JPH03135798A - 放射線画像変換パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は輝尽性蛍光体層を用いた放射線画像変換パネル
に関し、詳しくは耐久性に優れた放射線画像変換パネル
に関する。

〔発明の背景〕

Ｘ線画像のような放射線画像は病気診断用などに多く用
いられている。

このＸ線画像を得るために、ハロゲン化銀感光材料に代
って蛍光体層から直接画像を取出すＸ線画像変換方法が
工夫されている。

この方法は、被写体を透過した放射線（一般にＸ線）を
蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば光
まｔ；は熱エネルギーで励起することによりこの蛍光体
が上記吸収により蓄積している放射線エネルギーを蛍光
として放射せしめ、この蛍光を検出して画像化する方法
である。

具体的には、例えば、米国特許３，８５９．５２７号及
び特開昭５５−１２１４４号には輝尽性蛍光体を用い可
視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射線画像変換方
法が示されている。

この方法は、支持体上に輝尽性蛍光体層（以後輝尽層と
略称）を形成した放射線画像変換パネル（以後、変換パ
ネルと略称）を使用するもので、この変換パネルの輝尽
層に被写体を透過した放射線を当てて被写体各部の放射
線透過度に対応する放射線エネルギーを蓄積させて潜像
を形成し、しかる後にこの輝尽層を輝尽励起光で走査す
ることによって各部の蓄積された放射線エネルギーを放
射させてこれを光に変換し、この光の強弱による光信号
により画像を得るものである。

この最終的な画像はハードコピーとして再生してもよい
し、ＣＲＴ上に再生してもよい。

この放射線画像変換方法において使用される変換パネル
は、放射線画像情報を蓄積した後輝尽励起光の走査によ
って蓄積エネルギーを放出するので、走査径再度放射線
画像の蓄積を行うことができ、繰返し使用が可能である
。

そこで、前記変換パネルは、得られる放射線画像の画質
を劣化させることなく長期間あるいは多数回繰返しの使
用に耐える性能を有することが望ましい。そのためには
前記変換パネル中の輝尽層が外部からの物理的あるいは
化学的刺激から十分に保護される必要がある。

従来の変換パネルにおいては、上記の問題の解決を図る
ため、変換パネルの支持体上の輝尽層面を被覆する保護
層を設ける方法がとられてきた。

この保護層は、例えば特開昭５９−４２５００号に記述
されているように、保護層用塗布液を輝尽層上に直接塗
布して形成されるか、あるいは予め別途形成した保護層
を輝尽層上に接着する方法により形成されている。

一般的には有機高分子から成る薄い保護層が用いられて
いる。薄い保護層は変換パネルの鮮鋭性を殆ど低下させ
ないという利点がある。

輝尽層を有する変換パネルの鮮鋭性と保護層厚みの関係
を空間周波数Ｉ　Ｃｐ／ｍｍ及び２１２ｐ／ｍ＋ｏのＭ
ＴＦ（変調伝達関数）を用いて第１表に示す。

表に示すように保護層が厚いほど鮮鋭性が低下する。こ
の原因としては、入射した輝尽励起光の輝尽層表面での
反射散乱光が保護層−空気界面で反射され、輝尽層へ再
入射することが挙げられる。

保護層が厚いほど反射散乱光はより遠くまで到達し、対
象画素外の画素の情報を混入させる。

Ｘ線撮影に用いる一般型の増感紙−フィルム系において
、１ｆｆｐ／■■の場合のＭＴＦは約６５％、２Ｑｐ／
ｌ１１ｍの場合は約３５％を示すので、変換パネルにお
いても前記増感紙−フィルム系の数値より劣ることは好
ましくなく、従って保護層の厚さはｌ０ＩＩＩＩ＋以下
が望ましい。

しかしながら、常用される有機高分子から成る薄い保護
層はある程度水分及び／又は湿気に対し透過性であり、
輝尽層が水分を吸収し、その結果、変換パネルの放射線
感度の低下あるいは輝尽励起光照射を受けるまでの蓄積
エネルギーの減衰が大きく、得られる放射線画像の画質
のばらつき及び／又は劣化をもたらしていた。

