閃爍器陣列、使用了該閃爍器陣列的x射線檢測器以及x射線檢查裝置制造方法
【專利摘要】實施方式的閃爍器陣列(1)具備多個閃爍器模塊(2)和在鄰接的閃爍器模塊(2)之間存在的反射層部(3)。多個閃爍器模塊(2)通過反射層部(3)被一體化。反射層部(3)具有分散在透明樹脂內(nèi)的反射粒子。反射粒子包含從氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子中選擇的至少一種，并且具有2μm以下的平均粒徑。在反射層部(3)的每5μm×5μm的單位面積中存在的反射粒子的個數(shù)是100個以上且250個以下的范圍。
【專利說明】閃爍器陣列、使用了該閃爍器陣列的X射線檢測器以及X射線檢查裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明的實施方式涉及閃爍器陣列、使用了該閃爍器陣列的X射線檢測器以及X
射線檢查裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]在醫(yī)療診斷、工業(yè)用非破壞檢查的領(lǐng)域中，使用了 X射線斷層圖像攝影裝置(X射線CT裝置)那樣的X射線檢查裝置。X射線CT裝置具有以被檢體的斷層面為中央而相向配置了照射扇狀的扇形波束X射線的X射線管(X射線源)和將許多X射線檢測元件進行了并排配置的X射線檢測器的構(gòu)造。在X射線CT裝置中，針對被檢體，從X射線管照射扇形波束X射線，用X射線檢測器來收集透射了被檢體的X射線吸收數(shù)據(jù)。用計算機來解析由X射線檢測器收集了的X射線吸收數(shù)據(jù)。具體而言，進行斷層面的各個位置處的X射線吸收率的計算、以及與X射線吸收率對應的圖像的重構(gòu)。由此，再生被檢體的斷層像。
[0003]作為X射線CT裝置的X射線檢測器，大多使用具有通過X射線的刺激來放射可見光的固體閃爍器的檢測器。在使用了固體閃爍器的X射線檢測器中，易于使X射線檢測元件小型化而增加通道數(shù)，所以能夠進一步提高X射線CT裝置的分辨率。作為固體閃爍器，已知各種物質(zhì)，特別是由Gd2O2S =Pr那樣的稀土類硫氧化物的燒結(jié)體形成的陶瓷閃爍器有效。關(guān)于由稀土類硫氧化物的燒結(jié)體形成的陶瓷閃爍器，X射線吸收系數(shù)大，所以發(fā)光效率優(yōu)良，另外由于殘光(余輝)短，所以作為X射線檢測器用的閃爍器是優(yōu)選的。
[0004]關(guān)于構(gòu)成陶瓷閃爍器的稀土類硫氧化物熒光體的燒結(jié)體(熒光體陶瓷)，為了實現(xiàn)光輸出的提高、燒結(jié)體的高密度化、機械強度的提高等，提出了各種提案。例如，通過控制陶瓷閃爍器(燒結(jié)體)中的磷量來改進光輸出。但是，對于陶瓷閃爍器，要求進一步提高光輸出。閃爍器的光輸出的提高取決于利用X射線檢查裝置的檢查時間的縮短化、即低輻射化。為了提高光輸出，作為有效的手段，可以舉出閃爍器材料的改進。而且，在陶瓷閃爍器中應用在多個閃爍器模塊之間存在反射層的陣列構(gòu)造的情況下，作為用于提高光輸出的有力的手段，還可以舉出反射層的改進。
[0005]作為以往的閃爍器陣列，已知如下構(gòu)造:在鄰接的閃爍器模塊之間存在放射線遮蔽板，并且用包含氧化鈦粉末的粘接劑層將閃爍器模塊粘接到放射線遮蔽板。在閃爍器模塊之間存在的放射線遮蔽板以及包含氧化鈦粉末的粘接劑層對提高從閃爍器模塊放射了的可見光的反射效率作出貢獻。但是，在使用了放射線遮蔽板和包含氧化鈦粉末的粘接劑層這兩方的情況下，無法避免閃爍器陣列的制造成本增加。而且，在將閃爍器模塊粘接到放射線遮蔽板的粘接劑層中，作為氧化鈦粉末，使用了平均粒徑是Iym以下的微細粉末。微細粉末狀的氧化鈦在粘接劑層中易于凝集，由此粘接劑層的反射效率降低。根據(jù)這樣的點，在以往的閃爍器陣列中同時使用了放射線遮蔽板。
[0006]專利文獻1:日本專利第4266114號公報
[0007]專利文獻2:日本專利第3104696號公報
【發(fā)明內(nèi)容】

[0008]本發(fā)明想要解決的課題在于，提供一種通過提高使氧化鈦粉末等在樹脂中分散而構(gòu)成的反射層部的反射效率從而能夠提高光輸出的閃爍器陣列、使用了該閃爍器陣列的X射線檢測器以及X射線檢查裝置。
