JP2017062210A - Radiation image imaging apparatus - Google Patents

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通伸 水村
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation image imaging apparatus capable of suppressing generation of a noise, improving a characteristic such as contrast, resolution or detection resolution, and lowering an exposure dose.SOLUTION: In a radiation image imaging apparatus including a plurality of optical sensor parts (4A, 4B) and a plurality of scintillator parts (5A, 5B), an overlapping wavelength region between a detection wavelength band of the optical sensor part 4A and an emitted-light wavelength band of the scintillator part 5A is separated from an overlapping wavelength region between a detection wavelength band of the optical sensor part 4B and an emitted-light wavelength band of the scintillator part 5B, in mutually adjacent pixels.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、放射線を検出して放射線の強度分布に対応する電気信号を出力する放射線画像撮影装置に関する。   The present invention relates to a radiographic imaging apparatus that detects radiation and outputs an electrical signal corresponding to the intensity distribution of the radiation.

図12に示すような、放射線画像撮影装置100が知られている。この放射線画像撮影装置100は、図示しない被写体を透過してきたX線Rを用いて被写体を撮影する。放射線画像撮影装置100は、基板101と、この基板101上に設けられた薄膜トランジスタ(以下、TFTという)回路部102と、フォトダイオードアレイ103と、フォトダイオードアレイ103の上に配置されたシンチレータ104と、を備えている。フォトダイオードアレイ103は、画素毎に配置された多数のフォトダイオードを備えている。図12では、互いに隣接して配置された5つのフォトダイオードS1〜S5を示す。シンチレータ104は、入射したX線を光(可視光)に変換する機能を有する。シンチレータ104において、X線から光に変換する効率を高めるには、シンチレータの厚さを厚くすることが知られている。   A radiographic imaging apparatus 100 as shown in FIG. 12 is known. The radiographic image capturing apparatus 100 captures a subject using X-rays R that have passed through a subject (not shown). The radiographic imaging apparatus 100 includes a substrate 101, a thin film transistor (hereinafter referred to as TFT) circuit portion 102 provided on the substrate 101, a photodiode array 103, and a scintillator 104 disposed on the photodiode array 103. It is equipped with. The photodiode array 103 includes a large number of photodiodes arranged for each pixel. FIG. 12 shows five photodiodes S1 to S5 arranged adjacent to each other. The scintillator 104 has a function of converting incident X-rays into light (visible light). In the scintillator 104, it is known to increase the thickness of the scintillator in order to increase the efficiency of conversion from X-rays to light.

この他の従来の技術としては、例えば、特許文献1に記載された放射線検出装置が知られている。この放射線検出装置は、上下2層のシンチレータを備える。これらシンチレータは、異なる2つの波長帯域の光を発する。   As another conventional technique, for example, a radiation detection apparatus described in Patent Document 1 is known. This radiation detection apparatus includes upper and lower two-layer scintillators. These scintillators emit light in two different wavelength bands.

特開2013−127371号公報JP2013-127371A

図12に示す放射線画像撮影装置100では、シンチレータ104における所定の位置、例えば、フォトダイオードS2の上方位置に、X線Rが入射した場合、フォトダイオードS2の上方に位置する発光点LでX線Rが光に変換される。この発光点Lで発光する光は、全方向に向けて拡散する。したがって、発光点Lの直下のフォトダイオードS2に隣接するフォトダイオードS1,S3,S4などにも光(変換光)が入射する。図12では、発光点LからフォトダイオードS2に向かう光をF1、フォトダイオードS1に向かう光をF2、フォトダイオードS3に向かう光をF3、フォトダイオードS4に向かう光をF4で示す。図12に示すように、発光点Lの直下のフォトダイオードS2で強度の高い光が検出される。しかし、この放射線画像撮影装置100では、このフォトダイオードS2の近傍のフォトダイオードS1,S3,S4などでも可視光が検出され、所謂クロストークが発生する。このようなクロストークが発生すると、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性が低下する。   In the radiographic imaging device 100 shown in FIG. 12, when X-rays R are incident on a predetermined position in the scintillator 104, for example, above the photodiode S2, the X-rays are emitted at the light emitting point L located above the photodiode S2. R is converted to light. The light emitted from the light emitting point L diffuses in all directions. Therefore, light (converted light) also enters the photodiodes S1, S3, S4 and the like adjacent to the photodiode S2 immediately below the light emitting point L. In FIG. 12, light directed from the light emitting point L toward the photodiode S2 is denoted by F1, light directed toward the photodiode S1 is denoted by F2, light directed toward the photodiode S3 is denoted by F3, and light directed toward the photodiode S4 is denoted by F4. As shown in FIG. 12, high intensity light is detected by the photodiode S2 immediately below the light emitting point L. However, in this radiographic imaging apparatus 100, visible light is detected by the photodiodes S1, S3, S4, etc. in the vicinity of the photodiode S2, and so-called crosstalk occurs. When such crosstalk occurs, characteristics such as contrast, resolution, and detection resolution of the captured image deteriorate.

フォトダイオードへ光を導く機能を有する多数の柱状結晶が起立するように配置されたシンチレータが提案されている。しかし、このようなシンチレータを用いても、柱状結晶同士の界面からも散乱した光が隣接する画素へ入射するため、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を低下させるノイズの発生を防止できない。   A scintillator has been proposed in which a large number of columnar crystals having a function of guiding light to a photodiode are erected. However, even with such a scintillator, light scattered from the interface between the columnar crystals enters the adjacent pixels, preventing the occurrence of noise that degrades the contrast, resolution, detection resolution, and other characteristics of the captured image. Can not.

X線から光に変換する効率を高めるためにシンチレータの厚さを厚くした場合は、シンチレータ内の発光点からフォトダイオードに到達するまでに、光の光路長が長くなる。このため、光がフォトダイオードに到達する前に散乱して検出分解能が低下するという課題がある。これらの課題は、上記特許文献1に開示された放射線検出装置や、上記柱状結晶のシンチレータを備えた放射線画像撮影装置などにおいても同様に存在する。   When the thickness of the scintillator is increased in order to increase the efficiency of conversion from X-rays to light, the optical path length of the light becomes long before reaching the photodiode from the light emitting point in the scintillator. For this reason, there is a problem that the light is scattered before reaching the photodiode and the detection resolution is lowered. These problems similarly exist in the radiation detection apparatus disclosed in Patent Document 1 and the radiographic imaging apparatus including the columnar crystal scintillator.

上述の撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性の低下を防止するには、X線発生源の照射出力を高める必要がある。この場合、撮像時における放射線の被曝線量が増加するという問題が発生する。   In order to prevent deterioration of characteristics such as the contrast, resolution, and detection resolution of the captured image described above, it is necessary to increase the irradiation output of the X-ray generation source. In this case, the problem that the radiation exposure dose at the time of imaging increases occurs.

本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであって、放射線が入射した箇所の近傍でノイズが発生することを抑制し、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上させ、撮像時における放射線の被曝線量の低線量化を可能にする放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, suppresses the occurrence of noise in the vicinity of the location where radiation is incident, and improves characteristics such as contrast, resolution, and detection resolution of the captured image, An object of the present invention is to provide a radiographic imaging apparatus that can reduce the radiation exposure dose during imaging.

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る放射線画像撮影装置の態様は、基板と、この基板に配置されてそれぞれ画素を構成する、複数の光センサ部と、それぞれの前記光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、を備え、光センサ部の検出波長帯域とこの光センサ部と対向するシンチレータ部の発光波長帯域との重なる波長領域が、互いに隣接する画素間で分離していることを特徴とする。   In order to solve the above-described problems and achieve the object, an aspect of a radiographic imaging apparatus according to the present invention includes a substrate, a plurality of photosensor units that are arranged on the substrate and respectively constitute pixels, and each A plurality of scintillator units arranged to face the photosensor unit one by one, and a detection wavelength band of the photosensor unit and a light emission wavelength band of the scintillator unit facing the photosensor unit, Is characterized in that the overlapping wavelength regions are separated between adjacent pixels.

