JP2005033003A - Radiation detector and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線で撮影された放射線画像を検出する放射線検出器およびその製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
放射線検出器として、例えば、複数のX線検出素子を2次元的に配置した平面状検出器が注目されている。平面状検出器は、X線で撮影したX線画像またはリアルタイムのX線画像をデジタル信号として出力可能である。なお、平面状検出器は、固体検出器であるため、画質性能の向上や安定性の面でも期待されている。
【0003】
平面状検出器は、比較的大きな線量で静止画像を収集する一般撮影用や胸部撮影用のものがすでに開発され、商品化もされている。
【0004】
近い将来、例えば透視線量を用い、毎秒30画面以上のX線動画の検出が可能で、循環器や消化器等の分野に応用した製品の商品化も予測されている。このようなX線動画の検出には、S/Nの改善や、微小信号のリアルタイム処理技術等の開発が求められている。
【0005】
平面状検出器は、大きく分けると直接方式および間接方式の2つがある。
【0006】
直接方式は、a−Se等のX線光導電材料を用いてX線を信号電荷に直接変換し、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。
【0007】
これに対し、間接方式は、シンチレータ材料を用いてX線を可視光に変換し、変換した可視光をa−SiフォトダイオードやCCDで信号電荷に変換し、その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。
【0008】
直接方式において、検出面に2次元に配列された画素毎に、画素部、電荷蓄積部、TFTおよびツェナダイオードを設け、ツェナダイオードによりTFTの入力側に入力される電圧が、TFTを破壊する電圧未満の所定の電圧になった時点で電荷蓄積部に電荷を出力することにより、TFT(読み出しスイッチ)の破壊を防止する検出器が既に提案されている(例えば、特許文献1参照)。
【0009】
【特許文献1】
特開平10−10237号公報(要約書、図1、段落[0038]〜[0048])。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】
直接方式の放射線平面状検知器においては、放射線光導電層の特性、すなわち入射した放射線の強度に対する出力信号の強度(入射放射線を信号電荷として出力可能な変換効率)が重要となる。このことから、放射線−信号電荷変換効率を向上させる目的で、放射線光導電層には、例えばPbI2(沃化鉛)やHgI2(沃化水銀)等の金属沃化物または金属ハロゲン化合物系の光導電材料が用いられる。
【0011】
放射線光導電層にPbI2やHgI2等の金属沃化物または金属ハロゲン化合物系を用いた場合、入射した放射線に対する出力信号の強度を高め、しかも放射線吸収量を十分に確保するため、放射線光導電層には、数百μm以上の厚さが要求される。
【0012】
しかしながら、膜厚が数百μm以上の放射線光導電層を用いた場合、入射した放射線の強度に対する出力信号の強度の向上、およびバイアス電極が印加される方向と直角な方向への光導電電荷の拡散を防止するため、バイアス電極として、数kV以上の高電圧が印加されなければならない。
【0013】
放射線光導電層を形成する場合、通常は、真空蒸着法やスパッタリング法が利用されるが、PbI2やHgI2等の金属沃化物または金属ハロゲン化合物系の光導電材料は、結晶成長性が不安定なため、真空蒸着法やスパッタリング法では、数百μmにもおよぶ膜厚の層を形成することは困難である。
【0014】
このため、PbI2やHgI2等の金属沃化物または金属ハロゲン化合物系により放射線光導電層を構成する場合、PbI2やHgI2等と、例えば樹脂であるバインダーとを混合して、塗布する方法が広く利用されている。
【0015】
しかしながら、バインダーを用いることにより、放射線光導電層中のPbI2やHgI2等の密度がバインダーの混合量の分だけ低下することから、放射線を電荷に変換する変換効率が低下する問題がある。
【0016】
また、バインダーとして利用されるエポキシ樹脂等の誘電率はPbI2やHgI2等の光導電材料よりも低いため、バイアス電極に印加されたバイアス電圧の多くは、バインダーに分担(印加)される(バインダーに作用する電界が光導電材料に作用する電界よりも高くなる)。このことは、入射した放射線に対する出力信号の強度の劣化およびバインダーの絶縁破壊等を生じさせる問題がある。
【0017】
この発明の目的は、直接方式における放射線平面状検知器の出力信号の強度特性(放射線−信号電荷変換効率)を改善すること、および出力信号の強度特性を改善可能な放射線平面状検出器の製造方法を提供することにある。
