(57)【要約】【課題】光電変換基板12で欠陥が発生した場合でも欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得できる放射線検出器11を提供する。【解決手段】光電変換基板12の規格よりも大きい欠陥信号を出力する欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22と信号配線26との接続箇所を切断する。光電変換基板12で欠陥が発生した場合でも、欠陥信号を発生させる原因となっている箇所を切断することで、欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得できる。【選択図】図１
2010147407.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、
この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、
この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、
このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層と
を具備し、
欠陥信号を出力する画素のスイッチング素子と信号配線およびゲート配線のいずれか一方との接続箇所が切断されている
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、
この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、
この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、
このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層と
を具備し、
バイアス配線と信号配線とがパターン的にリークして欠陥信号を発生させる箇所が切断されている
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
平坦化膜は、有機膜である
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出器。
【請求項４】
平坦化膜は、光電変換素子側から有機膜と無機膜とが積層された多層化膜である
ことを特徴とする請求項１または２記載の放射線検出器。
【請求項５】
平坦化膜は、欠陥信号の発生原因箇所を切断した後に光電変換基板の表面を覆うように形成されている
ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項６】
保護層は、シンチレータ層側から、光反射材粒子を分散させた光反射膜と、防湿膜とが積層された多層化膜である
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項７】
保護層は、シンチレータ層側から、シンチレータ層で変換された可視光を透過する有機膜と、可視光を反射する金属膜と、防湿膜とが積層された多層化膜である
ことを特徴とする請求項１ないし５いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項８】
画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備した放射線検出器の欠陥補正方法であって、
欠陥信号を出力する画素のスイッチング素子と信号配線およびゲート配線のいずれか一方との接続箇所を切断する
ことを特徴とする放射線検出器の欠陥補正方法。
【請求項９】
画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備した放射線検出器の欠陥補正方法であって、
バイアス配線と信号配線とがパターン的にリークして欠陥信号を発生させる箇所を切断する
ことを特徴とする放射線検出器の欠陥補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する放射線を電気信号に変換する放射線検出器およびその欠陥補正方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代の放射線診断用検出器として、アクティブマトリクスを用いた平面検出器が開発されている。この平面検出器において、照射された放射線を検出することにより、放射線撮影像、あるいはリアルタイムの放射線画像がデジタル信号として出力される。
【０００３】
そして、この平面検出器では、放射線をシンチレータ層により可視光すなわち蛍光に変換させ、この蛍光をアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオード、あるいはＣＣＤ(Charge Coupled Device)などの光電変換素子で信号電荷に変換することで画像を取得する。または、放射線を光電変換層により電荷に変換させ、この電荷を信号電荷として読み出すことで画像を取得する(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
