专利名称：放射线图像检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及放射线图像检测装置。
背景技术：
近年来，使用FPD (平板检测器)以检测放射线图像而产生数字图像数据的放射线图像检测装置已经付诸实际使用，并因为其能够比背景技术的成像板更即时地确认图像而快速地得到普及。该放射线图像检测装置存在多种系统。已知的一种系统为间接转换系统。间接转换系统的放射线图像检测装置具有放射线图像转换面板和传感器面板。放射线图像转换面板具有由荧光材料如CsI或GOS(Gd2O2S)形成的闪烁体，所述荧光材料在暴露于放射线时发射荧光。传感器面板具有光电转换元件的二维阵列。典型地，以与光电转换元件的二维阵列紧密接触的方式设置闪烁体。通过放射线图像转换面板的闪烁体将透过物体的放射线先转换成荧光。通过传感器面板的光电转换元件群对源自闪烁体的荧光进行光电转换而产生电信号(数字图像数据)。在间接转换系统的放射线图像检测装置中，还提出了所谓的ISS(照射侧采集)放射线图像检测装置，其中使放射线从传感器面板侧入射(例如，参见专利文献1(日本特开2011-017683号公报)、专利文献2 (日本特开平6-140613号公报)和专利文献3 (日本特开 2005-203708 号公报))。特别地，在根据专利文献2的放射线图像检测装置中，从包含具有光电转换元件的传感器面板的基底的背面侧入射放射线，从而通过闪烁体能够将一旦透过传感器面板的放射线转换成荧光。在放射线图像检测装置中，在与传感器面板的放射线成像区域对应的部分中设置凹部以抑制传感器面板的基底吸收放射线。在根据专利文献2的放射线图像检测装置中，确实降低了包含传感器面板的基底的厚度，但是在基底的凹部中未设置闪烁体。因此，不能实现将放射线图像检测装置整体形成为薄板。另一方面，在根据专利文献3的放射线图像检测装置中，在基底的凹部中设置了闪烁体。
发明内容
然而，专利文献2和3各自仅公开了使用固态图像传感器如CXD图像传感器将放射线转换成数字图像数据的放射线图像检测装置。作为使用FPD的放射线图像检测装置的实例的DR(数字X射线照相)暗盒通常安装有各种电子部件如TFT层、驱动电路等。因此，DR暗盒远大于专利文献2或3中公开的放射线图像检测装置。如果将专利文献3中所公开的在基底中设置凹部的想法应用于大型放射线图像检测装置如暗盒中，则会显著引发关于耐冲击性的问题。例如，大型放射线图像检测装置可使用玻璃基底作为传感器面板的基底。玻璃基底的热传导差，使得玻璃基底与闪烁体之间的密合性差。因此，当直接将闪烁体沉积在玻璃基底的凹部上时，存在闪烁体可能因闪烁体自身的重量而与玻璃基底分离的担忧。此外，由于设置在基底中的凹部而使基底变薄，所以存在基底可能变形的另一担忧。当将闪烁体直接沉积在基底的凹部上时，引发了关于放射线图像检测装置掉落(falling-down)的另一个问题。这是因为，可能因放射线图像检测装置掉落时施加至放射线图像检测装置的冲击而导致闪烁体与基底分离。另一方面，存在其中在基底的凹部的底面与闪烁体之间设置胶粘部从而间接沉积闪烁体的方法。然而，放射线或从闪烁体发射的荧光不仅必须透过基底，还必须透过胶粘部。尽管在基底中设 置凹部避免了感光度的下降，但仍然会发生关于感光度下降的问题。此夕卜，在间接沉积的情况中，存在放射线图像检测装置落下时闪烁体的位置会在凹部中发生位错的可能性。由于闪烁体由此发生位错，所以存在闪烁体会接触传感器板并发生损坏的可能性。本发明的目的是在抑制由基底造成的放射线图像检测装置的感光度下降的同时提高放射线图像检测装置的耐冲击性。根据本发明的一方面，放射线图像检测装置包含第一基底，其中形成有凹部，所述凹部具有包含至少整个放射线成像区域的底部；荧光体(phosphor)，其含有当暴露于放射线时发射荧光的荧光材料并设置在所述第一基底的所述凹部中；光电转换元件群，其设置在具有所述荧光体的所述凹部的相反侧上并对由所述荧光体发出的荧光进行光电转换；支持体，其支持所述荧光体；以及固定部，其固定所述支持体和所述第一基底；其中以距放射线入射侧的距离上升的顺序设置所述光电转换元件、所述第一基底、所述荧光体和所述支持体。利用所述放射线检测装置的构造，将荧光体设置在所述基底的所述凹部中，使得所述支持体能够支持所述荧光体，从而在抑制由基底造成的感光度下降的同时，提高耐冲击性。
图I是示意性显示用于说明本发明实施方式的放射线图像检测装置的实例的构造的图。图2是示意性显示图I中的放射线图像检测装置的基底的构造的图。图3A 3B是示意性显示用于图I中的放射线图像检测装置的荧光体的构造的图。图4是在图3A中的线IV-IV上所取的荧光体的截面图。图5是在图3A中的线V-V上所取的荧光体的截面图。图6A 6B是示意性显示图I中的放射线图像检测装置的另一个实例的构造的图。
