專利名稱：放射線圖像檢測裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射線圖像檢測裝置。
背景技術(shù)：
近年來，使用FPD (平板檢測器)以檢測放射線圖像而產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的放射線圖像檢測裝置已經(jīng)付諸實際使用，并因為其能夠比背景技術(shù)的成像板更即時地確認圖像而快速地得到普及。該放射線圖像檢測裝置存在多種系統(tǒng)。已知的一種系統(tǒng)為間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)。間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的放射線圖像檢測裝置具有放射線圖像轉(zhuǎn)換面板和傳感器面板。放射線圖像轉(zhuǎn)換面板具有由熒光材料如CsI或GOS(Gd2O2S)形成的閃爍體，所述熒光材料在暴露于放射線時發(fā)射熒光。傳感器面板具有光電轉(zhuǎn)換元件的二維陣列。典型地，以與光電轉(zhuǎn)換元件的二維陣列緊密接觸的方式設(shè)置閃爍體。通過放射線圖像轉(zhuǎn)換面板的閃爍體將透過物體的放射線先轉(zhuǎn)換成熒光。通過傳感器面板的光電轉(zhuǎn)換元件群對源自閃爍體的熒光進行光電轉(zhuǎn)換而產(chǎn)生電信號(數(shù)字圖像數(shù)據(jù))。在間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的放射線圖像檢測裝置中，還提出了所謂的ISS(照射側(cè)采集)放射線圖像檢測裝置，其中使放射線從傳感器面板側(cè)入射(例如，參見專利文獻1(日本特開2011-017683號公報)、專利文獻2 (日本特開平6-140613號公報)和專利文獻3 (日本特開 2005-203708 號公報))。特別地，在根據(jù)專利文獻2的放射線圖像檢測裝置中，從包含具有光電轉(zhuǎn)換元件的傳感器面板的基底的背面?zhèn)热肷浞派渚€，從而通過閃爍體能夠?qū)⒁坏┩高^傳感器面板的放射線轉(zhuǎn)換成熒光。在放射線圖像檢測裝置中，在與傳感器面板的放射線成像區(qū)域?qū)?yīng)的部分中設(shè)置凹部以抑制傳感器面板的基底吸收放射線。在根據(jù)專利文獻2的放射線圖像檢測裝置中，確實降低了包含傳感器面板的基底的厚度，但是在基底的凹部中未設(shè)置閃爍體。因此，不能實現(xiàn)將放射線圖像檢測裝置整體形成為薄板。另一方面，在根據(jù)專利文獻3的放射線圖像檢測裝置中，在基底的凹部中設(shè)置了閃爍體。

發(fā)明內(nèi)容
然而，專利文獻2和3各自僅公開了使用固態(tài)圖像傳感器如CXD圖像傳感器將放射線轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的放射線圖像檢測裝置。作為使用FPD的放射線圖像檢測裝置的實例的DR(數(shù)字X射線照相)暗盒通常安裝有各種電子部件如TFT層、驅(qū)動電路等。因此，DR暗盒遠大于專利文獻2或3中公開的放射線圖像檢測裝置。如果將專利文獻3中所公開的在基底中設(shè)置凹部的想法應(yīng)用于大型放射線圖像檢測裝置如暗盒中，則會顯著引發(fā)關(guān)于耐沖擊性的問題。例如，大型放射線圖像檢測裝置可使用玻璃基底作為傳感器面板的基底。玻璃基底的熱傳導(dǎo)差，使得玻璃基底與閃爍體之間的密合性差。因此，當(dāng)直接將閃爍體沉積在玻璃基底的凹部上時，存在閃爍體可能因閃爍體自身的重量而與玻璃基底分離的擔(dān)憂。此外，由于設(shè)置在基底中的凹部而使基底變薄，所以存在基底可能變形的另一擔(dān)憂。當(dāng)將閃爍體直接沉積在基底的凹部上時，引發(fā)了關(guān)于放射線圖像檢測裝置掉落(falling-down)的另一個問題。這是因為，可能因放射線圖像檢測裝置掉落時施加至放射線圖像檢測裝置的沖擊而導(dǎo)致閃爍體與基底分離。另一方面，存在其中在基底的凹部的底面與閃爍體之間設(shè)置膠粘部從而間接沉積閃爍體的方法。然而，放射線或從閃爍體發(fā)射的熒光不僅必須透過基底，還必須透過膠粘部。盡管在基底中設(shè) 置凹部避免了感光度的下降，但仍然會發(fā)生關(guān)于感光度下降的問題。此夕卜，在間接沉積的情況中，存在放射線圖像檢測裝置落下時閃爍體的位置會在凹部中發(fā)生位錯的可能性。由于閃爍體由此發(fā)生位錯，所以存在閃爍體會接觸傳感器板并發(fā)生損壞的可能性。本發(fā)明的目的是在抑制由基底造成的放射線圖像檢測裝置的感光度下降的同時提高放射線圖像檢測裝置的耐沖擊性。根據(jù)本發(fā)明的一方面，放射線圖像檢測裝置包含第一基底，其中形成有凹部，所述凹部具有包含至少整個放射線成像區(qū)域的底部；熒光體(phosphor)，其含有當(dāng)暴露于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料并設(shè)置在所述第一基底的所述凹部中；光電轉(zhuǎn)換元件群，其設(shè)置在具有所述熒光體的所述凹部的相反側(cè)上并對由所述熒光體發(fā)出的熒光進行光電轉(zhuǎn)換；支持體，其支持所述熒光體；以及固定部，其固定所述支持體和所述第一基底；其中以距放射線入射側(cè)的距離上升的順序設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述第一基底、所述熒光體和所述支持體。利用所述放射線檢測裝置的構(gòu)造，將熒光體設(shè)置在所述基底的所述凹部中，使得所述支持體能夠支持所述熒光體，從而在抑制由基底造成的感光度下降的同時，提高耐沖擊性。


