特許 7593178 シンチレータ構造体およびその製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-25

(45)【発行日】2024-12-03

(54)【発明の名称】シンチレータ構造体およびその製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21K 4/00 20060101AFI20241126BHJP

   G01T 1/20 20060101ALI20241126BHJP

【ＦＩ】

G21K4/00 A

G01T1/20 G

G01T1/20 D

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2021041274

(22)【出願日】2021-03-15

(65)【公開番号】P2022141118

(43)【公開日】2022-09-29

【審査請求日】2024-02-15

(73)【特許権者】

【識別番号】000005083

【氏名又は名称】株式会社プロテリアル

(74)【代理人】

【識別番号】110002066

【氏名又は名称】弁理士法人筒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】中橋 正信

【審査官】藤本 加代子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－１７３２２６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－３０９１６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８６４５５（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２０１０／０２９６６２５（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｋ ４／００

Ｇ０１Ｔ １／００－１／１６

Ｇ０１Ｔ １／１６７－７／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数のセルと、前記複数のセルを覆う反射材と、を備える、シンチレータ構造体であって、
前記複数のセルのそれぞれは、樹脂と蛍光体とを含み、
前記複数のセルの上面および側面で、前記複数のセルのそれぞれと前記反射材とは、化学的に結合されている、シンチレータ構造体。

【請求項2】

請求項１に記載のシンチレータ構造体において、
前記複数のセルのそれぞれと前記反射材とは、架橋されている、シンチレータ構造体。

【請求項3】

請求項１または２に記載のシンチレータ構造体において、
前記反射材は、波長が４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の光に対して透光性を有する透光性樹脂と、反射粒子とを含むシンチレータ構造体。

【請求項4】

請求項１または２に記載のシンチレータ構造体において、
前記セルは、波長が４５０ｎｍから６５０ｎｍの範囲の光に対して透光性を有する透光性樹脂と、前記蛍光体とを含むシンチレータ構造体。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１項に記載のシンチレータ構造体において、
前記蛍光体は、ガドリニウム酸硫化物を含む、シンチレータ構造体。

【請求項6】

樹脂および蛍光体を含む複数のセルと前記複数のセルのそれぞれを覆う反射材とを備えるシンチレータ構造体の製造方法であって、
（ａ）樹脂と蛍光体との混合物からなる基板を作製する工程、
（ｂ）前記基板を半架橋する工程、
（ｃ）半架橋した前記基板を個片化することにより、前記複数のセルを形成する工程、
（ｄ）半架橋状態の前記複数のセルを覆う前記反射材を形成する工程、
（ｅ）前記複数のセルのそれぞれが半架橋状態で、前記反射材を架橋する工程、を備え、
前記（ｅ）工程では、前記複数のセルのそれぞれと前記反射材との界面が架橋される、シンチレータ構造体の製造方法。

【請求項7】

請求項６に記載のシンチレータ構造体の製造方法において、
前記半架橋状態の前記複数のセルのそれぞれは、ゲル分率が８０％以上９５％以下である、シンチレータ構造体の製造方法。

【請求項8】

請求項６または７に記載のシンチレータ構造体の製造方法において、
前記半架橋状態とは、架橋反応が完全に終了していない状態である、シンチレータ構造体の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シンチレータ構造体およびその製造方法に関し、例えば、それぞれ樹脂と蛍光体とを含む複数のセルを有するシンチレータ構造体およびその製造方法に適用して有効な技術に関する。

【背景技術】

【0002】

特開平２－１７４８９号公報（特許文献１）には、放射線検出器に使用される蛍光体に関する技術が記載されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開平２－１７４８９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

シンチレータは、Ｘ線やガンマ線に代表される放射線が当たると、放射線のエネルギーを吸収して可視光を発生させる物質である。このシンチレータは、シンチレータと反射材とを含むシンチレータ構造体として製品化され、シンチレータ構造体とフォトダイオードなどの光電変換素子とを組み合わせたＸ線検出器が、例えば、Ｘ線ＣＴなどの医療機器、分析機器、放射線を用いた非破壊検査装置、放射線漏洩検査装置などに用いられている。

