專利名稱：放射圖像檢測設備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及放射圖像檢測設備。
背景技術(shù)：
近些年來，用于檢測放射圖像并且產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)的、使用FPD(平板檢測器)的放射圖像檢測設備已經(jīng)投入實際使用。因為與現(xiàn)有技術(shù)成像板作比較可以實時地確認圖像的原因，已經(jīng)迅速地廣泛使用放射圖像檢測設備。存在用于這樣的放射圖像檢測設備的各種系統(tǒng)。間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)已經(jīng)被已知為該系統(tǒng)之一。使用間接轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的放射圖像檢測設備具有閃爍器和傳感器板。閃爍器由諸如CsI (碘化鈉)的熒光材料形成，該熒光材料當被暴光于放射時產(chǎn)生熒光。傳感器板具有在玻璃等的絕緣基板上形成的一組光電轉(zhuǎn)換元件。透過被攝體的放射被閃爍器一旦轉(zhuǎn)換為光。閃爍器的熒光被傳感器板的光電轉(zhuǎn)換元件組光電轉(zhuǎn)換，并且從如此產(chǎn)生的電氣信號產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。也已知一種從一組柱狀晶體形成閃爍器的技術(shù)，其中，諸如CsI的熒光材料的晶體已經(jīng)通過氣相沉積方法在支持體上生長為柱狀(例如，參見專利文件I (JP-A-2011-017683))。通過氣相沉積方法形成的柱狀晶體不包含諸如粘合劑的雜質(zhì)，但是具有光導效應，通過該光導效應，可以在晶體的生長方向上引導在柱狀晶體中產(chǎn)生的熒光，以便抑制熒光的擴散。因此，可以改善放射圖像檢測設備的靈敏度和圖像的銳度。通常通過下述方式來形成由熒光材料的一組柱狀晶體形成的閃爍器使用鋁沉積基板作為支持體，并且在該支持體上生長該組柱狀晶體。通過使用粘結(jié)劑，將閃爍器粘貼到傳感器板的其中已經(jīng)形成一組光電轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)。替代地，可以以下述方式形成閃爍器通過使用傳感器板作為支持體形成所述一組柱狀晶體，并且直接地在傳感器板的其中已經(jīng)形成所述一組光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)上生長所述一組柱狀晶體。另一方面，為了改善生產(chǎn)率，也已知放射圖像檢測設備，其中，在傳感器板的基板側(cè)上設置閃爍器(參見專利文件2(JP-A-2005-114456))。而且，為了改善靈敏度，也已知一種放射圖像檢測設備，其中，在傳感器板的相對側(cè)上，即，在傳感器板的其中已經(jīng)形成一組光電轉(zhuǎn)換元件的一側(cè)上和傳感器板的基板側(cè)上，設置了閃爍器(參見專利文件3(JP-A-2007-163467))
發(fā)明內(nèi)容
在其中在傳感器板的基板側(cè)上設置了閃爍器的放射圖像檢測設備中，存在閃爍器可能與傳感器板分離的擔心。例如，當將閃爍器通過使用粘結(jié)劑粘貼到傳感器板的基板側(cè)時，在被用作傳感器板的絕緣基板的玻璃和被用作閃爍器的支持體的鋁之間在線膨脹系數(shù)上存在顯著的差別。結(jié)果，由溫度改變引起的翹曲在閃爍器和傳感器板之間的結(jié)合界面中產(chǎn)生應力。當粘結(jié)層變厚時，可以實際上緩和該應力。然而，鑒于在閃爍器和傳感器板的光電轉(zhuǎn)換元件組之間插入傳感器板的基板，粘結(jié)層變厚使得在閃爍器和光電轉(zhuǎn)換元件組之間的距離進一步增大。因此，存在在閃爍器中產(chǎn)生的熒光可能擴散以降低圖像的銳度的擔心。相反，當粘結(jié)層變薄時，在閃爍器與傳感器板之間的結(jié)合界面中產(chǎn)生的應力不能被充分地緩和。因此，存在閃爍器和傳感器板可能與彼此分離的擔心。另外，當柱狀晶體直接地在傳感器板的絕緣基板上生長以形成閃爍器時，上述的翹曲問題不出現(xiàn)。然而，形成閃爍器的CsI對于諸如被用作傳感器板的絕緣基板的玻璃的低導熱率材料具有不良的粘結(jié)力。在該情況下，也存在閃爍器可能與傳感器板分離的擔心。已經(jīng)考慮到上述情況實現(xiàn)本發(fā)明。本發(fā)明的目的是改善在放射圖像檢測設備中的傳感器板和熒光體之間的粘結(jié)力，其中，熒光體位于傳感器板的基板側(cè)上。
