JP2014032170A - 放射線検出パネルおよび放射線画像検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】光電変換素子とシンチレーターとの間に介在させる樹脂層の軟化等を的確に防止して、鮮鋭性の劣化等を生じることなく安定した画質で放射線画像を撮影することが可能な放射線検出パネルおよび放射線画像検出器を提供する。
【解決手段】放射線画像検出器１の放射線検出パネルＳＰは、一方の面４ａに複数の光電変換素子７が二次元状に配列された素子基板４と、放射線を光に変換して光電変換素子７に照射するシンチレーター３が一方の面３４ａに形成されたシンチレーター基板３４とを備え、光電変換素子７とシンチレーター３とが対向する状態で素子基板４とシンチレーター基板３４とが貼り合わされて形成され、光電変換素子７とシンチレーター３との間に設けられた樹脂層２３のガラス転移温度が６０［℃］以上である。
【選択図】図６

Description

本発明は、放射線検出パネルおよび放射線画像検出器に関する。

従来から、入射した放射線をシンチレーターで可視光等の光に変換し、変換された光を、基板上に二次元状に配列されたフォトダイオード等の複数の光電変換素子で検出する放射線検出パネルを用いた放射線画像検出器（Flat Panel Detector（ＦＰＤ）ともいう。）が開発されている（例えば特許文献１〜３等参照）。そして、光電変換素子で入射した光を電荷に変換し、発生した電荷を取り出すことで、被写体を介して照射された放射線に担持された情報を電気信号として検出するように構成される。

そして、放射線画像検出器では、例えば図２３に示すように、素子基板１０１上に複数の光電変換素子１０２を二次元状に配列させ、その上方から、シンチレーター基板１０３に貼付されたシンチレーター１０４を、光電変換素子１０２に対向するように配置して、放射線検出パネル１００が形成される場合がある（例えば特許文献４〜６等参照）。

なお、放射線検出パネル１００が図示しない筐体に収納される等して放射線画像検出器が形成される。また、以下では、放射線画像検出器内や放射線検出パネルにおける各部材等の相対的な位置関係については、このように、シンチレーターが光電変換素子の上方に来るように放射線画像検出器や放射線検出パネルを配置した状態における上下方向等に基づいて記載する。放射線画像検出器が、姿勢を変えて用いられる場合には、その姿勢に応じて上記の上下関係が逆転したり横方向になったりすることは言うまでもない。

上記の場合、図２３の光電変換素子１０２を含む部分の拡大図である図２４に例示するように、例えば、シンチレーター１０４と、各光電変換素子１０２を被覆して各光電変換素子１０２等の表面の凹凸を平坦化する平坦化層１０５とが、樹脂からなる接着層１０６により接着されて配置される場合がある。なお、図中の１０７は光電変換素子１０２等に付随する信号線等の配線を表す。

特開２００９−２１９５３８号公報 米国特許第６１７２３７１号明細書 特開２０１０−４３８８７号公報 特開２００３−７５５４３号公報 特開２００４−６１１７２号公報 特開２０１０−２５７８０号公報

ところで、放射線検出パネルを、例えば図２３や図２４に示した放射線検出パネル１００のように形成する場合、一旦硬化した接着層１０６が、例えば放射線検出パネルの温度が上昇するなど何らかの影響で軟化すると、光電変換素子１０２とシンチレーター１０４との間の距離が変化してしまう。そのため、照射された放射線がシンチレーター１０４内で光に変換されたその発光が、その直下の光電変換素子１０２だけでなく、他の光電変換素子１０２に漏れ出す光の漏れ出し方が変わり、得られる放射線画像の鮮鋭性が変化する場合がある。

また、例えば放射線検出パネルが反り返るなど何らかの影響で接着層１０６が光電変換素子１０２側の平坦化層１０５やシンチレーター１０４、或いはそれらの両方から剥がれてしまうと、光電変換素子１０２とシンチレーター１０４との間の位置決めが精度を欠いてしまう。また、上記と同様に、シンチレーター１０４内での発光の直下の光電変換素子１０２以外の光電変換素子１０２への漏れ出しが大きくなって得られる放射線画像の鮮鋭性が劣化してしまう場合が生じ得る。

また、後述するように、光電変換素子１０２側の平坦化層１０５とシンチレーター１０４との間には、接着層１０６の代わりに、種々の目的で種々の機能を有する樹脂層が形成される場合がある。そして、このような場合でも、上記と同様に、そのような樹脂層の軟化や剥がれが生じると、放射線画像の鮮鋭性の劣化等の問題が生じる虞れがある。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、光電変換素子とシンチレーターとの間に介在させる樹脂層の軟化等を的確に防止して、鮮鋭性の劣化等を生じることなく安定した画質で放射線画像を撮影することが可能な放射線検出パネルおよび放射線画像検出器を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線検出パネルや放射線画像検出器は、
一方の面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された素子基板と、
放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレーターが一方の面に形成されたシンチレーター基板と、
を備え、
前記光電変換素子と前記シンチレーターとが対向する状態で、前記素子基板と前記シンチレーター基板とが貼り合わされて形成され、
前記光電変換素子と前記シンチレーターとの間に設けられた樹脂層のガラス転移温度が６０［℃］以上であることを特徴とする。

本発明のような方式の放射線検出パネルおよび放射線画像検出器によれば、光電変換素子とシンチレーターとの間に介在させる光学補償層等の樹脂層を、ガラス転移温度が６０［℃］以上の樹脂を用いて形成するように構成したため、樹脂層が、放射線検出パネルや放射線画像検出器の使用環境や輸送環境、製造環境等において、温度によって軟化することが的確に防止される。

そのため、樹脂層が軟化する等して光電変換素子とシンチレーターとの距離が変化してしまうことを的確に防止することが可能となり、シンチレーターの蛍光体で発光した光が漏れ出すことなくその直下の光電変換素子に入射するようになる。そのため、得られる放射線画像の鮮鋭性が劣化することを的確に防止することが可能となり、鮮鋭性の劣化等を生じることなく安定した画質で放射線画像を撮影することが可能となる。

本実施形態に係る放射線画像検出器の外観を示す斜視図である。 図１におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 素子基板上の構成を示す平面図である。 放射線検出パネルの各入出力端子にフレキシブル回路基板が圧着され、素子基板の下面側に引き回されてＰＣＢ基板と圧着されて接続された状態を示す図である。 シンチレーターの蛍光体の柱状結晶の構成およびシンチレーターの支持体への貼付を説明する模式図である。 図２における放射線検出パネルの拡大断面図である。 外力による素子基板とシンチレーター基板との接近に抗して両方の基板の間隔を確保するスペーサーの機能を説明する図である。 図６等の拡大図であり、シンチレーターの蛍光体の柱状結晶の先端部分と平坦化層との間に光学補償層が形成されていることを説明する図である。 シンチレーターの蛍光体内で発光した光が境界面で反射されることを説明する図である。 本実施形態のように光学補償層を設けると境界面で反射される光の量が少なくなり光のほとんどが光電変換素子に入射するようになることを説明する図である。 シンチレーターの蛍光体の柱状結晶同士の間に隙間が形成されていることを表す図である。 光学補償層を形成する樹脂が毛細管現象によりシンチレーターの蛍光体の柱状結晶同士の隙間に入り込んだ状態と表す図である。 シンチレーターの蛍光体の柱状結晶の先端部分を被覆するコート層を表す図である。 コート層により樹脂が毛細管現象によってシンチレーターの蛍光体の柱状結晶同士の隙間に入り込むことが防止された状態を表す図である。 放射線検出パネルの製造方法を示すフローチャートである。 接着剤が開口部を有する状態で各光電変換素子の周囲の部分に配置された状態で素子基板とシンチレーター基板とが仮貼り合わせされた状態を表す図である。 放射線検出パネルの製造に用いられるチャンバーの構成例を説明する図である。 チャンバー基台とフィルムとの間の空間が減圧され基板と支持体とが貼り合わされる状態を説明する図である。 接着剤が水平方向に押し広げられて開口部が封止される状態を表す図である。 放射線画像検出器の製造方法を示すフローチャートである。 素子基板の上面が収縮する樹脂層に引っ張られるため素子基板に反りが発生する状態を表す図である。 素子基板の樹脂層が設けられた面とは反対側の面に樹脂を塗布したり樹脂シートを貼付することで素子基板に反りが発生することが防止されることを説明する図である。 素子基板上の複数の光電変換素子の上方にシンチレーターを配置して形成された放射線検出パネルを表す断面図である。 図２３の光電変換素子を含む部分の拡大図である。

