專利名稱：放射線圖像檢測設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及ー種放射線圖像檢測設(shè)備，該放射線圖像檢測設(shè)備在放射線成像裝置中使用，以在將放射線圖像轉(zhuǎn)換為光學(xué)圖像之后檢測放射線圖像。
背景技術(shù)：
放射線成像裝置包括放射線產(chǎn)生設(shè)備，該放射線產(chǎn)生設(shè)備用于發(fā)射放射線，即X射線；和放射線圖像檢測設(shè)備，該放射線圖像檢測設(shè)備用于檢測通過經(jīng)過樣品的放射線形成的放射線圖像。作為ー種類型的放射線圖像檢測設(shè)備，已知間接轉(zhuǎn)換型放射線圖像檢測 設(shè)備。具有彼此堆疊的光電探測器和閃爍體的間接轉(zhuǎn)換型放射線圖像檢測設(shè)備在將放射線圖像轉(zhuǎn)換為光學(xué)圖像之后檢測放射線圖像。所述閃爍體是CsI、G0S (Gd2O2S;Tb)等的磷光體層，并且將放射線圖像轉(zhuǎn)換為光學(xué)圖像。所述光電探測器具有像素的陣列，其中的每ー個包括被形成在基板中的光電ニ極管(PD)和薄膜晶體管(TFT)。所述光電探測器通過各個ro將從閃爍體放射的光轉(zhuǎn)換為電荷，并且基于逐個像素積累電荷。經(jīng)由所述TFT讀出該電荷。間接轉(zhuǎn)換型放射線圖像檢測設(shè)備采用PSS(透過側(cè)采樣)方法或者ISS (照射側(cè)采樣)方法。在PSS方法中，從放射線入射側(cè)開始按序布置閃爍體和光電探測器。相反地，在ISS方法中，從放射線入射側(cè)開始按序布置光電探測器和閃爍體。在ISS方法中，閃爍體將經(jīng)過光電探測器的放射線轉(zhuǎn)換為光，并且ro檢測在與放射線入射方向相対的方向中傳播的光。閃爍體在其放射線入口側(cè)比在相對側(cè)(放射線出口側(cè))發(fā)射較大量的光。因?yàn)樵贗SS方法中光電探測器與閃爍體的放射線入口側(cè)相對，所以iss方法在靈敏度和圖像銳度方面具有勝過PSS方法的優(yōu)點(diǎn)。與日本專利特開公開2011-17683相對應(yīng)的美國專利8，049，177公開了其中在基板(支撐基板)上的閃爍體是由CsI等的柱狀晶體形成的ISS方法的放射線圖像檢測設(shè)備。所述閃爍體被布置使得柱狀晶體的頂端與光電探測器相対。在該閃爍體中，在應(yīng)用放射線之后在各個柱狀晶體中產(chǎn)生光，并且通過柱狀晶體的光導(dǎo)效應(yīng)所述光通過相同的柱狀晶體傳播。所述柱狀晶體防止產(chǎn)生的光在閃爍體中的色散，因此放射線圖像的銳度被提高。在該閃爍體中，碳板、CFRP (碳纖維增強(qiáng)塑料)板、玻璃板、石英板、藍(lán)寶石板、或者由鐵、錫、鉻、鋁等制成的金屬片被用作基板。在這些材料當(dāng)中，鋁片最普遍地用作基板。然而，鋁具有高背散射系數(shù)，換言之，在返回方向中散射大量的入射的放射線。因此，在ISS方法的放射線圖像檢測設(shè)備中，被基板背散射的放射線引起閃爍體中不必要的光發(fā)射。該光在遠(yuǎn)離放射線的入口位置的位置處離開閃爍體，并且因此降低檢測到的放射線圖像的銳度。在ISS方法的放射線圖像檢測設(shè)備中，日本專利特開公開2010-096616提出在基板上提供由包含具有50或者更大的原子序數(shù)的鉛、鎢、鉭等的材料制成的放射線吸收層。所述放射線吸收層吸收放射線并且減少背散射。然而，提供由具有大的原子序數(shù)的材料制成的放射線吸收層以減少背散射，如上所述，并且另外，在放射線吸收層上形成柱狀晶體必然地引起重量増加。因此，對于諸如電子暗盒的便攜式放射線圖像檢測設(shè)備來說這是不適合的。而且，因?yàn)镃sI等的柱狀晶體潮解，所以閃爍體必須高度地防潮。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的主要目的是提供ー種放射線圖像檢測設(shè)備，該放射線圖像檢測設(shè)備能夠在沒有増加其重量的情況下減少背散射。本發(fā)明的另一目的是提供ー種放射線圖像檢測設(shè)備，該放射線圖像檢測設(shè)備提高閃爍體的防潮性。為了實(shí)現(xiàn)上述和其它的目的，根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像檢測設(shè)備包括基板，該基板是由包含具有20至31的原子序數(shù)的任意一種或者兩種或者更多種元素作為主要成分的材料形成；通過蒸發(fā)形成在所述基板上的、具有多個柱狀晶體的閃爍體；以及板狀的光電探測器。所述閃爍體將入射的放射線轉(zhuǎn)換為光，并且從各個柱狀晶體的頂端部發(fā)射光。所 述光電探測器與柱狀晶體的頂端部相対。所述光電探測器檢測從所述頂端部發(fā)射的光。所述基板優(yōu)選地是具有底部、側(cè)壁、以及開放的頂部的盒子的形狀。所述閃爍體被形成在所述底部上，并且所述多個柱狀晶體被豎立到頂部。所述光電探測器被優(yōu)選地疊置在側(cè)壁上使得緊密地密封所述基板的內(nèi)部。所述閃爍體和所述光電探測器可以被包含在電子暗盒的殼體中。所述基板優(yōu)選地是由包含具有22至30的原子序數(shù)的任何一種或者兩種或者更多種元素作為主要成分的材料制成。