CN1336785A - X射线检测板 - Google Patents

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Abstract

在设置于衬底上的第1电极膜的表面上,依次形成以三硫化二锑为主成分的电荷移动层,以无定型硒为主成分的X射线检测层,第2电极膜,按照第1电极膜侧为正极,第2电极膜侧为负极的方式,施加电压,对第2电极膜的表面辐射X射线,此时在该X射线检测层内部产生的载流子便收集于第1,第2电极膜中。

Description

X射线检测板
本发明涉及X射线检测装置，特别是采用硒(Se)的X射线检测装置的
技术领域。
近年来，在医用和产业用的广泛应用领域，采用X射线或γ射线这样的放射线的X射线检测装置的任务增加。在医疗应用中，诊断的数字图象的使用放大以X射线CT为代表。此外，作为模拟系照片的转移的，DSA(digital signaturealcoholism)，或具有很大需要的一般纯照片的CR(DR)，最近均在超声波装置中，主动地进行数字化处理。在几乎全部的图象区域进行数字化处理的背景中，例举有获得与模拟系相比拟的画质，或摄像设备类等的价格的降低，通过采用图象保管或传送系统而获得的各种优点等。
其中，X射线图象记录和读取的方法的确立例举有经过数字化处理的图象信息的多方面的利用，或与图象网络连接的诊断的有效化或质量的提高，经费的削减等的多项优点，是市场要求较高的领域。
X射线图象的记录和检测采用银盐薄膜，有机高分子薄膜或辉尽性荧光薄膜，半导体元件。但是，针对对数字化处理的上述的市场要求，在比如，辉尽性荧光体的场合，使用一旦存储X射线能量，之后通过可视光照射，发出荧光的现象，图象处理的时间产生滞后，由此，具有无法达到时实的图象处理的情况。
为了解决这样的课题，人们开发了以TFT(薄膜晶体管)板上的直接转换型为代表的X射线图象传感器和扫描激光器，LED的间接型图象读取传感器的图象处理系统等。其中，进行有采用作为X射线图象传感器用的感光体的无定型Se的特异性质的开发。
在Se膜的形成技术中，采用真空蒸镀法的形成技术是普通的，其确定为薄膜形成技术。作为X射线检测装置的检测部分的X射线检测板中所要求的功能，例举有在X射线未辐射时流动的电流量(电荷量)很少，X射线辐射的电流量(电荷量)较多，未辐射和辐射的切换时的反应性较高，反复使用的电荷量的变化较小的情况。另外，特别是作为X射线图象检测器，解晰度良好是必要的条件。
本发明的目的在于使用于上述X射线检测装置的X射线检测板中的，特别是采用无定型Se的X射线检测板，以及采用该X射线检测板的X射线检测装置的性能提高。对于过去的采用无定型Se的X射线检测板，人们着眼于提高X射线辐射的电流量(电荷量)，即灵敏度的提高而研究了各种结构。但是，目前的情况是，与灵敏度的增加相反，产生在X射线辐射的流动的电流量(电荷量)，即暗杂波(noise)增加，或在二维X射线检测器中，解晰度变差的现象，无法获得完全满足所要求的性能的X射线检测板。
本发明的第1种X射线检测板包括绝缘性衬底；形成于该衬底上的第1电极膜；形成于第1电极膜上的电荷传输层；X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上，上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体，上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性。
另外，本发明的第2种X射线检测板包括绝缘性衬底；多个电荷存储元件，它们形成于上述绝缘性衬底上；多个第1电极膜，该多个第1电极膜形成于上述多个电荷存储元件上，分别与上述多个电荷存储元件实现导通；形成于第1电极膜上的电荷传输层；X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；读取机构，该读取机构按照时间顺序，依次读取存储于上述多个电荷存储元件上的电荷信号，上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体。
在该第2种X射线检测板中，包括上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性的X射线检测板。