根據(jù)本發(fā)明的一個方面，一種放射圖像檢測設備包括熒光體，其包含當被曝光于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料；以及，傳感器板，其檢測所述熒光；其中，所述傳感器板具有基板和在所述基板的一側(cè)上設置的一組光電轉(zhuǎn)換元件；所述熒光體緊密地粘結(jié)到所述基板的與其中設置了所述一組光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)相對的表面；以及，在所述熒光體緊密地粘結(jié)到的所述基板的所述表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。利用該放射圖像檢測設備的構(gòu)成，有可能增強在放射圖像檢測設備中的傳感器板與熒光體之間的粘結(jié)性，其中，熒光體位于傳感器板的基板側(cè)上。


圖I是示意性地示出用于說明本發(fā)明實施方式的放射圖像檢測設備的示例的構(gòu)成的視圖。圖2是示意性地示出在圖I中的放射圖像檢測設備的傳感器板的構(gòu)成的視圖。圖3是示意性地示出在圖I中的放射圖像檢測設備的熒光體的構(gòu)成的視圖。圖4是在圖3中的線IV-IV上取得的熒光體的截面圖。圖5是在圖3中的線V-V上取得的熒光體的截面圖。圖6是示意性地示出在圖I中的放射圖像檢測設備中的熒光體與傳感器板之間的結(jié)合界面的視圖。圖7是示意性地示出用于說明本發(fā)明實施方式的放射圖像檢測設備的另一個示例的構(gòu)成的視圖。圖8是示意性地示出在圖7中的放射圖像檢測設備中的熒光體與傳感器板之間的結(jié)合界面的視圖。
具體實施例方式圖I示出用于說明本發(fā)明實施方式的放射圖像檢測設備的示例的構(gòu)成。圖2示出在圖I中的放射圖像檢測設備的傳感器板的構(gòu)成。放射圖像檢測設備I具有閃爍器(熒光體)18，其當被曝光于放射線時發(fā)射熒光；以及，傳感器板3，其檢測閃爍器18的熒光。傳感器板3具有絕緣基板16，絕緣基板16可以透過閃爍器18的熒光。在絕緣基板16上設置了多個光電轉(zhuǎn)換元件26和開關(guān)裝置28。使得二維地排列，該多個光電轉(zhuǎn)換元件26光電轉(zhuǎn)換閃爍器18的熒光，該開關(guān)裝置28由TFT(薄膜晶體管)構(gòu)成。
每一個光電轉(zhuǎn)換元件26由下述部分構(gòu)成光電導層20，其當光入射在其上時產(chǎn)生電荷；以及，一對電極，其被設置在光電導層20的前和后表面上。其中，一個電極22是用于向光電導層20施加偏置電壓的偏置電極，而另一個電極24是用于收集由光電導層20產(chǎn)生的電荷的電荷收集電極。與光電轉(zhuǎn)換元件26的二維陣列對應地二維排列開關(guān)裝置28。每個光電轉(zhuǎn)換元件26的電荷收集電極24連接到開關(guān)裝置28的對應的一個。由每一個電荷收集電極24收集的電荷通過對應的開關(guān)裝置28來讀出。在絕緣基板16中設置了多條柵極線30和多條信號線(數(shù)據(jù)線)32。柵極線30被提供為在一個方向(行方向)上延伸，以便分別導通/關(guān)斷開關(guān)裝置28。信號線32被提供為在與柵極線30垂直的方向(列方向)上延伸，以便通過已經(jīng)導通的開關(guān)裝置28來讀出電荷。另外，柵極線30和信號線32各條連接到的連接端子38被布置在絕緣基板16的周緣部中。連接端子38通過如圖2中所示的連接電路39連接到電路板(未示出)。電路板包括柵極線驅(qū)動器、外部電路和信號處理部。開關(guān)裝置28根據(jù)分別從柵極線驅(qū)動器通過柵極線30提供的信號逐行地依序?qū)?。由已?jīng)導通的開關(guān)裝置28讀出的電荷作為電荷信號通過信號線32被發(fā)送，并且被提供到信號處理部。因此，電荷被逐行地依序讀出，并且在信號處理部中被轉(zhuǎn)換為電信號，以便產(chǎn)生數(shù)字圖像數(shù)據(jù)。閃爍器18形成在支持體11上。閃爍器18的與支持體11的相對表面通過位于閃爍器18和絕緣基板16之間的粘結(jié)層25被粘貼到傳感器板3的絕緣基板16。在該示例中的放射圖像檢測設備I是所謂的ISS(放射側(cè)采樣)放射圖像檢測設備，其中，從傳感器板3側(cè)福射并且傳輸透過傳感器板3的放射入射在閃爍器18上。在其上入射了放射的閃爍器18中產(chǎn)生熒光。在閃爍器18中如此產(chǎn)生的熒光被傳感器板3的光電轉(zhuǎn)換元件26進行光電轉(zhuǎn)換。在如此構(gòu)成的放射圖像檢測設備I中，其中產(chǎn)生多個熒光的閃爍器18的放射進入側(cè)被布置得鄰近傳感器板3，使得改善靈敏度。而且，在說明的示例中，一組光電轉(zhuǎn)換元件26和一組開關(guān)裝置28在不同層中形成，并且，以相對于絕緣基板16的距離的升序形成光電轉(zhuǎn)換元件層和開關(guān)裝置層。順便提及，該組光電轉(zhuǎn)換元件26和該組開關(guān)裝置28可以在同一層中形成，或者，可以以相對于絕緣基板16的距離的升序形成開關(guān)裝置層和光電轉(zhuǎn)換元件層。