(57)【要約】【課題】取得する放射線画像において、画素情報の両側読出しに伴う信号線24の断線位置27での境目が目立たない放射線検出器を提供する。【解決手段】光電変換基板12の複数の信号線24を、画素領域内の断線位置27を介して分割する。信号線24の断線位置27を、信号線24の配線方向に沿った複数の異なる位置にずらして配置する。信号線24の断線位置27が一直線上にないことで、取得する放射線画像において、画素情報の両側読出しに伴う信号線24の断線位置27での境目を目立たなくする。【選択図】図１
2009168767.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るとともにこれら光電変換素子から画素情報を読み出す複数の信号線が配列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、
前記光電変換基板の複数の信号線が画素領域内の断線位置を介して分割されているとともに、それら信号線の断線位置が信号線の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されている
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
画素単位の電極素子が配列されるとともに電極素子から画素情報を読み出す信号線が配列された電極基板と、
この電極基板の電極素子上に設けられ、入射する放射線を電気信号に変換する放射線変換層と、
この放射線変換層上で前記電極素子に対向した位置に設けられた上部電極と
を具備し、
前記電極基板の複数の信号線が画素領域内の断線位置を介して分割されているとともに、それら信号線の断線位置が信号線の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されている
ことを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
上部電極上に放射線変換層を被覆するように設けられた保護層を具備する
ことを特徴とする請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
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記載の放射線検出器。
【請求項５】
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記載の放射線検出器。
【請求項６】
保護層は、多層化膜で、有機膜、無機膜、および金属膜のいずれかで構成されている
ことを特徴とする請求項１または３記載の放射線検出器。
【請求項７】
隣り合う信号線の断線位置が、信号線の配線方向に沿って１画素分ずつ交互にずれて配置されている
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の放射線検出器。
【請求項８】
信号線の断線位置に規則性を有する
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の放射線検出器。
【請求項９】
信号線の断線位置に不規則性を有する
ことを特徴とする請求項１ないし６いずれか記載の放射線検出器。
【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、この蛍光を画素単位の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し、この信号電荷を信号線から読み出す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信号線から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】
平面検出器の大型化において、画素からの信号電荷を読み出す際に、信号処理回路の負担を減らしたり、ノイズを減らしたり、信号遅延を防ぐために、有効画素領域の中央あたりで、信号線を断線して分割し、分割した両側の信号線から信号電荷をそれぞれ読み出す方法が採られる場合がある。これら全ての信号線の断線位置は一直線上に配置されている。
【特許文献１】特開２００２−１００７５３号公報（第３−４頁、図１−２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、全ての信号線の断線位置が一直線上に配置されているため、取得される放射線画像において、画素情報の両側読出しに伴う信号線の断線位置での境目が目立ってしまうという問題を有している。
【０００６】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、画素領域内の断線位置で分割された信号線から画素情報を読み出す放射線検出器で、取得される放射線画像において、画素情報を分割した信号線から読み出すことに伴う信号線の断線位置での境目が目立たない放射線検出器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】
【０００７】
本発明は、画素単位に複数の光電変換素子が配列されるとともにこれら光電変換素子から画素情報を読み出す複数の信号線が配列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、前記光電変換基板の複数の信号線が画素領域内の断線位置を介して分割されているとともに、それら信号線の断線位置が信号線の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されているものである。
【０００８】
また、本発明は、画素単位の電極素子が配列されるとともに電極素子から画素情報を読み出す信号線が配列された電極基板と、この電極基板の電極素子上に設けられ、入射する放射線を電気信号に変換する放射線変換層と、この放射線変換層上で前記電極素子に対向した位置に設けられた上部電極とを具備し、前記電極基板の複数の信号線が画素領域内の断線位置を介して分割されているとともに、それら信号線の断線位置が信号線の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されているものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、信号線の断線位置が信号線の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されていて、全ての信号線の断線位置が一直線上にないことで、取得される放射線画像において、画素情報を分割した信号線から読み出すことに伴う信号線の断線位置での境目を目立たなくすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００１１】
図１および図２に第１の実施の形態を示し、図１は放射線検出器の光電変換基板の模式図、図２は放射線検出器の断面図である。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
また、光電変換基板12には、複数行×複数列の画素が形成され、各画素は、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。
【００１６】
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23に、ソース電極が信号線24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。
【００１７】
