータと、シンチレータの表面を覆い、柱状結晶の先端部が侵入した表面保護膜と、複数の画素を有するとともに、柱状結晶の先端部に対向して配置され、先端部から射出され表面保護膜を透過した可視光を各画素の受光領域で検出して電荷に変換する光電変換パネルと、を備え、先端部の表面保護膜への侵入量をＰ、画素の受光領域の面積をＡとした場合に、０＜Ｐ／Ａ≦１．４×１０^３ｍ^−１の関係を満たすことを特徴とする。さらに、侵入量Ｐと面積Ａは、０．１×１０^３≦Ｐ／Ａ≦１．０×１０^３ｍ^−１の関係を満たすことが好ましい。

なお、シンチレータは、アルカリ金属のハロゲン化合物に賦活剤が添加されたもので形成されていることが好ましい。特に、シンチレータは、ヨウ化セシウムに、タリウムが添加されたもので形成されていることが好ましい。また、表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることが好ましい。

また、表面保護膜の屈折率をｎ_１、シンチレータの屈折率をｎ_２とした場合に、ｎ_２−０．３≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．２の関係を満たすことが好ましい。さらに、表面保護膜の屈折率ｎ_１と、シンチレータの屈折率ｎ_２とは、ｎ_２−０．２≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．１の関係を満たすことが好ましい。

また、各画素の受光領域は、正方形状であることが好ましい。

また、光電変換パネルの表面に粘着層が形成され、シンチレータは、粘着層を介して光電変換パネルに貼り合わされていることが好ましい。

また、シンチレータを支持する支持基板を備え、支持基板は、シンチレータに対して、光電変換パネルとは反対側に配置されていることが好ましい。この支持基板上に基板保護膜を備え、基板保護膜上にシンチレータが蒸着形成されていることが好ましい。

また、シンチレータは、基板保護膜上に形成された非柱状結晶と、非柱状結晶上に形成された柱状結晶とにより形成されていることが好ましい。

また、支持基板は、アルミニウムにより形成され、基板保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることが好ましい。

また、シンチレータ、支持基板、粘着層の側部を覆う端部封止材を備えることが好ましい。

また、光電変換パネルは、ガラス基板と、ガラス上に形成された素子部とを有し、素子部は、複数の画素を有し、シンチレータに対向していることが好ましい。

また、各画素は、可視光を吸収して電荷を生成するフォトダイオードと、フォトダイオードが発生した電荷を蓄積するキャパシタと、キャパシタに蓄積された電荷を外部に出力させるための薄膜トランジスタとを含むことが好ましい。

また、光電変換パネルは、フォトダイオードより放射線の入射側に配置されていることが好ましい。

本発明の放射線画像検出装置によれば、シンチレータの柱状結晶の先端部が表面保護膜に侵入する侵入量をＰ、画素の受光領域の面積をＡとした場合に、０＜Ｐ／Ａ≦１．４×１０^３ｍ^−１の関係を満たすことにより、ＳＮ比を向上させることができる。

Ｘ線画像検出装置の一部破断斜視図である。 Ｘ線画像検出装置の概略断面図である。 シンチレータの詳細な構成を示す概略断面図である。 光電変換パネルの素子部の構成を示す回路図である。 柱状結晶の先端部の表面保護膜への侵入量に対するＳＮ比の特性を説明するグラフである。 画素の受光領域の形状を示す概略図である。 侵入量を受光面積で規格化した値に対するＳＮ比のシミュレーション結果を示すグラフである。 表面保護膜の屈折率に対するＳＮ比のシミュレーション結果を示すグラフである。

図１において、Ｘ線画像検出装置１０は、フラットパネル検出器（ＦＰＤ）１１と、基台１２と、電気回路１３と、これらを収容する筐体１４とで構成されている。筐体１４は、天板１４ａと、扁平した箱形状の本体１４ｂとを有する。

天板１４ａは、本体１４ｂの上部に形成された開口部１４ｃを封止している。天板１４ａの上面は、Ｘ線発生器（図示せず）から射出され、被写体（患者）の撮影部位を透過したＸ線が照射される照射面である。このため、天板１４ａは、Ｘ線の透過性が高いカーボン等で形成されている。本体１４ｂはＡＢＳ樹脂等で形成されている。