圖I是示意性顯示用于說明本發(fā)明實施方式的放射線圖像檢測裝置的實例的構(gòu)造的圖。圖2是示意性顯示圖I中的放射線圖像檢測裝置的基底的構(gòu)造的圖。圖3A 3B是示意性顯示用于圖I中的放射線圖像檢測裝置的熒光體的構(gòu)造的圖。圖4是在圖3A中的線IV-IV上所取的熒光體的截面圖。圖5是在圖3A中的線V-V上所取的熒光體的截面圖。圖6A 6B是示意性顯示圖I中的放射線圖像檢測裝置的另一個實例的構(gòu)造的圖。
具體實施例方式圖I是示意性顯示用于說明本發(fā)明實施方式的放射線圖像檢測裝置的實例的構(gòu)造的圖。圖2是示意性顯示圖I中的放射線圖像檢測裝置的基底的構(gòu)造的圖。放射線圖像檢測裝置I具有TFT (薄膜晶體管)層16、整平層23、容納基底14、閃爍體(熒光體)18A和支持基底12A。在TFT層16中形成由TFT構(gòu)成的開關(guān)器件28。整平層23包含二維排列的光電轉(zhuǎn)換元件26。容納基底14具有凹部140。閃爍體18A包含熒光材料，所述熒光材料容納在容納基底14的凹部140中并在暴露于放射線時發(fā)射熒光。支持基底12A支持所述閃爍體18A。在該實例中，放射線從TFT層16側(cè)照射，并透過TFT層16和光電轉(zhuǎn)換元件26。透過TFT層16和光電轉(zhuǎn)換元件26的放射線透過薄板部141，然后入射到閃爍體18A上，所述薄板部141為容納基底14中凹部140的薄部。作為對入射的放射線的響應(yīng)，由閃爍體18A產(chǎn)生熒光。熒光再次透過容納基底14的薄板部141。其后，通過光電轉(zhuǎn)換元件26對熒光進行光電轉(zhuǎn)換。然后，通過設(shè)置在TFT層16中的開關(guān)器件28將由此收集的電荷讀出。以這種方式，將光電轉(zhuǎn)換元件26設(shè)置在產(chǎn)生大量熒光的閃爍體18A的放射線入射側(cè)上，并隔著容納基底14的薄板部141而接近閃爍體18A。由此提高了感光度。在該實例中，設(shè)置TFT層16以作為整平層23之外的另一個層。然而，可以在其中設(shè)置了光電轉(zhuǎn)換元件26的同一整平層23中設(shè)置在TFT層16中設(shè)置的開關(guān)器件28等。支持基底12A為其上直接沉積了閃爍體18A的沉積基底。從放射線入射方向的相反側(cè)通過支持基底12A支持閃爍體18A。另外，設(shè)置支持基底12A以封閉容納基底14的凹部140的開口，從而防止閃爍體18A因外部水分而發(fā)生潮解并提高了放射線圖像檢測裝置I的密封性能。此外，支持基底12A還有助于防止容納基底14的變形?？蓪⑻及澹珻FRP (碳纖維增強塑料)板，玻璃板，石英基底，藍寶石基底，選自鐵、錫、鉻或鋁的金屬片等用作支持基底12A。支持基底12A不限于上述物質(zhì)，而是可使用任何基底，只要能夠在其上形成閃爍體18A即可。通過直接沉積在如上所述的支持基底12A上來形成閃爍體ISA0所述閃爍體18A由柱狀部34(參見圖3A)和非柱狀部36A(參見圖3A)構(gòu)成。所述柱狀部34設(shè)置在支持基底12A的相反側(cè)上，且所述非柱狀部36A設(shè)置在所述支持基底12A側(cè)上。連續(xù)形成柱狀部34和非柱狀部36A以在支持基底12A上層狀地相互重疊。例如，通過后面將詳細描述的氣相沉積法可形成柱狀部34和非柱狀部36A。柱狀部34和非柱狀部36A由一種相同的熒光材料形成，但活化劑如Il在柱狀部34中的摻雜量可與在非柱狀部36A中的摻雜量不同。例如，能夠?qū)sI :Tl、NaI :T1 (鉈摻雜的碘化鈉)、CsI :Na(鈉摻雜的碘化銫)等用作形成閃爍體18A的熒光材料。其中，優(yōu)選CsI:Tl，因為其發(fā)射光譜與a-Si光電二極管的光譜感光度的最大值(約550nm) —致。柱狀部34由柱狀晶體的群形成，在所述柱狀晶體中上述熒光材料的晶體已經(jīng)生長為柱狀。多個相鄰的柱狀晶體可結(jié)合而形成一個柱狀晶體。在相鄰的柱狀晶體之間設(shè)置有空隙，且任何柱狀晶體都相互獨立地存在。非柱狀部36A由球狀晶體的群形成，在所述球狀晶體中熒光材料的晶體已經(jīng)生長為具有比較小直徑的基本球形形狀。在由球狀晶體的群形成的非柱狀部36A中，所述晶體不規(guī)則地結(jié)合或相互重疊，使得在晶體中不能產(chǎn)生明確的空隙。所述非柱狀部36A可包含上述突光材料的無定形物質(zhì)。容納基底14包含由薄板部141和厚板部142形成的凹部140。設(shè)置容納基底14以完全包圍閃爍體18A。所述薄板部141為約0. 2mm厚,且所述厚板部142為約0. 7mm厚。在支持基底12A與容納基底14的厚板部142之間設(shè)置第一膠粘部13A。通過所述第一膠粘部13A來固定所述支持基底12A和所述容納基底14。優(yōu)選的是，用于所述第一膠粘部13A的膠粘劑為膠粘性能可因熱等而下降的拆除性(dismantlable)膠粘劑。在放射線圖像檢測裝置I中，通過膠粘結(jié)合來對所述支持基底12A和所述容納基底14進行固定。固定方法不限于此?？墒褂萌魏畏椒?，只要通過所述方法能夠固定所述支持基底12A和所述容納基底14即可。將各個光電轉(zhuǎn)換元件26設(shè)置在容納閃爍體18A的凹部140的相反側(cè)上。