所述基板更優(yōu)選地是由包含銅作為主要成分的材料制成。所述放射線優(yōu)選通過所述光電探測器進(jìn)入所述閃爍體。所述光電探測器被優(yōu)選地通過密封構(gòu)件的介質(zhì)接合到所述基板的側(cè)壁。所述密封構(gòu)件可以是O形環(huán)。柔性的固定劑可以被施加到側(cè)壁和所述光電探測器的側(cè)表面，以接合側(cè)壁和光電探測器?？梢允褂每扇芙獾恼澈蟿⑺鰝?cè)壁和所述光電探測器接合在一起。通過紫外光的照射來降低可溶解的粘合劑的粘附性。用于反射具有閃爍體的發(fā)射峰值波長的光的光反射層可以被提供在基板上，并且所述閃爍體被形成在光反射層上。所述光反射層優(yōu)選地是由鋁制成。柱狀晶體的頂端部優(yōu)選地接觸光電探測器。柱狀晶體的頂端部優(yōu)選地是錐形。優(yōu)選地通過間隙相互分離多個柱狀晶體。所述閃爍體可以是碘化銫，并且所述多個柱狀晶體可以被通過非柱狀晶體的介質(zhì)形成在所述底部上。所述光電探測器優(yōu)選地具有被布置成矩陣的多個光電轉(zhuǎn)換器。各個光電轉(zhuǎn)換器優(yōu)選地具有由娃或有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成的光電轉(zhuǎn)換膜。根據(jù)本發(fā)明的放射線圖像檢測設(shè)備，因?yàn)榛迨怯砂哂?0至31的原子序數(shù)的ー種或者多種元素的材料制成，所以能夠在沒有增加重量的情況下減少背散射。所述基板被形成為不具有頂部的盒子的形狀，并且所述基板和所述光電探測器緊密地密封所述閃爍體。因此，所述閃爍體的防潮性被提高。此外，盒子形狀的基板具有較低的柔性，即使基板的厚度小。因此，盒子形狀的基板在處理和抗負(fù)載性中是較好的。


為了更加全面地理解本發(fā)明和其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在結(jié)合附圖參考下面的描述，其中圖I是被部分地分離示出的電子暗盒的透視圖；圖2是電子暗盒的示意性的截面圖；圖3是閃爍體的示意性的截面圖；圖4是示意性地示出光電探測器的結(jié)構(gòu)的截面圖；圖5是示出電子暗盒的電氣結(jié)構(gòu)的框圖；圖6是示出背散射的放射線的量與原子序數(shù)的相關(guān)性的圖； 圖7是根據(jù)本發(fā)明的另ー實(shí)施方式的電子暗盒的示意性的截面圖；以及圖8是根據(jù)本發(fā)明的又ー實(shí)施方式的電子暗盒的示意性的截面圖。
具體實(shí)施例方式例如，如圖I中所示，本發(fā)明的放射線圖像檢測設(shè)備被用作電子暗盒10。例如，該電子暗盒10是與包含X射線膠片或者IP板的傳統(tǒng)的暗盒的尺寸相同，并且可加載在替代X射線膠片暗盒的成像支持件的暗盒盒腔中。電子暗盒10的殼體12整體上是盒子的形狀，并且其矩形的頂部用作入射通過樣品(患者的身體)的放射線的放射線接收表面11。殼體12的頂板13是由諸如碳的低放射線吸收材料制成，以防止放射線的吸收并且確保足夠的強(qiáng)度。除了頂板13之外的殼體12是由放射線透明材料，例如，ABS樹脂制成。電子暗盒10的放射線接收表面11被提供有具有多個LED的指示器15。指示器15顯示諸如操作模式(例如，待命狀態(tài)、數(shù)據(jù)傳輸狀態(tài)等)的電子暗盒10的操作狀態(tài)和剩余的電池電量。指示器15可以是由除了 LED之外的另ー種類型的發(fā)光元件、或者諸如液晶顯示器或者有機(jī)EL顯示器的顯示設(shè)備構(gòu)成。指示器15可以被提供在除了放射線接收表面11的另一位置中。除了操作狀態(tài)之外，液晶顯示器便于顯示從圖像采集控制器檢索到的患者的名字(患者的ID)、待成像的身體部位、成像條件等。電子暗盒10的殼體12包括在其中通過樣品的放射線傳播的放射線入射方向中按序布置的由基板18支持的光電探測器17和閃爍體20 (參見圖2)?；?8是不具有頂部的盒子的形狀。閃爍體20被蒸發(fā)在基板18的內(nèi)底部上。基板18被接合到光電探測器17的邊緣。殼體12也包含放射線接收表面11的縱向方向中的一端處的框體19?？蝮w19包封可充電的和可拆卸的電池(二次電池)和包括微處理器的各種電路。電池將電源供應(yīng)給包括光電探測器17的電子暗盒10的各種電路。為了防止放射線照射對包含在框體19中的電路的損壞，由鉛等制成的放射線屏蔽構(gòu)件(未示出)被提供在頂板13的下面、框體19的上面。如圖2中所示，用粘附層21將光電探測器17膠合在頂板13的整個內(nèi)表面上?；?2被附接到殼體12的底部，并且使用螺絲釘?shù)葘⒖刂瓢?3附接到基座22的工作臺的下表面?？刂瓢?3通過柔性的電纜24被電連接到光電探測器17。由銅(Cu)制成的基板18被緊固在基座22的工作臺的上表面上。如上所述的，不具有頂部的盒子形狀的基板18包括矩形的底部18a和在包圍底部18a的四個側(cè)面豎立的側(cè)壁18b。底部18a具有O. 3mm量級的厚度。各個側(cè)壁18b的頂表面被形成有凹槽25。橡膠或者塑料的O形環(huán)(環(huán)形包裝)26作為密封構(gòu)件被安裝在側(cè)壁18b的凹槽25中。光電探測器17在其邊緣處接觸側(cè)壁18b的頂表面，并且通過O形環(huán)26緊密地粘附到此。