上記態様としては、光センサ部が光電変換層を備え、光電変換層が、この光センサ部に対して対向するシンチレータ部の発光波長帯域の光で光電変換を行い、この光センサ部に隣接する光センサ部に対して対向するシンチレータ部の発光波長帯域の光で光電変換を行わないように設定することが好ましい。   As an aspect described above, the optical sensor unit includes a photoelectric conversion layer, and the photoelectric conversion layer performs photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit, and is adjacent to the optical sensor unit. It is preferable to set so that photoelectric conversion is not performed with light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit.

上記態様としては、光センサ部にカラーフィルタ部が設けられ、このカラーフィルタ部は、この光センサ部に対して対向するシンチレータ部の発光波長帯域の光を透過させ、この光センサ部に隣接する光センサ部に対して対向するシンチレータ部の発光波長帯域の光の透過を遮断することが好ましい。   In the above-described aspect, the color filter unit is provided in the optical sensor unit, and the color filter unit transmits light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit and is adjacent to the optical sensor unit. It is preferable to block the transmission of light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit.

上記態様としては、互いに隣接する光センサ部の光電変換層が、互いに異なる半導体層の対であってもよい。   In the above aspect, the photoelectric conversion layers of the photosensor units adjacent to each other may be a pair of different semiconductor layers.

上記態様としては、半導体層の対のうち、一方は非晶質シリコンで形成され、半導体層の対の他方は多結晶シリコンで形成されていてもよい。   In the above aspect, one of the pair of semiconductor layers may be formed of amorphous silicon, and the other of the pair of semiconductor layers may be formed of polycrystalline silicon.

上記態様としては、半導体層の対が、半導体材料が同じで、互いに不純物ドープ量が異なる構成であってもよい。   As the above aspect, the semiconductor layer pair may have the same semiconductor material and different impurity doping amounts.

上記態様としては、上記光センサ部は基板上に配置され、シンチレータ部は光センサ部の上に配置され、シンチレータ部には、このシンチレータ部における光センサ部と反対側の方向から放射線が入射される構成が好ましい。   In the above aspect, the optical sensor unit is disposed on the substrate, the scintillator unit is disposed on the optical sensor unit, and radiation is incident on the scintillator unit from a direction opposite to the optical sensor unit in the scintillator unit. The configuration is preferable.

上記態様としては、基板上に反射膜が形成され、シンチレータ部は反射膜上に配置され、光センサ部はシンチレータ部の上に配置され、シンチレータ部には、光センサ部を通過した放射線が入射される構成としてもよい。   In the above aspect, the reflective film is formed on the substrate, the scintillator unit is disposed on the reflective film, the optical sensor unit is disposed on the scintillator unit, and radiation that has passed through the optical sensor unit is incident on the scintillator unit. It is good also as a structure to be made.

本発明に係る放射線画像撮影装置によれば、クロストークにより近傍の画素でノイズが発生することを抑制し、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上させ、撮像時における放射線の被曝線量の低線量化を図ることができる。   According to the radiographic imaging device of the present invention, it is possible to suppress the occurrence of noise in neighboring pixels due to crosstalk, improve the characteristics of the captured image, such as contrast, resolution, detection resolution, and the like. The dose can be reduced.

図1は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部断面説明図である。FIG. 1 is an explanatory cross-sectional view of a main part of a radiographic image capturing apparatus according to a first embodiment of the present invention. 図2は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部拡大断面図である。FIG. 2 is an enlarged cross-sectional view of a main part of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図3は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の光電変換層における第1光電変換層と第2光電変換層との配置構成を示す平面説明図である。FIG. 3 is an explanatory plan view showing an arrangement configuration of the first photoelectric conversion layer and the second photoelectric conversion layer in the photoelectric conversion layer of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図4−1は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における光電変換層の製造工程を示す工程断面図である。FIGS. 4-1 is process sectional drawing which shows the manufacturing process of the photoelectric converting layer in the radiographic imaging apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. 図4−2は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における光電変換層の製造工程(選択レーザアニール工程)を示す工程断面図である。FIGS. 4-2 is process sectional drawing which shows the manufacturing process (selective laser annealing process) of the photoelectric converting layer in the radiographic imaging apparatus which concerns on the 1st Embodiment of this invention. FIGS. 図5は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例1を示す要部断面図である。FIG. 5 is a cross-sectional view of a main part showing a first modification of the radiographic imaging apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図6は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例2を示し、光電変換層における第1〜第4光電変換層の配置構成を示す平面説明図である。FIG. 6 is a plan explanatory view showing a second modification of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention and showing the arrangement of the first to fourth photoelectric conversion layers in the photoelectric conversion layer. 図7は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の変形例3を示す要部断面図である。FIG. 7 is an essential part cross-sectional view showing Modification 3 of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図8は、本発明の第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部断面説明図である。FIG. 8 is a cross-sectional explanatory view of a main part of a radiographic image capturing apparatus according to the second embodiment of the present invention. 図9は、本発明の第3の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の要部断面説明図である。FIG. 9 is a cross-sectional explanatory view of a main part of a radiographic image capturing apparatus according to the third embodiment of the present invention. 図10は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における発光波長帯域と検出波長帯域の設定例を示す図である。FIG. 10 is a diagram illustrating a setting example of the emission wavelength band and the detection wavelength band in the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図11は、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置における発光波長帯域と検出波長帯域の設定例を示す図である。FIG. 11 is a diagram illustrating a setting example of the emission wavelength band and the detection wavelength band in the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention. 図12は、従来の放射線画像撮影装置を示す断面説明図である。FIG. 12 is a cross-sectional explanatory view showing a conventional radiographic imaging apparatus.

以下に、本発明の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の詳細を図面に基づいて説明する。但し、図面は模式的なものであり、各部材の寸法や寸法の比率や形状などは現実のものと異なることに留意すべきである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率や形状が異なる部分が含まれている。   Below, the detail of the radiographic imaging apparatus which concerns on embodiment of this invention is demonstrated based on drawing. However, it should be noted that the drawings are schematic, and the dimensions, ratios and shapes of the members are different from actual ones. In addition, the drawings include portions having different dimensional relationships, ratios, and shapes.

[第1の実施の形態]
先ず、本発明の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置の構成の概略を説明する。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置は、カラーフィルタを備えない構成例である。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置は、基板と、この基板に配置された複数の光センサ部と、それぞれの光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、を備える。
[First Embodiment]
First, an outline of the configuration of the radiographic image capturing apparatus according to the first embodiment of the present invention will be described. The radiographic image capturing apparatus according to the present embodiment is a configuration example that does not include a color filter. The radiographic imaging device according to the present embodiment includes a substrate, a plurality of photosensor units arranged on the substrate, and a plurality of photosensor units arranged to face each photosensor unit one by one. A scintillator section.

この放射線画像撮影装置の特徴は、基板と、この基板に配置されてそれぞれ画素を構成する、複数の光センサ部と、それぞれの光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、を備え、光センサ部の検出波長帯域とこの光センサ部と対向するシンチレータ部の発光波長帯域との重なる波長領域が、互いに隣接する画素間で分離していることである。光センサ部は、隣接する画素のシンチレータ部からの光を検出しないように検出波長帯域が設定されている。なお、本実施の形態における画素とは、個々の光センサ部が占有する光検出の1単位の領域であり、基板上にマトリクス状に配置されている。   The radiographic imaging device is characterized by a substrate, a plurality of optical sensor units arranged on the substrate and constituting pixels, respectively, and arranged to face each of the optical sensor units one by one. A plurality of scintillator units, and a wavelength region where a detection wavelength band of the optical sensor unit and an emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit overlap is separated between adjacent pixels. is there. The detection wavelength band of the optical sensor unit is set so as not to detect light from the scintillator unit of the adjacent pixel. Note that the pixel in this embodiment is an area of one unit of light detection occupied by each optical sensor unit, and is arranged in a matrix on the substrate.

