JP5429174B2

JP5429174B2 - 放射線変換パネル

Info

Publication number: JP5429174B2
Application number: JP2010529665A
Authority: JP
Inventors: 康史永田; 惠民笠井; 寛伊佐; 誠飯島
Original assignee: Konica Minolta Inc
Current assignee: Konica Minolta Inc
Priority date: 2008-09-18
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2014-02-26
Anticipated expiration: 2029-03-16
Also published as: WO2010032503A1; JPWO2010032503A1

Description

本発明は、被写体の放射線画像を形成する際に用いられる放射線変換パネルに関する。

従来、Ｘ線画像のような放射線画像は医療現場において病状の診断に広く用いられている。特に、増感紙−フィルム系による放射線画像は、長い歴史のなかで高感度化と高画質化が図られた結果、高い信頼性と優れたコストパフォーマンスを併せ持った撮像システムとして、今なお、世界中の医療現場で用いられている。しかしながらこれら画像情報はいわゆるアナログ画像情報であって、近年発展を続けているデジタル画像情報のような、自由な画像処理や瞬時の電送が出来ない。

そして、近年ではコンピューテッドラジオグラフィ（ｃｏｍｐｕｔｅｄｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（ｆｌａｔｐａｎｅｌｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置が登場している。これらは、デジタルの放射線画像が直接得られ、陰極管や液晶パネル等の画像表示装置に画像を直接表示することが可能なので、必ずしも写真フィルム上への画像形成が必要なものではない。その結果、これらのデジタル方式のＸ線画像検出装置は、銀塩写真方式による画像形成の必要性を低減させ、病院や診療所での診断作業の利便性を大幅に向上させている。以下、ＦＰＤについて詳細を説明する。

ＦＰＤに使用される蛍光体のなかでもヨウ化セシウム（ＣｓＩ）はＸ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成出来るため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能である（例えば、特許文献１参照）。

また、発光効率を向上させるため、タリウム、ナトリウム、ルビジウムなどの賦活剤と呼ばれる元素をヨウ化セシウムに含有させることが知られている。また、受光素子から遠いところにあるシンチレータの端に反射面を設け、シンチレータから受光素子への光の伝達を向上させることも試みられている（例えば、特許文献２参照）。

また、結晶内を伝播する光はライトガイド効果により、結晶の根元から先端へ向かう光と先端から根元へ向かう光とに分けられる。先端から根元へ向かう光は、基板で反射する際に散乱成分が多くなる。上記のように輝度を向上させることで、結晶内を伝達する光量が増加するので散乱光も増加し、鮮鋭性を低下させることが問題であった。

鮮鋭性の低下を防ぐため、蛍光体の母体成分からなる柱状結晶構造を形成し、次いで母体成分と賦活剤成分からなる柱状結晶構造を積層する提案がなされている（特許文献３参照）が、この方法ではＭＴＦの改善が十分ではない。
特開昭６３−２１５９８７号公報特公平７−２１５６０号公報特開２００３−５０２９８公報

本発明は、上記状況に鑑み成されたものであり、その課題は、高輝度であり、かつ鮮鋭性に優れる放射線変換パネルを提供することにある。

本発明の上記目的は、以下の構成により達成することができる。

１．基板上に、蛍光体母材を含有する柱状結晶を有し膜厚が１００μｍ以上である蛍光体層を有する放射線変換パネルであって、
該蛍光体層が、該基板により近い第一の蛍光体層および該基板により遠い第二の蛍光体層からなり、
該第一の蛍光体層は、該蛍光体母材からなり、膜厚が０．１〜５０μｍであり、
該第二の蛍光体層は、該蛍光体母材および賦活剤を含有し、
かつ該柱状結晶は、基板側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ａと、基板側とは反対側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ｂとが、１．５≦ｂ／ａ≦３０である関係を有する柱状結晶であることを特徴とする放射線変換パネル。

２．基板上に、蛍光体母材を含有する柱状結晶を有し膜厚が１００μｍ以上である蛍光体層を有する放射線変換パネルであって、
該蛍光体層が、該基板により近い第一の蛍光体層および該基板により遠い第二の蛍光体層からなり、
該第一の蛍光体層は、該蛍光体母材からなり、膜厚が１．０〜５０μｍであり、
該第二の蛍光体層は、該蛍光体母材および賦活剤を含有し、
かつ該柱状結晶は、基板側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ａと、基板側とは反対側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ｂとが、２≦ｂ／ａ≦３０である関係を有する柱状結晶であることを特徴とする１に記載の放射線変換パネル。