例えば、厚さ１０μ麿のポリエチレンテレフタレートフ
ィルム（以下単にｒＰＥＴＪと略記する）の透湿度は約
６０（ｇ／ｍ”・２４ｈｒ）であり、１日に単位面積当
り６０ｇもの水分を透過する。膜厚１０μｍの０ＰＰ（
延伸ポリプロピレン）でＩＬ　約１５（ｇ／ａ”・２４
ｈｒ）　テある。保護層の透湿度としては１　（ｇ／＋
２・２４ｈｒ）以下であることが好ましく、これを実現
するためには、ＰＥＴで約６００μｍ以上、ＯＰＰで約
１５０μｍ以上の厚さが必要となる。

本出願人は、前述のような欠点及び特性間の相互性に鑑
みて、特願昭６３−６４７４号において輝尽層と保護層
の間に、保護層よりも低屈折率の層を設けた変換パネル
を提案している。これによれば、厚い保護層を用いても
鮮鋭性の低下を起こさないので、長期間に亘り高感度・
高鮮鋭性・高粒状性を維持することが可能である。

しかしながら、前述において目的を達成するためには、
保護層及び支持体の材質に大きな制約を受ける。保護層
に柔軟性のない物質（例えば板ガラス）を用いれば耐湿
性については大きな効果があるが、反面、支持体上の熱
膨張係数の差が十分小さくなければ、パネルに大きな反
りが生じ、これに起因する歪みにより耐湿性が低下し長
期間に亘る耐久性が低下してしまう。又、柔軟性がない
という点で、強度、耐衝撃性の面でも不十分である。他
方、有機高分子層を用いた場合には柔軟性があるために
、熱膨張係数が異なっていても歪みは吸収され、又、強
度、耐衝撃性の点からも好ましいが反面、より長期間に
亘る耐湿性、耐久性を求めた場合には十分ではない。

この相反する事象を越えて、強度、耐衝撃性に優れ、よ
り長期間に亘って耐湿性、耐久性を有する変換パネルが
望まれていた。

〔発明の目的〕

輝尽性蛍光体を用いた変換パネルにおける前記要求に沿
い、本発明の目的は画像の鮮鋭性を損うことなく輝尽層
を外部からの化学的刺激、特に水分に対して十分保護す
ることができ、輝尽層の高感度、高鮮鋭性及び高粒状性
を長期間に亘り維持し、良好な状態で使用することが可
能である耐久性及び耐用性の高い変換パネルを提供する
ことにある。

又、本発明の他の目的は、画像の鮮鋭性を損うことなく
前記輝尽層を外部からの物理的刺激に対して十分保護す
ることにより長期及び繰返し使用に対する耐久性及び耐
用性を向上させた変換パネルを提供することにある。

〔発明の構成〕

上記本発明の目的は、支持体上に輝尽性蛍光体層、低屈
折率層、保護層を有する放射線画像変換パネルにおいて
、前記保護層が有機高分子層とガラス質層から成る放射
線画像変換パネルによって達成される。

以下、本発明の詳細な説明する。

第１図は本発明の変換パネルの断面を構成的に表したも
のであり、ｌは有機高分子層、２はガラス質層、３は輝
尽層、４は支持体、５は低屈折率層である。１．２は逆
であってもよい。

第２図はガラス質層を２層の有機高分子層が挾んだ形態
、第３図は有機高分子層を２層のガラス質層が挟んだ形
態であり、これらはいずれも本発明の御飯様である。

これらガラス質層、有機高分子層は第１図〜第３図に示
す以上に積層させｔ；多層構造としてもよい。その際、
ガラス質層、有機高分子層は交互に積層されているのが
好ましい。

本発明に係る保護層に用いられるガラス質層としては、
輝尽層の水分吸収による特性の低下を防ぐために耐湿性
の優れた物質が好ましい。

又、輝尽励起光、輝尽発光のいずれに対しても高い透過
率を有することが好ましい。これは輝尽励起光のエネル
ギーをできるだけ有効に輝尽性蛍光体の輝尽発光発生に
用い、更にその輝尽発光をできる限り高感度で検出する
ためである。

