闪烁器面板、放射线检测器及它们的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种在形成放射线图像时所使用的闪烁器面板、放射线检测器及它们 的制造方法。
【背景技术】
[0002] 目前，X射线图像那样的放射线图像在医疗现场被广泛用于症状的诊断。尤其是利 用敏感纸-薄膜类的放射线图像，在慢长的历史中谋求高灵敏度化和高画质化，结果，制成 了同时具有高可靠性和优异的性价比的拍摄系统，现在仍然在世界的医疗现场被使用。但 是，这些图像信息为所谓的模拟图像信息，不能像目前正在发展的数字图像信息那样自由 地进行图像处理或瞬时进行电子传送。
[0003] 近年来，以计算机X线成像（computed radiography :CR)或平板型的放射线探测 器（flat panel detector :FPD)等为代表的数字方式的放射线检测器出现。用这些放射线 检测器直接得到数字的放射线图像，可以在利用了阴极管的面板或液晶面板等图像显示装 置中直接显示图像，因此，不需要在照相薄膜上形成图像。其结果，这些数字方式的放射线 检测器例如X射线检测器使利用银盐照相方式来形成图像的必要性降低，使医院或诊疗所 中的诊断操作的便利性大幅度地提高。
[0004] 作为与X射线图像有关的数字技术之一，计算机X线成像（CR)在现在医疗现场被 接受。但是，CR中得到的X射线图像与利用银盐照相方式等的屏幕?薄膜系统的图像相比， 清晰性不充分，空间分辨率也不充分，其画质水平没有达到屏幕?薄膜系统的画质水平。因 此，作为更新的数字X射线图像技术，例如开发了使用薄膜晶体管（TFT)的平板X射线检测 器（Flat panel detector，FPD)。
[0005] 就上述Fro而言，其原理上，为了将X射线转换为可见光，使用具有荧光体层的闪 烁器面板，所述荧光体层由具有将所照射的X射线转换为可见光而发光的特性的X射线荧 光体制成，但在使用低照射量的X射线源的X射线摄影中，为了提高由闪烁器面板检测到的 信号和噪音之比（SN比），必需使用将X射线转变为可见光的转换率即发光效率高的闪烁器 面板。通常，闪烁器面板的发光效率由荧光体层的厚度、荧光体的X射线吸收系数决定，但 荧光体层的厚度越厚，通过X射线照射在荧光体层内产生的发光越容易在闪烁器层内发生 散射，经由闪烁器面板得到的X射线图像的清晰性降低。因此，如果设定X射线图像的画质 所需要的清晰性，那么，闪烁器面板中荧光体层的膜厚的限度自然而然地被确定。
[0006] 在此，荧光体也称为闪烁器，荧光体层也称为闪烁器层。
[0007] 另外，为了得到亮度高、可以提供清晰性优异的X射线图像的闪烁器面板，构成荧 光体层的荧光体的形状也非常重要。在许多闪烁器面板中，作为构成闪烁器层的荧光体，采 用具有柱状晶体形状的荧光体，通常，具有在基板或支持体等上配置多个这种柱状晶体而 成的结构。这里，构成闪烁器层的柱状晶体均具有相对于基板或支持体等的主面垂直延伸 的形状，从而可以使其中产生的荧光即发光沿着相对于基板或支持体等的主面垂直的方向 有效地放出。在闪烁器层中采用了这种布局的闪烁器面板可以较高地维持上述亮度和清晰 性，同时，也可以较高地维持相对于基板或支持体等垂直的方向上的强度。需要说明的是， "相对于基板或支持体等垂直的方向"以下有时称为"膜厚方向"。
[0008] 近年来，进行了各种着眼于构成闪烁器层的荧光体的晶体形状的研究或尝试。
[0009] 例如，专利文献1中，作为亮度高、可以得到清晰性优异的X射线图像的放射线转 换面板，公开了在基板上设置含有形成了特定形状柱状晶体的荧光体母材的荧光体层而得 到的放射线转换面板。专利文献1所记载的放射线转换面板中，荧光体层包含：由荧光体母 材构成且膜厚在特定范围的第1荧光体层和含有荧光体母材及活化剂的第2荧光体层。而 且，专利文献1教导：构成荧光体层的荧光体柱状晶体的距基板侧10 μ m的高度处的晶体直 径和闪烁器层最表面的晶体直径之比在特定的范围时，清晰性优异。
