JP6956700B2 - 放射線検出器 - Google Patents
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Description
図1に示されるように、第1実施形態に係るシンチレータパネル1は、基板2と、樹脂保護層5(中間層)と、バリア層3と、シンチレータ層4と、保護膜6と、を有する。このような構成を有するシンチレータパネル1は、光電変換素子(不図示)と組み合わされて放射線イメージセンサとして用いられる。
次に、第2実施形態に係る放射線検出器について説明する。尚、実際にはセンサパネル11上には導通を取るための領域(辺)が設けられるが、便宜上図示していない。
図3の(a)部は、変形例1に係るシンチレータパネル1Aを示す。変形例1に係るシンチレータパネル1Aは、基板2Aと、樹脂反射層5Aと、バリア層3と、シンチレータ層4と、保護膜6と、を有する。基板2Aは、その構成材料に特に限定がない。基板2Aは、金属材料、炭素材料に加えて、さらにガラス材料や樹脂材料により構成してよい。金属材料として、例えば、アルミニウム、ステンレス鋼(SUS)が挙げられる。炭素材料として、例えば、アモルファスカーボン、炭素繊維強化プラスチック(CFRP)が挙げられる。樹脂材料として、例えば、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)、ポリイミド(PI)が挙げられる。樹脂反射層5Aは、シンチレータ層4において生じた光を反射する。樹脂反射層5Aは、例えば、白色顔料とバインダー樹脂の混合材料により構成してよい。白色顔料としては、例えば、アルミナ、酸化チタン、酸化イットリウム、酸化ジルコニウムが挙げられる。保護膜6は、ポリパラキシリレンによって構成してよい。保護膜6は、化学気相成長法(CVD法)によって形成される。
図3の(b)部は、変形例2に係るシンチレータパネル1Bを示す。変形例2に係るシンチレータパネル1Bは、基板2と、無機反射層8と、樹脂保護層5と、バリア層3と、シンチレータ層4と、保護膜6と、を有する。つまり、変形例2に係るシンチレータパネル1Bは、第1実施形態に係るシンチレータパネル1に、無機反射層8を追加したものである。無機反射層8は、基板2と樹脂保護層5との間に形成される。具体的には、無機反射層8は、反射層表面8aと、反射層裏面8bと、反射層側面8cと、を有する。そして、反射層表面8aは、保護層裏面5bと対面する。反射層裏面8bは、基板表面2aと対面する。無機反射層8は、例えば、金属材料により構成されてもよい。金属材料として、例えば、アルミニウム、銀が挙げられる。また、無機反射層8は、誘電体多層膜であってもよい。誘電体多層膜は、酸化シリコン(SiO2)と酸化チタン(TiO2)との積層膜である。樹脂保護層5は、例えば、ポリイミド(PI)、ポリパラキシリレンが挙げられる。このシンチレータパネル1Bによれば、無機反射層8において、シンチレータ層4において生じた光を反射することができる。さらに、シンチレータ層4と無機反射層8との間には、樹脂保護層5が形成される。この樹脂保護層5によれば、金属材料により構成された無機反射層8のシンチレータ層4への直接接触を阻害する。従って、無機反射層8のシンチレータ層4への直接接触に起因する無機反射層8の腐食の発生を抑制できる。又、無機反射層8が誘電体多層膜からなる場合、樹脂保護層5を設けることで誘電体多層膜にピンホールがある場合の金属基板の腐食の発生を抑制できる。
図4の(a)部は、変形例3に係るシンチレータパネル1Cを示す。シンチレータパネル1Cは、基板2Bと、樹脂反射層5Aと、バリア層3と、シンチレータ層4と、樹脂膜9と、を有する。基板2Bは、薄いガラス材料(例えば150μm以下の厚さ)又はCFRPといった炭素材料により構成される。このような基板2Bは、反りやすい性質を有する。そこで、シンチレータ層形成時に基板2Bの反りを抑制するために、樹脂膜9を形成する。具体的には、基板2Bの基板裏面2bの全面に樹脂膜9を形成する。樹脂膜9は、樹脂材料により構成されたシート部材であり、当該シート部材を基板裏面2bに貼りあわせてもよい。また、樹脂膜9は、樹脂材料を塗布した後に、乾燥させて形成したものであってもよい。この構成によれば、基板2Bの反りの発生を抑制できる。
