JP2014081363A - 放射線画像検出装置 - Google Patents

放射線画像検出装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014081363A
JP2014081363A JP2013181196A JP2013181196A JP2014081363A JP 2014081363 A JP2014081363 A JP 2014081363A JP 2013181196 A JP2013181196 A JP 2013181196A JP 2013181196 A JP2013181196 A JP 2013181196A JP 2014081363 A JP2014081363 A JP 2014081363A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
photoelectric conversion
conversion panel
image detection
layer
detection apparatus
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.)
Pending
Application number
JP2013181196A
Other languages
English (en)
Inventor
Shoji Nariyuki
書史 成行
Toshiyuki Nabeta
敏之 鍋田
Haruyasu Nakatsugawa
晴康 中津川
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Priority to JP2013181196A priority Critical patent/JP2014081363A/ja
Priority to PCT/JP2013/075858 priority patent/WO2014050862A1/ja
Publication of JP2014081363A publication Critical patent/JP2014081363A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20187Position of the scintillator with respect to the photodiode, e.g. photodiode surrounding the crystal, the crystal surrounding the photodiode, shape or size of the scintillator
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/202Measuring radiation intensity with scintillation detectors the detector being a crystal
    • AHUMAN NECESSITIES
    • A61MEDICAL OR VETERINARY SCIENCE; HYGIENE
    • A61BDIAGNOSIS; SURGERY; IDENTIFICATION
    • A61B6/00Apparatus or devices for radiation diagnosis; Apparatus or devices for radiation diagnosis combined with radiation therapy equipment
    • A61B6/42Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis
    • A61B6/4283Arrangements for detecting radiation specially adapted for radiation diagnosis characterised by a detector unit being housed in a cassette

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Abstract

【課題】光電変換パネルの耐荷重性を向上させる。
【解決手段】モノコック構造の筐体14内に、光電変換パネル21、補強基板22、シンチレータ20が収容されている。光電変換パネル21は、厚みが0.5mm以下のガラス製の絶縁性基板30上に、光電変換を行う複数の画素が配置されたものである。補強基板22は、光電変換パネル21のX線入射側に第1の接着層22aを介して貼り付けられている。補強基板22のX線入射側は、第1の接着層22bを介して筐体14に貼り付けられている。シンチレータ20は、光電変換パネル21のX線入射側とは反対側の表面21aに蒸着されている。シンチレータ20は、複数の柱状結晶20aと、非柱状結晶層20bとを有している。非柱状結晶層20bが光電変換パネル21の表面21aに密着している。
【選択図】図2

