JP2018077195A - 放射線像変換スクリーン、フラットパネルディテクタ、及びｘ線検査装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、感度—鮮鋭度特性を維持しつつ、ＤＱＥの優れたＸ線像の撮像が可能な放射線像変換スクリーンを提供する。また、発明は、上記放射線像変換スクリーン及び光検出器を含む、画質の優れたＸ線像の撮像が可能なフラットパネルディテクタ、並びにＸ線検査装置を提供する。【解決手段】基板、及び、該基板上に形成された蛍光体層を有する放射線像変換スクリーンであって、蛍光体層が、基板上に形成される第１の蛍光体層と、第１の蛍光体層のさらに上層に形成された第２の蛍光体層を有し、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の粒子径分布が、ピークを複数有し、当該ピークから２つのピークを強度が高い順に選択し、選択したピークの粒子径を大きい順にｄ１、ｄ２としたとき、ｄ１／ｄ２が３．５以上であり、かつ、基板上の蛍光体重量が、１００ｍｇ／ｃｍ２以上、１４０ｍｇ／ｃｍ２以下であることを特徴とする放射線像変換スクリーン。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線像変換スクリーン、フラットパネルディテクタ、及びＸ線検査装置に存する。

従来、医療現場において、フィルムを用いたＸ線画像が広く用いられてきた。しかし、フィルムを用いたＸ線画像はアナログ画像情報であるため、解像度が十分でなく、また保存性も良くなかった。そこで、近年、コンピューテッドラジオグラフィ（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型のＸ線ディテクタ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）等のデジタル方式が開発されている。

Ｘ線を可視光に変換する間接方式のフラットパネルディテクタ（ＦＰＤ：フラットパネルディテクタ）においては、Ｘ線を可視光に変換するために、放射線像変換スクリーンが使用される。放射線像変換スクリーンは、タリウム賦活のヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）やテルビウム賦活の酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）（ＧＯＳ）等のＸ線蛍光体を含み、照射されたＸ線に応じて、該Ｘ線蛍光体が可視光を発光して、その発光をＴＦＴやＣＣＤなどを備えた光検出器で電気信号に変換することにより、Ｘ線の情報をデジタル画像情報に変換する。

ＦＰＤには、より照射Ｘ線に対する感度が高く、かつ高鮮鋭度のものが望まれている。感度を高めるためには放射線像変換スクリーンにおける蛍光体量を多くすることが有効であるが、蛍光体量を多くすると、放射線像変換スクリーンの厚みが増して蛍光体から発光した可視光がより広がりやすくなり鮮鋭度が低下する。この光の拡散の影響を抑え、鮮鋭度を保ったまま感度を向上させるために、従来から二層以上の多層構造にしたり、粒度の異なる二種類以上の蛍光体を混合することにより、蛍光体層の充填率を大きくすることが検討されている。例えば、特許文献１では、蛍光体層を２層構造とし、蛍光体の平均粒径を調整する方法が開示されている。

特開２０００−１５５１９８号公報

Ｘ線検査装置で撮影したＸ線像の画質を決定する要因としては、コントラスト（γ）、鮮鋭度（ＭＴＦ）、ノイズ特性・粒状度（ＷＳ）などが知られている。しかしながら、コントラスト、鮮鋭度（ＭＴＦ）、ノイズ特性・粒状度（ＷＳ）による評価結果は、互いに必ずしも一致するとは限らず、また、得られたＸ線像の画質も必ずしも満足できるというものではなかった。

近年、画質を表す指標として、「鮮鋭度／ノイズ」で算出されるＤＱＥ（Ｄｅｔｅｃｔｉｖｅ ｑｕａｎｔｕｍ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ、検出量子効率）が注目されている。
そこで我々は蛍光体層の構造を検討することにより、従来から画像特性の重要な因子とされていた感度―鮮鋭度特性を維持しながら、更に粒状性を向上させ、その結果ＤＱＥを向上させる方法を見出し、本発明に至った。

本発明は上記に鑑みてなされたものであり、画質の優れたＸ線像の撮像が可能な放射線
像変換スクリーンを提供する。
また、本発明は、上記放射線像変換スクリーン及び光検出器を含む、画質の優れたＸ線像の撮像が可能なフラットパネルディテクタを提供する。
更に本発明は、画質の優れたＸ線像の撮像が可能なＸ線検査装置を提供する。

