放射线图像检测装置及其制造方法_2

文档序号:9563599阅读:来源:国知局
凹凸差最大的部位即最倾斜的部位的角度。如果闪烁体层表面的最大倾 斜角Θ越大,则在接合闪烁体面板和平面受光元件时,越需要大幅弯曲支承体或平面受光 元件。
[0091] 另一方面,支承体或平面受光元件的膜厚(dl、d2)越小,支承体或平面受光元件 越能良好地弯曲。另外,支承体或平面受光元件的弹性模量(E1、E2)越小,支承体或平面受 光元件越能良好地弯曲。
[0092] 因此,即使在闪烁体层表面的柱状晶体表面的凹凸较大的情况下,通过减小支承 体或平面受光元件的膜厚(dl、d2)或弹性模量(EU E2),也能够将闪烁体面板和平面受光 元件接合成隔着粘接剂层的距离在面内变得均匀。
[0093] 上述的本发明的特征通过下述的结构实现。以下,对本发明的放射线图像检测装 置及其制造方法进行详细地说明。
[0094] [闪烁体面板]
[0095] <支承体>
[0096] 构成上述闪烁体面板的支承体是具有X射线等放射线的透射性,且能够承载闪烁 体层的基板。
[0097] 上述支承体的材料可以是能够透射X射线等放射线的各种玻璃、陶瓷、半导体、高 分子材料、碳材料及金属等。具体而言,可使用石英、硼硅酸玻璃及化学强化玻璃等玻璃板、 蓝宝石、氮化硅及碳化硅等陶瓷部件;硅、锗、镓砷、镓磷及镓氮等半导体;纤维素酯(醋酸 纤维素等)、聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、醋酯纤维、聚碳酸酯、聚醚酰亚胺、芳族聚酰胺、聚砜、 聚醚砜及生物纳米纤维等高分子材料、无定形碳、碳纤维强化塑料(CFRP)、玻璃纤维强化塑 料(GFRP)等复合材料、将玻璃纤维成形为无纺布状的片材、铝、铁及铜等金属及这些金属 的合金或氧化物等金属材料。其中,优选玻璃板或高分子材料,而从弯曲容易度考虑,更优 选为高分子材料,特别优选为由高分子材料构成的树脂膜。
[0098] 上述支承体的材料弹性模量通常为0. 1~300GPa,优选为1~200GPa。在此,"弹 性模量"是指,使用拉伸试验机,在试验片的标记线表示的应变和与其对应的应力显示线性 关系的区域中,求得应力相对于应变量的斜率的值。该值是被称为杨氏模量的值,本说明书 中,将该杨氏模量定义为弹性模量。
[0099] 具体而言,优选弹性模量为1~20GPa的树脂膜。当支承体的材料弹性模量处于 上述范围时,支承体能够稳定地保持闪烁体层。
[0100] 构成上述树脂膜的高分子材料例如有:聚萘二甲酸乙二醇酯(6~8GPa)、聚对苯 二甲酸乙二醇酯(3~5GPa)、聚碳酸酯(1~3GPa)、聚酰亚胺(6~8GPa)、聚醚酰亚胺(2~ 4GPa)、芳族聚酰胺(11~13GPa)、聚砜(1~3GPa)及聚醚砜(1~3GPa)等(括号内表示 弹性模量)。此外,弹性模量的值可根据树脂膜的形态而变动,因此,弹性模量不一定要成为 括弧内的值,但作为标准表不一例。
[0101] 上述树脂膜均具有较高的耐热性,在可承受用于形成闪烁体层的蒸镀方面也是优 选的。其中,聚酰亚胺的耐热性特别优异,适用于将后述的包含碘化铯(CsI)的荧光体材料 通过气相法在支承体上形成柱状晶体的情况。
[0102] 另外,在支承体是由生物纳米纤维构成的膜的情况下,由于具有以下的现有玻璃 或塑料无法获得的特性,即,(i)轻量;(ii)具有铁的5倍以上的强度(高强度)不 易由于热而膨胀(低热膨胀性);(iv)柔软(可挠性优异);(v)可进行混合、涂布、可薄膜 化等各种处理;(vi)由于材料是植物纤维,可以燃烧等,因此,在支承体特性或环境方面具 有优点。