所述光電轉(zhuǎn)換兀件26由光電導(dǎo)層(未不出)和一對電極構(gòu)成。在閃爍體18A的突光透過容納基底14的薄板部141之后,突光入射到光電導(dǎo)層上。作為對入射的突光的響應(yīng)，所述光電導(dǎo)層產(chǎn)生電荷。將電極設(shè)置在光電導(dǎo)層的正面和背面上。設(shè)置在光電導(dǎo)層的閃爍體18A側(cè)的表面上的電極為用于對光電導(dǎo)層施加偏壓的偏壓電極。設(shè)置在相反表面上的電極為用于收集由光電導(dǎo)層產(chǎn)生的電荷的電荷收集電極。 在整平層23中形成光電轉(zhuǎn)換元件26，所述整平層23用于提高對容納基底14的表面的密合性。另外，通過膠粘層(未示出)將容納基底14和整平層23相互貼合。所述整平層23和所述膠粘層形成樹脂層。可將由透明液體或凝膠構(gòu)成的匹配油等用作樹脂層。從感光度和圖像銳度考慮，樹脂層優(yōu)選不厚于50 u m,更優(yōu)選為5 ii m 30 ii m。在光電轉(zhuǎn)換元件26上形成TFT層16。所述TFT層16包含由TFT (薄膜晶體管)構(gòu)成的開關(guān)器件28 (參見圖2)。以與光電轉(zhuǎn)換元件26的二維陣列相對應(yīng)的方式在TFT層16中二維排列所述開關(guān)器件28。將各個光電轉(zhuǎn)換元件26的電荷收集電極連接至TFT層16的對應(yīng)的一個開關(guān)器件28。通過開關(guān)器件28將由電荷收集電極收集的電荷讀出。如圖2中所示，在TFT層16中設(shè)置多根柵極線30和多根信號線(數(shù)據(jù)線)32。設(shè)置柵極線30以在一個方向(行方向)上延伸，用于分別打開/關(guān)閉開關(guān)器件28。設(shè)置所述信號線32以在垂直方向(列方向)上延伸至柵極線30，從而通過已經(jīng)打開的開關(guān)器件28將電荷讀出。另外，將單獨連接?xùn)艠O線30和信號線32的連接端子38布置在具有TFT層16的容納基底14的外周邊緣部中。如圖2中所示，通過連接電路39將連接端子38連接至電路板(未示出)。所述電路板包含作為外部電路的柵極線驅(qū)動器、以及信號處理部。根據(jù)分別源自柵極線驅(qū)動器并通過柵極線30提供的信號，將開關(guān)器件28逐行順序打開。將由已經(jīng)打開的開關(guān)器件28讀出的電荷作為電荷信號通過信號線32進行傳輸，并供應(yīng)至信號處理部。由此，將電荷逐列順序讀出，并在信號處理部中將其轉(zhuǎn)換成電信號，由此產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。以這種方式，以距放射線入射側(cè)的距離上升的順序設(shè)置TFT層16、光電轉(zhuǎn)換元件26、容納基底14、閃爍體18A和支持基底12A，并將第一膠粘部13A設(shè)置在容納基底14的厚板部142與支持基底12A之間。此處，將用于填充閃爍體18A與容納基底14之間的空間的第二膠粘部13B設(shè)置在閃爍體18A的側(cè)面與凹部140的厚板部142的面對閃爍體18A的側(cè)面142a之間。另外，不將其中閃爍體18A面對凹部140的薄板部141的部分膠粘結(jié)合，而是使閃爍體18A與凹部140的薄板部141直接相互接觸。換言之，設(shè)置第二膠粘部13B以僅包圍閃爍體18A的側(cè)面。優(yōu)選地，第二膠粘部13B具有柔性。另外，用作第二膠粘部13B的膠粘劑優(yōu)選為膠粘性可通過熱、紫外線等而下降的拆除性膠粘劑。例如，可將有機硅基膠粘劑用作第二膠粘部13B的膠粘劑，但膠粘劑不限于此。

可設(shè)置用于吸收對放射線圖像檢測裝置I的沖擊的緩沖材料(具有緩沖性能)以代替第二膠粘部13B。由于利用緩沖材料進行填充，所以能夠在確保耐沖擊性的同時，容易地將閃爍體18A取出以提高再加工性。圖3A 3B是示意性顯示用于圖I中的放射線圖像檢測裝置的熒光體的構(gòu)造的圖。順便提及，圖3A和3B中的箭頭表示放射線入射方向。如圖3A中所示，在用于放射線圖像檢測裝置I中的閃爍體18A中，閃爍體18A的與支持基底12A相反的表面即柱狀部34的各個柱狀晶體的前端與薄板部141的底面141a相向。即，將由柱狀晶體的群構(gòu)成的柱狀部34布置在閃爍體18A的放射線入射側(cè)上。在柱狀部34的各個柱狀晶體中產(chǎn)生的熒光因柱狀晶體與包圍柱狀晶體的間隙(空氣)之間的折射率差而在柱狀晶體中重復(fù)發(fā)生全反射，從而抑制了漫射。由此，將熒光通過與柱狀晶體相向的容納基底14而導(dǎo)入至光電轉(zhuǎn)換元件26。由此提高了圖像的銳度。在柱狀部34的各個柱狀晶體中產(chǎn)生的熒光中，將在薄板部141的底面141a的相反側(cè)上傳遞即向支持基底12A傳遞的突光向非柱狀部36A中的光電轉(zhuǎn)換兀件26側(cè)反射。由此，提聞了突光的利用效率，從而提聞了感光度。另外，由于將非柱狀部36A沉積在支持基底12A上，所以將閃爍體18A牢固地固定至支持基底12A。由此提高了耐沖擊性。另外，非柱狀部36A由小直徑的球狀晶體或其聚集體形成。各個空隙比較小。所述非柱狀部36A比柱狀部34更致密且空隙率更低。由于插入到支持基底12A與柱狀部34之間的非柱狀部36A，所以提高了支持基底12A與閃爍體18A之間的密合性。結(jié)果，提高了對因支持基底12A與TFT層16之間的熱膨脹之差所造成的翹曲或沖擊而引起的應(yīng)力作用的抵抗性，從而能夠防止閃爍體18A與支持基底12A分離。