JP2019174184A - Radiation detector and method for manufacturing the same - Google Patents

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弘 堀内
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  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
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Abstract

To provide a radiation detector which can reduce the influence of scattering radiation and can improve the image characteristics.SOLUTION: An X-ray detector 1 includes: a photoelectric conversion substrate 2 for converting light into an electric signal; and a scintillator layer 31 in contact with the photoelectric conversion substrate 2 for converting the X-ray 51 entering from the outside into a light. The scintillator layer 31 is a fluorescent body including CsI as a halide and TI as an activator. When the region of the scintillator layer 31 where the X-ray 51 enters in the direction of the film thickness is the incident side region A, the region opposite to the incident side region A is the non-incident side region B, the center region of the scintillator layer 31 in the in-plane direction is the center part, and the surrounding region of the scintillator layer 31 in the in-plane direction is the surrounding part, the non-incident side region B includes the activator, the incident side region A does not include the activator, and the film thickness distribution in the incident side region A is larger in the center part than in the surrounding part.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明の実施形態は、放射線を光に変換するシンチレータ層を有する放射線検出器およびその製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a radiation detector having a scintillator layer that converts radiation into light and a method for manufacturing the same.

従来、放射線検出器としては、光を電気信号に変換する光電変換基板、およびこの光電変換基板に接して外部から入射した放射線であるX線を光に変換するシンチレータ層を備えたX線検出器がある。このX線検出器では、入射X線によりシンチレータ層で変換された光が光電変換基板に到達することで電荷に変換され、この電荷が出力信号として読み出され、所定の信号処理回路等にてデジタル画像信号に変換される。   Conventionally, as a radiation detector, an X-ray detector provided with a photoelectric conversion substrate that converts light into an electrical signal, and a scintillator layer that converts X-rays that are incident from the outside in contact with the photoelectric conversion substrate into light There is. In this X-ray detector, the light converted in the scintillator layer by incident X-rays reaches the photoelectric conversion substrate and is converted into electric charge. This electric charge is read out as an output signal and is output by a predetermined signal processing circuit or the like. It is converted into a digital image signal.

シンチレータ層は、ハロゲン化物であるCsIを用いる場合、CsI単体では入射X線を可視光に変換することができないことから、一般的な蛍光体と同様に入射X線に対する光の励起を活性化させるため、賦活剤を含有させている。X線検出器においては、光電変換基板の受光感度のピーク波長が可視光領域の400nm〜700nm付近に存在するため、シンチレータ層にCsIを用いた場合、入射X線により励起された光の波長が550nm付近となるTlが賦活剤として用いられている。   When CsI which is a halide is used for the scintillator layer, since CsI alone cannot convert incident X-rays into visible light, the scintillator layer activates excitation of light for incident X-rays as in a general phosphor. Therefore, an activator is included. In the X-ray detector, since the peak wavelength of the light receiving sensitivity of the photoelectric conversion substrate exists in the visible light region in the vicinity of 400 nm to 700 nm, when CsI is used for the scintillator layer, the wavelength of the light excited by the incident X-ray is Tl in the vicinity of 550 nm is used as an activator.

また、X線は被写体を透過した際に散乱X線を生じるため、この散乱X線によって解像度やコントラストの劣化等の影響が生じる。X線検出器においては、散乱X線による解像度やコントラストの劣化等の影響を除去すべく、X線の入射側にX線グリッドを設置した構成となることが多い。   In addition, since X-rays generate scattered X-rays when they pass through the subject, the scattered X-rays cause effects such as deterioration in resolution and contrast. In many cases, X-ray detectors have an X-ray grid installed on the X-ray incident side in order to eliminate the influence of resolution and contrast deterioration due to scattered X-rays.

しかし、X線検出器において、X線グリッドを使用した場合、検出されるX線画像の解像度やコントラストの向上を図ることが可能となるが、画像特性の改善を目的とした光電変換基板(アクティブマトリックス光電変換基板)の画素電極サイズおよび画素電極ピッチの微細化への対応が困難となり、かつモアレの発生による画質劣化を防止することが不可能となる。   However, when an X-ray grid is used in an X-ray detector, it is possible to improve the resolution and contrast of the detected X-ray image, but a photoelectric conversion substrate (active active) for the purpose of improving image characteristics It becomes difficult to cope with the miniaturization of the pixel electrode size and pixel electrode pitch of the matrix photoelectric conversion substrate), and it becomes impossible to prevent image quality deterioration due to the occurrence of moire.

さらに、X線検出器において、X線グリッドを使用する場合、適切なX線画像を得るための制約(例えばX線発生源とX線検出器との距離であるSID(Source Image receptor Distance)等の制約)が多くなり、しかも、構造的に、X線グリッドとシンチレータ層の間に存在する構造体等から生じる散乱X線の影響は除去できないこととなる。   Furthermore, when using an X-ray grid in an X-ray detector, restrictions for obtaining an appropriate X-ray image (for example, SID (Source Image receptor Distance) which is the distance between the X-ray source and the X-ray detector) In addition, the influence of scattered X-rays generated from a structure or the like existing between the X-ray grid and the scintillator layer cannot be removed structurally.

特開2015−38458号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2015-38458

本発明が解決しようとする課題は、散乱放射線の影響を軽減し、画像特性を改善できる放射線検出器およびその製造方法を提供することである。   The problem to be solved by the present invention is to provide a radiation detector capable of reducing the influence of scattered radiation and improving image characteristics, and a method for manufacturing the same.

本実施形態の放射線検出器は、光を電気信号に変換する光電変換基板と、光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層とを具備する。シンチレータ層は、ハロゲン化物であるCsIおよび賦活剤であるTlを含有する蛍光体である。シンチレータ層の膜厚方向における放射線の入射側を入射側領域、入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、非入射側領域は賦活剤を含有し、入射側領域は賦活剤を含有せず、かつ入射側領域の膜厚分布が中央部>周辺部の関係にある。   The radiation detector of this embodiment includes a photoelectric conversion substrate that converts light into an electrical signal, and a scintillator layer that converts radiation incident on the photoelectric conversion substrate and incident from the outside into light. The scintillator layer is a phosphor containing CsI as a halide and Tl as an activator. The incident side of the radiation in the film thickness direction of the scintillator layer is the incident side region, the opposite side of the incident side region is the non-incident side region, the central region in the in-plane direction of the scintillator layer is the central portion, and the outer peripheral region is the peripheral portion In this case, the non-incident side region contains the activator, the incident side region does not contain the activator, and the film thickness distribution of the incident side region is in the relationship of the central portion> the peripheral portion.

