JP2006208158A - Radiographic image transformation panel, radiographic image detector, and radiographic image photographing system - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、放射線画像変換パネル、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに係り、特に、デジタル式の放射線画像撮影システムに用いられる放射線画像変換パネル、放射線画像検出器及び放射線画像撮影システムに関する。 The present invention relates to a radiation image conversion panel, a radiation image detector, and a radiation image capturing system, and more particularly, to a radiation image conversion panel, a radiation image detector, and a radiation image capturing system used in a digital radiation image capturing system.
従来より、被写体にX線等の放射線を照射し、当該被写体を透過した放射線の強度分布を検出して得られた放射線画像が広く利用されている。 Conventionally, radiation images obtained by irradiating a subject with radiation such as X-rays and detecting the intensity distribution of the radiation transmitted through the subject have been widely used.
放射線画像を得るための放射線画像撮影システムとしては、蛍光増感紙と放射線写真フィルムとを組み合わせて放射線画象を得るSFシステム(スクリーンフィルムシステム)が用いられていたが、近年では、撮影に際し放射線を検出して電気信号に変換し、放射線画像情報として蓄積するCR(Computed Radiography)やFPD(Flat Panel Detector)等を用いたデジタル式の放射線画像撮影システムが提案されている。デジタル式の放射線画像撮影システムでは、SFシステムのように、放射線フィルムを用いないので、現像処理等の煩雑なプロセスがなく、迅速に画像表示装置(例えば、陰極管や液晶表示パネル等)の画面上に放射線画像を描くことができる。 As a radiographic imaging system for obtaining a radiographic image, an SF system (screen film system) that obtains a radiographic image by combining a fluorescent intensifying screen and a radiographic film has been used. A digital radiographic imaging system using a CR (Computed Radiography), an FPD (Flat Panel Detector) or the like that detects and converts the signal into an electrical signal and stores it as radiographic image information has been proposed. The digital radiographic imaging system does not use a radiation film unlike the SF system, so there is no complicated process such as development processing, and the screen of an image display device (for example, a cathode ray tube or a liquid crystal display panel) can be quickly displayed. A radiation image can be drawn on top.
ここで、デジタル式の放射線画像撮影システムにおいて得られる放射線画像は、SFシステム同等以上の画質が得られるが、CR及びFPDは高価であり、また軽量なカセッテタイプ(移動タイプ)の放射線画像変換パネルを実現することが困難であった。そこで、以下に示すような安価でかつ軽量で高画質のデジタル放射線画像が得られる放射線画像変換パネルが開発されている。 Here, the radiographic image obtained in the digital radiographic imaging system can obtain an image quality equivalent to or higher than that of the SF system, but CR and FPD are expensive, and a lightweight cassette type (moving type) radiographic image conversion panel. It was difficult to realize. Therefore, a radiation image conversion panel has been developed that can obtain a digital radiation image that is inexpensive, lightweight, and high-quality as shown below.
特許文献1に記載の放射線画像変換パネルは、入射した放射線の強度に応じた電磁波を発光するシンチレータ層と、前記シンチレータ層から出力された電磁波を電荷に変換する光電変換層と、前記光電変換層で得られた電荷の蓄積およびその蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う画像信号出力層と、前記シンチレータ層から画像信号出力層を支持する基板とを備える放射線画像変換パネルにおいて、前記基板を樹脂で形成したものである。基板を樹脂で形成することにより、基板の軽量化ができるとともに、衝撃に対する耐性を向上させることができ、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能である。
The radiation image conversion panel described in
特許文献2に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献1に記載の放射線画像変換パネルにおいて、前記シンチレータ層に酸素O及び希土類元素のガドリニウムGd、ユウロピウムEuを含有する蛍光体を用いたものである。前記蛍光体は放射線吸収率が高く、発光効率が高いので、高画質の放射線画像を得ることができる。
The radiation image conversion panel described in Patent Document 2 is a radiation image conversion panel described in
また、特許文献3に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献1に記載の放射線画像変換パネルにおいて、各層の並び順を変えており、放射線は基板側からシンチレータ層側に向けて入射されるようになっている。このような構成にすることにより、シンチレータ層から光電変換層に発光される電磁波は、より散乱が少ないものとなり、放射線画像変換パネルの鮮鋭度を向上させることができる。
In addition, the radiation image conversion panel described in
さらに、特許文献4に記載の放射線画像変換パネルは、特許文献1に記載の放射線画像変換パネルにおいて、シンチレータ層の構成要素である蛍光体粒子を、光電変換層に分散させたものである。光電変換層をこのような構成とすることで、シンチレータ層を別途設ける必要が無く、高画質の放射線画像を得ることができる。
ここで、従来の光電変換層で用いられる電荷発生可能な材料としては、導電性高分子材料等、有機EL素子に使用されるような発光材料が挙げられる。そして、前記材料に、フラーレンやカーボンナノチューブ(Carbon Nanotube;以下、「CNT」とする)のような立体的なπ電子雲を有するナノカーボン材料を添加することにより、光電変換率の向上及び信号値の増加が可能である。 Here, as a material capable of generating a charge used in the conventional photoelectric conversion layer, a light emitting material used for an organic EL element, such as a conductive polymer material, can be cited. Further, by adding a nanocarbon material having a three-dimensional π electron cloud such as fullerene or carbon nanotube (hereinafter referred to as “CNT”) to the material, the photoelectric conversion rate is improved and the signal value is increased. Can be increased.
しかしながら、高濃度のナノカーボン材料を添加すると、ナノカーボン材料同士が凝集してしまうため、電荷発生層に均一に分散されなくなってしまい、光電変換率の低下や画像ムラの発生などが起こってしまうという問題があった。 However, when a high concentration of nanocarbon material is added, the nanocarbon materials are aggregated, so that they are not uniformly dispersed in the charge generation layer, resulting in a decrease in photoelectric conversion rate and generation of image unevenness. There was a problem.
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、ナノカーボン材料同士の凝集を防止して、電荷発生層に均一に分散させることにより、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネルの提供を目的とするものである。 The present invention has been made in view of the above points, and by preventing aggregation of nanocarbon materials and uniformly dispersing them in the charge generation layer, there is no radiation unevenness and a radiological image having a high photoelectric conversion rate. The purpose is to provide a conversion panel.
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、
入射した放射線のエネルギーを吸収する蛍光体粒子と、
前記蛍光体粒子から直接的又は間接的にエネルギーが移動して電荷が発生する電荷発生層と、
前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、
前記電荷蓄積素子で蓄積された電荷に基づいて画像信号の出力を行う画像信号出力素子と、
前記蛍光体粒子、前記電荷発生層、前記電荷蓄積層及び前記画像信号出力素子を支持する基板と、
を備える放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層は、導電性高分子化合物と、ナノカーボン/π共役系化合物複合体とを含有することを特徴とする。
In order to solve the above problem, the invention according to
Phosphor particles that absorb the energy of the incident radiation;
A charge generation layer in which energy is transferred directly or indirectly from the phosphor particles to generate charges;
A charge storage element for storing the charge obtained in the charge generation layer;
An image signal output element that outputs an image signal based on the charge accumulated in the charge accumulation element;
A substrate that supports the phosphor particles, the charge generation layer, the charge storage layer, and the image signal output element;
In a radiation image conversion panel comprising:
The charge generation layer contains a conductive polymer compound and a nanocarbon / π-conjugated compound composite.
請求項1に記載の発明によれば、電荷発生層は光導電性やキャリア移動性を向上させるための添加物としてナノカーボン/π共役系化合物複合体を含有する。この複合体は添加物として作用しつつ、複合体の分子内でのナノカーボン部位とπ共役系化合物部位との間にπ−π相互作用を発生させる。よって、複合体間でのπ−π相互作用の発生を抑えることができる。 According to the first aspect of the present invention, the charge generation layer contains a nanocarbon / π-conjugated compound complex as an additive for improving photoconductivity and carrier mobility. This complex acts as an additive and generates a π-π interaction between the nanocarbon site and the π-conjugated compound site in the molecule of the complex. Therefore, generation | occurrence | production of (pi)-(pi) interaction between composite_body | complex can be suppressed.
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記ナノカーボン/π共役系化合物複合体は、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との共有結合により形成されることを特徴とする。
The invention according to claim 2 is the radiation image conversion panel according to
The nanocarbon / π-conjugated compound composite is formed by a covalent bond between a nanocarbon material and a π-conjugated compound.
請求項2に記載の発明によれば、前記ナノカーボン/π共役系化合物複合体は、共有結合により形成されるので、複合体の分子内でのナノカーボン部位とπ共役系化合物部位との間に強いπ−π相互作用が発生する。よって、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができる。 According to the invention described in claim 2, since the nanocarbon / π-conjugated compound complex is formed by a covalent bond, the nanocarbon part and the π-conjugated compound part in the molecule of the complex are between. Strong π-π interaction occurs. Therefore, the occurrence of π-π interaction between the composites can be suppressed.
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記π共役系化合物は、ポルフィリン、フタロシアニンを基本骨格とすることを特徴とする。
The invention according to
The π-conjugated compound has a basic skeleton of porphyrin and phthalocyanine.
請求項3に記載の発明によれば、π共役系化合物は、ポルフィリン又はフタロシアニンを基本骨格とするので、複合体の電荷分離状態が安定化され、光励起により電荷分離複合体を形成させることができる。
According to the invention of
請求項4に記載の発明は、請求項1〜3のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記導電性高分子化合物は、ポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ(チオフェンビニレン)、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ(p‐フェニレン)又はポリアニリンを基本骨格とすることを特徴とする。
The invention according to claim 4 is the radiation image conversion panel according to any one of
The conductive polymer compound has polyphenylene vinylene, polythiophene, poly (thiophene vinylene), polyacetylene, polypyrrole, polyfluorene, poly (p-phenylene), or polyaniline as a basic skeleton.
請求項4に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。 According to invention of Claim 4, since the said electroconductive polymer compound consists of (pi) conjugated polymer compound, it can be set as a charge generation layer with a high photoelectric conversion rate.