本発明者等は鋭意検討を行った結果、粒子径分布と蛍光体重量を調整した放射線像変換スクリーンを用いることで、上記課題を解決しうることを見出し、本発明に到達した。
上記構成により、課題を解決できる理由は明らかとなっていないが、
蛍光体層を２層構造とし、更に基板上に形成される第１の蛍光体層の上層に形成された第２の蛍光体層に含まれる蛍光体配合の最適化により蛍光体層厚みを維持することにより鮮鋭度を維持しつつ、蛍光体使用量を増加させることによりＸ線の吸収量を大きくして粒状性を改善したことと、通常医療用に用いられるＸ線の線質に対して最もＤＱＥが高まる蛍光体重量を見出し、その最適蛍光体重量としたことにより感度―鮮鋭度特性を維持しながら、ＤＱＥを改善したことで、画質の優れたＸ線像の撮像が可能な放射線像変換スクリーンを提供することができたものと推測される。

即ち、本発明の要旨は、
基板、及び、該基板上に形成された蛍光体層を有する放射線像変換スクリーンであって、
蛍光体層が、基板上に形成される第１の蛍光体層と、第１の蛍光体層のさらに上層に形成された第２の蛍光体層を有し、
第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の粒子径分布が、ピークを複数有し、
当該ピークから２つのピークを強度が高い順に選択し、選択したピークの粒子径を大きい順にｄ_１、ｄ_２としたとき、ｄ_１／ｄ_２が３．５以上であり、かつ、
基板上の蛍光体重量が、１００ｍｇ／ｃｍ^２以上、１４０ｍｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする放射線像変換スクリーン、該放射線像変換スクリーン及び光検出器を備えたフラットパネルディテクタ、並びに、該フラットパネルディテクタを備えたＸ線像検査装置に存する。

本発明により、感度―鮮鋭度特性を維持しつつ、ＤＱＥの優れたＸ線像の撮像が可能な放射線像変換スクリーンを提供することが可能になる。
また、本発明は、上記放射線像変換スクリーン及び光検出器を含む、画質の優れたＸ線像の撮像が可能なフラットパネルディテクタを提供することが可能になる。
更に本発明は、画質の優れたＸ線像の撮像が可能なＸ線検査装置を提供することが可能になる。

本発明の一実施形態に係る放射線像変換スクリーンを含むフラットパネルディテクタの構成を模式的に表した断面図である。 本発明フラットパネルディテクタを適用したＸ線検査装置の一実施形態としての概略構成を模式的に示す図である。 実験例における放射線像変換スクリーンの蛍光体重量及び相対ＤＱＥ値をプロットした図である。縦軸が相対ＤＱＥ値であり、横軸は蛍光体重量である。

以下、本発明について実施形態や例示物を示して説明するが、本発明は以下の実施形態や例示物等に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において任意に変形して実施することができる。
尚、本明細書において「〜」を用いて表される数値範囲は、「〜」の前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む範囲を意味する。

以下、図１を用いて本発明の実施形態に係る放射線像変換スクリーン、およびそれを用いたフラットパネルディテクタ（以下、「ＦＰＤ」と称する場合がある）の好ましい構成について説明するが、本発明はこれらに限定されない。
本発明は、基板、及び、該基板上に形成された蛍光体層を有する放射線像変換スクリーンであって、
蛍光体層が、基板上に形成される第１の蛍光体層と、第１の蛍光体層のさらに上層に形成された第２の蛍光体層を有し、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の粒子径分布が、ピークを複数有し、
当該ピークから２つのピークを強度が高い順に選択し、選択したピークの粒子径を大きい順にｄ_１、ｄ_２としたとき、ｄ_１／ｄ_２が３．５以上であり、かつ、
基板上の蛍光体重量が、１００ｍｇ／ｃｍ^２以上、１４０ｍｇ／ｃｍ^２以下である放射線像変換スクリーン、該放射線像変換スクリーン及び光検出器を備えたフラットパネルディテクタ、並びに、該フラットパネルディテクタを備えたＸ線像検査装置である。

