JP2005276975A - Manufacturing method of photoconductive layer constituting radiation imaging panel - Google Patents
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Description
本発明は、X線などの放射線撮像装置に適用して好適な放射線撮像パネルに関し、詳しくは、放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法に関するものである。 The present invention relates to a radiation imaging panel suitable for application to a radiation imaging apparatus such as an X-ray, and more particularly to a method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel.
従来より、医療用X線撮影において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、X線に感応する光導電層を感光体として用い、この光導電層にX線により形成された静電潜像を、光或いは多数の電極で読み取って記録するX線撮像パネルが知られている。これらは、周知の撮影法であるTV撮像管による間接撮影法と比較して高解像度であること点で優れている。 Conventionally, in medical X-ray photography, a photoconductive layer sensitive to X-rays has been used as a photoconductor to reduce the exposure dose received by subjects and improve diagnostic performance. An X-ray imaging panel that reads and records a recorded electrostatic latent image with light or multiple electrodes is known. These are superior in that the resolution is higher than the indirect photographing method using a TV image pickup tube which is a well-known photographing method.
上述したX線撮像パネルは、この撮像パネル内に設けられた電荷生成層にX線を照射することによって、X線エネルギーに相当する電荷を生成し、生成した電荷を電気信号として読み出すようにしたものであって、上記光導電層は電荷生成層として機能する。従来より、この光導電層としてはアモルファスセレンが使用されているが、アモルファスセレンは一般にX線吸収率が低いために光導電層の厚みを厚く(例えば500μm以上)形成する必要がある。 The X-ray imaging panel described above generates charges corresponding to X-ray energy by irradiating the charge generation layer provided in the imaging panel with X-rays, and reads the generated charges as an electrical signal. The photoconductive layer functions as a charge generation layer. Conventionally, amorphous selenium has been used as the photoconductive layer. However, since amorphous selenium generally has a low X-ray absorption rate, the photoconductive layer must be formed thick (for example, 500 μm or more).
しかし、膜厚を厚くすると読取速度が低下するとともに、潜像形成後少なくとも読出しを開始してから終了するまでの間、光導電層に高圧を印加するため、暗電流が増加し、暗電流による電荷が潜像電荷に加算され、低線量域でのコントラストを低下させるという問題がある。また、高圧を印可するためにデバイスを劣化させやすく、耐久性が低下したり、電気ノイズを発生しやすくなる。さらに、光導電層は通常蒸着法によって形成されるため、上述したような厚みとなるまで光導電層を成長させるには相当な時間がかかり、またその管理も大変である。このことは結局のところ製造コストの上昇となり、X線撮像パネルのコストアップを招来することになる。 However, when the film thickness is increased, the reading speed decreases, and since a high voltage is applied to the photoconductive layer at least after the start of reading after the latent image is formed, the dark current increases, and the dark current is increased. There is a problem in that the charge is added to the latent image charge and the contrast in the low-dose region is lowered. Further, since a high voltage is applied, the device is likely to be deteriorated, durability is lowered, and electric noise is likely to be generated. Furthermore, since the photoconductive layer is usually formed by vapor deposition, it takes a considerable amount of time to grow the photoconductive layer until the thickness becomes as described above, and its management is difficult. This eventually increases the manufacturing cost, leading to an increase in the cost of the X-ray imaging panel.
このような問題からセレン以外の光導電層の材料が検討されている。例えば、特許文献1および2には、光導電層を構成する物質として、組成式BixMOy(ただし、MはGe,Si,Ti中の少なくとも1種であり、xは10≦x≦14の条件を満たす数であり、yは上記Mおよびxにより化学量論的な酸素原子数を表す。)で表される酸化ビスマス系複合酸化物が記載されている。この酸化ビスマス系複合酸化物によればX線の電荷変換効率を改善することが期待できる。
ところで、上記特許文献1および2には、この光導電層の形成方法としてビスマスおよび金属のアルコキシドを加水分解して得られたゾル若しくはゲルを焼結処理し、これを分散、塗布することによって形成することが記載されている。
By the way, in
しかし、一般に塗布によって形成することができる光導電層の光導電物質の充填率には限界がある。また、光導電物質粒間にバインダーが介在するため発生電荷が流れにくくなり、電極に到達する電荷の捕集効率が低く、電気ノイズが大きくなるため、画像の粒状性が悪くなるという問題がある。また、特許文献1および2に記載されている光導電層は充填率が低いためにX線吸収率が悪く、このために膜厚を厚くすることで対応しようとしているが、上述したように膜厚を厚くすると暗電流が増加し、暗電流による電荷が潜像電荷に加算され、低線量域でのコントラストを低下させるという問題が解決できない。
However, the filling rate of the photoconductive material of the photoconductive layer that can be generally formed by coating is limited. In addition, since the binder is interposed between the photoconductive substance particles, the generated charge is difficult to flow, the efficiency of collecting the charge reaching the electrode is low, and the electric noise is increased, so that the graininess of the image is deteriorated. . In addition, the photoconductive layers described in
本発明はこのような事情に鑑みなされたものであって、酸化ビスマス系複合酸化物からなる光導電層の新規な製造方法を提供することを目的とするものである。 The present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a novel method for producing a photoconductive layer made of a bismuth oxide-based composite oxide.
