JP5294792B2 - 放射線固体検出器 - Google Patents

Description

本発明は電磁波の照射を受けて直接電荷を発生する光導電層を備えた放射線固体検出器に関し、より詳細には光導電層の保護に関するものである。

従来、医療分野等において、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線固体検出器が各種提案、実用化されている。

放射線固体検出器の方式としては、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）等のシンチレータで光に変換し、その光を光導電層で電荷に変換し蓄積する間接変換方式がある。また、読取方式としては、読取光を用いる光読取方式と、ＴＦＴ（thin film transistor）、ＣＣＤ（charge coupled device）、ＣＭＯＳ（complementary metal oxide semiconductor）センサ等を用いる電気読取方式に大別される。

光読取方式の放射線固体検出器としては例えば、放射線の照射により記録用光導電層に発生した電荷を蓄積するとともにこの蓄積電荷と逆極性の電荷を線状電極に帯電させ、読取光の照射により読取用光導電層に発生した電荷対の各電荷を蓄積電荷と帯電させた電荷にそれぞれ結合させることにより、蓄積電荷を読み取るものが知られている。

電気読取方式の放射線固体検出器としては例えば、放射線の照射により発生した電荷を画素ごとの画素電極で収集し、該画素電極と接続された蓄積容量に蓄積し、その蓄積電荷をＴＦＴ等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取るものが知られている。

上記の直接変換方式の放射線固体検出器において光導電層には、ＣｄＴｅ、ＨｇＩなどの様々な物質が用いられるが、最も一般的には、Ｘ線等の放射線に対して高感度に感応するアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が用いられている。Ｓｅは外界の温度、湿度の影響を受けやすく、保護膜なしの状態で長期に使用すると、感度低下、画像の質の低下などの悪化が進行するという問題がある。またＳｅはＸ線吸収率が低い為に比較的厚い膜厚が必要で、結果として光伝導層として機能させるために高いバイアス電圧の印加が必要とされる。こうした高い電場の印加では、Ｓｅに発生した微細な欠陥が大きな画像欠陥の発生に繋がることがある。このため、特許文献１に記載のように、通常、放射線固体検出器に保護フィルムを接着剤、粘着剤で貼り付けて光導電層を保護することが行われている。
特開２００７−１４７５９６号公報 特開２００４−３１７１６７号公報 国際公開第０１／０７５４７８号パンフレット

ここで、保護フィルムを用いてａ−Ｓｅ層の保護を行なった放射線固体検出器の構造について図５〜７を用いて説明する。図５は従来の放射線固体検出器の上面図、図６は図５中のVI−VI線断面図、図６は図５中のVII−VII線断面図である。

従来の放射線固体検出器１１０は、ガラス基板１１４上に、第１の導電層１１１、Ｘ線の照射を受けることにより直接電荷を発生して導電性を呈する光導電層１１２、ＴＦＴからなる読み取り回路と画素電極とからなる第２の導電層１１３がこの順に積層され、さらに第１の導電層１１１および光導電層１１２は、化学蒸着で製膜したポリマー１２０により封止されている。また、ここで説明する放射線固体検出器１１０は乳房撮影用のものであって、検出部の胸壁側（図５中Ａ矢指部）を除く３辺にガラス製のリブ１２２が配されており、放射線固体検出器１１０の検出領域およびリブ１２２を覆うように保護フィルム１２１が貼付されている。

一般に光導電層１１２は蒸着によって製膜されるので、図６、７に示すように端縁部には傾斜が形成されるため、リブ１２２が配される辺においては図６に示すように、リブ１２２と第１の導電層１１１との間に空間が生じることになり、リブ１２２が配されない辺においても図７に示すように、ガラス基板１１４の端部と第１の導電層１１１との間に空間が生じることになるが、保護フィルム１２１は接着剤または粘着剤で貼付するため、上記空間部分（図６、７中Ｔ矢指部）には保護フィルム１２１の粘着部分が露出することになる。

そしてこの部分（図６、７中Ｔ矢指部）の保護フィルム１２１が押圧されると、保護フィルム１２１がその下部にある光導電層１１２の端縁部と接触して貼着してしまい、保護フィルム１２１が弾性力により元の形状に復元する際に、光導電層１１２がガラス基板１１４から剥離するおそれがある。

