JP2005183670A - 放射線画像検出器 - Google Patents

Abstract

【課題】 読取光を透過する第１の線状電極および読取光を遮光する第２の線状電極とが交互に配列され、読取光の照射により放射線画像の読取りが行われる放射線画像検出器において、第１の線状電極と第２の線状電極との短絡を防止するとともに、読み取られた放射線画像の画質の向上を図る。
【解決手段】 第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとを絶縁するための絶縁膜７を、第２の線状電極５ｂの長さ方向に延びる両側端面５ｃおよびその両側端面５ｃに連続する上面の縁端部５ｄに設けることにより、第２の線状電極５ｂのエッジ放電を防止し、また、第２の線状電極５ｂの上面の縁端部５ｄ以外の上面部分５ｅには絶縁層７を設けないようにすることにより、蓄電部６から漏れだして電荷輸送層３を透過した負電荷を第２の線状電極５ｂから流出するようにするようにし、上記負電荷による残像の発生を防止する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線画像を担持した放射線の照射を受けて放射線画像を記録し、読取光により走査されて放射線画像に応じた信号が読み出される放射線画像検出器に関するものである。

従来より、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより被写体に関する放射線画像を記録する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。

上記のような放射線画像検出器としては、たとえば、特許文献１には、放射線を透過する第１の電極層、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層、潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、かつ潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層、および読取光を透過する線状に延びる第１の線状電極と読取光を遮光する線状に延びる第２の線状電極とが平行に交互に配列された第２の電極層をこの順に積層してなる放射線画像検出器が提案されている。

また、上記のように第１および第２の線状電極により放射線画像に応じた信号を読み出す場合には、第１の線状電極と第２の線状電極とが短絡しないように絶縁性を確保する必要がある。したがって、特許文献２においては、第１の線状電極と第２の線状電極との間に絶縁膜を設けた放射線画像検出器が提案されている。特許文献２に記載の放射線画像検出器２０は、図７（ａ）に示すように、第１の電極層１、記録用光導電層２、電荷輸送層３、読取用光導電層４、第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとからなる第２の電極層５およびガラス基板９とを備えている。そして、この放射線画像検出器２０は、まず、ガラス基板９上に第２の線状電極５ｂが形成され、次に、その第２の線状電極の上面および側面を覆うように絶縁膜８がガラス基板９上の全面に形成され、そして、その絶縁膜８の上面に第２の線状電極５ｂが形成された後、読取用光導電層から上側の各層が形成されることにより作製される。

そして、上記のように構成された放射線画像検出器２０により放射線画像の記録を行う際には、まず、図７（ａ）に示すように、高電圧源３０により第１の電極層１に負の高電圧が印加された状態で、被写体を透過した放射線が照射される。上記のようにして照射された放射線は、第１の電極層１を透過し、記録用光導電層２に照射され、記録用光導電層２の放射線の照射された部分において電荷対が発生し、この電荷対のうち正の電荷は負に帯電した第１の電極層１に向かって移動し、第１の電極層１における負の電荷と結合して消滅する。一方、上記ようにして発生した電荷対のうち負の電荷は正に帯電した第２の電極層５に向かって移動するが、上記のように電荷輸送層３は負の電荷に対しては絶縁体として作用するため、上記負の電荷は記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面である蓄電部６に蓄積され、この蓄電部への負電荷の蓄積により放射線画像の記録が行われる。

特開２０００−２８４０５６号公報 特開２００１−１６０９２２号公報

しかしながら、上記のようにして放射線画像を記録する際、照射された放射線の線量が大線量である場合などには、図７（ａ）に示すように蓄電部６から電荷輸送層３を通過してしまう負電荷があり、この負電荷は読取用光導電層４を通過して第１および第２の線状電極５ａ，５ｂに向かっていく。そして、第１の線状電極５ａに向かった負電荷は第１の線状電極５ａに帯電した正の電荷と結合して消滅するが、第２の線状電極５ｂに向かった負電荷は、第２の線状電極５ｂと読取用光導電層４との間に絶縁膜が存在するため、第２の線状電極５ｂに帯電した正の電荷と結合することができず、図７（ｂ）に示すように、第２の線状電極５ｂ上の絶縁膜近傍に残ってしまう。