本発明の放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法は、ビスマス塩と金属アルコキシドを酸性条件下で反応させてBi12MO20前駆体液(ただし、MはGe,Si,Ti中の少なくとも1種である。以下、この記載は省略する。)を得、該Bi12MO20前駆体液を支持体に塗布し、該支持体に塗布した前記Bi12MO20前駆体液を焼成してBi12MO20焼結膜からなる前記光導電層を製造することを特徴とするものである。 In the method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel of the present invention, a Bi 12 MO 20 precursor solution (where M is at least one of Ge, Si and Ti) is prepared by reacting a bismuth salt and a metal alkoxide under acidic conditions. is a species. hereinafter, the description is omitted.) which the Bi 12 MO 20 precursor solution was applied to a substrate, and sintering the Bi 12 MO 20 precursor solution coated on the support Bi 12 MO The photoconductive layer comprising a 20 sintered film is produced.
前記ビスマス塩は硝酸ビスマスまたは酢酸ビスマスであることが好ましい。また、前記加水分解後に濃縮または還流を行って前記Bi12MO20前駆体液を得ることがより好ましい。 The bismuth salt is preferably bismuth nitrate or bismuth acetate. More preferably, the Bi 12 MO 20 precursor liquid is obtained by concentrating or refluxing after the hydrolysis.
本発明の放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法は、ビスマス塩と金属アルコキシドを酸性条件下で反応させてBi12MO20前駆体液を得、このBi12MO20前駆体液を支持体に塗布し、この支持体に塗布したBi12MO20前駆体液を焼成してBi12MO20焼結膜からなる光導電層を製造するので、塗布によって形成する場合に較べて光導電層のBi12MO20の充填率を高くすることが可能となる。また、光導電物質粒間にバインダーが介在していないため発生電荷が流れやすくなり、電極に到達する電荷の捕集効率が高まり、電気ノイズが小さくなるため、画像の粒状性が改善することが可能となる。 In the method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel of the present invention, a Bi 12 MO 20 precursor liquid is obtained by reacting a bismuth salt and a metal alkoxide under acidic conditions, and this Bi 12 MO 20 precursor liquid is used as a support. Since the Bi 12 MO 20 precursor liquid applied to this support is fired to produce a photoconductive layer made of a Bi 12 MO 20 sintered film, the Bi 12 MO of the photoconductive layer is formed as compared with the case where it is formed by coating. A filling factor of 20 can be increased. In addition, since no binder is present between the photoconductive material grains, the generated charges can easily flow, the efficiency of collecting the charges reaching the electrodes is increased, and the electrical noise is reduced, so that the graininess of the image can be improved. It becomes possible.
本発明の放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法は、ビスマス塩と金属アルコキシドを酸性条件下で反応させてBi12MO20前駆体液を得、得られたこのBi12MO20前駆体液を支持体に塗布し、支持体に塗布したBi12MO20前駆体液を焼成してBi12MO20焼結膜からなる光導電層を製造することを特徴とする。 In the method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel of the present invention, a Bi 12 MO 20 precursor liquid is obtained by reacting a bismuth salt and a metal alkoxide under acidic conditions, and the obtained Bi 12 MO 20 precursor liquid is used. It was applied to a support, characterized in that to produce a photoconductive layer formed of Bi 12 MO 20 sintered film by firing Bi 12 MO 20 precursor solution was coated on a support.