Description

本発明は、放射線撮影に用いられる放射線画像検出装置に関する。
近年、医療分野において、画像診断を行うために、放射線源から被写体(患者)の撮影部位に向けて放射し、撮影部位を透過した放射線(例えば、X線)を電荷に変換して放射線画像を生成する放射線画像検出装置が用いられている。この放射線画像検出装置には、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものがある。
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線を吸収して可視光に変換するシンチレータ(蛍光体層)と、可視光を検出して電荷に変換する光電変換パネルとを有する。シンチレータには、ヨウ化セシウム(CsI)やガドリニウムオキサイドサルファ(GOS)が用いられている。光電変換パネルは、ガラス製の絶縁性基板の表面に薄膜トランジスタ及びフォトダイオードがマトリクス状に配列されたものである。
CsIは、GOSに比べて製造コストが高いが、放射線から可視光への変換効率が高い。また、CsIは、柱状結晶構造を有し、光ガイド効果により画像データのSN比が向上することから、特にハイエンド向けの放射線画像検出装置のシンチレータとして用いられている。
CsIをシンチレータとする放射線画像検出装置には、貼り付け方式と直接蒸着方式とが知られている。貼り付け方式では、シンチレータが蒸着された蒸着基板と、光電変換パネルは、シンチレータが光電変換パネルに対向するように粘着層を介して貼り付けられている。貼り付け方式は、CsIの柱状結晶の先端部が光電変換パネルに近接しており、この先端部から放出された可視光が効率良く光電変換パネルに入射するため、高解像度の放射線画像が得られる。しかし、貼り付け方式は、蒸着基板を用いることにより、製造工程数が多く、高コストである。
一方、直接蒸着方式では、シンチレータが光電変換パネルに直接蒸着されている。この直接蒸着方式は、蒸着基板が不要であるので、製造工程数が少なく、低コストである。この直接蒸着方式では、CsIの柱状結晶の先端部が光電変換パネルとは反対側に配置されるため、放射線画像の画質は、貼り付け方式の場合よりはやや劣るが、シンチレータをGOSで形成する場合よりは優れる。このため、直接蒸着方式は、性能面とコスト面とのバランスが良い。
この直接蒸着方式の放射線画像検出装置において、筐体内に収容される光電変換パネルとシンチレータのうち、光電変換パネルを放射線源側に配置し、放射線源から放射された放射線を、光電変換パネルを介してシンチレータに入射させるISS(Irradiation Side Sampling)型が知られている(特許文献1、2参照)。このISS型では、シンチレータは、光電変換パネル側で発光するため、画質及び輝度に優れる放射線画像が得られる。
特開2012−105879号公報 特開2001−330677号公報
しかしながら、特許文献1,2に記載のISS型放射線画像検出装置では、光電変換パネルは、被写体が接触する筐体の部分に近接して配置されるため、被写体からの荷重を受けて撓みやすく、撓みが大きい場合には割れ等の破壊が生じるという問題がある。
また、近年、筐体にはモノコック構造が広く用いられているが、モノコック構造は、軽量である反面、耐荷重性が低いため、被写体からの荷重を光電変換パネルに伝えやすく、光電変換パネルをより撓ませてしまう。
本発明は、光電変換パネルの耐荷重性を向上させることができるISS型の放射線画像検出装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、厚みが0.5mm以下のガラス製の絶縁性基板上に、光電変換を行う複数の画素が配置された光電変換パネルと、この光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に貼り付けられた補強基板と、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に配置され、光電変換パネルまたは補強基板に蒸着されたヨウ化セシウムを含有するシンチレータと、を備えることを特徴とする。
シンチレータは、非柱状結晶層と、この非柱状結晶層上に形成された複数の柱状結晶とを有し、非柱状結晶層が光電変換パネルまたは補強基板に密着していることが好ましい。
また、補強基板は、光電変換パネルの放射線入射側に接着層を介して貼り付けられており、シンチレータは、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることが好ましい。この場合、補強基板は、樹脂、ソーダガラス、アルミニウムのいずれかにより形成されていることが好ましい。また、補強基板と接着層との間に、光反射層、導電層、熱拡散層、緩衝層のいずれかを備えることが好ましい。
また、補強基板は、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に接着層を介して貼り付けられており、シンチレータは、補強基板の放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていてもよい。この場合、補強基板は、OPSフィルムまたはソーダガラスにより形成されていることが好ましい。
また、画素は、可視光を電荷に変換するフォトダイオードと、フォトダイオードにより生成された電荷を読み出すための薄膜トランジスタとを有することが好ましい。
フォトダイオードの半導体層と薄膜トランジスタの活性層とがシリコンにより形成され、絶縁性基板が無アルカリガラスにより形成されていることが好ましい。
また、フォトダイオードの半導体層が有機光電変換材料により形成され、薄膜トランジスタの活性層が酸化物半導体により形成され、絶縁性基板がソーダガラスにより形成されていることも好ましい。この場合、放射線は、37KeV〜50KeVの範囲のエネルギーを有するX線とすることで、マンモグラフィ撮影が可能となる。
また、絶縁性基板は、0.05mm〜0.5mmの厚みを有することが好ましい。また、光電変換パネル、補強基板、及びシンチレータは、モノコック構造の筐体に収容されていることが好ましい。また、シンチレータの表面を覆う封止膜を備えることが好ましい。この封止膜上に、柱状結晶に対向するように光反射膜が設けられていることが好ましい。
本発明の放射線画像検出装置によれば、厚みが0.5mm以下のガラス製の絶縁性基板を有する光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に補強基板が貼り付けられており、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側にシンチレータが配置されているので、光電変換パネルが補強基板により補強され、光電変換パネルの耐荷重性が向上する。
第1実施形態のX線画像検出装置の一部破断斜視図である。 X線画像検出装置の断面図である。 FPDの断面図である。 光電変換パネルの構成を示す回路図である。 X線画像検出装置の使用状態を説明する説明図である。 ガラスの引張応力と曲率半径の関係を示すグラフである。 切り込みを有する補強基板の平面図である。 第1の接着層と補強基板の間に光反射層を設けた例を示す断面図である。 第1の接着層と補強基板の間に導電層を設けた例を示す断面図である。 第1の接着層と補強基板の間に熱拡散層を設けた例を示す断面図である。 第1の接着層と補強基板の間に緩衝層を設けた例を示す断面図である。 第2実施形態のX線画像検出装置の断面図である。
[第1実施形態]
図1において、X線画像検出装置10は、フラットパネル検出器(FPD:Flat Panel Detector)11と、支持基板12と、制御ユニット13と、これらを収容する筐体14により構成されている。筐体14は、X線の透過性が高く、軽量で耐久性の高い炭素繊維強化樹脂(カーボンファイバー)により一体形成されたモノコック構造である。
筐体14の1つの側面には開口(図示せず)が形成され、X線画像検出装置10の製造時には、この開口からFPD11、回路基板12、制御ユニット13が筐体14内に挿入される。これらの挿入後に、この開口を塞ぐように蓋(図示せず)が取り付けられている。
この筐体14の上面14aは、撮影時にX線源60(図5参照)から放射され、被写体(患者)61(図5参照)を透過したX線が照射される照射面である。照射面14aには、X線源60や被写体61を位置合わせするためにアライメントマーク(図示せず)が設けられている。
X線画像検出装置10は、従来のX線フィルムカセッテと同程度のサイズであり、X線フィルムカセッテに代えて用いることが可能であるため、電子カセッテと称されている。
筐体14内には、撮影時にX線が照射される照射面14a側から順に、FPD11、支持基板12が配置されている。支持基板12は、回路基板25(図2参照)を支持しており、筐体14に固定されている。制御ユニット13は、筐体14内の短めな一端側に配置されている。
制御ユニット13は、マイクロコンピュータやバッテリ(いずれも図示せず)を収容している。このマイクロコンピュータは、有線または無線の通信部(図示せず)を介して、X線源60と接続されたコンソール(図示せず)と通信して、FPD11の動作を制御する。
