JPH01316698A - 放射線画像変換パネル - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） 本発明は輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パネル
に関するものであり、さらに詳しくは鮮鋭性が高い放射
線画像を与え、かつ反り等による変形が少なく、感度む
らの小さい輝尽性蛍光体層を有する放射線画像変換パネ
ルに関する。

（従来の技術） ｘ１１画像のような放射線画像は病気診断用などに多く
用いられている。

このＸ線画像を得るために、ハロゲン化銀感光材料に代
って蛍光体層から直接画像を取出すＸ線画像変換方法が
工夫されている。

この方法は、被写体を透過した放射線（一般にＸ線）を
蛍光体に吸収せしめ、しかる後、この蛍光体を例えば光
または熱エネルギーで励起することにより、この蛍光体
が上記放射線吸収により蓄積している放射線エネルギー
を蛍光として放射せ　　　′しめ、この蛍光を検出して
画像化する方法である。

具体的には、例えば、米国特許３，８５９，５２７号及
び特開昭５５−１２１４４号公報には１輝尽性蛍光体を
用い可視光線又は赤外線を輝尽励起光とした放射線画像
変換方法が示されている。

この方法は、輝尽性蛍光体層（以後輝尽層と略称）を有
する放射線画像変換パネル（以後変換パネルと略称）を
使用するもので、この変換パネルの輝尽層に被写体を透
過した放射線を当てて被写体各部の放射線透過度に対応
する放射線エネルギーを蓄積させて潜像を形成し、しか
る後にこの輝尽層を輝尽励起光で走査することによって
各部の蓄積された放射線エネルギーを放射させてこれを
光に変換し、この光の強弱による光信号により画像を得
るものである。

この最終的な画像はハードコピーとして再生してもよい
し、ＣＲＴ上に再生してもよい。

この放射線画像変換方法において使用される変換パネル
は、放射線画像情報を蓄積した後輝尽励起光の走査によ
って蓄積エネルギーを放出するので、走査径再度放射線
画像の蓄積を行うことができ、繰返し使用が可能である
。

このような変換パネルは、通常、第１図に示したように
、輝尽層（１）、支持体（２）および保護層（３）から
構成されており、また、輝尽層（１）を外部からの物理
的あるいは化学的刺激から保護するために、さらに変換
パネルの周縁が封着部材（４）で封着されていることが
多い。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上述のような変換パネルにおいては、封
着部材で支持体および保護層が固定されているために、
輸送時等に変換パネルの環境温度が大きく変化すると、
支持体と保護層の熱膨張係数の差異により、変換パネル
に反り等の変形を生じたり、封着部が剥離したり、保護
層および／または支持体が割れる等の問題を生じていた
。

また１反り等の変形は、感度むらの原因となる。この感
度むらは放射線画像変換装置の集光系と変換パネルとの
距離が、変換パネルの変形によって一定でなくなるため
に生ずる。

封着部の剥離や、保護層および／または支持体の割れな
どは、変換パネルの耐湿性の低下を招き、好ましくない
。

そこで、本発明は鮮鋭性の高い放射線画像を与え１反り
等の変形が少なく、感度むらが小さく、耐久性が優れた
輝尽層を有する変換パネルの提供を目的とする。

［発明の構成］ （課題を解決するための手段） 本発明は、支持体、輝尽性蛍光体層および少なくとも一
層の保護層を有し、支持体と保護層の間に、輝尽性蛍光
体層が封入され密閉されている放射線画像変換パネルに
おいて、支持体と保護層の線熱膨張係数の差が６０Ｘ１
０’／”０以下であることを特徴とする放射線画像変換
パネルに関する。

