図面 (/)

技術 放射線検出器および放射線画像撮影装置

出願人 富士フイルム株式会社
発明者 岡田美広
出願日 2013年12月20日 (7年0ヶ月経過) 出願番号 2013-264096
公開日 2014年7月3日 (6年5ヶ月経過) 公開番号 2014-122903
状態 拒絶査定
技術分野 光信号から電気信号への変換 放射線の測定 放射線診断機器 固体撮像素子
主要キーワード フォトアレイ ゲートドライブ基板 検出用配線 明電流 有機薄膜材料 総照射量 塗布系材料 シート形
関連する未来課題
重要な関連分野

この項目の情報は公開日時点(2014年7月3日)のものです。
また、この項目は機械的に抽出しているため、正しく解析できていない場合があります

図面 (14)

課題

従来技術と比較して、製造時のコストを抑える。

解決手段

放射線検出器10Aは、照射された放射線可視光に変換するシンチレータ70と、放射線の入射側である第1の面及び前記第1の面とは異なる第2の面を有し、第1の面側に設けられたシンチレータからの可視光が照射されることにより発生した電荷蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が第1の面側にマトリクス状に設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72と、第1の基板の第2の面側に設けられ、可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられたAEC用フォトセンサアレイ基板74とを備える。

概要

背景

近年、TFT(Thin film transistor)アクティブマトリックス基板上にX線感応層を配置し、X線情報を直接デジタルデータに変換できるFPD(flat panel detector)等の放射線検出器放射線検出素子)を用いた放射線画像撮影装置放射線画像検出装置)が実用化されている。このFPDは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。

この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度CsI:Tl、GOS(Gd2O2S:Tb)などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。

ここで、AECセンサを用いて照射する放射線の総照射量を検出し、放射線を照射する放射線源の制御を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術では、第一の放射線変換素子放射線検出用素子)の間隙にAECセンサ(第二の放射線変換素子)が形成されており、第一の放射線変換素子が形成された基板と同一の基板上にAECセンサが形成されている。

概要

従来技術と比較して、製造時のコストを抑える。放射線検出器10Aは、照射された放射線を可視光に変換するシンチレータ70と、放射線の入射側である第1の面及び前記第1の面とは異なる第2の面を有し、第1の面側に設けられたシンチレータからの可視光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が第1の面側にマトリクス状に設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72と、第1の基板の第2の面側に設けられ、可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられたAEC用フォトセンサアレイ基板74とを備える。

目的

本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる放射線検出器を提供する

効果

実績

技術文献被引用数
0件
牽制数
0件

この技術が所属する分野

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ライセンス契約や譲渡などの可能性がある特許掲載中! 開放特許随時追加・更新中 詳しくはこちら

請求項1

照射された第1の波長放射線を前記第1の波長よりも長い波長の可視光に変換するシンチレータと、放射線の入射側である第1の面及び前記第1の面とは異なる第2の面を有し、前記第1の面側に設けられた前記シンチレータからの前記可視光が照射されることにより発生した電荷蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が前記第1の面側にマトリクス状に設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが前記第1の面側に設けられた第1の基板と、前記第1の基板の前記第2の面側に設けられ、前記第1の面側に照射されて前記第2の面から出射された前記可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第2の基板と、を備え、マトリクス状に設けられた前記複数の放射線照射量検出用センサが前記第2の基板全面に設けられ、前記複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されており、前記放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ前記放射線照射量検出用配線の各々が前記第1の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて前記第1の波長の放射線を照射する放射線源による前記第1の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続された放射線検出器

請求項2

前記複数の放射線照射量検出用センサの各々の面積は、前記複数の放射線検出用画素の各々の面積よりも大きい請求項1に記載の放射線検出器。

請求項3

マトリクス状に設けられている前記複数の放射線照射量検出用センサが形成されている領域に、前記複数の放射線検出用画素がマトリクス状に設けられている請求項1または請求項2に記載の放射線検出器。

請求項4

前記シンチレータの前記第1の面と接する面とは反対側の面には、光を反射させるための部材である反射体が設けられている請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の放射線検出器。

請求項5

前記第2の基板は樹脂基板を含んで構成されている請求項1から請求項4のいずれか1項に記載の放射線検出器。

請求項6

前記放射線照射量検出用センサは有機材料を含んで構成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の放射線検出器。

請求項7

前記放射線照射量検出用センサは無機材料を含んで構成されている請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の放射線検出器。

請求項8

前記シンチレータは、GOSを含んで構成されている請求項1から請求項7の何れか1項に記載の放射線検出器。

請求項9

前記シンチレータは、CsIを含んで構成されている請求項1から請求項7の何れか1項に記載の放射線検出器。

請求項10

照射された第1の波長の放射線を前記第1の波長よりも長い波長の可視光に変換するシンチレータと、放射線の入射側である第1の面及び前記第1の面とは異なる第2の面を有し、前記第1の面側に設けられた前記シンチレータからの前記可視光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が前記第1の面側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが前記第1の面側に設けられた第1の基板と、前記第1の基板の前記第2の面側に設けられ、前記第1の面側に照射されて前記第2の面から出射された前記可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第2の基板と、を備え、マトリクス状に設けられた前記複数の放射線照射量検出用センサが前記第2の基板全面に設けられ、前記複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されており、前記放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ前記放射線照射量検出用配線の各々が前記第1の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて前記第1の波長の放射線を照射する放射線源による前記第1の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続された放射線検出器と、放射線を前記第1の基板の前記第1の面側から入射させる放射線源と、を備える放射線画像撮影装置