【0005】

例えば、シンチレータには、ガドリニウム酸硫化物（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ）からなるセラミックスが使用されている。ここで、本明細書では、ガドリニウム酸硫化物を「ＧＯＳ」と呼ぶことにする。なお、厳密には、ガドリニウム酸硫化物自体はほとんど発光せず、ガドリニウム酸硫化物にプラセオジウムやテルビウムなどを含有させることによって発光する。このことから、本明細書で「ＧＯＳ」という文言は、ガドリニウム酸硫化物自体にプラセオジウムやテルビウムなどが含有されて発光する物質（蛍光体）を暗に意図して使用することにする。ただし、ガドリニウム酸硫化物自体にプラセオジウムやテルビウムなどが含有されていることを明示的に示す必要がある場合、プラセオジウムを含有する「ＧＯＳ」やテルビウムを含有する「ＧＯＳ」と表現することがある。

【0006】

また、シンチレータを「ＧＯＳ」単体から構成する場合、「ＧＯＳ」はセラミックから構成される。一方、後述するように、シンチレータを「ＧＯＳ」と樹脂の混合物から構成することも検討されており、この場合の「ＧＯＳ」は粉体から構成される。したがって、本明細書では、特にセラミックと粉体とを明示する必要がないときには、単に「ＧＯＳ」と表現する。これに対し、セラミックを明示する必要があるときは「ＧＯＳ」セラミックと呼ぶ。一方、粉体を明示する必要があるときは「ＧＯＳ」粉体と呼ぶことにする。

【0007】

この「ＧＯＳ」は、タングステン酸カドミウム（ＣｄＷＯ_４）よりも可視光の発光出力が大きいという利点を有する一方、製造コストが高い。

【0008】

このことから、シンチレータ構造体の製造コストを低減するため、シンチレータとして「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用することが検討されている。

【0009】

ところが、「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用すると、シンチレータから構成されるセルと反射材との密着性の観点から改善の余地が存在することを本発明者は新規に見出した。したがって、シンチレータとして「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物を使用する場合、シンチレータから構成されるセルと反射材との密着性を確保することが望まれている。

【0010】

本発明の目的は、複数のセルと反射材との密着性を向上することができるシンチレータ構造体およびその製造方法を提供するものである。

【課題を解決するための手段】

【0011】

一実施の形態におけるシンチレータ構造体は、複数のセルと、複数のセルを覆う反射材とを備える。ここで、複数のセルのそれぞれは、樹脂と蛍光体とを含み、複数のセルのそれぞれと反射材とは、化学的に結合されている。

【0012】

一実施の形態におけるシンチレータ構造体の製造方法は、それぞれ樹脂および蛍光体を含む複数のセルと複数のセルを覆う反射材とを備えるシンチレータ構造体の製造方法である。このシンチレータ構造体の製造方法は、（ａ）樹脂と蛍光体との混合物からなる基板を作製する工程、（ｂ）基板を半架橋する工程、（ｃ）半架橋した基板を個片化することにより、複数のセルを形成する工程、（ｄ）半架橋状態の複数のセルを覆う反射材を形成する工程、（ｅ）複数のセルのそれぞれが半架橋状態で、反射材を架橋する工程を備える。このとき、（ｅ）工程では、複数のセルのそれぞれと反射材とが架橋される。

【発明の効果】

【0013】

一実施の形態によれば、複数のセルと反射材との密着性を向上できる。

【図面の簡単な説明】

【0014】

【図1】Ｘ線検出器を模式的に示す図である。

【図2】関連技術における製造工程を示すフローチャートである。

【図3】実施の形態における製造工程を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0015】

実施の形態を説明するための全図において、同一の部材には原則として同一の符号を付し、その繰り返しの説明は省略する。なお、図面をわかりやすくするために平面図であってもハッチングを付す場合がある。

