专利名称：放射线检测器及放射线检测器的制造方法
技术领域：
本发明涉及放射线检测器及放射线检测器的制造方法。
背景技术：
近些年，在TFT (Thin film transistor)有源矩阵基板上配置X射线感应层，从而能够将X射线信息直接转换成数字数据的FPD (flat paneldetector)等放射线检测器被实用化。该放射线检测器与现有的成像板相比，具有能够实时确认图像，且还能够确认动画这样的优点，从而快速地普及起来。对于此种放射线检测器来说，提出有各种类型的放射线检测器，例如，存在将X射线通过半导体层直接转换为电荷而进行蓄积的直接转换方式、将X射线通过Cs1:n、GOS(Gd2O2SiTb)等的闪烁器(波长转换部)进行一次转换而转换成光，并将转换后的光通过光电二极管等光检测传感器转换成电荷而进行蓄积的间接转换方式。然而，在放射线图像的摄影中，公知有如下技术以不同的管电压对被拍摄体的同一部位进行摄影，并进行对通过各管电压下的摄影得到的放射线图像加权来运算差量的图像处理(以下，称为“减影图像处理”)，由此得到强调图像中的与骨部等硬部组织相当的图像部以及与软部组织相当的图像部中的一方而除去另一方的放射线图像(以下，称为“能量减影图像”)。例如，当使用与胸部的软部组织相当的能量减影图像时，能够观察到肋骨中隐藏的病变，从而能够提高诊断性能。然而，在改变管电压而进行摄影的情况下，放射线的照射成为两次，因此在存在被拍摄体的身体移动等时，可能无法得到诊断性能好的图像。因此，在专利文献I中公开一种放射线检测器，其通过照射一次放射线，能够得到透过被拍摄体后的放射线中的低能量的放射线所表现的软部组织的图像(以下，称为低压图像)和高能量的放射线所表现的硬部组织的图像(以下，称为高压图像)这两种放射线图像。具体而言，该放射线检测器通过层叠第一闪烁器层、第二闪烁器层、第一光检测传感器、第二光检测传感器而构成，其中，第一闪烁器层吸收放射线并将其转换成第一波长的光，第二闪烁器层吸收放射线并将其转换成第二波长的光，第一光检测传感器不对第一波长的光进行响应而对第二波长的光进行响应(光电转换)、第二光检测传感器不对第二波长的光进行相应而对第一波长的光进行相应(光电转换)。专利文献1:日本特表2009-511871号公报发明要解决的课题然而，专利文献I的结构中，由于第一光检测传感器和第二光检测传感器为两层结构，因此放射线检测器的厚度变大。并且，当放射线检测器的厚度变大时，因尺寸的关系可能无法装入电子盒等
发明内容
本发明鉴于上述实际情况而提出，其目的在于提供一种厚度薄且通过放射线的一次照射能够得到两种放射线图像的放射线检测器及放射线检测器的制造方法。用于解决课题的手段本发明的第一方式涉及的放射线检测器通过将第一闪烁器层、有机光电转换层、基板沿放射线的入射方向层叠而构成，所述第一闪烁器层中混合有第一突光材料和第二突光材料，该第一荧光材料主要对入射的所述放射线中的低能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为第一波长的光，该第二荧光材料主要对所述放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应，将所述放射线转换成与所述第一波长不同的第二波长的光，所述有机光电转换层在同一面内配置有多个第一光检测传感器及第二光检测传感器，该第一光检测传感器由有机材料构成，与所述第二波长的光相比更多地吸收所述第一波长的光并将其转换为电荷，该第二光检测传感器由与所述有机材料不同的有机材料构成，与所述第一波长的光相比更多地吸收所述第二波长的光并将其转换为电荷，所述基板配设在所述有机光电转换层上，且形成有将在所述有机光电转换层中产生的电荷读出的晶体管。根据该结构，当被透过被拍摄体后的放射线照射时，首先，第一闪烁器层的第一荧光材料主要对入射的放射线中的低能量的放射线进行感应而将放射线转换为第一波长的光，并且，第一闪烁器层的第二荧光材料主要对入射的放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应而将放射线转换为第二波长的光。