JP2014044200A - 放射線検出装置、その製造方法及び放射線検出システム - Google Patents

Abstract

【課題】センサパネルの上に直接に形成されたシンチレータ層を容易に剥離するための技術を提供する。
【解決手段】光を検出するセンサパネルと、センサパネルの上に形成されたシンチレータ層とを備える放射線検出装置が提供される。シンチレータ層は、センサパネルが検出可能な波長の光に放射線を変換するシンチレータと、発泡して膨張し、センサパネルとシンチレータ層との間の接着力を低下させる性質を有する微粒子と、シンチレータ及び微粒子を混在するように保持する樹脂とを有する。シンチレータ層は樹脂によってセンサパネルに接着されている。
【選択図】図１

Description

本発明は放射線検出装置、その製造方法及び放射線検出システムに関する。

光を検出するセンサパネルと、放射線を光に変換するシンチレータ層とを備える放射線検出装置の製造方法は大きく２つのタイプに分かれる。１つは直接タイプと呼ばれる製造方法であり、蒸着や塗布等によってセンサパネルの上に直接にシンチレータ層を形成する。もう１つは間接タイプと呼ばれる製造方法であり、基板上にシンチレータ層が形成されたシンチレータパネルを、接着剤等でセンサパネルに貼り合わせる。特許文献１では、直接タイプの製造方法において、有機溶媒に有機樹脂及びシンチレータを混ぜ込んだペーストをセンサパネルに塗布し、その後乾燥させることによってシンチレータ層を形成する。このシンチレータ層は有機樹脂の接着力によってセンサパネルに接着される。

特開２００２−２８６８４６号公報

センサパネルの上にシンチレータ層を形成する際にシンチレータ層が異物や気泡等の含んでしまう場合がある。このようにシンチレータ層だけに不具合が発生した場合に、センサパネルからシンチレータ層を剥離してセンサパネルを再利用することが行われる。しかしながら、シンチレータ層に含まれる樹脂による接着力は強力であるため、センサパネルからシンチレータ層を剥離した場合にセンサパネルに損傷を与えてしまう場合がある。そこで、本発明は、センサパネルの上に直接に形成されたシンチレータ層を容易に剥離するための技術を提供することを目的とする。

上記課題に鑑みて、本発明の１つの側面では、光を検出するセンサパネルと、前記センサパネルの上に配されたシンチレータ層とを備え、前記シンチレータ層は、前記センサパネルが検出可能な波長の光に放射線を変換するシンチレータと、発泡して膨張し、前記センサパネルと前記シンチレータ層との間の接着力を低下させる性質を有する微粒子と、前記シンチレータ及び前記微粒子を混在するように保持する樹脂とを有し、前記シンチレータ層は前記樹脂によって前記センサパネルに接着されていることを特徴とする放射線検出装置が提供される。

上記手段により、センサパネルの上に直接に形成されたシンチレータ層を容易に剥離するための技術が提供される。

本発明の第１実施形態の放射線検出装置１００の構造例を説明する図。 本発明の実施形態のセンサパネルの構造例を説明する図。 本発明の実施形態の画素２０２の構造例を説明する図。 本発明の第１実施形態の放射線検出装置１００の製造方法例を説明する図。 本発明の第１実施形態の放射線検出装置１００の製造方法例を説明する図。 本発明の第２実施形態の放射線検出装置６００の構造例を説明する図。 本発明の第２実施形態の放射線検出装置６００の製造方法例を説明する図。 本発明の実施形態の放射線検出システムの構造例を説明する図。

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。本発明の一部の実施形態は、光を検出するセンサパネルと、このセンサパネルの上に形成され、センサパネルが検出可能な波長の光に放射線を変換するシンチレータ層とを備える放射線検出装置に関する。