３．前記第一の蛍光体層の膜厚ｃと前記第二の蛍光体層の膜厚ｄとが、３≦ｄ／ｃ≦１０００である関係を有することを特徴とする１または２に記載の放射線変換パネル。

４．前記蛍光体層が気相法によって形成された蛍光体層であることを特徴とする１から３のいずれか１項に記載の放射線変換パネル。

５．前記蛍光体母材が、ヨウ化セシウムであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載の放射線変換パネル。

６．前記賦活剤がタリウムであることを特徴とする５に記載の放射線変換パネル。

また、本発明においては、下記の構成も好ましい態様である。

７．前記蛍光体母材が、臭化セシウムであることを特徴とする１から４のいずれか１項に記載の放射線変換パネル。

８．前記賦活剤がユーロピウムであることを特徴とする７に記載の放射線変換パネル。

９．前記第二の蛍光体層を、基板に対向して１０層に分割し、各層の柱状結晶中の賦活剤の濃度を基板側から順にｙ_１、ｙ_２、ｙ_３、ｙ_４、ｙ_５、ｙ_６、ｙ_７、ｙ_８、ｙ_９、ｙ_１０（モル％）とし、ｙ_２〜ｙ_１０のうち最大の値をｙ_{（ＭＡＸ）}、最小の値をｙ_{（ｍｉｎ）}とするとき、ｙ_{（ＭＡＸ）}≦１．２ｙ_１、０．１ｙ_１≦ｙ_{（ｍｉｎ）}であることを特徴とする１から８のいずれか１項に記載の放射線変換パネル。

１０．第一の蛍光体層の膜厚が、１．０〜５０μｍであり、前記平均円相当径ａと、平均円相当径ｂとが、２．０≦ｂ／ａ≦３０であることを特徴とする１から９に記載の放射線変換パネル。

本発明の上記手段により、高輝度であり、かつ鮮鋭性に優れた放射線変換パネルが提供できる。

放射線変換パネルの例の概略構成を示す断面図である。蒸着装置の概略構成を示す図である。蛍光体層の拡大模式断面図である。

符号の説明

１放射線変換パネル
２基板
３反射層
４保護層
５第一の蛍光体層
６第二の蛍光体層
７柱状結晶
１０蛍光体層
６１蒸着装置
６２真空容器
６３ボート
６４ホルダ
６５回転機構
６６真空ポンプ

本発明は、基板上に、蛍光体母材を含有する柱状結晶を有し膜厚が１００μｍ以上である蛍光体層を有する放射線変換パネルであって、該蛍光体層が、該基板により近い第一の蛍光体層および該基板により遠い第二の蛍光体層からなり、第一の蛍光体層は、該蛍光体母材からなり、膜厚が０．１〜５０μｍであり、第二の蛍光体層は、該蛍光体母材および賦活剤を含有し、かつ該柱状結晶は、基板側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ａと、基板側とは反対側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ｂとが、１．５≦ｂ／ａ≦３０である関係を有する柱状結晶であることを特徴とする。

本発明においては、特に蛍光体層を２層とし、蛍光体層の柱状結晶を特定の形状とすることで、高輝度であり、かつ鮮鋭性に優れた放射線変換パネルが提供できる。

（蛍光体層）
本発明の放射線変換パネルは、基板上に蛍光体層を有する。

本発明に係る蛍光体層は、蛍光体母材を含有する柱状結晶を有し、膜厚が１００μｍ以上であり、後述する第一の蛍光体層と、第二の蛍光体層からなる。

本発明に係る蛍光体層に用いられる蛍光体とは、Ｘ線等の入射された放射線のエネルギーを吸収して、波長が３００ｎｍから８００ｎｍの電磁波、即ち可視光線を中心に紫外光から赤外光に亘る電磁波（光）を発光する蛍光体をいう。

蛍光体母材としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができる。これらの中でも、Ｘ線から可視光に対する変更率が比較的高く、蒸着によって容易に蛍光体を柱状結晶構造に形成できるため、光ガイド効果により結晶内での発光光の散乱が抑えられ、蛍光体層の厚さを厚くすることが可能であることから、本発明においては、瞬時発光の蛍光体ではヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が、輝尽性蛍光体では臭化セシウムが好ましく用いられる。

蛍光体層の膜厚は、発光強度、鮮鋭性の面から１００μｍ以上であることが必要であり、１００μｍ〜１０００μｍであることが好ましく、特に１００μｍ〜６００μｍが好ましい。

本発明に係る、第一の蛍光体層は基板に、より近い側に位置する層であり、蛍光体母材からなり、膜厚が０．１〜５０μｍである。基板に、より近い側に位置する層とは、基板と接触する層であるか、または後述のように、基板と蛍光体層との間に反射層を有する場合には反射層と接触する層であり、さらにその上に保護層を有する場合には、保護層に接触する層である。

