JP6548565B2 - シンチレータパネル、及び、放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、シンチレータパネル、及び、放射線検出器に関する。

特許文献１には、Ｘ線平面検出器が記載されている。このＸ線平面検出器は、２次元的に配列された複数の画素単位を備える。画素単位のそれぞれは、シンチレータ部を含む。互いに隣り合う画素単位のシンチレータ部同士の間には、中断領域が形成されている。中断領域には、可視光を反射する反射部材が配置されている。

特開２００３−１６７０６０号公報

上記のＸ線平面検出器においては、反射部材の材料としてＸ線吸収材料を用いることにより、解像度の向上を図っている。このように、上記技術分野においては、解像度の向上が望まれている。解像度を向上するためには、例えば、シンチレーション光を吸収する吸収層を中断領域に配置することが考えられる。しかしながら、その場合には、光出力が低下するおそれがある。

本発明は、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能な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。

本発明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、主面を有する基板と、主面上に所定のピッチで設けられたシンチレータ層と、シンチレータ層上に設けられシンチレーション光を反射する反射層と、を備え、シンチレータ層は、主面上に配列された複数のシンチレータ部を有し、シンチレータ部は、主面に交差する方向に延びる側面を含み、反射層は、側面に沿って延びる箔状の複数の金属粒子を含み、側面を覆うように設けられている。

このシンチレータパネルにおいては、シンチレータ層が、基板の主面上に所定のピッチで配列された複数のシンチレータ部を含む。また、シンチレーション光を反射する反射層が、シンチレータ部の少なくとも側面を覆うように設けられている。そして、反射層は、シンチレータ部の側面に沿って延びる複数の箔状の金属粒子を含む。このように、箔状の金属粒子を含む反射層を用いれば、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能である。

本発明に係るシンチレータパネルにおいては、金属粒子の平均寸法は、互いに隣り合うシンチレータ部の側面同士の間隔の半分以下であってもよい。この場合、シンチレータ部の側面同士の隙間に対して、容易且つ確実に箔状の金属粒子を進入させ、シンチレータ部の側面を覆うように反射層を形成可能である。このため、光出力の低下を確実に抑制すると共に解像度をより向上可能である。なお、箔状の金属粒子の平均寸法とは、一例として、金属粒子の最大寸法を、複数の金属粒子について平均した寸法である。

本発明に係るシンチレータパネルにおいては、シンチレータ層は、ＣｓＩを主成分とするシンチレータ材料からなってもよい。また、本発明に係るシンチレータパネルにおいては、シンチレータ部は、シンチレータ材料の単結晶からなってもよい。或いは、本発明に係るシンチレータパネルにおいては、シンチレータ部は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶からなってもよい。

本発明に係る放射線検出器は、主面と、前記主面上に形成された複数の光電変換素子と、を有する基板と、光電変換素子上に設けられ、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層と、シンチレータ層上に設けられシンチレーション光を反射する反射層と、を有し、シンチレータ層は、光電変換素子の画素ピッチに応じて配列された複数のシンチレータ部を有し、シンチレータ部は、主面に交差する方向に延びる側面を含み、反射層は、側面に沿って延びる箔状の複数の金属粒子を含み、側面を覆うように設けられている。

この放射線検出器においては、シンチレータ層が、基板の光電変換素子の画素ピッチに応じて配列された複数のシンチレータ部を含む。また、シンチレーション光を反射する反射層が、シンチレータ部の少なくとも側面を覆うように設けられている。そして、反射層は、シンチレータ部の側面に沿って延びる複数の箔状の金属粒子を含む。このように、箔状の金属粒子を含む反射層を用いれば、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能である。

本発明に係る放射線検出器においては、金属粒子の平均寸法は、互いに隣り合うシンチレータ部の側面同士の間隔の半分以下であってもよい。この場合、シンチレータ部の側面同士の隙間に対して、容易且つ確実に箔状の金属粒子を進入させ、シンチレータ部の側面を覆うように反射層を形成可能である。このため、光出力の低下を確実に抑制すると共に解像度をより向上可能である。

