JP2011007552A - シンチレータパネル、放射線検出装置、及びシンチレータパネルの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】大サイズの結像面上でも、放射線による発光光の取り出し効率に優れ、且つ、使用及び製造時に優れた平面性が安定して保持されるようにしたシンチレータパネル及びそのシンチレータパネルを装着した放射線検出装置とを提供する。
【解決手段】少なくとも、放射線透過性を有する平板状の基板と、該基板上に設けた放射線透過性を有し格子状の複数の画素の単位の区画を有する隔壁構造部と、前記各画素の区画に蛍光体を充填したシンチレータ層とを備えたシンチレータパネルであって、
前記隔壁構造部が顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストからなり、前記隔壁構造部の熱膨張係数がそれを保持する前記第２の基板の熱膨張係数より１０から４５％低くしたシンチレータパネル及びそれを装着した放射線検出装置。
【選択図】図２

Description

本発明は、医療診断装置、非破壊検査機器等に用いられる放射線検出装置に関する。

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（ｃｏｍｐｕｔｅｄ ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（ｆｌａｔ ｐａｎｅｌ ｄｅｔｅｃｔｏｒ：ＦＰＤ）等に代表されるデジタル方式の放射線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。

Ｘ線画像のデジタル技術の一つとしてコンピューテッド・ラジオグラフィ（ＣＲ）が現在医療現場で受け入れられている。しかしながら鮮鋭性が十分でなく空間分解能も不十分であり、スクリーン・フィルムシステムの画質レベルには到達していない。そして、更に新たなデジタルＸ線画像技術として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や電荷結合素子（ＣＣＤ）を用いた平板Ｘ線検出装置（ＦＰＤ）が開発されている。

平板Ｘ線検出装置（ＦＰＤ）はＣＲより装置が小形化し、高線量での画質が優れているという特徴がある。しかし、一方ではＴＦＴや回路自体の持つ電気ノイズのため、低線量の撮影においてＳ／Ｎ比が低下し十分な画質レベルに至っていない。

放射線を可視光に変換するために、放射線により発光する特性を有するＸ線蛍光体で作られたシンチレータパネルが使用されるが、低線量の撮影においてのＳＮ比を向上するためには、発光効率の高いシンチレータパネルを使用することが必要になってくる。一般にシンチレータパネル発光効率は、シンチレータ層（蛍光体層）の厚さ、蛍光体のＸ線吸収係数によって決まるが、蛍光体層の厚さは厚くすればするほど、蛍光体層内での発光光の散乱が発生し、鮮鋭性は低下する。そのため、画質に必要な鮮鋭性を決めると、膜厚が決まる関係になっている。

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換率が比較的高く、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った。しかし、横方向への可視光の散乱光を防ぐことは困難であった。

そこで、更なる光ガイド効果を向上させるために隔壁構造により発光光の散乱を抑制することが特許文献１及び２で開示されている。そこでは隔壁構造を作るのにシリコンウエハをエッチングする手段が採られているがシリコンウエハは最大１０インチのインゴットからスライスして加工するのが限度であり、５００ｍｍ角の大サイズのものを得ることはできなかった。強いてその大サイズのものを作るには１０インチサイズのものを並べて作ることになるがその製作は精度上困難を極めることになる。

特開平５−６０８７１号公報 特開平５−１８８１４８号公報

本発明は上記欠点を解消し、大サイズの結像面上に放射線を照射して発光光の取り出しを行うときの効率に優れ、且つ、使用及び製造時に優れた平面性が安定して保持され、輝度や鮮鋭性に優れたシンチレータパネル及びそれを装着した放射線検出装置を提供すること、及び大サイズの高精度のシンチレータパネルを製造することを課題にする。

