JP2001284628A - Ｘ線検出装置 - Google Patents
Ｘ線検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】Ｘ線検出装置の画像品質を向上させる。
【解決手段】基板１１上に配置された第１の電極膜１２
の表面に、三硫化二アンチモンを主成分とする電荷移動
層１３と、無定型セレンを主成分とするＸ線検出層１４
と、第２の電極膜１５とをこの順序で形成し、第１の電
極膜１２側が正、第２の電極膜１５側が負となる極性で
電圧を印加し、第２の電極膜１５表面にＸ線を照射する
と、Ｘ線検出層１４内で生成されたキャリアが第１、第
２の電極膜に収集される。このＸ線検出装置３１では、
Ｘ線検出層１４と電荷移動層１３の界面に、Ｘ線検出層
１４をアノード側とし、電荷移動層１３をカソード側と
するダイオードが形成されているので、第１の電極膜１
２側からＸ線検出層１４内に正孔が注入されず、画像が
劣化することはない。
の表面に、三硫化二アンチモンを主成分とする電荷移動
層１３と、無定型セレンを主成分とするＸ線検出層１４
と、第２の電極膜１５とをこの順序で形成し、第１の電
極膜１２側が正、第２の電極膜１５側が負となる極性で
電圧を印加し、第２の電極膜１５表面にＸ線を照射する
と、Ｘ線検出層１４内で生成されたキャリアが第１、第
２の電極膜に収集される。このＸ線検出装置３１では、
Ｘ線検出層１４と電荷移動層１３の界面に、Ｘ線検出層
１４をアノード側とし、電荷移動層１３をカソード側と
するダイオードが形成されているので、第１の電極膜１
２側からＸ線検出層１４内に正孔が注入されず、画像が
劣化することはない。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はＸ線検出装置にかか
り、特に、セレン(Ｓｅ)を用いたＸ線検出装置の技術分
野に関する。
り、特に、セレン(Ｓｅ)を用いたＸ線検出装置の技術分
野に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、医用及び産業用広域にわたりＸ線
やγ線のような放射線を用いたＸ線検出装置の役割が大
きくなっている。医療用では診断におけるディジタル画
像の利用拡大はＸ線ＣＴに代表される。そのほか、アナ
ログ系写真からの移行としては連続撮像とサブストラク
ションを容易にしたＤＳＡや、莫大な需要を持つ一般単
純写真におけるＣＲ(ＤＲ)や、最近では超音波装置にお
いても積極的にディジタル化が行われてきた。ほぼすべ
ての画像領域でディジタル化が進み出した背景にはアナ
ログ系に匹敵する画質を得られるようになったことや、
撮像機器類の価格低下、画像保管や転送システムの利用
により得られる種々の利点などが挙げられる。
やγ線のような放射線を用いたＸ線検出装置の役割が大
きくなっている。医療用では診断におけるディジタル画
像の利用拡大はＸ線ＣＴに代表される。そのほか、アナ
ログ系写真からの移行としては連続撮像とサブストラク
ションを容易にしたＤＳＡや、莫大な需要を持つ一般単
純写真におけるＣＲ(ＤＲ)や、最近では超音波装置にお
いても積極的にディジタル化が行われてきた。ほぼすべ
ての画像領域でディジタル化が進み出した背景にはアナ
ログ系に匹敵する画質を得られるようになったことや、
撮像機器類の価格低下、画像保管や転送システムの利用
により得られる種々の利点などが挙げられる。
【０００３】その中で、Ｘ線画像記録・読み出し方法の
確立は、ディジタル化された画像情報の多面的利用や、
画像ネットワークへの接続による診断の効率化や質の向
上、経費削減などの多くの利点があげられ市場要求が高
い分野である。
確立は、ディジタル化された画像情報の多面的利用や、
画像ネットワークへの接続による診断の効率化や質の向
上、経費削減などの多くの利点があげられ市場要求が高
い分野である。
【０００４】Ｘ線画像の記録・検出には銀塩フィルム、
有機高分子フィルム或いは輝尽性蛍光フィルム、半導体
素子が利用されている。しかしながら、ディジタル化に
対する上述した市場要求に対し、例えば輝尽性蛍光体の
場合、Ｘ線エネルギーが一旦蓄積され、後に可視光照射
で蛍光を発する現象を利用したものであり、画像処理の
時間遅れがあるためリアルタイムにおける画像処理に至
らない状況にある。
有機高分子フィルム或いは輝尽性蛍光フィルム、半導体
素子が利用されている。しかしながら、ディジタル化に
対する上述した市場要求に対し、例えば輝尽性蛍光体の
場合、Ｘ線エネルギーが一旦蓄積され、後に可視光照射
で蛍光を発する現象を利用したものであり、画像処理の
時間遅れがあるためリアルタイムにおける画像処理に至
らない状況にある。
【０００５】このような課題を解決するため、ＴＦＴ
(薄膜トランジスタ)パネル上の直接変換型に代表される
Ｘ線イメージセンサ及び走査レーザ、ＬＥＤによる間接
型画像読み取りセンサによる画像処理システム等が開発
されている。その中で、Ｘ線イメージセンサ用の受光体
である無定形Ｓｅの特異性質を利用した開発がなされて
いる。
(薄膜トランジスタ)パネル上の直接変換型に代表される
Ｘ線イメージセンサ及び走査レーザ、ＬＥＤによる間接
型画像読み取りセンサによる画像処理システム等が開発
されている。その中で、Ｘ線イメージセンサ用の受光体
である無定形Ｓｅの特異性質を利用した開発がなされて
いる。
【０００６】Ｓｅ膜の形成技術は、真空蒸着法による形
成技術が一般的であり薄膜形成技術として定着してい
る。Ｘ線検出装置の検出部分に要求される機能として
は、Ｘ線未照射時に流れる電流量(電荷量)が少ないこ
と、及びＸ線照射による電流量(電荷量)が多いこと、未
照射と照射の切り替え時の応答度が高いこと、繰り返し
使用による電荷量の変動が小さいことが挙げられる。ま
た特に、Ｘ線画像検出器としては、解像度が良いことが
必須条件となる。
成技術が一般的であり薄膜形成技術として定着してい
る。Ｘ線検出装置の検出部分に要求される機能として
は、Ｘ線未照射時に流れる電流量(電荷量)が少ないこ
と、及びＸ線照射による電流量(電荷量)が多いこと、未
照射と照射の切り替え時の応答度が高いこと、繰り返し
使用による電荷量の変動が小さいことが挙げられる。ま
た特に、Ｘ線画像検出器としては、解像度が良いことが
必須条件となる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したＸ
線検出装置の中で、特に、無定型Ｓｅを用いたＸ線検出
装置の性能を向上させることを目的とする。従来の無定
型Ｓｅを用いたＸ線検出装置は、Ｘ線照射による電流量
(電荷量)、すなわち感度を上げることを主眼として様々
な構造が考案されている。しかし、感度上昇とは背反的
に、Ｘ線未照射時に流れる電流量(電荷量)すなわちダー
クノイズが増加したり、二次元Ｘ線検出器においては解
像度が劣化したりする現象が生じ、要求される性能をす
べて満たした装置が得られていないのが現状である。
線検出装置の中で、特に、無定型Ｓｅを用いたＸ線検出
装置の性能を向上させることを目的とする。従来の無定
型Ｓｅを用いたＸ線検出装置は、Ｘ線照射による電流量
(電荷量)、すなわち感度を上げることを主眼として様々
な構造が考案されている。しかし、感度上昇とは背反的
に、Ｘ線未照射時に流れる電流量(電荷量)すなわちダー
クノイズが増加したり、二次元Ｘ線検出器においては解
像度が劣化したりする現象が生じ、要求される性能をす
べて満たした装置が得られていないのが現状である。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明の発明者等は、電
流量や応答速度等の性能を向上させるために、基板上に
形成された第１の電極膜と無定型セレンを主成分とする
Ｘ線検出層との間の拡散電位や、Ｘ線検出層上に形成さ
れた第２の電極とＸ線検出層との間の拡散電位を、第１
の電極の材料と共に検討し、障壁の高さ、空間電荷密度
を最適化する技術を研究した。また、二次元マトリクス
状にコンデンサ、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)、第１の電
極膜が複数個形成されたＴＦＴパネル上に、異なる膜厚
の半絶縁性電荷輸送層を形成し、その上に無定型セレン
を主成分とするＸ線検出層と第２の電極を形成した二次