本発明に係る放射線検出器においては、シンチレータ層は、ＣｓＩを主成分とするシンチレータ材料からなってもよい。また、本発明に係る放射線検出器においては、シンチレータ部は、シンチレータ材料の単結晶からなってもよい。或いは、本発明に係る放射線検出器においては、シンチレータ部は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶からなってもよい。

本発明によれば、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能な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。

本実施形態に係るシンチレータパネルの断面図である。 図１に示されたシンチレータパネルの一部を拡大して示す模式的な断面図である。 図１に示されたシンチレータパネルの反射層の一例を示す写真である。 シンチレータパネルの解像度と光出力との評価結果を示すグラフである。 変形例に係るシンチレータパネルの断面図である。 別の変形例に係るシンチレータパネルの断面図である。 本実施形態に係る放射線検出器の断面図である。

以下、本発明の一実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一部分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場合がある。

以下の実施形態に係るシンチレータパネルは、Ｘ線等の放射線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る。以下の実施形態に係るシンチレータパネルは、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。

図１は、本実施形態に係るシンチレータパネルの断面図である。図２は、図１に示されたシンチレータパネルの一部を拡大して示す模式的な断面図である。図２においては、各部のハッチングが省略されている。図１，２に示されるように、シンチレータパネル１は、基板２、シンチレータ層３、第１保護膜４、反射層５、第２保護膜６、を備える。

基板２は、主面２ｓを有する。基板２は、例えば矩形板状である。基板２は、例えば、シンチレータ層３で生じるシンチレーション光に対して透過性を有していてもよい。基板２の厚さは、例えば２．０ｍｍ程度である。基板２は、例えば、ＦＯＰ（ファイバオプティックプレート：多数の光ファイバを束ねて構成される光学デバイス（例えば、浜松ホトニクス（株）製Ｊ５７３４））等から構成される。

シンチレータ層３は、Ｘ線等の放射線Ｒの入射に応じて、可視光等のシンチレーション光を生じさせる。シンチレータ層３は、基板２の主面２ｓ上に設けられている。シンチレータ層３は、例えば、主面２ｓに交差（例えば直交）する方向からみて、主面２ｓの矩形状のエリアに形成されている。

シンチレータ層３は、複数のシンチレータ部７を含む。シンチレータ部７は、主面２ｓ上に２次元状に所定のピッチで配列されている。シンチレータ部７は、例えば主面２ｓに接触している。一例として、シンチレータ部７同士は、互いに連続していない（互いに分離している）。換言すれば、シンチレータ部７は、例えばイメージセンサの画素単位で形成されている（すなわち、シンチレータ層３はピクセル化されている）。シンチレータ部７の断面形状は、例えば、主面２ｓから離れるにつれて縮小する台形状である。すなわち、シンチレータ部７は、主面２ｓの反対側から主面２ｓに向けて断面積が増加するテーパ状である。

シンチレータ部７は、例えば、シンチレータ材料の単結晶からなる。或いは、シンチレータ部７は、例えばシンチレータ材料の複数の柱状結晶からなる。シンチレータ材料の一例としては、ＣｓＩ：ＴｌやＣｓＩ：ＮａといったＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を主成分とする材料、ＮａＩ：ＴｌといったＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）を主成分とする材料、ＳｒＩ_３（ヨウ化ストロンチウム）、ＬｕＩ_３（ヨウ化ルテチウム）、ＢａＦ_２（フッ化バリウム）、及び、ＧＯＳ等が挙げられる。

シンチレータ部７は、主面２ｓに交差する方向（例えば柱状結晶の成長の方向）に延びる側面７ｓを含む。シンチレータ部７は、主面２ｓに沿った方向に延びる頂面７ｔを含む。頂面７ｔは、側面７ｓ同士を接続している。シンチレータ部７の高さＨは、例えば、１５０μｍ以上１０００μｍ以下程度である。シンチレータ部７の高さＨは、頂面７ｔと主面２ｓとの間の距離であり、シンチレータ層３の厚さである。