在本发明的第1，第2种射线检测板中，包括上述电荷传输层的膜厚在0.01～50μm的范围内，上述X射线检测层中的硒含量大于90Wt％的X射线检测板。
另外，在本发明的第1，第2种X射线检测板中，包括上述电荷传输层为以三硫化二锑为主成分的半绝缘性电阻体的X射线检测板。
此外，在本发明的第1，第2种X射线检测板中，包括上述第2电极膜为以金为主成分的金属膜的X射线检测板。
还有，在本发明的第1，第2种X射线检测板中，包括上述第1电极膜具有透明性的X射线检测板。
再有，在本发明的第1，第2种X射线检测板中，包括上述第1电极膜为ITO(铟锡氧化物)膜的X射线检测板。
另外，在本发明的第1，第2种X射线检测板的第1电极膜是透明的场合，包括上述衬底具有透明性的X射线检测板。
此外，本发明的第1种X射线检测装置包括X射线检测板，电源，X射线辐射辐射器，通过上述电源，向上述X射线检测板供电，通过上述X射线辐射器辐射X射线，将透过上述测定对象物的X射线辐射于上述X上下检测板，在上述X射线检测板上，产生像，该X射线检测板包括绝缘性衬底；形成于该衬底上的第1电极膜；形成于第1电极膜上的电荷传输层；X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上，上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体，上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性，在辐射X射线时，上述电源对上述第2电极膜，施加低于上述第1电极膜的电压。
本发明的第2种X射线检测装置包括X射线检测板，电源，X射线辐射辐射器，通过上述电源，向上述X射线检测板供电，通过上述X射线辐射器辐射X射线，将透过上述测定对象物的X射线辐射于上述X上下检测板，在上述X射线检测板上，产生像，该X射线检测板包括绝缘性衬底；多个电荷存储元件，它们形成于上述绝缘性衬底上；多个第1电极膜，该多个第1电极膜形成于上述多个电荷存储元件上，分别与上述多个电荷存储元件实现导通；形成于第1电极膜上的电荷传输层；X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；读取机构，该读取机构按照时间顺序，依次读取存储于上述多个电荷存储元件上的电荷信号，上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体，在辐射X射线时，上述电源对上述第2电极膜，施加低于上述第1电极膜的电压。
另外，在本发明的第1，第2X射线检测装置中，包括具有显示形成于上述X射线检测板中的像的显示器的X射线检测装置。
图1表示本发明的X射线检测板的一个实例；
图2(a)～(c)表示比较实例的X射线检测板；
图3为表示本发明的X射线检测板的电特性的曲线图；
图4为表示比较实例的X射线检测板的电特性的曲线图；
图5为表示另一比较实例的X射线检测板的电特性的曲线图；
图6为表示再一比较实例的X射线检测板的电特性的曲线图；
图7(a)～(d)表示本发明的X射线检测板与比较实例的X射线检测板的等效电路；
图8为本发明的2维X射线检测装置的示意性剖视图；
图9为本发明的2维X射线检测装置的示意性剖视图；
图10为本发明的2维X射线检测装置的电荷存储元件的等效电路；
图11为本发明的2维X射线检测装置与比较实例的MTF测定实例。
本发明的实施例
为了使电流量或反应速度等的性能提高，本发明的发明人等对形成于衬底上的第1电极膜与以无定型硒为主成分的X射线检测层之间的扩散电位，形成于X射线检测层上的第2电极与X射线检测层之间的扩散电位，与第1电极的材料一起进行了分析，研究了形成适合的隔壁的高度，空间电荷密度的技术。
另外，在呈2维矩阵状形成有多个电容器、薄膜晶体管(TFT)、第1电极膜的TFT面板上，形成不同膜厚度的半绝缘性电荷传输层，在其上形成以无定型硒为主成分的X射线检测层和第2电极，由此制成二维射线检测板，比较X射线图象相对半绝缘性电荷传输层的膜厚度的解晰度。
首先，对本发明的射线检测板的实施例进行描述。作为一个实例，采用下述X射线检测装置，其中在玻璃衬底上，第1电极膜适合采用ITO，电荷传输层适合采用三硫化二锑，X射线检测层适合采用无定型硒，第2电极膜适合采用金。但是，本发明不限于本实例。