請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記導電性高分子化合物は、ポリチオフェンを基本骨格とすることを特徴とする。
The invention according to claim 5 is the radiation image conversion panel according to any one of
The conductive polymer compound has polythiophene as a basic skeleton.
請求項5に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はポリチオフェンを基本骨格とするので、さらに光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。 According to the fifth aspect of the present invention, since the conductive polymer compound has polythiophene as a basic skeleton, a charge generation layer having a higher photoelectric conversion rate can be obtained.
請求項6に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子を備えるシンチレータ層と、
前記電荷発生層を備え、前記エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層と、
を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする。
The invention according to claim 6 is the radiation image conversion panel according to any one of
A scintillator layer comprising the phosphor particles;
A photoelectric conversion layer comprising the charge generation layer and converting the energy into electrical energy;
In order from the radiation irradiation direction.
請求項6に記載の発明によれば、前記放射線画像変換パネルは、前記蛍光体粒子を備えるシンチレータ層と、前記電荷発生層、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子を備える光電変換層と、を放射線照射方向から順に備えるので、光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができる。 According to the invention described in claim 6, the radiation image conversion panel includes a scintillator layer including the phosphor particles, a photoelectric conversion layer including the charge generation layer, the charge storage element, and the image signal output element, Are sequentially provided from the radiation irradiation direction, so that a radiation image conversion panel having a high photoelectric conversion rate can be obtained.
請求項7に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層と、前記シンチレータ層と、を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする。
The invention according to claim 7 is the radiation image conversion panel according to any one of
The photoelectric conversion layer and the scintillator layer are provided in order from a radiation irradiation direction.
請求項7に記載の発明によれば、前記放射線画像変換パネルは、前記光電変換層と、前記シンチレータ層と、を放射線照射方向から順に備えるので、より鮮鋭性の高い放射線画像変換パネルとすることができる。 According to invention of Claim 7, since the said radiographic image conversion panel is equipped with the said photoelectric conversion layer and the said scintillator layer in order from a radiation irradiation direction, it is set as a radiographic image conversion panel with higher sharpness. Can do.
請求項8に記載の発明は、請求項1〜5のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層は、前記蛍光体粒子を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is the radiation image conversion panel according to any one of
The photoelectric conversion layer includes the phosphor particles.
請求項8に記載の発明によれば、前記光電変換層は、前記蛍光体粒子を備えるので、シンチレータ層を光電変換層と区別して備える必要が無く、いわゆる直接型の放射線画像変換パネルとすることができる。 According to the invention described in claim 8, since the photoelectric conversion layer includes the phosphor particles, it is not necessary to provide the scintillator layer separately from the photoelectric conversion layer, and a so-called direct radiation image conversion panel is provided. Can do.
請求項9に記載の発明は、請求項1〜7のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記光電変換層を支持する基板は、樹脂からなることを特徴とする。
The invention according to claim 9 is the radiation image conversion panel according to any one of
The substrate that supports the photoelectric conversion layer is made of a resin.
請求項9に記載の発明によれば、前記構成要素を支持する基板を樹脂とすることによって、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能である。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to reduce the weight and improve the durability of the radiation image conversion panel by using a resin as a substrate that supports the components.
請求項10に記載の発明は、請求項1〜9のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子は、セシウムアイオダイド(CsI:Tl)又はガドリニウムオキシサルファイド(Gd2O2S:Tb)からなることを特徴とする。
The invention according to
The phosphor particles are made of cesium iodide (CsI: Tl) or gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S: Tb).
請求項10に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子はセシウムアイオダイド(CsI:Tl)又はガドリニウムオキシサルファイド(Gd2O2S:Tb)からなるので、X線吸収効率および発光効率の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
According to the invention described in
請求項11に記載の発明は、請求項1〜10のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子の結晶子サイズは、10nm〜100nmであることを特徴とする。
Invention of
The phosphor particles have a crystallite size of 10 nm to 100 nm.
請求項11に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子の結晶子サイズは10nm〜100nmであるので、発光効率が高く、粒状性が良い放射線画像変換パネルとすることができる。
ここで、蛍光体粒子の結晶子サイズとは、蛍光体粒子を構成する結晶子の大きさを示す指標であり、ウィルソン法により測定されるものとする。
According to the eleventh aspect of the present invention, since the crystallite size of the phosphor particles is 10 nm to 100 nm, a radiation image conversion panel having high luminous efficiency and good granularity can be obtained.
Here, the crystallite size of the phosphor particles is an index indicating the size of the crystallites constituting the phosphor particles, and is measured by the Wilson method.
請求項12に記載の発明は、請求項1〜11のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記蛍光体粒子の粒子サイズは、0.2μm〜5μmであることを特徴とする。
Invention of
The phosphor particles have a particle size of 0.2 μm to 5 μm.
請求項12に記載の発明によれば、前記蛍光体粒子の粒子サイズは、0.2μm〜5μmであるので、発光効率が高く、鮮鋭性の高い放射線画像変換パネルとすることができる。
According to invention of
請求項13に記載の発明は、請求項1〜12のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層で得られた電荷を蓄積する電荷蓄積素子と、前記電荷に基づいて画像信号の出力を行う画像信号出力素子とは、有機半導体からなることを特徴とする。
Invention of Claim 13 in the radiographic image conversion panel as described in any one of Claims 1-12,
The charge storage element that stores the charge obtained in the charge generation layer and the image signal output element that outputs an image signal based on the charge are made of an organic semiconductor.
請求項13に記載の発明によれば、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、有機半導体からなるので、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。 According to the thirteenth aspect of the present invention, since the charge storage element and the image signal output element are made of an organic semiconductor, the radiation image conversion panel can be manufactured at a low manufacturing cost.
請求項14に記載の発明は、請求項1〜13のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、分割されたシリコン積層構造の素子からなることを特徴とする。
The invention according to claim 14 is the radiation image conversion panel according to any one of
The charge storage element and the image signal output element are composed of divided silicon stacked structure elements.
請求項14に記載の発明によれば、前記電荷蓄積素子及び前記画像信号出力素子は、分割されたシリコン積層構造の素子からなるので、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。 According to the fourteenth aspect of the present invention, since the charge storage element and the image signal output element are composed of divided silicon stacked structure elements, a radiation image conversion panel with low manufacturing cost can be obtained.
請求項15に記載の発明は、可搬構造の放射線画像検出器において、
請求項1〜14のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルを備えることを特徴とする。
The invention according to claim 15 is a portable radiographic image detector,
It has the radiographic image conversion panel as described in any one of Claims 1-14, It is characterized by the above-mentioned.
請求項15に記載の発明によれば、請求項1〜14のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネルを備える可搬構造の放射線画像検出器であるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。 According to invention of Claim 15, since it is a portable structure radiographic image detector provided with the radiographic image conversion panel as described in any one of Claims 1-14, imaging | photography of a radiographic image is performed easily. be able to.
請求項16に記載の発明は、請求項15に記載の放射線画像検出器において、
前記放射線画像検出器を駆動させるために必要な電力を供給する電力供給手段を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 16 is the radiological image detector according to claim 15,
The apparatus includes a power supply unit that supplies power necessary to drive the radiation image detector.
請求項16に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、それを駆動させるために必要な電力を供給する電力供給手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。 According to the sixteenth aspect of the present invention, the radiographic image detector includes power supply means for supplying electric power necessary for driving the radiographic image detector, so that radiographic images can be easily captured.
請求項17に記載の発明は、請求項15又は16に記載の放射線画像検出器において、
前記画像信号を記憶する記憶手段を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 17 is the radiological image detector according to claim 15 or 16,
Storage means for storing the image signal is provided.
請求項17に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、放射線画像変換パネルから出力された画像信号を記憶する記憶手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。 According to the seventeenth aspect of the present invention, the radiological image detector includes the storage unit that stores the image signal output from the radiographic image conversion panel, so that radiographic images can be easily captured.
請求項18に記載の発明は、請求項17に記載の放射線画像検出器において、
前記記憶手段は着脱可能であることを特徴とする。
The invention according to claim 18 is the radiological image detector according to claim 17,
The storage means is detachable.
請求項18に記載の発明によれば、前記放射線画像検出器は、着脱可能な前記記憶手段を備えるので、放射線画像の撮影を容易に行うことができる。 According to the invention described in claim 18, since the radiation image detector includes the removable storage means, it is possible to easily take a radiation image.
請求項19に記載の発明は、放射線画像撮影システムにおいて、
請求項15〜18のいずれか一項に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
を備えることを特徴とする。
The invention according to claim 19 is a radiographic imaging system,
A radiographic imaging device having the radiographic image detector according to any one of claims 15 to 18,
A console connected to the radiographic imaging device and operating the radiographic image detector;
It is characterized by providing.
請求項19に記載の発明によれば、操作者がコンソールを操作することにより、放射線画像を撮影することができる。 According to the nineteenth aspect, a radiographic image can be taken by the operator operating the console.
請求項20に記載の発明は、
請求項17又は18に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の転送を行わせることを特徴とする。
The invention according to claim 20 provides
A radiographic imaging apparatus comprising the radiographic image detector according to claim 17 or 18,
An input operation unit that inputs an instruction from an operator and a control unit that controls image signal transfer processing by the radiographic image detector, and is connected to the radiographic imaging apparatus to operate the radiographic image detector Console,
In the radiographic imaging system characterized by comprising:
The control unit causes the radiographic image detector to transfer the image signal based on an input instruction from the input operation unit.
請求項20に記載の発明によれば、画像信号を放射線画像検出器の記憶手段に記憶しておき、任意のタイミングで転送を行うことができるため、画像信号を転送している間、例えば患者などの被写体を待たせることなく、効率よく連続して放射線画像の撮影を行うことが可能となる。 According to the invention described in claim 20, since the image signal can be stored in the storage means of the radiation image detector and transferred at an arbitrary timing, for example, during the transfer of the image signal, the patient Thus, it is possible to capture radiographic images efficiently and continuously without causing the subject to wait.
