JP5507202B2 - 放射線撮像装置およびそれを用いた放射線撮影システム - Google Patents
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Description
一般に、臓器など水分の多い部位では放射線照射量を少なくし、骨では放射線照射量を多くして撮影する。また、放射線発生源の一つであるX線管球の特性として同じ照射時間と同じ管電圧であったならX線のエネルギーが高いほど、X線の照射量は多くなる。これらを考慮した上で欲しい部位が十分な階調を持った画像となるように撮影条件を決定する必要がある。
一方で、X線等の放射線を人体に照射する量は極力少なくする必要があり、特に再撮影は避けなければならない。
また、別の放射線照射量を自動的に制御する放射線撮像装置として、画像検出用の蓄積容量に蓄積された電荷によって発生する電圧値を検知するためのモニター用薄膜トランジスタを付加し、このモニター用薄膜トランジスタによって、各画素のX線照射量の情報を入手し、この情報によって、X線の照射量を制御するものが知られている(特許文献4参照)。
また、特許文献4に記載の放射線撮像装置にあっては、モニター用薄膜トランジスタを画像検出の画素ごとに付加的に設ける必要があり、放射線撮像装置が複雑なものとなってしまう。
<1> 撮影対象の被検体への放射線照射に伴って入射する透過放射線を光に変換するシ
ンチレータ層と、
前記シンチレータ層からの最大ピーク波長を含む第1の光を電荷に変換する連続した第
一有機光電変換層と、
前記第一有機光電変換層で発生した電荷を画像検出用の画素ごとに読み出すための蓄積
容量および薄膜トランジスタを設けた絶縁性基板と、をこの順に有し、
前記シンチレータ層からの、前記第1の光とは前記シンチレータ層に対して異なる側に
放出された第2の光を電荷に変換する第二有機光電変換層を、前記シンチレータ層の前記第一有機光電変換層を有する側とは反対側に重畳されて有し、かつ
前記第二有機光電変換層で発生した電荷を放射線照射量検出用の画素ごとに読み出すた
めの放射線照射量検出用回路を有する、
放射線撮像装置。
<2> 前記第一有機光電変換層が、画素を跨って連続した層である<1>に記載の放射
線撮像装置。
<4> 前記電荷発生層が、アントアントロンを含有する<3>に記載の放射線撮像装置
。
<5> 前記シンチレータ層が、沃化セシウムまたはガドリニウムオキシサルファイドで
ある<1>〜<4>のいずれかに記載の放射線撮像装置。
<1>〜<5>のいずれかに記載の放射線撮像装置。
<7> 前記非晶質酸化物半導体が、In、GaおよびZnのうちの少なくとも一つを含
む酸化物半導体である<6>に記載の放射線撮像装置。
<8> 放射線照射装置と、
<1>〜<7>のいずれかに記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置の放射線照射量検出用回路で検出された放射線照射量に基づいて前
記放射線照射装置を制御する制御装置と、
を有する放射線撮影システム。
<第一実施態様>
図1は、本発明による放射線撮像装置の好ましい第一実施態様に係る放射線撮像装置の1画素分の構成を概略的に示した断面図である。図1において、撮影対象の被検体への放射線照射に伴って、当該被検体を透過した放射線を光に変換するシンチレータ層50は、ポリエチレンテレフタレートのようなプラスチック支持体18の一方の表面上に設けられている。また、絶縁性基板10の一方の表面上には、蓄積容量30および薄膜トランジスタ20を有し、更にその上に第一有機光電変換層40を有している。そして、シンチレータ層50と上記第一有機光電変換層40とが対向するように第二層間絶縁膜16を介して重畳されている。更に絶縁性基板10の他方の表面(以下、「裏面」とも言う。)上には、第二有機光電変換層60と第二有機光電変換層60で発生した電荷を放射線照射量検出用の画素ごとに読み出すための放射線照射量検出用回路70を有する。
第一有機光電変換層40は、電荷輸送層42と電荷発生層44を含み、蓄積容量30および薄膜トランジスタ20を覆うようにシランカップリング剤等で構成されたアンダーコート層12を介して重畳されている。そして、第一有機光電変換層40と第二層間絶縁膜16の間には、バイアス電極46を有する。
上記の非晶質酸化物半導体は、他方で、400nm〜500nmの光を受けると薄膜トランジスタ20の閾値が変動する性質を有する。しかし、前記のとおり、第一有機光電変換層40の電荷発生層44に、400nm〜600nmの範囲の光に吸収を示す、ジブロモアントアントロンを使用すると、400nm〜500nmの光は第一有機光電変換層40で吸収されて活性層28には到達しない。従って、この場合には、活性層28に非晶質酸化物半導体を使用しても、閾値の変動が抑制される利点がある。
第一有機光電変換層40の電荷発生層44に、ジブロモアントアントロンを使用した場合には、400nm〜600nmの範囲の光が吸収されるので、第2の光としては、600nmより長波の波長範囲の光を選定すれば良い。
