KR20070035449A - 방사선 화상 검출기 - Google Patents
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Abstract
방사선 화상을 담지한 기록용 전자기파의 조사에 의해 전하를 발생시키고 축적하는 전하 축적층; 판독광의 조사에 의해 전하를 발생시키는 광도전층; 및 상기 판독광을 투과하고 소정의 간격으로 평행하게 배열된 복수의 제 1 선상 전극을 갖는 전극층의 나열된 순서를 따르는 것을 포함하는 방사선 화상 검출기이다. 또한, 광도전층과 전기적으로 도통하는 제 2 선상 전극이 각 제 1 선상 전극간에 제공되고, 판독광을 차광하는 선상 차광 절연체가 각 제 2 선상 전극의 광도전층의 반대측에 제공된다. 선상 차광 절연체는 선상 차광 절연체의 측단면부가 제 1 및 제 2 선상 전극 근방의 대향하는 측단면부 사이에 위치하도록 폭을 갖는다.
화상 검출기, 전하 축적층, 제 1 선상 전극, 선상 차광 절연체
Description
도 1은 구성을 예시하는 본 발명의 일실시형태에 의한 방사선 화상 검출기의 개략도이다.
도 2는 도 1에서의 2-2선을 따라 취한 도 1에 나타낸 방사선 화상 검출기의 단면도이다.
도 3A 및 3B는 방사선 화상이 기록될 때의 도 1에 나타낸 방사선 화상 검출기의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 4는 방사선 화상이 판독될 때의 도 1에 나타낸 방사선 화상 검출기의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 5는 잔류 전하가 소거될 때의 도 1에 나타낸 방사선 화상 검출기의 동작을 설명하는 설명도이다.
도 6은 본 발명의 다른 실시형태에 의한 방사선 화상 검출기의 개략도이다.
도 7은 선상 차광 절연체로 이용될 수 있는 재료의 광투과율의 일례를 설명하는 그래프이다.
도 8은 방사선 화상 검출기의 감도와 선상 차광 절연체의 폭의 관계를 예시하는 도면이다.
도 9A 및 도 9B는 도 8에 나타낸 측정된 데이터를 얻을 때 이용되는 방사선 화상 검출기를 예시하는 도면이다.
도 10A 내지 10C는 구성을 예시하는 종래의 방사선 화상 검출기의 개략도이다.
본 발명은 방사선 화상을 담지(擔持)한 방사선의 조사를 받아서 방사선 화상을 기록하고, 판독광에 의해 주사될 때 기록된 방사선 화상에 따라 신호를 출력하는 방사선 화상 검출기에 관한 것이다.
종래, 의료 등의 산업 분야에서 다양한 타입의 방사선 화상 검출기가 제안되고 실용화되어 있다. 상기 검출기는 피사체를 투과한 방사선의 조사를 받음으로써 전하를 발생하고, 그 전하를 축적함으로써 피사체의 방사선 화상을 기록한다.
상기 방사선 화상 검출기는, 예컨대, 미국 특허 제6,770,901호 공보에 제안되어 있다. 검출기는 방사선을 투과하는 제 1 전극층; 방사선의 조사를 받음으로써 전하를 발생하는 기록용 광도전층; 잠상 전하에 대해서는 절연체로서 작용하고 잠상 전하의 반대 극성의 전하에 대해서는 도전체로서 작용하는 전하 수송층; 판독광의 조사를 받음으로써 전하를 발생시키는 판독 광도전층; 및 판독광을 투과하고 선상으로 연장되는 투명 선상 전극과 판독광을 차광하는 선상에 연장되는 차광 선상 전극이 서로 평행하게 교대로 배열된 제 2 전극층의 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조로 구성된다.
상술한 바와 같은 방식으로 형성된 방사선 화상 검출기를 이용하여 방사선 화상을 기록할 때, 피사체를 투과한 방사선이 제 1 전극층에 부의 고전압이 인가되면서 제 1 전극층측으로부터 검출기상에 조사된다. 상술한 방식으로 검출기상에 조사된 방사선은 제 1 전극층을 투과하고 기록용 광도전층에 조사된다. 그 후, 기록용 광도전층의 방사선의 조사된 영역에 있어서 전하쌍이 발생하고, 전하쌍 중 양전하는 음으로 대전된 제 1 전극층으로 이동하고, 제 1 전극층에서 대전된 음전하와 결합하여 소멸한다. 한편, 상술한 바와 같은 방식으로 발생된 전하쌍 중 음전하는 양으로 대전된 제 2 전극층을 향하여 이동하지만, 전하 수송층은 음전하에 대해서는 절연체로서 작용하기 때문에, 전하 수송층에 의해 차단되고, 상기 음전하는 기록용 광도전층과 전하 수송층간의 축적부라 불리는 계면에 축적된다. 상기 축적부로의 음전하의 축적은 방사선 화상의 기록을 이룬다.
