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発明の名称 画像検出器の読取装置および画像検出読取装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−27697(P2001−27697A)
公開日 平成13年1月30日(2001.1.30)
出願番号 特願平11−200853
出願日 平成11年7月14日(1999.7.14)
代理人 【識別番号】100073874
【弁理士】
【氏名又は名称】萩野 平 (外4名)
【テーマコード(参考)】
2G083
3K007
【Fターム(参考)】
2G083 AA04 BB03 BB04 CC10 DD11 DD13 DD16 DD17 DD18 DD19 EE01 EE02 EE10 
3K007 AB13 BA06 BB02 BB05 CA01 CA05 CB01 CB03 CC01 DA00 DB03 EB00 FA01 FA02
発明者 平井 博幸 / 今井 真二
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 画像情報を静電潜像として記録した画像検出器に読取用の電磁波を走査することにより前記画像検出器から流れ出した前記静電潜像に応じた電流を検出する前記画像検出器の読取装置において、読取用の電磁波を発する波源が、光透過性基板上に順に、屈折率の異なる2種類の層が交互に積層された多層膜ミラー、透明電極、発光層を含む少なくとも1層の有機化合物層および金属ミラーの役割を有する背面電極から成り、該多層膜ミラーと該背面電極との間で光共振器を形成している有機発光素子であることを特徴とする読取装置。
【請求項2】 有機発光素子が、多層膜ミラーの最上層が透明導電層で形成され、その層が多層膜ミラーと透明電極とで兼用されていることを特徴とする請求項1記載の読取装置。
【請求項3】 有機発光素子から放出される電磁波の波長が380nm〜550nmの範囲であることを特徴とする請求項1から2いずれか1項記載の読取装置。
【請求項4】 有機化合物層と透明電極との界面に入射する光と界面に立てた法線とのなす角度をθとしたとき、θ=30°における発光強度が、θ=0°における発光強度の0.7倍以下である有機発光素子であることを特徴とする請求項1から3いずれか1項記載の読取装置。
【請求項5】 波源が、幅が50μm〜5mmである複数のストライプ状の有機発光素子で構成されることを特徴とする請求項1から4いずれか1項記載の読取装置。
【請求項6】 有機発光素子の少なくとも有機化合物層および背面電極を被覆するように保護層を設けるか、有機発光素子全体をパッケージに封入することにより、大気中の水分および酸素の有機発光素子への透過を抑制することを特徴とする請求項1から5いずれか1項記載の読取装置。
【請求項7】 画像情報が、放射線画像情報である請求項1から6いずれか1項記載の読取装置。
【請求項8】 画像情報を静電潜像として記録し、読取用の電磁波で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生する画像検出器と、前記電流を検出する電流検出手段と、読取用の電磁波を発する波源を面状に多数並べてなる面状波源と、前記波源を順次切り替えて駆動することにより前記走査を行わせる波源制御手段とが、一体的に構成されてなる画像検出読取装置において、面状波源が、光透過性基板上に順に、屈折率の異なる2種類の層が交互に積層された多層膜ミラー、透明電極、発光層を含む少なくとも1層の有機化合物層および金属ミラーの役割を有する背面電極から成り、該多層膜ミラーと該背面電極との間で光共振器を形成している有機発光素子であることを特徴とする画像検出読取装置。
【請求項9】 画像情報が、放射線画像情報である請求項8記載の画像検出読取装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は画像、特に放射線画像検出器の読取装置および画像、特に放射線画像検出読取装置に関し、より詳細には画像情報を担持する潜像電荷に応じた電流を発生する画像検出器から静電潜像を読み取る読取装置および該読取装置が画像検出器と一体的に構成された検出読取装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、医療用X線撮影において、X線に感応する例えばa−Seから成る光導電体を感光体或いは静電記録体として用い、感光体等に放射線画像情報を担持するX線等の放射線を照射して、放射線画像情報を担持する潜像電荷を感光体に蓄積せしめ、その後レーザビームで感光体を走査することにより感光体内に生じる電流を感光体両側の平板電極或いはクシ電極を介して検出することにより、潜像電荷が担持する静電潜像、すなわち放射線画像情報を読み取るシステムが開示されている(例えば、米国特許第4,176,275号、同第5,440,146号、同第5,510,626号、“A