一実施形態を示す放射線検出器の第1の構造例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 1st structural example of the radiation detector which shows one Embodiment. 同上放射線検出器の第2の構造例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 2nd structural example of a radiation detector same as the above. 同上放射線検出器の第3の構造例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 3rd structural example of a radiation detector same as the above. 同上放射線検出器の第4の構造例の概略断面図である。It is a schematic sectional drawing of the 4th structural example of a radiation detector same as the above. 同上放射線検出器の等価回路図である。It is an equivalent circuit diagram of a radiation detector same as the above. 同上放射線検出器の第1構造例のシンチレータ層の模式図である。It is a schematic diagram of the scintillator layer of the 1st structural example of a radiation detector same as the above. 同上放射線検出器の第2構造例のシンチレータ層の模式図である。It is a schematic diagram of the scintillator layer of the 2nd structural example of a radiation detector same as the above. 感度斑が生じたX線画像である。It is an X-ray image in which sensitivity spots have occurred. 感度斑を補正したX線画像である。It is the X-ray image which corrected the sensitivity spot. X線グリッドの使用時のX線画像である。It is an X-ray image at the time of use of an X-ray grid. X線グリッドの未使用時のX線画像である。It is an X-ray image when the X-ray grid is not used. シンチレータ層の一般的な形成方法を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the general formation method of a scintillator layer. 比較を行うサンプルの構成を示す表である。It is a table | surface which shows the structure of the sample which performs a comparison. サンプルの撮影条件を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the imaging condition of a sample. (a)はコントラストの測定条件を示す被写体の正面図、(b)はコントラスト比を求める輝度レベルの波形図である。(a) is a front view of a subject showing contrast measurement conditions, and (b) is a waveform diagram of a luminance level for obtaining a contrast ratio. サンプルの画像特性を示す表である。It is a table | surface which shows the image characteristic of a sample. サンプル4について一様性(BU)を求めるX線画像である。It is an X-ray image which calculates | requires uniformity (BU) about the sample 4. FIG. サンプル3について一様性(BU)を求めるX線画像である。3 is an X-ray image for obtaining uniformity (BU) for a sample 3;

以下、一実施形態を、図面を参照して説明する。   Hereinafter, an embodiment will be described with reference to the drawings.

図1ないし図4には放射線検出器の基本構成について第1ないし第4の構造例を示し、図5には基本構成の等価回路図を示す。   1 to 4 show first to fourth structural examples of the basic configuration of the radiation detector, and FIG. 5 shows an equivalent circuit diagram of the basic configuration.

まず、図1および図5を参照して、放射線検出器(放射線画像検出器)としてのX線検出器(X線画像検出器)1の第1の構造例を説明する。   First, a first structural example of an X-ray detector (X-ray image detector) 1 as a radiation detector (radiation image detector) will be described with reference to FIGS. 1 and 5.

図1に示すように、X線検出器1は、間接方式のX線平面画像検出器である。このX線検出器1は、可視光を電気信号に変換するアクティブマトリクス光電変換基板である光電変換基板2を備えている。   As shown in FIG. 1, the X-ray detector 1 is an indirect X-ray planar image detector. The X-ray detector 1 includes a photoelectric conversion substrate 2 that is an active matrix photoelectric conversion substrate that converts visible light into an electrical signal.

光電変換基板2は、矩形平板状の透光性を有するガラス等にて形成された絶縁基板としての支持基板3を備えている。この支持基板3の表面には、二次元的でマトリクス状に複数の画素4が互いに間隔をあけて配列され、各画素4毎に、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)5、電荷蓄積用キャパシタ6、画素電極7、およびフォトダイオード等の光電変換素子8が形成されている。   The photoelectric conversion substrate 2 includes a support substrate 3 as an insulating substrate formed of a rectangular flat plate-shaped glass having translucency. On the surface of the support substrate 3, a plurality of pixels 4 are two-dimensionally arranged in a matrix and spaced from each other. For each pixel 4, a thin film transistor (TFT) 5 as a switching element and a charge storage capacitor 6. A pixel electrode 7 and a photoelectric conversion element 8 such as a photodiode are formed.

図5に示すように、支持基板3上には、この支持基板3の行方向に沿った複数の制御ラインとしての制御電極11が配線されている。これら複数の制御電極11は、支持基板3上の各画素4間に位置し、この支持基板3の列方向に離間されて設けられている。これら制御電極11には、薄膜トランジスタ5のゲート電極12が電気的に接続されている。   As shown in FIG. 5, on the support substrate 3, control electrodes 11 are wired as a plurality of control lines along the row direction of the support substrate 3. The plurality of control electrodes 11 are located between the respective pixels 4 on the support substrate 3 and are separated from each other in the column direction of the support substrate 3. These control electrodes 11 are electrically connected to the gate electrode 12 of the thin film transistor 5.

支持基板3上には、この支持基板3の列方向に沿った複数の読出電極13が配線されている。これら複数の読出電極13は、支持基板3上の各画素4間に位置し、この支持基板3の行方向に離間されて設けられている。そして、これら複数の読出電極13には、薄膜トランジスタ5のソース電極14が電気的に接続されている。また、この薄膜トランジスタ5のドレイン電極15は、電荷蓄積用キャパシタ6および画素電極7にそれぞれ電気的に接続されている。   On the support substrate 3, a plurality of readout electrodes 13 are wired along the column direction of the support substrate 3. The plurality of readout electrodes 13 are located between the respective pixels 4 on the support substrate 3 and are separated from each other in the row direction of the support substrate 3. The source electrode 14 of the thin film transistor 5 is electrically connected to the plurality of readout electrodes 13. The drain electrode 15 of the thin film transistor 5 is electrically connected to the charge storage capacitor 6 and the pixel electrode 7, respectively.

図1に示すように、薄膜トランジスタ5のゲート電極12は、支持基板3上に島状に形成されている。このゲート電極12を含む支持基板3上には、絶縁膜21が積層されて形成されている。この絶縁膜21は、各ゲート電極12を覆っている。また、この絶縁膜21上には、島状の複数の半絶縁膜22が積層されて形成されている。これら半絶縁膜22は、半導体にて構成されており、薄膜トランジスタ5のチャネル領域として機能する。そして、これら各半絶縁膜22は、各ゲート電極12に対向して配設されており、これら各ゲート電極12を覆っている。すなわち、これら各半絶縁膜22は、各ゲート電極12上に絶縁膜21を介して設けられている。   As shown in FIG. 1, the gate electrode 12 of the thin film transistor 5 is formed in an island shape on the support substrate 3. An insulating film 21 is laminated on the support substrate 3 including the gate electrode 12. This insulating film 21 covers each gate electrode 12. On the insulating film 21, a plurality of island-shaped semi-insulating films 22 are laminated. These semi-insulating films 22 are made of a semiconductor and function as a channel region of the thin film transistor 5. Each of these semi-insulating films 22 is disposed to face each gate electrode 12 and covers each gate electrode 12. That is, each of these semi-insulating films 22 is provided on each gate electrode 12 via the insulating film 21.

