JP2004151007A - Radiation detector - Google Patents

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JP2004151007A
JP2004151007A JP2002318235A JP2002318235A JP2004151007A JP 2004151007 A JP2004151007 A JP 2004151007A JP 2002318235 A JP2002318235 A JP 2002318235A JP 2002318235 A JP2002318235 A JP 2002318235A JP 2004151007 A JP2004151007 A JP 2004151007A
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scintillator layer
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JP2002318235A
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Japanese (ja)
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Kenichi Ito
健一 伊藤
Katsuhisa Honma
克久 本間
Hiroshi Onihashi
浩志 鬼橋
Hiroyuki Aida
博之 會田
Akiko Fujisawa
晶子 藤澤
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Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector which can prevent generation of moires, and which can improve the resolution. <P>SOLUTION: A photoelectric conversion substrate 11 on which a plurality of photoelectric conversion elements 13 are arranged by the unit of pixel, a scintillator layer 39 which is arranged on the photoelectric conversion substrate 11 and which is stimulated by radiation so as to emit a fluorescent light, and a partition part 38 which is formed on the photoelectric conversion substrate 11 and which partitions the scintillator layer 39 by the unit of pixel are provided. The partition part 38 is composed of a side surface reflecting film 421, which is disposed so as to encompass at least a side surface of the scintillator layer 39 and which reflects the fluorescent light toward the inside of the scintillator layer 39 and a radiation grid 422, which is disposed so as to encompass the outer surface of the side surface reflecting film 421 and which absorbs the radiation. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
この発明は、放射線検出器に係り、特に、放射線画像を検出する間接方式の放射線平面検出器に関する。
【0002】
【従来の技術】
新世代のX線診断用検出器としてアクティブマトリックス型の平面検出器が大きな注目を集めている。この平面検出器において、照射されたX線を検出することにより、X線撮影像またはリアルタイムのX線画像がデジタル信号として出力される。固体検出器であることから、画質性能や安定性の面でも極めて期待が大きい。このため、多くの大学やメーカが研究開発に取り組んいる。
【0003】
実用化の最初の用途として、比較的大きなX線量で、静止画像を収集する胸部・一般撮影用に開発され、近年商品化されている。より高い技術的なハードルをクリアして、透視線量下で秒30コマ以上のリアルタイム動画を実現させる必要のある循環器、消化器分野への応用に対しても近い将来に商品化が予想される。この動画用途に対しては、S/Nの改善や微小信号のリアルタイム処理技術等が重要な開発項目となっている。
【0004】
平面検出器には、大きく分けて直接方式と間接方式との2通りがある。
【0005】
直接方式は、X線をa−Seなどの光導電膜を用いて直接信号電荷に変換し、変換した信号電荷を電荷蓄積用キャパシタに蓄積する方式である。この直接方式は、X線により発生した光導電電荷を高電界により直接に電荷蓄積用キャパシタに導くため、ほぼアクティブマトリックスの画素ピッチで規定される解像度特性が得られる。
【0006】
一方の間接方式は、シンチレータ層によりX線を受けて一旦可視光に変換し、可視光をa−SiフォトダイオードやCCDにより信号電荷に変換して、電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。この間接方式は、シンチレータ層からの可視光がフォトダイオードに到達するまでの光学的な拡散及び散乱により、その分の解像度劣化を生じる。
【0007】
しかしながら、この間接方式において、シンチレータ層を画素毎に分離するために隔壁を設けたX線検出器が提案されている。これにより、シンチレータ層内で発光した蛍光は、隔壁により横方向への散乱や拡散を抑制される。したがって、光学的なガイド効果により、蛍光をフォトダイオード等の光電変換素子に効率良く到達させることができ、解像度特性が改善される(例えば、特許文献1参照。)。
【0008】
また、間接方式において、撮影したX線画像のコントラストを向上させるために散乱X線を吸収するX線グリッドを設けたX線検出器が提案されている(例えば、特許文献2参照。)。
【0009】
【特許文献1】
特開平11−166976号公報
【0010】
【特許文献2】
特開2002−22842号公報
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
散乱X線の影響を抑制するために、X線グリッドを備えたX線検出器において、画素単位にTFTなどのスイッチング素子がマトリクス状に配列された光電変換基板に対しては、X線グリッドにおけるX線を遮蔽する部分がスイッチング素子間上に位置しなければならない。もし、両者が相対的に前後方向及び左右方向にわずかにずれたり、光電変換基板に対してX線グリッドがわずかに傾いただけで、X線グリッドとスイッチング素子との間で撮影したX線画像にモアレが発生してしまう。
【0012】
特に、画素分離を施したシンチレータ層を備える構造のX線検出器では、X線グリッドとスイッチング素子との間だけでなく、画素毎のシンチレータ層とX線グリッドとの間でも同様の現象が発生するため、このモアレの程度が顕著に表れる。
【0013】
そして、これらの現象は、X線に限らず、各種放射線の場合についても発生する。
【0014】
この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものであって、その目的は、モアレの発生を抑制することが可能であるとともに、解像度を向上することが可能な放射線検出器を提供することにある。