在另ー情況下，用于安裝O形環(huán)26的凹槽25可以被形成在光電探測器17中。O形環(huán)26的內(nèi)部可以被降壓。柔性的固定劑被施加到光電探測器17和基板18的側(cè)壁18b的整個外圍以緊固光電探測器17和基板18。閃爍體20被形成在基板18上，并且通過基板18、光電探測器17、以及O形環(huán)26被氣密地密封。如圖3中所示，閃爍體20包括被形成在基板18上的非柱狀晶體30和通過晶體生長豎立的多個柱狀晶體31。閃爍體20吸收通過樣品 已經(jīng)被入射在殼體12的放射線接收表面11上并且已經(jīng)通過頂板13和光電探測器17進(jìn)入閃爍體20的放射線，并且放射光(可見光)。通過將鉈活化的碘化銫(CsI = Tl)蒸發(fā)在基板18的底部18a形成閃爍體20。非柱狀晶體30被形成在基板18側(cè)，并且柱狀晶體31被形成在光電探測器17側(cè)。柱狀晶體31通過間隙G相互分離。各個柱狀晶體31的平均直徑在其縱向方向中幾乎是均勻的(例如，近似于I μ m)。注意，閃爍體20可以是由鈉活化的碘化銫(CsI:Na)等而不是CsI: Tl形成。因?yàn)殡娮影岛?0采用ISS方法，所以放射線通過光電探測器17進(jìn)入閃爍體20。在閃爍體20中主要在柱狀晶體31的光電探測器17側(cè)產(chǎn)生光。在閃爍體20中產(chǎn)生的光當(dāng)中，向上并且傾斜地向上導(dǎo)向的光通過柱狀晶體31的光導(dǎo)效應(yīng)通過各個柱狀晶體31傳播，并且從頂端部31a離開到光電探測器17。在光電探測器17附近的位置處產(chǎn)生光，因此光以高強(qiáng)度進(jìn)入光電探測器17。例如，頂端部31a近似于具有40°至80°的銳角頂點(diǎn)的錐形。如在與WO 2008/029610相對應(yīng)的美國專利7，531，817中所述，在來自于頂端部的光反射的減少和光發(fā)射效率的提高中錐形的頂端部31a優(yōu)于凸曲線的頂端部。注意，頂端部31a的長度為Iym的量級。在柱狀晶體31中產(chǎn)生的光當(dāng)中，向下并且傾斜地向下導(dǎo)向的光通過光導(dǎo)效應(yīng)到達(dá)非柱狀晶體30，并且從非柱狀晶體30被反射到光電探測器17。被反射的光通過各個柱狀晶體31返回，并且進(jìn)入光電探測器17。因此，非柱狀晶體30具有提高來自于頂端部31a的光發(fā)射效率和通過光導(dǎo)效應(yīng)的使用提高放射線圖像的銳度的功能。以70至85%量級的填充率(每區(qū)域柱狀晶體31的占有率)相互分離地布置柱狀晶體31a。如果填充率太低(例如，小于70%)，那么閃爍體20的光發(fā)射量顯著減少。如果填充率太高(例如，大于85%)，那么鄰接的柱狀晶體31容易接觸。柱狀晶體31之間的接觸引起串?dāng)_的發(fā)生，并且降低放射線圖像的銳度。填充率優(yōu)選在75至80%。在該實(shí)施方式中，柱狀晶體31的頂端部31a直接地接觸光電探測器17。與在頂端部31a和光電探測器17之間提供樹脂層等的情況相比，這導(dǎo)致對光電探測器17的光發(fā)射效率的増加。如圖4中所示，光電探測器17是由TFT基板42上的被布置成矩陣的多個像素單元45構(gòu)成。各個像素単元45是由用光電ニ極管(PD)形成的光電轉(zhuǎn)換器43、薄膜晶體管(TFT)40、以及電容器41組成。光電探測器17的在與放射線入射方向相對的側(cè)的表面被形成有其中布置有光電轉(zhuǎn)換器43的像素陣列44。
光電轉(zhuǎn)換器43是由下電極43a、上電極43b、以及被夾在下和上電極43a和43b之間的光電轉(zhuǎn)換膜43c組成。光電轉(zhuǎn)換膜43c吸收從閃爍體20發(fā)射的光，并且產(chǎn)生與被吸收的光的量相對應(yīng)的量的電荷。為了允許光從閃爍體20進(jìn)入光電轉(zhuǎn)換膜43c，下電極43a必須是由至少對從閃爍體20發(fā)射的光的波長來說是透明的導(dǎo)電材料制成。更具體地，下電極43a優(yōu)選是由對可見光具有高透射率并且低電阻的透明導(dǎo)電氧化物制成。光電轉(zhuǎn)換膜43c是由非晶硅制成。光電轉(zhuǎn)換膜43c吸收從閃爍體20發(fā)射的光，并且根據(jù)被吸收的光的量產(chǎn)生電荷。非晶硅能夠吸收從閃爍體20發(fā)射的在寬波長波段中的光。如圖5中所示，光電探測器17具有在行方向中延伸的多條柵極線46和在列方向中延伸的多條數(shù)據(jù)線47，所述列方向與所述行方向交叉。響應(yīng)于通過柵極線46傳輸?shù)男盘柣谥鹦薪油ɑ蛘哧P(guān)斷TFT 40。當(dāng)TFT 40被接通時，通過數(shù)據(jù)線47讀出被積聚在電容器41中(和在光電轉(zhuǎn)換器43的下電極43a和上電極43b之間的中間)的電荷。 每條柵極線46被連接到柵極線驅(qū)動器51，并且每條數(shù)據(jù)線47被連接到信號處理器52。經(jīng)過樣品的放射線被入射在電子暗盒10上，并且通過放射線接收表面11進(jìn)入閃爍體20。閃爍體20從其放射線入口位置發(fā)射與在各個單獨(dú)的放射線入口位置上入射的放射線的量相對應(yīng)的量的光。各個像素單元45的光電轉(zhuǎn)換器43產(chǎn)生與從閃爍體20的相對部分發(fā)射的光的量相對應(yīng)的量的電荷。