CN105378507B - 辐射检测器、闪烁体板和制造它们的方法 - Google Patents

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Abstract

根据实施例，一种辐射检测器包括：光电转换基板，将光转换为电信号；以及闪烁体层，与该光电转换基板接触并将外部入射的辐射转换为光。该闪烁体层可由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成。该磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布为±15％内。

Description

辐射检测器、闪烁体板和制造它们的方法
技术领域
本发明总地涉及辐射检测器、闪烁体板和制造它们的方法。
背景技术
可将X射线检测器实现为基于固态成像元件(诸如有源矩阵、CCD和CMOS)的平面辐射检测器。这种X射线检测器作为用于诊断的新一代X射线图像检测器正在引起注意。通过用X射线来照射此X射线检测器将射线照相的图像或实时X射线图像输出为数字信号。
X射线检测器包括用于将光转换为电信号的光电转换基板，并且包括与光电转换基板接触的闪烁体层。闪烁体层将外部入射的X射线转换为光。在闪烁体层中从入射的X射线转换的光并到达光电转换基板且被转换为电荷。例如在指定的信号处理电路中，将此电荷读取为输出信号并将此信号转换为数字图像信号。
闪烁体层可由作为卤化物的CsI制成。在此情况中，仅通过CsI不能将入射的X射线转换为可见光。因此，如在一般使用的磷光体中，含有激活剂以响应于入射X射线来激活光的激发。
在X射线检测器中，光电转换基板的光接收灵敏度在可见光范围中具有大约400-700nm的峰值波长。因此，在闪烁体层由CsI制成的情况中，Tl被用作激活剂。那么，由入射的X射线所激发的光具有大约550nm的波长。
闪烁体层可由在CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成。在此情况中，由于在一般使用的磷光体中含有激活剂，用作激活剂的Tl的浓度和浓度分布显著地影响闪烁体层的特性。
在包括含有激活剂的闪烁体层的X射线检测器中，缺少激活剂的浓度和浓度分布的优化招致闪烁体层的特性变差。这影响与闪烁体层的光发射特性相关的灵敏度(光发射效率)和残余图像(第(n-1)或更早时刻的X射线图像的被测体图像残留在第n时刻的X射线图像中)。
例如，在使用X射线图像的诊断中，射线照相术条件随被测体而显著变化(以大约0.0087–0.87mGy的剂量入射的X射线，因为此X射线透射率随身体区域而变化)。这可在第(n-1)个X射线图像与第n个X射线图像之间导致入射的X射线的剂量中的显著差异。这里，如果在第(n-1)个X射线图像中入射的X射线的剂量大于在第n个X射线图像中的，入射的X射线的大能量则改变第(n-1)个X射线图像的非被测体部分中的闪烁体层的光发射特性。此影响同样残留在第n个X射线图像中并产生残余图像。
在使用X射线图像的诊断中，残余图像特性比闪烁体层的其他特性(诸如灵敏度(光发射效率)和分辨率(MTF))更加重要。
常规地，出于改进灵敏度(光发射效率)和分辨率(MTF)的目的，已存在限定闪烁体层的激活剂的浓度和浓度分布的建议。
引用列表
专利文献
专利文献1：JP2008-51793A(公开)
发明内容
[技术问题]
对于闪烁体层的特性改进的常规建议主要涉及灵敏度(光发射效率)和分辨率(MTF)。涉及包括残余图像特性的总体特性改进的一些建议已存在。
本发明所解决的问题是提供辐射检测器、闪烁体板和用于制造它们的方法，能够改进包括闪烁体层的残余图像特性的总体特性。
[问题的解决方案]
根据实施例，一种辐射检测器包括：光电转换基板，将光转换为电信号；以及闪烁体层，与该光电转换基板接触并将外部入射的辐射转换为光。闪烁体层可由在CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成，CsI是卤化物。磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％(质量百分比)±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。