図4の(b)部は、変形例4に係る放射線検出器10Aを示す。放射線検出器10Aは、第2実施形態に係る放射線検出器10とは異なる封止部12Aを有する。その他のバリア層3、シンチレータ層4、樹脂保護層5及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。封止部12Aは、封止板14と封止枠13Aとを備えており、封止枠13Aはさらに、内側封止枠17と外側封止枠18とを有する。つまり、封止枠13は二重構造を有する。内側封止枠17は、例えば、樹脂材料により構成してよい。また、外側封止枠18は、例えば、無機材料により形成されたコーティング層や、ガラスロッドといった無機固形材料により構成してもよい。この構成によれば、シンチレータ層4を湿気から好適に保護することができる。
図5の(a)部は、変形例5に係る放射線検出器10Bを示す。放射線検出器10Bは、第2実施形態に係る放射線検出器10に対して、封止部12を有しておらず、封止部12に代えて保護膜6Aを有する。その他のバリア層3、シンチレータ層4及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。保護膜6Aは、保護層裏面5bと、バリア層側面3cと、シンチレータ層側面4cと、シンチレータ層裏面4bとを覆う。この構成によれば、保護膜6Aは、シンチレータ層4Aを湿気から保護することができる。尚、保護膜6Aは保護膜6と同様の材料から選択することができる。
図5の(b)部は、変形例6に係る放射線検出器10Cを示す。放射線検出器10Cは、変形例5に係る放射線検出器10Bに対して、さらに封止枠13Bを追加したものである。従って、シンチレータ層4、バリア層3、樹脂保護層5、センサパネル11及び保護膜6Aは、変形例5に係る放射線検出器10Bと同様である。封止枠13Bは、樹脂保護層5と保護膜6Aの接合部を塞ぐように形成される。従って、封止枠13Bは、厚み方向から平面視すると、保護膜6Aの外縁に沿って形成される。封止枠13Bは、例えば、UV硬化樹脂により構成してよい。この構成によれば、センサパネル11と保護膜6Aの接合部からの湿気の侵入が抑制されるので、耐湿性をさらに高めることができる。
図6の(a)部は、変形例7に係る放射線検出器10Dを示す。放射線検出器10Dは、第2実施形態に係る放射線検出器10の封止部12を有しておらず、封止部12に代えて封止シート12Bを有する。その他のバリア層3、シンチレータ層4、樹脂保護層5及びセンサパネル11の構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。封止シート12Bは、厚み方向に平面視して矩形、多角形又は円形を呈する。封止シート12Bは、例えば、金属箔、アルミニウムシートといった金属シート、バリアフィルムにより構成してよい。封止シート12Bは、シンチレータ層4及びバリア層3を覆う。具体的には、シンチレータ層裏面4b、シンチレータ層側面4c、バリア層側面3c及び保護層裏面5bの一部を覆う。すなわち、平面視した場合に、封止シート12Bは、シンチレータ層4及びバリア層3よりも大きい。そして、封止シート12Bの外周縁12aは、保護層裏面5bに対して接着剤15により接着される。従って、封止シート12B及び樹脂保護層5は、シンチレータ層4及びバリア層3を収容する気密領域を形成する。従って、シンチレータ層4を湿気から保護することができる。なお、接着剤15は、フィラー材を含んでもよい。このフィラー材は、接着層よりも厚さ未満の粒径を有する。
図6の(b)部は、変形例8に係る放射線検出器10Eを示す。放射線検出器10Eは、変形例7に係る封止シート12Bとは異なる構成の封止枠12Cを有する。封止枠12Cは、箱状を呈し、底面に開口を有する。すなわち、変形例7に係る封止シート12Bは柔軟性を有するが、変形例8に係る封止枠12Cは所定の形状を保ち、硬質である点で相違する。従って、封止枠12Cは、例えば、ガラス材料、金属材料、カーボン材料により構成してよい。封止枠12Cは、その底面が保護層裏面5bに対して接着剤15により接着される。この構成によれば、シンチレータ層4が封止枠12Cと樹脂保護層5とが形成する気密領域に配置されるので、シンチレータ層4を湿気から保護することができる。さらに、封止枠12Cが硬質であるので、シンチレータ層4を機械的に保護することができる。
