放射线检测器和放射线图像摄影装置的制作方法

专利名称：放射线检测器和放射线图像摄影装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射线检测器和放射线图像摄影装置，特别涉及用于检测所照射的放射线的放射线检测器、和对由该放射线检测器检测出的放射线所显示的放射线图像进行摄影的放射线图像摄影装置。
背景技术：
近年来，FPD(Flat Panel Detector (平板检测器))等放射线检测器已经投入了实际使用，在FPD中，在TFT (Thin Film Transistor (薄膜晶体管))有源矩阵基板上设置有放射线敏感层，可以将X射线等放射线直接转换为数字数据。与以往的使用X射线膜或成像板的放射线图像摄影装置相比，使用了该放射线检测器的放射线图像摄影装置具有能够即时确认图像、也能够进行连续摄影放射线图像的透视摄影(动态图像摄影)这样的优 点。对于这种放射线检测器提出了各种类型，例如有间接转换方式，其中，利用CsI :T1,G0S (Gd2O2S: Tb)等闪烁体将放射线暂时转换成光，然后利用光电二极管等传感部将所转换的光转换成电荷并蓄积这些电荷。在放射线图像摄影装置中，读出蓄积在放射线检测器中的电荷作为电信号，利用增幅器对读出的电信号进行增幅后，利用A/D (模拟/数字)转换部转换成数字数据。然而，为了降低对被检测者(患者)的辐射量，以往存在有下述放射线检测器，该放射线检测器具有包含感度较高的柱状结晶的荧光体层(闪烁体)。在该技术中，为了增加基于柱状结晶的放射线的吸收量，作为一个示例，由日本特开2008-51793号公报的图11可知，需要使闪烁体层的膜厚相当厚。但是，对于增加闪烁体层的膜厚，除了成本上升这样的问题之外，还存在下述问题膜厚越厚，则越需要提高柱状结晶的初期部(根的部分)中的空隙率，结果会使该初期部处的发光量下降。S卩，在柱状结晶的蒸镀中，柱径是以预定的波动而变化的，因此膜厚越厚，上述波动的最大值发生的概率越高，结果使柱状部彼此接触的可能性变高。而且,柱状部彼此一旦接触则熔合的可能性高，这会导致图像虚化。另外，柱状部的长度也具有预定的波动，并且若在蒸镀的基材上存在异物等的附着，则膜厚越厚，异常生长的柱状部的长度也越长。因此，在蒸镀的工序后，需要通过对异常生长的柱状部挤压等来降低其长度的工序，使制造工序变得复杂。并且，因挤压，有时也会对异常生长的周围的正常的柱状部造成损伤。因此，在增加闪烁体层的膜厚的情况下，为了防止上述熔合，防止针对柱状部的异常生长的工序的复杂化、正常生长的柱状部的损伤，需要提前降低柱状结晶的填充率(提高初期部的空隙率)。例如，在国际专利公开W02010/007807号说明书中公开了，在柱状结晶的闪烁体层的膜厚为100 μ π! 500 μ m以上的情况下，所公开的闪烁体的柱状结晶的填充率为75% 90%。另外，日本特开2006-58099号公报中公开了，在柱状结晶的闪烁体层的膜厚为500 μ m以上的情况下，所公开的闪烁体的柱状结晶的填充率为70% 85%。作为能够用于解决以上问题的技术，在专利文献I中为了提供一种清晰度优异且检测效率高的放射线数字图像摄影装置而公开了ー种放射线数字图像摄影装置，其具有由荧光体颗粒和粘合剂树脂构成的荧光体层，其特征在于，所述荧光体层由以平板构成的第I荧光体层和大致柱状的第2荧光体层构成，所述第2荧光体层按照与所述第I荧光体层相接的方式设置，并且与各像素对应设置。需要说明的是，在专利文献I中，公开了下述结构从照射放射线的ー侧，依次层积有大致柱状的第2荧光体层、平板状的第I荧光体层和设置有光电转换元件的基板。另外，在专利文献2中，为了提供一种在提高光转换效率的同时，能够取得高画质的图像的放射线图像检测器而公开了ー种放射线图像检测器，其是层积有波长转换层和检测器的放射线图像检测器，所述波长转换层含有受到放射线的照射而能够将该放射线转换成更长波长的光的荧光体，所述检测器能够检测出由该波长转换层转换得到的光并将该光转换为表示放射线图像的图像信号，该放射线图像检测器的特征在于，所述波长转换层至少层积有第I荧光体层和第2荧光体层这两个层，从所述检测器侧依次配置有所述第2荧光体层和所述第I荧光体层，所述第I荧光体层含有将由该第I荧光体层转换得到的光进 行吸收的吸收剂。需要说明的是，在专利文献2中，公开了下述结构从照射放射线的ー侧，依次层积了设置有光电转换元件的基板、由GOS构成的平板状的第2荧光体层、和由CsI构成的柱状的第I荧光体层。现有技术文献专利文献专利文献I:日本特开2002-181941号公报专利文献2:日本特开2010-121997号公报