以下、本発明に係る放射線検出パネルおよび放射線画像検出器の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、放射線画像検出器が持ち運び可能な可搬型に形成されている場合について説明するが、本発明は、例えば支持台等と一体的に形成された、いわゆる専用機型の放射線画像検出器およびそれに用いられる放射線検出パネルに対しても適用することが可能である。

［放射線検出パネルや放射線画像検出器の構成等について］
図１は、本実施形態に係る放射線画像検出器の外観を示す斜視図であり、図２は、図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。図１や図２に示すように、放射線画像検出器１では、筐体２内に放射線検出パネルＳＰが収納されて構成されている。

本実施形態では、筐体２は、放射線が入射する側の面である放射線入射面Ｒを有する中空の角筒状のハウジング本体部２Ａと、カバー部材２Ｂ、２Ｃとで形成されている。そして、筐体２のハウジング本体部２Ａは、放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されており、このハウジング本体部２Ａの両側の開口部をカバー部材２Ｂ、２Ｃで閉塞することで筐体２が形成されるようになっている。

なお、筐体２をこのようないわゆるモノコック型として形成する代わりに、例えば、フロント板とバック板とで形成された、いわゆる弁当箱型とすることも可能である。

本実施形態では、筐体２の一方側のカバー部材２Ｂには、電源スイッチ３７や切替スイッチ３８、コネクター３９、インジケーター４０等が配置されている。また、図示を省略するが、本実施形態では、筐体２のカバー部材２Ｂや他方側のカバー部材２Ｃには、外部装置との間で無線通信を行うためのアンテナが設けられている。

筐体２の内部には、図２に示すように、放射線検出パネルＳＰが内蔵されている。放射線検出パネルＳＰには素子基板４が設けられており、素子基板４の下方側に鉛の薄板等（図示省略）を介して基台３１が配置されている。この基台３１には、その下面側に電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や内蔵電源２４等が取り付けられている。

また、素子基板４の放射線入射面Ｒ側すなわち上側の面には、後述するように、複数の光電変換素子７が形成されている。そして、素子基板４の上方には、入射した放射線を光に変換して素子基板４上の後述する光電変換素子７に照射するシンチレーター３が一方の面（すなわち下面）に形成されたシンチレーター基板３４が配置されており、素子基板４上の光電変換素子７とシンチレーター３とが対向する状態で素子基板４とシンチレーター基板３４とが貼り合わされている。この点については、後で詳しく説明する。

また、本実施形態では、センサーパネルＳＰと筐体２の側面との間に、それらがぶつかり合うことを防止するための緩衝材３５が設けられている。

図３は、素子基板４上の構成を示す平面図である。素子基板４の上面（すなわちシンチレーター３側の面）４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。そして、走査線５と信号線６とで区画される小領域ｒにそれぞれフォトダイオードで構成された光電変換素子７が配列されている。

本実施形態では、このようにして、複数の光電変換素子７が素子基板４の上面４ａ上に二次元状（マトリクス状）に配列されるようになっている。また、二次元状に配列された複数の光電変換素子７により、放射線画像検出器１の検出部Ｐが構成されている。また、図３に示すように、各光電変換素子７にはそれぞれスイッチ手段として薄膜トランジスター（Thin Film Transistor。以下、ＴＦＴという。）８が設けられている。

また、本実施形態では、二次元状に配列された各光電変換素子７の各列ごとに１本ずつバイアス線９が配置されており、それぞれ各光電変換素子７に接続されるようになっている。そして、本実施形態では、各バイアス線９は、素子基板４上の一方側の端部で１本の結線１０により結束されている。そして、各光電変換素子７には、図示しないバイアス電源から結線１０や各バイアス線９を介して逆バイアス電圧が印加されるようになっている。

また、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ素子基板４の上面４ａの端部部分までそれぞれ延設されており、当該端部部分には、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０等が接続される入出力端子（パッド等ともいう。）１１がそれぞれ設けられている。

各入出力端子１１には、図４に示すように、ＩＣ等のチップ１６がフィルム上に組み込まれたフレキシブル回路基板（Chip On Film等ともいう。）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して圧着されている。また、フレキシブル回路基板１２は、素子基板４の下面４ｂ側に引き回されており、下面４ｂ側でＰＣＢ基板３３とフレキシブル回路基板１２とが圧着されて接続されるようになっている。

また、図４に示すように、複数の光電変換素子７等の部分には、それらによる表面の凹凸を平坦化するための平坦化層２１が、樹脂等が塗布されて形成されている。平坦化層２１は、例えば透明な、すなわちシンチレーター３の後述する蛍光体３ａから出力される光を透過するアクリル樹脂等で形成される。なお、図４では、シンチレーター３のほか、電子部品３２等（図２参照）の図示が省略されている。

シンチレーター３（図２参照）は、放射線入射面Ｒ側から入射した放射線を光に変換して各光電変換素子７に照射するものであり、蛍光体を主たる成分とする。本実施形態では、シンチレーター３として、入射したＸ線等の放射線を、波長が３００ｎｍ〜８００ｎｍの光に変換するものが用いられるようになっている。蛍光体層に用いられる蛍光体としては、特に組成上の制限はなく、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ等の母体材料内に発光中心物質が付活されたもの、すなわちＣａＷＯ_４、ＹＴａＯ_４、ＹＴａＯ_４：Ｔｍ、ＹＴａＯ_４：Ｎｂ、ＢａＳＯ_４：Ｐｂ、ＨｆＯ_２：Ｔｉ、ＨｆＰ_２Ｏ_７：Ｃｕ、ＣｄＷＯ_４、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、ＧｄＴａＯ_４：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_３・Ｔａ_２Ｏ_５・Ｂ_２Ｏ_３：Ｔｂ、（Ｇｄ，Ｙ）_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ，Ｄｙ、（Ｇｄ，Ｙ）_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ，Ｔｍなど、放射線の照射を受けたとき高輝度の発光を呈する蛍光体の中の少なくとも１種を使用できる。

本実施形態では、シンチレーター３は、図５に示すように、各種高分子材料により形成された支持体３ｂの上に、例えば気相成長法により蛍光体３ａを成長させて形成されたものであり、蛍光体３ａの柱状結晶からなっている。気相成長法としては、蒸着法やスパッタ法等が好ましく用いられる。

また、シンチレーター３は、例えば図２３や図２４に示したシンチレーター１０４のように、シンチレーター基板３４（図２３等ではシンチレーター基板１０３）の一面側に、ペースト状の蛍光体を塗布することによって形成することも可能である。

ペースト状の蛍光体の作成には、上述の蛍光体粒子を、蛍光体結合剤樹脂、有機溶剤と混合、分散して作成することができる。本発明のシンチレーター３の製造のためのペースト状蛍光体塗布液に使用される蛍光体結合剤樹脂としては、硝化綿、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、線状ポリエステル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニリデン−塩化ビニルコポリマー、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリアルキル−（メタ）アクリレート、ポリカーボネート、ポリウレタン、セルロースアセテートブチレート、ポリビニルアルコール、ゼラチン、デキストリン等のポリサッカライド、アラビアゴムなど、従来よりシンチレーターの結合剤として知られているものであれば、特に制限はない。

また、用いられる上記各蛍光体結合剤樹脂の量は、得られるシンチレーター３の鮮鋭性並びに耐久性を低下させない点で、蛍光体層中の蛍光体に対して１〜１０重量％とするのが特に好ましい。

さらに、本発明に用いられる蛍光体結合剤樹脂のガラス転移温度は、６０［℃］以上であることが好ましい。後述するように、本発明の態様ではシンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に存在する樹脂層のガラス転移温度が６０［℃］以上であることが特徴であるが、蛍光体結合剤樹脂のガラス転移温度が６０［℃］より低い場合は、繰り返しの使用環境の温度変化により、蛍光体結合剤樹脂の柔軟性が繰り返し変化する。そのことで樹脂層や保護層にひずみが生じてしまい、画像ムラや界面剥離等の原因となる。この問題を解決するには、蛍光体結合剤樹脂のガラス転移温度を６０［℃］より高くし、使用環境で柔軟性の変化を生じないようにするとよい。