Method of Electronic Readout of Electrophotographic and Electroradiographic Image"; Journal of Applied photographic Engineering Volume 4, Number 4, Fall 1978. p178〜p182(以下「文献1」という)。なお、ここではX線等の放射線画像に限らず、可視光等に感光する静電記録体を用いることで、写真等の画像情報を読み取るシステムにも同様に適用できることが開示される。
【0003】また、本出願人は、記録用の放射線に対して透過性を有する第1の導電体層、記録用の放射線の照射を受けることにより光導電性を呈する記録用光導電層、第1の導電体層に帯電される電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層、読取用の電磁波の照射を受けることにより光導電性を呈する読取用光導電層、読取用の電磁波に対して透過性を有する第2の導電体層を、この順に積層して成る静電記録体および放射線画像情報が記録されたこの静電記録体から放射線画像情報を読み取る読取装置を提案している(特願平10−232824号)。
【0004】ところで、米国特許第4,176,275号、同第5,510,626号および文献1に記載されたシステムは、感光体をライン光で機械的に走査するものであり、走査のためのシリンドリカルレンズや機械走査部等を必要とするので、多数の部品を必要とし、高価で大型な読取装置になるという問題がある。また、機械的な走査では、一般に走査ムラが生じるという問題がある。
【0005】一方、読取光の走査を機械的走査によるものとした場合には、静電潜像が記録された感光体或いは静電記録体を読取装置に搭載して静電潜像を読み取らなければならず、記録後すぐに或いは必要なときにいつでも静電潜像を読み取ることができる、感光体等と読取装置とを一体にしたもの、いわゆる可搬型の装置にすることが困難である。
【0006】この点に関し、本出願人は特願平10−271374号において、放射線画像情報を静電潜像として記録した放射線画像検出器に読取用の電磁波を走査することにより前記放射線画像検出器から流れ出した前記静電潜像に応じた電流を検出する、前記放射線画像検出器の読取装置において、夫々が読取用の電磁波を発する微小波源を面状に多数並べてなる面状波源と、前記微小波源を順次切り替えて駆動することにより、前記走査を行わせる波源制御手段とを備えたことを特徴とする読取装置、および放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取用の電磁波で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生する放射線画像検出器と、前記電流を検出する電流検出手段と、夫々が読取用の電磁波を発する微小波源を面状に多数並べてなる面状波源と、前記微小波源を順次切り替えて駆動することにより前記走査を行わせる波源制御手段とが、一体的に構成されてなることを特徴とする放射線画像検出読取装置を提案している。
【0007】特に有機EL発光体を面状波源として用い、さらに該有機EL発光体が、該有機EL発光体の前記放射線画像検出器に対向する側に誘電多層膜を有してなるものとすることで、発光の指向性を向上させることができ、読み取りの鮮鋭度を向上させることが開示されている。しかしながら、この構成においては、相対的に厚いガラス基板を通して、共振構造をとるため、指向性の向上が不十分であったり、有機発光層や透明電極等の膜厚等の制約が大きく、有機EL素子を安定に製造する上で改善が望まれていた。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記の事情に鑑みてなされたものであり、機械的走査によることなく、感光体等から静電画像を読み取ることができる読取装置を提供することを目的とし、またこれにより、感光体等と読取装置とを一体化した装置を提供することを目的とするものであって、特に有機EL発光体(以下、有機発光素子という)を読取光源とした場合の鮮鋭度のより一層の向上を目的とするものである。