发明内容
发明要解决的问题但是，在上述专利文献I所公开的技术中，由柱状结晶构成的第2荧光体层设置于放射线入射侧的最上层，因此存在容易促进第2荧光体层的感度的劣化这样的问题。图19中，示出了ー个曲线图，该曲线图显示出放射线的累积照射量和作为柱状结晶的CsI的感度的关系的ー个示例。由图19可知，柱状结晶的感度随着放射线的累积照射量的增加而降低，在上述专利文献I所公开的技术中，容易促进第2荧光体层的感度的劣化。另ー方面，在上述专利文献2所公开的技术中存在着下述问题从照射放射线的ー侧，依次层积了设置有光电转换元件的基板、由GOS构成的平板状的第2荧光体层和由CsI构成的柱状的第I荧光体层，因此可以抑制对于第I荧光体层的感度的劣化，但因为能够得到比第2荧光体层更高画质的第I荧光体层是夹着第2荧光体层而层积于传感器基板上的，因此难以得到由第I荧光体层带来的高画质的效果。需要说明的是，这些问题不仅出现在由柱状结晶构成的荧光体层，而且所吸收的放射线的能量越低，该问题越会明显地暴露出来。本发明是为了解决上述问题而完成的，其目的在于，提供ー种放射线检测器和放射线图像摄影装置，所述放射线检测器和放射线图像摄影装置可以抑制与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化，并且可以提高所得到的放射线图像的品质。 用于解决问题的手段为了达成上述目的，方案I所述的放射线检测器具备第I荧光体层，其产生与所照射的放射线对应(応)的第I光，第I基板,其与第I突光体层层积,并具有产生与所照射的光对应(<6 C & )的电荷的第I光电转换元件、和用于读出由所述第I光电转换元件产生的电荷的第I开关元件，第2荧光体层，其设置于第I荧光体层的相对于放射线的照射方向的下游侧，产生与隔着第I荧光体层所照射的放射线对应(応C & )的第2光，并且该第2荧光体层吸收的放射线能量与第I荧光体层所吸收的放射线能量相比为低能量，和第2基板,其与第2突光体层层积,并具有产生与所照射的光对应(<6 C & )的电荷的第2光电转换元件、和用于读出由第2光电转换元件产生的电荷的第2开关元件。此处，所照射的光由第I光和第2光中的至少任意一种构成。根据方案I所述的放射线检测器，利用层积于第I荧光体层(其产生与照射的放射线对应的光)上的第I基板，由第I光电转换元件产生与照射的光对应的电荷，并通过第I开关元件读出由第I光电转换元件产生的电荷。另外，本发明中，通过层积于第2突光体层的第2基板，由第2光电转换兀件产生与照射的光对应的电荷，并通过第2开关元件读出由第2光电转换元件产生的电荷，所述第2荧光体层设置于第I荧光体层的相对于放射线的照射方向的下游侧，并产生与隔着第I荧光体层所照射的放射线对应的第2光，并且与第I荧光体层所吸收的能量相比，所述第2荧光体层吸收的放射线能量为低能量。S卩，本发明中，通过将第2荧光体层设置于第I荧光体层的相对于放射线的照射方向的下游侧，由此来抑制对于第2荧光体层的上述劣化，所述第2荧光体层吸收的放射线的能量相比于第I荧光体层为低能量，并且所述第2荧光体层的与放射线的累积照射量对应(応)的荧光体层感度的劣化比第I荧光体层激烈。另外，在本发明中，设置有主要取得与由第I荧光体层所产生的第I光对应的电荷的第I基板、和主要取得与由第2荧光体层所产生的第2光对应的电荷的第2基板这两个基板，因此通过利用由这两个基板取得的电荷，可以提高放射线检测器整体的感度，结果可以提高所得到的放射线图像的品质。如此，根据方案I所述的放射线检测器，由于将第2荧光体层设置于第I荧光体层的相对于放射线的照射方向的下游侧，并且设置主要取得与由第I荧光体层所产生的第I光对应的电荷的第I基板、和主要取得与由第2突光体层所产生的第2光对应的电荷的第2基板这两个基板，因此可以抑制与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化，同时使得到的放射线图像的品质提高，其中所述第2荧光体层吸收的放射线的能量相比第I荧光体层为低能量，并且所述第2荧光体层的与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化比第I荧光体层激烈。需要说明的是，方案I所述的发明如方案2所述的发明那样，第I基板、第I荧光体层、第2突光体层和第2基板可以从照射放射线的一侧以第I基板、第I突光体层、第2荧光体层和第2基板的顺序来进行层积；如方案3所述的发明那样，第I基板、第I荧光体层、第2基板和第2突光体层也可以从照射放射线的一侧以第I基板、第I突光体层、第2基板和第2荧光体层的顺序来进行层积。