【0016】

＜Ｘ線検出器の概要＞
図１は、Ｘ線検出器を模式的に示す図である。

【0017】

図１において、Ｘ線検出器１００は、シンチレータ構造体１０と受光素子２０とを有している。シンチレータ構造体１０は、Ｘ線検出器１００に入射されるＸ線から可視光を発生する複数のシンチレータ１１と、これらの複数のシンチレータ１１のそれぞれを覆う反射材１２から構成されている。一方、受光素子２０は、シンチレータ１１で発生した可視光から電流を生成する機能を有し、例えば、フォトダイオードに代表される光電変換素子から構成されている。この受光素子２０は、例えば、支持体３０に設けられており、複数のシンチレータ１１のそれぞれに対応して設けられている。

【0018】

シンチレータ１１は、Ｘ線を吸収して可視光を発生させる機能を有し、蛍光体１１ａと樹脂１１ｂから構成されている。ここで、本明細書では、蛍光体１１ａを構成する「ＧＯＳ」粉体と樹脂１１ｂとを混合した材料を「樹脂ＧＯＳ」と呼ぶこともある。つまり、本実施の形態におけるシンチレータ１１は、「樹脂ＧＯＳ」から構成されている。蛍光体１１ａは、プラセオジウムやテルビウムなどを含有するガドリニウム酸硫化物であり、樹脂１１ｂは、例えば、エポキシ樹脂である。また、反射材１２は、酸化チタンからなる反射粒子１２ａを含有する樹脂１２ｂから構成されている。

【0019】

近年では、図１に示すように、シンチレータ構造体１０において、シンチレータ１１は、複数のセル（ＣＬ）に分割されている。すなわち、Ｘ線画像の解像度を向上する観点から、複数の受光素子２０のそれぞれに合わせてシンチレータ１１を複数のセルＣＬに分割することが行われている（シンチレータ１１のアレイ化）。このように、シンチレータ構造体１０は、複数のセルＣＬと、複数のセルＣＬを覆う反射材１２とを備えている。具体的に、セルＣＬの上面と４つの側面は、反射材１２で覆われる。一方、セルＣＬの下面は、受光素子２０と接触させる必要があるため、反射材１２で覆われてはいない。

【0020】

このように構成されているＸ線検出器は、以下に示すように動作する。

【0021】

すなわち、Ｘ線がシンチレータ構造体１０のシンチレータ１１に入射すると、シンチレータ１１を構成する蛍光体１１ａ内の電子は、Ｘ線のエネルギーを受け取って基底状態から励起状態に遷移する。その後、励起状態の電子は、基底状態に遷移する。この際、励起状態と基底状態との間のエネルギー差に相当する可視光が放出される。このようなメカニズムによって、シンチレータ１１は、Ｘ線を吸収して可視光を発生させる。

【0022】

そして、シンチレータ１１から発生した可視光のうちの一部の可視光は、直接的に受光素子２０に入射するとともに、シンチレータ１１から発生した可視光のうちの他の一部の可視光は、シンチレータ１１を覆う反射材１２での反射を繰り返しながら受光素子２０に集光される。続いて、例えば、フォトダイオードから構成される受光素子２０に可視光が入射すると、この可視光のエネルギーによって、フォトダイオードを構成する半導体材料の電子が価電子帯から伝導帯に励起される。これにより、伝導帯に励起した電子に起因する電流がフォトダイオードに流れる。そして、フォトダイオードから出力された電流に基づいて、Ｘ線画像が取得される。このようにして、Ｘ線検出器１００によれば、Ｘ線画像を取得することができる。

