WO2014109116A1 - シンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器 - Google Patents

シンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器 Download PDF

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WO2014109116A1
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convex
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雅典 山下
楠山　泰
真太郎 外山
弘武 大澤
鈴木　克彦
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浜松ホトニクス株式会社
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    • G01T1/16—Measuring radiation intensity
    • G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202—Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21K—TECHNIQUES FOR HANDLING PARTICLES OR IONISING RADIATION NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; IRRADIATION DEVICES; GAMMA RAY OR X-RAY MICROSCOPES
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    • H01L27/14685—Process for coatings or optical elements

Definitions

  • One aspect of the present invention relates to a scintillator panel manufacturing method, a scintillator panel, and a radiation detector.
  • Patent Document 1 includes a light detection panel in which a plurality of pixels are formed on a substrate, and a plurality of convex patterns are formed on each of the plurality of pixels on the light detection panel.
  • a radiation detection device is described in which columnar crystals of scintillators are grown on the upper surface of the convex pattern.
  • Patent Document 2 includes a plurality of pixel units arranged two-dimensionally, and each of these pixel units has a scintillator unit that converts X-rays incident from a predetermined input surface into light, and is adjacent to each other.
  • An X-ray flat panel detector is described in which an interruption region where the scintillator portions are not continuous is provided between the scintillator portions in pixel units. This interruption region is formed by irradiating the scintillator layer with laser light to form a groove extending over the entire width of the scintillator layer.
  • Patent Document 3 describes an X-ray imaging apparatus that includes a scintillator layer that is divided into optically independent pixels by grooves formed by laser ablation.
  • the scintillator in order to improve the sensitivity characteristic of the scintillator panel, it may be required to increase the thickness of the scintillator.
  • the columnar crystal of the scintillator has a property that its column diameter grows so as to be away from the base point of crystal growth, the scintillator is formed on the upper surface of the convex pattern as in the radiation detection apparatus described in Patent Document 1.
  • adjacent scintillators may come into contact with each other as the scintillator film thickness increases.
  • it is conceivable to increase the formation pitch of the convex pattern but in this case, the aperture ratio decreases.
  • the processing range of the laser light incident portion is widened. Therefore, the scintillator layer may be lost beyond the required groove width, and the X-ray absorption performance may be deteriorated.
  • One aspect of the present invention has been made in view of such circumstances, and provides a scintillator panel manufacturing method, a scintillator panel, and a radiation detector capable of increasing the thickness while suppressing deterioration of crystals. With the goal.
  • a scintillator panel manufacturing method is a scintillator panel manufacturing method for converting radiation into scintillation light, on a surface of a substrate having a front surface and a back surface.
  • the first step of forming a plurality of convex portions projecting in a predetermined direction from the back surface to the front surface and the concave portions defined by the convex portions, and by growing the columnar crystals of the scintillator material, the convexity of the substrate A second step of forming a first scintillator portion extending along a predetermined direction from each of the portions, and first scintillator portions extending from adjacent convex portions by scanning a laser beam along the concave portion
  • a columnar crystal of scintillator material is grown to form a first scintillator portion extending from each of the convex portions of the substrate along a predetermined direction.
  • the first scintillator portions are formed in a state where they are separated from each other at a predetermined height from the upper surface of the convex portion, and are in contact with each other on the concave portion above a predetermined height. It is formed. Therefore, by scanning the laser beam along the concave portion to irradiate the laser beam to the contact portion between the first scintillator units to separate the first scintillators from each other, the first scintillator unit having a thick film is formed.
  • the first scintillator portion is separated, it is only necessary to irradiate only the contact portion with laser light, so that deterioration of the crystal can be suppressed. Furthermore, the groove width formed by laser processing can be prevented from becoming larger than the groove width necessary for crosstalk suppression.
  • the method for manufacturing a scintillator panel may further include a fourth step of forming a second scintillator portion on the bottom surface of the concave portion of the substrate prior to the third step.
  • the second scintillator portion formed on the bottom surface of the concave portion functions as a protective film, so that it is possible to prevent damage to wiring provided on the substrate when the laser beam is irradiated.
  • the convex portions are formed so as to be arranged two-dimensionally on the surface of the substrate, thereby defining the lattice shape on the surface of the substrate.
  • the thickness of the second scintillator portion in the intersecting region of the recesses can be made larger than the thickness of the second scintillator portion in the position excluding the intersecting region.
  • the second scintillator portion having a relatively large thickness functions as a protective film in the intersecting region of the concave portions irradiated with the laser light twice when the laser light is scanned along the lattice-shaped concave portions. Therefore, it is possible to more reliably prevent damage to the wiring provided on the substrate.
  • a scintillator panel is a scintillator panel for converting radiation into scintillation light, and has a front surface and a back surface, and a plurality of convex portions protruding from the surface in a predetermined direction from the back surface to the surface.
  • first scintillator portions that extend along a predetermined direction from each of the convex portions and are separated from each other, and a first scintillator
  • Each of the portions is formed by crystal growth of a plurality of columnar crystals on the convex portion, and the columnar crystals constituting the first scintillator portion are mutually connected by laser light irradiation at least at a part on the bottom surface of the concave portion. Fused.
  • the range in which the plurality of columnar crystals are fused to each other is limited to at least a part on the bottom surface of the recess, so that there is little deterioration of the crystals.
  • the scintillator panel according to one embodiment may further include a second scintillator portion formed on the bottom surface of the concave portion of the substrate.
  • the second scintillator part formed on the bottom surface of the concave part functions as a protective film. Therefore, it is possible to prevent damage to the wiring provided on the substrate.
  • the convex portions are two-dimensionally arranged on the surface of the substrate, and the concave portions are defined in a lattice shape by the convex portions on the surface of the substrate.
  • the thickness of the second scintillator portion can be larger than the thickness of the second scintillator portion at a position excluding the intersecting region.
  • At least a part of the second scintillator portion may be solidified after being melted by laser light irradiation.
  • a radiation detector includes the above-described scintillator panel, and the substrate includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged to be optically coupled to the first scintillator unit. . Since this radiation detector includes a scintillator panel capable of increasing the thickness while suppressing deterioration of crystals as described above, it is possible to improve characteristics such as MTF.
  • the substrate is a sensor panel including a photoelectric conversion element, a convex portion can be directly formed on the photoelectric conversion element, and a scintillator portion can be formed on the convex portion. For this reason, it is not necessary to stick together the separately prepared scintillator panel and the sensor panel.
  • a scintillator panel manufacturing method a scintillator panel, and a radiation detector that can be made thick while suppressing deterioration of crystals.
  • FIG. 2 is a partial plan view of the scintillator panel shown in FIG. 1.
  • FIG. 3 is a cross-sectional view taken along line III-III in FIG.
  • FIG. 4 is a sectional view taken along line IV-IV in FIG. 2.
  • It is sectional drawing which shows the manufacture procedure of the scintillator panel which concerns on one Embodiment.
  • It is a partial top view which shows the manufacture procedure of the scintillator panel which concerns on one Embodiment.
  • It is a partial top view which shows the manufacture procedure of the scintillator panel which concerns on one Embodiment.