【0015】
【課題を解決するための手段】
この発明の様態による放射線検出器は、
画素単位の光電変換素子が複数配列してなる光電変換基板と、
前記光電変換基板上に配置され、放射線により励起されて蛍光を発生するシンチレータ層と、
前記光電変換基板上に形成され、前記シンチレータ層を画素単位に区画する区画部と、
を備え、
前記区画部は、前記シンチレータ層の少なくとも側面を囲むように配置され蛍光を前記シンチレータ層内部に向けて反射する側面反射膜と、前記側面反射膜の外面を囲むように配置され放射線を吸収する放射線グリッドと、で構成されたことを特徴とする。
【0016】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の一実施の形態に係る放射線検出器について図面を参照して説明する。
【0017】
なお、この発明においては、各種放射線の場合に適用可能であるが、以下の一実施の形態においては、放射線の中の代表的なX線の場合を例にとり説明する。したがって、実施の形態の「X線」を「放射線」に置き換えることにより、この発明が対象とする他の放射線にも適用可能である。
【0018】
図1に示すように、X線を検出してX線の強度分布に対応する電気信号を出力するX線検出器1は、複数の画素を有するアクティブマトリクス型の光電変換基板11を有している。この光電変換基板11は、ガラスなどの絶縁基板上に、行方向(例えば図中の横方向)及び列方向(例えば図中の縦方向)に所定のピッチLで2次元的にマトリクス状に配列された同じ構造の複数の画素12を有している。図1に示した例では、9個の画素単位(12a〜12i)が図示されている。
【0019】
各画素12(a〜i)は、入射した光強度に対応して信号電荷に変換する光電変換素子として機能するフォトダイオード13、スイッチング素子として機能する薄膜トランジスタ(以下TFTと称する)14、信号電荷を蓄積する電荷蓄積部として機能する蓄積キャパシタ15などによって構成されている。
【0020】
各TFT14は、ゲート電極G、ソース電極S、及び、ドレイン電極Dを有している。ドレイン電極Dは、例えばフォトダイオード13及び蓄積キャパシタ15と電気的に接続されている。
【0021】
光電変換基板11の外部には、制御回路16が設けられている。この制御回路16は、TFT14の動作状態、例えばオン/オフを制御する。また、この制御回路16には、行方向に延びる複数の制御ライン17が接続されている。図1に示した例では、第1乃至第4の4個の制御ライン171乃至174が設けられている。それぞれの制御ライン17は、同じ行の画素12を構成する各TFT14のゲート電極Gに接続されている。例えば、第1の制御ライン171は、画素12a乃至12cを構成する各TFT14のゲート電極Gに接続されている。
【0022】
列方向には、複数のデータライン18が設けられている。図1に示した例では、第1乃至第4の4個のデータライン181乃至184が設けられている。それぞれのデータライン18は、同じ列の画素12を構成する各TFT14のソース電極Sに接続されている。例えば、第1のデータライン181は、画素12a、12d、12gを構成する各TFT14のソース電極Sに接続されている。
【0023】
それぞれのデータライン17は、対応する電荷増幅器19に接続されている。各電荷増幅器19は、例えば演算増幅器で構成され、その一方の入力端子a1にデータライン18が接続され、他方の入力端子a2は接地されている。一方の入力端子a1と出力端子bとの間にコンデンサCが接続され、積分機能を有する。また、コンデンサCに並列にスイッチSが接続され、例えばスイッチSを閉じてコンデンサCに残った電荷を放電する構成になっている。
【0024】
それぞれの電荷増幅器19は、並列に入力する複数の電気信号を直列信号に変換する並列/直列変換器20に接続されている。並列/直列変換器20は、アナログ信号をデジタル信号に変換するアナログ−デジタル変換器21に接続されている。
【0025】
(第1実施形態)
次に、第1実施形態に係るX線検出器の画素単位の構造について図2を参照して説明する。なお、図2では、1つの画素部分を抜き出して図示しており、図1に対応する部分には同じ参照符号を付して重複する説明は一部省略する。
【0026】
光電変換基板11は、ガラスなどの絶縁基板31上に形成されたTFT14及び蓄積キャパシタ15を備えている。
【0027】
TFT14は、3つの電気的接続、すなわちゲート電極G、ソース電極S、及び、ドレイン電極Dを備えている。ゲート電極Gは、絶縁基板31上に形成されている。このゲート電極Gは、絶縁膜32によって覆われている。また、このゲート電極Gは、同じ行に位置する他のTFT14のゲート電極Gとともに共通の制御ライン17に接続されている。
【0028】
ソース電極Sは、絶縁膜32上に形成された半絶縁膜33にコンタクトしている。このソース電極Sは、このソース電極Sは、同じ列に位置する他のTFT14のソース電極Sとともに共通のデータライン18に接続されている。ドレイン電極Dは、半絶縁膜33にコンタクトしている。このドレイン電極Dは、フォトダイオード13及び蓄積キャパシタ15に接続されている。
【0029】
蓄積キャパシタ15は、絶縁基板31上に形成された下部電極34、絶縁膜32を介して下部電極34に対向して設けられた上部電極35などによって構成されている。上部電極35は、TFT14のドレイン電極Dと電気的に接続されている。
【0030】
TFT14及び蓄積キャパシタ15の上方には、第1絶縁層361が設けられている。この第1絶縁層361上には、フォトダイオード13が形成されている。フォトダイオード13の周囲の第1絶縁層361上には、第2絶縁層362が設けられている。この第2絶縁層362は、ほぼ矩形状のフォトダイオード13を囲むように枠状に形成されている。
【0031】
フォトダイオード13は、a−SiのpnダイオードやPINダイオードなどで形成される。このフォトダイオード13は、第1絶縁層361上に形成された第1電極131、第1電極131に対向して配置された第2電極132などによって構成されている。
【0032】
第1電極131は、第1絶縁層361の一部に形成されたスルーホール37を介してTFT14のドレイン電極Dに接続されている。第2電極132は、例えばスパッタリング法によってITOなどの透明導電膜を成膜することによって形成される。これら第1電極131と第2電極132との間には、バイアス電圧が印加される。
【0033】
上述したような構造の光電変換基板11の上には、外部から入射したX線を可視光に変換する(すなわちX線により励起されて蛍光を発生する)シンチレータ層39が配置されている。また、この光電変換基板11上には、シンチレータ層39を画素単位に区画する区画部38が形成されている。
【0034】
すなわち、図2に示すように、シンチレータ層39は、光電変換基板11におけるフォトダイオード13上及び第2絶縁層362上に配置されている。このシンチレータ層39は、例えば、ほぼ同等の平均粒径を有する蛍光体粒子、例えばGOS(GdS:Tb,PR+3,CE+3,F)によって構成されている。シンチレータ層39を構成する蛍光体粒子の粒径は、例えばシンチレータ層39の断面を走査型電子顕微鏡によって撮影することによって確認される。
【0035】
このシンチレータ層39は、例えば以下のような方法で形成される。
まず、マトリクス状に配置された複数のフォトダイオード13などを有する光電変換基板11上に、液状のシンチレータ材料を塗布して、シンチレータ含有塗膜層を形成する。このシンチレータ材料は、X線を吸収して発光する蛍光体粒子として例えば前述のGdS:Tbの粉末を樹脂バインダと有機溶剤とを用いて形成される。このシンチレータ材料は、ディスペンサやインクジェット、スプレー等を用いた塗布法で塗布される。
【0036】
その後、60〜150℃で加熱する乾燥工程を通して有機溶剤を除去し、シンチレータ含有塗膜層を硬化させる。これにより、膜の剥離やクラック等を生じない良好なシンチレータ層39が形成される。
【0037】