ビスマス塩は硝酸ビスマスまたは酢酸ビスマスであることが好ましく、金属アルコキシドはGe,Si,Tiのアルコキシド、より具体的には、Ge(O−CH3)4,Ge(O−C2H5)4,Ge(O−iC3H7)4,Si(O−CH3)4,Si(O−C2H5)4,Si(O−iC3H7)4,Ti(O−CH3)4,Ti(O−C2H5)4 ,Ti(O−iC3H7)4 などを好ましくあげることができる。 The bismuth salt is preferably bismuth nitrate or bismuth acetate, and the metal alkoxide is an alkoxide of Ge, Si, Ti, more specifically, Ge (O—CH 3 ) 4 , Ge (O—C 2 H 5 ) 4. , Ge (O—iC 3 H 7 ) 4 , Si (O—CH 3 ) 4 , Si (O—C 2 H 5 ) 4 , Si (O—iC 3 H 7 ) 4 , Ti (O—CH 3 ) 4 , Ti (O—C 2 H 5 ) 4 , Ti (O—iC 3 H 7 ) 4 and the like can be preferably exemplified.
ビスマス塩と金属アルコキシドを酸性条件下で反応させる方法としては、適宜公知の方法により行うことができ、例えば、ビスマス塩と金属アルコキシドを酢酸、メトキシエタノールと硝酸の混合水溶液、エトキシエタノールと硝酸の混合水溶液などとともに加水分解することが好ましい。 As a method of reacting a bismuth salt and a metal alkoxide under acidic conditions, it can be carried out by a known method as appropriate. It is preferable to hydrolyze with an aqueous solution or the like.
加水分解後、Bi12MO20前駆体液が得られるが、これを支持体に塗布する前に、濃縮または還流を行うことがより好ましい。濃縮または還流を行うことなく本焼成を行うと、本焼成を行う温度条件にもよるが、Bi12MO20相の他にBi2MO5やBi4M3O12等の別の相が生成する場合があるからである。 After hydrolysis, a Bi 12 MO 20 precursor solution is obtained, but it is more preferable to perform concentration or reflux before applying it to the support. When the main calcination is performed without concentration or reflux, depending on the temperature condition of the main calcination, another phase such as Bi 2 MO 5 or Bi 4 M 3 O 12 is generated in addition to the Bi 12 MO 20 phase. Because there is a case to do.
得られたBi12MO20前駆体液を支持体に塗布し、この支持体に塗布したBi12MO20前駆体液を焼成してBi12MO20焼結膜からなる光導電層を得ることができる。 The obtained Bi 12 MO 20 precursor liquid is applied to a support, and the Bi 12 MO 20 precursor liquid applied to the support is baked to obtain a photoconductive layer composed of a Bi 12 MO 20 sintered film.
放射線撮像パネルには、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度CsIなどのシンチレータで光に変換し、その光をa−Siフォトダイオードで電荷に変換し蓄積する間接変換方式があるが、本発明の製造方法によって製造される光導電層は前者の直接変換方式に用いることができる。なお、放射線としてはX線の他、γ線、α線などについて使用することが可能である。 In the radiation imaging panel, a direct conversion method in which radiation is directly converted into charges and stored, and radiation is converted into light once by a scintillator such as CsI, and the light is converted into charges by an a-Si photodiode and stored. Although there is an indirect conversion method, the photoconductive layer manufactured by the manufacturing method of the present invention can be used for the former direct conversion method. In addition to X-rays, γ rays, α rays, etc. can be used as radiation.
また、本発明の製造方法によって製造される光導電層は、光の照射により電荷を発生する半導体材料を利用した放射線画像検出器により読み取る、いわゆる光読取方式にも、放射線の照射により発生した電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を薄膜トランジスタ(thin film transistor:TFT)などの電気的スイッチを1画素ずつON・OFFすることにより読み取る方式(以下、TFT方式という)にも用いることができる。 In addition, the photoconductive layer manufactured by the manufacturing method of the present invention can be read by a radiation image detector using a semiconductor material that generates a charge when irradiated with light. Can be used for a method (hereinafter referred to as TFT method) in which the accumulated charge is read by turning on and off an electrical switch such as a thin film transistor (TFT) one pixel at a time.