如圖3B中所示，在放射線圖像檢測裝置I中，可使用閃爍體18B以代替閃爍體18A。在閃爍體18B中，在圖3A中所示的閃爍體18A的柱狀部34上另外設(shè)置另一非柱狀部36B。非柱狀部36B由小直徑的球狀晶體或其聚集體形成，且非柱狀部36B比柱狀部34更致密且空隙率更低。特別地，為了盡可能地抑制光反射功能，優(yōu)選的是，空隙率基本為零。由于由此設(shè)置的非柱狀部36B，所以可降低因與薄板部141的底面141a接觸而可能對柱狀部34造成損傷的可能性。由此，能夠提高放射線圖像檢測裝置I的耐沖擊性?？稍O(shè)置光學(xué)透明的緩沖層來代替非柱狀部36B?？蓪⒓s20 y m厚的透明薄膜有機硅橡膠用作緩沖層。當(dāng)由此設(shè)置緩沖層時，可在確保放射線圖像檢測裝置I的耐沖擊性的同時進一步抑制圖像模糊。圖4是在圖3A中的線IV-IV上所取的熒光體的截面圖。從圖4可清楚地知道，在柱狀部34中，柱狀晶體在晶體的生長方向上顯示了基本均勻的截面直徑，并且在柱狀晶體的周圍具有間隙，使得所述柱狀晶體相互獨立地存在。從光導(dǎo)效果、機械強度和防止像素缺陷的觀點來看，優(yōu)選的是，各個柱狀晶體的晶體直徑為2pm以上且Sym以下。當(dāng)晶體直徑太小時，各個柱狀晶體缺乏機械強度，且存在柱狀晶體可能因沖擊等而發(fā)生損壞的擔(dān)憂。當(dāng)晶體直徑太大時，各個光電轉(zhuǎn)換元件26的柱狀晶體數(shù)下降，存在如下?lián)鷳n當(dāng)與元件對應(yīng)的一個晶體破裂時，所述元件可能有缺陷的概率增大。
此處，晶體直徑是指在晶體生長方向上從上面觀察到的柱狀晶體的最大直徑。作為具體測量方法，通過從與柱狀晶體的厚度方向垂直的面在SEM(掃描電子顯微鏡)中進行觀察，測量了各個柱狀晶體的柱狀直徑(晶體直徑)。在觀察中，在放大倍率(約2000倍)下從其表面觀察閃爍體，在一次攝影中能夠觀察到100 200個柱狀晶體。對在攝影中拍攝的所有柱狀晶體的柱狀直徑的最大值進行了測量并求平均。使用由此獲得的值。將柱狀直徑(Pm)計算 至小數(shù)點后二位，并根據(jù)JIS Z8401以小數(shù)點后二位的方式對平均值進行四舍五入。圖5是在圖3A中的線V-V上所取的熒光體的截面圖。從圖5可清楚，在非柱狀部36A中，晶體不規(guī)則地結(jié)合或相互重疊，使得與柱狀部34相比不能確認晶體之間的任何明確空隙。從密合性和光反射的觀點來看，優(yōu)選的是，形成非柱狀部36A的各個晶體的直徑為0. 5 y m以上且7. 0 y m以下。當(dāng)晶體直徑太小時，空隙率接近于零，且存在光反射功能可能劣化的擔(dān)憂。當(dāng)晶體直徑太大時，平坦性劣化，且存在對支持基底12A的密合性可能劣化的擔(dān)憂。另外，從光反射的觀點來看，優(yōu)選的是，形成非柱狀部36A的各個晶體的形狀基本為球狀。此處，當(dāng)晶體相互結(jié)合時，按如下測量了各個晶體的晶體直徑。即，將通過連接在相鄰晶體之間呈現(xiàn)的凹進(凹陷)而得到的線作為晶體之間的邊界。將相互結(jié)合的晶體分開以具有最小的多邊形。由此測量了柱狀直徑和與柱狀直徑對應(yīng)的晶體直徑。以與柱狀部34中的晶體直徑相同的方式獲得了晶體直徑的平均值。將由此獲得的平均值用作晶體直徑。優(yōu)選的是，以在tl表示柱狀部34的厚度且t2表示非柱狀部36A的厚度時使得比率(t2/tl)為0. 01以上且0. 25以下，更優(yōu)選0. 02以上且0. I以下的方式對柱狀部34的厚度和非柱狀部36A的厚度進行設(shè)定。當(dāng)比率(t2/tl)在上述范圍內(nèi)時，可以將熒光效率、光漫射防止和光反射設(shè)定在合適范圍內(nèi)以提高感光度和圖像銳度。另外，柱狀部34的厚度tl取決于放射線的能量，但為了確保柱狀部34中充分的放射線吸收和充分的圖像銳度，所述厚度tl優(yōu)選為200 y m以上且700 y m以下。當(dāng)柱狀部34的厚度太小時，放射線在柱狀部34中不能被充分吸收，使得存在感光度可能劣化的擔(dān)憂。當(dāng)柱狀部34的厚度太大時，發(fā)生光漫射，使得存在如下?lián)鷳n盡管存在柱狀晶體的光導(dǎo)效果，但是圖像銳度仍可能發(fā)生劣化。從對支持基底12A的密合性和光反射的觀點來看，非柱狀部36A的厚度T2優(yōu)選為5iim以上且125iim以下。當(dāng)非柱狀部36A的厚度太小時，存在可能不能獲得對支持基底12A的充分密合性的擔(dān)憂。當(dāng)非柱狀部36A的厚度太大時，熒光在非柱狀部36A中的貢獻和因在非柱狀部36A中的光反射而造成的漫射增大，使得存在圖像銳度可能劣化的擔(dān)憂。此外，在放射線圖像檢測裝置I中，非柱狀部36A的厚度分布可能不均勻。柱狀部34和非柱狀部36A由相同的熒光材料的晶體連續(xù)形成。因此，柱狀部34和非柱狀部36A之間的結(jié)合比不同材料之間的結(jié)合如柱狀部34與支持基底12之間的結(jié)合更強。因此，通過使得非柱狀部36A的厚度分布不均勻，能夠補償結(jié)合部分中對應(yīng)力的抵抗性。從對支持基底12A的密合性和光反射的觀點來看，優(yōu)選的是，非柱狀部36A的各部分的厚度分布在5 u m以上且125 ii m以下的上述范圍內(nèi)。在整個非柱狀部36A中相同地設(shè)定不均勻厚度分布。然而，可以將非柱狀部36A分成多個區(qū)域。在所述情況中，一個區(qū)域的不均勻性(最大厚度與最小厚度之差或厚度分布的偏差)可與另一個區(qū)域不同。