[0009]實施方式的閃爍器陣列具備多個閃爍器模塊、以及為了使多個閃爍器模塊一體化而在鄰接的閃爍器模塊之間存在的反射層部。反射層部具有在透明樹脂內(nèi)分散了的反射粒子。反射粒子包含從氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子選擇的至少一種，并且具有2 μ m以下的平均粒徑。在反射層部的每5 μ mX5 μ m的單位面積中存在的反射粒子的個數(shù)是100個以上且250個以下的范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]圖1是示出實施方式的閃爍器陣列的剖面圖。
[0011]圖2是示出實施方式的閃爍器陣列的俯視圖。
[0012]圖3是示出實施方式的X射線檢測器的剖面圖。
[0013]圖4是示出實施方式的X射線檢測器的變形例的剖面圖。
[0014]圖5是示出實施方式的X射線檢查裝置的概念圖。
[0015]圖6是示出實施方式的閃爍器陣列的制造工序的一個例子的剖面圖。
[0016]圖7是示出實施方式的閃爍器陣列的其它例子的剖面圖。
[0017]圖8是將圖7所示的閃爍器陣列的角部的形狀進行放大而示出的剖面圖。
【具體實施方式】
[0018]以下，參照附圖，說明實施方式的閃爍器陣列、X射線檢測器、以及X射線檢查裝置。圖1以及圖2是示出實施方式的閃爍器陣列的結(jié)構(gòu)的圖。在這些圖中，I是閃爍器陣列、2是閃爍器模塊、3是反射層部。閃爍器陣列I具有多個閃爍器模塊2。在鄰接的閃爍器陣列2之間，存在反射層部3。反射層部3直接粘接于鄰接的閃爍器陣列2。多個閃爍器模塊2通過與它們粘接了的反射層部3而被一體化。即，閃爍器陣列I具備通過反射層部3將多個閃爍器模塊2進行了一體化而成的構(gòu)造。
[0019]閃爍器陣列I也可以具有將多個閃爍器模塊2排列成一列而成的構(gòu)造、或者如圖2所示將多個閃爍器模塊2在縱向以及橫向上二維地各排列了規(guī)定的個數(shù)而成的構(gòu)造中的任一構(gòu)造。閃爍器陣列I具有多通道構(gòu)造。在二維地排列了多個閃爍器模塊2的情況下，在縱向以及橫向的閃爍器模塊2之間分別設(shè)置了反射層部3。閃爍器模塊2的個數(shù)根據(jù)X射線檢測器的構(gòu)造、分辨率等而被適當?shù)卦O(shè)定。
[0020]反射層部3具備具有2 μ m以下的平均粒徑的反射粒子和透明樹脂層。反射粒子分散在透明樹脂層中。反射粒子包含從氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子中選擇的至少一種。作為反射粒子，可以舉出氧化鈦粒子、氧化鉭粒子、氧化鋁粒子、氧化鎂粒子等，在實施方式的反射層部3中，作為反射粒子，將從氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子中選擇的至少一種粒子作為必須成分來包含。
[0021]關(guān)于氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子，由于通過X射線激勵了的閃爍器模塊2所放射的光的反射率高，所以作為反射粒子的必須成分而包含于反射層部3中。氧化鈦優(yōu)選為二氧化鈦(TiO2)。氧化鉭優(yōu)選為五氧化二鉭(Ta205)。通過使用它們，能夠進一步提高基于反射層部3的光的反射率。關(guān)于二氧化鈦(TiO2)以及五氧化二鉭(Ta2O5)，由于450?700nm的可見光區(qū)域的光的反射率高，所以不依賴于閃爍器模塊2的材質(zhì)，而能夠提高閃爍器陣列I的光輸出。
[0022]反射粒子具有2 μ m以下的平均粒徑。反射粒子的平均粒徑優(yōu)選為I μ m以下，更優(yōu)選為0.4 μ m以下。如果反射粒子的平均粒徑超過2 μ m,則難以控制反射層部3內(nèi)的分散狀態(tài)。特別是，為了控制5 μ mX 5 μ m的微小的單位面積內(nèi)的反射粒子的個數(shù)，而使用平均粒徑是2μπι以下的反射粒子。反射粒子的平均粒徑的下限值沒有特別限定，但如果考慮反射粒子的制造性，則優(yōu)選為0.01 μ m以上。