  • a scintillator panel according to the following embodiments is for converting incident radiation R such as X-rays into scintillation light such as visible light.
  • incident radiation R such as X-rays
  • FIG. 1 is a perspective view of a scintillator panel according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a partial plan view of the scintillator panel shown in FIG.
  • FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III of the scintillator panel shown in FIG. 4 is a cross-sectional view taken along line IV-IV of the scintillator panel shown in FIG.
  • the scintillator panel 1 includes a rectangular substrate 10.
  • the substrate 10 has a front surface 10a and a back surface 10b facing each other.
  • the substrate 10 has an uneven pattern Pa formed on the surface 10a.
  • the material of the substrate 10 include metals such as Al and SUS (stainless steel), resin films such as polyimide, polyethylene terephthalate and polyethylene naphthalate, carbon materials such as amorphous carbon and carbon fiber reinforced plastic, and FOP (fiber optic).
  • Plate An optical device in which many optical fibers having a diameter of several microns are bundled (for example, J5734 manufactured by Hamamatsu Photonics Co., Ltd.) can be used.
  • a high aspect resist such as epoxy resin (KMPR, SU-8, etc. manufactured by Nippon Kayaku Co., Ltd.), silicon, glass, or the like can be used.
  • the material of the convex portions constituting the concavo-convex pattern Pa can be a material that is transparent to scintillation light generated in the scintillator portion 20 described later.
  • a sensor panel having a photoelectric conversion element can be attached to form a radiation detector.
  • the concavo-convex pattern Pa can be made of the same scintillator material (for example, CsI (cesium iodide)) as the scintillator portion 20 described later.
  • the concavo-convex pattern Pa is formed by a plurality of convex portions 11 and concave portions 12 defined by the convex portions 11. That is, a plurality of convex portions 11 and concave portions 12 are formed on the surface 10 a of the substrate 10.
  • Each of the convex portions 11 has a front surface 10a along a predetermined direction (here, an incident direction of radiation R and a direction orthogonal to the front surface 10a and the back surface 10b of the substrate 10) from the back surface 10b of the substrate 10 to the front surface 10a. Protruding from.
  • Each of the convex portions 11 is formed in a rectangular parallelepiped shape.
  • the convex portions 11 are periodically arranged in a two-dimensional array on the surface 10 a of the substrate 10 along the X axis and the Y axis that are parallel to the substrate 10 and orthogonal to each other. Therefore, the concave portion 12 defined by the convex portion 11 is a groove having a rectangular lattice shape in plan view.
  • a region where the region extending in the X-axis direction of the recess 12 and the region extending in the Y-axis direction intersect is referred to as a crossing region C.
  • Each dimension of such a concavo-convex pattern Pa is, for example, such that when the pitch P of the convex portions 11 (the formation period of the convex portions 11) P is about 127 ⁇ m, the width (groove width) W of the concave portions 12 is about 45 to 200 ⁇ m.
  • the width W of the concave portions 12 can be about 50 ⁇ m to 70 ⁇ m.
  • the height H of the convex portion 11 can be about 2.5 ⁇ m to 50 ⁇ m.
  • the pitch P of the convex portions 11 is about 200 ⁇ m
  • the width W of the concave portions 12 is about 70 ⁇ m
  • the height H of the convex portions 11 is about 15 ⁇ m.
  • the scintillator panel 1 includes a plurality of scintillator portions (first scintillator portions) 20 formed on each of the convex portions 11, and scintillator portions (second scintillator portions) 30 and 30a formed in the concave portion 12. It has.
  • the scintillator portions 20 are separated from each other (that is, the scintillator panel 1 has a separate scintillator portion).
  • the scintillator section 20 can be formed of a scintillator material that forms columnar crystals such as CsI (cesium iodide).
  • the height (scintillator film thickness) T of the scintillator section 20 can be set to, for example, about 100 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the scintillator 20 extends from each of the convex portions 11 along a predetermined direction and is separated from each other.
  • the scintillator unit 20 has a first portion 21 and a second portion 22.
  • the first portion 21 has a rectangular shape corresponding to the shape of the convex portion 11 in plan view.
  • the second portion 22 has a rectangular ring shape so as to cover the side portion of the first portion 21 in plan view.
  • the first portion 21 extends from the upper surface 11 a of the convex portion 11 along the incident direction of the radiation R (a direction substantially perpendicular to the substrate 10). More specifically, the first portion 21 is composed of a plurality of columnar crystals C1 of scintillator material formed by crystal growth from the upper surface 11a of the convex portion 11 along the incident direction of the radiation R.
  • the second portion 22 extends from the side surface 11 b of the convex portion 11 along the incident direction of the radiation R and is in contact with the first portion 21.
  • the second portion 22 is formed so as to protrude laterally from the side surface 11 b of the convex portion 11, and is located on the bottom surface of the concave portion 12.
  • the second portion 22 is formed integrally with the first portion 21 (joined with the first portion 21). More specifically, the second portion 22 is in a direction (direction intersecting a predetermined direction) intersecting the incident direction (direction substantially perpendicular to the substrate 10) of the radiation R from the side surface 11b of the convex portion 11.
  • the columnar crystal C2 is formed on the entire side surface 11b of the convex portion 11.
  • the columnar crystal C ⁇ b> 1 constituting the first portion 21 has a taper shape whose diameter increases as the distance from the upper surface 11 a of the convex portion 11 increases. That is, the column diameter of the columnar crystal C1 increases as the distance from the upper surface 11a of the convex portion 11 increases (that is, from the base end portion on the upper surface 11a side to the distal end portion on the opposite side).
  • the columnar crystal C ⁇ b> 2 constituting the second portion 22 has a tapered shape whose diameter increases as the distance from the side surface 11 b of the convex portion 11 increases. That is, the column diameter of the columnar crystal C2 increases as it moves away from the side surface 11b of the convex portion 11 (that is, from the base end portion on the side surface 11b side toward the tip end portion on the opposite side).
  • the expansion ratio of the column diameter of the columnar crystal C2 is larger than the expansion ratio of the column diameter R1 of the columnar crystal C1. Therefore, for example, the column diameter of the columnar crystal C2 is relatively larger than the column diameter of the columnar crystal C1 at each tip.
  • the height H of the convex part 11 mentioned above is larger than the column diameter in the base end part of the columnar crystal C1 which comprises the 1st part 21, and the columnar crystal C2 which comprises the 2nd part 22 at least. Therefore, a plurality of columnar crystals C1 or columnar crystals C2 are formed on the upper surface 11a or the side surface 11b of the convex portion 11.
  • the second portion 22 has an upper portion 22a and a lower portion 22b.
  • the upper portion 22a is a portion of the second portion 22 that constitutes the tip side with respect to the height T1 that is a midway position in the height direction of the scintillator portion 20.
  • the lower part 22b is a part of the second part 22 that constitutes the base end side with respect to the height T1.
  • a part of the tip side of the upper part 22a is a fused part 22c.
  • the fused part 22c is a region formed by laser light irradiated to separate the plurality of scintillator parts 20 from each other, and is formed on the outer surface of the upper part 22a. In the scintillator portions 20 adjacent to each other, the fused portions 22c are separated from each other.