まず、前者の光読取方式に用いられる放射線撮像パネルを例にとって説明する。図1は本発明の製造方法により製造される光導電層を有する放射線撮像パネルの一実施の形態を示す断面図を示すものである。 First, a radiation imaging panel used for the former optical reading method will be described as an example. FIG. 1 is a sectional view showing an embodiment of a radiation imaging panel having a photoconductive layer manufactured by the manufacturing method of the present invention.
この放射線撮像パネル10は、後述する記録用の放射線L1に対して透過性を有する第1の導電層1、この導電層1を透過した放射線L1の照射を受けることにより導電性を呈する記録用放射線導電層2、導電層1に帯電される電荷(潜像極性電荷;例えば負電荷)に対しては略絶縁体として作用し、かつ、電荷と逆極性の電荷(輸送極性電荷;上述の例においては正電荷)に対しては略導電体として作用する電荷輸送層3、後述する読取用の読取光L2の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層4、読取光L2に対して透過性を有する第2の導電層5を、この順に積層してなるものである。
The
ここで、導電層1および5としては、例えば、透明ガラス板上に導電性物質を一様に塗布したもの(ネサ皮膜等)が適当である。電荷輸送層3としては、導電層1に帯電される負電荷の移動度と、その逆極性となる正電荷の移動度の差が大きい程良く、ポリN−ビニルカルバゾール(PVK)、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス(3−メチルフェニル)−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン(TPD)やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはTPDのポリマー(ポリカーボネート、ポリスチレン、PVK)分散物,Clを10〜200ppmドープしたa−Se等の半導体物質が適当である。特に、有機系化合物(PVK,TPD、ディスコティック液晶等)は光不感性を有するため好ましく、また、誘電率が一般に小さいため電荷輸送層3と読取用光導電層4の容量が小さくなり読み取り時の信号取り出し効率を大きくすることができる。
Here, as the
読取用光導電層4には、a−Se,Se−Te,Se−As−Te,無金属フタロシアニン,金属フタロシアニン,MgPc( Magnesium phtalocyanine),VoPc(phaseII of Vanadyl phthalocyanine),CuPc(Cupper phtalocyanine)等のうち少なくとも1つを主成分とする光導電性物質が好適である。
The reading
記録用放射線導電層2には、本発明の製造方法によって製造されるBi12MO20焼結膜からなる光導電層を使用する。すなわち、本発明の製造方法によって製造される光導電層は、記録用放射線導電層である。
For the recording radiation
続いて、静電潜像を読み取るために光を用いる方式について簡単に説明する。図2は放射線撮像パネル10を用いた記録読取システム(静電潜像記録装置と静電潜像読取装置を一体にしたもの)の概略構成図を示すものである。この記録読取システムは、放射線撮像パネル10、記録用照射手段90、電源50、電流検出手段70、読取用露光手段92並びに接続手段S1、S2とからなり、静電潜像記録装置部分は放射線撮像パネル10、電源50、記録用照射手段90、接続手段S1とからなり、静電潜像読取装置部分は放射線撮像パネル10、電流検出手段70、接続手段S2とからなる。
Next, a system that uses light to read an electrostatic latent image will be briefly described. FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a recording / reading system using the radiation imaging panel 10 (integrated electrostatic latent image recording device and electrostatic latent image reading device). This recording / reading system comprises a
放射線撮像パネル10の導電層1は接続手段S1を介して電源50の負極に接続されるとともに、接続手段S2の一端にも接続されている。接続手段S2の他端の一方は電流検出手段70に接続され、放射線撮像パネル10の導電層5、電源50の正極並びに接続手段S2の他端の他方は接地されている。電流検出手段70はオペアンプからなる検出アンプ70aと帰還抵抗70b とからなり、いわゆる電流電圧変換回路を構成している。
The
導電層1の上面には被写体9が配設されており、被写体9は放射線L1に対して透過性を有する部分9aと透過性を有しない遮断部(遮光部)9bが存在する。記録用照射手段90は放射線L1を被写体9に一様に曝射するものであり、読取用露光手段92は赤外線レーザ光やLED、EL等の読取光L2を図3中の矢印方向へ走査露光するものであり、読取光L2は細径に収束されたビーム形状をしていることが望ましい。
A subject 9 is disposed on the upper surface of the