蛍光体結合剤樹脂は２種以上のものを混合することが可能であるが、少なくとも１種の結合剤のガラス転移温度が６０［℃］以上であることで上記の効果を奏することができる。好ましくは使用する蛍光体結合剤樹脂の総重量の１／２以上に当たる樹脂のガラス転移温度が６０［℃］以上であることがよい。このような組成にすると、放射線画像検出器を、例えば０℃と４５℃の繰り返し温度サイクルを１０サイクル行った後、４００ｋｇ全面荷重を行った後でも、画像ムラや界面剥離等が発生することなく、問題なく使用することができる。

また、蛍光体塗布液の調整に使われる有機溶剤としては、例えばエタノール、メチルエチルエーテル、酢酸ブチル、酢酸エチル、エチルエーテル、キシレン等が用いられる。なお、蛍光体塗布液には、必要に応じてフタル酸、ステアリンリン酸等の分散剤や燐酸トリフェニル、フタル酸ジエチル等の可塑剤が添加される。

また、前述のようにして形成した蛍光体層の上には、さらに必要に応じて保護膜が形成される。保護膜形成には、例えば接着層を設けたポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレン、ポリ塩化ビニリデン、ポリアミド等の透明フィルムを蛍光体層上にラミネートすることにより形成する。保護膜のガラス転移温度も６０［℃］以上であることが好ましい。

本発明のシンチレーター３は、上述した製造方法以外の方法によっても製造可能であり、例えば、予め平滑な基板上に保護膜を形成しておき、その上に蛍光体層（すなわち本実施形態の場合は柱状結晶）を形成した後、これを保護膜とともに基板から剥離し、蛍光体層上（すなわち保護膜とは反対側の面）に支持体を接着する方法によっても製造することができる。

さらに、本発明のシンチレーター３に使用されるシンチレーター基板３４（図２や図５参照）としては、ガラス板のほか、例えば、酢酸セルロース、プロピオン酸セルロース、酢酸酪酸セルロース、ポリエチレンテレフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリメチルメタクリレート、ポリアミド、ポリイミド、塩化ビニル−酢酸ビニルコポリマー、ポリカーボネート等の樹脂をフィルム状に成形したもの、バライタ紙、レジンコート紙、通常の紙、アルミニウム合金箔等が用いられる。

そして、この場合は、図５に示したように、蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが下側、すなわち素子基板４の複数の光電変換素子７や平坦化層２１の方向を向くように、支持体３ｂがシンチレーター基板３４の下面３４ａ側に貼付される。本実施形態では、このようにして、シンチレーター３がシンチレーター基板３４の一方の面すなわち下面３４ａに形成されるようになっている。

そして、本実施形態では、放射線検出パネルＳＰは、図６に示すように、光電変換素子７とシンチレーター３とが対向する状態で、素子基板４とシンチレーター基板３４とが貼り合わされて形成されている。

なお、図６や他の各図において、放射線検出パネルＳＰの各部材の相対的な大きさや厚さ、部材間の間隔等は、必ずしも現実の放射線検出パネルＳＰの構造を反映するものではない。また、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａを含む部分と平坦化層２１との間に、樹脂層として光学補償層２３が形成されているが、この点については後で詳しく説明する。

本実施形態では、素子基板４とシンチレーター基板３４との間隙部分であって、各光電変換素子７やシンチレーター３等の周囲の部分に、接着剤２２が配置されており、この接着剤２２によって、素子基板４とシンチレーター基板３４とが貼り合わされるようになっている。

接着剤２２は、各光電変換素子７やシンチレーター３の周囲の全周にわたって配置されており、素子基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２とで、外部から区画された内部空間Ｃが形成されている。そして、本実施形態では、内部空間Ｃの内部圧力が大気圧より低くなるように、内部空間Ｃが減圧されている。

このように内部空間Ｃの内部が減圧されるように構成することで、図７に示すように、素子基板４やシンチレーター基板３４が外部の気圧すなわち大気圧により外側から内部空間Ｃ側に向けて常時押圧された状態となる。そのため、本実施形態では、大気圧により押圧されることで、素子基板４とシンチレーター基板３４が離間することが抑制されるようになっている。

また、大気圧により押圧された素子基板４とシンチレーター基板３４の端部同士が接近し過ぎないようにするために、本実施形態では、図７に示すように、接着剤２２の中に、例えば球形状や棒状等のスペーサーＳが含まれるようになっている。

なお、本実施形態では、上記のように、各光電変換素子７やシンチレーター３等の周囲の部分に接着剤２２を配置して素子基板４とシンチレーター基板３４とを貼り合わせる構成について説明するが、例えば図２３等に示したように、放射線検出パネルＳＰを、シンチレーター３と平坦化層２１（シンチレーター１０４と平坦化層１０５）を接着剤（接着層１０６）で接着するように構成することも可能である。

すなわち、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設ける樹脂層として、本実施形態のように光学補償層２３を設ける代わりに接着層とするように構成することも可能であり、そのような場合にも、本発明が適用される。

［光学補償層について］
次に、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた樹脂層としての光学補償層２３について説明する。本実施形態では、図６や図８等に示すように、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａを含む部分（以下、先端Ｐａ部分という。）と平坦化層２１との間に、樹脂層として、光学補償層２３が設けられている。

いま仮に、シンチレーター３と平坦化層２１との間に光学補償層２３が設けられていない場合を考えると、シンチレーター３と平坦化層２１との間には、図９に示すように、空気Ａｉの層（或いは本実施形態の場合には後述するように低真空の層。以下同じ。）が介在する状態になる。この状態で放射線画像検出器に放射線が照射されると、照射された放射線がシンチレーター３に到達し、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で放射線が光Ｌに変換されて発光する。そして、光Ｌは、蛍光体３ａの柱状結晶内を、平坦化層２１や光電変換素子７の方向に伝播する。

しかし、この場合、蛍光体３ａ内を伝播した光Ｌの一部Ｌ１が、蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分の略円錐状の壁面Ｐａ１で蛍光体３ａ内に反射される。また、蛍光体３ａから空気Ａｉ内に進入した光Ｌは、今度は、その一部Ｌ２が、平坦化層２１の表面で反射される。そして、蛍光体３ａ内で発光した光Ｌが蛍光体３ａの先端Ｐａ部分の壁面Ｐａ１や平坦化層２１の表面等で反射されると、光Ｌの一部Ｌ１、Ｌ２が蛍光体３ａの柱状結晶の延在方向に直交する方向（すなわち図９等では左右方向）にも伝播する状態になる。

放射線画像検出器や放射線検出パネルでは、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光Ｌがその直下（すなわち図９等では当該蛍光体３ａの下方）の光電変換素子７に入射することで鮮鋭性が高い放射線画像が得られる。しかし、上記のように、蛍光体３ａ内で発光した光Ｌが壁面Ｐａ１や平坦化層２１の表面等で反射されて面方向に伝播する度合が増すと、当該蛍光体３ａの直下の光電変換素子７で受光されるべき光Ｌの一部が他の光電変換素子７で受光される状態になる。そのため、得られる放射線画像が必ずしも鮮鋭性が十分に高くならない場合があった。

また、上記のようにシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分の略円錐状の壁面Ｐａ１で反射した光Ｌ１や、平坦化層２１の表面で反射された光Ｌ２は、さらにその先で蛍光体３ａの壁面等に反射される。そして、このようにして多重反射が繰り返されることになる。

このように多重反射が繰り返されると、反射された光のうち蛍光体３ａ等で吸収される量が多くなる。そのため、結局、最初に蛍光体３ａ内で発光した光Ｌのうち、光電変換素子７に到達する光量に損失が生じてしまい、画像取得の感度が低下するといった現象が生じてしまうといった問題もあった。

