JP6514477B2 - 放射線検出装置および撮像システム - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出装置および撮像システムに関する。

放射線を光に変換するシンチレータ層と、該シンチレータ層によって光を検出する複数の光電変換素子が配置されたセンサパネルとを備える放射線検出装置が知られている。特許文献１には、有機バインダー中に蛍光体の微粒子を分散させた材料を光電変換層の表面上に塗布し乾燥させることによってシンチレータ層を形成する方法が開示されている。

特開２０１１−２２１４２号公報

蛍光体の微粒子を分散させた材料を光電変換層の表面上に塗布し乾燥させることによってシンチレータ層を形成する方法は、生産性が高い点で優れている。しかしながら、このような方法で製造されたシンチレータ層は、光電変換層から剥がれやすいという問題がある。

本発明は、耐久性に優れた放射線検出装置を提供することを目的とする。

本発明の１つの側面は、放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層によって変換された光を検出する光電変換部を有するセンサパネルとを備える放射線検出装置に係り、前記シンチレータ層は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、前記複数のシンチレータ粒子を前記センサパネルの上に固定するバインダーとを含み、前記バインダーは、前記センサパネルの表面上に第１膜を形成するとともに前記複数のシンチレータ粒子のそれぞれの表面上に第２膜を形成することにより、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間に前記第１膜と前記第２膜とによって膜を形成し、前記シンチレータ層のうち前記光電変換部が配置された光電変換領域よりも外側の領域の上に位置する周辺部における前記膜の厚さが、前記シンチレータ層のうち前記光電変換領域における中央部の上に位置する中央部における前記膜の厚さより大きい。

本発明によれば、耐久性に優れた放射線検出装置が提供される。

本発明の１つの実施形態の放射線検出パネルを概略的に示す平面図。 放射線検出パネルが組み込まれた放射線検出装置の断面図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出パネル一部分（周辺部）を拡大した断面図。 シンチレータ層におけるバインダーの厚さの定義を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出装置の製造方法を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線検出装置の製造方法を示す図。 実施例２、３を示す図。 ヒートサイクル試験におけるヒートサイクルを示す図。 評価結果を示す図。 本発明の１つの実施形態の放射線撮像システムを示す図。

以下、添付図面を参照しながら本発明をその例示的な実施形態を通して説明する。

図１（ａ）は、本発明の１つの実施形態の放射線検出パネル１００を概略的に示す平面図、図１（ｂ）は、図１（ａ）のＡ−Ａ線における放射線検出パネル１００の断面図である。図２は、放射線検出パネル１００が組み込まれた放射線検出装置２００の断面図であり、図１（ｂ）に示す部分に対応する。図３は、図１（ｂ）の一部分（周辺部）を拡大した断面図である。

放射線検出パネル１００は、放射線を光に変換するシンチレータ層１０６を含む波長変換部１０１と、シンチレータ層１０６によって変換された光を検出する光電変換部１０４を含むセンサパネル１０２とを備える。放射線は、典型的には、Ｘ線であるが、α線、β線またはγ線などであってもよい。

センサパネル１０２は、例えば、光電変換部１０４の他、センサ基板１０３と、光電変換部１０４を保護する保護層１０５と、パッド１１１とを含みうる。光電変換部１０４は、複数の画素の配列によって構成される。各画素は、光電変換素子と、光電変換素子が発生した電荷に応じた信号を読み出すためのスイッチング素子とを含みうる。センサ基板１０３は、ガラス基板などの絶縁性基板、又は、半導体基板でありうる。前者においては、光電変換部１０４の光電変換素子はセンサ基板１０３の上に形成され、後者においては、光電変換部１０４の光電変換素子はセンサ基板１０３の中に形成される。パッド１１１には、センサパネル１０２と実装基板１１４とを接続するためのフレキシブルケーブルなどの接続部１１２が接続される。

波長変換部１０１は、シンチレータ層１０６の他に、第１の接着層１０７、反射層１０８、第２の接着層１０９および保護層１１０を含みうる。第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６と反射層１０８とを結合する。第２の接着層１０９は、反射層１０８と保護層１１０とを結合する。

