本發(fā)明的實(shí)施例涉及放射線檢測(cè)器及閃爍面板。

背景技術(shù)：

以往，醫(yī)療用、牙科用或者非破壞檢查用等的當(dāng)今的數(shù)字化X射線檢測(cè)器將入射X射線用熒光體層暫時(shí)轉(zhuǎn)換為光(熒光)的方式成為主流。作為熒光體層，采用幾個(gè)種類的材料，但是，在醫(yī)療用的平面檢測(cè)器、牙科用的CMOS傳感器、醫(yī)療用/動(dòng)物診斷用的CCD-DR裝置中，往往采用鉈活化碘化銫(以下，稱為CsI/Tl)。

CsI/Tl熒光體層能夠通過真空蒸鍍法簡(jiǎn)便地形成平面狀膜。而且，通過適當(dāng)調(diào)節(jié)成膜條件，能夠形成直徑5μm左右的光纖晶體并排的結(jié)構(gòu)的膜。通過形成光纖晶體結(jié)構(gòu)，在CsI晶體(折射率＝1.8)和晶體間的間隙(折射率＝1)之間產(chǎn)生折射率的差。某一個(gè)光纖晶體中，從X射線轉(zhuǎn)換后的熒光在沿著面方向不那么偏離發(fā)光點(diǎn)的位置到達(dá)平面檢測(cè)器的受光元件。從而，作為X射線攝像裝置，獲得不那么模糊的拍攝圖像。

即，CsI/Tl熒光體層通過以適當(dāng)?shù)臈l件成膜，能夠同時(shí)具備將X射線轉(zhuǎn)換為光的閃爍功能和將圖像保持到受光元件為止的光纖板功能。

來自CsI/Tl熒光體層的發(fā)光在例如X射線檢測(cè)器的一個(gè)方式即CCD-DR裝置中，經(jīng)由透鏡入射至CCD，由CCD轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。通過在監(jiān)視器描繪出上述電信號(hào)或者用作圖像處理信號(hào)，獲得有效的診斷圖像。這與在多個(gè)受光元件二維排列的光電轉(zhuǎn)換基板上使CsI/Tl熒光體層成膜的平面檢測(cè)器的情況同樣。在該情況下，隔著有機(jī)膜等使CsI/Tl熒光體層在排列有多個(gè)受光元件的光電轉(zhuǎn)換基板上成膜，因此，能夠更高效地由受光元件收集發(fā)光。

考慮上述的過程，作為CsI/Tl熒光體層所需的要件，首先追求發(fā)光量多即靈敏度高。另外，作為發(fā)揮光纖板功能的結(jié)果的分辨率特性也重要。

關(guān)于CsI/Tl熒光體層的靈敏度，例如有加厚CsI/Tl熒光體層的膜厚、優(yōu)化Tl濃度、加粗CsI/Tl膜的光纖結(jié)構(gòu)的要素即晶柱的粗度等。

但是，為了提高CsI/Tl熒光體層的靈敏度，旨在單獨(dú)提高CsI/Tl熒光體層的性能而加厚CsI/Tl熒光體層的膜厚、加粗CsI/Tl熒光體層的光纖結(jié)構(gòu)的要素即晶柱的粗度等的對(duì)策與其他要因形成權(quán)衡的關(guān)系。

例如，加厚CsI/Tl熒光體層的膜厚導(dǎo)致CsI/Tl熒光體的材料的使用量增大，成本上升。而且，CsI/Tl熒光體層中從X射線轉(zhuǎn)換為光的發(fā)光點(diǎn)到CCD-DR裝置、平面檢測(cè)器的受光元件為止的距離變長(zhǎng)，因此，具有從發(fā)光點(diǎn)向各向等方性地地發(fā)散的性質(zhì)的發(fā)光沿著受光元件的面方向擴(kuò)散到達(dá)受光元件為止的距離也相對(duì)地變長(zhǎng)，結(jié)果，分辨率特性降低。