図2において、FPD11は、X線を可視光に変換するシンチレータ20と、この可視光を電荷に変換する光電変換パネル21を有している。X線画像検出装置10は、ISS(Irradiation Side Sampling)型であり、撮影時にX線が入射する側(照射面14a側)から、光電変換パネル21、シンチレータ20の順番に配置されている。シンチレータ20は、光電変換パネル21を透過したX線を吸収して可視光を発生する。光電変換パネル21は、シンチレータ20から放出された可視光を受光し、光電変換を行って電荷を生成する。
光電変換パネル21のX線入射側には、エポキシ樹脂等からなる第1の接着層22aを介して補強基板22が貼り付けられている。この補強基板22のX線入射側は、エポキシ樹脂等からなる第2の接着層22bを介して筐体14の照射面14a側に貼り付けられている。補強基板22は、ポリイミドやPET(Polyethylene terephthalate)等の樹脂により形成されており、光電変換パネル21の撓みを防止している。
シンチレータ20は、光電変換パネル21の表面21a上にタリウム賦活ヨウ化セシウム(CsI:Tl)を蒸着することにより形成されている。シンチレータ20は、複数の柱状結晶20aと非柱状結晶層20bとを有し、光電変換パネル21側に非柱状結晶層20bが形成されている。柱状結晶20aは、非柱状結晶層20bから結晶成長したものであり、非柱状結晶層20bとは反対側に先端部20cを有する。
柱状結晶20aは、非柱状結晶層20b上に複数形成されており、各柱状結晶20aは、隣接する柱状結晶20aと空気層を介して離間している。柱状結晶20aは、屈折率が約1.81と、空気層の屈折率(約1.0)より大きいため、光ガイド効果を有する。この光ガイド効果により、各柱状結晶20a内で発生した可視光の大部分は、発生した柱状結晶20a内を伝搬し、非柱状結晶層20bを介して光電変換パネル21に入射する。
このシンチレータ20には、柱状結晶20a及び非柱状結晶層20bを封止する封止膜23が形成されている。封止膜23は、防湿性を有するポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、例えば、パリレンC(日本パリレン株式会社製の商品名;「パリレン」は登録商標)が用いられる。封止膜23は、シンチレータ20を防湿している。
柱状結晶20aの先端部20cを覆う封止膜23の表面上には、光反射膜24が形成されている。光反射膜24は、アルミニウムフィルムやアルミニウム蒸着膜により形成されている。この光反射膜24により、柱状結晶20aの先端部20cから放出された可視光が反射され、柱状結晶20aに戻るため、X線の電荷への変換効率が向上する。
支持基板12は、シンチレータ20のX線入射側とは反対側に配置されている。支持基板12と光反射膜24とは、空気層を介して対向している。支持基板12は、筐体14の側部14bにビス等で固着されている。支持基板12のシンチレータ20とは反対側の下面12aには、回路基板25が接着剤等を介して固着されている。
回路基板25と光電変換パネル21とは、フレキシブルプリント基板26を介して電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板26は、いわゆるTAB(Tape Automated Bonding)ボンディング法により、光電変換パネル21の端部に設けられた外部端子21bに接続されている。
フレキシブルプリント基板26には、光電変換パネル21を駆動するためのゲートドライバ26aや、光電変換パネル21から出力された電荷を電圧信号に変換するチャージアンプ26bが集積回路(IC)チップとして搭載されている。回路基板25には、チャージアンプ26bにより変換された電圧信号に基づいて画像データを生成する信号処理部25aや、画像データを記憶する画像メモリ25bが搭載されている。
図3において、光電変換パネル21は、ガラス製の絶縁性基板30と、この上に配列された複数の画素31を有する。詳しくは後述するが、本実施形態では、画素31は、シリコン等を絶縁性基板30上に成膜することにより形成される。一般に、シリコンは、成膜基板にナトリウム等のアルカリ元素が含まれていると、成膜時に基板のアルカリ元素を取り込んで特性が劣化する。このため、絶縁性基板30には、無アルカリガラスを用いることが好ましい。なお、ガラスとして一般的なソーダガラスは、ナトリウムを含むため、本実施形態の絶縁性基板30には好ましくない。
また、X線画像検出装置10がISS型であることから、絶縁性基板30の厚みは、X線の透過性を向上させるために、0.5mm以下とすることが好ましい。さらに耐荷重性を考慮して、絶縁性基板30の厚みは、0.05mm〜0.5mmの範囲内であることがより好ましい。絶縁性基板30は、厚みがこの範囲内であると、耐荷重性が向上し、荷重により湾曲して応力が生じても破壊応力には達しにくい。前述の補強基板22は、光電変換パネル21よりX線入射側に配置されているため、単位厚み当たりのX吸収量が絶縁性基板30より小さいことが好ましい。
各画素31は、薄膜トランジスタ(TFT)32と、このTFT32に接続されたフォトダイオード(PD)33とを有する。PD33は、シンチレータ20により生成された可視光を光電変換して電荷を発生し、これを蓄積する。TFT32は、PD33に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子である。
TFT32は、ゲート電極32g、ソース電極32s、ドレイン電極32d、及び活性層32aを有する。このTFT32は、ゲート電極32gがソース電極32s及びドレイン電極32dより下層に配置された逆スタガ型である。ゲート電極32gは、絶縁性基板30上に形成されている。また、絶縁性基板30上には、各画素31の電荷の蓄積容量を増加させるために、電荷蓄積用電極34が形成されている。この電荷蓄積用電極34には、グランド電圧が付与されている。
絶縁性基板30上には、ゲート電極32g及び電荷蓄積用電極34を覆うように、窒化シリコン(SiN)等からなる絶縁膜35が形成されている。この絶縁膜35上には、ゲート電極32gに対向するように、活性層32aが配置されている。ソース電極32s及びドレイン電極32dは、活性層32a上に所定間隔だけ離して配置されている。ドレイン電極32dは、その一部が絶縁膜35上に延在し、絶縁膜35を介して電荷蓄積用電極34と対向して、キャパシタ34aを構成している。
ゲート電極32g、ソース電極32s、ドレイン電極32d、電荷蓄積用電極34は、アルミニウム(Al)や銅(Cu)で形成されている。活性層32aは、アモルファスシリコンで形成されている。そして、ソース電極32s、ドレイン電極32d、及び活性層32aを覆うように、絶縁膜35上には、窒化シリコン(SiN)等からなるTFT保護膜36が形成されている。
このTFT保護膜36上には、TFT32による凹凸構造をなくすように、表面が平坦な第1の平坦化膜37が形成されている。この第1の平坦化膜37は、有機材料を塗布することにより形成されたものである。第1の平坦化膜37及びTFT保護膜36には、ドレイン電極32dと対向する位置にコンタクトホール38が形成されている。PD33は、コンタクトホール38を介してTFT32のドレイン電極32dに接続している。PD33は、下部電極33a、半導体層33b、上部電極33cにより形成されている。
下部電極33aは、コンタクトホール38内を覆い、かつTFT32上を覆うように、第1の平坦化膜37上に形成されており、ドレイン電極32dに接続されている。この下部電極33aは、アルミニウム(Al)や酸化スズインジウム(ITO)で形成されている。半導体層33bは、下部電極33a上に積層されている。半導体層33bは、PIN型のアモルファスシリコンであり、下から順にn層、i層、p層が積層されたものである。上部電極33cは、半導体層33b上に形成されている。この上部電極33cは、酸化スズインジウム(ITO)や酸化亜鉛インジウム(IZO)などの透光性の高い材料で形成されている。
このPD33及び第1の平坦化膜37上には、PD33による凹凸構造をなくすように、表面が平坦な第2の平坦化膜39が形成されている。この第2の平坦化膜39は、第1の平坦化膜37と同様に、有機材料を塗布することにより形成されたものである。
第2の平坦化膜39には、上部電極33cを露呈させるようにコンタクトホール40が形成されている。そして、このコンタクトホール40を介して上部電極33cに共通電極配線41が接続されている。共通電極配線41は、各PD33の上部電極33cに共通に接続されており、バイアス電圧を上部電極33cに印加するために用いられる。上部電極33cは、アルミニウム(Al)や銅(Cu)で形成されている。
第2の平坦化膜39及び共通電極配線41上には、保護絶縁膜42が形成されている。保護絶縁膜42は、TFT保護膜36と同様に、窒化シリコン(SiN)等で形成されている。