技術分野

0001

本発明は、放射線検出器係り、特に、マトリクス状に複数配置された画素検出対象とする放射線照射されることにより発生した電荷蓄積し、蓄積した電荷量を画像を示す情報として検出する放射線検出器および当該放射線検出器を有する放射線画像撮影装置に関する。

背景技術

0002

近年、TFT(Thin film transistor)アクティブマトリックス基板上にX線感応層を配置し、X線情報を直接デジタルデータに変換できるFPD(flat panel detector)等の放射線検出器(放射線検出素子)を用いた放射線画像撮影装置(放射線画像検出装置)が実用化されている。このFPDは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。

0003

この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度CsI:Tl、GOS(Gd2O2S:Tb)などのシンチレータで光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。

0004

ここで、AECセンサを用いて照射する放射線の総照射量を検出し、放射線を照射する放射線源の制御を行う技術が知られている(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1に記載の技術では、第一の放射線変換素子放射線検出用素子)の間隙にAECセンサ(第二の放射線変換素子)が形成されており、第一の放射線変換素子が形成された基板と同一の基板上にAECセンサが形成されている。

先行技術

0005

特許第4217506号公報

発明が解決しようとする課題

0006

このように、特許文献1に記載の技術では、高額な部品である第一の放射線変換素子がマトリクス状に複数設けられた基板上にAECセンサが内蔵されており、AECセンサまたはその配線で製造不良が生じた場合に、基板ごと不良品となる。すなわち、AECセンサまたはその配線で製造不良が生じた場合には、マトリクス状に複数設けられた第一の放射線変換素子に製造不良が発生していなくても、基板ごと廃棄する必要があり、非常にコストがかかってしまう、という問題があった。ここで、AECセンサが内蔵され、第一の放射線変換素子がマトリクス状に複数設けられた基板は完成時に出荷検査を行うため、当該基板の歩留まりは以下の式(1)で表すことができる。

0007

歩留まり=第一の放射線変換素子の良品率×AECセンサの良品率・・・式(1)
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる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

0008

上記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器は、照射された第1の波長の放射線を第1の波長よりも長い波長の可視光に変換するシンチレータと、放射線の入射側である第1の面及び第1の面とは異なる第2の面を有し、第1の面側に設けられたシンチレータからの可視光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が第1の面側にマトリクス状に設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが第1の面側に設けられた第1の基板と、第1の基板の第2の面側に設けられ、第1の面側に照射されて第2の面から出射された可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第2の基板と、を備えている。マトリクス状に設けられた複数の放射線照射量検出用センサが第2の基板全面に設けられ、複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されている。放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ放射線照射量検出用配線の各々が第1の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて第1の波長の放射線を照射する放射線源による第1の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続されている。

0009

本発明では、シンチレータが、照射された第1の波長の放射線を第1の波長よりも長い波長の可視光に変換する。また、第1の基板は、放射線の入射側である第1の面及び第1の面とは異なる第2の面を有する。第1の基板の第1の面には、シンチレータからの可視光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素がマトリクス状に設けられている。また、第1の基板の第1の面には、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが設けられている。そして、第2の基板は、第1の基板の第2の面側に設けられ、第2の基板には、第1の基板の第1の面側に照射されて第2の面から出射された可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられている。

0010

このように、本発明によれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても第2の基板のみ不良品となり、第1の基板については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられた第1の基板については廃棄などの処理を行わずにすむ。

0011

従って、本発明によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。

0012

また、本発明によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子(放射線検出用の素子)の間隙にAECセンサ(第二の放射線変換素子)が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。

0013

また、放射線照射量検出用センサが複数配置された第2の基板が、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられた第1の基板の第2の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のTFTの隙間にAECセンサが形成された場合よりも多くの第2の波長の放射線(例えば光)を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、TFTの隙間にAECセンサが形成されるような場合には、そのAECセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいAECセンサのセンサ部で第2の波長の放射線を受けるのに対し、本発明では、TFTの上面にAECセンサが配置されてるので、TFTの隙間全体にAECセンサを配置でき、その隙間から漏れて出射される第2の波長の放射線をより多く受けることができるからである。

0014

また、同一のシンチレータによって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部AECセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。

0015

また、本発明に係る放射線検出器において、複数の放射線照射量検出用センサの各々の面積が、複数の放射線検出用画素の各々の面積よりも大きく構成されていてもよい。

0016

また、本発明に係る放射線検出器において、マトリクス状に設けられている複数の放射線照射量検出用センサが形成されている領域に、複数の放射線検出用画素がマトリクス状に設けられていてもよい。

0017

また、本発明に係る放射線検出器において、シンチレータの第1の面と接する面とは反対側の面には、光を反射させるための部材である反射体が設けられていてもよい。

0018

また、本発明に係る放射線検出器において、第2の基板は樹脂基板を含んで構成されていてもよい。

0019

また、本発明に係る放射線検出器において、放射線照射量検出用センサは有機材料を含んで構成されていてもよい。

0020

また、本発明に係る放射線検出器において、放射線照射量検出用センサは無機材料を含んで構成されていてもよい。

0021

また、本発明に係る放射線検出器において、シンチレータは、GOSを含んで構成されていてもよい。

0022

また、本発明に係る放射線検出器において、シンチレータは、CsIを含んで構成されていてもよい。

0023

また、本発明に係る放射線画像撮影装置は、照射された第1の波長の放射線を第1の波長よりも長い波長の可視光に変換するシンチレータと、放射線の入射側である第1の面及び第1の面とは異なる第2の面を有し、第1の面側に設けられたシンチレータからの可視光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を各々が備えた複数の放射線検出用画素が第1の面側にマトリクス状に設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが第1の面側に設けられた第1の基板と、第1の基板の第2の面側に設けられ、第1の面側に照射されて第2の面から出射された可視光が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第2の基板と、を備え、マトリクス状に設けられた複数の放射線照射量検出用センサが第2の基板全面に設けられ、複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されており、放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ放射線照射量検出用配線の各々が第1の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて第1の波長の放射線を照射する放射線源による第1の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続された放射線検出器と、放射線を第1の基板の第1の面側から入射させる放射線源と、を備える。