接着，第一光检测传感器与第二波长的光相比更多地吸收来自第一闪烁器层的第一波长的光并将其转换为电荷，由此能够得到通过低能量的放射线表现的被拍摄体的软部组织的低压图像。另外，第二光检测传感器与第一波长的光相比更多地吸收来自第一闪烁器层的第二波长的光并将其转换为电荷，由此能够得到通过高能量的放射线表现的被拍摄体的硬部组织的高压图像。因此，通过照射一次放射线，能够得到低压图像和高压图像这两种放射线图像。并且，由于将吸收第一波长的光的第一光检测传感器和吸收第二波长的光的第二光检测传感器在同一面内配置多个来构成有机光电转换层，因此与第一光检测传感器和第二光检测传感器为两层结构的情况相比，能够使有机光电转换层的厚度变薄，由此使放射线检测器整体变薄。本发明的第二方面涉及的放射线检测器通过将第一闪烁器层、第二闪烁器层、有机光电转换层、透光性的基板沿放射线的入射方向层叠而构成，所述第一闪烁器层主要对入射的放射线中的低能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为第一波长的光，所述第二闪烁器层主要对所述放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为与所述第一波长不同的第二波长的光，所述有机光电转换层在同一面内配置有多个第一光检测传感器及第二光检测传感器，该第一光检测传感器由有机材料构成，与所述第二波长的光相比更多地吸收所述第一波长的光并将其转换为电荷，该第二光检测传感器由与所述有机材料不同的有机材料构成，与所述第一波长的光相比更多地吸收所述第二波长的光并将其转换为电荷，所述透光性的基板配置在所述第一闪烁器层与所述第二闪烁器层之间，且在表面上形成有所述有机光电转换层，并且形成有将在所述有机光电转换层中产生的电荷读出的晶体管。根据该结构，当被透过被拍摄体后的放射线照射时，首先，第一闪烁器层主要对入射的放射线中的低能量的放射线进行感应，将放射线转换为第一波长的光，并且，第二闪烁器层主要对放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应，将放射线转换成与第一波长不同的第二波长的光。接着，第一光检测传感器与第二波长的光相比更多地吸收来自第一闪烁器层的第一波长的光并将其转换为电荷，由此能够得到通过低能量的放射线表现的被拍摄体的软部组织的低压图像。另外，第二光检测传感器与第一波长的光相比更多地吸收来自第二闪烁器层的第二波长的光并将其转换为电荷，由此能够得到通过高能量的放射线表现的被拍摄体的硬部组织的高压图像。因此，通过照射一次放射线，能够得到低压图像和高压图像这两种放射线图像。并且，由于将吸收第一波长的光的第一光检测传感器和吸收第二波长的光的第二光检测传感器在同一面内配置多个来构成有机光电转换层，因此与第一光检测传感器和第二光检测传感器为两层结构的情况相比，能够使有机光电转换层的厚度变薄，由此使放射线检测器整体变薄。本发明的第三方面涉及的放射线检测器在第一方面的基础上，所述基板为透光性，在所述基板上配设有由与所述第一闪烁器层相同的材料构成的第二闪烁器层。通过该结构，由第二闪烁器层发出的光通过透光性的基板而与有机光电转换层碰撞。因此，第二闪烁器层起到与第一闪烁器层相同的作用，从而能够使第一闪烁器层的厚度变薄将第二闪烁器层配设在基板侧的量。并且，若第一闪烁器层的厚度变薄，则即使放射线以第一闪烁器层、有机光电转换层、基板、第二闪烁器层的顺序照射，在第一闪烁器层中主要吸收放射线而发光的闪烁器部分与有机光电转换层的距离也变近，从而有机光电转换层吸收更多的光而灵敏度得以提高。本发明的第四方面涉及的放射线检测器在第一方面的基础上，所述基板侧为所述放射线的入射面。根据该结构，放射线以基板、有机光电转换层、第一闪烁器层的顺序照射。