区画部38は、上方よりシンチレータ層39に入射したX線40がシンチレータ層39内で蛍光41に変換され、この蛍光41が隣接する画素12のフォトダイオード13のエリアに干渉しないように、画素12を分離する境界に沿って形成される。
【0038】
この区画部38は、側面反射膜421と、X線グリッド422とで構成されている。
【0039】
側面反射膜421は、1画素12分のシンチレータ層39の少なくとも側面全体を囲むように配置されている。この側面反射膜421は、シンチレータ層39内で発生した蛍光41のうち、隣接する画素12に向かって外方に散乱された蛍光411をシンチレータ層39の内部に向けて反射する。
【0040】
X線グリッド422は、側面反射膜421の外面を囲むように配置されている。すなわち、このX線グリッド422は、隣接する画素12の側面反射膜421の間に配置されている。このX線グリッド422は、画素12に入射したX線のうち、隣接する画素12に向かって外方に散乱された散乱X線を吸収する。
【0041】
この区画部38は、例えば以下のような方法で形成される。
まず、図3の(a)に示すように、シンチレータ層39に第1幅W1の第1溝部38Aを形成する。この第1溝部38Aは、光電変換基板11の第2絶縁層362まで到達する深さに形成しても良いし、第1溝部38Aと光電変換基板11との間にシンチレータ層39が残るような深さに形成しても良い。
【0042】
その後、図3の(b)に示すように、この第1溝部38Aの内部に、光反射性を有する反射材料を充填することにより、側面反射膜421を形成する。側面反射膜421を構成する反射材料としては、高屈折特性を有する粒子、例えばTiO、またはX線発光蛍光体粒子、例えばGdS:Tbなどが用いられる。
【0043】
その後、図3の(c)に示すように、側面反射膜421に第2幅W2の第2溝部38Bを形成する。第2幅W2は、第1幅W1より小さく設定される。この第2溝部38Bは、側面反射膜421のほぼ中央部に形成され、光電変換基板11の第2絶縁層362まで到達する深さに形成しても良いし、第1溝部38Aと光電変換基板11との間にシンチレータ層39が残るような深さに形成しても良い。上述した第1溝部38A及び第2溝部38Bは、ダイサーや、YAG3次高調波の紫外線レーザを用いることによって形成することができる。
【0044】
その後、図3の(d)に示すように、この第2溝部38Bの内部に、高X線吸収体を充填することにより、X線グリッド422を形成する。X線グリッド422を構成する高X線吸収体としては、アルミニウム(Al)や鉛(Pb)などの金属材料が用いられる。
【0045】
ここで、高X線吸収体とは、半価層(ある物質にX線が入射した際にX線のエネルギが半分になる厚さ)にして、X線エネルギ60keVで0.5mm以下の材料とする。X線エネルギ60keVとは医療用に使用されるX線のエネルギの一般的な値であり、発光層の厚みが0.5mm以上であるため、必然的にX線グリッドの厚みも0.5mm以上となる。したがって、散乱X線の影響を少なくする、すなわち散乱X線を効率よく吸収するためには、少なくとも半価層が0.5mm以下のX線吸収体が必要となる。
【0046】
上述した区画部38の形成方法では、隣接する画素12の側面反射膜421の間に高X線吸収体として金属材料の粉体を充填することでX線グリッド422を形成したが、側面反射膜421の間に板状の金属材料を配置してX線グリッド422を形成しても良い。また、X線グリッド422は、側面反射膜421の外面を囲む金属材料の被膜によって形成してもよい。
【0047】
以上説明した第1実施形態に係るX線検出器によれば、シンチレータ層39は、区画部38によって画素単位に区画される。この区画部38は、X線を吸収するX線グリッド422を備えている。このため、隣接する画素12のシンチレータ層39への散乱X線の侵入を抑制することができる。また、X線グリッド422がスイッチング素子としてのTFT14間上に形成されるため、X線グリッド422とTFT14との重なり合いによるモアレの発生を抑制することができる。
【0048】
また、シンチレータ層39内で発光した蛍光41が区画部38に到達した際、蛍光41は、X線を吸収するX線グリッド422によって吸収されてしまう。このため、画素12毎の輝度が低下してしまう。このため、上述した構造の区画部38は、画素12毎のシンチレータ層39の側面を囲むように側面反射膜421を備えている。
【0049】
このような区画部38では、区画部38に到達した蛍光41が吸収されず、シンチレータ層39の内部に向けて反射される。このため、区画部38をX線グリッド422のみで構成した構造と比較して、画素12毎の輝度を向上することができる。
【0050】
また、側面反射膜421によって反射されずに、隣接する画素12に向かって透過しようとする一部の蛍光41は、X線グリッド422によって吸収される。このため、画素12を完全に分離することができる。したがって、区画部38を側面反射膜421のみで構成した構造と比較して、解像度特性を向上することができる。
【0051】
(第2実施形態)
次に、第2実施形態に係るX線検出器の画素単位の構造について図4を参照して説明する。なお、図4では、1つの画素部分を抜き出して図示しており、図1及び図2に対応する部分には同じ参照符号を付して重複する説明は一部省略する。
【0052】
この第2実施形態に係るX線検出器は、シンチレータ層39の上面を覆うように配置された上面反射膜43を備えている。すなわち、シンチレータ層39の内部で発光した蛍光41は、球状に放射する。このため、フォトダイオード13に向かって下方向に進行する蛍光の他に、X線40を放射するX線源側に向かって上方向に進行する蛍光412が存在する。この蛍光412は、フォトダイオード13に入射することなく損失となるため、画素12の輝度を低下させる要因となる。
【0053】
そこで、図4に示したように、シンチレータ層39及び区画部38の上面にわたって上面反射膜43を配置することにより、蛍光412をシンチレータ層39の内部に向けて反射する。これにより、蛍光412は、フォトダイオード13に向かって下方向に進行し、画素12の輝度に寄与することになる。
【0054】
この上面反射膜43は、光反射性を有する反射材料によって構成され、高屈折特性を有する粒子、例えばTiOなどが用いられる。
【0055】
この上面反射膜43は、例えば、図3の(d)に示したX線グリッド422の形成工程の後に、シンチレータ層39及び区画部38の上面全体に、光反射性を有する反射材料を配置することによって形成される。
【0056】
以上説明した第2実施形態に係るX線検出器によれば、上述した第1実施形態と同様の効果が得られるほかに、上面に向かって拡散した蛍光412をシンチレータ層39の内部に向けて反射できるため、蛍光41のロスを低減することができ、画素12毎の輝度を向上することができる。
【0057】
(第3実施形態)
次に、第3実施形態に係るX線検出器の画素単位の構造について図5を参照して説明する。なお、図5では、1つの画素部分を抜き出して図示しており、図1及び図4に対応する部分には同じ参照符号を付して重複する説明は一部省略する。
【0058】
この第3実施形態に係るX線検出器では、区画部38は、シンチレータ層38の上面より突出する高さを有している。すなわち、区画部38、特にX線グリッド422は、図5に示すように、シンチレータ層39の上面より上方に高さtだけ突出している。この高さtが大きいほど、シンチレータ層39への散乱X線の侵入を抑制することができる。
【0059】
また、このX線検出器は、シンチレータ層39の上面を覆うように配置された上面反射膜43を備えている。この上面反射膜43は、シンチレータ層39の上面のみに配置され、画素12ごとに独立して設けられている。
【0060】
このような構造は、例えば以下のようにして形成される。すなわち、図3の(a)に示した第1溝部38Aを形成する前の段階(すなわちシンチレータ層39を画素分離する前の段階)において、光電変換基板11上にシンチレータ層39を形成した後に、シンチレータ層39の上面全体に、光反射性を有する反射材料を配置することで上面反射膜43を形成する。その後、図3の(a)に示したように、シンチレータ層39及び上面反射膜43に第1溝部38Aを形成することで画素分離し、さらに、側面反射膜421及びX線グリッド422を順次形成する。