[0010] 现有技术文献
[0011] 专利文献
[0012] 专利文献1 :国际公开2010/032503号小册子
【发明内容】
[0013] 发明所要解决的技术问题
[0014] 但是，就专利文献1中所记载的放射线转换面板而言，在得到的放射线图像的清 晰性方面存在改善的余地。
[0015] 即，就专利文献1中所记载的放射线转换面板而言，在荧光体层柱状晶体中，限定 了距离基板10 μm的位置处的平均当量圆直径a和最表面的平均当量圆直径b之比，但对 低于10 μ m的区域没有任何规定。因此，可以认为，在上述柱状晶体的低于10 μ m的区域内， 如果更精密地控制柱状晶体的形状或特性等，则存在能够改善得到的放射线图像的清晰性 的余地。
[0016] 本发明的目的在于，提供一种可以提供清晰性更优异的放射线图像的闪烁器面 板、放射线检测器及它们的制造方法。
[0017] 解决技术问题的技术方案
[0018] 以下示出本发明的一个实施方式，但本发明不受这些实施方式的任何限定。
[0019] 本发明的闪烁器面板的特征在于，包括支持体和形成在所述支持体上的闪烁器 层，所述闪烁器层含有荧光体，所述荧光体为多个柱状晶体，位于所述闪烁器层的柱状晶体 生长开始面的所述多个柱状晶体的根部彼此以相互独立的形态存在，所述闪烁器层的从柱 状晶体生长开始面至高度5 μ m的厚度区域的放射线吸收率X为5. 4~8. 6%。
[0020] 另外，在本发明的闪烁器面板中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面至高度 5 μ m的厚度区域的X射线吸收率X和从柱状晶体生长开始面至高度150 μ m的厚度区域的 X射线吸收率y的比（x/y)优选为〇. 12~0. 22。
[0021] 另外，在本发明的闪烁器面板中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面至高度 5 μ m的厚度区域的X射线吸收率X和从柱状晶体生长开始面至高度150 μ m的厚度区域的 X射线吸收率y的比（x/y)更优选为〇. 17~0. 22。
[0022] 另外，在本发明的闪烁器面板中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面至高度 5 μ m的厚度区域的放射线吸收率X为5. 4~8. 6 %，从柱状晶体生长开始面至高度150 μ m 的厚度区域的X射线吸收率y进一步优选为39. 3~44. 0%。
[0023] 另外，在本发明的闪烁器面板中，所述闪烁器层的柱状晶体优选由气相沉积法形 成。
[0024] 本发明的第1放射线检测器的特征在于，包括上述闪烁器面板和光电转换元件面 板。
[0025] 本发明的第2放射线检测器的特征在于，包括光电转换元件面板和形成在该光电 转换元件面板上的闪烁器层，所述闪烁器层含有荧光体，所述荧光体为多个柱状晶体，位于 所述闪烁器层的柱状晶体生长开始面的所述多个柱状晶体的根部彼此以相互独立的形态 存在，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面至高度5 μ m的厚度区域的放射线吸收率X为 5. 4 ~8. 6%〇
[0026] 另外，在本发明的第2放射线检测器中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面 至高度5 μ m的厚度区域的X射线吸收率X和从柱状晶体生长开始面至高度150 μ m的厚度 区域的X射线吸收率y的比（x/y)优选为〇. 12~0. 22。