然而，當如在說明性示例中那樣在不同層中形成該組光電轉(zhuǎn)換元件26和該組開關(guān)裝置28時，可以增大每一個光電轉(zhuǎn)換元件26的尺寸。另外，當以相對于絕緣基板16的距離的升序形成光電轉(zhuǎn)換元件層和開關(guān)裝置層時，可以與閃爍器18更接近地布置光電轉(zhuǎn)換元件層。以這種方式，可以改善靈敏度。下面將詳細描述閃爍器18。圖3示意性地示出了閃爍器18的構(gòu)成。鋁板通常被用作支持體11，在支持體11上形成閃爍器18。支持體11不限于上述板，只要可以在其上形成閃爍器18即可。除了鋁板之外，例如，可以將碳板、CFRP(碳纖維增強塑料)板、玻璃板、石英基板、藍寶石基板、鐵、錫、鉻等的金屬板等可以用作支持體11。
例如，CsIiTl (摻雜了鉈的碘化銫)、NaI :T1 (摻雜了鉈的碘化鈉)、CsI :Na(摻雜了鈉的碘化銫)等可以被用作用于形成閃爍器18的熒光材料。其中，優(yōu)選的是CsI:Tl，因為其發(fā)射頻譜符合a-Si光電二極管的光譜靈敏度的最大值(在550nm周圍)。
通過在與支持體11相對的側(cè)上設置的柱狀部34和在支持體11側(cè)上設置的非柱狀部36來構(gòu)成閃爍器18。通過氣相沉積方法來將稍后會詳細描述的柱狀部34和非柱狀部36在支持體11上彼此重疊地、層狀連續(xù)地形成。柱狀部34和非柱狀部36由同一熒光材料形成，但是諸如Tl的活化劑的摻雜量可以在柱狀部34和非柱狀部36之間不同。柱狀部34由一組柱狀晶體35形成，其通過將上述熒光材料的晶體生長為柱狀來獲得?？赡艽嬖谙率銮闆r其中，多個相鄰的柱狀晶體耦合以形成一個柱狀晶體。在相鄰的柱狀晶體35之間設置氣隙，使得柱狀晶體35彼此獨立地存在。非柱狀部36由一組熒光材料的較小晶體形成?？赡艽嬖谙率銮闆r非柱狀部36包括上述熒光材料的非晶材料。在非柱狀部36中，晶體不規(guī)則地彼此耦合或重疊，使得不能在晶體之間產(chǎn)生明確的氣隙。在閃爍器18中，與支持體11相對的表面，即，在柱狀部34的每一個柱狀晶體的前 端側(cè)上的表面粘貼到傳感器板3。因此，由所述一組柱狀晶體35構(gòu)成的柱狀部34被布置在閃爍器18的放射進入側(cè)上。在柱狀部34的每一個柱狀晶體35中產(chǎn)生的熒光因為在柱狀晶體35和在柱狀晶體35周圍的間隙(空氣)之間的折射率上的差別而重復地在柱狀晶體35中被全反射，以便抑制擴散。因此，熒光被引導到與柱狀晶體35相對的光電轉(zhuǎn)換元件26。因此，改善圖像的銳度。在柱狀部34的每個柱狀晶體35中產(chǎn)生的熒光中，向與傳感器板3相對的側(cè)，即，向支持體11傳輸?shù)耐还獗环侵鶢畈?6向傳感器板3反射。因此,增強了突光的利用效率，使得改善了靈敏度。另外，柱狀部34的每一個柱狀晶體35在其生長早期較薄，并且隨著晶體的生長的進展而變厚。在柱狀部34與非柱狀部36的接合部分中，小直徑柱狀晶體35因為在晶體的生長方向上延伸的大量較大氣隙導致以大的空隙率林立。另一方面，非柱狀部36由較小的晶體或其聚集體形成。非柱狀部36比柱狀部34更密，并且因為較小的獨立氣隙導致具有較小的空隙率。因為在支持體11和柱狀部34之間插入的非柱狀部36，在支持體11和閃爍器18之間的粘結(jié)性被改善以防止閃爍器18與支持體11分離。圖4示出電子顯微鏡照片，該電子顯微鏡照片示出了在圖3中的線IV-IV上取得的閃爍器18的截面。從圖4顯然，可以明白，在柱狀部34中，每一個柱狀晶體35示出了相對于晶體的生長方向的基本上均勻的截面直徑，并且因為在每一個柱狀晶體35周圍的氣隙，柱狀晶體35彼此獨立地存在。從光導效應、機械強度和像素缺陷防止的觀點看，優(yōu)選的是，每一個柱狀晶體35的晶體直徑(柱直徑)不小于2微米并且不大于8微米。當柱直徑太小時，每一個柱狀晶體35缺少機械強度，使得擔心柱狀晶體35可能被沖擊等損壞。當晶體直徑太大時，每一個光電轉(zhuǎn)換元件26的柱狀晶體35的數(shù)量減少，使得擔心很可能當與元件對應的晶體之一破裂時該兀件可能故障。每一個光電轉(zhuǎn)換兀件26的柱狀晶體的數(shù)量取決于光電轉(zhuǎn)換元件26的大小，但是通常在從幾十至幾百的范圍中。在此，晶體直徑指定在晶體的生長方向上從上觀察的柱狀晶體35的最大直徑。關(guān)于具體的測量方法，通過從柱狀晶體35的生長方向頂部利用SEM(掃描電子顯微鏡)的觀察，測量每一個柱狀晶體35的柱直徑。以利用其可以在每次攝影中觀察到100至200個柱狀晶體35的放大率(大約2，OOO倍)執(zhí)行該觀察。在該次拍攝中獲取的所有晶體的柱直徑的最大值被測量和平均。使用如此獲得的平均值。柱直徑(微米)被測量到小數(shù)點后兩位，并且，根據(jù)JIS Z 8401在該小數(shù)點后兩位對平均值進行四舍五入。圖5示出電子顯微鏡照片，該電子顯微鏡照片示出了在圖3中的線V-V上取的閃爍器18的截面。從圖5顯然，在非柱狀部36中，晶體不規(guī)則地彼此耦合或重疊，使得與柱狀部34相比不能識別在晶體之間的明確的氣隙。