本発明において使用される輝尽性蛍光体とは。

最初の光もしくは高エネルギー放射線が照射された後に
、先約、熱的、機械的、化学的または電気的等の刺激（
Ｈ尽励起）により、最初の光もしくは高エネルギー放射
線の照射量に対応した輝尽発光を示す蛍光体であるが、
実用的な面から好ましくは５０Ｃ）ｎｍ以上の輝尽励起
光によって輝尽発光を示す蛍光体である。そのような輝
尽性蛍光体としては、例えば特開昭４８−８０４８７号
公報に記載されているＢａＳＯ４：Ａｘ、特開昭４８−
８０４８９号公報に記載されているＳｒＳＯ４：Ａｘ、
特開昭５３−３９２７７号公報（７）　Ｌ　ｉ　２　Ｂ
　ａ　Ｏ７：　Ｃｕ　、　Ａ　ｇ等、特開昭５４−４７
８８３号公報のＬｉ２Ｏ・（Ｂ２０２　）　Ｘ：Ｃｕ及
びＬｉ２０ｈ　（Ｂ２０２）ｘ：Ｃｕ。

Ａｇ等、米国特許３．８５９．５２７号のＳｒＳ：Ｃｅ
、Ｓｍ、ＳｒＳ：Ｅｕ、Ｓｍ、　　Ｌａ２Ｏ２Ｓ：Ｅｕ
、Ｓｍ及び（Ｚｎ、Ｃｄ）Ｓ：Ｍｎ、で示される蛍光体
が挙げられる。

また、特開昭５５−１２１４２号公報に記載されている
Ｚ　ｎｓ　：　Ｃｕ　、Ｐｂ蛍光体、−数式Ｂ　ａｏａ
　ｘＡｉ２０３’　：　Ｅｕで示されるアルミン酸バリ
ウム蛍光体、及び−数式Ｍ”Ｏ・ｘｓｉｏ２　：Ａで示
されるアルカリ土類金属珪酸塩系蛍光体が挙げられる。

また、特開昭５５−１２１４３号公報に記載されている
一般式％式％ で示されるアルカリ土類弗化ハロゲン化物蛍光体、特開
昭５５−１２１４４号公報に記載されている一般式 ％式％： で示される蛍光体、特開昭５５−１２１４５号公報に記
載されている一般式 ％式％： で示される蛍光体、特開昭５５−８４３８９号公報に記
載されている一般式 ％式％ で示される蛍光体、特開昭５５−１６００７８号公報に
記載されている一般式 ％式％： で示される希土類元素付活２価金属フルオロハライド蛍
光体、−数式ＺｎＳ　：　Ａ、ＣｄＳ　：　Ａ。

（Ｚｎ、Ｃｄ）ＳＥＡ、Ｓ：Ａ、ＺｎＳ：Ａ、Ｘ及びＣ
ｄＳ：Ａ、Ｘで示される蛍光体、特開昭５９−３８２７
８号公報に記載されている下記いずれかの一般式 ％式％： ニア で示される蛍光体，特開昭５９−１５５４８７号公報に
記載されている下記いずれかの一般式％式％： で示される蛍光体、及び特開昭６１−７２０８７号公報
に記載されている下記−数式 ％式％： で示されるアルカリハライド蛍光体等が挙げられる．特
にアルカリハライド蛍光体は，蒸着φスパッタリング等
の方法で輝尽層を形成しやすく好ましい。

しかし、本発明の変換パネルに用いられる輝尽性蛍光体
は、前述の蛍光体に限られるものではなく、放射線を照
射した後輝尽励起光を照射した場合に輝尽発光を示す蛍
光体であればいかなる蛍光体であってもよい。

本発明の変換パネルは前記の輝尽性蛍光体の少なくとも
一種類を含む一つ若しくは二つ以との輝尽層から成る輝
尽層群であってもよい．また、それぞれの輝尽層に含ま
れる輝尽性蛍光体は同一であってもよいが異なっていて
もよい。

変換パネルの輝尽層の層厚は、目的とする変換パネルの
放射線に対する感度、輝尽性蛍光体の種類等によって異
なるが、結着剤を含有しない場合１０−〜１　０００μ
の範囲、さらに好ましくは２０Ｑ〜８００−の範囲から
選ばれ，結着剤を含有する場合で２０μ諧〜ｔｏｏｏ−
の範囲、好ましくは５０μ〜５００−の範囲から選ばれ
る。