第2の平坦化膜39の外側の絶縁性基板30上には、前述の外部端子21bが設けられている。外部端子21bは、絶縁性基板30上に形成された端子電極43と、絶縁膜35及びTFT保護膜36に形成されたコンタクトホール44を覆うように設けられた金属膜45とで構成されている。
シンチレータ20は、第2の平坦化膜39の平坦面上に、保護絶縁膜42を介して形成されている。具体的には、保護絶縁膜42上に、非柱状結晶層20bが真空蒸着により形成されている。この非柱状結晶層20bは、複数の粒子状の結晶からなり、結晶間の空隙が少ない(空間充填率が高い)ため、保護絶縁膜42との間で高い密着性を有する。柱状結晶20aは、非柱状結晶層20bを基礎として真空蒸着で結晶成長されたものである。シンチレータ20と光電変換パネル21との密着性を向上させるために、非柱状結晶層20bの厚みは、5μm以上であることが好ましい。柱状結晶20aの径は、その長手方向に沿ってほぼ均一であり、6μm程度である。
シンチレータ20の周囲には、前述のように封止膜23が形成されている。この封止膜23は、シンチレータ20及び第2の平坦化膜39を覆っている。封止膜23上には、前述のように光反射膜24が形成されている。
図4において、画素31は、絶縁性基板30上に2次元マトリクス状に配列されている。各画素31には、前述のように、TFT32、PD33、及びキャパシタ34aが含まれている。各画素31は、ゲート配線50とデータ配線51とに接続されている。ゲート配線50は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。データ配線51は、列方向に延在し、ゲート配線50と交わるように、行方向に複数配列されている。ゲート配線50は、TFT32のゲート電極32gに接続されている。データ配線51は、TFT32のドレイン電極32dに接続されている。
ゲート配線50の一端は、ゲートドライバ26aに接続されている。データ配線51の一端は、チャージアンプ26bに接続されている。ゲートドライバ26aは、各ゲート配線50に順にゲート駆動信号を与え、各ゲート配線50に接続されたTFT32をオンさせる。TFT32がオンすると、PD33及びキャパシタ34aに蓄積された電荷がデータ配線51に出力される。
チャージアンプ26bは、電荷蓄積用のコンデンサ(図示せず)を有し、データ配線51に出力された電荷を積分して電圧信号に変換する。信号処理部25aは、チャージアンプ26bから出力された電圧信号にA/D変換やゲイン補正処理等を施して画像データを生成する。画像メモリ25bは、フラッシュメモリなどからなり、信号処理部25aにより生成された画像データを記憶する。画像メモリ25bに記憶された画像データは、有線や無線の通信部(図示せず)を介して外部に読み出し可能である。
次に、X線画像検出装置10の作用を説明する。X線画像検出装置10を用いて撮影を行うには、図5に示すように、撮影者(例えば、放射線技師)は、X線画像検出装置10上に被写体61を載置し、被写体61に対向するようにX線源60を配置する。
コンソールを操作して撮影開始を指示すると、X線源60からX線が射出され、被写体61を透過したX線がX線画像検出装置10の照射面14aに照射される。照射面14aに照射されたX線は、第2の接着層22b、補強基板22、第1の接着層22a、光電変換パネル21を順に通過して、シンチレータ20に入射する。
シンチレータ20は、X線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ20での可視光の発生は、主に、柱状結晶20a内の非柱状結晶層20b側で生じる。柱状結晶20a内で発生した可視光は、光ガイド効果により、各柱状結晶20a内を伝搬し、非柱状結晶層20bを通過して光電変換パネル21に入射する。また、柱状結晶20a内を先端部20cの方向に伝搬し、先端部20cから射出された可視光は、光反射膜24によって反射されて柱状結晶20a内に戻り、非柱状結晶層20bを通過して光電変換パネル21に入射する。
光電変換パネル21に入射した可視光は、画素31毎にPD33により電荷に変換され、PD33及びキャパシタ34aに電荷が蓄積される。X線源60からのX線照射が終了すると、ゲートドライバ26aにより、ゲート配線50を介してTFT32のゲート電極32gに順にゲート駆動信号が印加される。これにより、行方向に並んだTFT32が列方向に順にオンとなり、オンとなったTFT32を介してPD33及びキャパシタ34aに蓄積された電荷がデータ配線51に出力される。
データ配線51に出力された電荷は、チャージアンプ26bにより電圧信号に変換されて信号処理部25aに入力される。信号処理部25aにより、全画素31分の電圧信号に基づいて画像データが生成され、画像メモリ25bに記憶される。
この撮影の際に、図5において二点鎖線で示すように、X線画像検出装置10が被写体61からの荷重によって僅かに撓むことがある。筐体14は、モノコック構造であり、軽量化に優れる反面、耐荷重性が低いため、撓みやすい。X線画像検出装置10は、ISS型であり、光電変換パネル21が照射面14a側に配置されているため、被写体61からの荷重は、筐体14を介して光電変換パネル21に作用する。
しかし、本実施形態では、光電変換パネル21のX線入射側の面に補強基板22が貼り付けられているため、被写体61からの荷重による光電変換パネル21の撓みを緩和させる。この補強基板22は、ヤング率が10GPa以下と、絶縁性基板30のヤング率(約70GPa)より低く、補強層として機能している。また、光電変換パネル21が撓んだとしても、荷重により光電変換パネル21に生じる応力は、補強基板22により緩和され、絶縁性基板30の破壊応力には達しにくい。さらに、光電変換パネル21の他方の面には、シンチレータ20の非柱状結晶層20bが密着しており、この非柱状結晶層20bも光電変換パネル21の応力を緩和させる。
図6に示すように、絶縁性基板30を形成するガラス板は、厚みが薄くなるにしたがって、曲げによって生じる引張応力が低下する。一般に、ガラス板の破壊応力は約50MPaである。本実施形態では、絶縁性基板30は、厚みが0.5mm以下であるので、曲率半径が約350mmとなるまで曲がることが可能である。これは、モノコック構造の筐体で想定される最大応力(例えば、特開2009−101053号公報参照)を許容しており、絶縁性基板30が破壊されることはない。
なお、上記実施形態では、補強基板22をポリイミドやPET等の樹脂で形成しているが、樹脂は、絶縁性基板30を形成するガラス板より熱膨張率が一桁程度大きい。このように絶縁性基板30と補強基板22との熱膨張率差が大きいと、温度変化で反りが生じるという問題がある。このため、補強基板22を形成する際に、樹脂をガラス転移温度Tg以上に加熱した後、元の温度に戻すという処理を行うことにより、熱膨張率を低下させることが好ましい。
これは、ポリイミドやPET等の樹脂は、加熱により温度が上昇すると、ガラス転移温度Tg付近で剛性及び粘度が低下して流動性が増大し、この後、再びガラス転移温度Tgより低い温度に下げられると、加熱前より剛性が増す(熱膨張率が低下する)というヒステリス性を有するためである。ポリイミドの場合は、ガラス転移温度Tgが200〜300℃程度である。PETは、ガラス転移温度Tgが約80℃である。
このように、樹脂製の補強基板22を予めガラス転移温度Tg以上に加熱処理することで、補強基板22は、温度変化等で変形しにくくなり、反りの発生が抑制される。絶縁性基板30は厚みが薄いと小さな外力が加わっただけで反りが生じるため、この補強基板22は、絶縁性基板30が薄膜化された場合に生じる反りを防止するために特に有効である。
また、X線画像検出装置10の筐体14内の温度は、動作時(特に、動画撮影時)に最大70℃程度となるため、補強基板22を形成する樹脂としては、ガラス転移温度Tgが高いポリイミドを用いることが好ましい。一方、ガラス転移温度Tgが低いPETは、加熱処理が容易という利点がある。
さらに、図7に示すように、矩形平板状の補強基板22の各側部の中心付近に切り込み22cを形成してもよい。このように切り込み22cを設けることで、補強基板22の応力が緩和され、反りの発生が軽減される。
また、上記実施形態では、補強基板22を樹脂で形成しているが、樹脂以外の材料で形成してもよい。この材料としては、X線吸収の少ないものが好ましく、ガラス、カーボン、アルミニウムなどが挙げられる。例えば、補強基板22をガラスで形成すると、絶縁性基板30がガラス板であるため、絶縁性基板30と補強基板22の熱膨張率が同等となるため、温度変化による反りの発生が抑制される。補強基板22をガラスで形成する場合には、無アルカリガラスよりX線吸収が少なく、かつ安価なソーダガラスを用いることが好ましい。
また、カーボンは、熱膨張率がガラスの熱膨張率と同程度(数ppm/K)であるため、補強基板22をカーボンで形成した場合も同様に温度変化による反りの発生が抑制される。一方、アルミニウムは、ガラスやカーボンより熱膨張率が1桁程度大きく、またX線エネルギーが低い領域(マンモグラフィ撮影でのエネルギー領域)でX線吸収が大きいため、ガラスやカーボンよりは補強基板22の材料として劣るが、安価という利点がある。