上記のように、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光Ｌが蛍光体３ａの先端Ｐａ部分の壁面Ｐａ１や平坦化層２１の表面で反射する光Ｌ１、Ｌ２の割合が大きくなるのは、蛍光体３ａの壁面Ｐａ１や平坦化層２１の表面を境界として接する蛍光体３ａと空気Ａｉの層、或いは空気Ａｉの層と平坦化層２１の屈折率が比較的大きく異なるためである。

具体的には、本実施形態では、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の屈折率ｎ_3aは約１．８であり、平坦化層２１を形成するアクリル樹脂の屈折率ｎ₂₁が約１．５であるのに対し、空気Ａｉの屈折率ｎ_Aiはほぼ１．０であり、差が大きい。そして、よく知られているように、光は、２層の各屈折率の違いが大きいほど、それらの境界面で大きく反射される。すなわち、反射される光の量が大きくなってしまう。

そこで、図８に示した本実施形態に係る放射線検出パネルＳＰのように、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に、光学補償層２３という樹脂層を設けることで、このように境界面での屈折率の差を小さくして、境界面で反射される光の量をより低減するようになっている。

すなわち、図１０に示すように、シンチレーター３と平坦化層２１との間に光学補償層２３を設けた場合、この状態で放射線画像検出器に放射線が照射されると、上記と同様にして、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で放射線が光Ｌに変換されて発光する。そして、光Ｌは、蛍光体３ａの柱状結晶内を、平坦化層２１や光電変換素子７の方向に伝播する。

そして、蛍光体３ａ内を伝播した光Ｌは、蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分の略円錐状の壁面Ｐａ１に達するが、上記のように蛍光体３ａの屈折率ｎ_3aと樹脂で形成された光学補償層２３の屈折率ｎ₂₃との差が小さいため、壁面Ｐａ１で反射される光Ｌ１の量が少なくなり、光Ｌのほとんどは光学補償層２３内に入る。

また、光学補償層２３内を伝播する光Ｌは、光学補償層２３と平坦化層２１との境界面（すなわち平坦化層２１の表面）に到達するが、ここでも樹脂で形成された光学補償層２３の屈折率ｎ₂₃と平坦化層２１の屈折率ｎ₂₁との差が小さいため、平坦化層２１の表面で反射される光Ｌ２の量が少なくなり、光Ｌのほとんどは平坦化層２１内に入る。

このようにして、本実施形態のように、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に、光学補償層２３という樹脂層を設けることで、シンチレーター３の蛍光体３ａと光学補償層２３と間、および光学補償層２３と平坦化層２１との間の各境界面での屈折率の差が小さくなり、各境界面で反射される光Ｌ１、Ｌ２の量をより低減することが可能となる。

また、このように各境界面で反射される光Ｌ１、Ｌ２の量が低減され、蛍光体３ａで発光した光Ｌのほとんどがその直下の光電変換素子７に入射する状態になる。そのため、得られる放射線画像の鮮鋭性を向上させることが可能となる。また、反射光Ｌ１、Ｌ２の光量が小さいため、反射光Ｌ１、Ｌ２による上記のような多重反射が繰り返されたとしても、その影響は非常に小さく、蛍光体３ａ内で発光した光Ｌのうち光電変換素子７に到達する光量の損失も非常に小さくなるといった有益な効果を得ることが可能となる。

上記のような有益な効果を光学補償層２３に発揮させるために、図８や図１０に示すように、光学補償層２３を、少なくとも蛍光体３ａの柱状結晶の各先端Ｐａを含む柱状結晶の各先端Ｐａ部分における略円錐状の各壁面Ｐａ１部分と、平坦化層２１の表面とに、それぞれ接触するように形成することが好ましい。すなわち、光学補償層２３と各壁面Ｐａ１部分や平坦化層２１との間に空気（或いは低真空）が介在しない状態で接触させる（すなわち密着させる）ように構成することが好ましい。

また、光学補償層２３は、放射線の照射によりシンチレーター３の蛍光体３ａで発光した光が光学補償層２３や平坦化層２１を介して光電変換素子７に到達するようにするために透明であり、光の透過率が９０％以上の高透過率であることが好ましい。

なお、本実施形態では、実際には、後述するように、光学補償層２３と、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端部分Ｐａとの間にコート層２５が設けられるため（後述する図１３や図１４参照）、前述した光学補償層２３の屈折率ｎ₂₃については、後でコート層２５の屈折率ｎ₂₅等との関係の中で説明する。

一方、本実施形態では、素子基板４（図６参照）には光電変換素子７等が形成されており、シンチレーター基板３４にはシンチレーター３の発光が放射線入射面Ｒ側（図１や図２参照。図６では図中上側）に漏出しないようにするために図示しない反射層が設けられている。

そのため、本実施形態では、光学補償層２３を、例えば紫外線硬化型の樹脂等の、紫外線を含む光の照射により硬化する光硬化型の樹脂で形成すると、光電変換素子７や反射層等が邪魔になって樹脂に紫外線等の光を照射することが困難になり、樹脂を硬化させて光学補償層２３を形成することが難しくなる。

そこで、本実施形態では、光学補償層２３は、熱を加えることにより硬化する熱硬化性の樹脂で形成されていることが好ましい。熱硬化性の樹脂としては、上記の透明度や扱い易さ、後述するガラス転移温度等の観点から、エポキシ系やアクリル系、シリコーン系、ウレタン系の樹脂が好ましく用いられる。

また、加熱溶融状態で他の有機材料および無機材料に接着性をもち、常温の固体状態では接着性をもたず、溶媒・溶剤を含有しない性質を有するシートタイプのホットメルト樹脂を用いてもよい。ホットメルト樹脂としてはポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を主成分とするものが好ましく、特に、防湿性、光透過性が高い材料としてポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂を用いてもよい。これらのホットメルト樹脂はシートタイプであるため、膜厚変動の少ない光学補償層とすることができ、均一な画質を得ることが可能である。

光学補償層２３にこれらの熱硬化性樹脂やホットメルト樹脂を使用する場合、前述した蛍光体結合樹脂のガラス転移温度は光学補償層２３の形成処理温度（熱硬化性樹脂の硬化処理温度やホットメルト樹脂の溶融処理温度）以上であることが、均質な画質を得る点で好ましい。これらの関係を満たすことで蛍光体結合樹脂の劣化を防止することが可能となる。

なお、この点は、樹脂層を接着剤とする場合についても同様である。また、熱硬化性の樹脂を硬化させて光学補償層２３を形成することについては、後述する放射線検出パネルＳＰ等の製造方法の中で説明する。

［蛍光体にコート層を形成することについて］
ところで、図５〜図９等では、シンチレーター３の蛍光体３ａの各柱状結晶が、隣接する柱状結晶と隙間なく形成されているように記載されているが、実際には、図１１に示すように、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶同士の間には隙間が形成されている。

そして、蛍光体の屈折率ｎ_3aとその隙間の空気や低真空の屈折率とに比較的大きな差があるため、蛍光体３ａの柱状結晶内で発光した光が、柱状結晶の側壁３ａ１で反射されるようになり、柱状結晶の外に漏れ出しにくくなる。そのため、多くの光がその直下の光電変換素子７（図１１等で図示省略）に入射するようになるといった効果がある。

しかし、例えば、上記のように、素子基板４上に形成された平坦化層２１上に光学補償層２３となる樹脂を塗布し、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが平坦化層２１の方向を向く状態でシンチレーター３を配置すると、図１２に示すように、樹脂が、毛細管現象によって柱状結晶同士の隙間に入り込んでしまう場合がある。

そして、この状態で樹脂を硬化させて光学補償層２３を形成すると、上記のように光学補償層２３には境界面で反射される光の割合を低減させる効果があるため、柱状結晶の側壁３ａ１で反射される光の割合が低減されてしまい、光が柱状結晶の外に漏れ出し易くなってしまう。

そして、光が柱状結晶から漏れ出すと、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光Ｌが、柱状結晶の延在方向（すなわち図１２等における上下方向）とは直交する方向（すなわち図１２等における左右方向）に拡散してしまい、結局、得られる放射線画像の鮮鋭性が高くならなくなるといった問題が生じ得る。

そこで、例えば図１３に示すように、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分を被覆する薄膜のコート層２５を形成しておくことが望ましい。そして、その状態で、図１４に示すように、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが平坦化層２１の方向を向く状態でシンチレーター３を配置するように構成することが望ましい。