この目的は次の技術手段の何れかによって達成される。

１．少なくとも放射線透過性を有する平板状の第１の基板と、該第１の基板の上に設けた放射線透過性を有し画素単位の複数の区画とした格子状の隔壁及び底部を有する隔壁構造部と、前記区画に蛍光体を充填したシンチレータ層とを備えたシンチレータパネルであって、
前記隔壁構造部の材料が顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストであり、前記隔壁構造部の熱膨張係数がそれを保持する前記第１の基板の熱膨張係数より１０から４５％低いことを特徴とするシンチレータパネル。

２．前記隔壁構造部の前記底部は、前記第１の基板の上にスクリーン印刷により前記ガラスペーストを所定の膜厚で塗工して乾燥する工程により得られ、
前記隔壁構造部の前記隔壁は、前記底部の上に、スクリーン印刷により所定の大きさの開口と所定の壁幅に囲まれた画素を縦方向と横方向に所定ピッチで配置させた格子状のパターンを塗布する工程及び乾燥する工程を複数回繰り返した後、空気中で焼成を行って得られることを特徴とする１に記載のシンチレータパネル。

３．１又は２に記載のシンチレータパネルと、
該シンチレータパネルのシンチレータ層に近接して設けた光電変換素子層を第２の基板の上に有する出力基板とを備え、前記シンチレータ層と光電変換素子層は対応する画素が互いに重なるように配置されることを特徴とする放射線検出装置。

４．入射した放射線を可視光に変換するシンチレータパネルの製造方法であって、
少なくとも放射線透過性を有する平板状の第１の基板上に、スクリーン印刷により顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストを所定の膜厚で塗工して乾燥させて隔壁構造部の底部を形成する第１工程と、
前記ガラスペーストを形成した前記底部の上に、スクリーン印刷により所定の大きさの開口と所定の壁幅に囲まれた画素を縦方向と横方向に所定ピッチで配置させた格子状のパターンを塗布する工程及び、これを乾燥する工程を繰り返して行って、所定の高さとした格子状の前記隔壁構造部の隔壁を形成する第２工程と、
前記第１の基板と前記隔壁構造部を空気中で焼成する第３工程と、
前記隔壁構造部に蛍光体を充填する第４工程と、から製造されることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。

５．前記隔壁構造部の熱膨張係数が前記第１の基板の熱膨張係数より１０から４５％低いように各材質が選択されていることを特徴とする４に記載のシンチレータパネルの製造方法。

顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストからなる隔壁構造部の熱膨張係数と、前記隔壁構造部を保持する第１の基板の熱膨張係数との差を規定した本発明により、大サイズのシンチレータパネルも容易に得られるようになった。そして反り等の歪みを起こすことなく輝度や鮮鋭性に優れた画像が得られるシンチレータパネル及びそれを装着した放射線検出装置が提供できるようになった。

放射線検出装置の概略層構成を示す断面図である。 図１におけるシンチレータパネルの一部を詳細に示す拡大断面図である。 図２の画素毎に区画化したシンチレータパネルの部分の拡大平面図である。 本発明の放射線検出装置の概略斜視図である。

以下、上記図１〜図４を用いて本発明を実施するための最良の形態について説明するが、本発明はこれらに限定されない。本発明における放射線検出装置１００はシンチレータ層５を有するシンチレータパネル１０とそれに近接した光電変換素子層２０ｂを有する出力基板２０と電源部５４によって撮像パネル５１を構成しているが、それらについて順次説明する。

（シンチレータ層）
シンチレータ層５（「蛍光体層」ともいう。）は、放射線の照射により、蛍光を発するシンチレータ（蛍光体）から成る層である。先ず本発明のシンチレータパネルについて説明する。

即ち、シンチレータ層５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、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光）を発光する蛍光体をいう。蛍光体として例えば柱状結晶を用いる場合、柱状結晶の柱径は２．０〜２０μｍが好ましく、３．０〜１５μｍがより好ましい。またシンチレータ層５の膜厚は１００〜１０００μｍであることが好ましく、より好ましくは１２０〜８００μｍ、特に好ましくは１４０〜６００μｍである。