又、本発明のガラス質層は、変換パネルの反りからくる
歪みを吸収するために層厚は薄いことが好ましい。

以上述べた保護層に対する要求に沿い得るガラス質層と
しては、ガラスシートが挙げられる。ここで、ガラスシ
ートとは平板状で厚さが１０００μｍ以下のものを指す
。具体的なガラスシートとしては、コーニング社製マイ
クロシート（０２１１）、デザーク社製Ｄ２６３が代表
的なものであるが、これらに限定されず保護層に対する
要求に添い得るものであれば如何なる組成のガラスでも
構わない。

有機高分子層を形成する有機高分子としては、前述のＰ
ＥＴ、ＯＰＰを初め酢酸セルロース、ニトロセルロース
、ポリメチルメタクリレート、ポリ塩化ビニル、ポリビ
ニルブチラール、ポリカーボネート、ポリエチレン、ポ
リ塩化ビニリデン、ナイロン、ポリ四弗化エチレン、ポ
リ三弗化塩化エチレン、塩化ビニリデン−塩化ビニル共
重合体、塩化ビニリデン−アクリロニトリル共重合体等
が挙げられる。

本発明に係るガラス質層単層の厚さは１〜６００μ論が
好ましく、より好ましくは２〜３００μ■である。

有機高分子層単層の厚さはｌＯμｍ〜３−一が好ましい
。

又、より良好な耐久性を得るためには、ガラス質層単層
及び／又は全体の厚さは有機高分子層単層及び／又は全
体の厚さより小さいことが好ましい。より好ましくは、
ガラス質層単層及び／又は全体の厚さは、有機高分子層
単層及び／又は全体の厚さの１／２以下である。

次に本発明に係る保護層の形成方法について述べる。

第１の方法として、特開昭５９−４２５００号に開示さ
れているように透明性の高い高分子物質を適当な溶媒に
溶解して調製した溶液を、ガラスシートの保護層を設置
すべき面に塗布し、乾燥させて保護層を形成する方法が
ある。

第２の方法として、ガラスシートと有機高分子層を適当
な接着剤を介して接着して保護層を形成する方法がある
。

第３の方法として、特願昭６１−２２０４９２号に開示
されているように、ガラスシートを有機高分子シートの
袋に収納した後、真空密封して保護層を形成する方法が
ある。

これら保護層の表面にはＭｇＦ、などの反射防止層を設
けてもよい。こうすることにより輝尽励起光及び輝尽性
発光を効率よく透過すると共に鮮鋭性の低下を小さくす
る効果もあり好ましい。保護層の屈折率は特に限定しな
いが、実用的に用い得る材質では１．４から２．０の間
にあるものが多い。

本発明に係る低屈折率層としては空気、窒素、アルゴン
等の不活性な気体、メチルアルコール、エチルアルコー
ル等の液体、ＣａＦ２．　Ｎａ５ＡＱＦ、、　ＭｇＦ！
。

Ｓｉｎ、等の物質の薄膜等が挙げられる。

低屈折率層の厚さには０．０５μＩ１１〜３＋ａｍが実
用的である。

本発明において低屈折率層として気体層や真空層を設け
る場合には、例えば第４図のように変換パネルの側縁部
にスペーサ６を設けて、一定の厚みを保つ方法がある。

又、第５図のように、保護層と輝尽層の間にスペーサ材
７を散布することにより、気体層又は真空層を設けても
よい。スペーサ材としては、例えば液晶パネルのスペー
サ材として用いられている直径数μｍの微細ガラスファ
イバ片を用いることができる。