具体实施例方式图I是示意性显示用于说明本发明实施方式的放射线图像检测装置的实例的构造的图。图2是示意性显示图I中的放射线图像检测装置的基底的构造的图。放射线图像检测装置I具有TFT (薄膜晶体管)层16、整平层23、容纳基底14、闪烁体(荧光体)18A和支持基底12A。在TFT层16中形成由TFT构成的开关器件28。整平层23包含二维排列的光电转换元件26。容纳基底14具有凹部140。闪烁体18A包含荧光材料，所述荧光材料容纳在容纳基底14的凹部140中并在暴露于放射线时发射荧光。支持基底12A支持所述闪烁体18A。在该实例中，放射线从TFT层16侧照射，并透过TFT层16和光电转换元件26。透过TFT层16和光电转换元件26的放射线透过薄板部141，然后入射到闪烁体18A上，所述薄板部141为容纳基底14中凹部140的薄部。作为对入射的放射线的响应，由闪烁体18A产生荧光。荧光再次透过容纳基底14的薄板部141。其后，通过光电转换元件26对荧光进行光电转换。然后，通过设置在TFT层16中的开关器件28将由此收集的电荷读出。以这种方式，将光电转换元件26设置在产生大量荧光的闪烁体18A的放射线入射侧上，并隔着容纳基底14的薄板部141而接近闪烁体18A。由此提高了感光度。在该实例中，设置TFT层16以作为整平层23之外的另一个层。然而，可以在其中设置了光电转换元件26的同一整平层23中设置在TFT层16中设置的开关器件28等。支持基底12A为其上直接沉积了闪烁体18A的沉积基底。从放射线入射方向的相反侧通过支持基底12A支持闪烁体18A。另外，设置支持基底12A以封闭容纳基底14的凹部140的开口，从而防止闪烁体18A因外部水分而发生潮解并提高了放射线图像检测装置I的密封性能。此外，支持基底12A还有助于防止容纳基底14的变形。可将碳板，CFRP (碳纤维增强塑料)板，玻璃板，石英基底，蓝宝石基底，选自铁、锡、铬或铝的金属片等用作支持基底12A。支持基底12A不限于上述物质，而是可使用任何基底，只要能够在其上形成闪烁体18A即可。通过直接沉积在如上所述的支持基底12A上来形成闪烁体ISA0所述闪烁体18A由柱状部34(参见图3A)和非柱状部36A(参见图3A)构成。所述柱状部34设置在支持基底12A的相反侧上，且所述非柱状部36A设置在所述支持基底12A侧上。连续形成柱状部34和非柱状部36A以在支持基底12A上层状地相互重叠。例如，通过后面将详细描述的气相沉积法可形成柱状部34和非柱状部36A。柱状部34和非柱状部36A由一种相同的荧光材料形成，但活化剂如Il在柱状部34中的掺杂量可与在非柱状部36A中的掺杂量不同。例如，能够将CsI :Tl、NaI :T1 (铊掺杂的碘化钠)、CsI :Na(钠掺杂的碘化铯)等用作形成闪烁体18A的荧光材料。其中，优选CsI:Tl，因为其发射光谱与a-Si光电二极管的光谱感光度的最大值(约550nm) —致。柱状部34由柱状晶体的群形成，在所述柱状晶体中上述荧光材料的晶体已经生长为柱状。多个相邻的柱状晶体可结合而形成一个柱状晶体。在相邻的柱状晶体之间设置有空隙，且任何柱状晶体都相互独立地存在。非柱状部36A由球状晶体的群形成，在所述球状晶体中荧光材料的晶体已经生长为具有比较小直径的基本球形形状。在由球状晶体的群形成的非柱状部36A中，所述晶体不规则地结合或相互重叠，使得在晶体中不能产生明确的空隙。所述非柱状部36A可包含上述突光材料的无定形物质。容纳基底14包含由薄板部141和厚板部142形成的凹部140。设置容纳基底14以完全包围闪烁体18A。所述薄板部141为约0. 2mm厚,且所述厚板部142为约0. 7mm厚。在支持基底12A与容纳基底14的厚板部142之间设置第一胶粘部13A。通过所述第一胶粘部13A来固定所述支持基底12A和所述容纳基底14。优选的是，用于所述第一胶粘部13A的胶粘剂为胶粘性能可因热等而下降的拆除性(dismantlable)胶粘剂。在放射线图像检测装置I中，通过胶粘结合来对所述支持基底12A和所述容纳基底14进行固定。固定方法不限于此。可使用任何方法，只要通过所述方法能够固定所述支持基底12A和所述容纳基底14即可。将各个光电转换元件26设置在容纳闪烁体18A的凹部140的相反侧上。所述光电转换兀件26由光电导层(未不出)和一对电极构成。