本発明においては、シンチレータ層５を複数の各画素の領域に等分割して各領域の蛍光体量の充填率の変動係数を５０％以下にしてある。今までは充填率の変動係数は小さければ小さいほど好ましく２０％以下、更には１０％以下、より好ましくは５％以下であることを狙っていたが、本発明ではそれを緩めることが可能になっている。即ち、柱状結晶の方式を採らない本発明では、変動係数が緩められても、高い輝度や鮮鋭性が保持され、さらに温度変動に伴う画像欠陥の発生も防止できて好ましい状態になる。

また、シンチレータ層５の充填率は７０〜９０％であることが好ましく、より好ましくは７２〜８８％、特に好ましくは７５〜８５％である。ここで充填率とはシンチレータ層５の実際の質量を、理論密度と見かけの体積で割った値をさす。

（シンチレータ層を形成する材料としての蛍光体）
シンチレータ層５を形成する材料としては、種々の公知の蛍光体材料を使用することができる。特に、Ｘ線から可視光に対する変換率が比較的高く、蛍光体の結晶による反射率が高く光ガイド効果により発光光の散乱が抑えられ、シンチレータ層５（蛍光体層）の厚さを厚くすることが可能であることから、ＣｓＩが好ましい。

但し、ＣｓＩのみでは発光効率がまだ低いために、各種の賦活剤が添加される。例えば、特公昭５４−３５０６０号の如く、ＣｓＩとヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）を任意のモル比で混合したものが挙げられる。また、例えば特開２００１−５９８９９号公報に開示されているようなＣｓＩを蒸着で、インジウム（Ｉｎ）、タリウム（Ｔｌ）、リチウム（Ｌｉ）、カリウム（Ｋ）、ルビジウム（Ｒｂ）、ナトリウム（Ｎａ）などの賦活物質を含有するＣｓＩが好ましい。

また、タリウムを含有するＣｓＩのシンチレータ層を形成するための、原材料としては、１種類以上のタリウム化合物を含む添加剤とヨウ化セシウムとが、好ましく用いられる。タリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）は４００ｎｍから７５０ｎｍまでの広い発光波長をもつことから好ましい。

１種類以上のタリウム化合物を含有する添加剤の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、臭化タリウム（ＴｌＢｒ）、塩化タリウム（ＴｌＣｌ）、又はフッ化タリウム（ＴｌＦ，ＴｌＦ_３）等である。

また、タリウム化合物の融点は、発光効率の面から、４００〜７００℃の範囲内にあることが好ましい。なお、融点とは、常温常圧下における融点である。

また、タリウム化合物の分子量は２０６〜３００の範囲内にあることが好ましい。

シンチレータ層において、当該添加剤の含有量は目的性能等に応じて、最適量にすることが望ましいが、ヨウ化セシウムの含有量に対して、０．０１〜２０モル％であるのが好ましく、０．０５〜５モル％であるのがより好ましい。

本発明においては、上記したＣｓＩ：Ｔｌ以外にも各種のものが利用可能である。

即ち、ＣｓＩの他に、ＣｓＢｒ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ、Ｂａ（Ｂｒ，Ｆ，Ｉ）等が挙げられるが、これに限定はされない。

また、本発明の大きな特色としては、放射線透過性の高い第１の基板１上に隔壁構造部５Ａを設けることにより、複数の画素の単位に底部５Ｂと隔壁５Ｃで区画化された隔壁構造部５Ａに蛍光体が充填され、シンチレータ層５が形成されて高性能のシンチレータパネル１０が作成される。また、第２の基板２０ｄ上にフォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された出力層２０ｃ及び光電変換素子層２０ｂを形成した光電変換を行う出力基板２０が設けられている。そして、シンチレータパネル１０の出光面と光電変換素子層２０ｂは出力基板２０の隔膜２０ａを介して接着あるいは密着させることで放射線検出装置１００として活用させることが可能になる。第２の基板２０ｄ上にフォトセンサとＴＦＴからなる画素が２次元状に形成された出力層２０ｃ及び光電変換素子層２０ｂを形成している。これら各層の互いに対応する画素は放射線検出装置１００に設けた縦横の規制ガイド（図示せず）に直接接触して固定させるため、良好な重なりが安定して保持される。