[0023]在實施方式的閃爍器陣列I中，在反射層部3的每5 μ mX5 μ m的單位面積中存在的反射粒子的個數(shù)是100?250個的范圍。即，在測定了反射層部3的任意的單位面積(5ymX5ym)中的反射粒子的個數(shù)時，閃爍器陣列I具備反射粒子的個數(shù)是100?250個的范圍的反射層部3。通過控制5 μ mX 5 μ m的單位面積這樣的微小區(qū)域中的反射粒子的個數(shù)，能夠提高從閃爍器模塊2放射的可見光由反射層部3反射的反射效率。通過提高反射層部3的反射效率，能夠提高來自閃爍器模塊2的光強度、甚至閃爍器陣列I的光輸出。
[0024]如果在反射層部3的每單位面積(5 μ mX 5 μ m)中存在的反射粒子的個數(shù)小于100個，則反射粒子部分性地不足，因此無法均勻地提高閃爍器陣列I的光輸出。在反射粒子的個數(shù)超過250個的情況下，反射層部3內(nèi)的反射粒子的個數(shù)過多，所以無法均勻地提高閃爍器陣列I的光輸出。反射層部3的每單位面積(5 μ mX 5 μ m)中存在的反射粒子的個數(shù)優(yōu)選為150?200個的范圍。對反射層部3的任意的剖面的放大照片(SEM像)進行攝影來測定每單位面積(5μπιΧ5μπι)的反射粒子的個數(shù)。將放大照片的倍率設(shè)為4000倍以上。在放大照片中，對每單位面積(5μπιΧ5μπι)的反射粒子的數(shù)量進行計數(shù)。將反射粒子彼此接觸了的凝集體作為I個反射粒子來進行計數(shù)。也可以同時使用EPMA的面分析來進行觀察。
[0025]在包含平均粒徑為2μπι以下的反射粒子的反射層部3中，每10 μ mX 10 μ m的單位面積中的反射粒子的凝集體的面積比優(yōu)選為40%以下(包含零％)。如果凝集體的面積比超過40%，則部分性地反射粒子變多，相反地，透明樹脂的比例部分性地減少。如果反射層部3中的透明樹脂的比例部分性地減少，則反射層部3相對閃爍器模塊2的粘接力降低?；诜瓷鋵硬?的閃爍器模塊2間的粘接力弱化，從而作為閃爍器陣列I的彎曲強度降低。彎曲強度的降低導致閃爍器陣列I的使用性變差。每單位面積(ΙΟμπιΧΙΟμπι)的凝集體的面積比優(yōu)選為10%以下(包含零％ )。通過控制凝集體的面積比，能夠提高反射層部3的反射效率，并且還能夠提高作為閃爍器陣列I的強度。
[0026]而且，通過控制反射層部3中的每單位面積(5μπιΧ5μπι)的反射粒子的個數(shù)和每單位面積(ΙΟμπιΧΙΟμπι)的反射粒子的凝集體的比例，從而透明樹脂固化了時的反射層部3的收縮比例被均勻化。因此，能夠抑制制造工序以及制造后的閃爍器陣列I的翹曲。這關(guān)系到減輕閃爍器陣列I的翹曲修復工序的負擔。另外，也能夠抑制透明樹脂固化了時的閃爍器模塊2的位置偏移(間距偏移)。構(gòu)成反射層部3的透明樹脂優(yōu)選為環(huán)氧樹脂。透明樹脂沒有特別限定，在如圖2所示那樣二維地配置了的閃爍器模塊2之間填充含有反射粒子的透明樹脂的情況下，優(yōu)選在涂敷了具有流動性的樹脂之后使樹脂固化。作為具有這樣的特性的樹脂，可以舉出環(huán)氧樹脂。
[0027]反射層部3的寬度(鄰接的閃爍器模塊2之間的距離/圖1的寬度W)優(yōu)選為10~100 μ m的范圍。關(guān)于反射層部3的寬度，只要是在后述的光電變換元件的像素上配置閃爍器模塊2的形狀，就沒有特別限定。但是，在反射層部3的寬度小于10 μ m的情況下，作為反射層部3的粘接層的功能降低，反射層部3相對閃爍器模塊2的粘接強度容易降低。由此，存在作為閃爍器陣列I的強度降低的擔憂。如果反射層部3的寬度超過100 μ m，則閃爍器陣列I大型化為所需以上。反射層部3的寬度優(yōu)選為20~80 μ m的范圍。在圖2所示的閃爍器陣列I中，在縱向和橫向上反射層部3的寬度也可以不同。
[0028]而且，反射層部3優(yōu)選為降低在其內(nèi)部存在的孔隙(void)的比例。具體而言，反射層部3的厚度方向(圖1的厚度T方向)的剖面中的孔隙的存在比例優(yōu)選為1%以下。最優(yōu)選為在反射層部3中不存在孔隙(存在比例是0%)。但是，在將反射層部3設(shè)置為上述那樣的窄的寬度的情況下，將反射層部3內(nèi)的孔隙完全去除的做法在生產(chǎn)上的負荷大。在實施方式的反射層部3中，對微小區(qū)域(5μπιΧ5μπι的單位面積)中的反射粒子的個數(shù)進行了控制，所以即使厚度方向上的孔隙的存在比例是1%程度，也能夠用作具有作為粘接層的功能的反射層部3。厚度方向的剖面中的孔隙的存在比例更優(yōu)選為0.5%以下，進一步優(yōu)選為0.1%以下。