  • the lower portions 22b of the scintillator portions 20 adjacent to each other are separated from each other.
  • the fused portion 22c the plurality of columnar crystals C2 are fused together, and the columnar structure is broken.
  • the tip of the columnar crystal C2 is crushed by the laser light irradiation.
  • the plurality of scintillator portions 20 are separated from each other by the irradiation of the laser beam, and a gap S is formed between the adjacent scintillator portions 20.
  • the gap S is defined by the scintillator portion 20 and the bottom surface of the recess 12 that are adjacent to each other.
  • the gap S has a gap D1 between the upper parts 22a opposed via the gap S, and has a gap D2 wider than the gap D1 between the lower parts 22b opposed via the gap S.
  • the gap S has a wedge shape in which the gap becomes wider toward the tip of the scintillator 20 at the laser light incident position A (position between the tips of the scintillator 20) A.
  • the gap S as a whole has an hourglass shape in which the middle position in the height direction (position between the upper portions 22a facing each other via the gap S) is narrowed.
  • the scintillator portions 30 and 30 a are formed in the recess 12, particularly on the bottom surface 12 a of the recess 12.
  • the scintillator section 30 is formed in a region different from the region corresponding to the lattice point in the lattice-shaped recess 12 in plan view, that is, in a region excluding the intersecting region C of the recess 12.
  • the scintillator portion 30 a is formed in the region corresponding to the lattice point in the lattice-shaped recess 12 in plan view, that is, in the intersecting region C of the recess 12.
  • the scintillator portions 30 and 30 a are integrally formed over the entire recess 12.
  • the height H1 of the scintillator portion 30 is formed to be lower than the height H of the convex portion 11. Further, the height H2 of the scintillator portion 30a is formed to be higher than the height H of the convex portion 11. That is, the thickness of the scintillator portion 30 a is formed larger than the thickness of the scintillator portion 30.
  • the scintillator units 30 and 30a function as a protective film that protects the substrate 10 from laser light irradiation described later.
  • the scintillator units 30 and 30a are composed of a plurality of columnar crystals of a scintillator material such as CsI, like the first portion 21 and the second portion 22 of the scintillator portion 20.
  • Each columnar crystal constituting the scintillator portions 30 and 30a is formed by crystal growth from the bottom surface 12a of the recess 12 along the incident direction of the radiation R.
  • the scintillator portion 30 has a convex shape (substantially triangular cross-section) that increases in thickness from the corner of the concave portion 12 (connection portion between the side surface 11b of the convex portion 11 and the bottom surface 12a of the concave portion 12) toward the center in the width direction of the concave portion 12. ).
  • the scintillator portion 30a is thickest at the central point of the intersecting region C of the concave portion 12, and has a convex shape (substantially conical shape) that decreases in thickness away from the central point.
  • the scintillator portions 30 and 30a may be in contact with the second portion 22 so as to support the columnar crystals C2 of the second portion 22 extending from the side surface 11b of the convex portion 11 from the bottom surface 12a side of the concave portion 12. .
  • the column diameter of the columnar crystal in the portion in contact with the scintillator portion 30 in the second portion 22 is smaller than the column diameter R1 of the columnar crystal C1 in the first portion 21.
  • the scintillator sections 30 and 30a may be solidified after part or all of the scintillator sections 30 and 30a are melted by irradiation with laser light.
  • a method for manufacturing the scintillator panel 1 will be described with reference to FIGS.
  • a plurality of convex portions 11 and concave portions 12 defined by the convex portions 11 are formed on the surface 10a of the substrate 10 (first step).
  • a base material as a base of the substrate 10 is prepared, and as shown in FIG. 5, the material of the concavo-convex pattern Pa is formed on the base material by coating and drying.
  • corrugated pattern Pa is formed in the base material by photolithography, and the board
  • the protrusion 11 protrudes in a predetermined direction from the back surface 10b of the substrate 10 toward the front surface 10a (here, the incident direction of the radiation R and the direction orthogonal to the front surface 10a and the back surface 10b of the substrate 10).
  • An uneven pattern Pa is formed. Further, by arranging the convex portions 11 in a two-dimensional manner along the X-axis direction and the Y-axis direction, concave portions having a rectangular lattice shape in plan view are formed as shown in FIG.
  • the uneven pattern Pa may be formed on the substrate by screen printing.
  • the columnar crystals C1 and C2 of the scintillator material such as CsI are crystal-grown, so that each of the convex portions 11 of the substrate 10 has a predetermined direction (here, the incident direction of the radiation R, And the scintillator part 40 extended along the surface 10a and the back surface 10b of the board
  • substrate 10 is formed (2nd process).
  • scintillator portions 30 and 30a are formed on the bottom surface 12a of the recess 12 of the substrate 10 by crystal growth (fourth step).
  • the scintillator section 40 has a rectangular shape so as to cover a first portion 41 that has a rectangular shape corresponding to the shape of the convex portion 11 in plan view and a side portion of the first portion 21 in plan view. And a second portion 42.
  • the scintillator portion 40 is a portion that will later become the scintillator portion 20 described above.
  • the scintillator material is crystal-grown until the scintillator portion on the upper surface 11a of the convex portion 11 has a predetermined height (for example, 100 ⁇ m to 600 ⁇ m).
  • a predetermined height for example, 100 ⁇ m to 600 ⁇ m.
  • the scintillator portion 30 is formed in the recess 12 except for the intersecting region C.
  • the scintillator portion 30a is formed in the recess 12 in the intersecting region C.
  • the scintillator portion 30 a is formed thicker than the scintillator portion 30.
  • the scintillator sections 30, 30a, 40 are formed by evaporating a scintillator material such as CsI on the substrate 10 by, for example, vacuum deposition.
  • a scintillator material such as CsI
  • vacuum deposition By controlling various vapor deposition conditions (vacuum degree, vapor deposition rate, substrate heating temperature, vapor flow angle, etc.), the scintillator portions 30, 30a, 40 as described above are formed on the concavo-convex pattern Pa.
  • the scintillator sections 20, 30, 30a, 40 can also be formed using a vapor deposition method other than the vacuum evaporation method.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a process of separating the scintillator unit 40 using the laser light L. As shown in FIG. 8, the laser beam L is scanned in the X-axis direction and the Y-axis direction along the contact portion 43 between the scintillator units 40 to thereby contact the scintillator units 40 extending from the adjacent convex portions 11. The portion 43 is irradiated with laser light L.
  • the scintillator unit 20 is formed by irradiating the laser beam L and separating the plurality of scintillator units 40 from each other, and the scintillator panel 1 is manufactured.
  • laser light L used here for example, laser light having a wavelength of 515 nm, a pulse width of 1 ps, and a repetition frequency of 20 kHz generated by second harmonic generation (SHG), a wavelength of 258 nm, and a pulse width
  • SHG second harmonic generation
  • a laser beam having a frequency of 1 ps and a repetition frequency of 20 kHz generated by fourth harmonic generation (SHG) can be used.
  • the scintillator portions 20 formed by crystal growth can be separated from each other (that is, the scintillator portions are pixelated). Can be realized). Since the crystal growth is performed in a state where the lower portions 22b of the scintillator section 20 are separated from each other, only a part of the upper portions 22a of the scintillator sections 20 adjacent to each other is irradiated with the laser light when scanning with the laser light. Become.