また、絶縁性基板30を薄膜化すると、前述のように湾曲しても破壊されにくくなるが、落下等で割れることには変わりなく、絶縁性基板30が薄い分だけハンドリング性(製造時の取り扱いのしやすさ)が低下する。このため、剛性の高いガラスやカーボンなどで補強基板22を形成することでハンドリング性を向上させることができる。
また、上記実施形態では、図2に示すように、補強基板22を第1の接着層22aを介して光電変換パネル21に貼り付けているが、図8に示すように、第1の接着層22aと補強基板22との間に光反射層70を設けてもよい。この光反射層70は、補強基板22の表面に、光反射性を有する金属を蒸着することや、光反射性を有する金属箔を貼り付けることにより形成される。この金属としては、X線吸収が少ないアルミニウムが好ましい。
シンチレータ20から発せられた可視光は、その一部が光電変換パネル21で光電変換されずに透過するが、光電変換パネル21の絶縁性基板30を薄膜化すると、絶縁性基板30を透過する際の可視光が散乱されにくくなる(散乱長が短くなる)。このように、絶縁性基板30を薄膜化した場合には、光反射層70を設けることにより、光電変換パネル21を透過した可視光を反射させて光電変換パネル21に戻しても、可視光の散乱による画像ボケは生じにくく、可視光の変換効率のみを向上させることができる。
また、光反射層70は、樹脂製の補強基板22の表層に光反射性微粒子(粒状のアルミナや酸化チタン)を分散させることにより、補強基板22と一体に形成してもよい。さらに、前述のように、補強基板22をアルミニウムで形成すれば、補強基板22が光反射層70の機能を兼ね備えることができる。
また、上記実施形態では、光電変換パネル21は、X線照射を受けて絶縁性基板30が電荷を帯電し、この帯電した電荷が局在化することにより画像にムラが生じる恐れがある。このため、図9に示すように、第1の接着層22aと補強基板22との間に導電層71を設け、この導電層71にグランド電圧を付与してもよい。導電層71を設けることにより、絶縁性基板30に生じる電荷が導電層71を介してグランドに流れて電荷の局在化が防止され、画像ムラが軽減される。この場合、第1の接着層22aも導電性であることが好ましい。
この導電層71は、補強基板22の表面に、導電性を有する金属を蒸着することや、導電性を有する金属箔を貼り付けることにより形成される。導電層71を、アルミニウム等の導電性及び光反射性を有する金属で形成すれば、前述の光反射層70の機能を兼ね備えることができる。この場合も光反射層70と同様に、樹脂製の補強基板22の表層に導電性微粒子(粒状のアルミナ等)を分散させることにより、導電層71を補強基板22と一体に形成することが可能である。
また、上記実施形態では、X線画像検出装置10がISS型であることにより、撮影時に、被写体61からの熱が筐体14の照射面14aを介して光電変換パネル21に伝わり、光電変換パネル21に熱の分布が生じることによって画像にムラが生じるという問題がある。これは、各PD33に生じる暗電流が温度依存を有するためである。また、絶縁性基板30の厚みが薄いと、熱がPD33に伝わりやすくなる。
このため、図10に示すように、第1の接着層22aと補強基板22との間に熱拡散層72を設けることも好ましい。熱拡散層72を設けることにより、光電変換パネル21に伝わる熱が拡散されて均一化し、画像ムラが軽減される。
この熱拡散層72としては、シート状のグラファイトやアルミニウムなどが好ましい。熱拡散層72をアルミニウムで形成すれば、前述の光反射層70及び導電層71の機能を兼ね備えることができる。この場合も同様に、樹脂製の補強基板22の表層に熱拡散性微粒子(粒状のアルミナ等)を分散させることにより、熱拡散層72を補強基板22と一体に形成することが可能である。
また、上記実施形態では、前述のようにX線画像検出装置10がISS型であることにより、被写体61が筐体14に衝撃が加わると、この衝撃が光電変換パネル21に伝わりやすい。このため、図11に示すように、第1の接着層22aと補強基板22との間に緩衝層73を設けることも好ましい。この緩衝層73は、補強基板22の表面に、シート状のゴム等の弾性体や、粘弾性体を貼り付けることにより形成する。また、補強基板22を弾性体や粘弾性体で形成し、緩衝性を持たせてもよい。
また、上記実施形態では、図2に示すように、補強基板22を、第2の接着層22bを介して筐体14に貼り付けているが、第2の接着層22bを設けず、補強基板22を筐体14に押し当てた状態として筐体14などに固定してもよい。
[第2実施形態]
上記第1実施形態のX線画像検出装置10では、補強基板22を光電変換パネル21のX線入射側に貼り付けているが、図12に示すように、第2実施形態のX線画像検出装置70では、光電変換パネル21の放射線入射側とは反対側に補強基板81を貼り付ける。なお、本実施形態において、第1実施形態と同一構成部については同一の符号を付して説明は省略する。
本実施形態では、光電変換パネル21のX線入射側の面が、エポキシ樹脂等からなる第1の接着層82を介して筐体14の照射面14a側に貼り付けられている。光電変換パネル21の他方の面には、第2の接着層73を介して補強基板81が貼り付けられている。この補強基板81の表面71a上にシンチレータ20が蒸着されている。具体的には、補強基板81の表面81a上に非柱状結晶層20bが蒸着され、非柱状結晶層20bから複数の柱状結晶20aが結晶成長されている。
本実施形態では、シンチレータ20で発生された可視光は、補強基板81及び第2の接着層83を通過して光電変換パネル21に入射するため、補強基板81及び第2の接着層83は、高い透光性を有することが好ましい。補強基板81の材料として、透明ポリイミド、ポリアルレート樹脂、OPS(Oriented Polystyrene Sheet)フィルム、アラミドなどの透明樹脂や、ソーダガラスなどのガラスを用いることができる。また、補強基板81は、シンチレータ20の蒸着基板として用いられるため、蒸着温度に耐えることが可能な耐熱性を有するものが好ましい。OPSフィルムは、250℃程度の耐熱性を有しているため、補強基板81の材料として最も好ましい。また、第2の接着層83の材料としては、透光性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用いることができる。
本実施形態においても補強基板81が光電変換パネル21の補強層として機能しており、光電変換パネル21の耐荷重性が向上する。
また、光電変換パネル21の熱膨張率が3ppm/Kであるのに対して、シンチレータ20の熱膨張率が60ppm/Kと大きいため、上記第1実施形態のように光電変換パネル21にシンチレータ20を直接蒸着した場合には、温度変化により、光電変換パネル21からシンチレータ20が剥がれてしまう恐れがある。この剥がれは、シンチレータ20の厚みを厚くすればするほど起こりやすい。これに対して、本実施形態では、シンチレータ20とほぼ同等の熱膨張率を有する補強基板81にシンチレータ20が蒸着されているため、温度変化によるシンチレータ20の剥がれが防止される。
また、補強基板81を光電変換パネル21に接着する第2の接着層83は、補修の際などに、光電変換パネル21と、シンチレータ20が蒸着された補強基板81とを容易に分離可能なように、粘着性であることも好ましい。さらに、第2の接着層83を設けず、補強基板81を光電変換パネル21に押し当てた状態として、筐体14などに固定してもよい。
なお、上記各実施形態では、光反射膜24をアルミニウムフィルムやアルミニウム蒸着膜により形成しているが、これに代えて、樹脂性光反射膜を用いてもよい。この樹脂性光反射膜としては、特開2008−209124号公報に記載されているように、粒状のアルミナや酸化チタンをバインダ樹脂に分散したものを用いることができる。
また、上記各実施形態では、シンチレータ20上に封止膜23を直接形成しているが、柱状結晶20aの先端部20cをホットメルト樹脂で固めたうえで、封止膜23を形成してもよい。
また、上記各実施形態では、ポリパラキシレンにより形成された封止膜23を用いているが、PETやアルミニウムにより封止膜を用いてもよい。この場合には、封止膜がシンチレータ20を覆い、かつ、封止膜の端部が第2の平坦化膜39のテーパ状の端部よりも内側に位置するように形成することが好ましい。この封止膜の形成には、マスクを用いた蒸着法や、ホットメルト法を用いることができる。
また、上記第1及び第2実施形態のX線画像検出装置10,70は、乳房を被写体61として撮影を行うマンモグラフィ撮影に適用可能である。一般に、マンモグラフィ撮影では、皮膚・脂肪・乳腺などの柔らかい組織中の病変を捉えるために、X線源60から放射するX線として、50KeVより低いエネルギー(一般的には、28KeV程度)を有するX線が用いられている。
このようにマンモグラフィ撮影では、低エネルギーのX線を用いるので、光電変換パネル21の絶縁性基板30には、X線透過性が無アルカリガラスより高いソーダガラスを用いる。無アルカリガラスのX線透過性が低い主な理由は、無アルカリガラスがバリウムを含有しているためである。ただし、バリウムはK吸収端が約37KeVであることにより、X線エネルギーが37KeVより低い場合には、無アルカリガラスとソーダガラスとで、X線透過性には大きな差は生じない。X線エネルギーが37KeVを超えると、ソーダガラスのX線透過性は、無アルカリガラスより顕著に向上する。
