JP2008078597A - Radiographic image detector - Google Patents
Radiographic image detector Download PDFInfo
- Publication number
- JP2008078597A JP2008078597A JP2006292115A JP2006292115A JP2008078597A JP 2008078597 A JP2008078597 A JP 2008078597A JP 2006292115 A JP2006292115 A JP 2006292115A JP 2006292115 A JP2006292115 A JP 2006292115A JP 2008078597 A JP2008078597 A JP 2008078597A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- layer
- crystallization
- recording
- radiation image
- image detector
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Abandoned
Links
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims abstract description 197
- 239000011669 selenium Substances 0.000 claims abstract description 152
- 229910052711 selenium Inorganic materials 0.000 claims abstract description 102
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims abstract description 99
- BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N Selenium Chemical compound [Se] BUGBHKTXTAQXES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 94
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 55
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims abstract description 55
- 229910052785 arsenic Inorganic materials 0.000 claims abstract description 40
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims abstract description 36
- 229910052787 antimony Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 229910052797 bismuth Inorganic materials 0.000 claims abstract description 26
- 230000002265 prevention Effects 0.000 claims abstract description 26
- 230000005855 radiation Effects 0.000 claims description 106
- 239000012212 insulator Substances 0.000 claims description 12
- 238000010030 laminating Methods 0.000 claims description 12
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims description 7
- 239000010408 film Substances 0.000 description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 description 21
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 14
- 239000000463 material Substances 0.000 description 12
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 12
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 9
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 9
- 238000004833 X-ray photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 8
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 7
- 239000004020 conductor Substances 0.000 description 7
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 5
- 238000006731 degradation reaction Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 5
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 5
- 230000006866 deterioration Effects 0.000 description 4
- 230000002542 deteriorative effect Effects 0.000 description 4
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 4
- 229910052737 gold Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 4
- 229910001370 Se alloy Inorganic materials 0.000 description 3
- RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N arsenic atom Chemical compound [As] RQNWIZPPADIBDY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 3
- 230000001629 suppression Effects 0.000 description 3
- 238000007740 vapor deposition Methods 0.000 description 3
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 238000000151 deposition Methods 0.000 description 2
- 230000008021 deposition Effects 0.000 description 2
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 description 2
- 238000001095 inductively coupled plasma mass spectrometry Methods 0.000 description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 description 2
- 229910052744 lithium Inorganic materials 0.000 description 2
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910052700 potassium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 2
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000035882 stress Effects 0.000 description 2
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 2
- UKUVVAMSXXBMRX-UHFFFAOYSA-N 2,4,5-trithia-1,3-diarsabicyclo[1.1.1]pentane Chemical compound S1[As]2S[As]1S2 UKUVVAMSXXBMRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N Acetaminophen Chemical compound CC(=O)NC1=CC=C(O)C=C1 RZVAJINKPMORJF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910000967 As alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910017255 AsSe Inorganic materials 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910018110 Se—Te Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910004298 SiO 2 Inorganic materials 0.000 description 1
- 241000519995 Stachys sylvatica Species 0.000 description 1
- 230000032683 aging Effects 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 239000000956 alloy Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 1
- 239000000969 carrier Substances 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 1
- XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N copper(II) phthalocyanine Chemical compound [Cu+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 XCJYREBRNVKWGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- 230000001771 impaired effect Effects 0.000 description 1
- AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N indium;oxotin Chemical compound [In].[Sn]=O AMGQUBHHOARCQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 1
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 description 1
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 239000000203 mixture Substances 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N oxyvanadium phthalocyanine Chemical compound [V+2]=O.C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 YRZZLAGRKZIJJI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052697 platinum Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000005297 pyrex Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 241000894007 species Species 0.000 description 1
- 238000004611 spectroscopical analysis Methods 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000007847 structural defect Effects 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N sulfanylideneantimony Chemical compound [Sb]=S YPMOSINXXHVZIL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001771 vacuum deposition Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Light Receiving Elements (AREA)
- Measurement Of Radiation (AREA)
- Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)
- Solid State Image Pick-Up Elements (AREA)
- Transforming Light Signals Into Electric Signals (AREA)
Abstract
Description
本発明は、画像情報をX線等の放射線の照射により形成される静電電荷パターン(静電潜像)として記録することのできる放射線画像検出器に関するものである。 The present invention relates to a radiation image detector capable of recording image information as an electrostatic charge pattern (electrostatic latent image) formed by irradiation with radiation such as X-rays.
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放射線画像検出器が知られている。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。 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. A radiation image detector that reads and records the electrostatic latent image formed by 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.
上述した放射線画像検出器は、この放射線画像検出器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)が使用されている。 The radiation image detector described above generates charges corresponding to X-ray energy by irradiating the charge generation layer provided in the radiation image detector with X-rays, and reads the generated charges as an electrical signal. The photoconductive layer functions as a charge generation layer. Conventionally, amorphous selenium (a-Se) has been used as the photoconductive layer.
上記アモルファスセレンは、真空蒸着法等の薄膜形成技術を利用して容易に大面積化に対応が可能であるが、構造欠陥を多く含む傾向があるため、感度が劣化しやすい。そこで、性能を改善するために、適量の不純物を添加(ドーピング)することが一般的に行われている。 The amorphous selenium can easily cope with an increase in area by using a thin film forming technique such as a vacuum deposition method, but has a tendency to include many structural defects, so that sensitivity is likely to deteriorate. Therefore, in order to improve the performance, it is a common practice to add (doping) an appropriate amount of impurities.
例えば、特許文献1には、a−Seまたはa−Se:As合金に5〜5000ppmのアルカリ金属をドープすることで、電子と正孔の両方が走行する良好な光導電層とすることが記載されている。しかし、a−SeにNaを0.01ppm以上ドープすると、電極との接触界面で界面結晶化が生じやすくなり、画像欠陥ができ易い上、湿度で特性が変化し易くなり、耐久性が得られにくいという問題がある。上記のアルカリ金属を含んだa−Seが、界面で結晶化しやすくなる問題は、a−Seのバルク中のNaドープ量が0.01ppmより少い場合でも、界面でのNa量が0.01ppm以上である場合には生じる。特に電極基板がスイッチ素子(TFT)および画素電極を2次元状に多数配列した基板である場合や、読取用の線状電極を多数配列した基板である場合には、電極は微細にパターニングされて段差を有しているために、電極段差部で結晶化が起きやすい。また、光導電層上にバイアス電界印加用の上部電極を設けた場合には、上部電極成膜時の熱輻射ダメージなどによって上部電極直下で結晶化が起きやすい。
For example,
特許文献2には感度劣化を抑えるために、a−Seに0.01〜10ppmのアルカリ金属をドープし、暗電流を抑えるために、下部電極(TFT)とa−Se層との間に、AsSe、Sb2S3等の下部キャリア選択層を設け、さらに上部電極とa−Se層の間に、CdS、Sb2S3等の上部キャリア選択層を設けた構成が記載されている。この構成の場合、アルカリ金属を含むa−Seを主成分とする記録用光導電層を、Seを主成分として含まない異種物質である下部キャリア選択層上に設けているので、格子定数の違い、熱膨張係率の違い等により接合面にストレスが加わりやすく、界面でのSe結晶化が起きやすい。またアルカリ金属を含むa−Seを主成分とする記録用光導電層上に、Seを主成分として含まない異種物質である上部キャリア選択層を設けているので、格子常数の違い、熱膨張係率の違い等により接合面にストレスが加わりやすく、また上部キャリア選択層成膜時の熱輻射ダメージが加わるために、界面での結晶化が起き易い。
In
また、特許文献3においても0.1ないし1%の砒素が添加された200ないし800μmの厚さのa−Seと、キャリア選択層として20〜200ppmのアルカリ金属をドープしたa−Seとを積層して、アルカリ金属を含むa−Seを主成分とする記録用光導電層を用い、暗電流を抑えるために、キャリア選択層と電極との界面に、0.1〜1%のAsが添加されたSe層を挿入することにより、暗電流が低減されることが記載されている。
Also, in
また、特許文献4においても、ドープされた100μmと2mmの間の厚みを有するAsとClでドープされたa−Seの光導電層と、上部電極との間に、暗電流を低減するための単極電導層として1〜1000ppmのアルカリをドープしたa−Seを積層することが記載される。この単極電導層は0.5〜5wt%のAsを同時に含んでも良いが、単極電導層としての機能を損なわないためには、Asは5wt%より多く含有させることはできない。また、単極電導層の厚みは、注入電荷を捕獲するために0.5〜10μmの膜厚が必要である。
Also, in
また、同じ特許文献4には、ドープされた100μmと2mmの間の厚みを有するAsとClでドープされたa−Seの光導電層と、下部電極との間に、割り込みバッファ層としてa−As2Se3層を設けることが記載される。この割り込みバッファ層は、電子ブロッキング性、およびガラス基板との接着作用の促進のために設けられ、0.5〜10μmの膜厚が必要である。また、割り込みバッファ層はAs,Clでドープしたa−Seとの界面の結晶化を防ぐことが記載される。
しかし、上記各文献に記載されているようなSeにアルカリ金属をドープした光導電層は、下部層(Seを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層がある場合には下部キャリア選択層を意味し、前記下部キャリア選択層がない場合には下部電極を意味する。以下、下部層という)との界面、上部層(Seを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層がある場合には上部キャリア選択層を意味し、該上部キャリア選択層がない場合には上部電極を意味する。以下、上部層という)との界面で結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができない。 However, the photoconductive layer doped with alkali metal in Se as described in each of the above documents is a lower layer (if there is a lower carrier selection layer made of a different material not containing Se as a main component, lower carrier selection) Means a lower electrode when there is no lower carrier selection layer, hereinafter referred to as a lower electrode, an upper layer (an upper carrier selection layer made of a different material not containing Se as a main component) In some cases, it means an upper carrier selection layer, and in the absence of the upper carrier selection layer, it means an upper electrode (hereinafter referred to as an upper layer). It is impossible to suppress a decrease in durability.