発明の効果

0024

このように、本発明によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる、という優れた効果を有する。

図面の簡単な説明

0025

第1の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
第1の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
第1の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示す平面図である。
第1の実施の形態に係る放射線検出器の線断面図である。
第1の実施の形態に係る放射線検出器の構成図である。
第1の実施形態に係るフォトセンサ付きTFTアレイ基板の放射線検出素子の製造工程の一例を説明するための図である。
第1の実施の形態に係るシート形状のフォトセンサアレイの一例を示す図である。
第1の実施の形態に係る有機薄膜材料が含有された光電変換膜の一例を示す図である。
第1の実施の形態に係るフォトセンサ付きTFTアレイ基板及びAEC用フォトセンサアレイ基板の模式図である。
第2の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
第2の実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法の概略を示す図である。
第2の実施の形態の製造方法の各段階で製造された物の断面図である。
第2の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。

実施例

0026

以下、図面を参照しながら本発明を実施するための各実施の形態について説明する。
[第1の実施の形態]
まず、第1の実施の形態について説明する。本実施の形態では、第1の波長の放射線を一旦第2の波長の放射線に変換し、変換した第2の波長の放射線を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器10Aに本発明を適用した場合について説明する。なお、以下の説明では、第1の波長の放射線を単に「放射線(例えばX線)」と称し、第1の波長とは異なる第2の波長の放射線が「光」である場合を例に挙げて説明するが、第1の波長の放射線及び第2の波長の放射線はこれに限られるものではない。

0027

図1及び図2には、第1の実施の形態に係る放射線検出器10Aを用いた放射線画像撮影装置(放射線画像検出装置)100の全体構成が示されている。なお、図2では、シンチレータ70及びAECフォトセンサアレイ用基板74が省略されている。

0028

本実施の形態に係る放射線画像撮影装置100は、間接変換方式の放射線検出器10Aを備えている。

0029

放射線検出器10Aは、シンチレータ70、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72、及びAECフォトセンサアレイ用基板74を備えている。

0030

まず、シンチレータ70について説明する。シンチレータ70は、照射された放射線を光に変換して、光を出射する。図1に示すように、本実施の形態のシンチレータ70の下部には、光を反射させるための部材である反射体が設けられている。なお、シンチレータ70は、本発明の波長変換部(波長変換層)に対応する。

0031

次に、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72について説明する。

0032

フォトセンサ付きTFTアレイ基板72には、後述する上部電極と半導体層と下部電極を備え、照射された放射線をシンチレータで変換した光を受けて電荷を蓄積するセンサ部103と、センサ部103に蓄積された電荷を読み出すためのTFTスイッチ4と、を含んで構成される画素が2次元状に多数設けられている。

0033

また、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72には、上記TFTスイッチ4をON/OFFするための複数の走査配線101と、上記センサ部103に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線3と、が互いに交差して設けられている。

0034

各信号配線3には、当該信号配線3に接続された何れかのTFTスイッチ4がONされることによりセンサ部103に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。各信号配線3には、各信号配線3に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路105が接続されており、各走査配線101には、各走査配線101にTFTスイッチ4をON/OFFするための制御信号を出力するスキャン信号制御装置104が接続されている。

0035

信号検出回路105は、各信号配線3毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路105では、各信号配線3より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報として、各センサ部103に蓄積された電荷量を検出する。

0036

この信号検出回路105及びスキャン信号制御装置104には、信号検出回路105において検出された電気信号に所定の処理を施すとともに、信号検出回路105に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御装置104に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する信号処理装置106が接続されている。

0037

次に、図3及び図4を参照して、本実施形態に係るフォトセンサ付きTFTアレイ基板72についてより詳細に説明する。なお、図3には、本実施形態に係るフォトセンサ付きTFTアレイ基板72上の放射線検出素子の1画素単位の構造を示す平面図が示されており、図4(A)には、図3のA−A線断面図が示されており、図4(B)には、図3のB−B線断面図が示されている。

0038

図4(A)及び図4(B)に示すように、本実施の形態の放射線検出素子は、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板1上に、走査配線101、ゲート電極2が形成されており、走査配線101とゲート電極2は接続されている(図3参照。)。走査配線101及びゲート電極2が形成された配線層(以下、この配線層を「第1信号配線層」ともいう。)は、Al若しくはCu、又はAl若しくはCuを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。

0039

この走査配線101及びゲート電極2上には、走査配線101及びゲート電極2を覆い一面に絶縁膜15が形成されており、ゲート電極2上に位置する部位がTFTスイッチ4におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜15は、例えば、SiNX 等からなっており、例えば、CVD(Chemical Vapor Deposition)成膜により形成される。

0040

絶縁膜15上のゲート電極2上には、半導体活性層8が島状に形成されている。この半導体活性層8は、TFTスイッチ4のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。

0041

これらの上層には、ソース電極9、及びドレイン電極13が形成されている。このソース電極9及びドレイン電極13が形成された配線層には、ソース電極9、ドレイン電極13とともに、信号配線3、及び当該信号配線3と並行共通電極配線25が形成されている。ソース電極9は信号配線3に接続されている。信号配線3、ソース電極9、及び共通電極配線25が形成された配線層(以下、この配線層を「第2信号配線層」ともいう。)は、Al若しくはCu、又はAl若しくはCuを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。