在闪烁体18A的突光透过容纳基底14的薄板部141之后,突光入射到光电导层上。作为对入射的突光的响应，所述光电导层产生电荷。将电极设置在光电导层的正面和背面上。设置在光电导层的闪烁体18A侧的表面上的电极为用于对光电导层施加偏压的偏压电极。设置在相反表面上的电极为用于收集由光电导层产生的电荷的电荷收集电极。 在整平层23中形成光电转换元件26，所述整平层23用于提高对容纳基底14的表面的密合性。另外，通过胶粘层(未示出)将容纳基底14和整平层23相互贴合。所述整平层23和所述胶粘层形成树脂层。可将由透明液体或凝胶构成的匹配油等用作树脂层。从感光度和图像锐度考虑，树脂层优选不厚于50 u m,更优选为5 ii m 30 ii m。在光电转换元件26上形成TFT层16。所述TFT层16包含由TFT (薄膜晶体管)构成的开关器件28 (参见图2)。以与光电转换元件26的二维阵列相对应的方式在TFT层16中二维排列所述开关器件28。将各个光电转换元件26的电荷收集电极连接至TFT层16的对应的一个开关器件28。通过开关器件28将由电荷收集电极收集的电荷读出。如图2中所示，在TFT层16中设置多根栅极线30和多根信号线(数据线)32。设置栅极线30以在一个方向(行方向)上延伸，用于分别打开/关闭开关器件28。设置所述信号线32以在垂直方向(列方向)上延伸至栅极线30，从而通过已经打开的开关器件28将电荷读出。另外，将单独连接栅极线30和信号线32的连接端子38布置在具有TFT层16的容纳基底14的外周边缘部中。如图2中所示，通过连接电路39将连接端子38连接至电路板(未示出)。所述电路板包含作为外部电路的栅极线驱动器、以及信号处理部。根据分别源自栅极线驱动器并通过栅极线30提供的信号，将开关器件28逐行顺序打开。将由已经打开的开关器件28读出的电荷作为电荷信号通过信号线32进行传输，并供应至信号处理部。由此，将电荷逐列顺序读出，并在信号处理部中将其转换成电信号，由此产生数字图像数据。以这种方式，以距放射线入射侧的距离上升的顺序设置TFT层16、光电转换元件26、容纳基底14、闪烁体18A和支持基底12A，并将第一胶粘部13A设置在容纳基底14的厚板部142与支持基底12A之间。此处，将用于填充闪烁体18A与容纳基底14之间的空间的第二胶粘部13B设置在闪烁体18A的侧面与凹部140的厚板部142的面对闪烁体18A的侧面142a之间。另外，不将其中闪烁体18A面对凹部140的薄板部141的部分胶粘结合，而是使闪烁体18A与凹部140的薄板部141直接相互接触。换言之，设置第二胶粘部13B以仅包围闪烁体18A的侧面。优选地，第二胶粘部13B具有柔性。另外，用作第二胶粘部13B的胶粘剂优选为胶粘性可通过热、紫外线等而下降的拆除性胶粘剂。例如，可将有机硅基胶粘剂用作第二胶粘部13B的胶粘剂，但胶粘剂不限于此。
可设置用于吸收对放射线图像检测装置I的冲击的缓冲材料(具有缓冲性能)以代替第二胶粘部13B。由于利用缓冲材料进行填充，所以能够在确保耐冲击性的同时，容易地将闪烁体18A取出以提高再加工性。图3A 3B是示意性显示用于图I中的放射线图像检测装置的荧光体的构造的图。顺便提及，图3A和3B中的箭头表示放射线入射方向。如图3A中所示，在用于放射线图像检测装置I中的闪烁体18A中，闪烁体18A的与支持基底12A相反的表面即柱状部34的各个柱状晶体的前端与薄板部141的底面141a相向。即，将由柱状晶体的群构成的柱状部34布置在闪烁体18A的放射线入射侧上。在柱状部34的各个柱状晶体中产生的荧光因柱状晶体与包围柱状晶体的间隙(空气)之间的折射率差而在柱状晶体中重复发生全反射，从而抑制了漫射。由此，将荧光通过与柱状晶体相向的容纳基底14而导入至光电转换元件26。由此提高了图像的锐度。在柱状部34的各个柱状晶体中产生的荧光中，将在薄板部141的底面141a的相反侧上传递即向支持基底12A传递的突光向非柱状部36A中的光电转换兀件26侧反射。由此，提闻了突光的利用效率，从而提闻了感光度。另外，由于将非柱状部36A沉积在支持基底12A上，所以将闪烁体18A牢固地固定至支持基底12A。由此提高了耐冲击性。另外，非柱状部36A由小直径的球状晶体或其聚集体形成。各个空隙比较小。所述非柱状部36A比柱状部34更致密且空隙率更低。由于插入到支持基底12A与柱状部34之间的非柱状部36A，所以提高了支持基底12A与闪烁体18A之间的密合性。结果，提高了对因支持基底12A与TFT层16之间的热膨胀之差所造成的翘曲或冲击而引起的应力作用的抵抗性，从而能够防止闪烁体18A与支持基底12A分离。