KR101903268B1

KR101903268B1 - Radiation detector and scintillator panel

Info

Publication number: KR101903268B1
Application number: KR1020167036684A
Authority: KR
Inventors: 아츠야 요시다; 히로시 호리우치
Original assignee: 도시바 덴시칸 디바이스 가부시키가이샤
Priority date: 2014-07-14
Filing date: 2015-06-26
Publication date: 2018-10-01
Also published as: JP2016020820A; KR20170010414A; WO2016009815A1; CN106796299B; CN106796299A

Abstract

본 발명의 방사선 검출기(1)는 복수의 수광소자가 배열된 광전변환기판(21)과, 상기 광전변환기판상에 형성되고 방사선을 광으로 변환하는 형광체층을 구비한다. 상기 형광체층의 발광 스펙트럼은 510~550㎚의 파장영역에 주피크를 갖고, 또한 이 주피크보다 장파장 영역에 부피크를 갖는다.The radiation detector 1 of the present invention includes a photoelectric conversion substrate 21 on which a plurality of light receiving elements are arranged and a phosphor layer formed on the photoelectric converter plate and converting the radiation into light. The emission spectrum of the phosphor layer has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak.

Description

[0001] RADIATION DETECTOR AND SCINTILLATOR PANEL [0002]

본 발명의 실시형태는 방사선 검출기 및 신틸레이터 패널에 관한 것이다.An embodiment of the present invention relates to a radiation detector and a scintillator panel.

종래, 의료용, 치과용 또는 비파괴 검사용 등, 요즘의 디지털화된 X선 검출기는 입사 X선을 형광체층에서 일단 광(형광)으로 변환하는 방식이 주류이다. 형광체층으로서 몇 가지 종류의 재료가 사용되고 있지만, 의료용의 평면검출기나, 치과용의 CMOS센서나, 의료용·동물 진단용인 CCD-DR 장치에는 탈륨 활성 요오드화 세슘(이하, CsI/Tl이라 칭함)이 널리 사용되고 있다.2. Description of the Related Art In the past, digitized X-ray detectors such as those for medical use, dental use, and non-destructive inspection have mainly used a method of converting incident X-rays from a phosphor layer to light (fluorescence) once. Thallium-activated cesium iodide (hereinafter referred to as CsI / Tl) is widely used for a planar detector for medical use, a CMOS sensor for dental use, and a CCD-DR device for medical use and animal diagnosis, .

CsI/Tl 형광체층은 진공증착법으로 간편하게 평면형상으로 성막할 수 있다. 또한, 성막 조건을 적정하게 조정함으로써 직경 5㎛ 정도의 파이버 결정이 늘어선 구조로 성막할 수 있다. 파이버 결정 구조로 함으로써 CsI 결정(굴절률=1.8)과 결정간의 간극(굴절률=1)과의 사이에 굴절률의 차가 발생한다. 어느 하나의 파이버 결정 중에서 X선으로부터 변환된 형광은 발광점으로부터 면방향으로 그다지 어긋나지 않는 위치에서 평면검출기의 수광소자에 도달한다. 이에 의해, X선 촬상장치로서 그다지 번지지 않는 촬영상이 얻어진다.The CsI / T1 phosphor layer can be easily formed into a flat shape by a vacuum deposition method. Further, the film can be formed in a structure in which fiber crystals having a diameter of about 5 占 퐉 are arranged by appropriately adjusting film forming conditions. The refractive index difference between the CsI crystal (refractive index = 1.8) and the crystal gap (refractive index = 1) is generated by the fiber crystal structure. Among the fiber crystals, the fluorescence converted from the X-rays reaches the light receiving element of the planar detector at a position which does not deviate so much from the light emitting point in the plane direction. As a result, a photographed image which is not very spread as an X-ray imaging apparatus is obtained.

즉, CsI/Tl 형광체층은 적정한 조건에서 성막함으로써 X선을 광으로 변환하는 신틸레이션 기능과, 화상을 수광소자까지 화상을 유지하는 파이버 플레이트(fiberoptic plate) 기능을 동시에 구비하는 것이 가능하다.That is, the CsI / T1 phosphor layer can be provided with a scintillation function for converting X-rays into light by forming the film under appropriate conditions, and a fiberoptic plate function for holding an image up to the light receiving element.

CsI/Tl 형광체층으로부터의 발광은 예를 들어 X선 검출기의 하나의 형태인 CCD-DR 장치에서, 렌즈를 통하여 CCD에 입사하고, CCD에서 전기신호로 변환된다. 상기 전기신호를 모니터에 묘출(描出)하거나, 화상처리신호에 사용함으로써, 유효한 진단화상이 얻어진다. 이는 복수의 수광소자가 2차원으로 배열된 광전변환기판상에 CsI/Tl 형광체층이 성막된 평면검출기의 경우에도 동일하다. 이 경우는 유기막 등을 통하여 CsI/Tl 형광체층을 복수의 수광소자가 배열된 광전변환기판상에 성막하므로, 보다 효율적으로 발광을 수광소자에 수집할 수 있다.The light emitted from the CsI / Tl phosphor layer is incident on the CCD through a lens, for example, in a CCD-DR device, which is one type of an X-ray detector, and is converted into an electric signal in the CCD. An effective diagnostic image can be obtained by drawing the electrical signal on a monitor or by using it in an image processing signal. This is also true in the case of a planar detector in which a CsI / T1 phosphor layer is formed on a photoelectric converter plate in which a plurality of light receiving elements are two-dimensionally arranged. In this case, since the CsI / Tl phosphor layer is formed on the photoelectric converter plate on which the plurality of light receiving elements are arranged through the organic film or the like, the light emission can be more efficiently collected in the light receiving element.