0042

このソース電極9及びドレイン電極13と半導体活性層8との間にはコンタクト層(不図示)が形成されている。このコンタクト層は、不純物添加アモルファスシリコン等の不純物添加半導体からなる。これらによりスイッチング用のTFTスイッチ4が構成される。

0043

そして、これら半導体活性層8、ソース電極9、ドレイン電極13、信号配線3、及び共通電極配線25を覆い、基板1上の画素が設けられた領域のほぼ全面(ほぼ全領域)には、TFT保護膜層11が形成されている。このTFT保護膜層11は、例えば、SiNX 等からなっており、例えば、CVD成膜により形成される。

0044

このTFT保護膜層11上には、塗布型層間絶縁膜12が形成されている。この層間絶縁膜12は、低誘電率比誘電率εr=2〜4)の感光性の有機材料(例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂メタクリル酸グリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジドポジ型感光剤を混合した材料など)により1〜4μmの膜厚で形成されている。本実施の形態に係る放射線検出素子10では、この層間絶縁膜12によって層間絶縁膜12上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差平坦化される効果も有する。これにより、上層に配置される半導体層6の形状が平坦化されるため、半導体層6の凹凸による吸収効率の低下や、リーク電流の増加を抑制することができる。この層間絶縁膜12及びTFT保護膜層11には、ドレイン電極13と対向する位置、及び走査配線101が形成された領域の照射面側の位置に各々コンタクトホール16、及びコンタクトホール22Aが形成されている。

0045

層間絶縁膜12上には、コンタクトホール16を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部103の下部電極14が形成されており、この下部電極14は、TFTスイッチ4のドレイン電極13と接続されている。この下部電極14は、後述する半導体層6が1μm前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Al系材料、ITO(酸化スズインジウム)など導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。

0046

一方、半導体層6の膜厚が薄い場合(0.2〜0.5μm前後)、半導体層6で光が吸収が十分でないため、TFTスイッチ4への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、もしくは積層膜とすることが好ましい。

0047

下部電極14上には、フォトダイオードとして機能する半導体層6が形成されている。本実施の形態では、半導体層6として、PIN構造のフォトダイオードを採用しており、下層からn+層、i層、p+層を順に積層して形成する。なお、本実施の形態では、下部電極14を半導体層6よりも大きくしている。なお、半導体層6の膜厚が薄い場合(例えば、0.5μm以下の場合)には、TFTスイッチ4への光入射を防ぐ目的で、遮光性金属を配置してTFTスイッチ4を覆うことが好ましい。

0048

好ましくは、デバイス内部の光の乱反射によるTFTスイッチ4への光進入を抑制するため、TFTスイッチ4のチャネル部から遮光性金属からなる下部電極14の端部への間隔を5μm以上確保している。

0049

層間絶縁膜12及び半導体層6上には、各半導体層6部分で開口を持つように保護絶縁膜17が形成されている。そして、半導体層6及び保護絶縁膜17上には、少なくとも保護絶縁膜17の開口部を覆うように上部電極7が形成されている。この上部電極7には、例えば、ITOやIZO(酸化亜鉛インジウム)などの光透過性の高い材料を用いている。上部電極7は、下層に配置された、上部電極7にバイアス電圧を供給するための共通電極配線25と接続する導電部材も兼ねている。図3(B)に示すように、共通電極配線25は、第1の層間絶縁膜12に設けられたコンタクトホール22Aを介して下部電極14の層に形成されたコンタクトパッド24と接続され、さらに保護絶縁膜17に設けられたコンタクトホール22B上を上部電極7で覆うことで、上部電極7と共通電極配線25とが電気的に接続されている。

0050

ここで、上部電極7と、共通電極配線25に接続する導電部材とは別層の金属で形成してもかまわない。

0051

このように、基板1の第1の面1A´側に放射線検出用の画素(放射線検出用画素)が形成され、このように形成されたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72には、図5に示すように、第1の面1A´側に、放射線検出用の画素が形成された光吸収性の低い接着樹脂28等を用いてGOS等からなるシンチレータ70が貼り付けられている。また、同図に図示されるように、第1の面1A´とは逆の面1B(第1の面とは異なる面1B)側には、AEC用フォトセンサアレイ基板74が設けられている。なお、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72についても、シンチレータ70側の面を「第1の面」と称し、AEC用フォトセンサアレイ基板74側の面を「第2の面」と称することとする。また、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72は本発明の第1の基板に対応し、AEC用フォトセンサアレイ基板74は本発明の第2の基板に対応する。

0052

次に、図6(A)〜(I)を参照して、第1の実施形態に係るフォトセンサ付きTFTアレイ基板72の放射線検出素子の製造工程の一例を説明する。

0053

まず、基板1上に、第1信号配線層として、ゲート電極2、走査配線101を形成する(図6(A))。この第1信号配線層は、Al、Al合金等の低抵抗金属、もしくは高融点金属からなるバリアメタル層との積層膜からなり、膜厚が100−300nm前後でスパッタリング法にて基板1上に堆積される。その後、フォトリソグラフィー技術にてレジスト膜パターンニングを行う。その後、Al用のエッチャントによるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて金属膜をパターンニングする。その後、レジストを除去することにより第1信号配線層が完成する。