如图3B中所示，在放射线图像检测装置I中，可使用闪烁体18B以代替闪烁体18A。在闪烁体18B中，在图3A中所示的闪烁体18A的柱状部34上另外设置另一非柱状部36B。非柱状部36B由小直径的球状晶体或其聚集体形成，且非柱状部36B比柱状部34更致密且空隙率更低。特别地，为了尽可能地抑制光反射功能，优选的是，空隙率基本为零。由于由此设置的非柱状部36B，所以可降低因与薄板部141的底面141a接触而可能对柱状部34造成损伤的可能性。由此，能够提高放射线图像检测装置I的耐冲击性。可设置光学透明的缓冲层来代替非柱状部36B。可将约20 y m厚的透明薄膜有机硅橡胶用作缓冲层。当由此设置缓冲层时，可在确保放射线图像检测装置I的耐冲击性的同时进一步抑制图像模糊。图4是在图3A中的线IV-IV上所取的荧光体的截面图。从图4可清楚地知道，在柱状部34中，柱状晶体在晶体的生长方向上显示了基本均匀的截面直径，并且在柱状晶体的周围具有间隙，使得所述柱状晶体相互独立地存在。从光导效果、机械强度和防止像素缺陷的观点来看，优选的是，各个柱状晶体的晶体直径为2pm以上且Sym以下。当晶体直径太小时，各个柱状晶体缺乏机械强度，且存在柱状晶体可能因冲击等而发生损坏的担忧。当晶体直径太大时，各个光电转换元件26的柱状晶体数下降，存在如下担忧当与元件对应的一个晶体破裂时，所述元件可能有缺陷的概率增大。
此处，晶体直径是指在晶体生长方向上从上面观察到的柱状晶体的最大直径。作为具体测量方法，通过从与柱状晶体的厚度方向垂直的面在SEM(扫描电子显微镜)中进行观察，测量了各个柱状晶体的柱状直径(晶体直径)。在观察中，在放大倍率(约2000倍)下从其表面观察闪烁体，在一次摄影中能够观察到100 200个柱状晶体。对在摄影中拍摄的所有柱状晶体的柱状直径的最大值进行了测量并求平均。使用由此获得的值。将柱状直径(Pm)计算 至小数点后二位，并根据JIS Z8401以小数点后二位的方式对平均值进行四舍五入。图5是在图3A中的线V-V上所取的荧光体的截面图。从图5可清楚，在非柱状部36A中，晶体不规则地结合或相互重叠，使得与柱状部34相比不能确认晶体之间的任何明确空隙。从密合性和光反射的观点来看，优选的是，形成非柱状部36A的各个晶体的直径为0. 5 y m以上且7. 0 y m以下。当晶体直径太小时，空隙率接近于零，且存在光反射功能可能劣化的担忧。当晶体直径太大时，平坦性劣化，且存在对支持基底12A的密合性可能劣化的担忧。另外，从光反射的观点来看，优选的是，形成非柱状部36A的各个晶体的形状基本为球状。此处，当晶体相互结合时，按如下测量了各个晶体的晶体直径。即，将通过连接在相邻晶体之间呈现的凹进(凹陷)而得到的线作为晶体之间的边界。将相互结合的晶体分开以具有最小的多边形。由此测量了柱状直径和与柱状直径对应的晶体直径。以与柱状部34中的晶体直径相同的方式获得了晶体直径的平均值。将由此获得的平均值用作晶体直径。优选的是，以在tl表示柱状部34的厚度且t2表示非柱状部36A的厚度时使得比率(t2/tl)为0. 01以上且0. 25以下，更优选0. 02以上且0. I以下的方式对柱状部34的厚度和非柱状部36A的厚度进行设定。当比率(t2/tl)在上述范围内时，可以将荧光效率、光漫射防止和光反射设定在合适范围内以提高感光度和图像锐度。另外，柱状部34的厚度tl取决于放射线的能量，但为了确保柱状部34中充分的放射线吸收和充分的图像锐度，所述厚度tl优选为200 y m以上且700 y m以下。当柱状部34的厚度太小时，放射线在柱状部34中不能被充分吸收，使得存在感光度可能劣化的担忧。当柱状部34的厚度太大时，发生光漫射，使得存在如下担忧尽管存在柱状晶体的光导效果，但是图像锐度仍可能发生劣化。从对支持基底12A的密合性和光反射的观点来看，非柱状部36A的厚度T2优选为5iim以上且125iim以下。当非柱状部36A的厚度太小时，存在可能不能获得对支持基底12A的充分密合性的担忧。当非柱状部36A的厚度太大时，荧光在非柱状部36A中的贡献和因在非柱状部36A中的光反射而造成的漫射增大，使得存在图像锐度可能劣化的担忧。此外，在放射线图像检测装置I中，非柱状部36A的厚度分布可能不均匀。柱状部34和非柱状部36A由相同的荧光材料的晶体连续形成。因此，柱状部34和非柱状部36A之间的结合比不同材料之间的结合如柱状部34与支持基底12之间的结合更强。因此，通过使得非柱状部36A的厚度分布不均匀，能够补偿结合部分中对应力的抵抗性。从对支持基底12A的密合性和光反射的观点来看，优选的是，非柱状部36A的各部分的厚度分布在5 u m以上且125 ii m以下的上述范围内。