また、特許文献2に記載されているような構成とすると、キャリア選択層とa−Se層のマスクサイズが異なるために、マスク付け替え時間が生じ、この時間が長いためにキャリア選択層とa−Se層の間に結晶化を促進するような不純物(たとえばH2Oや酸素)が混入してしまうという問題がある。界面の結晶化は、特許文献3に記載されているような、キャリア選択層と電極との界面に0.1〜1%のAsが添加されたSe層を設けることによっては低減できず、また、画像欠陥を低減することもできない。
Further, in the configuration described in
また、界面の結晶化は、特許文献4に記載されているような、アルカリでドープされたa−Seの単極電導層のバルク中に0.5〜5wt%のAsを添加する方法では低減できず、画像欠陥を低減することもできない。さらに、特許文献4に記載されるa−As2Se3層からなる割り込みバッファ層は、記録用光導電層から移動してきた正孔の拡散が大きく解像度が劣化しやすい問題がある。加えて、a−As2Se3層は、アルカリ金属を含むa−Seからなる層との界面の結晶化に対しては何も記載がない。
Further, the crystallization of the interface is reduced by the method of adding 0.5 to 5 wt% As in the bulk of the alkali-doped a-Se monopolar conductive layer as described in
また、特許文献2にあるSb2S3を下部キャリア選択層として用いれば、Sb2S3が半絶縁性であるため電荷の拡散が妨げられて解像度は劣化しない(特開2001−284628号参照)が、Sb2S3からなる下部層とアルカリ金属を含むa−Seからなる記録用光導電層との界面は結晶化し易い問題があり、両立できない。
Further, the use of the Sb 2 S 3 in
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、アルカリ金属を含みa−Seを主成分とする光導電層と下部層との界面、上部層との界面での結晶化の問題を解決して、電子走行性を改良し、経時による画像欠陥の増加を抑制することが可能な放射線画像検出器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 the above circumstances, and solves the problem of crystallization at the interface between the photoconductive layer containing an alkali metal and containing a-Se as a main component and the lower layer and the interface with the upper layer. An object of the present invention is to provide a radiological image detector capable of improving the electronic running property and suppressing an increase in image defects over time.
第一の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。 As a first aspect, the radiation image detector of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave that has passed through the first electrode. In the radiation image detector formed by laminating a generated photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate in this order, the first electrode and the An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the recording photoconductive layer. To do.
上記元素の含有率は重量%であり、アモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層とは、記録用光導電層の成分においてアモルファスセレンの重量%成分が最も高いものを意味する(以下、本発明の別の態様の放射線画像検出器においても、同様)。
上記結晶化防止層の膜厚は、0.05μm〜0.3μmであることが好ましい。
The content of the above element is% by weight, and the recording photoconductive layer containing amorphous selenium as a main component means the one having the highest weight% component of amorphous selenium among the components of the recording photoconductive layer (hereinafter, The same applies to the radiation image detector according to another aspect of the present invention).
The film thickness of the anti-crystallization layer is preferably 0.05 μm to 0.3 μm.
また、第一の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、5%〜40%であることが好ましい。 As another aspect of the first radiographic image detector, the radiographic image detector of the present invention transmits a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, and transmits the first electrode. Radiation image detection formed by laminating a recording photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate, which generate charges by irradiation of the recording electromagnetic wave. And an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi as an anti-crystallization layer between the first electrode and the recording photoconductive layer. The crystallization preventing layer includes at least a region where the element concentration has a maximum value and a region where the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value concentration. The element concentration in a region where the element concentration takes a maximum value is preferably 5% to 40%.
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するセレンを主成分として含まない上部層との界面50nmの領域内で、最大値をとることが好ましい。 The element concentration in the anti-crystallization layer is within the region of 50 nm interface with the upper layer not containing selenium as a main component located on the opposite side of the anti-crystallization layer from the photoconductive layer for recording. It is preferable to take the maximum value.
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面50nmの領域内で、最大値をとってもよい。 Alternatively, the element concentration in the anti-crystallization layer may take a maximum value within a region of 50 nm interface with the recording photoconductive layer.
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するセレンを主成分として含まない上部層との界面50nmの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面50nmの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元小さい方の濃度の80%以下であってもよい。 Furthermore, the upper layer side region of the interface 50 nm with the upper layer not containing selenium as a main component located on the opposite side of the recording photoconductive layer with respect to the anti-crystallization layer in the anti-crystallization layer, and In the crystallization prevention layer, the average concentration of the element in the crystallization prevention layer other than the recording photoconductive layer side region at the interface of 50 nm with the recording photoconductive layer is the lower one in the upper layer side region. It may be 80% or less of the concentration.
セレンを主成分として含まない上部層とは、上部層の成分においてアモルファスセレンの重量%成分が最も高くないものを意味し、上部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層を有する場合には上部キャリア選択層を意味し、上部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。 The upper layer that does not contain selenium as a main component means that the weight percentage component of amorphous selenium is not the highest among the components of the upper layer, and the upper layer means that the radiation image detector does not contain amorphous selenium as the main component. In the case of having an upper carrier selection layer made of a different material, it means the upper carrier selection layer, and in the absence of the upper carrier selection layer, it means the first electrode.
前記元素の平均濃度とは、As、Sb、Biからなる群より選ばれる元素が2種以上の場合には、それぞれの元素の重量%を加算することにより算出される平均濃度を意味する(以下、平均濃度とはこの意味である)。 The average concentration of the element means an average concentration calculated by adding the weight percent of each element when there are two or more elements selected from the group consisting of As, Sb, and Bi (hereinafter referred to as “the average concentration”). Mean concentration means this).
第二の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。
上記結晶化防止層の膜厚は、0.05μm〜0.3μmであることが好ましい。
As a second aspect, the radiation image detector of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave that has passed through the first electrode. In the radiation image detector formed by laminating the generated photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collection electrodes, and a substrate in this order, the charge collection electrode and the recording An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the photoconductive layer for use. Is.
The film thickness of the anti-crystallization layer is preferably 0.05 μm to 0.3 μm.
