JP5294792B2 - Radiation solid state detector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は電磁波の照射を受けて直接電荷を発生する光導電層を備えた放射線固体検出器に関し、より詳細には光導電層の保護に関するものである。 The present invention relates to a radiation solid state detector provided with a photoconductive layer that directly generates a charge when irradiated with electromagnetic waves, and more particularly to protection of the photoconductive layer.
従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線固体検出器が各種提案、実用化されている。 Conventionally, in the medical field and the like, various radiation solid state detectors that record radiation images related to a subject by receiving radiation transmitted through the subject and output an electrical signal corresponding to the recorded radiation image have been proposed and put into practical use. ing.
放射線固体検出器の方式としては、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度CsI:Tl、GOS(Gd2O2S:Tb)等のシンチレータで光に変換し、その光を光導電層で電荷に変換し蓄積する間接変換方式がある。また、読取方式としては、読取光を用いる光読取方式と、TFT(thin film transistor)、CCD(charge coupled device)、CMOS(complementary metal oxide semiconductor)センサ等を用いる電気読取方式に大別される。 As a radiation solid-state detector system, a direct conversion system that directly converts radiation into electric charge and accumulates the charge, and radiation is once converted into light by a scintillator such as CsI: Tl or GOS (Gd 2 O 2 S: Tb). There is an indirect conversion method in which the light is converted into charges by the photoconductive layer and stored. The reading method is roughly divided into an optical reading method using reading light and an electric reading method using a TFT (thin film transistor), a CCD (charge coupled device), a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) sensor, and the like.
光読取方式の放射線固体検出器としては例えば、放射線の照射により記録用光導電層に発生した電荷を蓄積するとともにこの蓄積電荷と逆極性の電荷を線状電極に帯電させ、読取光の照射により読取用光導電層に発生した電荷対の各電荷を蓄積電荷と帯電させた電荷にそれぞれ結合させることにより、蓄積電荷を読み取るものが知られている。 As an optical solid-state detector of the optical reading system, for example, the charge generated in the photoconductive layer for recording due to the irradiation of radiation is accumulated and the charge having the opposite polarity to the accumulated charge is charged to the linear electrode. It is known to read the accumulated charge by combining each charge of the charge pair generated in the reading photoconductive layer with the accumulated charge and the charged charge.
電気読取方式の放射線固体検出器としては例えば、放射線の照射により発生した電荷を画素ごとの画素電極で収集し、該画素電極と接続された蓄積容量に蓄積し、その蓄積電荷をTFT等の電気的スイッチを1画素ずつON・OFFすることにより読み取るものが知られている。 As an electrical reading type radiation solid state detector, for example, charges generated by irradiation of radiation are collected by a pixel electrode for each pixel, stored in a storage capacitor connected to the pixel electrode, and the stored charge is stored in an electrical device such as a TFT. A device that reads a target switch by turning it on and off pixel by pixel is known.
上記の直接変換方式の放射線固体検出器において光導電層には、CdTe、HgIなどの様々な物質が用いられるが、最も一般的には、X線等の放射線に対して高感度に感応するアモルファスセレン(a−Se)が用いられている。Seは外界の温度、湿度の影響を受けやすく、保護膜なしの状態で長期に使用すると、感度低下、画像の質の低下などの悪化が進行するという問題がある。またSeはX線吸収率が低い為に比較的厚い膜厚が必要で、結果として光伝導層として機能させるために高いバイアス電圧の印加が必要とされる。こうした高い電場の印加では、Seに発生した微細な欠陥が大きな画像欠陥の発生に繋がることがある。このため、特許文献1に記載のように、通常、放射線固体検出器に保護フィルムを接着剤、粘着剤で貼り付けて光導電層を保護することが行われている。
ここで、保護フィルムを用いてa−Se層の保護を行なった放射線固体検出器の構造について図5〜7を用いて説明する。図5は従来の放射線固体検出器の上面図、図6は図5中のVI−VI線断面図、図6は図5中のVII−VII線断面図である。 Here, the structure of the radiation solid detector which protected the a-Se layer using the protective film will be described with reference to FIGS. 5 is a top view of a conventional radiation solid state detector, FIG. 6 is a sectional view taken along line VI-VI in FIG. 5, and FIG. 6 is a sectional view taken along line VII-VII in FIG.