互いに隣り合うシンチレータ部７の側面７ｓ同士の間隔Ｇは、シンチレータ部７の形状に応じて、主面２ｓに向かうにつれて狭くなっている。間隔Ｇのうち、頂面７ｔ側の上部間隔Ｇ１は、例えば、５μｍ以上５０μｍ以下程度である。間隔Ｇのうち、頂面７ｔと主面２ｓとの中間部分の中間部間隔Ｇ２は、例えば、３μｍ以上３０μｍ以下程度である。間隔Ｇのうち、主面２ｓ側の下部間隔Ｇ３は、例えば、２μｍ以上１５μｍ以下程度である。シンチレータ層３の加工ピッチ（例えば上記の所定のピッチ）は、例えば２００μｍ程度である。加工ピッチは、シンチレータ部７同士の間隙のピッチである。

第１保護膜４は、シンチレータ層３及び基板２の主面２ｓ上に設けられている。第１保護膜４は、放射線Ｒを透過する。より具体的には、第１保護膜４は、シンチレータ部７の表面（側面７ｓ及び頂面７ｔ）と、シンチレータ部７同士の間においてシンチレータ層３から露出した主面２ｓと、を覆うように設けられている。第１保護膜４は、例えば、シンチレータ部７の柱状結晶間に有機溶剤が浸透することを防止する。第１保護膜４の厚さＴは、例えば、１μｍ以上１０μｍ以下程度である。第１保護膜４は、例えばパリレン（ポリパラキシレン）等から形成される。

反射層５は、シンチレータ層３及び第１保護膜４上に設けられている。より具体的には、反射層５は、例えば、シンチレータ部７の表面（側面７ｓ及び頂面７ｔ）の全体を覆うように、第１保護膜４を介してシンチレータ部７上に設けられている。反射層５は、シンチレータ層３で生じたシンチレーション光を反射する。反射層５は、放射線Ｒを透過する。反射層５は、複数の金属粒子８を含む。したがって、金属粒子８は、シンチレーション光を反射すると共に放射線Ｒを透過する。

金属粒子８は、シンチレータ部７の表面（側面７ｓ及び頂面７ｔ）上に配置されている。金属粒子８は、シンチレータ部７の表面に沿って延びる箔状（例えば鱗片状、フレーク状、リーフ状）である。つまり、金属粒子８は、シンチレータ部７の側面７ｓ上においては、側面７ｓに沿って延びる（側面７ｓに沿って並んでいる）。金属粒子８は、少なくとも部分的に、別の金属粒子８と重なって接触している。これにより、複数の金属粒子８は、全体として、シンチレータ部７の表面を隙間なく覆っている。

なお、金属粒子８が箔状であるとは、金属粒子８が球状や針状等でないことを意味する。より具体的には、金属粒子８が箔状であるとは、例えば金属粒子８が側面７ｓ上に配置されているとき、金属粒子８の側面７ｓに沿った方向の寸法（幅）が、金属粒子８の側面７ｓに交差する方向の寸法（厚さ）よりも大きいことを意味する。

金属粒子８の平均寸法は、例えば、１μｍ以上２０μｍ以下程度であり、より好ましくは、３μｍ以上１０μｍ以下程度である。特に、金属粒子８の平均寸法は、例えば、互いに隣り合うシンチレータ部７の側面７ｓ同士の間隔Ｇ（特に上部間隔Ｇ１）の半分以下とすることができる。なお、側面７ｓ上に第１保護膜４が形成されている場合には、金属粒子８の平均寸法を、第１保護膜４の厚さの２倍を間隔Ｇから減じた値の半分以下としてもよい。

金属粒子８の平均寸法とは、一例として、金属粒子８の最大寸法を複数の金属粒子８について平均した寸法である。金属粒子８は、例えば、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、又は、Ｐｔ等からなる。なお、金属粒子８の粒度分布は、例えば、メディアン径（ｄ５０）又は算術的平均値（粒子の直径の合計／粒子の個数）により定義することができる。

第２保護膜６は、反射層５上に設けられている。より具体的には、第２保護膜６は、シンチレータ層３、第１保護膜４、及び、反射層５の全体を覆うように、反射層５上に形成されている。第２保護膜６は、放射線Ｒを透過する。第２保護膜６は、例えばパリレン（ポリパラキシレン）等から形成される。