加粗晶柱等價(jià)于加大光纖板的光纖徑，也導(dǎo)致分辨率特性的降低。

另外，作為阻礙CsI/Tl熒光體層的靈敏度特性的要因，有X射線引起的靈敏度劣化。這里所說的X射線引起的靈敏度劣化是指：在CCD-DR、平面檢測(cè)器安裝CsI/Tl熒光體層后，若向各裝置照射X射線，則X射線損傷CsI/Tl晶格，該傷痕作為色心，成為光吸收部位，來自熒光體的發(fā)光光子在CsI/Tl熒光體層中再次吸收，輸出光的量減少的現(xiàn)象。

而且，該現(xiàn)象也認(rèn)為可能是晶格的損傷使CsI/Tl熒光體層的發(fā)光機(jī)構(gòu)即激子的形成、激子到Tl發(fā)光中心的能量轉(zhuǎn)移、來自Tl發(fā)光中心的發(fā)光遷移機(jī)構(gòu)的形成這類認(rèn)為與晶格狀態(tài)存在關(guān)聯(lián)的狀態(tài)劣化，使發(fā)光效率降低。

這樣，CsI/Tl熒光體層由于X射線引起的靈敏度劣化，在CsI/Tl熒光體層內(nèi)的光吸收增大，但是對(duì)于波長(zhǎng)來說不一樣，在440、520、560nm附近存在吸收峰。另一方面，已知CsI/Tl熒光體層的發(fā)光頻譜在510～560nm具有峰。因此，CsI/Tl熒光體層的發(fā)光頻譜和520及560nm的吸收峰一致，CsI/Tl熒光體層的靈敏度特性降低。

【現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)】

【專利文獻(xiàn)1】專利第4653442號(hào)公報(bào)

【非專利文獻(xiàn)】

【非專利文獻(xiàn)1】Journal of Luminescence Vol.128p1447～1453

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的技術(shù)問題

本發(fā)明解決的課題是提供能夠提高熒光體層的靈敏度并且降低放射線引起的熒光體層的靈敏度降低的放射線檢測(cè)器及閃爍面板。

解決技術(shù)問題的技術(shù)方案

一實(shí)施例所涉及的放射線檢測(cè)器具備：排列有多個(gè)受光元件的光電轉(zhuǎn)換基板；以及在光電轉(zhuǎn)換基板上形成并將放射線轉(zhuǎn)換為光的熒光體層。熒光體層的發(fā)光頻譜在510～550nm的波長(zhǎng)區(qū)域具有主峰，并且在與該主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰。

另外，一實(shí)施例所涉及的閃爍面板具備：透過放射線的基板；以及在上述基板上形成并將放射線轉(zhuǎn)換為光的熒光體層。上述熒光體層將放射線轉(zhuǎn)換為光的發(fā)光頻譜在510～550nm的波長(zhǎng)區(qū)域具有主峰，并且在與該主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰。

附圖說明

圖1是表示第1實(shí)施例所涉及的放射線檢測(cè)器的一部分的分解立體圖。

圖2是上述放射線檢測(cè)器的概略截面圖。

圖3是用曲線表示上述放射線檢測(cè)器的熒光體層的發(fā)光頻譜的波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系的圖。

圖4是用曲線表示通過高斯函數(shù)分析上述熒光體層的發(fā)光頻譜的波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系的圖。

圖5是用表來表示多個(gè)樣本的X射線照射上述熒光體層前后的靈敏度的圖。

圖6是用曲線表示上述熒光體層的光吸收頻譜的波長(zhǎng)和光吸收率的關(guān)系的圖。

圖7是表示第2實(shí)施例所涉及的放射線檢測(cè)器的概略截面圖。

圖8是表示第3實(shí)施例所涉及的放射線檢測(cè)器的概略截面圖。

具體實(shí)施方式

以下，參照?qǐng)D1到圖6說明第1實(shí)施例。

圖2是放射線檢測(cè)器的概略截面圖。

如圖2所示，放射線檢測(cè)器1是例如大型的平面X射線檢測(cè)裝置。

放射線檢測(cè)器1具有檢測(cè)作為放射線的X射線2的X射線檢測(cè)面板3。X射線檢測(cè)面板3由支撐基板4的一面支撐。X射線檢測(cè)面板3的X射線入射面?zhèn)扔煞莱鄙w5覆蓋。