在真空蒸镀装置的真空槽内，设置带有三硫化二锑的不锈钢板，带有硒的不锈钢板，带有金的不锈钢板，将预先形成有由ITO形成的第1电极膜的玻璃制的衬底送入真空槽内，在排气形成真空而达到规定压力后，通过电阻发热体，对三硫化二锑进行加热，将三硫化二锑的蒸汽排放到真空槽内，在第1电极膜表面上，形成由膜厚为3μm的三硫化二锑薄膜形成的电荷传输层。
接着，使三硫化二锑的蒸汽排放停止，同样对硒进行加热，将硒蒸汽排放到真空槽内，在电荷检测层的表面，形成由膜厚为500μm的无定型硒薄膜形成的X线检测层。
然后，使硒蒸汽的排放停止，对金进行加热，将金蒸汽排放到真空槽内，在X射线检测层的表面上，形成由膜厚为0.1μm的金薄膜形成的第2电极膜，将其拿到真空槽外面。
图1中的标号31表示通过上述步骤获得的本发明的第1实施例的X射线检测板，在衬底11上，依次形成第1电极膜12，电荷传输层13，X射线检测层14，第2电极膜15。
将电源22连接于该X射线检测板31中的第1电极膜12和第2电极膜15之间，施加电压，测定电特性。图3表示测定结果。从该结果知道，在对第2电极膜施加负电压的场合，电流不流动，在施加正电压的场合，电流流动。
为了比较，在由ITO形成的第1电极膜12的表面上，直接形成由无定型硒形成的X射线检测层14，接着，在该X射线检测层14的表面上，直接形成由金薄膜形成第2电极膜15，制成图2(a)所示的结构的X射线检测板32。该X射线检测板32不具有电荷传输层。
在测定该元件32的电特性时，如图4所示，电流沿正负的任何一个方向流动。根据该电流的波形，如图7(b)所示，图2(a)所示X射线检测板32由反向并联有2个二极管41，42的等效电路表示。将该二极管41，42的反向并联电路谁视为具有无定型硒内部的物理性质。
然后，在玻璃制的衬底11上，依次形成由ITO形成的第1电极膜12，以三硫化二锑为主成分的电荷传输层13，由金属膜形成的第2电极膜15，如图2(b)所示，制成不具有X射线检测层的结构的X射线检测板33。
如果测定该X射线检测板33的电特性，如图5所示，则呈现电阻特性。电阻率的值为108Ω·cm。因此，如图7(c)所示，图2(b)所示的X射线检测板33的等效电路由电阻器44表示。将该电阻器44视为具有三硫化二锑层内部的物理性质。
在第1实施例的X射线检测板31中，叠置由无定型硒形成的X射线检测层14和以三硫化二锑为主成分的电荷传输层13，由此，具有图7(b)的反向并联有的2个二极管41，42的电路和图7(c)的电阻器44。
此外，如图3所示，在笫1实施例的整个X射线检测板31中，对二极管特性进行观察，其结果是，如图7(a)所示，X射线检测板31包括二极管41，42的反向并联电路，以及电阻器44与反向截止二极管43串联的等效电路。该反向截止二极管43的正极朝向第2电极膜15一侧，负极朝向第1电极一侧。
如果对图1的第1实施例的X射线检测板31的结构，以及图2(a)，(b)的X射线检测板32，33的结构进行比较，则认为该反向截止二极管43呈现X射线检测层14和电荷传输层13的界面的电特性。
为了进行比较，在由ITO形成的第1电极膜12上，形成由无定型硒形成的X射线检测层14，在其表面上，形成以三硫化二锑为主成分的电荷传输层13。在电荷传输层13的表面上，形成由金属膜形成的第2电极膜15，制成图2(c)所示的X射线检测板34。由于如图6所示，此结构的X射线检测板34的电特性呈现二极管特性，但是X射线检测层14和电荷传输层13的形成顺序与本发明的X射线检测板31相反，故相对本发明的X射线检测板31的电流的流向是相反的。图7(d)表示该X射线检测板34的等效电路。
下面对本发明的X射线检测装置进行描述。图9中的标号57表示本发明的一个实例的X射线检测装置。
该X射线检测装置57包括本发明的一个实例的X射线检测板40。图8为该X射线检测板40的剖视图。
该X射线检测板40包括绝缘性衬底81，在该绝缘性衬底81上，形成由多个电容器87，以及多个薄膜晶体管(TFT)88形成的多个电荷存储元件86。
在该电荷存储元件86上，形成多个第1电极膜82。各第1电极膜82分别与多个电容器87导通。
各第1电极膜82相互实现绝缘，在其上，形成由三硫化二锑薄膜形成的电荷传输层83。