引き続いて、シンチレータパネル１の製造方法の一例について説明する。この製造方法では、まず、例えば真空蒸着法によって、基板２の主面２ｓ上にシンチレータ材料の柱状結晶を成長させることにより、主面２ｓ上にシンチレータ層を形成する。続いて、例えばレーザ光の照射等によって、シンチレータ層を複数の部分に切断するようにシンチレータ層の加工を行う（シンチレータ層をピクセル化する）。これにより、複数のシンチレータ部７を含むシンチレータ層３が主面２ｓ上に形成される。

続いて、シンチレータ層３及び主面２ｓ上に第１保護膜４を成膜する。より具体的には、シンチレータ部７の表面（側面７ｓ及び頂面７ｔ）とシンチレータ部７同士の間において露出する主面２ｓとを覆うように、第１保護膜４を成膜する。これにより、後の工程において、シンチレータ層３の柱状結晶の間に有機溶剤が浸透することが防止される。また、シンチレータ層３に対して金属粒子８が直接的に接触することが避けられる。以上の工程により、基板２、シンチレータ層３、及び、第１保護膜４からなるシンチレータパネルが得られる。

続いて、以上の工程により得られたシンチレータパネルを真空槽内に配置する。そして、真空槽内を真空引きした状態において、金属粒子８を含む金属ペーストを第１保護膜４上に塗布する。このとき、金属ペーストは、シンチレータ部７の側面７ｓ同士の間の間隙を充填していない場合がある。その後、真空槽内を大気開放することにより、側面７ｓ同士の間隙内と大気との差圧を利用して、金属ペーストを当該間隙内に充填する。金属ペーストの充填後に、例えば常温硬化、加熱硬化、ＵＶ硬化等を行うことにより金属ペーストを硬化する。これらの工程により、第１保護膜４を介してシンチレータ層３を覆うように、反射層５が形成される。

続いて、反射層５上に第２保護膜６を成膜する。より具体的には、この工程では、シンチレータ層３、第１保護膜４、及び、反射層５の全体を覆うように、反射層５上に第２保護膜６を形成する。これにより、反射層５を保護すると共にシンチレータ層３の耐湿性が向上する。以上の工程により、シンチレータパネル１が製造される。

なお、上記の金属ペーストは、例えば以下のように製造することができる。すなわち、まず、金属粉（金属箔等）と有機溶剤と粉砕助剤との混合物をボールミルで混ぜる（展延粉砕工程）。続いて、その混合物を篩にかける（篩分け工程）。これにより、平均寸法が制御された金属粒子８が得られる。続いて、混合物を固体（金属粒子８）と液体とに分離する（濾過工程）。そして、金属粒子８と有機溶剤とバインダー樹脂とを混合する。これにより、金属ペーストが製造される。

引き続いて、図１〜４を参照してシンチレータパネル１の奏する効果について説明する。図３は、図１に示されたシンチレータパネルの反射層の一例を示す写真である。シンチレータパネル１においては、シンチレータ層３が、基板２の主面２ｓ上に所定のピッチで配列された複数のシンチレータ部７を含む。また、シンチレーション光を反射する反射層５が、シンチレータ部７の少なくとも側面７ｓを覆うように設けられている。そして、反射層５は、シンチレータ部７の側面７ｓに沿って延びる複数の箔状の金属粒子８を含む。

ここで、例えば、シンチレーション光を吸収する吸収層（例えばカーボンブラックを含む吸収層）をシンチレータ層３上に設ける場合には、吸収層を設けない場合と比較して、解像度の向上が望めるものの光出力が低下するおそれがある。これに対して、シンチレータパネル１によれば、箔状の金属粒子８を含む反射層５を用いることによって、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能である。これは、図２，３に示されるように、シンチレーション光を反射する箔状の金属粒子８が、少なくとも部分的に互いに重なることによって、複数の金属粒子８の全体としてシンチレータ層３の表面（側面７ｓ及び頂面７ｔ）を隙間なく覆うことができる（すなわち、連続的な反射面を形成できる）ことが一因と考えられる。

なお、例えば、球状の金属粒子を含む反射層を設ける場合には、解像度の向上が望めないおそれがある。これは、以下のような原因があると考えられる。すなわち、球状の金属粒子では、シンチレータ部７の側面７ｓ同士の微小な間隙内において、隙間なく側面７ｓを覆うことが困難である。したがって、シンチレーション光の透過を防止してクロストークを低減することが困難である。