상기의 과정을 생각하면, CsI/Tl 형광체층에 필요한 요건으로서, 우선 발광량이 많음, 즉 감도가 높은 것이 요구된다. 그 밖에는, 파이버 플레이트 기능을 발휘시킨 결과로서의 해상도 특성이 중요하다.Considering the above process, as a requirement for the CsI / T1 phosphor layer, it is first required to have a large amount of emitted light, that is, a high sensitivity. Besides, resolution characteristics as a result of exerting the fiber plate function are important.

CsI/Tl 형광체층의 감도에 관해서는 CsI/Tl 형광체층의 막두께를 두껍게 하는 것, Tl 농도를 적정화하는 것, CsI/Tl막의 파이버 구조의 요소인 필라(pillar) 결정의 굵기를 굵게 하는 것, 등을 들 수 있다.As for the sensitivity of the CsI / Tl phosphor layer, it is preferable to increase the thickness of the CsI / Tl phosphor layer, to adequately adjust the Tl concentration, to increase the thickness of the pillar crystal, which is an element of the fiber structure of the CsI / Tl film , And the like.

그러나, CsI/Tl 형광체층의 감도를 향상시키는 데에 CsI/Tl 형광체층 단독의 성능향상을 겨냥하여, CsI/Tl 형광체층의 막두께를 두껍게 하는 것, CsI/Tl 형광체층의 파이버 구조의 요소인 필라 결정의 굵기를 굵게 하는 것, 등의 방책은 다른 요인과 트레이드 오프의 관계에 있다.However, in order to improve the sensitivity of the CsI / Tl phosphor layer, it is necessary to increase the thickness of the CsI / Tl phosphor layer to improve the performance of the CsI / Tl phosphor layer alone, And that the thickness of the filament crystals is thickened, etc., are in a trade-off relationship with other factors.

예를 들어, CsI/Tl 형광체층의 막두께를 두껍게 하는 것은 CsI/Tl 형광체의 재료의 사용량이 증대되어 비용이 상승한다. 또한, CsI/Tl 형광체층 중에서 X선으로부터 광으로 변환되는 발광점과, CCD-DR장치나 평면검출기의 수광소자까지의 거리가 길어지므로, 발광점으로부터 팔방으로 등방적으로 발산하는 성질이 있는 발광이, 수광소자에 도달하기 까지 수광소자의 면방향으로 퍼지는 거리도 상대적으로 길어지고, 그 결과 해상도 특성이 저하된다.For example, increasing the film thickness of the CsI / T1 phosphor layer increases the amount of material used for the CsI / T1 phosphor, thereby increasing the cost. Further, in the CsI / T1 phosphor layer, the distance from the light emitting point converted from X-ray to light to the light receiving element of the CCD-DR device or the planar detector becomes long, The distance spreading in the surface direction of the light receiving element is relatively long until reaching the light receiving element, and as a result, resolution characteristics are deteriorated.

필라 결정을 굵게 하는 것은 파이버 플레이트의 파이버 직경을 크게 하는 것과 등가이고, 이것도 해상도 특성의 저하를 초래한다.The thickening of the pillar crystal is equivalent to increasing the fiber diameter of the fiber plate, which also causes a deterioration in the resolution characteristics.

또한, CsI/Tl 형광체층의 감도특성을 저해하는 요인으로서 X선에 의한 감도 열화가 있다. 여기에서 말하는 X선에 의한 감도 열화라는 것은 CsI/Tl 형광체층을 CCD-DR이나 평면검출기에 장착한 후에, X선을 각 디바이스에 조사하면, X선이 CsI/Tl 결정 격자에 손상을 주고, 그 손상이 색 중심으로서 광흡수 사이트가 되어 형광체로부터의 발광광자를 CsI/Tl 형광체층 중에서 재흡수하여, 출력되는 광의 양이 감소되는 현상을 가리킨다.In addition, as a factor for hindering the sensitivity characteristic of the CsI / T1 phosphor layer, there is the sensitivity deterioration due to X-rays. The term "deterioration of sensitivity by X-ray" as used herein means that when a CsI / Tl phosphor layer is attached to a CCD-DR or a plane detector and X-rays are irradiated to each device, the X-rays damage the CsI / Tl crystal lattice, The damage becomes a light absorption site as the color center, and the amount of light output is reduced by reabsorbing the photons emitted from the phosphor in the CsI / Tl phosphor layer.

또한, 이 현상은 결정격자의 손상이 CsI/Tl 형광체층의 발광기구인, 여기자 형성, 여기자로부터의 Tl 발광중심으로의 에너지의 이송, Tl 발광중심으로부터의 발광 천이 기구 형성이라는, 결정격자의 상태와 관련이 있다고 생각되는 상태를 열화시키고, 발광효율을 저하시키고 있을 가능성도 생각된다.This phenomenon can be explained by the fact that the damage of the crystal lattice is caused by the state of the crystal lattice called the light emitting device of the CsI / Tl phosphor layer, the formation of excitons, the transfer of energy from the excitons to the Tl luminescence center, There is a possibility that the state considered to be related deteriorates to lower the luminous efficiency.

이와 같이, CsI/Tl 형광체층은 X선에 의한 감도 열화에 의해, CsI/Tl 형광체층 내에서의 광흡수가 증대되지만, 이는 파장에 대해서 한결같지는 않고 440, 520, 560㎚ 근변에 흡수 피크가 있다. 한편, CsI/Tl 형광체층의 발광 스펙트럼은 510~560㎚에 피크를 갖는 것이 알려져 있다. 그 때문에, CsI/Tl 형광체층의 발광 스펙트럼과 520 및 560㎚의 흡수피크가 일치하여, CsI/Tl 형광체층의 감도특성이 저하된다.As described above, in the CsI / Tl phosphor layer, the light absorption in the CsI / Tl phosphor layer is increased by the deterioration of the sensitivity by X-rays, but it is not uniform about the wavelength and the absorption peak near 440, 520, have. On the other hand, it is known that the emission spectrum of the CsI / T1 phosphor layer has a peak at 510 to 560 nm. Therefore, the emission spectrum of the CsI / Tl phosphor layer and the absorption peak of 520 and 560 nm coincide with each other, and the sensitivity characteristic of the CsI / Tl phosphor layer is lowered.