半絶縁膜22を含む絶縁膜21上には、島状のソース電極14およびドレイン電極15がそれぞれ形成されている。これらソース電極14およびドレイン電極15は、互いに絶縁され電気的に接続されていない。また、これらソース電極14およびドレイン電極15は、ゲート電極12上の両側に設けられており、これらソース電極14およびドレイン電極15の一端部が半絶縁膜22上に積層されている。   On the insulating film 21 including the semi-insulating film 22, island-shaped source electrodes 14 and drain electrodes 15 are formed, respectively. The source electrode 14 and the drain electrode 15 are insulated from each other and are not electrically connected. The source electrode 14 and the drain electrode 15 are provided on both sides of the gate electrode 12, and one end portions of the source electrode 14 and the drain electrode 15 are stacked on the semi-insulating film 22.

図5に示すように、各薄膜トランジスタ5のゲート電極12は、同じ行に位置する他の薄膜トランジスタ5のゲート電極12とともに共通の制御電極11に電気的に接続されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ5のソース電極14は、同じ列に位置する他の薄膜トランジスタ5のソース電極14とともに共通の読出電極13に電気的に接続されている。   As shown in FIG. 5, the gate electrode 12 of each thin film transistor 5 is electrically connected to the common control electrode 11 together with the gate electrodes 12 of other thin film transistors 5 located in the same row. Further, the source electrode 14 of each thin film transistor 5 is electrically connected to the common readout electrode 13 together with the source electrodes 14 of other thin film transistors 5 located in the same column.

図1に示すように、電荷蓄積用キャパシタ6は、支持基板3上に形成された島状の下部電極23を備えている。この下部電極23を含む支持基板3上には絶縁膜21が積層されて形成されている。この絶縁膜21は、各薄膜トランジスタ5のゲート電極12上から各下部電極23上まで延長している。さらに、この絶縁膜21上には、島状の上部電極24が積層されて形成されている。この上部電極24は、下部電極23に対向して配設されており、これら各下部電極23を覆っている。すなわち、これら各上部電極24は、各下部電極23上に絶縁膜21を介して設けられている。そして、この上部電極24を含む絶縁膜21上にはドレイン電極15が積層されて形成されている。このドレイン電極15は、他端部が上部電極24上に積層されて、この上部電極24に電気的に接続されている。   As shown in FIG. 1, the charge storage capacitor 6 includes an island-shaped lower electrode 23 formed on the support substrate 3. An insulating film 21 is laminated on the support substrate 3 including the lower electrode 23. The insulating film 21 extends from the gate electrode 12 of each thin film transistor 5 to the lower electrode 23. Further, an island-shaped upper electrode 24 is laminated on the insulating film 21. The upper electrode 24 is disposed to face the lower electrode 23 and covers each lower electrode 23. That is, each upper electrode 24 is provided on each lower electrode 23 via the insulating film 21. A drain electrode 15 is laminated on the insulating film 21 including the upper electrode 24. The other end of the drain electrode 15 is stacked on the upper electrode 24 and is electrically connected to the upper electrode 24.

各薄膜トランジスタ5の半絶縁膜22、ソース電極14およびドレイン電極15と、各電荷蓄積用キャパシタ6の上部電極24とのそれぞれを含む絶縁膜21上には、絶縁層25が積層されて形成されている。この絶縁層25は、酸化珪素(SiO)等にて形成されており、各画素電極7を取り囲むように形成されている。 On the insulating film 21 including the semi-insulating film 22, the source electrode 14 and the drain electrode 15 of each thin film transistor 5 and the upper electrode 24 of each charge storage capacitor 6, an insulating layer 25 is laminated and formed. Yes. The insulating layer 25 is formed of silicon oxide (SiO 2 ) or the like, and is formed so as to surround each pixel electrode 7.

この絶縁層25の一部には、薄膜トランジスタ5のドレイン電極15に連通したコンタクトホールとしてのスルーホール26が開口形成されている。このスルーホール26を含む絶縁層25上には、島状の画素電極7が積層されて形成されている。この画素電極7は、スルーホール26にて薄膜トランジスタ5のドレイン電極15に電気的に接続されている。   A part of the insulating layer 25 is formed with a through hole 26 as a contact hole communicating with the drain electrode 15 of the thin film transistor 5. On the insulating layer 25 including the through hole 26, an island-shaped pixel electrode 7 is laminated. The pixel electrode 7 is electrically connected to the drain electrode 15 of the thin film transistor 5 through the through hole 26.

各画素電極7上には、可視光を電気信号に変換するフォトダイオード等の光電変換素子8が積層されて形成されている。   On each pixel electrode 7, a photoelectric conversion element 8 such as a photodiode for converting visible light into an electric signal is laminated.

また、光電変換基板2の光電変換素子8が形成された表面に、放射線としてのX線を可視光に変換するシンチレータ層31が形成されている。
このシンチレータ層31は、ハロゲン化物であるヨウ化セシウム(CsI)および賦活剤であるタリウム(Tl)を含む蛍光体である。シンチレータ層31は、支持基板11上に蛍光体が柱状に堆積して成膜されている。そして、シンチレータ層31は、光電変換基板2の面方向に複数の短冊状の柱状結晶32が形成された柱状結晶構造に形成されている。
Further, a scintillator layer 31 that converts X-rays as radiation into visible light is formed on the surface of the photoelectric conversion substrate 2 on which the photoelectric conversion elements 8 are formed.
The scintillator layer 31 is a phosphor containing cesium iodide (CsI) as a halide and thallium (Tl) as an activator. The scintillator layer 31 is formed by depositing phosphors in a columnar shape on the support substrate 11. The scintillator layer 31 is formed in a columnar crystal structure in which a plurality of strip-shaped columnar crystals 32 are formed in the surface direction of the photoelectric conversion substrate 2.

また、シンチレータ層31上にはシンチレータ層31で変換された可視光の利用効率を高めるための反射層41が積層されて形成され、この反射層41上にはシンチレータ層31を大気中の水分から保護する保護層42が積層されて形成され、この保護層42上には保護カバー43が配置されている。   In addition, a reflection layer 41 is formed on the scintillator layer 31 so as to increase the utilization efficiency of visible light converted by the scintillator layer 31, and the scintillator layer 31 is removed from moisture in the atmosphere on the reflection layer 41. A protective layer 42 for protection is laminated and formed, and a protective cover 43 is disposed on the protective layer 42.