0054

次に、第1信号配線層上に、絶縁膜15、半導体活性層8、コンタクト層(不図示)を順次堆積する(図6(B))。絶縁膜15はSiNxからなり膜厚は200−600nm、半導体活性層8はアモルファスシリコンからなり膜厚20−200nm前後、コンタクト層は不純物添加アモルファスシリコンからなり膜厚10−100nm前後で、P−CVD(Plasma-Chemical Vapor Deposition)法にて堆積する。その後、第1信号配線層と同様に、フォトリソグラフィー技術によりレジストのパターンニングを行う。その後、半導体活性層8と不純物添加半導体によるコンタクト層を絶縁膜15に対し選択的にドライエッチングすることにより半導体活性領域を形成する。

0055

次に、絶縁膜15、及び半導体活性層8の上層に、第2信号配線層として、信号配線3、ソース電極9、ドレイン電極13、共通電極配線25を形成する(図6(C))。この第2信号配線層は、第1信号配線層と同様に、Al、Al合金等の低抵抗金属、もしくは高融点金属からなるバリアメタル層との積層膜、又はMo等の高融点金属膜単層からなり、膜厚が100−300nm前後である。第1信号配線層と同様に、フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、Al用のエッチャントによるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて金属膜をパターンニングする。その際、選択的にエッチング法を採用することにより絶縁膜15は除去されない。ドライエッチ法にて、コンタクト層と半導体活性層8の一部を除去しチャネル領域を形成する。

0056

次に、上記のように形成された層の上層に、TFT保護膜層11及び層間絶縁膜12を順次形成する(図6(D))。TFT保護膜層11及び層間絶縁膜12は無機材料単体の場合や、無機材料からなる保護絶縁膜と有機系材料からなる層間絶縁膜の積層により形成する場合や、有機系からなる層間絶縁膜単層により形成する場合がある。本実施形態では、下層の共通電極配線25と下部電極14間との静電容量を抑制する一方で、TFTスイッチ4の特性を安定させるため感光性の層間絶縁膜12と無機材料からなるTFT保護膜層11の積層構造としており、例えば、CVD成膜によりTFT保護膜層11を形成し、塗布系材料である感光性の層間絶縁膜12材料を塗布、プリベーク後露光現像のステップを通過後、焼成を行なって各層を形成する。

0057

次に、フォトリソグラフィー技術によりTFT保護膜層11をパターンニングする(図6(E))。なお、TFT保護膜11を配置しない場合には、このステップは必要ない。

0058

次に、上記の層の上層にAl系材料もしくはITO等の金属材料をスパッタリング法により堆積する。膜厚は20−200nm前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、メタル用のエッチャント等によるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にてパターンニングして下部電極14を形成する(図6(F))。

0059

次に、CVD法で下層より順にn+、i、p+の各層を堆積して半導体層6を形成する(図6(G))。膜厚は、それぞれn+層50−500nm、i層0.2〜2μm、p+層50−500nmである。半導体層6は各層を順に積層してフォトリソグラフィー技術により、半導体層6をパターンニングし、ドライエッチ、もしくはウェットエッチによる下層の層間絶縁膜12との選択エッチすることにより完成する。

0060

ここでは、n+、i、p+の順で積層したが、p+、i、n+の順で積層し、PINダイオードとしてもかまわない。

0061

次に、CVD法等で、半導体層6を覆うようにSiNx膜からなる保護絶縁膜17を堆積する。膜厚は100〜300nm前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、ドライエッチ法にてパターンニングし、開口部を形成する。(図6(H))。ここでは、一例としてCVD成膜のSiNxを記載したが、絶縁材料であれば適用でき、SiNxに限定するものではない。

0062

次に、上部電極7及び共通電極配線25との接続部位を形成する(図6(I))。上部電極7及び共通電極配線25との接続部位は上記のようにして形成された層の上層に、ITO等の透明電極材料をスパッタリング法により堆積する。膜厚は20−200nm前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、ITO用のエッチャント等によるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて上部電極7をパターンニングする。その際、選択的にエッチングを採用することにより、下層の保護絶縁膜17はダメージを受けない。

0063

最後にこのように形成されたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72に接着樹脂28等を用いてGOSからなるシンチレータ70を貼り付けると共に、AEC用フォトセンサアレイ基板74を貼り付けることにより、図5に示すような放射線検出素子10が形成される。

0064

次に、AEC用フォトセンサアレイ基板74について説明する。AEC用フォトセンサアレイ基板74は、例えば、樹脂基板を含んで構成される。AEC用フォトセンサアレイ基板74は、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72の「第2の面」側に設けられており、AEC用フォトセンサアレイ基板74には、シンチレータ70によって変換された光が、図1に示すように、第1の面側に照射されて第2の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生するフォトセンサが複数設けられたものが用いられる。すなわち、このフォトセンサは、放射線照射量検出用センサである。また、このようなフォトセンサとしては、TFTアレイほどの高精細光検出は必要ないため、例えば、特開平9−307088に記載された図7に示すシート形状のフォトセンサアレイを用いることができる。これにより、低コストで放射線照射量検出(AEC)を行うことができる。

0065

また、このようなフォトセンサ層には、a−Siを用いたPIN型MIS型フォトダイオードよりも、例えば、図8(A)及び図8(B)示すような有機薄膜材料が含有された光電変換膜が好ましい。これは、PIN型フォトダイオードやMIS型フォトダイオードを用いた場合と比較して、製造コストの削減や、フレキシブル化への対応の点で有機薄膜材料が含有された光電変換膜を用いたほうが有利だからである。なお、フォトセンサ層に、IGZOなどの無機薄膜材料が含有された光電変換膜を用いても良い。