일본 특허 제4653442호 공보Japanese Patent No. 4653442

Journal of Luminescence Vol.128 p1447~1453Journal of Luminescence Vol.128 p1447 ~ 1453

본 발명이 해결하고자 하는 과제는 형광체층의 감도를 향상시키고 또한 방사선에 의한 형광체층의 감도 저하를 감소시킬 수 있는 방사선 검출기 및 신틸레이터 패널을 제공하는 것이다.A problem to be solved by the present invention is to provide a radiation detector and a scintillator panel capable of improving the sensitivity of the phosphor layer and reducing the sensitivity degradation of the phosphor layer by radiation.

일 실시형태에 관한 방사선 검출기는 복수의 수광소자가 배열된 광전변환기판과, 광전변환기판 상에 형성되고, 방사선을 광으로 변화하는 형광체층을 구비한다. 형광체층의 발광 스펙트럼은 510~550㎚의 파장영역에 주피크를 갖고, 또한 이 주피크보다 장파장 영역에 부피크를 갖는다. 상기 형광체층의 상기 발광 스펙트럼의 상기 주피크의 파장은 상기 형광체층의 광흡수 스펙트럼의 흡수 피크의 파장과 상이하다.A radiation detector according to an embodiment includes a photoelectric conversion substrate on which a plurality of light receiving elements are arranged, and a phosphor layer formed on the photoelectric conversion substrate and capable of changing radiation into light. The emission spectrum of the phosphor layer has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak. The wavelength of the main peak of the emission spectrum of the phosphor layer is different from the wavelength of the absorption peak of the light absorption spectrum of the phosphor layer.

또한, 일 실시형태에 관한 신틸레이터 패널은 방사선을 투과하는 기판과, 상기 기판상에 형성되고, 방사선을 광으로 변환하는 형광체층을 구비한다. 상기 형광체층이 방사선을 광으로 변환하는 발광 스펙트럼은 510~550㎚의 파장영역에 주피크를 갖고, 또한 이 주피크보다 장파장 영역에 부피크를 갖는다. 상기 형광체층의 상기 발광 스펙트럼의 상기 주피크의 파장은 상기 형광체층의 광흡수 스펙트럼의 흡수 피크의 파장과 상이하다.A scintillator panel according to an embodiment includes a substrate through which radiation is transmitted, and a phosphor layer formed on the substrate and converting the radiation into light. The luminescence spectrum in which the phosphor layer converts radiation into light has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak. The wavelength of the main peak of the emission spectrum of the phosphor layer is different from the wavelength of the absorption peak of the light absorption spectrum of the phosphor layer.

도 1은 제1 실시형태에 관한 방사선 검출기의 일부를 도시한 분해사시도이다.
도 2는 상기 방사선 검출기의 개략 단면도이다.
도 3은 상기 방사선 검출기의 형광체층의 발광 스펙트럼의 파장과 발광강도의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 4는 상기 형광체층의 발광 스펙트럼을 가우스 함수로 분석한 파장과 발광강도의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 5는 상기 형광체층에 복수의 샘플의 X선 조사전후의 감도를 표로 도시한 도면이다.
도 6은 상기 형광체층의 광흡수 스펙트럼의 파장과 광흡수율의 관계를 그래프로 도시한 도면이다.
도 7은 제2 실시형태에 관한 방사선 검출기를 도시한 개략 단면도이다.
도 8은 제3 실시형태에 관한 방사선 검출기를 도시한 개략 단면도이다.1 is an exploded perspective view showing a part of a radiation detector according to a first embodiment.
2 is a schematic cross-sectional view of the radiation detector.
FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength and the emission intensity of the emission spectrum of the phosphor layer of the above-described radiation detector.
4 is a graph showing a relationship between a wavelength and an emission intensity obtained by analyzing the emission spectrum of the phosphor layer by a Gaussian function.
Fig. 5 is a table showing sensitivity of a plurality of samples to the phosphor layer before and after X-ray irradiation.
6 is a graph showing the relationship between the wavelength of the light absorption spectrum of the phosphor layer and the light absorption rate.
7 is a schematic cross-sectional view showing the radiation detector according to the second embodiment.
8 is a schematic cross-sectional view showing the radiation detector according to the third embodiment.

이하, 제1 실시형태를 도 1 내지 도 6을 참조하여 설명한다.Hereinafter, a first embodiment will be described with reference to Figs. 1 to 6. Fig.

도 2는 방사선 검출기의 개략 단면도이다.2 is a schematic cross-sectional view of a radiation detector.

도 2에 도시한 바와 같이, 방사선 검출기(1)는 예를 들어 대형의 평면 X선 검출장치이다.As shown in Fig. 2, the radiation detector 1 is, for example, a large-sized planar X-ray detector.

방사선 검출기(1)는 방사선으로서의 X선(2)을 검출하는 X선 검출패널(3)을 갖고 있다. X선 검출패널(3)은 지지기판(4)의 한 면에 지지되어 있다. X선 검출패널(3)의 X선 입사면측은 방습커버(5)로 덮여 있다.The radiation detector 1 has an X-ray detection panel 3 for detecting an X-ray 2 as a radiation. The X-ray detecting panel 3 is supported on one side of the supporting substrate 4. [ The X-ray incident surface side of the X-ray detecting panel 3 is covered with a moisture-proof cover 5. [

지지기판(4)의 다른 면에는 납 플레이트(6) 및 방열 절연 시트(7)를 통하여, X선 검출패널(3)을 구동하는 회로기판(8)이 설치되어 있다. 이 회로기판(8)과 X선 검출패널(3)은 플렉시블 회로기판(9)으로 접속되어 있다.A circuit board 8 for driving the X-ray detecting panel 3 is provided on the other surface of the supporting substrate 4 through a lead plate 6 and a heat radiation insulating sheet 7. [ The circuit board 8 and the X-ray detecting panel 3 are connected to each other by a flexible circuit board 9.