また、第二の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、5%〜40%であることが好ましい。 As another aspect of the second radiological image detector, the radiographic image detector of the present invention transmits a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, and transmits the first electrode. Radiation image detection formed by laminating a recording photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate, which generate charges by irradiation of the recording electromagnetic wave. And an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi as an anti-crystallization layer between the charge collection electrode and the recording photoconductive layer, The crystallization preventing layer includes at least a region where the element concentration has a maximum value and a region where the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value. The element concentration in a region where the element concentration takes a maximum value is preferably 5% to 40%.
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面50nmの領域内で、最大値をとることが好ましい。 The element concentration in the anti-crystallization layer is within a region of 50 nm interface with the lower layer containing as a main component amorphous selenium located on the opposite side of the anti-crystallization layer from the photoconductive layer for recording. It is preferable to take the maximum value.
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面50nmの領域内で、最大値をとってもよい。 Alternatively, the element concentration in the anti-crystallization layer may take a maximum value within a region of 50 nm interface with the recording photoconductive layer.
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面50nmの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面50nmの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の80%以下であってもよい。 Furthermore, the lower layer side region of the interface 50 nm with the lower layer not containing amorphous selenium as a main component located on the opposite side of the recording photoconductive layer with respect to the anti-crystallization layer in the anti-crystallization layer, and The average concentration of the element in the crystallization preventing layer other than the recording photoconductive layer side region at the interface with the recording photoconductive layer in the crystallization preventing layer in the 50 nm interface is the element concentration in the lower layer side region. 80% or less of the smaller one of the maximum value and the maximum value of the element concentration in the recording photoconductive layer side region.
セレンを主成分として含まない下部層とは、下部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、下部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層を有する場合には下部キャリア選択層を意味し、下部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。 The lower layer that does not contain selenium as the main component means that the weight percentage component of amorphous selenium is not the highest among the components of the lower layer, and the lower layer does not contain the amorphous selenium as the main component. When it has a lower carrier selection layer made of a different material, it means a lower carrier selection layer, and when there is no lower carrier selection layer, it means a first electrode.
前記下部層は、半絶縁体層であることが好ましい。半絶縁体層とは、比抵抗の値が106Ω・cm以上1012Ω・cm以下である半絶縁性の抵抗体からなる電荷輸送層であって、当該電荷輸送層の記録用光導電層(a−Se)との接合が、当該電荷輸送層をカソードとし記録用光導電層(a−Se)をアノードとするダイオード特性を有するようなものをいう。半絶縁体層の例としては、硫化アンチモン(Sb2S3)および硫化ヒ素(As2S3)が好ましく挙げられる。以下、半絶縁体層とはこの意味である。 The lower layer is preferably a semi-insulator layer. The semi-insulator layer is a charge transport layer made of a semi-insulator having a specific resistance value of 10 6 Ω · cm or more and 10 12 Ω · cm or less. The junction with the layer (a-Se) has a diode characteristic in which the charge transport layer is a cathode and the recording photoconductive layer (a-Se) is an anode. Preferred examples of the semi-insulator layer include antimony sulfide (Sb 2 S 3 ) and arsenic sulfide (As 2 S 3 ). Hereinafter, the semi-insulator layer has this meaning.
第三の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、該第1の電極と該記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。
上記結晶化防止層の膜厚は、0.05μm〜0.3μmであることが好ましい。
As a third aspect, the radiation image detector of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave that has passed through the first electrode. A photoconductive layer for recording mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a power storage unit for accumulating charges generated in the photoconductive layer for recording, and reading light for generating charges by irradiation of reading light In a radiation image detector in which a conductive layer, a number of linear electrodes for reading, and a substrate are laminated in this order, a crystallization-preventing layer is provided between the first electrode and the recording photoconductive layer. As a characteristic feature, an amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided.
The film thickness of the anti-crystallization layer is preferably 0.05 μm to 0.3 μm.
また、第三の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、5%〜40%であることが好ましい。 As another aspect of the third radiological image detector, the radiological image detector of the present invention transmits a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, and transmits the first electrode. A recording photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing an alkali metal, which generates a charge when irradiated with the recording electromagnetic wave, a power storage unit for accumulating the charge generated in the recording photoconductive layer, and reading light In the radiographic image detector in which a reading photoconductive layer that generates an electric charge by irradiation, a number of linear electrodes for reading, and a substrate are laminated in this order, the first electrode and the recording photoconductive layer Between the layers, there is an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi as an anti-crystallization layer, and the anti-crystallization layer has at least the highest element concentration. The value A region that, the element concentration is characterized in that including the region to take 80% or less of the concentration of the concentration of said maximum value. The element concentration in a region where the element concentration takes a maximum value is preferably 5% to 40%.
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面50nmの領域内で、最大値をとることが好ましい。 The element concentration in the anti-crystallization layer is within a region of 50 nm interface with the upper layer containing as a main component amorphous selenium located on the opposite side of the anti-crystallization layer from the photoconductive layer for recording. It is preferable to take the maximum value.
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面50nmの領域内で、最大値をとってもよい。 Alternatively, the element concentration in the anti-crystallization layer may take a maximum value within a region of 50 nm interface with the recording photoconductive layer.
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面50nmの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面50nmの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の80%以下であってもよい。 Further, an upper layer side region having an interface of 50 nm with an upper layer containing as a main component amorphous selenium located on the opposite side of the recording photoconductive layer with respect to the anti-crystallization layer in the anti-crystallization layer, and The average concentration of the element in the crystallization prevention layer other than the recording photoconductive layer side region at the interface of 50 nm with the recording photoconductive layer in the crystallization prevention layer is the element concentration in the upper layer side region. 80% or less of the smaller one of the maximum value and the maximum value of the element concentration in the recording photoconductive layer side region.
セレンを主成分として含まない上部層とは、上部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、上部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層を有する場合には上部キャリア選択層を意味し、上部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。 The upper layer that does not contain selenium as the main component means that the weight percentage component of amorphous selenium is not the highest in the components of the upper layer, and the upper layer does not contain amorphous selenium as the main component in the radiographic image detector. In the case of having an upper carrier selection layer made of a different material, it means the upper carrier selection layer, and in the absence of the upper carrier selection layer, it means the first electrode.
第四の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。
さらに、上記結晶化防止層の膜厚は、0.05μm〜0.3μmであることが好ましい。
As a fourth aspect, the radiological image detector of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, and charges due to irradiation of the recording electromagnetic wave that has passed through the first electrode. A photoconductive layer for recording, a power storage unit for accumulating charges generated in the photoconductive layer for recording, and a read light mainly composed of amorphous selenium containing an alkali metal that generates charges when irradiated with read light In a radiation image detector in which a conductive layer, a number of linear electrodes for reading, and a substrate are stacked in this order, a crystallization-preventing layer is provided between the linear electrode and the reading photoconductive layer. An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided.
Furthermore, the film thickness of the anti-crystallization layer is preferably 0.05 μm to 0.3 μm.
第四の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、該第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、5%〜40%であることが好ましい。 As another aspect of the fourth radiation image detector, the radiation image detector of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and the recording that transmits the first electrode. A recording photoconductive layer that generates charges when irradiated with electromagnetic waves, a power storage unit that stores charges generated in the recording photoconductive layer, and amorphous selenium containing an alkali metal that generates charges when irradiated with reading light. In a radiation image detector in which a reading photoconductive layer as a main component, a number of linear electrodes for reading, and a substrate are laminated in this order, between the linear electrode and the reading photoconductive layer And an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi as the anti-crystallization layer, and the anti-crystallization layer has at least the region where the element concentration takes a maximum value. When It is characterized in that the element concentration and a region that takes 80% or less of the concentration of the concentration of said maximum value. The element concentration in a region where the element concentration takes a maximum value is preferably 5% to 40%.
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面50nmの領域内で、最大値をとることが好ましい。 The element concentration in the anti-crystallization layer is within the region of 50 nm interface with the lower layer containing as a main component amorphous selenium located on the opposite side of the read photoconductive layer with respect to the anti-crystallization layer. It is preferable to take the maximum value.
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記読取用光導電層との界面50nmの領域内で、最大値をとってもよい。 Alternatively, the element concentration in the anti-crystallization layer may take a maximum value within a region of 50 nm interface with the reading photoconductive layer.