図１を参照して本発明の第１実施形態に係る放射線検出装置１００の構造を説明する。放射線検出装置１００はセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０とを有しており、図１はこれらの断面図を示す。シンチレータ層１２０はセンサパネル１１０の上に直接に形成されている。ここで、直接に形成されるとは、例えばセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間に、これらを貼り合わせるための接着層等のような他の構成要素を含まないことを意味する。図１には図示していないが、放射線検出装置１００は、シンチレータ層１２０の側面及び上面を覆ってシンチレータ層１２０の防湿性を向上させる保護層や、シンチレータ層１２０で発生した光をセンサパネル１１０へ導く反射層等の他の構成要素を有してもよい。

センサパネル１１０は光を検出できればどのような構成であってもよい。ここで、図２及び図３を参照して、センサパネル１１０の構成例を説明する。図２（ａ）はセンサパネル１１０として用いうるセンサパネル２００の構造を説明する断面図である。センサパネル２００は、基板２０１、画素２０２及びセンサ保護層２０３を備えうる。基板２０１はガラスや耐熱性プラスチック等の材料で形成され、基板２０１に複数の画素２０２がアレイ状に配置されて画素アレイを構成する。画素２０２は、光を電荷に変換する光電変換部として機能する光電変換素子２０４と、この電荷を読み出すためのＴＦＴや導電線等を含む回路２０５とを含みうる。光電変換素子２０４は例えばアモルファスシリコンを用いて形成でき、ＭＩＳ型センサ、ＰＩＮ型センサ、ＴＦＴ型センサ等の構成を取りうる。センサパネル１１０は画素アレイの外部に、回路２０５を駆動するための駆動回路や、画素アレイからの信号を処理する信号処理回路を備えてもよい。センサ保護層２０３は画素２０２を被覆して保護し、例えばＳｉＮやＳｉＯ₂等の無機材料で形成される。シンチレータ層１２０はセンサパネル２００の画素アレイを覆う位置に形成される。

図２（ｂ）はセンサパネル１１０として用いうる別のセンサパネル２１０の構造を説明する断面図である。センサパネル２１０は、基台２１１と、画素アレイが形成されたセンサ基板２１２とを粘着剤２１３等で貼りあわせることによって形成されうる。センサ基板２１２の画素アレイは図２（ａ）のセンサパネル２００の画素アレイと同様の構成であってもよい。

図３は、画素２０２の構成例を説明する平面図である。画素２０２は、上述の回路２０５として、ＴＦＴ３０１、ゲート線３０２及び信号線３０３を含みうる。ＴＦＴ３０１は光電変換素子２０４で発生した電荷、又はこの電荷に基づく増幅信号を読み出す。ゲート線３０２はＴＦＴ３０１のオン・オフを切り替える駆動信号をＴＦＴ３０１のゲートへ供給するために用いられる。信号線３０３は光電変換素子２０４からの電気信号等を外部の信号処理部へ読み出すために用いられる。また、画素２０２は、光電変換素子２０４の電荷をリセットするために用いられる共通リセット線３０４を有してもよい。

再び図１を参照して、シンチレータ層１２０の構成を具体的に説明する。シンチレータ層１２０は、シンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を備えうる。シンチレータ１２１及び微粒子１２２はシンチレータ層１２０の中で混在しており、樹脂１２３によって保持される。

シンチレータ１２１は、光電変換素子２０４が検出可能な波長の光に放射線を変換する。本発明の一部の実施形態では、シンチレータ１２１は粒子状であり、その粒径は例えば１〜３０μｍである。ここで、粒径とは、粒子を完全な球体と仮定した場合にその直径に相当する便宜的な値である。粒径は、コールターカウンター法又はレーザー回折・散乱法（マイクロトラック法）によって測定してもよい。以下の微粒子１２２の粒径についても同様である。シンチレータ１２１の材料として、硫酸化ガドリニウム（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ）にテルビウム（Ｔｂ）をドープした材料等を用いうる。その他、シンチレータ１２１として、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）にタリウム（Ｔｌ）をドープした材料に代表されるハロゲン化アルカリ系の材料を用いてもよい。