フラットパネルディテクタ１は、放射線像変換スクリーン２、光検出器３、および電源部（図示しない）からなる。放射線像変換スクリーン２は、入射されたＸ線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの範囲の電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる範囲の電磁波（光）を発光する。
放射線像変換スクリーン２は、支持基板４及び支持基板上に形成された蛍光体層５を含む。

放射線像変換スクリーン２の出光面と光検出器３とを、保護層６を介して、接着又は密着させることでフラットパネルディテクタ１となる。放射線像変換スクリーン２で発光した光が、光検出器３に到達して光電変換を行い、出力する。以下、各構成部材について、説明する。

［支持基板］
蛍光体層を形成する足場となる支持基板としては、例えば酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリエチレンテレフタレートなどのポリエステル、ポリスチレン、ポリメタクリレート、ポリアミド、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリカーボネートなどの樹脂、及びこれにＴｉＯ_２やＡｌ_２Ｏ_３などのフィラーを分散させたもの、紙、アルミニウムなどが用いられる。

支持基板の蛍光体層を形成する側の面の反射率は、通常８５％以上であり、好ましくは８６％以上、より好ましくは８７％以上、更に好ましくは８８％以上、特に好ましくは８９％以上、最も好ましくは９０％以上であり、上限は特に制限されないが通常１００％以下である。
支持基板の厚みは特段限定されず、通常１００μｍ以上、好ましくは１５０μｍ以上、通常３００μｍ以下、好ましくは２８０μｍ以下である。
支持基板上には、蛍光体層との接着のため、樹脂層を設けたり、放電等の表面処理されていることが望ましい。

［蛍光体層］
本発明に用いる蛍光体層は、蛍光体を含む層であり、基板上に形成される第１の蛍光体層（蛍光体層１ともいう）と、第１の蛍光体層のさらに上層に形成された第２の蛍光体層（蛍光体層２ともいう）を有する。

（第２の蛍光体層の粒子径分布）
本発明の第２の蛍光体層は単一の粒子径分布をもった蛍光体ではなく、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の粒子径分布が、ピークを複数有し、
当該ピークから２つのピークを強度が高い順に選択し、選択したピークの粒子径を大きい順にｄ_１、ｄ_２としたとき、ｄ_１／ｄ_２が３．５以上、好ましくは３．８倍以上、より好ましくは４．０倍以上、更に好ましくは４．２倍以上、特に好ましくは４．５倍以上であり、一方、好ましくは１０倍以下、より好ましくは８倍以下、更に好ましくは６倍以下、特に好ましくは５．５倍以下である。上記値が小さすぎる場合、蛍光体が充填しにくく鮮鋭度が不十分となる。一方、上記値が大きすぎる場合、均一な蛍光体混合が難しくなり膜質の低下をきたしやすい傾向がある。

なお、本発明では、ピークの粒子径は粒子径分布の各ピークのピークトップの位置をピークの粒子径として算出する。但し、蛍光体層が２種類の蛍光体を含有する場合において、各蛍光体の平均粒子径が既知であれば、その値をピークの粒子径として算出して良い。
また、第２の蛍光体層は、少なくとも２種類の異なる体積基準の平均粒子径を持った蛍光体を含有していることが好ましい。第２の蛍光体層が２種の粒子からなる場合は、粒子径の大きい蛍光体の含有重量に対する、粒子径の小さい蛍光体の含有重量が、通常０．２倍以上、好ましくは０．２５倍以上、より好ましくは０．３倍以上であり、一方通常０．５倍以下、好ましくは０．４５倍以下、より好ましくは０．４倍以下である。
上記範囲であれば、蛍光体が密に充填されやすくなるため鮮鋭度を維持することができる。

（蛍光体層の蛍光体重量）
本発明の蛍光体層の蛍光体重量は１００ｍｇ／ｃｍ^２以上であり、好ましくは１０５ｍｇ／ｃｍ^２以上、より好ましくは１０７ｍｇ／ｃｍ^２以上、更に好ましくは１１０ｍｇ／ｃｍ^２以上、また通常１４０ｍｇ／ｃｍ^２以下、好ましくは１３５ｍｇ／ｃｍ^２以下、より好ましくは１３０ｍｇ／ｃｍ^２以下である。
上記範囲を下回ると、吸収されるＸ線量が少なくなるため粒状性が不十分となり、ＤＱＥが低下しやすい。一方、蛍光体積載量が大きすぎる場合、支持体側の蛍光体の発光が取り出しにくくなるためにこのことによってもＤＱＥが低下してしまう傾向がある。