[0103] 上述支承体的厚度通常为1~1,000 μ m,优选为10~500 μ m,进一步优选为10~ 200 μm。在上述支承体的厚度处于上述范围内时,即使上述支承体由弹性模量较大的玻璃、 金属等材料构成,在接合平面受光元件和闪烁体面板时,上述支承体能够与闪烁体层的膜 厚分布一致地有效弯曲,能够将平面受光元件和闪烁体层接合成使隔着粘接剂层的距离在 面内变得均匀。
[0104] 此外,本发明的闪烁体面板也可以将两种以上不同的支承体贴合使用。在该情况 下,式(1)中的支承体的膜厚dl、支承体的弹性模量El只要采用多个支承体中弹性模量最 大的材料的值即可。
[0105] <闪烁体层>
[0106] 上述闪烁体层是设于上述支承体上的、包含柱状晶体且具有膜厚分布的荧光体 层。膜厚分布是指,通过涂布等液相法或蒸镀等气相法在支承体层上产生的闪烁体层的膜 厚的平缓的凹凸分布,凹凸的山和谷的间隔通常为10~300mm左右。例如,在使用图3所示 的装置在支承体上通过蒸镀设置闪烁体层的情况下,一般而言,以支承体的旋转轴为中心, 以同心圆状产生闪烁体层的膜厚分布。在该情况下,闪烁体层的最大倾斜角Θ可通过例如 下述顺序求得。
[0107] 1.以IOmm间距测定通过支承体的旋转轴中心的直线上的闪烁体层的膜厚,制作 将距旋转轴中心的距离作为横轴且将闪烁体层的膜厚作为纵轴的图。
[0108] 2.根据上述图,读取闪烁体层的膜厚的最大倾斜度,并将该角度作为最大倾斜角 Θ 〇
[0109] 另一方面,在通过涂布等液相法形成闪烁体层的情况下,通过测定支承体的输送 方向(MD方向)及与输送方向正交的方向(TD方向)上的闪烁体层的膜厚分布,采用上述 同样的方法求得最大倾斜角Θ。
[0110] 此外,对于闪烁体层的膜厚测定方法没有特别限制,可以使用接触式或涡电流式 等市售的膜厚计,也可以通过电子显微镜等图像读取。
[0111] 形成闪烁体层的荧光体材料,除了铽活化硫氧化钆(Gd2O2S(Tb))及银活化硫化锌 (ZnS(Ag))等之外,还包括向碘化铯(CsI)中添加选自铟(In)、铊(Tl)、锂(Li)、钾(K)、铷 (Rb)及钠(Na)的至少一种的活化剂而得到的材料等。其中,优选向碘化铯(CsI)中添加至 少一种活化剂而得到的材料。
[0112] 具体而言,优选钠活性化碘化铯(CsI(Na))及铊活性化碘化铯(CsI(Tl))等,因 为其放射线吸收及发光效率高、可获得低噪音高画质的图像;进一步优选铊活性化碘化铯 (Csl (Tl)),因为其具有300~750nm的宽发光波长,从X射线向可视光线的变更率较高,且 通过蒸镀容易形成柱状晶体,通过晶体构造引起的光引导效果能够抑制晶体内的发射光的 散射,可相应地增加闪烁体层的厚度。
[0113] 此外,在将母材的荧光体设为100摩尔%时,向硫氧化钆(Gd2O2S)、硫化锌(ZnS)或 碘化铯(CsI)等添加的活化剂的含量优选为0. 1~5摩尔%。
[0114] 当闪烁体层接收X射线等放射线时,就会吸收放射线的能量,产生波长为300~ 800nm的电磁波,即,以可视光线为中心产生从紫外光到红外光的电磁波。
[0115] 在荧光体为柱状晶体的情况下,柱状晶体的柱径通常为2~20 μ m,优选为3~ 15 μ m〇
[0116] 上述闪烁体层的膜厚通常为100~1,000 μ m,优选为100~600 μ m,进一步优选 为 200 ~600 μ m。
[0117] 上述闪烁体层的充填率通常为70~90%,优选为72~88%,进一步优选为75~ 85%。"充填率"是指,闪烁体层的实际的质量除以理论密度、以及表观体积的值。
[0118] <其它层>