  • the scintillator portion 40 that extends along each of the convex portions 11 of the substrate 10 along a predetermined direction is obtained by growing columnar crystals of the scintillator material. Is forming. For this reason, the scintillator 40 is formed in a state of being separated from each other at a predetermined height with the upper surface 11a of the convex portion 11 as a base point, and is formed in a state of being in contact with each other on the recess 12 above a predetermined height. Is done.
  • the thickened scintillator unit 20 is formed. Is obtained. Further, when the scintillator portion 40 is separated, only the contact portion 43 should be irradiated with laser light, so that deterioration of the crystal can be suppressed.
  • the scintillator portion 30 formed on the bottom surface 12a of the recess 12 functions as a protective film. Therefore, when the substrate 10 is a sensor panel, for example, the laser beam L Can be prevented from being damaged on the sensor panel.
  • the laser beam L when the laser beam L is scanned along the lattice-shaped recess 12, the crossing region C of the recess 12 irradiated with the laser beam L twice is relatively
  • the scintillator portion 30a having a large thickness functions as a protective film, it is possible to more reliably prevent damage to wiring or the like provided on the substrate (sensor panel) 10.
  • one aspect of the present invention is not limited to the scintillator panels 1 to 1C described above.
  • the above-described scintillator panel 1 can be arbitrarily changed or applied to other ones without changing the gist of each claim.
  • the radiation detector includes any of the scintillator panels 1 described above, and includes a plurality of photoelectric conversion elements arranged so that the substrates 10 are optically coupled to the scintillator unit 20.
  • a sensor panel TFT panel or CMOS image sensor panel
  • each of the convex portions 11 is made of a material having transparency to scintillation light generated in the scintillator portion 20.
  • the scintillator panel 1 described above since the scintillator panel 1 described above is provided, the characteristics can be improved.
  • the substrate 10 is a sensor panel including a photoelectric conversion element, if the scintillator unit 20 is provided by forming the convex portion 11 directly on the photoelectric conversion element, a separately prepared scintillator panel and sensor panel are provided. There is no need to stick them together.
  • SYMBOLS 1 ... Scintillator panel, 10 ... Board

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Abstract

　シンチレータパネルの製造方法は、放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルの製造方法であって、表面及び裏面を有する基板の表面上に、裏面から表面に向かう所定の方向に突出する複数の凸部と、凸部によって規定される凹部とを形成する第１の工程と、シンチレータ材料の柱状結晶を結晶成長させることにより、基板の凸部のそれぞれから所定の方向に沿って延びる第１のシンチレータ部を形成する第２の工程と、凹部に沿ってレーザ光を走査することによって、互いに隣接する凸部から延びる第１のシンチレータ部同士の接触部分にレーザ光を照射し、互いに隣接する凸部から延びる第１のシンチレータ部同士を互いに分離する第３の工程と、を含む。

Description

シンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器
　本発明の一側面は、シンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器に関するものである。
　従来、二次元光センサの画素毎に独立したシンチレータを備える装置が知られている。例えば、特許文献１には、基板に複数の画素が形成された光検出パネルを備え、光検出パネル上には複数の画素の少なくとも１つの画素ごとに複数の凸状パターンが形成され、複数の凸状パターンの上面にはシンチレータの柱状結晶がそれぞれ結晶成長されている放射線検出装置が記載されている。
　また、特許文献２には、二次元的に配列した複数の画素単位を備え、この画素単位のそれぞれが、所定の入力面から入射したＸ線を光に変換するシンチレータ部を有し、隣接する画素単位のシンチレータ部同士間に、シンチレータ部同士が連続しない中断領域を設けたＸ線平面検出器が記載されている。この中断領域は、シンチレータ層にレーザ光を照射してシンチレータ層の全幅にわたる溝を形成することによって形成されている。特許文献３には、レーザアブレーションによって形成された溝により、光学的に独立した画素に分割されたシンチレータ層を備えるＸ線イメージング装置が記載されている。