このように構成すれば、図１４に示すように、光学補償層２３を形成する樹脂が、毛細管現象によって蛍光体３ａの柱状結晶同士の隙間に入り込むことがコート層２５により防止される。そのため、上記のように、蛍光体３ａの柱状結晶内で発光した光が柱状結晶から漏れ出て面方向に拡散して放射線画像の高鮮鋭化が阻害されることを的確に防止することが可能となる。

また、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分にコート層２５を設ける場合、コート層２５の屈折率ｎ₂₅が、蛍光体３ａの柱状結晶の屈折率ｎ_6aと光学補償層２３の屈折率ｎ₂₃のうち、小さい方の屈折率以上で大きい方の屈折率以下とされることが好ましい。

このように構成すれば、蛍光体３ａの柱状結晶とコート層２５との屈折率の差や、コート層２５と光学補償層２３との屈折率の差が小さくなり、蛍光体３ａ内で発光した光Ｌが蛍光体３ａの柱状結晶とコート層２５との境界面や、コート層２５と光学補償層２３との境界面で反射される度合が小さくなる。

そのため、上記の場合と同様に、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光Ｌがその直下の光電変換素子７に入射する割合をより向上させることが可能となり、鮮鋭性が高い放射線画像を得ることが可能となる。また、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光Ｌのうちの多くの割合が、多重反射されずに最短距離で光電変換素子７に到達する状態になる。そのため、光電変換素子７に到達する光量にほとんど損失が生じない状態とすることが可能となり、画像取得の感度を向上させることが可能となる。

また、コート層２５を形成する場合、コート層２５をポリパラキシリレンで形成することが好ましい。ポリパラキシリレンの屈折率は約１．６であるため、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶をＣｓＩ：Ｔｌ（屈折率ｎ_6aは約１．８）で形成し、光学補償層２３を例えばアクリル樹脂（屈折率ｎ₂₁は約１．５）で形成する場合、コート層２５の屈折率ｎ₂₅に関する上記の条件を満たされる。

また、ポリパラキシリレンを用いてコート層２５を形成するように構成すれば、ポリパラキシリレンは成膜効率が非常に高いため、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端部分に容易にコート層２５を形成することが可能となるといったメリットもある。

［放射線検出パネルや放射線画像検出器の製造方法について］
ここで、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１の製造方法について説明する。放射線検出パネルＳＰは、例えば図１５に示すフローチャートに従って製造することができる。

すなわち、本実施形態に係る放射線検出パネルＳＰの製造方法では、まず、素子基板４上に設けられた平坦化層２１や、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端部分Ｐａに設けられたコート層２５から、樹脂層としての光学補償層２３が剥離しにくいようにするために、平坦化層２１やコート層２５の表面（すなわち光学補償層２３に当接する側の面）の表面を大気圧下でプラズマ処理する大気圧プラズマ処理工程（ステップＳ１）が行われる。

なお、大気圧プラズマ処理を、平坦化層２１の表面のみに対して行うように構成することも可能であり、また、コート層２５の表面のみに対して行うように構成することも可能である。いずれか一方の表面のみに対して行うか、両者の表面に対してそれぞれ行うかは、各表面に対する樹脂層としての光学補償層２３の剥がれ易さ等の観点から決められる。

また、大気圧プラズマ処理の方法としては、通常の公知の大気圧プラズマ処理の方法を用いることが可能であり、その処理の強さについては、樹脂層（本実施形態では光学補償層２３）の剥離強度に関連して、後で説明する。

放射線検出パネルＳＰの製造方法では、続いて、上記のように、素子基板４の上面４ａに二次元状に配列された各光電変換素子７上に形成された平坦化層２１上に、光学補償層２３となる透明な熱硬化性の樹脂を塗布する樹脂塗布工程（ステップＳ２）が行われる。

なお、素子基板４の平坦化層２１上に樹脂を塗布する代わりに、前述したように、シンチレーター基板３４上に形成されたシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分に形成されたコート層２５（図１３や図１４参照）の方に透明な熱硬化性の樹脂を塗布してもよい。

そして、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが素子基板４の各光電変換素子７に対向する状態で、素子基板４上にシンチレーター基板３４を配置して、シンチレーター３を各光電変換素子７上に配置するシンチレーター配置工程（ステップＳ３）が行われる。

その際、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａやコート層２５が、まだ軟らかい樹脂に差し込まれる状態になり、シンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分と平坦化層２１との間に、光学補償層２３となる樹脂が充填された状態になる。

この状態で、放射線検出パネルＳＰを適度な温度に加熱して、熱硬化性の樹脂を硬化させる。このようにして、蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａ部分と平坦化層２１との間に光学補償層２３が形成される。

なお、この熱硬化性の樹脂の硬化は、後述する減圧貼り合わせ工程（ステップＳ５）の後等に行ってもよい。また、その場合、このシンチレーター配置工程（ステップＳ３）では、熱硬化性の樹脂を適度に硬化させる仮硬化処理を行うように構成することも可能である。

そして、この状態の放射線検出パネルＳＰに対して、図６や図７に示したように、素子基板４とシンチレーター基板３４との間隙部分の、各光電変換素子７やシンチレーター３等の周囲の部分に、接着剤２２やスペーサーＳを含む接着剤２２を挿入して、素子基板４とシンチレーター基板３４とを接着剤２２を介して仮貼り合わせする仮貼り合わせ工程（ステップＳ４）が行われる。

その際、接着剤２２を、各光電変換素子７やシンチレーター３の周囲の全周にわたって配置するのではなく、例えば図１６に示すように、内部空間Ｃとその外側の空間とを連通する開口部２４が接着剤２２部分に単数或いは複数形成されるように配置することが好ましい。

続いて、前述したように、素子基板４とシンチレーター基板３４と接着剤２２とで形成される内部空間Ｃを減圧した状態で素子基板４とシンチレーター基板３４とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程（ステップＳ５）が行われるが、ここで、減圧貼り合わせ工程等に用いられるチャンバー５０の構成等について説明する。なお、減圧貼り合わせ工程等の工程については、本願出願人が先に提出した特許文献３等に詳しく記載されており、詳しくは当該公報等を参照されたい。

この場合、接着剤２２としては、例えば紫外線等の光が照射されると硬化する光硬化型の樹脂で形成された接着剤が用いられる。本実施形態では、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合について説明するが、他の波長の光で硬化する接着剤を用いることも可能である。また、接着剤２２として熱硬化性の樹脂等を用いることも可能である。

図１７に示すように、チャンバー５０は、底部が平面状に形成された載置台５１や、フィルム５２や、蓋部材５３等で構成されている。そして、載置台５１と蓋部材５３の各側面にはＯリング状のシール部材５４ａ、５４ｂがそれぞれ配設されており、蓋部材５３が設置されると各シール部材５４ａ、５４ｂで上下からフィルム５２を挟持した状態で、チャンバー５０内が密閉されるようになっている。フィルム５２は、紫外線を透過し、伸縮性を有する素材で形成されている。

載置台５１の底部には、図示しない開口部を介して減圧用ポンプ５５が取り付けられている。また、蓋部材５３の内部には紫外線照射装置５６が取り付けられており、蓋部材５３には図示しない開口部を介してポンプ５７が取り付けられている。なお、ポンプ５７は必ずしも設けられなくてもよく、単なる開口とすることも可能である。

減圧貼り合わせ工程（ステップＳ５）では、上記のようにして接着剤２２を介して仮貼り合わせされた素子基板４とシンチレーター基板３４とをチャンバー５０の載置台５１上に載置し、その上方からフィルム５２を載置して蓋部材５３を設置する。

なお、図１７では素子基板４がシンチレーター基板３４の下側に配置されるように載置する場合が示されているが、それらの上下関係は逆でもよい。また、前述したように、内部空間Ｃ内の空気が湿気を含んでいると、湿気によりシンチレーター３の蛍光体３ａに含まれる成分が潮解して溶け出すため、この時点で、例えば、チャンバー５０内の空気、或いは少なくとも放射線検出パネルＳＰを含むチャンバー５０の載置台５１とフィルム５２との間の空間（以下、下方空間Ｒ１という。図１７参照）内の空気をドライエアや不活性ガスで置換することが好ましい。