從粘結(jié)和光學反射的觀點，優(yōu)選的是，形成非柱狀部36的每一個晶體的直徑不小于O. 5微米并且不大于7. O微米。當晶體直徑太小時，空隙率接近零，使得擔心光學反射的功能可能變差。當晶體直徑太大時，平坦度變差，使得擔心與支持體11的粘結(jié)可能變差。另外，從光學反射的觀點，優(yōu)選的是，形成非柱狀部36的每一個晶體的形狀基本上是球狀的。當晶體在非柱狀部36中彼此耦合時，每一個晶體的晶體直徑如下進行測量。即，通過連接在相鄰的晶體之間產(chǎn)生的凹陷(凹處)而獲得的線被看作在晶體之間的邊界。彼此耦合的晶體被分離以具有最小多邊形。由此測量柱直徑和與柱直徑對應的晶體直徑。以與在柱狀部34中的晶體直徑相同的方式來獲得晶體直徑的平均值。如此獲得的平均值被用作在非柱狀部36中的晶體直徑。另外，柱狀部34的厚度依賴于放射能量，但是優(yōu)選地不小于200微米并且不大于700微米，以便確保在柱狀部34中的足夠的放射吸收和足夠的圖像銳度。當柱狀部34的厚度太小時，不能充分地吸收放射，使得擔心靈敏度可能變差。當柱狀部34的厚度太大時，出現(xiàn)光學擴散，使得擔心雖然有柱狀晶體的光導效應但是圖像銳度還是可能變差。優(yōu)選的是，從對于支持體11的粘結(jié)性和光學反射的觀點，非柱狀部36的厚度不小于5微米并且不大于125微米。當非柱狀部36的厚度太小時，擔心不能獲得對于支持體11的足夠的粘結(jié)性。當非柱狀部36的厚度太大時，在非柱狀部36中的熒光和由在非柱狀部36中的光學反射引起的擴散的貢獻增大，使得擔心圖像銳度可能變差。例如，通過氣相沉積方法以下述順序一體地和連續(xù)地，在支持體11上形成閃爍器18的非柱狀部36和柱狀部34。具體地說，在具有O. 01至IOPa的真空度的環(huán)境下，通過被施加電力的電阻加熱坩堝來加熱和蒸發(fā)CsI: Tl。因此，在支持體11上沉積CsI: Tl，支持體11的溫度被設置在室溫(20°C )至300°C。在支持體11上的CsI = Tl的晶相的形成的開始時，較小直徑晶體被沉積以形成非柱狀部36。然后改變條件的至少一個，即，真空度或支持體11的溫度。因此，在形成非柱狀部36后連續(xù)地形成柱狀部34。具體地說，提高真空度和/或支持體11的溫度，使得生長一組柱狀晶體35。以上述方式，可以有效和容易地制造閃爍器18。另外，根據(jù)制造方法，存在另一個優(yōu)點當在閃爍器18的形成中控制真空度或支持體的溫度時，可以根據(jù)各種規(guī)格的閃爍器的設計來容易地制造它們。圖6示出在閃爍器18和傳感器板3之間的放大的結(jié)合界面。遍及在傳感器板3的絕緣基板16的、閃爍器18通過粘結(jié)層25被粘結(jié)到的表面上提供了精細的凹凸結(jié)構(gòu)40。 優(yōu)選的是，在凹凸結(jié)構(gòu)40中的凹部40b或凸部40a的陣列間距比每個光電轉(zhuǎn)換元件26的大小小得足夠多。以這種方式，每一個光電轉(zhuǎn)換元件26的凹部40b或凸部40a的數(shù)量可以大致相等，以防止圖像不均勻。通過提供凹凸結(jié)構(gòu)40，形成粘結(jié)層25的粘結(jié)劑、壓敏粘結(jié)劑等進入凹凸結(jié)構(gòu)40的凹部，以擴展在絕緣基板16和粘結(jié)層25之間的接觸面積。因此，閃爍器18通過粘結(jié)層25向絕緣基板16的粘結(jié)可以被增強以防止閃爍器18與絕緣基板16分離，即使粘結(jié)層25變薄。而且，在凹凸結(jié)構(gòu)40中，每一個凸部40a大體形成為錐狀，以便形成基本上無反射的表面結(jié)構(gòu)。光的反射是通過折射率的突變來引起的。然而，精細的凹凸結(jié)構(gòu)40具有折射率分布，其中，在垂直于在絕緣基板16上的閃爍器18的疊置方向的平面中的平均折射率在疊置方向上平滑地改變。因此，從閃爍器18發(fā)射的熒光，被抑制被絕緣基板16的表面的反射，使得可以改善靈敏度。而且，使用精細凹凸結(jié)構(gòu)40的無反射結(jié)構(gòu)與現(xiàn)有技術(shù)的防反射涂層不同，并且對于具有寬波長帶和寬入射角范圍的光也有效。 優(yōu)選的是，形成用于填充凹凸結(jié)構(gòu)40的凹部40b的粘結(jié)層25的材料具有與形成閃爍器18的材料基本上相等的折射率。以這種方式，可以防止折射率在閃爍器18和絕緣基板16之間不連續(xù)，使得可以更大地抑制在閃爍器18和傳感器板3之間的結(jié)合界面中的反射。因此，可以改善靈敏度。在凹凸結(jié)構(gòu)40中的凹部40b或凸部40a的陣列間距優(yōu)選地不大于要被抑制反射的光的波長(當閃爍器18由CsI形成時大約550nm)。在凹凸結(jié)構(gòu)40中的每一個凹部40b的形狀不具體被限制，但是優(yōu)選地是大體透鏡表面的形狀。