在整个非柱状部36A中相同地设定不均匀厚度分布。然而，可以将非柱状部36A分成多个区域。在所述情况中，一个区域的不均匀性(最大厚度与最小厚度之差或厚度分布的偏差)可与另一个区域不同。接下来，将对上述闪烁体18A和18B中闪烁体18A的制造方法的实例进行说明。优选通过气相沉积法在支持基底12A的表面上直接形成闪烁体ISA0根据气相沉积法，非柱状部36A和柱状部34能够以该顺序一体地连续形成。下面将通过实例对其中使用CsI:!!作为荧光材料的情况进行说明。可以以常见方式实施所述气相沉积法。例如，在真空度为0. 01 IOPa的环境下，利用对其施加了电力的电 阻加热坩埚对csi:n进行加热并蒸发。由此，将csi:n沉积在将温度设定为室温(20°c ) 300°C的支持基底12A上。当通过气相沉积法在支持基底12A上形成CsI:!!的晶相时，在开始时形成比较小直径的球状晶体或其聚集体。当然后改变至少一个条件即真空度或支持基底12A的温度时，在形成非柱状部36A之后可连续形成柱状部34。即，在沉积球状晶体以具有预定厚度之后，提闻真空度和/或支持基底12A的温度，使得可以生长柱状晶体。然后，在形成非柱状部36A的步骤中，在真空度发生改变的条件下沉积非柱状部36A。由此，对非柱状部36A提供不均匀的厚度分布。当改变真空度时，改变了 CsI:!!的熔化状态，并需要耗费时间以将熔化状态稳定。由于在不稳定的熔化状态期间的连续沉积，所以能够对非柱状部36A提供不均匀的厚度分布。以上述方式，能够有效并容易地制造闪烁体18A。另外，根据该制造方法，存在另一个优势，当在闪烁体18A的成膜中控制真空度或支持基底的温度时，能够容易地制造与其设计一致的各种规格的闪烁体。如上所述，在放射线图像检测装置I中，在凹部140中设置闪烁体18A，使得能够缩短各个光电转换元件26与闪烁体18A之间的距离，从而提高图像锐度。用于沉积的支持基底12A原样支持闪烁体18A(18B)。所述支持基底12A和容纳基底14通过第一胶粘部13A来固定。由此，能够解决关于由放射线图像检测装置I的尺寸增大所引起的耐冲击性的问题。另外，由于将闪烁体18A直接沉积在支持基底12A上，所以能够省去在闪烁体18A与凹部140的(薄板部141的)底面141a之间的胶粘剂。由此，能够提高图像锐度。此外，即使当仅闪烁体18A发生损伤时，如果仅替换闪烁体18A，则仍能够再次原样使用放射线图像检测装置。由此，还能够提高再加工性。另外，第一胶粘部13A由拆除性胶粘剂形成。因此，即使当仅闪烁体18A发生损伤时，如果仅替换闪烁体18A，则仍能够再次原样使用放射线图像检测装置。由此，能够提高再加工性。另外，通过第二胶粘部13B来固定(胶粘)闪烁体18A的侧面和厚板部142的侧面142a，从而在防止闪烁体18A在容纳基底14中不必要地摇动的同时提高耐冲击性。另外，用作第二胶粘部13B的胶粘剂为拆除性胶粘剂。因此，即使当仅闪烁体18A发生损伤时，如果仅替换闪烁体18A，则仍能够再次原样使用放射线图像检测装置。由此，能够提高再加工性。在放射线图像检测装置I中，支持基底12A不必是沉积基底。在这种情况下，可将GOS(Gd2O2SiTb)等用作形成闪烁体18A的荧光材料。图6A 6B是示意性显示图I中的放射线图像检测装置的另一个实例的构造的图。已经对由与图I中相同的标号表示的部分进行了说明，所以此处省略其说明。该实例中的放射线图像检测装置2与上述放射线图像检测装置I的不同点在于，将闪烁体18B直接沉积在容纳基底14上。在这种情况下，增强板12B从放射线入射侧的相反侧(从下面)支持闪烁体 18B。由此，将闪烁体18B保持在容纳基底14与增强板12B之间。从降低放射线图像检测装置2的总重量的观点来看，优选将增强板12B限制为必要最小值。例如，可以与图6B中所示的十字形类似地设置增强板12B。当以十字形设置增强板12B时，也能够防止容纳基底14的变形。当以必要最小值的方式设置增强板12B时，存在外部水分侵入的担忧。由此，可利用聚对二甲苯等的保护膜15覆盖闪烁体18B的侧面。为了尽可能地避免外部水分的进入，所述增强板12B可以以与放射线图像检测装置I中相同的方式封闭增强板14的凹部140的开口。在凹部140的整个表面中设置的增强板12B可由铝板等形成，从而能够使增强板12B具有光反射功能。另外，优选将闪烁体18B的构造作为用于放射线图像检测装置2中的闪烁体。这是因为闪烁体18B直接沉积在容纳基底14上。在这种情况下，非柱状部36A位于放射线入射侧上。