以下、上記構成の記録読取システムにおける静電潜像記録過程について電荷モデル(図3)を参照しながら説明する。図2において接続手段S2を開放状態(接地、電流検出手段70の何れにも接続させない)にして、接続手段S1をオンし導電層1と導電層5との間に電源50による直流電圧Edを印加し、電源50から負の電荷を導電層1に、正の電荷を導電層5に帯電させる(図3(A)参照)。これにより、放射線撮像パネル10には導電層1と5との間に平行な電場が形成される。
Hereinafter, an electrostatic latent image recording process in the recording / reading system having the above configuration will be described with reference to a charge model (FIG. 3). In FIG. 2, the connection means S2 is opened (not connected to either the ground or current detection means 70), the connection means S1 is turned on, and the DC voltage Ed from the
次に記録用照射手段90から放射線L1を被写体9に向けて一様に曝射する。放射線L1は被写体9の透過部9aを透過し、さらに導電層1をも透過する。放射線導電層2はこの透過した放射線L1を受け導電性を呈するようになる。これは放射線L1の線量に応じて可変の抵抗値を示す可変抵抗器として作用することで理解され、抵抗値は放射線L1によって電子(負電荷)とホール(正電荷)の電荷対が生じることに依存し、被写体9を透過した放射線L1の線量が少なければ大きな抵抗値を示すものである(図3(B)参照)。なお、放射線L1によって生成される負電荷(−)および正電荷(+)を、図面上では−または+を○で囲んで表している。
Next, the radiation L1 is uniformly irradiated toward the subject 9 from the recording irradiation means 90. The radiation L1 passes through the
放射線導電層2中に生じた正電荷は放射線導電層2中を導電層1に向かって高速に移動し、導電層1と放射線導電層2との界面で導電層1に帯電している負電荷と電荷再結合して消滅する(図3(C),(D)を参照)。一方、放射線導電層2中に生じた負電荷は放射線導電層2中を電荷転送層3に向かって移動する。電荷転送層3は導電層1に帯電した電荷と同じ極性の電荷(本例では負電荷)に対して絶縁体として作用するものであるから、放射線導電層2中を移動してきた負電荷は放射線導電層2と電荷転送層3との界面で停止し、この界面に蓄積されることになる(図3(C),(D)を参照)。蓄積される電荷量は放射線導電層2中に生じる負電荷の量、即ち、放射線L1の被写体9を透過した線量によって定まるものである。
The positive charge generated in the radiation
一方、放射線L1は被写体9の遮光部9bを透過しないから、放射線撮像パネル10の遮光部9bの下部にあたる部分は何ら変化を生じない( 図3(B)〜(D)を参照)。このようにして、被写体9に放射線L1を曝射することにより、被写体像に応じた電荷を放射線導電層2と電荷転送層3との界面に蓄積することができるようになる。なお、この蓄積せしめられた電荷による被写体像を静電潜像という。
On the other hand, since the radiation L1 does not pass through the
次に静電潜像読取過程について電荷モデル(図4)を参照しつつ説明する。接続手段S1を開放し電源供給を停止すると共に、S2を一旦接地側に接続し、静電潜像が記録された放射線撮像パネル10の導電層1および5を同電位に帯電させて電荷の再配列を行った後に(図4(A)参照)、接続手段S2を電流検出手段70側に接続する。
Next, an electrostatic latent image reading process will be described with reference to a charge model (FIG. 4). The connection means S1 is opened to stop the power supply, and S2 is temporarily connected to the ground side, and the
読取用露光手段92により読取光L2を放射線撮像パネル10の導電層5側に走査露光すると、読取光L2は導電層5を透過し、この透過した読取光L2が照射された光導電層4は走査露光に応じて導電性を呈するようになる。これは上記放射線導電層2が放射線L1の照射を受けて正負の電荷対が生じることにより導電性を呈するのと同様に、読取光L2の照射を受けて正負の電荷対が生じることに依存するものである(図4(B)参照)。なお、記録過程と同様に、読取光L2によって生成される負電荷(−)および正電荷(+)を、図面上では−または+を○で囲んで表している。
When the reading light L2 is scanned and exposed to the
電荷輸送層3は正電荷に対しては導電体として作用するものであるから、光導電層4に生じた正電荷は蓄積電荷に引きつけられるように電荷輸送層3の中を急速に移動し、放射線導電層2と電荷輸送層3との界面で蓄積電荷と電荷再結合をし消滅する(図4(C)参照)。一方、光導電層4に生じた負電荷は導電層5の正電荷と電荷再結合をし消滅する(図4(C)参照)。光導電層4は読取光L2により十分な光量でもって走査露光されており、放射線導電層2と電荷輸送層3との界面に蓄積されている蓄積電荷、即ち静電潜像が全て電荷再結合により消滅せしめられる。このように、放射線撮像パネル10に蓄積されていた電荷が消滅するということは、放射線撮像パネル10に電荷の移動による電流Iが流れたことを意味するものであり、この状態は放射線撮像パネル10を電流量が蓄積電荷量に依存する電流源で表した図4(D)のような等価回路でもって示すことができる。
