(57)【要約】【課題】放射線の照射により発生する電荷を電気信号として検出する放射線画像検出器において、耐衝撃性を有するものとするとともに、軽量化およびコストの削減を図る。【解決手段】記録用の放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子がポリマーに分散されてなる放射線検出層２と、放射線検出層２において発生した電荷を電気信号として検出する検出素子３５がプラスチック基板３４の表面に画素毎に形成された電気信号検出層３とから形成する。【選択図】　　　　　図１
2004111511.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用の放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子がポリマーに分散されてなる放射線検出層と、
該放射線検出層において発生した電荷を電気信号として検出する検出素子がプラスチック基板の表面に画素毎に形成された電気信号検出層とが積層されてなることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２】
前記放射線検出層と前記電気信号検出層とが、
前記画素毎に区分された導電性樹脂膜からなる導電性樹脂膜層を介して積層されてなることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器。
【請求項３】
請求項１に記載の放射線画像検出器の製造方法であって、
前記放射線検出粒子をポリマーに分散した分散液を前記電気信号検出層の前記検出素子が形成されている側の表面に塗布することにより前記放射線検出層を形成することを特徴とする放射線画像検出器の製造方法。
【請求項４】
請求項２に記載の放射線画像検出器の製造方法であって、
前記電気信号検出層の前記検出素子上に各検出素子毎に導電性樹脂膜を形成し、
該導電性樹脂膜の形成された電気信号検出層と前記放射線検出層とを貼り合わせることを特徴する放射線画像検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線の照射により発生した電荷を電気信号として検出することにより放射線画像情報の検出を行なう放射線画像検出器およびその製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、照射されたＸ線などの放射線の線量に応じた量の電荷を電気信号として検出することにより放射線画像情報の検出を行なう放射線画像検出器が、医療用放射線撮影などにおいて多く利用されており、種々のタイプのものが提案されている。
【０００３】
上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、放射線の照射により発生した電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を薄膜トランジスタ（ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）などの電気的スイッチを１画素ずつＯＮ・ＯＦＦすることにより読み出す方式がある。そして、上記のような方式としては直接変換方式と間接変換方式とがある。直接変換方式とは、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する方式で、放射線を検出する層としてはａ−Ｓｅ膜を用いる方式が一般的である。一方、間接変換方式は、放射線を一度ＣｓＩなどのシンチレータで光に変換し、その光をａ−Ｓｉフォトダイオードで電荷に変換し蓄積する方式である。
【０００４】
ここで、上記のような放射線画像検出器は、主に病院などで利用されるが、その取り扱い上、カセッテなどに収納されて可搬性が高い形態である方がよく、間違って落下させてしまっても破壊されないような耐衝撃性を有するものが望まれている。また、上記放射線画像検出器は、定期検診など病院外に持ち出されて使用される場合もあり、このような場合には、尚更、上記のような要望は高い。
【０００５】
【非特許文献１】
「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ＳＰＩＥ」，（Ａｍｅｒｉｃａ），ＳＰＩＥ，２００１，ｖｏｌ．４３２０，ｐ．１−１２
【０００６】
【非特許文献２】
「Ｐｈｙｓｉｃｓ　Ｍｅｄｉｃａｌ　Ｂｉｏｌｏｇｙ」，（Ｕ．Ｋ），ＩＯＰ　Ｐｕｂｌｉｓｈｉｎｇ　Ｌｔｄ．，１９９７，ｖｏｌ．４２，ｐ．１−３９
【０００７】
【非特許文献３】
「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ＳＰＩＥ」，（Ａｍｅｒｉｃａ），ＳＰＩＥ，２００１，ｖｏｌ．４３２０，ｐ．１４０−１４７
【０００８】
【非特許文献４】