0066

なお、AEC用フォトセンサアレイ基板74に設けられた各フォトセンサは、上述したように放射線照射量検出用センサとして用いられ、放射線照射量検出用配線(図9(B)参照)の各々に接続されている。すなわち、放射線照射量検出用配線の各々には、接続されたフォトセンサに発生した電荷に応じた電気信号が流れる。また、このフォトセンサの各々は、放射線照射量検出用配線の各々を介して放射線照射制御装置(図示せず)に接続されている。ここで、この放射線照射制御装置は、フォトセンサからの電気信号に基づいて、放射線の照射量を検出し、検出した照射量に基づいて、放射線を照射する放射線源(図示せず)による放射線の照射を制御する。

0067

以上説明したように、本実施の形態では、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72(図9(A)に示した模式図参照)の第1の面側にシンチレータ70が設けられ、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72の第2の面側にAEC用フォトセンサアレイ基板74(図9(B)に示した模式図参照)が設けられる。

0068

次に、上記構造の放射線画像検出装置100の動作原理について説明する。

0069

図5図1)の上方からX線が照射されると、照射されたX線は、シンチレータ70に吸収され、可視光(第2の波長の放射線)に変換される。なお、図5図1)の下方からX線が照射されてもよく、この場合においても照射されたX線は、シンチレータ70に吸収され、可視光に変換される。シンチレータ70から発生する光量は、通常の医療診断用X線撮影では0.5〜2μW/cm2である。この発生した光は、接着樹脂28の層を通過して、TFTアレイ基板上にアレイ状に配置されたセンサ部103の半導体層6に照射される。また、発生した光の一部は、AEC用フォトセンサアレイ基板74に到達し、AEC用フォトセンサアレイ基板74は、発生した光の一部を受光する。

0070

放射線検出器10Aには、半導体層6が各画素単位に分離して備えられている。半導体層6は、共通電極配線25を介して上部電極7から所定のバイアス電圧が印加されており、光が照射されると内部に電荷が発生する。例えば、半導体層6が下層からn+−i−p+(n+アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、p+アモルファスシリコン)の順に積層したPIN構造の場合は、上部電極7に負のバイアス電圧が印加されるものとされており、I層の膜厚が1μm程度の場合、印加されるバイアス電圧が−5〜−10V程度である。半導体層6には、このような状態で光が未照射の場合、数〜数+pA/mm2以下の電流しか流れない。一方、半導体層6には、このような状態で光が照射(100μW/cm2)されると、0.3μA/mm2程度の明電流が発生する。この発生した電荷は下部電極14により収集される。下部電極14は、TFTスイッチ4のドレイン電極13と接続されており、TFTスイッチ4のソース電極9は、信号配線3に接続されている。画像検出時には、TFTスイッチ4のゲート電極2に負バイアスが印加されてオフ状態に保持されており、下部電極14に収集された電荷が蓄積される。

0071

画像読出時には、TFTスイッチ4のゲート電極2に走査配線101を介して順次ON信号(+10〜20V)が印加される。これにより、TFTスイッチ4が順次ONされることにより下部電極14に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線3に流れ出す。信号検出回路105は、信号配線3に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部103に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の情報として検出する。これにより、放射線検出器10Aに照射されたX線により示される画像を示す画像情報を得ることができる。

0072

ところで、本実施形態に係る放射線検出器10Aでは、共通電極配線25をセンサ部103に対し、シンチレータ30からの可視光の非照射面側(可視光の下流側)に形成しており、コンタクトホール22A、22Bを介して上部電極7にバイアス電圧を供給している。これにより、シンチレータ30により可視光に変換されて半導体層6に照射される光が共通電極配線25よって遮断されることが無くなるため、センサ部103での光の利用効率の低下を防止することができる。

0073

また、本実施の形態に係る放射線検出器10Aでは、AEC用フォトセンサアレイ基板74の各フォトセンサ(放射線照射量検出用センサ)が光を受光し、放射線の照射量(総照射量)が検出され、放射線源による放射線の照射が制御される。

0074

以上、本実施の形態の放射線検出器10Aを備えた放射線画像検出装置100について説明した。本実施の形態の放射線検出器10Aは、照射された放射線を光に変換するシンチレータ70と、第1の面1A及び第1の面1Aとは異なる第2の面1Bを有し、シンチレータ70によって変換された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素が第1の面1A側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線101と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線3とが第1の面側に設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72と、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72の第2の面1B側に設けられ、第1の面1A側に照射されて第2の面1Bから出射された光が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられたAEC用フォトセンサアレイ基板74と、を備えている。

0075

本実施の形態の放射線検出器10Aによれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であってもAEC用フォトセンサアレイ基板74のみ不良品となり、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72については廃棄などの処理を行わずにすむ。

0076

従って、本実施の形態によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。

0077

また、本実施の形態によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子(放射線検出用の素子)の間隙にAECセンサ(第二の放射線変換素子)が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。

0078

また、放射線照射量検出用センサが複数配置されたAEC用フォトセンサアレイ基板74が、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72の第2の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のTFTの隙間にAECセンサが形成された場合よりも多くの第2の波長の放射線(例えば光)を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、TFTの隙間にAECセンサが形成されるような場合には、そのAECセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいAECセンサのセンサ部で第2の波長の放射線を受けるのに対し、本実施の形態では、TFTの上面にAECセンサが配置されてるので、TFTの隙間全体にAECセンサを配置でき、その隙間から漏れて出射される第2の波長の放射線をより多く受けることができるからである。