また、シンチレータ20を形成しているヨウ化セシウムのK吸収端が約35KeVであるため、シンチレータ20でのX線吸収を向上させるためにも、X線エネルギーは37KeV以上であることが好ましい。このように、X線エネルギーを、マンモグラフィ撮影で一般的に用いられているX線エネルギー(28KeV程度)より上げることは、X線の透過性を高め、患者の被曝が低減するという利点もある。X線エネルギーを上げると、画像のコントラストが低下する傾向にあるが、これは画像処理により補うことが可能である。したがって、X線エネルギーは37KeV〜50KeVの範囲であることが好ましい。
絶縁性基板30としてソーダガラスを用いると、画素31にシリコンが含まれている場合には、ソーダガラス中のアルカリ元素による汚染が問題となる。具体的には、画素31に含まれるTFT32の活性層32a及びPD33の半導体層33bをアモルファスシリコンで形成するには、350℃以上の成膜温度が必要であり、この成膜温度によって、ソーダガラス中のナトリウムがアモルファスシリコン中に拡散し、アモルファスシリコンの性能を低下させる。このため、画素31をシリコン以外の材料で形成することが好ましい。
TFT32の活性層32aは、非晶質酸化物半導体(例えば、In−O系)、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成すればよい。これらのうち、非晶質酸化物半導体の一種であるIGZO(In−Ga−ZnO)を用いることが好ましい。絶縁性基板30は、0.5mm以下に薄膜化されて可撓性が高いため、絶縁性基板30と同様に酸化物である非晶質酸化物半導体を用いることが好ましい。これは、酸化物は、薄膜化されると可撓性が高くなるという性質を有するためである。
PD33の半導体層33bは、有機光電変換層とすればよい。この有機光電変換層は、p型有機半導体材料とn型有機半導体材料とを含む。p型有機半導体材料とn型有機半導体材料を接合させてドナー−アクセプター界面を形成することにより励起子解離効率を増加させることができる。このために、p型有機半導体材料とn型有機半導体材料を接合させた構成の有機光電変換層は、高い光電変換効率を発現する。特に、p型有機半導体材料とn型有機半導体材料を混合した有機光電変換層は、接合界面が増大して光電変換効率が向上するので好ましい。
p型有機半導体材料(化合物)は、ドナー性有機半導体材料(化合物)であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これに限らず、上記したように、n型(アクセプター性)化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いてよい。
n型有機半導体材料(化合物)は、アクセプター性有機半導体材料であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、n型有機半導体とは、2つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する5〜7員のヘテロ環化合物(例えば、ピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等)、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これに限らず、上記したように、p型(ドナー性)化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いてよい。
p型有機半導体材料、またはn型有機半導体材料としては、いかなる有機色素を用いても良いが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素(ゼロメチンメロシアニン(シンプルメロシアニン)を含む)、3核メロシアニン色素、4核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、ペリノン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ジケトピロロピロール色素、ジオキサン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素(ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体)が挙げられる。
n型有機半導体材料として、電子輸送性に優れた、フラーレンまたはフラーレン誘導体を用いることが特に好ましい。フラーレンとは、フラーレンC60、フラーレンC70、フラーレンC76、フラーレンC78、フラーレンC80、フラーレンC82、フラーレンC84、フラーレンC90、フラーレンC96、フラーレンC240、フラーレンC540、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブを表し、フラーレン誘導体とはこれらに換基が付加された化合物のことを表す。
フラーレン誘導体の置換基として好ましくは、アルキル基、アリール基、または複素環基である。アルキル基としてさらに好ましくは、炭素数1〜12までのアルキル基であり、アリール基、および複素環基として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、またはフェナジン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピリジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環であり、特に好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、またはピリジン環である。これらはさらに置換基を有していてもよく、その置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。なお、複数の置換基を有しても良く、それらは同一であっても異なっていても良い。また、複数の置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。
有機光電変換層がフラーレンまたはフラーレン誘導体を含むことで、フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子を経由して、光電変換により発生した電子を上部電極33cまたは下部電極33aまで早く輸送できる。フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子が連なった状態になって電子の経路が形成されていると、電子輸送性が向上して光電変換素子の高速応答性が実現可能となる。このためにはフラーレンまたはフラーレン誘導体が有機光電変換層に40%(体積比)以上含まれていることが好ましい。もっとも、フラーレンまたはフラーレン誘導体が多すぎるとp型有機半導体が少なくなって接合界面が小さくなり励起子解離効率が低下してしまう。
有機光電変換層において、フラーレンまたはフラーレン誘導体とともに混合されるp型有機半導体材料として、特許第4213832号公報等に記載されたトリアリールアミン化合物を用いると光電変換素子の高SN比が発現可能になり、特に好ましい。有機光電変換層内のフラーレンまたはフラーレン誘導体の比率が大きすぎるとトリアリールアミン化合物が少なくなって入射光の吸収量が低下する。これにより光電変換効率が減少するので、有機光電変換層に含まれるフラーレンまたはフラーレン誘導体は85%(体積比)以下の組成であることが好ましい。
上記のように、活性層32a及び半導体層33bとして上記の材料を選択すれば、成膜温度を室温から250℃程度と低く抑えることができ、また、活性層32a及び半導体層33bがアルカリに対して不活性になるため、絶縁性基板30としてアルカリ元素を含むソーダガラスを用いることが可能となる。
また、アモルファスシリコンは、幅広い吸収スペクトルを持つが、有機光電変換材料は、可視域にシャープな吸収スペクトルを持つため、半導体層33bを有機光電変換層とすることにより、シンチレータ20で発光された可視光以外の電磁波を吸収することが殆どなく、ノイズが抑制される。
また、上記各実施形態では、放射線としてX線を用いているが、γ線やα線等、X線以外の放射線を用いてもよい。さらに、上記各実施形態では、可搬型の放射線画像検出装置である電子カセッテを例に挙げて本発明を説明しているが、本発明は、立位型や臥位型の放射線画像検出装置等にも適用可能である。
10,70 X線画像検出装置
20 シンチレータ
20a 柱状結晶
20b 非柱状結晶層
21 光電変換パネル
22,81 補強基板
22a,82 第1の接着層
22b,83 第2の接着層
23 封止膜
24 光反射膜
30 絶縁性基板
31 画素