第一の蛍光体層の蛍光体母材としては、上述のヨウ化セシウムまたは臭化セシウムが好ましく用いられる。

本発明に係る蛍光体母材からなり、とは第一の蛍光体層が、賦活剤を含まず、蛍光体母材から形成されていることをいう。賦活剤を含まずとは、賦活剤の蛍光体層に対する含有量が、０．０１質量％以下であることをいう。

第一の蛍光体層の膜厚は、高輝度・鮮鋭性維持の面から、０．１μｍ〜５０μｍである必要があり、１．０μｍ〜５０μｍが好ましく、特に５μｍ〜４０μｍであることが好ましい。

第一の蛍光体層は、蛍光体層が柱状結晶を有する構成であることから、柱状結晶が不連続で存在する層である。

第二の蛍光体層は、基板に、より遠い位置に位置する層である。即ち、第一の蛍光体層上に存在し、蛍光体母材および賦活剤を含有する。

本発明に係る賦活剤とは、蛍光体母材中に含有されることで、発光効率を上昇し得る元素である。賦活剤を蛍光体母剤中に含有させるために用いる化合物としては、タリウム化合物、ナトリウム化合物、ルビジウム化合物等が挙げられるが、特にタリウム化合物が好ましく用いられる。

タリウム化合物としては、種々のタリウム化合物（＋Ｉと＋IIIの酸化数の化合物）を使用することができる。好ましいタリウム化合物はヨウ化タリウム（ＴｌＩ）、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、またはフッ化タリウム（ＴｌＦ、ＴｌＦ_３）等である。

蛍光体母材中に含有させるには、蛍光体母材と賦活剤とを含む蒸発源を加熱し、基板上に蒸着する方法により行うことができる。

蛍光体母材が、ヨウ化セシウムの場合賦活剤としては、タリウムが好ましく、臭化セシウムの場合には、ユーロピウムが好ましく用いられる。

賦活剤の第二の蛍光体層中における分布としては、下記のような分布が好ましい。

第二の蛍光体層を、反射層に対向して１０層に分割し、各層の柱状結晶中の賦活剤の濃度を基板側から順にｙ_１、ｙ_２、ｙ_３、ｙ_４、ｙ_５、ｙ_６、ｙ_７、ｙ_８、ｙ_９、ｙ_１０（モル％）とし、ｙ_２〜ｙ_１０のうち最大の値をｙ_{（ＭＡＸ）}、最小の値をｙ_{（ｍｉｎ）}とするとき、ｙ_{（ＭＡＸ）}≦１．２ｙ_１、０．１ｙ_１≦ｙ_{（ｍｉｎ）}である分布が好ましい。

また、賦活剤の濃度は、段階的に連続して変化していることが好ましく、例えば、ｙ_１＞ｙ_２＞ｙ_３＞ｙ_４＞ｙ_５＞ｙ_６＞ｙ_７＞ｙ_８＞ｙ_９＞ｙ_１０あるいは、ｙ_１＜ｙ_２＜ｙ_３＜ｙ_４＜ｙ_５＜ｙ_６＜ｙ_７＜ｙ_８＜ｙ_９＜ｙ_１０が好ましく特に前者であることが好ましい。

各層の、賦活剤の測定は、下記のように測定して得られる。測定のための各層の試料は、柱状結晶をカッターにより順次削ることにより得られる。

誘導結合プラズマ発光分光分析装置（ＩＣＰ−ＡＥＳ：ＩｎｄｕｃｔｉｖｅｌｙＣｏｕｐｌｅｄＰｌａｓｍａＡｔｏｍｉｃＥｍｉｓｓｉｏｎＳｐｅｃｔｒｏｍｅｔｅｒ）にて測定する。この方法は金属元素等をプラズマ中で励起させたときに発生する光を分光し、各元素特有の波長から定性分析、発光強度から定量分析を行う手法であり、水溶液に含まれる微量無機元素の定量、及び定性ができる。

例えば、代表的なタリウムの定量には試料に濃塩酸を加えて加熱乾固し、さらに王水を加えて加熱溶解した後、超純水で適宜希釈したものを測定する。

また、本発明においては、第一の蛍光体層の膜厚ｃと前記第二の蛍光体層の膜厚ｄとが、３≦ｄ／ｃ≦１０００である関係を有することが、鮮鋭性の面から好ましく、さらに１０≦ｄ／ｃ≦１０００、であることが好ましい。