【0061】
以上説明した第3実施形態に係るX線検出器によれば、上述した第2実施形態と同様の効果が得られるほかに、さらに散乱X線のシンチレータ層39への侵入を抑制することができるため、撮影したX線画像のコントラストを向上することができる。
【0062】
(第4実施形態)
次に、第4実施形態に係るX線検出器の画素単位の構造について図6を参照して説明する。なお、図6では、1つの画素部分を抜き出して図示しており、図1及び図5に対応する部分には同じ参照符号を付して重複する説明は一部省略する。
【0063】
この第4実施形態に係るX線検出器でも、第3実施形態と同様に、区画部38は、シンチレータ層38の上面より突出する高さtを有し、シンチレータ層39への散乱X線の侵入を抑制している。
【0064】
また、このX線検出器は、シンチレータ層39の上面を覆うように配置された上面反射膜43を備え、さらに、上面反射膜43の上面に低X線吸収層44を備えている。これらの上面反射膜43及び低X線吸収層44は、シンチレータ層39の上面のみに配置され、画素12ごとに独立して設けられている。
【0065】
この第4実施形態で適用される低X線吸収層44としては、例えばアクリル樹脂や、エポキシ樹脂等の樹脂、例えばガラスなどの低X線吸収体が用いられる。ここで、低X線吸収体とは、X線の吸収が少ないことが望まれるため、X線エネルギ60keVにおいて、半価層をδとしたときに、低X線吸収体の厚さTより大きくなる(δ>T)ような材料とする。
【0066】
このような構造は、例えば、第3実施形態で説明したように、シンチレータ層39に第1溝部38Aを形成する前の段階において、シンチレータ層39の上面全体に光反射性を有する反射材料を配置することで上面反射膜43を形成した後に、低X線吸収体を配置することで低X線吸収層44を形成する。その後、図3の(a)に示したように、シンチレータ層39、上面反射膜43、及び、低X線吸収層44に第1溝部38Aを形成することで画素分離し、さらに、側面反射膜421及びX線グリッド422を順次形成する。
【0067】
以上説明した第4実施形態に係るX線検出器によれば、上述した第1乃至第3実施形態のX線検出器と比較して、散乱X線の影響を受けにくく、また、X線グリッド422がTFT14間、および画素12毎のシンチレータ層39間に形成されるため、X線グリッド422とTFT14との重ね合わせ、または画素12毎のシンチレータ層39との重ねあわせによって発生するモアレの発生を抑えることができる。また、解像度特性も改善することができる。
【0068】
なお、上述した第1乃至第4実施形態に共通であるが、X線40は、図7に示すように、シンチレータ層39の中心部分から上面に距離をおいて設置されたX線源51によって、放射状に放射される。このため、シンチレータ層39を画素分離する区画部38は、X線源51から放射された通常のX線(直進波)の進行方向と平行になるように形成されることが望ましい。このような構造とすることにより、区画部38に含まれるX線グリッド422によって、散乱X線の影響を低減することができる。
【0069】
なお、この発明は上記各実施の形態に限定されるものではなく、その実施の段階ではその要旨を逸脱しない範囲で種々な変形・変更が可能である。また、各実施の形態は可能な限り適宜組み合わせて実施されてもよく、その場合組み合わせによる効果が得られる。
【0070】
この発明のX線検出器は、縦横に複数の画素が配列された構成のものについて説明したが、縦横の画素の比率が異なる(例えば、一方の画素数が1個の場合など)一見すると線状に構成されたX線検出器に適用するこも可能である。この場合、スイッチング素子はTFTを使用しなくとも実施可能である。
【0071】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、モアレの発生を抑制することが可能であるとともに、解像度を向上することが可能なX線検出器を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は、この発明の一実施の形態に係るX線検出器の回路構成を模式的に示す図である。
【図2】図2は、第1実施形態に係るX線検出器の1画素部分の構造を概略的に示す断面図である。
【図3】図3の(a)乃至(d)は、第1実施形態に係るX線検出器の区画部を形成するための形成過程を説明するための図である。
【図4】図4は、第2実施形態に係るX線検出器の1画素部分の構造を概略的に示す断面図である。
【図5】図5は、第3実施形態に係るX線検出器の1画素部分の構造を概略的に示す断面図である。
【図6】図6は、第4実施形態に係るX線検出器の1画素部分の構造を概略的に示す断面図である。
【図7】図7は、放射されるX線の進行方向と平行に形成した区画部の構造を説明するための図である。
【符号の説明】
1…X線検出器
11…光電変換基板
12…画素
13…フォトダイオード
14…薄膜トランジスタ(TFT)
15…蓄積キャパシタ
38…区画部
39…シンチレータ層
421…側面反射膜
422…X線グリッド
43…上面反射膜
44…低X線吸収層
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation detector, and more particularly, to an indirect radiation plane detector that detects a radiation image.
[0002]
[Prior art]
Active matrix type flat panel detectors have attracted much attention as new generation X-ray diagnostic detectors. By detecting the irradiated X-rays in this plane detector, an X-ray photographed image or a real-time X-ray image is output as a digital signal. Because it is a solid-state detector, expectations are extremely high in terms of image quality and stability. For this reason, many universities and manufacturers are engaged in R & D.
[0003]
As the first application for practical use, it has been developed for chest and general radiography for collecting still images with a relatively large X-ray dose, and has been commercialized in recent years. Commercialization is expected in the near future for applications in the cardiovascular and gastrointestinal fields, which need to clear higher technical hurdles and realize real-time video of 30 frames per second or more under fluoroscopic dose. . For this moving image application, improvement of S / N and real-time processing technology of minute signals are important development items.