（蛍光体）
本実施形態において蛍光体は、入射されたＸ線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を発光する蛍光体の粒子をいう。
蛍光体層は、特開２０００−１６２３９４号公報や特開２００３−８２３４７号公報に記載の如く、酸硫化ガドリニウム蛍光体（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ）に、テルビウム（Ｔｂ）を賦活物質として含有する蛍光体（以下、これをＧＯＳ：Ｔｂ蛍光体とも称する。）、
ＧＯＳ：Ｔｂ以外にも、賦活物質にＰｒを含有したＧＯＳ：Ｐｒ、テルビウム（Ｔｂ）を賦活物質としたタンタル酸ガドリニウム（ＧｄＴａＯ４：Ｔｂ）や、タンタル酸ルテチウム（ＬｕＴａＯ４：Ｔｂ）を単独または混合使用することができる。

また、必要に応じて第１の蛍光体層と、第２の蛍光体層の蛍光体の種類を変えることもできるし、各蛍光体層内で蛍光体の種類を変えた混合系でも良い。
蛍光体層１に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径は、通常１０μｍ以下、好ましくは８μｍ以下、より好ましくは６μｍ以下、更に好ましくは５μｍ以下、また通常０．５μｍ以上、好ましくは０．８μｍ以上、より好ましくは１．０μｍ以上、更に好ましくは１．２μｍ以上、特に好ましくは１．５μｍ以上である。

上記範囲内であると、光を散乱する効果が大きく、得られる放射線像変換スクリーンの
感度が良好である点で好ましい。
蛍光体層２に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径は、通常３０μｍ以下、好ましくは１５μｍ以下、また通常３．０μｍ以上、好ましくは５．０μｍ以上、さらに好ましくは８μｍ以上である。

上記範囲内であると、光を散乱する効果が大きく、得られる放射線像変換スクリーンの感度が良好である点で好ましい。
また、本発明において、第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径は、第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径より大きいことが好ましい。これは第１の蛍光体層は第２の蛍光体層の発光を効率よく反射させるために比較的小粒子であることが好ましく、一方第２の蛍光体層の蛍光体は発光を外部に効率良く取り出すためにできるだけ光吸収を小さくする必要があるため比較的大粒子であることが好ましい。

・最大粒子径ｄｍａｘ
蛍光体層２に含まれる蛍光体の最大粒子径ｄｍａｘは、通常２００μｍ以下、好ましくは１５０μｍ以下、より好ましくは１２０μｍ以下、更に好ましくは１００μｍ以下、特に好ましくは８０μｍ以下である。ｄｍａｘが大きすぎると発光の不均一を起こし、画質低下を招く傾向がある。
また、最大粒子径は、平均粒子径の測定の際に得られた粒子径分布において、粒子が測定された最も大きい粒子径の値として定義される。

・粒子径分布の大きさ（Ｑ．Ｄ．値）
混合されるそれぞれの蛍光体は、大きい粒子のすき間を小さい粒子で埋めることにより蛍光体層の詰まりを向上させる必要があり、そのためにはできるだけ粒子径分布がシャープであることが望ましい。
上記ｄ_１、ｄ_２のピークのＱ．Ｄ．値は、通常０．４０以下、好ましくは０．３０以下、より好ましくは０．２５以下である。Ｑ．Ｄ.値が大きすぎると蛍光体層の充填量の低
下を招く傾向がある。
なお、Ｑ．Ｄ．値は蛍光体の粒子径分布の大きさを表し、以下の式より求めることができる。
Ｑ．Ｄ．＝（７５％径−２５％径）／（７５％径＋５％径）
粒子径分布がシャープなものほどは、Ｑ．Ｄ．値は小さくなる。

[蛍光体層１の形成方法]
蛍光体層１を形成する場合、その工程には通常、蛍光体含有塗布液調合工程、塗布工程、及び乾燥工程、を含む。尚、乾燥工程後に、後処理工程（洗浄、乾燥などを行う工程）を任意に含んでいてもよい

（蛍光体含有塗布液調合工程）
蛍光体含有塗布液調合工程では、蛍光体含有塗布液を調合する。
蛍光体含有塗布液は、前記蛍光体を含み、必要に応じてその他の媒質、例えば、バインダー樹脂、有機溶剤、分散剤、可塑剤、光重合性開始剤／熱重合開始剤等を含有させてもよい。