このような問題を解消するため、特許文献２、３に記載のように、端縁部を樹脂で封止することも考えられるが、このような態様とすると端縁部において樹脂枠分の空間が必要となるため、例えば乳房撮影用の放射線固体検出器のように、検出領域をできるだけ検出器の端縁部まで確保したいような場合には不向きである
本発明は、上記事情に鑑み、保護フィルムを備えた放射線固体検出器において、光導電層の端縁部における剥離のおそれを無くした放射線固体検出器を提供することを目的とするものである。

本発明の第１の放射線固体検出器は、第１の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、第２の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第１の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、少なくとも一部の光導電層の端縁部に、光導電層側の密着力が保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムが配されたことを特徴とするものである。

ここで、低粘着力フィルムの光導電層側は、非粘着性としてもよい。

また、本発明の第２の放射線固体検出器は、第１の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、第２の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第１の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力が、他の部分の密着力よりも小さいことを特徴とするものである。

ここで、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の前記光導電層の端縁部上に対応する部位は、非粘着性としてもよい。

上記における「放射線固体検出器」とは、被写体の画像情報を担持する放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接電荷に変換し、この電荷を一旦蓄電部に蓄積し、その後、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。

本発明の第１の放射線固体検出器によれば、第１の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、第２の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第１の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器において、少なくとも一部の光導電層の端縁部に、光導電層側の密着力が保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムを配したことにより、この部分が押圧されて保護フィルムが基板側に密着した場合でも、保護フィルムは低粘着力フィルムと接着して光導電層には接触しないため、保護フィルムの粘着力により光導電層が剥離するのを防止することができる。

また、本発明の第２の放射線固体検出器によれば、第１の電極層と、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、第２の電極層から順に基板上に積層してなり、少なくとも第１の電極層および光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器において、保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力を、他の部分の密着力よりも小さくしているので、この部分が押圧されて保護フィルムが基板側に密着した場合でも、保護フィルムの粘着力により光導電層が剥離するのを防止することができる。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図１は本発明の一実施の形態による放射線固体検出器の上面図、図２は図１中のII−II線断面図、図３は図１中のIII−III線断面図である。

放射線固体検出器１０は、ガラス基板１４上に、第１の導電層１１、Ｘ線の照射を受けることにより直接電荷を発生して導電性を呈する光導電層１２、ＴＦＴからなる読み取り回路と画素電極とからなる第２の導電層１３がこの順に積層され、さらに第１の導電層１１および光導電層１２は、化学蒸着で製膜したポリマー２０により封止されている。また、ここで説明する放射線固体検出器１０は乳房撮影用のものであって、検出部の胸壁側（図１中Ａ矢指部）を除く３辺にガラス製のリブ２２が配されており、放射線固体検出器１０の検出領域およびリブ２２を覆うように保護フィルム２１が貼付されている。

第１の導電層１１は、Ｘ線に対して透過性を有するものであればよく、例えば金薄膜等を用いることができる。本実施の形態においては厚さ１００ｎｍの金膜としている。

光導電層１２は、量子効率が高く、暗電流の少ないアモルファスセレンから構成されている。本実施の形態においてこの光導電層１２の厚さは２００μｍとしている。

第２の導電層１３は、各画素毎に対応してＴＦＴが形成されており、各ＴＦＴの出力ラインは不図示の信号検出手段に接続される。また各ＴＦＴの制御ラインは不図示のＴＦＴ制御用手段に接続されている。

また、第１の導電層１１および光導電層１２を封止するポリマー２０は、透湿性が低く、かつアモルファスセレンを変質させないものであれば種々のものが使用可能であり、例えばポリ−パラキシリレン類が挙げられる。

化学蒸着で製膜したポリマー２０の厚さは１〜１００μｍとすることが好ましく、１０〜５０μｍとすればより好ましい。本実施の形態においては、ポリマー２０として、ポリ−パラキシリレンを１５μｍの厚さでＣＶＤ法により堆積させている。