特許第２５４７９０８号公報 特開２００３－１６７０６０号公報 米国特許第６９２１９０９号明細書
　特許文献１、２に記載の装置では、二次元光センサの画素毎に独立したシンチレータを形成することにより、二次元光センサの全面にシンチレータを形成する場合と比較して、シンチレータ部でのクロストークに起因したＭＴＦの低下の抑制等を図っている。
　ところで、シンチレータパネルの感度特性を向上させるために、シンチレータの膜厚を大きくすることが要請される場合がある。しかしながら、シンチレータの柱状結晶は、その柱径が結晶成長の基点から離れるにつれて拡大するように成長する性質があるため、特許文献１に記載の放射線検出装置のように、凸状パターンの上面にシンチレータを結晶成長させた場合には、シンチレータの膜厚が大きくなると、隣接するシンチレータ同士が接触してしまうおそれがある。シンチレータの独立性を保つためには凸状パターンの形成ピッチを大きくすることが考えられるが、この場合には開口率が低下してしまう。一方、特許文献２に記載のＸ線平面検出器では、シンチレータ層の全厚にわたる溝を形成することから、レーザ光の照射によって生じるシンチレータの柱状結晶の劣化がシンチレータ層の全厚に及んでしまい、輝度低下が大きくなるおそれがある。更に、特許文献３に記載されているように、レーザアブレーションによって厚膜のシンチレータ層を加工する場合、シンチレータ層のレーザ光入射部分がレーザ光加工先端部分よりも広範囲にわたって加工される結果、レーザ光によって形成される溝がくさび形状になる傾向にある。このため、シンチレータ層の厚みが増すほどレーザ光入射部分の加工範囲が広がるので、必要な溝幅以上にシンチレータ層が失われてＸ線吸収性能が低下してしまうおそれがある。
　本発明の一側面は、そのような事情に鑑みてなされたものであり、結晶の劣化を抑制しつつ厚膜化が可能なシンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器を提供することを目的とする。
　上記課題を解決するために、本発明の一側面に係るシンチレータパネルの製造方法は、放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルの製造方法であって、表面及び裏面を有する基板の表面上に、裏面から表面に向かう所定の方向に突出する複数の凸部と、凸部によって規定される凹部とを形成する第１の工程と、シンチレータ材料の柱状結晶を結晶成長させることにより、基板の凸部のそれぞれから所定の方向に沿って延びる第１のシンチレータ部を形成する第２の工程と、凹部に沿ってレーザ光を走査することによって、互いに隣接する凸部から延びる第１のシンチレータ部同士の接触部分にレーザ光を照射し、互いに隣接する凸部から延びる第１のシンチレータ部同士を互いに分離する第３の工程と、を含む。
　このシンチレータパネルの製造方法では、シンチレータ材料の柱状結晶を結晶成長させることにより、基板の凸部のそれぞれから所定の方向に沿って延びる第１のシンチレータ部を形成している。このため、第１のシンチレータ部は、例えば、凸部の上面を基点とする所定の高さまでは互いに分離した状態で形成されると共に、所定の高さ以上では、凹部上で互いに接触した状態で形成される。したがって、凹部に沿ってレーザ光を走査することによって、第１のシンチレータ部同士の接触部分にレーザ光を照射して第１シンチレータ同士を互いに分離すれば、厚膜化された第１のシンチレータ部が得られる。また、この第１のシンチレータ部の分離に際して、その接触部分のみにレーザ光を照射すればよいので、結晶の劣化を抑制することができる。更に、レーザ加工によって形成される溝幅が、クロストーク抑制に必要な溝幅よりも大きくなることを抑制できる。
　一形態に係るシンチレータパネルの製造方法においては、第３の工程よりも前に、基板の凹部の底面上に第２のシンチレータ部を形成する第４の工程を更に含むものとすることができる。この場合、凹部の底面上に形成される第２のシンチレータ部が保護膜として機能するため、レーザ光を照射する際に基板上に設けられる配線等の破損を防止することができる。
　一形態に係るシンチレータパネルの製造方法においては、第１の工程においては、基板の表面上に二次元状に配列されるように凸部を形成することによって、基板の表面上に格子状に規定される凹部を形成し、第４の工程においては、凹部の交差領域における第２のシンチレータ部の厚さを、交差領域を除く位置における第２のシンチレータ部の厚さよりも大きくすることができる。この場合、レーザ光を格子状の凹部に沿って走査したときに、２回レーザ光が照射される凹部の交差領域において、相対的に厚さの大きな第２のシンチレータ部が保護膜として機能するので、基板上に設けられる配線等の破損をより確実に防止することができる。
　本発明の一側面に係るシンチレータパネルは、放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルであって、表面及び裏面を有すると共に、裏面から表面に向かう所定の方向に表面から突出する複数の凸部と、凸部によって規定される凹部とが形成された基板と、凸部のそれぞれから所定の方向に沿って延びると共に、互いに分離した複数の第１のシンチレータ部と、を備え、第１のシンチレータ部は、それぞれ、凸部上に複数の柱状結晶を結晶成長させることにより形成され、第１のシンチレータ部を構成する柱状結晶は、凹部の底面上の少なくとも一部において、レーザ光の照射により互いに融着している。
　このシンチレータパネルでは、複数の柱状結晶が互いに融着される範囲が凹部の底面上の少なくとも一部に限られているため、結晶の劣化が少ない。
　一形態に係るシンチレータパネルにおいては、基板の凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部を更に備えるものとすることができる。この場合、その製造時において、例えば凹部に沿ってレーザ光を走査して第１のシンチレータ部同士を分離する際に、凹部の底面上に形成された第２のシンチレータ部が保護膜として機能するので、基板上に設けられる配線等の破損を防止することができる。
　一形態に係るシンチレータパネルにおいては、凸部は、基板の表面上に二次元状に配列されており、凹部は基板の表面上において凸部によって格子状に規定されており、凹部の交差領域における第２のシンチレータ部の厚さは、交差領域を除く位置における第２のシンチレータ部の厚さよりも大きくすることができる。この場合、上述したように、その製造時において、例えば凹部に沿ってレーザ光を走査して第１のシンチレータ部同士を分離する際に、２回レーザ光が照射される交差領域において、相対的に厚さの大きな第２のシンチレータ部が保護膜として機能することにより、基板を十分に保護することができる。
　一形態に係るシンチレータパネルにおいては、第２のシンチレータ部の少なくとも一部は、レーザ光の照射により溶融した後に固形化しているものとすることができる。
　本発明の一側面に係る放射線検出器は、上述したシンチレータパネルを備え、基板は、第１のシンチレータ部に光学的に結合されるように配列された複数の光電変換素子を有するセンサパネルである。この放射線検出器は、上述したように結晶の劣化を抑制しつつ厚膜化が可能なシンチレータパネルを備えるので、ＭＴＦ等の特性を向上することができる。特に、基板が光電変換素子を含むセンサパネルであるので、その光電変換素子上に直接凸部を形成し、その凸部の上にシンチレータ部を形成することができる。このため、別途用意したシンチレータパネルとセンサパネルとを張り合わせる必要がない。
　本発明の一側面によれば、結晶の劣化を抑制しつつ厚膜化が可能なシンチレータパネルの製造方法、シンチレータパネル、及び放射線検出器を提供することができる。