【0023】

例えば、図１に示すように、シンチレータ構造体１０は、直方体形状をしたシンチレータ１１とシンチレータ１１を覆う反射材１２から構成されている。ここで、直方体形状をしたシンチレータ１１は、ダイシング工程や研削工程などの加工工程を経て形成されることから、直方体形状の表面には、加工面が形成される。すなわち、「加工面」とは、機械的な加工が施された面をいう。具体的に、「加工面」には、ワーク厚み出しを実施するにあたり、研削砥石にて研削した面、もしくは、ダイシング処理を実施するためにスライシングブレードにてワークを切断した表面が含まれる。

【0024】

例えば、「樹脂ＧＯＳ」を使用したシンチレータ１１において、「加工面」とは、樹脂が露出する面と「ＧＯＳ」粉体が破断した面とが混在する面として定義される。例えば、図１では、「樹脂ＧＯＳ」を使用したシンチレータ１１において、シンチレータ１１と反射材１２との界面が「加工面」である場合を模式的に表している。この場合、「加工面」においては、樹脂１１ｂを切断する領域と蛍光体１１ａ（「ＧＯＳ」粉体）が破断する領域が混在することがわかる。このようにして、Ｘ線検出器１００が構成されている。

【0025】

＜「樹脂ＧＯＳ」の採用理由＞
上述したように、本実施の形態では、シンチレータ１１として「樹脂ＧＯＳ」が採用されている。以下では、この理由について説明する。

【0026】

例えば、シンチレータ構造体１０を構成するシンチレータ１１として、タングステン酸カドミウム（以下、「ＣＷＯ」と呼ぶ）が使用されているが、この「ＣＷＯ」には、ＲｏＨＳ指令／ＲＥＡＣＨ規則対象物質であるカドミウムが含まれている。このことから、シンチレータ１１として、カドミウムを含有する「ＣＷＯ」に替えて「ＧＯＳ」セラミックが使用されてきている。この「ＧＯＳ」セラミックは、「ＣＷＯ」に比べて、可視光の発光出力が高いというメリットを有している一方、製造コストが高くなるデメリットがある。

【0027】

そこで、製造コストを削減する観点から、シンチレータ１１として、「ＧＯＳ」セラミックに替えて、エポキシ樹脂などからなる樹脂と「ＧＯＳ」粉体とを混合した「樹脂ＧＯＳ」を採用することが検討されている。すなわち、「ＧＯＳ」セラミックによる製造コストの上昇を抑制するために、「ＧＯＳ」セラミックよりも価格の安い「樹脂ＧＯＳ」をシンチレータ１１に使用する動きがある。

【0028】

ここで、「樹脂ＧＯＳ」には、プラセオジウム（Ｐｒ）とセリウム（Ｃｅ）をガドリニウム酸硫化物に添加した「ＧＯＳ」粉体とエポキシ樹脂とを混合した「第１樹脂ＧＯＳ」と、テルビウム（Ｔｂ）とセリウム（Ｃｅ）をガドリウム酸硫化物に添加した「ＧＯＳ」粉体とエポキシ樹脂とを混合した「第２樹脂ＧＯＳ」とがある。

【0029】

そして、「第１樹脂ＧＯＳ」と「第２樹脂ＧＯＳ」は、ともに、「ＣＷＯ」に比べて、発光出力が高いという利点を有している。さらには、「第１樹脂ＧＯＳ」の残光特性は、「ＣＷＯ」と同等であるという利点もある。すなわち、シンチレータ構造体１０の性能としては、発光出力が大きいだけでなく、残光特性が良好であることも要求される。

