JP2006261204A - 放射線撮像パネルを構成する光導電層および放射線撮像パネル - Google Patents
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Abstract
【課題】 放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層を、感度が高く、環境負荷の小さい光導電性材料からなるものとする。
【解決手段】 放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層であって、この光導電層をBi24B2O39からなるものとする。
【選択図】 なし
【解決手段】 放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層であって、この光導電層をBi24B2O39からなるものとする。
【選択図】 なし
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に関するものである。
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点で優れている。
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(a−Se)、PbI2、HgI2、Cd(Zn)Teなどの材料が使用されている(特許文献1、特許文献2)。
しかし、上記特許文献1および2に記載されている放射線導電性材料のうち、アモルファスセレンは放射線吸収効率が劣るために厚膜化が必要で、高電場印可が必要となるため信頼性低下の問題がある。また、PbI2、HgI2、Cd(Zn)Teは暗電流が高くS/N比が悪いという問題がある。
このような観点からこれらにかわる放射線導電性材料として、例えば特許文献3にはBiI3が記載されている。BiI3は、環境負荷が小さいという利点を有しているが、塗布法で形成した場合、発生電荷の捕集効果が低く、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2に記載されているZnOもまた環境負荷は小さいという利点を有しているが、放射線吸収効率が劣るため感度が低いという問題がある。
一方、Bi12B2O39の結晶は光導電性を示すことが知られているが、単結晶は作製しにくく、大面積化が技術的に困難であるため光導電層としては実用的に不向きである。また、単結晶の場合、溶融液から育成することが多いが、組成が分解溶融(インコングルエント)であるため所望の化学量論比の結晶は得難く、安定した性能の光導電層が得られないという問題がある。この現象はBi12TiO20の同一晶系においても知られている(非特許文献1)。
特開2000−105297号
特開平11−211832号
特開2001−221894号
「光学結晶」宮澤信太郎著, p221〜p222, 培風館
上記いずれの光導電性材料も放射線吸収効率、発生電荷の捕集効果、暗電流、環境負荷の点において充分に満足できるものとは言えない。
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、感度が高く、環境負荷の小さい、新規な導電性材料からなる光導電層、およびこの光導電層を備えた放射線撮像パネルを提供することを目的とするものである。
本発明の光導電層は、放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層であって、該光導電層がBi24B2O39からなることを特徴とするものである。
前記光導電層は塗布により設けられたバインダーを含む層であっても、また多結晶体であってもよい。ここで、多結晶体とは一般に方位が異なる単結晶が集合した固体を意味し、ここにいう多結晶体も方位が異なる単結晶が集合したものであって、焼結やエアロゾルデポジション、気相成長などで形成される単結晶が緻密に集合し、結晶同士が自ら接合ないし結合している状態であって、有機材料、高分子材料、無機材料からなる結合剤(バインダー)を含まないものを意味する。
本発明の放射線撮像パネルは、放射線画像情報を静電潜像として記録するBi24B2O39からなる光導電層を備えたことを特徴とするものである。
本発明の光導電層は、放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層であって、この光導電層がBi24B2O39からなるので、発生電荷の捕集効果を大きくすることが可能となり感度を向上させることができる。また、電気ノイズを小さくすることができるため、粒状性のよい画像を得ることが可能である。さらに、Bi24B2O39からなる光導電層は耐久性に優れるとともに、毒性がなく、環境負荷も小さいという利点がある。
特に、従来より光導電性材料として知られるBiI3等は、塗布法で形成した場合、バインダーの不純物の炭化などに起因して発生電荷の捕集効果が低く、画像の粒状性が悪いといった問題があったが、本発明のBi24B2O39からなる光導電層では、塗布法で形成しても感度を高くすることが可能である。加えて、塗布法による光導電層は低コストで製造することが可能であるため、放射線撮像パネルの製造コストを下げることができる。