元Ｘ線検出器を作製し、半絶縁性電荷輸送層の膜厚に対
するＸ線画像の解像度を比較した。
流量や応答速度等の性能を向上させるために、基板上に
形成された第１の電極膜と無定型セレンを主成分とする
Ｘ線検出層との間の拡散電位や、Ｘ線検出層上に形成さ
れた第２の電極とＸ線検出層との間の拡散電位を、第１
の電極の材料と共に検討し、障壁の高さ、空間電荷密度
を最適化する技術を研究した。また、二次元マトリクス
状にコンデンサ、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)、第１の電
極膜が複数個形成されたＴＦＴパネル上に、異なる膜厚
の半絶縁性電荷輸送層を形成し、その上に無定型セレン
を主成分とするＸ線検出層と第２の電極を形成した二次
元Ｘ線検出器を作製し、半絶縁性電荷輸送層の膜厚に対
するＸ線画像の解像度を比較した。
【０００９】本発明は、上記のような研究結果から得ら
れたものであり、請求項１記載の発明は、絶縁性の基板
と、前記基板上に形成された第１の電極膜と、前記第１
の電極膜上に形成された、比抵抗の値が１０6Ω・ｃｍ以
上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体からなる
電荷輸送層と、無定型セレンを主成分とし、前記電荷輸
送層に接して形成されたＸ線検出層と、前記Ｘ線検出層
上に形成された第２の電極膜とを有するＸ線検出装置で
あって、前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間の接合
が、前記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層を
アノードとするダイオード特性を有するＸ線検出装置で
ある。請求項２記載の発明は、絶縁性の基板と、前記絶
縁性の基板上に形成された複数個の電荷蓄積素子と、前
記複数個の電荷蓄積素子上に形成され、前記複数個の電
荷蓄積素子とそれぞれ電気的に接続された複数個の第１
の電極膜と、前記第１の電極膜上に形成された、比抵抗
の値が１０6Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶
縁性の抵抗体からなる電荷輸送層と、無定型セレンを主
成分とし、前記電荷輸送層に接して形成されたＸ線検出
層と、前記Ｘ線検出層上に形成された第２の電極膜とを
有し、前記複数個の電荷蓄積素子に蓄積された電荷信号
を時系列で順番に読み出す手段を備え、読み出されたデ
ータに基づいてＸ線画像を得る二次元Ｘ線検出装置であ
る。請求項３記載の発明は、請求項２に記載のＸ線検出
装置において、前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間
の接合が、前記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検
出層をアノードとするダイオード特性を有するＸ線検出
装置である。請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記
電荷輸送層の膜厚は、０．０１μｍ以上５０μｍ以下で
あって、前記Ｘ線検出層中のセレン含有率は、９０Ｗｔ
％以上であるＸ線検出装置である。請求項５記載の発明
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のＸ線検
出装置であって、前記電荷輸送層が、三硫化二アンチモ
ンを主成分とする半絶縁性抵抗体であるＸ線検出装置で
ある。請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の
いずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記第２の
電極膜が金を主成分とする金属膜であるＸ線検出装置で
ある。請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の
いずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記第１の
電極膜は透明性を有するＸ線検出装置である。請求項８
記載の発明は、請求項７記載のＸ線検出装置であって、
前記第１の電極膜はＩＴＯ(インジウム・錫酸化物)膜で
あるＸ線検出装置である。請求項９記載の発明は、請求
項８記載のＸ線検出装置であって、前記基板は透明性を
有するＸ線検出装置である。請求項１０記載の発明は、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載のＸ線検出装
置であって、前記第２の電極膜に対し、前記第１の電極
膜よりも低い電圧を印加した状態で、前記第２の電極膜
上からＸ線を照射するように構成されたＸ線検出装置で
ある。
れたものであり、請求項１記載の発明は、絶縁性の基板
と、前記基板上に形成された第１の電極膜と、前記第１
の電極膜上に形成された、比抵抗の値が１０6Ω・ｃｍ以
上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体からなる
電荷輸送層と、無定型セレンを主成分とし、前記電荷輸
送層に接して形成されたＸ線検出層と、前記Ｘ線検出層
上に形成された第２の電極膜とを有するＸ線検出装置で
あって、前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間の接合
が、前記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層を
アノードとするダイオード特性を有するＸ線検出装置で
ある。請求項２記載の発明は、絶縁性の基板と、前記絶
縁性の基板上に形成された複数個の電荷蓄積素子と、前
記複数個の電荷蓄積素子上に形成され、前記複数個の電
荷蓄積素子とそれぞれ電気的に接続された複数個の第１
の電極膜と、前記第１の電極膜上に形成された、比抵抗
の値が１０6Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶
縁性の抵抗体からなる電荷輸送層と、無定型セレンを主
成分とし、前記電荷輸送層に接して形成されたＸ線検出
層と、前記Ｘ線検出層上に形成された第２の電極膜とを
有し、前記複数個の電荷蓄積素子に蓄積された電荷信号
を時系列で順番に読み出す手段を備え、読み出されたデ
ータに基づいてＸ線画像を得る二次元Ｘ線検出装置であ
る。請求項３記載の発明は、請求項２に記載のＸ線検出
装置において、前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間
の接合が、前記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検
出層をアノードとするダイオード特性を有するＸ線検出
装置である。請求項４記載の発明は、請求項１乃至請求
項３のいずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記
電荷輸送層の膜厚は、０．０１μｍ以上５０μｍ以下で
あって、前記Ｘ線検出層中のセレン含有率は、９０Ｗｔ
％以上であるＸ線検出装置である。請求項５記載の発明
は、請求項１乃至請求項４のいずれか１項記載のＸ線検
出装置であって、前記電荷輸送層が、三硫化二アンチモ
ンを主成分とする半絶縁性抵抗体であるＸ線検出装置で
ある。請求項６記載の発明は、請求項１乃至請求項５の
いずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記第２の
電極膜が金を主成分とする金属膜であるＸ線検出装置で
ある。請求項７記載の発明は、請求項１乃至請求項６の
いずれか１項記載のＸ線検出装置であって、前記第１の
電極膜は透明性を有するＸ線検出装置である。請求項８
記載の発明は、請求項７記載のＸ線検出装置であって、
前記第１の電極膜はＩＴＯ(インジウム・錫酸化物)膜で
あるＸ線検出装置である。請求項９記載の発明は、請求
項８記載のＸ線検出装置であって、前記基板は透明性を
有するＸ線検出装置である。請求項１０記載の発明は、
請求項１乃至請求項９のいずれか１項記載のＸ線検出装
置であって、前記第２の電極膜に対し、前記第１の電極