Ｘ線画像検出装置１０は、従来のＸ線フィルムカセッテと同様に可搬性を有し、Ｘ線フィルムカセッテに代えて用いることが可能であり、電子カセッテと称される。

筐体１４内には、天板１４ａ側から順に、ＦＰＤ１１、基台１２が配置されている。基台１２は、筐体１４の本体１４ｂに固定されている。ＦＰＤ１１は、基台１２上に取り付けられている。電気回路１３は、筐体１４内の短手方向に沿った一端側に配置されている。電気回路１３は、マイクロコンピュータやバッテリ（いずれも図示せず）を収容している。

天板１４ａには、複数個の発光ダイオード（ＬＥＤ）で構成された表示部１５が設けられている。表示部１５には、Ｘ線画像検出装置１０の動作モード（例えば「レディ状態」や「データ送信中」等）や電気回路１３内のバッテリの残容量等の動作状態が表示される。なお、表示部１５を、ＬＥＤ以外の発光素子や、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等で構成してもよい。

図２において、ＦＰＤ１１は、シンチレータ２０と、光電変換パネル２１とを有している。シンチレータ２０は、支持基板２２上に、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムを添加したヨウ化セシウム）を蒸着することにより形成されたものであり、柱状構造を有する。支持基板２２は、例えば、厚みが約３００μｍのアルミニウムで形成されている。支持基板２２のシンチレータ２０が形成される表面上には、基板保護膜２２ａが形成されている。基板保護膜２２ａは、例えば、厚みが約１０μｍのポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、より具体的には、パリレンＣ（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標）を用いる。

シンチレータ２０と支持基板２２との外部に露出した表面全体には、シンチレータ２０の防湿を図るように表面保護膜２３が形成されている。表面保護膜２３は、例えば、厚みが約２０μｍのポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、より具体的には、パリレンＣ（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標）を用いる。シンチレータ２０の屈折率は１．８１であり、基板保護膜２２ａ及び表面保護膜２３の屈折率は１．６４である。

光電変換パネル２１は、シンチレータ２０の天板１４ａ側に配置されており、光電変換パネル２１とシンチレータ２０とは、粘着層２４を介して貼り合わされている。粘着層２４は、可視光に対して透明な樹脂（例えば、アクリル樹脂）からなり、例えば、約３０μｍの厚みを有する。また、シンチレータ２０、支持基板２２、及び粘着層２４の側部は、端部封止材２５により覆われている。端部封止材２５は、紫外線硬化樹脂により形成されている。さらに、光電変換パネル２１は、接着層２６を介して天板１４ａに貼り付けられている。

基台１２は、本体１４ｂの底面に脚部１２ａで固定されている。基台１２のシンチレータ２０とは反対側の面には、光電変換パネル２１の駆動及び信号処理等を行う電子基板２７が取り付けられている。電子基板２７と光電変換パネル２１とは、フレキシブルケーブル２８を介して電気的に接続されている。

シンチレータ２０は、撮影部位を透過して天板１４ａに照射された後、天板１４ａ、接着層２６、光電変換パネル２１、粘着層２４、表面保護膜２３を透過して入射したＸ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０により発生された可視光は、表面保護膜２３及び粘着層２４を透過して光電変換パネル２１に入射する。光電変換パネル２１は、入射した可視光を電荷に変換し、この電荷に基づいて放射線画像を表す画像データを生成する。

図３において、シンチレータ２０は、非柱状結晶３０と柱状結晶３１とで構成されている。非柱状結晶３０は、粒子状であり、支持基板２２上の全体に渡って形成されている。柱状結晶３１は、非柱状結晶３０を基礎として、非柱状結晶３０上に、結晶成長されたものである。柱状結晶３１は、非柱状結晶３０上に複数形成されており、それぞれは互いに空気層３２を介して離間している。柱状結晶３１の径は、その長手方向に沿ってほぼ均一（数６μｍ程度）である。

Ｘ線は、光電変換パネル２１側からシンチレータ２０に入射するため、シンチレータ２０内での可視光の発生は、主に柱状結晶３１の光電変換パネル２１側で生じる。シンチレータ２０で発生した可視光は、柱状結晶３１の光ガイド効果によって柱状結晶３１内を光電変換パネル２１に向かって伝搬し、先端部３１ａから光電変換パネル２１に向けて射出される。先端部３１ａは、ほぼ円錐状であり、その頂部の角度が鋭角（例えば、４０°〜８０°）である。