本発明に係る蛍光体層に含まれる柱状結晶は、反射層側から１０μｍの位置での平均円相当径ａと、最表面での平均円相当径ｂとが、１．５≦ｂ／ａ≦３０である関係を有する。

平均円相当径とは、３０本の柱状結晶について円相当径を測定し、これらの円相当径の平均値を平均円相当径という。

柱状結晶の円相当径は、形成された柱状結晶からなるシンチレータ層を導電性の物質（白金パラジウム、金、カーボンなど）でコーティングした後に、走査電子顕微鏡（ＳＥＭ：ＳｃａｎｎｉｎｇＥｌｅｃｔｒｏｎＭｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）（日立製作所製Ｓ−８００）にて観察し、得られた画像より各柱状結晶の円相当径を測定する。円相当径とは、個々の柱状結晶断面に外接する円の直径である。

１０μｍの位置での平均円相当径は、結晶内を樹脂で埋め、結晶膜表面を研磨により反射層側から１０μｍになるまで削って得られた結晶面を観察して得られた値の平均値である。

最表面での平均円相当径は、柱状結晶を、基板側と反対側から１０μｍ削って得られた結晶面を観察して得られた円相当径の平均値である。

上記ｂ／ａは、１．５〜３０であることが、鮮鋭性の面から必要であるが、１．５〜２０が好ましい。

（放射線変換パネルの作製方法）
本発明に係る柱状結晶は、気相法により形成されることが好ましい。即ち、本発明に係る蛍光体層が気相法によって製膜されていることが好ましく、具体的には、蒸着堆積法（蒸着法）により形成されることが好ましい。

本発明の放射線変換パネルを作製する方法の典型的例について図を参照しながら説明する。なお、図１は、放射線変換パネルの例の概略構成を示す断面図である。

放射線変換パネル１は、基板２上に第一の蛍光体層５および第二の蛍光体層６を有するが、基板２と第一の蛍光体層５の間に、反射層３、保護層４を有してもよい。

図２は、蒸着装置の概略構成を示す図である。放射線変換パネル１の作製方法においては、下記で説明する蒸着装置６１を好適に用いることができる。

図３は、蛍光体層の拡大模式断面図である。蛍光体層１０は、柱状結晶７を有し、第一の蛍光体層５および第二の蛍光体層６からなる。蛍光体層１０は、以下のような方法で形成することができる。

〈蒸着装置〉
図２に示す通り、蒸着装置６１は箱状の真空容器６２を有しており、真空容器６２の内部には真空蒸着用のボート６３が配されている。ボート６３は蒸着源の被充填部材であり、当該ボート６３には電極が接続されている。当該電極を通じてボート６３に電流が流れると、ボート６３がジュール熱で発熱するようになっている。放射線変換パネル１の製造時においては、蛍光体母材、あるいは蛍光体母材と賦活剤化合物とを含む混合物がボート６３に充填され、そのボート６３に電流が流れることで、上記蛍光体母材または混合物を加熱・蒸発させることができるようになっている。

なお、被充填部材として、ヒータを巻回したアルミナ製のるつぼを適用してもよいし、高融点金属製のヒータを適用してもよい。

真空容器６２の内部であってボート６３の直上には、反射層３および保護層４を設けた基板２を保持するホルダ６４が配されている。

ホルダ６４にはヒータ（図示略）が配されており、当該ヒータを作動させることでホルダ６４に装着した基板２を加熱することができるようになっている。基板２を加熱した場合には、表面の吸着物を離脱・除去したり、その表面に形成される蛍光体層との間に不純物層が形成されるのを防止したり、その表面に形成される蛍光体層との密着性を強化したり、表面に形成される蛍光体層の膜質の調整を行うことができるようになっている。

ホルダ６４には当該ホルダ６４を回転させる回転機構６５が配されている。回転機構６５は、ホルダ６４に接続された回転軸６５ａとその駆動源となるモータ（図示略）から構成されたもので、当該モータを駆動させると、回転軸６５ａが回転してホルダ６４をボート６３に対向させた状態で回転させることができるようになっている。

蒸着装置６１では、上記構成の他に、真空容器６２に真空ポンプ６６が配されている。真空ポンプ６６は、真空容器６２の内部の排気と真空容器６２の内部へのガスの導入とを行うもので、当該真空ポンプ６６を作動させることにより、真空容器６２の内部を一定圧力のガス雰囲気下に維持することができるようになっている。

本発明に係る第一の蛍光体層は、ボート６３に蛍光体母材を充填し、装置内を排気すると同時に窒素等の不活性なガスを導入口から導入して１．３３３Ｐａ〜１．３３×１０^−３Ｐａ程度の真空とし、次いで、蛍光体母材を加熱蒸発させて、必要に応じて、反射層、保護層などを有する基板の表面に蛍光体母材の蒸着結晶を堆積し、蛍光体層５が形成される。蛍光体層５が形成される基板２の温度は、蒸着開始時は室温２５〜５０℃に設定することが好ましく、蒸着中は１５０〜２５０℃に設定することが好ましい。