지지기판(4)은 지주(支柱)(10)를 통하여 하우징체(11)의 내부에 고정되어 있다. 하우징체(11)의 X선 입사면측에는 X선(2)이 입사되는 입사창(12)이 설치되어 있다.The support substrate 4 is fixed to the inside of the housing body 11 through a support column 10. An incident window 12 through which the X-ray 2 is incident is provided on the X-ray incident surface side of the housing body 11.

다음에, 도 1은 방사선 검출기(1)의 일부의 분해사시도이다.Next, Fig. 1 is an exploded perspective view of a part of the radiation detector 1. Fig.

도 1에 도시한 바와 같이, X선 검출패널(3)은 광전변환기판(21)과, 신틸레이터층이고 형광체층으로서의 CsI/Tl 형광체층(22)을 갖고 있다.As shown in Fig. 1, the X-ray detecting panel 3 has a photoelectric conversion substrate 21 and a CsI / T1 phosphor layer 22 as a scintillator layer and a phosphor layer.

광전변환기판(21)은 0.7㎜ 두께의 유리기판과, 유리기판상에 2차원적으로 형성된 복수의 광검출부(25)를 구비하고 있다. 광검출부(25)는 스위칭 소자로서의 TFT(박막 트랜지스터)(26) 및 수광소자로서의 포토센서인 포토다이오드(27)를 구비하고 있다. TFT(26) 및 포토다이오드(27)는 예를 들어 a-Si(아몰퍼스 실리콘)을 기재로 하여 형성되어 있다. 광전변환기판(21)의 평면을 따른 방향의 사이즈는 예를 들어 정방형이고 한변이 50㎝이다.The photoelectric conversion substrate 21 is provided with a 0.7 mm thick glass substrate and a plurality of photodetecting portions 25 formed two-dimensionally on a glass substrate. The photodetector 25 is provided with a TFT (thin film transistor) 26 as a switching element and a photodiode 27 as a photosensor as a light receiving element. The TFT 26 and the photodiode 27 are formed of, for example, a-Si (amorphous silicon) as a base material. The size of the photoelectric conversion substrate 21 in the direction along the plane is, for example, square and one side is 50 cm.

CsI/Tl 형광체층(22)은 광전변환기판(21)상에 직접 형성되어 있다. CsI/Tl 형광체층(22)은 광전변환기판(21)의 X선(2)의 입사측에 위치하고 있다. CsI/Tl 형광체층(22)은 X선(2)을 광(형광)으로 변환하는 것이다. 또한, 포토다이오드(27)는 CsI/Tl 형광체층(22)에서 변환된 광을 전기신호로 변환하는 것이다.The CsI / Tl phosphor layer 22 is formed directly on the photoelectric conversion substrate 21. The CsI / Tl phosphor layer 22 is located on the incident side of the X-ray 2 of the photoelectric conversion substrate 21. The CsI / T1 phosphor layer 22 converts the X-ray 2 into light (fluorescence). Further, the photodiode 27 converts the light converted in the CsI / Tl phosphor layer 22 into an electric signal.

CsI/Tl 형광체층(22)은 광전변환기판(21)상에 신틸레이터재를 증착시킴으로써 형성되어 있다. 신틸레이터재로서는 요오드화 세슘(CsI)을 주성분으로 하는 재료를 사용할 수 있다.The CsI / Tl phosphor layer 22 is formed by depositing a scintillator material on the photoelectric conversion substrate 21. As the scintillator material, a material containing cesium iodide (CsI) as a main component can be used.

CsI/Tl 형광체층(22)의 두께는 100 내지 1000㎛ 범위내로 설정되어 있다. 보다 적절하게는 감도와 해상도를 평가하여 CsI/Tl 형광체층(22)의 두께는 200 내지 600㎛의 범위내로 설정되어 있다. 그리고, 본 실시형태에서 CsI/Tl 형광체층(22)의 두께는 500㎛로 조정되어 있다. 신틸레이터재로서는 주성분인 CsI에 탈륨(Tl) 또는 요오드화 탈륨(TlI)을 첨가한 재료를 사용하고 있다. 이에 의해, CsI/Tl 형광체층(22)은 X선이 입사됨으로써 적절한 파장의 광(형광)을 방출할 수 있다.The thickness of the CsI / T1 phosphor layer 22 is set within a range of 100 to 1000 mu m. More preferably, the thickness and the thickness of the CsI / Tl phosphor layer 22 are set within a range of 200 to 600 mu m by evaluating sensitivity and resolution. In this embodiment, the thickness of the CsI / T1 phosphor layer 22 is adjusted to 500 탆. As the scintillator material, a material in which thallium (Tl) or thallium iodide (TlI) is added to CsI as a main component is used. As a result, the CsI / T1 phosphor layer 22 can emit light (fluorescence) having an appropriate wavelength by the incident X-ray.