[0029]設(shè)為如以下那樣測定反射層部3的厚度方向的剖面中的孔隙的存在比例。首先，在厚度方向上切斷反射層部3而得到剖面。在任意的部位，實施反射層部3的切斷。在反射層部3的任意的剖面中，求出剖面內(nèi)存在的各個孔隙相對反射層部3的厚度方向的長度，總計這些孔隙的長度。 根據(jù)孔隙的總計長度(各個孔隙相對反射層部3的厚度方向的總計長度)和反射層部3的厚度，通過以下的式來求出孔隙的存在比例。
[0030]孔隙的存在比例[% ]=(孔隙的總計長度/反射層部的厚度)X 100
[0031]閃爍器模塊2優(yōu)選為由金屬氧化物、金屬硫化物、金屬硫氧化物的單結(jié)晶體或者多結(jié)晶體形成的固體閃爍器。作為構(gòu)成固體閃爍器的金屬氧化物熒光體，可以舉出具有石榴石構(gòu)造的金屬氧化物。石榴石型金屬氧化物優(yōu)選為具有下述式(I)所示的組成的鋁石榴
O
[0032](Gd1^α_0_yTbα Lu0CeY) 3 (Al^xGax) a0b...(I)
[0033]此處，α以及β是滿足0〈α≤0.5、0〈β≤0.5、α+β≤0.85的數(shù)(原子比)，Y是滿足0.0001 ( Y ^ 0.1的數(shù)(原子比)，X是滿足0〈χ〈1的數(shù)(原子比)，a是滿足
4.8≤a≤5.2的數(shù)(原子比)，b是滿足11.6≤b≤12.4的數(shù)(原子比)。
[0034]構(gòu)成固體閃爍器的金屬硫化物熒光體優(yōu)選為希土類硫化物，可以舉出例如NaGdS2:Bi那樣的復合硫化物。作為金屬硫氧化物熒光體，可以舉出稀土類硫氧化物。稀土類硫氧化物優(yōu)選為具有下述式(2)所示的組成的硫氧化釓。
[0035]Gd2O2S:Pra...(2)
[0036]此處，a是針對I摩爾硫氧化釓(Gd2O2S)的鐠(Pr)的活性量，優(yōu)選為0.0001~
0.005摩爾的范圍。
[0037]關(guān)于由上述的金屬氧化物、金屬硫化物、金屬硫氧化物的單結(jié)晶體或者多結(jié)晶體形成的閃爍器模塊2，在通過X射線激勵了時易于發(fā)光，并且光靈敏度也高，所以合適于X射線檢測器。而且，上述材料針對使環(huán)氧樹脂等透明樹脂硬化時的熱也是穩(wěn)定的，所以作為通過反射層部3被粘接一體化的閃爍器模塊2的構(gòu)成材料是優(yōu)選的。閃爍器模塊2更優(yōu)選為具備從具有式(I)所示的組成的鋁石榴石的燒結(jié)體、以及具有式(2)所示的組成的硫氧化釓的燒結(jié)體中所選擇的至少一個。
[0038]閃爍器模塊2的厚度優(yōu)選為0.5?3mm的范圍，更優(yōu)選為I?2mm的范圍。如果閃爍器模塊2的厚度小于0.5mm,則透射閃爍器模塊2的X射線成分增加,有光輸出降低的擔憂。即便閃爍器模塊2的厚度超過3mm，不僅看不到其以上的光輸出的改進，而且還成為制造成本增加的主要原因。閃爍器模塊2的縱向以及橫向的長度沒有特別限定。在閃爍器模塊2是條類型(棒狀)的情況下，縱向的長度優(yōu)選為20?50mm的范圍、橫向的長度優(yōu)選為I?3mm的范圍。如圖2所示，在二維地排列閃爍器模塊2的情況下，縱向以及橫向的長度都優(yōu)選為0.5?2mm的范圍。
[0039]閃爍器模塊2優(yōu)選具有算術(shù)平均粗糙度RaCJIS B0601-2001)為5 μ m以下的表面粗糙度。通過使閃爍器模塊2的表面成為表面粗糙度(Ra)是5μπι以下的平坦面，能夠抑制X射線的漫反射。即，能夠使向閃爍器模塊2入射的X射線的入射量增加。因此，利用閃爍器模塊2的X射線的測定精度提高。閃爍器模塊2的表面粗糙度(Ra)更優(yōu)選為IymW下，進一步優(yōu)選為0.1ym以下。
[0040]反射層部3優(yōu)選為針對波長為510nm的光具有93%以上的反射率。而且，反射層部3優(yōu)選為針對波長為670nm的光具有90%以上的反射率。X射線檢測器利用X射線對閃爍器模塊2進行激勵而使其放射可見光，將該可見光通過光電變換元件變換為電信號而進行檢測。因此，關(guān)于反射層部3，要求針對作為可見光區(qū)域的450?700nm的波長的光，其反射率高。針對這些全部可見光區(qū)域的光的反射率優(yōu)選為90%以上。關(guān)于上述硫氧化釓熒光體，作為通過X射線進行了激勵時的發(fā)光譜，在500?520nm的范圍以及650?680nm的范圍中分別具有大的發(fā)光峰值。因此，通過提高反射層部3相對上述波長區(qū)域的光的反射率，能夠進一步提高閃爍器陣列I的光輸出。