以下、図1〜図3を用いて、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の構成を具体的に説明する。図1に示すように、放射線画像撮影装置1は、基板としてのガラス基板2と、このガラス基板2の表面に形成されたTFT回路部3と、TFT回路部3の上に形成された光センサアレイ4と、シンチレータアレイ5と、を備える。   Hereinafter, the configuration of the radiographic imaging apparatus 1 according to the present embodiment will be specifically described with reference to FIGS. As shown in FIG. 1, the radiographic image capturing apparatus 1 includes a glass substrate 2 as a substrate, a TFT circuit unit 3 formed on the surface of the glass substrate 2, and an optical sensor formed on the TFT circuit unit 3. An array 4 and a scintillator array 5 are provided.

(TFT回路部)
図2に示すように、TFT回路部3は、画素毎に、スイッチング素子としてのTFT31を備える。すなわち、これらのTFT31は、ガラス基板2の表面にマトリクス状に配置されている。この他に、TFT回路部3は、図示しない、電荷蓄積用のキャパシタ、ゲート線、データ線などを備える。
(TFT circuit part)
As shown in FIG. 2, the TFT circuit unit 3 includes a TFT 31 as a switching element for each pixel. That is, these TFTs 31 are arranged in a matrix on the surface of the glass substrate 2. In addition, the TFT circuit section 3 includes a charge storage capacitor, a gate line, a data line, and the like (not shown).

TFT31は、ガラス基板2の表面に形成されたゲート電極32と、ゲート電極32およびガラス基板2の表面を覆うゲート絶縁膜33と、ゲート電極32と対向するように形成された半導体層34と、半導体層34のゲート電極32を挟む一方側に接合するように配置されたソース電極35と、半導体層34のゲート電極32を挟む他方側に接合するように配置されたドレイン電極36と、を備える。さらに、これらTFT31とゲート絶縁膜33の上には、層間絶縁膜37が形成されている。   The TFT 31 includes a gate electrode 32 formed on the surface of the glass substrate 2, a gate insulating film 33 covering the gate electrode 32 and the surface of the glass substrate 2, a semiconductor layer 34 formed to face the gate electrode 32, A source electrode 35 disposed so as to be joined to one side of the semiconductor layer 34 across the gate electrode 32; and a drain electrode 36 disposed so as to be joined to the other side of the semiconductor layer 34 across the gate electrode 32. . Further, an interlayer insulating film 37 is formed on the TFT 31 and the gate insulating film 33.

(光センサアレイ)
図1に示すように、光センサアレイ4は、第1の検出波長帯域を持つ第1光センサ部4Aと、第2の検出波長帯域を持つ第2光センサ部4Bと、がマトリクスの縦列および横列において交互に配置されている。第1光センサ部4Aと第2光センサ部4Bは、フォトダイオードで構成されている。
(Optical sensor array)
As shown in FIG. 1, the optical sensor array 4 includes a first optical sensor unit 4A having a first detection wavelength band and a second optical sensor unit 4B having a second detection wavelength band. The rows are arranged alternately. The first optical sensor unit 4A and the second optical sensor unit 4B are configured by photodiodes.

図2に示すように、光センサアレイ4は、層間絶縁膜37の上に画素領域毎にパターン形成された多数の画素電極41と、これら画素電極41および層間絶縁膜37上に撮影領域全体に亘って形成された光電変換層42と、光電変換層42の上に形成された透明電極43と、を備える。画素電極41は、金属などの導電性材料で形成されている。   As shown in FIG. 2, the optical sensor array 4 includes a large number of pixel electrodes 41 patterned for each pixel region on the interlayer insulating film 37, and the entire imaging region on the pixel electrodes 41 and the interlayer insulating film 37. And a transparent electrode 43 formed on the photoelectric conversion layer 42. The pixel electrode 41 is made of a conductive material such as metal.

図1および図2に示すように、光電変換層42は、非晶質シリコンでなる第1光電変換層42Aと、多結晶シリコンでなる第2光電変換層42Bと、で構成されている。これら第1光電変換層42Aおよび第2光電変換層42Bは、画素電極41と略同様の大きさで画素電極41と重なるように配置されている。図3に示すように、光電変換層42は、第1光電変換層42Aと、第2光電変換層42Bと、が縦列と横列とにおいて交互に配置されている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the photoelectric conversion layer 42 includes a first photoelectric conversion layer 42A made of amorphous silicon and a second photoelectric conversion layer 42B made of polycrystalline silicon. The first photoelectric conversion layer 42 </ b> A and the second photoelectric conversion layer 42 </ b> B are arranged to overlap the pixel electrode 41 with substantially the same size as the pixel electrode 41. As shown in FIG. 3, in the photoelectric conversion layer 42, the first photoelectric conversion layer 42 </ b> A and the second photoelectric conversion layer 42 </ b> B are alternately arranged in columns and rows.

本実施の形態では、透明電極43が、光センサアレイ4の共通電極として、撮影領域全体に亘って形成されている。図1および図2に示すように、第1光センサ部4Aは、画素電極41と、第1光電変換層42Aと、透明電極43と、で構成されている。第2光センサ部4Bは、画素電極41と、第2光電変換層42Bと、透明電極43と、で構成されている。そして、それぞれの画素電極41は、層間絶縁膜37に形成されたコンタクトホールに埋め込まれた取り出し電極38を介して、対応する画素領域に形成されたTFT31のドレイン電極36に接続されている。   In the present embodiment, the transparent electrode 43 is formed over the entire imaging region as a common electrode of the photosensor array 4. As shown in FIGS. 1 and 2, the first photosensor unit 4 </ b> A includes a pixel electrode 41, a first photoelectric conversion layer 42 </ b> A, and a transparent electrode 43. The second photosensor unit 4B includes a pixel electrode 41, a second photoelectric conversion layer 42B, and a transparent electrode 43. Each pixel electrode 41 is connected to the drain electrode 36 of the TFT 31 formed in the corresponding pixel region via the extraction electrode 38 embedded in the contact hole formed in the interlayer insulating film 37.

第1光センサ部4Aは、非晶質シリコンでなる第1光電変換層42Aを備えるため、所定の第1の検出波長帯域(例えば、300nm〜700nm)を持つように設定されている。第2光センサ部4Bは、多結晶シリコンでなる第2光電変換層42Bを備えるため、所定の第2の検出波長帯域(例えば、500nm〜900nm)を持つように設定されている。なお、第1の検出波長帯域と第2の検出波長帯域とは、重ならないように設定されている。   Since the first photosensor unit 4A includes the first photoelectric conversion layer 42A made of amorphous silicon, the first photosensor unit 4A is set to have a predetermined first detection wavelength band (for example, 300 nm to 700 nm). Since the second photosensor unit 4B includes the second photoelectric conversion layer 42B made of polycrystalline silicon, the second photosensor unit 4B is set to have a predetermined second detection wavelength band (for example, 500 nm to 900 nm). The first detection wavelength band and the second detection wavelength band are set so as not to overlap.