請求項21に記載の発明は、
請求項17又は18に記載の放射線画像検出器を有する放射線画像撮影装置と、
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の削除を行わせることを特徴とする。
The invention according to claim 21
A radiographic imaging apparatus comprising the radiographic image detector according to claim 17 or 18,
An input operation unit that inputs an instruction from an operator and a control unit that controls image signal transfer processing by the radiographic image detector, and is connected to the radiographic imaging apparatus to operate the radiographic image detector Console,
In the radiographic imaging system characterized by comprising:
The control unit causes the radiographic image detector to delete the image signal based on an input instruction from the input operation unit.
請求項21に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されている画像信号を操作者の判断に応じて削除することが可能となる。 According to the twenty-first aspect, the image signal stored in the storage unit can be deleted according to the judgment of the operator.
請求項1記載の発明によれば、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができるので、複合体同士のπ−π相互作用による凝集が防止できる。よって、複合体を電荷発生層に均一に分散させることができ、光電変換層には導電性高分子材料と添加物とが均一に分散されているので、画像ムラがなく光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to the first aspect of the invention, since the occurrence of π-π interaction between the composites can be suppressed, aggregation due to the π-π interaction between the composites can be prevented. Therefore, the composite can be uniformly dispersed in the charge generation layer, and the conductive polymer material and the additive are uniformly dispersed in the photoelectric conversion layer. An image conversion panel can be obtained, and a high-quality radiation image can be obtained.
請求項2に記載の発明によれば、複合体間のπ−π相互作用の発生を抑えることができるので、複合体同士のπ−π相互作用による凝集が防止できる。よって、複合体を電荷発生層に均一に分散させることができ、画像ムラがなく光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to the invention described in claim 2, since the occurrence of π-π interaction between the composites can be suppressed, aggregation due to the π-π interaction between the composites can be prevented. Therefore, the composite can be uniformly dispersed in the charge generation layer, and a radiation image conversion panel having no image unevenness and a high photoelectric conversion rate can be obtained, and a high-quality radiation image can be obtained.
請求項3に記載の発明によれば、複合体の電荷分離状態が安定化され、電荷分離が促進されるので、放射線画像変換パネルの光電変換率を向上させることができる。
According to the invention described in
請求項4に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。 According to invention of Claim 4, since the said electroconductive polymer compound consists of (pi) conjugated polymer compound, it can be set as a charge generation layer with a high photoelectric conversion rate.
請求項5に記載の発明によれば、前記導電性高分子化合物はπ共役系高分子化合物からなるので、さらに光電変換率の高い電荷発生層とすることができる。 According to the invention described in claim 5, since the conductive polymer compound is composed of a π-conjugated polymer compound, a charge generation layer having a higher photoelectric conversion rate can be obtained.
請求項6に記載の発明によれば、光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to invention of Claim 6, it can be set as a radiographic image conversion panel with a high photoelectric conversion rate, and a high quality radiographic image can be obtained.
請求項7に記載の発明によれば、鮮鋭性と光電変換率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to invention of Claim 7, it can be set as a radiographic image conversion panel with high sharpness and a high photoelectric conversion rate, and a high quality radiographic image can be obtained.
請求項8に記載の発明によれば、光電変換率が高い直接型の放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to invention of Claim 8, it can be set as a direct-type radiographic image conversion panel with a high photoelectric conversion rate, and a high quality radiographic image can be obtained.
請求項9に記載の発明によれば、放射線画像変換パネルの軽量化と耐性の向上が可能であり、耐性の充分な、軽量化された放射線画像検出器を得ることができる。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to reduce the weight and improve the durability of the radiation image conversion panel, and it is possible to obtain a light-weight radiation image detector having sufficient durability.
請求項10〜12に記載の発明によれば、X線吸収効率及び発光効率の高い放射線画像変換パネルとすることができ、高画質の放射線画像を得ることができる。 According to invention of Claims 10-12, it can be set as a radiographic image conversion panel with high X-ray absorption efficiency and luminous efficiency, and a high quality radiographic image can be obtained.
請求項13、14に記載の発明によれば、製造コストの低い放射線画像変換パネルとすることができる。 According to invention of Claim 13, 14, it can be set as the radiation image conversion panel with low manufacturing cost.
請求項15〜18に記載の発明によれば、可搬構造の放射線画像検出器とすることができ、容易に放射線画像を得ることができる。 According to invention of Claim 15-18, it can be set as a radiographic image detector of a portable structure, and a radiographic image can be obtained easily.
請求項19に記載の発明によれば、操作者がコンソールを操作することにより、放射線画像を撮影することができる。 According to the nineteenth aspect, a radiographic image can be taken by the operator operating the console.
請求項20に記載の発明によれば、画像信号を放射線画像検出器の記憶手段に記憶しておき、任意のタイミングで転送を行うことができるため、画像信号を転送している間、例えば患者などの被写体を待たせることなく、効率よく連続して放射線画像の撮影を行うことが可能となる。 According to the invention described in claim 20, since the image signal can be stored in the storage means of the radiation image detector and transferred at an arbitrary timing, for example, during the transfer of the image signal, the patient Thus, it is possible to capture radiographic images efficiently and continuously without causing the subject to wait.
請求項21に記載の発明によれば、記憶手段に記憶されている画像信号を操作者の判断に応じて削除することが可能となる。 According to the twenty-first aspect, the image signal stored in the storage unit can be deleted according to the judgment of the operator.
以下に、本発明の放射線画像変換パネルに係る実施の形態について、図面を参照して説明する。ただし、発明の範囲を図示例に限定するものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加え得ることは勿論である。 Embodiments of the radiation image conversion panel of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the invention is not limited to the illustrated examples, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the scope of the invention.
[第1の実施形態]
図1に示すように、本実施形態の放射線画像変換パネル1aは、入射した放射線の強度に応じた電磁波を発光するシンチレータ層10と、シンチレータ層10からの電磁波を吸収して電荷を発生する光電変換層20aと、光電変換層20aで得られた電荷の蓄積及びその蓄積された電荷に基づく信号の出力を行う画像信号出力層30と、シンチレータ層10、光電変換層20a及び画像信号出力層30を支持する基板40と、からなる。
以下、各構成について述べる。
[First Embodiment]
As shown in FIG. 1, the radiation
Each configuration will be described below.
シンチレータ層10は、蛍光体からなる蛍光体粒子11を主たる成分とするものであり、入射した放射線のエネルギーを吸収して、波長が300nmから800nmの電磁波、すなわち、可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波(光)を発光する。
The
シンチレータ層10で用いられる蛍光体は、CaWO4、CaWO4:Pb、MgWOなどのタングステン酸塩系蛍光体、Y2O2S:Tb、Gd2O2S:Tb、La2O2S:Tb、(Y,Gd)2O2S:Tb、(Y,Gd)2O2S:Tb,Tmなどのテルビウム賦活希土類酸硫化物系蛍光体、YPO4:Tb、GdPO4:Tb、LaPO4:Tbなどのテルビウム賦活希土類燐酸塩系蛍光体、LaOBr:Tb、LaOBr:Tb,Tm、LaOCl:Tb、LaOCl:Tb,Tm、GdOBr:Tb、GdOBr:Tb,Tm、GdOCl:Tb、GdOCl:Tb,Tmなどのテルビウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、LaOBr:Tm、LaOCl:Tmなどのツリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、LaOBr:Gd、LuOCl:Gdなどのガドリニウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、GdOBr:Ce、GdOCl:Ce、(Gd,Y)OBr:Ce、(Gd,Y)OCl:Ceなどのセリウム賦活希土類オキシハロゲン化物系蛍光体、BaSO4:Pb、BaSO4:Eu2+、(Ba,Sr)SO4:Eu2+などの硫酸バリウム系蛍光体、Ba3(PO4)2:Eu2+、(Ba2PO4)2:Eu2+、Sr3(PO4)2:Eu2+、(Sr2PO4)2:Eu2+などの2価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属燐酸塩系蛍光体、BaFCl:Eu2+、BaFBr:Eu2+、BaFCl:Eu2+,Tb、BaFCl:Eu2+,Tb、BaF2・BaCl2・KCl:Eu2+、(Ba,Mg)F2・BaCl2・KCl:Eu2+などの2価のユーロピウム賦活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体、CsI:Na、CsI:Tl、NaI、KI:Tlなどの沃化物系蛍光体、ZnS:Ag、(Zn,Cd)S:Ag、(Zn,Cd)S:Cu、(Zn,Cd)S:Cu,Agなどの硫化物系蛍光体、HfP2O7、HfP2O7:Cu、Hf3(PO4)4などの燐酸ハフニウム系蛍光体、YTaO4、YTaO4:Tm、YTaO4:Nb、(Y,Sr)TaO4:Nb、LuTaO4、LuTaO4:Tm、LuTaO4:Nb、(Lu,Sr)TaO4:Nb、GdTaO4:Tm、Mg4Ta2O9:Nb、Gd2O3・Ta2O5・B2O3:Tbなどのタンタル酸塩系蛍光体、他に、Gd2O2S:Eu3+、(La,Gd,Lu)2Si2O7:Eu、ZnSiO4:Mn、Sr2P2O7:Eu、などを用いることができる。 The phosphor used in the scintillator layer 10 is a tungstate phosphor such as CaWO 4 , CaWO 4 : Pb, MgWO, Y 2 O 2 S: Tb, Gd 2 O 2 S: Tb, La 2 O 2 S: Terbium-activated rare earth oxysulfide phosphors such as Tb, (Y, Gd) 2 O 2 S: Tb, (Y, Gd) 2 O 2 S: Tb, Tm, YPO 4 : Tb, GdPO 4 : Tb, LaPO 4 : Terbium-activated rare earth phosphate phosphor such as Tb, LaOBr: Tb, LaOBr: Tb, Tm, LaOCl: Tb, LaOCl: Tb, Tm, GdOBr: Tb, GdOBr: Tb, Tm, GdOCl: Tb, GdOCl: Terbium activated rare earth oxyhalide phosphors such as Tb and Tm, thulium activated rare earth oxyhalide phosphors such as LaOBr: Tm, LaOCl: Tm Gadolinium-activated rare earth oxyhalide phosphors such as LaOBr: Gd and LuOCl: Gd, cerium-activated rare earths such as GdOBr: Ce, GdOCl: Ce, (Gd, Y) OBr: Ce, and (Gd, Y) OCl: Ce Oxyhalide phosphors, BaSO 4 : Pb, BaSO 4 : Eu 2+ , (Ba, Sr) SO 4 : Eu 2+ and other barium sulfate phosphors, Ba 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , (Ba 2 PO 4 ) 2 : Eu 2+ , Sr 3 (PO 4 ) 2 : Eu 2+ , (Sr 2 PO 4 ) 2 : Eu 2+, etc., divalent europium activated alkaline earth metal phosphate-based fluorescence Body, BaFCl: Eu 2+ , BaFBr: Eu 2+ , BaFCl: Eu 2+ , Tb, BaFCl: Eu 2+ , Tb, BaF 2 .BaCl 2 .KCl: Eu 2+ , (Ba, Mg) F 2. BaCl 2・ KCl : Divalent europium-activated alkaline earth metal fluoride halide phosphors such as Eu 2+ , iodide phosphors such as CsI: Na, CsI: Tl, NaI, KI: Tl, ZnS: Ag, (Zn , Cd) S: Ag, (Zn, Cd) S: Cu, sulfide-based phosphors such as (Zn, Cd) S: Cu, Ag, HfP 2 O 7 , HfP 2 O 7 : Cu, Hf 3 (PO 4 ) Hafnium phosphate phosphors such as 4 , YTaO 4 , YTaO 4 : Tm, YTaO 4 : Nb, (Y, Sr) TaO 4 : Nb, LuTaO 4 , LuTaO 4 : Tm, LuTaO 4 : Nb, (Lu, Sr) tantalate phosphors such as TaO 4 : Nb, GdTaO 4 : Tm, Mg 4 Ta 2 O 9 : Nb, Gd 2 O 3 .Ta 2 O 5 .B 2 O 3 : Tb, Gd 2 O 2 S: Eu 3+ , (La, Gd, Lu) 2 Si 2 O 7 : Eu, ZnSiO 4 : Mn, Sr 2 P 2 O 7 : Eu, or the like can be used.