또한, 도 2에 도시한 방습커버(5)는 CsI/Tl 형광체층(22)을 완전히 덮고, CsI/Tl 형광체층(22)에 봉착(封着, sealing)되어 있다. 방습 커버(5)는 예를 들어 알루미늄 합금으로 형성되어 있다. 방습 커버(5)의 두께가 커지면, CsI/Tl 형광체층(22)에 입사되는 X선량이 감쇠되어 X선 검출패널(3)의 감도의 저하를 초래한다. 이 때문에, 방습 커버(5)의 두께는 가능한 작게 한 편이 바람직하다. 방습커버(5)의 두께를 설정하는 데에 있어서는 방습커버(5)의 형상의 안정성, 제조에 견디는 강도, CsI/Tl 형광체층(22)에 입사되는 X선(2)의 감쇄량 등의 각종 파라미터의 밸런스가 고려된다. 고려의 결과, 방습커버(5)의 두께는 50 내지 500㎛의 범위내로 설정되어 있다. 본 실시형태에서 방습 커버(5)의 두께는 200㎛로 설정되어 있다.The moisture-proof cover 5 shown in FIG. 2 completely covers the CsI / Tl phosphor layer 22 and is sealed to the CsI / Tl phosphor layer 22. The moisture-proof cover 5 is made of, for example, an aluminum alloy. When the thickness of the moisture-proof cover 5 is increased, the amount of X-ray incident on the CsI / T1 phosphor layer 22 is attenuated to cause a decrease in the sensitivity of the X-ray detection panel 3. [ Therefore, the thickness of the moisture-proof cover 5 is preferably as small as possible. In setting the thickness of the moisture-proof cover 5, various parameters such as the stability of the shape of the moisture-proof cover 5, the strength to withstand manufacturing, and the attenuation amount of the X-ray 2 incident on the CsI / Is considered. As a result of consideration, the thickness of the moisture-proof cover 5 is set within a range of 50 to 500 mu m. In this embodiment, the thickness of the moisture-proof cover 5 is set to 200 mu m.

광전변환기판(21)의 외주부에는 외부와 접속하기 위한 복수의 패드가 형성되어 있다. 복수의 패드는 광전변환기판(21)의 구동을 위한 전기신호의 입력 및 출력신호의 출력에 사용된다.A plurality of pads for connection to the outside are formed on the outer peripheral portion of the photoelectric conversion substrate 21. [ The plurality of pads are used for inputting an electric signal for driving the photoelectric conversion substrate 21 and for outputting an output signal.

X선 검출패널(3) 및 방습커버(5)의 집합체는 얇은 부재를 적층하여 구성되어 있으므로, 그 집합체는 가볍고, 강도가 낮은 것이다. 이 때문에, X선 검출패널(3)은 점착 시트를 통하여 지지기판(4)의 평탄한 한 면에 고정되어 있다. 지지기판(4)은 예를 들어 알루미늄 합금으로 형성되고, X선 검출패널(3)을 지지하여 유지하기 위해 필요한 강도를 갖고 있다.Since the aggregate of the X-ray detecting panel 3 and the moisture-proof cover 5 is formed by laminating thin members, the aggregate is light and has low strength. Therefore, the X-ray detecting panel 3 is fixed to a flat surface of the supporting substrate 4 through the adhesive sheet. The support substrate 4 is made of, for example, an aluminum alloy, and has a strength necessary to support and hold the X-ray detection panel 3. [

지지기판(4)의 다른 면에는 납 플레이트(6)와 방열절연시트(7)를 통하여 회로기판(8)이 고정되어 있다. 회로기판(8) 및 X선 검출패널(3)은 플렉시블 회로기판(9)을 통하여 접속되어 있다. 플렉시블 회로기판(9)과 광전변환기판(21)의 접속에는 ACF(비등방성 도전필름)을 이용한 열압착법이 사용된다. 이 방법에 의해, 복수의 미세한 신호선의 전기적 접속이 확보된다. 회로기판(8)에는 플렉시블 회로기판(9)에 대응하는 커넥터가 실장되어 있다. 회로기판(8)은 커넥터 등을 통하여 X선 검출패널(3)에 전기적으로 접속되어 있다. 회로기판(8)은 X선 검출패널(3)을 전기적으로 구동하고, 또한 X선 검출패널(3)로부터의 출력신호를 전기적으로 처리하는 것이다.The circuit board 8 is fixed to the other surface of the supporting substrate 4 through the lead plate 6 and the heat radiation insulating sheet 7. [ The circuit board 8 and the X-ray detecting panel 3 are connected to each other through a flexible circuit board 9. A thermocompression bonding method using an ACF (anisotropic conductive film) is used for connection between the flexible circuit substrate 9 and the photoelectric conversion substrate 21. With this method, electrical connection of a plurality of minute signal lines is ensured. On the circuit board 8, a connector corresponding to the flexible circuit board 9 is mounted. The circuit board 8 is electrically connected to the X-ray detection panel 3 through a connector or the like. The circuit board 8 electrically drives the X-ray detecting panel 3 and electrically processes the output signal from the X-ray detecting panel 3. [

하우징체(11)는 X선 검출패널(3), 지지기판(4), 방습커버(5), 회로기판(8), 납 플레이트(6), 방열절연시트(7), 지주(10)를 수용하고 있다. 하우징체(11)는 X선 검출패널(3)과 대향한 위치에 형성된 개구를 갖고 있다. 지주(10)는 하우징체(11)에 고정되고, 지지기판(4)을 지지하고 있다.The housing body 11 includes an X-ray detecting panel 3, a supporting board 4, a moisture-proof cover 5, a circuit board 8, a lead plate 6, a heat- . The housing body (11) has an opening formed at a position facing the X-ray detection panel (3). The support (10) is fixed to the housing body (11) and supports the support substrate (4).

입사창(12)은 하우징체(11)의 개구에 부착되어 있다. 입사창(12)은 X선(2)을 투과시키므로, X선(2)은 입사창(12)을 투과하여 X선 검출패널(3)에 입사된다. 입사창(12)은 판형상으로 형성되고, 하우징체(11)의 내부를 보호하는 기능을 갖고 있다. 입사창(12)은 X선 흡수율이 낮은 재료로 얇게 형성하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 입사창(12)에서 발생하는 X선(2)의 산란과, X선량의 감쇄를 감소시킬 수 있다.The incident window (12) is attached to the opening of the housing body (11). The incident window 12 transmits the X-ray 2, so that the X-ray 2 passes through the incident window 12 and is incident on the X-ray detection panel 3. The incident window 12 is formed in a plate shape and has a function of protecting the inside of the housing body 11. [ It is preferable that the incidence window 12 is made thin with a material having a low X-ray absorptivity. Thereby, scattering of the X-ray 2 generated in the incident window 12 and attenuation of the X-ray dose can be reduced.