従来の放射線固体検出器110は、ガラス基板114上に、第1の導電層111、X線の照射を受けることにより直接電荷を発生して導電性を呈する光導電層112、TFTからなる読み取り回路と画素電極とからなる第2の導電層113がこの順に積層され、さらに第1の導電層111および光導電層112は、化学蒸着で製膜したポリマー120により封止されている。また、ここで説明する放射線固体検出器110は乳房撮影用のものであって、検出部の胸壁側(図5中A矢指部)を除く3辺にガラス製のリブ122が配されており、放射線固体検出器110の検出領域およびリブ122を覆うように保護フィルム121が貼付されている。
A conventional radiation solid-
一般に光導電層112は蒸着によって製膜されるので、図6、7に示すように端縁部には傾斜が形成されるため、リブ122が配される辺においては図6に示すように、リブ122と第1の導電層111との間に空間が生じることになり、リブ122が配されない辺においても図7に示すように、ガラス基板114の端部と第1の導電層111との間に空間が生じることになるが、保護フィルム121は接着剤または粘着剤で貼付するため、上記空間部分(図6、7中T矢指部)には保護フィルム121の粘着部分が露出することになる。
In general, since the
そしてこの部分(図6、7中T矢指部)の保護フィルム121が押圧されると、保護フィルム121がその下部にある光導電層112の端縁部と接触して貼着してしまい、保護フィルム121が弾性力により元の形状に復元する際に、光導電層112がガラス基板114から剥離するおそれがある。
And when the
このような問題を解消するため、特許文献2、3に記載のように、端縁部を樹脂で封止することも考えられるが、このような態様とすると端縁部において樹脂枠分の空間が必要となるため、例えば乳房撮影用の放射線固体検出器のように、検出領域をできるだけ検出器の端縁部まで確保したいような場合には不向きである
本発明は、上記事情に鑑み、保護フィルムを備えた放射線固体検出器において、光導電層の端縁部における剥離のおそれを無くした放射線固体検出器を提供することを目的とするものである。
In order to solve such a problem, as described in Patent Documents 2 and 3, it is conceivable to seal the end edge portion with resin. In view of the above circumstances, the present invention is not suitable for the case where it is desired to secure the detection region as far as possible to the edge of the detector, such as a radiation solid state detector for mammography. An object of the present invention is to provide a radiation solid detector including a film, which eliminates the possibility of peeling at the edge portion of the photoconductive layer.
本発明の第1の放射線固体検出器は、第1の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、第2の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第1の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、少なくとも一部の光導電層の端縁部に、光導電層側の密着力が保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムが配されたことを特徴とするものである。 A first radiation solid detector of the present invention includes a first electrode layer, a photoconductive layer that generates an electric charge when irradiated with an electromagnetic wave, and a second electrode layer including a plurality of divided electrodes. A radiation solid-state detector, which is laminated on a substrate in order from two electrode layers, and has a protective film attached so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer. A low adhesive film having an adhesive force on the photoconductive layer side smaller than that of the protective film is disposed on the edge of the conductive layer.
ここで、低粘着力フィルムの光導電層側は、非粘着性としてもよい。 Here, the photoconductive layer side of the low adhesive strength film may be non-adhesive.
また、本発明の第2の放射線固体検出器は、第1の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、第2の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第1の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力が、他の部分の密着力よりも小さいことを特徴とするものである。 The second radiation solid detector of the present invention includes a first electrode layer, a photoconductive layer that generates an electric charge upon irradiation with an electromagnetic wave, and a second electrode layer having a plurality of divided electrodes. A radiation solid state detector, which is laminated on the substrate in order from the second electrode layer, and has a protective film attached so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer, On the affixing side, at least a part of the photoconductive layer has an adhesive force at a portion corresponding to the edge of the photoconductive layer, which is smaller than that of the other part.
ここで、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の前記光導電層の端縁部上に対応する部位は、非粘着性としてもよい。 Here, on the sticking side of the protective film, at least a portion corresponding to the edge portion of the photoconductive layer may be non-adhesive.
上記における「放射線固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接電荷に変換し、この電荷を一旦蓄電部に蓄積し、その後、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。 The “radiation solid state detector” in the above is a detector that detects radiation carrying image information of a subject and outputs an image signal representing a radiation image related to the subject, and converts incident radiation directly into electric charges. By storing this charge once in the power storage unit and then outputting this charge to the outside, an image signal representing a radiographic image related to the subject can be obtained.