此时，放射线在第一闪烁器层中首先向有机光电转换层侧的闪烁器部分照射，因此该有机光电转换层侧的闪烁器部分主要吸收放射线而发光。并且，当第一闪烁器层中主要吸收放射线而发光的闪烁器部分为有机光电转换层侧时，该闪烁器部分与有机光电转换层的距离变近，从而有机光电转换层吸收更多的光而灵敏度得以提高。本发明的第五方面涉及的放射线检测器在第一 第四方面中任一方面的基础上，所述第一光检测传感器与所述第二光检测传感器的总受光面积相同。根据该结构，能够使第一光检测传感器和第二光检测传感器的受光量相同。本发明的第六方面涉及的放射线检测器在第五方面的基础上，所述第一光检测传感器及所述第二光检测传感器分别构成由透过被拍摄体后的所述放射线表现的放射线图像的一个像素。根据该结构，通过一个光检测传感器能够得到放射线图像的一个像素。本发明的第七方面涉及的放射线检测器在第六方面的基础上，所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器以彼此相邻的方式按一比一的比例配置有多个。根据该结构，能够得到析像度相同的低压图像和高压图像。本发明的第八方面涉及的放射线检测器在第六方面的基础上，所述第一光检测传感器比所述第二光检测传感器配置得多。根据该结构，主要对入射的放射线中的低能量的放射线进行感应而吸收从放射线转换来的第一波长的光并将其转换为电荷的第一光检测传感器的个数变多，由此从第一光检测传感器得到的低压图像用的像素数增加，从而能够提高低压图像的析像度。这样，与上述第六方面的结构相比，当提高表现被拍摄体的软部组织的低压图像的析像度时，能够更可靠地确认软部组织的细微部分。本发明的第九方面涉及的放射线检测器在第八方面的基础上，所述第二光检测传感器以四周被多个所述第一光检测传感器包围的方式配置。根据该结构，能够使用通过四周的多个第一光检测传感器得到的像素，来精度良好地补全作为低压图像用的像素的被四周包围的中心部分的像素。本发明的第十方面涉及的放射线检测器在第一 第九方面中任一方面的基础上，所述第一光检测传感器使所述第二波长的光透过而吸收所述第一波长的光，所述第二光检测传感器使所述第一波长的光透过而吸收所述第二波长的光。根据该结构，第一光检测传感器使来自第一闪烁器层的第二波长的光透过而不进行吸收，吸收第一波长的光并将其转换为电荷，由此能够以不含有通过高能量的放射线表现的高压图像的形式更鲜明地得到通过低能量的放射线表现的低压图像。另外，第二光检测传感器使来自第一闪烁器层的第一波长的光透过而不进行吸收，吸收第二波长的光并将其转换为电荷，由此能够以不含有通过低能量的放射线表现的低压图像的形式更鲜明地得到通过高能量的放射线表现的高压图像。本发明的第十一方面涉及的放射线检测器在第一 第九方面中任一方面的基础上，所述第一波长为蓝色的光的波长，所述第二波长为绿色的光的波长。这样，能够使闪烁器层发出的第一波长的光和第二波长的光的颜色分开，由此能够防止彼此的光的发光波长区域重叠，从而抑制干扰的产生。本发明的第十二方面涉及的放射线检测器在第三方面的基础上，作为所述第一闪烁器层及所述第二闪烁器层的所述第一荧光材料及所述第二荧光材料，混合有掺杂了将所述放射线转换为绿色的光的Tb的Gd2O2S及掺杂了将所述放射线转换成蓝色的光的Eu的BaFX (X为卤素)。根据该结构，由于从第一闪烁器层及第二闪烁器层发出锐陡的波长的光、即几乎不含有绿色及蓝色以外的颜色的光，因此能够抑制有机光电转换层吸收多余的光。本发明的第十三方面涉及的放射线检测器在第二方面的基础上，所述第一闪烁器层由掺杂了将放射线转换为蓝色的光的Eu的BaFX(X为卤素)构成，所述第二闪烁器层由掺杂了将放射线转换为绿色的光的Tb的Gd2O2S构成。根据该结构，第一闪烁器发出锐陡的波长的光、即几乎不含有蓝色以外的颜色的光，第二闪烁器发出锐陡的波长的光、即几乎不含有绿色以外的颜色的光，因此能够抑制有机光电转换层吸收多余的光。本发明的第十四方面涉及的放射线检测器在第一 第十三方面中任一方面的基础上，所述晶体管的活性层由非晶质氧化物构成，所述基板由塑料树脂构成。根据该结构，有机光电转换层由有机材料构成，且晶体管的活性层由非晶质氧化物构成，因此在全部的流程中都能够以低温进行放射线检测器的制造，从而基板可以由通常耐热性低且具有挠性的塑料树脂构成。并且，若使用这样的塑料制的挠性基板，则能够实现轻量化，例如对搬运等有利。