これにより放射線固体検出器１０に対して隙間を生じることなく封止できるとともに、接着剤を用いないため接着剤をアモルファスセレンを主成分とする光導電層１２に浸透させることがないため、画像斑や放電破壊等の問題を生じることなく光導電層１２を保護することが可能である。

さらに、このポリマー２０上の光導電層１２の端縁部に後述の低粘着力フィルム３０を配した後、ポリマー２０上から接着剤付きの保護フィルム２１を貼付している。この保護フィルム２１は、ガスバリヤー性のフィルムであり、この特性を満たす限り任意のものを用いることが可能である。具体的には高分子材料から成るフィルム層と金属薄膜層がラミネートされてなるフィルム、高分子材料から成るフィルム層と酸化物薄膜層が積層されてなるフィルム等が挙げられる。前者における金属薄膜層としてはアルミニウムが好ましく使用され、後者での酸化物としては酸化珪素、酸化アルミニウムが好ましく用いられる。後者のより具体的なものとしては凸版印刷製のＧＸフィルムを挙げることができる。また保護フィルム２１の厚さは５〜５０μｍとすることが好ましい。本実施の形態においては、保護フィルム２１として、凸版印刷製のＧＸフィルムを用いている。

ポリマー２０として用いたポリ−パラキシリレン類は、一般的には接着材による他の部材との接着性が悪いが、接着に先立ち紫外光による光照射処理をすることにより接着性を向上させることができる。必要な照射時間は使用する紫外光源の波長、ワット数により適時、最適な時間に調節するが、低圧水銀灯で１から５０Ｗのものが好ましく、光照射は１分から３０分で行なうのが好ましい。

一般に光導電層１２は蒸着によって製膜されるので、図２、３に示すように、光導電層１２の端縁部には傾斜が形成されるため、リブ２２が配される辺においては図２に示すように、リブ２２と第１の導電層１１との間に空間が生じることになり、リブ２２が配されない辺においても図３に示すように、ガラス基板１４の端部と第１の導電層１１との間に空間が生じることになる。

本実施の形態では、上記空間部分、すなわちポリマー２０上の光導電層１２の端縁部に、光導電層１２側の密着力が保護フィルム２１の密着力よりも小さい低粘着力フィルム３０を配している。

通常、上記空間部分（図２、３中Ｔ矢指部）の保護フィルム２１が押圧されると、保護フィルム２１がその下部にある光導電層１２の端縁部と密着してしまい、保護フィルム２１の弾性力により元の形状に復元する際に、光導電層１２がガラス基板１４から剥離するおそれがあるが、上記のようにこの部分に低粘着力フィルム３０を配することにより、上記空間部分が押圧されて保護フィルム２１がガラス基板１４側に密着した場合でも、図２（Ｂ）、図３（Ｂ）に示すように、保護フィルム２１は低粘着力フィルム３０と接着して光導電層１２には接触しないため、保護フィルム２１の粘着力により光導電層１２が剥離するのを防止することができる。

この、低粘着力フィルム３０は、絶縁性を有するもので、ＰＥＴ材とすることが好ましい。また、このフィルムに塗布される接着剤としては、アクリル系接着材あるいはエポキシ系接着材であることが好ましい。具体的なものとしては東洋インキ製造株式会社製のＬＥ９５２を挙げることができる。また、低粘着力フィルム３０のフィルム本体の厚さは、光導電層１２よりも薄くすることが好ましいが、１０〜５０μｍとすることがより好ましい。また、粘着層の部分の厚さは、１０μｍ〜５０μｍとすることが好ましい。さらに、低粘着力フィルム３０は光導電層１２の１辺ずつ個別に設けるよりも、４辺が一体となったものを用いた方が、位置ずれを生じにくいため、好ましい。本実施の形態においては、低粘着力フィルム３０として、東洋インキ製造株式会社製のＬＥ９５２（ＰＥＴフィルム本体厚さ２５μｍ、粘着層厚さ３５μｍ）を用いている。