続いて、この状態で、減圧用ポンプ５５を作動させて、放射線検出パネルＳＰを含むチャンバー５０内の下方空間Ｒ１を減圧する。この場合、例えば、下方空間Ｒ１内の圧力（すなわち放射線検出パネルＳＰの内部空間Ｃ内の圧力）が大気圧より低い、例えば０．２気圧〜０．５気圧になるように減圧される。

この場合、チャンバー５０内部のフィルム５２の上側の空間（以下、上方空間Ｒ２という。図１７参照）は大気圧のままである。或いは、ポンプ５７を作動させて、上方空間Ｒ２の圧力を調整するように構成してもよい。その場合、上方空間Ｒ２の圧力が下方空間Ｒ１の圧力よりも高くなるように調整される。

そして、チャンバー５０の下方空間Ｒ１を減圧していくと、図１７に示した状態から、図１８に示すように放射線検出パネルＳＰのシンチレーター基板３４の上方からフィルム５２が張り付くように変わり、放射線検出パネルＳＰは、フィルム５２を介して上方から上方空間Ｒ２の圧力で押圧されて、素子基板４とシンチレーター基板３４とが貼り合わされる。

その際、上記の仮貼り合わせ工程（ステップＳ４）で図１６に示したように接着剤２２を開口部２４が形成された状態に配置しておくと、上記の過程で、放射線検出パネルＳＰの内部空間Ｃの内部の気体が接着剤２２の開口部２４から引き出され、内部空間Ｃの内部の圧力が減圧される。

また、予め開口部２４の開口の大きさを適切な大きさに形成しておくと、図１９に示すように、上方空間Ｒ２からの圧力によってシンチレーター基板３４と素子基板４とが互いに接近する際に、接着剤２２が水平方向に押し広げられて、いわば自動的に開口部２４が封止される。なお、開口部２４が自動的に封止されない場合には、改めて開口部２４に接着剤２２等を塗布して封止してもよい。

そして、この状態で（図１８参照）、チャンバー５０内の紫外線照射装置５６から紫外線を照射し、接着剤２２を硬化させて、素子基板４とシンチレーター基板３４とを貼り合わせる。そして、開口部２４が封止されるため、内部空間Ｃが大気圧より減圧された状態で密閉される。

なお、接着剤２２の硬化をより確実にするために、上記の紫外線の照射後に、さらに放射線検出パネルＳＰを加熱して、接着剤２２を焼成させる等の処理を行うように構成することも可能である。

次に、放射線画像検出器１は、上記のようにして製造された放射線検出パネルＳＰを用いて、例えば図２０に示すフローチャートに従って製造される。

すなわち、上記の製造方法（ステップＳ１〜Ｓ５）を用いて製造された放射線検出パネルＳＰの素子基板４の入出力端子１１（図４等参照）に、前述したように異方性導電接着フィルムを貼付したり異方性導電ペーストを塗布する等してフレキシブル回路基板１２を圧着するフレキシブル回路基板圧着工程（ステップＳ６）が行われる。

そして、入出力端子１１にフレキシブル回路基板１２を圧着すると、入出力端子１１とフレキシブル回路基板１２との通電を検査する検査工程等が行われ、素子基板４やシンチレーター基板３４の不要な部分を切り落とす等の処理が行われる。そして、図４等に示したように、基台３１の上面に素子基板４が接着されて固定され、また、基台３１の下面側に、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３が取り付けられる。

そして、フレキシブル回路基板１２が素子基板４の下面４ｂ側に引き回されて、下面４ｂ側でＰＣＢ基板３３上の端子に圧着されて接続される（ステップＳ７：モジュール形成工程）。そして、フレキシブル回路基板１２を介してＰＣＢ基板３３上の各電子部品３２と素子基板４上の各光電変換素子７やＴＦＴ８とが適切に接続されているか否かや、放射線検出パネルＳＰが的確に動作するか否か等の検査等が行われる。

そして、上記のようにしてモジュール化された放射線検出パネルＳＰが、図２等に示したように筐体２内に収納されて（ステップＳ８：モジュール収納工程）、放射線画像検出器１が製造されるようになっている。

［樹脂層の軟化や剥がれを防止する構成等について］
次に、本実施形態に係る放射線検出パネルＳＰやそれを用いた放射線画像検出器１において、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた樹脂層が軟化したり剥がれたりすることを防止するための構成等について説明する。

前述したように、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた光電変換層２３等の樹脂層が軟化して光電変換素子７とシンチレーター３との距離が変化すると、シンチレーター３の蛍光体３ａ内で発光した光が、その直下の光電変換素子７以外の光電変換素子７に漏れ出す等して、得られる放射線画像の鮮鋭性が劣化してしまう場合が生じ得る。

樹脂層が軟化する原因としては、温度が最も重要なファクターとなり得る。そして、放射線画像検出器１の使用時に上昇する放射線検出パネルＳＰ自体の温度や、放射線画像検出器１を使用する際の環境温度、或いは、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１を船舶等で輸送する際の環境温度、上記の製造工程における温度等の種々の温度が、樹脂層の軟化の原因になり得る。

本発明者らの研究では、これらの放射線検出パネルＳＰ自体の温度や放射線画像検出器１を取り巻く環境の温度のうち、最も高い温度になり得るのは、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１を船舶等で輸送する際に上昇し得る環境温度の最高の温度とされる６０［℃］であることが分かった。

また、上記の放射線検出パネルＳＰの製造工程において、最後に接着剤２２を焼成させるように構成する場合には、放射線検出パネルＳＰを加熱する際に、放射線検出パネルＳＰが６０［℃］程度まで加熱される。

従って、このように放射線検出パネルＳＰが加熱されたり、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１を船舶等で輸送する場合の最高温度である６０［℃］になっても、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた光学補償層２３等の樹脂層が軟化しないようにするために、本実施形態では、当該樹脂層は、そのガラス転移温度が６０［℃］以上である樹脂を用いて形成されるようになっている。

このように構成することで、放射線画像検出器１の通常の使用時（すなわち放射線画像撮影時）は勿論、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１を船舶等で輸送する場合や放射線検出パネルＳＰの製造時に樹脂層の焼成等のために放射線検出パネルＳＰが加熱されても、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた光学補償層２３等の樹脂層が軟化することを的確に防止することが可能となる。

なお、樹脂層のガラス転移温度の上限の温度については特に規定されず、樹脂層のガラス転移温度が高ければ高いほど、放射線画像検出器１の使用状況や輸送環境等における最高の温度である６０［℃］で樹脂層が軟化することをより的確に防止することが可能となる。

ただし、樹脂層のガラス転移温度があまりに高すぎると、軟化させた高温の樹脂を例えば素子基板４の平坦化層２１等の上に塗布する際に、樹脂の高い温度によって光電変換素子７やＴＦＴ８等が損傷される虞れが生じる。そのため、樹脂層は、そのガラス転移温度が６０［℃］以上であればよく、光電変換素子７等を損傷することのない常識的な温度の範囲内のガラス転移温度を有する樹脂が用いられる。

一方、前述したように、樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、或いはシンチレーター３、或いはそれらの両方から剥がれてしまうと、光電変換素子７とシンチレーター３との間の位置決めが精度を欠くことになり、やはり上記と同様に、シンチレーター３の蛍光体３ａで発光した光がその直下の光電変換素子７以外の光電変換素子７に漏れ出してしまうようになり、得られる放射線画像の鮮鋭性が劣化してしまう場合が生じ得る。

この場合、樹脂層が、上記のようなガラス転移温度を有する樹脂で形成されていれば、放射線検出パネルＳＰ自体の温度や放射線画像検出器１の使用環境温度等の上昇によって樹脂層が軟化することが防止されるため、樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３から剥がれてしまうことをある程度抑止することが可能となる。

しかし、温度等が原因ではなく、例えば放射線検出パネルＳＰが反り返るなど物理的な原因で樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３から剥がれてしまうことをも的確に防止するために、本実施形態では、光学補償層２３等の樹脂層は、その剥離強度が１．５［ｋｇ／ｃｍ^２］以上の範囲内になるように形成されている。