柱状結晶３１で生じた可視光は、光ガイド効果によって支持基板２２側へも伝搬する。柱状結晶３１内を支持基板２２側に向かって伝搬した可視光は、非柱状結晶３０に到達し、非柱状結晶３０で大部分が反射されて光電変換パネル２１側に向かう。このため、シンチレータ２０で発生した可視光の損失が少ない。

柱状結晶３１の先端部３１ａは、表面保護膜２３に侵入している。この先端部３１ａの表面保護膜２３への侵入量Ｐは、１０μｍ程度である。先端部３１ａから光電変換パネル２１までの距離は、表面保護膜２３の厚みと粘着層２４の厚みとを足しあわせた厚みに等しく、約５０μｍである。

光電変換パネル２１は、ガラス基板２１ａと、ガラス基板２１ａ上に形成された素子部２１ｂとから構成されている。ガラス基板２１ａは、光電変換パネル２１よりＸ線入射側に配置されており、例えば、７００μｍの厚みを有する。

図４において、素子部２１ｂは、複数の画素４０が２次元マトリクス状に配列することにより構成されている。各画素４０は、フォトダイオード（ＰＤ）４１、キャパシタ４２、及び薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）４３を有する。ＰＤ４１は、アモルファスシリコンにより形成され、シンチレータ２０から入射した可視光を吸収して電荷を生成する。キャパシタ４２は、ＰＤ４１が生成した電荷を蓄積する。ＴＦＴ４３は、キャパシタ４２に蓄積された電荷を各画素４０の外部に出力させるためのスイッチング素子である。

各画素４０は、ゲート配線４４とデータ配線４５とに接続されている。ゲート配線４４は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。データ配線４５は、列方向に延在し、ゲート配線４４と交わるように、行方向に複数配列されている。ゲート配線４４は、ＴＦＴ４３のゲート端子に接続されている。データ配線４５は、ＴＦＴ４３のドレイン端子に接続されている。

ゲート配線４４の一端は、ゲートドライバ４６に接続されている。データ配線４５の一端は、信号処理部４７に接続されている。ゲートドライバ４６及び信号処理部４７は、電子基板２７に設けられている。ゲートドライバ４６は、各ゲート配線４４に順にゲート駆動信号を与え、各ゲート配線４４に接続された画素４０のＴＦＴ４３をオンさせる。ＴＦＴ４３がオンすると、キャパシタ４２に蓄積された電荷がデータ配線４５に出力される。

信号処理部４７は、データ配線４５ごとに積分アンプ（図示せず）を有している。データ配線４５に出力された電荷は、積分アンプにより積分され電圧信号に変換される。また、信号処理部４７は、Ａ／Ｄ変換器（図示せず）を有しており、各積分アンプにより生成された電圧信号をデジタル信号に変換し、画像データを生成する。

この画像データのＳＮ比が、前述の柱状結晶３１の先端部３１ａの表面保護膜２３への侵入量Ｐに依存して、図５に示すように変化することを本出願人は見出した。具体的には、侵入量ＰをＰＤ４１の受光面積Ａで割ったＰ／Ａが、０から臨界点δの範囲内にあるときに、先端部３１ａが表面保護膜２３に侵入していない場合よりＳＮ比が向上する。詳しくは後述するが、臨界点δは、約１．４×１０^３ｍ^−１である。

このＳＮ比の特性は、２つの要因のクロスオーバによって生じている。第１の要因は、先端部３１ａが表面保護膜２３に侵入せず（Ｐ＝０）、先端部３１ａの周囲が空気層３２で覆われていると、光ガイド効果により柱状結晶３１内を先端部３１ａに向かって伝搬してきた可視光は、先端部３１ａから拡散して射出され、先端部３１ａに対向するＰＤ４１に向かわないノイズ成分が多く生じるが、先端部３１ａが表面保護膜２３に侵入すると先端部３１ａの周囲が、空気層３２より屈折率が近い表面保護膜２３で覆われ、ノイズ成分が低減（ＳＮ比が向上）することである。第２の要因は、侵入量Ｐが大きくなりすぎると、柱状結晶３１の光ガイド効果が薄れて、隣接する柱状結晶３１に可視光が伝搬しやすくなり、ノイズ成分が上昇（ＳＮ比が低下）することである。