「Ｐｒｏｃｅｅｄｉｎｇ　ｏｆ　ＳＰＩＥ」，（Ａｍｅｒｉｃａ），ＳＰＩＥ，ｖｏｌ．２７０８，ｐ．４９９−５１０
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記のような放射線画像検出器においては、ＴＦＴが高温環境下で形成されることからＴＦＴ形成基板としてガラス基板が用いられる。したがって、落下などに対して非常に割れやすい。また、直接変換方式の放射線画像検出器においては、ＴＦＴが形成されたガラス基板の表面に、さらに厚いａ−Ｓｅ膜が蒸着により形成され、また、間接変換方式の放射線画像検出器においては、ＴＦＴが形成されたガラス基板の表面に、さらにａ−Ｓｉ膜が蒸着により形成されるため、これらも落下などに対して非常に割れやすく、また、重量も大きくなる。さらに、蒸着によりａ−Ｓｅ膜などを形成するためコストアップにもなる。
【００１０】
本発明は、上記のような事情に鑑み、上記のような放射線画像検出器において、落下などの衝撃に対しても破壊されることのない耐衝撃性を有するとともに、軽量化およびコストの削減を図ることができる放射線画像検出器を提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の放射線画像検出器は、記録用の放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子がポリマーに分散されてなる放射線検出層と、放射線検出層において発生した電荷を電気信号として検出する検出素子がプラスチック基板の表面に画素毎に形成された電気信号検出層とが積層されてなることを特徴とする。
【００１２】
ここで、上記「検出素子」としては、たとえば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ：ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチと、画素容量と、画素電極とからなるものを用いることができ、上記放射線検出層において発生した電荷を画素容量に蓄積し、その電荷をＴＦＴスイッチをＯＮ・ＯＦＦすることにより画素電極から読み出すものを採用することができる。
【００１３】
本発明の第２の放射線画像検出器は、上記第１の放射線画像検出器において、放射線検出層と電気信号検出層とを、画素毎に区分された導電性樹脂膜からなる導電性樹脂膜層を介して積層するようにしたものである。
【００１４】
本発明の第１の放射線画像検出器の製造方法は、上記第１の放射線画像検出器の製造方法であって、放射線検出粒子をポリマーに分散した分散液を電気信号検出層の検出素子が形成されている側の表面に塗布することにより放射線検出層を形成することを特徴とする。
【００１５】
本発明の第２の放射線画像検出器の製造方法は、上記第２の放射線画像検出器の製造方法であって、電気信号検出層の検出素子上に各検出素子毎に導電性樹脂膜を形成し、その導電性樹脂膜の形成された電気信号検出層と放射線検出層とを貼り合わせることを特徴する。
【００１６】
ここで、上記「導電性樹脂膜」としては、たとえば、熱工程などにより接着性を有するものを用いることができる。
【００１７】
【発明の効果】
本発明の第１および第２の放射線画像検出器によれば、記録用の放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子がポリマーに分散されてなる放射線検出層と、放射線検出層において発生した電荷を電気信号として検出する検出素子がプラスチック基板の表面に画素毎に形成された電気信号検出層とを積層してなるものとし、ガラス基板や蒸着膜などを用いることなく形成するようにしたので、落下などの衝撃に対しても破壊されることのない耐衝撃性を有するものとすることができ、さらに軽量化およびコストの削減を図ることができる。
【００１８】
本発明の第１の放射線画像検出器の製造方法によれば、上記第１の放射画像検出器における放射線検出層を、放射線検出粒子をポリマーに分散した分散液を電気信号検出層の検出素子が形成されている側の表面に塗布することにより形成するようにしたので、より簡易かつ安価に放射線検出層を形成することができる。
【００１９】
本発明の第２の放射線画像検出器の製造方法によれば、電気信号検出層の検出素子上に各検出素子毎に導電性樹脂膜を形成し、その導電性樹脂膜の形成された電気信号検出層を放射線検出層と貼り合わせることにより上記第２の放射線画像検出器を形成するようにしたので、たとえば、放射線検出層と電気信号検出層を別々に形成し、導電性樹脂膜層の接着性を利用して熱プレス工法により放射線検出層と電気信号検出層とを接合するようにすることができ、より簡易かつ安価に放射線検出層を形成することができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の第１の実施の形態について説明する。図１は第１の実施の形態の概略構成を示す斜視図（Ａ）およびその一部の断面図（Ｂ）である。