そして、このように構成されたX線検出器1において、シンチレータ層31へと入射した放射線としてのX線51はこのシンチレータ層31の柱状結晶32にて可視光52に変換される。   In the X-ray detector 1 configured as described above, X-rays 51 as radiation incident on the scintillator layer 31 are converted into visible light 52 by the columnar crystals 32 of the scintillator layer 31.

この可視光52は柱状結晶32内を通じて光電変換基板2の光電変換素子8に到達して電気信号に変換される。光電変換素子8で変換された電気信号は画素電極7に流れ、画素電極7に接続された薄膜トランジスタ5のゲート電極12が駆動状態となるまで、画素電極7に接続された電荷蓄積用キャパシタ6へと移動して保持されて蓄積される。   The visible light 52 reaches the photoelectric conversion element 8 of the photoelectric conversion substrate 2 through the columnar crystal 32 and is converted into an electric signal. The electric signal converted by the photoelectric conversion element 8 flows to the pixel electrode 7 and is transferred to the charge storage capacitor 6 connected to the pixel electrode 7 until the gate electrode 12 of the thin film transistor 5 connected to the pixel electrode 7 is driven. Move and hold and accumulate.

このとき、制御電極11の1つを駆動状態にすると、この駆動状態となった制御電極11に接続された1行の薄膜トランジスタ5が駆動状態となる。   At this time, when one of the control electrodes 11 is in a driving state, the thin film transistors 5 in one row connected to the control electrode 11 in the driving state are in a driving state.

この駆動状態となったそれぞれの薄膜トランジスタ5に接続された電荷蓄積用キャパシタ6に蓄積された電気信号が読出電極13へと出力される。   Electric signals stored in the charge storage capacitors 6 connected to the respective thin film transistors 5 in this driving state are output to the readout electrode 13.

この結果、X線画像の特定の行の画素4に対応する信号が出力されるため、制御電極11の駆動制御によって、全てのX線画像の画素4に対応する信号を出力でき、この出力信号がデジタル画像信号に変換されて出力される。   As a result, since signals corresponding to the pixels 4 in a specific row of the X-ray image are output, signals corresponding to the pixels 4 of all X-ray images can be output by the drive control of the control electrode 11, and this output signal Is converted into a digital image signal and output.

次に、図2を参照してX線検出器1の第2の構造例を説明する。なお、X線検出器1の第1の構造例と同じ符号を用い、同様の構成および作用の説明は省略する。   Next, a second structural example of the X-ray detector 1 will be described with reference to FIG. The same reference numerals as those in the first structural example of the X-ray detector 1 are used, and the description of the same configuration and operation is omitted.

光電変換基板2の構造および作用は第1の構造例と同じである。   The structure and operation of the photoelectric conversion substrate 2 are the same as those in the first structure example.

光電変換基板2上に接合層61を介してシンチレータパネル62が接合されている。シンチレータパネル62は、X線51を透過する支持基板63を有し、この支持基板63上に光を反射する反射層41が形成され、この反射層41上に短冊状の複数の柱状結晶32を有するシンチレータ層31が形成され、このシンチレータ層31上にシンチレータ層31を密閉する保護層42が積層されて形成されている。   A scintillator panel 62 is bonded onto the photoelectric conversion substrate 2 via a bonding layer 61. The scintillator panel 62 has a support substrate 63 that transmits X-rays 51, a reflection layer 41 that reflects light is formed on the support substrate 63, and a plurality of strip-like columnar crystals 32 are formed on the reflection layer 41. A scintillator layer 31 is formed, and a protective layer 42 that seals the scintillator layer 31 is laminated on the scintillator layer 31.

そして、このように構成されたX線検出器1において、シンチレータパネル62のシンチレータ層31へと入射したX線51はこのシンチレータ層31の柱状結晶32にて可視光52に変換される。   In the X-ray detector 1 configured as described above, the X-ray 51 incident on the scintillator layer 31 of the scintillator panel 62 is converted into visible light 52 by the columnar crystal 32 of the scintillator layer 31.

この可視光52は柱状結晶32内を通じて光電変換基板2の光電変換素子8に到達して電気信号に変換され、上述したようにデジタル画像信号に変換されて出力される。   The visible light 52 reaches the photoelectric conversion element 8 of the photoelectric conversion substrate 2 through the columnar crystal 32 and is converted into an electric signal, and is converted into a digital image signal and output as described above.

次に、図3を参照してX線検出器1の第3の構造例を説明する。図1に示したX線検出器1の第1の構造例において、シンチレータ層31が柱状結晶32をなしていないだけで、他の構成は同様である。   Next, a third structural example of the X-ray detector 1 will be described with reference to FIG. In the first structural example of the X-ray detector 1 shown in FIG. 1, the scintillator layer 31 does not form the columnar crystal 32, and the other configuration is the same.

次に、図4を参照してX線検出器1の第4の構造例を説明する。図2に示したX線検出器1の第2の構造例において、シンチレータ層31が柱状結晶32をなしていないだけで、他の構成は同様である。   Next, a fourth structural example of the X-ray detector 1 will be described with reference to FIG. In the second structural example of the X-ray detector 1 shown in FIG. 2, the scintillator layer 31 does not form the columnar crystal 32, and the other configurations are the same.

そして、図1ないし図4に示される構造のX線検出器1において、シンチレータ層31は、ハロゲン化物であるCsIおよび賦活剤であるTlを含む蛍光体であり、さらに、シンチレータ層31の膜厚方向におけるX線51の入射側領域をA、非入射側領域をBとするとともに、シンチレータ層31の面内方向の中心領域を中央部C、外周領域を周辺部Dとした場合、次の(1)(2)(3)(4)の特徴を有している。   In the X-ray detector 1 having the structure shown in FIGS. 1 to 4, the scintillator layer 31 is a phosphor containing CsI that is a halide and Tl that is an activator, and further the film thickness of the scintillator layer 31. When the incident region of the X-ray 51 in the direction is A, the non-incident region is B, the central region in the in-plane direction of the scintillator layer 31 is the central portion C, and the outer peripheral region is the peripheral portion D, the following ( 1) It has the characteristics of (2), (3) and (4).

(1):非入射側領域Bは賦活剤を含有し、入射側領域Aは賦活剤を含有せず、かつ入射側領域Aの面内方向の膜厚分布が中央部C>周辺部Dとなる。   (1): The non-incident side region B contains an activator, the incident side region A contains no activator, and the in-plane direction film thickness distribution of the incident side region A is such that the central portion C> the peripheral portion D. Become.