特に、X線吸収及び発光効率が高いセシウムアイオダイド(CsI:Tl)やガドリニウムオキシサルファイド(Gd2O2S:Tb)が好ましく、これらを用いることで、ノイズの低い高画質の画像を得ることができる。 In particular, cesium iodide (CsI: Tl) and gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S: Tb), which have high X-ray absorption and emission efficiency, are preferable. By using these, high-quality images with low noise can be obtained. Can do.
蛍光体粒子11を構成する結晶子の大きさを示す指標である結晶子サイズ(ウィルソン法による)は10nm〜100nmである。結晶子サイズが10nmよりも小さいと発光効率が低くなり、100nmよりも大きいと作製時の蛍光体収集率が悪化するためである。また、蛍光体粒子11の粒子サイズは0.2μm〜5μmとする。粒子サイズが0.2μmよりも小さいと発光効率が低くなり、5μmよりも大きいとシンチレータ層10内での発光の散乱が大きくなり鮮鋭性が悪化するためである。この蛍光体粒子11の粒子サイズは0.5μm〜2μmが好ましい。
The crystallite size (by the Wilson method), which is an index indicating the size of the crystallite constituting the
さらに、蛍光体粒子11の形状は球状であることが好ましい。球状であることにより、蛍光体粒子11の分散性が高くなり、蛍光体粒子11の充填率を高められるので、粒状性の向上をはかることができるからである。
Furthermore, the shape of the
蛍光体粒子11は以下のようなバインダー12に分散されることとしてもよい。例えば、ポリウレタン、塩化ビニル共重合体、塩化ビニル−アクリロニトリル共重合体、ブタジエン−アクリロニトリル共重合体、ポリアミド樹脂、ポリビニルブチラール、セルロース誘導体、スチレン−ブタジエン共重合体、各種合成ゴム系樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、尿素樹脂、メラニン樹脂、フェノキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル系樹脂、尿素ホルムアミド樹脂等があげられる。中でもポリウレタン、ポリエステル、塩化ビニル系共重合体、ポリビニルブチラール、ニトロセルロースを使用することが好ましい。このような好ましいバインダー12を用いることで、蛍光体粒子11の分散性を高め、蛍光体の充填率を高くすることが可能である。
The
光電変換層20aはシンチレータ層10の放射線照射面側とは逆の面側に設けられており、図1では簡略化したが、シンチレータ層10側から順に、隔膜、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を備えている。以下、順次説明する。
The
隔膜は、シンチレータ層10と他の層を分離するためのものであり、例えばOxi-nitrideなどが用いられる。
The diaphragm is for separating the
透明電極膜とは、光電変換される電磁波を透過させる電極のことであり、基板上や他の層上に形成してもよい。透明電極膜は、例えばインジウムチンオキシド(ITO)、SnO2、ZnOなどの導電性透明材料を用いて形成される。 The transparent electrode film is an electrode that transmits an electromagnetic wave to be photoelectrically converted, and may be formed on a substrate or another layer. The transparent electrode film is formed using a conductive transparent material such as indium tin oxide (ITO), SnO 2 , or ZnO.
電荷発生層は、光電変換可能な化合物、つまり、電磁波(光)によって放射線からエネルギーが移動して電荷分離する化合物を含有しており、電荷を発生し得る電子供与体としての導電性高分子化合物と、電子受容体としての添加物とを含有するものである。 The charge generation layer contains a compound that can be converted photoelectrically, that is, a compound that separates charges by transferring energy from radiation by electromagnetic waves (light), and serves as an electron donor that can generate charges. And an additive as an electron acceptor.
電荷発生層で用いられる導電性高分子化合物としては、化1に示したポリフェニレンビニレン、ポリチオフェン、ポリ(チオフェンビニレン)、ポリアセチレン、ポリピロール、ポリフルオレン、ポリ(p‐フェニレン)又はポリアニリンの基本骨格を持つものが好ましい(化1で、xは1以上の整数であることが好ましい)。化2にポリフェニレンビニレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化2で、n、m、k、jは0以上の整数、xは2以上の整数である)。化3にポリチオフェン及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化3で、n、mは0以上の整数、kは1以上の整数、xは2以上の整数である)。化4にポリ(チオフェンビニレン)及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化4で、n、m、k、jは0以上の整数、xは2以上の整数である)。化5にポリアセチレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化5で、n、mは0以上の整数、xは2以上の整数である)。化6にポリピロール及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化6で、nは0以上の整数、kは1以上の整数、xは1以上の整数である)。化7にポリフルオレン及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化7で、n、mは0以上の整数、xは1以上の整数である)。化8にポリ(p−フェニレン)及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化8で、n、mは0以上の整数、x、yは1以上の整数である)。化9にポリアニリン及びその誘導体の好ましい具体例を示す(化9で、nは0以上の整数、xは2以上の整数である)。なお、導電性高分子は化2〜化9に示した具体例に限られず、蛍光体粒子との組み合わせの観点から、ポリチオフェン及びその誘導体が最も好ましい。
電荷発生層には、複数のπ共役高分子化合物間での光導電性やキャリア移動性の向上を図るために、立体的なπ電子雲を有する添加物が添加されている。前記添加物は、以下に説明する、ナノカーボン材料とπ共役系化合物とが複合したナノカーボン/π共役系化合物複合体である(図2、図3参照)。 In the charge generation layer, an additive having a three-dimensional π electron cloud is added in order to improve photoconductivity and carrier mobility between a plurality of π-conjugated polymer compounds. The additive is a nanocarbon / π-conjugated compound composite in which a nanocarbon material and a π-conjugated compound are combined as described below (see FIGS. 2 and 3).
ナノカーボン材料とは、炭素原子が球状または筒状に繋がり、直径がナノサイズのものである。例えばフラーレンC−60,フラーレンC−70,フラーレンC−76,フラーレンC−78,フラーレンC−84,フラーレンC−240,フラーレンC−540,ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブ、多層ナノチューブ、単層ナノチューブ、ナノホーン(円錐型)等を基本骨格に持つものが挙げられる。化10にフラーレン誘導体の好ましい具体例を示す。化11にCNT誘導体の好ましい具体例を示す(化11で、nは1以上の整数である)。なお、ナノカーボン材料については、化10、化11に示した具体例に限られない。
π共役系化合物とは、π電子を7個以上有する芳香族化合物であるものとする。よって、例えば、π電子を6個しかもたないベンゼンはπ共役系化合物に該当せず、ナフタレンはπ電子を10個有するのでπ共役系化合物に該当する。π共役系化合物はナノカーボン材料との間にπ−π相互作用を発生させるので、複合体内でπ−π相互作用が発生しナノカーボン材料のπ電子雲がより広範囲に広がり、π電子雲の拡張された添加物となる。 The π-conjugated compound is an aromatic compound having 7 or more π electrons. Therefore, for example, benzene having only 6 π electrons does not correspond to a π-conjugated compound, and naphthalene corresponds to a π-conjugated compound because it has 10 π electrons. Since the π-conjugated compound generates a π-π interaction with the nanocarbon material, the π-π interaction occurs within the composite, and the π electron cloud of the nanocarbon material spreads more widely, It becomes an extended additive.