상술한 바와 같은 방식으로 기록된 방사선 화상을 판독할 때, 판독광은 제 2 전극층측으로부터 검출기상에 조사된다. 검출기상에 조사된 판독광은 제 2 전극층의 투명 선상 전극을 투과하고, 판독용 광도전층에 조사되고, 이로써 판독용 광도전층에 전하쌍이 발생된다. 판독용 광도전층에서 발생된 전하쌍 중 양전하는 축적부에 축적된 음전하와 결합하는 반면에, 전하쌍 중 음전하는 투명 선상 전극상에 대전된 양전하와 결합하고, 이로써 전류가 투명 선상 전극에 접속된 전류 검출 증폭기에 의해 검출되어, 그 후 전압값으로 변환되어서 화상 신호로서 출력된다.
판독광을 차광하는 차광 전극을 구비한 방사선 화상 검출기에 의하면, 화상이 판독될 때, 각 차광 선상 전극에 대응하는 판독용 광도전층의 영역으로의 조사 된 방사선이 방해될 수 있다. 이것은 축적된 잠상을 갖는 축적부와 차광 선상 전극 사이에서의 방전을 방해하여, 차광 선상 전극이 제공되지 않을 경우와 비교하면 각 투명 선상 전극 근방의 판독용 광도전층의 영역으로의 전하량이 상대적으로 증가될 수 있다. 이로써, 투명 선상 전극을 통해 방사선 화상 검출기로부터 외부에 얻을 수 있는 신호 전하의 양은 차광 선상 전극이 제공되지 않을 경우와 비교하면 상대적으로 증가될 수 있고, 이로써 판독 효율을 향상시킬 수 있다.
여기서, 일본 공개 특허 제 2003-031836호 공보는 차광 선상 전극의 형성을 위한 방법 중 하나를 개시한다. 상기 방법에서 도 10A에 나타낸 바와 같이, 투명한 선상 전극(45b)의 판독광이 조사되는 면측에, 판독광을 차광하는 차광막(45c)이 제공된다. 도 10A에 나타낸 방사선 화상 검출기(40)는 제 1 전극층(41), 기록용 광도전층(42), 전하 수송층(43), 판독용 광도전층(44), 제 2 전극층(45) 및 유리 기판(47)의 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조에 의해 구성된다. 제 2 전극층(45)은 판독광을 투과하는 투명 선상 전극(45a)과, 판독광을 투과하는 선상 전극(45b) 및 판독광을 차광하는 차광막(45c)에 의해 각각 구성되는 차광 선상 전극을 포함한다. 절연층(48)은 투명 선상 전극(45a)/선상 전극(45b)과 차광막(45c) 사이에 제공된다.
일본 공개 특허 제 2003-031836호 공보에 의한 방사선 화상 검출기(40)에서, 도 10A에 나타낸 바와 같이, 각 차광막(45c)이 제공되어, 투명 선상 전극(45a) 근방의 측단면 사이에 판독용 광도전층(44)의 영역에 대응하는 영역을 커버하여, 각 투명 선상 전극(45a)의 단부 근방의 판독용 광도전층(44)의 영역에서의 전하가 충 분히 방전되지 않고, 그만큼 판독 효율에서의 저하를 야기한다.
또한, 일본 공개 특허 제 2003-218335호 공보는, 도 10B 또는 C에 나타낸 바와 같이, 투명한 선상 전극(55b 또는 65b)의 판독광이 조사되는 면측에 차광막(55c 또는 65c)을 제공함으로써 차광 선상 전극을 형성하는 방법을 제안한다.