(2):シンチレータ層31は、好ましくは短冊状の柱状結晶32を有し、かつ入射側領域Aはシンチレータ層31の膜厚の5%〜50%を占める。   (2): The scintillator layer 31 preferably has a strip-like columnar crystal 32, and the incident side region A occupies 5% to 50% of the film thickness of the scintillator layer 31.

(3):シンチレータ層31の中央部Cは、シンチレータ層31の形成領域の中心を基準とした同心円状、若しくは方形状で、シンチレータ層31の形成領域の50%以上を占める。   (3): The central portion C of the scintillator layer 31 is concentric or rectangular with respect to the center of the formation region of the scintillator layer 31, and occupies 50% or more of the formation region of the scintillator layer 31.

(4):シンチレータ層31の非入射側領域Bにおける賦活剤の濃度範囲は0.1mass%〜2.0mass%である。   (4): The concentration range of the activator in the non-incident side region B of the scintillator layer 31 is 0.1 mass% to 2.0 mass%.

ここで、図1に示される第1の構造例のX線検出器1において、シンチレータ層31の模式図を図6に示す。また、図2に示される第2の構造例のX線検出器1において、シンチレータ層31の模式図を図7に示す。   Here, in the X-ray detector 1 of the first structural example shown in FIG. 1, a schematic diagram of the scintillator layer 31 is shown in FIG. FIG. 7 shows a schematic diagram of the scintillator layer 31 in the X-ray detector 1 of the second structural example shown in FIG.

図6または図7に示すように、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Aは、賦活剤を含有しないことから、発光に寄与しないX線51の吸収層となり、つまりX線51が被写体を透過した際に生じる散乱X線の吸収層となるため、X線グリッドを使用した場合と同様の効果を有することとなる。   As shown in FIG. 6 or FIG. 7, when the features (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31, the incident side region A does not contain an activator, and therefore absorbs X-rays 51 that do not contribute to light emission. This is an absorption layer for scattered X-rays generated when the X-rays 51 pass through the subject, and thus has the same effect as when an X-ray grid is used.

また、X線検出器1において、X線51が被写体を透過した際に生じる散乱X線の強度分布は、中央部C>周辺部Dとなる。そのため、中央部Cの散乱X線の強度に対応した散乱X線の吸収層をシンチレータ層31の形成領域全体に均一に形成すると、図8に示すX線画像(Flat Field補正:無)のように、散乱X線の強度分布に伴う同心円状の感度斑(シェーディング)が生じることとなる。   In the X-ray detector 1, the intensity distribution of scattered X-rays generated when the X-rays 51 pass through the subject satisfies the central part C> the peripheral part D. Therefore, when a scattered X-ray absorption layer corresponding to the intensity of scattered X-rays at the center C is uniformly formed in the entire formation region of the scintillator layer 31, an X-ray image (Flat Field correction: none) shown in FIG. In addition, concentric sensitivity spots (shading) associated with the intensity distribution of scattered X-rays are generated.

通常、X線検出器1においては、図8に示すような感度斑を補正するFlat Field補正がX線画像に付与されることとなるが、Flat Field補正をX線画像に付与する場合、補正に伴いX線画像に含まれるノイズ成分も増幅されることから、補正前の感度斑が大きい程、補正後のX線画像のS/Nが低下し、X線画像のダイナミックレンジも減少する。言い換えれば、X線画像の感度分布の一様性{BU(Brightness Uniformity)}が良い程、高画質なX線画像(高S/N、ワイドダイナミックレンジ)が得られることとなる。   Normally, in the X-ray detector 1, flat field correction for correcting sensitivity spots as shown in FIG. 8 is applied to the X-ray image. However, when flat field correction is applied to the X-ray image, correction is performed. As a result, the noise component included in the X-ray image is also amplified. Therefore, as the sensitivity spot before correction increases, the S / N of the X-ray image after correction decreases and the dynamic range of the X-ray image also decreases. In other words, the better the uniformity of sensitivity distribution of the X-ray image {BU (Brightness Uniformity)}, the higher the quality of the X-ray image (high S / N, wide dynamic range).

このため、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与すれば、シンチレータ層31の入射側領域Aの膜厚分布を中央部C>周辺部Dとすることで、中央部C>周辺部Dの散乱X線の強度分布に対応した散乱X線の吸収層を形成できるため、補正前の感度斑を少なくでき、図9に示すFlat Field補正を行ったX線画像のように、補正後のX線画像のS/Nの低下やダイナミックレンジの減少を軽減し、より高画質なX線画像(高S/N、ワイドダイナミックレンジ)を得ることが可能となる。   For this reason, if the characteristics of (1) and (2) are given to the scintillator layer 31, the central portion C> periphery is obtained by setting the film thickness distribution of the incident side region A of the scintillator layer 31 to the central portion C> the peripheral portion D. Since an absorption layer of scattered X-rays corresponding to the intensity distribution of scattered X-rays in the part D can be formed, sensitivity spots before correction can be reduced, and correction can be performed as in the X-ray image subjected to flat field correction shown in FIG. It is possible to reduce the S / N reduction and dynamic range reduction of the X-ray image later, and obtain a higher quality X-ray image (high S / N, wide dynamic range).

また、X線検出器1において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Aは、構造上、短冊状の柱状結晶構造を有するシンチレータ層31の各柱状結晶32に独立して形成されることから、X線グリッドを使用した場合に対して、次のI〜IIIの効果が得られることとなる。   Further, in the X-ray detector 1, when the features (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31, the incident-side region A has a structure in which each columnar crystal of the scintillator layer 31 has a strip-like columnar crystal structure. Therefore, the following effects I to III can be obtained with respect to the case where the X-ray grid is used.

I:光電変換基板(アクティブマトリックス光電基板)の画素電極サイズおよび画素電極ピッチに依らず、モアレが発生しないため、X線画像の画質劣化が発生しない。X線グリッドを使用した場合、図10に示すように、モアレが発生し、X線画像の画質劣化を生じるのに対して、X線グリッドを使用しないことにより、図11に示すように、モアレが発生せず、X線画像の画質劣化を防止することができる。   I: Since moire does not occur regardless of the pixel electrode size and pixel electrode pitch of the photoelectric conversion substrate (active matrix photoelectric substrate), the image quality of the X-ray image does not deteriorate. When the X-ray grid is used, moire is generated as shown in FIG. 10 and the image quality of the X-ray image is deteriorated. On the other hand, by not using the X-ray grid, moire is generated as shown in FIG. Does not occur and image quality deterioration of the X-ray image can be prevented.

II:適切なX線画像を得るための制約(例えばX線発生源80とX線検出器1との距離である(Source Image receptor Distance)等の制約)が少ない。   II: There are few restrictions (for example, restrictions (Source Image receptor Distance) etc. which are distances between the X-ray generation source 80 and the X-ray detector 1) for obtaining an appropriate X-ray image.