【0018】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上述問題点に基づきなされたもので、平面基板上に画素電極とスイッチング素子が一次元もしくは二次元的に複数設けられている回路基板と、この回路基板に接触され、入射放射線をその強度に対応する大きさの電荷に変換する放射線−電荷変換媒体の粒子を含む放射線光導電層と、この放射線光導電層に所定のバイアス電圧を印加可能なバイアス電極とを具備する放射線検出器において、前記放射線光導電層は、上記放射線−電荷変換媒体粒子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚に保持可能なバインダーを含み、上記放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率と上記バインダーの誘電率との関係が、放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率 < バインダーの誘電率であることを特徴とした放射線検出器である。
【0019】
また本発明は、平面基板上にスイッチング素子および電荷蓄積用キャパシタを、一次元もしくは二次元的に複数形成し、スイッチング素子および電荷蓄積用キャパシタにより定義される画素領域毎に絶縁層を介在させて、画素電極を配置し、画素電極および画素領域を、放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率より誘電率の大きなバインダーを用いて、放射線−電荷変換媒体粒子と放射線−電荷変換媒体素子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚とした放射線光導電層により覆い、放射線光導電層を、バイアス電極層で覆う、ことを特徴とする放射線検出器の製造方法である。
【0020】
【発明の実施の形態】
なお、本発明においてはX線,γ線,その他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、本発明が対象とする他の放射線にも適用可能である。
【0021】
以下、図面を参照してこの発明の実施形態の一例を詳細に説明する。
【0022】
図1に示すように、直接方式のX線平面状検出器101は、アクティブマトリクス基板1上に、入力された放射線(この例ではX線)の強度に対応する大きさの信号電荷を生起可能なX線−信号電荷変換層であるX線光導電層2を有する。なお、図1は、図2を用いて後段に説明するように、m行×n列のマトリクス状に複数の信号電荷検出部と信号取出し素子とが設けられているアクティブマトリクス基板1およびX線光導電層2を、2画素分を切り出した断面を、拡大して示している。
【0023】
図1に示される通り、X線光導電層2上には、X線光導電層2にバイアス電圧を印加することのできるバイアス電極3が設けられている。
【0024】
マトリクス基板1は、例えばガラスで構成される支持基板4上であって、X線光導電層2との間に、X線光導電層2により生起された信号電荷をm行×n列に区分された領域毎に独立に取り込む画素電極5、画素電極5により取り込まれた信号電荷が蓄積される電荷蓄積用キャパシタ6、および電荷蓄積用キャパシタ6に蓄積された信号電荷を所定のタイミングで転送するためのスイッチング素子としてのTFT(薄膜トランジスタ)7を有する。なお、電荷蓄積用キャパシタ6およびTFT7のそれぞれにより定義されるm×n個の単位画素とX線光導電層2とは、例えばSiO2(酸化珪素)等で形成される絶縁層8により絶縁されている。
【0025】
個々の画素電極5は、例えばスルーホール9により、絶縁層8により絶縁されているTFT7のドレイン電極10と接続されている。なお、ドレイン電極10には、電荷蓄積用キャパシタ6の一方の電極となる透明電極11が接続されている。
【0026】
X線光導電層2は、例えばPbI2(沃化鉛)やHgI2(沃化水銀)等の金属沃化物または金属ハロゲン化合物を主成分とするX線−電荷変換媒体が所定の大きさの粒子状に形成されたX線−電荷変換粒子12とこのX線−電荷変換媒体粒子12を保持するバインダー13からなる。なお、バインダー13としては、例えばエポキシ樹脂等の樹脂材料が広く利用可能である。また、バインダー13は、結晶成長性が不安定なX線−電荷変換媒体(PbI2やHgI2)粒子12を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚に堆積するために有益である。
【0027】
なお、図1に示したX線検出器101は、ガラス基板4上に電荷蓄積用キャパシタ6およびTFT7を、一次元もしくは二次元的に複数形成し、
電荷蓄積用キャパシタ6およびTFT7により定義される画素領域毎に絶縁層8介して画素電極5を配置し、
画素電極5および画素領域を、X線−電荷変換媒体粒子12の誘電率より誘電率の大きなバインダー13(例えばX線−電荷変換媒体粒子12の誘電率とバインダー13の誘電率の比は1:2である)を用いて、X線−電荷変換媒体粒子とX線−電荷変換媒体素子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚としたX線光導電層2により覆い、