Claims (15)

  1. 厚みが0.5mm以下のガラス製の絶縁性基板上に、光電変換を行う複数の画素が配置された光電変換パネルと、
    前記光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に貼り付けられた補強基板と、
    前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に配置され、前記光電変換パネルまたは前記補強基板に蒸着された、ヨウ化セシウムを含有するシンチレータと、
    を備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
  2. 前記シンチレータは、非柱状結晶層と、前記非柱状結晶層上に形成された複数の柱状結晶とを有し、前記非柱状結晶層が前記光電変換パネルまたは前記補強基板に密着していることを特徴とする請求項1に記載の放射線画像検出装置。
  3. 前記補強基板は、前記光電変換パネルの放射線入射側に接着層を介して貼り付けられており、前記シンチレータは、前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることを特徴とする請求項1または2に記載の放射線画像検出装置。
  4. 前記補強基板は、樹脂、ソーダガラス、アルミニウムのいずれかにより形成されていることを特徴とする請求項3に記載の放射線画像検出装置。
  5. 前記補強基板と前記接着層との間に、光反射層、導電層、熱拡散層、緩衝層のいずれかを備えることを特徴とする請求項4に記載の放射線画像検出装置。
  6. 前記補強基板は、前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に接着層を介して貼り付けられており、前記シンチレータは、前記補強基板の放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることを特徴とする請求項1または2に記載の放射線画像検出装置。
  7. 前記補強基板は、OPSフィルムまたはソーダガラスにより形成されていることを特徴とする請求項6に記載の放射線画像検出装置。
  8. 前記画素は、可視光を電荷に変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードにより生成された電荷を読み出すための薄膜トランジスタとを有することを特徴とする請求項3から7いずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
  9. 前記フォトダイオードの半導体層と前記薄膜トランジスタの活性層とがシリコンにより形成され、前記絶縁性基板が無アルカリガラスにより形成されていることを特徴とする請求項8に記載の放射線画像検出装置。
  10. 前記フォトダイオードの半導体層が有機光電変換材料により形成され、前記薄膜トランジスタの活性層が酸化物半導体により形成され、前記絶縁性基板がソーダガラスにより形成されていることを特徴とする請求項8に記載の放射線画像検出装置。
  11. 前記放射線は、37KeV〜50KeVの範囲のエネルギーを有するX線であることを特徴とする請求項10に記載の放射線画像検出装置。
  12. 前記絶縁性基板は、0.05mm〜0.5mmの厚みを有することを特徴とする請求項1から11いずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
  13. 前記光電変換パネル、前記補強基板、及び前記シンチレータは、モノコック構造の筐体に収容されていることを特徴とする請求項1から12いずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
  14. 前記シンチレータの表面を覆う封止膜を備えることを特徴とする請求項1から13いずれか1項に記載の放射線画像検出装置。
  15. 前記封止膜上に、前記柱状結晶に対向するように光反射膜が設けられていることを特徴とする請求項14に記載の放射線画像検出装置。
JP2013181196A 2012-09-27 2013-09-02 放射線画像検出装置 Pending JP2014081363A (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2013181196A JP2014081363A (ja) 2012-09-27 2013-09-02 放射線画像検出装置
PCT/JP2013/075858 WO2014050862A1 (ja) 2012-09-27 2013-09-25 放射線画像検出装置