微粒子１２２は熱膨張性微粒子であり、加熱により発泡して膨張する性質を有する。微粒子１２２が膨張することにより、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との接着力が低下し、シンチレータ層１２０をセンサパネル１１０から容易に剥離できる。例えば、微粒子１２２は、ある規定の温度以上に加熱にした場合に体積が５〜１０倍に膨張するマイクロカプセル化した発泡剤である。このような発泡剤として、イソブタン、ペンタン、プロパン等の加熱により容易にガス化して膨張する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球を用いてもよい。微粒子１２２の殻は、熱可塑性物質、熱溶融性物質、熱膨張により破裂する物質等で形成されうる。微粒子１２２の殻を形成する物質として、例えば塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール、ポリメチルメタクリレート、ポリアクリロニトリル、ポリ塩化ビニリデン、ポリスルホン等を用いてもよい。微粒子１２２は、例えばコアセルベーション法、界面重合法等により製造できる。

微粒子１２２の材料として、無機系の発泡剤を用いてもよい。無機系の発泡剤として、例えば炭酸アンモニウム、炭酸水素アンモニウム、炭酸水素ナトリウム、亜硝酸アンモニウム、水素化ホウ素ナトリウム、アジド類等を用いてもよい。

微粒子１２２として市販品を利用してもよい。例えば、商品名「マツモトマイクロスフェアー（登録商標）Ｆ−３０」、「マツモトマイクロスフェアーＦ−５０」、「マツモトマイクロスフェアーＦ−８０Ｓ」、「マツモトマイクロスフェアーＦ−８５」（松本油脂製薬株式会社製）を用いてもよい。または、商品名「エクスパンセル（登録商標）Ｄｕ」（Ａｋｚｏ Ｎｏｂｅｌ Ｓｕｒｆａｃｅ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ＡＢ社製）等を用いてもよい。

また、別の実施形態では、微粒子１２２として、吸水により発泡また膨潤する吸水性微粒子が用いられ得る。例えば、微粒子１２２は、吸水した場合に体積が５〜１０倍に膨潤するマイクロカプセル化した発泡剤である。このような発泡剤として、たとえば、吸水によりガス発生する物質を、弾性を有する殻内に内包させた微小球を用いてもよい。微粒子１２２の殻は、水分を透過する材料または水分に可溶な材料、所謂、水溶性樹脂で形成されうる。微粒子１２２の殻を形成する物質として、例えばポリアクリル酸ナトリウム、ポリアクリルアミドなどのアクリル酸系水溶性ポリマー、ポリビニルアルコール、ポリエチレンイミン、ポリエチレンオキシド、ポリビニルピロリドン等を用いてもよい。微粒子１２２は、例えばコアセルベーション法、界面重合法、ｉｎ−ｓｉｔｅ重合法、噴霧乾燥法、乾式混合法等により製造できる。

微粒子１２２の材料として、水分を溶媒としてガス化する材料、例えば炭酸水素ナトリウム（あるいは炭酸ナトリウム）とクエン酸混合物、炭酸水素ナトリウム（あるいは炭酸ナトリウム）とフマル酸混合物等を用いてもよい。

また、別の実施形態では、例えば、微粒子１２２は、吸水した場合に体積が５〜１００倍に膨潤する物質である。このような粒子として、たとえば、吸水して膨潤する物質を粒子状に形成した微小球を用いてもよい。微粒子１２２の材料として、所謂、吸水性ポリマー、例えば、グラフト重合あるいはカルボキシメチル化によるデンプン系ポリマー、およびセルロース系ポリマー、ポリアクリル酸塩系ポリマー、ポリビニルアルコール系ポリマー、ポリアクリルアミド系ポリマー、ポリオキシエチレン系ポリマー等を用いてもよい。吸水したら圧力をかけても水を離しにくい性質を有するポリアクリル酸ナトリウム系ポリマーを微粒子１２２として用いてもよい。