X線光導電層2を、バイアス電極3で覆う、
ことにより、容易に形成される。
【0028】
図1に示した直接方式のX線平面状検出器のバイアス電極3に所定のバイアス電圧Vbが印加された状態でバイアス電極3に入射X線Rが照射されると、X線光導電層2で生起された電荷14は、バイアス電極3に印加されているバイアス電圧Vbにより方向づけられる電界により、アクティブマトリックス基板1上の任意の画素電極5に移動され、TFT7のドレイン電極10を経由して、電荷蓄積用キャパシタ6に蓄積される。なお、電荷14は、図1においては、電子eとホール(正孔)hとが、それぞれバイアス電極3と画素電極5に向かう状態として説明されている。
【0029】
電荷蓄積用キャパシタ6に蓄積された電荷14は、図2を用いて以下に説明する信号読み出し部により、所定のタイミングで、図示しない信号(画像)処理部に出力される。
【0030】
図2は、図1に説明した個々の画素から信号電荷を読み出すための信号取出し部を概略的に説明する等価回路である。
【0031】
m×n個の格子状に配列された各TFT7のゲート電極15は、図示しない走査線制御回路と接続されているm本の制御電極16と個々に接続されている。また、TFT7のドレイン電極10は、図示しない読み出し制御回路と接続されているn本の読み出し電極17と個々に接続されている。
【0032】
従って、制御電極16により任意の1行分のゲート電極15にオン信号が入力されて個々のTFTがオンされるまでの間、各画素に設けられている画素電極5を介してキャパシタ6に蓄積された電荷14は、TFT7がオンされることで、読み出し電極17に出力される。
【0033】
すなわち、マトリクス状に配列されたm×n個の画素に入射され、光導電層2により電荷に変換されてキャパシタ6に蓄えられているX線画像に対応する電荷は、図示しない読み出し制御回路の制御により、任意の行毎に順に取出される。取出された信号電荷は、図示しない信号(画像)処理部に出力される。
【0034】
上述のX線光導電層2は、マクロ(巨視)的には、X線−信号電荷変換粒子12の層2aとバインダー13の層2bの2層で構成された状態として、図3に示されるように近似できる。なお、図3は、X線光導電層2をX線−信号電荷変換粒子12の層2aとバインダー13の層2bの2層で構成される近似としているのであるため、X線−信号電荷変換粒子12の層2aとバインダー13の層2bの位置関係は、逆であっても良い。つまり、バインダー13の層2bがバイアス側に、X線−信号電荷変換粒子12の層2aが単位画素側に配置された状態で近似しても同様であることはいうまでもない。
【0035】
従って、バイアス電極3に印加されるバイアス電圧Vbの大きさをV[V]、X線光導電層2の厚さをd、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の体積混合比をd1:d2 ,誘電率比をe1:e2 ,印加電界比をE1:E2とすると、X線−信号電荷変換粒子12に作用する電界の大きさE1とバインダー13に作用する電界の大きさE2は、
E1=e2V/(e2d1+e1d2)・・・(A)
E2=e1V/(e2d1+e1d2)・・・(B)
と表記される。
【0036】
ここで、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の体積混合比を1:1とすると、式(A)および式(B)は、
E1=2e2V/(e1+e2)d・・・(C)
E2=2e1V/(e1+e2)d・・・(D)
と表記される。
【0037】
式(C)および式(D)から、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率比の関係がe1<e2となるようにバインダー13の材質を選択することにより、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率比の関係がe1≧e2となるようにバインダー13の材質を設定した場合に比べて、X線−信号電荷変換粒子12に作用する電界E1をバインダー13に作用する電界E2よりも高く(バインダー13に作用する電界E2を低く)設定できる。
【0038】
従って、バインダー13に作用する電界の大きさが低下されるので、絶縁破壊が防止でき、しかも入射したX線に対する出力信号の強度特性を改善できる。
【0039】
例えば、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の体積混合比を9:1とし、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率比が1:10となるような強誘電性ポリマー(例えば、弗化ビニリデンとトリフルオロエチレンの共重合体等の弗化物ポリマーやシアン化ビニリデンと酢酸ビニルの共重合体等のシアノ基もしくはシアノエチル基を有するポリマー等に代表される有機物または重金属を含み誘電率の高い)をバインダー13に選択すると、式(A)および式(B)より、X線−信号電荷変換粒子12に作用する電界E1およびバインダー13に作用する電界E2は、