具体的に、例えば図６に示す放射線検出器１では、画素P1単位の光電変換素子２とそれに接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)３とが複数配列され、これら薄膜トランジスタ３のゲート電極が制御線であるゲート配線４に、ソース電極が信号配線５に、ドレイン電極が光電変換素子２に、それぞれ電気的に接続された光電変換基板６を用いている。
【０００５】
ゲート配線４は、各画素P1，P1間に行方向に沿って配設され、光電変換基板６の外方にて列方向に沿って配設されたゲート駆動回路７に電気的に接続され、このゲート駆動回路７からの信号により各薄膜トランジスタ３をオンオフさせることが可能である。また、信号配線５は、各画素P1、P1間に列方向に沿って配設され、光電変換基板６の外方にて列方向に沿って配設された信号処理回路８に電気的に接続され、この信号処理回路８からの信号を、オンされた各薄膜トランジスタ３を介して光電変換素子２に送信可能である。さらに、これら信号配線５のそれぞれの近傍には、光電変換素子２に電気的に接続されるバイアス配線としての共通電極バイアスライン９が配設され、これら共通電極バイアスライン９は、バイアス電極ドライバ10に電気的に接続され、このバイアス電極ドライバ10により一定のバイアス電圧が光電変換素子２に印加されている。
【０００６】
そして、この光電変換基板６は、例えば肺の部分を撮影する医療用の放射線診断装置では、約４２０ｍｍ×４２０ｍｍの画素エリアが必要とされ、画素ピッチを１５０μｍで形成すると、総画素数は２８００×２８００で７８４万画素になる。この７８４万画素の膨大な数の画素P1を１画素も欠陥なく形成することは容易でないため、欠陥画素が生じた場合には、その欠陥画素の周辺の正常画素を用いて画像補正する。
【特許文献１】特開２００２−１００７５３号公報(第３頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上述の方法では、欠陥画素が単独で存在し、周辺が正常画素である場合は画像補正が可能であるものの、例えば欠陥画素が３連結以上のクラスタ欠陥になってしまった場合には、画像補正しても欠陥が目立ってしまう。また、単独の欠陥画素も、ある一定以上の数量を超えると規格外となり、使用不可となる。さらに、欠陥のモードによっては、画素P1による点欠陥でなく、ゲート配線４や信号配線５の線欠陥となり、これら線欠陥は画像補正が困難な場合が多い。
【０００８】
そして、これらの欠陥のいずれもない光電変換基板を作製するのは容易ではない。
【０００９】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、光電変換基板で欠陥が発生した場合でも欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得できる放射線検出器およびその欠陥補正方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線検出器は、画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備し、欠陥信号を出力する画素のスイッチング素子と信号配線およびゲート配線のいずれか一方との接続箇所が切断されているものである。
【００１１】
また、本発明の放射線検出器は、画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備し、バイアス配線と信号配線とがパターン的にリークして欠陥信号を発生させる箇所が切断されているものである。
【００１２】
また、本発明の放射線検出器の欠陥補正方法は、画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備した放射線検出器の欠陥補正方法であって、欠陥信号を出力する画素のスイッチング素子と信号配線およびゲート配線のいずれか一方との接続箇所を切断するものである。
【００１３】
また、本発明の放射線検出器の欠陥補正方法は、画素単位に複数の光電変換素子が配列され、これら光電変換素子にスイッチング素子と光電変換素子にバイアス電圧を供給するバイアス配線とがそれぞれ接続され、これらスイッチング素子にゲート配線と光電変換素子からの画素情報を読み出す信号配線とがそれぞれ接続された光電変換基板と、この光電変換基板の光電変換素子上の表面を覆う平坦化膜と、この平坦化膜上に設けられ、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層と、このシンチレータ層を被覆するように設けられた保護層とを具備した放射線検出器の欠陥補正方法であって、バイアス配線と信号配線とがパターン的にリークして欠陥信号を発生させる箇所を切断するものである。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光電変換基板で欠陥が発生した場合でも、欠陥信号を発生させる原因となっている箇所を切断することで、欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１６】