本発明において用いる輝尽性蛍光体は、最初の光もしく
は高エネルギー放射線が照射された後に、先約、熱的、
機械的、化学的または電気的等の刺激（輝尽励起）によ
り、最初の光もしくは高エネルギー放射線の照射量に対
応した輝尽発光を示す蛍光体であるが、実用的な面から
好ましくは５００ｎｍ以上の輝尽励起光によって輝尽発
光を示す蛍光体である。該輝尽性蛍光体としては、例え
ば特開昭４８−４０４８７号に記載されるＢａ５Ｏ，：
　ＡＸ、特開昭４８８０４８９号に記載される５ｒＳＯ
ａ　：　ＡＸ−特開昭５３−９２７７号のＬｉｘＢ４０
ｙ　：　Ｃｕ、　Ａｇ等、特開昭５４−４７８８３号の
ＬｌｘＯ”　（ＢｔＯ＊）ｘ　：　Ｃｕ及びＬｉｘＯ・
（Ｂ＊０ｚ）ｘ　：　Ｃｕ、　Ａｇ等、米国特許３，８
５９．５２７号のＳｒＳ　：　Ｃｅ、　Ｓ謹、ＳｒＳ　
：　Ｅｕ。

Ｓ＋ａ、　Ｌａ２Ｏ２Ｓ：　Ｅｕ、　Ｓｓ及び（Ｚｎ、
Ｃｄ）Ｓ　：　Ｍｎで表される蛍光体、特開昭５５−１
２１４２号に記載されるＺｎＳ　：　Ｃｕ。

ｐｂ蛍光体、一般式ＢａＯ−ｘＡＱｇｏｓ　：　Ｅｕで
表されるアルミン酸バリウム蛍光体、一般弐Ｍ”Ｏ・ｘ
ｓｉｏ、　：　Ａで表されるアルカリ土類金属珪酸塩系
蛍光体、特開昭５５−１２１４３号に記載される一般式
（Ｂａ、ｘ−ｙＭｇｘＣａｙ）　ＦＸ　：　ｅＥｕ２＋
で表されるアルカリ土類弗化ハロゲン化物蛍光体、特開
昭５５−１２１４４号に記載される一般式ＬｎＯＸ　：
　ｘＡで表される蛍光体、特開昭５５−１２１４５号に
記載される一般式（Ｂａ、ｘＭＩｘ）　ＦＸ：　ｙＡで
表される蛍光体、特開昭５５−８４３８９号に記載され
る一般式ＢａＦＸ　：　ｘＣｅ、　ｙＡで表される蛍光
体、特開昭５５−１６００７８号に記載される一般式Ｍ
］ＩＦＸ−ｘＡ　：　ｙＬｎで表される希土類元素付活
２価金属フルオロハライド蛍光体、一般式ＺｎＳ：　Ａ
、　ＣｄＳ：　Ａ、　（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：　Ａ、　Ｓ：
　Ａ、　ＺｎＳ：　Ａ、　Ｘ及びＣｄＳ：Ａ、Ｘで表さ
れる蛍光体、特開昭５９−３８２７８号に記載される下
記一般式％式％ る蛍光体、下記一般式ｎＲｅＸ、　・ｍＡＸ’、　：　
ｘＥｕ及びｎＲｅＸ１　・ｍＡＸ’＝　：　ｘＥｕ、　
ｙｓｍで表される蛍光体、及び下記一般式Ｍ工Ｘ−ａＭ
ＩＩｘ′２・ｂＭＩｘ“３：ｃＡで表されるアルカリハ
ライド蛍光体等が挙げられる。特にアルカリハライド蛍
光体は、蒸着、スパッタリング等の方法で輝尽層を形成
させ易く好ましい。

しかし、本発明に係るパネルに用いられる輝尽性蛍光体
は、前述の蛍光体に限られるものではなく、放射線を照
射した後輝尽励起光を照射した場合に輝尽発光を示す蛍
光体であればいかなる蛍光体であってもよい。

本発明の変換パネルは前記の輝尽性蛍光体の少なくとも
一種類を含む一つもしくは二つ以上の輝尽層から成る輝
尽層群であってもよい。又、それぞれの輝尽層に含まれ
る輝尽性蛍光体は同一であってもよいが異なっていても
よい。