第一の蛍光体層の膜厚を０．１〜５０μｍとするには、第一の蛍光体層蒸着用のボート（抵抗るつぼ）に充填する量またはシャッターの開閉を調整して蒸着を行えばよい。

第二の蛍光体層６は、ボート６３に蛍光体母材および賦活剤化合物の混合物を充填し上記と同様にして、蛍光体層５の上に蒸着結晶を堆積することで形成される。第二の蛍光体層の膜厚の調整は、第二の蛍光体層蒸着用の抵抗るつぼに充填する量またはシャッターを開閉することにより行うことができる。

（基板）
本発明に係る基板は、蛍光体層を担持可能な板状、フィルム体であり、Ｘ線等の放射線を入射線量に対し１０％以上を透過させることが可能なものである。

基板としては、各種のガラス、高分子材料、金属等を用いることができる。

例えば、石英、ホウ珪酸ガラス、化学的強化ガラスなどの板ガラス、サファイア、チッ化珪素、炭化珪素などのセラミック基板、シリコン、ゲルマニウム、ガリウム砒素、ガリウム燐、ガリウム窒素など半導体基板、またセルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム、ポリアミドフィルム、ポリイミドフィルム、トリアセテートフィルム、ポリカーボネートフィルム、炭素繊維強化樹脂シート等の高分子フィルム（プラスチックフィルム）、アルミニウムシート、鉄シート、銅シート等の金属シート或いは該金属酸化物の被覆層を有する金属シートなどが挙げられる。

基板としては、厚さ５０〜５００μｍの可とう性を有する高分子フィルムであることが好ましい。ここで、「可とう性を有する」とは１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００〜６０００Ｎ／ｍｍ^２であることをいい、かかる基板としてポリイミドまたはポリエチレンナフタレートを含有する高分子フィルムが好ましい。

なお、「弾性率」とは引張試験機を用い、ＪＩＳ−Ｃ２３１８に準拠したサンプルの標線が示すひずみとそれに対応する応力が直線的な関係を示す領域において、ひずみ量に対する応力の傾きを求めたものである。これがヤング率と呼ばれる値であり、本発明では、このヤング率を弾性率と定義する。

基板は、上記のように１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００〜６０００Ｎ／ｍｍ^２であることが好ましい。より好ましくは１２００〜５０００Ｎ／ｍｍ^２である。

具体的には、ポリエチレンナフタレート（Ｅ１２０＝４１００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエチレンテレフタレート（Ｅ１２０＝１５００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリブチレンナフタレート（Ｅ１２０＝１６００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリカーボネート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）、シンジオタクチックポリスチレン（Ｅ１２０＝２２００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエーテルイミド（Ｅ１２０＝１９００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリアリレート（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリスルホン（Ｅ１２０＝１８００Ｎ／ｍｍ^２）、ポリエーテルスルホン（Ｅ１２０＝１７００Ｎ／ｍｍ^２）等からなる高分子フィルムが挙げられる。

これらは単独で用いてもよく、積層あるいは混合して用いてもよい。中でも、特に好ましい高分子フィルムとしては、上述のようにポリイミドまたはポリエチレンナフタレートを含有する高分子フィルムが好ましい。

（反射層）
本発明の放射線変換パネルは、より高輝度性能を発揮するため、基板上に反射層を設けることが好ましい。反射層は、蛍光体層で発せられた蛍光の基板方向に放射進行する電磁波を反射しうる層である。

反射層は反射率の高い金属で形成することが好ましい。反射率の高い金属膜層としては、Ａｌ、Ａｇ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｍｇ、Ｐｔ、Ａｕからなる群の中の物質を含む材料が挙げられる。本発明に係る反射層の形成方法は既知のいかなる方法でも構わないが、例えば、上記原材料を使用したスパッタ処理が挙げられる。

金属としては、電気伝導率で６．０Ｓ／ｍ（ジーメンス毎メートル）以上のものであることが好ましく、より好ましくは３０Ｓ／ｍ以上である。具体的にはＡｌ（４０Ｓ／ｍ）、Ａｇ（６７Ｓ／ｍ）、Ａｕ（４６Ｓ／ｍ）が反射率や電気伝導率の点で好ましい。

反射層は、真空蒸着、スパッタ蒸着、又はメッキにより基板上に直接付着することができるが、生産性の観点からスパッタ蒸着が好ましい。膜厚に関しては、付着方法によるが、真空蒸着の場合は５０ｎｍ〜４００ｎｍ、スパッタ蒸着の場合は２０ｎｍ〜２００ｎｍが好ましい。