以這種方式，可以找到在凹部40b中的光會聚效應，以便抑制從閃爍器18的每一個柱狀晶體35發(fā)射的熒光的圓周擴散。因此，可以改善圖像銳度?？梢岳缤ㄟ^在絕緣基板16上的光刻構(gòu)圖或使用模具向絕緣基板16的形狀轉(zhuǎn)印來形成上述的凹凸結(jié)構(gòu)40?？梢栽谝呀?jīng)將絕緣基板16拋光和變薄后形成上述的凹凸結(jié)構(gòu)40。以這種方式，可以縮短在閃爍器18和一組光電轉(zhuǎn)換元件26之間的距離以抑制從閃爍器18的每一個柱狀晶體35發(fā)射的熒光的擴散。因此，可以改善圖像銳度。雖然已經(jīng)在放射從傳感器板3側(cè)入射在其上的假設下描述了上述的放射圖像檢測設備1，但是放射圖像檢測設備I可以使用其中放射從閃爍器18側(cè)入射在其上的構(gòu)成。圖7是示意性地示出用于說明本發(fā)明具體實施方式
的放射圖像檢測設備的另一個示例的構(gòu)成的視圖。在圖7中所示的放射圖像檢測設備101具有閃爍器(熒光體)118，其當被曝光于放射線時發(fā)射熒光；以及，傳感器板3，其檢測閃爍器118的熒光。閃爍器118由一組柱狀晶體35形成，通過將熒光材料的晶體生長為柱狀來獲得該一組柱狀晶體35。閃爍器18形成在支持體11上，并且在上述的放射圖像檢測設備I中通過粘結(jié)層25粘貼到傳感器板3。另一方面，在這個示例中的閃爍器118使用傳感器板3的絕緣基板16作為支持體。即，通過氣相沉積方法，在絕緣基板16的、與其中形成一組光電轉(zhuǎn)換元件26的表面相對的表面上直接地生長和形成在這個示例中的閃爍器118中的一組柱狀晶體35。鑒于突光材料的晶體沉積在絕緣基板16的、與其中形成一組光電轉(zhuǎn)換兀件26的側(cè)相對的側(cè)上，可以抑制光電轉(zhuǎn)換元件26或開關(guān)裝置28的熱劣化。替代地，一組光電轉(zhuǎn)換元件26和一組開關(guān)裝置28形成為在不同于絕緣基板16的另一個暫時基板上的層。在確認在絕緣基板16上形成的閃爍器18是良好還是不良后，在暫時基板上形成的光電轉(zhuǎn)換元件26和開關(guān)裝置28的層被粘貼到絕緣基板16的、與其中組成閃爍器的側(cè)相對的表面上。然后，分離暫時基板。以這種方式，在可以改善生產(chǎn)率的同時，可以進一步抑制光電轉(zhuǎn)換元件26和開關(guān)裝置28的熱劣化。圖8示出在閃爍器118和傳感器板3之間的放大的結(jié)合界面。遍及其中形成閃爍器118的、傳感器板3的絕緣基板16的表面上設置了形成無反射表面結(jié)構(gòu)的上述精細凹凸結(jié)構(gòu)40。形成閃爍器118的每一個柱狀晶體35在作為起點的凹凸結(jié)構(gòu)40的每一個凹部40b上生長，以便擴展在柱狀晶體35的基端部與絕緣基板16之間的接觸面積。因此，在閃爍器118和絕緣基板16之間的粘結(jié)性被增強，使得可以防止閃爍器118與絕緣基板16分離。另外，增強了柱狀晶體35的分布的均勻性。在閃爍器118中，在上述閃爍器18中的非柱狀部36可以被設置在一組柱狀晶體35的前端側(cè)上。通過提供非柱狀部36，在每一個柱狀晶體35中產(chǎn)生但是向與傳感器板3相對的側(cè)傳播的突光的一部分可以被非柱狀部36向傳感器板3反射。因此,可以增強突光的利用效率以改善靈敏度。因為上述的放射圖像檢測設備可以以高靈敏度和高清晰度檢測放射圖像，所以可以在使用低劑量放射檢測明銳圖像所需的、諸如乳房X線照相設備的用于醫(yī)療診斷目的的X射線成像設備和其他各種設備中安裝和使用它。例如，放射圖像檢測設備適用于用于非破壞性的檢查的工業(yè)X射線成像設備或用于檢測電磁波之外的粒子射線(α射線、β射線和Y射線)的設備。放射圖像檢測設備具有廣泛的應用范圍。下面將進行關(guān)于可以用于傳感器板3的構(gòu)成構(gòu)件的材料的描述。[光電轉(zhuǎn)換元件]諸如非晶硅的無機半導體材料經(jīng)常用于上述的光電轉(zhuǎn)換元件26的光電導層20(參見圖I)。例如，可以使用在JP-A-2009-32854中公開的任何OPC(有機光電轉(zhuǎn)換)材料?？梢詫⒂蒓PC材料形成的膜(以下稱為OPC膜)用作光電導層20。OPC膜包含有機光電轉(zhuǎn)換材料，用于吸收從熒光體層發(fā)射的光，以及根據(jù)吸收的光來產(chǎn)生電荷。包含有機光電轉(zhuǎn)換材料的這樣的OPC膜在可見光范圍中具有尖銳的吸收譜。因此，通過OPC膜難以吸收從熒光體層發(fā)射的光之外的電磁波，但是可以有效地抑制諸如由OPC膜吸收的X射線的放射產(chǎn)生的噪聲。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，以便更有效地吸收由熒光體層發(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，如果在有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長和由熒光體層發(fā)射的光的峰值波長之間的差較小，則可以滿意地吸收由熒光體層發(fā)射的光。具體地說，在有機光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長和由突光體層響應于放射線發(fā)射的光的峰值波長之間的差優(yōu)選地不大于10nm，更優(yōu)選地不大于5nm。