ここで、制御線23は、各画素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26に電気的に接続され、このゲート駆動回路26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。
【００１８】
信号線24は、各画素間に列方向に沿って配設され、有効画素領域の中央あたりの断線位置27にて断線されて信号線24a，24bに分割され、これら分割された信号線24a，24bが光電変換基板12の両側外方にて行方向に沿って配設された信号処理回路28a，28bに電気的に接続され、この信号処理回路28a，28b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、これら信号線24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共通電極バイアスライン29が配設され、これら共通電極バイアスライン29は、共通電極ドライバ30に電気的に接続され、この共通電極ドライバ30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。
【００１９】
各信号線24の断線位置27は、信号線24の配線方向である列方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置され、すなわち信号線24の配線方向である列方向に沿った２画素分の位置にずれて配置されているものであって、隣り合う断線位置27が１画素分ずつ列方向に交互にずれて規則的に配置されている。
【００２０】
そして、光電変換基板12の画素情報は、各信号線24の断線位置27で分割された信号線24a，24bから両側の信号処理回路28a，28bに読み出す。
【００２１】
このとき、各信号線24の断線位置27が信号線24の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されていて、全ての信号線24の断線位置27が一直線上にないことで、取得される放射線画像において、画素情報を分割した信号線24a，24bから読み出すことに伴う信号線24の断線位置27での境目を目立たなくすることができる。
【００２２】
また、図３に示す第２の実施の形態のように、各信号線24の断線位置27は、信号線24の配線方向である列方向に沿った３画素分の位置にわたり、不規則に配置してもよい。この場合にも、各信号線24の断線位置27が信号線24の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置されていて、全ての信号線24の断線位置27が一直線上にないことで、取得される放射線画像において、画素情報を分割した信号線24a，24bから読み出すことに伴う信号線24の断線位置27での境目を目立たなくすることができる。
【００２３】
また、図４に示す第３の実施の形態のように、保護層15は、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33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34と、防湿膜35とが積層された多層化膜で構成してもよい。
【００２４】
なお、保護層15は、多層化膜で、有機膜、無機膜、および金属膜のいずれかで構成されれば、シンチレータ層14を確実に保護できる。
【００２５】
そして、放射線検出器11の実施例１および実施例２と比較例１とについて、取得した放射線画像を評価した。
【００２６】
比較例１は、図６に示すように、５１２行×５１２列で２００μｍピッチの画素配列の光電変換基板12において、２５６ｃｈずつに分かれるように信号線24を断線した光電変換基板12になっており、信号線24の断線位置27は一直線上になっている。この光電変換基板12の光電変換素子13上にシンチレータ層14として、膜厚５００μｍのヨウ化セシウム：タリウム膜を形成し、このシンチレータの上に、二酸化チタンを用いて樹脂で結着させた膜厚２００μｍの光反射材粒子を分散した光反射膜18を形成し、この光反射膜18の上に、防湿膜19としてアルミニウム合金膜を２００μｍ形成する。
【００２７】
実施例１では、図１と同様に、光電変換基板12は、２５６ｃｈと２５６ｃｈとに分けるように断線した信号線24と、２５５ｃｈと２５７ｃｈとに分けるように断線した信号線24とが交互に配置されるように形成した。その他は比較例１と同様である。
【００２８】
実施例２では、図３と同様に、光電変換基板12は、２５６ｃｈと２５６ｃｈに分けるように断線した信号線24と、２５５ｃｈと２５７ｃｈに分けるように断線した信号線24と、２５７ｃｈと２５５ｃｈに分けるように断線した信号線24とがランダムな順番に配置されるように形成した。つまり、信号線24の断線位置27を信号線24の配線方向である列方向に沿った３画素分にわたりランダムに配置した。その他は比較例１と同様である。
【００２９】
このような比較例１および各実施例１、２で放射線画像を取得し、信号線24の断線部分の官能評価を実施した。その結果、実施例２の放射線画像において信号線24の断線位置27が一番目立たなく、次に実施例１となり、信号線24の断線位置27が一番目立ったのは比較例１であった。
【００３０】
このように、信号線24を断線している放射線検出器11において、信号線24の断線位置27の境目が目立たない放射線画像を得ることができる。
【００３１】
また、放射線検出器11としては、間接変換方式に限らず、直接変換方式においても同様の作用効果が得られる。この直接変換方式の放射線検出器11は、図５に示す第４の実施の形態のように、画素単位の電極素子41が配列されるとともに電極素子41から画素情報を読み出す信号線24（図５には図示しないが、図１または図３と同様の信号線24）が配列された電極基板42を備え、この電極基板42の電極素子41の表面上に、入射する放射線を電気信号に変換する放射線変換層43が形成され、さらに、この放射線変換層43上で電極素子41に対向した位置に上部電極44が形成されているとともに、この上部電極44上に放射線変換層43を被覆するように保護層45が形成されている。
【００３２】
この直接変換方式の放射線検出器11において、電極基板42の複数の信号線24が画素領域内の断線位置27を介して分割していても、それら信号線24の断線位置27を信号線24の配線方向に沿った複数の異なる位置にずれて配置することにより、信号線24の断線位置27の境目が目立たない放射線画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の第１の実施の形態を示す放射線検出器の光電変換基板の模式図である。
【図２】同上放射線検出器の断面図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態を示す放射線検出器の光電変換基板の模式図である。
【図４】本発明の第３の実施の形態を示す放射線検出器の断面図である。
【図５】本発明の第４の実施の形態を示す放射線検出器の断面図である。
【図６】比較例１を示す放射線検出器の光電変換基板の模式図である。
【符号の説明】
【００３４】
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
24    信号線
27    断線位置
33    有機膜
34    金属膜
35    防湿膜
41    電極素子
42    電極基板
43    放射線変換層
44    上部電極
45    保護層
【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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