π共役系化合物は、ポルフィリン又はフタロシアニンを基本骨格とするものが好ましい。このような構造のπ共役系化合物はπ電子を多数有しており、光照射により電子を放出する。よって、蛍光体からの電磁波(光)を受けて、ナノカーボン/π共役系化合物複合体は容易に電荷分離状態の錯体となる。化12にポルフィリン誘導体の好ましい具体例を示す(化12で、nは0以上の整数、mは1以上の整数である)。化13にフタロシアニン誘導体の好ましい具体例を示す(化13で、nは0以上の整数である)。なお、π共役系化合物については、化12、化13に示した具体例に限られない。
ナノカーボン/π共役系化合物複合体は、一つのナノカーボン材料に対してπ共役系化合物が少なくとも一つ複合したものであり、その複合方法としては、イオン結合、静電相互作用、金属とリガンドを用いた配位結合、π−π相互作用、共有結合等によるものが挙げられる。ここで、両者間には前記のような相互作用が生じていればよく、複合体はナノカーボン材料とπ共役系化合物とが結合したものに限られないが、π電子雲を拡張するという観点から、好ましくは共有結合したものであり、特にπ−π相互作用によるものが好ましい。 The nanocarbon / π-conjugated compound composite is a composite in which at least one π-conjugated compound is combined with one nanocarbon material. Examples of the composite method include ion bonding, electrostatic interaction, metal and ligand. Coordination bond using π, π-π interaction, covalent bond and the like. Here, it is sufficient that the interaction described above occurs between the two, and the composite is not limited to a combination of the nanocarbon material and the π-conjugated compound, but the viewpoint of expanding the π electron cloud. Therefore, it is preferably a covalent bond, particularly preferably a π-π interaction.
また、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との間にはスペーサを介在させてもよい。スペーサとしては、アルキル基、フェニル基、アミド基、エステル基、アセチレン基、オリゴチオフェン及びこれらに置換基が結合した構造等が挙げられ、特にアルキル基を含むものが好ましい。 In addition, a spacer may be interposed between the nanocarbon material and the π-conjugated compound. Examples of the spacer include an alkyl group, a phenyl group, an amide group, an ester group, an acetylene group, an oligothiophene, and a structure in which a substituent is bonded to these, and those containing an alkyl group are particularly preferable.
ナノカーボン/π共役系化合物複合体は、複合体内でπ−π相互作用を発生させるので、複合体間でのπ−π相互作用が抑制される。そのため、ナノカーボン/π共役系化合物複合体同士が凝集するのを防止するので、電荷発生層に均一に添加物として分散させることができ、光電変換層20aの光電変換率を向上させるとともに、得られる放射線画像の画像ムラを防止する。
Since the nanocarbon / π-conjugated compound complex generates a π-π interaction in the complex, the π-π interaction between the complexes is suppressed. Therefore, since the nanocarbon / π-conjugated compound complex is prevented from aggregating with each other, it can be uniformly dispersed as an additive in the charge generation layer, and the photoelectric conversion rate of the
ナノカーボン/π共役系化合物複合体は、複合体内におけるπ−π相互作用により、ナノカーボン自身のπ電子雲よりも拡張されたπ電子雲を有しており、また、複合体内において電荷分離を発生させている。よって、電荷発生層で発生した電荷を安定化し、電荷輸送中の再結合を防止するので、光電変換層20aの光電変換率を向上させることができる。
The nanocarbon / π-conjugated compound composite has a π-electron cloud that is larger than the π-electron cloud of the nanocarbon itself due to the π-π interaction in the composite, and also performs charge separation in the composite. Is generated. Therefore, the charge generated in the charge generation layer is stabilized and recombination during charge transport is prevented, so that the photoelectric conversion rate of the
電荷発生層の膜厚は、光吸収量を稼ぐといった観点から、50nm以上(特に100nm以上)が好ましく、また電気抵抗が大きくなりすぎないといった観点から、1μm以下(特に300nm以下)が好ましい。 The film thickness of the charge generation layer is preferably 50 nm or more (particularly 100 nm or more) from the viewpoint of increasing the amount of light absorption, and is preferably 1 μm or less (particularly 300 nm or less) from the viewpoint that the electric resistance does not become too large.
導電層は、例えばクロムなどで生成されている。また、一般の金属電極若しくは前記透明電極の中から選択可能であるが、良好な特性を得るためには仕事関数の小さい(4.5eV以下)金属、合金、電気伝導性化合物及びこれらの混合物を電極物質とするものが好ましい。 The conductive layer is made of, for example, chromium. In addition, a general metal electrode or the transparent electrode can be selected, but in order to obtain good characteristics, a metal, an alloy, an electrically conductive compound and a mixture thereof having a small work function (4.5 eV or less) are used. What is used as an electrode material is preferable.
画像信号出力層30は光電変換層20aの放射線照射面側とは逆の面側に設けられており、光電変換層20aで得られた電荷の蓄積および蓄積された電荷に基づく信号の出力を行っている。画像信号出力層30は、光電変換層20aで生成された電荷を画素毎に蓄積する電荷蓄積素子であるコンデンサ31と、蓄積された電荷を信号として出力する画像信号出力素子であるトランジスタ32を用いて構成されている。
The image
トランジスタ32は、例えばTFT(薄膜トランジスタ)を用いるものとする。このTFTは、液晶ディスプレイ等に使用されている無機半導体系のものでも、有機半導体を用いたものでもよく、好ましくはプラスチックフィルム上に形成されたTFTである。プラスチックフィルム上に形成されたTFTとしては、アモルファスシリコン系のものが知られているが、その他、米国Alien Technology社が開発しているFSA(Fluidic Self Assembly)技術、即ち、単結晶シリコンで作製した微小CMOS(Nanoblocks)をエンボス加工したプラスチックフィルム上に配列させることで、フレキシブルなプラスチックフィルム上にTFTを形成するものとしても良い。さらに、Science283,822(1999)やAppl.Phys.Lett,771488(1998)、Nature,403,521(2000)等の文献に記載されているような有機半導体を用いたTFTであってもよい。
As the
このように、本発明に用いられるトランジスタ32としては、上記FSA技術で作製したTFT及び有機半導体を用いたTFTが好ましく、特に好ましいものは有機半導体を用いたTFTである。この有機半導体を用いてTFTを構成すれば、シリコンを用いてTFTを構成する場合のように真空蒸着装置等の設備が不要となり、印刷技術やインクジェット技術を活用してTFTを形成できるので、製造コストが安価となる。さらに、加工温度を低くできることから熱に弱いプラスチック基板上にも形成できる。
Thus, as the
トランジスタ32には、光電変換層20aで発生した電荷を蓄積するとともに、コンデンサ31の一方の電極となる収集電極(図示せず)が電気的に接続されている。コンデンサ31には光電変換層20aで生成された電荷が蓄積されるとともに、この蓄積された電荷はトランジスタ32を駆動することで読み出される。すなわちトランジスタ32を駆動させることで放射線画像の画素毎の信号を出力させることができる。
The
基板40は、放射線画像変換パネル1aの支持体である。この基板40には樹脂やガラス基板などが用いられるが、耐性の向上や軽量化といった観点から、樹脂を用いるのが好ましい。
The
次に、放射線画像変換パネル1aによる画像信号の出力について説明する。
本実施形態の放射線画像変換パネル1aに入射された放射線は、シンチレータ層10側から基板40側に向けて入射される。
Next, output of an image signal by the radiation
The radiation incident on the radiation
まず、放射線はシンチレータ層10に入射し、シンチレータ層10には蛍光体粒子11が含まれているので、シンチレータ層10において蛍光体粒子11が放射線のエネルギーを吸収し、その強度に応じた電磁波が発光される。発光された電磁波のうち、光電変換層20aに入射される電磁波は、光電変換層20aの隔膜、透明電極を貫通し、電荷発生層に到達する。そして、電荷発生層には導電性高分子及びナノカーボン/π共役系化合物複合体が含まれているので、電荷発生層において、電磁波は吸収され、その強度に応じて正孔と電子のペア(電荷分離状態)が形成される。発生した電荷は、内部電界により正孔と電子はそれぞれ異なる電極(透明電極膜及び導電層)へ運ばれ、光電流が検出される。この際、電荷発生層にはナノカーボン/π共役系化合物複合体が均一に添加されているので、発生した電荷は安定に存在することができ、電荷輸送中の再結合が抑制される。
First, radiation is incident on the
このようにして、発生した電荷は導電層に運ばれ、画像信号出力層30のコンデンサ31に蓄積される。蓄積された電荷はトランジスタ31に接続されているトランジスタ32を駆動させ、画像信号を出力する。
In this way, the generated charges are carried to the conductive layer and accumulated in the
以上述べたように本実施形態によれば、電荷発生層において、光電変換率の向上のため、ナノカーボン/π共役系化合物複合体を添加させているので、複合体同士の凝集が防止でき、均一な電荷発生層を得ることができる。よって、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネル1aとすることができる。
また、ナノカーボン材料にπ共役系化合物を複合させることで、π電子雲はさらに拡張され、電荷発生層で発生した電荷を安定化させるので、光電変換率がさらに高い放射線画像変換パネル1aとすることができる。
As described above, according to the present embodiment, in the charge generation layer, the nanocarbon / π conjugated compound composite is added to improve the photoelectric conversion rate. A uniform charge generation layer can be obtained. Therefore, the radiation