本発明の蛍光体含有塗布液に含有されてもよいバインダー樹脂としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、硝化綿、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、線状ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキル−（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ゼラチン、デキストリン等のポリサッカライド、アラビアゴムなどが挙げ
られる。

蛍光体含有塗布液にバインダー樹脂を含有させる場合には、蛍光体全量に対しバインダー樹脂が通常０．５重量％以上、好ましくは１重量％以上、より好ましくは１．５重量％以上、更に好ましくは２重量％以上であり、また通常１０重量％以下、好ましくは８重量％以下、より好ましくは６重量％以下、更に好ましくは５重量％以下である。
また、分散剤としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はないが、例えば、フタル酸、ステアリン酸などが挙げられる。

更に、可塑剤としては、リン酸トリフェニル、フタル酸ジブチルなどが挙げられる。
これら材料は、１種を単独で用いてもよく、異なる２種以上を併用してもよい。
蛍光体含有塗布液に含有されていてもよい有機溶剤としては、上記蛍光体及び媒質を溶解又は分散できるものであれば特に制限はないが、例えば、エタノール、メチルエチルエーテル、酢酸ブチル、酢酸エチル、エチルエーテル、キシレンなどが挙げられる。有機溶剤は、１種を単独で用いてもよく、異なる２種以上を併用してもよい。
蛍光体を含む上記原料を、適宜混合・撹拌することで、蛍光体含有塗布液を調製できる。

（塗布工程、乾燥工程）
塗布工程では、調製した蛍光体含有塗布液を支持体上に塗布し、塗膜を形成する。
塗布による塗膜の形成方法としては、本発明の効果を損なわない限り特に制限はなく公知の技術が適用可能であるが、例えば、アプリケーター法、ブレードコート法、ダイコート法、スクリーン印刷法、インクジェット法、スピンコーター法などが挙げられる。

これらのコーティング法を用いて蛍光体層を作製するが、コーティングの方式により塗布条件は適宜調整する必要があり、いずれにしても乾燥後の膜厚が下記の通りとなることが必要である。２層にした場合の各層の膜厚については、蛍光体層の断面を、例えば電子顕微鏡により観察することにより計測することができる。
これらのコーティング法を用い所望の膜厚となるようにして蛍光体層１を得る。蛍光体層１の厚みは特段限定されず、通常５μｍ以上、好ましくは７μｍ以上、より好ましくは１０μｍ以上、更に好ましくは１２μｍ以上、通常１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下、より好ましくは４０μｍ以下、更に好ましくは３０μｍ以下である。
上記範囲であれば、蛍光体層１からの発光に加え、蛍光体層２からの発光を適切に反射することができるので有効である。

[蛍光体層２の形成方法]
蛍光体層２の形成方法としては特段の限定は無く、前述の蛍光体層１と同様の方法で形成することができる。即ち、支持体上に蛍光体層１を形成した後、表面側（発光を取り出す側）に位置する蛍光体層２を形成するための蛍光体を用いて蛍光体塗布液を調製する以外は上記と同様にして、先に形成された蛍光体層１の上に蛍光体層２を形成する。蛍光体層２の形成に際しては、蛍光体層１形成用の蛍光体塗布液を支持体上に塗布した後、乾燥させずに直ちに、この上に所望の膜厚となるように蛍光体層２形成用の蛍光体塗布液を塗布し、それからこれらを乾燥させて、蛍光体層１及び蛍光体層２からなる２層構成の蛍光体層を形成する。

蛍光体層２の厚みは特段限定されず、通常１００μｍ以上、好ましくは１５０μｍ以上、より好ましくは１７０μｍ以上、更に好ましくは１８０μｍ以上、通常３００μｍ以下、好ましくは２５０μｍ以下、より好ましくは２３０μｍ以下、更に好ましくは２２０μｍ以下である。
上記範囲であれば、発光強度と鮮鋭度に影響する膜厚みとのバランスが良く画質的に最
も有効である。