III:構造的に散乱X線の吸収層(入射側領域A)と発光に寄与するシンチレータ層31の非入射側領域Bとの間には構造体等が存在しないため、画像特性(感度、解像度およびコントラスト等)の改善効率がよい。   III: Since there is no structure between the absorption layer (incident side region A) of the scattered X-rays and the non-incident side region B of the scintillator layer 31 that contributes to light emission, image characteristics (sensitivity, resolution) And the improvement efficiency of contrast etc. are good.

また、入射X線の線質が軟らかい場合{X線発生源(X線管)80の管電圧が低い場合}、被写体による入射X線の吸収が大きくなることから、相対的に散乱X線の影響が顕著となり、シンチレータ層31のX線51の入射側に存在する構造体(反射層41、保護層42および保護カバー43等)の微小なX線吸収率の違いがX線画像に観測され易くなるが、X線検出器1において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、X線グリッドを使用した場合と異なり、入射側領域Aは、シンチレータ層31のX線の入射側に存在する構造体よりも非入射側に形成されるため、入射X線の線質が軟らかい場合においても散乱X線の影響により発生する微小なX線画像斑を抑制することも可能となる。   Also, when the quality of the incident X-ray is soft {when the tube voltage of the X-ray generation source (X-ray tube) 80 is low}, the absorption of the incident X-ray by the subject increases, The effect becomes prominent, and a slight difference in the X-ray absorption rate of the structure (the reflective layer 41, the protective layer 42, the protective cover 43, etc.) existing on the scintillator layer 31 incident side of the X-ray 51 is observed in the X-ray image. In the X-ray detector 1, when the features (1) and (2) are added to the scintillator layer 31, unlike the case where an X-ray grid is used, the incident side region A is the X-ray of the scintillator layer 31. Because it is formed on the non-incident side than the structure existing on the incident side, even if the quality of incident X-rays is soft, it is possible to suppress minute X-ray image spots generated by the influence of scattered X-rays It becomes.

このため、X線検出器1は、X線グリッドを使用することなく、画像特性(感度、解像度およびコントラスト等)の改善が可能となる。   For this reason, the X-ray detector 1 can improve the image characteristics (sensitivity, resolution, contrast, etc.) without using an X-ray grid.

また、X線検出器1において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、さらに(3)の特徴であるシンチレータ層31の中央部Cがシンチレータ層31の形成領域の50%以上を占めれば、例えばX線画像を用いた診断等に適したX線検出器1を提供できる。   In addition, in the X-ray detector 1, when the features (1) and (2) are added to the scintillator layer 31, the central portion C of the scintillator layer 31 that is the feature (3) is a region 50 where the scintillator layer 31 is formed. If it occupies% or more, for example, the X-ray detector 1 suitable for diagnosis using an X-ray image can be provided.

さらに、X線検出器1において、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した場合、入射側領域Aは、賦活剤を含有しないことから、発光に寄与しないX線の吸収層となるため、(4)の特徴である非入射側領域Bの賦活剤の膜厚方向の濃度範囲を0.1mass%〜2.0mass%とすれば、良好な画像特性(感度、解像度等)が得られる。より好ましくは、非入射側領域Bの賦活剤の膜厚方向の濃度範囲を1.6mass%±0.4mass%とすれば、画像特性(感度、解像度等)を劣化させることなく、残像特性を改善することも可能となる。   Further, in the X-ray detector 1, when the features (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31, the incident side region A does not contain an activator. Therefore, if the concentration range in the film thickness direction of the activator in the non-incident side region B, which is a feature of (4), is 0.1 mass% to 2.0 mass%, good image characteristics (sensitivity, resolution, etc.) are obtained. can get. More preferably, if the concentration range in the film thickness direction of the activator in the non-incident side region B is 1.6 mass% ± 0.4 mass%, the afterimage characteristics can be improved without deteriorating the image characteristics (sensitivity, resolution, etc.). It can also be improved.

次に、ハロゲン化物であるCsIにTlを賦活剤として含有する蛍光体からなるシンチレータ層31の一般的な形成方法の模式図を図12に示す。   Next, FIG. 12 shows a schematic diagram of a general method for forming the scintillator layer 31 made of a phosphor containing Tl as an activator in CsI which is a halide.

真空チャンバ71内に基板72(光電変換基板2または支持基板63に該当する)を配置し、この基板72を回転させながら、真空チャンバ71内に設置されているCsIの蒸発源73からの蒸発粒73aとTlIの蒸発源74からの蒸発粒74aを基板72の積層面に蒸着する真空蒸着法により、シンチレータ層31を積層形成する。   A substrate 72 (corresponding to the photoelectric conversion substrate 2 or the support substrate 63) is arranged in the vacuum chamber 71, and the evaporated particles from the CsI evaporation source 73 installed in the vacuum chamber 71 while rotating the substrate 72. The scintillator layer 31 is laminated by a vacuum vapor deposition method in which the vaporized particles 74a from the evaporation source 74 of 73a and TlI are vapor-deposited on the laminated surface of the substrate 72.

このとき、シンチレータ層31の形成過程において、TlIの蒸発源74からの蒸発粒74aの供給を遮断、若しくは停止すれば、シンチレータ層31の膜厚方向の任意の領域に賦活剤を含有しない領域を形成することが可能となる。   At this time, in the formation process of the scintillator layer 31, if the supply of the evaporated particles 74 a from the TlI evaporation source 74 is cut off or stopped, an area not containing the activator is formed in an arbitrary area in the film thickness direction of the scintillator layer 31. It becomes possible to form.

このため、本実施形態のシンチレータ層31は、シンチレータ層31の形成過程の末期、若しくは初期に、TlIの蒸発源74からの蒸発粒74aの供給を遮断、若しくは停止し、かつCsIの蒸発源73からの蒸発粒73aの供給分布を制御することにより形成される。蒸発粒73aの供給分布の制御には遮蔽物等を用いてもよい。したがって、入射側領域Aは賦活剤を含有せず、非入射側領域Bは賦活剤を含有し、かつ入射側領域Aの面内方向の膜厚分布を中央部C>周辺部Dとし、さらに非入射側領域Bを所定の賦活剤の濃度とすることが可能となる。なお、非入射側領域Bの面内方向の膜厚分布は略均等となる。   For this reason, the scintillator layer 31 of the present embodiment shuts off or stops the supply of the vaporized particles 74a from the TlI evaporation source 74 at the final stage or the initial stage of the formation process of the scintillator layer 31, and the CsI evaporation source 73. It is formed by controlling the supply distribution of the vaporized particles 73a. A shield or the like may be used to control the supply distribution of the evaporated particles 73a. Therefore, the incident side region A does not contain an activator, the non-incident side region B contains an activator, and the film thickness distribution in the in-plane direction of the incident side region A is set as a central portion C> a peripheral portion D. The non-incident side region B can be set to a predetermined activator concentration. The film thickness distribution in the in-plane direction of the non-incident side region B is substantially uniform.