該電荷被積聚在各個單獨(dú)的像素単元45的電容器41中(和在光電轉(zhuǎn)換器43的下電極43a和上電極43b之間的中間)。在施加放射線之后，被積聚在光電探測器17中的各個像素單元45中的電荷被讀出。在讀出操作中，基于逐行通過柵極線46從柵極線驅(qū)動器51傳輸?shù)男盘栂嗬^地接通所有的TFT 40。被積聚在被連接到被接通的TFT 40的各個電容器41的電荷通過數(shù)據(jù)線47作為模擬像素信號被傳遞到信號處理器52。因此，基于逐行繼續(xù)地讀出被積聚在電容器41中的電荷。如眾所周知的，信號處理器52被提供有用于各條數(shù)據(jù)線47的ー個放大器和ー個采樣保持電路(未示出)。通過各條數(shù)據(jù)線47傳遞的像素信號通過放大器被放大，并且通過采樣保持電路被保持。所有的采樣保持電路在其輸出側(cè)被連接到復(fù)用器，并且復(fù)用器的輸出被連接到A/D轉(zhuǎn)換器。通過采樣保持電路保持的像素信號被相繼地輸入到復(fù)用器，并且通過A/D轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)換為數(shù)字像素?cái)?shù)據(jù)。信號處理器52被連接到圖像存儲器54。從信號處理器52的A/D轉(zhuǎn)換器輸出的像素?cái)?shù)據(jù)作為一個幀的圖像數(shù)據(jù)被相繼地寫入到圖像存儲器54。圖像存儲器54具有圖像數(shù)據(jù)的多個幀的存儲容量。無論何時捕獲放射線圖像，被捕獲的圖像數(shù)據(jù)被寫入圖像存儲器54。圖像存儲器54被連接到用于控制整個電子暗盒10的操作的暗盒控制器56。暗盒控制器56包括微型計(jì)算機(jī)，并且被提供有CPU 56a、具有ROM和RAM的存儲器56b、以及諸如HDD (硬盤驅(qū)動器)和閃存的非易失性存儲56c。暗盒控制器56被連接到無線通信器58。無線通信器58與通過IEEE 802. lla/b/g/n等代表的無線LAN標(biāo)準(zhǔn)兼容。無線通信器58通過無線網(wǎng)絡(luò)控制到/來自外部設(shè)備的各種類型的信息的傳輸。暗盒控制器56通過無線通信器58執(zhí)行與圖像采集控制器(未示出)的無線通信，并且發(fā)送和接收包括從控制臺輸入的患者ID、成像條件等等的各種類型的信息。接下來，將會描述該實(shí)施方式的操作。在拍攝放射線圖像吋，醫(yī)生或者放射學(xué)技師將電子暗盒10加載在成像支持件(未示出)的暗盒室中。這時，在被指向患者的狀態(tài)下電子暗盒10被插入到暗盒室中。然后，放射線產(chǎn)生設(shè)備(未示出)被布置在患者的前面使得面向待成像的身體部位。當(dāng)X射線照相的準(zhǔn)備完成時，從控制臺的操作面板輸入成像條件。然后，當(dāng)圖像采集控制器的曝光鍵被接通時，用于命令曝光開始的命令信號被傳輸?shù)椒派渚€產(chǎn)生設(shè)備。放射線產(chǎn)生設(shè)備開始從放射線源(未示出)發(fā)射放射線。從放射線源發(fā)射的放射線經(jīng)過待成像的患者的身體部位，并且被入射在電子暗盒10的放射線接收表面11上。然后，放射線通過頂板13和光電探測器17進(jìn)入閃爍體20。閃爍體20的柱狀晶體31將入射的放射線轉(zhuǎn)換為光。在各個柱狀晶體31中產(chǎn)生的光從頂端部31a發(fā)射到像素陣列44的光電轉(zhuǎn)換器43。因?yàn)轫敹瞬?1a是具有銳角頂點(diǎn)的錐形，所以光的全反射很難出現(xiàn)。因此，從頂端部31a 有效地發(fā)射光。各個光電轉(zhuǎn)換器43將入射光轉(zhuǎn)換為電荷，并且積聚電荷。電荷作為像素信號從所有的像素単元45中讀出，并且將其作為ー個幀的圖像數(shù)據(jù)寫入到圖像存儲器54。在完成拍攝放射線圖像之后，通過圖像采集控制器使用無線網(wǎng)絡(luò)將圖像數(shù)據(jù)傳輸?shù)娇刂婆_。在該實(shí)施方式中，基板18是由銅(Cu)制成。進(jìn)入閃爍體20的放射線部分地通過閃爍體20到達(dá)基板18。這時，具有原子序數(shù)29的Cu在返回方向中散射(背散射)少量的放射線，因此被檢測到的放射線圖像的銳度被提高。換言之，通過柱狀晶體31傳播的放射線被從基板18反向反射，并且通過不同的柱狀晶體31傳播。這引起圖像銳度的降低。圖6是示出被背散射的放射線的量與原子序數(shù)的相關(guān)性的圖示。該實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示具有原子序數(shù)29的Cu具有最小量的背散射的放射線，并且作為抗背散射的材料是最合適的。照慣例，包含具有大的原子序數(shù)的元素，諸如原子序數(shù)為82的鉛(Pb)或者原子序數(shù)為74的鎢(W)作為主要成分的材料被用作抗背散射材料。然而，Pb和W分別具有在88keV和69. 5keV的K吸收邊(K-edge)，其存在于在放射線照相中使用的X射線源的能帶(40至140keVp)內(nèi)。因此，Pb和W吸收大量的X射線，但是同時，在它們的K吸收邊產(chǎn)生特有的X射線。