在支撐基板4的另一面，隔著鉛板6及散熱絕緣片7，配設(shè)用于驅(qū)動(dòng)X射線檢測(cè)面板3的電路基板8。該電路基板8和X射線檢測(cè)面板3通過柔性電路基板9連接。

支撐基板4經(jīng)由支柱10固定于框體11的內(nèi)部。在框體11的X射線入射面?zhèn)?，設(shè)有X射線2入射的入射窗12。

接著，圖1是放射線檢測(cè)器1的部分分解立體圖。

如圖1所示，X射線檢測(cè)面板3具有光電轉(zhuǎn)換基板21和閃爍層即作為熒光體層的CsI/Tl熒光體層22。

光電轉(zhuǎn)換基板21具備0.7mm厚的玻璃基板和玻璃基板上2維地形成的多個(gè)光檢測(cè)部25。光檢測(cè)部25具有作為開關(guān)元件的TFT(薄膜晶體管)26及作為受光元件的光電傳感器即光電二極管27。TFT26及光電二極管27例如以a-Si(非晶質(zhì)硅)作為基體材料而形成。沿光電轉(zhuǎn)換基板21的平面的方向的尺寸例如是正方形，一邊為50cm。

CsI/Tl熒光體層22直接在光電轉(zhuǎn)換基板21上形成。CsI/Tl熒光體層22位于光電轉(zhuǎn)換基板21的X射線2的入射側(cè)。CsI/Tl熒光體層22將X射線2轉(zhuǎn)換為光(熒光)。另外，光電二極管27將由CsI/Tl熒光體層22轉(zhuǎn)換的光轉(zhuǎn)換為電信號(hào)。

CsI/Tl熒光體層22通過在光電轉(zhuǎn)換基板21上蒸鍍閃爍材料而形成。作為閃爍材料，能夠采用以碘化銫(CsI)作為主成分的材料。

CsI/Tl熒光體層22的厚度設(shè)定成在100至1000μm的范圍內(nèi)。為了更便于評(píng)價(jià)靈敏度和分辨率，CsI/Tl熒光體層22的厚度設(shè)定在200至600μm的范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，CsI/Tl熒光體層22的厚度調(diào)節(jié)為500μm。作為閃爍材料，采用在主成分即CsI添加鉈(Tl)或碘化鉈(TlI)的材料。從而，CsI/Tl熒光體層22通過入射X射線2，能夠發(fā)出合適的波長(zhǎng)的光(熒光)。

另外，圖2所示防潮蓋5完全覆蓋CsI/Tl熒光體層22，密封CsI/Tl熒光體層22。防潮蓋5由例如鋁合金形成。若防潮蓋5的厚度變大，則入射至CsI/Tl熒光體層22的X射線量衰減，導(dǎo)致X射線檢測(cè)面板3的靈敏度的降低。因而，防潮蓋5的厚度期望盡可能小。設(shè)定防潮蓋5的厚度時(shí)，考慮防潮蓋5的形狀的穩(wěn)定性、承受制造過程的強(qiáng)度、入射至CsI/Tl熒光體層22的X射線2的衰減量等的各種參數(shù)的平衡?？紤]的結(jié)果，防潮蓋5的厚度設(shè)定在50至500μm的范圍內(nèi)。本實(shí)施例中，防潮蓋5的厚度設(shè)定成200μm。

在光電轉(zhuǎn)換基板21的外周部形成用于與外部連接的多個(gè)焊盤。多個(gè)焊盤用于光電轉(zhuǎn)換基板21的驅(qū)動(dòng)用的電信號(hào)的輸入及輸出信號(hào)的輸出。