另外，在上述电荷传输层83上，形成由无定型硒薄膜形成的X射线检测层84，另外，在X射线检测层84的表面上，形成以金为主成分的第2电极膜85。另外，如果采用电阻率的值在106～108Ω·cm的半绝缘性的电阻体，则上述电荷传输层83也可为三硫化二锑以外的物质。
图10为表示上述电荷存储元件86的等效电路的图。
本发明的X射线检测装置57包括电源55，X射线辐射器50，以及栅极驱动电路90，在通过该栅极驱动电路90，使薄膜晶体管88截止，通过电源55，对第2电极膜85施加负电压的状态，从X射线辐射器50，辐射X射线51，使其穿过测定对象物，然后将其在第2电极膜85上进行辐射，此时在X射线检测层84的内部，产生对应于测定对象物相对应的信号电荷。此信号电荷由正电荷的空穴，以及负电荷的电子形成。
通过电源55施加的电压，在第1，第2电极膜82，85之间，沿X射线检测层84的膜厚反向，形成具有剃度的偏置电场，通过偏置电场，在X射线检测层84的内部产生的信号电荷对应于其极性，朝向第1电极膜82和第2电极膜85移动。
电容器87的一端分别与第1电极膜82连接，其另一端与接地电位连接。另外，由于薄膜晶体管88处于截止状态，故通过因信号电荷的移动而流动的电流，对电容器87进行充电。
本发明的X射线检测装置57具有电荷与电压转换电路89，以及显示器93，如果通过栅极驱动电路90，使各薄膜晶体管88导通，则各电容器87的高电压侧的端子与电荷与电压转换电路89连接，通过电荷与电压转换电路89，转换为电压信号，其由显示器93显示。
图9为用于说明图8中的X射线检测装置57的基本结构的图。针对每个像素而设置的薄膜晶体管88的栅极端子在矩阵的每行，共同地与栅极驱动电路90连接。在电荷与电压转换电路89内部，设置有与多个矩阵的列相同数量的放大电路91，针对矩阵的每列，薄膜晶体管88的漏极端子与相应的放大电路91连接。将输入到各放大电路91的信号电荷转换为电压，针对每个放大电路91，将其输出给多路转换器92。
针对每行每列，逐个像素地按照规定的时间间隔，通过多路转换器92，将各放大电路91所输出的信号，传送给图象显示器93。在该图象显示器93的内部，设置有进行去除杂波等的图象改善的图象改善电路，通过图象改善电路，进行适合的图象处理，并且再次形成2维图象，然后将其显示于图象显示器93的显示部分。
然后，针对第1实施例的X射线检测板31，测定下述的“暗电流”，“信号电流”，“下降时间”，“上升时间”。该测定条件如下所述。
1.暗电流
在第2电极膜15上，施加可在X射线检测装置31的内部产生10V/μm的电场的负电压，在此状态，将于暗处放置10分钟后的电流值作为“暗电流”进行测定。最好暗电流值小于100pA/cm2。
2.信号电流
在测定上述暗电流后，在施加其值与暗电流的测定时的相同的负电压的状态，在第2电极膜15上，辐射规定强度的X射线，测定流过辐射X射线的状态下的X射线检测装置31的电流值。最好该信号电流值大于70pA/cm2。
为了使电流值保持稳定，测定从X射线的辐射开始后，经过1分钟时的电流值，将其作为“信号电流”。
此时的X射线辐射条件指将施加于X射线管上的电压设定在80kV，辐射于X射线检测装置31的X射线量为1.8R/min。
3.下降时间
在信号电流的测定后，如果停止X射线辐射，则流过的电流值减少。将从X射线的辐射停止时，到流过的电流达到“暗电流”的值的10％时的时间定为“下降时间”。最好该下降时间小于0.1秒。
4.上升时间
在测定暗电流后，在辐射X射线，测定信号电流的场合，在X射线辐射开始后，电流值增加，其在一定值(信号电流的大小)保持稳定。
此时，将从X射线的辐射开始，到流过的电流为信号电流的大小的90％的时间定义为“上升时间”。该上升时间小于0.1秒。
下述的表列出第1实施例的X射线检测板31的测定结果，以及后述的第2～7实施例，以及第1～5的比较实例的测定结果。
表1
第1电极膜           电荷传输层 X射线检测层             测定结果
暗电流(PA/cm2) 信号电流(nA/cm2) 下降时间(秒) 上升时间(秒)
材料 材料     膜厚(μm)   电阻率(Ω·cm) 膜厚(μm)
第1实施例 ITO Sb2S1     3.0   108   500   10    80   0.05   0.05