本发明的第十五方面涉及的放射线检测器在第二方面或第十三方面的基础上，所述第一闪烁器层为柱状结构。根据该结构，由第一闪烁器层转换后的光能够在柱状结构中由该柱状结构的交界反射的同时进行前进，从而光散射变少。因此，有机光电转换层的第一光检测传感器的光的受光量变多，由此能够得到高画质的低压图像。本发明的第十六方面涉及的放射线检测器的制造方法为第一 第十五方面中任一方面的放射线检测器的制造方法，通过喷墨方式将所述有机光电转换层的所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器在所述基板上的同一面内配置多个。根据该方法，由于放射线检测器的光电转换层由有机材料构成，因此在配置(形成)光电转换层时可以使用喷墨方式，当使用该喷墨方式时，能够容易将由不同的有机材料构成的第一光检测传感器和第二光检测传感器配置在同一面内。并且，通过利用喷墨方式对含有有机材料的液体进行叠印，从而能够调整第一有机光电转换膜和第二有机光电转换膜的厚度。发明效果根据本发明，能够提供一种厚度薄且通过放射线的一次照射能够得到两种放射线图像的放射线检测器及放射线检测器的制造方法。
图1是表示放射线图像摄影时的电子盒的配置的简图。图2是表示电子盒的内部结构的简要立体图。图3是表示本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器的截面结构的剖视图。图4是表示波长与光谱特性的关系的图。图5是表示图3所示的放射线检测器的详细结构的剖视图。图6是简要地示出TFT开关的结构的图。图7是表示TFT基板的配线结构的图。图8是说明本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器的作用的图。图9是表示本发明的第二实施方式涉及的放射线检测器的截面结构的剖视图。图10是表示本发明的第三实施方式涉及的放射线检测器的截面结构的剖视图。图11是说明本发明的第三实施方式涉及的放射线检测器的作用的图。图12是表示本发明的第一 第三实施方式涉及的放射线检测器中的第一光检测传感器和第二光检测传感器的配置比例的图。图13是表示本发明的第一 第三实施方式涉及的放射线检测器中的第一光检测传感器和第二光检测传感器的配置比例的变形例的图。图14是表示本发明的第一 第三实施方式涉及的放射线检测器中的第一光检测传感器和第二光检测传感器的配置比例的变形例的图。
具体实施例方式(第一实施方式)以下，参照附图，对本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器及放射线检测器的制造方法进行具体地说明。需要说明的是，图中，对同一或具有对应的功能的构件(构成要素)标注相同的符号而适当省略说明。-放射线图像摄影装置的结构-首先，对本发明的第一实施方式涉及的放射线图像摄影装置的一例的电子盒的结构进行说明。本发明的第一实施方式涉及的电子盒为放射线图像摄影装置，其具有可搬运性，对透过被拍摄体后的来自放射线源的放射线进行检测，生成由该检测出的放射线表示的放射线图像的图像信息，并能够存储该生成的图像信息，具体而言，如以下所示这样构成。需要说明的是，电子盒也可以为不存储生成的图像信息的结构。图1是表示放射线图像摄影时的电子盒的配置的简图。电子盒10在放射线图像的摄影时，与作为产生放射线X的放射线源的放射线产生 部12隔开间隔配置。此时的放射线产生部12与电子盒10之间成为作为被拍摄体的患者14所处的摄影位置，当指示放射线图像的摄影时，放射线产生部12射出与预先赋予的摄影条件等对应的放射线量的放射线X。