[0119] 也可以根据需要在支承体和闪烁体层之间设置反射层。通过设置反射层,可以非 常有效地输出荧光体的发光,亮度大幅提高。
[0120] 反射层例如可以由包含铝、银、白金、钯、金、铜、铁、镍、铬、钴、不锈钢中的一种或 两种以上的元素或合金的材料形成,但从高反射率考虑,优选以银、或铝或银、或以铝为主 成分的合金。另外,也可以将这种金属膜形成两层以上。在将金属膜设为两层以上的情况 下,从提高与支承体的粘接性考虑,优选将下层设为镍(Ni)、或铬(Cr)、或包含其双方的 层。另外,也可以在金属膜上依次设置由二氧化硅(SiO 2)、二氧化钛(TiO2)等金属氧化物 构成的层,从而进一步提高反射率。作为在支承体上形成上述金属层的方法,有蒸镀、溅射 或金属箱的贴合等,没有特别的限制,但从紧贴性的观点来看,最优选为溅射。
[0121 ] 另一方面,反射层也可以由光散射粒子及粘合剂树脂形成。
[0122] 上述光散射粒子只要是具有与构成反射层的粘合剂树脂不同的折射率的粒子状 材料,则没有特别限定,其材料有氧化铝、氧化钇、氧化锆、二氧化钛、硫酸钡、二氧化硅、氧 化锌、碳酸钙、玻璃及树脂等。这些材料可以单独使用一种,也可以混合两种以上使用。其 中,从是否能够容易得到及具有较高的折射率方面考虑,特别优选二氧化钛。
[0123] 作为上述二氧化钛,可以是具有金红石型、板钛矿型及锐钛矿型的任一晶体结构 的物质,但从与粘合剂树脂的折射率的比率较大,可获得高亮度或可视光线的反射率等方 面考虑,特别优选金红石型结构。
[0124] 从反射率方面考虑,上述光散射粒子的面积平均粒子直径优选为0. 1~5. 0 μ m, 进一步优选为0. 2~3. 0 μ m。作为二氧化钛,为了提高与粘合剂树脂的亲和性及分散性,或 为了抑制粘合剂树脂的劣化,特别优选利用铝(Al)、硅(Si)、锆(Zr)、锌(Zn)等的金属氧化 物进行表面处理。
[0125] 构成反射层的成分的合计体积100体积%中,上述光散射粒子优选含有3~90体 积%的量,进一步优选含有10~50体积%的量。当光散射粒子以这种范围包含于反射层 时,不仅能够提高反射层的反射率、在支承体上形成闪烁体层的闪烁体面板的灵敏度,还能 够提高反射层和支承体或闪烁体层的粘接性,因此,即使切割,反射层也不会被剥离,可以 提尚生广率。
[0126] 可以用于上述反射层的粘合剂树脂例如有:聚氨酯树脂、氯乙烯共聚物、氯乙 烯?醋酸乙烯酯共聚物、氯乙烯?偏氯乙烯共聚物、氯乙烯?丙烯腈共聚物、丁二烯?丙烯 腈共聚物、聚酰胺树脂、聚乙烯醇缩丁醛、聚酯树脂、纤维素衍生物(硝基纤维素等)、苯乙 烯· 丁二烯共聚物、各种合成橡胶类树脂、酚树脂、环氧树脂、尿素树脂、蜜胺树脂、苯氧基树 月旨、硅树脂、丙烯酸类树脂、尿素甲酰胺树脂等。其中,从通过蒸镀形成的荧光体的柱状晶体 及对支承体的附膜性优异的观点来看,优选聚酯树脂、聚氨酯树脂、丙烯酸树脂等疏水性树 脂。
[0127] 为了提高支承体和反射层的紧贴性,可以在支承体和反射层之间设置中间层。作 为中间层,优选聚氨酯、聚酯及氯乙烯类共聚物等含有树脂的层。
[0128] 此外,本说明书中,有时将支承体或在该支承体上设置反射层等功能层的结构称 为"蒸镀用基板",或简称为"基板"。
[0129] <闪烁体面板>
[0130] 本发明中的闪烁体面板由上述支承体、该支承体上的闪烁体层、根据需要设置的 其它层构成。
[0131] 例如,在通过蒸镀法形成荧光体柱状晶体的情况下,闪烁体层包含多个柱状晶体, 且这些柱状晶体具有不同形态,即,可以是与该支承体接触的根部彼此以相互独立的形态 存在(第一形态),也可以是形成闪
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