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面50nmの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記読取用光導電層との界面50nmの読取用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記読取用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の80%以下であってもよい。 Furthermore, the lower layer side region of the interface 50 nm with the lower layer not containing amorphous selenium as a main component located on the opposite side of the reading photoconductive layer with respect to the anti-crystallization layer in the anti-crystallization layer, and The average concentration of the element in the crystallization preventing layer other than the reading photoconductive layer side region at the interface of 50 nm with the reading photoconductive layer in the crystallization preventing layer is the element concentration in the lower layer side region. 80% or less of the smaller one of the maximum value and the maximum value of the element concentration in the reading photoconductive layer side region.
セレンを主成分として含まない下部層とは、下部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、下部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層を有する場合には下部キャリア選択層を意味し、下部キャリア選択層がない場合には線状電極を意味する。
前記下部層は、半絶縁体層であることが好ましい。
The lower layer that does not contain selenium as the main component means that the weight percentage component of amorphous selenium is not the highest among the components of the lower layer, and the lower layer does not contain the amorphous selenium as the main component. When it has a lower carrier selection layer made of a different material, it means a lower carrier selection layer, and when there is no lower carrier selection layer, it means a linear electrode.
The lower layer is preferably a semi-insulator layer.
なお、本発明の放射線画像検出器において、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする光導電層とは、アルカリ金属を膜中に必ずしも均一濃度で含む場合だけではなく、特許文献3に記載されるように、バルク中にはアルカリ金属を含まず、少なくとも一方の界面ではアルカリ金属を含有するアモルファスセレンからなる領域が付与され、全体としてアルカリ金属を含むアモルファスセレンからなる光導電層である場合も含むものである。
In the radiographic image detector of the present invention, the photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal is not limited to the case where alkali metal is included in the film at a uniform concentration, but is described in
本発明の放射線画像検出器の前記アルカリ金属の含有量は、0.01〜5000ppmであることが好ましい。 The content of the alkali metal in the radiation image detector of the present invention is preferably 0.01 to 5000 ppm.
第一の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、この第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、第1の電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層の上に上部層を成膜する際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることが可能となる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を0.05〜0.3μmとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。 The radiation image detector according to the first aspect of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode. In a radiation image detector in which a generated photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collection electrodes, and a substrate are laminated in this order, the first electrode and the recording Since an amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the photoconductive layer and the photoconductive layer for recording. Interfacial crystallization that occurs when the upper layer is formed on the layer can be prevented, and the image quality can be improved. Furthermore, performance degradation such as crystallization due to humidity can be prevented. Furthermore, if the film thickness of the anti-crystallization layer is 0.05 to 0.3 μm, it is possible to prevent the dark current from deteriorating while preventing the interface from being crystallized.
第二の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、この第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、電荷収集電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層を下部層の上に設ける際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることができる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を0.05〜0.3μmとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。さらに、前記下部層を半絶縁体層とすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、半絶縁体層である下部層内に移動してきたキャリアの拡散が妨げられるので、解像度の劣化も抑制することができる。 The radiation image detector according to the second aspect of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiation image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave that has passed through the first electrode. In a radiation image detector in which a recording photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a plurality of charge collection electrodes, and a substrate are laminated in this order, the charge collection electrode and the recording light An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the conductive layer and the photoconductive layer for recording. Interfacial crystallization that occurs when the layer is provided on the lower layer can be prevented, and the image quality can be improved. Furthermore, performance degradation such as crystallization due to humidity can be prevented. Furthermore, if the film thickness of the anti-crystallization layer is 0.05 to 0.3 μm, it is possible to prevent the dark current from deteriorating while preventing the interface from being crystallized. Furthermore, if the lower layer is a semi-insulator layer, the diffusion of carriers that have moved into the lower layer, which is a semi-insulator layer, is prevented while preventing the crystallization of the interface, thereby suppressing degradation of resolution. can do.
第三の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、この第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、この記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、第1の電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層の上に上部層を成膜する際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることが可能となる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を0.05〜0.3μmとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。 The radiographic image detector according to the third aspect of the present invention includes a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image, and charges by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode. A photoconductive layer for recording mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, a power storage unit for accumulating charges generated in the photoconductive layer for recording, and reading light for generating charges by irradiation of reading light In a radiation image detector in which a conductive layer, a number of linear electrodes for reading, and a substrate are laminated in this order, As is provided as an anti-crystallization layer between the first electrode and the recording photoconductive layer. Is generated when an upper layer is formed on the photoconductive layer for recording because an amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of Sb, Bi is provided. Prevents interface crystallization It can be, it is possible to increase the quality of the image. Furthermore, performance degradation such as crystallization due to humidity can be prevented. Furthermore, if the film thickness of the anti-crystallization layer is 0.05 to 0.3 μm, it is possible to prevent the dark current from deteriorating while preventing the interface from being crystallized.
第四の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極と、この第1の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、この記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、線状電極と読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられているので、読取用光導電層を下部層の上に設ける際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることができる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を0.05〜0.3μmとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided a radiographic image detector comprising: a first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image; and a charge generated by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode. A recording photoconductive layer that is generated, a power storage unit that accumulates charges generated in the recording photoconductive layer, and a reading light mainly composed of amorphous selenium containing an alkali metal that generates charges when irradiated with reading light In a radiation image detector in which a conductive layer, a plurality of linear electrodes for reading, and a substrate are laminated in this order, As, as an anti-crystallization layer, between the linear electrodes and the reading photoconductive layer, Since an amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of Sb and Bi is provided, interfacial crystallization that occurs when the reading photoconductive layer is provided on the lower layer Can prevent Come, it is possible to increase the quality of the image. Furthermore, performance degradation such as crystallization due to humidity can be prevented. Furthermore, if the film thickness of the anti-crystallization layer is 0.05 to 0.3 μm, it is possible to prevent the dark current from deteriorating while preventing the interface from being crystallized.
また、第一〜第四の放射線画像検出器の別の態様において、前記結晶化防止層を、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むものとすることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を低減することができる。 Moreover, in another aspect of the first to fourth radiological image detectors, the crystallization preventing layer includes at least a region where the element concentration has a maximum value, and the element concentration is 80% of the maximum concentration. By including a region having the following concentration, the average element concentration of the entire crystallization prevention layer can be reduced.
本発明の放射線画像検出器は、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であっても、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)であってもよい。以下、本発明の放射線画像検出器を図面を用いて説明する。 The radiological image detector of the present invention stores a charge generated by radiation irradiation, even in a so-called optical reading system that reads by a radiographic image detector using a semiconductor material that generates a charge by light irradiation, A method of reading accumulated charges by turning on and off an electrical switch such as a thin film transistor (TFT) one pixel at a time (hereinafter referred to as a TFT method) may be used. The radiation image detector of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の放射線画像検出器(TFT方式)の第一の態様を示す概略断面図である。図1に示すように、第一態様の放射線画像検出器10は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極1と、結晶化防止層2と、第1の電極1を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層3と、複数の電荷収集電極(TFT電極)4と、基板5とを順に積層してなる。
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the radiation image detector (TFT method) of the present invention. As shown in FIG. 1, the
図2は本発明の放射線画像検出器(TFT方式)の第二の態様を示す概略断面図である。図2に示すように、第二態様の放射線画像検出器10は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極1と、第1の電極1を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層3と、結晶化防止層2′と、複数の電荷収集電極(TFT電極)4と、基板5とを順に積層してなる。
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the radiation image detector (TFT method) of the present invention. As shown in FIG. 2, the
図1に示す結晶化防止層2および図2に示す結晶化防止層2′は、As、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を、5%〜40%、より好ましくは7%〜40%、さらには10%〜40%含むa−Se層であることが好ましい。上記範囲は、結晶化防止の効果の大きさで選ばれる。これらの特定元素の濃度は、XPS(X線光電子分光分析)で測定することができる。As、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素の含有割合が5%未満の場合には、結晶防止効果が充分ではない。特定元素を5%以上含む場合は、上部層または下部層がAu、Ptなど化学的に安定な金属である場合には、十分な結晶化抑制を果たすことができる。特定元素を7%以上含む場合は、結晶化防止層の記録用光導電層側の界面にアルカリ金属が高い濃度(1−1000ppm)で集中している場合にも、界面の結晶化を抑制することができる。特定元素を10%以上含む場合は、結晶化防止層の記録用光導電層側の界面にアルカリ金属が集中し(1−1000ppm)、かつ結晶化防止層の上部にSb2S3、Alなど、アモルファスの状態に大きな影響を与える上部層が付設される場合にも、界面の結晶化を抑制することができる。
The
特定元素を40%より多く含む場合には金属元素が析出して局所的に抵抗が低下し、画像欠陥となるため好ましくない。 In the case where the specific element is contained in an amount of more than 40%, the metal element is deposited, the resistance is locally reduced, and an image defect is caused, which is not preferable.