膜よりも低い電圧を印加した状態で、前記第２の電極膜
上からＸ線を照射するように構成されたＸ線検出装置で
ある。
【００１０】本発明は上記のように構成されており、第
２の電極膜上にＸ線が照射されるとそのＸ線は第２の電
極膜を透過し、無定型セレンを主成分とするＸ線検出層
内に入射し、Ｘ線検出層内で、Ｘ線のエネルギーによっ
て電子・正孔の対になったキャリアが生成される。
２の電極膜上にＸ線が照射されるとそのＸ線は第２の電
極膜を透過し、無定型セレンを主成分とするＸ線検出層
内に入射し、Ｘ線検出層内で、Ｘ線のエネルギーによっ
て電子・正孔の対になったキャリアが生成される。
【００１１】この場合、第１の電極膜と第２の電極膜の
間に電圧を印加した状態でＸ線を照射すると、Ｘ線検出
層内で生成されたキャリアがそれぞれ電界によって移動
され、第１の電極膜と第２の電極膜とに収集される。
間に電圧を印加した状態でＸ線を照射すると、Ｘ線検出
層内で生成されたキャリアがそれぞれ電界によって移動
され、第１の電極膜と第２の電極膜とに収集される。
【００１２】第１、第２の電極膜に印加する電圧の極性
として、第２の電極膜に第１の電極膜よりも低い電圧を
印加しておくと、電界により、電子が第１の電極膜に収
集され、正孔が第２の電極側に収集される。本発明のＸ
線検出装置では、正電圧側の第１の電極膜と負電圧側の
Ｘ線検出層との間に、半絶縁性の抵抗体からなる電荷輸
送層が配置されている。
として、第２の電極膜に第１の電極膜よりも低い電圧を
印加しておくと、電界により、電子が第１の電極膜に収
集され、正孔が第２の電極側に収集される。本発明のＸ
線検出装置では、正電圧側の第１の電極膜と負電圧側の
Ｘ線検出層との間に、半絶縁性の抵抗体からなる電荷輸
送層が配置されている。
【００１３】この時、この電荷輸送層を、無定型セレン
を主成分としたＸ線検出層との間に、Ｘ線検出層側をア
ノードとし、電荷輸送層側ををカソードとする整流特性
を有するダイオードが形成される物質を選択すること
で、このダイオードにより、正孔が第１の電極膜側から
電荷輸送層内に注入されても、ダイオードによって阻止
され、正孔がＸ線検出層内に注入されるなくなる。その
結果、移動度、キャリア寿命を下げることなくダークノ
イズとなる暗電流値を２桁低減できる。
を主成分としたＸ線検出層との間に、Ｘ線検出層側をア
ノードとし、電荷輸送層側ををカソードとする整流特性
を有するダイオードが形成される物質を選択すること
で、このダイオードにより、正孔が第１の電極膜側から
電荷輸送層内に注入されても、ダイオードによって阻止
され、正孔がＸ線検出層内に注入されるなくなる。その
結果、移動度、キャリア寿命を下げることなくダークノ
イズとなる暗電流値を２桁低減できる。
【００１４】他方、このダイオードは、Ｘ線検出層内で
生成された正孔が第２の電極膜へ移動することは妨げな
い。また、第１の電極膜側から電荷輸送層内への電子の
移動も妨げない。従って、ノイズ成分のみの低減が図ら
れ、繰り返し寿命の向上、応答性の向上が実現でき、そ
の結果、Ｘ線検出装置の感度が向上する。
生成された正孔が第２の電極膜へ移動することは妨げな
い。また、第１の電極膜側から電荷輸送層内への電子の
移動も妨げない。従って、ノイズ成分のみの低減が図ら
れ、繰り返し寿命の向上、応答性の向上が実現でき、そ
の結果、Ｘ線検出装置の感度が向上する。
【００１５】さらに、請求項２に記載した発明における
二次元Ｘ線検出器の場合、電荷輸送層が半絶縁性である
がゆえに、電荷輸送層内へ移動してきたキャリアの拡散
が妨げられ、解像度を劣化させることがないという大き
な効果が生ずる。
二次元Ｘ線検出器の場合、電荷輸送層が半絶縁性である
がゆえに、電荷輸送層内へ移動してきたキャリアの拡散
が妨げられ、解像度を劣化させることがないという大き
な効果が生ずる。
【００１６】半絶縁性電荷輸送層の膜厚は、下限として
０．０１μｍ以上必要なこと、また、上限としては膜の
剥離等の問題で５０μｍが限界であることが実験により
確認されている。さらに、０．１μｍ以上５μｍ以下の
範囲とすると空間周波数特性が優れており特に好まし
い。
０．０１μｍ以上必要なこと、また、上限としては膜の
剥離等の問題で５０μｍが限界であることが実験により
確認されている。さらに、０．１μｍ以上５μｍ以下の
範囲とすると空間周波数特性が優れており特に好まし
い。
【００１７】
【発明の実施の形態】先ず、請求項１に記載されるＸ線
検出装置の実施の形態を説明する。一例として、ガラス
基板上に第１の電極膜としてＩＴＯを、電荷輸送層とし
て三硫化二アンチモンを、Ｘ線検出層として無定型セレ
ンを、第２の電極膜として金をそれぞれ適用したＸ線検
出装置を用いるが、本発明はその範囲を超えない限りこ
の例に限定されるものではない。
検出装置の実施の形態を説明する。一例として、ガラス
基板上に第１の電極膜としてＩＴＯを、電荷輸送層とし
て三硫化二アンチモンを、Ｘ線検出層として無定型セレ
ンを、第２の電極膜として金をそれぞれ適用したＸ線検
出装置を用いるが、本発明はその範囲を超えない限りこ
の例に限定されるものではない。
【００１８】真空蒸着装置の真空槽内に、三硫化二アン
チモンを乗せたステンレスボートと、セレンを乗せたス
テンレスボードと、金が乗せられたステンレスボードと
を配置し、予めＩＴＯから成る第１の電極膜が形成され
たガラス製の基板を真空槽内搬入し、所定の圧力まで真
空排気した後、抵抗発熱体によって三硫化二アンチモン
を加熱し、真空槽内に三硫化二アンチモンの蒸気を放出
させ、第１の電極膜表面に、膜厚３μｍの三硫化二アン
チモン薄膜から成る電荷輸送層を形成した。
チモンを乗せたステンレスボートと、セレンを乗せたス
テンレスボードと、金が乗せられたステンレスボードと
を配置し、予めＩＴＯから成る第１の電極膜が形成され
たガラス製の基板を真空槽内搬入し、所定の圧力まで真
空排気した後、抵抗発熱体によって三硫化二アンチモン
を加熱し、真空槽内に三硫化二アンチモンの蒸気を放出
させ、第１の電極膜表面に、膜厚３μｍの三硫化二アン
チモン薄膜から成る電荷輸送層を形成した。
【００１９】次に、三硫化二アンチモンの蒸気放出を停
止させ、同様にセレンを加熱し、真空槽内にセレン蒸気
を放出させ、膜厚５００μｍの無定型セレン薄膜から成
るＸ線検出層を電荷検出層の表面に形成した。
止させ、同様にセレンを加熱し、真空槽内にセレン蒸気
を放出させ、膜厚５００μｍの無定型セレン薄膜から成
るＸ線検出層を電荷検出層の表面に形成した。
【００２０】次に、セレン蒸気の放出を停止させ、金を
加熱し、真空槽内に金蒸気を放出させ、膜厚０．１μｍ
の金薄膜から成る第２の電極膜をＸ線検出層の表面に形
成し、真空槽外に取り出した。
加熱し、真空槽内に金蒸気を放出させ、膜厚０．１μｍ
の金薄膜から成る第２の電極膜をＸ線検出層の表面に形
成し、真空槽外に取り出した。
【００２１】図１の符号３１は、上記工程によって得ら
れたＸ線検出装置を示しており、基板１１上に、第１の
電極膜１２と、電荷輸送層１３と、Ｘ線検出層１４と、
第２の電極膜１５とがこの順序で形成されている。
れたＸ線検出装置を示しており、基板１１上に、第１の
電極膜１２と、電荷輸送層１３と、Ｘ線検出層１４と、
第２の電極膜１５とがこの順序で形成されている。
【００２２】このＸ線検出装置３１の第１の電極膜１２
と第２の電極膜１５との間に電源２２を接続し、電圧を
印加して電気的特性を測定した。測定結果を図３に示
す。第２の電極膜に負電圧を印加した場合には電流が流
れず、正電圧を印加した場合に電流が流れることが分か
る。
と第２の電極膜１５との間に電源２２を接続し、電圧を
印加して電気的特性を測定した。測定結果を図３に示
す。第２の電極膜に負電圧を印加した場合には電流が流
れず、正電圧を印加した場合に電流が流れることが分か
る。
【００２３】比較のため、ＩＴＯから成る第１の電極膜
１２の表面に無定型セレンから成るＸ線検出層１４を直
接形成し、次に、このＸ線検出層１４の表面に金薄膜か
ら成る第２の電極膜１５を直接形成し、図２(ａ)に示す
ような構造の素子３２を作製した。この素子３２は、電
荷輸送層を有していない。
１２の表面に無定型セレンから成るＸ線検出層１４を直
接形成し、次に、このＸ線検出層１４の表面に金薄膜か
ら成る第２の電極膜１５を直接形成し、図２(ａ)に示す