ここで、図４は、シンチレータパネルの解像度（ＭＴＦ）と光出力（Ｌｉｇｈｔ Ｏｕｔｐｕｔ）との評価結果を示すグラフである。図４のグラフでは、「反射層あり」は、シンチレータパネル１の一実施例に対応している。シンチレータパネル１の一実施例は、シンチレータ層３のシンチレータ材料をＣｓＩ：Ｔｌとし、シンチレータ層３の厚さ（シンチレータ部７の高さＨ）を１５０μｍとし、シンチレータ層３の加工深さ（シンチレータ部７同士の隙間の深さ）を１５０μｍとし、反射層５の金属粒子８をＡｌからなるものとした。

また、図４のグラフの「吸収層あり」は、第１比較例に係るシンチレータパネルに対応する。第１比較例では、反射層５に代えてカーボンを含む吸収層を設けている。さらに、図４のグラフの「反射層なし」は、第２比較例に係るシンチレータパネルに対応する。第２比較例では、反射層５及び吸収層を設けていない。なお、図４のグラフでは、この第２比較例の解像度及び光出力の値を基準（１００％）とし、実施例及び第１比較例の解像度及び光出力の値を相対的に示している。

図４に示されるように、「吸収層あり」の第１比較例によれば、「反射層なし」の第２比較例と比較して、解像度が１４０％程度に向上しているものの、光出力が３０％程度に低下している。これに対して、実施例によれば、第２比較例と比較して、第１比較例と同程度まで解像度が向上しており、且つ、第１比較例と比較して光出力の低下が抑制されている。この評価結果からも、シンチレータパネル１によれば、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能であること認められる。

引き続き、シンチレータパネル１の奏する効果について説明する。シンチレータパネル１においては、金属粒子８の平均寸法が、互いに隣り合うシンチレータ部７の側面７ｓ同士の間隔Ｇの半分以下である。このため、反射層５の形成時に、シンチレータ部７の側面７ｓ同士の隙間に対して、容易且つ確実に箔状の金属粒子８を進入させ、シンチレータ部７の側面７ｓを覆うように金属粒子８を配置可能である。したがって、光出力の低下を確実に抑制すると共に解像度をより向上可能である。

さらに、シンチレータパネル１においては、シンチレータ層３上に第１保護膜４が形成されている。このため、反射層５の形成時に、金属ペーストに含まれる有機溶剤がシンチレータ部７の柱状結晶間に浸透することが避けられる。また、シンチレータ層３と金属粒子８とが直接的に接触しないので、シンチレータ材料と金属との反応が悪影響をおよぼすことが避けられる。

以上の実施形態は、本発明に係るシンチレータパネルの一実施形態について説明したものである。したがって、本発明に係るシンチレータパネルは、上記のシンチレータパネル１に限定されない。本発明に係るシンチレータパネルは、各請求項の要旨を変更しない範囲において、上記のシンチレータパネル１を任意に変更すること、又は、他のものに適用することができる。

図５は、変形例に係るシンチレータパネルの断面図である。図５に示されるように、シンチレータパネル１Ａは、シンチレータ層３に代えてシンチレータ層３Ａを備える点において、シンチレータパネル１と相違している。シンチレータ層３Ａは、Ｘ線等の放射線Ｒの入射に応じて、可視光等のシンチレーション光を生じさせる。シンチレータ層３Ａは、基板２の主面２ｓ上に設けられている。シンチレータ層３Ａは、例えば、主面２ｓに交差（例えば直交）する方向からみて、主面２ｓの矩形状のエリアに形成されている。

シンチレータ層３Ａは、単一のベース部７１と、複数のシンチレータ部７２と、を含む。ベース部７１及びシンチレータ部７２は、例えば、シンチレータ材料の単結晶からなる。或いは、ベース部７１及びシンチレータ部７２は、例えばシンチレータ材料の複数の柱状結晶からなる。シンチレータ材料は、上記と同様である。