[0027] 另外，在本发明的第2放射线检测器中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面 至高度5 μ m的厚度区域的X射线吸收率X和从柱状晶体生长开始面至高度150 μ m的厚度 区域的X射线吸收率y的比（x/y)更优选为〇. 17~0. 22。
[0028] 另外，在本发明的第2放射线检测器中，所述闪烁器层的从柱状晶体生长开始面 至高度5 μ m的厚度区域的放射线吸收率X为5. 4~8. 6%，从柱状晶体生长开始面至高度 150 μ m的厚度区域的X射线吸收率y进一步优选为39. 3~44. 0%。
[0029] 另外，在本发明的第2放射线检测器中，所述闪烁器层的柱状晶体优选利用气相 沉积法形成。
[0030] 本发明的闪烁器面板的制造方法的特征在于，在支持体温度为5~320°C、蒸镀速 度为5~200nm/s、压力为10 3~IPa(绝对压力）的条件下，使焚光体蒸镀在准备形成闪 烁器层的面上，所述准备形成闪烁器层的面是支持体的准备形成闪烁器层的面、或在支持 体上设有至少1个层而形成的叠层体的准备形成闪烁器层的面，且根据接触角法（液滴法） 测定的所述准备形成闪烁器层的面的表面能为20~65mJ/m 2。
[0031] 本发明的放射线检测器的制造方法的特征在于，将通过上述闪烁器面板的制造方 法而制造的闪烁器面板与光电转换元件面板耦合。
[0032] 另外，本发明的第2放射线检测器的制造方法的特征在于，在支持体温度为5~ 320°C、蒸镀速度为5~200nm/s、压力为10 3~IPa(绝对压力）的条件下使荧光体蒸镀在 光电转换元件面板的准备形成闪烁器层的面上，根据接触角法（液滴法）测定的所述准备 形成闪烁器层的面的表面能为20~65mJ/m 2。
[0033] 发明的效果
[0034] 根据本发明，可以提供一种能够提供清晰性更优异放射线图像的闪烁器面板、放 射线检测器及它们的制造方法。
[0035] 以下，进行详细说明。
[0036] 在构成闪烁器面板或放射线检测器中所含的闪烁器层的荧光体柱状晶体的根部， 如果柱状晶体发生熔合等时，根据其熔合程度，该根部的柱状晶体的放射线吸收率变大。而 且，该根部的柱状晶体的放射线吸收率超过某种范围时，得到的放射线图像的清晰性降低。 在专利文献1中所记载的放射线转换面板中，没有这种技术思想。
[0037] 与此相对，由于使存在于上述柱状晶体根部的柱状晶体独立地存在，并将该根部 的柱状晶体的放射线吸收率调整为特定的范围，因此，与专利文献1中所记载的放射线转 换面板相比，可以使得到的放射线图像的清晰性提高。
[0038] 另外，不仅在上述荧光体的柱状晶体的根部，而且在整个闪烁器层中，通过对每个 特定厚度区域调整荧光体的柱状晶体的放射线吸收率，可以使得到的放射线图像的清晰性 进一步提尚。
[0039] 闪烁器层的某个厚度区域的荧光体柱状晶体的放射线吸收率可以使用放射线辐 射剂量计测定存在与不存在该膜厚的闪烁器层时的放射线辐射剂量，由其比值算出。
[0040] 需要说明的是，如上所述，根部的柱状晶体的放射线吸收率与根部是独立地存在 还是熔合有关。通常，放射线吸收率为5. 4~8. 6%时，根部独立地存在，在该范围以上时会 观察到根部的熔合。
【附图说明】
[0041] 图1是示出本发明的闪烁器面板及放射线检测器的例示结构的概略图，是与闪烁 器面板及放射线检测器的厚度方向平行的面的剖面图。另外，图1A是说明支持体11和形 成在该支持体11上的闪烁器层12的闪烁器面板10的图。另外，图1A也是表示闪烁器面 板10的闪烁器层12中的厚度方向、柱状晶体120的高度的图。需要说明的是，闪烁器层的 厚度方向、柱状晶体的高度在放射线检测器中也同样适用。图1B是说明光电转换元件面板 20和形成在该光电转换元件面板20上的闪烁器层的第2放射线检测器31的图。