Since the
このように、読取光L2を走査露光しながら、放射線撮像パネル10から流れ出す電流を検出することにより、走査露光された各部(画素に対応する)の蓄積電荷量を順次読み取ることができ、これにより静電潜像を読み取ることができる。なお、本放射線検出部動作については特開2000-105297号等に記載されている。
In this way, by detecting the current flowing out from the
次に、後者のTFT方式の放射線撮像パネルについて説明する。この放射線撮像パネルは、図5に示すように放射線検出部100とアクティブマトリックスアレイ基板(以下AMA基板)200が接合された構造となっている。図6に示すように放射線検出部100は大きく分けて放射線入射側から順に、バイアス電圧印加用の共通電極103と、検出対象の放射線に感応して電子−正孔対であるキャリアを生成する光導電層104と、キャリア収集用の検出電極107とが積層形成された構成となっている。共通電極の上層には放射線検出部支持体102を有していてもよい。
Next, the latter TFT type radiation imaging panel will be described. This radiation imaging panel has a structure in which a
光導電層104は本発明の製造方法によって製造されるものである。共通電極103や検出電極107は、例えばITO(インジウム錫酸化物)や、AuあるいはPtなどの導電材料からなる。バイアス電圧の極性に応じて、正孔注入阻止層、電子注入阻止層が共通電極103や検出電極107に付設されていてもよい。
The
AMA基板200の各部の構成について簡単に説明する。AMA基板200は図7に示すように、画素相当分の放射線検出部105の各々に対して電荷蓄積容量であるコンデンサ210とスイッチング素子としてTFT220とが各1個ずつ設けられている。支持体102においては、必要画素に応じて縦1000〜3000×横1000〜3000程度のマトリックス構成で画素相当分の放射線検出部105が2次元配列されており、また、AMA基板200においても、画素数と同じ数のコンデンサ210およびTFT220が、同様のマトリックス構成で2次元配列されている。光導電層で発生した電荷はコンデンサ210に蓄積され、光読取方式に対応して静電潜像となる。本発明のTFT方式においては、放射線で発生した静電潜像は電荷蓄積容量に保持される。
The configuration of each part of the
AMA基板200におけるコンデンサ210およびTFT220の具体的構成は、図6に示す通りである。すなわち、AMA基板支持体230は絶縁体であり、その表面に形成されたコンデンサ210の接地側電極210aとTFT220のゲート電極220aの上に絶縁膜240を介してコンデンサ210の接続側電極210bとTFT220のソース電極220bおよびドレイン電極220cが積層形成されているのに加え、最表面側が保護用の絶縁膜250で覆われた状態となっている。また接続側電極210bとソース電極220bはひとつに繋がっており同時形成されている。コンデンサ210の容量絶縁膜およびTFT220のゲート絶縁膜の両方を構成している絶縁膜240としては、例えば、プラズマSiN膜が用いられる。このAMA基板200は、液晶表示用基板の作製に用いられるような薄膜形成技術や微細加工技術を用いて製造される。
Specific configurations of the
続いて放射線検出部100とAMA基板200の接合について説明する。検出電極107とコンデンサ210の接続側電極210bを位置合わせした状態で、両基板100、200を銀粒子などの導電性粒子を含み厚み方向のみに導電性を有する異方導電性フィルム(ACF)を間にして加熱・加圧接着して貼り合わせることで、両基板100、200が機械的に合体されると同時に、検出電極107と接続側電極210bが介在導体部140によって電気的に接続される。
Subsequently, the joining of the
さらに、AMA基板200には、読み出し駆動回路260とゲート駆動回路270とが設けられている。読み出し駆動回路260は、図7に示すように、列が同一のTFT220のドレイン電極を結ぶ縦(Y)方向の読み出し配線(読み出しアドレス線)280に接続されており、ゲート駆動回路270は行が同一のTFT220のゲート電極を結ぶ横(X)方向の読み出し線(ゲートアドレス線)290に接続されている。なお、図示しないが、読み出し駆動回路260内では、1本の読み出し配線280に対してプリアンプ(電荷−電圧変換器)が1個それぞれ接続されている。このように、AMA基板200には、読み出し駆動回路260とゲート駆動回路270とが接続されている。ただし、AMA基板200内に読み出し駆動回路260とゲート駆動回路270とを一体成型し、集積化を図ったものも用いられる。
Further, the
なお、上述の放射線検出器100とAMA基板200とを接合合体させた放射線撮像装置による放射線検出動作については例えば特開平11-287862号などに記載されている。
以下に本発明の放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法の実施例を示す。
The radiation detection operation by the radiation imaging apparatus in which the
Examples of the method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel of the present invention are shown below.
