閃爍器面板、放射線檢測器及它們的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種在形成放射線圖像時所使用的閃爍器面板、放射線檢測器及它們 的制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前，X射線圖像那樣的放射線圖像在醫(yī)療現(xiàn)場被廣泛用于癥狀的診斷。尤其是利 用敏感紙-薄膜類的放射線圖像，在慢長的歷史中謀求高靈敏度化和高畫質(zhì)化，結(jié)果，制成 了同時具有高可靠性和優(yōu)異的性價比的拍攝系統(tǒng)，現(xiàn)在仍然在世界的醫(yī)療現(xiàn)場被使用。但 是，這些圖像信息為所謂的模擬圖像信息，不能像目前正在發(fā)展的數(shù)字圖像信息那樣自由 地進(jìn)行圖像處理或瞬時進(jìn)行電子傳送。
[0003] 近年來，以計算機(jī)X線成像（computed radiography :CR)或平板型的放射線探測 器（flat panel detector :FPD)等為代表的數(shù)字方式的放射線檢測器出現(xiàn)。用這些放射線 檢測器直接得到數(shù)字的放射線圖像，可以在利用了陰極管的面板或液晶面板等圖像顯示裝 置中直接顯示圖像，因此，不需要在照相薄膜上形成圖像。其結(jié)果，這些數(shù)字方式的放射線 檢測器例如X射線檢測器使利用銀鹽照相方式來形成圖像的必要性降低，使醫(yī)院或診療所 中的診斷操作的便利性大幅度地提高。
[0004] 作為與X射線圖像有關(guān)的數(shù)字技術(shù)之一，計算機(jī)X線成像（CR)在現(xiàn)在醫(yī)療現(xiàn)場被 接受。但是，CR中得到的X射線圖像與利用銀鹽照相方式等的屏幕?薄膜系統(tǒng)的圖像相比， 清晰性不充分，空間分辨率也不充分，其畫質(zhì)水平?jīng)]有達(dá)到屏幕?薄膜系統(tǒng)的畫質(zhì)水平。因 此，作為更新的數(shù)字X射線圖像技術(shù)，例如開發(fā)了使用薄膜晶體管（TFT)的平板X射線檢測 器（Flat panel detector，F(xiàn)PD)。
[0005] 就上述Fro而言，其原理上，為了將X射線轉(zhuǎn)換為可見光，使用具有熒光體層的閃 爍器面板，所述熒光體層由具有將所照射的X射線轉(zhuǎn)換為可見光而發(fā)光的特性的X射線熒 光體制成，但在使用低照射量的X射線源的X射線攝影中，為了提高由閃爍器面板檢測到的 信號和噪音之比（SN比），必需使用將X射線轉(zhuǎn)變?yōu)榭梢姽獾霓D(zhuǎn)換率即發(fā)光效率高的閃爍器 面板。通常，閃爍器面板的發(fā)光效率由熒光體層的厚度、熒光體的X射線吸收系數(shù)決定，但 熒光體層的厚度越厚，通過X射線照射在熒光體層內(nèi)產(chǎn)生的發(fā)光越容易在閃爍器層內(nèi)發(fā)生 散射，經(jīng)由閃爍器面板得到的X射線圖像的清晰性降低。因此，如果設(shè)定X射線圖像的畫質(zhì) 所需要的清晰性，那么，閃爍器面板中熒光體層的膜厚的限度自然而然地被確定。
[0006] 在此，熒光體也稱為閃爍器，熒光體層也稱為閃爍器層。
[0007] 另外，為了得到亮度高、可以提供清晰性優(yōu)異的X射線圖像的閃爍器面板，構(gòu)成熒 光體層的熒光體的形狀也非常重要。在許多閃爍器面板中，作為構(gòu)成閃爍器層的熒光體，采 用具有柱狀晶體形狀的熒光體，通常，具有在基板或支持體等上配置多個這種柱狀晶體而 成的結(jié)構(gòu)。這里，構(gòu)成閃爍器層的柱狀晶體均具有相對于基板或支持體等的主面垂直延伸 的形狀，從而可以使其中產(chǎn)生的熒光即發(fā)光沿著相對于基板或支持體等的主面垂直的方向 有效地放出。在閃爍器層中采用了這種布局的閃爍器面板可以較高地維持上述亮度和清晰 性，同時，也可以較高地維持相對于基板或支持體等垂直的方向上的強(qiáng)度。需要說明的是， "相對于基板或支持體等垂直的方向"以下有時稱為"膜厚方向"。
[0008] 近年來，進(jìn)行了各種著眼于構(gòu)成閃爍器層的熒光體的晶體形狀的研究或嘗試。