[0041]接下來，參照附圖，說明實施方式的X射線檢測器以及X射線檢查裝置。圖3以及圖4是示出實施方式的X射線檢測器的結(jié)構(gòu)的圖。在這些圖中，4是光電變換元件、5是X射線檢測器、6是表面反射層。閃爍器陣列I具有X射線入射面la，在與X射線照射面Ia相反一側(cè)的面Ib中一體地設(shè)置了光電變換元件4。作為光電變換元件4，使用例如光電二極管。光電變換元件4配置于與構(gòu)成閃爍器陣列I的閃爍器模塊2對應的位置。也可以如圖4所示，在閃爍器陣列I的X射線入射面Ia中設(shè)置表面反射層6。由此，構(gòu)成了 X射線檢測器5。
[0042]表面反射層6不限于閃爍器陣列I的X射線入射面la，也可以設(shè)置于光電變換元件4的設(shè)置面lb。而且，表面反射層6也可以設(shè)置于閃爍器陣列I的X射線入射面Ia以及元件設(shè)置面Ib這兩方。通過在閃爍器陣列I中設(shè)置表面反射層6，從閃爍器模塊2放射的可見光的反射效率進一步提高，進而能夠提高閃爍器陣列I的光輸出。在表面反射層6中，使用了反射粒子和透明樹脂的混合物、漆類涂料等。反射粒子和透明樹脂的混合物優(yōu)選為具有與反射層部3同樣的反射粒子的分散狀態(tài)。表面反射層6的厚度優(yōu)選為50?250 μ m的范圍。如果表面反射層6的厚度小于50 μ m，則無法充分得到反射效率的提高效果。如果表面反射層6的厚度超過250 μ m,則透射的X射線量降低而使檢測靈敏度降低。[0043]圖5示出作為實施方式的X射線檢查裝置的一個例子的X射線CT裝置10。在圖5中，10是X射線CT裝置、11是被檢體、12是X射線管、13是計算機、14是顯示器、15是被檢體圖像。X射線CT裝置10具備實施方式的X射線檢測器5。X射線檢測器5粘貼到將被檢體11的攝像部位進行安置的圓筒的內(nèi)壁面。在粘貼了 X射線檢測器5的圓筒的圓弧的大致中心，設(shè)置了射出X射線的X射線管12。在X射線檢測器5與X射線管12之間，配置被檢體11。在X射線檢測器5的X射線入射面?zhèn)龋O(shè)置了未圖示的準直儀。
[0044]X射線檢測器5以及X射線管12構(gòu)成為以被檢體11為中心進行利用X射線的攝影并且進行旋轉(zhuǎn)。從不同的角度，立體地收集被檢體11的圖像信息。通過X射線攝影而得到的信號(通過光電變換元件進行了變換的電信號)由計算機13處理，并作為被檢體圖像15而顯示在顯示器14上。被檢體圖像15是例如被檢體11的斷層像。如圖2所示，使用二維地配置了閃爍器模塊2的閃爍器陣列1，從而還能夠構(gòu)成多斷層像類型的X射線CT裝置
I。在該情況下，還能夠同時拍攝多個被檢體11的斷層像，例如立體地描繪攝影結(jié)果。
[0045]圖5所示的X射線CT裝置10具備具有實施方式的閃爍器陣列I的X射線檢測器
5。如上所述，實施方式的閃爍器陣列I基于反射層部3的結(jié)構(gòu)等，從閃爍器模塊2放射的可見光的反射效率高，所以具有優(yōu)良的光輸出。通過使用具有這樣的閃爍器陣列I的X射線檢測器5，能夠縮短利用X射線CT裝置10的攝影時間。其結(jié)果，能夠縮短被檢體11的輻射時間，能夠?qū)崿F(xiàn)低輻射化。實施方式的X射線檢查裝置(X射線CT裝置10)不限于人體的醫(yī)療診斷用的X射線檢查，而還能夠應用于動物的X射線檢查、工業(yè)用途的X射線檢查
坐寸ο
[0046]例如如以下那樣制造實施方式的閃爍器陣列I。以下，敘述高效地制造實施方式的閃爍器陣列I的方法。實施方式的閃爍器陣列I的制造方法不限于此。閃爍器陣列I具備上述結(jié)構(gòu)即可，不限于該制造方法。
[0047]首先，準備平均粒徑是2 μ m以下的反射粒子。反射粒子優(yōu)選具有在0.2?0.3 μ m的范圍內(nèi)存在峰值的粒度分布。為了防止反射層部3內(nèi)的反射粒子凝集，優(yōu)選通過超聲波振動機等將反射粒子的凝集體預先粉碎。反射粒子中的雜質(zhì)成分量優(yōu)選為I質(zhì)量％以下。接下來，準備透明樹脂。透明樹脂只要是閃爍器模塊2的光進行透射的樹脂，就沒有特別限定，優(yōu)選環(huán)氧樹脂、聚硅酮樹脂等熱硬化性樹脂。