(シンチレータアレイ)
図1および図2に示すように、シンチレータアレイ5は、透明電極43の上に形成されている。シンチレータアレイ5は、第1シンチレータ部5Aと、第2シンチレータ部5Bと、が縦列および横列において交互に配置されている。そして、第1シンチレータ部5Aは、第1光センサ部4Aの上に対応して形成されている。第2シンチレータ部5Bは、第2光センサ部4Bの上に対応して形成されている。
(Scintillator array)
As shown in FIGS. 1 and 2, the scintillator array 5 is formed on the transparent electrode 43. In the scintillator array 5, the first scintillator portions 5A and the second scintillator portions 5B are alternately arranged in columns and rows. And the 1st scintillator part 5A is formed corresponding to 4 A of 1st optical sensor parts. The second scintillator section 5B is formed corresponding to the second photosensor section 4B.

本実施の形態では、シンチレータアレイ5を構成するシンチレータ材料としては、CsI:Tl,GdS:Tb,LaBr:Ceなどから選択することができる。これらの材料から、第1光センサ部4Aの第1の検出波長帯域内に入る発光波長帯域となる材料、第2光センサ部4Bの第2の検出波長帯域内に入る発光波長帯域となる材料を選択すればよい。第1シンチレータ部5Aや第2シンチレータ部5Bは、これらの材料を、例えば蒸着法、印刷法などを用いて形成することができる。 In the present embodiment, the scintillator material constituting the scintillator array 5 can be selected from CsI: Tl, Gd 2 O 2 S: Tb, LaBr 3 : Ce, and the like. From these materials, a material that becomes an emission wavelength band that falls within the first detection wavelength band of the first optical sensor unit 4A, and a material that becomes an emission wavelength band that falls within the second detection wavelength band of the second optical sensor unit 4B. Should be selected. The first scintillator portion 5A and the second scintillator portion 5B can be formed using these materials, for example, by vapor deposition or printing.

第1光センサ部4Aの検出波長帯域とこの第1光センサ部4Aと対向する第1シンチレータ部5Aの発光波長帯域との重なる波長領域は、隣接する画素における第2光センサ部4Bの検出波長帯域とこの第2光センサ部4Bと対向する第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域との重なる波長領域と分離している。   The wavelength region where the detection wavelength band of the first optical sensor unit 4A overlaps the emission wavelength band of the first scintillator unit 5A facing the first optical sensor unit 4A is the detection wavelength of the second optical sensor unit 4B in the adjacent pixel. The band is separated from the overlapping wavelength region of the emission wavelength band of the second scintillator unit 5B facing the second optical sensor unit 4B.

換言すると、第1光電変換層42Aは、第1光センサ部4Aに対して対向する第1シンチレータ部5Aの発光波長帯域の光で光電変換を行う。そして、第1光電変換層42Aは、第1光センサ部4Aに隣接する第2光センサ部4Bに対して対向する第2シンチレータ5B部の発光波長帯域の光で光電変換を行わないように設定されている。第2光電変換層42Bは、第2光センサ部4Bに対して対向する第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域の光で光電変換を行う。そして、第2光電変換層42Bは、第2光センサ部4Bに隣接する第1光センサ部4Aに対して対向する第1シンチレータ5A部の発光波長帯域の光で光電変換を行わないように設定されている。   In other words, the first photoelectric conversion layer 42A performs photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the first scintillator unit 5A facing the first optical sensor unit 4A. The first photoelectric conversion layer 42A is set so as not to perform photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the second scintillator 5B portion facing the second photosensor unit 4B adjacent to the first photosensor unit 4A. Has been. The second photoelectric conversion layer 42B performs photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the second scintillator unit 5B facing the second photosensor unit 4B. The second photoelectric conversion layer 42B is set so as not to perform photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the first scintillator 5A portion facing the first photosensor portion 4A adjacent to the second photosensor portion 4B. Has been.

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1においては、図10または図11に示すような発光波長帯域と検出波長帯域の設定も適用することができる。すなわち、図10は、互いに隣接する画素間において、第1シンチレータ部5Aと第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域が部分的に重複している場合である。この場合、この第1シンチレータ部5Aに対向する第1光センサ部4Aの検出波長帯域と、この第2シンチレータ部5Bに対向する第2光センサ部4Bの検出波長帯域とが重複しなければ、互いにクロストークすることなく検出信号Aと検出信号Bを分離できる。   In the radiographic image capturing apparatus 1 according to the present embodiment, the setting of the emission wavelength band and the detection wavelength band as shown in FIG. 10 or FIG. 11 can also be applied. That is, FIG. 10 shows a case where the emission wavelength bands of the first scintillator unit 5A and the second scintillator unit 5B partially overlap between adjacent pixels. In this case, if the detection wavelength band of the first photosensor unit 4A facing the first scintillator unit 5A and the detection wavelength band of the second photosensor unit 4B facing the second scintillator unit 5B do not overlap, The detection signal A and the detection signal B can be separated without crosstalk with each other.

図11は、互いに隣接する画素間において、第1光センサ部4Aと第2光センサ部4Bの検出波長帯域が部分的に重複している場合である。この場合、この第1光センサ部4Aと対向する第1シンチレータ部5Aの検出波長帯域と、この第2光センサ部4Bに対向する第2シンチレータ部5Bの検出波長帯域と、が重複しなければ、互いにクロストークすることなく検出信号aと検出信号bを分離できる。もちろん、互いに隣接する画素間において、第1光センサ部4Aと第2光センサ部4Bの検出波長帯域同士が分離し、かつ第1シンチレータ部5Aと第2光センサ部5Bの発光波長帯域同士が分離した構成としてもよい。この場合は、第1光センサ部4Aの検出波長帯域と第1シンチレータ部5Aの発光波長帯域が重複し、第2光センサ部4Bの検出波長帯域と第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域が重複していればよい。   FIG. 11 shows a case where the detection wavelength bands of the first optical sensor unit 4A and the second optical sensor unit 4B partially overlap between adjacent pixels. In this case, the detection wavelength band of the first scintillator section 5A facing the first optical sensor section 4A and the detection wavelength band of the second scintillator section 5B facing the second optical sensor section 4B do not overlap. The detection signal a and the detection signal b can be separated without crosstalk with each other. Of course, the detection wavelength bands of the first optical sensor unit 4A and the second optical sensor unit 4B are separated from each other between adjacent pixels, and the emission wavelength bands of the first scintillator unit 5A and the second optical sensor unit 5B are separated from each other. It is good also as a separated structure. In this case, the detection wavelength band of the first optical sensor unit 4A and the emission wavelength band of the first scintillator unit 5A overlap, and the detection wavelength band of the second optical sensor unit 4B and the emission wavelength band of the second scintillator unit 5B overlap. If you do.

(光電変換層の製造方法)
ここで、図4−1および図4−2を用いて、光電変換層42の製造方法について簡単に説明する。図4−1に示すように、TFT回路部3および画素電極41が形成されたガラス基板2を用意する。そして、そのガラス基板2の表面の撮影領域全体に亘って、例えば、真空蒸着法、化学気相成長法などを用いて非晶質シリコンでなる第1光電変換層42Aを所定の厚さに堆積させる。
(Method for producing photoelectric conversion layer)
Here, the manufacturing method of the photoelectric converting layer 42 is demonstrated easily using FIGS. 4-1 and FIGS. 4-2. As shown in FIG. 4A, the glass substrate 2 on which the TFT circuit portion 3 and the pixel electrode 41 are formed is prepared. Then, the first photoelectric conversion layer 42A made of amorphous silicon is deposited to a predetermined thickness using, for example, a vacuum deposition method, a chemical vapor deposition method, or the like over the entire imaging region on the surface of the glass substrate 2. Let

次に、図4−2に示すように、非晶質シリコンでなる第1光電変換層42Aの上から選択的にレーザ照射(図中矢印で示す)を行ってアニールする。このとき、選択的にレーザ照射された箇所は、図3に示すようなパターンとなるようにする。すなわち、このレーザ照射された箇所は、非晶質シリコンでなる第1光電変換層42Aが多結晶シリコンに変えられて第2光電変換層42Bになる。   Next, as shown in FIG. 4B, annealing is performed by selectively performing laser irradiation (indicated by an arrow in the drawing) on the first photoelectric conversion layer 42A made of amorphous silicon. At this time, the portion selectively irradiated with laser is made to have a pattern as shown in FIG. That is, in the laser irradiated portion, the first photoelectric conversion layer 42A made of amorphous silicon is changed to polycrystalline silicon to become the second photoelectric conversion layer 42B.