シンチレータ層１０６は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子１１７と、複数のシンチレータ粒子１１７をセンサパネル１０２の上に固定するバインダー１１８とを含む。バインダー１１８は、例えば樹脂で構成される。

放射線検出装置２００は、放射線検出パネル１００と、実装基板１１４と、実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５と、センサパネル１０２と保護部１１５との間に配置されたダンパー材１１３と、それらを収容する筐体１１６とを含みうる。実装基板１１４は、センサパネル１０２を制御したりセンサパネル１０２からの信号を処理したりする回路を有し、接続部１１２を介してセンサパネル１０２と接続されている。

シンチレータ層１０６を構成するシンチレータ粒子１１７は、例えば、微量のテルビウム（Ｔｂ）が添加された硫酸化ガドリニウム（ＧＯＳ：Ｔｂ）で構成される。ここで、シンチレータ層１０６の表面からの突出量が２５μｍ以上のシンチレータ粒子１１７が存在すると、シンチレータ層１０６と第１の接着層１０７との間に気泡が発生し、その結果、シンチレータ層１０６から反射層１０８が剥がれやすくなり、好ましくない。シンチレータ粒子１１７の粒度分布の中央値が２μｍより小さい場合、比表面積が大きくなり、付着力が低下し好ましくない。一方、シンチレータ粒子１１７の粒度分布の中央値が１２μｍ以上である場合、シンチレータ層１０６と第１の接着層１０７との間で気泡が発生しやすくなり好ましくない。したがって、シンチレータ層１０６は、２５μｍ以下のシンチレータ粒子１１７で構成され、かつ粒度分布の中央値が２μｍ以上１２μｍ未満であることが好ましい。

シンチレータ粒子１１７は、耐湿性、発光効率、熱プロセス耐性、残光性の観点で、一般式Ｍｅ２Ｏ２Ｓ：Ｒｅで示される金属酸硫化物で構成されることが好ましい。ここで、ＭｅはＬａ、Ｙ、Ｇｄのいずれか１つであり、ＲｅはＴｂ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｃｅ、Ｐｒ、Ｔｍの少なくとも１つである。

シンチレータ層１０６を構成するバインダー１１８は、有機溶剤に溶解するものであり、かつチクソトロピックな特性を有するものが好ましい。具体的には、バインダー１１８は、エチルセルロース、ニトロセルロース等のセルロース系樹脂、ポリメチルメタアクリレート等のアクリル系、ポリビニルブチラール溶剤系グレードなどのポリビニルアセタール系樹脂で構成されることが好ましい。バインダー１１８は、これらの樹脂の２種類以上の組み合わせで構成されてもよい。

バインダー１１８は、センサパネル１０２の表面上に第１膜ｆ１を形成するとともに複数のシンチレータ粒子１１７のそれぞれの表面上に第２膜ｆ２を形成する。また、バインダー１１８は、センサパネル１０２の表面と複数のシンチレータ粒子１１７との間に膜ｆを形成する。膜ｆは、第１膜ｆ１と第２膜ｆ２とによって形成される。この明細書において、バインダー１１８の厚さは、（ａ）第１膜ｆ１の厚さ、（ｂ）第２膜ｆ２の厚さ、または、（ｃ）第１膜ｆ１と第２膜ｆ２とで形成される膜ｆの厚さ、を意味する。

センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上におけるバインダー１１８の厚さが薄すぎると、接着面積が小さくなり、接着力も小さくなる。したがって、接着力の観点では、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上におけるバインダー１１８の厚さは、シンチレータ層１０６の全域において、少なくとも０．００３μｍであることが好ましい。また、別の観点において、シンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は少なくとも０．０１であることが好ましい。この状態以下になると、接着不良により、シンチレータ粒子１１７間で破壊が発生する。

センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さが厚すぎると、シンチレータ粒子１１７とシンチレータ粒子１１７との間を通って移動する光が遮断され、感度が低下する。さらに樹脂を多くし、シンチレータ層を形成する部分の空気層が樹脂で満たされると、シンチレータ粒子１１７の充填率が低下し、大幅に感度が低下してしまう。そのため、シンチレータ粒子１１７の体積に対するバインダー１１８の体積の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．５７以下であることが好ましい。感度の観点では、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは薄い方がよい。したがって、光電変換部１０４を覆っている領域では、接着力の要求を満たす範囲で、センサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは薄いことが好ましい。

一方、シンチレータ層１０６の周辺部は、熱プロセスにおいて受ける力が内側部（周辺部の内側の部分）より大きくなる。よって、周辺部におけるセンサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さは、内側部におけるセンサパネル１０２の表面上および各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さよりも厚いことが好ましい。また、別の観点において、必要な接着力を得るために、シンチレータ層１０６の周辺部において、シンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は、０．０１２５以上であることが好ましい。更に別の観点では、シンチレータ層１０６の周辺部におけるシンチレータ層１０６の単位重量に占めるバインダー１１８との重量は、シンチレータ層１０６の中央部におけるシンチレータ層１０６の単位重量に占めるバインダー１１８の重量より大きいことが好ましい。

シンチレータ粒子１１７およびバインダー１１８は、バインダー１１８を溶解する有機溶剤に添加される。これによってペーストが形成され、ペーストがセンサパネル１０２の上に塗布され、その後、乾燥工程を経てシンチレータ層１０６が形成される。有機溶剤は、バインダー１１８を溶解し、チクソトロピックな特性を有するものが好ましい。また、有機溶剤は、塗工性の観点において、飽和蒸気圧の低いものが好ましい。

シンチレータ層１０６におけるバインダー１１８の量が多ければ多いほど、第１膜ｆ１および第２膜ｆ２の厚さが厚くなり、シンチレータ粒子１１７とセンサパネル１０２との間、および、隣接するシンチレータ粒子１１７間の接着力が向上する。しかし、シンチレータ層１０６におけるバインダー１１８の量が多ければ多いほど、シンチレータ粒子１１７が発生した光がバインダー１１８によって吸収されやすくなる。

そこで、この実施形態では、シンチレータ層１０６における位置（あるいはセンサパネル１０２上における位置）に応じてバインダー１１８の厚さが調整される。図４において、以降の説明の便宜のために、シンチレータ層１０６における位置（あるいはセンサパネル１０２上における位置）に応じてバインダー１１８の厚さが定義されている。

図４（ａ）に示されるように、シンチレータ層１０６の中央部における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ｃ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ｃ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔｃとして定義される。ここで、シンチレータ層１０６の中央部は、光電変換部１０４の中央部の上に位置する。図４（ｂ）に示されるように、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ａ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ａ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔａとして定義される。図４（ｃ）に示されるように、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ１ｐ、第２膜ｆ２の厚さ（例えば平均厚さ）はｔ２ｐ、膜ｆの厚さ（例えば平均厚さ）はｔｐとして定義される。ここで、シンチレータ層１０６の周辺部は、光電変換部１０４が配置された光電変換領域Ａ１よりも外側の領域Ａ２の上に位置する部分であり、シンチレータ層１０６の中央部は、光電変換領域Ａ１における中央部の上に位置する。

以上の定義の下で、この実施形態では、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける膜ｆに注目すれば、ｔｃ＜ｔｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける膜ｆに注目すれば、ｔａ＜ｔｐが成り立つ。更に、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第１膜ｆ１に注目すれば、ｔ１ｃ＜ｔ１ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第１膜ｆ１に注目すれば、ｔ１ａ＜ｔ１ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６の中央部とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第２膜ｆ２に注目すれば、ｔ２ｃ＜ｔ２ｐが成り立つ。また、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４上の領域とシンチレータ層１０６の周辺部とにおける第２膜ｆ２に注目すれば、ｔ２ａ＜ｔ２ｐが成り立つ。