本発明の第1の放射線固体検出器によれば、第1の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、第2の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第1の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器において、少なくとも一部の光導電層の端縁部に、光導電層側の密着力が保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムを配したことにより、この部分が押圧されて保護フィルムが基板側に密着した場合でも、保護フィルムは低粘着力フィルムと接着して光導電層には接触しないため、保護フィルムの粘着力により光導電層が剥離するのを防止することができる。 According to the first radiation solid-state detector of the present invention, the first electrode layer, the photoconductive layer that generates an electric charge when irradiated with electromagnetic waves, and the second electrode layer including a plurality of divided electrodes are provided. In the radiation solid state detector, which is laminated on the substrate in order from the second electrode layer and has a protective film attached so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer, at least a part of the light Even if the protective film adheres to the substrate side by placing a low-adhesion film having an adhesive force on the photoconductive layer side smaller than that of the protective film on the edge of the conductive layer. Since the protective film adheres to the low adhesion film and does not contact the photoconductive layer, the photoconductive layer can be prevented from peeling off due to the adhesive force of the protective film.
また、本発明の第2の放射線固体検出器によれば、第1の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、第2の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第1の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器において、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力を、他の部分の密着力よりも小さくしているので、この部分が押圧されて保護フィルムが基板側に密着した場合でも、保護フィルムの粘着力により光導電層が剥離するのを防止することができる。 In addition, according to the second radiation solid detector of the present invention, the first electrode layer, the photoconductive layer that generates an electric charge when irradiated with electromagnetic waves, and the second electrode layer including a plurality of divided electrodes In a radiation solid state detector in which a protective film is applied so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer. On the affixing side, the adhesion force of the part corresponding to the edge part of at least a part of the photoconductive layer is made smaller than the adhesion force of the other part. Even when closely adhered to the photoconductive layer, the photoconductive layer can be prevented from peeling off due to the adhesive force of the protective film.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の一実施の形態による放射線固体検出器の上面図、図2は図1中のII−II線断面図、図3は図1中のIII−III線断面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a top view of a radiation solid state detector according to an embodiment of the present invention, FIG. 2 is a sectional view taken along line II-II in FIG. 1, and FIG. 3 is a sectional view taken along line III-III in FIG.
放射線固体検出器10は、ガラス基板14上に、第1の導電層11、X線の照射を受けることにより直接電荷を発生して導電性を呈する光導電層12、TFTからなる読み取り回路と画素電極とからなる第2の導電層13がこの順に積層され、さらに第1の導電層11および光導電層12は、化学蒸着で製膜したポリマー20により封止されている。また、ここで説明する放射線固体検出器10は乳房撮影用のものであって、検出部の胸壁側(図1中A矢指部)を除く3辺にガラス製のリブ22が配されており、放射線固体検出器10の検出領域およびリブ22を覆うように保護フィルム21が貼付されている。