ＳＮ比に対するパラメータとして、侵入量Ｐを受光面積Ａで規格化した値（Ｐ／Ａ）を用いている理由は、侵入量Ｐが同じであっても、ＰＤ４１の受光面積Ａが大きくなると、柱状結晶３１の先端部３１ａから射出される可視光がＰＤ４１で受光されやすくなり、ＳＮ比が低下するためである。本実施形態では、図６に示すように、ＰＤ４１の受光領域４１ａは矩形状であり、行方向の長さＬ_１、列方向の長さＬ_２がそれぞれ約１５０μｍである。なお、画像の鮮鋭度を向上させるには、受光面積Ａは小さいほうが好ましい。

本実施形態では、受光面積Ａが２．２５×１０^−８ｍ^２であり、侵入量Ｐが１０μｍであるため、Ｐ／Ａは、４．４４×１０^２ｍ^−１である。したがって、本実施形態では、Ｐ／Ａは、図５に示すグラフのほぼピーク位置であり、ＳＮ比が最も向上している。

図７は、Ｐ／Ａをパラメータとして変化させた場合のシミュレーションによるＳＮ比の算出結果である。このシミュレーションでは、受光領域４１ａの大きさを変え、Ｌ_１＝Ｌ_２＝１５０μｍの場合と、Ｌ_１＝Ｌ_２＝３００μｍの場合とについてＳＮ比を算出している。なお、シンチレータ２０の屈折率は１．８１、表面保護膜２３の屈折率は１．６４としている。

このＳＮ比は、直径６μｍ、長さ６５０μｍの１つの柱状結晶３１に、１つの受光領域４１ａを対向させた場合に、柱状結晶３１から射出される可視光が該受光領域４１ａで受光される割合を示している。この受光領域４１ａ以外の周囲は、１００％吸収体であると仮定し、可視光の反射は考慮していない。

このシミュレーション結果から、Ｐ＝０の場合と、ＳＮ比がほぼ一致するＰ／Ａの値（臨界点δ）は、Ｌ_１＝Ｌ_２＝１５０μｍと、Ｌ_１＝Ｌ_２＝３００μｍとのいずれの場合もほぼ一致し、約１．４×１０^３ｍ^−１であることが分かる。ＳＮ比をＰ＝０の場合より向上させるには、Ｐ／Ａを、０＜Ｐ／Ａ≦１．４×１０^３ｍ^−１の範囲内に設定する必要がある。さらには、０．１×１０^３≦Ｐ／Ａ≦１．０×１０^３ｍ^−１の範囲内に設定することが好ましい。

次に、ＦＰＤ１１の製造方法を説明する。まず、アルミニウム製の支持基板２２を用意し、支持基板２２上にポリパラキシレンを気相成膜法で成膜することにより、約１０μｍの厚みを有する基板保護膜２２ａを形成する。そして、基板保護膜２２ａが形成された支持基板２２を蒸着装置（図示せず）のチャンバー内に入れ、チャンバー内の圧力と基板温度を制御することにより、基板保護膜２２ａ上に、厚みが約６５０μｍのＣｓＩ：Ｔｌからなるシンチレータ２０を形成する。このシンチレータ２０には、柱状結晶３１が形成される。

この後、シンチレータ２０が基板保護膜２２ａ上に形成された支持基板２２を蒸着装置から取り出し、全体にポリパラキシレンを気相成膜法で成膜することにより、約１０μｍの厚みを有する表面保護膜２３を形成する。このとき、ポリパラキシレンの成膜条件を制御することにより、前述の侵入量Ｐを調整することができる。例えば、侵入量Ｐが約１０μｍとなるように成膜条件を制御する。

次いで、光電変換パネル２１の素子部２１ｂ側の表面に粘着層２４を形成し、この粘着層２４が表面保護膜２３を介して、シンチレータ２０の柱状結晶３１の先端部３１ａに対向するように、光電変換パネル２１とシンチレータ２０とを貼り付ける。そして、シンチレータ２０、支持基板２２、及び粘着層２４の側部を覆うように、紫外線硬化樹脂を形成し、紫外線を照射して効果させることにより、端部封止材２５を形成する。以上により、ＦＰＤ１１が完成する。