図１および図２に第１の実施の形態を示し、図１は放射線検出器の模式図であり、(a1)は補正前の光電変換基板を示し、(a2)は補正前の欠陥画素を示し、(b1)は補正後の光電変換基板を示し、(b2)は補正後の欠陥画素を示し、図２は放射線検出器の形成工程を(a)ないし(c)の順に示す断面図である。
【００１７】
放射線検出器11は、光電変換基板12の光電変換素子13の表面上に、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層14が形成され、さらに、このシンチレータ層14を被覆するように保護層15が形成されている。
【００１８】
そして、シンチレータ層14は、柱状構造に形成されており、柱状構造のシンチレータと溝部とが交互に形成している。シンチレータは、例えばヨウ化セシウム(ＣｓＩ)：タリウム(Ｔｌ)、あるいはヨウ化ナトリウム(ＮａＩ)：タリウム(Ｔｌ)により真空蒸着法で柱状構造のシンチレータを形成したもの、あるいは酸硫化ガドリニウム(Ｇｄ2Ｏ2Ｓ)蛍光体粒子をバインダ樹脂と混合し、光電変換素子13上に塗布して焼成および硬化し、ダイサによりダイシングするなどで柱状構造のシンチレータを形成したものなどである。
【００１９】
また、保護層15としては、シンチレータ層14上にこのシンレータ層14で変換された可視光を反射する光反射材粒子を分散させた光反射膜18が形成され、さらに、その光反射膜18上に防湿膜19が形成されている。光反射材粒子は、例えば二酸化チタン(ＴｉＯ2)などの、低放射線吸収率を有する物質である。防湿膜19は、例えばアルミニウム合金などの防湿性に優れた金属膜である。
【００２０】
また、光電変換基板12には、複数行×複数列の画素Ｐが形成され、各画素Ｐは、光電変換素子13に電気的に接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)22を備えている。さらに、この光電変換基板12の最表面には、平坦化膜23が形成されている。
【００２１】
各薄膜トランジスタ22は、光電変換素子13への光の入射にて発生した電荷を蓄積および放出させるもので、結晶性を有する半導体材料である非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)、あるいは多結晶半導体であるポリシリコン(ｐ−Ｓｉ)にて少なくとも一部が構成されている。また、薄膜トランジスタ22は、ゲート電極、ソース電極およびドレイン電極のそれぞれを有し、ゲート電極が制御線であるゲート配線25に、ソース電極が信号配線26に、ドレイン電極が光電変換素子13に、それぞれ電気的に接続されている。
【００２２】
ここで、ゲート配線25は、各画素Ｐ，Ｐ間に行方向に沿って配設され、光電変換基板12の外方にて列方向に沿って配設されたゲート駆動回路28に電気的に接続され、このゲート駆動回路28からの信号により各薄膜トランジスタ22をオンオフさせることが可能である。
【００２３】
また、信号配線26は、各画素Ｐ，Ｐ間に列方向に沿って配設され、光電変換基板12の外方にて列方向に沿って配設された信号処理回路29に電気的に接続され、この信号処理回路29からの信号を、オンされた各薄膜トランジスタ22を介して光電変換素子13に送信可能である。さらに、これら信号配線26のそれぞれの近傍には、光電変換素子13に電気的に接続されるバイアス配線としての共通電極バイアスライン31が配設され、これら共通電極バイアスライン31は、バイアス電極ドライバ32に電気的に接続され、このバイアス電極ドライバ32により一定のバイアス電圧が光電変換素子13に印加されている。
【００２４】
そして、平坦化膜23は、例えばアクリル系の有機膜、あるいは光電変換素子13側からアクリル系の有機膜と無機膜とを積層した多層化膜であり、光電変換基板12の光電変換素子13側の表面に形成される。
【００２５】
次に、上記第１の実施の形態の作用を説明する。
【００２６】
まず、図１(a1)および図２(a)に示すように光電変換基板12を形成する。但し、最表面に形成する平坦化膜23は、まだ形成しない。
【００２７】
次いで、この形成した光電変換基板12に対して、アレイテスタによりアレイテストを実施し、光電変換基板12に欠陥信号を出力する画素、すなわち欠陥画素Paがないかを検査する。このアレイテストの結果、出力される信号が大きく、予め設定された所定の規格を越えている欠陥画素Paについては、その欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22と信号配線26との接続箇所を、図１(a2)および図２(b)に示すようにレーザ光Ｌにより切断して、図１(b1)および図１(b2)に示すように、欠陥画素Paを補正する。
【００２８】
その後、図２(c)に示すように、光電変換基板12の光電変換素子13側の表面に平坦化膜23を形成する。
【００２９】
そして、平坦化膜23上に、入射する放射線を可視光に変換するシンチレータ層14と保護層15とを形成する。
【００３０】