従って、一つのシンチレータ層50で画像データの入手と放射線照射量の制御が可能となり、放射線照射量が自動的に制御され、かつ簡易な構造の放射線撮像装置が得られる。
上記(b)に含まれる蛍光体としては、沃化セシウムを含むものが好ましく、X線照射による発光スペクトルが420nm〜600nmの範囲にある、タリウムを添加した沃化セシウムが特に好ましい。
このような電荷発生層に使用される電荷発生剤としては、アントアントロンおよびそのハロゲン置換体、例えばジブロモアントアントロンが挙げられる。ジブロモアントアントロンは、図5に示したように、波長400nmから600nmの範囲の光を吸収するが、600nmより長波長の光は吸収しない(即ち、透明である)。
本発明による第一実施態様に係る放射線撮像装置は、第二有機光電変換層が絶縁性基板10の裏面上に配置されているが、第二有機光電変換層60と放射線照射量検出回路70を、プラスチック支持体18とシンチレータ層50の間に配置した態様(以下、この態様を「第二実施態様」と言う。)またはプラスチック支持体18のシンチレータ層50が配置されている側とは反対側に配置した態様(以下、この態様を「第三実施態様」と言う。)としても良い。
絶縁性基板10としては、それ以外の構成要素(撮像素子)を支持することができる強度を有するものを用い、例えば、ガラス基板、絶縁層を設けたシリコン基板、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、全芳香族ポリアミド、ポリイミド等のプラスチックの基板、絶縁層を設けた金属基板等を用いることができる。これらの内、プラスチックの基板を使用すれば、軽量かつ落下等による衝撃を受けても機能に支障をきたさない堅牢性を保持する撮像装置が得られる。酸素、水分の透過を抑制するため、撮像素子が形成される側の片面全体に図示しないSiON膜等のバリア層が形成されていることが好ましい。SiON膜はCVD法によって形成することができ、その厚みは例えば500nmとする。
絶縁性基板10上に、蓄積容量下部電極32とゲート電極22を形成する。例えば、絶縁性基板10としてのガラス基板上にモリブデン(Mo)を40nmの厚さにスパッタ成膜し、フォトリソグラフィによって各電極32,22に応じた位置及び形状にMo膜をパターニングする。
ゲート電極22の厚みは、例えば10nm以上1000nm以下とする。
次に、ゲート電極22および蓄積容量下部電極32上に第一層間絶縁膜(ゲート絶縁膜)14を成膜する。第一層間絶縁膜14は、例えば二酸化シリコンを200nmの厚さにスパッタ成膜したものとする。
第一層間絶縁膜14は、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法などの公知の方法によってアクリル樹脂、ノボラック樹脂、ポリイミド樹脂を500nm程度の厚さにコーティングして成膜したものであっても良い。この場合、樹脂膜の上に、更にスパッタリング、CVD法等によってSiO2膜を20nmの厚みに成膜することが好ましい。
次いで、活性層(チャネル層)28を形成する。活性層28は、例えばIn−Ga−Zn−O系の酸化物半導体、好ましくは非晶質酸化物半導体により形成する。非晶質酸化物半導体は、スパッタリングにより低温で成膜可能であるので、絶縁性基板10として、プラスチックの基板を使用することができるという利点がある。In−Ga−Zn−O系酸化物半導体としては、In、Ga及びZnのうちの少なくとも1つを含む酸化物(例えばIn−O系)が好ましく、In、Ga及びZnのうちの少なくとも2つを含む酸化物(例えばIn−Zn−O系、In−Ga系、Ga−Zn−O系)がより好ましく、In、Ga及びZnを含む酸化物が特に好ましい。In−Ga−Zn−O系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がInGaO3(ZnO)m(mは6未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、InGaZnO4がより好ましい。
次に、薄膜トランジスタ(以下、「TFT」とも言う。)20のソース電極24およびドレイン電極26と、蓄積容量(以下、「キャパシタ」とも言う。)30の蓄積容量上部電極36を形成する。
例えば、フォトリソグラフィによってTFT20のソース電極24およびドレイン電極26と、キャパシタ30の上部電極36に応じた位置および形状にIZO(In2O3−ZnO)膜を形成する。このとき、TFT20のドレイン電極26とキャパシタ30の上部電極36とが電気的に接続するようにパターニングを行う。各電極24,26,36の厚みは、例えば200nmとする。
更に、ソース電極24およびドレイン電極26と、活性層28と、図示しない酸化ガリウム膜を覆うように、例えばアクリル樹脂のオーバーコート層82を、スピンコートで塗布し、マスク露光、現像、焼成によって形成する。
ソース電極24およびドレイン電極26、キャパシタの上部電極36、活性層28を形成した後、その上に第一有機光電変換層40が形成されるが、その前に、アンダーコート層12を形成することが好ましい。