図８は、Ｐ＝１０μｍ、Ｌ_１＝Ｌ_２＝１５０μｍ（すなわち、Ｐ／Ａ＝４．４４×１０^２ｍ^−１）として、表面保護膜２３の屈折率ｎ_１を変化させた場合のシミュレーションによるＳＮ比の算出結果である。ここで、シンチレータ２０の屈折率ｎ_２は、１．８１としている。このシミュレーション結果から、表面保護膜２３の屈折率ｎ_１は、１．５≦ｎ_１≦２．０（すなわち、ｎ_２−０．３≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．２）の範囲であることが好ましく、この範囲でＳＮ比が向上することが分かる。さらに、表面保護膜２３の屈折率ｎ_１は、１．６≦ｎ_１≦１．９（すなわち、ｎ_２−０．２≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．１）の範囲であることが好ましい。

なお、表面保護膜２３として、ポリパラキシレン以外の材料を用いる場合には、波長５５０ｎｍの光に対する透過率が９０％以上であることが好ましい。

次に、本実施形態の作用を説明する。Ｘ線画像検出装置１０を用いて放射線画像の撮影を行うには、撮影者（例えば、放射線技師）は、被写体の撮影部位と基台（図示せず）との間に、天板１４ａが撮影部位に対向するようにＸ線画像検出装置１０を挿入し、位置調整を行う。

位置調整が終了すると、撮影者は、コンソール（図示せず）を操作して撮影開始を指示する。これにより、Ｘ線発生器（図示せず）からＸ線が射出され、撮影部位を透過したＸ線がＸ線画像検出装置１０の天板１４ａに照射される。天板１４ａに照射されたＸ線は、天板１４ａ、接着層２６、光電変換パネル２１、粘着層２４、表面保護膜２３を透過してシンチレータ２０に入射する。

シンチレータ２０は、入射したＸ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０での可視光の発生は、主に、柱状結晶３１内の天板１４ａ側で生じる。柱状結晶３１内で発生した光は、各柱状結晶３１内を伝搬して、先端部３１ａから射出され、表面保護膜２３及び粘着層２４を透過して光電変換パネル２１の素子部２１ｂに入射する。

素子部２１ｂに入射した可視光は、画素４０毎に電荷に変換され、信号処理部４７に出力される。信号処理部４７では、各電荷を電圧信号に変換し、これをデジタル化することにより放射線画像を表す画像データを生成する。この画像データは、無線または有線によりコンソールに転送され、この画像データに基づく画像がコンソールに接続されたモニタ（図示せず）等に表示される。

上記実施形態では、Ｘ線の入射側から、光電変換パネル２１、シンチレータ２０の順に配置しているが、これとは逆に、Ｘ線の入射側から、シンチレータ２０、光電変換パネル２１の順に配置してもよい。

また、上記実施形態では、各画素の受光領域４１ａを正方形状（Ｌ_１＝Ｌ_２）としているが、受光領域４１ａを長方形状（Ｌ_１≠Ｌ_２）としてもよい。さらに、受光領域４１ａは、矩形状に限られず、その他の多角形状としてもよい。

また、上記実施形態では、シンチレータ２０をＣｓＩ：Ｔｌで形成しているが、シンチレータ２０の形成材料は、柱状結晶３１を構成するものであればよく、アルカリ金属のハロゲン化合物に賦活剤を添加したものであればよい。賦活剤としては、タリウム（Ｔｌ）、ナトリウム（Ｎａ）、ユウロピウム（Ｅｕ）、サマリウム（Ｓｍ）のうちから１または２以上選択すればよい。

また、上記実施形態では、気相成膜法によりシンチレータ２０に表面保護膜２３を形成しているが、シート状の耐湿材（例えば、ＰＥＴシート）をシンチレータ２０に貼り合わせることにより表面保護膜２３を形成してもよい。この場合には、耐湿材をシンチレータ２０に貼り合わせる際の圧力を制御することで、前述の侵入量Ｐを調整することができる。