また、Bi24B2O39は光導電性材料として知られるBi12TiO20、Bi12SiO20、Bi12GeO20に比較して融点が低く、固相化学反応が容易であるため、製造コストを下げることができる。さらに、低温で焼成可能であるため、意図しない酸化還元反応を防止することができる。加えて、本発明の光導電層の原料となるBi24B2O39は、固相反応、溶液反応あるいは水熱反応で合成することができ、Bi12B2O39の製造のように溶融液を経由する必要がないので、結晶組成の制御が容易である。
なお、Bi24B2O39からなる光導電層を多結晶体とした場合には、Bi24B2O39の充填率を高くすることが可能となり、従って、光導電層は緻密な層となり、X線吸収率を向上させることが可能になるとともに、発生電荷の捕集効果が高まり感度を大幅に向上させることができる。
本発明のBi24B2O39からなる光導電層は第1に塗布法により形成することができる。具体的には、例えば、Bi2O3とB2O3を化学量論比で混合、焼成してBi24B2O39粉末を得、このBi24B2O39粉末をバインダーと混ぜ合わせて支持体に塗布し、塗布後に乾燥させてBi24B2O39からなる光導電層を形成することができる。
また、Bi源としてBiの硝酸塩、酢酸塩またはアルコキシドと、B源としてB2O3、H3BO3、四ホウ酸アンモニウム等とを反応させ、水熱反応あるいは焼成反応でBi24B2O39粉末を得、このBi24B2O39粉末をバインダーと混ぜ合わせて支持体に塗布し、塗布後に乾燥させてBi24B2O39からなる光導電層を形成することができる。
バインダーとしては、公知のバインダーを用いることができ、例えば、ニトロセルロース、エチルセルロース、酢酸セルロース、塩化ビニリデン・塩化ビニルコポリマー、ポリアルキルメタアクリレート、ポリウレタン、ポリビニルブチラール、ポリエステル、ポリスリレン、ポリアミド、ポリエチレン、ポリ塩化ビニル、ポリ酢酸ビニル、塩化ビニル・酢酸ビニルコポリマー、セルロースアセテート、ポリビニルアルコール、線状ポリエステル、ナイロン、カルボキシメチルセルロース等を好ましく用いることができる。
本発明のBi24B2O39からなる光導電層は第2に焼結膜として形成することができる。具体的には、上記したBi2O3とB2O3を化学量論比で混合、焼成してBi24B2O39粉末を得(あるいは、Bi源としてBiの硝酸塩、酢酸塩またはアルコキシドと、B源としてB2O3、H3BO3、四ホウ酸アンモニウム等とを反応させ、水熱反応あるいは焼成反応でBi24B2O39粉末を得)、真空中でこのBi4M3O12粉体をキャリアガスで巻き上げて、そのBi24B2O39粉体の混じったキャリアガスを真空中で支持体に吹き付けてBi24B2O39粉体を堆積させるエアロゾルデポジション法(AD法)、上記Bi24B2O39粉体をプレス機を用いて高圧力でプレスすることで膜化し、得られた膜を焼結させるプレス焼結法、上記Bi24B2O39粉体をバインダーを用いて塗布してグリーンシート(バインダーを含んだ膜)を作製し、このグリーンシートを焼成して脱バインダー化及び粉末の焼結化を行う方法(以下、グリーンシート法)などの公知の方法を用いることができる。
なお、グリーンシート法ではバインダーを用いるが、このバインダーとしては、セルロースアセテート、ポリアルキルメタアクリレート、ポリビニルアルコール、ポリビニルブチラール等を好ましくあげることができる。
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、本発明の光導電層は前者の直接変換方式に用いるものである。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。
また、本発明の光導電層は、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。
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。
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、電磁波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。
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。
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。
記録用放射線導電層2には、本発明のBi24B2O39からなる光導電層を使用する。すなわち、本発明の光導電層は記録用放射線導電層である。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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を有していてもよい。
光導電層104は本発明のBi24B2O39からなる光導電層である。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。
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。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。
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。