上述のように、光電変換素子13の異常で、出力信号が規格以上の値の欠陥画素Paがあると、画像補正をしても、欠陥が目立ってしまうので、この欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22と信号配線26との接続箇所で切断することで、欠陥画素Paからの信号の出力をなくし、それにより、画像補正が可能となる。すなわち、光電変換基板12で欠陥が発生した場合でも、欠陥信号を発生させる原因となっている箇所、具体的には欠陥画素Paと信号配線26との接続箇所を切断することで、欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得できる。
【００３１】
また、欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22と信号配線26との接続箇所を、平坦化膜23の形成後にレーザ光Ｌで切断すると、平坦化膜23のレーザ光Ｌによる切断箇所が平坦でなく、その後のシンチレータ層14の形成工程において、シンチレータ層14のスプラッシュなどの異常原因となるおそれがあるため、欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22と信号配線26との接続箇所をレーザ光Ｌで切断した後に平坦化膜23を形成することにより、欠陥画素Paの補正時のレーザ光Ｌによってシンチレータ層14に異常が発生することを防止できる。
【００３２】
さらに、欠陥信号の発生原因箇所を切断してから、光電変換基板12の表面を平坦化膜23で覆うことにより、シンチレータ層14と光電変換基板12の金属で形成されている部分が直接的に接触しなくなるので、シンチレータ層14による光電変換基板12の金属パターンの腐食を防ぐことができる。
【００３３】
また、例えば薄膜トランジスタ22の異常により、薄膜トランジスタ22のスイッチング動作が機能せず、出力信号が常時出力されるか全く出力されないかのいずれかの状態となって、画像補正が困難になる場合には、図３に示す第２の実施の形態のように、欠陥画素Paのレーザ光Ｌによる切断箇所を、欠陥画素Paの薄膜トランジスタ22とゲート配線25との接続箇所として、欠陥画素Paを、画像補正が可能な欠陥へと補正してもよい。
【００３４】
また、例えば図４に示す第３の実施の形態のように、共通電極バイアスライン31と信号配線26とがパターン的にリーク箇所33でリークしており、信号配線26で線欠陥が発生して画像補正が困難になる場合には、このリーク箇所33をレーザ光Ｌにより切断して、線欠陥をなくしてもよい。
【００３５】
したがって、上記各実施の形態のように、画像補正が困難な欠陥が発生した放射線検出器11の光電変換基板12において、画像補正が可能な状態へとすることができ、欠陥に関して規格内に収まる放射線画像を取得でき、また、従来では不良としていた光電変換基板12を良品へと補正することが可能となるので、歩留まり向上にも寄与でき、コストを抑えた放射線検出器11を提供できる。
【００３６】
なお、上記各実施の形態において、図５に示す第４の実施の形態のように、保護層15を、シンチレータ層14側から、シンチレータ層14で変換された可視光を透過する例えばパラキシリレンなどの防湿性に優れた有機膜34と、シンチレータ層14で変換された可視光を反射する金属膜35と、防湿膜36とが積層された多層化膜で構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す放射線検出器の模式図であり、(a1)は補正前の光電変換基板を示し、(a2)は補正前の欠陥画素を示し、(b1)は補正後の光電変換基板を示し、(b2)は補正後の欠陥画素を示す。
【図２】同上放射線検出器の形成工程を(a)ないし(c)の順に示す断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す放射線検出器の模式図であり、(a1)は補正前の光電変換基板を示し、(a2)は補正前の欠陥画素を示し、(b1)は補正後の光電変換基板を示し、(b2)は補正後の欠陥画素を示す。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す放射線検出器の模式図であり、(a1)は補正前の光電変換基板を示し、(a2)は補正前の欠陥リーク箇所を示し、(b1)は補正後の光電変換基板を示し、(b2)は補正後の欠陥リーク箇所を示す。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す放射線検出器の光電変換基板の断面図である。
【図６】従来例を示す放射線検出器の模式図であり、(a)は光電変換基板を示し、(b)は画素を示す。
【符号の説明】
【００３８】
11    放射線検出器
12    光電変換基板
13    光電変換素子
14    シンチレータ層
15    保護層
18    光反射膜
19    防湿膜
22    スイッチング素子としての薄膜トランジスタ
23    平坦化膜
25    ゲート配線
26    信号配線
31    バイアス配線としての共通バイアスライン
34    有機膜
35    金属膜
36    防湿膜
【図１】
2010147407.tif 000003
【図２】
2010147407.tif 000004
【図３】
2010147407.tif 000005
【図４】
2010147407.tif 000006
【図５】
2010147407.tif 000007
【図６】
2010147407.tif 000008