また、微粒子１２２として市販品を利用してもよい。例えば、アラソーブ（荒川化学社製）、ワンダーゲル（花王社製）、ＫＩゲル（クラレイソプレン社製）、サンウェット（三洋化成社製）、スミカゲル（住友化学社製）、ランシール（日本エクスラン社製）、アクアリザーブＧＰ（日本触媒化学社製）、ダイヤウェット（三菱油化社製）、Ｗａｔｅｒ Ｌｏｃｋ（グレインプロセシング社製）、Ａｑｕａｌｏｎ（ハーキュレス社製）等を用いてもよい。または、バルガス７００（ライオン社製）、アクアキープＴＭ（ポリアクリル酸塩系高吸水性樹脂）（住友精化社製）等を用いてもよい。

微粒子１２２の粒径は、例えば１〜８０μｍであってもよく、特に３〜５０μｍであってもよい。微粒子１２２の発泡量は、殻内に内包させる物質の種類および量を調整することで設定できる。また、微粒子１２２は、体積膨張率が５倍以上、特に１０倍以上となるまで破裂しない適度な強度を有するものであってもよい。このような強度を有することにより、加熱又は吸水によって微粒子１２２が膨張した場合にセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力を効率よく低下できる。

加熱により膨張し得る微粒子１２２の発泡開始温度は、殻内に内包させる物質の種類を調整することで設定できる。放射線検出装置１００のシンチレータ層１２０に含める微粒子１２２の発泡開始温度として、例えば６０〜１７０℃を設定してもよく、特に１００〜１７０℃を設定してもよい。また、センサパネル１１０による光の検出に影響を与えないように、微粒子１２２の色は無色透明であってもよい。

微粒子１２２が膨張した場合のセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０と間の接着力の低下の度合いはシンチレータ層１２０に含まれる微粒子１２２の量に依存する。微粒子１２２の量は、例えばシンチレータ層１２０における微粒子１２２の体積密度によって規定されうる。以下、微粒子１２２の膨張率をβとする。微粒子１２２の体積密度が（４００π）／（３β³）％未満の場合に、微粒子１２２が膨張してもセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力の低下が十分に得られない場合がある。微粒子１２２の体積密度が（４００π）／（３β³）％以上（２０００π）／（３β³）％未満の場合に、微粒子１２２が膨張した場合にセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力が低下する。しかし、微粒子１２２が発泡・膨張してできる発泡球が接着面全体に行き渡らず、シンチレータ層１２０を剥離した後に、センサパネル１１０に樹脂１２３が残存する場合がある。微粒子１２２の体積密度が（２０００π）／（３β³）％以上の場合に、微粒子１２２が膨張した場合にセンサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力が低下する。さらに、微粒子１２２が発泡・膨張してできる発泡球が接着面全体に行き渡り、シンチレータ層１２０をセンサパネル１１０から容易に剥離でき、センサパネル１１０に樹脂１２３が残存することもない。

また、シンチレータ層１２０における微粒子１２２の体積密度が５０％を超えると、シンチレータ１２１により発生した光が微粒子１２２に阻害されてセンサパネル１１０に十分に到達しないことがある。その結果として、放射線検出装置１００の解像度（ＭＴＦ）が低下する。そこで、シンチレータ層１２０をセンサパネル１１０から容易に剥離でき、且つ放射線検出装置１００の解像度を確保するために、微粒子１２２の体積密度を（２０００π）／（３β³）％以上５０％以下に設定してもよい。

樹脂１２３はシンチレータ１２１及び微粒子１２２を保持するためのバインダとして機能するとともに、シンチレータ層１２０をセンサパネル１１０に接着する機能を有する。樹脂１２３として、水やアルコール系溶媒に可溶な有機樹脂であるポリビニルアセタール、ポリビニルアルコール、ポリビニルピロリドン、ポリビニルブチラール、セルロース系樹脂、アクリル系樹脂を用いてもよい。特に、樹脂１２３として、水に可溶な積水化学工業製エスレックＫＷ、またはエタノールに可溶な積水化学工業製エスレックＢシリーズ等のポリビニルアセタール樹脂を用いてもよい。樹脂１２３は、蛍光体塗布ペーストを作成する際に使用可能な樹脂であれば何れの樹脂でもよく、例えば、エチルセルロース、ニトロセルロース、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネートなどのセルロース系樹脂、アクリル樹脂、ウレタン樹脂、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアセタール樹脂、アルキッド樹脂、フェノール樹脂、メラミン樹脂、ユリア樹脂、ロジン樹脂、尿素樹脂高融点脂肪酸等の汎用されている有機ビヒクル（バインダー）等を用いうる。さらに、樹脂１２３として、これらの樹脂の１種類以上を組み合わせて用いてもよい。