特别是，方案3所述的发明如方案4所述的发明那样，第2荧光体层可以在与第2基板层积的面的相反侧的面上设置有反射层。由此，能够将由第2荧光体层产生的光有效地聚光在第2基板侧。另外，方案I所述的发明如方案5所述的发明那样，第I荧光体层、第I基板、第2突光体层和第2基板可以从照射放射线的ー侧以第I突光体层、第I基板、第2突光体层和第2基板的顺序来进行层积；特别是，方案5所述的发明如方案6所述的发明那样，第I荧光体层可以在与第I基板层积的面的相反侧的面上设置有反射层。由此，能够将由第I荧光体层产生的第I光有效地聚光在第I基板侧。·
另外，方案I至方案6的任一项所述的发明如方案7所述的发明那样，第I荧光体层可以通过含有构成的元素的原子序数比构成第2荧光体层的元素的原子序数大的材料而构成。另外，方案I至方案7的任一项所述的发明如方案8所述的发明那样，第2荧光体层可以通过含有产生与所照射的放射线对应的第2光的柱状结晶而构成。由此，与适用不含有柱状结晶的层作为第2荧光体层的情况相比，能够进ー步提高所得到的放射线图像的品质。特别是，方案8所述的发明如方案9所述的发明那样，第2荧光体层可以在与第2基板层积的面上形成有非柱状結晶。由此，能够提高第2基板和第2荧光体层的密合性。另外，方案8或方案9所述的发明如方案10所述的发明那样，第2荧光体层可以通过含有CsI的柱状结晶而构成 '方案8至方案10的任一项所述的发明如方案11所述的发明那样，第2荧光体层的柱状结晶的前端部可以被平坦地形成。由此，能够提高第2荧光体层中的柱状结晶的前端部和层积于该前端部上的部位的密合性。另外，方案I至方案11的任一项所述的发明如方案12所述的发明那样，第I荧光体层可以通过含有GOS而构成；进ー步，方案I至方案12的任一项所述的发明如方案13所述的发明那样，第I基板和第2基板的至少一方可以为柔性基板。由此，能够提高该柔性基板和层积于其上的部位的密合性。另ー方面，为了达成上述目的，方案14所述的放射线图像摄影装置具备方案I至方案13的任一项所述的放射线检测器、和生成图像信息的生成単元，所述图像信息是通过由放射线检测器的第I基板和第2基板读出的电荷而显示的。根据方案14所述的放射线图像摄影装置，利用生成単元，生成图像信息，所述图像信息是通过由本发明的放射线检测器的第I基板和第2基板读出的电荷而显示的。如此，根据方案14所述的放射线图像摄影装置，因为具备本发明的放射线检测器，所以与该放射线检测器同样地，能够抑制与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化，并且提高所得到的放射线图像的品质。需要说明的是，方案14所述的发明如方案15所述的发明那样，生成単元可以对每个对应的像素，将通过由第I基板和第2基板读出的电荷而显示的图像信息相加，从而制作新的图像信息。由此，能够提高作为放射线检测器整体的感度。发明效果根据本发明，能够产生如下效果能够抑制与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化，并且提高所得到的放射线图像的品质。


图I是表示第I实施方式的放射线检测器的3像素部分的示意性构成的截面模式图。图2是模拟地表示出实施方式的闪烁体的结晶结构的一个示例的示意图。图3是表示各种材料的X射线的吸收特性的曲线图。图4是示意性地表示实施方式的放射线检测器的I个像素部分的信号输出部的构成的截面图。
图5是表示实施方式的TFT基板的构成的平面图。图6是表示第I实施方式的电子盒的构成的立体图。图7是表示第I实施方式的电子盒的构成的截面图。图8是表示第I实施方式的电子盒的电系统的要部构成的方块图。图9是表示实施方式的图像信息发送处理程序的处理流程的流程图。图10是表示第I实施方式的放射线检测器的构成的截面图。图11是用于说明第I实施方式的放射线检测器在摄影动态图像时的作用的截面图。图12是用于说明第I实施方式的放射线检测器在摄影静止图像时的作用的截面图。图13是表示第2实施方式的放射线检测器的构成的截面图。图14是表示第3实施方式的放射线检测器的构成的截面图。图15是表示其它方式的放射线检测器的构成的截面图。图16是表示其它方式的放射线检测器的构成的截面图。图17是表示各种材料的感度特性的一个示例的曲线图。图18是表示各种材料的感度特性的一个示例的曲线图。图19是表示放射线的累积照射量和作为柱状结晶的CsI的感度的关系的一个示例的曲线图。