【0009】
【課題を解決するための手段】本発明による画像検出器の読取装置は、画像情報を静電潜像として記録した画像検出器に読取用の電磁波を走査することにより、画像検出器から流れ出した静電潜像に応じた電流を検出する読取装置であって、読取用の電磁波を発する波源(以下、読取光源という)が、光透過性基板上に順に、屈折率の異なる2種類の層が交互に積層された多層膜ミラー、透明電極、発光層を含む少なくとも1層の有機化合物層および金属ミラーの役割を有する背面電極から成り、該多層膜ミラーと該背面電極との間で光共振器を形成している有機発光素子であることを特徴とするものである。
【0010】本発明による画像検出読取装置は、画像情報を静電潜像として記録し、読取用の電磁波で走査されることにより、静電潜像に応じた電流を発生する画像検出器と、画像検出器に発生した電流を検出する電流検出手段と、読取光源を面状に多数並べてなる面状光源と、読取光源を順次切り替えて駆動することにより前記走査を行わせる光源制御手段とが、一体的に構成されてなる画像検出読取装置であって、面状光源が、光透過性基板上に順に、屈折率の異なる2種類の層が交互に積層された多層膜ミラー、透明電極、発光層を含む少なくとも1層の有機化合物層および金属ミラーの役割を有する背面電極から成り、該多層膜ミラーと該背面電極との間で光共振器を形成している有機発光素子であることを特徴とするものである。
【0011】本発明による画像検出器の読取装置、または画像検出読取装置を構成する光源としては、点状の有機発光素子をマトリックス状に多数配列してなるもの、ライン状の有機発光素子を該素子の長手方向と直角な方向に多数配列してなるもの、および大面積の面状有機発光素子を用いることが可能である。なお、いずれの有機発光素子においても、各素子を密着させて配列しても、或いは所定の間隔を置いて配列してもよい。読み取りの鮮鋭度を向上させるために、幅が50μm〜5mmである複数のストライプ状の有機発光素子を所定の間隔を置いて配列することが好ましい。本発明による読取光源は、画像検出器の読取装置、または画像検出読取装置の読取電極の形態(例えば平板電極やクシ電極など)に適合する面状光源の形態とするのが望ましい。
【0012】以下、本発明の読取装置に使用する有機発光素子について説明する。本発明において、読取用の電磁波を発する波源として光共振器構造(マイクロキャビティ)を有する有機発光素子を用いる。この有機発光素子は、光透過性基板を用い、この上に順に、屈折率の異なる2種類の層が交互に積層された多層膜ミラー、透明電極、発光層を含む少なくとも1層の有機化合物層および金属ミラーの役割を有する背面電極から成り、該多層膜ミラーと該背面電極との間で光共振器を形成しているものである。多層膜ミラーは、通常、各層の光学長が目的の発光波長の1/4である誘電体または半導体を組合せて成膜する。代表的な組合せ例として、TiO2 とSiO2 、SiNxとSiO2 、Ta25とSiO2 等の誘電体やGaAsとGaInAs等の半導体が挙げられる。透明電極(ITOなど)と多層膜ミラーとの間にSiO2スペーサーを導入して膜厚を調整してもよい。また、多層膜ミラーの最上層を透明導電層で形成し、その層を多層膜ミラーと透明電極とで兼用することができる。この場合、透明電極(透明導電層)の厚さを比較的厚くできるので、電極の表面抵抗を低減することができ、素子の発熱が抑制されるので好ましい。
【0013】本発明において、読取光源の波長としては、可視光領域であればいずれの光も用いることができるが、画像の先鋭度から380nm〜550nmの範囲が望ましい。また、隣接する素子への光の滲みをできるだけ少なくするために、放出される光の指向性はできるだけ高いことが望ましく、有機化合物層と透明電極との界面に入射する光と界面に立てた法線とのなす角度をθとしたとき、θ=30°における発光強度が、θ=0°における発光強度の0.7倍以下、さらに好ましくは0.5倍以下であることが望ましい。指向性は放出される光の波長や共振器の光学長を適当に設定することで調節が可能である。
【0014】本発明における光源は、1画素のサイズが10μm〜5mm、より好ましくは50μm〜500μmである小サイズの有機発光素子をドットアレイ状に並べたものでも使用できるが、好ましくは、幅50μm〜5mmのストライプ状の有機発光素子である。ドットアレイまたはストライプはそれぞれ1ラインでも、複数のラインになっていてもよい。複数のラインから成る場合、ライン間は1μm〜1mm、好ましくは5μm〜300μmの非発光部で構成されることが好ましい。上記ライン間は、電気絶縁性の遮光材料を用いて素子表面を平坦化することにより、迷光が抑制され望ましい。上記構成の有機発光素子は、1ライン毎(ドットアレイの場合は1ドット毎でも可能)に順次駆動して発光させる。1回の発光時間は100ミリ秒〜10ナノ秒まで、好ましくは10ミリ秒〜1マイクロ秒である。