上記のように形成された放射線固体検出器１０の胸壁側（図１中Ａ矢指部）の辺に、３ｍｍ×１０ｍｍのポリカーボネート樹脂を緩衝材として設置し、光導電層１２の傾斜に対して垂直に５Ｎ、２０Ｎ、３０Ｎ、４０Ｎの力で加圧したところ、いずれの場合においても光導電層１２の剥離が生じないことが確認できた。

なお、低粘着力フィルムを設けない以外は本実施の形態と同様の放射線固体検出器について、上記と同様の確認を行なった場合には、５Ｎの加圧でも光導電層の剥離が生じることが確認できた。

上記のように形成された放射線固体検出器１０は、第１の導電層１１と第２の導電層１３との間に電界を形成している際に、光導電層１２にＸ線が照射されると、光導電層１２内に電荷対が発生し、この電荷対の量に応じた潜像電荷が第２の導電層１３内に蓄積されるものである。蓄積された潜像電荷を読み取る際には、第２の導電層１３のＴＦＴを順次駆動して、各画素に対応した潜像電荷に基づく画像信号を出力ラインから出力させて、この画像信号を信号検出手段により検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像を読み取ることができる。

以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではなく、例えば、低粘着力フィルム３０を、光導電層１２の端縁部上に配してから保護フィルム２１を貼付するのではなく、保護フィルム２１の貼付側の面において、光導電層１２の端縁部に相当する位置に予め低粘着力フィルム３０を貼付した後、この保護フィルム２１を貼付するようにしてもよい。

また、図４に示すように、保護フィルム２１の貼付側の面において、光導電層１２の端縁部に相当する位置２１ｂを除く位置２１ａのみに接着剤を塗布し、光導電層１２の端縁部に相当する位置２１ｂは非粘着性とした保護フィルム２１を貼付するようにしてもよい。

また、低粘着力フィルム３０は、製造時の位置ずれを生じないように、僅かな粘着力を有することが好ましいが、非粘着性のものを用いてもかまわない。

また、低粘着力フィルム３０は、上記実施形態においてはＰＥＴ材としたが、絶縁性を有する限り他の樹脂フィルムとしてもよいし、同様の厚さとした薄いガラス板を用いてもよい。

また、本発明は上記の電気読取方式の放射線固体検出器に限定されるものではなく、電磁波の照射を受けて直接電荷を発生する光導電層を備えた放射線固体検出器であればどのようなものにも応用可能である。

本発明の一実施の形態による放射線固体検出器の上面図 図１中のII−II線断面図 図１中のIII−III線断面図 その他の態様の放射線固体検出器の保護フィルムの下面図 従来の放射線固体検出器の上面図 図５中のVI−VI線断面図 図５中のVII−VII線断面図

符号の説明

１０ 放射線固体検出器
１１ 第１の導電層
１２ 光導電層
１３ 第２の導電層
１４ ガラス基板
２０ ポリマー
２１ 保護フィルム
２２ リブ
３０ 低粘着力フィルム

Claims (4)

1. 第１の電極層と、
   電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、
   複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、該第２の電極層から順に基板上に積層してなり、
   少なくとも前記第１の電極層および前記光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、
   少なくとも一部の前記光導電層の端縁部に、前記光導電層側の密着力が前記保護フィルムの密着力よりも小さい低粘着力フィルムが配されたことを特徴とする放射線固体検出器。
2. 前記低粘着力フィルムの前記光導電層側が、非粘着性であることを特徴とする請求項１記載の放射線固体検出器。
3. 第１の電極層と、
   電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、
   複数の分割電極を備えた第２の電極層とを、該第２の電極層から順に基板上に積層してなり、
   前記第１の導電層と前記第２の導電層との間に電界を形成することにより前記光導電層にバイアス電圧を与えるように構成され、
   少なくとも前記第１の電極層および前記光導電層を保護するように、保護フィルムが貼付されてなる放射線固体検出器であって、
   前記保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の前記光導電層の端縁部上に対応する部位の密着力が、他の部分の密着力よりも小さいことを特徴とする放射線固体検出器。
4. 前記保護フィルムの貼付側において、少なくとも一部の前記光導電層の端縁部上に対応する部位が、非粘着性であることを特徴とする請求項３記載の放射線固体検出器。

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