樹脂１２３は、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間に加熱プロセス等で発生する応力を緩和しうる。この応力は、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の熱膨張係数の差に起因しうる。樹脂１２３の引張弾性率が０．７ＧＰａ未満である場合に、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力が不十分となり、層間剥離が発生してしまう場合がある。また、樹脂１２３によって保持されるシンチレータ１２１及び微粒子１２２同士の接着力が不十分となり、シンチレータ１２１及び微粒子１２２同士の間で接着破壊が発生してしまう場合がある。一方、樹脂１２３の引張弾性率が３．５ＧＰａ以上である場合に、シンチレータ層１２０の応力を十分に吸収できず、層間剥離が発生してしまう場合がある。そこで、樹脂１２３の引張弾性率が０．７ＧＰａ以上３．５ＧＰａ未満の範囲に含まれるようにシンチレータ層１２０を形成してもよい。また、樹脂１２３の引張弾性率はシンチレータ層１２０の全体で一様であってもよいし、一様でなくてもよい。例えば、シンチレータ層１２０は、センサパネル１１０に近い位置において最も強い応力がかかるので、センサパネル１１０に近い位置において樹脂１２３の引張弾性率が最も低くなるような分布を有していてもよい。また、シンチレータ層１２０における微粒子１２２の密度（例えば体積密度）も、シンチレータ層１２０の全体で一様であってもよいし、一様でなくてもよい。例えば、例えば、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力を効率よく低下させるように、センサパネル１１０に近い位置において微粒子１２２の密度が最も高くなるような分布を有していてもよい。

続いて、図４を参照しつつ、放射線検出装置１００の製造方法の一例を説明する。この例ではスリットコート方式によってシンチレータ層１２０を形成する。まず、センサパネル１１０を準備して、ステージ４０１の上に固定する。センサパネル１１０の製造方法としてどのような技術を用いてもよく、例えば周知の技術を用いてもよいので、詳細な説明を省略する。次に、ビヒクルと呼ばれる有機溶剤中にシンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を混ぜ込んだペースト４０２を作成する。ビヒクル中に含まれる溶剤として、昨今の環境問題に鑑みて、水やアルコール系溶媒等の分子量が小さくヒドロキシ基を含んだ溶剤を用いてもよい。ビヒクル中に含まれる溶剤は、有機樹脂、その他の添加剤を良く溶解する溶剤であれば何でもよい。溶剤として、例えば、エチレングリコール、プロピレングリコール、ジエチレングリコール、ジプロピレングリコールなどのグリコール類、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノブチルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ヘキシルエーテル、エチレングリコールモノアリルエーテル、エチレングリコールドデシルエーテル、エチレングリコールモノイソブチルエーテル、エチレングリコールモノフェニルエーテル、エチレングリコールイソアミルエーテル、エチレングリコールベンジルエーテル、ジエチレングリコールモノメチルエーテル、ジエチレングリコールモノエチルエーテル、ジエチレングリコールモノブチルエーテル、トリエチレングリコールモノメチルエーテル、トリエチレングリコールモノブチルエーテルなどのグリコールエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテル、ジプロピレングリコールモノメチルエーテル、トリプロピレングリコールモノメチルエーテルなどのグリコールエーテル類とそのアセテート類、アジピン酸ジメチル、グルタル酸ジメチル、コハク酸ジメチル等の２塩基酸のジエステル塩、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン、ジエチルケトン、メチルアミルケトン、シクロヘキサノンなどのケトン類、キシレン、トルエン、エチルベンゼンなどの芳香族類、ｎ−プロピルアルコール、イソプロピルアルコール、ブタノール、α−テルピネオール、β−テルピネオール、カルベオール、メタンジオール、トリデシルアルコールなどのアルコール類、２，２，４−トリメチル−１，３−ペンタンジオールモノ（２−メチルプロパネート）、メチル−３−メトキシプロピオネート、酢酸エチル、酢酸イソプロピル、酢酸ブチル、酢酸イソブチル、酢酸メトキシブチル、酢酸アミル、酢酸イソアミル、酢酸シクロヘキシル、酢酸ベンジル、プロピオン酸エチル、プロピオン酸ブチル、プロピオン酸イソブチル、プロピオン酸イソアミルなどのエステル類、ジメチルアセトアミド、ジメチルホルムアミド等の公知の溶剤を用いうる。これらのうちの二種類以上を混合して用いてもよい。また、分散性や、ペーストの印刷性を向上させるために、必要に応じて消泡剤、チキソトロピー付与剤、レベリング剤、分散剤を溶剤に添加することができる。そして、図４（ａ）に示すように、ダイコータ４０３からペースト４０２を射出させながら走査して、センサパネル１１０の上面に塗布する。