일본 공개 특허 제 2003-218335호 공보에 개시된 방사선 화상 검출기(50 또는 60)에서는, 도 10B 또는 10C에 나타낸 바와 같이, 각 차광막(55c 또는 65c)이 각 선상 전극(55b 또는 65b)의 측단부로만 연장하도록 제공되어, 각 선상 전극(55b 또는 65b)의 단부 근방의 판독용 광도전층(44)의 영역에서의 전하가 방전되어, 그만큼 판독 효율에서의 저하를 야기한다. 도 10B에 나타낸 방사선 화상 검출기(50)는 제 1 전극층(51), 기록용 광도전층(52), 전하 수송층(53), 판독용 광도전층(54), 제 2 전극층(55) 및 유리 기판(57)을 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조에 의해 구성된다. 제 2 전극층(55)은 판독광을 투과하는 투명 선상 전극(55a)과 각각이 판독광을 투과하는 선상 전극(55b) 및 판독광을 차광하는 차광막(55c)으로 이루어지는 차광 선상 전극을 포함한다. 도 10C에 나타낸 방사선 화상 검출기(60)는 제 1 전극층(61), 기록용 광도전층(62), 전하 수송층(63), 판독용 광도전층(64), 제 2 전극층(65) 및 유리 기판(67)의 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조에 의해 구성된다. 제 2 전극층(65)은 판독광을 투과하는 투명 선상 전극(65a)과, 각각이 판독광을 투과하는 선상 전극(65b) 및 판독광을 차광하는 차광막(65c)으로 이루어지는 차광 선상 전극을 포함한다. 또한, 절연층(68)이 투명 선상 전극(65a)과 차광 선상 전극 사이에 제공된다.
한편, 상술한 방사선 화상 검출기에서는, 상술한 바와 같은 방식으로 화상이 판독된 후, 축적부에 잔존하는 잔류 전하가 소거된다. 보다 구체적으로는, 소거광이 제 2 전극층측에서의 검출기상에 조사되어, 판독용 광도전층에서 전하쌍이 발생되는 것을 야기하고, 한 극성의 전하가 축적부에 잔존하는 잔류 전하와 결합하여 이로써 잔류 전하가 소거된다.
그러나, 예컨대, 도 10C에 나타낸 방사선 화상 검출기(60)와 같이, 차광 선상 전극의 표면상에 절연층(68)이 제공되면, 상술한 바와 같은 방식으로 소거광에 의해 발생된 전하쌍의 다른 극성의 전하가, 도 10C에 나타낸 바와 같이, 절연층(68)상에 남는다. 상기 전하가 다음 방사선 화상의 기록 및 판독 프로세스에 있어서 얻어지는 화상에 잔상으로서 나타난다.
본 발명은 상술한 상황을 감안하여 발전된 것으로, 본 발명의 목적은 판독 효율을 향상시키고 상술한 잔상의 발생을 방지할 수 있는 판독광을 차광하는 차광 선상 전극을 구비한 방사선 화상 검출기를 제공하는 것이다.
본 발명의 방사선 화상 검출기는:
방사선 화상을 담지한 기록용 전자기파의 조사에 의해 전하를 발생시키고, 그 발생된 전하를 축적하는 전하 축적층;
판독광의 조사에 의해 전하를 발생시키는 광도전층;
판독광을 투과하고 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열된 복수의 제 1 선상 전극을 갖는 전극층을 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조로 이루어지는 방사선 화상 검출기에 있어서,
상기 각 제 1 전극간에 광도전층과 전기적으로 도통하는 제 2 선상 전극이 제공되고, 판독광을 차광하는 선상 차광 절연체가 광도전층측의 반대측상의 제 2 선상 전극의 각각에 제공되고,
상기 선상 차광 절연체는 종방향으로 연장되는 선상 차광 절연체의 측단면부가 종방향으로 연장되는 제 1 및 제 2 선상 전극의 대향하는 측단면부와의 사이에 위치하도록 한 폭을 갖는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 방사선 화상 검출기에서는, 선상 차광 절연체가 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 그리고 제 2 선상 전극의 종방향으로 연장되는 동측상의 측단면간의 간격이 판독광의 파장보다도 커지도록 한 폭을 갖는 구성이 채용될 수 있다.
또한, 선상 차광 절연체는 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 그리고 제 1 선상 전극의 종방향으로 연장되는 근방의 대향하는 측단면간의 간격이 판독광의 파장 이상의 크기가 되도록 한 폭을 갖는 구성이 채용될 수 있다.
또한, 광도전층이 전하 축적층에 남는 잔류 전하를 소거하기 위한 소거광의 조사에 의해 전하를 발생하고 제 2 선상 전극 및 선상 차광 절연체가 상기 소거광을 투과하는 구성이 채용될 수 있다.
본 발명의 방사선 화상 검출기에 의하면, 각 제 1 선상 전극간에 광도전층과 전기적으로 도통하는 제 2 선상 전극이 제공되고, 각 제 2 선상 전극의 광도전층측 과는 반대측상에 판독광을 차광하는 선상 차광 절연체가 제공되고, 선상 차광 절연체는 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 측단면부가 제 1 및 제 2 선상 전극의 종방향으로 연장되는 근방의 대향하는 측단면부 사이에 위치하도록의 폭을 갖는다. 상기 배열은 각 제 1 선상 전극의 단부 근방의 광도전층의 영역에서의 전하가 충분히 방전되게 하고, 각 제 2 전극의 단부 근방의 광도전층의 영역에서의 전하가 방전을 방지할 수 있고, 이로써 판독 효율이 향상될 수 있다.