【0015】本発明の有機発光素子に用いる透明電極は、通常陽極として作用し、仕事関数は4.3eV以上、さらには4.5eV以上の材料が好ましい。このような材料としては、酸化錫・酸化インジウム(ITO)、酸化亜鉛・酸化インジウム、酸化錫などの透明電極として公知の化合物の他、金や白金など仕事関数が大きい金属の薄膜を用いてもよい。また、ポリアニリン、ポリチオフェン、ポリピロールまたはこれらの誘導体などの有機化合物でもよい。透明導電膜については、沢田豊監修「透明導電膜の新展開」シーエムシー刊(1999年)に詳細に記載されており、本発明に適用できる。背面電極(陰極)に用いる材料としては、仕事関数の低いLi、Kなどのアルカリ金属、Mg、Caなどのアルカリ土類金属およびこれらの金属とAgやAlなどとの合金・混合物が好ましい。陰極の保存安定性と電子注入性を両立させるためにこの上に仕事関数が大きく導電性の高いAg、Al、Auなどで被覆してもよい。透明電極や背面電極などの無機物の層は、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法などの公知の方法で形成できる。電極(特に透明電極)のパターニングは、フォトリソグラフィーなどによる化学的エッチングで行なうこともできるし、レーザーなどを用いて物理的にエッチングすることもできる。また、マスクを重ねて真空蒸着やスパッタなどを行なってもよい。
【0016】本発明の有機発光素子において、陽極または陰極の上に、発光層を含む有機化合物層を少なくとも1層設ける。有機化合物層を含む素子の具体的な構成は、陽極/ホール輸送層/発光層/陰極、陽極/発光層/電子輸送層/陰極、陽極/ホール輸送層/発光層/電子輸送層/陰極、陽極/発光層/陰極などが挙げられる(逆の構成でもよい)。また、発光層、ホール輸送層、電子輸送層を複数層設けたり、ホール注入層や電子注入層を設けてもよい。
【0017】本発明はこれらの構成に加えて、陽極とホール輸送層(ホール輸送層を設けないときは発光層)の間で、陽極に接して導電性高分子層を設置してもよい。この層を設置することにより、駆動電圧がほとんど上昇することなく、有機化合物層の膜厚を大きくすることができ、輝度ムラやショートが改善される。導電性高分子としては、WO−98/05187等に記載のポリアニリン誘導体、ポリチオフェン誘導体およびポリピロール誘導体が好ましい。これらの誘導体はプロトン酸(例えば、樟脳スルホン酸、p―トルエンスルホン酸、スチレンスルホン酸、ポリスチレンスルホン酸等)と混合した状態で使用することができる。また、ポリアニリン誘導体は、ルコエメラルディン型、エメラルディン型、ペルニグルアニリン型をそれぞれ単独もしくは複数混合して用いることができる。これらの誘導体は、必要に応じて他の高分子(例えば、ポリメチルメタクリレート(PMMA)やポリ−N−ビニルカルバゾール(PVCz)等)と混合して使用することもできる。導電性高分子層の表面抵抗は10000Ω/□以下が望ましい。導電性高分子層の膜厚は10nm〜1000nm、特に20nm〜200nmが望ましい。
【0018】本発明で使用できる発光層としては、電子輸送性発光層であっても、また、ホール輸送性発光層であってもよい。発光層には少なくとも一種の発光材料を含有する。発光材料としては、特に限定するものではなく、励起されて蛍光を発することのできるものであればよく、例えば、オキシノイド化合物、ペリレン化合物、クマリン化合物、アザクマリン化合物、オキサゾール化合物、オキサジアゾール化合物、ペリノン化合物、ピロロピロール化合物、ナフタレン化合物、アントラセン化合物、フルオレン化合物、フルオランテン化合物、テトラセン化合物、ピレン化合物、コロネン化合物、キノロン化合物及びアザキノロン化合物、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、ローダミン化合物、クリセン化合物、フェナントレン化合物、シクロペンタジエン化合物、スチルベン化合物、ジフェニルキノン化合物、スチリル化合物、ジスチリルベンゼン化合物、ブタジエン化合物、ジシアノメチレンピラン化合物、ジシアノメチレンチオピラン化合物、フルオレセイン化合物、ピリリウム化合物、チアピリリウム化合物、セレナピリリウム化合物、テルロピリリウム化合物、芳香族アルダジエン化合物、オリゴフェニレン化合物、キサンテン化合物及びチオキサンテン化合物、シアニン化合物、アクリジン化合物、アクリドン化合物、キノリン化合物、8−ヒドロキシキノリン化合物の金属錯体、ベンゾキノリノールベリリウム錯体、2,2′−ビピリジン化合物の金属錯体、シッフ塩とIII 族金属との錯体、オキサジアゾール化合物の金属錯体、希土類錯体等が用いられる。