E1=100V/91d・・・(E)
E2=10V/91d ・・・(F)
となる。
【0040】
このことから、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率比を1:10とした場合には、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率比が1:1である場合に比べて、X線−信号電荷変換粒子12に作用する電界を概ね10%高めることができ、バインダー13に作用する電界を概ね90%低くできる。
【0041】
従って、バインダー13に作用する電界の大きさが低下されるので、絶縁破壊が防止でき、かつ入射したX線に対する出力信号の強度特性が改善できる。なお、X線−信号電荷変換粒子12とバインダー13の誘電率の比は、例えば1:2程度であっても、誘電率比が1:1である場合に比べて、バインダー13に作用する電界の大きさを低減できることはいうまでもない。また、バインダー13の材質としては、好ましくは、有機物または重金属を含むポリマーが有益である。
【0042】
以上説明したように、この発明によれば、マトリクス状に配置された画素から得られるX線−電荷変換出力の変換効率を高めることができる。しかも、X線−電荷変換媒体の粒子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で所定の膜厚に堆積可能とするバインダーに作用する電界の大きさを抑えることにより、バインダーに絶縁破壊が生じることを抑止できる。
【0043】
従って、X線−電荷変換効率が高く、安定に動作可能なX線平面状検出器が得られる。
【0044】
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。
【0045】
また、上述した実施の形態においては縦横の複数の画素が配列されたX線検出器について説明したが、縦横の画素の比率が異なる(例えば、一方の画素が1個の場合等)一見すると線状に構成されたX線検出器にも適用可能である。
【0046】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明によれば、放射線−電荷変換効率が高く、安定に動作可能な放射線平面状検出器が得られる。また、個々の画素により放射線が電荷に変換される効率が高められることは、実質的な感度の向上にあたることから、検査対象物(検体)に照射しなければならない放射線量を低減でき、特に検体が人体である場合には、被爆量を低減できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の実施の形態が適用可能なX線検出器の一例を説明する概略図。
【図2】図1に示したX線検出器におけるアクティブマトリックス基板の一例を説明する概略図画素単位部分を説明する概略図。
【図3】図1に示したX線検出器のX線光導電層を巨視的に捕らえて近似した概略図。
【符号の説明】
1…アクティブマトリックス基板、2…X線光導電層、3…バイアス電極、4…支持基板、5…画素電極、6…電荷蓄積用キャパシタ、7…薄膜トランジスタ(TFT)、8…絶縁層、9…スルーホール、10…ドレイン電極、11…透明電極、12…X線(放射線)−電荷変換媒体粒子(金属沃化物または金属ハロゲン化物を主成分とする粒子)、13…バインダー、14…電荷(光導電電荷)、15…ゲート電極、16…制御電極、17…読み出し電極、R…入射X線、e…電子、h…ホール(正孔)、101…X線平面状検出器。[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a radiation detector for detecting a radiographic image taken with radiation and a method for manufacturing the same.
[0002]
[Prior art]
As a radiation detector, for example, a planar detector in which a plurality of X-ray detection elements are two-dimensionally arranged is drawing attention. The planar detector can output an X-ray image taken with X-rays or a real-time X-ray image as a digital signal. Since the flat detector is a solid state detector, it is expected to improve image quality performance and stability.