このような輝尽層は支持体上に塗布法や気相堆積法等を
用いて形成されるが、輝尽層を保護層上に形成せしめた
後，支持体に積層してもよい。

気相堆積法としては例えば蒸着法、スパッタ法、ＣＶＤ
法などが挙げられる。

気相堆積法で形成された輝尽層に加熱処理を施すとＸ線
に対する感度が向上する．また、支持体または保護層上
に付活剤を含まない輝尽性蛍光体母体層（以下「蛍光母
体層」と略称する）を形成した後に熱拡散法などの方法
により、蛍光母体層に付活剤をドーピングして所定の輝
尽層とすることもできる。

本発明において使用される支持体および保護層は、両者
の線熱膨張係数の差が６０ＸＩＯ−７／’０以下であり
、好ましくは４０Ｘ１０−’／’Ｃ！以下、さらに好ま
しくは２５Ｘ１０−’／’Ｑ以下であり、特に好ましく
は０である。

線熱膨張係数の差が上記の範囲を超えると、変換パネル
に反り等の変形を生じたり、気密性が低下したりする。

そのような支持体と保護層の組合せとしては、例えば次
のようなものが挙げられる．支持体として結晶化ガラス
を用い、保護層としてホウケイ酸ガラス、バリウムホウ
ケイ酸ガラス、透明結晶化ガラス、石英等を用いる場合
、支持体としてアルミナ焼結板を用い、保護層としてホ
ウケイ酸ガラス、バリウムホウケイ酸ガラス、ソーダガ
ラスを用いる場合、支持体として透明結晶化ガラスを用
い，保護層として透明結晶化ガラス、石英，ホウケイ酸
ガラス、バリウムホウケイ酸ガラスを用いる場合，支持
体としてアルミナシリカ焼結板を用い、保護層としてホ
ウケイ酸ガラス、バリウムポウケイ酸ガラス等を用いる
場合などである。

また、支持体の層厚は用いる支持体の材質等によって異
なるが、−数的には８０ＪＩＪ１〜５０００。

であり、取り扱い上の点から、ざらに好ましくは２００
−〜２　０　０　ｏｕである。

支持体は防湿性の点から透湿度が低いことが望ましく、
透湿度は１０　（ｇ／ｒｎ”　＠　２４ｈｒ）以下が好
ましく、　　Ｉ　Ｃｇ／ｒｒ？中２４ｈｒ）以下がさら
に好ましい、気密性にすぐれ透湿度が実質的にＯである
ような、ガラス、セラミックス、金属などが特に好まし
い。

また前述のような輝尽層の加熱処理を行なう場合には、
支持体には耐熱性が要求され、５００℃以上での連続使
用においても割れや変形を起こさないことが好ましい、
さらに、加熱処理中に、輝尽性蛍光体と反応してＸ線感
度等の性能に影響を与えないことが好ましい、耐熱性に
すぐれ、輝尽層との反応性が乏しい支持体としては、例
えば結晶化ガラスや石英、アルミナやアルミナシリカの
焼結板などが挙げられる。

結晶化ガラスは、ガラスセラミックスともいい、以下に
示す特殊な組成のガラスを溶融成形した後、十分に制御
された条件下で再加熱し原形を保ったまま、アモルファ
ス状態から均一な微細結晶の凝集体に変ったものである
。現在実用に供されている結晶化ガラスの組成系の主な
ものとしては１例えば、ケイ酸塩ガラスとしてＬｉ２Ｏ
−３ｉ０２　　、Ｎａ２０−ＣａＯ−ＭｇＯ−５ｉ０２
、アルミノケイ酸塩系としてＬ　Ｉ２０−Ａ　１２０３
−Ｓ　Ｉ０２　　、　Ｎａ２０−Ａ　Ｉ２０３−５　Ｉ
０２　　。