다음에, 도 3은 CsI/Tl 형광체층(22)의 발광 스펙트럼의 파장과 발광강도의 관계를 도시한 그래프이다. 발광 스펙트럼은 파장에 대한 적분값 즉 면적이 동일해지도록 규격화하고 있다. 샘플에는 본 실시형태에 대응한 실시예 1 및 2, 비교예 1~4가 포함된다.Next, FIG. 3 is a graph showing the relationship between the wavelength of the emission spectrum of the CsI / T1 phosphor layer 22 and the light emission intensity. The luminescence spectrum is standardized so that the integrated value or area with respect to wavelength becomes equal. The samples include Examples 1 and 2 and Comparative Examples 1 to 4 corresponding to the present embodiment.

그리고, 실시예 1의 발광 스펙트럼은 주피크가 530㎚에 있고, 또한 560~600㎚에 별도의 피크 즉 부피크가 매몰되어 있다. 이를 가우스 함수로 분해하면, 도 4에 도시한 바와 같이, 53%의 530㎚의 주피크(P1)와, 47%의 580㎚의 부피크(P2)의 복합형인 것을 알 수 있었다. 즉, (실시예 1의 발광 스펙트럼)=0.53×(530㎚를 피크로 하는 가우스 함수)+0.47×(580㎚을 피크로 하는 가우스 함수)로 표시된다. 또한, 530㎚의 주피크의 가우스 함수의 표준편차는 25㎚, 580㎚의 부피크의 가우스 함수의 표준편차는 30㎚로 하고 있다. 또한, 도 4의 P는 가우스 함수에 의한 실시예 1의 발광 스펙트럼의 계산값이다.The emission spectrum of Example 1 has a main peak at 530 nm and another peak at 560 to 600 nm, that is, a sub peak. As shown in Fig. 4, the decomposition of the Gaussian function reveals that the main peak P1 of 53% at 530 nm and the sub peak P2 at 47% of 580 nm are complex types. (Emission spectrum of Example 1) = 0.53 x (Gauss function with a peak at 530 nm) + 0.47 x (Gauss function with a peak at 580 nm). The standard deviation of the Gaussian function of the main peak at 530 nm is 25 nm, and the standard deviation of the Gaussian function of the sub peak at 580 nm is 30 nm. 4 is a calculated value of the emission spectrum of Example 1 by the Gaussian function.

실시예 2의 발광 스펙트럼은 주피크가 545㎚에 있고, 또한 실시예 1의 발광 스펙트럼과 동일하게 560~600㎚에 별도의 피크 즉 부피크가 매몰되어 있다. 이를 가우스 함수로 분해하면, 60%의 545㎚의 주피크와, 40%의 595㎚의 부피크의 복합형인 것을 알 수 있었다. 즉, (실시예 2의 발광 스펙트럼)=0.60×(545㎚를 피크로 하는 가우스 함수)+0.40×(595㎚를 피크로 하는 가우스 함수)로 표시된다.The emission spectrum of Example 2 had a main peak at 545 nm, and another peak, that is, a sub peak, was buried at 560 to 600 nm in the same manner as in the emission spectrum of Example 1. When this was decomposed by the Gaussian function, it was found that the main peak of 545 nm of 60% and the complex type of sub peak of 405% of 595 nm were obtained. (Emission spectrum of Example 2) = 0.60 x (Gauss function with a peak at 545 nm) + 0.40 x (Gauss function with a peak at 595 nm).

실시예 1 및 2의 CsI/Tl 형광체층(22)의 특성은 CsI/Tl 형광체층(22)의 제조과정의 프로세스에 의해 조정할 수 있고, 특히 Tl의 결정(結晶)시의 변형의 영향을 조작함으로써 조정하는 것이 가능해져 있다.The characteristics of the CsI / Tl phosphor layers 22 of Examples 1 and 2 can be adjusted by the process of manufacturing the CsI / Tl phosphor layer 22, and in particular, the influence of deformation at the crystal (crystal) So that it is possible to adjust it.

그리고, 이들 샘플의 X선 조사전후의 감도 열화를 조사한 결과는, 도 5와 같다. 비교예 1~4의 샘플은, 주피크는 520~545㎚이지만, 비교예 2 및 3은 부피크가 없고, 비교예 1 및 4는 주피크보다 단파장측에 부피크가 존재한다.The results of the sensitivity deterioration of these samples before and after X-ray irradiation are shown in Fig. The samples of Comparative Examples 1 to 4 had a main peak of 520 to 545 nm, but Comparative Examples 2 and 3 had no sub peak, and Comparative Examples 1 and 4 had a sub peak at a shorter wavelength side than the main peak.

그에 대하여, 실시예 1 및 2의 CsI/Tl 형광체층(22)은 주피크야말로 비교예 1~4와 동일한 정도의 530~545㎚이지만, 부피크가 주피크보다 장파장 영역의 580~595㎚에 있으므로, 평면검출기 및 CCD-DR장치에서 사용하는 센서 감도와의 정합성이 좋고 고감도 특성이 얻어지기 쉽다.On the other hand, the CsI / T1 phosphor layers 22 of Examples 1 and 2 have the same main peaks as those of Comparative Examples 1 to 4 at 530 to 545 nm, but the sub-peaks at 580 to 595 nm Therefore, it has good compatibility with the sensor sensitivity used in the plane detector and the CCD-DR device, and high sensitivity characteristics are easily obtained.

즉, 실시예 1 및 2의 CsI/Tl 형광체층(22)은 평면검출기에서 사용하는 아몰퍼스 실리콘의 감도피크(550㎚), 및 CCD-DR장치에서 사용하는 CCD 즉 결정실리콘의 감도피크(550㎚ 보다 장파장측)과 정합성이 있고, 장치로서 고감도 특성이 얻어지기 쉽다.That is, the CsI / T1 phosphor layer 22 of Examples 1 and 2 has a sensitivity peak (550 nm) of the amorphous silicon used in the planar detector and a sensitivity peak (550 nm) of the CCD used in the CCD- Wavelength side), and high sensitivity characteristics are easily obtained as an apparatus.