第2实施例 金 Sb2S3     3.0   108   500   10    80   0.05   0.05
第3实施例 铝 Sb2S3     3.0   108   500   10    80   0.06   0.05
第4实施例 ITO Sb2S3     3.0   108   1000   10    80   0.05   0.05
第5实施例 ITO Sb2S3     0.01   108   500   50    80   0.05   0.05
第6实施例 ITO Sb2S3     40.0   108   500   5    70   0.05   0.05
第7实施例 ITO CdZnTe     30   1011   500   20    80   0.05   0.05
第1比较实施例 ITO 无     -   -   500   2000    80   0.05   0.05
第2比较实施例 金 无     -   -   500   5000    80   0.05   0.05
第3比较实施例 铝 无     -   -   500   1000    80   0.05   0.05
第4比较实施例 ITO CdS     3.0   80   500   800    80   0.08   0.08
第5比较实施例 ITO CeO2     30   105   500   300    80   0.50   0.50
(第2实施例)
制作下述本发明的第2实施例的X射线检测板，该第2实施例的X射线检测板除了第1实施例的X射线检测装置31的第1电极膜12不采用ITO薄膜而采用金薄膜形成的方面以外，其它的方面与上述第1实施例的X射线检测板31相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第3实施例)
制作下述本发明的第3实施例的X射线检测板，该第3实施例的X射线检测板除了第1实施例的X射线检测装置31的第1电极膜12不采用ITO薄膜而采用铝薄膜形成的方面以外，其它的方面与上述第1实施例的相同，进行其内容与第1实施例相同的测定。
(第4实施例)
制作下述本发明的第4实施例的X射线检测装置，该第4实施例的X射线检测装置除了第1实施例的X射线检测装置31中的，以无定型硒为主成分的X射线检测层14的膜厚不是500μm，而为1000μm的方面以外，其它的方面与上述第1实施例的X射线检测板31相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第5实施例)
制作下述本发明的第5实施例的X射线检测装置，该第5实施例的X射线检测装置除了第1实施例的X射线检测装置31中的，以三硫化二锑为主成分的电荷传输层13的膜厚不是3μm，而为0.01μm的方面以外，其它的方面与上述第1实施例的相同，进行其内容与第1实施例相同的测定。
(第6实施例)
制作下述本发明的第6实施例的X射线检测装置，该第6实施例的X射线检测装置除了第1实施例的X射线检测装置31中的，以三硫化二锑为主成分的电荷传输层的膜厚不是3μm，而为40μm的方面以外，其它的方面与上述第1实施的X射线检测板31相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第7实施例)
在第1实施例的X射线检测板31中，电荷传输层的材料采用三硫化二锑，但是在第7实施例的X射线检测板中，不采用三硫化二锑，而形成膜厚为3μm的碲化锌镉薄膜，制成电荷传输层。
第7实施例的X射线检测板除了构成该电荷传输层的材料不同的方面以外，其它的方面与第1实施例的X射线检测板31相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第1比较实例)
采用形成有由ITO形成的第1电极膜12的玻璃制的衬底11，在第1电极膜12的表面上，不形成电荷传输层13，而直接形成由无定型硒形成的X射线检测层13，接着，在其表面上，形成由膜厚为0.2μm的金薄膜形成的第2电极膜15，制成第1比较实例的X射线检测装置。该第1比较实例的X射线检测板除了未设置有电荷传输层13以外，其它的方面与第1实施例的X射线检测板31相同。另外，同样在第1比较实例的X射线检测板中，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第2比较实例)