X射線檢測(cè)面板3及防潮蓋5的集合體由薄的部件層疊構(gòu)成，因此，該集合體輕且強(qiáng)度低。因而，X射線檢測(cè)面板3經(jīng)由粘接片固定到支撐基板4的平坦的一面。支撐基板4由例如鋁合金形成，具有支撐保持X射線檢測(cè)面板3所需的強(qiáng)度。

在支撐基板4的另一面，隔著鉛板6和散熱絕緣片7固定電路基板8。電路基板8及X射線檢測(cè)面板3經(jīng)由柔性電路基板9連接。柔性電路基板9與光電轉(zhuǎn)換基板21的連接采用利用了ACF(非等方性導(dǎo)電薄膜)的熱壓法。通過該方法，確保多個(gè)微細(xì)信號(hào)線的電連接。在電路基板8安裝與柔性電路基板9對(duì)應(yīng)的連接器。電路基板8經(jīng)由連接器等與X射線檢測(cè)面板3電連接。電路基板8電驅(qū)動(dòng)X射線檢測(cè)面板3，且電處理來自X射線檢測(cè)面板3的輸出信號(hào)。

框體11收容X射線檢測(cè)面板3、支撐基板4、防潮蓋5、電路基板8、鉛板6、散熱絕緣片7、支柱10。框體11具有在與X射線檢測(cè)面板3相向的位置形成的開口。支柱10固定于框體11，支撐支撐基板4。

入射窗12安裝在框體11的開口。入射窗12透過X射線2，因此，X射線2透過入射窗12后入射至X射線檢測(cè)面板3。入射窗12形成板狀，具有保護(hù)框體11的內(nèi)部的功能。入射窗12優(yōu)選用X射線吸收率低的材料薄薄地形成。從而，能夠降低由入射窗12產(chǎn)生的X射線2的散射和X射線量的衰減。

接著，圖3是表示CsI/Tl熒光體層22的發(fā)光頻譜的波長(zhǎng)和發(fā)光強(qiáng)度的關(guān)系的曲線。發(fā)光頻譜以對(duì)于波長(zhǎng)的積分值即面積相同來進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化。樣本包含與本實(shí)施例對(duì)應(yīng)的實(shí)施例1及2、比較例1～4。

實(shí)施例1的發(fā)光頻譜的主峰在530nm，而且，其他峰即副峰出現(xiàn)在560～600nm。若通過高斯函數(shù)對(duì)其分解，則如圖4所示，可知存在53％的530nm的主峰(P1)和47％的580nm的副峰(P2)的復(fù)合形。即，表示為(實(shí)施例1的發(fā)光頻譜)＝0.53×(以530nm為峰的高斯函數(shù))+0.47×(以580nm為峰的高斯函數(shù))。另外，530nm的主峰的高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為25nm，580nm的副峰的高斯函數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)偏差設(shè)為30nm。另外，圖4的P是基于高斯函數(shù)的實(shí)施例1的發(fā)光頻譜的計(jì)算值。

實(shí)施例2的發(fā)光頻譜的主峰在545nm，而且，與實(shí)施例1的發(fā)光頻譜同樣，其他峰即副峰出現(xiàn)在560～600nm。若通過高斯函數(shù)對(duì)其分解，則可知存在60％的545nm的主峰和40％的595nm的副峰的復(fù)合形。即，表示為(實(shí)施例2的發(fā)光頻譜)＝0.60×(以545nm為峰的高斯函數(shù))+0.40×(以595nm為峰的高斯函數(shù))。

實(shí)施例1及2的CsI/Tl熒光體層22的特性能夠通過CsI/Tl熒光體層22的制造過程的工藝來調(diào)節(jié)，尤其是能夠通過操作來調(diào)節(jié)Tl的結(jié)晶時(shí)的畸變的影響。