[0009] 例如，專利文獻(xiàn)1中，作為亮度高、可以得到清晰性優(yōu)異的X射線圖像的放射線轉(zhuǎn) 換面板，公開了在基板上設(shè)置含有形成了特定形狀柱狀晶體的熒光體母材的熒光體層而得 到的放射線轉(zhuǎn)換面板。專利文獻(xiàn)1所記載的放射線轉(zhuǎn)換面板中，熒光體層包含：由熒光體母 材構(gòu)成且膜厚在特定范圍的第1熒光體層和含有熒光體母材及活化劑的第2熒光體層。而 且，專利文獻(xiàn)1教導(dǎo)：構(gòu)成熒光體層的熒光體柱狀晶體的距基板側(cè)10 μ m的高度處的晶體直 徑和閃爍器層最表面的晶體直徑之比在特定的范圍時，清晰性優(yōu)異。
[0010] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0011] 專利文獻(xiàn)
[0012] 專利文獻(xiàn)1 :國際公開2010/032503號小冊子

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
[0014] 但是，就專利文獻(xiàn)1中所記載的放射線轉(zhuǎn)換面板而言，在得到的放射線圖像的清 晰性方面存在改善的余地。
[0015] 即，就專利文獻(xiàn)1中所記載的放射線轉(zhuǎn)換面板而言，在熒光體層柱狀晶體中，限定 了距離基板10 μm的位置處的平均當(dāng)量圓直徑a和最表面的平均當(dāng)量圓直徑b之比，但對 低于10 μ m的區(qū)域沒有任何規(guī)定。因此，可以認(rèn)為，在上述柱狀晶體的低于10 μ m的區(qū)域內(nèi)， 如果更精密地控制柱狀晶體的形狀或特性等，則存在能夠改善得到的放射線圖像的清晰性 的余地。
[0016] 本發(fā)明的目的在于，提供一種可以提供清晰性更優(yōu)異的放射線圖像的閃爍器面 板、放射線檢測器及它們的制造方法。
[0017] 解決技術(shù)問題的技術(shù)方案
[0018] 以下示出本發(fā)明的一個實施方式，但本發(fā)明不受這些實施方式的任何限定。
[0019] 本發(fā)明的閃爍器面板的特征在于，包括支持體和形成在所述支持體上的閃爍器 層，所述閃爍器層含有熒光體，所述熒光體為多個柱狀晶體，位于所述閃爍器層的柱狀晶體 生長開始面的所述多個柱狀晶體的根部彼此以相互獨立的形態(tài)存在，所述閃爍器層的從柱 狀晶體生長開始面至高度5 μ m的厚度區(qū)域的放射線吸收率X為5. 4~8. 6%。
[0020] 另外，在本發(fā)明的閃爍器面板中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面至高度 5 μ m的厚度區(qū)域的X射線吸收率X和從柱狀晶體生長開始面至高度150 μ m的厚度區(qū)域的 X射線吸收率y的比（x/y)優(yōu)選為〇. 12~0. 22。
[0021] 另外，在本發(fā)明的閃爍器面板中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面至高度 5 μ m的厚度區(qū)域的X射線吸收率X和從柱狀晶體生長開始面至高度150 μ m的厚度區(qū)域的 X射線吸收率y的比（x/y)更優(yōu)選為〇. 17~0. 22。
[0022] 另外，在本發(fā)明的閃爍器面板中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面至高度 5 μ m的厚度區(qū)域的放射線吸收率X為5. 4~8. 6 %，從柱狀晶體生長開始面至高度150 μ m 的厚度區(qū)域的X射線吸收率y進(jìn)一步優(yōu)選為39. 3~44. 0%。
[0023] 另外，在本發(fā)明的閃爍器面板中，所述閃爍器層的柱狀晶體優(yōu)選由氣相沉積法形 成。
[0024] 本發(fā)明的第1放射線檢測器的特征在于，包括上述閃爍器面板和光電轉(zhuǎn)換元件面 板。
[0025] 本發(fā)明的第2放射線檢測器的特征在于，包括光電轉(zhuǎn)換元件面板和形成在該光電 轉(zhuǎn)換元件面板上的閃爍器層，所述閃爍器層含有熒光體，所述熒光體為多個柱狀晶體，位于 所述閃爍器層的柱狀晶體生長開始面的所述多個柱狀晶體的根部彼此以相互獨立的形態(tài) 存在，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面至高度5 μ m的厚度區(qū)域的放射線吸收率X為 5. 4 ~8. 6%〇