또한, 제 2 선상 전극은 광도전층과 전기적으로 도통한다. 이것은 방사선 화상 검출기에서와 같이 도 10C에 나타낸 소거 처리 후의 절연층상의 잔류 전하가 남는 것을 방지할 수 있고, 이로써 의한 잔상의 발생이 방지될 수 있다.
이하, 첨부 도면을 참조하여 본 발명의 방사선 화상 검출기의 일실시형태를 설명한다. 도 1은 본 실시형태의 방사선 화상 검출기의 사시도이다. 도 2는 도 1에서의 2-2선을 따라 취한 도 1에 나타낸 방사선 화상 검출기의 단면도이다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 본 실시형태의 방사선 화상 검출기(10)는 방사선 화상을 담지한 방사선을 투과하는 제 1 전극층(1); 제 1 전극층(1)을 투과한 방사선의 조사를 받음으로써 전하를 발생시키는 기록용 광도전층(2); 기록용 광도전층(2)에서 발생된 한쪽 극성의 전하에 대해서는 절연체로서 작용하고, 다른 쪽 극성의 전하에 대해서는 도전체로서 작용하는 전하 수송층(3); 판독광의 조사를 받음으로써 전하를 발생시키는 판독용 광도전층(4); 및 판독광을 투과하는 복수의 제 1 선상 전극(5a)과, 상기 각 제 1 선상 전극(5a) 사이에 각각 배치된 복수의 제 2 선상 전극(5d)과 상기 각 제 2 선상 전극상의 판독용 광도전층(4)과는 반대측상에 제공되는 선상 차광 절연체(5c)를 갖는 제 2 전극층(5)의 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조에 의해 구성된다. 또한, 기록용 광도전층(2)과 전하 수송층(3)의 사이에는 기록용 광도전층(2)에서 발생된 전하를 축적하는 축적부(6)가 형성된다. 상술한 층은 유리 기판상에 제 2 전극층(5)으로부터 쌓아 형성되는 것이지만, 도 1 및 도 2에서는 유리 기판이 생략된다.
제 1 전극층(1)은 방사선을 투과하는 것이면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 예컨대, NESA 막(SnO2), ITO(Indium Tin 0xide), 아몰포스상 투명 산화막인 IDIXO(Indemitsu Indium X-metal 0xide, Idemitsu Kosan Co., Ltd) 등이 50 내지 약 200㎚정도의 범위의 두께로 사용될 수 있다. 대안으로, 100㎚의 두께로 Al 또는 Au가 이용될 수도 있다.
제 2 전극층(5)은, 도 1에 나타낸 바와 같이, 소정의 간격을 두어서 교대로 평행하게 배열되는 제 1 선상 전극(5a)과 제 2 선상 전극(5b)을 포함한다.
제 1 선상 전극(5a)은 판독광 및 후술하는 소거광을 투과하는 도전성 재료로 이루어진다. 상술한 특성을 가지면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 상기 재료는 예컨대, 제 1 전극층(1)과 같이, ITO 및 IDIXO를 포함한다. 대안으로, 전극(5a)은 판독광 및 소거광을 투과하게 하는 두께(예컨대, 1O㎚정도)의 Al, Cr 등의 금속으로 형성될 수 있다.
제 2 선상 전극(5b)은 소거광을 투과하는 도전성 재료로 이루어진다. 상술한 특성을 가지면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 상기 재료는, 예컨대, 제 1 선상 전극(5a)과 같이, ITO 및 IDIXO를 포함한다. 대안으로, 전극(5b)은 소거광을 투과하게 하는 두께(예컨대, 1O㎚정도)의 Al, Cr 등의 금속으로 형성될 수 있다.
바람직하게는, 배열 방향으로의 제 1 선상 전극(5a)의 폭(Wa)과 제 2 선상 전극(5b)의 폭(Wb)은, 예컨대, 각각 10㎛정도와 15㎛정도이다(도 2참조). 바람직하게는, 제 1 선상 전극(5a)과 제 2 선상 전극(5b)의 간격(d1)은, 예컨대, 12.5㎛정도이다.
제 2 선상 전극(5b)은 판독용 광도전체(4)와 전기적으로 도통될 필요가 있다. 본 실시형태에서는, 판독용 광도전층(4)이 제 2 선상 전극(5b)의 표면상에 직접 제공된다.