センサパネル１１０の画素アレイを覆う位置にペースト４０２を塗布し終わったら、ペースト４０２を加熱して乾燥させることによって、有機溶剤を除去してペースト４０２を硬化させる。微粒子１２２が加熱により膨張し得るものである場合、この加熱は微粒子１２２が発泡を開始する温度よりも低い温度を用いて行い、例えば８０〜１５０℃で加熱する。これによって、図４（ｂ）に示すように、シンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を含むシンチレータ層１２０が形成され、放射線検出装置１００が得られる。

上記の実施形態では微粒子１２２をペースト４０２に混ぜ込むことによって、シンチレータ１２１及び微粒子１２２が混在したシンチレータ層１２０を形成したが、他の方法でこのようなシンチレータ層１２０を形成してもよい。例えば、微粒子１２２をセンサパネル１１０の上に配置した後、有機溶剤中にシンチレータ１２１及び樹脂１２３を混ぜ込んだペーストを微粒子１２２の上からセンサパネル１１０に塗布してもよい。このように形成されたシンチレータ層１２０は、センサパネル１１０に近い部分にのみにおいてシンチレータ１２１及び微粒子１２２が混在し、センサパネル１１０から離れた部分には微粒子１２２を含まない。この場合であっても、微粒子１２２を発泡させることによって、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の密着力を低下できる。さらに、ペーストを塗布する工程を複数回行って、それぞれの工程においてペーストの種類を変更してもよい。例えば、シンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を異なる比率で溶剤に混ぜ込むことでペーストの種類を変更してもよいし、それぞれの要素の材料を変更してペーストの種類を変更してもよい。これによって、樹脂１２３の引張弾性率が一様でないシンチレータ層１２０を形成できる。また、上述の例では乾燥により樹脂１２３を硬化させたが、樹脂１２３として光硬化樹脂を用いる場合には、塗布したペースト４０２に光を照射して樹脂１２３を硬化させてもよい。

続いて、図５を参照しつつ、放射線検出装置１００の製造方法の別の例を説明する。この例ではスクリーン印刷法によってシンチレータ層１２０を形成する。スリットコート方式の場合と同様に、センサパネル１１０を準備して、ステージ４０１の上に固定する。センサパネル１１０の上にメッシュ板５０１を乗せ、メッシュ板５０１の上にペースト４０２を乗せる。スクリーン印刷法で用いられるペーストは、スリットコート方式で用いられる上述のペースト４０２と同じであってもよい。そして、図５（ａ）に示すように、スキージ５０２をメッシュ板５０１に押しあてながら走査することで、メッシュ板５０１の開口部から均一にペースト４０２を射出し、センサパネル１１０の上に塗布する。その後スリットコート方式の場合と同様に、ペースト４０２を加熱して乾燥させることによって、有機溶剤を除去してペースト４０２を硬化させる。これによって、放射線検出装置１００が得られる。スクリーン印刷法を用いる場合でも、スリットコート方式の場合と同様に、異なる種類のペーストを複数回に分けて塗布してもよいし、微粒子１２２をセンサパネル１１０の上に配置し、微粒子１２２の上からペーストを塗布してもよい。