(第1の実施の形態の作用および効果)
以上、第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の構成について説明した。次に、この放射線画像撮影装置1の作用、効果について説明する。
(Operation and effect of the first embodiment)
The configuration of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment has been described above. Next, the operation and effect of the radiation image capturing apparatus 1 will be described.

図1に示すように、放射線画像撮影装置1において、第1シンチレータ部5AにX線Rが入射した場合、第1シンチレータ部5Aの上部に位置する発光点LでX線Rが光に変換される。この発光点Lで発光する光は、第1の発光波長帯域の光であり、全方向に拡散する。したがって、発光点Lの直下の第1光センサ部4Aに隣接する第2光センサ部4Bにも光(変換光)が入射する。図1では、発光点Lから第1光センサ部4Aに向かう光をF5,F7、両側の第2光センサ部4Bに向かう光をF6,F8で示す。   As shown in FIG. 1, in the radiographic imaging apparatus 1, when X-rays R are incident on the first scintillator unit 5A, the X-rays R are converted into light at a light emitting point L located above the first scintillator unit 5A. The The light emitted from the light emitting point L is light in the first emission wavelength band and diffuses in all directions. Therefore, light (converted light) also enters the second photosensor unit 4B adjacent to the first photosensor unit 4A immediately below the light emitting point L. In FIG. 1, light traveling from the light emitting point L toward the first optical sensor unit 4A is denoted by F5 and F7, and light traveling toward the second optical sensor units 4B on both sides is denoted by F6 and F8.

図1に示すように、発光点Lの直下の第1光センサ部4Aで強度の高い光が検出される。これは、第1光センサ部4Aが第1の検出波長帯域に設定されているため、光F5,F7が光電変換に寄与する。この第1光センサ部4Aに隣接する両側の第2光センサ部4Bには、光F6,F8が入射する。しかし、光F6,F8が入射する第2光センサ部4Bの第2光電変換層42Bは、第1の発光波長帯域の光で光電変換を起こさないため、発光点Lからの光は検出しない。このため、放射線画像撮影装置1では、所謂クロストークが発生せず、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性の低下を防止できる。   As shown in FIG. 1, high intensity light is detected by the first optical sensor unit 4 </ b> A immediately below the light emitting point L. This is because the first optical sensor unit 4A is set to the first detection wavelength band, and thus the lights F5 and F7 contribute to photoelectric conversion. Lights F6 and F8 are incident on the second photosensor units 4B on both sides adjacent to the first photosensor unit 4A. However, the second photoelectric conversion layer 42B of the second optical sensor unit 4B on which the lights F6 and F8 are incident does not cause photoelectric conversion with light in the first emission wavelength band, and therefore does not detect light from the emission point L. For this reason, in the radiographic imaging apparatus 1, what is called crosstalk does not generate | occur | produce and the fall of characteristics, such as the contrast of a captured image, resolution, detection resolution, can be prevented.

このように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1では、第1シンチレータ部5Aの発光波長帯域と第1光センサ部4Aの検出波長帯域とを対応させている。また、第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域と第2光センサ部4Bの検出波長帯域とを対応させている。このため、隣接する画素間での検出波長帯域が重ならない(異なる)ように設計することで、シンチレータアレイ5内で発光が拡散することに起因するノイズの発生を抑制できる。   Thus, in the radiographic imaging device 1 according to the present exemplary embodiment, the emission wavelength band of the first scintillator unit 5A is associated with the detection wavelength band of the first photosensor unit 4A. In addition, the emission wavelength band of the second scintillator unit 5B is associated with the detection wavelength band of the second photosensor unit 4B. For this reason, by designing the detection wavelength bands between adjacent pixels so as not to overlap (different), it is possible to suppress the occurrence of noise due to the diffusion of light emission in the scintillator array 5.

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1によれば、クロストークに起因する隣接画素へのノイズを抑制することで、撮影画像のコントラスト、解像度が向上する。このため、本実施の形態の放射線画像撮影装置1によれば、撮影時のX線Rの照射量を低減することが可能となり、被曝線量を抑制できる。   According to the radiographic image capturing apparatus 1 according to the present embodiment, the contrast and resolution of a captured image are improved by suppressing noise to adjacent pixels caused by crosstalk. For this reason, according to the radiographic imaging device 1 of this Embodiment, it becomes possible to reduce the irradiation amount of the X-ray R at the time of imaging | photography, and can suppress an exposure dose.

一般に、X線Rから光に変換する効率を高めるためにシンチレータアレイ5の厚さを厚くした場合は、シンチレータアレイ5内の発光点から光センサアレイ4側に到達するまでに、光の光路長が長くなって検出分解能が低下するという課題がある。しかし、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置1によれば、クロストークの発生を防止できるため、検出分解能の低下を抑制できる。   In general, when the thickness of the scintillator array 5 is increased in order to increase the efficiency of conversion from X-rays R to light, the optical path length of the light from the light emitting point in the scintillator array 5 to the optical sensor array 4 side is reached. However, there is a problem that the detection resolution is lowered due to the increase in length. However, according to the radiographic image capturing apparatus 1 according to the present embodiment, it is possible to prevent the occurrence of crosstalk, and thus it is possible to suppress a decrease in detection resolution.

(第1の実施の形態の変形例1)
図5は、第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の変形例1を示す。上述の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1では、光センサアレイ4を構成する透明電極43が共通電極であったが、図5に示す放射線画像撮影装置1Aのように、画素毎に分離された透明電極43であってもよい。なお、この変形例1における他の構成は、上記の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同様である。
(Modification 1 of the first embodiment)
FIG. 5 shows a first modification of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment. In the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment described above, the transparent electrode 43 constituting the photosensor array 4 is a common electrode. However, as in the radiographic image capturing apparatus 1A shown in FIG. The transparent electrode 43 may be separated. The other configuration in the first modification is the same as that of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment.

(第1の実施の形態の変形例2)
図6は、第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の変形例2を示す。上述の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1では、光電変換層42を、第1光電変換層42Aと第2光電変換層42Bとで構成したが、図6に示すように、光電変換層42を、第1光電変換層42Aと、第2光電変換層42Bと、第3光電変換層42Cと、第4光電変換層42Dの4つの光電変換層を備える構成としてもよい。
(Modification 2 of the first embodiment)
FIG. 6 shows a second modification of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment. In the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment described above, the photoelectric conversion layer 42 includes the first photoelectric conversion layer 42A and the second photoelectric conversion layer 42B, but as shown in FIG. The conversion layer 42 may include four photoelectric conversion layers including a first photoelectric conversion layer 42A, a second photoelectric conversion layer 42B, a third photoelectric conversion layer 42C, and a fourth photoelectric conversion layer 42D.