附图简述
图1是示出实施例的辐射检测器的第一结构示例的截面图。
图2是上述辐射检测器的第二结构示例的截面图。
图3是上述辐射检测器的第三结构示例的截面图。
图4是上述辐射检测器的第四结构示例的截面图。
图5是上述辐射检测器的等效电路图。
图6是示出上述辐射检测器的闪烁体层的Tl浓度与灵敏度比率之间的相关性的图示。
图7是示出上述闪烁体层的Tl浓度与MTF比率之间的相关性的图示。
图8是示出上述闪烁体层的Tl浓度与残余图像比率之间的相关性的图示。
图9是示出上述闪烁体层的层叠间距与灵敏度比率之间的相关性的图示。
图10是示出上述闪烁体层的层叠间距与MTF比率之间的相关性的图示。
图11是示出上述闪烁体层的层叠间距与残余图像比率之间的相关性的图示。
图12是示出用于形成上述闪烁体层的方法的示意图。
图13A到13E是由上述辐射检测器在特定射线照相术条件下用射线照相的X射线图像。图13A是0.1mass％的Tl浓度的X射线图像。图13B是1.0mass％的Tl浓度的X射线图像。图13C是1.2mass％的Tl浓度的X射线图像。图13D是1.6mass％的Tl浓度的X射线图像。图13E是2.0mass％的Tl浓度的X射线图像。
图14是示出0.1mass％、1.0mass％、1.2mass％、1.6mass％和2.0mass％的Tl浓度的上述辐射检测器的特性的表格。
图15是示出实施例的闪烁体板的第一结构示例的截面图。
图16是上述闪烁体板的第二结构示例的截面图。
图17是上述闪烁体板的第三结构示例的截面图。
图18是上述闪烁体板的第四结构示例的截面图。
图19是基于上述闪烁体板的射线照相术的截面图。
具体实施方式
现在参考图1到图19来描述根据本发明的实施例。
在图1到图4中，参考第一到第四结构示例来描述辐射检测器1的基本配置。图5示出该基本配置的等效电路图。
首先，参考图1和图5来描述作为辐射检测器的X射线检测器1的第一结构示例。如图1所示，X射线检测器1是间接型平面X射线图像检测器。X射线检测器1包括光电转换基板2。光电转换基板2是有源矩阵光电转换基板以用于将可见光转换为电信号。
光电转换基板2包括支承基板3。支承基板3是从形状如同矩形板的半透明玻璃形成的绝缘基板。在支承基板3的表面上，以二维矩阵来排列多个像素4使其彼此隔开。每个像素4包括作为开关元件的薄膜晶体管(TFT)5、电荷存储电容器6、像素电极7、以及诸如光电二极管之类的光电转换元件8。
如图5所示，在支承基板3上布线多个控制电极11。控制电极11是沿着支承基板3的行方向的控制线。多个控制电极11各自位于支承基板3上的像素4之间，且在支承基板3的列方向上隔开。薄膜晶体管5的栅电极12电连接至这些控制电极11。
在支承基板3上布线沿着支承基板3的列方向的多个读取电极13。多个读取电极13各自位于支承基板3上的像素4之间，且在支承基板3的行方向上隔开。薄膜晶体管5的源电极14电连接至这些读取电极13。薄膜晶体管5的漏电极15电连接至电荷存储电容器6和像素电极7的每一个。
如图1所示，在支承基板3上像岛一样形成薄膜晶体管5的栅电极12。在包括栅电极12的支承基板3上层叠绝缘膜21。绝缘膜21覆盖每个栅电极12。在绝缘膜21上层叠多个岛状的半绝缘膜22。半绝缘膜22由半导体形成且用作薄膜晶体管5的沟道区。半绝缘膜22与相应的栅电极12相对且覆盖这些栅电极12。即，经由绝缘膜21将半绝缘膜22设置在相应的栅电极12上。
在包括半绝缘膜22的绝缘膜21上像岛一样形成各个源电极14和漏电极15。源电极14和漏电极15彼此绝缘且不电连接。源电极14和漏电极15设置在栅电极12上的相反侧上。源电极14和漏电极15的一端部层叠在半绝缘膜22上。
如图5所示，每个薄膜晶体管5的栅电极12连同位于同一行的其他薄膜晶体管5的栅电极12电连接至公共控制电极11。此外，每个薄膜晶体管5的源电极14连同位于同一行其他薄膜晶体管5的源电极14电连接至公共读取电极13。
如图1所示，电荷存储电容器6包括形成在支承基板3上的岛状下部电极23。在包括下部电极23的支承基板3上层叠绝缘膜21。绝缘膜21从薄膜晶体管5的栅电极12的上方延伸到下部电极23的上方。此外，岛状的上部电极24层叠在绝缘膜21上。上部电极24与下部电极23相对且覆盖下部电极23。即，经由绝缘膜21将上部电极24设置在每个下部电极23上。漏电极15层叠在包括上部电极24的绝缘膜21上。漏电极15的另一端部层叠在上部电极24上且电连接至上部电极24。