（保護層）
蛍光体による反射層の腐食等を防止するため、反射層と蛍光体層の間に保護層を形成してもよい。

保護層は溶剤に溶解した樹脂を塗布、乾燥して形成することが好ましい。樹脂としては、ガラス転位点が３０〜１００℃のポリマーであることが蒸着結晶と基板との膜付の点で好ましい。

具体的には、ポリウレタン樹脂、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−酢酸ビニル共重合体、塩化ビニル−塩化ビニリデン共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、ポリエステル樹脂、セルロース誘導体（ニトロセルロース等）、スチレン−ブタジエン共重合体、各種の合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラミン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等が挙げられるが、特にポリエステル樹脂であることが好ましい。

保護層の膜厚としては接着性の点で０．１μｍ以上が好ましく、保護層表面の平滑性確保の点で３．０μｍ以下が好ましい。より好ましくは保護層の厚さが０．２〜２．５μｍの範囲である。

保護層作製に用いる溶剤としては、メタノール、エタノール、ｎ−プロパノール、ｎ−ブタノールなどの低級アルコール、メチレンクロライド、エチレンクロライドなどの塩素原子含有炭化水素、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトンなどのケトン、トルエン、ベンゼン、シクロヘキサン、シクロヘキサノン、キシレンなどの芳香族化合物、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチルなどの低級脂肪酸と低級アルコールとのエステル、ジオキサン、エチレングリコールモノエチルエステル、エチレングリコールモノメチルエステルなどのエーテル及びそれらの混合物を挙げることができる。

（保護膜）
本発明の放射線変換パネルは、当該パネルを防湿し、蛍光体層の劣化を抑制するため、放射線変換パネルの外周を保護膜で保護することが好ましい。

保護膜としては透湿度の低いフィルム保護フィルム、ポリパラキシリレンのような耐湿膜などが挙げられる。

例えば、保護フィルムの場合、ポリエチレンテレフタレートフィルム（ＰＥＴ）を用いることができる。ＰＥＴの他には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、ニトロセルロースフィルム、セルロースアセテートフィルム、ポリプロピレンフィルム、ポリエチレンナフタレートフィルム等を用いることができる。また、必要とされる防湿性にあわせて、これらフィルムに金属酸化物などを蒸着した蒸着フィルムを複数枚積層した構成とすることもできる。

また、基板上に蛍光体層を設けた放射線変換パネルの基板側と蛍光体層側の互いに対向する面には、互いを熱融着して封止するための熱融着性の樹脂が用いられることが好ましい。熱融着層としては、一般に使用されるインパルスシーラーで融着可能な樹脂フィルムを使用できる。例えば、エチレン酢酸ビニルコポリマー（ＥＶＡ）やポリプロピレン（ＰＰ）フィルム、ポリエチレン（ＰＥ）フィルム等が挙げられるが、これに限られたものではない。

放射線変換パネルを上下の保護フィルムで挟み、減圧雰囲気中で上下の保護フィルムが接触する端部を融着することにより封止することができる。

保護フィルムの厚さは１０〜１００μｍであることが好ましい。

保護フィルムは防湿性が付与されているが、具体的には透湿度（水蒸気透過率ともいう）が５０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であることが好ましく、さらに好ましくは１０ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下であり、特に好ましくは１ｇ／ｍ^２・ｄａｙ以下である。ここで、保護フィルムの透湿度はＪＩＳＺ０２０８により規定された方法を参照して測定することができる。

透湿度は以下の方法で測定することができる。４０℃において、前記保護フィルムを境界面とし、一方の側を９０％ＲＨ（相対湿度）、他方の側を吸湿剤を用いて乾燥状態に保つ。この状態で２４時間にこの保護フィルムを通過する水蒸気の質量（ｇ）（保護フィルムを１ｍ^２に換算する）を保護フィルムの透湿度と定義する。

保護フィルムの透湿度を上記の範囲に調整し、防湿性を向上させる観点から、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンテレフタレートフィルム上に酸化アルミナ薄膜を蒸着した蒸着フィルムが好ましく用いられる。

保護フィルムの光透過率とは、空気だけの場合の光透過率を１００％に設定して各保護フィルムの光透過率を相対値で表した。上記の光透過率は下記式に従って求められる。光透過率（％）＝（透過光／入射光）×１００。

また、保護膜としては、ポリパラキシリレンなどの耐湿膜を用いても良い。ポリパラキシリレンは、上記蛍光体層が形成された基板をＣＶＤ装置の蒸着室に入れ、ジパラキシリレンが昇華した上記中に露出させておくことにより、蛍光体層と基板の全表面がポリパラキシリレン膜で被服された放射線変換パネルを得ることができる。

