Development of Mechanically Stable Gd₂O₂S:Tb Screen Containing Ductility Properties

의료 분야에서 디지털 방사선 영상 기술은 낮은 방사선량으로 고품질의 의료영상을 확보하기 위하여 디지털 방사선 검출기에 대한 연구가 다양하게 이루어지고 있으며, 특히, 형광체 기반의 의료영상시스템에 대한 관심이 대두되고 있다. 하지만, 입자형 형광체는 외부의 기계적 외력에 약한 취성을 가지므로 기계적 안정성에 대한 개선이 필요함에도 불구하고 이와 관련된 연구는 미흡하다. 그러므로 본 연구에서는 기계적 안정성을 개선하기 위한 방안으로써 연성에 주목하였다. 이러한 연성을 형광체 층이 가질 수 있다면 외부의 기계적 외력에 대하여 장기간 안정성을 확보할 수 있을 것으로 기대하였다. 이에 본 연구에서는 두께 및 크기 그리고 형태의 제어가 용이한 스크린 프린팅 공법을 통하여 기계적 외력에 안정한 연성을 가진 Gd₂O₂S:Tb 증감지를 제작하였고 장기적인 외력에 의한 피로누적과 반복적인 외력에 의한 피로누적에 따른 영향을 고찰하고자 RMS와 히스토그램을 분석을 통하여 영상 균일도를 평가하였다. 이때 증감지의 면적 5 × 5 ㎠, 두께 250 μm로 PET film 상단에 도포 후, 이를 40℃에서 12시간동안 건조하였다. 연구 결과, 반복적인 외력에 대한 RMS 분석을 수행한 결과, AD는 - 18.5 ~ - 9.5 %의 차이가 발생하는 것으로 분석되었으며 RMS는 47.8 ~ 170.3%의 차이가 분석되었다. 반면, 장시간 외력에 대한 RMS 분석을 수행한 결과, AD는 -4.3 ~ -2.4%의 차이가 발생하는 것으로 분석되었으며 RMS는 -11.0 ~ 0.9%의 차이가 발생하는 경향이 나타났다. 이러한 결과를 바탕으로 장기간에 대한 피로누적에 의한 성능 열화는 크지 않지만 반복적인 외력에 의해서는 열화가 큰 것으로 나타났다. 또한, 반복적인 외력을 통한 피로누적에 따른 히스토그램 분석을 수행한 결과, 반복적인 외력에 의해 히스토그램의 픽셀 값 분포가 분할됨으로써 영상 균일도에 악영향을 미치는 것을 확인하였다. 이러한 현상은 피로누적에 의하여 형광층에 미세 주름이 랜덤하게 발생하면서 2차 광자가 불균일하게 거동하기 때문으로 사료된다. 반면, 지속적인 외력을 통한 피로누적에 따른 히스토그램 분석을 수행한 결과, 반복적인 외력과 달리 지배적인 픽셀 값이 유지되는 것으로 나타났으며 피로누적 시간에 따라 오른쪽으로 이동하는 것으로 분석되었다. 이러한 연구 결과를 바탕으로 본 연구에서 제작된 증감지는 취성을 가지는 기존 증감지에 대비하여 인장력에 대한 기계적 안정성을 확보함으로써 곡면 (또는 유연한) 검출기의 적용 가능성을 제시하였으나 아직까지 플렉시블 검출기에 적용하기 위해서는 추가적인 연구가 필요할 것으로 사료된다.