The radiation
第1の導電層11は、X線に対して透過性を有するものであればよく、例えば金薄膜等を用いることができる。本実施の形態においては厚さ100nmの金膜としている。
The first
光導電層12は、量子効率が高く、暗電流の少ないアモルファスセレンから構成されている。本実施の形態においてこの光導電層12の厚さは200μmとしている。
The
第2の導電層13は、各画素毎に対応してTFTが形成されており、各TFTの出力ラインは不図示の信号検出手段に接続される。また各TFTの制御ラインは不図示のTFT制御用手段に接続されている。
The second
また、第1の導電層11および光導電層12を封止するポリマー20は、透湿性が低く、かつアモルファスセレンを変質させないものであれば種々のものが使用可能であり、例えばポリ−パラキシリレン類が挙げられる。
Various polymers can be used as the
化学蒸着で製膜したポリマー20の厚さは1〜100μmとすることが好ましく、10〜50μmとすればより好ましい。本実施の形態においては、ポリマー20として、ポリ−パラキシリレンを15μmの厚さでCVD法により堆積させている。
The thickness of the
これにより放射線固体検出器10に対して隙間を生じることなく封止できるとともに、接着剤を用いないため接着剤をアモルファスセレンを主成分とする光導電層12に浸透させることがないため、画像斑や放電破壊等の問題を生じることなく光導電層12を保護することが可能である。
As a result, the radiation
さらに、このポリマー20上の光導電層12の端縁部に後述の低粘着力フィルム30を配した後、ポリマー20上から接着剤付きの保護フィルム21を貼付している。この保護フィルム21は、ガスバリヤー性のフィルムであり、この特性を満たす限り任意のものを用いることが可能である。具体的には高分子材料から成るフィルム層と金属薄膜層がラミネートされてなるフィルム、高分子材料から成るフィルム層と酸化物薄膜層が積層されてなるフィルム等が挙げられる。前者における金属薄膜層としてはアルミニウムが好ましく使用され、後者での酸化物としては酸化珪素、酸化アルミニウムが好ましく用いられる。後者のより具体的なものとしては凸版印刷製のGXフィルムを挙げることができる。また保護フィルム21の厚さは5〜50μmとすることが好ましい。本実施の形態においては、保護フィルム21として、凸版印刷製のGXフィルムを用いている。
Further, a low-
ポリマー20として用いたポリ−パラキシリレン類は、一般的には接着材による他の部材との接着性が悪いが、接着に先立ち紫外光による光照射処理をすることにより接着性を向上させることができる。必要な照射時間は使用する紫外光源の波長、ワット数により適時、最適な時間に調節するが、低圧水銀灯で1から50Wのものが好ましく、光照射は1分から30分で行なうのが好ましい。
The poly-paraxylylenes used as the
一般に光導電層12は蒸着によって製膜されるので、図2、3に示すように、光導電層12の端縁部には傾斜が形成されるため、リブ22が配される辺においては図2に示すように、リブ22と第1の導電層11との間に空間が生じることになり、リブ22が配されない辺においても図3に示すように、ガラス基板14の端部と第1の導電層11との間に空間が生じることになる。
In general, since the
本実施の形態では、上記空間部分、すなわちポリマー20上の光導電層12の端縁部に、光導電層12側の密着力が保護フィルム21の密着力よりも小さい低粘着力フィルム30を配している。
In the present embodiment, a low-
通常、上記空間部分(図2、3中T矢指部)の保護フィルム21が押圧されると、保護フィルム21がその下部にある光導電層12の端縁部と密着してしまい、保護フィルム21の弾性力により元の形状に復元する際に、光導電層12がガラス基板14から剥離するおそれがあるが、上記のようにこの部分に低粘着力フィルム30を配することにより、上記空間部分が押圧されて保護フィルム21がガラス基板14側に密着した場合でも、図2(B)、図3(B)に示すように、保護フィルム21は低粘着力フィルム30と接着して光導電層12には接触しないため、保護フィルム21の粘着力により光導電層12が剥離するのを防止することができる。
Usually, when the
この、低粘着力フィルム30は、絶縁性を有するもので、PET材とすることが好ましい。また、このフィルムに塗布される接着剤としては、アクリル系接着材あるいはエポキシ系接着材であることが好ましい。具体的なものとしては東洋インキ製造株式会社製のLE952を挙げることができる。また、低粘着力フィルム30のフィルム本体の厚さは、光導電層12よりも薄くすることが好ましいが、10〜50μmとすることがより好ましい。また、粘着層の部分の厚さは、10μm〜50μmとすることが好ましい。さらに、低粘着力フィルム30は光導電層12の1辺ずつ個別に設けるよりも、4辺が一体となったものを用いた方が、位置ずれを生じにくいため、好ましい。本実施の形態においては、低粘着力フィルム30として、東洋インキ製造株式会社製のLE952(PETフィルム本体厚さ25μm、粘着層厚さ35μm)を用いている。
This low
上記のように形成された放射線固体検出器10の胸壁側(図1中A矢指部)の辺に、3mm×10mmのポリカーボネート樹脂を緩衝材として設置し、光導電層12の傾斜に対して垂直に5N、20N、30N、40Nの力で加圧したところ、いずれの場合においても光導電層12の剥離が生じないことが確認できた。
A polycarbonate resin of 3 mm × 10 mm is installed as a buffer material on the chest wall side (A arrow portion in FIG. 1) of the radiation
なお、低粘着力フィルムを設けない以外は本実施の形態と同様の放射線固体検出器について、上記と同様の確認を行なった場合には、5Nの加圧でも光導電層の剥離が生じることが確認できた。 In addition, when the same confirmation as described above is performed on the same radiation solid state detector as in the present embodiment except that a low adhesive film is not provided, the photoconductive layer may be peeled off even at a pressure of 5N. It could be confirmed.