以下、実施例を挙げて本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されない。

実施例１
（金属反射層の形成）
厚さ１２５μｍのポリイミド基板の一方の表面に第１の金属薄膜として厚さ２０ｎｍのニッケルクロム合金薄膜をスパッタ法により形成した。続いて第２の金属薄膜として厚さ１００ｎｍの銀薄膜をスパッタ蒸着で形成した。
（保護層の形成）
バイロン６３０（東洋紡社製：高分子ポリエステル樹脂）１００質量部
メチルエチルケトン（ＭＥＫ）９０質量部
トルエン９０質量部
上記処方を混合し、ビーズミルにて１５時間分散し、塗設用の塗布液を得た。この塗布液を上記グラファイトシート基板のスパッタ面に乾燥膜厚が１．０μｍになるようにバーコーターで塗布した後、１００℃で８時間乾燥することで保護層を形成した。

（基板の準備）
保護層が形成された基板を金属製の枠に合わせ、図２の蒸着装置の基板ホルダ６４にセットした。

（シンチレータ層（蛍光体層）の形成）
基板の保護層側に母材（ＣｓＩ：賦活剤なし）および賦活剤（ＴｌＩ）を図２に示した蒸着装置を使用して蒸着させ、次のようにシンチレータ層（蛍光体層）を形成した。

まず蛍光体母材（ＣｓＩ：賦活剤なし）を２つの抵抗加熱るつぼに、賦活剤（ＴｌＩ）を１つの抵抗加熱るつぼに充填し、また回転する基板ホルダの金属製の枠に基板を設置し、基板と蒸発源との間隔を４００ｍｍに調節した。

続いて蒸着装置内を一旦排気し、Ａｒガスを導入して０．５Ｐａに真空度を調整した後、６ｒｐｍの速度で基板を回転させた。次いで、母材（ＣｓＩ：賦活剤なし）の抵抗加熱るつぼ１つを加熱して蛍光体を蒸着し、第１層（第一の蛍光体層）を１０μｍ形成した。次にもう１つの蛍光体母材（ＣｓＩ：賦活剤なし）と賦活剤（ＴｌＩ）の抵抗加熱るつぼの蒸発を開始した。この時、母材は第１層目の１０倍の蒸着速度で蒸発を開始した。賦活剤の蒸発速度は、第２層（第二の蛍光体層）終了時の蒸発速度が開始時の１／２となるように調整した。また、抵抗加熱るつぼと同時に基板の加熱を開始し、基板温度が２００℃に達した後は２００℃を保持した。シンチレータ層の膜厚が５００μｍとなったところで蒸着を終了させ、基板上にシンチレータ層が形成された放射線変換パネルを得た。

（保護膜の作製）
シンチレータ層面側の保護フィルムとして、ラミネート層付のバリアフィルムである“バリアロックス”（コート有り）１０１１ＨＧ−ＣＷ（＃１２）東レフィルム加工（株）を用いた。

基板側の保護フィルムは、シンチレータ層面側の保護フィルムと同じものを使用し、保護膜で覆われた放射線変換パネルを得た。

実施例２
シンチレータ層の形成において、第２層の賦活剤蒸発速度が常に一定となるように制御したこと以外は、実施例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例３
シンチレータ層の形成において、第１層を３０μｍ形成したこと以外は、実施例２と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例４
シンチレータ層の形成において、第１層を５０μｍ形成したこと以外は、実施例２と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例５
シンチレータ層の形成において、基板温度を２５０℃に達した後は２５０℃を保持し、賦活剤の蒸発速度は、第２層終了時の蒸発速度が開始時の１／２となるように調整したこと以外は実施例３と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例６
シンチレータ層の形成において、基板加熱を蒸着前から１５０℃とし、さらに抵抗加熱るつぼと同時に基板の加熱を開始し、基板温度が２００℃に達した後は２００℃を保持し、賦活剤の蒸発速度は、第２層終了時の蒸発速度が開始時の１／２となるように調整したこと以外は実施例３と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例７
シンチレータ層の形成において、第１層の膜厚を１μｍ形成したこと以外は実施例６と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例８
シンチレータ層の形成において、第１層の膜厚を１μｍ形成したこと以外は実施例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例９
シンチレータ層の形成において、第１層の膜厚を１μｍ形成したこと以外は実施例５と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例１０
シンチレータ層の形成において、第１層の膜厚を５０μｍ形成したこと以外は実施例６と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