0079

また、同一のシンチレータ70(波長変換部)によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部AECセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。
[第2の実施の形態]
次に第2の実施の形態について説明する。なお、第1の実施の形態と同様の構成のものについては同一の符号を付す。また、第1の実施の形態と同様に、以下の説明においても、第1の波長の放射線を単に「放射線(例えばX線)」と称し、第1の波長とは異なる第2の波長の放射線が「光」である場合を例に挙げて説明するが、第1の波長の放射線及び第2の波長の放射線はこれに限られるものではない。図10に示すように、第2の実施の形態の放射線検出器10Bは、シンチレータ70´、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72、及びAEC用フォトセンサアレイ基板74を備えている。

0080

本実施の形態のシンチレータ70´は、第1の実施の形態のシンチレータ70に設けられていた反射体を取り除いて両面から光を出射するようになっている。すなわち、本実施の形態のシンチレータ70´は、照射された放射線を光に変換して両面から光を照射する。なお、本実施の形態のシンチレータ70´は、本発明の波長変換部(波長変換層)に対応する。

0081

また、本実施の形態では、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72は、シンチレータ70´の一方の面側に設けられており、当該一方の面から出射された光がフォトセンサ付きTFTアレイ基板72に照射されるようになっている。これにより、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72に設けられた複数の放射線検出用画素の各々は、当該一方の面から出射された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積する。なお、本実施の形態の放射線検出用画素は、第1の実施の形態と同様に、蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えている。

0082

また、本実施の形態では、AEC用フォトセンサアレイ基板74は、シンチレータ70´の他方の面側に設けられており、当該他方の面から出射された光がAEC用フォトセンサアレイ基板74に照射されるようになっている。これにより、AEC用フォトセンサアレイ基板74に設けられた複数のフォトセンサ(放射線照射量検出用センサ)の各々は、当該他方の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生する。

0083

このように設計することで、第1の実施の形態の放射線照射量検出用センサは、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72の隙間から漏れる光のみを受光していたが、本実施の形態の放射線照射量検出用センサは、他方の面から出射された全ての光を受光できるため、検出感度が高くなる。

0084

次に本実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法について説明する。図11には、本実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法の概略が示されている。また、図12には製造方法の各段階で製造された物の断面図が示されている。

0085

まず、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72を製造し、製造されたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72の出荷検査を行う(図11(A)及び図12(A)参照。)。

0086

次に、出荷検査で良品である(不良品でない)と判定されたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72に対してシンチレータ70´を上述したように接着剤などを用いて貼り合わせる(図11(B)及び図12(B)参照。)。

0087

また、AEC用フォトセンサアレイ基板74を製造し、製造されたAEC用フォトセンサアレイ基板74の出荷検査を行う(図11(C)及び図12(C)参照。)。

0088

そして、出荷検査で良品である(不良品でない)と判定されたAEC用フォトセンサアレイ基板74を、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72が貼り合わせられたシンチレータ70´に、上述したように接着剤などを用いて貼り合わせる(図11(D)及び図12(D)参照。)。

0089

そして、2次分断を行い各端子を電気的、物理的に分離して、ゲートドライバアンプICの実装TCP実装:Tape carrier packageに実装されたICの実装)を行い、最後に回路基板ゲートドライブ基板、信号検出回路基板等)を実装し、放射線画像検出装置の放射線検出器10Bが完成する(図11(E)参照。)。

0090

本実施の形態では、このようにして、図9(A)に示すフォトセンサ付きTFTアレイ基板72と、図9(B)に示すAEC用フォトセンサアレイ基板74とが、図13(A)及び図13(B)に示すように、1枚のシンチレータ70´の上下に配置される。

0091

次に、本実施の形態に係る上記構造の放射線画像検出装置の動作原理について説明する。

0092

図10の上方からX線が照射されると、照射されたX線は、シンチレータ70´に吸収され、可視光(第2の波長の放射線)に変換される。なお、図10の下方からX線が照射されてもよく、この場合においても照射されたX線は、シンチレータ70´に吸収され、可視光に変換される。シンチレータ70´から発生する光量は、通常の医療診断用のX線撮影では0.5〜2μW/cm2である。この発生した光は、シンチレータ70´の両面から照射される。この発生した光(シンチレータ70´の一方の面から照射された光)は、接着樹脂28の層を通過して、TFTアレイ基板上にアレイ状に配置されたセンサ部103の半導体層6に照射される。また、発生した光(シンチレータ70´の他方の面から照射された光)は、AEC用フォトセンサアレイ基板74に到達し、AEC用フォトセンサアレイ基板74は、発生した光の一部を受光する。

0093

放射線検出器10Bには、半導体層6が各画素単位に分離して備えられている。半導体層6は、共通電極配線25を介して上部電極7から所定のバイアス電圧が印加されており、光が照射されると内部に電荷が発生する。例えば、半導体層6が下層からn+−i−p+(n+アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、p+アモルファスシリコン)の順に積層したPIN構造の場合は、上部電極7に負のバイアス電圧が印加されるものとされており、I層の膜厚が1μm程度の場合、印加されるバイアス電圧が−5〜−10V程度である。半導体層6には、このような状態で光が未照射の場合、数〜数+pA/mm2以下の電流しか流れない。一方、半導体層6には、このような状態で光が照射(100μW/cm2)されると、0.3μA/mm2程度の明電流が発生する。この発生した電荷は下部電極14により収集される。下部電極14は、TFTスイッチ4のドレイン電極13と接続されており、TFTスイッチ4のソース電極9は、信号配線3に接続されている。画像検出時には、TFTスイッチ4のゲート電極2に負バイアスが印加されてオフ状態に保持されており、下部電極14に収集された電荷が蓄積される。

0094

画像読出時には、TFTスイッチ4のゲート電極2に走査配線101を介して順次ON信号(+10〜20V)が印加される。これにより、TFTスイッチ4が順次ONされることにより下部電極14に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線3に流れ出す。信号検出回路105は、信号配線3に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部103に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の情報として検出する。これにより、放射線検出器10Bに照射されたX線により示される画像を示す画像情報を得ることができる。