Ｍｇ０−Ａ　１２０３−５　Ｉ０２　、ホウ酸塩ガラス
としてＰｂＯ−Ｚｎ０−Ｂ２０３　、ホウケイ酸塩ガラ
スとしてＺｎ０−Ｂ２０３−３　Ｉ０２等が挙げられる
。

前記結晶化ガラス組成系のうちＬｉ２０−Ｓ　ｉ　０２
　、　Ｎ　Ａ２０−Ｃａｏ−ＭｇＯ−Ｓ　＋　０２など
のケイ酸塩ガラス、あるいはＬｉ２０−Ａ　１２０３−
３　Ｉ０２　、　Ｎａ２０−Ａ　１２０３−Ｓ　Ｉ０２
　　、Ｍｇ０−Ａ　１２０３−Ｓ　＋０２などのアルミ
ノケイ酸塩ガラスが好ましい。

さらにはＬｉ２０−Ａｌ２０３−５ｉ０２ガラスが好ま
しく各成分の組成比は化学量論比でＬｉ２０：Ａ１２０
３　：５ｉ０２　＝１　：　ｌ　：　４カさらに好まし
い。

しかし本発明の変換パネルの支持体に用いられる結晶化
ガラスは前述の結晶化ガラスに限られるものではなく、
耐熱性にすぐれ、また加熱した際の平面性にすぐれた結
晶化ガラスであれば、いかなる結晶化ガラスであっても
よい。

これら支持体の表面は滑面であってもよいし、輝尽性蛍
光体層との接着性を向上させる目的でマット面としても
よい、また、支持体の表面は凹凸面としてもよいし、個
々に独立した微小タイル状板を密に配置した表面構造と
してもよい。

さらに、これら支持体上には、ｍ互層との接着性を向上
させる目的で輝尽層が設けられる面に下引層を設けても
よいし、必要に応じて光反射層、光吸収層等を設けても
よい。

本発明の変換パネルにおいて用いられる保護層としては
、透光性がよく、シート状に成形できるものが使用され
る。保護層は輝尽励起光および輝尽発光を効率よ〈透過
するために、広い波長範囲で高い透過率を示すことが望
ましく、透過率は４００ｎｍ〜８００ｎ１１の波長範囲
で８０％以上が好ましく、９０％以上がより好ましい、
また、３６０ｎｓ＋〜４００ｎ■の範囲では６０％以上
が好ましく、８０％以上がより好ましい。

さらに、保護層の表面に、ＭｇＦ２等の反射防止層を設
けると、輝尽励起光および輝尽発光を効率よく透過する
とともに、鮮鋭性の低下を小さくする効果もあり好まし
い。

また、保護層の厚さは、２５−〜５ｍｍであり、良好な
防湿性と耐衝撃性を得るためには、１００戸〜３■が好
ましい。

保護層の透湿度は、パネルの耐温性の点から低いことが
望ましく、透湿度は１０　Ｃｇ／ｒｒＩ′−２４ｈｒ）
以下が好ましく　、　　１　（ｇ／ｒｎ’　−２４ｈｒ
）以下がさらに好ましい、気密性にすぐれ透湿度が実質
的に０であり、なおかつ透光性の良いガラスが特に好ま
しい。

本発明の保護層は単一層であってもよいし、本発明の効
果を損なわない限り多層でもよく材質の異なる２種類以
上の層からなっていてもよい０例えば、第１の保護層と
してガラスを用い、有機高分子層を第２の保護層として
用いる場合である。

第２の保護層の厚さが第１の保護層の厚さ番こ対して十
分薄ければ、保護層の線熱膨張係数は実質的に第１の保
護層の線熱膨張係数に等しく、また。

第１、第２の保護層間の剥離や、保護層自身のそりも問
題にはならない、第２の保護層として吸湿性の高い有機
高分子層、例えばポリビニルアルコールやエチレン−ビ
ニルアルコール共ｆｆｉ合体などを第１の保護層の輝尽
層側に設けると、封着時に輝尽層が吸着していた水分が
第２の保護層によって吸着除去されるため、輝尽層の水
分による劣化が防止され変換パネルの初期性能が向上す
るので好ましい。