【0019】これらの発光材料は、単独で用いても、複数併用してもよい。また、キャリア輸送性の高分子中に分子分散させるか、或いは、低分子キャリア輸送剤と発光材料をキャリア輸送性のない高分子中に分子分散させて使用してもよい。電子輸送性の高分子とは電子受容性基を側鎖あるいは主鎖中に有する高分子を言い、ホール輸送性の高分子とは電子供与性基を側鎖あるいは主鎖中に有する高分子を言い、また、キャリア輸送性のない高分子とはポリメチルメタクリレートやポリメチルアクリレート、ポリスチレン、ポリカーボネートのような電気的に不活性な高分子を言う。そして、キャリア輸送性の無いときに使用する低分子キャリア輸送剤とは電子輸送性(電子受容性)またはホール輸送性(電子供与性)の低分子材料を言う。
【0020】さらに、高分子発光材料を用いることも好ましい。高分子発光材料の例としては、ポリ−p−フェニレンビニレン誘導体、ポリフルオレン誘導体、ポリチオフェン誘導体等のπ共役系の他、低分子色素とテトラフェニルジアミンやトリフェニルアミンを主鎖や側鎖に導入したポリマー等が挙げられる。高分子発光材料に低分子発光材料を混合して使用することもできる。
【0021】電子輸送性化合物としてはオキサジアゾール誘導体、トリアゾール誘導体、トリアジン誘導体、ニトロ置換フルオレノン誘導体、チオピランジオキサイド誘導体、ジフェニルキノン誘導体、ペリレンテトラカルボキシル誘導体、アントラキノジメタン誘導体、フレオレニリデンメタン誘導体、アントロン誘導体、ペリノン誘導体、オキシン誘導体、キノリン錯体誘導体などの化合物が挙げられる。
【0022】ホール輸送性化合物としてはポリ−N−ビニルカルバゾールやポリフェニレンビニレン誘導体、ポリフェニレン、ポリチオフェン、ポリメチルフェニルシラン、ポリアニリンなどの高分子やトリアゾール誘導体、オキサジアゾール誘導体、イミダゾール誘導体、ポリアリールアルカン誘導体、ピラゾリン誘導体及びピラゾロン誘導体、フェニレンジアミン誘導体、アリールアミン誘導体、アミノ置換カルコン誘導体、オキサゾール誘導体、カルバゾール誘導体、スチリルアントラセン誘導体、フルオレノン誘導体、ヒドラゾン誘導体、スチルベン誘導体、フタロシアニン等のポリフィリン誘導体、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ブタジエン化合物、ベンジジン誘導体、ポリスチレン誘導体、トリフェニルメタン誘導体、テトラフェニルベンジン誘導体、スターバーストポリアミン誘導体などを使用することができる。
【0023】ホール輸送層、電子輸送層、発光層および導電性高分子層などの各有機化合物層は、真空蒸着法、スパッタ法、ディッピング法、スピンコーティング法、キャスティング法、バーコート法、ロールコート法等、公知の方法を用いて形成することができる。また溶媒を使い分けることにより多層塗布も可能である。
【0024】この電子輸送層の上には背面電極(陰極)として、前述のような金属電極が設けられる。また、0.01〜10nm程度の薄層からなる酸化アルミニウムやフッ化リチウムなどの層(電子注入層)を挟んで陰極を設けてもよい。本発明の有機発光素子は、少なくとも有機化合物層および背面電極を被覆するように保護層を設けるか、有機発光素子全体をパッケージに封入することにより、大気中の水分および酸素の有機発光素子への透過を抑制することができ、素子の耐久性を改良できるので望ましい。この目的の保護層については特開平7−85974号、同7―192866号、同8―22891号、同10―275682号、同10―106746号等に記載されている。さらに、ガラスやポリ(クロロトリフルオロエチレン)シートを用いて封止することが望ましい。この中に特開平9−148066号記載のBaO等の乾燥剤や撥水性のフッ素系不活性液体・不活性ガス等を挿入してもよい。封止剤としては透湿性が低く、接着力や熱安定性の強いエポキシ樹脂が好ましい。