そして、放射線画像検出器２０から放射線画像を読み取る際には、まず、図８に示すように、第２の電極層５側から読取光が照射され、この読取光が第１の線状電極５ａを透過して読取用光導電層４に照射されることにより読取用光導電層４において電荷対が発生する。そして、上記電荷対のうち正の電荷が蓄電部６に蓄積された負の電荷と結合するとともに、負の電荷が第１の線状電極５ａに帯電した正の電荷と結合することにより、その電流変化が第１の線状電極５ａに接続された電流検出アンプなどによって画像信号として検出される。

しかしながら、図７（ｂ）に示すような状態において、放射線画像の読取りを行った際には、図８に示すように、蓄電部６に蓄積された負電荷だけでなく、第２の線状電極５ｂ上の絶縁膜近傍に残ってしまった負電荷も画像信号として検出され、特に第２の線状電極５ｂ上の絶縁膜近傍に残った負電荷は非常大きな時定数で読取用光導電層４で発生した正の電荷と結合するため、検出された画像信号に基づく放射線画像に残像として現れてしまう。

また、図７および図８に示す放射線画像検出器２０のように第２の線状電極５ｂの上面および側面の全面を絶縁膜で覆うのではなく、第１および第２の線状電極間のみに絶縁物を設け、第１および第２の線状電極の上面に絶縁膜を設けない放射線画像検出器も提案されており、上記のような放射線画像検出器であれば、上記のような残像は発生しないが、第１の線状電極および第２の線状電極のエッジで発生するリーク電流（エッジ電流）を適切に防止するためには、第１および第２の線状電極の側面だけでなく上面にも絶縁膜を設けることが望ましい。

本発明は、上記事情に鑑み、上記のように第１および第２の線状電極を用いて放射線画像の読取りを行う放射線画像検出器において、第１の線状電極と第２の線状電極との短絡を防止するとともに、上記のような残像の発生を防止することができる放射線画像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の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取光を透過する複数の第１の線状電極が所定の間隔を空けて平行に配列された第１のストライプ電極および読取光を遮光する複数の第２の線状電極が第１の線状電極の間に絶縁膜を介して平行に配列された第２のストライプ電極を有する第２の電極層とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、絶縁膜が、第１の線状電極または第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面およびその両側端面に連続する上面の一部に設けられているとともに、上記上面の一部以外の上面部分に設けられていないことを特徴とする。

本発明の第２の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層と、第１の電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取光を透過する複数の第１の線状電極が所定の間隔を空けて平行に配列された第１のストライプ電極および読取光を遮光する複数の第２の線状電極が第１の線状電極の間に絶縁膜を介して平行に配列された第２のストライプ電極を有する第２の電極層とをこの順に積層してなる放射画像検出器において、絶縁膜が、第１の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの一方の側端面およびその側端面に連続する上面の一部と、第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの上記一方と同じ側の側端面およびその側端面に連続する上面の一部とに設けられているとともに、上記上面の一部以外の上面部分に設けられていないことを特徴とする。

また、上記第１および第２の放射線画像検出器においては、絶縁膜として、読取光を透過するものを利用することができる。

また、絶縁膜として、読取光を遮光するものを利用するようにしてもよい。

ここで、上記「上面の一部」としては、たとえば、上記線状電極の側端面に沿って線状電極の一端から他端まで延びる上面の縁端部であることが望ましい。

本発明の第１の放射線画像検出器によれば、絶縁膜を、第１の線状電極または第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面およびその両側端面に連続する上面の一部に設けるようにしたので、第１の線状電極または第２の線状電極のエッジ放電を防止し、第１の線状電極と第２の線状電極との短絡をより適切に防止することができるとともに、上記上面の一部以外の上面部分に設けないようにしたので、蓄電部から漏れ出した電荷を第１または第２の線状電極から流出させることができ、上記電荷による残像の発生を抑制することができる。

本発明の第２の放射線画像検出器によれば、絶縁膜を、第１の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの一方の側端面およびその側端面に連続する上面の一部と、第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの上記一方と同じ側の側端面およびその側端面に連続する上面の一部とに設けるとともに、上記上面の一部以外の上面部分に設けないようにしたので、上記第１の放射線画像検出器と同様の効果を得ることができる。

また、上記第１および第２の放射線画像検出器において、絶縁膜として、読取光を透過するものを利用するようにした場合には、読取光を読取用光導電層により多く導光することができるので、読取効率の向上を図ることができる。

また、絶縁膜として、読取光を遮光するものを利用するようにした場合には、読み出された放射線画像の鮮鋭度の向上を図ることができる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の一実施形態について説明する。図１は本放射線画像検出器の斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図、図３は図１に示す放射線画像検出器の３−３線断面図である。