結晶化防止層の膜厚は、0.05〜0.5μmであることが好ましい。さらに好ましくは、0.05〜0.3μnmであることが好ましい。膜厚が0.05μm未満であると、部分的に結晶化を防止できない領域が発生し易い。一方、膜厚が0.5μmよりも厚いと電荷トラップが増加して、暗電流が増加するなど電気特性が悪化し易い。膜厚を0.3μm以下とすれば、暗電流の増加を抑えるとともに、電荷の拡散を抑え解像度の劣化を防ぐことができる。 The film thickness of the crystallization preventing layer is preferably 0.05 to 0.5 μm. More preferably, it is 0.05-0.3 micrometer. When the film thickness is less than 0.05 μm, a region where crystallization cannot be partially prevented tends to occur. On the other hand, if the film thickness is thicker than 0.5 μm, the electric characteristics are likely to deteriorate, for example, the charge trap increases and the dark current increases. If the film thickness is 0.3 μm or less, an increase in dark current can be suppressed, and charge diffusion can be suppressed to prevent deterioration of resolution.
結晶化防止層の中で特定元素の濃度は必ずしも均一である必要はなく、層内で最も特定元素濃度の高い領域にて特定元素を5%〜40%含有していれば良い。特定元素がAsの場合を例にとり、図4〜図5を用いて結晶化防止層における特定元素の濃度分布の詳細について説明する。図4〜図5は、横軸を上部層、結晶化防止層、記録用光導電層の厚さとし、縦軸をASおよびSeの相対濃度として表す概略図である(なお、この特定元素の分布は後述する別の態様の放射線画像検出器においても同様であるため、別の態様の放射線画像検出器におけるこの説明は省略する)。 The concentration of the specific element is not necessarily uniform in the crystallization preventing layer, and it is sufficient that the specific element is contained in the region having the highest specific element concentration in the layer by 5% to 40%. Taking the case where the specific element is As as an example, the concentration distribution of the specific element in the crystallization prevention layer will be described in detail with reference to FIGS. 4 to 5 are schematic diagrams in which the horizontal axis represents the thickness of the upper layer, the anti-crystallization layer, and the recording photoconductive layer, and the vertical axis represents the relative concentrations of AS and Se (this specific element distribution). Since the same applies to a radiographic image detector of another aspect to be described later, this description of the radiographic image detector of another aspect will be omitted).
図4に示すように、結晶化防止層における上部層との界面50nmの領域内において、Asが最大値をとるようにすれば、上部層との接触界面で発生する結晶化を効果的に抑制することができる。結晶化防止層は、As(特定元素)の濃度が高いほど結晶化抑制効果が大きいが、上部層はセレンを主成分として含まない異種物質であるために、セレンを主成分とする結晶化防止層との接触界面は、格子定数の違い、熱膨張率の違い等によりストレスが加わり易く、結晶化が特に発生しやすい。このため、結晶化防止層における上部層との界面50nmの領域内においてAsが最大値をとるようにすれば、少ないAs添加量で最大の結晶化抑制効果を得ることができる。なお、この場合には、結晶化防止層における記録用光導電層との界面50nmの領域内のAs元素の平均濃度は1%以下であってもよい。 As shown in FIG. 4, in the region of 50 nm interface with the upper layer in the anti-crystallization layer, if As is set to the maximum value, crystallization occurring at the contact interface with the upper layer is effectively suppressed. can do. The crystallization prevention layer has a higher crystallization suppression effect as the concentration of As (specific element) is higher. However, since the upper layer is a different material that does not contain selenium as a main component, crystallization prevention mainly contains selenium. The contact interface with the layer is likely to be stressed due to a difference in lattice constant, a difference in thermal expansion coefficient, and the like, and crystallization is particularly likely to occur. For this reason, if As is set to the maximum value in the region of the interface 50 nm with the upper layer in the crystallization preventing layer, the maximum crystallization suppressing effect can be obtained with a small amount of As added. In this case, the average concentration of As element in the region of 50 nm interface with the recording photoconductive layer in the crystallization preventing layer may be 1% or less.
ここで、上部層と結晶化防止層との界面とは、XPS測定により結晶化防止層中のSe濃度が、上部層に向かって、記録用光導電層のSe濃度(最大値)の5%に減じた箇所として定めることができる。また、結晶化防止層と記録用光導電層の界面は、結晶化防止層中のAs濃度が、記録用光導電層に向かって、最大濃度の5%に減じた箇所として定めることができる(本発明において界面とはこの意味である)。 Here, the interface between the upper layer and the anti-crystallization layer means that the Se concentration in the anti-crystallization layer is 5% of the Se concentration (maximum value) of the recording photoconductive layer toward the upper layer by XPS measurement. It can be determined as the number of points reduced. Further, the interface between the anti-crystallization layer and the recording photoconductive layer can be defined as a location where the As concentration in the anti-crystallization layer is reduced to 5% of the maximum concentration toward the recording photoconductive layer ( In the present invention, the interface means this).
一方、図5に示すように、結晶化防止層と記録用光導電層の界面50nm以内の領域において、Asが最大値をとるようにすれば、記録用光導電層と結晶化防止層の界面の結晶化を効果的に抑制することができる。記録用光導電層はアルカリ金属を必ずしも膜中に均一濃度で含んでおらず、例えば特許文献3にあるように界面においてアルカリ金属を多く含む場合があり、この界面は、真空チャンバー中の酸素やH2Oなどと反応し易く、結晶化が発生しやすい。このため、結晶化防止層と記録用光導電層の界面50nm以内の領域において、As(特定元素)が最大値をとるようにすれば、少ないAs添加量で最大の結晶化抑制効果を得ることができる。この場合、結晶化防止層における上部層との界面50nmの領域内のAs平均濃度は1%以下であってもよい。
On the other hand, as shown in FIG. 5, the interface between the recording photoconductive layer and the crystallization preventing layer can be obtained by setting the maximum value of As in the region within 50 nm of the interface between the crystallization preventing layer and the recording photoconductive layer. Can be effectively suppressed. The recording photoconductive layer does not necessarily contain an alkali metal in the film at a uniform concentration. For example, as described in
また、図6に示すように、上部層との界面50nmの上部層側領域および、記録用光導電層との界面50nmの記録用光導電層側領域以外の結晶化防止層中のAsの平均濃度が、上部層側領域のAs濃度の最大値と、記録用光導電層側領域のAs濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の80%以下とすることにより、すなわち、結晶化防止層の両界面の濃度を高める一方、それ以外の領域の平均濃度を、上部層側領域のAs濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域のAs濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度(図6では上部層側領域)の80%以下、好ましくは50%以下に減じることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を低減することができる。このようにすることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を1%以下とすることもできる。 Further, as shown in FIG. 6, the average of As in the crystallization preventing layer other than the upper layer side region at the interface 50 nm with the upper layer and the recording photoconductive layer side region at the interface 50 nm with the recording photoconductive layer. By setting the concentration to 80% or less of the smaller one of the maximum value of As concentration in the upper layer side region and the maximum value of As concentration in the recording photoconductive layer side region, that is, crystallization While increasing the concentration of both interfaces of the prevention layer, the average concentration of the other regions is selected from the maximum value of As concentration in the upper layer side region and the maximum value of As concentration in the recording photoconductive layer side region. By reducing the smaller concentration (upper layer side region in FIG. 6) to 80% or less, preferably 50% or less, the average element concentration of the entire crystallization preventing layer can be reduced. By doing in this way, the average element concentration of the whole crystallization prevention layer can also be made into 1% or less.