上述のように製造された放射線検出装置１００からシンチレータ層１２０を剥離する場合に、例えば微粒子１２２が発泡を開始する温度よりも高い温度になるように微粒子１２２を加熱し、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力を低下させる。または、微粒子１２２を含む蛍光体に水分を付与することにより微粒子１２２を発泡または膨潤させて、センサパネル１１０とシンチレータ層１２０との間の接着力を低下させる。その後、センサパネル１１０からシンチレータ層１２０を剥離してもよい。

上述の例では、シンチレータ１２１は粒状の形状を有していたが、シンチレータ１２１は柱状の形状を有していてもよい。柱状のシンチレータ１２１の場合に、まず、センサパネル１１０の上に蒸着によってシンチレータ１２１を形成する。その後、微粒子１２２及び樹脂１２３を含むペーストをシンチレータ１２１の柱間に流し込み、ペーストを乾燥することでシンチレータ層１２０を形成してもよい。

続いて、図６を参照して本発明の第２実施形態に係る放射線検出装置６００の構造を説明する。放射線検出装置６００はセンサパネル１１０とシンチレータ層６２０とを有しており、図６（ａ）はこれらの断面図を示す。本実施形態においても、シンチレータ層６２０はセンサパネル１１０の上に直接に形成されている。第１実施形態において説明した数々の変更例は本実施形態においても同様に適用可能である。

シンチレータ層６２０は、シンチレータ層１２０と同様に、シンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を含むが、シンチレータ層６２０における微粒子１２２の配置がシンチレータ層１２０とは異なる。図６（ｂ）の平面図に詳細に示すように、画素２０２において、微粒子１２２は、光電変換素子２０４を覆う部分には配置されず、それ以外の他の部分に含まれる回路２０５を覆う部分に配置される。本実施形態の画素２０２の例では、ＴＦＴ３０１、ゲート線３０２及び信号線３０３を覆う部分に微粒子１２２が配置される。このように光電変換素子２０４を覆う部分に微粒子１２２を配置しないことによって、光電変換素子２０４に照射される光を微粒子１２２が阻害することを防げる。また、ＴＦＴ３０１、ゲート線３０２及び信号線３０３に入射した光は電荷に変換されないので、この部分を微粒子１２２で覆ったとしても、放射線検出装置６００の動作に影響しない。微粒子１２２の直径がゲート線３０２や信号線３０３の幅よりも小さくなるように、例えば直径が１μｍ〜３０μｍである微粒子を選択してもよい。

続いて、図７を参照しつつ、放射線検出装置６００の製造方法の一例を説明する。この例ではスリットコート方式によってシンチレータ層６２０を形成する。まず、センサパネル１１０を準備して、ステージ４０１の上に固定する。次に、図７（ａ）に示すように、回路２０５を覆う位置に微粒子１２２を配置する。この配置方法として、直接に配置してもよいし、装置によりアライメントされた位置にニードル等から射出により配置してもよいし、マスク・スリットを用いて配置してもよい。ビヒクルと呼ばれる有機溶剤中にシンチレータ１２１及び樹脂１２３を混ぜ込んだペースト７０２を作成する。ペースト７０２には微粒子１２２が含まれない。ビヒクル中に含まれる溶剤として、昨今の環境問題に鑑みて、水やアルコール系溶媒等の分子量が小さくヒドロキシ基を含んだ溶剤を用いてもよい。そして、図７（ｂ）に示すように、ダイコータ４０３からペースト７０２を射出させながら走査して、センサパネル１１０の上面に塗布する。