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。
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。
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実施例を示す。
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実施例を示す。
(実施例1)
露点−10℃のグローブボックス内で、Bi(NO)3粉体(高純度化学研究所製)とB2O3粉体(高純度化学研究所製)をモル比12:1で配合して、これらを酸化ジルコニウムボールを用いてメチルエチルケトン中でボールミル混合を行った。その後、回収乾燥し、マッフル炉で570℃8時間焼成して、三酸化ビスマスと酸化ホウ素の固相反応を行い、平均粒径約10μm立方晶のBi24B2O39粉末粒子を得た。得られたBi24B2O39粉末粒子の結晶相をX線解析装置(RINT-ULTIMA+:理学電気製)で確認したところ、Bi24B2O39単相になっていた。得られたBi24B2O39粉末を乳鉢で解砕した後、150μm以下のメッシュを通し、さらに酸化ジルコニウムボールを用いてイソプロパノールでボールミル粉砕、分散を行いBi24B2O39粉末を回収乾燥した。ここにイソプロパノールを加えてBi24B2O39分散液とし、さらに0.4重量%のポリビニルブチラール(PVB)を分散剤として添加した。その後、バインダとして0.7重量%のPVBを追添し、可塑剤として0.8重量%のフタル酸ジオクチルを加え、さらにボールミル粉砕を継続させてスラリー液を調整した。この最終スラリー液をドクターブレード法でAl基板に塗布し、乾燥して約200μm厚の塗布膜(光導電層)を得た。
露点−10℃のグローブボックス内で、Bi(NO)3粉体(高純度化学研究所製)とB2O3粉体(高純度化学研究所製)をモル比12:1で配合して、これらを酸化ジルコニウムボールを用いてメチルエチルケトン中でボールミル混合を行った。その後、回収乾燥し、マッフル炉で570℃8時間焼成して、三酸化ビスマスと酸化ホウ素の固相反応を行い、平均粒径約10μm立方晶のBi24B2O39粉末粒子を得た。得られたBi24B2O39粉末粒子の結晶相をX線解析装置(RINT-ULTIMA+:理学電気製)で確認したところ、Bi24B2O39単相になっていた。得られたBi24B2O39粉末を乳鉢で解砕した後、150μm以下のメッシュを通し、さらに酸化ジルコニウムボールを用いてイソプロパノールでボールミル粉砕、分散を行いBi24B2O39粉末を回収乾燥した。ここにイソプロパノールを加えてBi24B2O39分散液とし、さらに0.4重量%のポリビニルブチラール(PVB)を分散剤として添加した。その後、バインダとして0.7重量%のPVBを追添し、可塑剤として0.8重量%のフタル酸ジオクチルを加え、さらにボールミル粉砕を継続させてスラリー液を調整した。この最終スラリー液をドクターブレード法でAl基板に塗布し、乾燥して約200μm厚の塗布膜(光導電層)を得た。
(実施例2)
実施例1で作製した最終スラリー液を真空脱泡処理の後、濃縮を行って粘度調整をし、この粘度調整後のスラリーをコーターを用いて離型剤の付いたフィルムベース上に、焼成後の膜厚が約200μmとなるように塗布しシート状に成型した。成型体は室温に24時間放置して乾燥させた後、フィルムベースから剥離し、グリーンシート膜を作製した。このグリーンシート膜を、サファイアセッター上に置き、Ar雰囲気中、焼結温度550℃で焼結を行った。この焼結したBi24B2O39を導電性ペーストドータイト(藤倉化成製)を用いてAl基板に接合して光導電層を得た。
実施例1で作製した最終スラリー液を真空脱泡処理の後、濃縮を行って粘度調整をし、この粘度調整後のスラリーをコーターを用いて離型剤の付いたフィルムベース上に、焼成後の膜厚が約200μmとなるように塗布しシート状に成型した。成型体は室温に24時間放置して乾燥させた後、フィルムベースから剥離し、グリーンシート膜を作製した。このグリーンシート膜を、サファイアセッター上に置き、Ar雰囲気中、焼結温度550℃で焼結を行った。この焼結したBi24B2O39を導電性ペーストドータイト(藤倉化成製)を用いてAl基板に接合して光導電層を得た。
(比較例)
Bi(NO)3・5H2O(高純度化学研究所製)を10%硝酸溶液で溶解し、この水溶液0.1dm3と、KI(和光純薬)の0.3M水溶液0.1dm3とを同時に、よく攪拌された0.02MのKI水溶液0.1dm3に20分間かけて添加し、黒色沈殿を得た。遠心分離をして上澄みを捨てる洗浄操作を3回繰り返した後、これを回収して乾燥し、平均粒子径1μmのBiI3を得た。得られたBiI3の結晶相をX線解析装置で確認したところ、BiI3単相になっていた。このBiI3をポリエステルバインダ(バイロン300:東洋紡)を重量比9:1の割合でメチルエチルケトン溶媒で混合分散させ、これをドクターブレード法でAl基板に塗布し、乾燥して約200μm厚の塗布膜(光導電層)を得た。