【0030】

そこで、残光特性について説明する。シンチレータ構造体１０を構成するシンチレータ１１は、Ｘ線を当てると可視光を発生させる物質である。シンチレータ１１において、Ｘ線を当てると可視光を発生させるメカニズムは、以下のようなものである。すなわち、シンチレータ１１にＸ線を照射すると、シンチレータ１１内の電子がＸ線からエネルギーを受け取って、エネルギーの低い基底状態からエネルギーの高い励起状態に遷移する。そして、励起状態にある電子は、エネルギーの低い基底状態に遷移する。このとき、励起された電子の大部分は、直ちに基底状態に遷移する。一方、励起された電子のうちの一部の電子は、ある程度の時間が経過した後に基底状態に遷移する。このある程度の時間が経過した後に生じる電子の励起状態から基底状態への遷移によって発生する可視光が残光になる。つまり、残光とは、励起状態から基底状態に遷移するタイミングがＸ線を照射した時刻からある程度時間が経過後に生じることによって発生する可視光である。そして、この残光が大きいということは、Ｘ線を照射してからもある程度の時間経過後まで発生する可視光の強度が大きいことを意味する。この場合、次のＸ線を照射するときまで前のＸ線照射で発生した残光が残存することになり、残存した残光はノイズとなる。このことから、残光は小さいことが望ましい。つまり、残光特性が良好であるとは、残光が小さいことを意味する。この点に関し、「第１樹脂ＧＯＳ」の残光特性は、「ＣＷＯ」の残光特性と同等である。したがって、「樹脂ＧＯＳ」は、「ＣＷＯ」に比べて、以下に示す利点を有していることから、性能と製造コストを両立可能なシンチレータ１１として優れている。

【0031】

（１）「樹脂ＧＯＳ」は、「ＣＷＯ」に比べて発光出力が高い。
（２）「第１樹脂ＧＯＳ」の残光特性は、「ＣＷＯ」の残光特性と同等である。
（３）「樹脂ＧＯＳ」では、カドミウムを使用しない。
（４）「樹脂ＧＯＳ」は、「ＣＷＯ」に比べて製造コストが低い。

【0032】

また、シンチレータ１１としてヨウ化セシウム（ＣｓＩ）が使用されるが、「樹脂ＧＯＳ」は、「ＣｓＩ」に比べても、以下に示す利点を有している。

【0033】

（１）「第２樹脂ＧＯＳ」は、「ＣｓＩ」に比べてＸ線のストッピング特性がよい。
（２）「第２樹脂ＧＯＳ」の残光特性は、「ＣｓＩ」の約１／７０である。
（３）「樹脂ＧＯＳ」は、潮解性のない安定した物質である。

【0034】

さらに、「樹脂ＧＯＳ」は、「ＧＯＳ」セラミックに比べて、以下に示す利点も有している。すなわち、「樹脂ＧＯＳ」や「ＧＯＳ」セラミックには、「Ｇｄ」、「Ｇａ」または「Ｂｉ」などの重金属が含まれている。これらの重金属は、比較的高価であるとともに、流出による生体や環境への悪影響が懸念される。したがって、シンチレータ１１に含まれる重金属は、できるだけ少ないことが望ましい。この点に関し、「ＧＯＳ」粉体と樹脂の混合物から構成される「樹脂ＧＯＳ」は、バルクである「ＧＯＳ」セラミックよりも「ＧＯＳ」の使用量が少ない。このことは、「樹脂ＧＯＳ」によれば、「ＧＯＳ」セラミックよりも、重金属の含有量が少ないシンチレータ１１を構成できることを意味する。このことから、重金属の含有量の少ないシンチレータ１１を提供できる点で、「樹脂ＧＯＳ」は、「ＧＯＳ」セラミックよりも優れているということができる。