本発明の輝尽層は塗布方法、気相堆積方法のいづれによ
ってもよい。

本発明のパネルの輝尽層の層厚は、目的とする変換パネ
ルの放射線に対する感度、輝尽性蛍光体の種類等によっ
て異なるが、結着剤を含有しない場合ｌＯμｌｌｌ−１
０００μｍの範囲、更に好ましくは２０μｍ〜８００μ
ｍの範囲から選ばれるのが好ましく、結着剤を含有する
場合で２０μｍ−１０００μ閣の範囲、更に好ましくは
５０μｌ〜５００μｍの範囲から選ばれるのが好ましい
。

本発明の変換パネルの支持体としては各種高分子材料、
ガラス、セラミックス、金属等を用いることができる。

高分子材料としては例えば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、ポリアミド、ポリイミド、トリアセテート、ポリカ
ーボネート等のフィルムがあげられる。金属としては、
アルミニウム、鉄、銅、クロム等の金属シート又は金属
板あるいは該金属酸化物の被覆層を有する金属シート又
は金属板が挙げられる。ガラスとしては化学的強化ガラ
スや結晶化ガラスなどが挙げられる。又、セラミックス
としてはアルミナやジルコニアの焼結板などが挙げられ
る。

又、これら支持体の層厚は用いる支持体の材質等によっ
て異なるが、一般的には８０μｍ〜２０００μ−であり
、取り扱い上の点から、更に好ましくは８０μｍ〜１０
００μ膿である。

これら支持体の表面は滑面であってもよいし、蛍光体層
との接着性を向上させる目的でマット面としてもよい。

また、支持体の表面は凹凸面としてもよいし、個々に独
立した微小タイル状板を密に配置した表面構造としても
よい。

更に、これら支持体上には、蛍光体層との接着性を向上
させる目的で蛍光体層が設けられる面に下引層を設けて
もよい。

本発明の変換パネルにおいて、保護層は支持体の役割を
兼ねることもできる。その場合には、本発明でいう支持
体は実質的に輝尽層を支持する能力を有しなくてもよい
。

本発明の変換パネルは第６図に概略的に示される放射線
画像変換方法に用いられる。

すなわち、第６図において、１１は放射線発生装置、１
２は被写体、１３は本発明に係る変換パネル、１４は輝
尽励起光源、１５は該変換パネルより放射された輝尽蛍
光を検出する光電変換装置、１６は１５で検出された信
号を画像として再生する装置、１７は再生された画像を
表示する装置、１８は輝尽励起光と輝尽蛍光とを分離し
、輝尽蛍光のみを透過させるフィルタである。尚１５以
降は１３からの光情報を何らかの形で画像として再生で
きるものであればよく、上記に限定されるものではない
。

第６図に示されるように、放射線発生装置１１からの放
射線は被写体１２を通して変換パネル１３に入射する。

この入射した放射線はパネル１３の輝尽層に吸収され、
そのエネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形
成される。

次にこの蓄積像を輝尽励起光源Ｉ４からの輝尽励起光で
励起して輝尽発光として放出せしめる。

放射される輝尽発光の強弱は蓄積された放射線エネルギ
ー量に比例するので、この光信号を例えば光電子倍増管
当の光電変換装置１５で光電変換し、画像再生装置１６
によって画像として再生し画像表示装置１７によって表
示することにより、被写体の放射線透過像を観察するこ
とができる。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明を説明する。

実施例１ ５００μ■厚の結晶化ガラス支持体に、蒸着装置でアル
カリハライド蛍光体（ＲｂＢｒ　；　０．０００６Ｔ２
）を３００μｍ蒸着した。

これとは別に、厚さ５００μ−の透明ＰＥＴ　（屈折率
１．５４）に厚さ５００μｍのガラスシート（デザーク
社製、Ｄ　２６３　；屈折率１−５２）をエポキシ系接
着剤で貼り合わせて保護層を形成した。