本放射線画像検出器１０は、図１に示すように、放射線画像を担持した放射線を透過する第１の電極層１、第１の電極層１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層２、記録用光導電層２において発生した電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４、および読取光を透過する複数の第１の線状電極５ａからなる第１のストライプ電極と読取光を遮光する複数の第２の線状電極５ｂからなる第２のストライプ電極とを有する第２の電極層５をこの順に積層してなるものである。記録用光導電層２と電荷輸送層３との間には、記録用光導電層２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部６が形成されている。なお、上記各層は、ガラス基板上に第２の電極層５から順に形成されるものであるが、図１〜図３においては、ガラス基板を省略している。

第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、たとえば、ネサ皮膜（ＳｎＯ₂）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚にして用いることができ、また、１００ｎｍ厚のＡｌやＡｕなども用いることもできる。

第２の電極層１５は、上記のように第１のストライプ電極と第２のストライプ電極とを有するものであるが、第１のストライプ電極の第１の線状電極５ａと第２のストライプ電極の第２の線状電極５とは、図１に示すように、所定の間隔を空けて交互に平行に配列されている。第１の線状電極５ａの材料としては読取光を透過し、導電性を有するものであれば如何なるものでもよいが、たとえば、第１の電極層１と同様に、ＩＴＯやＩＤＩＸＯを用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｒなどの金属を用いて読取光を透過する程度の厚さ（たとえば、１０ｎｍ程度）で形成するようにしてもよい。また、第２の線状電極５ｂの材料としては読取光を遮光し、導電性を有するものであれば如何なるものでもよいが、たとえば、Ａｌ、Ｃｒなどの金属を用いて読取光を遮光する程度の厚さ（たとえば、１００ｎｍ厚程度）で形成するようにすればよい。

記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを使用する。厚さは５００μｍ程度が適切である。

電荷輸送層３としては、たとえば、第１の電極層１に帯電する電荷の移動度と、その逆極性となる電荷の移動度の差が大きい程良く（例えば１０²以上、望ましくは１０³以上）ポリＮ−ビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、N,N'−ジフェニル−N,N'−ビス（３−メチルフェニル）−〔1,1'−ビフェニル〕−4,4'−ジアミン（ＴＰＤ）やディスコティック液晶等の有機系化合物、或いはＴＰＤのポリマー（ポリカーボネート、ポリスチレン、ＰＶＫ）分散物，Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等の半導体物質が適当である。

読取用光導電層４としては、読取光の照射を受けることにより導電性を呈するものであればよく、例えば、ａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。厚さは０．１〜１μｍ程度が適切である。

ここで、本実施形態の放射線画像検出器１０においては、図２に示すように、第２の線状電極５ｂの長さ方向に延びる両側端面５ｃおよびその両側端面５ｃに連続し、上記側端面５ｃに沿って長さ方向に延びる上面の縁端部５ｄに絶縁膜７を設けるとともに、上記縁端部５ｄ以外の上面部分５ｅには絶縁膜を設けないようにしている。そして、絶縁膜７は、上記両側端面５ｃおよび縁端部５ｄだけでなく第２の線状電極５ｂ間にも設けられており、第１の線状電極５ａは、第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとが絶縁されるように、第２の線状電極間の絶縁膜上に設けられている。

そして、上記のようにして構成された放射線画像検出器１０を用いて放射線画像の記録を行った際には、上述したように、照射された放射線の線量が大線量である場合などには、蓄電部６から電荷輸送層３を通過してしまう負電荷があるが、本実施形態の放射線画像検出器１０によれば、第２の線状電極５ｂの上面の縁端部５ｄ以外の上面部分５ｅには絶縁層７を設けないようにしたので、上記負電荷は第２の線状電極５ｂから流出し、図７に示す従来の放射線画像検出器２０のように、第２の線状電極５ｂ上の絶縁膜近傍に上記負電荷が蓄積されるのを防止することができ、上記負電荷による残像の発生を防止することができる。また、絶縁膜７を、第２の線状電極５ｂの長さ方向に延びる両側端面５ｃおよびその両側端面５ｃに連続する上面の縁端部５ｄに設けるようにしたので第２の線状電極のエッジ放電を防止することができ、第１の線状電極と第２の線状電極との短絡をより適切に防止することができる。