この変形例2では、光電変換層42の構成の変更に伴って、シンチレータアレイ5を、第1シンチレータ部5Aと、第2シンチレータ部5Bと、図示しない第3シンチレータ部と、図示しない第4シンチレータ部と、を光電変換層42に対応して配置することが必要となる。この変形例2では、第1シンチレータ部5Aの発光波長帯域と第1光電変換層42Aの検出波長帯域とを対応させ、第2シンチレータ部5Bの発光波長帯域と第2光電変換層42Bの検出波長帯域とを対応させ、図示しない第3シンチレータ部の発光波長帯域と第3光電変換層42Cの検出波長帯域とを対応させ、図示しない第4シンチレータ部の発光波長帯域と第4光電変換層42Dの検出波長帯域とを対応させればよい。   In the second modification, the scintillator array 5 includes a first scintillator section 5A, a second scintillator section 5B, a third scintillator section (not shown), and a fourth scintillator (not shown) as the configuration of the photoelectric conversion layer 42 is changed. It is necessary to arrange the portion corresponding to the photoelectric conversion layer 42. In the second modification, the emission wavelength band of the first scintillator unit 5A and the detection wavelength band of the first photoelectric conversion layer 42A are made to correspond to each other, and the emission wavelength band of the second scintillator unit 5B and the detection wavelength of the second photoelectric conversion layer 42B. The light emission wavelength band of the third scintillator part (not shown) and the detection wavelength band of the third photoelectric conversion layer 42C are made to correspond to each other, and the light emission wavelength band of the fourth scintillator part (not shown) and the fourth photoelectric conversion layer 42D What is necessary is just to make it correspond with a detection wavelength band.

この変形例2によれば、一つの画素に着目したときに、その画素の四方の画素および4つの斜め隣の4つ画素へのクロストークの発生をさらに抑制できるという効果がある。すなわち、図6において、第1光電変換層42Aに着目したときに、図中上下方向の両側に第4光電変換層42Dが配置され、左右方向の両側に第2光電変換層42Bが配置され、4つの斜め隣に第3光電変換層42Cが配置された構成なり、さらにクロストークの発生を抑制できる。   According to the second modification, when attention is paid to one pixel, it is possible to further suppress the occurrence of crosstalk to the four pixels of the pixel and the four diagonally adjacent four pixels. That is, in FIG. 6, when focusing on the first photoelectric conversion layer 42A, the fourth photoelectric conversion layer 42D is disposed on both sides in the vertical direction in the figure, and the second photoelectric conversion layer 42B is disposed on both sides in the left-right direction. The configuration is such that the third photoelectric conversion layer 42 </ b> C is disposed adjacent to four diagonal lines, and the occurrence of crosstalk can be further suppressed.

(第1の実施の形態の変形例3)
図7は、第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1の変形例3である放射線画像撮影装置1Bを示す。上述の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1では、光電変換層42を非晶質シリコンで形成した第1光電変換層42Aに選択的にレーザアニールを施し、多結晶シリコンに変化した第2光電変換層42Bを形成した。この変形例3に係る放射線画像撮影装置1Bでは、第1光電変換層42Eと、第2光電変換層42Fと、を別々に、異なる材料で作製したものである。
(Modification 3 of the first embodiment)
FIG. 7 shows a radiographic image capturing apparatus 1B that is a third modification of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment. In the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment described above, laser annealing was selectively performed on the first photoelectric conversion layer 42A in which the photoelectric conversion layer 42 was formed of amorphous silicon, and changed to polycrystalline silicon. A second photoelectric conversion layer 42B was formed. In the radiographic image capturing apparatus 1B according to Modification 3, the first photoelectric conversion layer 42E and the second photoelectric conversion layer 42F are separately manufactured from different materials.

異なる材料としては、例えば、ケイ素(Si)系半導体材料としての単結晶シリコン、多結晶シリコン、非晶質シリコンなどや、化合物半導体系半導体材料としてのCdTe(テルル化カドミウム)、GaAs(ヒ化ガリウム)、CuInGaSe(銅・インジウム・ガリウム・セレンの化合物)や、有機系半導体材料などの各種の半導体材料を適用することができる。このように、異なる材料を用いて第1光電変換層42Aと第2光電変換層42Bとを作り分けることにより、第1光電変換層42Aと第2光電変換層42Bの検出波長帯域を確実に分離することが容易になる。   Examples of different materials include single crystal silicon, polycrystalline silicon, and amorphous silicon as silicon (Si) -based semiconductor materials, and CdTe (cadmium telluride) and GaAs (gallium arsenide) as compound semiconductor-based semiconductor materials. ), CuInGaSe (a compound of copper, indium, gallium, and selenium) and various semiconductor materials such as organic semiconductor materials can be applied. In this way, by separately forming the first photoelectric conversion layer 42A and the second photoelectric conversion layer 42B using different materials, the detection wavelength bands of the first photoelectric conversion layer 42A and the second photoelectric conversion layer 42B can be reliably separated. Easy to do.

[第2の実施の形態]
次に、本発明の第2の実施の形態に係る放射線画像撮影装置10について説明する。図8は、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置10の要部断面を示す。この放射線画像撮影装置10は、反射膜を備えた構成例である。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置10の構成において、上記第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同一部材は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[Second Embodiment]
Next, a radiographic imaging device 10 according to a second exemplary embodiment of the present invention will be described. FIG. 8 shows a cross section of the main part of the radiographic imaging apparatus 10 according to the present exemplary embodiment. The radiographic image capturing apparatus 10 is a configuration example including a reflective film. In the configuration of the radiographic imaging apparatus 10 according to the present embodiment, the same members as those in the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図8に示すように、この放射線画像撮影装置10は、ガラス基板2と、ガラス基板2の表面の撮影領域全体に亘って形成された反射膜6と、シンチレータアレイ5と、光センサアレイ4と、TFT回路部3と、を備えている。反射膜6の材料としては、Al,Ag,Ni,Auなどを用いることができる。シンチレータアレイ5を構成する第1シンチレータ部5Aと第2シンチレータ部5Bは、光センサアレイ4の第1光センサ部4Aと第2光センサ部4Bとに対応するように重ねられている。   As shown in FIG. 8, the radiographic imaging device 10 includes a glass substrate 2, a reflective film 6 formed over the entire imaging region on the surface of the glass substrate 2, a scintillator array 5, and a photosensor array 4. TFT circuit portion 3. As the material of the reflective film 6, Al, Ag, Ni, Au, or the like can be used. The first scintillator section 5A and the second scintillator section 5B constituting the scintillator array 5 are stacked so as to correspond to the first optical sensor section 4A and the second optical sensor section 4B of the optical sensor array 4.

この放射線画像撮影装置10では、X線RをTFT回路部3側から入射させるようになっている。X線RはTFT回路部3や光センサ部4では検出されず、シンチレータアレイ5内に入射してから光に変換される。シンチレータアレイ5のそれぞれの第1シンチレータ部5Aや第2シンチレータ部5Bで変換された光は、反射膜6でも反射されて光センサアレイ4側に入射するため、光捕集機能が高く、撮影画像のコントラストを向上できる。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置10における他の作用よび効果は、上記の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同様である。   In this radiographic imaging apparatus 10, X-rays R are incident from the TFT circuit unit 3 side. The X-ray R is not detected by the TFT circuit unit 3 or the optical sensor unit 4 but is converted into light after entering the scintillator array 5. Since the light converted by the first scintillator section 5A and the second scintillator section 5B of the scintillator array 5 is reflected by the reflective film 6 and enters the photosensor array 4 side, the light collection function is high, and the captured image Contrast can be improved. The other operations and effects of the radiographic imaging apparatus 10 according to the present embodiment are the same as those of the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment.

[第3の実施の形態]
次に、図9を用いて、本発明の第3の実施の形態に係る放射線画像撮影装置20について説明する。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20は、カラーフィルタを備えた構成例である。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20の構成において、上記第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同一部材は、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。
[Third Embodiment]
Next, a radiographic imaging device 20 according to a third exemplary embodiment of the present invention will be described using FIG. The radiographic image capturing apparatus 20 according to the present embodiment is a configuration example including a color filter. In the configuration of the radiographic image capturing apparatus 20 according to the present embodiment, the same members as those in the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.