なお、結晶化防止層は、図3に示すように、第1の電極2と記録用光導電層3との間および電荷収集電極4と記録用光導電層3との間の両方に設けられていてもよい。この場合、少なくとも片方の結晶化防止層が、特定元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層であればよいが、両方の結晶化防止層が特定元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層とすればより好ましい。
As shown in FIG. 3, the anti-crystallization layer is provided both between the
記録用光導電層は、Na、K、Liなどのアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする層であって、アルカリ金属の含有量は0.01〜5000ppmであることが好ましい。通常、アルカリ金属の含有量を0.01ppmより高くすると、上部層との界面で、結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができないが、本発明の放射線画像検出器は上記のように結晶化防止層を設けているため、感度劣化の防止を実現しながら、同時に結晶化を抑制して画像に品質の向上を図ることができる。アルカリ金属に加えて、砒素を適当量含有しても良い。砒素を含有させることによって、アモルファスセレンのバルク中の結晶化を軽減することができる。 The recording photoconductive layer is a layer mainly composed of amorphous selenium containing an alkali metal such as Na, K, Li, and the alkali metal content is preferably 0.01 to 5000 ppm. Usually, when the content of alkali metal is higher than 0.01 ppm, crystallization is likely to occur at the interface with the upper layer, and thus it is not possible to suppress an increase in image defects and a decrease in durability. Since the image detector is provided with the anti-crystallization layer as described above, it is possible to improve the quality of the image by simultaneously suppressing the crystallization while realizing the prevention of the sensitivity deterioration. An appropriate amount of arsenic may be contained in addition to the alkali metal. By containing arsenic, crystallization in the bulk of amorphous selenium can be reduced.
第1電極は、Au、Alなど、抵抗加熱で蒸着できて、輻射熱の影響を低く抑えることができる導電性物質が適当である。電荷収集電極は、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。 The first electrode is suitably a conductive material such as Au or Al that can be deposited by resistance heating and that can suppress the influence of radiant heat to a low level. The charge collection electrode is made of a conductive material such as ITO (indium tin oxide), Au, or Pt.
上記の放射線画像検出器は公知の方法で製造することができるが、結晶化防止層と記録用光導電層は同一真空中で連続蒸着(成膜)されることが好ましい。また、同一の蒸着マスクを用いて高速に積層することによって、結晶化防止の効果をより高めることが可能である。 The radiation image detector can be manufactured by a known method, but it is preferable that the crystallization preventing layer and the recording photoconductive layer are continuously deposited (film formation) in the same vacuum. Moreover, the effect of preventing crystallization can be further enhanced by stacking at high speed using the same vapor deposition mask.
次に、光読取方式の放射線画像検出器について説明する。図7は、光読取方式の放射線画像検出器の第一の態様を示す概略断面図である。図7に示すように、この放射線画像検出器20は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極21と、結晶化防止層22と、第1の電極21を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層23と、第1の電極21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26と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層27と、読取用の多数の線状電極(くし形電極)24と、基板25とを順に積層してなる。
Next, an optical reading type radiation image detector will be described. FIG. 7 is a schematic cross-sectional view showing a first aspect of an optical reading type radiographic image detector. As shown in FIG. 7, the
図8は光読取方式の放射線画像検出器の第二の態様を示す概略断面図である。図8に示すように、この放射線画像検出器20は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第1の電極21と、第1の電極21を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層23′、第1の電極21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26、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層27′と、結晶化防止層22′と、読取用の多数の線状電極(くし形電極)24と、基板25とを順に積層してなる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view showing a second aspect of the optical reading type radiation image detector. As shown in FIG. 8, the
なお、電荷輸送層26は第1の電極21に帯電した電荷と同じ極性の電荷に対して絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆の極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層するものであるから、記録用光導電層23中を移動してきた負電荷は記録用光導電層23と電荷輸送層26との界面で停止し、この界面(蓄電部)に蓄積されることになる。放射線画像検出器に電荷輸送層26が含まれない場合、蓄電部は記録用光導電層23と読取用光導電層27(第二の態様にあっては記録用光導電層23′と読取用光導電層27′)の界面となる。
The
結晶化防止層22、22′は、As、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を、5%〜40%、より好ましくは7%〜40%、さらには10%〜40%含むa−Se層であることが好ましい。なお、ここでの特定元素の数値限定の意義は、上記結晶化防止層2、2′で記載した意義と同様であるので、記載は省略する。なお、結晶化防止層は、図9に示すように、第1の電極22と記録用光導電層23との間および線状電極24と読取用光導電層27′との間の両方に設けられていてもよい。この場合、少なくとも片方の結晶化防止層が、特定元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層であればよいが、両方の結晶化防止層が特定元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層とすればより好ましい。
The
光読取方式の第一の態様における放射線画像検出器の記録用光導電層23、光読取方式の第二の態様における放射線画像検出器の読取用光導電層27′は、Na、K、Liなどのアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする層であって、アルカリ金属の含有量は0.01〜5000ppmであることが好ましい。通常、アルカリ金属の含有量を0.01ppmより高くすると、第一の態様においては上部層との界面、第二の態様においては下部層との界面で結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができないが、本発明の放射線画像検出器は上記のように結晶化防止層を設けているため、感度劣化を実現しながら、同時に結晶化を抑制して画像に品質の向上を図ることができる。
The
光読取方式の第二の態様における放射線画像検出器の記録用光導電層23′は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているPbO、PbI2等が好適である。
The
光読取方式の第一の態様における放射線画像検出器の読取用光導電層27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(Copper 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
第1の電極21としては、Au、Alなど、抵抗加熱で蒸着できて、輻射熱の影響を低く抑えることができる導電性物質が適当である。線状電極24としては、例えば、透明ガラス板上に透明導電性物質(ITO、IZO等)を成膜し、パターンニングしたものが、エッジの形状が滑らかで適当である。電荷輸送層26としては、Iを10〜3000ppmドープしたAs2Se3、Clを10〜200ppmドープしたa−Se等のSeを含む半導体物質が適当である。
As the
上記の光読取方式の放射線画像検出器も公知の方法で製造することができるが、結晶化防止層と記録用光導電層は同一真空中で連続蒸着(成膜)されることが好ましい。また、同一の蒸着マスクを用いて高速に積層することによって、結晶化防止の効果をより高めることが可能である。
以下に、本発明の放射線画像検出器の実施例を示す。
Although the above-described optical reading type radiographic image detector can also be produced by a known method, it is preferable that the crystallization preventing layer and the recording photoconductive layer are continuously deposited (deposited) in the same vacuum. Moreover, the effect of preventing crystallization can be further enhanced by stacking at high speed using the same vapor deposition mask.
Examples of the radiation image detector of the present invention are shown below.
(比較例1)
高純度5Nセレン、NaドープのためのNa2Seを添加してパイレックス(登録商標)ガラス管中に充填し、0.1Pa以下で真空封入し、550℃で反応させて、モル濃度30ppmのNaセレン合金を作製した。このセレン合金を、ステンレス坩堝につめて、坩堝温度280℃、真空度0.0001Paの条件で、櫛歯状のアモルファスIZO層が設けられた5cm角ガラス基板に、基板温度65度、蒸着速度1μm/minの条件で、10μm膜厚のNaを含有したSe膜を蒸着した。次いで、坩堝温度460℃にしてAs2Se3(フルウチ化学製6N)を0.2μm積層し、さらに、上記と同様にして200μm膜厚のNaを含有したSe膜を積層した。続いて、Sb2S3(フルウチ化学製6N)を坩堝温度550℃にして0.1μm積層した。最後に、Auを上部電極として60nmの厚みで蒸着し、デバイスを作製した。
(Comparative Example 1)
High purity 5N selenium, Na 2 Se for Na doping was added and filled in a Pyrex (registered trademark) glass tube, vacuum sealed at 0.1 Pa or less, reacted at 550 ° C., and Na at a molar concentration of 30 ppm. A selenium alloy was produced. This selenium alloy is packed in a stainless steel crucible, and a 5 cm square glass substrate provided with a comb-like amorphous IZO layer under the conditions of a crucible temperature of 280 ° C. and a vacuum degree of 0.0001 Pa, a substrate temperature of 65 ° C. and a deposition rate of 1 μm. An Se film containing Na having a thickness of 10 μm was deposited under the conditions of / min. Next, 0.2 μm of As 2 Se 3 (6N manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) was laminated at a crucible temperature of 460 ° C., and a Se film containing Na having a thickness of 200 μm was laminated in the same manner as described above. Subsequently, Sb 2 S 3 (6N manufactured by Furuuchi Chemical Co., Ltd.) was laminated at a crucible temperature of 550 ° C. to a thickness of 0.1 μm. Finally, Au was vapor-deposited with a thickness of 60 nm using the upper electrode to produce a device.