绝缘层25层叠在包括薄膜晶体管5的半绝缘膜22、源电极14和漏电极15、以及电荷存储电容器6的上部电极24的绝缘膜21上。例如由二氧化硅(SiO2)将绝缘层25形成在每个像素电极7周围。
在绝缘层25的一部分中打开通孔26。通孔26是与薄膜晶体管5的漏电极15通信的接触孔。岛状的像素电极7层叠在包括通孔26的绝缘层25上。像素电极7经由通孔26电连接至薄膜晶体管5的漏电极15。
用于将可见光转换为电信号的光电转换元件8(诸如光电二极管)层叠在每个像素电极7上。
闪烁体层31形成在形成有光电转换元件8的光电转换基板2的表面上。闪烁体层31将辐射(诸如X射线)转化为可见光。通过气相生长技术(诸如真空蒸发技术、溅镀技术和CVD技术)将高亮度荧光材料以柱状沉积在光电转换基板2上来形成闪烁体层31。高亮度荧光材料是磷光体，诸如包括碘化铯(CsI)的卤化物和包括硫氧化钆(GOS)的基于氧化物的化合物。闪烁体层31形成为具有柱状晶体结构，从而在光电转换基板2的平面内方向上形成多个条形柱状晶体32。
反射层41层叠在闪烁体层31上。反射层41增强在闪烁体层31中转换的可见光的利用效率。保护层42层叠在反射层41上。保护层42保护闪烁体层31不受到大气中的潮湿。绝缘层43层叠在保护层42上。X射线网格44形成在绝缘层43上。X射线网格44形状像网格以用于在像素4之间进行屏蔽。
在由此配置的X射线检测器1中，诸如X射线51的辐射入射到闪烁体层31上且在闪烁体层31的柱状晶体32中转换为可见光52。
可见光52经过柱状晶体32传播到光电转换基板2的光电转换元件8且转换为电信号。在光电转换元件8中转换的电信号流向像素电极7。电信号被运载到与像素电极7连接的电荷存储电容器6。在电荷存储电容器6中保持和储存电信号，直到与像素电极7连接的薄膜晶体管5的栅电极12转变到驱动状态为止。
此时，当控制电极11中的一个转变到驱动状态时，与转变到驱动状态的此控制电极11连接的一行薄膜晶体管5转变到驱动状态。
在与转变到驱动状态的薄膜晶体管5分别连接的电荷存储电容器6中储存的电信号输出到读取电极13。
这导致输出与X射线图像的像素4的特定行对应的信号。因此，可通过控制电极11的驱动控制来输出对应于X射线图像的所有像素4的信号。此输出信号转换为数字图像信号以供输出。
接着，参考图2描述X射线检测器1的第二结构示例。此描述使用与在X射线检测器1的第一结构示例中相同的参考标记，且省略类似配置和操作的描述。
光电转换基板2具有与第一结构示例相同的结构和操作。
闪烁体板62经由接合层61接合到光电转换基板2上。闪烁体板62包括能透射X射线51的支承基板63。反射光的反射层41形成在支承基板63上。包括多个条形柱状晶体32的闪烁体层31形成在反射层41上。用于密封闪烁体层31的保护层42层叠在闪烁体层31上。此外，用于在像素4之间进行屏蔽的形状像网格的X射线网格44形成在支承基板63。
在由此配置的X射线检测器1中，X射线51入射到闪烁体板62的闪烁体层31上且在闪烁体层31的柱状晶体32中转换为可见光52。
可见光52经过柱状晶体32传播到光电转换基板2的光电转换元件8且转换为电信号。此电信号转换为数字图像信号以供输出，如上所述。
接着，参考图3描述X射线检测器1的第三结构示例。X射线检测器1的第三结构示例在配置上与图1所示的X射线检测器1的第一结构示例相似，不同点在于闪烁体层31不包括柱状晶体32。
接着，参考图4描述X射线检测器1的第四结构示例。X射线检测器1的第四结构示例在配置上与图2所示的X射线检测器1的第二结构示例相似，不同点在于闪烁体层31不包括柱状晶体32。
在图1到图4中示出的结构的X射线检测器1中，闪烁体层31由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成。此外，闪烁体层31具有以下特征(1)、(2)和(3)。
(1)磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％。磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。