可以滿足這樣的條件的有機光電轉(zhuǎn)換材料的示例包括基于亞芳基的有機化合物、基于喹吖啶酮的有機化合物和基于酞菁的有機化合物。例如，在可見光范圍中的喹吖啶酮的吸收峰值波長是560nm。因此，當喹吖啶酮被用作有機光電轉(zhuǎn)換材料并且CsI (Tl)被用作熒光體層材料時，上述的峰值波長的差可以被設置在5nm內(nèi)，使得在OPC膜中產(chǎn)生的電荷的量可以被實質(zhì)上增加到最大。在偏置電極22和電荷收集電極24之間設置的有機層的至少一部分可以由OPC膜形成。更具體地，有機層可以由下述各部分的堆疊或混合形成用于吸收電磁波的部分、光電轉(zhuǎn)換部分、電子傳送部分、電子空穴傳送部分、電子阻擋部分、電子空穴阻擋部分、結(jié)晶防止部分、電極、夾層接觸改善部分等。優(yōu)選的是，有機層包含有機P型化合物或有機η型化合物。有機P型半導體(化合物)是主要由電子空穴傳送有機化合物表示的施主型有機半導體(化合物)，其表示具有容易供予電子的特性的有機化合物。更詳細而言，在彼此接觸地使用的兩種有機材料中，具有較低電離勢的一個被稱為施主型有機化合物。因此，任何有機化合物可以被用作施主型有機化合物，只要該有機化合物具有供予電子的特性。可以使用的施主型有機化合物的示例包括三芳胺化合物、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、花菁化合物、部花菁化合物、 氧雜菁(oxonoI)化合物、聚胺化合物、吲哚化合物、吡咯化合物、吡唑化合物、聚芳撐化合物、稠合芳香族碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、丁省衍生物、芘衍生物、茈衍生物、熒蒽衍生物)、具有含氮雜環(huán)化合物作為配體的金屬絡合物等。施主型有機半導體不限于此，但是具有比用作η型(受主型)化合物的有機化合物低的電離勢的任何有機化合物可以被用作施主型有機半導體。η型有機半導體(化合物)是主要由電子傳送有機化合物表示的受主型有機半導體(化合物)，用于表示具有容易接受電子的特性的有機化合物。更具體地，當彼此接觸地使用兩個有機化合物時，具有較高電子親和力的該兩個有機化合物之一是受主型有機化合物，因此，任何有機化合物可以被用作受主型有機化合物，只要該有機化合物具有接受電子的特性。其示例包括稠合芳香碳環(huán)化合物(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、丁省衍生物、芘衍生物、茈衍生物、熒蒽衍生物)、包含氮原子、氧原子或硫原子的5元至7元雜環(huán)化合物(例如，吡啶、吡嗪、嘧啶、噠嗪、三嗪、喹啉、喹喔啉、喹唑啉、酞嗪、噌啉、異喹啉、蝶啶、吖啶、吩嗪、鄰二氮雜菲、四唑、吡唑、咪唑、噻唑、嘿唑、吲唑、苯并咪唑、苯并三唑、苯并P惡唑、苯并噻唑、咔唑、嘌呤、三唑并噠嗪、三唑并嘧啶、四氮雜茚J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合物。受主型有機半導體不限于此。任何有機化合物可以被用作受主型有機半導體，只要該有機化合物具有比被用作施主型有機化合物的有機化合物高的電子親和力。關(guān)于P型有機染料或η型有機染料，可以使用任何已知的染料。其優(yōu)選的示例包括花菁染料、苯乙烯基染料、半花菁染料、部花菁染料(包括O-次甲基部花菁(簡單的部花菁))、三核部花菁染料、四核部花菁染料、羅丹花菁(rhodacyanine)染料、復合花菁染料、復合部花菁染料、alopolar染料、氧雜菁染料、半氧雜菁(hemioxonol)染料、方酸染料、克酮酸鍵染料、吖次甲基染料、香豆素染料、亞芳基染料、蒽醌染料、三苯甲烷染料、偶氮染料、偶氮甲堿染料、螺環(huán)化合物、金屬茂絡合物染料、芴酮染料、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、靛青染料、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Pf嗪染料、酞茈(phthaloperylene)染料、卩卜啉染料、葉綠素染料、酞菁染料、金屬絡合物染料和稠合芳香碳環(huán)染料(萘衍生物、蒽衍生物、菲衍生物、丁省衍生物、芘衍生物、茈衍生物、熒蒽衍生物)?？梢詢?yōu)選地使用在一對電極之間具有P型半導體層和η型半導體層的光電轉(zhuǎn)換膜(光敏層)，該P型半導體和η型半導體的至少一個是有機半導體，并且其中，將包括該P型半導體和η型半導體的本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)層設置為在那些半導體層之間的中間層。