以相同的方式，非柱状部36A也位于图3A中的放射线入射侧上，从而确保密合性。由于各种上述放射线图像检测装置能够以高感光度和高清晰度检测放射线图像，所以可以将其引入并用于各种系统如用于医疗诊断用途如乳房X线照相术的X射线成像系统，所述系统要求以低放射线剂量检测尖锐的图像。例如，可将放射线图像检测装置应用于用于非破坏性检查的工业X射线成像系统，或者用于检测电磁波之外的粒子射线(a -射线、￠-射线、Y-射线)的系统。所述放射线图像检测装置具有宽范围的应用。下面将对能够用于放射线图像检测装置I和放射线图像检测装置2中的各种构件的材料进行说明。光电转换元件通常将无机半导体材料如无定形硅用于上述光电转换元件26的光电导层。例如，可使用在日本特开2009-32854号公报中公开的任何OPC(有机光电转换)材料。能够将由OPC材料形成的膜(下文中称作OPC膜)用作光电导层20。所述OPC膜含有有机光电转换材料，所述有机光电转换材料能够吸收从荧光体层发射的光并根据吸收的光产生电荷。含有有机光电转换材料的这种OPC膜在可见光范围内具有尖锐的吸收峰。由此，OPC膜几乎不吸收不同于从突光体层发射的光的电磁波，但能够有效抑制由OPC膜吸收的放射线如X射线所产生的噪音。优选的是，形成OPC膜的有机光电转换材料的吸收峰值波长更接近由荧光体层发射的光的峰值波长，从而最有效地吸收由突光体层发射的光。理想地，有机光电转换材料的吸收峰值波长与由荧光体层发射的光的峰值波长一致。然而，如果有机光电转换材料的吸收峰值波长与荧光体层发射的光的峰值波长之差小，则能够充分地吸收荧光体层发射的光。具体地，有机光电转换材料的吸收峰值波长与荧光体层响应放射线所发射的光的峰值波长之差优选不大于IOnm,更优选不大于5nm。能够满足所述条件的有机光电转换材料的实例包括亚芳基类有机化合物、喹吖啶酮类有机化合物和酞菁类有机化合物。例如，喹吖啶酮在可见光范围内的吸收峰值波长为560nm。当将喹吖啶酮用作有机光电转换材料并将CsI (H)用作荧光体层的材料时，可以因此将上述峰值波长之间的上述差值设定在5nm以内，使得能够将在OPC膜中产生的电荷的
量基本提闻至最大。
设置在偏压电极与电荷收集电极之间的有机层的至少一部分能够由OPC膜形成。更具体地，所述有机层能够由用于吸收电磁波的部分、光电转换部分、电子输送部分、电子空穴输送部分、电子阻挡部分、电子空穴阻挡部分、结晶防止部分、电极、层间接触改良部分等的堆叠或混合物形成。优选地，有机层含有有机p型化合物或有机n型化合物。有机p型半导体(化合物)为主要由电子空穴输送有机化合物表示的给体型有机半导体(化合物)，其是指具有易于提供电子的特性的有机化合物。更详细地，在用于相互接触的两种有机材料中，将具有较低电离电势的物质称作给体型有机化合物。因此，可以将任何有机化合物用作给体型有机化合物，只要所述有机化合物具有提供电子的特性即可。能够使用的给体型有机化合物的实例包括三芳基胺化合物、联苯胺化合物、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、三苯基甲烷化合物、咔唑化合物、聚硅烷化合物、噻吩化合物、酞菁化合物、菁化合物、部花青化合物、氧杂菁(oxonoI)化合物、多胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚芳撑化合物、稠合芳族碳环化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、 并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、荧蒽衍生物)、具有含氮杂环化合物作为配体的金属络合物等。给体型有机半导体不限于此，而是可以将电离电势比用作n型(受体型)化合物的有机化合物低的任何有机化合物用作给体型有机半导体。n型有机半导体(化合物)为主要由电子输送有机化合物表示的受体型有机半导体(化合物)，其是指具有易于接受电子的特性的有机化合物。更具体地，当以相互接触的方式使用两种有机化合物时，该两种有机化合物中具有较高电子亲合力的一种化合物为受体型有机化合物。因此，可以将任何有机化合物用作受体型有机化合物，只要所述有机化合物具有接受电子的特性即可。