ような構造の素子３２を作製した。この素子３２は、電
荷輸送層を有していない。
【００２４】この素子３２の電気的特性を測定したとこ
ろ、図４に示すように、正負のいずれの方向にも電流が
流れた。この電流の波形から、図２(ａ)に示した素子３
２は、図７(ｂ)に示すように、２個のダイオード４１、
４２を逆並列接続した等価回路で表せる。このダイオー
ド４１、４２の逆並列接回路は、無定型セレン内部の物
性であると考えられる。
ろ、図４に示すように、正負のいずれの方向にも電流が
流れた。この電流の波形から、図２(ａ)に示した素子３
２は、図７(ｂ)に示すように、２個のダイオード４１、
４２を逆並列接続した等価回路で表せる。このダイオー
ド４１、４２の逆並列接回路は、無定型セレン内部の物
性であると考えられる。
【００２５】次に、ガラス製の基板１１上にＩＴＯから
成る第１の電極膜１２と、三硫化二アンチモンを主成分
とする電荷輸送層１３と、金薄膜から成る第２の電極膜
１５とをこの順序で形成し、図２(ｂ)に示すように、Ｘ
線検出層を有さない構造の素子３３を作製した。
成る第１の電極膜１２と、三硫化二アンチモンを主成分
とする電荷輸送層１３と、金薄膜から成る第２の電極膜
１５とをこの順序で形成し、図２(ｂ)に示すように、Ｘ
線検出層を有さない構造の素子３３を作製した。
【００２６】この素子３３の電気的特性を測定すると、
図５に示すように、抵抗特性を示した。比抵抗の値は１
０8Ω・ｃｍであった。従って、図２(ｂ)に示した素子３
３の等価回路は、図７(ｃ)に示したように、抵抗成分４
４で表せる。この抵抗成分４４は、三硫化二アンチモン
層内部の物性であると考えられる。
図５に示すように、抵抗特性を示した。比抵抗の値は１
０8Ω・ｃｍであった。従って、図２(ｂ)に示した素子３
３の等価回路は、図７(ｃ)に示したように、抵抗成分４
４で表せる。この抵抗成分４４は、三硫化二アンチモン
層内部の物性であると考えられる。
【００２７】Ｘ線検出素子３１は、無定型セレンから成
るＸ線検出層１４と三硫化二アンチモンを主成分とする
電荷輸送層１３とが積層されているから、図７(ｂ)のダ
イオード４１、４２の逆並列接続回路と図７(ｃ)の抵抗
成分４４とを有している。
るＸ線検出層１４と三硫化二アンチモンを主成分とする
電荷輸送層１３とが積層されているから、図７(ｂ)のダ
イオード４１、４２の逆並列接続回路と図７(ｃ)の抵抗
成分４４とを有している。
【００２８】更に、図３に示したように、Ｘ線検出装置
３１全体では、ダイオード特性が観察されるから、結
局、Ｘ線検出装置３１は、図７(ａ)に示すように、ダイ
オード４１、４２の直列接続回路と、抵抗成分４４と、
逆阻止ダイオード４３とが直列接続された等価回路を有
している。
３１全体では、ダイオード特性が観察されるから、結
局、Ｘ線検出装置３１は、図７(ａ)に示すように、ダイ
オード４１、４２の直列接続回路と、抵抗成分４４と、
逆阻止ダイオード４３とが直列接続された等価回路を有
している。
【００２９】この逆阻止ダイオード４３のアノードは第
２の電極膜１５側に向いており、カソードは第１の電極
側に向いている。
２の電極膜１５側に向いており、カソードは第１の電極
側に向いている。
【００３０】図１のＸ線検出装置３１の構造、及び図２
(ａ)、(ｂ)の素子３２、３３の構造を比較すると、この
逆阻止ダイオード４３は、Ｘ線検出層１４と電荷輸送層
１３の界面の電気特性が現れたものと考えられる。
(ａ)、(ｂ)の素子３２、３３の構造を比較すると、この
逆阻止ダイオード４３は、Ｘ線検出層１４と電荷輸送層
１３の界面の電気特性が現れたものと考えられる。
【００３１】比較のため、ＩＴＯから成る第１の電極膜
１２上に、無定型セレン層から成るＸ線検出層１４を形
成し、その表面に三硫化二アンチモンを主成分とする電
荷輸送層１３を形成した。
１２上に、無定型セレン層から成るＸ線検出層１４を形
成し、その表面に三硫化二アンチモンを主成分とする電
荷輸送層１３を形成した。
【００３２】電荷輸送層１３の表面には、金薄膜から成
る第２の電極膜１５を形成した。この素子３４の電気特
性は、図６に示すようにダイオード特性を示している
が、Ｘ線検出層１４と電荷輸送層１３の形成順序が上記
Ｘ線検出素子３１とは逆になっているので、本発明のＸ
線検出装置３１とは電流の流れる向きが逆向きになって
いる。この素子３４の等価回路は、図７(ｄ)に示す。
る第２の電極膜１５を形成した。この素子３４の電気特
性は、図６に示すようにダイオード特性を示している
が、Ｘ線検出層１４と電荷輸送層１３の形成順序が上記
Ｘ線検出素子３１とは逆になっているので、本発明のＸ
線検出装置３１とは電流の流れる向きが逆向きになって
いる。この素子３４の等価回路は、図７(ｄ)に示す。
【００３３】次に、請求項２に記載した発明の実施の形
態を以下に説明する。図８は、複数個のコンデンサ８
７、複数個の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)８８からなる複
数個の電荷蓄積素子８６と、前記複数個のコンデンサ８
７とそれぞれ電気的に接続された複数個の第１の電極膜
８２が形成された絶縁性の基板８１の上に、三硫化二ア
ンチモン薄膜から成る電荷輸送層８３を形成し、次に、
無定型セレン薄膜から成るＸ線検出層８４を前記電荷輸
送層８３の上に形成し、さらにその上に金を主成分とす
る第２の電極膜８５を形成したことによって成る２次元
Ｘ線検出装置の概略断面図を示したものである。
態を以下に説明する。図８は、複数個のコンデンサ８
７、複数個の薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)８８からなる複
数個の電荷蓄積素子８６と、前記複数個のコンデンサ８
７とそれぞれ電気的に接続された複数個の第１の電極膜
８２が形成された絶縁性の基板８１の上に、三硫化二ア
ンチモン薄膜から成る電荷輸送層８３を形成し、次に、
無定型セレン薄膜から成るＸ線検出層８４を前記電荷輸
送層８３の上に形成し、さらにその上に金を主成分とす
る第２の電極膜８５を形成したことによって成る２次元
Ｘ線検出装置の概略断面図を示したものである。
【００３４】前記電荷輸送層８３は比抵抗の値が１０6
Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体
であれば、三硫化二アンチモン以外の物質であってもよ
い。
Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体
であれば、三硫化二アンチモン以外の物質であってもよ
い。
【００３５】図１０は、前記電荷蓄積素子８６の等価回
路を示す図である。ＴＦＴのＦＥＴスイッチ８８は、平
常時ＯＦＦであり、Ｘ線照射によって発生した信号電荷
は、バイアス電界によってコンデンサ８７に誘起され、
一旦蓄積される。蓄積された電荷は、ＦＥＴスイッチの
ゲート端子８８ａに接続されたゲートドライバ９０から
のＯＮ信号入力によって、ＦＥＴスイッチのドレイン端
子８８ｂに接続された電荷−電圧変換回路９１によって
電圧信号に変換されて読み出される。
路を示す図である。ＴＦＴのＦＥＴスイッチ８８は、平
常時ＯＦＦであり、Ｘ線照射によって発生した信号電荷
は、バイアス電界によってコンデンサ８７に誘起され、
一旦蓄積される。蓄積された電荷は、ＦＥＴスイッチの
ゲート端子８８ａに接続されたゲートドライバ９０から
のＯＮ信号入力によって、ＦＥＴスイッチのドレイン端
子８８ｂに接続された電荷−電圧変換回路９１によって
電圧信号に変換されて読み出される。
【００３６】図９は、図８に記載の２次元Ｘ線検出装置
の概略動作を示す図である。各画素に対応するＦＥＴス
イッチのゲート端子８８ａはマトリクスの行ごとに共通
にゲートドライバ９０に接続され、ＦＥＴスイッチのド
レイン端子８８ｂはマトリクスの列ごとに複数個の電荷
−電圧変換回路９１に接続されており、さらに前記複数
個の電荷−電圧変換回路９１はマルチプレクサ９２に接
続され、所定の時間間隔で、行列ごとに１画素ずつの電
荷情報が画像処理及び表示装置９３送られてノイズ除去
等適切な画像処理の後、２次元画像に再構成されて表示
される。
の概略動作を示す図である。各画素に対応するＦＥＴス