[0003]
Planar detectors for general radiography and chest radiography that collect still images with relatively large doses have already been developed and commercialized.
[0004]
In the near future, X-ray moving images of 30 screens or more per second can be detected using, for example, fluoroscopic doses, and commercialization of products applied to fields such as circulatory organs and digestive organs is also predicted. For detection of such an X-ray moving image, improvement of S / N, development of a real-time processing technique of minute signals, and the like are required.
[0005]
There are two types of planar detectors: a direct method and an indirect method.
[0006]
The direct method is a method in which an X-ray is directly converted into a signal charge using an X-ray photoconductive material such as a-Se, and the converted signal charge is stored in a charge storage capacitor.
[0007]
On the other hand, the indirect method converts X-rays into visible light using a scintillator material, converts the converted visible light into signal charges with an a-Si photodiode or CCD, and converts the signal charges into a charge storage capacitor. This is an accumulation method.
[0008]
In the direct method, a pixel portion, a charge storage portion, a TFT, and a Zener diode are provided for each pixel that is two-dimensionally arranged on the detection surface, and the voltage input to the TFT input side by the Zener diode is a voltage that destroys the TFT. There has already been proposed a detector that prevents destruction of a TFT (readout switch) by outputting a charge to the charge storage section when a predetermined voltage lower than the predetermined voltage is reached (see, for example, Patent Document 1).
[0009]
[Patent Document 1]
Japanese Patent Laid-Open No. 10-10237 (abstract, FIG. 1, paragraphs [0038] to [0048]).
[0010]
[Problems to be solved by the invention]
In the direct radiation flat detector, the characteristics of the radiation photoconductive layer, that is, the intensity of the output signal with respect to the intensity of the incident radiation (conversion efficiency capable of outputting the incident radiation as a signal charge) is important. Therefore, the radiation - for the purpose of improving the signal charge conversion efficiency, the radiation photoconductive layer, for example,
[0011]
When a metal iodide or metal halide compound such as PbI 2 or HgI 2 is used for the radiation photoconductive layer, the radiation photoconductive layer is used to increase the intensity of the output signal with respect to the incident radiation and to secure a sufficient amount of radiation absorption. The layer is required to have a thickness of several hundred μm or more.
[0012]
However, when a radiation photoconductive layer having a film thickness of several hundred μm or more is used, the output signal intensity is improved with respect to the intensity of the incident radiation, and the photoconductive charge in the direction perpendicular to the direction in which the bias electrode is applied. In order to prevent diffusion, a high voltage of several kV or more must be applied as the bias electrode.
[0013]
When the radiation photoconductive layer is formed, a vacuum deposition method or a sputtering method is usually used. However, a metal iodide such as PbI 2 or HgI 2 or a metal halide compound-based photoconductive material has poor crystal growth. Since it is stable, it is difficult to form a layer having a film thickness of several hundred μm by vacuum deposition or sputtering.
[0014]
Therefore, when configuring the radiation photoconductive layer by PbI 2 and HgI metal iodide such as 2 or metal halide-based, and the like PbI 2 and HgI 2, for example, a binder which is a resin were mixed, a method of coating Is widely used.
[0015]
However, since the density of PbI 2 , HgI 2, etc. in the radiation photoconductive layer is reduced by the amount of the binder mixed by using the binder, there is a problem in that the conversion efficiency for converting radiation into electric charge is reduced.
[0016]
In addition, since the dielectric constant of an epoxy resin or the like used as a binder is lower than that of a photoconductive material such as PbI 2 or HgI 2 , most of the bias voltage applied to the bias electrode is shared (applied) to the binder ( The electric field acting on the binder is higher than the electric field acting on the photoconductive material). This causes problems such as deterioration of the intensity of the output signal with respect to incident radiation and dielectric breakdown of the binder.
[0017]
The object of the present invention is to improve the intensity characteristic (radiation-signal charge conversion efficiency) of the output signal of the radiation flat detector in the direct method, and to manufacture a radiation flat detector capable of improving the intensity characteristic of the output signal. It is to provide a method.