[0004]
Flat detectors are roughly classified into two types: a direct type and an indirect type.
[0005]
The direct method is a method in which X-rays are directly converted into signal charges using a photoconductive film such as a-Se, and the converted signal charges are stored in a charge storage capacitor. In this direct method, photoconductive charges generated by X-rays are directly led to a charge storage capacitor by a high electric field, so that a resolution characteristic substantially defined by a pixel pitch of an active matrix can be obtained.
[0006]
On the other hand, the indirect method is a method in which X-rays are received by a scintillator layer and temporarily converted into visible light, the visible light is converted into signal charges by an a-Si photodiode or a CCD, and is guided to a charge storage capacitor. In the indirect method, the resolution is deteriorated by the optical diffusion and scattering of the visible light from the scintillator layer until it reaches the photodiode.
[0007]
However, in this indirect method, an X-ray detector provided with a partition for separating the scintillator layer for each pixel has been proposed. Thereby, the fluorescent light emitted in the scintillator layer is suppressed from being scattered or diffused in the lateral direction by the partition walls. Therefore, the fluorescence can efficiently reach the photoelectric conversion element such as the photodiode by the optical guiding effect, and the resolution characteristic is improved (for example, see Patent Document 1).
[0008]
In addition, in the indirect method, an X-ray detector provided with an X-ray grid that absorbs scattered X-rays in order to improve the contrast of a captured X-ray image has been proposed (for example, see Patent Document 2).
[0009]
[Patent Document 1]
JP-A-11-166976
[Patent Document 2]
Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-22842
[Problems to be solved by the invention]
In order to suppress the influence of scattered X-rays, in an X-ray detector having an X-ray grid, a photoelectric conversion substrate in which switching elements such as TFTs are arranged in a matrix in a pixel unit has an X-ray grid. A portion for shielding X-rays must be located between the switching elements. If the X-ray grid is slightly shifted in the front-rear direction and the left-right direction relatively or the X-ray grid is slightly inclined with respect to the photoelectric conversion substrate, the X-ray image taken between the X-ray grid and the switching element may not be obtained. Moiré occurs.
[0012]
In particular, in an X-ray detector having a structure including a scintillator layer with pixel separation, a similar phenomenon occurs not only between the X-ray grid and the switching element but also between the scintillator layer and the X-ray grid for each pixel. Therefore, the degree of the moire is remarkably exhibited.
[0013]
These phenomena occur not only for X-rays but also for various types of radiation.
[0014]
The present invention has been made in view of the above-described problems, and an object of the present invention is to provide a radiation detector capable of suppressing occurrence of moire and improving resolution. is there.
[0015]
[Means for Solving the Problems]
The radiation detector according to the aspect of the present invention includes:
A photoelectric conversion substrate in which a plurality of pixel-based photoelectric conversion elements are arranged,
A scintillator layer disposed on the photoelectric conversion substrate and generating fluorescence when excited by radiation,
A partition portion formed on the photoelectric conversion substrate and partitioning the scintillator layer in pixel units;
With
The partitioning portion is disposed so as to surround at least a side surface of the scintillator layer, and a side reflection film that reflects fluorescence toward the inside of the scintillator layer, and radiation that is disposed so as to surround an outer surface of the side reflection film and absorbs radiation. And a grid.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, a radiation detector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0017]
Although the present invention is applicable to various types of radiation, the following embodiment will be described with reference to a typical X-ray case of radiation as an example. Therefore, by replacing “X-ray” in the embodiment with “radiation”, the present invention can be applied to other radiations targeted by the present invention.
[0018]
As shown in FIG. 1, an X-ray detector 1 that detects an X-ray and outputs an electric signal corresponding to the intensity distribution of the X-ray has an active matrix type photoelectric conversion substrate 11 having a plurality of pixels. I have. The photoelectric conversion substrates 11 are two-dimensionally arranged in a matrix at a predetermined pitch L in a row direction (for example, a horizontal direction in the drawing) and a column direction (for example, a vertical direction in the drawing) on an insulating substrate such as glass. A plurality of pixels 12 having the same structure. In the example shown in FIG. 1, nine pixel units (12a to 12i) are illustrated.
[0019]
Each of the pixels 12 (a to i) includes a photodiode 13 functioning as a photoelectric conversion element that converts the signal charge into incident signal light intensity, a thin film transistor (hereinafter, referred to as a TFT) 14 functioning as a switching element, and a signal charge. It is composed of a storage capacitor 15 functioning as a charge storage unit for storing.
[0020]
Each TFT 14 has a gate electrode G, a source electrode S, and a drain electrode D. The drain electrode D is electrically connected to, for example, the photodiode 13 and the storage capacitor 15.
[0021]
A control circuit 16 is provided outside the photoelectric conversion substrate 11. The control circuit 16 controls the operation state of the TFT 14, for example, on / off. The control circuit 16 is connected to a plurality of control lines 17 extending in the row direction. In the example shown in FIG. 1, first to fourth four control lines 171 to 174 are provided. Each control line 17 is connected to a gate electrode G of each TFT 14 constituting the pixels 12 in the same row. For example, the first control line 171 is connected to the gate electrode G of each TFT 14 forming the pixels 12a to 12c.
[0022]
A plurality of data lines 18 are provided in the column direction. In the example shown in FIG. 1, first to fourth four data lines 181 to 184 are provided. Each data line 18 is connected to the source electrode S of each TFT 14 constituting the pixels 12 in the same column. For example, the first data line 181 is connected to the source electrode S of each TFT 14 forming the pixels 12a, 12d, and 12g.
[0023]
Each data line 17 is connected to a corresponding charge amplifier 19. Each charge amplifier 19 is composed of, for example, an operational amplifier. The data line 18 is connected to one input terminal a1, and the other input terminal a2 is grounded. A capacitor C is connected between one input terminal a1 and the output terminal b, and has an integrating function. Further, a switch S is connected in parallel with the capacitor C. For example, the switch S is closed to discharge the charge remaining in the capacitor C.
[0024]
Each charge amplifier 19 is connected to a parallel / serial converter 20 that converts a plurality of electric signals input in parallel into serial signals. The parallel / serial converter 20 is connected to an analog-digital converter 21 that converts an analog signal into a digital signal.
[0025]
(1st Embodiment)
Next, a structure of a pixel unit of the X-ray detector according to the first embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 2, one pixel portion is extracted and shown, and portions corresponding to FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is partially omitted.
[0026]
The photoelectric conversion substrate 11 includes a TFT 14 and a storage capacitor 15 formed on an insulating substrate 31 such as glass.