[0048]混合反射粒子和透明樹脂。為了在透明樹脂內(nèi)使反射粒子存在規(guī)定的個數(shù)，優(yōu)選考慮反射粒子的體積與透明樹脂的體積之比來混合反射粒子和透明樹脂。優(yōu)選使用三根輥來混合反射粒子和透明樹脂。三根輥如字面那樣是使用三根的輥來進行混合的混合機。由于使三根的輥同時活動來進行混合，所以混合方向成為多個方向，在混合工序中不易形成凝集體。使用了三根輥的混合工序優(yōu)選進行10小時以上。另外，根據(jù)需要，混合有機溶劑而使透明樹脂的粘性降低來進行混合的做法也是有效的。在將反射粒子與透明樹脂進行混合時，優(yōu)選并非將所有的反射粒子一下子進行混合，而是一點一點地(例如每次三分之一地)進行混合。
[0049]按照一定的間隔，配置多個加工為規(guī)定形狀的閃爍器模塊2。將反射粒子和透明樹脂的混合物(以下記載為樹脂混合物)填充到鄰接的閃爍器模塊2之間。通過使樹脂混合物的粘度成為0.5?2.5Pa.s (500?2500cps)，能夠?qū)渲旌衔锲交靥畛涞介W爍器模塊2之間。如果樹脂混合物的粘度小于0.5Pa.s (500cps)則粘度變得過低，有在使透明樹脂硬化了時無法良好地控制反射粒子的分散狀態(tài)的擔憂。如果樹脂混合物的粘度超過
2.5Pa.s(2500cps)則粘度變得過高，難以均勻地填充到閃爍器模塊2之間。
[0050]填充工序優(yōu)選在真空中進行。由此，能夠抑制在反射層部3內(nèi)形成孔隙。填充時的真空度優(yōu)選為4kPa(30Torr (托))以下。如果是在4kPa以下的真空環(huán)境中，則易于將反射層部3的厚度方向上的孔隙的存在比例控制為0.1%以下。關(guān)于閃爍器模塊2的表面，優(yōu)選以使表面粗糙度(Ra)成為5μπι以下的方式，平坦地加工。在填充了樹脂混合物之后，進行使透明樹脂硬化的熱處理。優(yōu)選根據(jù)透明樹脂的硬化溫度，在例如80?160°C的范圍的溫度下進行熱處理。關(guān)于由硫氧化釓燒結(jié)體、鋁石榴石燒結(jié)體形成的閃爍器模塊2，由于在熱處理工序中不變質(zhì)，所以是優(yōu)選的。為了防止反射粒子在硬化之前的透明樹脂內(nèi)沉積，優(yōu)選在填充了混合有反射粒子的透明樹脂之后，在3小時以內(nèi)進行熱處理。
[0051]參照圖6，說明混合了反射粒子的透明樹脂(樹脂混合物)的其他填充方法。在圖6中，7是閃爍器模塊素域、8是槽部。閃爍器模塊素域7是切成各個閃爍器模塊2之前的板狀素域。如圖6(a)所示，在閃爍器模塊素域7中形成成為反射層部3的形成部位的槽部8。以不貫通至閃爍器模塊素域7的背面的方式，將閃爍器模塊素域7加工至一定的深度，而形成槽部8。在閃爍器模塊素域7中設(shè)置縱槽以及橫槽，以最終得到規(guī)定尺寸的閃爍器模塊尺寸2的方式,對閃爍器模塊素域7實施槽加工。
[0052]接下來，如圖6 (b)所示，在閃爍器模塊素域7中設(shè)置了的槽部8內(nèi)，填充樹脂混合物。通過使樹脂混合物的粘度成為0.5?2.5Pa.s的范圍，能夠?qū)渲旌衔锲交靥畛涞讲鄄?內(nèi)。而且，通過在真空中向槽部8內(nèi)填充樹脂混合物，能夠抑制孔隙的發(fā)生。填充時的真空度優(yōu)選為4kPa以下。如果是在4kPa以下的真空環(huán)境中，則易于將反射層部3的厚度方向上的孔隙的存在比例控制為0.1%以下。
[0053]使用離心機將混合了反射粒子的透明樹脂(樹脂混合物)填充到槽部6也是有效的。通過利用由離心機提供的離心力，能夠向在閃爍器模塊素域7中設(shè)置有多個的槽部8內(nèi)均勻地填充樹脂混合物。離心機在向許多閃爍器模塊素域7同時填充樹脂混合物的情況、或向大型的閃爍器模塊素域7填充樹脂混合物的情況下是有效的。而且，在真空中進行樹脂混合物的填充也是有效的。在使用離心機來填充樹脂混合物的情況下，優(yōu)選將離心機的旋轉(zhuǎn)速度設(shè)為500?3000rpm，將旋轉(zhuǎn)時間設(shè)為30分鐘以上。
[0054]在應用離心力將樹脂混合物填充到槽部8內(nèi)的情況下，在透明樹脂中包含的孔隙由于離心力而被排出到外部。此時，如果樹脂混合物的粘度超過2.5Pa.S，則難以通過離心力將孔隙排出到外部。如果樹脂混合物的粘度小于0.5Pa.s，則在使離心力進行了作用時，有樹脂混合物流落到閃爍器模塊素域7的外側(cè)的擔憂。樹脂混合物的粘度優(yōu)選為0.5?