[0018]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been made on the basis of the above-described problems. A circuit board in which a plurality of pixel electrodes and switching elements are provided one-dimensionally or two-dimensionally on a planar substrate, and the circuit board is brought into contact with the incident radiation. A radiation detector comprising a radiation photoconductive layer containing particles of a radiation-to-charge conversion medium that converts the charge into a magnitude corresponding to the intensity, and a bias electrode capable of applying a predetermined bias voltage to the radiation photoconductive layer The radiation photoconductive layer includes a binder capable of maintaining a predetermined film thickness in a state where the radiation-charge conversion medium particles are in contact with each other or close to each other at a predetermined density, and the radiation-charge conversion layer The radiation detector characterized in that the relationship between the dielectric constant of the medium particles and the dielectric constant of the binder is: the dielectric constant of the radiation-charge conversion medium particles <the dielectric constant of the binder A.
[0019]
In the present invention, a plurality of switching elements and charge storage capacitors are formed one-dimensionally or two-dimensionally on a planar substrate, and an insulating layer is interposed for each pixel region defined by the switching elements and charge storage capacitors. The pixel electrode is arranged, and the pixel electrode and the pixel region are brought into contact with each other by using a binder having a dielectric constant larger than that of the radiation-charge converting medium particle and the radiation-charge converting medium particle and the radiation-charge converting medium element. Or a radiation photoconductive layer having a predetermined thickness in a state of being close to each other at a predetermined density, and covering the radiation photoconductive layer with a bias electrode layer. is there.
[0020]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
In the present invention, the present invention can be applied to X-rays, γ-rays, and other various radiations. However, in the following embodiment, a case of representative X-rays in radiation will be described as an example. Therefore, by replacing “X-ray” in the embodiment with “radiation”, the present invention can be applied to other radiation targeted by the present invention.
[0021]
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0022]
As shown in FIG. 1, a direct X-ray
[0023]
As shown in FIG. 1, a
[0024]
The matrix substrate 1 is on a
[0025]
Each
[0026]
X-ray
[0027]
The
A
In the
Covering the
Thus, it is easily formed.
[0028]
When the
[0029]
The
[0030]
FIG. 2 is an equivalent circuit schematically illustrating a signal extraction unit for reading out signal charges from the individual pixels illustrated in FIG.
[0031]
The
[0032]
Therefore, accumulation is performed in the
[0033]
That is, the charges corresponding to the X-ray image incident on m × n pixels arranged in a matrix and converted into charges by the
[0034]
The above-mentioned
[0035]
Accordingly, the magnitude of the bias voltage Vb applied to the
E 1 = e 2 V / (e 2 d 1 + e 1 d 2 ) (A)
E 2 = e 1 V / (e 2 d 1 + e 1 d 2 ) (B)
It is written.
[0036]
Here, when the volume mixing ratio of the X-ray-signal
E 1 = 2e 2 V / (e 1 + e 2 ) d (C)
E 2 = 2e 1 V / (e 1 + e 2 ) d (D)
It is written.
[0037]
From the formulas (C) and (D), by selecting the material of the
[0038]
Accordingly, the magnitude of the electric field acting on the
[0039]
For example, a ferroelectric polymer in which the volume mixing ratio of the X-ray-signal
E 1 = 100V / 91d (E)
E 2 = 10V / 91d (F)
It becomes.
[0040]
Therefore, when the dielectric constant ratio between the X-ray-signal
[0041]
Therefore, the magnitude of the electric field acting on the
[0042]
As described above, according to the present invention, the conversion efficiency of the X-ray-charge conversion output obtained from the pixels arranged in a matrix can be increased. In addition, by suppressing the magnitude of the electric field acting on the binder that allows the particles of the X-ray-charge conversion medium to contact each other or to be deposited in a predetermined film thickness in a state of being close to each other at a predetermined density, Insulation breakdown can be prevented.
[0043]
Therefore, an X-ray planar detector with high X-ray-charge conversion efficiency and stable operation can be obtained.
[0044]
The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications and changes can be made without departing from the scope of the invention when it is implemented. Moreover, each embodiment may be implemented in combination as appropriate as possible, and in that case, the effect of the combination can be obtained.