該特有的X射線反向地傳播到光電探測器17，并且變成反向散射的放射線。相反地，被用作該實(shí)施方式的基板18的材料的Cu具有上述能帶(40至140keVp)的界限之外的8. 98keV的K吸收邊，并且因此沒有產(chǎn)生特有的X射線。因此，Cu的基板18產(chǎn)生少量的背散射的放射線。而且，鑒于到是閃爍體20的材料的CsI的粘附，Cu被優(yōu)選地用作基板18的材料。這是因?yàn)?，如在與日本專利特開公開2001-74846相對應(yīng)的美國專利6，600, 158中所描述的，CsI很難粘附到低導(dǎo)熱材料，并且容易地通過剝離從該材料分離。Cu的導(dǎo)熱性遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于鋁(Al)、鐵(Fe)、以及鎳(Ni)的導(dǎo)熱性，所以Cu具有對CsI的高粘附性。注意，基板18可以是由包含除了 Cu之外的元素作為主要成分的材料制成，只要材料具有上述能帶(40至140keVp)的界限之外的K吸收邊并且吸收一定量的X射線。更具體地，基板18是由包含具有20至31的原子序數(shù)的任意一種或者兩兩或者更多種元素作為主要成分的材料制成?；?8優(yōu)選是由包含具有22至30的原子序數(shù)的任意ー種或者兩種或者更多種元素作為主要成分的材料制成。在該實(shí)施方式中，基板18是不具有頂部的盒子的形狀，并且基板18的頂部被通過光電探測器17閉合?；?8和光電探測器17以氣密的方式密封閃爍體20。這消除了用于提供諸如聚對ニ甲苯的閃爍體20的防潮材料的需要。該結(jié)構(gòu)對于保護(hù)閃爍體20免受從頂板13施加的負(fù)載來說也是有用的。此外，具有四個側(cè)壁18b的基板18有助于閃爍體20的處理。注意，為了進(jìn)一步增加閃爍體20的防潮，干燥劑可以被注入到通過基板18和光電探測器17包封的空間中。在上述實(shí)施方式中，通過O形環(huán)26接合基板18和光電探測器17。O形環(huán)26具有抗沖擊性，并且因此對于防止通過沖擊的柱狀晶體31的頂端部31a的變形來說是有用的。在上面的實(shí)施方式中，O形環(huán)26被布置在基板18和光電探測器17之間，并且固定劑27緊固基板18和光電探測器17。替代使用O形環(huán)26，如圖7中所示，優(yōu)選地使用可剝離的可溶性的粘合劑60將基板18和光電探測器17接合在一起。在該實(shí)施方式中，基板 18的側(cè)壁18不具有凹槽。而是，可溶解的粘合劑60被施加到側(cè)壁18b的頂表面以將側(cè)壁18b的頂表面結(jié)合到光電探測器17的邊緣。這時，固定劑27可以被省略。例如，通過紫外光的照射釋放(降低其粘附性)的粘合劑被優(yōu)選地用作可溶解的粘合劑60。在這樣的情況下，當(dāng)由于損壞需要更換光電探測器17或者閃爍體20時，通過光電探測器17用紫外光照射可溶解的粘合劑60。通過紫外光的照射從光電探測器17容易地除去基板18，因此能夠更換光電探測器17或者閃爍體20。在上面的實(shí)施方式中，閃爍體20被直接地蒸發(fā)在基板18上。然而，如圖8中所示，通過鍍鋁(Al)光反射層70可以被形成在基板18的底部18a上，并且閃爍體20可以被蒸發(fā)在光反射層70上。將在閃爍體20中已經(jīng)產(chǎn)生并且在與閃爍體17相対的方向中傳播的光從光反射層70反射到閃爍體17。因此，光反射層70進(jìn)ー步提高從柱狀晶體31的頂端部31a的光發(fā)射效率。只要該金屬具有對于從閃爍體20發(fā)射的光的峰值波長的反射能力，光反射層70可以是由除了 Al之外的任何金屬制成。在上面的實(shí)施方式中，光電轉(zhuǎn)換器43的光電轉(zhuǎn)換膜43c是由非晶硅制成，但是可以是由包括有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的材料制成。在這樣的情況下，吸收光譜主要在可見光范圍中顯示其峰值，并且光電轉(zhuǎn)換膜43c很難吸收除了從閃爍體20發(fā)射的光之外的電磁波。因此，能夠通過光電轉(zhuǎn)換膜43c防止出現(xiàn)由諸如X射線或者Y射線的放射線的吸收引起的噪聲。使用諸如噴墨頭的液體排出頭通過將有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料粘附到TFT基板42能夠形成由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成的光電轉(zhuǎn)換膜43c，因此TFT基板42不要求耐熱。因此，TFT基板42可以是由除了玻璃之外的材料制成。當(dāng)光電轉(zhuǎn)換膜43c是由有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成時，光電轉(zhuǎn)換膜43c很難吸收放射線。因此，在ISS方法中，能夠防止由通過光電探測器17傳輸放射線引起的放射線的衰減。為此，使有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的光電轉(zhuǎn)換膜43c特別地適合于ISS方法。