ベース部７１は、主面２ｓ上に設けられている。ベース部７１は、主面２ｓに沿って延在している。ベース部７１は、例えば主面２ｓに接触している。シンチレータ部７２は、主面２ｓ及びベース部７１上に２次元状に配列されている。シンチレータ部７２同士は、互いに直接的に連続していない。換言すれば、シンチレータ部７２は、例えばイメージセンサの画素単位で形成されている（すなわち、シンチレータ層３Ａはピクセル化されている）。シンチレータ部７２同士は、ベース部７１を介して連続している。換言すれば、ベース部７１は、シンチレータ部７２同士を互いに接続している。

シンチレータ部７２の断面形状は、例えば、主面２ｓ及びベース部７１から離れるにつれて縮小する台形状である。すなわち、シンチレータ部７２は、主面２ｓ及びベース部７１の反対側から主面２ｓ及びベース部７１に向けて断面積が増加するテーパ状である。シンチレータ部７２は、主面２ｓに交差する方向（例えば柱状結晶の成長の方向）に延びる側面７２ｓを含む。シンチレータ部７２は、主面２ｓに沿った方向に延びる頂面７２ｔを含む。頂面７２ｔは、側面７２ｓ同士を接続している。

シンチレータ層３Ａの各部の寸法、及び、金属粒子８の平均寸法との関係は、シンチレータパネル１と同様の範囲で規定することができる。例えば、シンチレータ層３Ａの厚さ（ベース部７１の高さとシンチレータ部７２の高さとの合計）は、６００μｍ程度とすることができる。そして、シンチレータ層３Ａの加工深さ（シンチレータ部７２同士の隙間の深さ）は、例えば３００μｍとすることができる。この場合、ベース部７１の高さ及びシンチレータ部７２の高さは、共に３００μｍ程度となる。

このようなシンチレータ層３Ａは、例えば、上述したシンチレータパネル１の製造方法のシンチレータ層のレーザ加工の際に、主面２ｓに至らないような加工深さによりシンチレータ層に溝を形成することにより製造することができる。以上のシンチレータパネル１Ａによれば、シンチレータパネル１と同様の効果を奏することができる。

図６は、別の変形例に係るシンチレータパネルの断面図である。図６に示されるように、シンチレータパネル１Ｂは、シンチレータ層３に代えてシンチレータ層３Ｂを備える点において、シンチレータパネル１と相違している。シンチレータ層３Ｂは、Ｘ線等の放射線Ｒの入射に応じて、可視光等のシンチレーション光を生じさせる。シンチレータ層３Ｂは、基板２の主面２ｓ上に設けられている。シンチレータ層３Ｂは、例えば、主面２ｓに交差（例えば直交）する方向からみて、主面２ｓの矩形状のエリアに形成されている。

シンチレータ層３Ｂは、複数のシンチレータ部７３を含む。シンチレータ部７３は、例えば、シンチレータ材料の単結晶からなる。或いは、シンチレータ部７３は、例えばシンチレータ材料の複数の柱状結晶からなる。シンチレータ材料は、上記と同様である。シンチレータ部７３は、主面２ｓに所定のピッチで２次元状に配列されている。シンチレータ部７３同士は、互いに連続していない。換言すれば、シンチレータ部７３は、例えばイメージセンサの画素単位で形成されている（すなわち、シンチレータ層３Ａはピクセル化されている）。

シンチレータ部７３の断面形状は、長方形状である。すなわち、シンチレータ部７３は、シンチレータ部７と比較して、テーパ形状を実質的に有していない。シンチレータ部７３は、主面２ｓに交差する方向（例えば柱状結晶の成長の方向）に延びる側面７３ｓを含む。シンチレータ部７３は、主面２ｓに沿った方向に延びる頂面７３ｔを含む。頂面７３ｔは、側面７３ｓ同士を接続している。シンチレータ部７３の２次元の配列方向のうちの一方に沿って配列された側面７３ｓ同士は、互いに略平行である。