具体实施例方式以下，参照附图，对本发明的具体实施方式
进行详细说明。[第I实施方式]首先，对本实施方式的间接转换方式的放射线检测器20的构成进行说明。图I是示意性表示作为本发明的一个实施方式的放射线检测器20的3个像素部分的构成的截面模式图。该放射线检测器20从放射线照射一侧的相反侧依次层积有TFT基板30A、闪烁体8A、基底层22、闪烁体8B和与TFT基板30A为同样的构成的TFT基板30B，其中，所述TFT基板30A是通过在绝缘性基板I上依次形成信号输出部14、传感部13和透明绝缘膜7而构成的，像素部是由TFT基板30A和TFT基板30B的信号输出部14、传感部13构成的。对于像素部来说，在基板I上配置有2个以上的像素部，并按照各像素部中的信号输出部14和传感部13具有重叠的方式而构成。需要说明的是，TFT基板30A的传感部13为第2光电转换元件，TFT基板30B的传感部13为第I光电转换元件。另外，TFT基板30A的信号输出部14为第2开关元件，TFT基板30B的信号输出部14为第I开关元件。闪烁体8A是在传感部13上隔着透明绝缘膜7由柱状结晶而形成的，是通过对将放射线转换为光而发光的荧光体进行成膜而得到的，所述放射线是由上方(TFT基板30B侦D入射来的。通过设置这种闪烁体8A，透过了被照射物和闪烁体SB的放射线被吸收，从而发光。需要说明的是，闪烁体8A为第2荧光体层，由闪烁体8A吸收的放射线所发出的光为与照射的放射线对应的第2光。另外，闪烁体8B为第I荧光体层，由闪烁体8B吸收的放射线所发出的光为与照射的放射线对应的第I光。 闪烁体8A所发出的光的波长区域优选为可见光区域(波长为360nm 830nm)，为了能够利用该放射线检测器20进行单色摄影，更优选包含緑色的波长区域。 作为用于闪烁体8A的荧光体，具体来说，在使用X射线作为放射线来进行摄影的情况下，优选含有碘化铯(CsI)，特别优选使用X射线照射时的发光光谱例如处于420nm 700nm的CsI:Tl。需要说明的是，CsI:Tl在可见光区域中的发光峰波长为565nm。另外，在本实施方式中，作为ー个示例，如图2所示，将闪烁体8A形成如下结构在放射线入射侧(TFT基板30B侧)形成有由柱状结晶71A构成的柱状部、在闪烁体8A的与放射线入射侧相反的ー侧形成有由非柱状结晶71B构成的非柱状部；使用含有CsI的材料作为闪烁体8A，将该材料直接蒸镀至TFT基板30A上，从而得到形成有柱状部和非柱状部的闪烁体8A。需要说明的是，对于本实施方式的闪烁体8A来说，使柱状结晶7IA的平均径在沿着柱状结晶71A的长度方向大致均等。如上所述，通过使闪烁体8A为形成有柱状部的结构，由闪烁体8A产生的光在柱状结晶7IA内行进，经由非柱状结晶71B向TFT基板30A射出，向TFT基板30A侧射出的光的扩散被抑制，结果抑制了所得到的放射线图像的清晰度的降低。另外，进入至闪烁体8A的柱状结晶71A的前端部侧的光通过闪烁体8B而射出至TFT基板30B，有助于基于TFT基板30B的受光量的增加。需要说明的是，通过使非柱状部的空隙率接近于0(零)，可以抑制由该非柱状部导致的光的反射，因此优选。另外，优选使非柱状部尽可能薄(10 左右)。另ー方面，闪烁体8B是作为吸收的放射线的能量特性与闪烁体8A不同的闪烁体而形成的，是通过对将放射线转换为光而发光的荧光体进行成膜而得到的，所述放射线是由上方(TFT基板30B侧)入射来的。闪烁体SB所发出的光的波长区域也优选为可见光区域。作为用于闪烁体SB的荧光体，具体来说，在使用X射线作为放射线来进行摄影的情况下，优选含有G0S，特别优选使用G0S:Tb。需要说明的是，G0S:Tb在可见光区域中的发光峰波长为550nm。图3中，示出了各种材料的X射线的吸收特性。如图3所示，对于GOS来说，构成的元素的原子序数比CsI大，例如在G0S:Pr的情况下，在50[KeV]附近有K边，因此与作为柱状结晶的CsI相比，对于高能量的X射线的吸收率高，能够有效地吸收由CsI所不能吸收的放射线。需要说明的是，GOS可以利用掺杂的材料来改变K边，例如GOS = Tb的K边为60[KeV]左右。另外，此处所指的原子序数是指考虑闪烁体的组合比而计算得到的有效原子序数。需要说明的是，在本实施方式中，在闪烁体SB的放射线照射面侧配置有TFT基板30B，将闪烁体SB和TFT基板30B以这种位置关系进行配置的方式称作“表面读取方式(ISS: Irradiation Side Sampling) ”。