優(yōu)選的是，為了最有效地吸收來自于閃爍體20的光，用于制造光電轉(zhuǎn)換膜43c的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長盡可能地靠近閃爍體20的發(fā)射峰值波長。有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長理想地符合閃爍體20的發(fā)射峰值波長，但如果不是，其間的差越少，則能夠更充分地吸收來自于閃爍體20的光。更具體地，有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的吸收峰值波長和閃爍體20的發(fā)射峰值波長之間的差優(yōu)選地是IOnm或者較少、并且更加優(yōu)選地是5nm或者較少。作為滿足該條件的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料，存在喹吖酮有機(jī)化合物和酞菁有機(jī)化合物。喹吖酮在可見光范圍中的吸收峰值波長是560nm。因此，作為有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料的喹吖酮的使用和作為閃爍體20的材料的CsI: Tl使用使其能夠限制5nm內(nèi)的峰值波長之間的差。因此，光電轉(zhuǎn)換膜43c能夠產(chǎn)生最大量的電荷。將會具體地描述可應(yīng)用于放射線圖像檢測設(shè)備的光電轉(zhuǎn)換膜43c。在放射線圖像檢測設(shè)備中，電磁波吸收和光電轉(zhuǎn)換部分是由包括電極43a和43b的有機(jī)層和被夾在電極43a和43b之間的光電轉(zhuǎn)換膜43c組成。更具體地，通過堆疊或者混合電磁波吸收部分、光電轉(zhuǎn)換部分、電子傳輸部分、空穴傳輸部分、電子阻擋部分、空穴阻擋部分、防結(jié)晶部分、電極、層間接觸改進(jìn)部分等形成該有機(jī)層。上面的有機(jī)層優(yōu)選地包含有機(jī)P型化合物或者有機(jī)η型化合物。有機(jī)P型化合物 是由空穴傳輸有機(jī)化合物主要代表的施主型有機(jī)半導(dǎo)體，并且具有供予電子的特性。更詳細(xì)地，當(dāng)在相互接觸中使用兩種類型的有機(jī)材料時，有機(jī)P型化合物表示具有較低的電離勢的有機(jī)化合物。只要有機(jī)化合物能夠供予電子，任何有機(jī)化合物作為施主型有機(jī)半導(dǎo)體是可用的。有機(jī)η型化合物是由電子傳輸有機(jī)化合物主要代表的受主型有機(jī)半導(dǎo)體，并且具有接受電子的特性。更詳細(xì)地，當(dāng)在相互接觸中使用兩種類型的有機(jī)材料時，有機(jī)η型化合物表示具有較高電子親和勢的有機(jī)化合物。只要有機(jī)化合物具有電子接受性，任何有機(jī)化合物可用作受主型有機(jī)半導(dǎo)體。在與日本專利特開公開2009-32854相對應(yīng)的美國專利7，847，258中詳細(xì)地描述了可用作有機(jī)P型化合物和有機(jī)η型化合物的材料和光電轉(zhuǎn)換膜43c的結(jié)構(gòu)，因此將會省略其描述。只要其包括至少ー對電極43a和43b和光電轉(zhuǎn)換膜43c，光電轉(zhuǎn)換器43可以具有任何結(jié)構(gòu)。另外，為了防止暗電流的増加，光電轉(zhuǎn)換器43優(yōu)選地具有電子阻擋層和空穴阻擋層中的ー個，并且更加優(yōu)選地具有兩者。電子阻擋層能夠被提供在上電極43b和光電轉(zhuǎn)換膜43c之間。當(dāng)偏壓被施加在上電極43b和下電極43a之間時，電子阻擋層通過電子從上電極43b到光電轉(zhuǎn)換膜43c的注入防止暗電流的增加。電子供予有機(jī)材料被用作電子阻擋層。根據(jù)鄰接的電極和鄰接的光電轉(zhuǎn)換膜43c的材料選擇電子阻擋層的具體材料，并且其優(yōu)選地具有大于鄰接的電極的材料的功函數(shù)(Wf) I. 3eV或者更多的電子親和勢(Ea)，并且優(yōu)選地具有等于或者小于鄰接的光電轉(zhuǎn)換膜43c的材料的電離勢(Ip)的電離勢(Ip)。在美國專利7，847，258中更詳細(xì)地描述了可用作電子供予有機(jī)材料的材料，并且其描述被省略。為了肯定地出現(xiàn)暗電流限制效應(yīng)并且防止光電轉(zhuǎn)換器43的光電轉(zhuǎn)換效率的降低，電子阻擋層的厚度優(yōu)選地大于或等于IOnm且小于或等于200nm，并且更優(yōu)選地大于或等于30nm且小于或等于150nm，并且最加優(yōu)選地大于或等于50nm且小于或等于lOOnm?？昭ㄗ钃鯇颖惶峁┰诠怆娹D(zhuǎn)換膜43c和下電極43a之間。當(dāng)偏壓被施加在上電極43b和下電極43a之間時，空穴阻擋層通過空穴從下電極43a到光電轉(zhuǎn)換膜43c的注入防止暗電流的增加。電子接受有機(jī)材料被用作空穴阻擋層。根據(jù)鄰接的電極和鄰接的光電轉(zhuǎn)換膜43c的材料選擇空穴阻擋層的具體材料，并且其優(yōu)選地具有大于鄰接的電極的材料的功函數(shù)(Wf) I. 3eV或者更多的電離勢(Ip)，并且優(yōu)選地具有等于或者大于鄰接的光電轉(zhuǎn)換膜43c的材料的電子親和勢(Ea)的Ea。在美國專利7，847，258中詳細(xì)地描述了可用作電子接受有機(jī)材料的材料，并且其描述被省略。