保護層は輝尽層に接着していてもいなくてもよいが、両
層間に保護層より低屈折率の層が存在していると、保護
層を厚くしても鮮鋭性の低下が小さいので好ましく、そ
のような低屈折率層としては、空気、窒素、アルゴン等
の不活性な気体、メチルアルコール、エチルアルコール
等の液体、ＣａＦ２．Ｎａ５ＡＩＦｓ、ＭｇＦ２，５ｔ
ｏ２等の物質の薄膜等が挙げられる。

低屈折率層の厚さは、０．０５−〜３ｍ＋ｗが実用的で
ある。

低屈折率層を形成するために、支持体と保護層の層間に
、輝尽層を取り囲んで保護層保持部材（スペーサ）を設
けてもよい、そのようなスペーサとしては、例えばガラ
ス、セラミックス、金属、プラスチック等が挙げられる
。

さらに、輝尽層を支持体と保護層の層間に封入し、密閉
するために、輝尽層の周縁を封着部材で封着するか、ま
たはスペーサと支持体および保護層との接着部分を封着
する。

また、さらにスペーサの周縁を封着部材を用いて封着し
たり、低融点ガラス等の封着用ガラスを用いてガラス融
着により封着したり、保護層の延長部分で封着したりし
てもよい。

使用される封着部材としては、気密性が高く、透湿度が
低いものが適しており、具体的には、エポキシ系樹脂、
フェノール系樹脂、シアノアクリレート系樹脂、酢酸ビ
ニル系樹脂、塩化ビニル系樹脂、ポリウレタン系樹脂、
アクリル系樹脂、エチレン酢酸ビニル系樹脂、ポリオレ
フィン系樹脂、クロロプレン系ゴム、ニトリル系ゴム等
の有機高分子系接着剤や、シリコーン系接着剤等が挙げ
られる。半導体や電子部品の封正に用いられるエポキシ
系樹脂やシリコーン系樹脂は耐湿性が優れているので好
ましく、特にエポキシ系接着剤は透湿度が低く好適であ
る。

本発明により製造される変換パネルは、第４図に概略的
に示される放射線画像変換方法に用いられる。

すなわち、放射線発生装置４１からの放射線Ｒは、被写
体４２を通して変換パネル４３に入射する。

この入射した放射線はパネル４３の輝尽層に吸収され、
そのエネルギーが蓄積され、放射線透過像の蓄積像が形
成される。

次にこの蓄積像を輝尽励起光源４４からの輝尽励起光で
励起して輝尽発光として放出せしめる。

放射される輝尽発光の強弱は蓄積された放射線エネルギ
ー量に比例するので、この光信号を例えば光電子増倍管
等の光電変換装置４５で光電変換し１画像再生装Ｗ１４
６によって画像として再生し画像表示装置４７によって
表示することにより、被写体の放射線透過像を観察する
ことができる。

（実施例） 次に本発明を実施例により説明する。

実施例１ １．１１１ｍ厚の線熱膨張係数１０ＸＩＯ−’／’Ｏの
結晶化ガラス支持体（４００ｍｍＸ５００ｍ層）をエレ
クトロンビーム法（ＥＢ法）による蒸着器中に設置した
０次いで蒸着源としてプレス成形したアルカリハライド
（ＲｂＢｒ）を水冷したルツボに入れた。

続いて蒸着器を排気し、５Ｘ１０’丁ｏｒｒの真空度と
した０次に支持体を４０°Ｃ〜４５℃に保持しながら、
ＥＢガンに電力を供給してＲｂＢｒを蒸発させた。

目的とするＲｂＢｒ層を得るために膜厚モニタにより蒸
着速度を検出し、基若速度がｌＯ５λ／ｗｉｎとなるよ
うにコントロールした。また電子ビームはルツボの蒸着
源表面をラスター状にスキャンさせた。

ＲｂＢｒ層の層厚が３００ｐ１となったところで蒸着を
終了させ、蒸着パネルを得た。この蒸着パネルを付活ド
ーピング剤粉末（ＲｂＢｒ：１０″４Ｔｉ）を入れた石
英製ルツボに入れ、蓋をしたのち６００℃でｌｈｒ加熱
することにより、蒸着パネルＲｂＢｒをＴｌでドープし
た０次に、輝尽層上に１．１ａｍ厚で線熱膨張係数６５
Ｘ１０−’／℃のホウケイ酸ガラスを載置した０次いで
、輝尽層の周縁をエポキシ樹脂系接着剤（ＡＶ１３８＋
ＨＶ９９８、日本チバガイギー■製）を用いて１００℃
で硬化させて封着し、第１図に示したような放射線画像
変換パネルを得た。