イッチのゲート端子８８ａはマトリクスの行ごとに共通
にゲートドライバ９０に接続され、ＦＥＴスイッチのド
レイン端子８８ｂはマトリクスの列ごとに複数個の電荷
−電圧変換回路９１に接続されており、さらに前記複数
個の電荷−電圧変換回路９１はマルチプレクサ９２に接
続され、所定の時間間隔で、行列ごとに１画素ずつの電
荷情報が画像処理及び表示装置９３送られてノイズ除去
等適切な画像処理の後、２次元画像に再構成されて表示
される。
【００３７】
【実施例】＜実施例１＞真空蒸着装置の真空槽内に、三
硫化二アンチモンを乗せたステンレスボートと、セレン
を乗せたステンレスボードと、金が乗せられたステンレ
スボードとを配置し、予めＩＴＯから成る第１の電極膜
が形成されたガラス製の基板を真空槽内搬入し、所定の
圧力まで真空排気した後、抵抗発熱体によって三硫化二
アンチモンを加熱し、真空槽内に三硫化二アンチモンの
蒸気を放出させ、第１の電極膜表面に、膜厚３μｍの三
硫化二アンチモン薄膜から成る電荷輸送層を形成した。
硫化二アンチモンを乗せたステンレスボートと、セレン
を乗せたステンレスボードと、金が乗せられたステンレ
スボードとを配置し、予めＩＴＯから成る第１の電極膜
が形成されたガラス製の基板を真空槽内搬入し、所定の
圧力まで真空排気した後、抵抗発熱体によって三硫化二
アンチモンを加熱し、真空槽内に三硫化二アンチモンの
蒸気を放出させ、第１の電極膜表面に、膜厚３μｍの三
硫化二アンチモン薄膜から成る電荷輸送層を形成した。
【００３８】次に、三硫化二アンチモンの蒸気放出を停
止させ、同様にセレンを加熱し、真空槽内にセレン蒸気
を放出させ、膜厚５００μｍの無定型セレン薄膜から成
るＸ線検出層を電荷検出層の表面に形成した。
止させ、同様にセレンを加熱し、真空槽内にセレン蒸気
を放出させ、膜厚５００μｍの無定型セレン薄膜から成
るＸ線検出層を電荷検出層の表面に形成した。
【００３９】次に、セレン蒸気の放出を停止させ、金を
加熱し、真空槽内に金蒸気を放出させ、膜厚０．１μｍ
の金薄膜から成る第２の電極膜をＸ線検出層の表面に形
成し、Ｘ線検出装置を作製した。このＸ線検出装置は図
１に示したＸ線検出装置３１と同じ構成である。
加熱し、真空槽内に金蒸気を放出させ、膜厚０．１μｍ
の金薄膜から成る第２の電極膜をＸ線検出層の表面に形
成し、Ｘ線検出装置を作製した。このＸ線検出装置は図
１に示したＸ線検出装置３１と同じ構成である。
【００４０】次に、実施例１のＸ線検出装置について下
記「暗電流」、「信号電流」、「立ち下がり時間」、
「立ち上がり時間」の測定を行った。測定条件は以下の
通りである。
記「暗電流」、「信号電流」、「立ち下がり時間」、
「立ち上がり時間」の測定を行った。測定条件は以下の
通りである。
【００４１】１.暗電流 第２の電極膜１５に、Ｘ線検出装置３１内部に１０Ｖ／
μｍの電界が生じるような負電圧を印加し、その状態で
暗所に１０分間放置した後の電流値を「暗電流」として
測定した。暗電流値は１００ｐＡ／ｃｍ2以下であると
好ましい。
μｍの電界が生じるような負電圧を印加し、その状態で
暗所に１０分間放置した後の電流値を「暗電流」として
測定した。暗電流値は１００ｐＡ／ｃｍ2以下であると
好ましい。
【００４２】２．信号電流 上記暗電流を測定した後、同じ大きさの負電圧を印加し
た状態で、第２の電極膜３２上から所定強度のＸ線を照
射し、Ｘ線を照射した状態でのＸ線検出装置３１に流れ
る電流値を測定した。信号電流値は７０ｐＡ／ｃｍ2以
上であると好ましい。
た状態で、第２の電極膜３２上から所定強度のＸ線を照
射し、Ｘ線を照射した状態でのＸ線検出装置３１に流れ
る電流値を測定した。信号電流値は７０ｐＡ／ｃｍ2以
上であると好ましい。
【００４３】電流値を安定させるため、Ｘ線の照射開始
から１分間経過したときの電流値を測定し、「信号電
流」とした。
から１分間経過したときの電流値を測定し、「信号電
流」とした。
【００４４】この時のＸ線照射条件は、Ｘ線管に印加す
る電圧を８０ｋＶに設定し、Ｘ線検出装置３１に照射さ
れるＸ線量を１．８Ｒ／ｍｉｎにした。
る電圧を８０ｋＶに設定し、Ｘ線検出装置３１に照射さ
れるＸ線量を１．８Ｒ／ｍｉｎにした。
【００４５】３．立下り時間 信号電流の測定後、Ｘ線の照射を停止すると、流れる電
流値は減少する。Ｘ線の照射停止時から、流れる電流が
「暗電流」の値の１０％になったときまでの時間を「立
ち下がり時間」とした。立下り時間は０．１ｓｅｃ以下
であると好ましい。
流値は減少する。Ｘ線の照射停止時から、流れる電流が
「暗電流」の値の１０％になったときまでの時間を「立
ち下がり時間」とした。立下り時間は０．１ｓｅｃ以下
であると好ましい。
【００４６】４．立上り時間 暗電流を測定した後、Ｘ線を照射して信号電流を測定す
る場合、Ｘ線の照射開始後、電流値が増加し、一定値
(信号電流の大きさ)で安定する。
る場合、Ｘ線の照射開始後、電流値が増加し、一定値
(信号電流の大きさ)で安定する。
【００４７】このとき、Ｘ線の照射開始から、流れる電
流が信号電流の大きさの９０％になるまでの時間を「立
上り時間」とした。立上り時間は０．１ｓｅｃ以下であ
ると好ましい。
流が信号電流の大きさの９０％になるまでの時間を「立
上り時間」とした。立上り時間は０．１ｓｅｃ以下であ
ると好ましい。
【００４８】＜実施例２＞第１の電極膜１２を、ＩＴＯ
薄膜ではなく、金薄膜で構成させた他は上記実施例１と
同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１と同様に測
定した。
薄膜ではなく、金薄膜で構成させた他は上記実施例１と
同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１と同様に測
定した。
【００４９】＜実施例３＞第１の電極膜１２を、ＩＴＯ
薄膜ではなく、アルミニウム薄膜で構成させた他は上記
実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１
と同様に測定した。
薄膜ではなく、アルミニウム薄膜で構成させた他は上記
実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１
と同様に測定した。
【００５０】＜実施例４＞無定型セレンを主成分とする
Ｘ線検出層１４の膜厚を、５００μｍではなく、１００
０μｍとした他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置
を作製し、実施例１と同様に測定した。
Ｘ線検出層１４の膜厚を、５００μｍではなく、１００
０μｍとした他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置
を作製し、実施例１と同様に測定した。
【００５１】＜実施例５＞三硫化二アンチモンを主成分
とする電荷輸送層１３の膜厚を、３μｍではなく０．０
１μｍとした他は実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を
作製し、実施例１と同様に測定した。
とする電荷輸送層１３の膜厚を、３μｍではなく０．０
１μｍとした他は実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を
作製し、実施例１と同様に測定した。
【００５２】＜実施例６＞三硫化二アンチモンを主成分
とする電荷輸送層１３の膜厚を、３μｍではなく４０μ
ｍとした他は実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を作製
し、実施例１と同様に測定した。
とする電荷輸送層１３の膜厚を、３μｍではなく４０μ
ｍとした他は実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を作製
し、実施例１と同様に測定した。
【００５３】＜実施例７＞三硫化二アンチモンではな
く、膜厚３μｍのテルル化亜鉛カドミウム薄膜によって
電荷輸送層を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線
検出装置を作製し、実施例１と同様に測定した。
く、膜厚３μｍのテルル化亜鉛カドミウム薄膜によって