即ち、光電変換部１０４が配置された光電変換領域Ａ１の上の領域、あるいは、光電変換領域Ａ１の中央部の上の位置では、バインダー１１８の量を減らすことによってバインダー１１８による光の吸収が小さくされる。一方、光電変換領域Ａ１の外側の領域Ａ２の上の領域では、バインダー１１８の量を増やすことによってシンチレータ層１０６とセンサパネル１０２との接着力を高め、シンチレータ層１０６の剥がれが防止される。なお、特許文献１に記載された方法では、バインダーが均一に分布しているものと判断され、後述の比較例においても、そのことが確認された。

以下、放射線検出パネル１００あるいは放射線検出装置２００の他の構成要素について説明する。反射層１０８は、シンチレータ層１０６が放射線から変換した光のうち光電変換部１０４側とは反対側に進行した光を光電変換部１０４に向けて反射することにより感度を向上させる。反射層１０８は、シンチレータ層１０６が発生した光以外の光（外部光）が光電変換部１０４に入射することを防止する機能も備えうる。反射層１０８の構成材料としては、例えば、拡散反射する機能を有する白ＰＥＴが好ましい。反射層１０８の厚さは１０μｍ以上かつ２００μｍ以下であることが好ましい。反射層１０８の厚さが１０μｍより薄いと、シンチレータ層１０６より進行してきた光の一部を反射できず透過してしまい、光利用効率が低下してしまう。反射層１０８の厚さが２００μｍ以上であると、熱―冷却プロセス時の伸縮力が強く、剥がれの原因や、シンチレータ層１０６の破壊につながりうる。

第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６と反射層１０８とを結合する。第１の接着層１０７は、シンチレータ層１０６によって変換された光が通過することができるように、該光の波長について高い透過率を有する材料で構成されるべきである。

保護層１１０は、シンチレータ層１０６を保護する他、電磁シールドとして機能しうる。保護層１１０は、例えば、金属箔または金属薄膜で構成されうる。保護層１１０の厚さは１μｍ以上かつ１００μｍ以下であることが好ましい。保護層１１０の厚さが１μｍより薄いと、保護層１１０の形成時にピンホール欠陥が発生しやすく、また遮光性に劣る。一方、保護層１１０の厚さが１００μｍを超えると、放射線の吸収量が大きくなり過ぎ、また、保護層１１０によって形成される段差が大きくなり過ぎる。保護層１１０の材料としては、例えば、アルミニウム、金、銅、アルミ合金などの金属材料を挙げることができる。これらの中で、特に放射線透過性の高い材料であるアルミニウムが好ましい。

実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５は、例えば、Ａｌ、ステンレス、Ｍｇ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｔｉ、Ｍｏ又はそれらの酸化物又は合金、アモルファスカーボン、炭素繊維強化材、又は、有機ポリマーによる樹脂成型物で構成されうる。筐体１１６は、実装基板１１４を保持し保護する保護部１１５と同様の物質で形成されることが好ましい。

以下、図５〜図７を参照しながら放射線検出装置２００の製造方法の具体的な実施例１−３および比較例１−３を説明する。図９には、実施例１−３および比較例１−３がまとめられている。

（実施例１）
まず、図５の工程Ｓ５１０では、光電変換部１０４が形成されたセンサ基板１０３の上にポリイミドからなる保護層材料を塗布し、これを２００℃で硬化させることによって保護層１１０を形成した。これによってセンサ基板１０３が得られた。

図５の工程Ｓ５２０に示す工程では、保護層１０５の上にシンチレータ層１０６を形成した。具体的には、溶媒（ジエチレングリコールモノブチルエーテルアセテート）にバインダー（ポリビニルブチラール）１１８を溶かしたものにＧｄ２Ｏ２Ｓからなるシンチレータ粒子１１７を混合してペーストを作成した。重量比は、シンチレータ粒子１１７：溶媒：バインダー１１８＝８９：１０：１とした。ペーストを真空脱泡した後にスリットコーターによってセンサパネル１０２上に塗工し、１１０℃で、３０分乾燥させた。この時、あらかじめ１１０℃に加熱されたネオセラム製のセッターを炉内に設置し、そのセッター上に上記ペーストが塗工されたセンサパネル１０２が直接接触するように設置した。そして、１１０℃の熱風をセンサパネル１０２と平行な方向に流し、蒸発した蒸気が滞留しないようにした。上記熱風は炉の一方の側面から均等な風速で噴射し、炉の反対側の側面より出て行く。