0095

本実施の形態に係る放射線検出器10Bでは、AEC用フォトセンサアレイ基板74の各フォトセンサ(放射線照射量検出用センサ)が光を受光し、放射線の照射量(総照射量)が検出され、放射線源による放射線の照射が制御される。

0096

以上、本実施の形態の放射線検出器10Bを備えた放射線画像検出装置について説明した。本実施の形態の放射線検出器10Bは、照射された放射線を光に変換して両面から光を出射するシンチレータ70´と、シンチレータ70´の一方の面側に設けられ、シンチレータ70´の一方の面から出射された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線101と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線3とが設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72と、シンチレータ70´の他方の面側に設けられ、シンチレータ70´の他方の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられたAEC用フォトセンサアレイ基板74と、を備えている。

0097

本実施の形態の放射線検出器10Bによれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であってもAEC用フォトセンサアレイ基板74のみ不良品となり、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きTFTアレイ基板72については廃棄などの処理を行わずにすむ。

0098

従って、本実施の形態によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。

0099

また、本実施の形態によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子(放射線検出用の素子)の間隙にAECセンサ(第二の放射線変換素子)が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。

0100

また、放射線照射量検出用センサが複数配置されたAEC用フォトセンサアレイ基板74が、シンチレータ70´の他方の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のTFTの隙間にAECセンサが形成された場合よりも多くの第2の波長の放射線(例えば光)を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、TFTの隙間にAECセンサが形成されるような場合には、そのAECセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいAECセンサのセンサ部で第2の波長の放射線を受けるのに対し、本実施の形態では、TFTの上面のAECセンサが配置されてるので、TFTの隙間全体にAECセンサを配置でき、例えば、シンチレータ70´で変換されて他方の面から出射された第2の波長の放射線をより多く受けることができるからである。なお、第1の実施の形態と比較して本実施の形態のほうが受ける光の量が多いため、第1の実施の形態より検出感度は高い。

0101

また、同一のシンチレータ70´(波長変換部)によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部AECセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。

0102

また、本実施の形態によれば、AEC用フォトセンサアレイ基板74による放射線の吸収ロスがなくなり、画質が向上する。また、本実施の形態によれば、放射線が照射される側と反対側の非放射側にAEC用フォトセンサアレイ基板74が設けられているが、上述したように、同一のシンチレータ70´によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、フォトセンサ付きTFTアレイ基板72での放射線吸収に起因する放射線照射量の検出の精度の劣化を抑制できる。

0103

また、上記第1の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置100の構成、及び放射線検出素子10Aの構成、並びには上記第2の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置の構成、及び放射線検出素子10Bの構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。

0104

例えば、第1の実施の形態及び第2の実施の形態において、AEC用フォトセンサアレイ基板74全面に放射線照射量検出用センサが設けられていても良く、AEC用フォトアレイ基板44の一部に放射線照射量検出用センサが設けられていても良い。

0105

3信号配線
4TFTスイッチ
10A放射線検出器
70シンチレータ
72フォトセンサ付きTFTアレイ基板
74AEC用フォトセンサアレイ基板
100 放射線画像撮影装置

ページトップへ

この技術を出願した法人

この技術を発明した人物

ページトップへ

関連する挑戦したい社会課題

関連する公募課題

ページトップへ

技術視点だけで見ていませんか?

この技術の活用可能性がある分野

分野別動向を把握したい方- 事業化視点で見る -

(分野番号表示ON)※整理標準化データをもとに当社作成

ページトップへ

おススメ サービス

おススメ astavisionコンテンツ

新着 最近 公開された関連が強い技術

  • パナソニックIPマネジメント株式会社の「 撮像装置」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題・解決手段】第1導電型の不純物を含む半導体領域と、前記半導体領域に接し、前記第1導電型とは異なる第2導電型の不純物を含み、入射光を電荷に変換する第1拡散領域と、前記第2導電型の不純物を含み、前記... 詳細

  • ソニー株式会社の「 撮像素子、積層型撮像素子及び固体撮像装置」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題・解決手段】撮像素子(光電変換素子)は、第1電極21、光電変換層23A及び第2電極22が積層されて成る光電変換部を備えており、第1電極21と光電変換層23Aとの間には、インジウム−ガリウム−亜鉛... 詳細

  • ブリルニクスインクの「 固体撮像装置、固体撮像装置の製造方法、および電子機器」が 公開されました。( 2020/10/08)

    【課題・解決手段】固体撮像装置10において、フローティングディフュージョンFDは、第1のフォトダイオードPD1と第2のフォトダイオードPD2との間の分離部(境界部)であって、画素中央部PXCTに配置さ... 詳細

この 技術と関連性が強い人物

関連性が強い人物一覧

この 技術と関連する社会課題

関連する挑戦したい社会課題一覧

この 技術と関連する公募課題

関連する公募課題一覧

astavision 新着記事

サイト情報について

本サービスは、国が公開している情報(公開特許公報、特許整理標準化データ等)を元に構成されています。出典元のデータには一部間違いやノイズがあり、情報の正確さについては保証致しかねます。また一時的に、各データの収録範囲や更新周期によって、一部の情報が正しく表示されないことがございます。当サイトの情報を元にした諸問題、不利益等について当方は何ら責任を負いかねることを予めご承知おきのほど宜しくお願い申し上げます。

主たる情報の出典

特許情報…特許整理標準化データ(XML編)、公開特許公報、特許公報、審決公報、Patent Map Guidance System データ