シンチレータ層３Ｂの各部の寸法、及び、金属粒子８の平均寸法との関係は、シンチレータパネル１と同様の範囲で規定することができる。ただし、シンチレータ層３Ｂにおいては、一方向に沿って互いに隣り合う側面７３ｓ同士が互いに略平行であるので、側面７３ｓ同士の間隔Ｇは、頂面７３ｔから主面２ｓに向かう方向に沿って略一定である。なお、シンチレータパネル１Ｂにおいては、シンチレータ部７３の長方形状に倣うように、第１保護膜４、反射層５、及び、第２保護膜６が形成されている。

このようなシンチレータ層３Ｂは、例えば、上述したシンチレータパネル１の製造方法のシンチレータ層のレーザ加工の際に、長方形状のシンチレータ部７３が形成されるように加工条件等を制御することにより、製造することができる。以上のシンチレータパネル１Ｂによれば、シンチレータパネル１と同様の効果を奏することができる。

なお、図５に示されたシンチレータパネル１Ａにおいても、シンチレータ部７２の断面形状を長方形状としてもよい。

ここで、上記実施形態においては、本発明をシンチレータパネル（例えばシンチレータパネル１，１Ａ，１Ｂ）に適用した場合について説明した。このようなシンチレータパネルにおいては、光電変換素子を有するセンサパネル（例えばＴＦＴパネルやＣＯＭＳイメージセンサパネル）を基板として用いることにより、放射線検出器を構成することができる。引き続いて、放射線検出器の一実施形態について説明する。

図７は、本実施形態に係る放射線検出器の断面図である。図７に示されるように、放射線検出器１Ｃは、基板２に代えて、センサパネルとしての基板２Ｃを備える点において、シンチレータパネル１と相違している。基板（センサパネル）２Ｃは、主面２ｓと、主面２ｓ上に形成された複数の光電変換素子１０と、を有する。より具体的には、基板２Ｃは、主面２ｓを含む板状の基部２ｐを有している。また、光電変換素子１０は、主面２ｓに沿って２次元状に配列されている。

シンチレータ層３は、例えば蒸着等によって、主面２ｓ及び光電変換素子１０上に設けられている。ここでは、主面２ｓ及び光電変換素子１０上には、パッシベーション膜又は平坦化膜等の膜部１１が形成されている。シンチレータ層３は、膜部１１を介して、主面２ｓ及び光電変換素子１０上に設けられている。シンチレータ層３は、光電変換素子１０に光学的に結合されている。より具体的には、シンチレータ層３においては、１つのシンチレータ部７が、１つの光電変換素子１０に対応するように設けられている。すなわち、シンチレータ部７は、主面２ｓに交差する方向からみて、光電変換素子１０上に位置するように２次元状に配列されている。したがって、シンチレータ部７は、光電変換素子１０の画素ピッチに応じて配列されている。これにより、各シンチレータ部７が、各光電変換素子１０に光学的に結合されている。

これにより、光電変換素子１０は、シンチレータ層３（各シンチレータ部７）において放射線Ｒの入射により発生したシンチレーション光を入力し、シンチレーション光に応じた電気信号を出力する。電気信号は、図示しない配線等により外部に取り出される。これにより、放射線検出器１Ｃは、放射線Ｒを検出する。

このような放射線検出器１Ｃは、少なくとも、上記のシンチレータパネルの奏する効果と同様の効果を奏する。より具体的には、放射線検出器１Ｃにおいては、シンチレータ層３が、基板２Ｃの光電変換素子１０の画素ピッチに応じて配列された複数のシンチレータ部７を含む。また、シンチレーション光を反射する反射層５が、シンチレータ部７の少なくとも側面７ｓを覆うように設けられている。そして、反射層５は、シンチレータ部７の側面７ｓに沿って延びる複数の箔状の金属粒子８を含む。このように、箔状の金属粒子８を含む反射層５を用いれば、光出力の低下を抑制しつつ解像度を向上可能である。

また、放射線検出器１Ｃにおいては、金属粒子８の平均寸法が、互いに隣り合うシンチレータ部７の側面７ｓ同士の間隔Ｇの半分以下である。このため、反射層５の形成時に、シンチレータ部７の側面７ｓ同士の隙間に対して、容易且つ確実に箔状の金属粒子８を進入させ、シンチレータ部７の側面７ｓを覆うように金属粒子８を配置可能である。したがって、光出力の低下を確実に抑制すると共に解像度をより向上可能である。