実施例１１
シンチレータ層の形成において、第１層の膜厚を５０μｍ形成したこと以外は実施例５と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例１
シンチレータ層の形成において、第１層目をなくし、セットした抵抗加熱るつぼを母材（ＣｓＩ：賦活剤なし）と賦活剤（ＴｌＩ）各１つとした。基板加熱を蒸着前から２００℃を保持した。母材の蒸着速度は実施例１〜３の２層目と同じとなるように制御し、賦活剤の蒸発速度は、第２層終了時の蒸発速度が開始時の１／１０となるように調整した。シンチレータ層の膜厚が５００μｍとなったところで蒸着を終了させた。シンチレータ層の形成以外は、実施例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例２
シンチレータ層の形成において、賦活剤の蒸発速度を、第２層終了時の蒸発速度が開始時の１／２となるように調整したこと以外は、比較例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例３
シンチレータ層の形成において、基板温度の加熱方法を抵抗加熱るつぼと同時開始とし、基板温度が２００℃に達した後は２００℃を保持したこと以外は比較例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例４
シンチレータ層の形成において、第１層を１００μｍ形成したこと以外は、実施例２および３と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例５
シンチレータ層の形成において、基板温度が３００℃に達した後は３００℃を保持したこと以外は実施例１と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例６
シンチレータ層の形成において、基板加熱を蒸着前から２００℃を保持したこと以外は実施例３と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例７
シンチレータ層の形成において、第１層を７０μｍ形成したこと以外は、実施例６と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例８
シンチレータ層の形成において、第１層を７０μｍ形成したこと以外は、実施例４と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例９
シンチレータ層の形成において、第１層を７０μｍ形成したこと以外は、実施例５と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例１０
シンチレータ層の形成において、基板温度が３００℃に達した後は３００℃を保持したこと以外は実施例３と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

比較例１１
シンチレータ層の形成において、基板温度が３００℃に達した後は３００℃を保持したこと以外は実施例４と同様にして放射線変換パネルの作製を行った。

（評価）
得られた放射線変換パネルを、ＰａｘＳｃａｎ（Ｖａｒｉａｎ社製ＦＰＤ：２５２０）にセットし、放射線変換パネル全面の平均発光量（輝度）、及び放射線変換パネル全面の鮮鋭性の平均値を、以下に示す方法で評価した。結果を表１に示す。

（鮮鋭性の評価方法）
鉛製のＭＴＦチャートを通して管電圧８０ｋＶｐのＸ線をＦＰＤの放射線入射面側に照射し、画像データを検出しハードディスクに記録した。その後、ハードディスク上の記録をコンピュータで分析して当該ハードディスクに記録されたＸ線像の変調伝達関数ＭＴＦ（空間周波数１サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦ値）を鮮鋭性の指標とした。表中、ＭＴＦ値が高いほど鮮鋭性に優れていることを示す。ＭＴＦはＭｏｄｕｌａｔｉｏｎＴｒａｎｓｆｅｒＦｕｎｃｔｉｏｎの略号を示す。

表１中のＭＴＦ値は放射線変換パネル内の９箇所を測定し、その平均値である。実施例１のＭＴＦ値を１．０とし、その９０％以上を◎、８５〜９０％を○、８０〜８５％を△、８０％以下を×とした。

（輝度の評価方法）
ＦＰＤに管電圧８０ｋＶｐのＸ線を照射し、得られた画像データの平均シグナル値を発光量とした。表１では実施例１の発光量を輝度１．０とし、その９０％以上を◎、８５〜９０％を○、８０〜８５％を△、８０％以下を×とした。

尚、輝度、ＭＴＦ各々、△以下は、実用的に不十分であると判断した。

表１に示した結果から明らかなように、本発明に係る実施例は比較例に比べ高輝度と高鮮鋭性を両立させることのできる優れた発明であることが分かる。

Claims

基板上に、蛍光体母材を含有する柱状結晶を有し膜厚が１００μｍ以上である蛍光体層を有する放射線変換パネルであって、
該蛍光体層が、該基板により近い第一の蛍光体層および該基板により遠い第二の蛍光体層からなり、
該第一の蛍光体層は、該蛍光体母材からなり、膜厚が１．０〜５０μｍであり、
該第二の蛍光体層は、該蛍光体母材および賦活剤を含有し、
かつ該柱状結晶は、基板側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ａと、基板側とは反対側の最端部から１０μｍの位置での平均円相当径ｂとが、２≦ｂ／ａ≦３０である関係を有する柱状結晶であることを特徴とする放射線変換パネル。
前記第一の蛍光体層の膜厚ｃと前記第二の蛍光体層の膜厚ｄとが、９≦ｄ／ｃ≦４９９である関係を有することを特徴とする請求項１に記載の放射線変換パネル。
前記蛍光体層が気相法によって形成された蛍光体層であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線変換パネル。
前記蛍光体母材が、ヨウ化セシウムであることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の放射線変換パネル。
前記賦活剤がタリウムであることを特徴とする請求項４に記載の放射線変換パネル。