在該光電轉(zhuǎn)換膜中包括的本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)層可以彌補有機層的載流子擴散長度較短的缺陷。因此，可以提高光電轉(zhuǎn)換效率。在JP-A-2005-303266中詳細描述了該本體異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)。優(yōu)選的是，考慮到來自熒光體層的光的吸收，光電轉(zhuǎn)換膜較厚?？紤]到對于電荷的分離作出任何貢獻的比率，光電轉(zhuǎn)換膜優(yōu)選地不薄于30nm并且不厚于300nm，更優(yōu)選地不薄于50nm并且不厚于250nm,特別優(yōu)選地不薄于80nm并且不厚于200nm。對于關(guān)于上述OPC膜的任何其他構(gòu)成，例如，參考在JP-A-2009-32854中的說明。[開關(guān)裝置]諸如非晶硅的無機半導體材料經(jīng)常用于每一個開關(guān)裝置28的有源層。然而，可以使用例如在JP-A-2009-212389中公開的任何有機材料。雖然有機TFT可以具有任何類型的結(jié)構(gòu)，但是場效應晶體管(FET)結(jié)構(gòu)是最優(yōu)選的。在FET結(jié)構(gòu)中，在絕緣基板的上表面的一部分上設置了柵極電極，并且，設置了絕緣層以覆蓋電極并且在電極以外的部分中接觸基板。而且，在絕緣層的上表面上設置半導體有源層，并且，在半導體有源層的上表面的一部分上并且彼此相距一定距離地布置透明源極電極和透明漏極電極。這種構(gòu)成被稱為頂部接觸類型裝置。然而，也可以優(yōu)選地使用底部接觸類型裝置，其中，在半導體有源層下布置了源極電極和漏極電極。另外，可以使用垂直晶體管結(jié)構(gòu)，其中，載流子在有機半導體膜的厚度方向上流動。(有源層)在此所提及的有機半導體材料是示出作為半導體的屬性的有機材料。有機半導體材料的示例包括Φ型有機半導體材料(或被簡稱為P型材料或電子空穴傳送材料)，其傳導作為載流子的電子空穴(空穴)；以及，η型有機半導體材料(或被簡稱為η型材料或電子傳送材料)，其與由無機材料形成的半導體類似地傳導作為載流子的電子。在有機半導體材料中，許多P型材料一般示出良好的屬性。另外，P型晶體管通常作為在大氣下的晶體管在操作穩(wěn)定性上良好。在此，將進行關(guān)于P型有機半導體材料的說明。有機薄膜晶體管的屬性之一是載流子遷移率(也簡稱為遷移率)μ，μ指示在有機半導體層中的載流子的遷移率。雖然優(yōu)選的遷移率根據(jù)應用改變，但是一般優(yōu)選較高的遷移率。遷移率優(yōu)選地不小于I. 0*10_7cm2/vs，更優(yōu)選地不小于I. 0*10_6cm2/Vs，進一步優(yōu)選地不小于I. 0*10_5cm2/Vs。當制造場效應晶體管(FET)裝置時通過屬性或TOF(飛行時間)測量來獲得遷移率。P型有機半導體材料可以是低分子量材料或高分子量材料，但是優(yōu)選地是低分子量材料。因為下述原因，許多低分子量材料通常示出良好的屬性因為在高度純化上的容易性，這是因為可以向其應用各種精制處理，諸如升華精制、重結(jié)晶、柱色譜法等；或者，因為 在高度有序的晶體結(jié)構(gòu)的形成上的容易性，這是因為低分子量材料具有固定的分子結(jié)構(gòu)。低分子量材料的分子量優(yōu)選地不低于100且不高于5，000,更優(yōu)選地不低于150且不高于3，000，進一步更優(yōu)選地不低于200且不高于2，000?？梢詫⑻既玖匣衔锘蜉撂蓟衔锢咀鳛檫@樣的P型有機半導體材料。其具體示例被示出如下。M表示金屬原子,Bu表示丁基,Pr表示丙基,Et表示乙基,并且Ph表
示苯基。[化學品I]
權(quán)利要求
1.一種放射圖像檢測設備，包括 熒光體，其包含當被曝光于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料；以及， 傳感器板，其檢測所述熒光；其中， 所述傳感器板具有基板和在所述基板的一側(cè)上設置的一組光電轉(zhuǎn)換元件； 所述熒光體緊密地粘結(jié)到所述基板的與其中設置了所述一組光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)相對的表面；以及， 在所述基板的所述熒光體緊密地粘結(jié)到的所述表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射圖像檢測設備，其中 所述凹凸結(jié)構(gòu)形成折射率分布，其中，在與在所述基板上的所述熒光體的重疊方向垂直的平面中的平均折射率在所述重疊方向上平滑地改變。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的凹部和凸部的陣列間距小于由所述熒光體發(fā)射的所述熒光的中心波長。