また、上記実施形態では、放射線としてＸ線を用いているが、γ線やα線等、Ｘ線以外の放射線を用いてもよい。また、上記実施形態では、本発明を可搬型の放射線画像検出装置である電子カセッテに適用しているが、立位型や臥位型の放射線画像検出装置や、マンモグラフィ装置等にも適用可能である。

１０ Ｘ線画像検出装置
２０ シンチレータ
２１ 光電変換パネル
２１ａ ガラス基板
２１ｂ 素子部
２２ 支持基板
２２ａ 基板保護膜
２３ 表面保護膜
２４ 粘着層
２５ 端部封止材
３０ 非柱状結晶
３１ 柱状結晶
３１ａ 先端部
３２ 空気層
４０ 画素
４１ａ 受光領域
４２ キャパシタ
４３ 薄膜トランジスタ

Claims (17)

1. 複数の柱状結晶を有し、放射線を可視光に変換して前記柱状結晶の先端部から射出するシンチレータと、
   前記シンチレータの表面を覆い、前記柱状結晶の先端部が侵入した表面保護膜と、
   複数の画素を有するとともに、前記柱状結晶の先端部に対向して配置され、前記先端部から射出され前記表面保護膜を透過した可視光を前記各画素の受光領域で検出して電荷に変換する光電変換パネルと、を備え、
   前記先端部の前記表面保護膜への侵入量をＰ、前記画素の受光領域の面積をＡとした場合に、０＜Ｐ／Ａ≦１．４×１０^３ｍ^−１の関係を満たす
   ことを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記侵入量Ｐと前記面積Ａは、０．１×１０^３≦Ｐ／Ａ≦１．０×１０^３ｍ^−１の関係を満たすことを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 前記シンチレータは、アルカリ金属のハロゲン化合物に賦活剤が添加されたもので形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像検出装置。
4. 前記シンチレータは、ヨウ化セシウムに、タリウムが添加されたもので形成されていることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像検出装置。
5. 前記表面保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
6. 前記表面保護膜の屈折率をｎ_１、前記シンチレータの屈折率をｎ_２とした場合に、ｎ_２−０．３≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．２の関係を満たすことを特徴とする請求項１から４いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
7. 前記表面保護膜の屈折率ｎ_１と、前記シンチレータの屈折率ｎ_２とは、ｎ_２−０．２≦ｎ_１≦ｎ_２＋０．１の関係を満たすことを特徴とする請求項６に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記受光領域は、正方形状であることを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記光電変換パネルの表面に粘着層が形成され、前記シンチレータは、前記粘着層を介して前記光電変換パネルに貼り合わされていることを特徴とする請求項１から７いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
10. 前記シンチレータを支持する支持基板を備え、前記支持基板は、前記シンチレータに対して、前記光電変換パネルとは反対側に配置されていることを特徴とする請求項９に記載の放射線画像検出装置。
11. 前記支持基板上に基板保護膜を備え、前記基板保護膜上に前記シンチレータが蒸着形成されていることを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像検出装置。
12. 前記シンチレータは、前記基板保護膜上に形成された非柱状結晶と、前記非柱状結晶上に形成された前記柱状結晶とにより形成されていることを特徴とする請求項１１に記載の放射線画像検出装置。
13. 前記支持基板は、アルミニウムにより形成され、前記基板保護膜は、ポリパラキシレンにより形成されていることを特徴とする請求項１２に記載の放射線画像検出装置。
14. 前記シンチレータ、前記支持基板、前記粘着層の側部を覆う端部封止材を備えることを特徴とする請求項１３に記載の放射線画像検出装置。
15. 前記光電変換パネルは、ガラス基板と、前記ガラス上に形成された素子部とを有し、前記素子部は、前記複数の画素を有し、前記シンチレータに対向していることを特徴とする請求項１から１４いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
16. 前記各画素は、可視光を吸収して電荷を生成するフォトダイオードと、前記フォトダイオードが発生した電荷を蓄積するキャパシタと、前記キャパシタに蓄積された電荷を外部に出力させるための薄膜トランジスタとを含むことを特徴とする請求項１５に記載の放射線画像検出装置。
17. 前記光電変換パネルは、前記フォトダイオードより前記放射線の入射側に配置されていることを特徴とする請求項１から１６いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。

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