Further, by combining the π-conjugated compound with the nanocarbon material, the π electron cloud is further expanded and the charge generated in the charge generation layer is stabilized, so that the radiation
次に、本実施形態の放射線画像変換パネル1aを備えた放射線画像検出器50について簡単に説明する。
Next, the
放射線画像検出器50の構造の一例を図4に示す。放射線画像検出器50には、放射線画像変換パネル1a、放射線画像検出器50の動作を制御する制御部51、書き換え可能な読み出し専用メモリ(例えばフラッシュメモリ)等を用いて放射線画像変換パネル1aから出力された画像信号を記憶する記憶手段であるメモリ部52、放射線画像変換パネル1aを駆動して画像信号を得るために必要とされる電力を供給する電力供給手段である電源部53、等が筐体54の内部に設けられており、筐体54には必要に応じて放射線画像検出器50から外部に通信を行うための通信用のコネクタ55、放射線画像検出器50の動作を切り換えるための操作部56、放射線画像の撮影準備の完了やメモリ部52に所定量の画像信号が書き込まれたことを示す表示部57、等が設けられている。
An example of the structure of the
ここで、図4に示すように、放射線画像検出器50に電源部53を設けるとともに放射線画像の画像信号を記憶するメモリ部52を設け、コネクタ55を介して放射線画像検出器50を着脱自在にすれば、放射線画像検出器50を持ち運びできる可搬構造とすることができる。さらに、不揮発性メモリを用いてメモリ部52を着脱可能に構成すれば、放射線画像検出器50と画像処理部51を接続しなくとも、メモリ部52を後述する画像処理部63に装着するだけで画像信号を画像処理部63に供給できることから、更に放射線画像の撮影及び画像処理が容易となり、操作性を向上できる。なお、放射線画像検出器50を据置き型として用いる場合には、コネクタ55を介して電力の供給や画像信号の読み出しを行うことで、メモリ部52や電源部53を設けなくとも、放射線画像の画像信号を得られることは勿論である。
Here, as shown in FIG. 4, the
次に、図5を参照して、このような放射線画像検出器50を用いた放射線画像撮影システムの概略を述べる。
Next, an outline of a radiographic imaging system using such a
図5は、本発明による放射線画像検出器を適用した放射線画像撮影システム60の一実施形態の概略構成を示す図である。
FIG. 5 is a diagram showing a schematic configuration of an embodiment of a radiographic
本実施形態による放射線画像撮影システム60は、図5に示すように、放射線画像撮影に関する情報を管理するサーバ61と、放射線画像撮影に関する操作を行う撮影操作装置62と、例えば無線LAN(Local Area Network)等の無線通信方式による通信を行うための基地局63と、放射線画像検出器50を操作するコンソール64とがネットワーク65を通じて接続されている。撮影操作装置62にはケーブルなどを介して、被写体(本実施形態においては患者66)に放射線を照射して放射線画像の撮影を行う放射線画像撮影装置67が接続されている。ここで、ネットワーク65は、当該システム専用の通信回線であっても良いが、システム構成の自由度が低くなってしまう等の理由のため、イーサネット(Ethernet;登録商標)等の既存の回線である方が好ましい。
As shown in FIG. 5, the radiographic
サーバ61は、コンピュータで構成されており、サーバ61には、サーバ61を構成する各部を制御する制御部、各種情報や操作者の指示を入力する入力操作部、及び、各種情報を記憶する外部記憶装置等が設けられている(いずれも図示しない)。
The
サーバ61の制御部は、入力操作部から入力された患者情報や撮影情報等をそれぞれ対応付けた状態で、外部記憶装置に記憶させるようになっている。患者情報とは、患者66の氏名、年齢、性別、生年月日、患者66を特定するための患者ID番号等の患者66に関する情報である。また、撮影情報とは、撮影部位(被撮影者の身体上の撮影する部分)、撮影する方向や方法等の撮影を行うために必要な情報である。
The control unit of the
なお、サーバ61に代えて、IDカードに予め書き込まれた患者情報や撮影情報を読み取るカードリーダ等の情報読取装置を設けるようにしてもよい。
Instead of the
放射線画像撮影装置67は、放射線源67aを有しており、この放射線源67aに管電圧が印加されることによって、放射線を発生するようになっている。放射線源67aの放射線照射口には、放射線照射野を調節する絞り装置67bが、開閉自在に設けられている。放射線源67aの下方であって放射線照射範囲には、放射線画像検出器50を介して患者66を載置させる寝台67cが設けられている。
The
撮影操作装置62は、情報を表示する表示部や操作者である放射線技師からの指示を入力する入力操作部(いずれも図示せず)等を備えるコンピュータで構成されており、撮影条件に対応する管電圧値、放射線の線量及び照射野絞り値により撮影が行われるように、放射線画像撮影装置67の放射線源67a及び絞り装置67b等を制御するようになっている。
The
コンソール64は、図6に示すように、制御部64a、RAM64b、ROM64c、表示部64d、入力操作部64e、通信部64f等を備えて構成されており、各部はバス64gにより接続されている。
As shown in FIG. 6, the
表示部64dは、例えば、CRT(Cathode Ray Tube)やLCD(Liquid Crystal Display)等を備えて構成され、制御部64aから出力され入力される表示信号の指示に従って、各種画面を表示するようになっている。
The
入力操作部64eは、例えば、キーボードやマウス等から構成されており、キーボードで押下操作されたキーの押下信号やマウスによる操作信号を入力信号として制御部64aに対して出力するようになっている。
The
通信部64fは、無線LAN等の無線通信方式により、基地局63を介して、放射線画像検出器50との間で各種情報の通信を行うものである。
The
制御部64aは、例えば、CPU等から構成され、ROM64cに格納される所定のプログラムを読み出してRAM64bの作業領域に展開し、当該プログラムに従って各種処理を実行する。
The
制御部64aは、受信した各種情報を、基地局63を介して無線で放射線画像検出器50に対して送信するようになっている。
The
また、制御部64aは、前記入力操作部64eからの入力指示に基づいて、放射線画像検出器50に画像信号の転送を行わせるようになっている。
The
さらに、制御部64aは、前記入力操作部64eからの入力指示に基づいて、放射線画像検出器50に記憶されている画像信号の削除を行わせるようになっている。
Further, the
次に、放射線画像撮影システム60の作用について説明する。
Next, the operation of the radiation
放射線画像の撮影が行われる際には、サーバ61から撮影操作装置62に対して、患者情報や撮影情報が送信される。撮影操作装置62は受信したこれらの情報を適宜表示部に表示し、放射線技師はこれらの情報を確認しながら放射線画像の撮影を行う。
When radiographic images are captured, patient information and imaging information are transmitted from the
撮影操作装置62は、受信した撮影情報に含まれる管電圧値、線量及び照射野絞り値に基づいて、放射線画像撮影装置67の放射線源67a及び絞り装置67bを制御し、放射線画像撮影装置67は、これらの条件下で放射線を患者66に対して照射する。
The
このとき、放射線画像検出器50が、寝台67c上であって患者66の下に差しこまれており、患者66を透過する放射線量を検出し、検出した放射線を電気信号に変換して画像信号を取得し、取得した画像信号をメモリ部52に記憶する。
At this time, the
そして、放射線画像検出器50のメモリ部52に記憶されている放射線画像の画像信号が、基地局63を介して無線によりコンソール64へ送信される。
Then, the radiographic image signal stored in the
コンソール64は、通信部64fを介して受信した画像信号と患者情報等と関連付けて、サーバ61に対して送信する。その後、各画像信号は、サーバ61より画像処理がなされた後、適宜出力され、放射線画像として医師による診断に供される。
The
以上より、本実施形態に係る放射線画像撮影システム60によれば、画像ムラがなく、光電変換率が高い放射線画像変換パネル1aを備える放射線画像検出器50を用いているので、高画質の放射線画像を得ることができる。
As described above, according to the radiographic
[第2の実施形態]
次に、本発明の第2の実施形態について説明する。
図7に示すように、第2の実施形態の放射線画像変換パネル1bは、第1の実施形態と同様にシンチレータ層10、光電変換層20a、画像信号出力層30及び基板40を備えている。第1の実施形態においては、放射線画像変換パネル1aはシンチレータ層10、光電変換層20a、画像信号出力層30及び基板40を放射線照射方向から順に備えているものとしたが、本実施形態においては、基板40、画像信号出力層30、光電変換層20a及びシンチレータ層10を放射線照射方向から順に備えており、放射線は基板40からシンチレータ層10側に向けて入射されるようになっている。
[Second Embodiment]
Next, a second embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 7, the radiation
このような構成の放射線画像変換パネル1bによる画像信号の出力について説明すると、まず、放射線は基板40に入射し、画像信号出力層30、光電変換層20aをこの順に通過し、シンチレータ層10に到達する。すると、シンチレータ層10において放射線の強度に応じて発光される電磁波は散乱がより少なくなる。その後、電磁波は光電変換層20aにおいて光電変換され、画像信号出力層30から画像信号が出力される。よって、放射線画像変換パネル1bの鮮鋭度を向上させつつ、第1の実施形態と同様の効果を得ることができる。
The output of the image signal by the radiation
[第3の実施形態]
次に、本発明の第3の実施形態について説明する。
図8に示すように、第3の実施形態の放射線画像変換パネル1cにおける光電変換層20cは、第1の実施形態の光電変換層20aに蛍光体粒子11を備えることとしたいわゆる直接型の光電変換層20cである。本実施形態の放射線画像変換パネル1cは、放射線照射方向から順に、光電変換層20c、画像信号出力層30及び基板40を備える構成となっている。
[Third Embodiment]
Next, a third embodiment of the present invention will be described.
As shown in FIG. 8, the
このような構成の放射線画像変換パネル1cは、いわゆる直接型の放射線画像変換パネルである。ここで、直接型の放射線画像変換パネルとは、光電変換層に蛍光体粒子及び導電性高分子化合物を含むものをいい、光電変換層において放射線が直接吸収されて電気エネルギーに変換されるようになっている。これに対して、第1の実施形態及び第2の実施形態に係る放射線画像変換パネルは、光電変換層において放射線のエネルギーが間接的に吸収される、いわゆる間接型の放射線画像変換パネルである。 The radiation image conversion panel 1c having such a configuration is a so-called direct radiation image conversion panel. Here, the direct-type radiation image conversion panel refers to a photoelectric conversion layer containing phosphor particles and a conductive polymer compound, so that radiation is directly absorbed and converted into electric energy in the photoelectric conversion layer. It has become. On the other hand, the radiation image conversion panels according to the first embodiment and the second embodiment are so-called indirect radiation image conversion panels in which radiation energy is indirectly absorbed in the photoelectric conversion layer.