【0035】

以上のことから、「樹脂ＧＯＳ」は、性能と製造コストを両立可能なシンチレータ１１として有望視されていることになる。

【0036】

＜具体的な材料＞
続いて、シンチレータ構造体１０を構成する構成要素の具体的な材料について説明する。

【0037】

＜＜蛍光体１１ａ＞＞
本実施の形態で使用される蛍光体１１ａは、例えば、ガドリウム酸硫化物、または、ガドリニウム－アルミニウム－ガリウムガーネット（ＧＧＡＧ）から構成される。ここで、ガドリウム酸硫化物は、例えば、プラセオジウム（Ｐｒ）、セリウム（Ｃｅ）あるいはテルビウム（Ｔｂ）から選ばれた少なくとも１種類で賦活した「Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ」の組成を有する。一方、「ＧＧＡＧ」は、例えば、セリウム（Ｃｅ）やプラセオジウム（Ｐｒ）などから選ばれた少なくとも１種類で賦活した（Ｇｄ_１－ＸＬｕ_ｘ）_３＋ａ（Ｇａ_ｕＡｌ_１－ｕ）_５－ａＯ_１２（ｘ＝０～０．５、ｕ＝０．２～０．６、ａ＝－０．０５～０．１５）の主組成を有する。ただし、蛍光体１１ａは、特定の組成物に限定されるものではない。

【0038】

＜＜樹脂１１ｂおよび樹脂１２ｂ＞＞
樹脂１１ｂおよび樹脂１２ｂは、透光性を有する樹脂から構成される。特に、樹脂１１ｂおよび樹脂１２ｂは、波長４５０ｎｍ～６５０ｎｍの範囲で、８５％以上の光透過率を有していることが望ましい。例えば、樹脂１１ｂおよび樹脂１２ｂとしては、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、アクリル樹脂、シリコーン樹脂、ビニール樹脂などを挙げることができる。これらの樹脂は、１種類の樹脂を単独で使用してもよいし、２種類以上の樹脂を組み合わせて使用してもよい。

【0039】

＜＜反射粒子１２ａ＞＞
反射粒子１２ａの構成材料としては、例えば、「ＴｉＯ_２」（酸化チタン）、「Ａｌ_２Ｏ_３」（酸化アルミニウム）、「ＺｒＯ_２」（酸化ジルコニウム）などの白色粒子を挙げることができる。ここで、反射粒子１２ａは、例えば、バルクまたは粉体と樹脂の混合物を使用することができる。特に、「ルチル型ＴｉＯ_２」からなる反射粒子１２ａは、光反射効率に優れており望ましい粒子である。反射粒子１２ａの光反射率は、受光素子２０での受光効率を向上させる観点から、８０％以上であることが望ましく、さらに、反射粒子１２ａの光反射率は、９０％以上であることが望ましい。

【0040】

＜＜その他の添加剤＞＞
シンチレータ１１および反射材１２には、上述した成分以外に、その他の添加剤が配合されていてもよい。例えば、樹脂の硬化時間を短縮させるために、硬化触媒を配合することが望ましい。

【0041】

＜改善の検討＞
上述した構成を有するシンチレータ構造体１０について、本発明者が検討したところ、以下に示す改善の余地を新規に見出したので、この点を説明する。すなわち、シンチレータ構造体１０は、高温高湿の環境下で使用されることがあり、この場合、シンチレータ１１と反射材１２との間の界面において剥離が生じやすくなることを本発明者は新規に見出した。このように、シンチレータ構造体１０には、信頼性を向上する観点から改善の余地が存在する。そこで、本実施の形態では、上述した改善の余地に対する工夫を施している。以下では、この工夫を施した本実施の形態における技術的思想について説明する。

【0042】

＜実施の形態における基本思想＞
本実施の形態における基本思想は、シンチレータ１１と反射材１２とを化学的に結合する思想である。これにより、シンチレータ１１と反射材１２との間の界面が化学的に強固に結合することができる結果、たとえ、シンチレータ構造体１０が高温高湿の環境下で使用されたとしても、シンチレータ１１と反射材１２との間の界面における剥離を抑制できる。つまり、基本思想によれば、シンチレータ構造体１０の信頼性を向上できる。