[0026] 另外，在本發(fā)明的第2放射線檢測器中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面 至高度5 μ m的厚度區(qū)域的X射線吸收率X和從柱狀晶體生長開始面至高度150 μ m的厚度 區(qū)域的X射線吸收率y的比（x/y)優(yōu)選為〇. 12~0. 22。
[0027] 另外，在本發(fā)明的第2放射線檢測器中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面 至高度5 μ m的厚度區(qū)域的X射線吸收率X和從柱狀晶體生長開始面至高度150 μ m的厚度 區(qū)域的X射線吸收率y的比（x/y)更優(yōu)選為〇. 17~0. 22。
[0028] 另外，在本發(fā)明的第2放射線檢測器中，所述閃爍器層的從柱狀晶體生長開始面 至高度5 μ m的厚度區(qū)域的放射線吸收率X為5. 4~8. 6%，從柱狀晶體生長開始面至高度 150 μ m的厚度區(qū)域的X射線吸收率y進(jìn)一步優(yōu)選為39. 3~44. 0%。
[0029] 另外，在本發(fā)明的第2放射線檢測器中，所述閃爍器層的柱狀晶體優(yōu)選利用氣相 沉積法形成。
[0030] 本發(fā)明的閃爍器面板的制造方法的特征在于，在支持體溫度為5~320°C、蒸鍍速 度為5~200nm/s、壓力為10 3~IPa(絕對壓力）的條件下，使焚光體蒸鍍在準(zhǔn)備形成閃 爍器層的面上，所述準(zhǔn)備形成閃爍器層的面是支持體的準(zhǔn)備形成閃爍器層的面、或在支持 體上設(shè)有至少1個層而形成的疊層體的準(zhǔn)備形成閃爍器層的面，且根據(jù)接觸角法（液滴法） 測定的所述準(zhǔn)備形成閃爍器層的面的表面能為20~65mJ/m 2。
[0031] 本發(fā)明的放射線檢測器的制造方法的特征在于，將通過上述閃爍器面板的制造方 法而制造的閃爍器面板與光電轉(zhuǎn)換元件面板耦合。
[0032] 另外，本發(fā)明的第2放射線檢測器的制造方法的特征在于，在支持體溫度為5~ 320°C、蒸鍍速度為5~200nm/s、壓力為10 3~IPa(絕對壓力）的條件下使熒光體蒸鍍在 光電轉(zhuǎn)換元件面板的準(zhǔn)備形成閃爍器層的面上，根據(jù)接觸角法（液滴法）測定的所述準(zhǔn)備 形成閃爍器層的面的表面能為20~65mJ/m 2。
[0033] 發(fā)明的效果
[0034] 根據(jù)本發(fā)明，可以提供一種能夠提供清晰性更優(yōu)異放射線圖像的閃爍器面板、放 射線檢測器及它們的制造方法。
[0035] 以下，進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0036] 在構(gòu)成閃爍器面板或放射線檢測器中所含的閃爍器層的熒光體柱狀晶體的根部， 如果柱狀晶體發(fā)生熔合等時，根據(jù)其熔合程度，該根部的柱狀晶體的放射線吸收率變大。而 且，該根部的柱狀晶體的放射線吸收率超過某種范圍時，得到的放射線圖像的清晰性降低。 在專利文獻(xiàn)1中所記載的放射線轉(zhuǎn)換面板中，沒有這種技術(shù)思想。
[0037] 與此相對，由于使存在于上述柱狀晶體根部的柱狀晶體獨立地存在，并將該根部 的柱狀晶體的放射線吸收率調(diào)整為特定的范圍，因此，與專利文獻(xiàn)1中所記載的放射線轉(zhuǎn) 換面板相比，可以使得到的放射線圖像的清晰性提高。
[0038] 另外，不僅在上述熒光體的柱狀晶體的根部，而且在整個閃爍器層中，通過對每個 特定厚度區(qū)域調(diào)整熒光體的柱狀晶體的放射線吸收率，可以使得到的放射線圖像的清晰性 進(jìn)一步提尚。
[0039] 閃爍器層的某個厚度區(qū)域的熒光體柱狀晶體的放射線吸收率可以使用放射線輻 射劑量計測定存在與不存在該膜厚的閃爍器層時的放射線輻射劑量，由其比值算出。
[0040] 需要說明的是，如上所述，根部的柱狀晶體的放射線吸收率與根部是獨立地存在 還是熔合有關(guān)。通常，放射線吸收率為5. 4~8. 6%時，根部獨立地存在，在該范圍以上時會 觀察到根部的熔合。
【附圖說明】
[0041] 圖1是示出本發(fā)明的閃爍器面板及放射線檢測器的例示結(jié)構(gòu)的概略圖，是與閃爍 器面板及放射線檢測器的厚度方向平行的面的剖面圖。另外，圖1A是說明支持體11和形 成在該支持體11上的閃爍器層12的閃爍器面板10的圖。另外，圖1A也是表示閃爍器面 板10的閃爍器層12中的厚度方向、柱狀晶體120的高度的圖。需要說明的是，閃爍器層的 厚度方向、柱狀晶體的高度在放射線檢測器中也同樣適用。圖1B是說明光電轉(zhuǎn)換元件面板 20和形成在該光電轉(zhuǎn)換元件面板20上的閃爍器層的第2放射線檢測器31的圖。