本発明者らの研究では、樹脂層の剥離強度が上記の範囲内にあれば、放射線画像検出器１の通常の使用環境、すなわち放射線画像検出器１を通常あり得ない強さで折り曲げる等の異常な動作を行わず、放射線画像検出器１の放射線入射面Ｒに患者の身体等を載せるような通常の使用環境で放射線画像検出器１を使用する限り、樹脂層の光電変換素子７やシンチレーター３等からの剥離は生じないことが分かっている。

なお、樹脂層の剥離強度が上記の下限値である１．５［ｋｇ／ｃｍ^２］未満になると、樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３等から容易に剥がれてしまうようになり、上記の有益な効果を奏することができなくなる。

また、上記の大気圧プラズマ処理において、樹脂層の剥離強度が例えば１５［ｋｇ／ｃｍ^２］以上になるような強いプラズマ処理を行うと、樹脂層の剥離強度は確かに強くなるが、今度は、強いプラズマ処理によって素子基板４上の光電変換素子７やＴＦＴ８等の特性が変わってしまい、放射線画像検出器１が放射線画像を適切に撮影することができなくなる等の弊害が生じる可能性がある。

そのため、このような実用上の観点から言えば、光学補償層２３等の樹脂層は、その剥離強度が１．５〜１５［ｋｇ／ｃｍ^２］の範囲内になるように形成されることが望ましい。

［効果］
以上のように、本実施形態に係る放射線検出パネルＳＰやそれを用いた放射線画像検出器１によれば、光電変換素子７とシンチレーター３との間に介在させる光学補償層２３等の樹脂層のガラス転移温度や剥離強度を上記のように規定した。そのため、樹脂層が、放射線検出パネルＳＰや放射線画像検出器１の使用環境や輸送環境、製造環境等において、温度によって軟化することが的確に防止される。

また、放射線画像検出器１の通常の使用環境において、放射線画像検出器１や放射線検出パネルＳＰに曲げる力が加わったとしても、光学補償層２３等の樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３等から剥がれてしまうことを的確に防止することが可能となる。

そのため、樹脂層が軟化して光電変換素子７とシンチレーター３との距離が変化してしまったり、或いは樹脂層が光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３等から剥がれて光電変換素子７とシンチレーター３との間の位置決めが精度を欠くようになることを的確に防止することが可能となり、シンチレーター３の蛍光体３ａで発光した光が漏れ出すことなくその直下の光電変換素子７に入射するようになる。

そのため、本実施形態に係る放射線検出パネルＳＰやそれを用いた放射線画像検出器１によれば、得られる放射線画像の鮮鋭性が劣化することを的確に防止することが可能となり、鮮鋭性の劣化等を生じることなく安定した画質で放射線画像を撮影することが可能となる。

なお、本発明者らの研究によれば、放射線検出パネルＳＰでは、得られる放射線画像の鮮鋭性等の観点から、樹脂層やコート層２５等を介する光電変換素子７とシンチレーター３との距離、すなわち、光電変換素子７のシンチレーター側の面と、光電変換素子７に最も近いシンチレーター３の部分（すなわち本実施形態の場合にはシンチレーター３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａの部分（図１４等参照））との距離が５０［μｍ］以下であることが望ましいことが分かっている。

また、本実施形態のように、樹脂層として光学補償層２３を形成する場合も同様であるが、図２３や図２４に示したようにシンチレーター１０４と光電変換素子１０２や平坦化層１０５との間に接着層１０６を設けるような場合には、接着層１０６である樹脂層の中に、本実施形態における接着剤２２（図７参照）と同様に、スペーサーＳ等の構造物を含有させるように構成される場合がある。

しかし、このような構造物が、シンチレーター３、１０４から光電変換素子７、１０２に照射される光の波長以上の大きさを有すると、その構造物のために光が散乱される等して放射線画像の鮮鋭性が劣化したり、直下の光電変換素子７、１０２に入射すべき光の量が減少してしまう。

そのため、接着層１０６や光学補償層２３としての樹脂層は、スペーサーＳのような構造物を含有しないか、或いは構造物を含有するとしても、少なくともシンチレーター３、１０４から光電変換素子７、１０２に照射される光の波長以上の大きさを有する構造物を含有しないように構成することが好ましい。

また、放射線検出パネルＳＰに反り等が生じる原因としては、上記のように、外部から放射線画像検出器１や放射線検出パネルＳＰに何らかの力が加わる場合だけでなく、放射線検出パネルＳＰの中での応力によっても放射線検出パネルＳＰに反りや曲がりが生じ得る。

具体的には、本実施形態のように、素子基板４の上面４ａ上に形成された光電変換素子７や平坦化層２１の上面に光学補償層２３としての樹脂層が形成される際、その製造工程においては、加熱されて軟らかくなった樹脂が平坦化層２１上に塗布される。そして、本実施形態では、上記のように樹脂層を形成する樹脂として熱硬化性の樹脂が用いられるため、平坦化層２１上に塗布された樹脂の上にシンチレーター３が載置され、上記のように減圧貼り合わせ等が行われる前や後に、熱硬化性の樹脂がさらに加熱されて硬化されることによって光学補償層２３等の樹脂層が形成される。

そして、樹脂層が上記のように加熱されて硬化した後、高温の状態から温度が低下する際に、樹脂層が収縮する場合がある。そして、樹脂層が収縮する場合には、例えば図２１に示すように、素子基板４の上面４ａ側が収縮する樹脂層（例えば光学補償層２３）により図中の左右方向に引っ張られるため、素子基板４の端部が樹脂層側（例えば光学補償層２３側）に持ち上がるように素子基板４に反りが発生し得る。なお、図２１や後述する図２２では、シンチレーター３やシンチレーター基板３４等の図示が省略されている。

また、本実施形態では、例えば図５に示したように、支持体３ｂを貼付してシンチレーター３をシンチレーター基板３４の下面３４ａ側に設ける。その際、例えば、図示を省略するが、支持体３ｂをシンチレーター基板３４の下面３４ａに接着するための樹脂や、種々の目的で支持体３ｂと下面３４ａとの間に設けられる樹脂層として、膨張・収縮率が大きい樹脂が用いられる場合にも、上記と同様の現象が生じ得る。

すなわち、図示を省略するが、これらの樹脂や樹脂層が高温の状態から温度が低下する際に、樹脂や樹脂層が収縮する場合がある。そして、樹脂や樹脂層が収縮する場合には、シンチレーター基板３４の下面３４ａを樹脂層の延在方向（すなわち図５においては左右方向）に引っ張る。そのため、シンチレーター基板３４の端部が押し下げられるようにシンチレーター基板３４に反りが発生し得る。

本発明者らの研究では、このように樹脂が収縮することによって素子基板４やシンチレーター基板３４に反りが生じる場合でも、上記のように、光学補償層２３等の樹脂層の剥離強度が１．５〜１５［ｋｇ／ｃｍ^２］の範囲内にあれば、樹脂層に剥がれが生じることを防止することができることが分かっている。

また、以下のように構成すれば、上記のように樹脂が温度低下によって収縮する場合であっても、そもそも素子基板４やシンチレーター基板３４に反りが生じないようにすることが可能となる。

すなわち、例えば図２２に示すように、複数の光電変換素子７（図２２では図示省略）が二次元状に配列され、平坦化層２１が形成された素子基板４の上面４ａとは反対側の面、すなわち下面４ｂに、樹脂２６を塗布し、或いは樹脂シート２６が貼付するように構成する。この場合、樹脂２６や樹脂シート２６は、例えば光学補償層２３等の樹脂層（以下、樹脂層２３という。）と同じ材質の樹脂を用いることが可能である。

このように構成すれば、素子基板４の上面４ａ側に塗布され、加熱されて軟らかくなっている樹脂層２３が上記のように加熱されて硬化した後、高温の状態から温度が低下して収縮する際に、素子基板４の下面４ｂ側に塗布された樹脂２６や樹脂シート２６も、高温の状態から温度が低下して収縮する。