［保護膜］
前記第２の蛍光体層を形成後、基板と対峙する側には保護層を形成してもよい。保護層は蛍光体層を形成する蛍光体の劣化抑制と同時に、バインダー樹脂、分散剤、可塑剤、光重合性開始剤／熱重合開始剤等の蛍光体層含有物の劣化抑制にも寄与する。また、蛍光体の脱落抑制等にも奏功する。このような観点から、保護層は気体バリア性に優れ、機械強度を有し、比較的厚膜であることが好ましい。しかし、過度な厚膜保護膜は、放射線像変換スクリーンとして重要なＭＴＦ特性を劣化させため、高鮮鋭度特性を実現するためには保護膜は薄膜化する必要がある。発明者らの検討によれば、本発明の蛍光体層好適に利用できる保護層厚みは通常１．５μｍ〜５．５μｍであり、好ましくは２．０μｍ〜５．０μｍであり、より好ましくは２．５μｍ〜４．５μｍであり、最も好ましくは３．０μｍ〜４．０μｍである。

また、保護層の材質は、ウレタン（メタ）アクリレート、単官能（メタ）アクリレート、多官能（メタ）アクリレートを含有する放射線硬化性組成物の硬化物が好ましい。また、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリプロピレン（ＰＰ）等のフィルムであることも好ましい。特に、適切な膜厚を有するＰＥＴフィルムはガスバリア性、耐久性、機械強度等にも優れ、薄膜化も可能なことから好適に利用可能である。なお、前述の放射線硬化性組成物、各種フィルム中には、必要に応じて適宜上記以外の材料が含有されていてもよい。

また、保護層としては、後述する光検出器の受光部材料、中間に存在しうるＯＣＡ（Optically Clear Adhesive）の屈折率を考慮して、材料選択をすることも重要である。これはシンチレーション光の反射抑制機能を内在させるためであり、保護層の屈折率としてはシンチレーション光の波長において１．４〜１．７程度が好ましく、１．４５〜１．６５程度がより好ましく、１．５〜１．６程度が最も好ましい。

さらに、これら保護層を当該蛍光体層が形成された基板側と対峙する側に配置するためには、保護層と蛍光体層の間に保護膜接着層を有することが好ましい。保護膜接着層は蛍光体層と保護膜の一体化を実現できれば、その材質は特に限定されないが、たとえば、ウレタン樹脂、スチレン・ブタジエン共重合体、アクリロニトリル・ブタジエン共重合体、エステル樹脂、クロロプレン樹脂、シリコーン樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂等を含むことが好ましい。

保護膜接着層の厚みは、蛍光体層と一体化された後には放射線像変換スクリーン面内においては各所でその厚みが異なるが、機械強度の観点ではその厚みが厚いことが好ましく、一方、高鮮鋭度特性を実現するためにはその厚みが薄いことが好ましい。この特性を踏まえつつ、発明者らが検討した結果、当該保護膜接着層厚はその最大厚みで制御することが好ましいことが明らかとなった。また、その最大厚みは０．００１μｍ〜１．１μｍ以下であることが機械強度と高鮮鋭度特性の両立の観点から好ましく、０．０１μｍ〜１．０μｍ以下であることがより好ましく、０．１μｍ〜０．９μｍ以下であることがさらに好ましく、０．２５μｍ〜０．８５μｍであることが最も好ましい。
上記のようにして得られる、本発明の放射線画像変換スクリーンの相対ＤＱＥ値は、通常１０２以上、好ましくは１０３以上、より好ましくは１０４以上、更に好ましくは１０５以上である。

［光検出器］
光検出器は、蛍光体層に対向して光電変換部を備え、蛍光体層で発せられた蛍光を、電気信号等に変換する機能を有する。このような機能を有する限り光検出器は特段限定され
ず、既知の光検出器を適宜用いることができる。

［Ｘ線検査装置］
図２に示すＸ線検査装置において、１８ は人体、動物、各種物品等の被検体であり、
この被検体１８に対してＸ線管１２等の放射線源からＸ線１３が照射される。被検体１８により吸収もしくは散乱されたＸ線１３は、フラットパネルディテクタ１４を内蔵するＸ線画像撮影装置１５に照射される。被検体１８を透過したＸ線はフラットパネルディテクタ１４で画像信号として検出される。Ｘ線画像撮影装置１５から出力される画像信号は、画像処理部１６でデジタル処理された後、ＣＲＴ等の表示部１７にＸ線画像（検査画像）として表示される。