ここで、図1に示される構造のX線検出器1の実施例について説明する。この実施例では、シンチレータ層31の母材:CsI、賦活剤:Tl、反射層41:TiO2、保護カバー43:アルミニウムとし、その他の構成を異ならせたサンプル1、2、3、4を作成した。図13にサンプル1、2、3、4の構成を示す。 Here, an embodiment of the X-ray detector 1 having the structure shown in FIG. 1 will be described. In this example, samples 1, 2, 3, and 4 were prepared in which the base material of the scintillator layer 31: CsI, the activator: Tl, the reflective layer 41: TiO 2, the protective cover 43: aluminum, and other configurations differed. did. FIG. 13 shows the configurations of Samples 1, 2, 3, and 4.

サンプル1は、シンチレータ層31の膜厚方向の全域に賦活剤を含有し、X線グリッドが無い構成である。   Sample 1 has a configuration in which an activator is contained in the entire region of the scintillator layer 31 in the film thickness direction and there is no X-ray grid.

サンプル2は、サンプル1の構成において、X線グリッドを有する構成である。   Sample 2 is a configuration having an X-ray grid in the configuration of sample 1.

サンプル3は、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であり、入射側領域Aは賦活剤を含有せず、非入射側領域Bは賦活剤を含有し、入射側領域Aの膜厚分布が中央部C>周辺部Dの関係にある。   Sample 3 is the present embodiment in which the features of (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31. The incident side region A does not contain an activator, and the non-incident side region B contains an activator. The film thickness distribution of the side region A is in the relationship of the central part C> the peripheral part D.

サンプル4は、サンプル3の構成において、膜厚分布が中央部C=周辺部Dの関係にある。   In the configuration of sample 3, sample 4 has a film thickness distribution such that central portion C = peripheral portion D.

これら4つのサンプル1、2、3、4について、それぞれX線検出器1に組み合わせ、特定の撮影条件下にて被写体を撮影し、X線画像の画像特性(感度比、MTF比(解像度)、コントラスト比、モアレ)を求める。撮影条件は、図14に示すように、X線発生源80とX線検出器1との間に、鉛の被写体81を中心部に配置した四角形状のアクリル82を配置する。さらに、感度、MTF、コントラスト比の測定時におけるX線照射条件は70kV−0.0087mGy、アクリル厚は60mmである。また、コントラストについては、図15(a)に示すように、被写体81を通過する輝度測定ライン83上の輝度を測定し、図15(b)に示すように、0の輝度レベルに対する被写体無しの輝度レベルHと被写体有りの輝度レベルLとの比H/Lを求める。   Each of these four samples 1, 2, 3, and 4 is combined with the X-ray detector 1 to image a subject under specific imaging conditions, and image characteristics (sensitivity ratio, MTF ratio (resolution)) of the X-ray image, (Contrast ratio, moire). As for the imaging conditions, as shown in FIG. 14, a rectangular acrylic 82 in which a lead object 81 is arranged at the center is arranged between the X-ray generation source 80 and the X-ray detector 1. Furthermore, the X-ray irradiation conditions during measurement of sensitivity, MTF, and contrast ratio are 70 kV-0.0087 mGy, and the acrylic thickness is 60 mm. As for the contrast, as shown in FIG. 15A, the luminance on the luminance measurement line 83 passing through the subject 81 is measured, and as shown in FIG. A ratio H / L between the luminance level H and the luminance level L with the subject is obtained.

そして、4つのサンプル1、2、3、4についてのX線画像の画像特性を測定した結果を図16の表に示す。なお、感度比、MTF比、コントラスト比は、サンプル1の画像特性を基準(1.00)とした相対値である。   And the result of having measured the image characteristic of the X-ray image about four samples 1, 2, 3, and 4 is shown in the table | surface of FIG. Note that the sensitivity ratio, the MTF ratio, and the contrast ratio are relative values based on the image characteristic of the sample 1 as a reference (1.00).

図16に示すように、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であるサンプル3は、X線グリッドを有するサンプル2と同様に感度比、MTF比、コントラスト比が改善する効果を有することとなり、しかも、X線グリッドを使用した場合に対して、構造的にモアレが発生せず、かつバランスの良い画像特性が得られることとなる。   As shown in FIG. 16, the sample 3 according to the present embodiment in which the features (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31 has a sensitivity ratio, an MTF ratio, and a contrast ratio in the same manner as the sample 2 having an X-ray grid. In addition, it has the effect of improving, and in addition to the use of an X-ray grid, there is no structurally moire and balanced image characteristics can be obtained.

さらに、図17にサンプル4のX線画像(Flat Field補正:無)を示し、図18にサンプル3のX線画像(Flat Field補正:無)を示す。このとき、X線照射条件は70kV−0.0087mGy、画像処理はヒストグラム平均値±50%とする。そして、中央部Cの感度をa、周辺部D(X線画像の対角線長の中心から90%の位置)の感度(4箇所の平均値)をbとし、X線画像の感度分布の一様性であるBU(Brightness Uniformity)(%)=b/a・100を求めると、サンプル4はBU=62%、サンプル3はBU=72%となった。したがって、(1)(2)の特徴をシンチレータ層31に付与した本実施形態であるサンプル3は、サンプル4に対しても散乱X線の強度分布に伴う同心円状の感度斑を軽減できるため、より高画質なX線画像を得ることが可能となる。   Further, FIG. 17 shows an X-ray image of Sample 4 (Flat Field Correction: None), and FIG. 18 shows an X-ray image of Sample 3 (Flat Field Correction: None). At this time, the X-ray irradiation condition is 70 kV-0.0087 mGy, and the image processing is a histogram average value ± 50%. The sensitivity of the central portion C is a, the sensitivity of the peripheral portion D (position 90% from the center of the diagonal length of the X-ray image) is b, and the sensitivity distribution of the X-ray image is uniform. When determining the brightness (Brightness Uniformity) (%) = b / a · 100, sample 4 was BU = 62% and sample 3 was BU = 72%. Therefore, the sample 3 according to this embodiment in which the features of (1) and (2) are imparted to the scintillator layer 31 can reduce the concentric sensitivity spots associated with the scattered X-ray intensity distribution with respect to the sample 4 as well. A higher quality X-ray image can be obtained.