[0042] 图2是示出本发明的闪烁器面板的例示结构的概略图，是与闪烁器面板及放射线 检测器的厚度方向平行的面的剖面图。
[0043] 图3是示出本发明的放射线检测器的例示结构的概略图，是与闪烁器面板及放射 线检测器的厚度方向平行的面的剖面图。
[0044] 图4是示出本发明中所使用的例示蒸镀装置之一的结构的概略图。
[0045] 图5是示出与图4的构成不同的本发明中所使用的例示蒸镀装置之一的结构的概 略图。
[0046] 附图标记说明
[0047] 11· · ·支持体
[0048] 12,12' · · ·闪烁器层
[0049] 120,120' ···柱状晶体
[0050] 121，121' ··基底层以外的层
[0051] 122,122' ··基底层
[0052] 13、13' ··反射层
[0053] 20 ···光电转换元件面板
[0054] 30· ··第1放射线检测器
[0055] 31 ···第2放射线检测器
[0056] 40 ···蒸镀装置
[0057] 41 · · ·真空容器
[0058] 42 ···真空栗
[0059] 43 · · ·蒸镀用基板
[0060] 44 · · ·支架
[0061] 45· ··旋转机构
[0062] 46 ···旋转轴
[0063] 47、47a、47b、47c · · ·蒸镀源
[0064] 48 · · ·开闭器
[0065] 50 ···闪烁器层的厚度方向
[0066] 60 ···柱状晶体的高度
[0067] 80 ···柱状晶体的根部
[0068] 90 ···柱状晶体的前端
[0069] 91 ···柱状晶体生长开始面
[0070] 92 ···柱状晶体生长结束面
[0071] 93 ···相对于闪烁器层而言构成支持体侧的面
[0072] 94· ··相对于闪烁器层而言构成非支持体侧的面
[0073] 95· ··相对于闪烁器层而言构成光电转换元件面板侧的面
[0074] 96· ··相对于闪烁器层而言构成非光电转换元件面板侧的面
【具体实施方式】
[0075] 下面，对本发明的闪烁器面板、放射线检测器及它们的制造方法详细地进行说明， 但本发明不受这些说明的限定性解释。
[0076] [闪烁器面板]
[0077] 本发明的闪烁器面板包括支持体和形成在所述支持体上的闪烁器层。
[0078] 所述闪烁器层含有荧光体，所述荧光体为多个柱状晶体，位于所述闪烁器层的柱 状晶体生长开始面的所述多个柱状晶体的根部彼此以相互独立的形态存在，所述闪烁器层 的从柱状晶体生长开始面至高度5 μ m的厚度区域的放射线吸收率X为5. 4~8. 6%。
[0079] 闪烁器面板在获得被检测体的放射线图像时，在闪烁器层中吸收透过被检测体的 放射线，产生发光。在该发光中含有被检测体的信息。通过将闪烁器面板与后述的光电转 换元件面板耦合而制成放射线检测器，可以将该发光中所含的信息变为电信号而以放射线 图像的形式获得。
[0080] 作为放射线，从通用性等观点出发，优选X射线。需要说明的是，其在后述的放射 线检测器中也是同样的。
[0081 ] 以下，对本发明的闪烁器面板进行说明。
[0082] I 持体
[0083] 本发明的闪烁器面板包括支持体。
[0084] "支持体"为构成"闪烁器面板"的层之一，在形成闪烁器层时成为柱状晶体的基 础。另外，支持体也具有保持闪烁器层的结构的作用。
[0085] 但是，在本说明书中，在光电转换元件面板上直接形成闪烁器层而得到的放射线 检测器的光电转换元件面板不称为支持体，从而与支持体相区别。
[0086] 作为支持体