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012213878 2012-09-27
JP2012213878 2012-09-27
JP2013181196A JP2014081363A (ja) 2012-09-27 2013-09-02 放射線画像検出装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014081363A true JP2014081363A (ja) 2014-05-08

Family

ID=50388259

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2013181196A Pending JP2014081363A (ja) 2012-09-27 2013-09-02 放射線画像検出装置

Country Status (2)

Country Link
JP (1) JP2014081363A (ja)
WO (1) WO2014050862A1 (ja)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10446771B2 (en) 2017-11-13 2019-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detector
US10539690B2 (en) 2017-06-13 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray detector, X-ray photographing apparatus including the same, and method of manufacturing the same
JP2022101584A (ja) * 2018-03-19 2022-07-06 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置及び放射線検出器の製造方法
US11612366B2 (en) 2020-02-20 2023-03-28 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiography apparatus, and method of manufacturing radiation detector
US11747492B2 (en) 2020-09-28 2023-09-05 Fujifilm Corporation Radiography apparatus
US11766227B2 (en) 2020-03-05 2023-09-26 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiographic imaging apparatus, and method of manufacturing radiation detector
US11877875B2 (en) 2020-03-05 2024-01-23 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiographic imaging apparatus, and method of manufacturing radiation detector

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2018173893A1 (ja) * 2017-03-22 2018-09-27 富士フイルム株式会社 放射線検出器及び放射線画像撮影装置
EP3770643A4 (en) 2018-03-19 2021-04-28 FUJIFILM Corporation RADIATION DETECTOR AND RADIOGRAPHIC IMAGE CAPTURE DEVICE

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5460572B2 (ja) * 2010-12-27 2014-04-02 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置及びその製造方法
JP5557773B2 (ja) * 2011-02-24 2014-07-23 富士フイルム株式会社 放射線画像検出装置及び放射線撮影用カセッテ並びに放射線撮影装置

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10539690B2 (en) 2017-06-13 2020-01-21 Samsung Electronics Co., Ltd. X-ray detector, X-ray photographing apparatus including the same, and method of manufacturing the same
US10446771B2 (en) 2017-11-13 2019-10-15 Kabushiki Kaisha Toshiba Radiation detector
JP2022101584A (ja) * 2018-03-19 2022-07-06 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置及び放射線検出器の製造方法
US11609347B2 (en) 2018-03-19 2023-03-21 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiographic imaging device, and radiation detector manufacturing method
JP7376636B2 (ja) 2018-03-19 2023-11-08 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置及び放射線検出器の製造方法
US11612366B2 (en) 2020-02-20 2023-03-28 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiography apparatus, and method of manufacturing radiation detector
US11766227B2 (en) 2020-03-05 2023-09-26 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiographic imaging apparatus, and method of manufacturing radiation detector
US11877875B2 (en) 2020-03-05 2024-01-23 Fujifilm Corporation Radiation detector, radiographic imaging apparatus, and method of manufacturing radiation detector
US11747492B2 (en) 2020-09-28 2023-09-05 Fujifilm Corporation Radiography apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
WO2014050862A1 (ja) 2014-04-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2014050862A1 (ja) 放射線画像検出装置
JP5557773B2 (ja) 放射線画像検出装置及び放射線撮影用カセッテ並びに放射線撮影装置
JP5460572B2 (ja) 放射線画像検出装置及びその製造方法
US8525121B2 (en) Radiological image detection apparatus and method of manufacturing the same
JP5604323B2 (ja) 放射線画像検出装置
WO2014050533A1 (ja) 放射線画像検出装置
US8642967B2 (en) Radiological image detection apparatus and method of manufacturing the same
JP5906162B2 (ja) 放射線画像検出装置
US8735841B2 (en) Radiological image detection apparatus and method for manufacturing the same
JP2012177624A (ja) 放射線画像検出装置及び放射線画像検出装置の製造方法
JP5325872B2 (ja) 放射線画像検出装置及びその製造方法
US8664607B2 (en) Radiological image detection apparatus and method of manufacturing the same
JP2013015347A (ja) 放射線画像検出装置
US20120241627A1 (en) Radiological image detection apparatus and method of manufacturing the same
JP5728285B2 (ja) 放射線画像変換パネル及び放射線画像変換パネルの製造方法、並びに放射線画像検出装置
JP2012159305A (ja) 放射線画像変換パネル及び放射線画像検出装置
WO2014050399A1 (ja) 放射線画像検出装置
JP2016136160A (ja) 放射線画像検出装置
WO2014050534A1 (ja) 放射線画像検出装置の製造方法
JP2012159306A (ja) 放射線画像変換パネル及び放射線画像検出装置
JP2011227447A (ja) 放射線画像撮影装置
JP2011196988A (ja) 放射線画像撮影装置
WO2012090528A1 (ja) シンチレータパネル、その製造方法、及び放射線画像検出装置
JP2013088308A (ja) 放射線画像検出装置、及び放射線画像検出装置の製造方法、並びに放射線撮影装置