[0027]
The TFT 14 has three electrical connections, that is, a gate electrode G, a source electrode S, and a drain electrode D. The gate electrode G is formed on the insulating substrate 31. The gate electrode G is covered with the insulating film 32. The gate electrode G is connected to a common control line 17 together with the gate electrodes G of the other TFTs 14 located on the same row.
[0028]
The source electrode S is in contact with a semi-insulating film 33 formed on the insulating film 32. The source electrode S is connected to a common data line 18 together with the source electrodes S of other TFTs 14 located in the same column. The drain electrode D is in contact with the semi-insulating film 33. The drain electrode D is connected to the photodiode 13 and the storage capacitor 15.
[0029]
The storage capacitor 15 includes a lower electrode 34 formed on the insulating substrate 31, an upper electrode 35 provided to face the lower electrode 34 with the insulating film 32 interposed therebetween, and the like. The upper electrode 35 is electrically connected to the drain electrode D of the TFT 14.
[0030]
A first insulating layer 361 is provided above the TFT 14 and the storage capacitor 15. The photodiode 13 is formed on the first insulating layer 361. On the first insulating layer 361 around the photodiode 13, a second insulating layer 362 is provided. The second insulating layer 362 is formed in a frame shape so as to surround the photodiode 13 having a substantially rectangular shape.
[0031]
The photodiode 13 is formed of an a-Si pn diode, a PIN diode, or the like. The photodiode 13 includes a first electrode 131 formed on the first insulating layer 361, a second electrode 132 disposed to face the first electrode 131, and the like.
[0032]
The first electrode 131 is connected to the drain electrode D of the TFT 14 via a through hole 37 formed in a part of the first insulating layer 361. The second electrode 132 is formed, for example, by forming a transparent conductive film such as ITO by a sputtering method. A bias voltage is applied between the first electrode 131 and the second electrode 132.
[0033]
On the photoelectric conversion substrate 11 having the above-described structure, a scintillator layer 39 that converts X-rays incident from the outside into visible light (that is, emits fluorescence when excited by the X-rays) is disposed. Further, on the photoelectric conversion substrate 11, a partitioning section 38 for partitioning the scintillator layer 39 in pixel units is formed.
[0034]
That is, as shown in FIG. 2, the scintillator layer 39 is disposed on the photodiode 13 and the second insulating layer 362 on the photoelectric conversion substrate 11. The scintillator layer 39 is made of, for example, phosphor particles having substantially the same average particle size, for example, GOS (Gd 2 O 2 S: Tb, PR +3 , CE +3 , F). The particle size of the phosphor particles constituting the scintillator layer 39 is confirmed by, for example, photographing a cross section of the scintillator layer 39 with a scanning electron microscope.
[0035]
This scintillator layer 39 is formed, for example, by the following method.
First, a scintillator-containing coating layer is formed by applying a liquid scintillator material on a photoelectric conversion substrate 11 having a plurality of photodiodes 13 arranged in a matrix. This scintillator material is formed, for example, by using the above-mentioned powder of Gd 2 O 2 S: Tb as a phosphor particle that absorbs and emits X-rays using a resin binder and an organic solvent. This scintillator material is applied by a coating method using a dispenser, ink jet, spray, or the like.
[0036]
Thereafter, the organic solvent is removed through a drying step of heating at 60 to 150 ° C., and the scintillator-containing coating layer is cured. As a result, a good scintillator layer 39 that does not cause peeling or cracking of the film is formed.
[0037]
The partitioning section 38 converts the X-rays 40 incident on the scintillator layer 39 from above into fluorescent light 41 in the scintillator layer 39, and prevents the fluorescent light 41 from interfering with the area of the photodiode 13 of the adjacent pixel 12. Are formed along the boundaries that separate
[0038]
The partition 38 includes a side reflection film 421 and an X-ray grid 422.
[0039]
The side reflection film 421 is disposed so as to surround at least the entire side surface of the scintillator layer 39 for one pixel 12. The side reflection film 421 reflects the fluorescence 411 scattered outward toward the adjacent pixel 12 from the fluorescence 41 generated in the scintillator layer 39 toward the inside of the scintillator layer 39.
[0040]
The X-ray grid 422 is arranged so as to surround the outer surface of the side reflection film 421. That is, the X-ray grid 422 is arranged between the side reflection films 421 of the adjacent pixels 12. The X-ray grid 422 absorbs scattered X-rays scattered outward toward the adjacent pixel 12 among the X-rays incident on the pixel 12.
[0041]
The partition 38 is formed, for example, by the following method.
First, as shown in FIG. 3A, a first groove 38A having a first width W1 is formed in the scintillator layer 39. The first groove 38A may be formed to a depth reaching the second insulating layer 362 of the photoelectric conversion substrate 11, or the scintillator layer 39 may remain between the first groove 38A and the photoelectric conversion substrate 11. It may be formed at a depth.
[0042]
Thereafter, as shown in FIG. 3B, the inside of the first groove 38A is filled with a reflective material having light reflectivity, thereby forming the side surface reflective film 421. As the reflective material forming the side surface reflective film 421, particles having high refraction characteristics, for example, TiO 2 , or X-ray light emitting phosphor particles, for example, Gd 2 O 2 S: Tb are used.
[0043]
Thereafter, as shown in FIG. 3C, a second groove 38B having a second width W2 is formed in the side reflection film 421. The second width W2 is set smaller than the first width W1. The second groove 38B is formed substantially at the center of the side reflection film 421, and may be formed at a depth reaching the second insulating layer 362 of the photoelectric conversion substrate 11, or the first groove 38A and the photoelectric conversion substrate may be formed. 11 may be formed to such a depth that the scintillator layer 39 remains. The above-described first groove portion 38A and second groove portion 38B can be formed by using a dicer or a YAG third-harmonic ultraviolet laser.
[0044]
Thereafter, as shown in FIG. 3D, an X-ray grid 422 is formed by filling the inside of the second groove 38B with a high X-ray absorber. As the high X-ray absorber constituting the X-ray grid 422, a metal material such as aluminum (Al) or lead (Pb) is used.
[0045]
Here, the high X-ray absorber refers to a material having a half-value layer (thickness that reduces the energy of X-rays when the X-rays are incident on a certain substance) and has an X-ray energy of 60 keV and 0.5 mm or less. And The X-ray energy of 60 keV is a general value of the energy of X-rays used for medical purposes. Since the thickness of the light emitting layer is 0.5 mm or more, the thickness of the X-ray grid is necessarily 0.5 mm or more. It becomes. Therefore, in order to reduce the influence of scattered X-rays, that is, to efficiently absorb scattered X-rays, an X-ray absorber having at least a half-value layer of 0.5 mm or less is required.