制作下述第2比较实例的X射线检测板，该第2比较实例的X射线检测板除了不采用ITO，而采用金薄膜形成第1薄膜的方面以外，其它的方面与第1比较实例的X射线检测板相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第3比较实例)
制作下述第3比较实例的X射线检测板，该第3比较实例的X射线检测板除了不采用ITO，而采用铝薄膜形成第1薄膜的方面以外，其它的方面与第1比较实例的X射线检测板相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第4比较实例)
制作下述第4比较实例的X射线检测板，该第4比较实例的X射线检测板除了不采用三硫化二锑，而采用膜厚为3μm的硫化镉薄膜形成电荷传输层的方面以外，其它的方面与第1比较实例的相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(第5比较实例)
制作下述第5比较实例的X射线检测板，该第5比较实例的X射线检测板除了不采用三硫化二锑，而采用膜厚为3μm的氧化铈薄膜形成电荷传输层的方面以外，其它的方面与第1比较实例的相同，进行其内容与第1实施例的X射线检测板31相同的测定。
(评价1)
从表1知道，在不具有电荷传输层的第1～3比较实例的X射线检测板中，无法阻止第1电极侧的电子空穴，作为敏感杂波(sensornoise)的暗电流的值非常大，不耐用。
由于第4比较实例的X射线检测板包括由硫化镉形成的电荷传输层。硫化镉的电阻率为80Ω·cm，大大小于606Ω·cm，故没有阻止从第1电极膜侧注入的电子空穴的功能，暗电流的值增加。
第5比较实例的X射线检测板包括由氧化铈形成的电荷传输层。虽然该氧化铈呈现二极管特性，但是其电阻率为105Ω·cm，小于106Ω·cm，由此阻止从第1电极膜侧注入的电子空穴的功能较弱，暗电流的值增加。
相对上述的第1～5比较实例，在第1～6实施例的X射线检测板中，形成于以三硫化二锑为主成分的电荷传输层和由无定型硒形成的X射线检测层之间的界面处的二极管阻止从第1电极侧朝向X射线检测层内部的电子空穴的注入，不阻止从X射线检测层一侧注入到电荷传输层内部的电子空穴，或从电荷传输层朝向X射线检测层内部注入的电子不阻止，可实现杂波成分的减小或灵敏度的提高。
另外，象第7实施例那样，即使在采用碲化锌镉以代替三硫化二锑的情况下，仍呈现良好的结果。于是，如果即使在采用三硫化二锑以外的物质的情况下，形成电荷传输层的电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体，电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性，则可制成本发明的X射线检测板。
此外，可确认，对于本发明的电荷传输层的三硫化二锑的含量，在小于91重量％的场合，不形成反向截止二极管。在实验中，在电荷移动层中的三硫化二锑的含量超过95重量％的场合，获得图3所示的电特性。此场合的X射线检测层中的硒的纯度为99.99重量％。
对于X射线检测层中的硒以外的杂质，确认有As、Te、Mg、Si、Fe、Al、Cu、Ag、Cl、Na。关于As、Te，即使在它们的含量在小于10重量％的范围内的情况下，仍不对电特性造成影响。
于是，在X射线检测层中所形成的硒即可将高纯度的硒作为蒸镀源，也可将硒和碲的合金或硒和砷的合金作为蒸镀源，以硒为主成分，形成于无定型的含碲X射线检测层或含砷X射线检测层中。对于X射线检测层中的其它的杂质，如果其含量小于1重量％，则断定不对电特性造成影响。
(第8实施例)
制作图8，图9所示的2维X射线检测装置，测定构成解晰度的指标的空间频率特性MTF(Modulation Transfer Function)的值。第1电极膜采用ITO，电荷传输层采用膜厚为3.0μm的三硫化二锑，X射线检测层采用膜厚为500μm的无定型硒，第2电极层采用金。2维X射线检测装置中的像素尺寸为150μm。测定数据是在MTF测定时所使用的铅制槽的槽的宽度在10～20μm的范围内，相对2维X射线检测装置的列反向约倾斜1°～2°的条件下获得的。