2.5Pa.s的范圍。而且，為了向在閃爍器模塊素域7中設(shè)置了的槽部8內(nèi)均勻地填充樹脂混合物，需要某種程度的旋轉(zhuǎn)速度。離心機的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為500rpm以上。如果旋轉(zhuǎn)速度過快，則有樹脂混合物流落到閃爍器模塊素域7的外側(cè)的擔憂。離心機的旋轉(zhuǎn)速度優(yōu)選為3000rpm 以下。
[0055]如上所述，通過調(diào)整含有反射粒子的透明樹脂(樹脂混合物)的粘度、填充工序中的真空度、離心機的轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)時間等，能夠向在閃爍器模塊素域7中設(shè)置了的槽部8內(nèi)均勻地填充樹脂混合物。由此，能夠良好地控制反射層部3中的每單位面積(5μπιΧ5μπι)的反射粒子的個數(shù)。而且，能夠?qū)⒎瓷鋵硬?的厚度方向上的孔隙的存在比例設(shè)為1%以下、進一步設(shè)為0.1 %以下、更進一步設(shè)為0% (檢測界限以下)。
[0056]接下來，使向槽部8內(nèi)填充了的樹脂混合物中的透明樹脂(例如熱硬化性樹脂組成物)硬化。通過使透明樹脂硬化，形成具有反射層部3的閃爍器陣列素域7。接下來，如圖6(c)所示，對具有反射層部3的閃爍器陣列素域7進行研磨加工，從而將閃爍器陣列素域7單片化為各個閃爍器模塊2，同時加工成使反射層部3具有貫通閃爍器陣列I的表背的形狀。也可以針對閃爍器陣列素域7的單面以及兩面中的某一個進行研磨加工。優(yōu)選以使閃爍器模塊2的表面粗糙度(Ra)成為5 μ m以下的方式，進行閃爍器陣列素域7的研磨加工。
[0057]也可以在對閃爍器陣列素域7的表面進行研磨加工時，在閃爍器模塊2的端部中形成R形狀部。圖7示出具備在端部具有R形狀部9的閃爍器模塊2的閃爍器陣列I。在閃爍器陣列素域7的研磨加工中，應用使用了例如金剛石磨粒的拋光研磨加工。在進行了拋光研磨加工的情況下，比柔軟的反射層部3更硬的閃爍器模塊2的端部的一方更易于被研磨。還有通過一邊改變金剛石磨粒的號數(shù)(磨粒的大小)一邊逐漸地進行研磨從而使R形狀部不易被形成的方法。但是，該方法花費時間、成本。因此，通過以使R形狀部9的形狀收斂于規(guī)定的尺寸以內(nèi)的方式實施研磨加工，從而能夠降低閃爍器陣列I的制造成本。
[0058]圖8示出閃爍器模塊2的R形狀部9的具體的形狀例。在圖9中，Tl是閃爍器模塊2的厚度、T2是R形狀部9的厚度、Wl是閃爍器模塊2的寬度、W2是R形狀部9的寬度。在閃爍器模塊2具有R形狀部9的情況下，優(yōu)選R形狀部9具有滿足W2/W1 ( 0.02的形狀、而且滿足T2/T1 ( 0.02的形狀。如果W2/W1超過0.02、或者T2/tl超過0.02，則有閃爍器模塊2與反射層部3之間的反射特性變得不均勻的擔憂。而且，在設(shè)置圖4所示的表面反射層6的情況下，如果反射層部3和表面反射層6中的反射粒子的分散狀態(tài)不同，則反射特性不同的表面反射層6進入到R形狀部9，成為在反射特性中產(chǎn)生偏差的原因。由此，R形狀部9優(yōu)選具有滿足W2/W1 ( 0.02以及T2/T1 ( 0.02的形狀，而且更優(yōu)選具有滿足WZ/Wl ( 0.01 以及 T2/T1 ( 0.01 的形狀。
[0059]另外，也可以根據(jù)需要，對使透明樹脂硬化了之后的閃爍器陣列I進行翹曲修復工序。對于閃爍器陣列I的長邊方向以及短邊方向，翹曲量優(yōu)選為0.2mm以下、更優(yōu)選為
0.1mm以下。在所制作的閃爍器陣列I的翹曲量超過0.2_的情況下，優(yōu)選進行翹曲修復工序。作為閃爍器陣列I的翹曲修復工序，可以舉出將上下表面一邊按壓一邊進行熱處理的方法。在透明樹脂是熱硬化性樹脂的情況下，能夠通過附加按壓力和熱這兩方來進行翹曲修復。在閃爍器陣列I的X射線入射面以及元件設(shè)置面的至少一方中，根據(jù)需要來形成表面反射層。
[0060]實施例
[0061]接下來，敘述實施例及其評價結(jié)果。
[0062](實施例1)
[0063]作為反射粒子，準備了平均粒徑是0.2 μ m的氧化鈦(TiO2)粉末。氧化鈦粉末具有在0.22 μ m處存在峰值的粒度分布。對于氧化鈦粉末，在利用超聲波振動機將凝集體進行了粉碎之后，與作為透明樹脂的環(huán)氧樹脂進行了混合。使用三根輥混合機來實施了氧化鈦粉末和環(huán)氧樹脂的混合工序。將三根輥混合機的混合時間設(shè)為20小時。氧化鈦粉末和環(huán)氧樹脂的混合物(樹脂混合物)的粘度設(shè)為2Pa.S。[0064]接下來,準備了由縱ImmX橫ImmX厚Imm的硫氧化禮(Gd2O2S:Pr)的燒結(jié)體形成的閃爍器模塊。閃爍器模塊是以使表面粗糙度(Ra)成為Iym的方式進行研磨加工而得到的。將鄰接的閃爍器模塊的間隔統(tǒng)一為80 μ m,以在長邊方向上成為64個、在短邊方向上成為24個的方式排列了閃爍器模塊。使樹脂混合物浸潰到鄰接的閃爍器模塊之間。在4kPa以下的真空中進行了樹脂混合物的浸潰工序。在浸潰了樹脂混合物之后，在3小時以內(nèi)在100°C的溫度下進行熱處理而使環(huán)氧樹脂(透明樹脂)硬化。