一実施形態に係るシンチレータパネルの斜視図である。 図１に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。 図２のＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。 図２のＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。 一実施形態に係るシンチレータパネルの製造手順を示す断面図である。 一実施形態に係るシンチレータパネルの製造手順を示す部分的な平面図である。 一実施形態に係るシンチレータパネルの製造手順を示す断面図である。 一実施形態に係るシンチレータパネルの製造手順を示す部分的な平面図である。
　以下、一実施形態に係るシンチレータパネルの製造方法及びこの製造方法により製造されたシンチレータパネルについて、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において、同一又は相当部分には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。以下の実施形態に係るシンチレータパネルは、入射したＸ線等の放射線Ｒを可視光等のシンチレーション光に変換するためのものであり、例えば、マンモグラフィー装置、胸部検査装置、ＣＴ装置、歯科口内撮影装置、及び、放射線カメラ等において、放射線イメージング用のデバイスとして用いることができる。
　まず、本実施形態に係るシンチレータパネルについて説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るシンチレータパネルの斜視図である。図２は、図１に示されたシンチレータパネルの部分的な平面図である。図３は、図２に示されたシンチレータパネルのＩＩＩ－ＩＩＩ線に沿った断面図である。図４は、図２に示されたシンチレータパネルのＩＶ－ＩＶ線に沿った断面図である。図１～４に示されるように、シンチレータパネル１は、矩形状の基板１０を備えている。
　基板１０は、互いに対向する表面１０ａ及び裏面１０ｂを有する。基板１０は、表面１０ａに形成された凹凸パターンＰａを有している。基板１０の材料としては、例えば、ＡｌやＳＵＳ（ステンレス鋼）等の金属、ポリイミドやポリエチレンテレフタレートやポリエチレンナフタレート等の樹脂フィルム、アモルファスカーボンや炭素繊維強化プラスチック等のカーボン系材料、ＦＯＰ（ファイバオプティックプレート：直径が数ミクロンの多数の光ファイバを束ねた光学デバイス（例えば、浜松ホトニクス社製J5734））等を用いることができる。凹凸パターンＰａの材料としては、例えば、エポキシ系樹（日本化薬（株）製ＫＭＰＲやＳＵ－８等）といった高アスペクトレジスト、シリコン、及び、ガラス等を用いることができる。
　特に、凹凸パターンＰａを構成する凸部の材料は、後述するシンチレータ部２０で生じるシンチレーション光に対して透過性を有する材料とすることができ、その場合、基板１０の裏面１０ｂ側においてシンチレータパネル１と光電変換素子を有するセンサパネルとを張り合わせて放射線検出器を構成することもできる。また、凹凸パターンＰａは、いずれも後述するシンチレータ部２０と同一のシンチレータ材料（例えば、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム））により構成することができる。
　凹凸パターンＰａは、複数の凸部１１と、凸部１１によって規定された凹部１２とによって形成されている。つまり、基板１０の表面１０ａには、複数の凸部１１と凹部１２とが形成されている。凸部１１のそれぞれは、基板１０の裏面１０ｂから表面１０ａに向かう所定の方向（ここでは、放射線Ｒの入射方向、及び、基板１０の表面１０ａや裏面１０ｂに直交する方向）に沿って表面１０ａから突出している。凸部１１のそれぞれは、直方体状に形成されている。凸部１１は、基板１０に平行であって互いに直交するＸ軸及びＹ軸に沿って、基板１０の表面１０ａ上に二次元アレイ状に周期的に配列されている。したがって、凸部１１によって規定される凹部１２は、平面視で矩形の格子状を呈する溝である。以下では、凹部１２のＸ軸方向に延びる領域とＹ軸方向に延びる領域とが交差する領域を交差領域Ｃという。
　このような凹凸パターンＰａの各寸法は、例えば、凸部１１のピッチ（凸部１１の形成周期）Ｐを１２７μｍ程度とした場合には凹部１２の幅（溝幅）Ｗを４５～２００μｍ程度とし、凸部１１のピッチＰを２００μｍ程度とした場合には凹部１２の幅Ｗを５０μｍ～７０μｍ程度とすることができる。また、凸部１１の高さＨは、２．５μｍ～５０μｍ程度とすることができる。特に、本実施形態においては、凸部１１のピッチＰを２００μｍ程度とし、凹部１２の幅Ｗを７０μｍ程度とし、凸部１１の高さＨを１５μｍ程度としている。
　シンチレータパネル１は、凸部１１のそれぞれの上に形成された複数のシンチレータ部（第１のシンチレータ部）２０と、凹部１２内に形成されたシンチレータ部（第２のシンチレータ部）３０,３０ａとを備えている。シンチレータ部２０同士は互いに離間している（すなわち、シンチレータパネル１は、分離型シンチレータ部を有している）。シンチレータ部２０は、例えばＣｓＩ（ヨウ化セシウム）といった柱状結晶を形成するシンチレータ材料により形成することができる。シンチレータ部２０の高さ（シンチレータ膜厚）Ｔは、例えば、１００μｍ～６００μｍ程度とすることができる。
　シンチレータ部２０は、凸部１１のそれぞれから所定の方向に沿って延びると共に、互いに分離している。シンチレータ部２０は、第１の部分２１と、第２の部分２２とを有する。第１の部分２１は、平面視において、凸部１１の形状に対応するように矩形状を呈している。第２の部分２２は、平面視において、第１の部分２１の側部を覆うように矩形環状を呈している。第１の部分２１は、凸部１１の上面１１ａから放射線Ｒの入射方向（基板１０に対して略垂直な方向）に沿って延在している。より具体的には、第１の部分２１は、凸部１１の上面１１ａから放射線Ｒの入射方向に沿って結晶成長して形成されたシンチレータ材料の複数の柱状結晶Ｃ１から構成されている。
　第２の部分２２は、凸部１１の側面１１ｂから放射線Ｒの入射方向に沿って延在して第１の部分２１と接触している。第２の部分２２は、凸部１１の側面１１ｂから側方に張り出すように形成され、凹部１２の底面上に位置している。第２の部分２２は、第１の部分２１と一体的に形成されている（第１の部分２１と接合されている）。より具体的には、第２の部分２２は、凸部１１の側面１１ｂから放射線Ｒの入射方向（基板１０に対して略垂直な方向）に交差する方向（所定の方向に交差する方向）に沿って結晶成長して形成されたシンチレータ材料の複数の柱状結晶Ｃ２から構成されており、全体として放射線Ｒの入射方向に沿って延びている。柱状結晶Ｃ２は、凸部１１の側面１１ｂの全体に形成されている。
　第１の部分２１を構成する柱状結晶Ｃ１は、凸部１１の上面１１ａから離れるにつれて拡径するテーパ状を呈している。つまり、柱状結晶Ｃ１の柱径は、凸部１１の上面１１ａから離れるにつれて（すなわち、上面１１ａ側の基端部から反対側の先端部に向けて）拡大している。第２の部分２２を構成する柱状結晶Ｃ２は、凸部１１の側面１１ｂから離れるにつれて拡径するテーパ状を呈している。つまり、柱状結晶Ｃ２の柱径は、凸部１１の側面１１ｂから離れるにつれて（すなわち、側面１１ｂ側の基端部から反対側の先端部に向けて）拡径している。
　特に、柱状結晶Ｃ２の柱径の拡大率は、柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１の拡大率よりも大きい。したがって、例えばそれぞれの先端部において、柱状結晶Ｃ１の柱径よりも柱状結晶Ｃ２の柱径の方が相対的に大きくなる。なお、上述した凸部１１の高さＨは、少なくとも第１の部分２１を構成する柱状結晶Ｃ１及び第２の部分２２を構成する柱状結晶Ｃ２の基端部における柱径よりも大きい。したがって、凸部１１の上面１１ａ上又は側面１１ｂ上には、複数の柱状結晶Ｃ１又は柱状結晶Ｃ２が形成されている。