Bi(NO)3・5H2O(高純度化学研究所製)を10%硝酸溶液で溶解し、この水溶液0.1dm3と、KI(和光純薬)の0.3M水溶液0.1dm3とを同時に、よく攪拌された0.02MのKI水溶液0.1dm3に20分間かけて添加し、黒色沈殿を得た。遠心分離をして上澄みを捨てる洗浄操作を3回繰り返した後、これを回収して乾燥し、平均粒子径1μmのBiI3を得た。得られたBiI3の結晶相をX線解析装置で確認したところ、BiI3単相になっていた。このBiI3をポリエステルバインダ(バイロン300:東洋紡)を重量比9:1の割合でメチルエチルケトン溶媒で混合分散させ、これをドクターブレード法でAl基板に塗布し、乾燥して約200μm厚の塗布膜(光導電層)を得た。
実施例1、2および比較例で得られた光導電層に上部電極として金を60nmの厚みでスパッタした。これに、X線光電流信号をタングステン菅球にて電圧80kV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(印可電圧は電場2.5V/μmに相当するように印可)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。また、暗電流は、X線未照射の暗所中において、光電流測定と同じ方法で電流値として測定した。
表1から明らかなように、本発明のBi24B2O39からなるの光導電層は、BiI3からなる光導電層に比較して塗布法によって設けた光導電層(実施例1)において約1.8倍、焼結膜の光導電層(実施例2)にあっては21倍、発生電荷の捕集効果が高かった。また、焼結膜の光導電層ではBiI3からなる光導電層に比較して暗電流が5分の1に減少し、塗布法によって設けた光導電層では、暗電流が100分の1に減少した。従って、本発明のBi24B2O39からなる光導電層は電気ノイズが小さいため、粒状性のよい画像を得ることが可能である。
また、光導電性材料として知られるBi12TiO20、Bi12SiO20、Bi12GeO20の焼成温度は800〜900℃を高温で行われるが、実施例2からも明らかなよう本発明のBi24B2O39は550℃と、低温で焼成可能であるため、意図しない酸化還元反応を防止することができる上、製造コストも抑えることが可能である。
以上のように、本発明のBi24B2O39からなる光導電層は、発生電荷の捕集効果が大きいために感度が高く、電気ノイズが小さいため粒状性のよい画像を得ることが可能である。また、耐久性に優れるとともに、毒性がなく、環境負荷も小さいという利点がある。
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
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
Claims (4)
- 放射線画像情報を静電潜像として記録する放射線撮像パネルを構成する光導電層であって、該光導電層がBi24B2O39からなることを特徴とする光導電層。
- 前記光導電層が塗布により設けられたものであることを特徴とする請求項1記載の光導電層。
- 前記光導電層が多結晶体であることを特徴とする請求項1記載の光導電層。
- 放射線画像情報を静電潜像として記録する、請求項1、2または3記載のBi24B2O39からなる光導電層を備えたことを特徴とする放射線撮像パネル。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005072956A JP2006261204A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 放射線撮像パネルを構成する光導電層および放射線撮像パネル |
Applications Claiming Priority (1)
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Publications (1)
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JP2006261204A true JP2006261204A (ja) | 2006-09-28 |
Family
ID=37100149
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JP2005072956A Withdrawn JP2006261204A (ja) | 2005-03-15 | 2005-03-15 | 放射線撮像パネルを構成する光導電層および放射線撮像パネル |
Country Status (1)
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JP (1) | JP2006261204A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2008268174A (ja) * | 2007-03-23 | 2008-11-06 | Fujifilm Corp | 放射線検出器および放射線検出器の記録用光導電層の製造方法 |
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2005
- 2005-03-15 JP JP2005072956A patent/JP2006261204A/ja not_active Withdrawn
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