電荷輸送層を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線
検出装置を作製し、実施例１と同様に測定した。
【００５４】＜比較例１＞ＩＴＯから成る第１の電極膜
１２が形成されたガラス製の基板１１を用い、第１の電
極膜１２表面に、電荷輸送層１３を形成せず、無定型セ
レンから成るＸ線検出層１３を直接形成し、次いで、そ
の表面に、膜厚０．２μｍの金薄膜から成る第２の電極
膜１５を形成し、Ｘ線検出装置を作製した。このＸ線検
出装置は、電荷輸送層１３を設けなかった以外は実施例
１と同じ構造である。測定は実施例１と同様に行った。
１２が形成されたガラス製の基板１１を用い、第１の電
極膜１２表面に、電荷輸送層１３を形成せず、無定型セ
レンから成るＸ線検出層１３を直接形成し、次いで、そ
の表面に、膜厚０．２μｍの金薄膜から成る第２の電極
膜１５を形成し、Ｘ線検出装置を作製した。このＸ線検
出装置は、電荷輸送層１３を設けなかった以外は実施例
１と同じ構造である。測定は実施例１と同様に行った。
【００５５】＜比較例２＞ＩＴＯではなく、第１の電極
膜を金薄膜で構成した他は、比較例１のＸ線検出装置と
同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１と同様に測
定した。
膜を金薄膜で構成した他は、比較例１のＸ線検出装置と
同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１と同様に測
定した。
【００５６】＜比較例３＞ＩＴＯではなく、第１の電極
膜をアルミニウム薄膜で構成した他は、比較例１のＸ線
検出装置と同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１
と同様に測定した。
膜をアルミニウム薄膜で構成した他は、比較例１のＸ線
検出装置と同じ構造のＸ線検出装置を作製し、実施例１
と同様に測定した。
【００５７】＜比較例４＞三硫化二アンチモンではな
く、膜厚３μｍの硫化カドミウム薄膜によって電荷輸送
層を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置
を作製し、実施例１と同様に測定した。
く、膜厚３μｍの硫化カドミウム薄膜によって電荷輸送
層を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置
を作製し、実施例１と同様に測定した。
【００５８】＜比較例５＞三硫化二アンチモンではな
く、膜厚３μｍの酸化セリウム薄膜によって電荷輸送層
を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を
作製し、実施例１と同様に測定した。
く、膜厚３μｍの酸化セリウム薄膜によって電荷輸送層
を形成した他は、実施例１と同じ構造のＸ線検出装置を
作製し、実施例１と同様に測定した。
【００５９】＜評価１＞実施例１乃至実施例７及び比較
例１乃至比較例６の測定結果を表１に示す。
例１乃至比較例６の測定結果を表１に示す。
【００６０】
【表１】
【００６１】表１からわかるように、電荷輸送層を有さ
ない比較例１〜３のＸ線検出装置では、第１の電極側か
らの正孔を阻止できずセンサノイズである暗電流の値が
非常に大きく、実用に耐えない。
ない比較例１〜３のＸ線検出装置では、第１の電極側か
らの正孔を阻止できずセンサノイズである暗電流の値が
非常に大きく、実用に耐えない。
【００６２】比較例４は硫化カドミウムで構成された電
荷輸送層を有している。硫化カドミウムは比抵抗が１０
6Ω・ｃｍ以下であるため、第１の電極膜側から注入さ
れる正孔を阻止する機能がなく、暗電流の値が大きくな
っている。
荷輸送層を有している。硫化カドミウムは比抵抗が１０
6Ω・ｃｍ以下であるため、第１の電極膜側から注入さ
れる正孔を阻止する機能がなく、暗電流の値が大きくな
っている。
【００６３】比較例５は、酸化セリウムで構成された電
荷輸送層を有している。酸化セリウムはダイオード特性
を示すものの比抵抗が１０6Ω・ｃｍ以下であるため、
第１の電極膜側から注入される正孔を阻止する機能が弱
く、暗電流の値が大きくなっている。
荷輸送層を有している。酸化セリウムはダイオード特性
を示すものの比抵抗が１０6Ω・ｃｍ以下であるため、
第１の電極膜側から注入される正孔を阻止する機能が弱
く、暗電流の値が大きくなっている。
【００６４】以上の比較例１〜５に対し、実施例１〜６
で示される本発明のＸ線検出装置では、三硫化二アンチ
モンを主成分とする電荷輸送層と無定型セレンから成る
Ｘ線検出層との界面に形成されたダイオードが、Ｘ線検
出層内への第１の電極側からの正孔注入を阻止する一
方、Ｘ線検出層側から電荷輸送層内に注入される正孔
や、電荷輸送層からＸ線検出層内に注入される電子は阻
止しないので、ノイズ成分の低減や応答性の向上が実現
できる。
で示される本発明のＸ線検出装置では、三硫化二アンチ
モンを主成分とする電荷輸送層と無定型セレンから成る
Ｘ線検出層との界面に形成されたダイオードが、Ｘ線検
出層内への第１の電極側からの正孔注入を阻止する一
方、Ｘ線検出層側から電荷輸送層内に注入される正孔
や、電荷輸送層からＸ線検出層内に注入される電子は阻
止しないので、ノイズ成分の低減や応答性の向上が実現
できる。
【００６５】また、実施例７に示すように、三硫化二ア
ンチモンの代わりに、テルル化亜鉛カドミウムを用いた
場合でも、良好な結果を示した。よって、三硫化二アン
チモン以外の物質でも、電荷輸送層の比抵抗の値が１０
6Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗
体であり、電荷輸送層とＸ線検出層との間の接合が、前
記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層をアノー
ドとするダイオード特性を有していれば、本発明を実施
することが可能である。
ンチモンの代わりに、テルル化亜鉛カドミウムを用いた
場合でも、良好な結果を示した。よって、三硫化二アン
チモン以外の物質でも、電荷輸送層の比抵抗の値が１０
6Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗
体であり、電荷輸送層とＸ線検出層との間の接合が、前
記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層をアノー
ドとするダイオード特性を有していれば、本発明を実施
することが可能である。
【００６６】なお、本発明の電荷移動層の三硫化二アン
チモンの含有率については、９１重量％以下の場合に逆
阻止ダイオードが形成されないことが確認されている。
実験では、電荷移動層中の三硫化二アンチモンが、９５
重量％以上含有される場合に図３に示した電気的特性が
得られている。この場合のＸ線検出層中のセレンの純度
は９９．９９重量％であった。
チモンの含有率については、９１重量％以下の場合に逆
阻止ダイオードが形成されないことが確認されている。
実験では、電荷移動層中の三硫化二アンチモンが、９５
重量％以上含有される場合に図３に示した電気的特性が
得られている。この場合のＸ線検出層中のセレンの純度
は９９．９９重量％であった。
【００６７】Ｘ線検出層中のセレン以外の不純物につい
ては、Ａｓ、Ｔｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ｃｌ、Ｎａの存在が確認されている。Ａｓ、Ｔｅに
ついては、１０重量％以下の範囲で含有されていても電
気的特性に影響はない。
ては、Ａｓ、Ｔｅ、Ｍｇ、Ｓｉ、Ｆｅ、Ａｌ、Ｃｕ、Ａ
ｇ、Ｃｌ、Ｎａの存在が確認されている。Ａｓ、Ｔｅに
ついては、１０重量％以下の範囲で含有されていても電
気的特性に影響はない。
【００６８】従って、Ｘ線検出層を構成させるセレン
は、高純度のセレンを蒸着源としてもよいし、セレンと
テルルの合金やセレンとヒ素の合金を蒸着源とし、セレ
ンを主成分とし、無定型の含テルルＸ線検出層や含ひ素
Ｘ線検出層を構成させてもよい。
は、高純度のセレンを蒸着源としてもよいし、セレンと
テルルの合金やセレンとヒ素の合金を蒸着源とし、セレ
ンを主成分とし、無定型の含テルルＸ線検出層や含ひ素
Ｘ線検出層を構成させてもよい。