其实例包括稠合芳族碳环化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、荧蒽衍生物)，含有氮原子、氧原子或硫原子的5 7元杂环化合物(例如，吡唆、吡嗪、嘧唆、哒嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、异喹啉、蝶唆、n 丫唆、吩嗪、邻二氮杂菲、四唑、批唑、咪唑、噻唑、P恶唑、_坐、苯并咪唑、苯并三唑、苯并Il唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、三唑并哒嗪、三唑并嘧啶、四氮茚、p恶二唑、咪唑并吡啶、吡咯烷(pyralidine)，吡咯并吡啶、噻二唑并吡啶、二苯并吖庚因、三苯并吖庚因等)，聚芳撑化合物、芴化合物、环戊二烯化合物、甲硅烷基化合物和具有含氮杂环化合物作为配体的金属络合物。受体型有机半导体不限于此。可将任何有机化合物用作受体型有机半导体，只要所述有机化合物的电子亲合力高于用作给体型有机化合物的有机化合物即可。至于p型有机染料或n型有机染料，可使用任何已知染料。其优选实例包括菁染料、苯乙烯基染料、半菁染料、部花青染料(包括零-次甲基部花青(简单部花青)、三核部花青染料、四核部花青染料、若丹菁(rhodacyanine)、复合菁染料、复合部花青染料、alopolar染料、氧杂菁染料、半氧杂菁(hemioxonol)染料、方酸染料、克酮酸+洽(croconium)染料、氮杂次甲基染料、香豆素染料、亚芳基染料、蒽醌染料、三苯基甲烧染料、偶氮染料、偶氮甲碱染料、螺环化合物、金属茂染料、荷酮染料、俘精酸酐(flugide)染料、二萘嵌苯染料、吩嗪染料、吩噻嗪染料、醌染料、靛染料、二苯基甲烷染料、多烯染料、吖啶染料、吖啶酮染料、二苯胺染料、喹吖啶酮染料、喹酞酮染料、吩P恶嗪染料、酞茈染料、叶啉染料、叶绿素染料、酞菁染料、金属络合物染料和稠合芳族碳环染料(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、荧蒽衍生物)。可以优选使用如下光电转换 膜(感光层)，其在一对电极之间具有P型半导体层和n型半导体层，且p型半导体和n型半导体中的至少一种为有机半导体，并且在这些半导体层之间设置包含P型半导体和n型半导体的本体异质结结构层以作为中间层。包含在光电转换膜中的本体异质结结构层能够覆盖有机层的载流子扩散长度短这一缺陷。由此，能够提高光电转换效率。在日本特开2005-303266号公报中对本体异质结结构进行了详细说明。从吸收源自荧光体层的光的观点来看，优选的是，光电转换膜更厚。考虑到不会对电荷分离带来任何贡献的比率，所述光电转换膜优选为30nm以上且300nm以下，更优选50nm以上且250nm以下，特别更优选80nm以上且200nm以下。至于关于上述OPC膜的任何其他构造，例如，参考日本特开2009-32854号公报中的说明。[开关器件]尽管通常将无机半导体材料如无定形硅用于开关器件28的有源层，但是可以如同日本特开2009-212389号公报中所公开的，使用有机材料。虽然可将任何一种结构用作有机TFT，但场效应晶体管(FET)结构是最优选的。在FET结构中，在绝缘基底的上表面上部分地设置栅极，并设置绝缘体层以覆盖电极并与电极之外的其他部分中的基底接触。此夕卜，在绝缘体层的上表面上设置半导体有源层，在半导体有源层的上表面上以相互隔离的方式部分地布置透明源极和透明漏极。将这种构造称作顶部接触型器件。也可以优选使用其中在半导体有源层下布置源极和漏极的底部接触型器件。另外，可以使用其中载流子在有机半导体膜的厚度方向上流动的垂直晶体管结构。(有源层)本文中提及的有机半导体材料为显示作为半导体的性能的有机材料。有机半导体材料的实例包括以与由无机材料制成的半导体相同的方式传导作为载流子的电子空穴(空穴)的P型有机半导体材料(或简称作P型材料或称作电子空穴输送材料)以及传导作为载流子的电子的n型有机半导体材料(或简称作n型材料或称作电子输送材料)。在有机半导体材料中，许多P型材料通常显示更好的性能。另外，在大气下，在作为晶体管的运行稳定性方面，P型晶体管通常更优异。因此，本文中将对P型有机半导体材料进行说明。有机薄膜晶体管的性能之一是载流子迁移率(也简称作迁移率)U，其表示载流子在有机半导体层中的迁移率。迁移率随应用而变化，但通常优选更高的迁移率。所述迁移率优选为I. OX 10-7cm2/Vs以上，更优选I. OX 10-6cm2/Vs以上，进一步优选I. OX l(T5cm2/Vs以上。通过在制造场效应晶体管(FET)器件时的性能或TOF(飞行时间)的测量，能够获得迁移率。p型有机半导体材料可以为低分子量或高分子量材料，但优选低分子量材料。许多低分子量材料因能够应用各种提纯方法如升华提纯、重结晶、柱层析等而易于获得高纯度、或者因其具有固定的分子结构而易于形成高度有序的晶体结构，显示了优异的性质。低分子量材料的分子量优选为100以上且5000以下，更优选150以上且3000以下，还更优选200以上且2000以下。作为p型有机半导体材料，可以例示酞菁化合物或萘菁化合物。下面将显示其具体实例。M表示金属原子，Bu表示丁基，Pr表示丙基，Et表示乙基,且Ph表示苯基。[化学式I]