[0046]
According to the above-described method of forming the partition 38, the X-ray grid 422 is formed by filling a metal powder as a high X-ray absorber between the side reflection films 421 of the adjacent pixels 12; An X-ray grid 422 may be formed by arranging a plate-like metal material between 421. Further, the X-ray grid 422 may be formed by a coating of a metal material surrounding the outer surface of the side reflection film 421.
[0047]
According to the X-ray detector according to the first embodiment described above, the scintillator layer 39 is partitioned into pixel units by the partition unit 38. The partition 38 includes an X-ray grid 422 that absorbs X-rays. For this reason, penetration of the scattered X-rays into the scintillator layer 39 of the adjacent pixel 12 can be suppressed. Further, since the X-ray grid 422 is formed between the TFTs 14 as switching elements, it is possible to suppress the occurrence of moire due to the overlap between the X-ray grid 422 and the TFT 14.
[0048]
Further, when the fluorescent light 41 emitted in the scintillator layer 39 reaches the partition 38, the fluorescent light 41 is absorbed by the X-ray grid 422 that absorbs X-rays. For this reason, the luminance of each pixel 12 decreases. For this reason, the partition 38 having the above-described structure includes the side reflection film 421 so as to surround the side of the scintillator layer 39 for each pixel 12.
[0049]
In such a partition 38, the fluorescence 41 that has reached the partition 38 is not absorbed and is reflected toward the inside of the scintillator layer 39. For this reason, the brightness of each pixel 12 can be improved as compared with the structure in which the partitioning section 38 is configured only by the X-ray grid 422.
[0050]
In addition, a part of the fluorescent light 41 which is not reflected by the side surface reflection film 421 and is transmitted toward the adjacent pixel 12 is absorbed by the X-ray grid 422. Therefore, the pixels 12 can be completely separated. Therefore, the resolution characteristics can be improved as compared with the structure in which the partitioning section 38 is constituted only by the side reflection film 421.
[0051]
(2nd Embodiment)
Next, a structure of a pixel unit of the X-ray detector according to the second embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 4, one pixel portion is extracted and shown, and portions corresponding to FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is partially omitted.
[0052]
The X-ray detector according to the second embodiment includes an upper reflection film 43 disposed so as to cover the upper surface of the scintillator layer 39. That is, the fluorescent light 41 emitted inside the scintillator layer 39 radiates in a spherical shape. Therefore, in addition to the fluorescent light that travels downward toward the photodiode 13, the fluorescent light 412 that travels upward toward the X-ray source that emits the X-rays 40 exists. The fluorescent light 412 is lost without being incident on the photodiode 13, and thus becomes a factor for lowering the luminance of the pixel 12.
[0053]
Thus, as shown in FIG. 4, the fluorescent light 412 is reflected toward the inside of the scintillator layer 39 by arranging the upper surface reflection film 43 over the upper surfaces of the scintillator layer 39 and the partition 38. Thus, the fluorescent light 412 travels downward toward the photodiode 13 and contributes to the luminance of the pixel 12.
[0054]
The upper reflective film 43 is made of a reflective material having light reflectivity, and is made of particles having high refraction characteristics, such as TiO 2 .
[0055]
For example, after the step of forming the X-ray grid 422 shown in FIG. 3D, a reflective material having light reflectivity is arranged on the entire upper surfaces of the scintillator layer 39 and the partition 38. Formed by
[0056]
According to the X-ray detector according to the second embodiment described above, the same effects as those of the above-described first embodiment can be obtained, and the fluorescence 412 diffused toward the upper surface is directed toward the inside of the scintillator layer 39. Since the light can be reflected, the loss of the fluorescent light 41 can be reduced, and the luminance of each pixel 12 can be improved.
[0057]
(Third embodiment)
Next, the structure of a pixel unit of the X-ray detector according to the third embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 5, one pixel portion is extracted and shown, and portions corresponding to FIG. 1 and FIG. 4 are denoted by the same reference numerals, and redundant description is partially omitted.
[0058]
In the X-ray detector according to the third embodiment, the partition 38 has a height that protrudes from the upper surface of the scintillator layer 38. That is, the partition 38, particularly the X-ray grid 422, protrudes above the upper surface of the scintillator layer 39 by a height t as shown in FIG. As the height t is larger, the penetration of scattered X-rays into the scintillator layer 39 can be suppressed.
[0059]
The X-ray detector includes an upper reflecting film 43 disposed so as to cover the upper surface of the scintillator layer 39. The upper reflecting film 43 is disposed only on the upper surface of the scintillator layer 39 and is provided independently for each pixel 12.
[0060]
Such a structure is formed, for example, as follows. That is, at a stage before forming the first groove portion 38A shown in FIG. 3A (that is, a stage before separating the scintillator layer 39 into pixels), after forming the scintillator layer 39 on the photoelectric conversion substrate 11, By disposing a reflective material having light reflectivity on the entire upper surface of the scintillator layer 39, the upper reflective film 43 is formed. Thereafter, as shown in FIG. 3A, pixels are separated by forming a first groove 38A in the scintillator layer 39 and the upper reflective film 43, and further, a side reflective film 421 and an X-ray grid 422 are sequentially formed. I do.
[0061]
According to the X-ray detector according to the third embodiment described above, the same effect as that of the above-described second embodiment can be obtained, and further, the penetration of the scattered X-rays into the scintillator layer 39 can be suppressed. Therefore, the contrast of the captured X-ray image can be improved.
[0062]
(Fourth embodiment)
Next, the structure of a pixel unit of the X-ray detector according to the fourth embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 6, one pixel portion is extracted and shown, and portions corresponding to FIGS. 1 and 5 are denoted by the same reference numerals, and a duplicate description is partially omitted.
[0063]
Also in the X-ray detector according to the fourth embodiment, similarly to the third embodiment, the partitioning portion 38 has a height t protruding from the upper surface of the scintillator layer 38, and the scattered X-rays We control invasion.
[0064]
The X-ray detector includes an upper reflecting film 43 disposed so as to cover the upper surface of the scintillator layer 39, and further includes a low X-ray absorbing layer 44 on the upper surface of the upper reflecting film 43. The upper reflective film 43 and the low X-ray absorbing layer 44 are arranged only on the upper surface of the scintillator layer 39 and are provided independently for each pixel 12.