図7の(a)部は、変形例9に係る放射線検出器10Fを示す。放射線検出器10Fは、第2実施形態に係る放射線検出器10とは異なるバリア層3A、シンチレータ層4A及び樹脂保護層5Bを有する。バリア層3Aは、バリア層表面3aと、バリア層裏面3bと、バリア層側面3cと、を有する。シンチレータ層4Aは、シンチレータ層表面4aと、シンチレータ層裏面4bと、シンチレータ層側面4cと、を有する。樹脂保護層5Bは、保護層表面5aと、保護層裏面5bと、保護層側面5cと、を有する。センサパネル11の単体構成は、第2実施形態に係る放射線検出器10と同様である。シンチレータ層4Aは、センサパネル11の一側面において、光検出領域S1からはみ出すように形成される。具体的には、まず、樹脂保護層5Bは、光検出領域S1と、一方の周辺領域S2a上に形成される。次に、バリア層3Aは、樹脂保護層5Bを覆うように、光検出領域S1と、一方のパネル側面11cと、光検出領域S1と一方のパネル側面11cとの間の周辺領域S2aと、の上に形成される。そして、シンチレータ層4Aは、バリア層3Aを覆うように、バリア層3Aの全面上に形成される。この構成を有する放射線検出器10Fは、例えば、シンチレータ層4Aが光検出領域S1をはみ出すように形成された辺を胸壁側に配置することでマンモグラフィー用の放射線検出器として好適に用いることができる。
図7の(b)部は、変形例10に係る放射線検出器10Gを示す。変形例10に係る放射線検出器10Gは、基板2と、樹脂保護層5と、バリア層3と、シンチレータ層4と、センサパネル11と、を有する。
実験例では、バリア層が奏する耐湿性の向上についてその効果を確認した。本実験例でいう耐湿性とは、所定の湿度を有する環境に曝された時間と、シンチレータパネルが示す解像度の変化の度合いと、の関係をいう。つまり、耐湿性が高いとは、湿度環境に長時間曝された場合であっても、シンチレータパネルが示す解像度の低下度合いが小さいことをいう。逆に、耐湿性が低いとは、湿度環境に長時間曝された場合に、シンチレータパネルが示す解像度の低下度合いが大きいことをいう。
第1の試験体:有機材料からなる基板、バリア層、シンチレータ層。
第2の試験体:有機層を有する基板、バリア層、シンチレータ層。
第3の試験体:有機層を有する基板、(バリア層なし)シンチレータ層。
Claims (5)
- 有機材料を主成分として含むセンサ基板と、
前記センサ基板上に形成され、有機材料からなる樹脂保護層と、
前記樹脂保護層上に形成され、ヨウ化タリウムを主成分として含むバリア層と、
前記バリア層上に形成され、タリウムが添加されたヨウ化セシウムを主成分として含む複数の柱状結晶により構成されるシンチレータ層と、を備え、
前記センサ基板は、前記シンチレータ層において生じた光を受ける光電変換素子が設けられた光検出面を有する、放射線検出器。 - 前記センサ基板が主成分として含む有機材料は、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)及びポリイミド(PI)のいずれか一つである、請求項1に記載の放射線検出器。
- 前記樹脂保護層を形成する有機材料は、キシリレン系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ポリイミド、ポリエステル系樹脂、シロキサン樹脂及びエポキシ樹脂の何れか一つを含む、請求項1又は2に記載の放射線検出器。
- 前記樹脂保護層の主面と、前記シンチレータ層の側面と、前記シンチレータ層の主面とを覆う保護膜をさらに備える、請求項1〜3の何れか一項に記載の放射線検出器。
- 前記保護膜は、ポリパラキシリレンにより形成される、請求項4に記載の放射線検出器。
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