<アンダーコート層>
アンダーコート層12は、蓄積容量上部電極からの電荷注入を防ぎ、かつ同電極と電荷発生層間の密着力を高めセンサパネルが変形しても光電変換特性に変化が及ばないようにする機能を有し、例えばアルコール可溶性ポリアミド樹脂のアルコール溶液をスピンコート等により塗布し、アルコールを蒸発・乾燥して、厚さ0.1μmのとしたものである。
アンダーコート層12上に、電荷発生層44を形成するための塗布液として、電荷発生剤としてのジブロモアントアントロン顔料をバインダーとしてのポリビニルブチラール樹脂のシクロヘキサン溶液に分散させたものを準備し、これをスピンコートし、ベークしてシクロヘキサノンを蒸発して乾燥し、厚さ0.1μmの電荷発生層44を形成する。
また、本発明による第二実施態様および第三実施態様に係る放射線撮像装置に使用される電荷発生剤としては、上記のアントアントロン、キナクリドンの他に、フタロシアニンを挙げることができる。
電荷輸送層42を形成するための塗布液として、電荷輸送剤としてのN,N’−ジフェニル−N,N’−ビス(3−メチルフェニル)−4,4’−ジアミノビフェニル:5gと、バインダーとしてのポリカーボネート(重量平均分子量が35,000〜40,000):5gとを、メチレンクロリド:35gに溶解したものを準備し、電荷発生層44の上にディップコートし、100℃で1時間乾燥して、膜厚が2μmの電荷輸送層42を形成する。
電荷輸送層42の上には、バイアス電極46を形成する。バイアス電極46は、例えばIZOを40nmの厚さにスパッタ成膜して形成する。
以上のようにして作製された、絶縁性基板10上にTFT20、蓄積容量30、第一有機光電変換層40およびバイアス電極46を含む部材を部材1と呼ぶ。
シンチレータ層50は、プラスチック支持体18上に形成することが製造上は有利である。プラスチック支持体18としては、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、全芳香族ポリアミド、ポリイミド等のプラスチックをフィルム状に成膜したものを挙げることができる。例えば、厚さ200μmのPETが使用される。
シンチレータ層50は、蛍光体をバインダー溶液中に分散させた塗布液を準備し、この塗布液をドクターブレードコート等によりプラスチック支持体18上に塗布し、乾燥して形成する。
蛍光体としては、ガドリニウムオキシサルファイドが最も好ましい。ガドリニウムオキシサルファイドには、テルビウム等を含有するものも含まれる。その他に、チタンを添加した沃化セシウム、タンタルを添加した沃化セシウムなどの沃化セシウムも好ましい。
シンチレータ層50の厚さは、50μm〜600μmの範囲から選択される。
このようにして、プラスチック支持体18上にシンチレータ層50を形成した部材を部材2と呼ぶ。
上下電極のうち一方をエリア分割し、各エリア電極に電流アンプを接続し、各エリア内に入射したX線照射量を検出して、X線の爆射時間制御に使用する。
放射線照射装置は、例えばX線管とX線管を励起する電源装置とを含む。放射線照射装置からの放射線は被写体を通過して放射線撮像装置に入射する。放射線撮像装置の放射線照射量検出回路70、72、73で検出された放射線照射量に関する、放射線照射量検出用のエリアごとの信号が発生する。このエリアごとの信号のうち一つが選択され、放射線照射装置を制御する制御装置に入力される。
制御装置に入力された信号は、内部の比較手段によって、必要な線量が照射されたかどうか判断される。必要なX線照射量になったと判断されると、X線の制御信号に、曝射終了の信号を送りX線曝射を止めさせる。X線の曝射終了後、平面撮像装置は読み取り動作になる。読み取り動作によって、各画素のコンデンサに蓄積された、人体の情報を担った信号を読み出し、画像を得る。
14 第一層間絶縁膜
16 第二層間絶縁膜
18 プラスチック支持体
20 薄膜トランジスタ
22 ゲート電極
24 ソース電極
26 ドレイン電極
28 活性層
30 蓄積容量
32 蓄積容量下部電極
36 蓄積容量上部電極
40 第一有機光電変換層
42 電荷輸送層
44 電荷発生層
46 バイアス電極
50 シンチレータ層
60,62,63 第二有機光電変換層
70,72,73 放射線照射量検出用回路
82 オーバーコート層
Claims (8)
- 撮影対象の被検体への放射線照射に伴って入射する透過放射線を光に変換するシンチレータ層と、
前記シンチレータ層からの最大ピーク波長を含む第1の光を電荷に変換する連続した第一有機光電変換層と、
前記第一有機光電変換層で発生した電荷を画像検出用の画素ごとに読み出すための蓄積容量および薄膜トランジスタを設けた絶縁性基板と、をこの順に有し、
前記シンチレータ層からの、前記第1の光とは前記シンチレータ層に対して異なる側に放出された第2の光を電荷に変換する第二有機光電変換層を、前記シンチレータ層の前記第一有機光電変換層を有する側とは反対側に重畳されて有し、かつ