(実施例1〜7、比較例2〜6)
表1に示した結晶化防止層22′を比較例1の櫛歯状アモルファスIZO層の上に挿入し、表1に示した結晶化防止層22をSb2S3層の下に挿入した以外は比較例1に記載した方法と同様にしてデバイスを作製した。
(Examples 1-7, Comparative Examples 2-6)
The crystallization prevention layer 22 'shown in Table 1 was inserted on the comb-like amorphous IZO layer of Comparative Example 1, and the
各結晶化防止層は、表1に示した組成のAsを含むSe合金原料を、坩堝温度440℃にして、0.15μmの膜厚になるように蒸発させることで作製した。この際に坩堝に投入したSeAs原料の量は0.15μmの膜厚を形成するために必要な量の約10倍とし坩堝上に設けたシャッターの開閉タイミング、開閉時間の制御によって、As濃度の分布の制御を行った。具体的には、結晶化防止層22は、Sb2S3側界面に最大濃度がくるように、蒸着後半部で基板シャッターを開け、その後坩堝温度を460℃に上げることで行った。結晶化防止層22´は、IZO側界面に最大濃度がくるように、蒸着中央部で基板シャッターを開け、その後に坩堝温度を380℃に下げることで行った。
Each crystallization preventing layer was produced by evaporating an Se alloy material containing As having the composition shown in Table 1 at a crucible temperature of 440 ° C. to a thickness of 0.15 μm. At this time, the amount of SeAs raw material charged in the crucible was about 10 times the amount necessary to form a film thickness of 0.15 μm, and the As concentration was controlled by controlling the opening / closing timing and opening / closing time of the shutter provided on the crucible. The distribution was controlled. Specifically, the
結果と共に表1に示す。なお、表1の電荷収集量、画像欠陥、オフセット電荷量の評価は以下のように行い、電荷収集量および画像欠陥数比、オフセット電荷量はともに比較例1の相対値として示した。 It shows in Table 1 with a result. The charge collection amount, image defect, and offset charge amount in Table 1 were evaluated as follows, and the charge collection amount, the image defect number ratio, and the offset charge amount were all shown as relative values in Comparative Example 1.
(電荷収集量および画像欠陥)
電荷収集量は、特開2004−147255号に記載の画像読取装置を用いて測定した。画像欠陥は、同じ読取装置を用いて、放射線または光を照射しない条件で信号を2次元画像として出力し、50μm以上の斑点(白斑点は基板側の結晶、黒斑点は上部電極側の結晶による)を計数し、その後、40℃ドライの条件で2週間経時させ、同様に斑点を計数して、経時前と経時後の画像欠陥数比を算出した。
(Charge collection amount and image defects)
The charge collection amount was measured using an image reading apparatus described in JP-A-2004-147255. For image defects, a signal is output as a two-dimensional image under the condition that radiation or light is not irradiated using the same reading device. Spots of 50 μm or more (white spots are crystals on the substrate side, black spots are crystals on the upper electrode side) ) And then aged for 2 weeks under dry conditions at 40 ° C., and the spots were similarly counted to calculate the ratio of the number of image defects before and after aging.
オフセット電荷は、同じ読取装置を用いて、放射線または光を照射しないで、上部電極へ−2kV、時間2s間印加した後、読み出しを行うことで測定した。ここで、上部電極から注入された暗電流が下部電極のそれより大きい場合は、上記で読み出されるオフセット電荷量の極性はプラスとなる。また、逆の場合には、オフセット電荷量の極性はマイナスとなる。オフセット電荷量が大きいと、暗電流の注入量が大きかったことを意味する。
なお、比較例2と実施例1のデバイスにおける結晶化防止層22′と結晶化防止層22の膜中のAs濃度を測定するために、Se積層膜をガラス基板から剥がし、両側界面からXPS分析を行ったところ、比較例2のデバイスにおける結晶化防止層22′のIZO界面50nmにおける平均As濃度は0.05%で、結晶化防止層22のSb2S3界面50nmにおける平均As濃度は0.5%であった。一方、実施例1のデバイスにおける結晶化防止層22′のIZO界面50nmにおける平均As濃度は4.0%で、結晶化防止層22のSb2S3界面50nmにおける平均As濃度は5.5%であった。なお、XPS分析は以下のようにして測定した。
In addition, in order to measure As concentration in the film | membrane of the crystallization prevention layer 22 'and the
(XPS分析)
使用機種 : Thermo Electron社製 VG Theta Probe
照射X線 : 単結晶分光AlKα
イオン種 : Ar+
エッチングレート : 0.4Å/sec(SiO2換算値)
感度補正方法 : 感度補正用にSe,Asを含むサンプルを準備し、まずICP−MS分析でAs,Se濃度を定量した。次に、同一サンプルを、XPS分析し、As,Se濃度がICP−MS分析の値に一致するように感度補正係数を求めた。この感度補正係数をもとに、所定サンプルのAs濃度の分布を定量した。
(XPS analysis)
Model used: Thermo Electron VG Theta Probe
Irradiation X-ray: Single crystal spectroscopy AlKα
Ion species: Ar +
Etching rate: 0.4 Å / sec (SiO 2 equivalent value)
Sensitivity correction method: A sample containing Se and As was prepared for sensitivity correction, and the As and Se concentrations were first quantified by ICP-MS analysis. Next, the same sample was subjected to XPS analysis, and a sensitivity correction coefficient was obtained so that As and Se concentrations coincided with the values of ICP-MS analysis. Based on this sensitivity correction coefficient, the distribution of As concentration in a predetermined sample was quantified.
XPS分析によって得た、AsおよびSe濃度プロファイルから、実施例1〜7、比較例2〜6における結晶化防止層の膜厚を求めたところ、すべて0.15μmであった。 From the As and Se concentration profiles obtained by XPS analysis, the film thicknesses of the crystallization-preventing layers in Examples 1 to 7 and Comparative Examples 2 to 6 were all found to be 0.15 μm.
表1から明らかなように、結晶化防止層としてAsを5%〜40%含有する実施例1〜7、とりわけ、両方の結晶化防止層においてAsを5%〜40%含有する実施例2〜6では、画像欠陥数の低減は著しかった。なお、実施例5〜7では、オフセット電荷量が比較例に対し−2倍から−10倍増加しているが、これは正極であるIZO電極からデバイス内へ電荷注入が増加したことを意味している。 As is apparent from Table 1, Examples 1 to 7 containing 5% to 40% As as the anti-crystallization layer, especially Examples 2 to 5 containing As in both anti-crystallization layers containing 2% to 40%. In No. 6, the reduction in the number of image defects was remarkable. In Examples 5 to 7, the offset charge amount increased from −2 times to −10 times compared to the comparative example, which means that charge injection increased from the positive IZO electrode into the device. ing.
以上のように、本発明の放射線画像検出器は、アルカリ金属を含有するアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層の界面、または読取用光導電層の界面に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するa−Se層が設けられているので、感度の低下を防止するとともに、経時による画像欠陥の増加を防止することができる。 As described above, the radiographic image detector of the present invention is an As-crystallization layer as an anti-crystallization layer on the interface of the recording photoconductive layer or the reading photoconductive layer mainly composed of amorphous selenium containing an alkali metal. Since an a-Se layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of Sb and Bi is provided, it is possible to prevent a decrease in sensitivity and an increase in image defects over time. be able to.