도 1 및 도 2에 나타낸 바와 같이, 선상 차광 절연체는 판독용 광도전층(4)의 대향하는 측상에 종방향을 따라 각각의 제 2 선상 전극상에 제공된다. 선상 차광 절연체(5c)는 판독광을 차광하고 소거광을 투과하는 절연 재료로 이루어진다. 상술한 특성을 가지면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 예컨대, 판독광이 400㎚ 내지 480㎚의 범위에서의 파장을 갖는 청색광이고, 소거광이 580㎚ 내지 700㎚의 범위에서의 파장을 갖는 적색광일 경우에는, 청색과 상보성 관계인 적색의 절연 재료가 이용될 수 있다. 상기 재료는, 예컨대, 디아미노안트라퀴논 닐레드(diaminoanthraquino nilred)이 분산된 아크릴수지 등을 포함한다. 판독광으로서 청색광을 이용했을 경우의 선상 차광 절연체(5c)에 이용되는 재료의 광투과율의 바람직한 특성을 도 7에 나타낸다.
판독광이 580㎚ 내지 700㎚의 범위의 파장을 갖는 적색광이고, 소거광이 400 ㎚ 내지 480㎚의 범위의 파장을 갖는 청색광일 경우에는, 적색과 상보성 관계인 청색 절연 재료가 이용될 수 있다. 상기 재료는, 예컨대, 구리 프탈로시아닌이 분산된 아크릴수지 등을 포함한다. 즉, 선상 차광 절연체(5c)에 이용될 수 있는 재료는 상술한 것에 한정되지 않고, 판독광의 파장과 보색의 관계인, 소거광과 같은 색을 갖는 어떤 절연 재료도 이용될 수 있다.
도 2에 나타낸 바와 같이, 선상 차광 절연체(5c)의 배열 방향으로의 폭(Wc)은 선상 차광 절연체(5c)의 종방향으로 연장되는 측단면부(5d)가 제 1 선상 전극(5a)과 제 2 선상 전극(5b) 근방의 종방향으로 연장되는 대향하는 측단면부(5e 및 5f) 사이에 위치하도록 선택된다.
바람직하게는, 선상 차광 절연체(5c)의 배열 방향으로의 폭(Wc)은 선상 차광 절연체(5c)의 종방향으로 연장되는 그리고 제 2 선상 전극(5b)의 종방향으로 연장되는 동일 측상의 측단면 사이의 간격이 판독광의 파장 이상의 길이가 되도록 선택된다. 즉, 도 2에 나타낸 폭(d2)이 판독광의 파장 이상이 되는 것이 바람직하다. 바람직하게는, 판독광이 청색광일 경우, 폭(d2)은 2㎛ 내지 3㎛이고, 보다 바람직하게는 2.5㎛정도이다. 즉, 판독광의 파장의 5배 정도인 것이 바람직하다.
바람직하게는 선상 차광 절연체(5c)의 그 배열 방향으로의 폭(Wc)은 선상 차광 절연체(5c) 근방의 종방향으로 연장되는 그리고 제 1 선상 전극(5a)의 종방향으로 연장되는 대향하는 측단면 사이의 간격이 판독광의 파장 이상의 길이가 되도록 선택된다. 즉, 도 2에서의 폭(d3)은 판독광의 파장 이상의 길이가 되는 것이 바람직하다.
따라서, 예컨대, 제 1 선상 전극(5a)의 폭(Wa)은 10㎛이고, 제 2 선상 전극(5b)의 폭(Wb)은 15㎛이고, 제 1 선상 전극(5a)과 제 2 선상 전극(5b)간의 간격(d1)은 12.5㎛이고, 청색광이 판독광으로서 이용될 경우, 선상 차광 절연체(5c)의 그 배열 방향으로의 폭(Wc)은 20㎛ 내지 35㎛로 하는 것이 바람직하다.
기록용 광도전층(2)은 방사선의 조사를 받음으로써 전하를 발생하는 것이면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 여기서, a-Se는 방사선에 대해 비교적 높은 양자 효율 및 높은 음저항 등의 우수한 특성을 가지므로, 주성분으로서 a-Se를 포함하는 재료가 이용된다. 바람직하게는, 기록용 광도전층(2)의 두께는 500㎛정도이다.
전하 수송층(3)으로서는, 예컨대, 방사선 화상이 기록될 때의 제 1 전극층(1)에 대전하는 전하와 반대 극성을 갖는 전하의 전하 이동도에서 큰 차이를 갖는 재료(예컨대, 102 이상, 보다 바람직하게는, 103 이상)가 바람직하게 이용된다. 이 점에서는, 폴리N-비닐카르바졸(PVK), N,N'-디페닐-N, N'-비스(bis)(3-메틸페닐)-〔1, 1'-비페닐〕-4, 4'-디아민(TPD), 디스코틱(discotic) 액정 등의 유기계 화합물, 또는 TPD-분산 폴리머(폴리카르보네이트, 폴리스티렌, PVK), Cl의 10 내지 200ppm으로 도핑된 a-Se 등의 반도체 물질 등이 바람직하게 이용된다.