　第２の部分２２は、上部２２ａと下部２２ｂとを有している。上部２２ａは、第２の部分２２のうち、シンチレータ部２０の高さ方向の途中位置である高さＴ１よりも先端側を構成する部分である。下部２２ｂは、第２の部分２２のうち、高さＴ１よりも基端側を構成する部分である。上部２２ａの先端側の一部は、融着部２２ｃとされている。融着部２２ｃは、複数のシンチレータ部２０を互いに分離するために照射されるレーザ光によって形成される領域であり、上部２２ａの外側面に形成されている。互いに隣接するシンチレータ部２０において、融着部２２ｃは、互いに離間している。また、互いに隣接するシンチレータ部２０の下部２２ｂは、互いに離間している。融着部２２ｃにおいては、複数の柱状結晶Ｃ２が互いに融着しており、柱状構造が崩れている。また、融着部２２ｃにおいては、レーザ光の照射により柱状結晶Ｃ２の先端部が潰れている。
　このように、複数のシンチレータ部２０は、レーザ光の照射により互いに分離されており、互いに隣接するシンチレータ部２０の間には隙間Ｓが形成されている。隙間Ｓは、互いに隣接するシンチレータ部２０及び凹部１２の底面によって画成されている。隙間Ｓは、隙間Ｓを介して対向する上部２２ａの間において間隔Ｄ１を有しており、隙間Ｓを介して対向する下部２２ｂの間において間隔Ｄ１よりも広い間隔Ｄ２を有している。ただし隙間Ｓは、レーザ光入射位置（シンチレータ部２０の先端部の間の位置）Ａにおいて、シンチレータ部２０の先端部に向かうにつれて間隔が広くなるくさび型形状を呈している。つまり、隙間Ｓは、全体として高さ方向の途中位置（隙間Ｓを介して対向する上部２２ａの間の位置）が窄んだ砂時計形状を呈している。
　シンチレータ部３０,３０ａは、凹部１２内において、特に凹部１２の底面１２ａ上に形成されている。シンチレータ部３０は、平面視で格子状の凹部１２のうち格子点に対応する領域とは異なる領域内、つまり凹部１２の交差領域Ｃを除いた領域に形成されている。シンチレータ部３０ａは、平面視で格子状の凹部１２のうち格子点に対応する領域内、すなわち凹部１２の交差領域Ｃに形成されている。シンチレータ部３０,３０ａは、凹部１２の全体にわたって一体に形成されている。シンチレータ部３０の高さＨ１は、凸部１１の高さＨよりも低くなるように形成されている。また、シンチレータ部３０ａの高さＨ２は、凸部１１の高さＨよりも高くなるように形成されている。つまり、シンチレータ部３０ａの厚さは、シンチレータ部３０の厚さよりも大きく形成されている。シンチレータ部３０,３０ａは、後述するレーザ光の照射から基板１０を保護する保護膜として機能する。
　シンチレータ部３０,３０ａは、シンチレータ部２０の第１の部分２１及び第２の部分２２と同様に、ＣｓＩといったシンチレータ材料の複数の柱状結晶により構成されている。シンチレータ部３０,３０ａを構成する各柱状結晶は、凹部１２の底面１２ａから放射線Ｒの入射方向に沿って結晶成長されて形成されている。シンチレータ部３０は、凹部１２の隅（凸部１１の側面１１ｂと凹部１２の底面１２ａとの接続部分）から凹部１２の幅方向の中心に向かって厚みが増すような凸状（断面略三角形状）を呈している。シンチレータ部３０ａは、凹部１２の交差領域Ｃの中心点において最も厚く、この中心点から離れるについて厚みが減るような凸状（略円錐形状）を呈している。なお、シンチレータ部３０,３０ａは、凸部１１の側面１１ｂから延びる第２の部分２２の柱状結晶Ｃ２を凹部１２の底面１２ａ側から支えるように、第２の部分２２と接触していてもよい。因みに、第２の部分２２におけるシンチレータ部３０と接触している部分の柱状結晶の柱径は、第１の部分２１の柱状結晶Ｃ１の柱径Ｒ１よりも小さい。シンチレータ部３０，３０ａは、その一部又は全体がレーザ光の照射により溶融した後に固形化していてもよい。
　次に、図５～８を参照して、シンチレータパネル１の製造方法について説明する。まず、基板１０の表面１０ａ上に、複数の凸部１１と、凸部１１によって規定される凹部１２とを形成する（第１の工程）。この凹凸パターンＰａの形成に際しては、基板１０の元となる基材を用意し、図５に示されるように、基材上に凹凸パターンＰａの材料を塗布乾燥によって形成する。続いて、フォトリソグラフィによってその基材に凹凸パターンＰａを形成して所望の寸法の凹凸パターンＰａを有する基板１０を作製する（第１の工程）。この際、凸部１１が基板１０の裏面１０ｂから表面１０ａに向かう所定の方向（ここでは、放射線Ｒの入射方向、及び、基板１０の表面１０ａや裏面１０ｂに直交する方向）に突出するように凹凸パターンＰａを形成する。また、凸部１１をＸ軸方向、Ｙ軸方向に沿った二次元状に配列することにより、図６に示されるように、平面視で矩形の格子状を呈する凹部を形成する。なお、基材上にスクリーン印刷によって凹凸パターンＰａを形成してもよい。
　次に、図７に示されるように、ＣｓＩといったシンチレータ材料の柱状結晶Ｃ１，Ｃ２を結晶成長させることにより、基板１０の凸部１１のそれぞれから所定の方向（ここでは、放射線Ｒの入射方向、及び、基板１０の表面１０ａや裏面１０ｂに直交する方向）に沿って延びるシンチレータ部４０を形成する（第２の工程）。これと共に、基板１０の凹部１２の底面１２ａ上にシンチレータ部３０，３０ａを結晶成長により形成する（第４の工程）。シンチレータ部４０は、平面視において、凸部１１の形状に対応するように矩形状を呈する第１の部分４１と、平面視において、第１の部分２１の側部を覆うように矩形環状を呈する第２の部分４２とを含むように形成される。シンチレータ部４０は、後に上述したシンチレータ部２０となる部分である。
　このとき、凸部１１の上面１１ａ上のシンチレータ部が所定の高さ（例えば１００μｍ～６００μｍ）となるまで、シンチレータ材料を結晶成長させる。これにより、図７に示されるように、高さＴ１より基端側の部分（後に、上述した下部２２ｂとなる部分）において互いに分離し、高さＴ１より先端側の部分（後に、上述した上部２２ａとなる部分）において互いに接触した複数のシンチレータ部４０が形成される。このようにして、境界面が接触部分４３とされた複数のシンチレータ部４０が形成される。シンチレータ部３０は、交差領域Ｃを除く凹部１２内に形成される。シンチレータ部３０ａは、交差領域Ｃ内の凹部１２内に形成される。シンチレータ部３０ａは、シンチレータ部３０よりも肉厚に形成される。
　シンチレータ部３０，３０ａ，４０は、例えば真空蒸着によってＣｓＩといったシンチレータ材料を基板１０の上に蒸着することにより形成される。各種蒸着条件（真空度、蒸着レート、基板加熱温度、蒸気流の角度等）を制御することにより、凹凸パターンＰａ上に上述したようなシンチレータ部３０,３０ａ，４０を形成する。シンチレータ部２０，３０,３０ａ，４０は、真空蒸着法以外の気相堆積法を用いて形成することもできる。
　続いて、凹部１２に沿ってレーザ光Ｌを走査することによって、互いに隣接する凸部１１から延びるシンチレータ部４０同士の接触部分４３にレーザ光Ｌを照射し、シンチレータ部４０同士を互いに分離する（第３の工程）。図８は、レーザ光Ｌを用いてシンチレータ部４０を分離する工程を示した図である。図８に示されるように、シンチレータ部４０同士の接触部分４３に沿って、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にレーザ光Ｌを走査することにより、互いに隣接する凸部１１から延びるシンチレータ部４０の接触部分４３にレーザ光Ｌを照射する。このレーザ光Ｌの照射により、シンチレータ部４０の第２の部分４２の一部を切断、除去し、シンチレータ部４０同士を互いに分離する。このレーザ光Ｌの走査に際して、凹部１２の交差領域Ｃでは、Ｘ軸方向及びＹ軸方向にレーザ光Ｌが走査されることにより、２回レーザ光Ｌが照射されることになる。シンチレータ部４０同士の接触部分４３では、レーザ光Ｌが照射されることにより、複数の柱状結晶Ｃ２が互いに融着する。これにより、シンチレータ部４０の第２の部分４２の一部に融着部２２ｃが形成される。このように、レーザ光Ｌを照射し、複数のシンチレータ部４０を互いに分離することにより、シンチレータ部２０が形成され、シンチレータパネル１が作製される。