以上のことから、シンチレータ層31の非入射側領域Bは賦活剤を含有し、入射側領域Aは賦活剤を含有せず、かつ入射側領域Aの面内方向の膜厚分布が中央部C>周辺部Dとすることにより、散乱X線の影響を軽減し、画像特性(感度、解像度、コントラスト等)を改善できる。   From the above, the non-incident side region B of the scintillator layer 31 contains the activator, the incident side region A does not contain the activator, and the film thickness distribution in the in-plane direction of the incident side region A is the central portion C. > By setting the peripheral portion D, it is possible to reduce the influence of scattered X-rays and improve image characteristics (sensitivity, resolution, contrast, etc.).

また、シンチレータ層31は、短冊状の柱状結晶32を有し、かつ入射側領域Aはシンチレータ層31の膜厚の5%〜50%を占めることにより、散乱X線の影響をより軽減し、画像特性(感度、解像度、コントラスト等)をより改善できる。   Further, the scintillator layer 31 has strip-like columnar crystals 32, and the incident side region A occupies 5% to 50% of the film thickness of the scintillator layer 31, thereby further reducing the influence of scattered X-rays. Image characteristics (sensitivity, resolution, contrast, etc.) can be further improved.

また、シンチレータ層31の中央部Cは、シンチレータ層31の形成領域の中心を基準とした同心円状、若しくは方形状で、シンチレータ層31の形成領域の50%以上を占めることにより、例えばX線画像を用いた診断等に適したX線検出器1を提供できる。   Further, the central portion C of the scintillator layer 31 is concentric or rectangular with respect to the center of the scintillator layer 31 formation region, and occupies 50% or more of the scintillator layer 31 formation region, for example, an X-ray image. It is possible to provide an X-ray detector 1 that is suitable for diagnosis using a sensor.

また、シンチレータ層31の非入射側領域Bにおける賦活剤の濃度範囲は0.1mass%〜2.0mass%であることにより、良好な画像特性(感度、解像度等)が得られる。   Further, when the concentration range of the activator in the non-incident side region B of the scintillator layer 31 is 0.1 mass% to 2.0 mass%, good image characteristics (sensitivity, resolution, etc.) can be obtained.

このように、画像特性(感度、解像度、コントラスト等)の優れた高性能、かつ信頼性の高いX線検出器1を提供することが可能となる。   As described above, it is possible to provide the X-ray detector 1 having high performance and high reliability with excellent image characteristics (sensitivity, resolution, contrast, etc.).

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are presented by way of example and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

1 放射線検出器としてのX線検出器
2 光電変換基板
31 シンチレータ層
51 放射線としてのX線
A 入射側領域
B 非入射側領域
C 中央部
D 周辺部
1 X-ray detector as a radiation detector 2 Photoelectric conversion substrate
31 Scintillator layer
51 X-ray as radiation A Incident side area B Non-incident side area C Center part D Peripheral part

Claims (5)

光を電気信号に変換する光電変換基板と、
前記光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層と
を具備し、
前記シンチレータ層は、
ハロゲン化物であるCsIおよび賦活剤であるTlを含有する蛍光体であり、
前記シンチレータ層の膜厚方向における前記放射線の入射側を入射側領域、前記入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、前記シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、前記非入射側領域は前記賦活剤を含有し、前記入射側領域は前記賦活剤を含有せず、かつ前記入射側領域の膜厚分布が前記中央部>前記周辺部の関係にある
を具備することを特徴とする放射線検出器。
A photoelectric conversion substrate that converts light into an electrical signal;
A scintillator layer that contacts the photoelectric conversion substrate and converts radiation incident from the outside into light, and
The scintillator layer is
A phosphor containing CsI as a halide and Tl as an activator;
The incident side of the radiation in the film thickness direction of the scintillator layer is an incident side region, the opposite side to the incident side region is a non-incident side region, and the central region in the in-plane direction of the scintillator layer is a central portion and an outer periphery When the region is a peripheral portion, the non-incident side region contains the activator, the incident side region does not contain the activator, and the film thickness distribution of the incident side region is the central portion> the peripheral portion A radiation detector comprising: in a part relationship.
前記シンチレータ層は、柱状結晶構造を有し、かつ前記入射側領域は前記シンチレータ層の膜厚の5%〜50%を占める
ことを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。
The radiation detector according to claim 1, wherein the scintillator layer has a columnar crystal structure, and the incident side region occupies 5% to 50% of the film thickness of the scintillator layer.
前記シンチレータ層の前記中央部は、前記シンチレータ層の形成領域の50%以上を占める
ことを特徴とする請求項1または2記載の放射線検出器。
The radiation detector according to claim 1, wherein the central portion of the scintillator layer occupies 50% or more of a formation region of the scintillator layer.
前記シンチレータ層の前記非入射側領域における前記賦活剤の濃度範囲は0.1mass%〜2.0mass%である
ことを特徴とする請求項1ないし3いずれか一記載の放射線検出器。
The radiation detector according to any one of claims 1 to 3, wherein a concentration range of the activator in the non-incident side region of the scintillator layer is 0.1 mass% to 2.0 mass%.
光を電気信号に変換する光電変換基板と、前記光電変換基板に接して外部から入射した放射線を光に変換するシンチレータ層とを具備する放射線検出器の製造方法であって、
前記シンチレータ層はハロゲン化物であるCsIおよび賦活剤であるTlを含む蛍光体であり、前記シンチレータ層の膜厚方向における前記放射線の入射側を入射側領域、前記入射側領域とは反対側を非入射側領域とするとともに、前記シンチレータ層の面内方向の中心領域を中央部、外周領域を周辺部とした場合、前記非入射側領域はTlを賦活剤として含有し、前記入射側領域は前記賦活剤を含有せず、かつ前記入射側領域の膜厚分布が中央部>周辺部の関係となるように、前記CsIと前記Tlとを材料源とした気相成長法により前記シンチレータ層を形成する
ことを特徴とする放射線検出器の製造方法。
A method for manufacturing a radiation detector comprising: a photoelectric conversion substrate that converts light into an electrical signal; and a scintillator layer that converts radiation incident from the outside in contact with the photoelectric conversion substrate;
The scintillator layer is a phosphor containing CsI which is a halide and Tl which is an activator, and the incident side of the radiation in the film thickness direction of the scintillator layer is an incident side region, and the opposite side to the incident side region is non-exposed. When the incident side region is the center region in the in-plane direction of the scintillator layer and the outer peripheral region is the peripheral portion, the non-incident side region contains Tl as an activator, and the incident side region The scintillator layer is formed by a vapor phase growth method using the CsI and the Tl as a material source so as not to contain an activator and the film thickness distribution of the incident side region has a relation of center portion> peripheral portion. A method of manufacturing a radiation detector.
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