接下來，將對上述閃爍體18A和18B中閃爍體18A的制造方法的實例進行說明。優(yōu)選通過氣相沉積法在支持基底12A的表面上直接形成閃爍體ISA0根據(jù)氣相沉積法，非柱狀部36A和柱狀部34能夠以該順序一體地連續(xù)形成。下面將通過實例對其中使用CsI:!!作為熒光材料的情況進行說明?？梢砸猿Ｒ姺绞綄嵤┧鰵庀喑练e法。例如，在真空度為0. 01 IOPa的環(huán)境下，利用對其施加了電力的電 阻加熱坩堝對csi:n進行加熱并蒸發(fā)。由此，將csi:n沉積在將溫度設(shè)定為室溫(20°c ) 300°C的支持基底12A上。當(dāng)通過氣相沉積法在支持基底12A上形成CsI:!!的晶相時，在開始時形成比較小直徑的球狀晶體或其聚集體。當(dāng)然后改變至少一個條件即真空度或支持基底12A的溫度時，在形成非柱狀部36A之后可連續(xù)形成柱狀部34。即，在沉積球狀晶體以具有預(yù)定厚度之后，提聞?wù)婵斩群?或支持基底12A的溫度，使得可以生長柱狀晶體。然后，在形成非柱狀部36A的步驟中，在真空度發(fā)生改變的條件下沉積非柱狀部36A。由此，對非柱狀部36A提供不均勻的厚度分布。當(dāng)改變真空度時，改變了 CsI:!!的熔化狀態(tài)，并需要耗費時間以將熔化狀態(tài)穩(wěn)定。由于在不穩(wěn)定的熔化狀態(tài)期間的連續(xù)沉積，所以能夠?qū)Ψ侵鶢畈?6A提供不均勻的厚度分布。以上述方式，能夠有效并容易地制造閃爍體18A。另外，根據(jù)該制造方法，存在另一個優(yōu)勢，當(dāng)在閃爍體18A的成膜中控制真空度或支持基底的溫度時，能夠容易地制造與其設(shè)計一致的各種規(guī)格的閃爍體。如上所述，在放射線圖像檢測裝置I中，在凹部140中設(shè)置閃爍體18A，使得能夠縮短各個光電轉(zhuǎn)換元件26與閃爍體18A之間的距離，從而提高圖像銳度。用于沉積的支持基底12A原樣支持閃爍體18A(18B)。所述支持基底12A和容納基底14通過第一膠粘部13A來固定。由此，能夠解決關(guān)于由放射線圖像檢測裝置I的尺寸增大所引起的耐沖擊性的問題。另外，由于將閃爍體18A直接沉積在支持基底12A上，所以能夠省去在閃爍體18A與凹部140的(薄板部141的)底面141a之間的膠粘劑。由此，能夠提高圖像銳度。此外，即使當(dāng)僅閃爍體18A發(fā)生損傷時，如果僅替換閃爍體18A，則仍能夠再次原樣使用放射線圖像檢測裝置。由此，還能夠提高再加工性。另外，第一膠粘部13A由拆除性膠粘劑形成。因此，即使當(dāng)僅閃爍體18A發(fā)生損傷時，如果僅替換閃爍體18A，則仍能夠再次原樣使用放射線圖像檢測裝置。由此，能夠提高再加工性。另外，通過第二膠粘部13B來固定(膠粘)閃爍體18A的側(cè)面和厚板部142的側(cè)面142a，從而在防止閃爍體18A在容納基底14中不必要地搖動的同時提高耐沖擊性。另外，用作第二膠粘部13B的膠粘劑為拆除性膠粘劑。因此，即使當(dāng)僅閃爍體18A發(fā)生損傷時，如果僅替換閃爍體18A，則仍能夠再次原樣使用放射線圖像檢測裝置。由此，能夠提高再加工性。在放射線圖像檢測裝置I中，支持基底12A不必是沉積基底。在這種情況下，可將GOS(Gd2O2SiTb)等用作形成閃爍體18A的熒光材料。圖6A 6B是示意性顯示圖I中的放射線圖像檢測裝置的另一個實例的構(gòu)造的圖。已經(jīng)對由與圖I中相同的標(biāo)號表示的部分進行了說明，所以此處省略其說明。該實例中的放射線圖像檢測裝置2與上述放射線圖像檢測裝置I的不同點在于，將閃爍體18B直接沉積在容納基底14上。在這種情況下，增強板12B從放射線入射側(cè)的相反側(cè)(從下面)支持閃爍體 18B。由此，將閃爍體18B保持在容納基底14與增強板12B之間。從降低放射線圖像檢測裝置2的總重量的觀點來看，優(yōu)選將增強板12B限制為必要最小值。例如，可以與圖6B中所示的十字形類似地設(shè)置增強板12B。當(dāng)以十字形設(shè)置增強板12B時，也能夠防止容納基底14的變形。當(dāng)以必要最小值的方式設(shè)置增強板12B時，存在外部水分侵入的擔(dān)憂。由此，可利用聚對二甲苯等的保護膜15覆蓋閃爍體18B的側(cè)面。為了盡可能地避免外部水分的進入，所述增強板12B可以以與放射線圖像檢測裝置I中相同的方式封閉增強板14的凹部140的開口。在凹部140的整個表面中設(shè)置的增強板12B可由鋁板等形成，從而能夠使增強板12B具有光反射功能。另外，優(yōu)選將閃爍體18B的構(gòu)造作為用于放射線圖像檢測裝置2中的閃爍體。這是因為閃爍體18B直接沉積在容納基底14上。在這種情況下，非柱狀部36A位于放射線入射側(cè)上。以相同的方式，非柱狀部36A也位于圖3A中的放射線入射側(cè)上，從而確保密合性。由于各種上述放射線圖像檢測裝置能夠以高感光度和高清晰度檢測放射線圖像，所以可以將其引入并用于各種系統(tǒng)如用于醫(yī)療診斷用途如乳房X線照相術(shù)的X射線成像系統(tǒng)，所述系統(tǒng)要求以低放射線劑量檢測尖銳的圖像。例如，可將放射線圖像檢測裝置應(yīng)用于用于非破壞性檢查的工業(yè)X射線成像系統(tǒng)，或者用于檢測電磁波之外的粒子射線(a -射線、￠-射線、Y-射線)的系統(tǒng)。所述放射線圖像檢測裝置具有寬范圍的應(yīng)用。下面將對能夠用于放射線圖像檢測裝置I和放射線圖像檢測裝置2中的各種構(gòu)件的材料進行說明。