【0043】

特に、本実施の形態において、シンチレータ１１と反射材１２とを化学的に結合するという基本思想は、例えば、シンチレータ１１からなる複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２とを架橋させることにより実現することができる。つまり、本実施の形態では、上述した基本思想を複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２とを架橋させることで具現化している。これにより、本実施の形態によれば、複数のセルＣＬの樹脂１１ｂと反射材１２の樹脂１２ｂとの間の界面が架橋によって強固に結合されることから、複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２との密着性が向上することを通じて、シンチレータ構造体１０の信頼性を向上できるという顕著な効果が得られる。

【0044】

以下では、シンチレータ１１と反射材１２とを化学的に結合する思想を具現化するにあたって、シンチレータ１１からなる複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２とを架橋させることを想到した経緯について、関連技術を使用しながら説明する。

【0045】

本明細書でいう「関連技術」とは、公知技術ではないが、本発明者が見出した課題を有する技術であって、本願発明の前提となる技術である。

【0046】

図２は、関連技術におけるシンチレータ構造体の製造方法を説明するフローチャートである。図２において、まず、「ＧＯＳ」粉体と樹脂との混合物である「樹脂ＧＯＳ」からなる基板を作製する（Ｓ１０１）。そして、架橋反応を利用することにより、基板を完全に架橋する（Ｓ１０２）。このとき、架橋反応は完全に終了するまで行われる結果、基板を構成する「樹脂ＧＯＳ」が完全に架橋される。その後、基板を個片化することにより、架橋された「樹脂ＧＯＳ」から構成される複数のセルを取得する（Ｓ１０３）。次に、複数のセルを覆う反射材を形成した後（Ｓ１０４）、架橋反応を利用することにより、反射材を完全に架橋する（Ｓ１０５）。このようにして、シンチレータ構造体を製造できる。

【0047】

ここで、関連技術では、「樹脂ＧＯＳ」での架橋反応を完全に行った後、反射材での架橋反応を行っている。つまり、関連技術では、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と、反射材の架橋反応とを関連付けることなく独立別個に行っている。このことから、関連技術では、「樹脂ＧＯＳ」と反射材のそれぞれを架橋することができる一方で、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との間の界面を架橋させることはできない。したがって、関連技術では、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との密着性を向上することが困難となる結果、高温高湿の環境下でシンチレータ構造体を使用すると、「樹脂ＧＯＳ」と反射材１２との間の界面において剥離が生じやすくなるのではないかと本発明者は推測している。裏を返せば、本発明者は、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と、反射材の架橋反応とを関連付けて行うことができれば、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との間の界面も架橋させることができ、これによって、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との密着性を向上することができるのではないかという新規な知見を見出した。

【0048】

そこで、本発明者は、上述した新規な知見に基づいて、関連技術に対して工夫を施している。すなわち、本発明者は、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と、反射材の架橋反応とを関連付けて行うことにより、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との間の界面も架橋させることができる結果、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との密着性を向上することができるシンチレータ構造体の製造方法を想到している。本発明者によって想到されたシンチレータ構造体の製造方法が、本実施の形態におけるシンチレータ構造体の製造方法であり、以下では、本実施の形態におけるシンチレータ構造体の製造方法について説明する。

【0049】

＜実施の形態におけるシンチレータ構造体の製造方法＞
図３は、シンチレータ構造体１０の製造工程の流れを説明するフローチャートである。

【0050】

図３において、まず、原料粉末とフラックス成分を所定量秤量して混合した後、この混合物を坩堝に充填し、１３００℃～１４００℃の大気炉中で７～９時間焼成することにより、「ＧＯＳ」粉体を生成する。そして、「ＧＯＳ」粉体中に含まれるフラックス成分や不純物を塩酸と温水を使用した洗浄により除去する。次に、「ＧＯＳ」粉体にエポキシ樹脂を滴下することにより、「ＧＯＳ」粉体にエポキシ樹脂を浸み込ませる。これにより、「樹脂ＧＯＳ」からなる基板が作製される（Ｓ２０１）。次に、「樹脂ＧＯＳ」からなる基板に対して架橋を行う。このとき、本実施の形態では、基板に対して完全に架橋反応を起こさせるのではなく、基板を半架橋状態にする（Ｓ２０２）。これにより、半架橋状態の「樹脂ＧＯＳ」からなるシンチレータ１１を形成することができる。