판독용 광도전층(4)은 판독광 또는 소거광의 조사를 받음으로써 전하를 발생시키는 것이면 어떤 재료로도 이루어질 수 있다. 예컨대, a-Se, Se-Te, Se-As-Te, 무금속 프탈로시아닌, 금속 프탈로시아닌, MgPc(마그네슘 프탈로시아닌), VoPc(바나딜 프탈로시아닌의 상Ⅱ), CuPc(구리 프탈로시아닌) 등의 그룹으로부터 선택된 1 개 이상의 물질로 주로 구성되는 광도전성 물질이 바람직하게 이용된다. 바람직하게는, 판독용 관도전층(4)의 두께는 O.1㎛정도 내지 1㎛정도이다.
이하, 본 실시형태의 방사선 화상 검출기의 동작을 설명할 것이다.
우선, 도 3A에 나타낸 바와 같이, 방사선 화상 검출기(10)의 제 1 전극층(1)에 고전압원(20)으로부터 인가된 음의 고전압에 의해 방사선원으로부터 피사체를 향하여 방사선이 조사되고, 피사체에 투과되고 피사체의 방사선 화상을 담지하는 방사선이 제 1 전극층(1)측으로부터 방사선 화상 검출기(10)상에 조사된다.
그 후, 방사선 화상 검출기(10)에 조사된 방사선은 제 1 전극층(1)에 투과되고, 기록용 광도전층(2)상에 조사되어, 기록용 광도전층(2)에서 전하쌍이 발생되게 한다. 전하쌍의 양전하는 제 1 전극층(1)상에 대전된 음전하와 결합하여 소멸하는 반면에, 전하쌍의 음전하는 잠상 전하로서 기록용 광도전층(2)과 전하 수송층(3) 사이의 계면에 형성되는 축적부(6)에 축적되고, 이로써 방사선 화상이 기록된다 (도 3B 참조).
그 후, 도 4에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극층(1)이 접지되면서, 판독광(L1)이 제 2 전극층(5)측으로부터 방사선 화상 검출기상에 조사되어, 제 1 선상 전극(5a)을 투과하고 판독용 광도전층(4)상에 조사된다. 판독광(L1)의 조사에 의해 판독용 광도전층(4)에서 발생된 양전하가 축적부(6)에 저장된 잠상 전하와 결합하고, 판독용 광도전층(4)에서 발생된 음전하가 제 2 전극층(5)의 제 1 선상 전극(5a)상에 대전한 양전하와 결합한다.
상기 음 및 양전하의 결합이 전하 증폭기(30)에서의 전류의 흐름을 야기하 고, 적분되고 화상 신호로서 검출되고, 이로써 화상 신호가 방사선 화상에 따라 방사선 화상 검출기(10)로부터 판독된다.
여기서, 본 실시형태의 방사선 화상 검출기(10)에서는, 선상 차광 절연체(5c)가 상술한 바와 같은 폭을 갖도록 형성되어, 각각의 제 1 선상 전극(5a)의 단면부 근방의 판독용 광도전층(4)의 영역상에 판독광이 방해없이 충분히 조사될 수 있고, 이로써 판독용 광도전층(4)에서의 전하가 충분히 방전될 수 있어, 향상된 판독 효율을 야기한다.
또한, 선상 차광 절연체(5c)를 상술한 바와 같은 폭을 갖도록 하는 준비는 각 제 2 선상 전극(5b)의 측단면부 근방의 판독용 광도전층(4)의 영역상에 판독광이 조사되는 것을 방지할 수 있고, 제 2 선상 전극(5b)의 측단면부 근방의 판독용 광도전층(4)의 영역에서의 전하가 방전되는 것을 방지할 수 있고, 이로써 판독 효율이 향상된다.