光電轉(zhuǎn)換元件通常將無機半導(dǎo)體材料如無定形硅用于上述光電轉(zhuǎn)換元件26的光電導(dǎo)層。例如，可使用在日本特開2009-32854號公報中公開的任何OPC(有機光電轉(zhuǎn)換)材料。能夠?qū)⒂蒓PC材料形成的膜(下文中稱作OPC膜)用作光電導(dǎo)層20。所述OPC膜含有有機光電轉(zhuǎn)換材料，所述有機光電轉(zhuǎn)換材料能夠吸收從熒光體層發(fā)射的光并根據(jù)吸收的光產(chǎn)生電荷。含有有機光電轉(zhuǎn)換材料的這種OPC膜在可見光范圍內(nèi)具有尖銳的吸收峰。由此，OPC膜幾乎不吸收不同于從突光體層發(fā)射的光的電磁波，但能夠有效抑制由OPC膜吸收的放射線如X射線所產(chǎn)生的噪音。優(yōu)選的是，形成OPC膜的有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長更接近由熒光體層發(fā)射的光的峰值波長，從而最有效地吸收由突光體層發(fā)射的光。理想地，有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長與由熒光體層發(fā)射的光的峰值波長一致。然而，如果有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長與熒光體層發(fā)射的光的峰值波長之差小，則能夠充分地吸收熒光體層發(fā)射的光。具體地，有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長與熒光體層響應(yīng)放射線所發(fā)射的光的峰值波長之差優(yōu)選不大于IOnm,更優(yōu)選不大于5nm。能夠滿足所述條件的有機光電轉(zhuǎn)換材料的實例包括亞芳基類有機化合物、喹吖啶酮類有機化合物和酞菁類有機化合物。例如，喹吖啶酮在可見光范圍內(nèi)的吸收峰值波長為560nm。當(dāng)將喹吖啶酮用作有機光電轉(zhuǎn)換材料并將CsI (H)用作熒光體層的材料時，可以因此將上述峰值波長之間的上述差值設(shè)定在5nm以內(nèi)，使得能夠?qū)⒃贠PC膜中產(chǎn)生的電荷的
量基本提聞至最大。
設(shè)置在偏壓電極與電荷收集電極之間的有機層的至少一部分能夠由OPC膜形成。更具體地，所述有機層能夠由用于吸收電磁波的部分、光電轉(zhuǎn)換部分、電子輸送部分、電子空穴輸送部分、電子阻擋部分、電子空穴阻擋部分、結(jié)晶防止部分、電極、層間接觸改良部分等的堆疊或混合物形成。優(yōu)選地，有機層含有有機p型化合物或有機n型化合物。有機p型半導(dǎo)體(化合物)為主要由電子空穴輸送有機化合物表示的給體型有機半導(dǎo)體(化合物)，其是指具有易于提供電子的特性的有機化合物。更詳細地，在用于相互接觸的兩種有機材料中，將具有較低電離電勢的物質(zhì)稱作給體型有機化合物。因此，可以將任何有機化合物用作給體型有機化合物，只要所述有機化合物具有提供電子的特性即可。能夠使用的給體型有機化合物的實例包括三芳基胺化合物、聯(lián)苯胺化合物、吡唑啉化合物、苯乙烯胺化合物、腙化合物、三苯基甲烷化合物、咔唑化合物、聚硅烷化合物、噻吩化合物、酞菁化合物、菁化合物、部花青化合物、氧雜菁(oxonoI)化合物、多胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚芳撐化合物、稠合芳族碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、 并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、熒蒽衍生物)、具有含氮雜環(huán)化合物作為配體的金屬絡(luò)合物等。給體型有機半導(dǎo)體不限于此，而是可以將電離電勢比用作n型(受體型)化合物的有機化合物低的任何有機化合物用作給體型有機半導(dǎo)體。n型有機半導(dǎo)體(化合物)為主要由電子輸送有機化合物表示的受體型有機半導(dǎo)體(化合物)，其是指具有易于接受電子的特性的有機化合物。更具體地，當(dāng)以相互接觸的方式使用兩種有機化合物時，該兩種有機化合物中具有較高電子親合力的一種化合物為受體型有機化合物。因此，可以將任何有機化合物用作受體型有機化合物，只要所述有機化合物具有接受電子的特性即可。其實例包括稠合芳族碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、熒蒽衍生物)，含有氮原子、氧原子或硫原子的5 7元雜環(huán)化合物(例如，吡唆、吡嗪、嘧唆、噠嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、蝶唆、n 丫唆、吩嗪、鄰二氮雜菲、四唑、批唑、咪唑、噻唑、P惡唑、_坐、苯并咪唑、苯并三唑、苯并Il唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、三唑并噠嗪、三唑并嘧啶、四氮茚、p惡二唑、咪唑并吡啶、吡咯烷(pyralidine)，吡咯并吡啶、噻二唑并吡啶、二苯并吖庚因、三苯并吖庚因等)，聚芳撐化合物、芴化合物、環(huán)戊二烯化合物、甲硅烷基化合物和具有含氮雜環(huán)化合物作為配體的金屬絡(luò)合物。受體型有機半導(dǎo)體不限于此?？蓪⑷魏斡袡C化合物用作受體型有機半導(dǎo)體，只要所述有機化合物的電子親合力高于用作給體型有機化合物的有機化合物即可。至于p型有機染料或n型有機染料，可使用任何已知染料。