1 第1電極
2 結晶化防止層
2′ 結晶化防止層
3 記録用光導電層
4 電荷収集電極
5 基板
10 放射線画像検出器
21 第1電極
22 結晶化防止層
22′結晶化防止層
23 記録用光導電層
23′記録用光導電層
24 線状電極
26 電荷輸送層
27 読取用光導電層
27′読取用光導電層
DESCRIPTION OF
Claims (31)
前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. In the radiation image detector formed by laminating a recording photoconductive layer, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the first electrode and the recording photoconductive layer. The radiation image detector characterized by the above-mentioned.
前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. In the radiation image detector formed by laminating a recording photoconductive layer, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate in this order,
Between the first electrode and the recording photoconductive layer, an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb and Bi is provided as an anti-crystallization layer, and the crystallization The prevention layer includes at least a region where the element concentration has a maximum value and a region where the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value concentration.
前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. In the radiation image detector formed by laminating a recording photoconductive layer, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the charge collection electrode and the recording photoconductive layer. A radiation image detector characterized by comprising:
前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. In the radiation image detector formed by laminating a recording photoconductive layer, a plurality of charge collecting electrodes, and a substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the charge collection electrode and the recording photoconductive layer. The layer includes at least a region in which the element concentration has a maximum value and a region in which the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value concentration.
前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. A photoconductive layer for recording, a power storage unit for accumulating charges generated in the photoconductive layer for recording, a photoconductive layer for reading that generates charges by irradiation of reading light, a number of linear electrodes for reading, In the radiation image detector formed by laminating the substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the first electrode and the recording photoconductive layer. The radiation image detector characterized by the above-mentioned.
前記第1の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。 The main component is an amorphous selenium containing an alkali metal that generates a charge by irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode and the recording electromagnetic wave carrying the radiation image. A photoconductive layer for recording, a power storage unit for accumulating charges generated in the photoconductive layer for recording, a photoconductive layer for reading that generates charges by irradiation of reading light, a number of linear electrodes for reading, In the radiation image detector formed by laminating the substrate in this order,
Between the first electrode and the recording photoconductive layer, an amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb and Bi is provided as an anti-crystallization layer, and the crystallization The prevention layer includes at least a region where the element concentration has a maximum value and a region where the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value concentration.
前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を5%〜40%含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。 A first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image; a recording photoconductive layer that generates a charge upon irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode; and the recording photoconductive layer. A power storage unit for accumulating charges generated in the layer, a photoconductive layer for reading mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, which generates charges by irradiation of reading light, and a large number of linear electrodes for reading; In the radiation image detector formed by laminating the substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing 5% to 40% of at least one element selected from the group consisting of As, Sb, and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the linear electrode and the reading photoconductive layer. A radiation image detector characterized by comprising:
前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてAs、Sb、Biからなる群より選ばれる少なくとも1つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の80%以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。 A first electrode that transmits a recording electromagnetic wave carrying a radiographic image; a recording photoconductive layer that generates a charge upon irradiation of the recording electromagnetic wave transmitted through the first electrode; and the recording photoconductive layer. A power storage unit for accumulating charges generated in the layer, a photoconductive layer for reading mainly composed of amorphous selenium containing alkali metal, which generates charges by irradiation of reading light, and a large number of linear electrodes for reading; In the radiation image detector formed by laminating the substrate in this order,
An amorphous selenium layer containing at least one element selected from the group consisting of As, Sb and Bi is provided as an anti-crystallization layer between the linear electrode and the reading photoconductive layer, and the anti-crystallization is provided. The layer includes at least a region in which the element concentration has a maximum value and a region in which the element concentration has a concentration of 80% or less of the maximum value concentration.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006292115A JP2008078597A (en) | 2005-11-01 | 2006-10-27 | Radiographic image detector |
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005318155 | 2005-11-01 | ||
JP2006224995 | 2006-08-22 | ||
JP2006292115A JP2008078597A (en) | 2005-11-01 | 2006-10-27 | Radiographic image detector |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2008078597A true JP2008078597A (en) | 2008-04-03 |
Family
ID=39350315
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2006292115A Abandoned JP2008078597A (en) | 2005-11-01 | 2006-10-27 | Radiographic image detector |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2008078597A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009283834A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Fujifilm Corp | Radiation detector |
JP2010087003A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | Radiograph detector |
KR20150092516A (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-13 | 서울대학교산학협력단 | Measuring device using structure of charge storage memory and measuring method thereof |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5228372B1 (en) * | 1970-12-18 | 1977-07-26 | ||
JPH06209097A (en) * | 1992-08-17 | 1994-07-26 | Philips Electron Nv | X-ray image detector |
JPH10125946A (en) * | 1996-10-04 | 1998-05-15 | Philips Electron Nv | X-ray picture forming apparatus having photoconductors |
JP2002329848A (en) * | 2000-03-22 | 2002-11-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image-recording medium and its manufacturing method |
JP2003315464A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Shimadzu Corp | X-ray detector |
-
2006
- 2006-10-27 JP JP2006292115A patent/JP2008078597A/en not_active Abandoned
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS5228372B1 (en) * | 1970-12-18 | 1977-07-26 | ||
JPH06209097A (en) * | 1992-08-17 | 1994-07-26 | Philips Electron Nv | X-ray image detector |
JPH10125946A (en) * | 1996-10-04 | 1998-05-15 | Philips Electron Nv | X-ray picture forming apparatus having photoconductors |
JP2002329848A (en) * | 2000-03-22 | 2002-11-15 | Fuji Photo Film Co Ltd | Image-recording medium and its manufacturing method |
JP2003315464A (en) * | 2002-04-23 | 2003-11-06 | Shimadzu Corp | X-ray detector |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009283834A (en) * | 2008-05-26 | 2009-12-03 | Fujifilm Corp | Radiation detector |
JP2010087003A (en) * | 2008-09-29 | 2010-04-15 | Fujifilm Corp | Radiograph detector |
KR20150092516A (en) * | 2014-02-05 | 2015-08-13 | 서울대학교산학협력단 | Measuring device using structure of charge storage memory and measuring method thereof |
KR101639856B1 (en) | 2014-02-05 | 2016-07-14 | 서울대학교산학협력단 | Measuring device using structure of charge storage memory and measuring method thereof |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP4907418B2 (en) | Radiation image detector | |
JP4908289B2 (en) | Image processing apparatus, method, and program | |
JP5073399B2 (en) | Radiation detector | |
JP2009010075A (en) | Radiation image detector | |
US7649177B2 (en) | Radiation image detector | |
JP2009088154A (en) | Radiation detector | |
US7728299B2 (en) | Radiation image detector | |
JP5230791B2 (en) | Radiation detector | |
JP2008078597A (en) | Radiographic image detector | |
JP5070031B2 (en) | Radiation image detector | |
JP2008288318A (en) | Radiographic image detector | |
EP1780800A2 (en) | Photoconductive layer forming radiation image taking panel and radiation image taking panel | |
JP4940125B2 (en) | Radiation detector | |
JP5070130B2 (en) | Radiation detector | |
JP2012154933A (en) | Radiation detector | |
JP5270121B2 (en) | Imaging device | |
JP2009088200A (en) | Radiation detector | |
JP2010087003A (en) | Radiograph detector | |
JP2007150277A (en) | Radiation image taking panel and photoconductive layer forming the same | |
JP2009036570A (en) | Radiation detector | |
JP2009135212A (en) | Radiation image detector | |
JP5207451B2 (en) | Radiation image detector | |
JP2007150278A (en) | Radiation image taking panel and photoconductive layer forming the same | |
JP2009054923A (en) | Method of manufacturing radiograph detector | |
JP2009088183A (en) | Radiation detector |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20090910 |
|
RD15 | Notification of revocation of power of sub attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7435 Effective date: 20110427 |
|
A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20110921 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20110927 |
|
A762 | Written abandonment of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A762 Effective date: 20111209 |