그 후, 방사선 화상이 판독된 후, 소거광(L2)이 방사선 화상 검출기(10)의 축전부(6)에서 잔류하는 잔류전하를 소거하기 위해 방사선 화상 검출기(10)상에 조사된다. 도 5에 나타낸 바와 같이, 소거광(L2)이 제 2 전극층(5)측으로부터 방사선 화상 검출기(10)상에 조사되어, 제 2 전극층의 제 1 선상 전극(5a) 및 제 2 선상 전극(5b)에 투과되고, 판독용 광도전층(4)상에 조사된다. 판독용 광도전층(4)상에 조사되는 소거광(L2)은 전하쌍이 발생되는 것을 야기하고, 전하쌍의 양전하가 축적부(6)를 향해 전하 수송층(3)을 통과하여 축적부(6)에서 잔류 전하와 결합하여 소멸되는 반면에, 전하쌍의 음전하는 제 2 선상 전극(5b)상에 대전된 양전하와 결합 하여 소멸한다.
여기서, 본 실시형태의 방사선 화상 검출기(10)에서는, 상술한 바와 같은 방식으로 선상 차광 절연체(5c)가 소거광을 투과하는 재료에 의해 형성되어, 상술한 바와 같은 방식으로 잔류 전하가 만족스럽게 소거될 수 있다. 본 실시형태의 방사선 화상 검출기(10)에서는, 선상 차광 절연체(5c)가 소거광을 투과하는 재료로 형성되지만, 소거 처리가 실행되지 않는 경우, 그 후 선상 차광 절연체(5c)는 반드시 소거광을 투과하는 재료로 형성되지 않는다.
또한, 제 2 선상 전극(5b)은 판독용 광도전층(4)과 전기적으로 도통한다. 이것은 도 10C에 나타낸 방사선 화상 검출기(60)에서와 같이 제 2 선상 전극(5b)의 표면에 제공되는 절연층상에 잔류 전하가 남는 것을 방지할 수 있고, 그것에 의해 다음 시기에 판독되는 방사선 화상의 질이 향상될 수 있다.
또한, 본 실시형태의 방사선 화상 검출기(10)에서와 같이 선상 차광 절연체(5c)상에 직접 제 2 선상 전극(5b)의 제공 대신에, 도 6에 나타낸 바와 같이, 절연막(7)이 선상 차광 절연체(5c)상에 우선 형성되고, 그 후 제 2 선상 전극(5b)이 절연막(7)상에 형성되는 구성이 적용될 수 있다. 절연막(7)의 준비는 제 2 선상 전극(5b)이 형성되는 면의 평탄성을 확보할 수 있고, 이로써 제 2 선상 전극(5b)이 보다 적절하게 형성될 수 있다.
도 8은 제 1 선상 전극(5a)의 폭(Wa)이 10㎛이고, 제 2 선상 전극(5b)의 폭(Wb)이 15㎛이고, 제 1 선상 전극(5a)과 제 2 선상 전극(5b)간의 간격(d1)이 12.5㎛일 경우의 방사선 화상 검출기(10)의 감도와 선상 차광 절연체(5c)의 폭(Wc) 의 관계를 나타낸다. 도 8에 나타낸 바와 같이, 선상 차광 절연체(5c)의 폭(Wc)이 17㎛ 내지 37㎛의 범위에 있는 경우, 1OOOOO 이상의 감도가 얻어질 수 있다. 따라서, 상기 언급한 폭 범위가 선상 차광 절연체(5c)의 보다 바람직한 폭 범위이다.
감도의 측정은, 도 9에 나타낸 방사선 화상 검출기(70)를 이용하여 행해졌다. 방사선 화상 검출기(70)는 제 1 전극층(71), a-Se로 이루어지는 기록용 광도전층(72), As2Se3로 이루어지는 전하 수송층(73), a-Se로 이루어지는 판독용 광도전층(74), 및 IZO로 이루어지는 제 1 선상 전극(75a)과 제 2 선상 전극(75b)과 적색 레지스트로 이루어지는 선상 차광 절연체(75c)를 갖는 제 2 전극층의 열거된 순서를 따르는 것을 포함하는 층구조로 구성된다. 또한, 절연막(77)은 선상 차광 절연체(75c)와 제 1 선상 전극(75a)/제 2 선상 전극(75b) 사이에 형성된다. SeAs층(78)은 절연막(77)/제 1 선상 전극(75a) 및 제 2 선상 전극(75b)과 판독용 광도전층(74) 사이에 형성된다. 기록용 광도전층(72)의 두께는 200㎛, 전하 수송층(73)의 두께는 0.2㎛, 판독용 광도전층(74)의 두께는 10㎛, 그리고 SeAs층(78)의 두께는 0.05㎛이다. SeAs층은 Se에 As를 10%로 도핑하여 이루어진다.