(第6比较实例)
制作2维X射线检测装置，该2维X射线检测装置除了三硫化二锑的膜厚为0.07μm以外，其它的方面与第8实施例的，形成MTF的值。
(评价2)
如图11所示，第8实施例的试样的MTF呈现接近理论值的值，表现为解晰度不变差的情况。与此相对，第6比较实例6的试样MFT大大小于理论值，表现为解晰度变差的情况。
另外，如果与第8实施例8相同，通过第4，第5比较实例给出的结构，制作2维射线检测装置，则确认有下述情况，即如果拍摄X射线图象，则所获得的图象的深浅不鲜明，产生残余图象，无法获得鲜明的图象。
如上所述，如果在本发明的射线检测板的第2电极膜上辐射X射线，则该X射线穿过第2电极膜，射入以无定型硒为主成分的X射线检测层的内部，在该X射线检测层内部，通过X射线的能量，产生形成电子与空穴的载流子。
在此场合，如果在于第1电极膜和第2电极膜之间施加电压的状态辐射X射线，则产生于X射线检测层内部的载流子分别在电场的作用下移动，收集于第1电极膜与第2电极膜中。
如果施加于第1，第2的电极膜上的电压的极性，在第2电极膜上，施加低于第1电极膜的电压，则通过电场，将电子收集中第1电极膜中，空穴收集于第2电极侧。在本发明的X射线检测板中，在正电压侧的第1电极膜和负电压侧的X射线检测层之间，设置由半绝缘性的电阻体形成的电荷传输层。
该电荷传输层与以无定型硒为主成分的X射线检测层相接触，在电荷传输层和X射线检测层之间，对应于电荷传输层的物理性质，形成将X射线检测层侧作为正极，将电荷传输层侧作为负极的二极管。
由于该二极管具有整流特性，故在从第1电极膜向电荷传输层的内部，注入空穴的场合，该二极管将该空穴载止，该空穴不会侵入到X射线检测层的内部。其结果是，不会减小载流子的寿命，可将成为暗杂音(dark noise)的暗电流值降低2位数字。
此外，该二极管不妨碍在X射线检测层内部产生的空穴朝向第2电极膜的移动。另外，不妨碍电子从第1电极膜侧，朝向电荷传输层的内部的移动。于是，仅仅将杂波(noise)成分减少，可提高反复寿命，提高反应性，其结果是，X射线检测装置的灵敏度提高。
在本发明的X射线检测板中，在将电荷传输层作为半绝缘性的场合，妨碍朝向电荷传输层内部移动的载流子的扩散，获得不使解晰度变差的较大的效果。
通过试验可确认，半绝缘性电荷传输层的膜厚度的最小值必须大于0.1μm，另外，由于膜的剥离等的问题，其最大值为50μm。另外，特别是如果上述膜厚在0.1～5μm的范围内，则空间频率特性优良。
如果采用本发明的X射线检测板，以及采用该X射线检测板的X射线检测装置，则可进行S/N比较高的X射线检测。
还有，如果采用本发明的2维X射线检测装置，由于获得解晰度较高的高品质的图象，故其不仅可有效地用于医疗，而且还可有效用作各种行业用的2维X射线摄象装置。

Claims (20)

1.一种X射线检测板，该X射线检测板包括：
绝缘性衬底；
形成于该衬底上的第1电极膜；
形成于第1电极膜上的电荷传输层；
X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；
第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；
上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体；
上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性。
2.一种X射线检测板，该X射线检测板包括：
绝缘性衬底；
多个电荷存储元件，它们形成于上述绝缘性衬底上；
多个第1电极膜，该多个第1电极膜形成于上述多个电荷存储元件上，分别与上述多个电荷存储元件实现导通；
形成于第1电极膜上的电荷传输层；
X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；
第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；
读取机构，该读取机构按照时间顺序，依次读取存储于上述多个电荷存储元件上的电荷信号；
上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体。