(2)至少在200nm或更低的单位膜厚度的区域中，磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。由此，保持了均匀性。
(3)通过真空蒸发技术使用CsI和TlI的两个蒸汽源来形成闪烁体层31。此外，优选地，闪烁体层31具有条形柱状晶体32的结构。
在图1所示的第一结构示例的X射线检测器1中，测试了闪烁体层31中的Tl浓度与各个特性的相关性。结果在图6到图8中示出。在此测试中，闪烁体层31的膜厚度是600μm，且激活剂是Tl。此外，测试了闪烁体层31的层叠间距(单位膜厚度(基板的每次旋转形成的膜厚度)的形成间距)与各个特性的相关性。结果在图9到图11中示出。
图6示出闪烁体层31的Tl浓度与灵敏度比率的相关性。测试条件是使得X射线以70kV和0.0087mGy来入射的。灵敏度比率是参考闪烁体层31中的Tl浓度是0.1mass％的情况中的灵敏度的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。如图6所示，闪烁体层31中的Tl浓度在大约1.4mass％–1.8mass％时灵敏度最大。
图7示出闪烁体层31的Tl浓度与MTF比率的相关性。MTF比率表示分辨率。测试条件是使得X射线以70kV和0.0087mGy来入射的。MTF比率是参考闪烁体层31中的Tl浓度是0.1mass％的情况中的MTF(2Lp/mm)的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。如图7所示，此结果为直到闪烁体层31中的Tl浓度在2.0mass％附近一般是常数。
图8示出闪烁体层31的Tl浓度与残余图像比率的相关性。测试条件如下。第(n-1)个X射线图像中的入射X射线的剂量大于第n个X射线图像中的。在第(n-1)个X射线图像中，以70kV和0.87mGy来入射X射线。被测体是铅板(板厚度3mm)。X射线图像捕捉间隔是60秒。在第n个X射线图像中，以70kV和0.0087mGy来入射X射线。被测体无。X射线图像捕捉间隔是60秒。此外，残余图像比率是参考闪烁体层31中的Tl浓度是0.1mass％的情况中的残余图像的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。如图8所示，闪烁体层31中的Tl浓度在1.6mass％附近时残余图像最小。此外，在残余图像比率为0.5(优选0.4)或更低且闪烁体层31中的Tl浓度为1.6mass％±0.4mass％的区域中，未观察到残余图像。
图9示出闪烁体层31的层叠间距与灵敏度比率的相关性。测试条件是使得X射线以70kV和0.0087mGy来入射的。闪烁体层31中的Tl浓度为0.1mass％。灵敏度比率是参考闪烁体层31的层叠间距为200nm的情况中的灵敏度的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。
图10示出闪烁体层31的层叠间距与MTF比率的相关性。测试条件是使得X射线以70kV和0.0087mGy来入射的。闪烁体层31中的Tl浓度为0.1mass％。MTF比率是参考闪烁体层31中的层叠间距为200nm的情况中的MTF(2Lp/mm)的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。
图11示出闪烁体层31的层叠间距与残余图像比率的相关性。测试条件是使得第(n-1)个X射线图像中的入射X射线的剂量大于第n个X射线图像中的。在第(n-1)个X射线图像中，以70kV和0.87mGy来入射X射线。被测体是铅板(板厚度3mm)。X射线图像捕捉间隔是60秒。在第n个X射线图像中，以70kV和0.0087mGy来入射X射线。被测体无。X射线图像捕捉间隔是60秒。此外，闪烁体层31中的Tl浓度为0.1mass％。残余图像比率是参考闪烁体层31的层叠间距为200nm的情况中的残余图像的比率。形成每个测试样本的闪烁体层的条件是相同的(除了闪烁体层31中的Tl浓度)。
如图9到图11所示，在闪烁体层31的层叠间距为200nm或更多的区域中特性趋向于变差。