そのため、樹脂層２３が素子基板４の上面４ａ側を引っ張るのに対抗して、樹脂２６や樹脂シート２６が同様に素子基板４の下面４ｂ側を引っ張る状態になるため、素子基板４が、樹脂層２３側すなわち上面４ａ側に持ち上がるように反ったり、或いは、樹脂２６や樹脂シート２６側すなわち下面４ｂ側に反ったりすることを的確に防止することが可能となる。

図示を省略するが、シンチレーター基板３４に上記のような反りが生じる場合には、上記の素子基板４の場合と同様に、シンチレーター３が形成されたシンチレーター基板３４の下面３４ａ（図５参照）とは反対側の面（すなわち例えば図６におけるシンチレーター基板３４の上側の面）に、樹脂を塗布したり樹脂シートが貼付するように構成することが可能である。

このように構成すれば、上記の素子基板４の場合と同様に、シンチレーター基板３４の下面側の樹脂の収縮と上面側の樹脂や樹脂シートの収縮とが相殺されるため、シンチレーター基板３４が、上側に反ったり下側に反ったりすることを的確に防止することが可能となる。

また、上記のように、素子基板４やシンチレーター基板３４が反ることが防止されるため、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられた光学補償層２３等の樹脂層に剥がれが生じることを的確に防止することが可能となり、得られる放射線画像の鮮鋭性を維持することが可能となる。

一方、本発明者らの研究では、放射線画像検出器１の放射線入射面Ｒ（図１や図２参照）に患者の身体が載る等して筐体２が変形し、放射線検出パネルＳＰや光電変換素子７等に強い荷重が加わると、荷重が加わった光電変換素子７やそれらを含む部分に、実際には存在しないはずの像が写り込んだり、放射線画像中に濃度ムラが発生したりする現象が現れることが分かっている。

そこで、放射線画像検出器１の筐体２が変形して放射線検出パネルＳＰに荷重が加わった場合でも、光電変換素子７に加わる荷重を軽減することができるように放射線検出パネルＳや放射線画像検出器１を構成することが望ましい。そして、そのためには、例えば、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられる樹脂層（本実施形態では光学補償層２３）を、シンチレーター３や平坦化層２１等よりも軟らかい樹脂で形成するように構成することが可能である。

すなわち、シンチレーター３と光電変換素子７や平坦化層２１との間に設けられる樹脂層（本実施形態では光学補償層２３）を、その硬度が、光電変換素子７や平坦化層２１、シンチレーター３の各硬度のうち最も低い硬度よりも低い透明な樹脂で形成することが好ましい。

具体的には、本実施形態では、光電変換素子７や、シンチレーター３を構成する蛍光体３ａの柱状結晶、平坦化層２１を形成するアクリル樹脂のうち、アクリル樹脂の硬度ＨＲＭ（ロックウェル硬さスケール）が１００程度で硬度ＨＲＭが最も低い。そのため、樹脂層の硬度ＨＲＭは１００以下、望ましくは５０以下の硬度ＨＲＭであることが好ましい。

例えば、ポリエチレンテレフタレート（Polyethylene terephthalate：ＰＥＴ）の硬度ＨＲＭは４５〜９５程度であることが知られているため、樹脂層をＰＥＴ等で形成すれば、樹脂層の硬度ＨＲＭを上記の範囲内とすることが可能となる。

そして、このように樹脂層をいわば軟らかい樹脂で形成することで、放射線画像検出器１の筐体２が変形して放射線検出パネルＳＰに荷重が加わった場合に、柔らかな樹脂層が荷重を吸収するため、光電変換素子７に加わる荷重が軽減される。そのため、荷重が加わった光電変換素子７やそれらを含む部分に、実際には存在しない像が写り込んだり、放射線画像中に濃度ムラが発生したりする現象が現れることを防止することが可能となる。

なお、本発明が上記の実施形態等に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない限り、適宜変更可能であることは言うまでもない。

１ 放射線画像検出器
３、１０４ シンチレーター
３ａ 蛍光体
４、１０１ 素子基板
４ａ 上面（一方の面）
４ｂ 下面（反対側の面）
７、１０２ 光電変換素子
２１、１０５ 平坦化層
２２ 接着剤
２３ 光学補償層（樹脂層）
２５ コート層
２６ 樹脂、樹脂シート
３４、１０３ シンチレーター基板
３４ａ 下面（一方の面）
１０６ 接着層（樹脂層）
Ｃ 内部空間
ｎ₂₁ 平坦化層の屈折率
ｎ₂₃ 光学補償層の屈折率
ｎ₂₅ コート層の屈折率
Ｐａ 蛍光体の柱状結晶の先端
ＳＰ 放射線検出パネル

Claims (15)

1. 一方の面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された素子基板と、
   放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレーターが一方の面に形成されたシンチレーター基板と、
   を備え、
   前記光電変換素子と前記シンチレーターとが対向する状態で、前記素子基板と前記シンチレーター基板とが貼り合わされて形成され、
   前記光電変換素子と前記シンチレーターとの間に設けられた樹脂層のガラス転移温度が６０［℃］以上であることを特徴とする放射線検出パネル。
2. 前記樹脂層は、その剥離強度が１．５［ｋｇ／ｃｍ^２］以上の範囲内にあることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出パネル。
3. 前記複数の光電変換素子が二次元状に配列された前記素子基板の前記一方の面とは反対側の面、および／または、前記シンチレーターが形成された前記シンチレーター基板の前記一方の面とは反対側の面に、樹脂が塗布され、または樹脂シートが貼付されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の放射線検出パネル。
4. 前記光電変換素子の前記シンチレーター側に平坦化層が形成されており、
   前記樹脂層は、前記平坦化層と前記シンチレーターとの間に設けられていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
5. 前記シンチレーターは、蛍光体の柱状結晶で形成されており、前記シンチレーターの蛍光体の柱状結晶の先端が前記光電変換素子または前記平坦化層の方向を向く状態で、前記素子基板と前記シンチレーター基板とが貼り合わされていることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
6. 前記光電変換素子の前記シンチレーター側に平坦化層が形成されており、
   前記シンチレーターの蛍光体の柱状結晶の先端部分を被覆するコート層が形成されており、
   前記樹脂層は、前記平坦化層と前記コート層との間に設けられており、前記平坦化層の屈折率と前記コート層の屈折率のうち、小さい方の屈折率以上で大きい方の屈折率以下の屈折率を有する光学補償層として形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線検出パネル。
7. 前記コート層は、ポリパラキシリレンで形成されていることを特徴とする請求項６に記載の放射線検出パネル。
8. 前記樹脂層は、前記シンチレーターから前記光電変換素子に照射される光の波長以上の大きさを有する構造物を含有していないことを特徴とする請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
9. 前記樹脂層は、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系またはウレタン系の透明な熱硬化性の樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項８のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
10. 前記樹脂層は、その硬度が、前記光電変換素子若しくは前記平坦化層、および前記シンチレーターの各硬度のうち最も低い硬度よりも低い透明な樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
11. 前記光電変換素子の前記シンチレーター側の面と、前記光電変換素子に最も近い前記シンチレーターの部分との距離が５０［μｍ］以下であることを特徴とする請求項１から請求項１０のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
12. 前記素子基板と前記シンチレーター基板とは、前記素子基板と前記シンチレーター基板の間隙部分であって、かつ、前記各光電変換素子および前記シンチレーターの周囲の部分に配置された接着剤により貼り合わされており、
    前記素子基板、前記シンチレーター基板および前記接着剤により外部から区画された内部空間の内部圧力が、大気圧より低くなるように減圧されていることを特徴とする請求項１から請求項１１のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
13. 前記シンチレーターは、前記シンチレーター基板の前記一方の面に、少なくとも蛍光体粒子および蛍光体結合剤樹脂を含むペースト状の蛍光体を塗布して形成された蛍光体層で構成されており、前記蛍光体結合剤樹脂のガラス転移温度が６０［℃］以上であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか一項に記載の放射線検出パネル。
14. 前記蛍光体結合剤樹脂のガラス転移温度が、前記光電変換素子と前記シンチレーターとの間に設けられた前記樹脂層の形成処理温度以上であることを特徴とする請求項１３に記載の放射線検出パネル。
15. 請求項１から請求項１４のいずれか一項に記載の放射線検出パネルを備えることを特徴とする放射線画像検出器。

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