[0065](實施例2?5)
[0066]除了使用具有表I所示的平均粒徑以及材質(zhì)的反射粒子以外，應用與實施例1同樣的方法來制作閃爍器陣列。
[0067](比較例I)
[0068]除了在透明樹脂中不混合反射粒子以外，應用與實施例1同樣的方法來制作閃爍器陣列。比較例I是具備不包含反射粒子的透明樹脂層的例子。
[0069](比較例2)
[0070]除了將平均粒徑是3μπι的1102粉末用作反射粒子以外，應用與實施例1同樣的方法來制作閃爍器陣列。
[0071](比較例3)
[0072]除了變更氧化鈦粉末與環(huán)氧樹脂的混合比、混合條件以外，應用與實施例1同樣的方法來制作閃爍器陣列。比較例3是將在反射層部的每單位面積中存在的反射粒子的個數(shù)設(shè)為本發(fā)明的范圍外的例子。
[0073]針對實施例1?5以及比較例I?3的閃爍器陣列，測定了在反射層部的每單位面積(5μηιΧ5μηι)中存在的反射粒子的個數(shù)、每單位面積(ΙΟμπιΧΙΟμπι)中的反射粒子的凝集體的面積比、以及反射層部的厚度方向的孔隙的存在比例。表I示出這些結(jié)果。而且，求出了閃爍器陣列的翹曲量、反射層部的光反射率、閃爍器陣列的光輸出。表2示出其結(jié)果。關(guān)于翹曲量，測定閃爍器陣列的長邊方向以及短邊方向的翹曲量，示出了翹曲大的一方的值。光輸出表不將比較例I的光輸出設(shè)為100時的相對值。
[0074][表 I]
[0075]
【權(quán)利要求】
1.一種閃爍器陣列，其特征在于，具備: 多個閃爍器模塊；以及 反射層部，存在于鄰接的所述閃爍器模塊之間以使多個所述閃爍器模塊一體化，該反射層部具備透明樹脂和分散在所述透明樹脂內(nèi)的反射粒子，該反射粒子包含從氧化鈦粒子以及氧化鉭粒子中選擇的至少一種粒子、并且具有2 μ m以下的平均粒徑， 在所述反射層部的每5 μ mX5 μ m的單位面積中存在的所述反射粒子的個數(shù)是100個以上且250個以下的范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射層部的每10 μ mX 10 μ m的單位面積中的所述反射粒子的凝集體的面積比是40%以下(包括0% )。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射層部分別直接粘接于鄰接的所述閃爍器模塊。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射層部的厚度方向的剖面中的孔隙的存在比例是1%以下。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述閃爍器模塊具有算術(shù)平均粗糙度Ra為5 μ m以下的表面粗糙度。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述閃爍器模塊在端部具有R形狀部，所述R形狀部具有所述R形狀部的寬度W2相對所述閃爍器模塊的寬度Wl的比是0.02以下的形狀。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述R形狀部具有所述R形狀部的厚度T2相對所述閃爍器模塊的厚度Tl的比是0.02以下的形狀。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述閃爍器模塊具備從硫氧化釓燒結(jié)體以及鋁石榴石燒結(jié)體中選擇的至少一種燒結(jié)體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射粒子的平均粒徑是I μ m以下。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述透明樹脂具備環(huán)氧樹脂。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射層部針對波長為510nm的光的反射率是93%以上。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 所述反射層部針對波長為670nm的光的反射率是90%以上。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列，其特征在于， 還具備在所述閃爍器陣列的至少一個面中所設(shè)置的表面反射層。
14.一種X射線檢測器，其特征在于， 具備權(quán)利要求1所述的閃爍器陣列。
15.一種X射線檢查裝置，其特征在于， 具備權(quán)利要求14所述的X射線檢測器。
【文檔編號】G01T1/20GK103959096SQ201280058142
【公開日】2014年7月30日 申請日期:2012年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月1日
【發(fā)明者】森本一光, 齊藤昭久, 足達祥卓, 豐島正規(guī), 小柳津英二 申請人:株式會社東芝, 東芝高新材料公司