（シンチレータパネルの基盤としての放射線透過性を有する第１の基板）
本発明に係る放射線透過性を有する第１の基板１は、シンチレータ層５を担持可能な板状体であり、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、又、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を用いることができる。板ガラス材のように弾性率が高く熱膨張計数が安定した材料が好ましい。

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、かかるヤング率を弾性率と定義する。

本発明に用いられる第１の基板１は、上記のように１２０℃での弾性率（Ｅ１２０）が１０００Ｎ／ｍｍ^２〜６０００Ｎ／ｍｍ^２であることが好ましい。より好ましくは１２００Ｎ／ｍｍ^２〜５０００Ｎ／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、ポリイミド又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。

（シンチレータパネルの作製方法）
本発明のシンチレータパネル１０を作製する方法についての実施の形態例について、図を参照しながら説明する。なお、前述のように、図１はシンチレータパネル１０や出力基板２０で構成される撮像パネル５１を装着した放射線検出装置１００の概略層構成を示す断面図である。図２は、図１の拡大断面図であり、図３は、図２のシンチレータパネル部分の平面図である。図４は本発明の放射線検出装置の概略斜視図である。

放射線透過性を有する平板状の第１の基板１上に顔料又はセラミックス粉と低融点ガラス粉との混合物であるガラスペーストをスクリーン印刷により所定厚さで塗工を行い、それを乾燥して隔壁構造の底部５Ｂを形成する（第１工程）。その後、前記ガラスペーストを縦横の画素単位の所定のピッチと所定の大きさの開口と所定厚さに格子状に、画素数で決まる大きさの格子状のパターンを用いて塗布を行い、続いて乾燥も行う。それを複数回繰り返して所定高さの隔壁とする（第２工程）。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、基板１上に底部５Ｂと隔壁５Ｃを有する隔壁構造部５Ａが形成される（第３工程）。また、隔壁構造部５Ａの熱膨張係数がそれを保持する前記第１の基板１の熱膨張係数より１０から４５％低いように各材質が選択されている。そしてその隔壁構造部５Ａに、前述のように蛍光体を充填してシンチレータ層５が形成されシンチレータパネル１０が作製される（第４工程）。

このような製造方法により、平面性が安定して保持され輝度や鮮鋭性に優れた大サイズ（例えば５００ｍｍ角）のシンチレータパネルを製造することが可能となる。

（放射線検出装置）
さて、第２の基板２０ｄ上に、フォトセンサとＴＦＴから成り画素が２次元状に配設された出力層２０ｃ及び光電変換素子層２０ｂが形成され、出力基板２０が構成されている。そして、シンチレータパネル１０の出光面と光電変換素子層２０ｂは出力基板２０の隔膜２０ａを介して接着あるいは密着させることで放射線検出装置１００が形成される。そしてこれら各層の格子状に配置された光電変換素子の画素の大きさ及びピッチは、シンチレータパネルの画素の大きさ及びピッチと一致させており、互いに対応して重ねられ安定して作動するようにしてある。

次に実施例を挙げて本発明の効果について説明する。しかし、本発明はこれに限定されるものではない。

（実施例１）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ１０．５％低い熱膨張係数３．４×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａが形成された。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−１を得た。

（実施例２）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ３１．６％低い熱膨張係数２．６×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａが形成された。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−２を得た。

（実施例３）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ４４．７％低い熱膨張係数２．１×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−３を得た。

（比較例１）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ５．０％低い熱膨張係数３．６×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較１を得た。

（比較例２）
熱膨張係数が３．３×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ９．０％低い熱膨張係数３．０×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較２を得た。