도 9A에 나타낸 바와 같이, 고전압원(79)으로부터 제 1 전극층(71)에 -2kV의 전압이 인가되면서, 제 1 전극층(71)측으로부터 200mR의 방사선이 방사선 화상 검출기(70)상에 조사되어 방사선 화상을 기록한다. 그 후, 도 9B에 나타낸 바와 같이, 제 1 전극층이 접지되면서 제 2 전극층측으로부터 청색의 판독광(L1)이 검출기(70)상에 조사되었을 때, 적분 증폭기에 의해 검출된 전류의 적분값을 감도로서 측정하였다. 청색의 판독광은 50㎼/㎜2에서 1ms로 조사되었다.
상술한 실시형태에서는, 본 발명은 방사선 화상이 방사선의 조사를 받아서 그 방사선을 전하로 직접 변환함으로써 검출기에 기록되는 "직접 변환 타입"으로 알려진 방사선 화상 검출기에 적용된 것이다. 본 발명의 적용은 이것에 한정되지 않고, 예컨대, 우선 방사선을 일단 가시광으로 변환하고, 그 후 그 가시광을 전하로 변환함으로써 방사선 화상이 기록되는 "간접 변환 타입"으로 알려진 방사선 화상 검출기에 적용될 수도 있다.
본 발명의 방사선 화상 검출기의 층구조는 상술한 실시형태의 것에 한정되지 않고, 추가의 층 또는 층들이 더해질 수도 있다.
본 발명의 방사선 화상 검출기에 의하면, 각 제 1 선상 전극간에 광도전층과 전기적으로 도통하는 제 2 선상 전극이 제공되고, 각 제 2 선상 전극의 광도전층측과는 반대측상에 판독광을 차광하는 선상 차광 절연체가 제공되고, 선상 차광 절연체는 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 측단면부가 제 1 및 제 2 선상 전극의 종방향으로 연장되는 근방의 대향하는 측단면부 사이에 위치하도록의 폭을 갖는다. 상기 배열은 각 제 1 선상 전극의 단부 근방의 광도전층의 영역에서의 전하가 충분히 방전되게 하고, 각 제 2 전극의 단부 근방의 광도전층의 영역에서의 전하가 방전을 방지할 수 있고, 이로써 판독 효율이 향상될 수 있다.
또한, 제 2 선상 전극은 광도전층과 전기적으로 도통한다. 이것은 방사선 화 상 검출기에서와 같이 도 10C에 나타낸 소거 처리 후의 절연층상의 잔류 전하가 남는 것을 방지할 수 있고, 이로써 의한 잔상의 발생이 방지될 수 있다.
Claims (4)
- 방사선 화상을 담지한 기록용 전자기파의 조사에 의해 전하를 발생시키고, 상기 발생된 전하를 축적하는 전하 축적층;판독광의 조사에 의해 전하를 발생시키는 광도전층;상기 판독광을 투과하고 소정의 간격으로 서로 평행하게 배열되는 복수의 제 1 선상 전극을 갖는 전극층을 포함하는 층구조로 이루어진 방사선 화상 검출기에 있어서:상기 각 제 1 선상 전극간에 상기 광도전층과 전기적으로 도통하는 제 2 선상 전극이 제공되고, 상기 각 제 2 선상 전극의 광도전층의 반대측에 상기 판독광을 차광하는 선상 차광 절연체가 제공되고;상기 선상 차광 절연체는 상기 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 측단면부가 상기 제 1 및 상기 제 2 선상 전극의 종방향으로 연장되는 근방의 측단면부 사이에 위치하도록 한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 화상 검출기.
- 제 1 항에 있어서,상기 선상 차광 절연체는 상기 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 그리고 상기 제 2 선상 전극의 종방향으로 연장되는 동일측상의 측단면간의 간격이 상기 판독광의 파장보다 크도록 한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 화상 검출기.
- 제 1 항에 있어서,상기 선상 차광 절연체는 상기 선상 차광 절연체의 종방향으로 연장되는 그리고 상기 제 1 선상 전극의 종방향으로 연장되는 근방의 대향하는 측단면간의 간격이 상기 판독광의 파장 이상의 크기가 되도록 한 폭을 갖는 것을 특징으로 하는 방사선 화상 검출기.
- 제 1 항에 있어서,상기 광도전층은 상기 전하 축적층에 남는 잔류 전하를 소거하기 위한 소거광의 조사에 의해 전하를 발생시키고,상기 제 2 선상 전극 및 상기 선상 차광 절연체는 상기 소거광을 투과하는 것을 특징으로 하는 방사선 화상 검출기.
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Cited By (2)
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|---|---|---|---|---|
| KR101146913B1 (ko) * | 2010-09-20 | 2012-05-23 | 한국전기연구원 | 광 스위칭 방식을 이용하여 스캐닝하기 위한 디지털 엑스?선 영상 검출기 |
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2006
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