以下、本発明を実施例によりさらに具体的に説明するが、本発明はその要旨を逸脱しない限り、以下の実施例に限定されるものではない。
［放射線像変換スクリーンの作製］
（実施例１）
ポリビニルブチラール樹脂、ウレタン樹脂及び可塑剤の混合物１７重量部を、メチルエチルケトン、トルエン、２−ブタノール、イソプロピルアルコール、及び、キシレンの混合溶剤８３重量部に溶解し、十分に攪拌して結合剤を作成した。この結合剤１６重量部と体積基準の平均粒子径３μｍのＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ蛍光体８４重量部とを混合して充分に撹拌し、さらにこれを撹拌機にて分散処理して「下層(蛍光体層１)用蛍光体塗布液」を調製した。次いで蛍光体として、体積基準の平均粒子径３μｍ（ｄ_２）のＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ蛍光体１８．５重量部と体積基準の平均粒子径１５μｍ（ｄ_１）のＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ蛍光体６５．５重量部を混合し粒子径分布に２つのピークがあるものを用いたこと以外は下層(蛍光体層１)用蛍光体塗布液と同様にして「上層(蛍光体層２)用蛍光体塗布液」を調整した。

次いで、ポリエチレンテレフタレートフィルム（東レ社製 Ｅ２０ 厚み２５０μｍ）
の支持基板上に、ギャップが１５０ｕｍであるブレードコータを使用して前記「下層(蛍
光体層１)用蛍光体塗布液」を塗布して下層(蛍光体層１)を形成し、引き続き、下層(蛍光体層１)の上にギャップが６００ｕｍであるブレードコータを使用して前記「上層(蛍光体層２)用蛍光体塗布液」を塗布して上層を塗布し、１０分間２０℃で静置後、乾燥温度が
７０℃から８０℃の乾燥機内で乾燥させることにより実施例１の放射線像変換スクリーンを得た。尚、上層(蛍光体層２)塗布する際のギャップは支持体からのギャップを表す。

「下層(蛍光体層１)用蛍光体塗布液」及び「上層(蛍光体層２)用蛍光体塗布液」の蛍光体の体積基準の平均粒子径、及び下層(蛍光体層１)及び上層(蛍光体層２)塗布時のギャップ厚みを表１に示した通りとする以外は実施例１と同様にして実施例２及び比較例１〜６を得た。尚、比較例３，４は下層(蛍光体層１)の塗布は実施せず、支持基板上に蛍光体層２を直接塗布している。

次に、ピクセルピッチが４８μｍのＣ−ＭＯＳ画像センサーをディテクターとして、試作した放射線像変換スクリーンの相対感度、相対鮮鋭度および相対ＤＱＥ値を評価した。
なお、測定においては、Ｘ線発生位置からＸ線カメラ受光部表面までの距離を２ｍとし、厚さ１０ｃｍの水ファントムを通した管電圧８０ｋＶ、管電流９６ｍＡのＸ線で撮影した。また、評価に際しては空間周波数２ｌｐｓ／ｍｍにおける数値を採用し、相対感度、相対鮮鋭度、相対ＤＱＥ値を評価した。なお、空間周波数２ｌｐｓ／ｍｍの値は、Ｘ線像変換スクリーンの特性評価において、広く代表値として使用されている。

評価結果から、実施例１及び２のＸ線像変換スクリーンは、蛍光体重量を最適な範囲とし、蛍光体層1、蛍光体層２の蛍光体の粒子径及びその粒子径分布を調整することにより
、比較例１〜６のＸ線像変換スクリーンに比べて感度、鮮鋭度のバランスを保ちながら高い相対ＤＱＥ値を有するＸ線像変換スクリーンが得られることが明らかになった。
各項目の定義、算出方法を、以下に示す。

＜体積基準の粒子径分布＞
体積基準の平均粒子径、最大粒子径、Ｑ．Ｄ値、は、ベックマン社製コールターカウン
ターを用いて測定した。
＜相対感度＞
感度は、Ｘ線をＸ線像変換スクリーンに照射した時のＸ線カメラで検出される５０×５０ｍｍ面積の平均光量を比較例５を標準とした相対値で示した。