（比較例３）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ９．７％低い熱膨張係数３．４３×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較３を得た。

（比較例４）
熱膨張係数が３．９×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ４６％低い熱膨張係数２．１×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較４を得た。

（比較例５）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ４７％低い熱膨張係数２．０×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較５を得た。

（比較例６）
熱膨張係数が３．８×１０^−６［１／Ｋ］、５００ｍｍ×５００ｍｍの第１の基板１としてのガラス基板（日本電気硝子社製ＯＡ−１０）を用いた。その第１の基板１に較べ５０％低い熱膨張係数１．９×１０^−６［１／Ｋ］のガラスペーストをスクリーン印刷により３０μｍの膜厚で塗工して乾燥させ、隔壁構造部５Ａの底部５Ｂを形成した。その後、縦横のピッチ１６５μｍ、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、壁幅３５μｍで所定の画素数に見合う大きさのパターンを用いて前記ガラスペーストをスクリーン印刷により、膜厚４０μｍでの塗工及び乾燥を１２層繰り返した。その後、５５０℃の空気中で焼成を行い、開口長さ１３０μｍ×１３０μｍ、隔壁高さ４５０μｍで、所定の画素数に見合う大きさとして５００ｍｍ×５００ｍｍの隔壁構造部５Ａを形成した。

その後、ＣｓＩ：Ｔｌ（ＣｓＩ：ＴｌＩ＝１：０．３ｍｏｌ％）を隔壁構造部５Ａの空孔体積に見合う量だけ充填し、６５０℃で焼成し、シンチレータパネル１０−比較６を得た。

尚、本発明の実施例及び比較例で用いたガラスペーストは、顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であり、その調合によりその熱膨張係数を広い範囲で変化させることが可能である。また、第１の基板１として用いた前記ガラス基板の熱膨張係数の値も変化可能である。

また、隔壁構造部５Ａの熱膨張係数の測定は、隔壁構造部５Ａを構成するガラスペーストを乾燥プレスし、その後５５０℃の焼成で円柱状のサンプルを作製する。そして熱膨張係数の測定は熱膨張係数測定器（ＴＭＡ）を用いて５０〜３５０℃で行う。

（評価方法）
前記シンチレータパネル１０−１、１０−２、１０−３、１０−比較１、１０−比較２、１０−比較３、１０−比較４、１０−比較５、１０−比較６を、図４の斜視図に示すＰａｘＳｃａｎ２５２０（Ｖａｒｉａｎ社製ＦＰＤ）にセットして放射線検出装置１０１〜１０９を作製した。そして１２ｂｉｔの出力データにより、シンチレータパネルの反り、鮮鋭性、輝度を、下記の方法で評価した。このとき、光電変換素子層の配置領域は四角形の形状とし、その大きさが前記各実施例の資料１０−１、１０−２、１０−３及び比較例の資料１０−比較１、１０−比較２、１０−比較３、１０−比較４、１０−比較５、１０−比較６の大きさになるように調整した。

（シンチレータパネルの反りの測定）
反りの測定方法として、ＡＳＴＭ（アメリカ材料試験協会）規定の一点支持法を用いた。

（発光輝度の測定）
管電圧８０ｋＶｐのＸ線を各試料の裏側（蛍光体層が形成されてない面）から照射し、蛍光体層から照射された光の発光量をＰａｘＳｃａｎ２５２０で検出測定し、その測定値を瞬時発光輝度（感度）として表１に記した。但し表１中、輝度を示す値は、試料１０−比較１の輝度を１．００としたときの相対値である。

（ＭＴＦの算出）
鉛製のＭＴＦチャートを通して管電圧８０ｋＶｐのＸ線を各試料の裏側（蛍光体層が形成されてない面）から照射し、画像データをＰａｘＳｃａｎ２５２０で検出し、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（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）を算出した。その算出結果（空間周波数１サイクル／ｍｍにおけるＭＴＦ値（％））を表１に示す。ＭＴＦ値が高い程鮮鋭性に優れている。