直接型の放射線画像変換パネルにおいても、蛍光体粒子が放射線を吸収して、エネルギーが蛍光体粒子から導電性高分子化合物に移動して、導電性高分子化合物が電荷分離状態となり電気エネルギーが生成するという原理は同じである。しかしながら、両者においては、放射線を吸収した蛍光体粒子から導電性高分子化合物へエネルギーが伝達する態様が異なっている。直接型では、蛍光体粒子の分子軌道と導電性高分子化合物の分子軌道とが接近している場合、間接型におけるような蛍光体粒子から発光される電磁波によるエネルギーの伝達に加え、蛍光体粒子が電磁波を発光するより早く電子などによりエネルギーは直接導電性高分子化合物に伝達されることがある。 Even in direct-type radiation image conversion panels, phosphor particles absorb radiation, energy is transferred from the phosphor particles to the conductive polymer compound, and the conductive polymer compound is in a charge-separated state to generate electrical energy. The principle of doing is the same. However, the two are different in the manner in which energy is transferred from the phosphor particles that have absorbed the radiation to the conductive polymer compound. In the direct type, when the molecular orbital of the phosphor particles and the molecular orbital of the conductive polymer compound are close to each other, in addition to the energy transfer by electromagnetic waves emitted from the phosphor particles as in the indirect type, the phosphor particles Energy may be directly transferred to the conductive polymer compound by electrons or the like earlier than the light emitting electromagnetic wave.
本実施形態における放射線画像変換パネル1cによる画像信号の出力について説明すると、本実施形態の放射線画像変換パネル1cにはシンチレータ層が別途設けられていないので、放射線は光電変換層20cに入射する。すると、光電変換層20cに含まれる蛍光体粒子11が放射線を吸収する。吸収されたエネルギーの一部はすぐに電子を媒体として導電性高分子化合物に伝達されるとともに、残りのエネルギーは電磁波となり導電性高分子化合物に伝達される。よって、光電変換層20c中に含まれる電荷発生層から電荷が発生し、この電荷に基づいて画像信号出力層30から画像信号が出力される。よって、直接型の放射線画像変換パネル1cにおいても、第1の実施形態における間接型の放射線画像変換パネルと同様の効果を得ることができる。
The output of the image signal by the radiation image conversion panel 1c in the present embodiment will be described. Since the scintillator layer is not separately provided in the radiation image conversion panel 1c of the present embodiment, the radiation is incident on the
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をより具体的に説明するが、勿論本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。 Hereinafter, the present invention will be described more specifically with reference to examples and comparative examples. However, the present invention is not limited to these examples.
〔放射線画像変換パネルの作製〕
まず、以下に示すようにしてそれぞれの放射線画像変換パネルを作製した。
[Production of radiation image conversion panel]
First, each radiation image conversion panel was produced as shown below.
(1)実施例1の作成
シンチレータ層には蛍光体としてセシウムアイオダイド(CsI:Tl)を用い、厚さ400μmのシンチレータ層とした。
光電変換層には、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を設けた。透明電極膜には、ITOを透明電極に用い、厚さ100nmとした。透明電極膜上には導電性高分子のポリカルバゾール(化14)に添加物としてCNT誘導体(化15)及びナフトイミド誘導体(化16)を添加した混合膜を形成し、厚さ150nmの電荷発生層を形成した。電荷発生層上にはアルミニウムからなる厚さ250nmの導電層を形成した。
ここで、光電変換層の電荷発生層の製造方法を示す。まず、ジクロロベンゼンに化15と化16とを当量比1:20の割合で混合・溶解させてから、化15に対して20当量の化14を加え、混合溶液とした。この混合溶液を透明電極膜上にスピンコート塗布することにより、混合膜を形成し、電荷発生層とした。
画像信号出力層にはアモルファスシリコンを用い、薄膜トランジスタ(TFT)を形成した。
基板にはポリエチレンテレフタレート(PET)を用いて基板とした。
これらシンチレータ層〜画像信号出力層を基板上に設けて、実施例1の放射線画像変換パネルとした。
The photoelectric conversion layer was provided with a transparent electrode film, a charge generation layer, and a conductive layer. For the transparent electrode film, ITO was used for the transparent electrode, and the thickness was 100 nm. On the transparent electrode film, a mixed film in which a CNT derivative (Chemical Formula 15) and a naphthimide derivative (Chemical Formula 16) are added as additives to a conductive polymer polycarbazole (Chemical Formula 14) is formed, and a charge generation layer having a thickness of 150 nm is formed. Formed. A conductive layer having a thickness of 250 nm made of aluminum was formed on the charge generation layer.
Here, a method for manufacturing the charge generation layer of the photoelectric conversion layer will be described. First, Chemical 15 and Chemical 16 were mixed and dissolved in dichlorobenzene at an equivalent ratio of 1:20, and then 20 equivalents of Chemical 14 were added to Chemical 15 to obtain a mixed solution. This mixed solution was spin-coated on the transparent electrode film to form a mixed film, which was used as a charge generation layer.
Amorphous silicon was used for the image signal output layer, and a thin film transistor (TFT) was formed.
The substrate was made of polyethylene terephthalate (PET).
These scintillator layer to image signal output layer were provided on the substrate to obtain the radiation image conversion panel of Example 1.
(2)実施例2の作製
表1に示すように、添加物をCNT/ピロメリットイミド複合体(化17)として、混合膜の組成を、当量比にして化合物1:化合物6=20:1とした以外は実施例1と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例2とした。
(3)実施例3の作製
表1に示すように、添加物をCNT/ポルフィリン複合体(化18)として、混合膜の組成を、当量比にして化合物1:化合物7=20:1とした以外は実施例1と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例3とした。
(4)実施例4の作製
表1に示すように、導電性高分子化合物をポリフェニレンビニレン(化19)として、混合膜の組成を、当量比にして化合物2:化合物7=20:1とした以外は実施例1と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例4とした。
(5)実施例5の作製
表1に示すように、導電性高分子化合物をポリチオフェン(化20)として、混合膜の組成を、当量比にして化合物3:化合物7=20:1とした以外は実施例1と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る実施例5とした。
(6)実施例6の作成
光電変換層には、透明電極膜、電荷発生層及び導電層を設けた。透明電極膜には、ITOを透明電極として用いた。透明電極膜上にはポリウレタンからなる絶縁膜を被覆し、絶縁膜上には、導電性高分子化合物のポリカルバゾール(化14)に添加物としてCNT誘導体(化15)、ナフトイミド誘導体(化16)及び蛍光体(Gd2O2S:Tb)を添加した混合膜を形成し、厚さ150μmの電荷発生層を形成した。電荷発生層上にはアルミニウムからなる厚さ200nmの導電層を形成した。
ここで、光電変換層の電荷発生層の製造方法を示す。まず、ジクロロベンゼンに化15と化16とを当量比1:20の割合で混合・溶解させてから、化15に対して20当量の化14と1当量の蛍光体(Gd2O2S:Tb)を加え、混合溶液とした。この混合溶液を絶縁膜上にスピンコート塗布することにより、混合膜を形成し、電荷発生層とした。
画像信号出力層にはアモルファスシリコンを用い、薄膜トランジスタ(TFT)を形成した。
基板にはポリエチレンテレフタレート(PET)を用いて基板とした。
これら光電変換層及び画像信号出力層を基板上に設けて、シンチレータ層の無い、実施例6の放射線画像変換パネルとした。
(6) Creation of Example 6 The photoelectric conversion layer was provided with a transparent electrode film, a charge generation layer, and a conductive layer. ITO was used as a transparent electrode for the transparent electrode film. An insulating film made of polyurethane is coated on the transparent electrode film, and a CNT derivative (Chemical Formula 15) or a naphthimide derivative (Chemical Formula 16) as an additive to the conductive polymer compound polycarbazole (Chemical Formula 14) is coated on the insulating film. And a phosphor (Gd 2 O 2 S: Tb) added film was formed to form a 150 μm thick charge generation layer. A conductive layer made of aluminum and having a thickness of 200 nm was formed on the charge generation layer.
Here, a method for manufacturing the charge generation layer of the photoelectric conversion layer will be described. First, compound 15 and compound 16 are mixed and dissolved in dichlorobenzene in an equivalent ratio of 1:20, and then 20 equivalents of
Amorphous silicon was used for the image signal output layer, and a thin film transistor (TFT) was formed.
The substrate was made of polyethylene terephthalate (PET).
The photoelectric conversion layer and the image signal output layer were provided on the substrate to obtain a radiation image conversion panel of Example 6 without a scintillator layer.
(7)実施例7〜実施例10の作製
表2に示すように、混合膜の組成を実施例2〜実施例5と同様にして、実施例6の製造方法で電荷発生層を製造し、本発明に係る実施例7〜実施例10とした。
(7) Production of Examples 7 to 10 As shown in Table 2, the charge generation layer was produced by the production method of Example 6 in the same manner as in Examples 2 to 5 with the composition of the mixed film, It was set as Example 7-10 Example which concerns on this invention.
(11)比較例1の作製
次に、表1に示すように、添加物をCNT誘導体のみとし、混合膜の組成を、当量比にして化14:化15=20:1とした以外は実施例1と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る比較例1とした。
(11) Preparation of Comparative Example 1 Next, as shown in Table 1, except that the additive was only a CNT derivative, and the composition of the mixed film was changed to an equivalent ratio of Chemical 14: Chemical 15 = 20: 1. A charge generation layer was produced in the same manner as in Example 1 and used as Comparative Example 1 according to the present invention.
(12)比較例2の作製
表2に示すように、添加物をCNT誘導体のみとし、混合膜の組成を、当量比にして化14:化15=20:1とした以外は実施例6と同様にして電荷発生層を作製し、本発明に係る比較例2とした。
(12) Preparation of Comparative Example 2 As shown in Table 2, Example 6 was used except that the additive was only a CNT derivative, and the composition of the mixed film was changed to an equivalent ratio of Chemical formula 14: Chemical formula 15 = 20: 1. Similarly, a charge generation layer was produced and used as Comparative Example 2 according to the present invention.
〔評価〕
以上の様にして得られた比較例1〜2、実施例1〜10のそれぞれの放射線画像変換パネルについての評価は、次の2種類の評価方法によって行った。
[Evaluation]
Evaluation of each of the radiation image conversion panels of Comparative Examples 1 and 2 and Examples 1 to 10 obtained as described above was performed by the following two types of evaluation methods.