[0045]
In the above-described embodiment, the X-ray detector in which a plurality of vertical and horizontal pixels are arranged has been described. However, the ratio of the vertical and horizontal pixels is different (for example, when one pixel is one). The present invention is also applicable to an X-ray detector configured in a shape.
[0046]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, a radiation flat detector having high radiation-to-charge conversion efficiency and capable of operating stably can be obtained. In addition, since the efficiency with which radiation is converted into electric charges by each pixel is increased, it corresponds to a substantial improvement in sensitivity. Therefore, it is possible to reduce the amount of radiation that has to be irradiated on the inspection object (specimen). When is a human body, the amount of exposure can be reduced.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an X-ray detector to which an embodiment of the present invention can be applied.
FIG. 2 is a schematic diagram for explaining an example of an active matrix substrate in the X-ray detector shown in FIG. 1;
3 is a schematic view that approximates the X-ray photoconductive layer of the X-ray detector shown in FIG. 1 macroscopically.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Active matrix substrate, 2 ... X-ray photoconductive layer, 3 ... Bias electrode, 4 ... Support substrate, 5 ... Pixel electrode, 6 ... Charge storage capacitor, 7 ... Thin-film transistor (TFT), 8 ... Insulating layer, 9 ... Through hole, 10 ... drain electrode, 11 ... transparent electrode, 12 ... X-ray (radiation) -charge conversion medium particles (particles mainly composed of metal iodide or metal halide), 13 ... binder, 14 ... charge (light Conductive charge), 15 ... gate electrode, 16 ... control electrode, 17 ... readout electrode, R ... incident X-ray, e ... electron, h ... hole (hole), 101 ... X-ray planar detector.
Claims (7)
前記放射線光導電層は、上記放射線−電荷変換媒体粒子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚に保持可能なバインダーを含み、上記放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率と上記バインダーの誘電率との関係が、放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率 < バインダーの誘電率であることを特徴とした放射線検出器。A circuit board in which a plurality of pixel electrodes and switching elements are provided one-dimensionally or two-dimensionally on a planar substrate, and radiation that is brought into contact with the circuit board and converts incident radiation into charges having a magnitude corresponding to the intensity thereof. In a radiation detector comprising a radiation photoconductive layer containing particles of a charge conversion medium, and a bias electrode capable of applying a predetermined bias voltage to the radiation photoconductive layer,
The radiation photoconductive layer includes a binder capable of maintaining a predetermined film thickness in a state where the radiation-charge conversion medium particles are in contact with each other or close to each other at a predetermined density, and the radiation-charge conversion medium particles The radiation detector characterized in that the relationship between the dielectric constant of the binder and the dielectric constant of the binder is such that the dielectric constant of the radiation-charge conversion medium particles <the dielectric constant of the binder.
スイッチング素子および電荷蓄積用キャパシタにより定義される画素領域毎に絶縁層を介在させて、画素電極を配置し、
画素電極および画素領域を、放射線−電荷変換媒体粒子の誘電率より誘電率の大きなバインダーを用いて、放射線−電荷変換媒体粒子と放射線−電荷変換媒体素子を相互に接触させ、あるいは所定の密度で近接させた状態で、所定の膜厚とした放射線光導電層により覆い、
放射線光導電層を、バイアス電極層で覆う、
ことを特徴とする放射線検出器の製造方法。A plurality of switching elements and charge storage capacitors are formed one-dimensionally or two-dimensionally on a planar substrate,
A pixel electrode is disposed with an insulating layer interposed for each pixel region defined by the switching element and the charge storage capacitor,
The pixel electrode and the pixel region are brought into contact with each other by using a binder having a dielectric constant larger than that of the radiation-charge conversion medium particles, or at a predetermined density. Covered with a radiation photoconductive layer having a predetermined film thickness in a close proximity,
Covering the radiation photoconductive layer with a bias electrode layer;
The manufacturing method of the radiation detector characterized by the above-mentioned.
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CN101919023A (en) * | 2008-01-14 | 2010-12-15 | 欧文·温伯格 | Radiation detector assembly, radiation detector, and method for radiation detection |
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2003
- 2003-07-14 JP JP2003196602A patent/JP2005033003A/en active Pending
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