図9に示すように、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20は、ガラス基板2上に、TFT回路部3と、光センサアレイ4と、カラーフィルタアレイ7と、シンチレータアレイ8と、備えている。光センサアレイ4は、画素領域毎にパターン形成された画素電極41と、光電変換層42と、共通電極としての透明電極43と、備えている。   As shown in FIG. 9, the radiographic image capturing device 20 according to the present embodiment includes a TFT circuit unit 3, a photosensor array 4, a color filter array 7, and a scintillator array 8 on a glass substrate 2. ing. The photosensor array 4 includes a pixel electrode 41 patterned for each pixel region, a photoelectric conversion layer 42, and a transparent electrode 43 as a common electrode.

本実施の形態では、光電変換層42が単一層で形成されている。すなわち、光電変換層42は、撮影領域全体に共通の半導体膜で形成されている。   In the present embodiment, the photoelectric conversion layer 42 is formed as a single layer. That is, the photoelectric conversion layer 42 is formed of a semiconductor film common to the entire imaging region.

(カラーフィルタアレイ)
カラーフィルタアレイ7は、第1カラーフィルタ部7Aと、第2カラーフィルタ部7Bと、が交互に配列された配置で構成される。第1カラーフィルタ部7Aは、後述する第2の発光波長帯域の光の透過を遮断するように設定されている。第2カラーフィルタ部7Bは、後述する第1の発光波長帯域の光を遮断するように設定されている。これら第1カラーフィルタ部7Aと第2カラーフィルタ部7Bは、配列の縦列および横列において交互に配置されている。
(Color filter array)
The color filter array 7 includes an arrangement in which the first color filter unit 7A and the second color filter unit 7B are alternately arranged. The first color filter unit 7A is set to block transmission of light in a second emission wavelength band to be described later. The second color filter unit 7B is set to block light in a first emission wavelength band to be described later. The first color filter unit 7A and the second color filter unit 7B are alternately arranged in the vertical and horizontal rows of the array.

(シンチレータアレイ)
図9に示すように、シンチレータアレイ8は、カラーフィルタアレイ7の上に配置されている。そして、シンチレータアレイ8は、互いに発光波長帯域が分離する(異なる)第1シンチレータ部8Aと、第2シンチレータ部8Bと、を備える。第1シンチレータ部8Aは、所定の第1の発光波長帯域を持つ。第2シンチレータ部8Bは、所定の第2の発光波長帯域を持つ。これら第1シンチレータ部8Aと第2シンチレータ部8Bは、配列の縦列および横列において交互に配置されている。そして、第1シンチレータ部8Aは、第1カラーフィルタ部7Aの上に対応して形成されている。第2シンチレータ部8Bは、第2カラーフィルタ部7Bの上に対応して形成されている。
(Scintillator array)
As shown in FIG. 9, the scintillator array 8 is disposed on the color filter array 7. The scintillator array 8 includes a first scintillator unit 8A and a second scintillator unit 8B that separate (different) emission wavelength bands from each other. The first scintillator unit 8A has a predetermined first emission wavelength band. The second scintillator unit 8B has a predetermined second emission wavelength band. The first scintillator portions 8A and the second scintillator portions 8B are alternately arranged in the vertical and horizontal rows of the array. The first scintillator portion 8A is formed on the first color filter portion 7A. The second scintillator portion 8B is formed corresponding to the second color filter portion 7B.

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20のシンチレータアレイ8を構成するシンチレータ材料は、上述の第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1におけるシンチレータアレイ5の材料と同様である。第1シンチレータ部8A、第2シンチレータ部8Bは、半球形状のレンズ構造に形成されている。図9に示すように、X線Rが第2シンチレータ部8Bに入射して第2シンチレータ部8B内の発光点Lで光が全方向に向けて拡散する。例えば、図9に示す光F15に着目すると、光F15は第2シンチレータ部8Aの表面(空気との境界面)で反射して第2シンチレータ部8Bの直下の光電変換層42側へ入射する。このように、第1シンチレータ部8A、第2シンチレータ部8Bが半球形状のレンズ構造であることに起因して、これら第1シンチレータ部8A、第2シンチレータ部8Bの直下の光電変換層42側へ光を入射させて集光させることが可能となる。   The scintillator material constituting the scintillator array 8 of the radiographic imaging apparatus 20 according to the present embodiment is the same as the material of the scintillator array 5 in the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment described above. The first scintillator portion 8A and the second scintillator portion 8B are formed in a hemispherical lens structure. As shown in FIG. 9, X-rays R enter the second scintillator unit 8B, and light diffuses in all directions at the light emitting point L in the second scintillator unit 8B. For example, when attention is focused on the light F15 shown in FIG. 9, the light F15 is reflected by the surface of the second scintillator portion 8A (boundary surface with air) and enters the photoelectric conversion layer 42 directly below the second scintillator portion 8B. Thus, due to the hemispherical lens structure of the first scintillator portion 8A and the second scintillator portion 8B, the photoelectric conversion layer 42 directly below the first scintillator portion 8A and the second scintillator portion 8B. Light can be incident and condensed.

また、図9に示す光F16に着目すると、光F16は、第2シンチレータ部8Bから外側へ抜けて隣接する画素側へ入射している。この場合、隣接する画素側では、第1カラーフィルタ部7Aで第2シンチレータ部8Bから入射した第2の波長帯域の光を遮断して隣接する画素側で光検出が行われることがない。このため、放射線画像撮影装置20では、クロストークの発生を抑制でき、撮像画像のコントラスト、解像度、検出分解能などの特性を向上できる。本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20の他の作用、効果は、上記した第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1と同様である。なお、本実施の形態に係る放射線画像撮影装置20において、光センサアレイ4において、光電変換層42が非晶質シリコンでなる第1センサ部と多結晶シリコンでなる第2センサ部とを設定してもよい。この場合、第1センサ部の第1の検出波長帯域は、300〜500nm、第2センサ部の第2の検出波長帯域は、700〜900nmに設定することが可能である。   When attention is paid to the light F16 shown in FIG. 9, the light F16 passes through the second scintillator portion 8B to the outside and enters the adjacent pixel side. In this case, on the adjacent pixel side, the first color filter unit 7A blocks the light of the second wavelength band incident from the second scintillator unit 8B, and light detection is not performed on the adjacent pixel side. For this reason, in the radiographic imaging device 20, the occurrence of crosstalk can be suppressed, and characteristics such as the contrast, resolution, and detection resolution of the captured image can be improved. Other actions and effects of the radiographic image capturing apparatus 20 according to the present embodiment are the same as those of the radiographic image capturing apparatus 1 according to the first embodiment described above. In the radiographic image capturing apparatus 20 according to the present embodiment, in the optical sensor array 4, a first sensor unit in which the photoelectric conversion layer 42 is made of amorphous silicon and a second sensor unit made of polycrystalline silicon are set. May be. In this case, the first detection wavelength band of the first sensor unit can be set to 300 to 500 nm, and the second detection wavelength band of the second sensor unit can be set to 700 to 900 nm.

[その他の実施の形態]
以上、第1〜3の実施の形態について説明したが、これら実施の形態の開示の一部をなす論述および図面はこの発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態、実施例および運用技術が明らかとなろう。
[Other embodiments]
Although the first to third embodiments have been described above, it should not be understood that the description and the drawings, which form part of the disclosure of these embodiments, limit the present invention. From this disclosure, various alternative embodiments, examples and operational techniques will be apparent to those skilled in the art.

例えば、上記の実施の形態では、光センサアレイ4を、フォトダイオード(シリコンフォトダイオード)を用いて構成したが、CCDセンサや、CMOSセンサなどの各種の光検出素子を適用してもよい。   For example, in the above embodiment, the photosensor array 4 is configured using a photodiode (silicon photodiode), but various photodetection elements such as a CCD sensor and a CMOS sensor may be applied.