【００６９】Ｘ線検出層中の他の不純物については、１
重量％以下の含有率であれば、電気的特性に影響はない
と推定される。
重量％以下の含有率であれば、電気的特性に影響はない
と推定される。
【００７０】＜実施例８＞図８、図９に示した２次元Ｘ
線検出装置を作製し、解像度の指標となる空間周波数特
性ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の値を測定し
た。第１の電極膜はＩＴＯを、電荷輸送層は膜厚３．０
μｍの三硫化二アンチモンを、Ｘ線検出層は膜厚５００
μｍの無定型セレンを、第２の電極層は金をそれぞれ使
用している。２次元Ｘ線検出装置の画素サイズは１５０
μｍである。ＭＴＦ測定の際に使用した鉛製スリットの
スリット幅は１０μｍ〜２０μｍであり、２次元Ｘ線検
出装置の列方向と約１°〜２°傾けて測定データを取得
した。
線検出装置を作製し、解像度の指標となる空間周波数特
性ＭＴＦ(Modulation Transfer Function)の値を測定し
た。第１の電極膜はＩＴＯを、電荷輸送層は膜厚３．０
μｍの三硫化二アンチモンを、Ｘ線検出層は膜厚５００
μｍの無定型セレンを、第２の電極層は金をそれぞれ使
用している。２次元Ｘ線検出装置の画素サイズは１５０
μｍである。ＭＴＦ測定の際に使用した鉛製スリットの
スリット幅は１０μｍ〜２０μｍであり、２次元Ｘ線検
出装置の列方向と約１°〜２°傾けて測定データを取得
した。
【００７１】＜比較例６＞三硫化二アンチモンの膜厚が
０．０７μｍであること以外は、実施例８と同じ構造の
２次元Ｘ線検出装置を作製して、ＭＴＦの値を作製し
た。
０．０７μｍであること以外は、実施例８と同じ構造の
２次元Ｘ線検出装置を作製して、ＭＴＦの値を作製し
た。
【００７２】＜評価２＞図１１に示すように、実施例８
のサンプルのＭＴＦは理論値と近い値を示しており、解
像度が劣化していないことを表している。これに対し、
比較例６のサンプルのＭＴＦは理論値より大きく低下
し、解像度が劣化していることを表している。
のサンプルのＭＴＦは理論値と近い値を示しており、解
像度が劣化していないことを表している。これに対し、
比較例６のサンプルのＭＴＦは理論値より大きく低下
し、解像度が劣化していることを表している。
【００７３】なお、比較例４、５で示した構造を実施例
８と同様に２次元Ｘ線検出装置を作製しＸ線画像を撮影
すると、得られた映像は濃淡が不鮮明になり、残像が生
じ、鮮明な画像が得られないことが確認されている。
８と同様に２次元Ｘ線検出装置を作製しＸ線画像を撮影
すると、得られた映像は濃淡が不鮮明になり、残像が生
じ、鮮明な画像が得られないことが確認されている。
【００７４】
【発明の効果】本発明のＸ線検出装置によれば、Ｓ／Ｎ
比の高いＸ線検出が可能である。また、本発明の２次元
Ｘ線検出装置によれば、解像度の高い高品質な画像が得
られるので、医療用のみならず、各種産業用の２次元Ｘ
線撮像装置として有効である。
比の高いＸ線検出が可能である。また、本発明の２次元
Ｘ線検出装置によれば、解像度の高い高品質な画像が得
られるので、医療用のみならず、各種産業用の２次元Ｘ
線撮像装置として有効である。
【図１】本発明のＸ線検出装置の一例
【図２】(ａ)〜(ｃ)：比較例の素子
【図３】本発明のＸ線検出装置の電気的特性を示すグラ
フ
フ
【図４】比較例の素子の電気的特性を示すグラフ
【図５】他の比較例の素子の電気的特性を示すグラフ
【図６】他の比較例の素子の電気的特性を示すグラフ
【図７】(ａ)〜(ｄ)：本発明のＸ線検出装置及び比較例
の素子の等価回路
の素子の等価回路
【図８】本発明の２次元Ｘ線検出装置の概略断面図
【図９】本発明の２次元Ｘ線検出装置の概略動作図
【図１０】本発明の２次元Ｘ線検出装置の電荷蓄積素子
の等価回路
の等価回路
【図１１】本発明の２次元Ｘ線検出装置と比較例のＭＴ
Ｆ測定例
Ｆ測定例
１１、８１・・・・・・基板 １２、８２・・・・・・第１の電極膜 １３、８３・・・・・・電荷輸送層 １４、８４・・・・・・Ｘ線検出層 １５、８５・・・・・・第２の電極膜 ３１、４０・・・・・・Ｘ線検出装置 ８６・・・・・・電荷蓄積素子 ８７・・・・・・コンデンサ ８８・・・・・・ＦＥＴスイッチ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 島 和彦 山梨県甲府市宮原町1014番地 山梨電子工 業株式会社内 (72)発明者 佐藤 正仁 山梨県甲府市宮原町1014番地 山梨電子工 業株式会社内 (72)発明者 内田 直樹 山梨県甲府市宮原町1014番地 山梨電子工 業株式会社内 (72)発明者 志村 陽一郎 山梨県甲府市宮原町1014番地 山梨電子工 業株式会社内 (72)発明者 佐藤 賢治 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 (72)発明者 岸本 栄俊 京都市中京区西ノ京桑原町１番地 株式会 社島津製作所内 Ｆターム(参考） 5F088 AB01 BA02 BA04 BB07 FA04 FA05 GA02 LA08
Claims (10)
- 【請求項１】絶縁性の基板と、 前記基板上に形成された第１の電極膜と、 前記第１の電極膜上に形成された電荷輸送層と、 無定型セレンを主成分とし、前記電荷輸送層に接して形
成されたＸ線検出層と、 前記Ｘ線検出層上に形成された第２の電極膜とを有する
Ｘ線検出装置であって、 前記電荷輸送層は比抵抗の値が１０6Ω・ｃｍ以上１０12
Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体であり、 かつ、前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間の接合
が、前記電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層を
アノードとするダイオード特性を有するＸ線検出装置。 - 【請求項２】絶縁性の基板と、前記絶縁性の基板上に形
成された複数個の電荷蓄積素子と、前記複数個の電荷蓄
積素子上に形成され、前記複数個の電荷蓄積素子とそれ
ぞれ電気的に接続された複数個の第１の電極膜と、 前記第１の電極膜上に形成された電荷輸送層と、 無定型セレンを主成分とし、前記電荷輸送層に接して形
成されたＸ線検出層と、前記Ｘ線検出層上に形成された
第２の電極膜とを有し、前記複数個の電荷蓄積素子に蓄
積された電荷信号を時系列で順番に読み出す手段を備え
たＸ線検出装置であって、 前記電荷輸送層は比抵抗の値が１０6Ω・ｃｍ以上１０12
Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体であることを特徴
とするＸ線検出装置。 - 【請求項３】請求項２に記載のＸ線検出装置において、
前記電荷輸送層と前記Ｘ線検出層との間の接合が、前記
電荷輸送層をカソードとし、前記Ｘ線検出層をアノード
とするダイオード特性を有するＸ線検出装置。 - 【請求項４】前記電荷輸送層の膜厚は、０．０１μｍ以
上５０μｍ以下であって、前記Ｘ線検出層中のセレン含
有率は、９０Ｗｔ％以上である請求項１乃至請求項３の
いずれか１項記載のＸ線検出装置。 - 【請求項５】前記電荷輸送層が、三硫化二アンチモンを
主成分とする半絶縁性抵抗体である請求項１乃至請求項
４のいずれか１項記載のＸ線検出装置。 - 【請求項６】前記第２の電極膜が金を主成分とする金属
膜である請求項１乃至請求項５のいずれか１項記載のＸ
線検出装置。 - 【請求項７】前記第１の電極膜は透明性を有する請求項
１乃至請求項６のいずれか１項記載のＸ線検出装置。 - 【請求項８】前記第１の電極膜はＩＴＯ(インジウム・
錫酸化物)膜である請求項７記載のＸ線検出装置。 - 【請求項９】前記基板は透明性を有する請求項８記載の
Ｘ線検出装置。 - 【請求項１０】前記第２の電極膜に対し、前記第１の電
極膜よりも低い電圧を印加した状態で、前記第２の電極
膜上からＸ線を照射するように構成された請求項１乃至
請求項９のいずれか１項記載のＸ線検出装置。
Priority Applications (6)
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|---|---|---|---|