闪烁体层31的光发射波长具有550nm附近的峰值波长。闪烁体层31主要由CsI制成，具有1.8的折射率。由λ1来表示闪烁体层31中传播的光发射的峰值波长。然后，从折射率与波长之间的关系可看到λ1＝550nm/1.8＝306nm。因此，在闪烁体层31的层叠间距大于λ1的情况中，图9到图11的结果可归因于光学特性的变差(诸如散射和衰减)的可能性增大，光学特性的变差例如与闪烁体31的结晶性的变化和闪烁体层31中的Tl浓度的变化相关联。
如图8所示，当构成闪烁体层31的磷光体中的激活剂的浓度在1.6mass％附近时，残余图像达到最小。在残余图像比率为0.5(优选0.4)或更低的1.6mass％±0.4mass％的区域中，未观察到残余图像。此外，如图6和图7所示，在1.6mass％±0.4mass％的区域中，灵敏度和MTF的特性也是有利的。因此，激活剂的浓度优选在1.6mass％±0.4mass％的区域中。
如图6到图8所示，在闪烁体层31中的Tl浓度为1.6mass％±0.4mass％的区域中，特性几乎是稳定的。因此，即使闪烁体层31中的Tl浓度是变化的(近似±15％)，特性的变化也很小。
即使磷光体中的激活剂的浓度在1.6mass％±0.4mass％的区域中，如果激活剂的浓度分布在磷光体的平面内方向和膜厚度方向上显著地偏向，那么特性很可能显著地变化。因此，磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布优选在±15％内。如果激活剂的浓度分布在近似±15％的变化范围中，特性的变化则很小且几乎不具有影响。
因此，如上文在特征(1)中所述，优选地，磷光体中的激活剂的浓度为1.6mass％±0.4mass％，且磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。
至少在单位膜厚度为200nm或更低的磷光体的区域中，如果激活剂的浓度分布在磷光体的平面内方向和膜厚度方向上显著地偏向，特性则可能显著地变化。因此，如上文在特征(2)中所述，优选地，同样在200nm或更低的单位膜厚度的区域中，磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。
图12是用于形成闪烁体层31的方法的示意图。在真空腔室71中放置基板72(对应于光电转换基板2或支承基板63)。通过真空蒸发技术来层叠闪烁体层31的膜。在真空蒸发技术中，当旋转基板72时，在基板72的层叠表面上蒸镀来自放置在真空腔室71中的CsI蒸发源73的蒸发粒子与来自放置在真空腔室71中的TlI蒸发源74的蒸发粒子。
此时，可通过控制基板72的旋转周期以及CsI与TlI的蒸发来任意地控制闪烁体层31的每次层叠周期在平面内方向和膜厚度方向上的Tl浓度分布。因此，通过在形成闪烁体层31时确保闪烁体层31的每次层叠周期的平面内方向和膜厚度方向上的Tl浓度分布的均匀性来确保总体闪烁体层31的平面内方向和膜厚度方向上的Tl浓度分布的均匀性。
因此，可通过对由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成的闪烁体层31提供上述特征(1)–(3)来改进闪烁体层31的特性，尤其是残余图像特性。
现在描述图1中示出的第一结构示例的X射线检测器1的实际示例。在此实际示例中，闪烁体层31的膜厚度为600μm。闪烁体层31的层叠间距为150nm。闪烁体层31的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。激活剂是Tl。用0.1mass％、1.0mass％、1.2mass％、1.6mass％和2.0mass％的闪烁体层31中的激活剂的浓度来产生五个样本。
对于这五个样本，在特定射线照相术条件下用射线照相被测体。在指定的图像处理条件下处理射线照相的图像。图13A、13B、13C、13D和13E示出此情况中的第n个X射线图像。图14的表格示出特性的结果。在图14中，灵敏度比率、MTF比率、和残余图像比率是参考闪烁体层31中的Tl浓度为0.1mass％的情况的值。
射线照相术条件如下。第(n-1)个X射线图像中的入射X射线的剂量大于第n个X射线图像中的。在第(n-1)个X射线图像中，以70kV和0.87mGy来入射X射线。被测体是铅板(板厚度3mm)。X射线图像捕捉间隔是60秒。在第n个X射线图像中，以70kV和0.0087mGy来入射X射线。被测体无。X射线图像捕捉间隔是60秒。