[0065]
As the low X-ray absorption layer 44 applied in the fourth embodiment, a resin such as an acrylic resin or an epoxy resin, for example, a low X-ray absorber such as a glass is used. Here, since a low X-ray absorber is desired to have low absorption of X-rays, when the half-value layer is δ at an X-ray energy of 60 keV, it is larger than the thickness T of the low X-ray absorber. (Δ> T).
[0066]
In such a structure, for example, as described in the third embodiment, a reflective material having light reflectivity is arranged on the entire upper surface of the scintillator layer 39 before the first groove 38A is formed in the scintillator layer 39. After forming the upper surface reflection film 43 by performing the process, the low X-ray absorption layer 44 is formed by disposing the low X-ray absorber. Thereafter, as shown in FIG. 3A, pixels are separated by forming first grooves 38A in the scintillator layer 39, the upper reflecting film 43, and the low X-ray absorbing layer 44, and further, the side reflecting films are formed. 421 and an X-ray grid 422 are sequentially formed.
[0067]
According to the X-ray detector according to the fourth embodiment described above, compared to the X-ray detectors according to the first to third embodiments, the X-ray detector is less susceptible to scattered X-rays. Since 422 is formed between the TFTs 14 and between the scintillator layers 39 for each pixel 12, the occurrence of moire caused by the superposition of the X-ray grid 422 and the TFT 14 or the superposition of the scintillator layer 39 for each pixel 12 is prevented. Can be suppressed. In addition, resolution characteristics can be improved.
[0068]
Although common to the first to fourth embodiments described above, the X-rays 40 are provided by an X-ray source 51 provided at a distance from the center of the scintillator layer 39 to the upper surface, as shown in FIG. Radiated radially. For this reason, it is desirable that the partitioning section 38 for separating the pixels of the scintillator layer 39 be formed so as to be parallel to the traveling direction of the normal X-ray (straight wave) emitted from the X-ray source 51. With such a structure, the influence of scattered X-rays can be reduced by the X-ray grid 422 included in the partition 38.
[0069]
The present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications and changes can be made at the stage of implementation without departing from the scope of the invention. In addition, the embodiments may be implemented in appropriate combinations as much as possible, and in that case, the effect of the combination is obtained.
[0070]
The X-ray detector according to the present invention has been described with respect to a configuration in which a plurality of pixels are arranged vertically and horizontally. However, at first glance, the ratio of the pixels vertically and horizontally is different (for example, when one of the pixels is one, etc.). It is also possible to apply to the X-ray detector comprised in the shape. In this case, the switching element can be implemented without using a TFT.
[0071]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, it is possible to provide an X-ray detector capable of suppressing generation of moiré and improving resolution.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram schematically showing a circuit configuration of an X-ray detector according to one embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a sectional view schematically showing a structure of one pixel portion of the X-ray detector according to the first embodiment.
FIGS. 3A to 3D are views for explaining a forming process for forming a partition of the X-ray detector according to the first embodiment.
FIG. 4 is a sectional view schematically showing a structure of one pixel portion of an X-ray detector according to a second embodiment.
FIG. 5 is a cross-sectional view schematically showing a structure of one pixel portion of an X-ray detector according to a third embodiment.
FIG. 6 is a sectional view schematically showing a structure of one pixel portion of an X-ray detector according to a fourth embodiment.
FIG. 7 is a diagram for explaining a structure of a partition formed in parallel with a traveling direction of emitted X-rays.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... X-ray detector 11 ... photoelectric conversion substrate 12 ... pixel 13 ... photodiode 14 ... thin film transistor (TFT)
15. Storage capacitor 38 Partition 39 Scintillator layer 421 Side reflection film 422 X-ray grid 43 Top reflection film 44 Low X-ray absorption layer

Claims (8)

画素単位の光電変換素子が複数配列してなる光電変換基板と、
前記光電変換基板上に配置され、放射線により励起されて蛍光を発生するシンチレータ層と、
前記光電変換基板上に形成され、前記シンチレータ層を画素単位に区画する区画部と、
を備え、
前記区画部は、前記シンチレータ層の少なくとも側面を囲むように配置され蛍光を前記シンチレータ層内部に向けて反射する側面反射膜と、前記側面反射膜の外面を囲むように配置され放射線を吸収する放射線グリッドと、で構成されたことを特徴とする放射線検出器。
A photoelectric conversion substrate in which a plurality of pixel-based photoelectric conversion elements are arranged,
A scintillator layer disposed on the photoelectric conversion substrate and generating fluorescence when excited by radiation,
A partition portion formed on the photoelectric conversion substrate and partitioning the scintillator layer in pixel units;
With
The partitioning portion is disposed so as to surround at least a side surface of the scintillator layer, and a side reflection film that reflects fluorescence toward the inside of the scintillator layer, and radiation that is disposed so as to surround an outer surface of the side reflection film and absorbs radiation. A radiation detector, comprising: a grid;
前記シンチレータ層の上面を覆うように配置され蛍光を前記シンチレータ層内部に向けて反射する上面反射膜を備えたことを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 1, further comprising an upper surface reflection film that is arranged to cover an upper surface of the scintillator layer and reflects fluorescence toward the inside of the scintillator layer. 前記区画部は、前記シンチレータ層の上面より突出する高さを有することを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 1, wherein the partition has a height protruding from an upper surface of the scintillator layer. 前記シンチレータ層の上面のみを覆うように配置され蛍光を前記シンチレータ層内部に向けて反射する上面反射膜を備えたことを特徴とする請求項3に記載の放射線検出器。4. The radiation detector according to claim 3, further comprising a top reflection film disposed so as to cover only an upper surface of the scintillator layer and reflecting fluorescence toward the inside of the scintillator layer. 5. 前記上面反射膜の上面に低放射線吸収層を備えたことを特徴とする請求項4に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 4, wherein a low radiation absorption layer is provided on an upper surface of the upper reflection film. 前記放射線グリッドは、隣接する画素の前記側面反射膜の間に重金属材料の粉体を充填することで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 1, wherein the radiation grid is formed by filling a powder of a heavy metal material between the side reflection films of the adjacent pixels. 前記放射線グリッドは、隣接する画素の前記側面反射膜の間に板状の重金属材料を配置することで形成されたことを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 1, wherein the radiation grid is formed by arranging a plate-like heavy metal material between the side reflection films of adjacent pixels. 前記放射線グリッドは、前記側面反射膜の外面を囲む重金属材料の被膜で形成されたことを特徴とする請求項1に記載の放射線検出器。The radiation detector according to claim 1, wherein the radiation grid is formed of a coating of a heavy metal material surrounding an outer surface of the side reflection film.
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