以上のような方法において、ペースト（ペースト状のシンチレータ層１０６）は、センサパネル１０２と接触している部分の端部から乾燥し始める。そして、乾燥した部分におけるシンチレータ粒子１１７間の隙間には、未乾燥の溶媒およびバインダー１１８が毛細管現象により侵入する。このような現象を経ることによって、図４に模式的に示されているように、シンチレータ層１０６の周辺部における膜ｆの厚さｔｐが、シンチレータ層１０６の中央部における膜ｆの厚さｔｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における膜ｆの厚さｔｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における膜ｆの厚さｔａより厚くなる。更に、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｐが、シンチレータ層１０６の中央部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における第１膜ｆ１の厚さｔ１ｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第１膜ｆ１の厚さｔ１ａより厚くなる。同様に、シンチレータ層１０６の周辺部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｐが、シンチレータ層１０６の中央部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｃより厚くなる。また、シンチレータ層１０６の周辺部における第２膜ｆ２の厚さｔ２ｐが、シンチレータ層１０６のうち光電変換部１０４の上に位置する領域における第２膜ｆ２の厚さｔ２ａより厚くなる。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．３３であった。

図５の工程Ｓ５３０では、保護層１１０として、ＰＥＴからなる層にＡｌからなる反射層が積層されたフィルム状シートを準備した。そして、保護層１１０に、拡散反射性を有する反射層（１２５μｍ厚の白ＰＥＴシート）１０８を、第２の接着層１０９を介して接着した。そして、反射層１０８の上に第１の接着層１０７を接着した。これによって積層構造のシートを得た。図５の工程Ｓ５４０では、シンチレータ層１０６を覆うように第１の接着層１０７によってシートを接着した。

図６の工程Ｓ５５０では、センサ基板１０３にパッド１１１を形成し、パッド１１１に接続部１１２を熱圧着した。これにより、放射線検出パネル１００が形成された。図６の工程Ｓ５６０では、放射線検出パネル１００を、ダンパー材１１３を介して、保護部１１５に接着した。図６の工程Ｓ５７０では、接続部１１２を実装基板１１４に接続し、放射線検出パネル１００、ダンパー材１１３および保護部１１５を含む構造体を筐体１１６で覆った。

以上の製造方法に従って放射線検出装置２００を製造し、次のような評価を行った。

＜バインダーの膜厚の測定＞
バインダー１１８の膜厚の評価を以下の方法により行った。

シンチレータ層１０６が形成されたセンサパネル１０２を断面が見えるよう切断し、その表面をＳＥＭで観察した。ＳＥＭ画像において、シンチレータ層１０６とセンサパネル１０２との界面においてバインダー１１８の厚さ（即ち第１膜ｆ１の厚さ）、および、各シンチレータ粒子１１７の表面上のバインダー１１８の厚さ（即ち第２膜ｆ２の厚さ）を測定した。中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１５μｍであった。

また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。

＜感度の評価＞
感度の評価を以下の方法により行った。

放射線検出装置２００を評価装置にセットし、放射線検出装置２００とＸ線源との間に軟Ｘ線除去用の２０ｍｍＡｌフィルターをセットした。次いで、放射線検出装置２００とＸ線源との距離を１３０ｃｍに調整し、放射線検出装置２００を電気駆動系に接続した。この状態で管電圧８０ｋＶ、管電流２５０ｍＡ、５０ｍｓでＸ線パルスを３回***した。この方法により測定した実施例１の感度は３８５０ＬＳＢであった。