　ここで使用されるレーザ光Ｌとしては、例えば波長が５１５ｎｍ、パルスが幅１ｐｓ、繰返し周波数が２０ｋＨｚであるレーザ光を第２高調波発生（ＳＨＧ）させたものや、波長が２５８ｎｍ、パルスが幅１ｐｓ、繰返し周波数が２０ｋＨｚであるレーザ光を第４高調波発生（ＳＨＧ）させたものを使用することができる。
　このように、互いに隣接するシンチレータ部２０同士の接触部分に沿ってレーザ光を走査することで、結晶成長によって形成されるシンチレータ部２０同士を互いに分離することができる（すなわち、シンチレータ部のピクセル化を実現できる）。シンチレータ部２０の下部２２ｂの間は離間した状態で結晶成長されているので、このレーザ光の走査の際、互いに隣接するシンチレータ部２０の上部２２ａの一部のみにレーザ光が照射されることになる。
　以上説明したように、本実施形態に係るシンチレータパネル１の製造方法では、シンチレータ材料の柱状結晶を結晶成長させることにより、基板１０の凸部１１のそれぞれから所定の方向に沿って延びるシンチレータ部４０を形成している。このため、シンチレータ部４０は、凸部１１の上面１１ａを基点とする所定の高さまでは互いに分離した状態で形成されると共に、所定の高さ以上では、凹部１２上で互いに接触した状態で形成される。したがって、凹部１２に沿ってレーザ光Ｌを走査することによって、シンチレータ部４０同士の接触部分４３にレーザ光Ｌを照射してシンチレータ部４０同士を互いに分離すれば、厚膜化されたシンチレータ部２０が得られる。また、このシンチレータ部４０の分離に際して、その接触部分４３のみにレーザ光を照射すればよいので、結晶の劣化を抑制することができる。
　また、本実施形態に係るシンチレータパネル１の製造方法では、凹部１２の底面１２ａ上に形成されるシンチレータ部３０が保護膜として機能するため、例えば基板１０がセンサパネルである場合に、レーザ光Ｌを照射する際にセンサパネル上に設けられる配線等の破損を防止することができる。特に、本実施形態に係るシンチレータパネル１の製造方法では、レーザ光Ｌを格子状の凹部１２に沿って走査したときに、２回レーザ光Ｌが照射される凹部１２の交差領域Ｃにおいて、相対的に厚さの大きなシンチレータ部３０ａが保護膜として機能するので、基板（センサパネル）１０上に設けられる配線等の破損をより確実に防止することができる。
　以上の実施形態は、本発明の一側面に係るシンチレータパネルの一実施形態を説明したものである。したがって、本発明の一側面は、上述したシンチレータパネル１～１Ｃに限定されない。本発明の一側面は、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上述したシンチレータパネル１を任意に変更し、又は他のものに適用したものとすることができる。
　例えば、上記実施形態においては、本発明の一側面をシンチレータパネルに適用した場合について説明したが、本発明の一側面は、上述したシンチレータパネル等を備える放射線検出器に適用することができる。その場合には、放射線検出器は、上述したシンチレータパネル１のいずれかを備えると共に、それらの基板１０を、シンチレータ部２０に光学的に結合されるように配列された複数の光電変換素子を備えるセンサパネル（ＴＦＴパネルやＣＭＯＳイメージセンサパネル）とすることができる。
　その場合には、例えば、基板１０であるＴＦＴパネルやＣＭＯＳイメージセンサの各画素にそれぞれ対応する凸部１１を形成し、その上にシンチレータ部２０，３０を形成する。凸部１１の材料や形成方法は上述したとおりである。その際、凸部１１のそれぞれを、シンチレータ部２０で生じるシンチレーション光に対して透過性を有する材料により構成することが好ましい。
　このような放射線検出器によれば、上述したシンチレータパネル１を備えるので、特性を向上することができる。また、基板１０が、光電変換素子を含むセンサパネルであるので、その光電変換素子の上に直接凸部１１を形成してシンチレータ部２０を設ければ、別途用意したシンチレータパネルとセンサパネルとを張り合わせる必要がない。
　１…シンチレータパネル、１０…基板（センサパネル）、１１…凸部、１１ａ…上面、１１ｂ…側面、１２…凹部、１２ａ…底面、２０，４０…シンチレータ部（第１のシンチレータ部）、２２ｃ…融着部、３０…シンチレータ部（第２のシンチレータ部）、３０ａ…シンチレータ部、４３…接触部分、Ｃ…交差領域、Ｃ１，Ｃ２…柱状結晶、Ｒ…放射線。

Claims (8)

  1. 　放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルの製造方法であって、
    　表面及び裏面を有する基板の前記表面上に、前記裏面から前記表面に向かう所定の方向に突出する複数の凸部と、前記凸部によって規定される凹部とを形成する第１の工程と、
    　シンチレータ材料の柱状結晶を結晶成長させることにより、前記基板の前記凸部のそれぞれから前記所定の方向に沿って延びる第１のシンチレータ部を形成する第２の工程と、
    　前記凹部に沿ってレーザ光を走査することによって、互いに隣接する前記凸部から延びる前記第１のシンチレータ部同士の接触部分に前記レーザ光を照射し、互いに隣接する前記凸部から延びる前記第１のシンチレータ部同士を互いに分離する第３の工程と、
    を含む、シンチレータパネルの製造方法。
  2. 　前記第３の工程よりも前に、前記基板の前記凹部の底面上に第２のシンチレータ部を形成する第４の工程を更に含む、請求項１に記載のシンチレータパネルの製造方法。
  3. 　前記第１の工程においては、前記基板の前記表面上に二次元状に配列されるように前記凸部を形成することによって、前記基板の前記表面上に格子状に規定される前記凹部を形成し、
    　前記第４の工程においては、前記凹部の交差領域における前記第２のシンチレータ部の厚さを、前記交差領域を除く位置における前記第２のシンチレータ部の厚さよりも大きくする、請求項２に記載のシンチレータパネルの製造方法。
  4. 　放射線をシンチレーション光に変換するためのシンチレータパネルであって、
    　表面及び裏面を有すると共に、前記裏面から前記表面に向かう所定の方向に前記表面から突出する複数の凸部と、前記凸部によって規定される凹部とが形成された基板と、
    　前記凸部のそれぞれから前記所定の方向に沿って延びると共に、互いに分離した複数の第１のシンチレータ部と、を備え、
    　前記第１のシンチレータ部は、それぞれ、前記凸部上に複数の柱状結晶を結晶成長させることにより形成され、
    　前記第１のシンチレータ部を構成する前記柱状結晶は、前記凹部の底面上の少なくとも一部において、レーザ光の照射により互いに融着している、
    シンチレータパネル。
  5. 　前記基板の前記凹部の前記底面上に形成された第２のシンチレータ部を更に備える、請求項４に記載のシンチレータパネル。
  6. 　前記凸部は、前記基板の前記表面上に二次元状に配列されており、
    　前記凹部は前記基板の前記表面上において前記凸部によって格子状に規定されており、
    　前記凹部の交差領域における前記第２のシンチレータ部の厚さは、前記交差領域を除く位置における前記第２のシンチレータ部の厚さよりも大きい、請求項５に記載のシンチレータパネル。
  7. 　前記第２のシンチレータ部の少なくとも一部は、前記レーザ光の照射により溶融した後に固形化している、請求項５又は６に記載のシンチレータパネル。
  8. 　請求項４～７のいずれか一項に記載のシンチレータパネルを備え、
    　前記基板は、前記第１のシンチレータ部に光学的に結合されるように配列された複数の光電変換素子を有するセンサパネルである、
    放射線検出器。
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