闪烁体的放射线入射侧发光更强烈，因此,与将TFT基板配置于闪烁体的放射线入射侧的相反侧的“背面读取方式(PSS:Penetration SideSampling) ”相比，将TFT基板配置于闪烁体的放射线入射侧的表面读取方式(ISS)中，TFT基板与闪烁体的发光位置更接近，所以由摄影得到的放射线图像的分辨率高，并且通过增大TFT基板的受光量，结果可以提高放射线图像的感度。另一方面，传感部13具有上部电极6、下部电极2和配置于该上下电极间的光电转换膜4,光电转换膜4是由有机光电转换材料构成的,所述有机光电转换材料通过吸收闪烁体8A和闪烁体SB所发出的光而产生电荷。
由于需要使由闪烁体产生的光入射至光电转换膜4，因此优选上部电极6由至少对于闪烁体的发光波长为透明的导电性材料构成，具体来说，优选使用对可见光的透过率高、且电阻值小的透明导电性氧化物(TCO !Transparent Conducting Oxide)。需要说明的是，也可以使用Au等金属薄膜作为上部电极6，但若想要获得90%以上的透过率，则电阻值容易增大，因此优选TCO。例如，可以优选使用ITO、IZO、AZO、FTO、SnO2、TiO2、ZnO2等，从工序简易性、低电阻性、透明性的观点出发，最优选为ΙΤ0。需要说明的是，上部电极6可以制成在所有像素部都通用的一块结构，也可以针对每个像素部进行分割。光电转换膜4含有有机光电转换材料,通过吸收由闪烁体8A和闪烁体8B所发出的光，产生与吸收的光对应的电荷。如此，如果为含有有机光电转换材料的光电转换膜4，则在可见区域具有窄的吸收光谱，几乎不会发生由闪烁体8A和闪烁体SB所产生的发光以外的电磁波被光电转换膜4吸收的情况，能够有效地抑制因X射线等放射线被光电转换膜4吸收而产生的噪声。对于构成光电转换膜4的有机光电转换材料来说,为了最有效地吸收由闪烁体8A和闪烁体8B所发出的光，其吸收峰波长越接近各闪烁体的发光峰波长越优选。理想的是有机光电转换材料的吸收峰波长和各闪烁体的发光峰波长一致，但如果双方的差小，则也能够充分吸收由各闪烁体所发出的光。具体来说，有机光电转换材料的吸收峰波长与各闪烁体的相对于放射线的发光峰波长之差优选在IOnm以内，更优选在5nm以内。作为能够满足这种条件的有机光电转换材料，可以举出例如喹吖啶酮系有机化合物和酞菁系有机化合物。例如，喹吖啶酮在可见区域中的吸收峰波长为560nm，因此若使用喹吖啶酮作为有机光电转换材料，使用CsI: Tl作为闪烁体8A的材料，使用GOS作为闪烁体8B的材料，则能够使所述峰波长之差在IOnm以内，能够使由光电转换膜4产生的电荷量几乎为最大。接着，对本实施方式的能够适用于放射线检测器20的光电转换膜4进行具体地说明。本实施方式的放射线检测器20中的电磁波吸收/光电转换部位可以由有机层构成，所述有机层含有一对电极2，6、和夹在该电极2，6之间的有机光电转换膜4。更具体来说，该有机层可以通过吸收电磁波的部位、光电转换部位、电子输送部位、空穴输送部位、电子阻挡部位、空穴阻挡部位、结晶化防止部位、电极和层间接触改良部位等的堆积或混合而形成。上述有机层优选含有有机p型化合物或有机n型化合物。有机p型半导体(化合物)主要是以空穴输送性有机化合物为代表的施滞性有机半导体(化合物)，是指具有容易给予电子的性质的有机化合物。进ー步详细地说，是指在使2种有机材料接触来使用吋，电离电势小的有机化合物。因此，作为施滞性有机化合物，只要是具有供电子性的有机化合物就可以使用任一种有机化合物。有机n型半导体(化合物)主要是以电子输送性有机化合物为代表的受滞性有机半导体(化合物)，是指具有容易收容电子的性质的有机化合物。进ー步详细地说，是指在使2种有机化合物接触来使用吋，电子亲和力大的有机化合物。因此，作为受滞性有机化合物，只要是具有电子收容性的有机化合物就可以使用任一种有机化合物。对于能够用作该有机p型半导体和有机n型半导体的材料、和光电转换膜4的构成，由于在日本特开2009-32854号公报中已经详细地进行了说明，因此省略其说明。对于光电转换膜4的厚度来说，从吸收来自闪烁体8A和闪烁体8B的光的观点出发，膜厚越厚越优选，但若厚到某一程度以上，则由于从光电转换膜4的两端所施加的偏压而在光电转换膜4中产生的电场强度会下降，从而无法收集电荷，因此优选光电转换膜4的厚度为30nm以上且300nm以下，更优选为50nm以上且250nm以下，特别优选为80nm以上且200nm以下。需要说明的是，在图I所示的放射线检测器20中，光电转换膜4为在所有像素部都通用的一块结构，但也可以针对每个像素部进行分割。