（総合評価）
◎：上記各評価項目において全く問題なし
○：上記評価項目のうち、輝度又はＭＴＦがやや劣るも実用上問題なし
△：実用上やや問題有り
×：隔壁構造の反りが大きく実用不可

表１に示した結果から明らかなように、シンチレータパネルの実施例１０−１、１０−２、１０−３及び比較例１０−比較３、１０−比較４は隔壁構造部５Ａの反りが少ないことが分かる。更に、そのシンチレータパネルを装着した放射線検出装置１０３〜１０７は発光輝度を高水準に維持した状態でＭＴＦが高く鮮鋭性が優れていることが分かる。したがって、隔壁構造部５Ａの熱膨張係数を、その基板層である第１の基板１の膨張係数よりも１０％〜４５％低く選定した物性の材質にして展開した本発明は優れた効果を有することが分かる。

１ 第１の基板
５ シンチレータ層
５Ａ 隔壁構造部
５Ｂ 底部
５Ｃ 隔壁
１０ シンチレータパネル
２０ 出力基板
２０ａ 出力基板の隔膜
２０ｂ 光電変換素子層
２０ｃ 出力層
２０ｄ 第２の基板
５１ 撮像パネル
５４ 電源部
１００ 放射線検出装置

Claims (5)

1. 少なくとも放射線透過性を有する平板状の第１の基板と、該第１の基板の上に設けた放射線透過性を有し画素単位の複数の区画とした格子状の隔壁及び底部を有する隔壁構造部と、前記区画に蛍光体を充填したシンチレータ層とを備えたシンチレータパネルであって、
   前記隔壁構造部の材料が顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストであり、前記隔壁構造部の熱膨張係数がそれを保持する前記第１の基板の熱膨張係数より１０から４５％低いことを特徴とするシンチレータパネル。
2. 前記隔壁構造部の前記底部は、前記第１の基板の上にスクリーン印刷により前記ガラスペーストを所定の膜厚で塗工して乾燥する工程により得られ、
   前記隔壁構造部の前記隔壁は、前記底部の上に、スクリーン印刷により所定の大きさの開口と所定の壁幅に囲まれた画素を縦方向と横方向に所定ピッチで配置させた格子状のパターンを塗布する工程及び乾燥する工程を複数回繰り返した後、空気中で焼成を行って得られることを特徴とする請求項１に記載のシンチレータパネル。
3. 請求項１又は２に記載のシンチレータパネルと、
   該シンチレータパネルのシンチレータ層に近接して設けた光電変換素子層を第２の基板の上に有する出力基板とを備え、前記シンチレータ層と光電変換素子層は対応する画素が互いに重なるように配置されることを特徴とする放射線検出装置。
4. 入射した放射線を可視光に変換するシンチレータパネルの製造方法であって、
   少なくとも放射線透過性を有する平板状の第１の基板上に、スクリーン印刷により顔料又はセラミック粉と低融点ガラスとの混合物であるガラスペーストを所定の膜厚で塗工して乾燥させて隔壁構造部の底部を形成する第１工程と、
   前記ガラスペーストを形成した前記底部の上に、スクリーン印刷により所定の大きさの開口と所定の壁幅に囲まれた画素を縦方向と横方向に所定ピッチで配置させた格子状のパターンを塗布する工程及び、これを乾燥する工程を繰り返して行って、所定の高さとした格子状の前記隔壁構造部の隔壁を形成する第２工程と、
   前記第１の基板と前記隔壁構造部を空気中で焼成する第３工程と、
   前記隔壁構造部に蛍光体を充填する第４工程と、から製造されることを特徴とするシンチレータパネルの製造方法。
5. 前記隔壁構造部の熱膨張係数が前記第１の基板の熱膨張係数より１０から４５％低いように各材質が選択されていることを特徴とする請求項４に記載のシンチレータパネルの製造方法。

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