关于图像处理条件，应用平场校正。应用窗口处理(图像的直方图平均值±10％)。
如图13A和13B所示，当激活剂的浓度为0.1mass％和1.0mass％时，示图中虚线包围的范围中观察到残余图像。如图13C、13D和13E所示，当激活剂的浓度为1.2mass％、1.6mass％和2.0mass％时，示图中虚线包围的范围中未观察到残余图像。
因此，如果将此实施例中限定的上述特征(1)–(3)施加到闪烁体层31，则可改进残余图像特性，同时灵敏度和MTF也是有利的。这可改进X射线检测器1的性能和可靠性。
接着，描述在闪烁体板使用根据本发明的闪烁体层的实施例。
在图15到图19中，参考第一到第四结构示例来描述闪烁体板90的基本配置。
首先，参考图15描述闪烁体板90的第一结构示例。闪烁体板90包括能透射辐射(诸如X射线)的支承基板91。反射光的反射层92形成在支承基板91上。用于将辐射转换为可见光的闪烁体层93形成在反射层92上。用于密封闪烁体层93的保护层94层叠在闪烁体层93上。
主要由轻元素而不是过渡金属元素组成的且具有良好X射线透射率的材料形成了支承基板91。
反射层92由具有高反射率的金属材料(诸如Al、Ni、Cu、Pd和Ag)制成。反射层92将在闪烁体层93中产生的光反射到与支承基板91相反的方向。因此，反射层92增强光利用效率。
通过气相生长技术(诸如真空蒸发技术、溅镀技术和CVD技术)将高亮度荧光材料以柱状沉积在支承基板91上来形成闪烁体层93。高亮度荧光材料是磷光体，诸如包括碘化铯(CsI)的卤化物和包括硫氧化钆(GOS)的基于氧化物的化合物。以柱状晶体结构来形成闪烁体层93，从而在支承基板91的平面内方向上形成多个条形柱状晶体93a。
在由此配置的闪烁体板90中，诸如X射线96的辐射从支承基板91侧入射在闪烁体层93上且在闪烁体层93的柱状晶体93a中转换为可见光97。可见光97从闪烁体层93的表面(保护层94的表面)发射到与支承基板91相反的侧上。
图16示出闪烁体板90的第二结构示例。此闪烁体板90的第二结构示例在配置上与图15中示出的闪烁体板90的第一结构示例相似，不同点在于不包括反射层92。
图17示出闪烁体板90的第三结构示例。此闪烁体板90的第三结构示例在配置上与图15中示出的闪烁体板90的第一结构示例相似，不同点在于闪烁体层93不包括柱状晶体93a。
图18示出闪烁体板90的第四结构示例。此闪烁体板90的第四结构示例在配置上与图16中示出的闪烁体板90的第二结构示例相似，不同点在于闪烁体层93不包括柱状晶体93a。
图19示出基于闪烁体板90的例如CCD-DR类型的射线照相术设备100。射线照相术设备100包括外壳101。在外壳101的一端处放置闪烁体板90。在外壳101内放置镜面反射板102和光学透镜103。在外壳101的另一端处放置诸如CCD之类的光接收元件104。从X射线源(X射线管)105辐射出X射线96并将其入射在闪烁体板90上。从闪烁体层93的表面发射在闪烁体层93中转换的可见光97。在闪烁体层93的表面上投射X射线图像。由反射板102反射此X射线图像。另一方面，X射线图像被光学透镜103收集且被施加到光接收元件104。X射线图像在光接收元件104中转换为电信号以供输出。
在图15到图19中示出的结构的闪烁体板90中，闪烁体层93由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成。此外，闪烁体层93具有以下特征(1)、(2)和(3)。
(1)磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％。磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。
(2)至少在200nm或更低的单位膜厚度的区域中，磷光体的平面内方向和膜厚度方向上的激活剂的浓度分布在±15％内。由此，保持了均匀性。
(3)通过真空蒸发技术使用CsI和TlI的两个蒸汽源来形成闪烁体层93。此外，优选地，闪烁体层93具有条形柱状晶体93a的结构。