下部电极2为针对每个像素部进行了分割的薄膜。下部电极2可以由透明或不透明的导电性材料构成，可以适宜使用铝、银等。下部电极2的厚度例如可以为30nm以上且300nm以下。在传感部13中，通过在上部电极6和下部电极2之间施加预定的偏压，可以使由光电转换膜4产生的电荷(空穴、电子)中的一方移动至上部电极6、使另一方移动至下部电极2。在本实施方式的放射线检测器20中，上部电极6连接有配线，通过该配线将偏压施加于上部电极6。另外，偏压的极性是按照由光电转换膜4产生的电子移动至上部电极6、空穴移动至下部电极2的方式来确定的，但该极性也可以相反。构成各像素部的传感部13只要至少含有下部电极2、光电转换膜4和上部电极6即可，但为了抑制暗电流的増加，优选设置电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5中的至少任ー者，
更优选设置二者。电子阻挡膜3可以设置在下部电极2和光电转换膜4之间，能够抑制在下部电极2和上部电极6之间施加偏压时电子从下部电极2注入到光电转换膜4而使暗电流增加的情況。电子阻挡膜3可以使用供电子性有机材料。实际用于电子阻挡膜3的材料根据邻接的电极的材料和邻接的光电转换膜4的材料等进行选择即可，优选为电子亲和力(Ea)比邻接的电极的材料的功函数(Wf)大1.3eV以上、且具有与邻接的光电转换膜4的材料的电离电势(Ip)同等的Ip或者更小的Ip的材料。对于能够用作该供电子性有机材料的材料，由于在日本特开2009-32854号公报中已经详细地进行了说明，因此省略其说明。需要说明的是，光电转换膜4可以进ー步通过含有富勒烯(7 5 — P >)或碳纳米管来形成。为了可靠地发挥暗电流抑制效果，同时防止传感部13的光电转换效率的下降，电子阻挡膜3的厚度优选为IOnm以上且200nm以下，进一步优选为30nm以上且150nm以下，特别优选为50nm以上且IOOnm以下。空穴阻挡膜5可以设置在光电转换膜4和上部电极6之间，能够抑制在下部电极2和上部电极6之间施加偏压时空穴从上部电极6注入光电转换膜4而使暗电流增加的情况。空穴阻挡膜5可以使用电子收容性有机材料。为了可靠地发挥暗电流抑制效果，同时防止传感部13的光电转换效率的下降，空 穴阻挡膜5的厚度优选为IOnm以上且200nm以下，进一步优选为30nm以上且150nm以下，特别优选为50nm以上且IOOnm以下。实际用于空穴阻挡膜5的材料根据邻接的电极的材料和邻接的光电转换膜4的材料等进行选择即可，优选为电离电势(Ip)比邻接的电极的材料的功函数(Wf)大1.3eV以上、且具有与邻接的光电转换膜4的材料的电子亲和力(Ea)同等的Ea或者更大的Ea的材料。对于能够用作该电子收容性有机材料的材料，由于在日本特开2009-32854号公报中已经详细地进行了说明，因此省略其说明。需要说明的是，在按照由光电转换膜4产生的电荷中的空穴移动至上部电极6、电子移动至下部电极2的方式来设定偏压的情况下，电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5的位置调换即可。另外，可以不设置电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5双方，设置电子阻挡膜3和空穴阻挡膜5中的任一方则也能够得到某一程度的暗电流抑制效果。在各像素部的下部电极2下方的基板I的表面上，形成有信号输出部14。图4中，示意性地表示了信号输出部14的构成。与下部电极2对应地形成有将移动至下部电极2的电荷进行蓄积的电容器9、和将电容器9中蓄积的电荷转换为电信号并输出的场效应型薄膜晶体管(Thin FilmTransistor,以下仅称为“薄膜晶体管”。)10。在俯视中，形成有电容器9和薄膜晶体管10的区域与下部电极2具有重叠的部分，通过制成这种构成，各像素部中，信号输出部14和传感部13在厚度方向上具有重叠。需要说明的是，为了使放射线检测器20(像素部)的平面面积为最小，优选形成有电容器9和薄膜晶体管10的区域完全被下部电极2覆盖。电容器9是通过导电性材料的配线与对应的下部电极2电连接的，所述配线是按照贯通设置于基板I和下部电极2之间的绝缘膜11的方式而形成的。由此，可以使由下部电极2所捕集的电荷移动至电容器9。薄膜晶体管10中，栅极15、栅绝缘膜16和活性层(通道层)17层叠，进一步将源极18和漏极19隔开预定的间隔形成于活性层17上。