センサパネル１１０の画素アレイを覆う位置にペースト７０２を塗布し終わったら、ペースト７０２を加熱して乾燥させることによって、有機溶剤を除去してペースト７０２を硬化させる。この加熱は微粒子１２２が発泡を開始する温度よりも低い温度を用いて行い、例えば８０〜１５０℃で加熱する。これによって、図７（ｃ）に示すように、シンチレータ１２１、微粒子１２２及び樹脂１２３を含むシンチレータ層６２０が形成され、放射線検出装置６００が得られる。図７ではスリットコート方式を用いた製造方法を説明したが、第１実施形態と同様に、スクリーン印刷法を用いても同様に製造できる。

図８は、本発明による放射線検出装置のＸ線診断システム（放射線検出システム）への応用例を示したものである。
Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、図４に示したような放射線検出装置（イメージセンサ）６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレータは発光し、これをセンサパネルの光電変換素子が光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルに変換され信号処理部となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ６０８０で観察できる。また、この情報は電話、ＬＡＮ、インターネット等のネットワーク６０９０等の伝送処理部により遠隔地へ転送できる。その結果、別の場所のドクタールーム等の表示部となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。

Claims (12)

1. 光を検出するセンサパネルと、
   前記センサパネルの上に配されたシンチレータ層とを備え、
   前記シンチレータ層は、
   前記センサパネルが検出可能な波長の光に放射線を変換するシンチレータと、
   発泡して膨張し、前記センサパネルと前記シンチレータ層との間の接着力を低下させる性質を有する微粒子と、
   前記シンチレータ及び前記微粒子を混在するように保持する樹脂とを有し、
   前記シンチレータ層は前記樹脂によって前記センサパネルに接着されていることを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記微粒子は、加熱により発泡して膨張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。
3. 前記微粒子は、吸水により発泡又は膨潤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。
4. 前記センサパネルは複数の画素を有し、それぞれの画素は光を検出する光電変換部と、その他の部分とを有し、
   前記微粒子は、前記光電変換部を覆う位置に配置されず、前記その他の部分を覆う位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の放射線検出装置。
5. 前記シンチレータ層における前記微粒子の密度は、前記センサパネルに近い方が高いことを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の放射線検出装置。
6. 前記樹脂の引張弾性率は、前記センサパネルに近い方が低いことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の放射線検出装置。
7. 前記シンチレータは粒子状の硫酸化ガドリニウムを含むことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の放射線検出装置。
8. 放射線検出装置の製造方法であって、
   光を検出するセンサパネルを準備する準備工程と、
   前記センサパネルに上にシンチレータ層を直接に形成する形成工程とを有し、
   前記シンチレータ層は、
   前記センサパネルが検出可能な波長の光に放射線を変換するシンチレータと、
   発泡して膨張し、前記センサパネルと前記シンチレータ層との間の接着力を低下させる性質を有する微粒子と、
   前記シンチレータ及び前記微粒子を混在するように保持する樹脂とを有し、
   前記形成工程において、前記シンチレータ層は前記樹脂によって前記センサパネルに接着されることを特徴とする製造方法。
9. 前記形成工程は、
   前記センサパネルの上に、前記微粒子を配置する工程と、
   前記微粒子の上から、前記シンチレータ及び前記樹脂が混在したペーストを前記センサパネルに塗布する工程と、
   前記ペーストを硬化させる工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
10. 前記準備工程において準備されるセンサパネルは複数の画素を有し、それぞれの画素は光を検出する光電変換部と、その他の部分とを有し、
    前記配置する工程において、前記光電変換部の上に前記微粒子を配置せず、前記その他の部分の上に前記微粒子を配置することを特徴とする請求項９に記載の製造方法。
11. 前記形成工程は、
    前記微粒子、前記シンチレータ及び前記樹脂が混在したペーストを前記センサパネルの上に塗布する工程と、
    前記ペーストを硬化させる工程とを含むことを特徴とする請求項８に記載の製造方法。
12. 請求項１乃至７の何れか１項に記載の放射線検出装置と、
    前記放射線検出装置からの信号を処理する処理部とを備えることを特徴とする放射線検出システム。

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