| JP2000090992A JP2001284628A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | Ｘ線検出装置 |
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| EP01107599A EP1139429A3 (en) | 2000-03-29 | 2001-03-27 | X-ray detection plate and x-ray detector |
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000090992A JP2001284628A (ja) | 2000-03-29 | 2000-03-29 | Ｘ線検出装置 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001284628A true JP2001284628A (ja) | 2001-10-12 |
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ID=18606513
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101060A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機光電流増幅素子及びその製造方法 |
| JP2009158509A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出器 |
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|---|---|---|---|---|
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| WO2006076788A1 (en) * | 2005-01-18 | 2006-07-27 | University Of Saskatchewan | Dark current reduction in metal/a-se/metal structures for application as an x-ray photoconductor layer in digital image detectors |
| EP1780800A3 (en) * | 2005-11-01 | 2007-07-11 | Fujifilm Corporation | Photoconductive layer forming radiation image taking panel and radiation image taking panel |
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| US8237126B2 (en) * | 2007-08-17 | 2012-08-07 | Csem Centre Suisse D'electronique Et De Mictrotechnique Sa | X-ray imaging device and method for the manufacturing thereof |
| US7608833B2 (en) * | 2007-09-28 | 2009-10-27 | Fujifilm Corporation | Radiation image detector |
| JP2009164215A (ja) | 2007-12-28 | 2009-07-23 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出装置および放射線画像検出器の製造方法 |
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| CN114724735B (zh) * | 2022-06-09 | 2022-08-16 | 中国工程物理研究院激光聚变研究中心 | 一种icf中x射线图像信息准在线读取系统和读取方法 |
Family Cites Families (12)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5335420A (en) * | 1976-09-14 | 1978-04-01 | Sony Corp | Pick up tube target |
| JPS5670673A (en) * | 1979-11-14 | 1981-06-12 | Hitachi Ltd | Photoelectric converter |
| JPS56146143A (en) * | 1980-04-15 | 1981-11-13 | Ricoh Co Ltd | Electrophotographic receptor |
| JPS57833A (en) * | 1980-06-04 | 1982-01-05 | Ricoh Co Ltd | Target for image pick-up tube |
| JPS60140636A (ja) * | 1983-12-28 | 1985-07-25 | Toshiba Corp | 撮像管の光導電タ−ゲツトおよびその製造方法 |
| GB9414639D0 (en) * | 1994-07-20 | 1994-09-07 | Philips Electronics Uk Ltd | An image detector |
| US5962856A (en) * | 1995-04-28 | 1999-10-05 | Sunnybrook Hospital | Active matrix X-ray imaging array |
| US5818052A (en) * | 1996-04-18 | 1998-10-06 | Loral Fairchild Corp. | Low light level solid state image sensor |
| US5994713A (en) * | 1997-06-25 | 1999-11-30 | Quantum Imaging Corp. | Filmless photon imaging apparatus |
| CA2242743C (en) * | 1998-07-08 | 2002-12-17 | Ftni Inc. | Direct conversion digital x-ray detector with inherent high voltage protection for static and dynamic imaging |
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-
2001
- 2001-03-23 US US09/814,831 patent/US6642534B2/en not_active Expired - Lifetime
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- 2001-03-28 CN CNB011216794A patent/CN1157796C/zh not_active Expired - Fee Related
- 2001-03-29 CA CA002342648A patent/CA2342648A1/en not_active Abandoned
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2003101060A (ja) * | 2001-09-20 | 2003-04-04 | National Institute Of Advanced Industrial & Technology | 有機光電流増幅素子及びその製造方法 |
| JP2009158509A (ja) * | 2007-12-25 | 2009-07-16 | Fujifilm Corp | 放射線画像検出器 |
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