這些樣本的X射線照射前后的靈敏度劣化的調(diào)查結(jié)果如圖5。比較例1～4的樣本的主峰在520～545nm，而比較例2及3沒有副峰，比較例1及4中在與主峰相比更短的波長(zhǎng)側(cè)存在副峰。

相對(duì)地，實(shí)施例1及2的CsI/Tl熒光體層22的主峰與比較例1～4在相同程度的530～545nm，而副峰在與主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域的580～595nm，因此，與平面檢測(cè)器及CCD-DR裝置所使用的傳感器靈敏度的匹配性佳，容易獲得高靈敏度特性。

即，實(shí)施例1及2的CsI/Tl熒光體層22與平面檢測(cè)器所使用的非晶質(zhì)硅的靈敏度峰(550nm)及CCD-DR裝置所使用的CCD即晶體硅的靈敏度峰(比550nm長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè))存在匹配性，作為裝置，容易獲得高靈敏度特性。

而且，實(shí)施例1及2的CsI/Tl熒光體層22在照射11500R的X射線后的靈敏度殘存率與比較例1同等，比比較例2～4要好。比較例1的靈敏度特性比實(shí)施例1及2的CsI/Tl熒光體層22要差。

從而，通過實(shí)施例1及2，能夠提高X射線照射前的靈敏度，獲得抑制了靈敏度劣化的CsI/Tl熒光體層22。

另外，圖6是表示實(shí)施例1和比較例4的CsI/Tl熒光體層22的光吸收頻譜的波長(zhǎng)和光吸收率的關(guān)系的曲線。另外，縱軸是與光吸收率對(duì)應(yīng)的數(shù)值，但是在測(cè)定上無法評(píng)價(jià)因散射而消失的光的貢獻(xiàn)，因此，并非算出準(zhǔn)確的光吸收率，而是采用了任意單位。

實(shí)施例1和比較例4的兩樣本與X射線照射前比，透過率都隨著X射線照射后(1000小時(shí)后)的波長(zhǎng)越長(zhǎng)而越高并且都在520nm和560nm存在光吸收的峰。另外，確認(rèn)了該峰的大小通過繼續(xù)X射線照射而增大。

從而，除了前述的與靈敏度的匹配性，還證明CsI/Tl熒光體層22的發(fā)光頻譜具有與通過X射線照射增大光吸收率的520～560nm不同的其他峰是用于提高X射線承受力的有效手段。

根據(jù)本實(shí)施例，CsI/Tl熒光體層22的發(fā)光頻譜通過具有510～550nm的主峰并且在與主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰，能夠提高CsI/Tl熒光體層22的靈敏度，并且能夠降低由放射線導(dǎo)致的CsI/Tl熒光體層22的靈敏度降低。

副峰在560～600nm的波長(zhǎng)區(qū)域，因此，能夠提高CsI/Tl熒光體層22的靈敏度，并且降低由放射線導(dǎo)致的CsI/Tl熒光體層22的靈敏度降低。副峰的范圍若在比560nm短的波長(zhǎng)側(cè)，則影響光吸收峰，另外，若在比600nm長(zhǎng)的波長(zhǎng)側(cè)，則與平面檢測(cè)器使用的非晶質(zhì)硅的靈敏度峰的差變大，因此優(yōu)選在560～600nm的波長(zhǎng)區(qū)域。

接著，圖7表示第2實(shí)施例。另外，與第1實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)采用相同符號(hào)，其結(jié)構(gòu)及作用效果的說明省略。

圖7表示閃爍面板31及采用閃爍面板31的平面檢測(cè)器即放射線檢測(cè)器32。

閃爍面板31在透過X射線的基板33上隔著反射層34形成CsI/Tl熒光體層22。反射層34介于基板33和CsI/Tl熒光體層22之間。CsI/Tl熒光體層22由防濕膜35覆蓋。

閃爍面板31和光電轉(zhuǎn)換基板36組合構(gòu)成放射線檢測(cè)器32。光電轉(zhuǎn)換基板36具備作為受光元件的光電二極管37，與第1實(shí)施例的光電轉(zhuǎn)換基板21同樣地構(gòu)成。