また、上記実施形態では、第２の線状電極５ｂ間に絶縁膜７を設け、その絶縁膜上に第１の線状電極５ａを設けるようにしたが、図４に示すように、第２の線状電極５ｂの両側端面５ｃおよびその両側端面５ｃに連続する縁端部５ｄにのみ絶縁膜７を設け、第１の線状電極５ａを第２の線状電極５ｂと同一面上に設けるようにしてもよい。また、図５に示すように、第１の線状電極５ａの長さ方向に延びる両側端面５ｆおよびその両側端面５ｆに連続する上面の縁端部５ｇに絶縁膜７を設けるとともに、縁端部５ｇ以外の上面部分５ｈには絶縁膜を設けないようにしてもよい。また、図６に示すように、第１の線状電極５ａの長さ方向に延びる両側端面５ｃのうちの一方の側端面およびその側端面に連続する上面の縁端部５ｄと、第２の線状電極５ｂの長さ方向に延びる両側端面５ｆのうちの上記一方と同じ側の側端面およびその側端面に連続する上面の縁端部５ｇとに絶縁膜７を設けるようにし、第１の線状電極５ａの上面の縁端部５ｄ以外の上面部分および第２の線状電極５ｂの上面の縁端部５ｇ以外の上面部分に絶縁膜７を設けないようにしてもよい。なお、図４〜図６に示す実施形態においては、第２の線状電極５ｂの上面の縁端部５ｄおよび第１の線状電極ａの上面の縁端部５ｇ以外の上面部分に絶縁膜７を設けないようにすれば、その他の部分に絶縁膜７をさらに設けるようにしてもよい。

また、上記実施形態に示すように、第１および第２の線状電極の上面には、その縁端部に絶縁膜を設けるようにすることが望ましいが、必ずしもそれに限らず、第１および第２の線状電極の側面に連続する上面の一部に設けるようにするのであれば如何なる範囲に絶縁膜を設けるようにしてもよい。また、上記実施形態のように上面の縁端部に絶縁膜を設ける場合には、その範囲はたとえば、上面の幅の３０％程度に絶縁膜が設けられるようにすることが望ましい。

また、上記絶縁膜７の材料としては、読取光を透過するもの、または遮光するものでもいずれでもよく、読取光を透過する材料としては、アクリル樹脂など、遮光する材料としては、カーボンブラックを含有したアクリル樹脂などがある。

また、本発明の放射線画像検出器における放射線画像検出器の層構成は上記実施形態のような層構成に限らずその他の層を加えたりしてもよい。

本発明の放射線画像検出器の一実施形態の概略構成図 図１に示す放射線画像検出器の２−２線断面図 図２に示す放射線画像検出器の３−３線断面図 本発明の放射線画像検出器のその他の実施形態を示す図 本発明の放射線画像検出器のその他の実施形態を示す図 本発明の放射線画像検出器のその他の実施形態を示す図 従来の放射線画像検出器の放射線画像の記録の作用を説明する図 従来の放射線画像検出器の放射線画像の読取りの作用を説明する図

符号の説明

１ 第１の電極層
２ 記録用光導電層
３ 電荷輸送層
４ 読取用光導電層
５ 第２の電極層
５ａ 第１の線状電極
５ｂ 第２の線状電極
６ 蓄電部
７，８ 絶縁膜
９ ガラス基板
１０，２０ 放射線画像検出器
３０ 高圧電源

Claims (4)

1. 放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層と、該第１の電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、前記読取光を透過する複数の第１の線状電極が所定の間隔を空けて平行に配列された第１のストライプ電極および前記読取光を遮光する複数の第２の線状電極が前記第１の線状電極の間に絶縁膜を介して平行に配列された第２のストライプ電極を有する第２の電極層とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
   前記絶縁膜が、前記第１の線状電極または第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面および該両側端面に連続する上面の一部に設けられているとともに、前記上面の一部以外の上面部分に設けられていないことを特徴とする放射線画像検出器。
2. 放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層と、該第１の電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、前記読取光を透過する複数の第１の線状電極が所定の間隔を空けて平行に配列された第１のストライプ電極および前記読取光を遮光する複数の第２の線状電極が前記第１の線状電極の間に絶縁膜を介して平行に配列された第２のストライプ電極を有する第２の電極層とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
   前記絶縁膜が、前記第１の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの一方の側端面および該側端面に連続する上面の一部と、前記第２の線状電極の長さ方向に延びる両側端面のうちの前記一方と同じ側の側端面および該側端面に連続する上面の一部とに設けられているとともに、前記上面の一部以外の上面部分に設けられていないことを特徴とする放射線画像検出器。
3. 前記絶縁膜が、前記読取光を透過するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像検出器。
4. 前記絶縁膜が、前記読取光を遮光するものであることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像検出器。

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