또한, 실시예 1 및 2의 CsI/Tl 형광체층(22)은 11500R의 X선을 조사후의 감도잔존율이 비교예 1과 동등하고, 비교예 2~4보다 우수하다. 비교예 1은 감도특성이 실시예 1 및 2의 CsI/Tl 형광체층(22)과 비교하여 떨어진다.In addition, the CsI / T1 phosphor layer 22 of Examples 1 and 2 is superior to Comparative Examples 2 to 4 in that the sensitivity remaining ratio after irradiation with 11500R of X-ray is equal to that of Comparative Example 1. In Comparative Example 1, the sensitivity characteristic is lower than that of the CsI / Tl phosphor layer 22 of Examples 1 and 2. [

따라서, 실시예 1 및 2에 의해 X선 조사전의 감도를 향상시키고, 감도 열화를 억제한 CsI/Tl 형광체층(22)을 얻을 수 있었다.Therefore, the sensitivity of the CsI / T1 phosphor layer 22 before the X-ray irradiation was improved and the deterioration of the sensitivity was suppressed by Examples 1 and 2, respectively.

또한, 도 6은 실시예 1과 비교예 4의 CsI/Tl 형광체층(22)의 광흡수 스펙트럼의 파장과 광흡수율의 관계를 도시한 그래프이다. 또한, 종축은 광흡수율에 대응한 수치이기는 하지만, 측정상, 산란에 의해 소실되는 광의 기여를 평가할 수 없었으므로, 정확한 광흡수율은 산출되지 않고, 임의 단위로 했다.6 is a graph showing the relationship between the wavelength of the light absorption spectrum and the light absorptivity of the CsI / T1 phosphor layer 22 of Example 1 and Comparative Example 4. In addition, although the vertical axis indicates a value corresponding to the light absorption rate, since the contribution of light lost due to scattering on the measurement can not be evaluated, an accurate light absorption rate is not calculated, and it is arbitrary.

실시예 1과 비교예 4의 두 샘플 모두 X선 조사전에 비하여 X선 조사후(1000시간후)의 파장이 길어질수록 투과율이 상승하는 것과, 520㎚와 560㎚에 광흡수의 피크가 존재했다. 그리고, 그 피크의 크기는 X선 조사를 계속함으로써 증대되는 것이 확인되었다.Both the samples of Example 1 and Comparative Example 4 had a higher transmittance and a peak of light absorption at 520 nm and 560 nm as the wavelength after X-ray irradiation (after 1000 hours) became longer as compared to before X-ray irradiation. It was confirmed that the size of the peak was increased by continuing the X-ray irradiation.

따라서, 상술한 감도와의 정합성에 추가하여 CsI/Tl 형광체층(22)의 발광 스펙트럼은 X선 조사에 의해 광흡수율이 증대되는 520~560㎚와는 별개의 피크를 갖는 것은 X선 내성을 향상시키기 위한 유효한 수단인 것이 뒷받침되었다.Therefore, in addition to the above compatibility with the sensitivity, the emission spectrum of the CsI / Tl phosphor layer 22 has a peak which is different from 520 to 560 nm in which the light absorption rate is increased by X-ray irradiation, It is a valid means for

본 실시형태에 따르면, CsI/Tl 형광체층(22)의 발광 스펙트럼이 510~550㎚의 주피크와 함께 그 주피크보다 장파장 영역에 부피크를 가짐으로써, CsI/Tl 형광체층(22)의 감도를 향상시키고, 또한 방사선에 의한 CsI/Tl 형광체층(22)의 감도 저하를 감소시킬 수 있다.According to the present embodiment, the emission spectrum of the CsI / Tl phosphor layer 22 has a main peak in the range of 510 to 550 nm and has a negative peak in the longer wavelength region than the main peak, And the decrease in sensitivity of the CsI / T1 phosphor layer 22 caused by radiation can be reduced.

부피크는 560~600㎚의 파장영역이므로, CsI/Tl 형광체층(22)의 감도를 향상시키고, 또한 방사선에 의한 CsI/Tl 형광체층(22)의 감도 저하를 감소시킬 수 있다. 부피크의 범위는 560㎚보다 단파장측이면, 광흡수 피크의 영향이 있고, 또한 600㎚ 보다 장파장측이면, 평면검출기에서 사용하는 아몰퍼스 실리콘의 감도 피크와 차가 커지므로, 560~600㎚의 파장영역이 바람직하다.Since the bulky region has a wavelength range of 560 to 600 nm, the sensitivity of the CsI / Tl phosphor layer 22 can be improved and the sensitivity of the CsI / Tl phosphor layer 22 caused by radiation can be reduced. When the range of the sub peak is shorter than 560 nm, the light absorption peak is influenced. When the range of the sub peak is longer than 600 nm, the difference from the sensitivity peak of the amorphous silicon used in the flat detector is large. .

다음에, 도 7에 제2 실시형태를 도시한다. 또한, 제1 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 그 구성 및 작용효과에 대해서만 설명을 생략한다.Next, Fig. 7 shows a second embodiment. The same components as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and a description thereof will be omitted.

도 7은 신틸레이터 패널(31) 및 신틸레이터 패널(31)을 사용한 평면검출기인 방사선 검출기(32)를 도시한다.7 shows a radiation detector 32 which is a planar detector using a scintillator panel 31 and a scintillator panel 31. Fig.