前記第二有機光電変換層で発生した電荷を放射線照射量検出用の画素ごとに読み出すための放射線照射量検出用回路を有する、
放射線撮像装置。 - 前記第一有機光電変換層が、画素を跨って連続した層である請求項1に記載の放射線撮像装置。
- 前記第一有機光電変換層が、電荷発生層および電荷輸送層を含む請求項1または請求項2に記載の放射線撮像装置。
- 前記電荷発生層が、アントアントロンを含有する請求項3に記載の放射線撮像装置。
- 前記シンチレータ層が、沃化セシウムまたはガドリニウムオキシサルファイドである請求項1〜請求項4のいずれか一項に記載の放射線撮像装置。
- 前記薄膜トランジスタが、非晶質酸化物半導体により形成された活性層を有する請求項1〜請求項5のいずれか一項に記載の放射線撮像装置。
- 前記非晶質酸化物半導体が、In、GaおよびZnのうちの少なくとも一つを含む酸化物半導体である請求項6に記載の放射線撮像装置。
- 放射線照射装置と、
請求項1〜請求項7のいずれか1項に記載の放射線撮像装置と、
前記放射線撮像装置の放射線照射量検出用回路で検出された放射線照射量に基づいて前記放射線照射装置を制御する制御装置と、
を有する放射線撮影システム。
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US20170179199A1 (en) * | 2015-12-18 | 2017-06-22 | Dpix, Llc | Method of screen printing in manufacturing an image sensor device |
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US5751783A (en) * | 1996-12-20 | 1998-05-12 | General Electric Company | Detector for automatic exposure control on an x-ray imaging system |
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DE10015264C2 (de) * | 2000-03-28 | 2002-06-13 | Siemens Ag | Röntgendiagnostikeinrichtung mit einem Röntgenbildwandler mit kombinierter Rücklicht-Dosismesseinehit |
JP2003021683A (ja) * | 2001-07-06 | 2003-01-24 | Canon Inc | 放射線画像撮影装置 |
EP1388740B1 (en) * | 2002-08-09 | 2014-11-05 | Canon Kabushiki Kaisha | Radiation imaging method and apparatus |
JP2004097465A (ja) | 2002-09-09 | 2004-04-02 | Canon Inc | 放射線撮像装置 |
US6881492B2 (en) * | 2002-09-27 | 2005-04-19 | Eastman Kodak Company | Primer composition for polyesters |
JP2005147958A (ja) * | 2003-11-18 | 2005-06-09 | Canon Inc | 放射線検出装置及び放射線検出システム |
JP2005250351A (ja) * | 2004-03-08 | 2005-09-15 | Konica Minolta Medical & Graphic Inc | 放射線画像検出器及び放射線画像検出器の残留電荷除去方法 |
JP4669768B2 (ja) * | 2005-09-30 | 2011-04-13 | 富士フイルム株式会社 | 解像度可変型x線撮像装置及びx線ct装置 |
JP5235348B2 (ja) * | 2007-07-26 | 2013-07-10 | 富士フイルム株式会社 | 放射線撮像素子 |
JP5489423B2 (ja) * | 2007-09-21 | 2014-05-14 | 富士フイルム株式会社 | 放射線撮像素子 |
US7816651B2 (en) * | 2007-09-27 | 2010-10-19 | Varian Medical Systems, Inc. | High detective quantum efficiency X-ray detectors |
JP5155696B2 (ja) * | 2008-03-05 | 2013-03-06 | 富士フイルム株式会社 | 撮像素子 |
-
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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