如参考图6到图11所述，具有此实施例中限定的上述特征(1)–(3)的闪烁体层93被用于闪烁体板90。因此，残余图像特性可被改进且与有利的灵敏度和MTF一起提供到闪烁体板90。这可改进闪烁体板90的性能和可靠性。
用于形成闪烁体层93的方法可类似于参考图12所述的用于形成闪烁体层31的方法。
虽然已描述了某些实施例，但这些实施例仅已通过示例的方式呈现，并且不旨在限制发明的范围。实际上，本文所描述的新的实施例可以各种其他形式体现，而且，可作出各种删减、替换和对本文所描述的实施例的形式的改变而不背离发明的精神。所附权利要求书及其等同旨在覆盖可落入本发明的范围和精神的这些形式或修改。
[附图标记列表]
1 X射线检测器
2 光电转换基板
3 支承基板
4 像素
5 薄膜晶体管
6 电荷存储电容器
7 像素电极
8 光电转换元件
11 控制电极
12 栅电极
13 读取电极
14 源电极
15 漏电极
21 绝缘膜
22 半绝缘膜
23 下部电极
24 上部电极
25 绝缘层
26 通孔
31 闪烁体层
32 柱状晶体
41 反射层
42 保护层
43 绝缘层
44 X射线网格
51 X射线
52 可见光
61 接合层
62 闪烁体板
63 支承基板
71 真空腔室
72 基板
73 蒸发源
74 蒸发源
90 闪烁体板
91 支承基板
92 反射层
93 闪烁体层
93a 柱状晶体
94 保护层
96 X射线
97 可见光
100 成像设备
101 外壳
102 反射板
103 光学透镜
104 光接收元件
105 X射线源

Claims (9)

1.一种辐射检测器，包括：
光电转换基板，将光转换为电信号；以及
闪烁体层，与所述光电转换基板接触且将外部入射的辐射转换为光，
所述闪烁体层由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成，所述磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布为±15％内。
2.如权利要求1所述辐射检测器，其特征在于，在所述闪烁体层中，所述平面内方向和所述膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布在200nm或更低的单位膜厚度的区域中为±15％或更低。
3.如权利要求1所述辐射检测器，其特征在于，所述闪烁体层具有柱状晶体结构。
4.一种制造辐射检测器的方法，所述辐射检测器包括：光电转换基板，将光转换为电信号；以及闪烁体层，与所述光电转换基板接触并将外部入射的辐射转换为光，
所述闪烁体层是磷光体，所述磷光体在作为卤化物的CsI中含有作为激活剂的Tl，
所述方法包括：
通过气相生长技术使用CsI和Tl的材料源来形成所述闪烁体层，所述磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布为±15％内。
5.一种闪烁体板，包括：
支承基板，能透射辐射；以及
闪烁体层，与所述支承基板接触且将外部入射的辐射转换为光，
所述闪烁体层由在作为卤化物的CsI中含有Tl作为激活剂的磷光体制成，所述磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布为±15％内。
6.如权利要求5所述的闪烁体板，其特征在于，在所述闪烁体层中，所述平面内方向和所述膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布在200nm或更低的单位膜厚度的区域中为±15％或更低。
7.如权利要求5所述闪烁体板，其特征在于，所述闪烁体层具有柱状晶体结构。
8.如权利要求5所述闪烁体板，其特征在于，从主要由轻元素而不是过渡金属元素组成的材料来形成所述支承基板。
9.一种用于制造闪烁体板的方法，所述闪烁体板包括：支承基板，能透射辐射；以及闪烁体层，与所述支承基板接触且将外部入射的辐射转换为光，
所述闪烁体层是磷光体，所述磷光体在作为卤化物的CsI中含有作为激活剂的Tl，
所述方法包括：
通过气相生长技术使用CsI和Tl的材料源来形成所述闪烁体层，所述磷光体中的激活剂的浓度是1.6mass％±0.4mass％，且在平面内方向和膜厚度方向上的所述激活剂的浓度分布为±15％内。
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