活性层17例如可以由非晶硅或非晶质氧化物、有机半导体材料、碳纳米管等形成。需要说明的是，构成活性层17的材料并不限于这些材料。作为能够构成活性层17的非晶质氧化物，优选为含有In、Ga和Zn中的至少一种元素的氧化物(例如In-O系)，更优选为含有In、Ga和Zn中的至少两种元素的氧化物(例如In-Zn-O系、In-Ga-O系、Ga-Zn-O系)，特别优选为含有In、Ga和Zn的氧化物。作为In-Ga-Zn-O系非晶质氧化物，优选为结晶状态下的组成由InGaO3(ZnO)niGii为小于6的自然数)表示的非晶质氧化物，特别是，更优选为InGaZn04。需要说明的是，能够构成活性层17的非晶质氧化物并不限于这些材料。作为能够构成活性层17的有机半导体材料，可以举出酞菁化合物、并五苯、酞菁氧钒等，但并不限于这些材料。需要说明的是，对于酞菁化合物的构成，由于在日本特开
2009-212389号公报中已经详细地进行了说明，因此省略其说明。若将薄膜晶体管10的活性层17制成由非晶质氧化物、有机半导体材料、碳纳米管形成的层，则不会吸收X射线等放射线、或者即使吸收也仅为极微量的吸收，因此可以有效地抑制信号输出部14中的噪声的发生。另外，利用碳纳米管来形成活性层17的情况下，可以使薄膜晶体管10的开关速度高速化，并且，可以形成可见光区域中的光的吸收程度低的薄膜晶体管10。需要说明的是，利用碳纳米管来形成活性层17的情况下，只是在活性层17中混入极微量的金属性杂质，薄·膜晶体管10的性能就会明显下降，因此需要通过离心分离等将极高纯度的碳纳米管分离、萃取出，由此来形成活性层17。此处，上述的非晶质氧化物、有机半导体材料、碳纳米管、有机光电转换材料均能够在低温下进行成膜。因此，作为基板1，并不限于半导体基板、石英基板和玻璃基板等耐热性高的基板，也可以使用塑料等挠性基板、芳族聚酰胺、生物纳米纤维。具体来说，可以使用聚对苯ニ甲酸こニ醇酷、聚对苯ニ甲酸丁ニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯等聚酯；聚苯こ烯、聚碳酸酷、聚醚砜、聚丙烯酸酯、聚酰亚胺、聚环烯烃、降冰片烯树脂、聚(三氟氯こ烯)等挠性基板。如果使用这种塑料制的挠性基板，则也可以实现轻量化，例如对携带搬运等是有利的。另外，在基板I上可以设置用于确保绝缘性的绝缘层、用于防止水分和氧的透过的气体阻隔层、用于提高平坦性或与电极等的密合性的底涂层等。芳族聚酰胺能够适用200度以上的高温エ艺，因此可以使透明电极材料高温固化从而低电阻化，另外，也能够应对包含回流焊接エ序的驱动IC的自动安装。另外，芳族聚酰胺的热膨胀系数与IT0(铟锡氧化物(indium tin oxide))、玻璃基板相近，因此制造后的翘曲少，不易破裂。另外，与玻璃基板等相比，芳族聚酰胺能够较薄地形成基板。需要说明的是，可以通过将超薄型玻璃基板和芳族聚酰胺层积来形成基板I。生物纳米纤维是通过将细菌(醋酸菌Acetobacter Xylinum)产出的纤维素微纤丝束(细菌纤维素)和透明树脂复合而得到的。纤维素微纤丝束具有50nm的宽度，该宽度是可见光波长的十分之一的尺寸，并且纤维素微纤丝束为高强度、高弾性、低热膨胀。通过将丙烯酸树脂、环氧树脂等透明树脂浸溃于细菌纤维素中并进行固化，从而可以获得包含60% 70%的纤维并同时在500nm的波长下显示出约90%的透光率的生物纳米纤维。生物納米纤维具有与硅晶体相匹敌的低热膨胀系数(3ppm 7ppm)、与钢铁相同程度的強度(460MPa)、高弾性(30GPa)，并且是柔性的，因此与玻璃基板等相比，能够较薄地形成基板
Io需要说明的是，TFT基板30B的构成与TFT基板30A相同，因此在此处省略说明。另外，如上所述，本实施方式的放射线检测器20中，闪烁体8A通过直接蒸镀于TFT基板30A上而形成，但并不限于此，也可以利用各种方法来进行放射线检测器20的制造。表I中，示出了放射线检测器20的制造方法的4种示例。
表I
权利要求
1.一种放射线检测器，其特征在于，该放射线检测器具备 第I荧光体层，该第I荧光体层产生与所照射的放射线对应的第I光； 第I基板，该第I基板与所述第I荧光体层层积，并具有第I光电转换元件和第I开关元件，所述第I光电转换元件产生与照射的光对应的电荷，所述第I开关元件用于读出由所述第I光电转换元件产生的电荷； 第2荧光体层，该第2荧光体层设置于所述第I荧光体层的相对于所述放射线的照射方向的下游侧，产生与隔着所述第I荧光体层所照射的放射线对应的第2光，并且，该第2荧光体层吸收的放射线能量低于所述第I荧光体层吸收的放射线能量；和 第2基板，该第2基板与所述第2荧光体层层积，并具有第2光电转换元件和第2开关元件，所述第2光电转换元件产生与照射的光对应的电荷，所述第2开关元件用于读出由所述第2光电转换元件产生的电荷； 所述照射的光由所述第I光和所述第2光中的至少任意一种构成。