[0042] 圖2是示出本發(fā)明的閃爍器面板的例示結(jié)構(gòu)的概略圖，是與閃爍器面板及放射線 檢測器的厚度方向平行的面的剖面圖。
[0043] 圖3是示出本發(fā)明的放射線檢測器的例示結(jié)構(gòu)的概略圖，是與閃爍器面板及放射 線檢測器的厚度方向平行的面的剖面圖。
[0044] 圖4是示出本發(fā)明中所使用的例示蒸鍍裝置之一的結(jié)構(gòu)的概略圖。
[0045] 圖5是示出與圖4的構(gòu)成不同的本發(fā)明中所使用的例示蒸鍍裝置之一的結(jié)構(gòu)的概 略圖。
[0046] 附圖標(biāo)記說明
[0047] 11· · ·支持體
[0048] 12,12' · · ·閃爍器層
[0049] 120,120' ···柱狀晶體
[0050] 121，121' ··基底層以外的層
[0051] 122,122' ··基底層
[0052] 13、13' ··反射層
[0053] 20 ···光電轉(zhuǎn)換元件面板
[0054] 30· ··第1放射線檢測器
[0055] 31 ···第2放射線檢測器
[0056] 40 ···蒸鍍裝置
[0057] 41 · · ·真空容器
[0058] 42 ···真空栗
[0059] 43 · · ·蒸鍍用基板
[0060] 44 · · ·支架
[0061] 45· ··旋轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)
[0062] 46 ···旋轉(zhuǎn)軸
[0063] 47、47a、47b、47c · · ·蒸鍍源
[0064] 48 · · ·開閉器
[0065] 50 ···閃爍器層的厚度方向
[0066] 60 ···柱狀晶體的高度
[0067] 80 ···柱狀晶體的根部
[0068] 90 ···柱狀晶體的前端
[0069] 91 ···柱狀晶體生長開始面
[0070] 92 ···柱狀晶體生長結(jié)束面
[0071] 93 ···相對于閃爍器層而言構(gòu)成支持體側(cè)的面
[0072] 94· ··相對于閃爍器層而言構(gòu)成非支持體側(cè)的面
[0073] 95· ··相對于閃爍器層而言構(gòu)成光電轉(zhuǎn)換元件面板側(cè)的面
[0074] 96· ··相對于閃爍器層而言構(gòu)成非光電轉(zhuǎn)換元件面板側(cè)的面
【具體實施方式】
[0075] 下面，對本發(fā)明的閃爍器面板、放射線檢測器及它們的制造方法詳細(xì)地進(jìn)行說明， 但本發(fā)明不受這些說明的限定性解釋。
[0076] [閃爍器面板]
[0077] 本發(fā)明的閃爍器面板包括支持體和形成在所述支持體上的閃爍器層。
[0078] 所述閃爍器層含有熒光體，所述熒光體為多個柱狀晶體，位于所述閃爍器層的柱 狀晶體生長開始面的所述多個柱狀晶體的根部彼此以相互獨立的形態(tài)存在，所述閃爍器層 的從柱狀晶體生長開始面至高度5 μ m的厚度區(qū)域的放射線吸收率X為5. 4~8. 6%。
[0079] 閃爍器面板在獲得被檢測體的放射線圖像時，在閃爍器層中吸收透過被檢測體的 放射線，產(chǎn)生發(fā)光。在該發(fā)光中含有被檢測體的信息。通過將閃爍器面板與后述的光電轉(zhuǎn) 換元件面板耦合而制成放射線檢測器，可以將該發(fā)光中所含的信息變?yōu)殡娦盘柖苑派渚€ 圖像的形式獲得。
[0080] 作為放射線，從通用性等觀點出發(fā)，優(yōu)選X射線。需要說明的是，其在后述的放射 線檢測器中也是同樣的。
[0081 ] 以下，對本發(fā)明的閃爍器面板進(jìn)行說明。
[0082] I 持體
[0083] 本發(fā)明的閃爍器面板包括支持體。
[0084] "支持體"為構(gòu)成"閃爍器面板"的層之一，在形成閃爍器層時成為柱狀晶體的基 礎(chǔ)。另外，支持體也具有保持閃爍器層的結(jié)構(gòu)的作用。
[0085] 但是，在本說明書中，在光電轉(zhuǎn)換元件面板上直接形成閃爍器層而得到的放射線 檢測器的光電轉(zhuǎn)換元件面板不稱為支持體，從而與支持體相區(qū)別。
[0086] 作為支持體