また、隣接する画素領域の光電変換層が、互いに異なる材料種の半導体層であっても、半導体の材料種が同じで互いに不純物濃度が異なる半導体層であってもよい。上記第3の実施の形態に係る放射線画像撮影装置20では、光電変換層42を単一の半導体層で形成したが、第1の実施の形態に係る放射線画像撮影装置1のように、互いに隣接する画素領域で検出波長帯域の異なる構成の光電変換層42としてもよい。   Further, the photoelectric conversion layers in adjacent pixel regions may be semiconductor layers of different material types, or may be semiconductor layers having the same semiconductor material type and different impurity concentrations. In the radiographic imaging apparatus 20 according to the third embodiment, the photoelectric conversion layer 42 is formed of a single semiconductor layer. However, like the radiographic imaging apparatus 1 according to the first embodiment, they are adjacent to each other. Alternatively, the photoelectric conversion layer 42 having a different detection wavelength band may be used in the pixel region to be processed.

上記第1〜3の実施の形態においては、各シンチレータ部を単一の部材で形成したが、個々のシンチレータ部を複数の柱状結晶で形成してもよい。   In the first to third embodiments, each scintillator portion is formed by a single member, but each scintillator portion may be formed by a plurality of columnar crystals.

1,1A,1B,10,20 放射線画像撮影装置
2 ガラス基板(基板)
3 TFT回路部
4 光センサアレイ
4A 第1光センサ部
4B 第2光センサ部
5 シンチレータアレイ
5A 第1シンチレータ部
5B 第2シンチレータ部
6 反射膜
7 カラーフィルタアレイ
7A 第1カラーフィルタ部
7B 第2カラーフィルタ部
8 シンチレータアレイ
8A 第1シンチレータ部
8B 第2シンチレータ部
31 TFT
42 光電変換層
42A 第1光電変換層
42B 第2光電変換層
1,1A, 1B, 10,20 Radiographic imaging device 2 Glass substrate (substrate)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 TFT circuit part 4 Photosensor array 4A 1st photosensor part 4B 2nd photosensor part 5 Scintillator array 5A 1st scintillator part 5B 2nd scintillator part 6 Reflective film 7 Color filter array 7A 1st color filter part 7B 2nd color Filter unit 8 Scintillator array 8A First scintillator unit 8B Second scintillator unit 31 TFT
42 photoelectric conversion layer 42A first photoelectric conversion layer 42B second photoelectric conversion layer

Claims (8)

基板と、
該基板に配置されてそれぞれ画素を構成する、た複数の光センサ部と、
それぞれの前記光センサ部に対して、一つずつ対向するように配置された、複数のシンチレータ部と、
を備え、
前記光センサ部の検出波長帯域と当該光センサ部と対向する前記シンチレータ部の発光波長帯域との重なる波長領域が、互いに隣接する画素間で分離している
ことを特徴とする放射線画像撮影装置。
A substrate,
A plurality of photosensors each disposed on the substrate to constitute a pixel;
A plurality of scintillator units arranged to face each of the photosensor units one by one;
With
A radiographic imaging apparatus, wherein a wavelength region where a detection wavelength band of the optical sensor unit and an emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit overlap is separated between adjacent pixels.
前記光センサ部は、光電変換層を備え、
前記光電変換層は、当該光センサ部に対して対向する前記シンチレータ部の発光波長帯域の光で光電変換を行い、当該光センサ部に隣接する前記光センサ部に対して対向する前記シンチレータ部の発光波長帯域の光で光電変換を行わない
ことを特徴とする請求項1に記載の放射線画像撮影装置。
The optical sensor unit includes a photoelectric conversion layer,
The photoelectric conversion layer performs photoelectric conversion with light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the photosensor unit, and the scintillator unit facing the photosensor unit adjacent to the photosensor unit. The radiographic image capturing apparatus according to claim 1, wherein photoelectric conversion is not performed with light in an emission wavelength band.
前記光センサ部にカラーフィルタ部が設けられ、
該カラーフィルタ部は、当該光センサ部に対して対向する前記シンチレータ部の発光波長帯域の光を透過させ、当該光センサ部に隣接する前記光センサ部に対して対向する前記シンチレータ部の発光波長帯域の光の透過を遮断する
ことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置。
A color filter portion is provided in the optical sensor portion,
The color filter unit transmits light in the emission wavelength band of the scintillator unit facing the optical sensor unit, and the emission wavelength of the scintillator unit facing the optical sensor unit adjacent to the optical sensor unit The radiographic imaging apparatus according to claim 1, wherein transmission of light in a band is blocked.
互いに隣接する前記光センサ部の前記光電変換層は、互いに異なる半導体層の対である
ことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic image capturing apparatus according to claim 2, wherein the photoelectric conversion layers of the optical sensor units adjacent to each other are pairs of different semiconductor layers.
前記半導体層の対のうち、一方は非晶質シリコンで形成され、他方は多結晶シリコンで形成される
ことを特徴とする請求項4に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic imaging device according to claim 4, wherein one of the pair of semiconductor layers is formed of amorphous silicon and the other is formed of polycrystalline silicon.
前記半導体層の対は、半導体材料が同じで、互いに不純物濃度が異なる
ことを特徴とする請求項4に記載の放射線画像撮影装置。
The radiographic imaging apparatus according to claim 4, wherein the pair of semiconductor layers have the same semiconductor material and different impurity concentrations.
前記光センサ部は前記基板上に配置され、
前記シンチレータ部は前記光センサ部の上に配置され、
前記シンチレータ部には、当該シンチレータ部における前記光センサ部と反対側の方向から放射線が入射される
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
The optical sensor unit is disposed on the substrate,
The scintillator portion is disposed on the optical sensor portion,
The radiation image capturing apparatus according to claim 1, wherein radiation is incident on the scintillator unit from a direction opposite to the optical sensor unit in the scintillator unit.
前記基板上に反射膜が形成され、
前記シンチレータ部は前記反射膜上に配置され、
前記光センサ部は前記シンチレータ部の上に配置され、
前記シンチレータ部には、前記光センサ部を通過した放射線が入射される
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6のいずれか一項に記載の放射線画像撮影装置。
A reflective film is formed on the substrate;
The scintillator portion is disposed on the reflective film,
The optical sensor unit is disposed on the scintillator unit,
The radiation image capturing apparatus according to claim 1, wherein radiation that has passed through the optical sensor unit is incident on the scintillator unit.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113574416A (en) * 2019-03-13 2021-10-29 富士胶片株式会社 Radiographic imaging device
WO2023085531A3 (en) * 2021-06-30 2023-07-06 주식회사 에이투테크 Color image acquisition device using x-rays

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH01292220A (en) * 1988-05-19 1989-11-24 Hamamatsu Photonics Kk Semiconductor light detector
JPH07120557A (en) * 1993-10-27 1995-05-12 Fuji Photo Film Co Ltd Radiation detector
JP2001274431A (en) * 2000-03-23 2001-10-05 Kanegafuchi Chem Ind Co Ltd Thin film photoelectric converter
JP4738954B2 (en) * 2004-10-01 2011-08-03 キヤノン株式会社 Radiation imaging apparatus, method thereof, and program
CN103026261A (en) * 2010-07-27 2013-04-03 富士胶片株式会社 Radiation detector and manufacturing method for same
JP2012052892A (en) * 2010-08-31 2012-03-15 Fujifilm Corp Radiographic device
KR20120095786A (en) * 2011-02-21 2012-08-29 가부시키가이샤 한도오따이 에네루기 켄큐쇼 Photoelectric conversion device

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113574416A (en) * 2019-03-13 2021-10-29 富士胶片株式会社 Radiographic imaging device
WO2023085531A3 (en) * 2021-06-30 2023-07-06 주식회사 에이투테크 Color image acquisition device using x-rays

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