(実施例1)
Bi(NO3)3を40℃で酢酸に溶解し、Si(O−C2H5)4をBiの1/12倍モル当量添加し、加水分解を行うためにここに酢酸の50vol%の水を添加した。次いで、80℃大気中で1時間還流した。還流後、これを真空条件下60℃で12分間濃縮した。Bi(NO3)3の濃度が濃縮前と同じ濃度となるように酢酸を加えてBi12SiO20前駆体液を得た。高純度アルミナ基板(99.6%)に下部電極としてAuスパッタを行い、その上にBi12SiO20前駆体液をスピンコート(1500rpm、20s)した。これを大気中80℃で10分間乾燥した後、さらに大気中350℃で5分間仮焼成し、次いで大気中850℃で1時間本焼成し、Bi12SiO20焼成膜を形成した。最後に、形成したBi12SiO20焼成膜上に上部電極としてAuを60nmの厚さでスパッタし、Bi12SiO20焼成膜からなる光導電層を備えた放射線撮像パネルを完成させた。
(Example 1)
Bi (NO 3 ) 3 is dissolved in acetic acid at 40 ° C., Si (O—C 2 H 5 ) 4 is added to 1/12 times the molar equivalent of Bi, and 50 vol% of acetic acid is added here for hydrolysis. Water was added. Subsequently, it recirculate | refluxed in 80 degreeC air | atmosphere for 1 hour. After refluxing, it was concentrated under vacuum conditions at 60 ° C. for 12 minutes. Acetic acid was added so that the concentration of Bi (NO 3 ) 3 was the same as that before concentration to obtain a Bi 12 SiO 20 precursor solution. Au sputtering was performed as a lower electrode on a high-purity alumina substrate (99.6%), and a Bi 12 SiO 20 precursor solution was spin-coated (1500 rpm, 20 s) thereon. This was dried at 80 ° C. for 10 minutes in the atmosphere, and further pre-baked for 5 minutes at 350 ° C. in the atmosphere, followed by main baking at 850 ° C. for 1 hour in the air to form a Bi 12 SiO 20 fired film. Finally, Au was sputtered to a thickness of 60 nm as an upper electrode on the formed Bi 12 SiO 20 fired film, and a radiation imaging panel provided with a photoconductive layer made of the Bi 12 SiO 20 fired film was completed.
(実施例2)
実施例1で使用したSi(O−C2H5)4の替わりにGe(O−C2H5)4を用いた以外は実施例1と同様の手順で、Bi12GeO20焼成膜からなる光導電層を備えた放射線撮像パネルを完成させた。
(Example 2)
A Bi 12 GeO 20 fired film was prepared in the same manner as in Example 1 except that Ge (O—C 2 H 5 ) 4 was used instead of Si (O—C 2 H 5 ) 4 used in Example 1. The radiation imaging panel provided with the photoconductive layer was completed.
(実施例3)
実施例1で使用したSi(O−C2H5)4の替わりにTi(O−C2H5)4を用いた以外は実施例1と同様の手順で、Bi12TiO20焼成膜からなる光導電層を備えた放射線撮像パネルを完成させた。
(Example 3)
From the Bi 12 TiO 20 fired film, the same procedure as in Example 1 was used except that Ti (O—C 2 H 5 ) 4 was used instead of Si (O—C 2 H 5 ) 4 used in Example 1. The radiation imaging panel provided with the photoconductive layer was completed.