2.如权利要求I所述的放射线检测器，其中，所述第I基板、所述第I荧光体层、所述第2荧光体层和所述第2基板是从所述放射线照射的一侧以所述第I基板、所述第I荧光体层、所述第2荧光体层和所述第2基板的顺序来进行层积的。
3.如权利要求I所述的放射线检测器，其中，所述第I基板、所述第I荧光体层、所述第2基板和所述第2荧光体层是从所述放射线照射的一侧以所述第I基板、所述第I荧光体层、所述第2基板和所述第2荧光体层的顺序来进行层积的。
4.如权利要求3所述的放射线检测器，其中，所述第2荧光体层在与所述第2基板层积的面的相反侧的面上设置有反射层。
5.如权利要求I所述的放射线检测器，其中，所述第I荧光体层、所述第I基板、第2荧光体层和所述第2基板是从所述放射线照射的一侧以所述第I荧光体层、所述第I基板、所述第2荧光体层和所述第2基板的顺序来进行层积的。
6.如权利要求5所述的放射线检测器，其中，所述第I荧光体层在与所述第I基板层积的面的相反侧的面上设置有反射层。
7.如权利要求I至权利要求6的任一项所述的放射线检测器，其中，所述第I荧光体层是通过含有下述材料而构成的，所述材料由原子序数比构成所述第2荧光体层的材料的元素的原子序数大的元素构成。
8.如权利要求I至权利要求6的任一项所述的放射线检测器，其中，所述第2荧光体层是通过含有柱状结晶而构成的，所述柱状结晶产生与所照射的放射线对应的光。
9.如权利要求8所述的放射线检测器，其中，所述第2荧光体层在与所述第2基板层积的面上形成有非柱状结晶。
10.如权利要求8所述的放射线检测器，其中，所述第2荧光体层是通过含有CsI的柱状结晶而构成的。
11.如权利要求8所述的放射线检测器，其中，所述第2荧光体层的所述柱状结晶的前端部被平坦地形成。
12.如权利要求I至权利要求6的任一项、或权利要求9所述的放射线检测器，其中，所述第I荧光体层是通过含有GOS而构成的。
13.如权利要求8所述的放射线检测器，其中，所述第I荧光体层是通过含有GOS而构成的。
14.如权利要求I至权利要求6的任一项、或权利要求9所述的放射线检测器，其中，所述第I基板和所述第2基板中的至少一方为柔性基板。
15.如权利要求8所述的放射线检测器，其中，所述第I基板和所述第2基板中的至少一方为柔性基板。
16.一种放射线图像摄影装置，其具备权利要求I至权利要求6的任一项、或权利要求9所述的放射线检测器、和生成图像信息的生成单元，所述图像信息是通过由所述放射线检测器的所述第I基板和所述第2基板读出的电荷而显示的。
17.一种放射线图像摄影装置，其具备权利要求8所述的放射线检测器、和生成图像信 息的生成单元，所述图像信息是通过由所述放射线检测器的所述第I基板和所述第2基板读出的电荷而显示的。
18.如权利要求16所述的放射线图像摄影装置，其中，在所述生成单元中，对每个对应的像素，将通过由所述第I基板和所述第2基板读出的电荷而显示的图像信息进行相加，从而制作新的图像信息。
19.如权利要求17所述的放射线图像摄影装置，其中，在所述生成单元中，对每个对应的像素，将通过由所述第I基板和所述第2基板读出的电荷而显示的图像信息进行相加，从而制作新的图像信息。
全文摘要
本发明提供一种放射线检测器和放射线图像摄影装置，所述放射线检测器和放射线图像摄影装置可以抑制与放射线的累积照射量对应的荧光体层感度的劣化，并且可以提高所得到的放射线图像的品质。在放射线检测器(20)中，将闪烁体(8A)设置于闪烁体(8B)的相对于放射线的照射方向的下游侧，并且设置有TFT基板(30B)和TFT基板(30A)这两个基板，所述闪烁体(8A)吸收的放射线的能量相比于闪烁体(8B)为低能量，并且与放射线的累积照射量对应的闪烁体感度的劣化比闪烁体(8B)激烈，所述TFT基板(30B)主要取得与由闪烁体(8B)所产生的光对应的电荷，所述TFT基板(30A)主要取得与由闪烁体(8A)所产生的光对应的电荷。
文档编号A61B6/00GK102956659SQ20121029584
公开日2013年3月6日 申请日期2012年8月17日 优先权日2011年8月26日
发明者西纳直行, 中津川晴康, 大田恭义, 佐藤圭一郎 申请人:富士胶片株式会社