신틸레이터 패널(31)은 X선을 투과하는 기판(33)상에 반사층(34)을 통하여 CsI/Tl 형광체층(22)이 형성되어 있다. 반사층(34)은 기판(33)과 CsI/Tl 형광체층(22) 사이에 개재되어 있다. CsI/Tl 형광체층(22)은 방습막(35)에 의해 덮여 있다.The scintillator panel 31 has a CsI / T1 phosphor layer 22 formed on a substrate 33 through which X-rays are transmitted through a reflection layer 34. [ The reflective layer 34 is interposed between the substrate 33 and the CsI / T1 phosphor layer 22. The CsI / Tl phosphor layer 22 is covered with a moisture-proof film 35.

신틸레이터 패널(31)과 광전변환기판(36)과 조합시켜 방사선 검출기(32)가 구성되어 있다. 광전변환기판(36)은 수광소자로서의 포토다이오드(37)를 구비하고 있고, 제1 실시형태의 광전변환기판(21)과 동일하게 구성되어 있다.The radiation detector 32 is configured in combination with the scintillator panel 31 and the photoelectric conversion substrate 36. The photoelectric conversion substrate 36 is provided with a photodiode 37 as a light receiving element and is configured in the same manner as the photoelectric conversion substrate 21 of the first embodiment.

그리고, 신틸레이터 패널(31) 및 신틸레이터 패널(31)을 사용한 방사선 검출기(32)에 있어서도, CsI/Tl 형광체층(22)을 사용하고 있음으로써, 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.The radiation detector 32 using the scintillator panel 31 and the scintillator panel 31 also uses the CsI / T1 phosphor layer 22 to obtain the same operational effects as those of the first embodiment have.

다음에, 도 8에 제3 실시형태를 도시한다. 또한, 제1 및 제2 실시형태와 동일한 구성에 대해서는 동일한 부호를 사용하고, 그 구성 및 작용효과에 대한 설명을 생략한다.Next, a third embodiment is shown in Fig. The same components as those of the first and second embodiments are denoted by the same reference numerals, and a description of the configuration and operation effects is omitted.

도 8은 신틸레이터 패널(31)을 사용한 방사선 검출기로서의 CCD-DR장치(41)를 도시한다. CCD-DR 장치(41)는 하우징체(42)를 갖고, 이 하우징체(42)의 일단에 신틸레이터 패널(31)이 배치되며 하우징체(42)의 내부에 거울면의 반사판(43) 및 렌즈(44)가 설치되고, 하우징체(42)의 타단에 수광소자(CCD)(45)가 설치되어 있다.Fig. 8 shows a CCD-DR device 41 as a radiation detector using a scintillator panel 31. Fig. The CCD-DR device 41 has a housing body 42, a scintillator panel 31 is disposed at one end of the housing body 42, A lens 44 is provided and a light receiving element (CCD) 45 is provided at the other end of the housing body 42.

그리고, X선 발생원(X선관)으로부터 방사된 X선(2)이 신틸레이터 패널(31)에 입사되고 CsI/Tl 형광체층(22)으로 변환한 광(46)이 CsI/Tl 형광체층(22)의 표면으로부터 출사된다. 이 CsI/Tl 형광체층(22)의 표면에 X선 상(像)이 비추어지면, 이 X선 상을 반사판(43)으로 반사하고 또한 렌즈(44)에서 집광하여 수광소자(45)에 조사하고, 수광소자(45)에서 X선상을 전기신호로 변환하여 출력한다.The X-ray 2 emitted from the X-ray source (X-ray tube) is incident on the scintillator panel 31 and the light 46 converted into the CsI / T1 phosphor layer 22 passes through the CsI / T1 phosphor layer 22 As shown in Fig. When an X-ray image is projected on the surface of the CsI / T1 phosphor layer 22, the X-ray image is reflected by the reflection plate 43 and condensed by the lens 44 to be incident on the light receiving element 45 , The light receiving element 45 converts the X-ray image into an electric signal and outputs the electric signal.

그리고, CCD-DR 장치(41)에서도 CsI/Tl 형광체층(22)을 사용하고 있음으로써, 제1 실시형태와 동일한 작용효과를 얻을 수 있다.Since the CsI / T1 phosphor layer 22 is also used in the CCD-DR device 41, the same operation and effect as those of the first embodiment can be obtained.

본 발명의 몇가지 실시형태를 설명했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것이고, 발명의 범위를 한정하려는 의도는 없다. 이들 신규의 실시형태는 그 밖의 여러가지 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서, 여러가지 생략, 치환, 변경을 실시할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형은 발명의 범위나 요지에 포함되고, 특허청구범위에 기재된 발명과 그 균등한 범위에 포함된다.Although several embodiments of the present invention have been described, these embodiments are provided as examples and are not intended to limit the scope of the present invention. These new embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and alterations can be made without departing from the gist of the invention. These embodiments and modifications are included in the scope and spirit of the invention and are included in the scope of equivalents of the invention described in the claims.

Claims

A photoelectric conversion substrate on which a plurality of light receiving elements are arranged, and
And a phosphor layer formed on the photoelectric converter plate and converting the radiation into light,
The emission spectrum of the phosphor layer has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak,
And the wavelength of the main peak of the emission spectrum of the phosphor layer is different from the wavelength of the absorption peak of the light absorption spectrum of the phosphor layer.

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A radiation-transmitting substrate, and
And a phosphor layer formed on the substrate and converting radiation into light,
Wherein the phosphor layer has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak,
The wavelength of the main peak of the emission spectrum of the phosphor layer is different from the wavelength of the absorption peak of the light absorption spectrum of the phosphor layer.

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A scintillator panel having a substrate through which radiation is transmitted, a scintillator panel formed on the substrate and having a phosphor layer for converting radiation into light,
And a plurality of light receiving elements for receiving the light converted into the phosphor layer of the scintillator panel,
Wherein the phosphor layer has a main peak in a wavelength region of 510 to 550 nm and a sub peak in a longer wavelength region than the main peak,
And the wavelength of the main peak of the emission spectrum of the phosphor layer is different from the wavelength of the absorption peak of the light absorption spectrum of the phosphor layer.

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