(比較例1)
ITO基板に下部電極としてAuスパッタを行い、その上にBi2O3粉末とSiO2粉末を混合し800℃で焼成して得られたBi12SiO20を1/9倍のポリエステル樹脂(東洋紡製バイロン200)を用いて塗布してBi12SiO20膜とし、この塗膜を大気中で60℃4時間加熱乾燥させた。このBi12SiO20膜上に上部電極としてAuを60nmの厚さでスパッタし、Bi12SiO20膜からなる光導電層を備えた放射線撮像パネルを完成させた。
(Comparative Example 1)
The ITO substrate is sputtered with Au as the lower electrode, and Bi 12 SiO 20 obtained by mixing Bi 2 O 3 powder and SiO 2 powder on the ITO substrate and firing at 800 ° C. is 1/9 times the polyester resin (manufactured by Toyobo) By coating using BYRON 200), a Bi 12 SiO 20 film was formed, and this coating film was heated and dried in the atmosphere at 60 ° C. for 4 hours. On this Bi 12 SiO 20 film, Au was sputtered as an upper electrode to a thickness of 60 nm to complete a radiation imaging panel provided with a photoconductive layer made of a Bi 12 SiO 20 film.
(測定方法および測定結果)
実施例1〜3および比較例1の放射線撮像パネルに対し、電圧500Vの条件で10mRのX線を0.1秒間照射し、電圧を印加した条件で生じたパルス上の光電流を電流増幅器で電圧に変換し、デジタルオシロスコープで測定した。得られた電流・時間カーブより、X線照射時間の範囲において積分し、発生荷電量として測定したところ、実施例1〜3の放射線撮像パネルの光導電層は比較例1の放射線撮像パネルの光導電層に比較して膜厚200μm換算で10倍高い値を示した。
(Measurement method and measurement results)
The radiation imaging panels of Examples 1 to 3 and Comparative Example 1 were irradiated with 10 mR of X-rays for 0.1 second under the condition of a voltage of 500 V, and the photocurrent on the pulse generated under the condition of applying the voltage was converted to a voltage by a current amplifier. Converted and measured with a digital oscilloscope. From the obtained current / time curve, integration was performed in the range of the X-ray irradiation time, and the amount of generated charge was measured. As a result, the photoconductive layer of the radiation imaging panel of Examples 1 to 3 was light of the radiation imaging panel of Comparative Example 1. Compared to the conductive layer, the value was 10 times higher in terms of film thickness of 200 μm.
以上のように、本発明の放射線撮像パネルを構成する光導電層の製造方法は、ビスマス塩と金属アルコキシドを酸性条件下で反応させてBi12MO20前駆体液を得、このBi12MO20前駆体液を支持体に塗布し、この支持体に塗布したBi12MO20前駆体液を焼成してBi12MO20焼結膜からなる光導電層を製造するので、塗布によって形成する場合に較べて光導電層のBi12MO20の充填率を高くすることが可能となる。また、光導電物質粒間にバインダーが介在していないため発生電荷が流れやすくなり、電極に到達する電荷の捕集効率が高まり、電気ノイズが小さくなるため、画像の粒状性が改善することが可能となる。 As described above, in the method for producing a photoconductive layer constituting the radiation imaging panel of the present invention, a Bi 12 MO 20 precursor liquid is obtained by reacting a bismuth salt and a metal alkoxide under acidic conditions, and this Bi 12 MO 20 precursor is obtained. Since the body fluid is applied to the support and the Bi 12 MO 20 precursor solution applied to the support is baked to produce a photoconductive layer made of a Bi 12 MO 20 sintered film, the photoconductivity is higher than when formed by coating. It becomes possible to increase the packing ratio of Bi 12 MO 20 in the layer. In addition, since no binder is present between the photoconductive material grains, the generated charges can easily flow, the efficiency of collecting the charges reaching the electrodes is increased, and the electrical noise is reduced, so that the graininess of the image can be improved. It becomes possible.
1 導電層
2 記録用放射線導電層
3 電荷輸送層
4 記録用光導電層
5 導電層
10 放射線撮像パネル
70 電流検出手段
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CN104192854A (en) * | 2014-07-07 | 2014-12-10 | 上海应用技术学院 | Method for preparing bismuth silicate powder |
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2004
- 2004-03-24 JP JP2004086143A patent/JP2005276975A/en not_active Withdrawn
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