次いで、前記輝尽層上に保護層を、低屈折率層（空気層
：２００μｍ、屈折率１．０）を間に介して設けた。こ
のようにして本発明による変換パネルＡを得　Ｉこ　。

実施例２ ガラスシートの厚さを２００μｍとした以外は実施例１
と同様にして、本発明による変換パネルＢを得ｔこ。

実施例３ ガラスシートの厚さを１００μｍとした以外は実施例Ｉ
と同様にして、本発明による変換パネルＣを得　Ｉこ　
。

実施例４ ガラスシートの厚さを５０μＷ％　ＰＥＴの厚さを２５
０μｍとした以外は実施例１と同様にして、本発明によ
る変換パネルＤを得た。

実施例５ 保護層として、厚さ５０μ−のガラスシートを中心とし
て、その両側に１００μｍのＰＥＴ及び５０μｌのガラ
スシートを、ＰＵＴ、ガラスシート、ＰＥＴの順にエポ
キシ系接着剤で貼り合わせて積層して形成する以外は実
施例１と同様にして、本発明による変換パネルＥを得た
。。

実施例６ 厚さ１００μ難のガラスシートを、厚さ１００μｍのＰ
ＥＴの袋に入れ、袋内を真空に吸引しつつ開ｒ：Ｉｍを
シールすることにより保護層を形成する以外は実施例１
と同様にして、本発明による変換パネルＦを得た。

比較例 保護層として、厚さ１０００μｍの板ガラスあるいは厚
さ１０００μｍのＰＥＴを単独で保護層として用いた以
外は、実施例１と同様にして比較のパネルＰ及びＱを得
た。

この様にして得られた本発明による変換パネルＡ−Ｆ及
び比較のパネルＰ、Ｑを第２表に示す。

これらの放射線画像変換パネルについて、繰り返し耐久
性を評価した。

繰り返し耐久性は、１２時間の周期で一４０℃〜５０°
Ｃ〜−４０°Ｃの温度変化を繰り返して、変換パネルに
異常が生じるまでの時間を測定した。その結果表より、
比較のパネルＰは耐湿性には優れているものの、支持体
との熱膨張係数の差があるために、封着部に剥離が発生
した。又、パネルＱは封着部の剥離は生じないものの、
保護層本来の透湿度がパネルＰに比べ劣るため、侵入し
た水分により感度の低下が大きく顕れた。

これに対し、本発明のパネルは柔軟性のある有機高分子
シートに耐湿性に優れたガラスシートを組み合わせてい
るために、繰り返し耐久性は比較のパネルに比べ、いず
れも優れている。感度の低下もパネルに異常が見られる
までは生じていない。

特にパネルＢ、Ｃ，Ｄ、Ｅ、Ｆは、ガラスシートの厚さ
が有機高分子シートよりも薄いためにパネルの受ける歪
みが小さくなり、繰り返し耐久性はパネルＡよりも著し
く向上している。

又、本発明においてはパネルＤ、Ｆの様に、繰り返し耐
久性を低下させることなく保護層全体の厚さを薄くでき
るために、保護層での輝尽発光光の吸収やＸ線の吸収を
少なくすることができ感度の向上という点でも効果があ
る。

〔発明の効果〕

本発明は支持体上に輝尽性蛍光体層、低屈率層、保護層
を有する放射線画像パネルにおいて、ガラス質層と有機
高分子層から成る保護層を設けることにより、鮮鋭性を
損なうことなく輝尽層を外部からの化学的及び物理的刺
激から十分保護し、耐久性、耐用性に優れた変換パネル
を提供することができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本構成を表す図、第２図〜第５図は
本発明の別なる構成例を表す図である。 第６図は変換パネルを用いる放射線画像変換方法の説明
図である。 ■　・・・有機高分子層　　　　２　・・・　ガラス質
層３　・・・輝尽性蛍光体層　　　４　・・・支持体５
　・・・低屈折率層（空気層）６　・・・　スペーサ７
　・・・　スペーサ材

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持体上に輝尽性蛍光体層、低屈率層、保護層を有する
   放射線画像変換パネルにおいて、前記保護層が有機高分
   子層とガラス質層から成ることを特徴とする放射線画像
   変換パネル。