さらに、放射線検出器１Ｃにおいては、シンチレータ層３上に第１保護膜４が形成されている。このため、反射層５の形成時に、金属ペーストに含まれる有機溶剤がシンチレータ部７の柱状結晶間に浸透することが避けられる。また、シンチレータ層３と金属粒子８とが直接的に接触しないので、シンチレータ材料と金属との反応が悪影響をおよぼすことが避けられる。

ここで、放射線検出器１Ｃによれば、次のような別の効果を奏することができる。すなわち、放射線検出器１Ｃは、センサパネルとしての基板２Ｃ上（及び膜部１１上）に、例えば蒸着等によって直接的にシンチレータ層３を形成することにより構成されている。このため、放射線検出器を構成するに際して、互いに別体として用意したセンサパネルとシンチレータパネルとを貼り合わせる必要がない。ただし、シンチレータパネル１，１Ａ，１Ｂにおいて、基板２における主面２ｓの反対側の裏面に対して、センサパネルを別途設けることにより放射線検出器を構成してもよい。

なお、上記の説明では、放射線検出器１Ｃは、シンチレータパネル１の基板２を、光電変換素子１０を含む基板２Ｃとすることにより構成されたものとしている。しかしながら、シンチレータパネル１Ａ，１Ｂの基板２を、光電変換素子１０を含む基板２Ｃとすることにより放射線検出器を構成することもできる。

１，１Ａ，１Ｂ…シンチレータパネル、１Ｃ…放射線検出器、２，２Ｃ…基板、２ｓ…主面、３，３Ａ，３Ｂ…シンチレータ層、５…反射層、７，７２，７３…シンチレータ部、７ｓ，７２ｓ，７３ｓ…側面、８…金属粒子、１０…光電変換素子、Ｇ…間隔、Ｒ…放射線。

Claims (10)

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であって、
   主面を有する基板と、
   前記主面上に設けられたシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層上に設けられ前記シンチレーション光を反射する反射層と、
   を備え、
   前記シンチレータ層は、前記主面上に所定のピッチで配列された複数のシンチレータ部を有し、
   前記シンチレータ部は、前記主面に交差する方向に延びる側面を含み、
   前記反射層は、前記側面に沿って延びる箔状の複数の金属粒子を含み、前記側面を覆うように設けられている、
   シンチレータパネル。
2. 前記金属粒子の平均寸法は、互いに隣り合う前記シンチレータ部の前記側面同士の間隔の半分以下である、
   請求項１に記載のシンチレータパネル。
3. 前記シンチレータ層は、ＣｓＩを主成分とするシンチレータ材料からなる、
   請求項１又は２に記載のシンチレータパネル。
4. 前記シンチレータ部は、シンチレータ材料の単結晶からなる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
5. 前記シンチレータ部は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶からなる、
   請求項１〜３のいずれか一項に記載のシンチレータパネル。
6. 主面と、前記主面上に形成された複数の光電変換素子と、を有する基板と、
   前記光電変換素子上に設けられ、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層と、
   前記シンチレータ層上に設けられ前記シンチレーション光を反射する反射層と、
   を有し、
   前記シンチレータ層は、前記光電変換素子の画素ピッチに応じて配列された複数のシンチレータ部を有し、
   前記シンチレータ部は、前記主面に交差する方向に延びる側面を含み、
   前記反射層は、前記側面に沿って延びる箔状の複数の金属粒子を含み、前記側面を覆うように設けられている、
   放射線検出器。
7. 前記金属粒子の平均寸法は、互いに隣り合う前記シンチレータ部の前記側面同士の間隔の半分以下である、
   請求項６に記載の放射線検出器。
8. 前記シンチレータ層は、ＣｓＩを主成分とするシンチレータ材料からなる、
   請求項６又は７に記載の放射線検出器。
9. 前記シンチレータ部は、シンチレータ材料の単結晶からなる、
   請求項６〜８のいずれか一項に記載の放射線検出器。
10. 前記シンチレータ部は、シンチレータ材料の複数の柱状結晶からなる、
    請求項６〜８のいずれか一項に記載の放射線検出器。