＜ヒートサイクル試験＞
膜面強度が実用に耐えられるか否かを判断するために、温度５０℃／湿度６０％と、温度−３０℃／湿度０％とを繰り返すヒートサイクル試験を実施した。ヒートサイクル試験の温度／湿度履歴を図８に示す。また、試験条件を変更（温度５０℃→６０℃、７０℃）した時の評価も合わせて行った。この耐久試験において、５０℃／−３０℃のサイクル試験と６０℃／−３０℃のサイクル試験においては、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。

（実施例２）
実施例１におけるバインダー１１８の重量を１０％増加させたペーストを準備し、シンチレータ層１０６を形成すべき領域の最外周部にディスペンサーを用いて塗布した。その後、実施例１で用いたペーストをスリットコーターによって前記最外周部の内側に塗工した。その後、熱風によって１１０℃で３０分にわたってペーストを乾燥させシンチレータ層１０６を形成した。他の条件は、実施例１と同じとした。

以上の製造方法により、図７（ａ）に模式的に示される構造が得られた。シンチレータ層１０６の周辺部は、シンチレータ粒子１１７が存在しない第１領域７０１と、第１領域７０１の外側に位置しシンチレータ粒子１１７が存在する第２領域７０２とを含んでいた。また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。

評価の結果、中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１６５μｍであった。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．４０であった。

感度は３９００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、７０℃／−３０℃のサイクル試験においても、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。

（実施例３）
実施例１と同様のペーストを準備し、スリットコーターによってセンサパネル１０２上に塗布した。その後、実施例１と同様の乾燥方法で、９０℃で、６０分乾燥させた。

以上の製造方法により、図７（ｂ）に模式的に示される構造が得られた。シンチレータ層１０６の周辺部の最外周部７０３は、シンチレータ層１０６の内側から外側に向かう方向におけるバインダー１１８の幅がバインダー１１８の厚さより大きく、かつ、シンチレータ粒子１１７が存在しない領域であった。また、シンチレータ層１０６の周辺部は、内側から外側に向かって厚さが小さくなっていた。即ち、シンチレータ層１０６の周辺部は傾斜した構造を有していた。この時、中央部のシンチレータ粒子１１７の体積（Ｖｓｐ）に対するバインダー１１８の体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）は０．０７、端部は０．３５であった。

評価の結果、中央部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｃおよび第２膜の厚さｆ２ｃは０．０２μｍであった。周辺部の第１膜ｆ１の厚さｆ１ｐおよび第２膜ｆ２の厚さｆ２ｐは０．１５μｍであった。感度は３８５０ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、７０℃／−３０℃のサイクル試験においても、シンチレータ層１０６の剥離は生じなかった。

（比較例１）
特開２０１１−２２１４２号公報に記載されたように、シンチレータ層の形成方法として、増感紙の製造工程において台紙にペーストを塗布する工程と同様な工程を採用した。詳細には、ロールコーター、ナイフコーターでペーストを塗布し、それを熱風乾燥により乾燥させた。これを評価した結果、シンチレータ粒子同士、および、シンチレータ粒子とセンサパネルとを接着しているバインダーの厚さは、中央部、周辺部ともに０．１μｍであった。他の製造工程は実施例１と同様の工程で放射線検出装置を製造し、評価を行った。

管電圧８０ｋＶ、管電流２５０ｍＡ、５０ｍｓでＸ線パルスを３回***して測定した感度は３６００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、６０℃／−３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。

（比較例２）
比較例１におけるペースト中のバインダーの比率を変更した。他の製造工程は比較例１と同様である。評価の結果、感度は３８５０ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では、５０℃／−３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。
（比較例３）
シンチレータ層の形成方法として、増感紙の製造工程に従って、センサパネルにスクリーン印刷法を用いペーストを塗布した。印刷後は１５分のレベリング後、ＩＲ加熱炉中１２０℃で４５分間の乾燥を行った。室温まで冷却後、更に同様のスクリーン印刷を２回繰り返し実施した。他の製造工程は比較例１と同様である。評価の結果、感度は３７００ＬＳＢであった。ヒートサイクル試験では７０℃／−３０℃のサイクル試験において、シンチレータ層の端部に剥離が生じた。