【００２１】
本実施の形態の放射線画像検出器１０は、記録用の放射線を透過する電極層１、電極層１を透過した放射線の照射により電荷を発生する放射線検出層２、該放射線検出層２において発生した電荷を電気信号として検出する電気信号検出層３をこの順に積層してなるものである。
【００２２】
放射線検出層２は、放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子をポリマーに分散したものであり、放射線検出粒子としては、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、Ｃｄ１―ＸＺｎＸＴｅ、ＴＩＢｒ、ＰｂＯ、Ｐｂ２Ｏ３、ＢｉＩ３、またはＢｉＧｅＯなどを用いることができる。また、ポリマーとしては、ポリエステル系ポリマー、アクリル系ポリマー、ナイロン系ポリマーなどを利用することができ、放射線検出粒子の重量比は１／５〜１／１００程度が適切である。また、上記のようなポリマーは成膜性がよいため少量のポリマーで放射線検出層２を形成することができ、機械的強度の高い放射線検出層２を形成することができる。
【００２３】
電気信号検出層３は、図１（Ｂ）に示すように、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ：ｔｈｉｎ　ｆｉｌｍ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）スイッチ３１と、画素容量３２と、画素電極３３とからなる検出素子３５がプラスチック基板３４の表面に２次元状の多数配列されてなるものである。そして、上記ＴＦＴスイッチ３１は低温製膜のｐｏｌｙ−Ｓｉ　ＴＦＴ、有機ＴＦＴ、またはＺｎＯ　ＴＦＴなどにより形成されている。また、画素容量３２および画素電極３３もＴＦＴスイッチ３１と同様に低温製膜が可能な材料により形成され、画素容量３２と画素電極３３および絶縁層３６とでコンデンサが形成されている。また、プラスチック基板３４の材料としては、ポリカーボネート、ポリエステル系フィルム、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリイミドなどを利用することができる。
【００２４】
図２は電気信号検出層３を上面から見た模式図である。放射線検出層２において放射線の照射により発生した電荷は画素電極３３および画素容量３２により形成されるコンデンサに蓄積される。ＴＦＴスイッチ３１は、ゲート走査線駆動部５０が発する制御信号により各行毎のゲート走査線５１を通じてＯＮ・ＯＦＦ制御されるようになっている。これによりＴＦＴスイッチ３１に接続されたコンデンサに蓄積された電荷が読み出される。そして、この読み出された信号は信号線５２、増幅器５３、マルチプレクサ５４、およびＡ／Ｄ変換器５５を介して読み出される。
【００２５】
また、上記電気信号検出層３の表面に放射線検出層２を形成する際には、たとえば、電気信号検出層３の表面に放射線検出粒子を分散したポリマーを直接塗布する方法があるが、直接塗布の方法としては、ブレードコーターやスリットコーターなどを利用すればよい。
【００２６】
また、電極層１は、上記のようにして塗布により形成された放射線検出層２の表面にＡｌまたはＡｕなどの電極材料を蒸着により形成するようにすればよい。また、導電性物質をコーティングすることにより設けるようにしてもよい。
【００２７】
次に、本発明の放射線画像検出器の第２の実施の形態について説明する。図３は第２の実施の形態の概略構成を示す断面図である。
【００２８】
本実施の形態の放射線画像検出器２０は、記録用の放射線を透過する電極層２２が形成されたプラスチック基板２１上に、放射線検出粒子をポリマーに分散した分散液を塗布することにより放射線検出層２３を形成した放射線検出シート２５と、該放射線検出層２３において発生した電荷を電気信号として検出する電気信号検出層３とが、導電性樹脂膜４０を介して積層されてなるものである。
【００２９】
放射線検出シート２５のプラスチック基板２１は、第１の実施の形態で用いられた材料を同様のものを利用することができる。また、電極層２２はプラスチック基板２１上に導電性物質をコーティングすることにより設けられたものである。また、上記分散液の塗布の方法については、上記第１の実施の形態と同様である。また、放射線検出シート２５の表面には電気信号検出層３の画素に対向して電荷収集電極２４が設けられている。
【００３０】
導電性樹脂膜４０は、電気信号検出層３の画素電極３３の表面に画素毎に設けられ、画素電極３３と放射線検出シート２５における電荷収集電極２４とを電気的に接続するものである。
【００３１】
電気信号検出層３の構成は、第１の実施の形態と同様である。
【００３２】