為了肯定地出現(xiàn)暗電流限制效應(yīng)并且防止光電轉(zhuǎn)換器43的光電轉(zhuǎn)換效率的降低，空穴阻擋層的厚度優(yōu)選地大于或等于IOnm且小于或等于200nm，并且更優(yōu)選地大于或等于30nm且小于或等于150nm，并且最優(yōu)選地大于或等于50nm且小于或等于lOOnm。注意，當(dāng)偏壓被施加使得光電轉(zhuǎn)換膜43c中產(chǎn)生的電荷的空穴移向下電極43a時，電子阻擋層和空穴阻擋層的位置被顛倒，并且電子移向上電極43b。電子阻擋層和空穴阻擋層沒有必要都被提供。提供電子阻擋層和空穴阻擋層中的ー個允許獲得一定程度的暗電流限制效應(yīng)。作為用于形成TFT 40的有源層的非晶氧化物，包含In、Ga以及Zn中的至少ー種的氧化物(例如，In-O氧化物)是優(yōu)選的，并且包含In、Ga以及Zn中的至少ー種的氧化物 (例如，In-Zn-O氧化物、In-Ga-O氧化物、以及Ga-Zn-O氧化物)是更優(yōu)選的，并且包含所有的In、Ga以及Zn的氧化物是最優(yōu)選的。作為In-Ga-Zn-O非晶氧化物，在結(jié)晶狀態(tài)中通過InGaO3(ZnO)ffl (m表示小于6的自然數(shù))表示的組成的非晶氧化物是優(yōu)選的，并且特別地，InGaZnO4是更優(yōu)選的。注意，用于形成有源層的非晶氧化物不限于上述。用于形成有源層的有機(jī)半導(dǎo)體材料包括酞菁化合物、并五苯、酞菁氧化釩等，但是不限于它們。在與日本專利特開公開2009-212389相對應(yīng)的美國專利7，768，002中描述了酞菁化合物的組成，因此其描述被省略。形成非晶氧化物中的ー個的TFT 40的有源層，有機(jī)半導(dǎo)體材料、碳納米管等能夠有效地限制噪聲的出現(xiàn)，因?yàn)檫@些材料沒有或者很難吸收諸如X射線的放射線。當(dāng)有源層是由碳納米管形成時，能夠加速TFT 40的切換速度，并且通過TFT 40減少在可見光范圍中的光的吸收的程度。當(dāng)有源層是由碳納米管形成時，僅通過將少量的金屬雜質(zhì)混合到有源層，TFT 40的性能顯著地降低。因此，為了在有源層的形成中進(jìn)行使用，有必要通過離心過濾等隔離并且提取扱其高的純度的碳納米管。只要其是透光的并且具有低的放射線吸收性，TFT基板42能夠由任何材料制成。能夠在低溫下沉積用于制成TFT 40的有源層的非晶氧化物和用于制成光電轉(zhuǎn)換器43的光電轉(zhuǎn)換膜43c的有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料。因此，TFT基板42能夠不僅是由諸如半導(dǎo)體、石英、以及玻璃的耐熱材料制成，而且也可以由柔性的塑料、芳族聚酰胺、以及生物納米纖維制成。更具體地，由聚酯制成的柔性的基板是可用的，所述聚酯包括聚對苯ニ甲酸こニ醇酯、聚鄰苯ニ甲酸丁ニ醇酯、聚萘ニ甲酸こニ醇酯、聚苯こ烯、聚碳酸酷、聚醚砜、多芳基化合物、聚酰亞胺、聚環(huán)烯烴、降冰片烯樹脂、聚三氟氯こ烯等。使用由塑料制成的柔性的基板有助于重量減少并且攜帶簡易。注意，TFT基板42可以被提供有用于確保絕緣的絕緣層、用于防止?jié)駳夂脱鯕獾膫鬏數(shù)臍怏w阻擋層、用于提高平坦性和對電極的粘附性的涂覆底層等。因?yàn)榉甲寰埘０纺軌蜻M(jìn)行200°C或者更高的高溫處理，所以能夠通過其中電阻的降低在高溫下固化透明的電極材料，并且能夠在其上執(zhí)行包括回流焊接エ藝的驅(qū)動器IC的自動安裝。芳族聚酰胺具有接近于ITO (氧化銦錫)和玻璃基板的熱膨脹系數(shù)，并且因此在制造之后很難翹曲和破裂。芳族聚酰胺基板能夠比玻璃基板薄。注意，為了形成TFT基板42，超薄的玻璃基板可以被層壓有芳族聚酰胺。
生物納米纖維是由細(xì)菌(木醋酸菌)產(chǎn)生的纖維素微纖絲束(細(xì)菌纖維素)和透明樹脂的復(fù)合體。纖維素微纖絲束具有是可見光的波長的十分之一的50nm的寬度，并且具有高強(qiáng)度、高弾性、并且具有低熱膨脹。將諸如丙烯酸樹脂或者環(huán)氧樹脂的透明樹脂浸入細(xì)菌纖維素并且硬化使其能夠獲得包含60至70%的纖維并且在500nm的波長處具有近似于90%的光透射率的生物納米纖維。所述生物納米纖維具有與硅晶體可比的低熱膨脹系數(shù)(3至7ppm)、與鋼可比的高強(qiáng)度(460MPa)、高彈性(30GPa)、以及柔性。因此，所述生物納米纖維基板能夠比玻璃基板薄。如果玻璃基板被用作TFT基板42，那么整個光電探測器17的厚度大約是O. 7mm。然而，通過使用作為TFT基板42的由透光塑料制成的薄基板，整個光電探測器17的厚度能夠變薄到O. Imm的量級，并且光電探測器17可以制成柔性的。光電探測器17的柔性提高電子暗盒10的抗沖擊性，因此電子暗盒10變得難以破裂。而且，用諸如塑料樹脂、芳族聚酰胺、或者生物納米纖維的具有低放射線吸收性的材料制成的TFT基板42的形成能夠防止在ISS方法中的靈敏度的降低。盡管參考附圖通過其優(yōu)選實(shí)施方式已經(jīng)全面地描述本發(fā)明，但是對本領(lǐng)域的技術(shù) 人員來說各種變化和修改將會是明顯的。因此，除非這些變化和修改脫離本發(fā)明的范圍，它們應(yīng)當(dāng)被理解為包括在其中。