上記のように形成された放射線固体検出器10は、第1の導電層11と第2の導電層13との間に電界を形成している際に、光導電層12にX線が照射されると、光導電層12内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた潜像電荷が第2の導電層13内に蓄積されるものである。蓄積された潜像電荷を読み取る際には、第2の導電層13のTFTを順次駆動して、各画素に対応した潜像電荷に基づく画像信号を出力ラインから出力させて、この画像信号を信号検出手段により検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像を読み取ることができる。
The radiation
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、低粘着力フィルム30を、光導電層12の端縁部上に配してから保護フィルム21を貼付するのではなく、保護フィルム21の貼付側の面において、光導電層12の端縁部に相当する位置に予め低粘着力フィルム30を貼付した後、この保護フィルム21を貼付するようにしてもよい。
As mentioned above, although preferable embodiment of this invention was described, this invention is not limited above, For example, after arrange | positioning the low
また、図4に示すように、保護フィルム21の貼付側の面において、光導電層12の端縁部に相当する位置21bを除く位置21aのみに接着剤を塗布し、光導電層12の端縁部に相当する位置21bは非粘着性とした保護フィルム21を貼付するようにしてもよい。
Further, as shown in FIG. 4, an adhesive is applied only to the
また、低粘着力フィルム30は、製造時の位置ずれを生じないように、僅かな粘着力を有することが好ましいが、非粘着性のものを用いてもかまわない。
In addition, the low
また、低粘着力フィルム30は、上記実施形態においてはPET材としたが、絶縁性を有する限り他の樹脂フィルムとしてもよいし、同様の厚さとした薄いガラス板を用いてもよい。
Moreover, although the low-
また、本発明は上記の電気読取方式の放射線固体検出器に限定されるものではなく、電磁波の照射を受けて直接電荷を発生する光導電層を備えた放射線固体検出器であればどのようなものにも応用可能である。 Further, the present invention is not limited to the above-described radiation solid-state detector of the electric reading system, and any radiation solid-state detector provided with a photoconductive layer that directly generates an electric charge when irradiated with electromagnetic waves. It can also be applied to things.
10 放射線固体検出器
11 第1の導電層
12 光導電層
13 第2の導電層
14 ガラス基板
20 ポリマー
21 保護フィルム
22 リブ
30 低粘着力フィルム
DESCRIPTION OF
Claims (4)
電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、
複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、該第2の電極層から順に基板上に積層してなり、
少なくとも前記第1の電極層および前記光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、
少なくとも一部の前記光導電層の端縁部に、前記光導電層側の密着力が前記保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムが配されたことを特徴とする放射線固体検出器。 A first electrode layer;
A photoconductive layer that generates electric charges when irradiated with electromagnetic waves;
A second electrode layer having a plurality of divided electrodes, and laminated on the substrate in order from the second electrode layer;
A radiation solid state detector having a protective film attached so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer,
A radiation solid state detector, wherein a low-adhesion film having an adhesive force on the photoconductive layer side smaller than an adhesive force of the protective film is disposed on at least a part of the edge of the photoconductive layer.
電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、
複数の分割電極を備えた第2の電極層とを、該第2の電極層から順に基板上に積層してなり、
前記第1の導電層と前記第2の導電層との間に電界を形成することにより前記光導電層にバイアス電圧を与えるように構成され、
少なくとも前記第1の電極層および前記光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、
前記保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の前記光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力が、他の部分の密着力よりも小さいことを特徴とする放射線固体検出器。 A first electrode layer;
A photoconductive layer that generates electric charges when irradiated with electromagnetic waves;
A second electrode layer having a plurality of divided electrodes, and laminated on the substrate in order from the second electrode layer;
A bias voltage is applied to the photoconductive layer by forming an electric field between the first conductive layer and the second conductive layer;
A radiation solid state detector having a protective film attached so as to protect at least the first electrode layer and the photoconductive layer,
A radiation solid state detector, wherein, on the side to which the protective film is applied, at least a part of the photoconductive layer has an adhesive force corresponding to an edge of the photoconductive layer that is smaller than an adhesive force of another part.
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