本実施の形態の放射線画像検出器２０を製造する際には、まず、電気信号検出層３の表面に、フォトリソグラフィープロセスでパターン化可能な導電性材料を含んだ感光素材をコーティングして乾燥させる（または、予めフィルム状になった導電性素材を含む感光性フィルムを電気信号検出層３の表面に貼り合わせるようにしてもよい）。そして、各画素電極３３の所定の範囲に対応したパターンの導電性樹脂膜４０が形成されるよう上記のようにして形成された感光フィルムにパターン露光をする。そして、通常のフォトリソグラフィーと同様にして現像を行ない導電性樹脂膜４０を形成する。
【００３３】
一方、別途上記放射線検出シート２５を形成し、上記のようにして形成された導電性樹脂膜４０と画素電極３３とが対向するように放射線検出シート２５と電気信号検出層３とを熱圧着により貼り合わせる。
【００３４】
上記第１および第２の放射線画像検出器１０，２０によれば、記録用の放射線の照射により電荷を発生する放射線検出粒子がポリマーに分散されてなる放射線検出層と、放射線検出層において発生した電荷を電気信号として検出する検出素子がプラスチック基板の表面に画素毎に形成された電気信号検出層とを積層してなるものとし、ガラス基板や蒸着膜などを用いることなく形成するようにしたので、落下などの衝撃に対しても破壊されることのない耐衝撃性を有するものとすることができ、さらに軽量化およびコストの削減を図ることができる。
【００３５】
また、上記第１および第２の実施の形態においては、ＴＦＴスイッチ３１を有する検出素子３５により放射線検出層において発生した電荷を検出するようにしたが、これに限らず、図４に示すように検出素子６０をコンデンサ６１とスイッチングダイオード６２とから構成するようにしてもよい。コンデンサ６１に蓄積された電荷は、列デコーダ６４により制御線６３の電位を制御し、スイッチングダイオード６２を制御することにより電気信号として読み出される。
【００３６】
また、電気信号検出層における回路構成は上記に示したような構成に限らず、低温成膜によりプラスチック基板上に形成可能なものであれば、如何なる回路構成としてもよい。
【００３７】
また、上記第１および第２の実施の形態の放射線画像検出器１０，２０は、図５に示すように、Ｘ線吸収が少なく、遮光性のある材料からなるケース７０内に収納するようにしてもよい。ケース７０は上面開放の箱型収納部７０ａとその上面を覆う蓋部７０ｂとからなる。ケース７０内に収納された放射線画像検出器１０，２０の交換などが可能なように、蓋部７０ｂは、箱型収納部７０ａから取り外し自在に構成されている。
【００３８】
また、第１の実施の形態の放射線画像検出器１０をケースに収納した形態とする場合には、たとえば、図６に示すように蓋部８０ａを基板としてその表面に電極層１を形成し、その電極層１の表面に放射線検出層２および電気信号検出層３を形成することにより、ケース８０と放射線検出器１０とを一体化して形成するようにしてもよい。
【００３９】
また、さらに、図７に示すように、箱型収納部８０ｂの底面に、放射線画像検出器１０を透過した放射線がバック散乱線として放射線画像検出器１０に影響を及ぼさないように上記散乱線を吸収するＸ吸収層９０を設けるようにしてもよい。このＸ線吸収層９０は、たとえばＰｂ、Ｗ、Ｔａ、またはこれらの金属の化合物により形成するようにすればよい。また、図５に示したケース７０の箱型収納部７０ｂの底面に、上記Ｘ線吸収層を設けるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の放射線画像検出器の第１の実施の形態の概略構成を示す斜視図（Ａ）およびその一部の断面図（Ｂ）
【図２】図１に示す放射線画像検出器の電気信号検出層の模式図
【図３】本発明の放射線画像検出器の第２の実施の形態の概略構成を示す断面図
【図４】本発明の放射線画像検出器のその他の実施の形態の概略構成を示す図
【図５】本発明の放射線画像検出器のその他の実施の形態の概略構成を示す図
【図６】本発明の放射線画像検出器のその他の実施の形態の概略構成を示す図
【図７】本発明の放射線画像検出器のその他の実施の形態の概略構成を示す図
【符号の説明】
１，２２　　電極層
２，２３　　放射線検出層
３　　電気信号検出層
１０，２０　　放射線画像検出器
２１，３４　　プラスチック基板
２４　　電荷収集電極
２５　　放射線検出シート
３１　　ＴＦＴスイッチ
３２　　画素容量
３３　　画素電極
３５，６０　　検出素子
４０　　導電性樹脂膜
５０　　走査線駆動部
５１　　ゲート走査線
５２　　信号線
５３　　増幅器
５４　　マルチプレクサ
５５　　Ａ／Ｄ変換器
７０，８０　　ケース
９０　　Ｘ線吸収層
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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