＜相対ＤＱＥ＞
ＤＱＥは、以下の方法で求めたＭＴＦとＮＮＰＳ (規格化ノイズパワースペクトル)から下式を用いて計算したｑ’ＤＱＥを比較例５を標準とした相対値で示した。
ｑ’ＤＱＥ ＝ ＭＴＦ^２／ＮＮＰＳ
（相対鮮鋭度）
Ｘ線カメラの画素列に対して約３°傾けて配置した厚さ１ｍｍのＷ（タングステン）エッジを介してＸ線像を撮像し、エッジ部の拡がりからＥＳＦ (エッジスプレッドファンクション) を測定した。このＥＳＦを微分することでＬＳＦ (ラインスプレッドファンクション)を計算し、さらにＬＳＦをフーリエ変換することで空間周波数に対するＭＴＦ（鮮
鋭度）を計算した値を比較例５を標準とした相対値で示した。

（ＮＮＰＳ）
感度測定と同様に撮像した Ｘ線画像における各画素の光量値から全画素の平均光量値
を減算しノイズ画像を得た。このノイズ画像を２次元フーリエ変換し、絶対値の二乗を計算することでＮＰＳ（ノイズパワースペクトル）を計算した。さらにＮＰＳを上記平均光量値の二乗で除算することによりＮＮＰＳを計算した。

１ フラットパネルディテクタ
２ Ｘ線像変換スクリーン
３ 光検出器
４ 支持基板
５ 蛍光体層
６ 保護膜
１１ Ｘ線検査装置
１２ Ｘ線管
１３ Ｘ線
１４ フラットパネルディテクタ
１５ Ｘ線画像撮影装置
１６ 画像処理部
１７ 表示部
１８ 被検体

Claims (12)

1. 基板、及び、該基板上に形成された蛍光体層を有する放射線像変換スクリーンであって、
   蛍光体層が、基板上に形成される第１の蛍光体層と、第１の蛍光体層のさらに上層に形成された第２の蛍光体層を有し、
   第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の粒子径分布が、ピークを複数有し、
   当該ピークから２つのピークを強度が高い順に選択し、選択したピークの粒子径を大きい順にｄ_１、ｄ_２としたとき、ｄ_１／ｄ_２が３．５以上であり、かつ、
   基板上の蛍光体重量が、１００ｍｇ／ｃｍ^２以上、１４０ｍｇ／ｃｍ^２以下であることを特徴とする放射線像変換スクリーン。
2. 該放射線像変換スクリーンの相対ＤＱＥ値が、１０２以上であることを特徴とする請求項１に記載の放射線像変換スクリーン。
3. 第２の蛍光体層が２種類の異なる体積基準の平均粒子径を持った蛍光体を含有し、粒子径の大きい蛍光体の含有重量に対する、粒子径の小さい蛍光体の含有重量が、０．２倍以上、０．５倍以下であることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線像変換スクリーン。
4. 第２の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径が、第１の蛍光体層に含まれる蛍光体の体積基準の平均粒子径よりも大きいことを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載の放射線像変換スクリーン。
5. 基板の反射率が、８５％以上であることを特徴とする請求項１から４の何れか１項に記載の放射線像変換スクリーン。
6. 蛍光体層に含まれる蛍光体が、テルビウムを賦活した酸硫化ガドリニウム蛍光体、タンタル酸ガドリニウム蛍光体、タンタル酸ルテチウム蛍光体からなる群より選ばれる少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から５の何れか１項に記載の放射線像変換スクリーン。
7. 該蛍光体層が形成された基板側と反対側に保護層を有し、該保護層の厚みが１．５μｍ〜４．５μｍであることを特徴とする請求項１から６記載の何れか１項に記載の放射線像変換スクリーン。
8. 該保護層が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、ポリプロピレンからなる群より選ばれる材料の少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項７に記載の放射線像変換スクリーン。
9. 該保護膜と該蛍光体層の間の少なくとも一部に、保護膜接着層を有することを特徴とする請求項７又は８に記載の放射線像変換スクリーン
10. 該保護膜接着層の最大膜厚が０．００１μｍ〜１．０μｍであることを特徴とする請求項９に記載の放射線像変換スクリーン
11. 請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放射線像変換スクリーンと光検出器を備えた、フラットパネルディテクタ。
12. 請求項１１に記載のフラットパネルディテクタを備えた、Ｘ線検査装置。