權(quán)利要求
1.一種放射線圖像檢測設(shè)備，其包括 基板，所述基板是由包含具有20至31的原子序數(shù)的任意一種或者兩種或者更多種元素作為主要成分的材料形成； 通過蒸發(fā)形成在所述基板上的、具有多個柱狀晶體的閃爍體，用于將入射的放射線轉(zhuǎn)換為光并且從所述柱狀晶體中的每一個的頂端部發(fā)射所述光；以及 板狀的光電探測器，所述板狀的光電探測器與所述柱狀晶體的所述頂端部相對，用于檢測從所述頂端部發(fā)射的所述光。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中 所述基板是具有底部、側(cè)壁、以及開放的頂部的盒子的形狀； 所述閃爍體被形成在所述底部上；以及 所述多個柱狀晶體被豎立到所述頂部。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述光電探測器被疊置在所述側(cè)壁上使得緊密地密封所述基板的內(nèi)部。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述閃爍體和所述光電探測器被包含在電子暗盒的殼體中。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述基板是由包含具有22至30的原子序數(shù)的任何一種或者兩種或者更多種元素作為主要成分的材料制成。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述基板是由包含銅作為主要成分的材料制成。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述放射線通過所述光電探測器進(jìn)入所述閃爍體。
8.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述光電探測器被通過密封構(gòu)件的介質(zhì)接合到所述基板的所述側(cè)壁。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述密封構(gòu)件是O形環(huán)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中柔性的固定劑被施加到所述側(cè)壁和所述光電探測器的側(cè)表面，以接合所述側(cè)壁和所述光電探測器。
11.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中使用可溶解的粘合劑將所述側(cè)壁和所述光電探測器接合在一起。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中通過紫外光的照射來降低所述可溶解的粘合劑的粘附性。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中用于反射具有所述閃爍體的發(fā)射峰值波長的光的光反射層被提供在所述基板上，并且所述閃爍體被形成在所述光反射層上。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述光反射層由鋁制成。
15.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述柱狀晶體的所述頂端部接觸所述光電探測器。
16.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中所述柱狀晶體的所述頂端部是錐形。
17.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中通過間隙相互分離所述多個柱狀晶體。
18.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中 所述閃爍體是碘化銫；并且 所述多個柱狀晶體被通過非柱狀晶體的介質(zhì)形成在所述底部上。
19.根據(jù)權(quán)利要求3所述的放射線圖像檢測設(shè)備，其中 所述光電探測器具有被布置成矩陣的多個光電轉(zhuǎn)換器；并且 所述光電轉(zhuǎn)換器中的每一個具有由硅或有機(jī)光電轉(zhuǎn)換材料制成的光電轉(zhuǎn)換膜。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種放射線圖像檢測設(shè)備。具體地，基板是由原子序數(shù)為29的銅制成。所述基板被形成為不具有頂部的盒子的形狀，并且具有矩形的底部和在包圍底部的四個側(cè)面豎立的側(cè)壁。閃爍體被蒸發(fā)在底部上。所述閃爍體包括非柱狀晶體和通過晶體生長豎立的多個柱狀晶體。光電探測器通過O形環(huán)緊密地粘附到基板的側(cè)壁的頂表面，使得閉合盒子形狀的基板的頂部。所述基板、所述光電探測器、以及所述O形環(huán)以氣密的方式密封所述閃爍體。
文檔編號G01N23/04GK102818811SQ20121017729
公開日2012年12月12日 申請日期2012年5月31日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月7日
發(fā)明者巖切直人, 中津川晴康 申請人:富士膠片株式會社