(1)評価方法A
比較例1、実施例1〜5の放射線画像変換パネルについては、放射線照射方向から順に、シンチレータ層、光電変換層、画像信号出力層、基板を備えるものとし、シンチレータ層から基板側に向けてX線(50kV)照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例1の信号値を1とする相対信号値で表した。表1にその結果を示す。
同様に、比較例2、実施例6〜10の放射線画像変換パネルについては、放射線照射方向から順に、光電変換層、画像信号出力層、基板を備えるものとし、光電変換層から基板側に向けてX線(50kV)照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例2の信号値を1とする相対信号値で表した。表2にその結果を示す。
(1) Evaluation method A
The radiation image conversion panels of Comparative Example 1 and Examples 1 to 5 are provided with a scintillator layer, a photoelectric conversion layer, an image signal output layer, and a substrate in order from the radiation irradiation direction, and X from the scintillator layer toward the substrate side. Line (50 kV) irradiation was performed, the signal value from the thin film transistor in the image signal output layer was measured, and the signal value in Comparative Example 1 was expressed as a relative signal value of 1. Table 1 shows the results.
Similarly, the radiation image conversion panels of Comparative Example 2 and Examples 6 to 10 are provided with a photoelectric conversion layer, an image signal output layer, and a substrate in order from the radiation irradiation direction, from the photoelectric conversion layer toward the substrate side. X-ray (50 kV) irradiation was performed, the signal value from the thin film transistor in the image signal output layer was measured, and the signal value of Comparative Example 2 was expressed as a relative signal value of 1. Table 2 shows the results.
(2)評価方法B
比較例1、実施例1〜5の放射線画像変換パネルについて、放射線照射方向から順に、基板、画像信号出力層、光電変換層、シンチレータ層を備えるものとし、基板からシンチレータ層側に向けてX線(50kV)照射を行い、画像信号出力層の薄膜トランジスタからの信号値を測定し、比較例1の信号値を1とする相対信号値で表した。表1にその結果を示す。
(2) Evaluation method B
About the radiographic image conversion panel of the comparative example 1 and Examples 1-5, it shall be equipped with a board | substrate, an image signal output layer, a photoelectric converting layer, and a scintillator layer in an order from a radiation irradiation direction, and it X-rays toward the scintillator layer side from a board | substrate. (50 kV) irradiation was performed, the signal value from the thin film transistor in the image signal output layer was measured, and the signal value of Comparative Example 1 was represented by a relative signal value of 1. Table 1 shows the results.
表1に示すように、比較例1と実施例1とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物である化14に、ナノカーボン材料の化15とπ共役系化合物の化16との混合物を添加することにより、相対信号値が3.2に増加することがわかる。つまり、電荷発生層にナノカーボン材料とπ共役系化合物とを添加することにより光電変換率が向上することがわかる。 As shown in Table 1, when Comparative Example 1 and Example 1 are compared, in the charge generation layer, the chemical polymer 14 is a conductive polymer compound, the nanocarbon material is 15 and the π-conjugated compound is 16 It can be seen that the relative signal value is increased to 3.2 by adding the mixture. That is, it can be seen that the photoelectric conversion rate is improved by adding the nanocarbon material and the π-conjugated compound to the charge generation layer.
実施例1と実施例2とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物である化14に、ナノカーボン/π共役系化合物複合体の化17を添加することにより、相対信号値が10.2に増加することがわかる。つまり、ナノカーボン材料とπ共役系化合物との混合物を添加するより、両者の複合体を予め形成してから添加するほうが光電効率が向上することがわかる。 When Example 1 and Example 2 are compared, in the charge generation layer, by adding the chemical compound 17 of the nanocarbon / π-conjugated compound complex to the chemical polymer 14 that is a conductive polymer compound, the relative signal value is increased. It can be seen that it increases to 10.2. That is, it can be seen that the photoelectric efficiency is improved by adding a composite of both of them before forming a mixture of the nanocarbon material and the π-conjugated compound.
実施例2と実施例3とを比べると、電荷発生層において添加する複合体にポルフィリンを基本骨格とするπ共役系化合物の化18を用いることにより、相対信号値が15.1に増加することがわかる。つまり、ナノカーボン/π共役系化合物複合体に用いるπ共役系化合物としては、ポルフィリンを基本骨格とするものを用いるのが好ましいことがわかる。 When Example 2 and Example 3 are compared, the relative signal value increases to 15.1 by using the compound π of a π-conjugated compound having a porphyrin as a basic skeleton for the complex added in the charge generation layer. I understand. That is, it can be seen that it is preferable to use a compound having a porphyrin as a basic skeleton as the π-conjugated compound used in the nanocarbon / π-conjugated compound composite.
実施例3と実施例4とを比べると、電荷発生層において、導電性高分子化合物に化19で示されるポリフェニレンビニレンを用いることにより、相対信号値が35.5に増加することがわかる。同様に、実施例4と実施例5とを比べると、導電性高分子化合物に化20で示されるポリチオフェンを用いることにより、相対信号値が72.1に増加することがわかる。つまり、導電性高分子化合物としては、ポリフェニレンビニレン(化19)が好ましく、特にポリチオフェン(化20)が好ましいことがわかる。 Comparing Example 3 and Example 4, it can be seen that the relative signal value increases to 35.5 by using polyphenylene vinylene represented by Chemical Formula 19 as the conductive polymer compound in the charge generation layer. Similarly, when Example 4 is compared with Example 5, it can be seen that the relative signal value is increased to 72.1 by using polythiophene represented by Chemical Formula 20 as the conductive polymer compound. That is, as the conductive polymer compound, polyphenylene vinylene (Chemical Formula 19) is preferable, and polythiophene (Chemical Formula 20) is particularly preferable.
また、表1に示す評価方法Bによる相対信号値の結果からわかるように、X線が基板側からシンチレータ層側に向けて入射される構成の放射線画像変換パネルにおいても、同様の効果が得られ、このような構成にすることにより、光電変換層に供給されるシンチレータ層の蛍光体からの電磁波(光)はより散乱が少ないものとなるので、各放射線画像変換パネルにおいて光電変換率の向上がより顕著に表れる。 Further, as can be seen from the result of the relative signal value by the evaluation method B shown in Table 1, the same effect can be obtained also in the radiation image conversion panel having a configuration in which X-rays are incident from the substrate side toward the scintillator layer side. By adopting such a configuration, the electromagnetic wave (light) from the phosphor of the scintillator layer supplied to the photoelectric conversion layer is less scattered, so that the photoelectric conversion rate is improved in each radiation image conversion panel. It appears more prominently.
さらに、表2に示す放射線画像変換パネルは光電変換層に蛍光体粒子を含ませて三つの層からなるものとしたが、表1と同様の傾向を示しており、電荷発生層に各添加物を添加することで、シンチレータ層を設けなくても、表1と同様の効果が得られることがわかる。 Furthermore, although the radiation image conversion panel shown in Table 2 includes phosphor layers in the photoelectric conversion layer and is composed of three layers, it shows the same tendency as in Table 1, and each additive is added to the charge generation layer. It can be seen that the same effects as in Table 1 can be obtained without adding a scintillator layer.
1a、1b、1c 放射線画像変換パネル
10 シンチレータ層
11 蛍光体粒子
20a、20c 光電変換層
30 画像信号出力層
31 コンデンサ
32 トランジスタ
40 基板
50 放射線画像検出器
1a, 1b, 1c Radiation
Claims (21)
前記蛍光体粒子から直接的又は間接的にエネルギーが移動して電荷が発生する電荷発生層と、
を備える放射線画像変換パネルにおいて、
前記電荷発生層は、導電性高分子化合物と、ナノカーボン/π共役系化合物複合体とを含有することを特徴とする放射線画像変換パネル。 Phosphor particles that absorb the energy of the incident radiation;
A charge generation layer in which energy is transferred directly or indirectly from the phosphor particles to generate charges;
In a radiation image conversion panel comprising:
The charge generation layer contains a conductive polymer compound and a nanocarbon / π-conjugated compound composite, wherein the radiation image conversion panel.
前記電荷発生層を備え、前記エネルギーを電気エネルギーに変換する光電変換層と、
を放射線照射方向から順に備えることを特徴とする請求項1〜5のいずれか一項に記載の放射線画像変換パネル。 A scintillator layer comprising the phosphor particles;
A photoelectric conversion layer comprising the charge generation layer and converting the energy into electrical energy;
The radiation image conversion panel according to claim 1, wherein the radiation image conversion panel is provided in order from a radiation irradiation direction.
前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
を備えることを特徴とする放射線画像撮影システム。 A radiographic imaging device having the radiographic image detector according to any one of claims 15 to 18,
A console connected to the radiographic imaging device and operating the radiographic image detector;
A radiographic imaging system comprising:
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の転送を行わせることを特徴とする放射線画像撮影システム。 A radiographic imaging apparatus comprising the radiographic image detector according to claim 17 or 18,
An input operation unit that inputs an instruction from an operator and a control unit that controls image signal transfer processing by the radiographic image detector, and is connected to the radiographic imaging apparatus to operate the radiographic image detector Console,
In the radiographic imaging system characterized by comprising:
The control unit causes the radiographic image detector to transfer the image signal based on an input instruction from the input operation unit.
操作者からの指示を入力する入力操作部と、前記放射線画像検出器による画像信号転送処理を制御する制御部とを有し、前記放射線画像撮影装置に接続されて前記放射線画像検出器を操作するコンソールと、
備えることを特徴とする放射線画像撮影システムにおいて、
前記制御部は、前記入力操作部からの入力指示に基づいて、前記放射線画像検出器による前記画像信号の削除を行わせることを特徴とする放射線画像撮影システム。 A radiographic imaging apparatus comprising the radiographic image detector according to claim 17 or 18,
An input operation unit that inputs an instruction from an operator and a control unit that controls image signal transfer processing by the radiographic image detector, and is connected to the radiographic imaging apparatus to operate the radiographic image detector Console,
In the radiographic imaging system characterized by comprising:
The control unit causes the radiographic image detector to delete the image signal based on an input instruction from the input operation unit.
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