かくして得られた放射線画像変換パネルに、管電圧８０
ＫＶｐ（７）Ｘ！ｌをｌｏｍＲ照射シタ後、半導体レー
ザ光（７８０ｎｍ）で輝尽励起し、輝尽性蛍光体層から
放射される輝尽発光を光検出５（光電子増倍管）で光電
変換し、この信号を画像再生装置によって画像として再
生し、銀塩フィルム上に記録した。このときの放射線画
像変換パネルの使用温度は４０℃±１℃であった。

得られた画像より、相対感度のむらを調べ第１表に示し
た。ここで相対感度のむらとは。

２０４８Ｘ２０４８画素の相対感度の標準偏差を相対感
度の平均値で除した値を百分率で示したものである。

また、得られた変換パネルの使用温度４０℃での反りを
調べ、第１表に合わせて示した。第１表における反りは
変換パネルを反りの凹側を上にして平板上に置いた時の
４ずみの浮き上りの平均値で示しである。

くり返し耐久性は、１２時間の周期で一４０℃〜５０℃
〜−４０℃の温度変化をくり返して、変換パネルに異常
が生じるまでの時間を測定した。

その結果を第１表に示した。

実施例２〜１３ 支持体および保護層を第１表に示した組合せ（厚さはす
べて１．１ｍｍ）とした以外は、実施例１と同様にして
変換パネルを製造した。ただし、実施例１０においては
、ガラス保護層の輝尽層側の面に第２の保護層として厚
さ５０−のエチレン−ビニルアルコール共重合体層をウ
レタン系の接着剤（Ｔ−６００，日本曹達■製）で接着
した。

これらについて実施例１と同様の評価をし、第１表に併
記した。

比較例１〜２ 支持体および保護層を第１表に示した組合せとした以外
は実施例１と同様にして変換パネルを製造した。これに
ついて実施例１と同様の評価をし、第１表に併記した。

第１表に示したように比較例１，２では変換パネルの反
りが大きいために感度むらが非常に大きい、また、くり
返し温度変化に対しては短時間で異常が発生した。

一方、実施例１−１３の変換パネルでは反りが小さいた
めに感度むらが小さく、良好な画像が得られた。またく
り返し温度変化に対する耐久性も著しく向上している。

［発明の効果］ 本発明の放射線画像変換パネルは、支持体と保護層の線
熱膨張係数の差が小さいため、使用時にパネルが反った
りする等の変形を生じることがないので感度むらが小さ
く、また、変換パネルを苛酷な温度条件下にさらしても
十分な耐久性を有する。したがって、本発明の変換パネ
ルは、有用性が高い。

【図面の簡単な説明】

第１図および第３図は本発明の放射線画像変換パネルの
断面図であり、第２図は第１図のＡ−Ａ′断面図であり
、第４図は放射線画像変換パネルを用いる放射線画像変
換方法の説明図である。 １・・・輝尽層 ２・・・支持体 ３・・・保護層 ４・・・封着部材 ５・・・保護層保持部材（スペーサ） ４１・・・放射線発生装置 ４２・・・被写体 ４３・・・放射線画像変換パネル ４４・・・輝尽励起光源 ４５・・・光電変換装置 ４６・・・放射線画像再生装置 ４７・・・放射線画像表示装置 ４８・・・フィルタ 第１図 第２図 第３図 ｚ 第・

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 支持体、輝尽性蛍光体層および保護層を有し、支持体と
   保護層の間に、輝尽性蛍光体層が封入され密閉されてい
   る放射線画像変換パネルにおいて、支持体と保護層の線
   熱膨張係数の差が６０×１０＾−＾７／℃以下であるこ
   とを特徴とする放射線画像変換パネル。