从放射线产生部12射出的放射线X透过位于摄影位置的患者14而担载有图像信息后向电子盒10照射。图2是表示电子盒10的内部结构的简要立体图。电子盒10由使放射线X透过的材料构成，具备具有规定的厚度的平板状的框体16。并且，在该框体16的内部从照射放射线X的框体16的入射面18侧顺次设有对透过患者14后的放射线X进行检测的放射线检测器20、以及对该放射线检测器20进行控制的控制基板22。-放射线检测器20的结构-接着，对本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器20的结构进行说明。图3是表示本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器20的截面结构的剖视图。本发明的第一实施方式涉及的放射线检测器20是如下这样的装置其形成为矩形平板状，如上述那样对透过患者14后的放射线X进行检测，从而对通过放射线X而表现的放射线图像进行摄影，在后述的光检测基板23上形成有闪烁器层24。该闪烁器层24通过将对放射线X的灵敏度(K吸收端及发光波长)互不相同的两种突光材料混合而构成。具体而言，混合有第一突光材料26和第二突光材料28,该第一突光材料26的放射线吸收率ii在高能量部分不具有K吸收端，S卩，吸收率ii在高能量部分不会不连续地增加，从而对透过患者14后的放射线X中的低能量的放射线所表现的软部组织的低压图像进行摄影，该第二荧光材料28的高能量部分的放射线吸收率y比第一荧光材料26高，从而对透过患者14后的放射线X中的高能量的放射线所表现的硬部组织的高压图像进行摄影。需要说明的是，“软部组织”包括肌肉、内脏等，是指皮质骨及/或海绵骨等骨组织以外的组织。另外，“硬部组织”也被称为硬组织，是指皮质骨及/或海绵骨等骨组织。第一荧光材料26和第二荧光材料28只要是对放射线X的灵敏度互不相同的荧光材料即可，可以从通常作为闪烁器使用的全部材料中进行适当选择，但例如可以从以下的表I中列举出的荧光材料选择出两种。需要说明的是，从使通过摄影得到的低压图像与高压图像的区别明确的观点出发，优选第一荧光材料26和第二荧光材料28不仅对放射线X的灵敏度互不相同，而且发光色也互不相同。[表 I]
权利要求
1.一种放射线检测器，其通过将第一闪烁器层、有机光电转换层、基板沿着放射线的入射方向层叠而构成， 所述第一闪烁器层中混合有第一突光材料和第二突光材料，该第一突光材料主要对入射的所述放射线中的低能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为第一波长的光，该第二荧光材料主要对所述放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应，将所述放射线转换成与所述第一波长不同的第二波长的光， 所述有机光电转换层在同一面内配置有多个第一光检测传感器及第二光检测传感器，该第一光检测传感器由有机材料构成，且与所述第二波长的光相比更多地吸收所述第一波长的光而将其转换为电荷，该第二光检测传感器由与所述有机材料不同的有机材料构成，且与所述第一波长的光相比更多地吸收所述第二波长的光而将其转换为电荷， 所述基板配设在所述有机光电转换层上，且形成有将在所述有机光电转换层中产生的电荷读出的晶体管。
2.一种放射线检测器，其通过将第一闪烁器层、第二闪烁器层、有机光电转换层、透光性的基板沿着放射线的入射方向层叠而构成， 所述第一闪烁器层主要对入射的所述放射线中的低能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为第一波长的光， 所述第二闪烁器层主要对所述放射线中的比所述低能量高的高能量的放射线进行感应，将所述放射线转换为与所述第一波长不同的第二波长的光， 所述有机光电转换层在同一面内配置有多个第一光检测传感器及第二光检测传感器，该第一光检测传感器由有机材料构成，且与所述第二波长的光相比更多地吸收所述第一波长的光而将其转换为电荷，该第二光检测传感器由与所述有机材料不同的有机材料构成，且与所述第一波长的光相比更多地吸收所述第二波长的光而将其转换为电荷， 所述透光性的基板配置在所述第一闪烁器层与所述第二闪烁器层之间，且在表面上形成有所述有机光电转换层，并且所述透光性的基板形成有将在所述有机光电转换层中产生的电荷读出的晶体管。