权利要求
1.一种放射线图像检测装置，其包含基底，其中形成有凹部，所述凹部具有包含至少整个放射线成像区域的底部；荧光体，其含有当暴露于放射线时发射荧光的荧光材料并设置在所述基底的所述凹部中；光电转换元件群，其设置在具有所述荧光体的所述凹部的相反侧上并对由所述荧光体发射的荧光进行光电转换；支持体，其支持所述荧光体；以及固定部，其固定所述支持体和所述基底；其中以距放射线入射侧的距离上升的顺序设置所述光电转换元件、所述基底、所述荧光体和所述支持体。
2.如权利要求I所述的放射线图像检测装置，还包含填料，所述填料填充在所述荧光体的侧面与所述基底的所述凹部的侧面之间并具有缓冲性能。
3.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体直接并紧密地与所述基底的所述凹部的底面接触。
4.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述固定部由拆除性胶粘剂形成。
5.如权利要求2所述的放射线图像检测装置，其中所述填料为拆除性胶粘剂。
6.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体由沉积在沉积基底上的所述荧光材料的晶体形成；且所述支持体为所述沉积基底。
7.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体由沉积在所述基底上的所述荧光材料的晶体形成；且所述支持体为将所述荧光体保持在其自身与所述基底之间的增强板。
8.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体具有由其中荧光材料的晶体已经生长为柱状的柱状晶体的群形成的柱状部。
9.如权利要求8所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体还包含插入到所述柱状部与所述支持体之间的第一非柱状部。
10.如权利要求8所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体还包含插入到所述柱状部与所述基底之间的第二非柱状部。
11.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中通过所述支持体封闭所述基底的所述凹部的开口。
12.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述荧光体由荧光材料CsI = Tl形成。
13.如权利要求I或2所述的放射线图像检测装置，其中所述基底基本上完全包封所述荧光体。
14.如权利要求9所述的放射线图像检测装置，其中所述第一非柱状部为5 μ m以上且125 μ m以下。
15.如权利要求2所述的放射线图像检测装置，其中所述填料被设置成仅包围所述荧光体的侧面。
16.如权利要求8所述的放射线图像检测装置，其中所述柱状部的端部与所述基底的薄板部相向。
17.如权利要求16所述的放射线图像检 测装置，还包含设置在所述柱状部和所述基底的所述薄板部之间的光学透明缓冲层。
18.如权利要求17所述的放射线图像检测装置，其中所述缓冲层由透明有机硅橡胶形成。
19.如权利要求10所述的放射线图像检测装置，其中所述第二非柱状部的空隙比基本为零。
20.如权利要求7所述的放射线图像检测装置，其中所述增强板被设置成十字形。
全文摘要
本发明公开了一种放射线图像检测装置，其包含基底，其中形成凹部，所述凹部具有包括至少整个放射线成像区域的底部；荧光体，其含有当暴露于放射线时发射荧光的荧光材料并设置在所述基底的所述凹部中；光电转换元件群，其设置在具有所述荧光体的所述凹部的相反侧上并对由所述荧光体发射的荧光进行光电转换；支持体，其支持所述荧光体；以及固定部，其固定所述支持体和所述基底。以距放射线入射侧的距离上升的顺序设置所述光电转换元件、所述基底、所述荧光体和所述支持体。
文档编号H01L27/30GK102621573SQ20111045665
公开日2012年8月1日 申请日期2011年12月30日 优先权日2011年1月31日
发明者中津川晴康, 金子泰久 申请人:富士胶片株式会社