3.根据权利要求2所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性。
4.根据权利要求1所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层的膜厚在0.01～50μm的范围内，上述X射线检测层中的硒含量大于90Wt％。
5.根据权利要求2所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层的膜厚在0.01～50μm的范围内，上述X射线检测层中的硒含量大于90Wt％。
6.根据权利要求3所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层的膜厚在0.01～50μm的范围内，上述X射线检测层中的硒含量大于90Wt％。
7.根据权利要求1所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层为以三硫化二锑为主成分的半绝缘性电阻体。
8.根据权利要求2所述的X射线检测板，其特征在于上述电荷传输层为以三硫化二锑为主成分的半绝缘性电阻体。
9.根据权利要求1所述的X射线检测板，其特征在于上述第2电极膜为以金为主成分的金属膜。
10.根据权利要求2所述的X射线检测板，其特征在于上述第2电极膜为以金为主成分的金属膜。
11.根据权利要求1所述的X射线检测板，其特征在于上述第1电极膜具有透明性。
12.根据权利要求1所述的X射线检测板，其特征在于上述第1电极膜具有透明性。
13.根据权利要求11所述的X射线检测板，其特征在于上述第1电极膜为ITO(铟锡氧化物)膜。
14.根据权利要求12所述的X射线检测板，其特征在于上述第1电极膜为ITO(铟锡氧化物)膜。
15.根据权利要求11所述的X射线检测板，其特征在于上述衬底具有透明性。
16.根据权利要求12所述的X射线检测板，其特征在于上述衬底具有透明性。
17.一种X射线检测装置，该X射线检测装置包括X射线检测板，电源，X射线辐射辐射器，通过上述电源，向上述X射线检测板供电，通过上述X射线辐射器辐射X射线，将透过上述测定对象物的X射线辐射于上述X上下检测板，在上述X射线检测板上，产生像；
该X射线检测板包括：
绝缘性衬底；
形成于该衬底上的第1电极膜；
形成于第1电极膜上的电荷传输层；
X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；
第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；
上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体；
上述电荷传输层和X射线检测层之间的接合具有以上述电荷传输层侧为负极，以上述X射线检测层侧为正极的二极管特性；
在辐射X射线时，上述电源对上述第2电极膜，施加低于上述第1电极膜的电压。
18.一种X射线检测装置，该X射线检测装置包括X射线检测板，电源，X射线辐射辐射器，通过上述电源，向上述X射线检测板供电，通过上述X射线辐射器辐射X射线，将透过上述测定对象物的X射线辐射于上述X上下检测板，在上述X射线检测板上，产生像；
该X射线检测板包括：
绝缘性衬底；
多个电荷存储元件，它们形成于上述绝缘性衬底上；
多个第1电极膜，该多个第1电极膜形成于上述多个电荷存储件上，分别与上述多个电荷存储元件实现导通；
形成于第1电极膜上的电荷传输层；
X射线检测层，该X射线检测层以无定型硒为主成分，按照与上述电荷传输层相接触的方式形成；
第2电极膜，该第2电极膜形成于上述X射线检测层上；
读取机构，该读取机构按照时间顺序，依次读取存储于上述多个电荷存储元件上的电荷信号；
上述电荷传输层为电阻率的值在106～1012Ω·cm的范围内的半绝缘性的电阻体；
在辐射X射线时，上述电源对上述第2电极膜，施加低于上述第1电极膜的电压。
19.根据权利要求17所述的X射线检测装置，其特征在于该装置包括显示形成于上述X射线检测板中的像的显示器。
20.根据权利要求18所述的X射线检测装置，其特征在于该装置包括显示形成于上述X射线检测板中的像的显示器。
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