3.根据权利要求1所述的放射线检测器，其中， 所述基板为透光性， 在所述基板上配设有由与所述第一闪烁器层相同的材料构成的第二闪烁器层。
4.根据权利要求1所述的放射线检测器，其中， 所述基板侧为所述放射线的入射面。
5.根据权利要求1 4中任一项所述的放射线检测器，其中， 所述第一光检测传感器与所述第二光检测传感器的总受光面积相同。
6.根据权利要求5所述的放射线检测器，其中， 所述第一光检测传感器及所述第二光检测传感器分别构成由透过被拍摄体后的所述放射线表现的放射线图像的一个像素。
7.根据权利要求6所述的放射线检测器，其中， 所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器以彼此相邻的方式按一比一的比例配置有多个。
8.根据权利要求6所述的放射线检测器，其中，所述第一光检测传感器比所述第二光检测传感器配置得多。
9.根据权利要求8所述的放射线检测器，其中， 所述第二光检测传感器以四周被多个所述第一光检测传感器包围的方式配置。
10.根据权利要求1 4中任一项所述的放射线检测器，其中， 所述第一光检测传感器使所述第二波长的光透过而吸收所述第一波长的光， 所述第二光检测传感器使所述第一波长的光透过而吸收所述第二波长的光。
11.根据权利要求1 4中任一项所述的放射线检测器，其中， 所述第一波长为蓝色的光的波长，所述第二波长为绿色的光的波长。
12.根据权利要求3所述的放射线检测器，其中， 作为所述第一闪烁器层及所述第二闪烁器层的所述第一荧光材料及所述第二荧光材料，混合有掺杂了将所述放射线转换为绿色的光的Tb的Gd2O2S及掺杂了将所述放射线转换成蓝色的光的Eu的BaFX，其中，X为卤素。
13.根据权利要求2所述的放射线检测器，其中， 所述第一闪烁器层由掺杂了将放射线转换为蓝色的光的Eu的BaFX构成，其中，X为卤素， 所述第二闪烁器层由掺杂了将放射线转换为绿色的光的Tb的Gd2O2S构成。
14.根据权利要求1 4中任一项所述的放射线检测器，其中， 所述晶体管的活性层由非晶质氧化物构成， 所述基板由塑料树脂构成。
15.根据权利要求2或13所述的放射线检测器，其中， 所述第一闪烁器层为柱状结构。
16.一种放射线检测器的制造方法，制造权利要求1 4中任一项所述的放射线检测器，其中， 通过喷墨方式将所述有机光电转换层的所述第一光检测传感器和所述第二光检测传感器在所述基板上的同一面内配置多个。
全文摘要
本发明提供一种厚度薄且通过放射线的一次照射能够得到两个放射线图像的放射线检测器及放射线检测器的制造方法。该放射线检测器通过将闪烁器层和有机光电转换层沿放射线X的入射方向层叠而构成，其中，该闪烁器层中混合或分别地含有第一荧光材料和第二荧光材料，该第一荧光材料主要对低能量的放射线进行感应，将放射线转换为第一波长的光，该第二荧光材料主要对高能量的放射线进行感应，将放射线转换为峰值与第一波长不同的第二波长的光，该有机光电转换层在同一面内配置有多个第一光检测传感器及第二光检测传感器，该第一光检测传感器由有机材料构成，与第二波长的光相比更多地吸收第一波长的光并将其转换为电荷，该第二光检测传感器由与所述有机材料不同的有机材料构成，与第一波长的光相比更多地吸收第二波长的光并将其转换为电荷。
文档编号G01T1/20GK103026261SQ20118003603
公开日2013年4月3日 申请日期2011年7月15日 优先权日2010年7月27日
发明者岩切直人, 中津川晴康, 大田恭义, 西纳直行 申请人:富士胶片株式会社