4.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的每一個凹部的底表面形成為透鏡表面形狀。
5.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的凹部和凸部的陣列間距小于所述光電轉(zhuǎn)換元件的每一個的尺寸。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 所述熒光體包括柱狀部，所述柱狀部包括一組柱狀晶體，通過將所述熒光材料的晶體生長為柱狀來獲得所述一組柱狀晶體。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射圖像檢測設備，其中 所述熒光體通過粘結(jié)層被粘貼到所述基板，所述粘結(jié)層被插入所述柱狀部和所述基板之間。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的凹部的每一個被利用形成所述粘結(jié)層的材料進行填充。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射圖像檢測設備，其中 形成所述粘結(jié)層的所述材料具有與所述熒光材料的晶體基本上相同的折射率。
10.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射圖像檢測設備，其中 通過在所述基板上直接地生長所述一組柱狀晶體來形成所述熒光體。
11.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 所述傳感器板進一步具有一組開關(guān)裝置，用于逐個元件地讀出由所述一組光電轉(zhuǎn)換元件產(chǎn)生的電荷；以及 所述一組光電轉(zhuǎn)換元件和所述一組開關(guān)裝置形成在所述基板上的不同層中，并且，所述一組光電轉(zhuǎn)換元件和所述一組開關(guān)裝置以相對于所述基板的距離的升序堆疊。
12.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 放射從傳感器板側(cè)入射。
13.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 所述熒光材料是CsI:Tl。
14.根據(jù)權(quán)利要求6所述的放射圖像檢測設備，其中所述熒光體進一步包括非柱狀部，所述非柱狀部包括所述熒光材料的一組非柱狀晶體。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的放射圖像檢測設備，其中 所述熒光體包括在與其上所述熒光體緊密地粘結(jié)到所述基板的表面的側(cè)相對的側(cè)上布置的所述非柱狀部。
16.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 所述凹凸結(jié)構(gòu)被設置得遍及所述基板的表面。
17.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的每一個凸部基本形成為錐狀，以便形成基本上無反射的表面結(jié)構(gòu)。
18.根據(jù)權(quán)利要求4所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的每一個凹部的底表面是朝向所述熒光體取向的凹表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的放射圖像檢測設備，其中 在所述凹凸結(jié)構(gòu)中的凹部和凸部的陣列間距小于550nm。
20.根據(jù)權(quán)利要求10所述的放射圖像檢測設備，其中 每一個柱狀晶體在作為起點的、在所述基板的所述凹凸結(jié)構(gòu)中的每一個凹部上生長。
全文摘要
一種放射圖像檢測設備包括熒光體，其包含當被曝光于放射線時發(fā)射熒光的熒光材料；以及，傳感器板，其檢測所述熒光；其中，所述傳感器板具有基板和在所述基板的一側(cè)上設置的一組光電轉(zhuǎn)換元件；所述熒光體緊密地粘結(jié)到所述基板的與其中設置了所述一組光電轉(zhuǎn)換元件的側(cè)相對的表面；以及，在所述基板的所述熒光體緊密地粘結(jié)到的所述表面中形成凹凸結(jié)構(gòu)。
文檔編號G01T1/20GK102636802SQ20121002166
公開日2012年8月15日 申請日期2012年1月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年2月15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