其優(yōu)選實例包括菁染料、苯乙烯基染料、半菁染料、部花青染料(包括零-次甲基部花青(簡單部花青)、三核部花青染料、四核部花青染料、若丹菁(rhodacyanine)、復(fù)合菁染料、復(fù)合部花青染料、alopolar染料、氧雜菁染料、半氧雜菁(hemioxonol)染料、方酸染料、克酮酸+洽(croconium)染料、氮雜次甲基染料、香豆素染料、亞芳基染料、蒽醌染料、三苯基甲燒染料、偶氮染料、偶氮甲堿染料、螺環(huán)化合物、金屬茂染料、荷酮染料、俘精酸酐(flugide)染料、二萘嵌苯染料、吩嗪染料、吩噻嗪染料、醌染料、靛染料、二苯基甲烷染料、多烯染料、吖啶染料、吖啶酮染料、二苯胺染料、喹吖啶酮染料、喹酞酮染料、吩P惡嗪染料、酞茈染料、葉啉染料、葉綠素染料、酞菁染料、金屬絡(luò)合物染料和稠合芳族碳環(huán)染料(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、并四苯衍生物、芘衍生物、二萘嵌苯衍生物、熒蒽衍生物)。可以優(yōu)選使用如下光電轉(zhuǎn)換 膜(感光層)，其在一對電極之間具有P型半導(dǎo)體層和n型半導(dǎo)體層，且p型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體中的至少一種為有機半導(dǎo)體，并且在這些半導(dǎo)體層之間設(shè)置包含P型半導(dǎo)體和n型半導(dǎo)體的本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)層以作為中間層。包含在光電轉(zhuǎn)換膜中的本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)層能夠覆蓋有機層的載流子擴散長度短這一缺陷。由此，能夠提高光電轉(zhuǎn)換效率。在日本特開2005-303266號公報中對本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)進行了詳細說明。從吸收源自熒光體層的光的觀點來看，優(yōu)選的是，光電轉(zhuǎn)換膜更厚?？紤]到不會對電荷分離帶來任何貢獻的比率，所述光電轉(zhuǎn)換膜優(yōu)選為30nm以上且300nm以下，更優(yōu)選50nm以上且250nm以下，特別更優(yōu)選80nm以上且200nm以下。至于關(guān)于上述OPC膜的任何其他構(gòu)造，例如，參考日本特開2009-32854號公報中的說明。[開關(guān)器件]盡管通常將無機半導(dǎo)體材料如無定形硅用于開關(guān)器件28的有源層，但是可以如同日本特開2009-212389號公報中所公開的，使用有機材料。雖然可將任何一種結(jié)構(gòu)用作有機TFT，但場效應(yīng)晶體管(FET)結(jié)構(gòu)是最優(yōu)選的。在FET結(jié)構(gòu)中，在絕緣基底的上表面上部分地設(shè)置柵極，并設(shè)置絕緣體層以覆蓋電極并與電極之外的其他部分中的基底接觸。此夕卜，在絕緣體層的上表面上設(shè)置半導(dǎo)體有源層，在半導(dǎo)體有源層的上表面上以相互隔離的方式部分地布置透明源極和透明漏極。將這種構(gòu)造稱作頂部接觸型器件。也可以優(yōu)選使用其中在半導(dǎo)體有源層下布置源極和漏極的底部接觸型器件。另外，可以使用其中載流子在有機半導(dǎo)體膜的厚度方向上流動的垂直晶體管結(jié)構(gòu)。(有源層)本文中提及的有機半導(dǎo)體材料為顯示作為半導(dǎo)體的性能的有機材料。有機半導(dǎo)體材料的實例包括以與由無機材料制成的半導(dǎo)體相同的方式傳導(dǎo)作為載流子的電子空穴(空穴)的P型有機半導(dǎo)體材料(或簡稱作P型材料或稱作電子空穴輸送材料)以及傳導(dǎo)作為載流子的電子的n型有機半導(dǎo)體材料(或簡稱作n型材料或稱作電子輸送材料)。在有機半導(dǎo)體材料中，許多P型材料通常顯示更好的性能。另外，在大氣下，在作為晶體管的運行穩(wěn)定性方面，P型晶體管通常更優(yōu)異。因此，本文中將對P型有機半導(dǎo)體材料進行說明。有機薄膜晶體管的性能之一是載流子遷移率(也簡稱作遷移率)U，其表示載流子在有機半導(dǎo)體層中的遷移率。遷移率隨應(yīng)用而變化，但通常優(yōu)選更高的遷移率。所述遷移率優(yōu)選為I. OX 10-7cm2/Vs以上，更優(yōu)選I. OX 10-6cm2/Vs以上，進一步優(yōu)選I. OX l(T5cm2/Vs以上。通過在制造場效應(yīng)晶體管(FET)器件時的性能或TOF(飛行時間)的測量，能夠獲得遷移率。p型有機半導(dǎo)體材料可以為低分子量或高分子量材料，但優(yōu)選低分子量材料。許多低分子量材料因能夠應(yīng)用各種提純方法如升華提純、重結(jié)晶、柱層析等而易于獲得高純度、或者因其具有固定的分子結(jié)構(gòu)而易于形成高度有序的晶體結(jié)構(gòu)，顯示了優(yōu)異的性質(zhì)。低分子量材料的分子量優(yōu)選為100以上且5000以下，更優(yōu)選150以上且3000以下，還更優(yōu)選200以上且2000以下。作為p型有機半導(dǎo)體材料，可以例示酞菁化合物或萘菁化合物。下面將顯示其具體實例。M表示金屬原子，Bu表示丁基，Pr表示丙基，Et表示乙基,且Ph表示苯基。[化學(xué)式I]
權(quán)利要求