【0051】

ここで、「半架橋状態」とは、化学反応（架橋反応）が完全に終了していない状態として定義され、例えば、ゲル状態が含まれる。特に、本明細書でいう「半架橋状態」とは、ゲル分率が８０％以上９５％以下である状態である。ゲル分率が８０％よりも小さいと、個片化したセルの形状を保つことが難しい一方、ゲル分率が９５％を超えると、反応性が劣るためである。

【0052】

このゲル分率は、以下に示す式により算出することができる。

【0053】

ゲル分率（％）＝乾燥後質量／初期質量×１００
ゲル分率の測定は、以下の手順で行われる。すなわち、始めにサンプルの初期質量を測定する。その後、サンプルをキシレン溶液に２４時間浸漬し、キシレン溶液から取り出したサンプルを一晩自然乾燥させた後、真空乾燥を行って、乾燥後質量を測定する。

【0054】

続いて、シンチレータ１１が形成された基板をダイシングすることにより、基板を複数のセルＣＬに個片化する（Ｓ２０３）。個片化された複数のセルＣＬは、再配列された後、複数のセルＣＬを覆うように反射材１２が形成される（Ｓ２０４）。そして、反射材１２に対して架橋を行う（Ｓ２０５）。このとき、反射材１２自体が架橋されるだけでなく、化学反応が完全に終了していない半架橋状態の複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２とが化学的に結合する。つまり、複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２とが架橋される。この結果、本実施の形態によれば、複数のセルＣＬのそれぞれと反射材１２との間の密着性を著しく向上させることができる。そして、シンチレータ構造体１０としての不要部を切断した後、検査をパスしたシンチレータ構造体１０が出荷される。

【0055】

＜実施の形態における特徴＞
本実施の形態における特徴点は、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と、反射材の架橋反応とを独立別個に行うのではなく、互いに関連付けて行うことにより、「樹脂ＧＯＳ」と反射材との間の界面も架橋させる点である。具体的に、本実施の形態では、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と反射材の架橋反応とを互いに関連付けるために、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応を完全に終了させる前の「半架橋状態」を維持しながら、基板を複数のセルに個片化するとともに、複数のセルを覆う反射材を形成した後、反射材に対して架橋反応を生じさせる。この場合、反射材に対して架橋反応を生じさせると、「半架橋状態」の複数のセルにおいても架橋反応が進行する。このことは、「樹脂ＧＯＳ」の架橋反応と反射材の架橋反応とが互いに関連付けられていることを意味する。これにより、「半架橋状態」の複数のセルのそれぞれと反射材の両方に架橋反応が同時進行することになり、これによって、複数のセルのそれぞれ自体の架橋反応と反射材自体の架橋反応だけでなく、複数のセルのそれぞれと反射材とを繋ぐ架橋反応も生じさせることができる。この結果、本実施の形態によれば、複数のセルのそれぞれと反射材とが架橋によって化学的に結合することから、複数のセルのそれぞれと反射材との密着性を向上することができる。したがって、本実施の形態におけるシンチレータ構造体によれば、たとえ、高温高湿の環境下で使用されたとしても、複数のセルのそれぞれと反射材との間の界面における剥離の発生を抑制できる。つまり、本実施の形態によれば、シンチレータ構造体の信頼性を向上できる。

【0056】

以上、本発明者によってなされた発明をその実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。

【符号の説明】

【0057】

１０ シンチレータ構造体
１１ シンチレータ
１１ａ 蛍光体
１１ｂ 樹脂
１２ 反射材
１２ａ 反射粒子
１２ｂ 樹脂
２０ 受光素子
３０ 支持体
１００ Ｘ線検出器
ＣＬ セル

【図1】

【図2】

【図3】