（放射線撮像システムへの適用例）
上述の放射線検出装置２００は、放射線検査装置等に代表される撮像システムに適用されうる。撮像システムは、例えば、放射線検出装置２００を含む撮像装置と、イメージプロセッサ等を含む信号処理部と、ディスプレイ等を含む表示部と、放射線を発生させるための放射線源と、を備える。

代表的な撮像システムの例として図１０に示されるように、Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者等の被検者６０６１の胸部６０６２を透過し、撮像装置６０４０に入射する。入射したＸ線６０６０には被検者６０６１の体内部の情報が含まれている。撮像装置６０４０では、入射したＸ線６０６０に応じた電気的情報が得られる。その後、この情報はデジタル変換され、イメージプロセッサ６０７０（信号処理部）により画像処理され、コントロールルーム（制御室）のディスプレイ６０８０（表示部）により検査結果として表示されうる。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（伝送処理手段）により遠隔地へ転送されうる。これにより、この情報をドクタールーム等の別の場所におけるディスプレイ６０８１に検査結果として表示し、遠隔地の医師が診断することが可能である。また、この情報および検査結果を、例えば、光ディスク等に保存することもできるし、フィルムプロセッサ６１００によってフィルム６１１０等の記録媒体に記録することもできる。

１０６：シンチレータ層、１０２：センサパネル、１１７：シンチレータ粒子、１１８：バインダー

Claims (11)

1. 放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層によって変換された光を検出する光電変換部を有するセンサパネルとを備える放射線検出装置であって、
   前記シンチレータ層は、放射線を光に変換する複数のシンチレータ粒子と、前記複数のシンチレータ粒子を前記センサパネルの上に固定するバインダーとを含み、
   前記バインダーは、前記センサパネルの表面上に第１膜を形成するとともに前記複数のシンチレータ粒子のそれぞれの表面上に第２膜を形成することにより、前記センサパネルの表面と前記複数のシンチレータ粒子との間に前記第１膜と前記第２膜とによって膜を形成し、
   前記シンチレータ層のうち前記光電変換部が配置された光電変換領域よりも外側の領域の上に位置する周辺部における前記膜の厚さが、前記シンチレータ層のうち前記光電変換領域における中央部の上に位置する中央部における前記膜の厚さより大きい、
   ことを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記周辺部における前記第１膜の厚さが前記中央部における前記第１膜の厚さより大きい、
   ことを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 前記周辺部における前記第２膜の厚さが前記中央部における前記第２膜の厚さより大きい、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線検出装置。
4. 前記周辺部において、前記シンチレータ粒子の体積（Ｖｓｐ）に対する前記バインダーの体積（Ｖｂｐ）の比（Ｖｂｐ／Ｖｓｐ）が０．０１２５以上である、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
5. 前記周辺部における前記シンチレータ層の単位重量に占める前記バインダーとの重量は、前記中央部における前記シンチレータ層の単位重量に占める前記バインダーの重量より大きい、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
6. 前記周辺部は、前記シンチレータ粒子が存在しない第１領域と、前記第１領域の外側に位置し前記シンチレータ粒子が存在する第２領域とを含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
7. 前記周辺部における最外周部は、前記シンチレータ層の内側から外側に向かう方向における前記バインダーの幅が前記バインダーの厚さより大きく、かつ、前記シンチレータ粒子が存在しない領域である、
   ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
8. 前記周辺部は、内側から外側に向かって前記シンチレータ層の厚さが小さくなった部分を含む、
   ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
9. 前記シンチレータ層の上に配置された反射層を更に備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
10. 前記反射層は、光を拡散反射するように構成されている、
    ことを特徴とする請求項９に記載の放射線検出装置。
11. 放射線を発生する放射線源と、
    請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
    を備えることを特徴とする撮像システム。