1.一種放射線圖像檢測裝置，其包含基底，其中形成有凹部，所述凹部具有包含至少整個放射線成像區(qū)域的底部；熒光體，其含有當(dāng)暴露于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料并設(shè)置在所述基底的所述凹部中；光電轉(zhuǎn)換元件群，其設(shè)置在具有所述熒光體的所述凹部的相反側(cè)上并對由所述熒光體發(fā)射的熒光進行光電轉(zhuǎn)換；支持體，其支持所述熒光體；以及固定部，其固定所述支持體和所述基底；其中以距放射線入射側(cè)的距離上升的順序設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述基底、所述熒光體和所述支持體。
2.如權(quán)利要求I所述的放射線圖像檢測裝置，還包含填料，所述填料填充在所述熒光體的側(cè)面與所述基底的所述凹部的側(cè)面之間并具有緩沖性能。
3.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體直接并緊密地與所述基底的所述凹部的底面接觸。
4.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述固定部由拆除性膠粘劑形成。
5.如權(quán)利要求2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述填料為拆除性膠粘劑。
6.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體由沉積在沉積基底上的所述熒光材料的晶體形成；且所述支持體為所述沉積基底。
7.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體由沉積在所述基底上的所述熒光材料的晶體形成；且所述支持體為將所述熒光體保持在其自身與所述基底之間的增強板。
8.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體具有由其中熒光材料的晶體已經(jīng)生長為柱狀的柱狀晶體的群形成的柱狀部。
9.如權(quán)利要求8所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體還包含插入到所述柱狀部與所述支持體之間的第一非柱狀部。
10.如權(quán)利要求8所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體還包含插入到所述柱狀部與所述基底之間的第二非柱狀部。
11.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中通過所述支持體封閉所述基底的所述凹部的開口。
12.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述熒光體由熒光材料CsI = Tl形成。
13.如權(quán)利要求I或2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述基底基本上完全包封所述熒光體。
14.如權(quán)利要求9所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述第一非柱狀部為5 μ m以上且125 μ m以下。
15.如權(quán)利要求2所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述填料被設(shè)置成僅包圍所述熒光體的側(cè)面。
16.如權(quán)利要求8所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述柱狀部的端部與所述基底的薄板部相向。
17.如權(quán)利要求16所述的放射線圖像檢 測裝置，還包含設(shè)置在所述柱狀部和所述基底的所述薄板部之間的光學(xué)透明緩沖層。
18.如權(quán)利要求17所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述緩沖層由透明有機硅橡膠形成。
19.如權(quán)利要求10所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述第二非柱狀部的空隙比基本為零。
20.如權(quán)利要求7所述的放射線圖像檢測裝置，其中所述增強板被設(shè)置成十字形。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種放射線圖像檢測裝置，其包含基底，其中形成凹部，所述凹部具有包括至少整個放射線成像區(qū)域的底部；熒光體，其含有當(dāng)暴露于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料并設(shè)置在所述基底的所述凹部中；光電轉(zhuǎn)換元件群，其設(shè)置在具有所述熒光體的所述凹部的相反側(cè)上并對由所述熒光體發(fā)射的熒光進行光電轉(zhuǎn)換；支持體，其支持所述熒光體；以及固定部，其固定所述支持體和所述基底。以距放射線入射側(cè)的距離上升的順序設(shè)置所述光電轉(zhuǎn)換元件、所述基底、所述熒光體和所述支持體。
文檔編號H01L27/30GK102621573SQ20111045665
公開日2012年8月1日 申請日期2011年12月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年1月31日
發(fā)明者中津川晴康, 金子泰久 申請人:富士膠片株式會社