在閃爍面板31及采用閃爍面板31的放射線檢測(cè)器32中，通過采用CsI/Tl熒光體層22，也能夠獲得與第1實(shí)施例同樣的作用效果。

接著，圖8表示第3實(shí)施例。另外，與第1及第2實(shí)施例相同的結(jié)構(gòu)使用相同符號(hào)，其結(jié)構(gòu)及作用效果的說明省略。

圖8表示采用閃爍面板31的作為放射線檢測(cè)器的CCD-DR裝置41。CCD-DR裝置41具有框體42，在該框體42的一端配置閃爍面板31，在框體42的內(nèi)部設(shè)置鏡面的反射板43及透鏡44，在框體42的另一端設(shè)置受光元件(CCD)45。

然后，從X射線發(fā)生源(X射線管)放射的X射線2入射閃爍面板31，由CsI/Tl熒光體層22轉(zhuǎn)換后的光46從CsI/Tl熒光體層22的表面射出。在該CsI/Tl熒光體層22的表面形成X射線圖像，該X射線圖像由反射板43反射并且由透鏡44會(huì)聚后照射受光元件45，由受光元件45將X射線圖像轉(zhuǎn)換為電信號(hào)后輸出。

在CCD-DR裝置41中，通過采用CsI/Tl熒光體層22，也能夠獲得與第1實(shí)施例同樣的作用效果。

雖然說明了本發(fā)明的幾個(gè)實(shí)施例，但是這些實(shí)施例只是作為例子呈現(xiàn)，并不意味著限定發(fā)明的范圍。這些新實(shí)施例能夠以其他各種的形態(tài)實(shí)施，在不脫離發(fā)明的要旨的范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行各種省略、置換、變更。這些實(shí)施例及其變形是發(fā)明的范圍和要旨所包含的，并且是權(quán)利要求的范圍所述的發(fā)明及其均等的范圍所包含的。

權(quán)利要求書(按照條約第19條的修改)

1.(修改后)一種放射線檢測(cè)器，其特征在于，具備：

排列有多個(gè)受光元件的光電轉(zhuǎn)換基板；以及

在所述光電轉(zhuǎn)換基板上形成的將放射線轉(zhuǎn)換為光的鉈活化碘化銫(CsI/Tl)熒光體層，

所述熒光體層的發(fā)光頻譜在510～550nm的波長(zhǎng)區(qū)域具有主峰，并且在與該主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰。

2.如權(quán)利要求1所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，

所述副峰在560～600nm的波長(zhǎng)區(qū)域。

3.(修改后)一種閃爍面板，其特征在于，具備：

透過放射線的基板；以及

在所述基板上形成的將放射線轉(zhuǎn)換為光的鉈活化碘化銫(CsI/Tl)熒光體層，

所述熒光體層將放射線轉(zhuǎn)換為光的發(fā)光頻譜在510～550nm的波長(zhǎng)區(qū)域具有主峰，并且在與該主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰。

4.如權(quán)利要求3所述的閃爍面板，其特征在于，

所述副峰在560～600nm的波長(zhǎng)區(qū)域。

5.(修改后)一種放射線檢測(cè)器，其特征在于，具備：

閃爍面板，其具備透過放射線的基板以及在所述基板上形成的將放射線轉(zhuǎn)換為光的鉈活化碘化銫(CsI/Tl)熒光體層；以及

接受由所述閃爍面板的所述熒光體層轉(zhuǎn)換的光的多個(gè)受光元件，

所述熒光體層將放射線轉(zhuǎn)換為光的發(fā)光頻譜在510～550nm的波長(zhǎng)區(qū)域具有主峰，并且在與該主峰相比更長(zhǎng)的波長(zhǎng)區(qū)域具有副峰。

6.如權(quán)利要求5所述的放射線檢測(cè)器，其特征在于，

所述副峰在560～600nm的波長(zhǎng)區(qū)域。