【0025】本発明において、光透過性基板として通常のガラス基板の他にプラスチック基板を使用することができる。プラスチック基板としては、耐熱性、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、低吸湿性に優れていることが必要である。このような材料としては、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、アリルジグリコールカーボネート、ポリイミド等が挙げられる。これらの基板の表面、あるいは電極と反対面(裏面とする)は、透湿防止層(ガスバリア層)を設置するのが好ましい。透湿防止層(ガスバリア層)としては窒化珪素や酸化珪素などの無機物が好ましく、例えば高周波スパッタリング法などにより成膜できる。さらに、必要に応じて、ハードコート層やアンダーコート層を設けてもよい。
【0026】光共振器構造を有する有機発光素子については、例えば「月刊ディスプレイ'98 10月号別冊の『有機ELディスプレイ』(テクノタイムズ社発行)」の105頁、特開平9−180883号等に記載されており、本発明において参照できる。
【0027】
【発明の効果】本発明の画像検出器の読取装置によれば、光共振器を形成している有機発光素子を読取光源に使用し、該有機発光素子を順次切り替えて駆動することにより、読取光源で画像検出器を走査するようにしたので、従来のような機械的走査によることがなく、簡易、安価、小型の読取装置にすることができるとともに、指向性の高い光源であるため、読み取りの鮮鋭度を向上させ、高速読み出しができる。また、機械的走査ではないので、走査系に可動部を必要としないから、装置の信頼性も向上し、走査ムラも少なくなる。
【0028】さらに、画像検出器、電流検出手段、光共振器を形成している有機発光素子、および光源制御手段を一体的に構成すれば、記録後すぐに或いは必要なときにいつでも静電潜像を読み取ることができる可搬型の装置にすることができる。
【0029】
【発明の実施の形態】光共振器構造を有する有機発光素子の実施例について記載する。ガラス基板上にスパッタ法により、低屈折率化合物であるSiO2 を86nm、高屈折率化合物であるTiO2 を52nm積層し、さらにこの上にこの順で交互に3回積層し、さらにSiO2 、最後に透明電極としてITOを65nm成膜して、誘電体多層膜ミラーを形成した。これをIPAで超音波洗浄した後、30分間UV−オゾン照射した。この多層膜ミラーの上に、ホール輸送剤(A)を40nm、発光材料(B)を40nm、電子輸送材料(C)を20nmこの順に真空蒸着した。その後、陰極(金属ミラー)としてMg/Ag(モル比10/1)を130nm蒸着し、さらにAgを100nm蒸着した。
【0030】
【化1】

【0031】このようにして作製した有機発光素子に8Vの電圧を印加したところ、ピーク波長が470nmの鮮明な青色の発光が得られた。前方側(θ=0°)での輝度は3000cd/m2 であり、θ=30°における輝度は50%であった。指向性の高い光源が得られた。
【0032】比較例として、ガラス基板上にスパッタ法により直接透明電極であるITOを成膜した以外は上記実施例と同様の素子を作製した。ピーク波長が485nmの青緑色の発光が得られたが、指向性はほとんどなかった。
【0033】
【実施例】以下、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。図1は本発明の実施の形態による、放射線画像検出器とその読取装置とが一体的に構成された放射線画像検出読取装置の一例を示す図であり、図1(A)は斜視図、図1(B)はX−Z断面図、図1(C)はX−Y断面図である。図1(A)においては、放射線画像検出器10に静電潜像を記録する記録装置の一部分(電源等)と読取用の面状光源30を制御する光源制御手段40および電流検出手段50も併せて示している。図1に示すように、この放射線画像検出読取装置1は、放射線画像検出器10と、その読取装置20とから構成されている。
【0034】放射線画像検出器10は、放射線画像情報を静電潜像として記録し、読取光源で走査されることにより、前記静電潜像に応じた電流を発生するものであり、具体的には、記録用の放射線(例えば、X線等。以下「記録光」と称す。)に対して透過性を有する第1の導電体層11、記録光の照射を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層12、導電体層11に帯電される電荷(潜像極性電荷;例えば負電荷)に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆極性の電荷(輸送極性電荷;上述の例においては正電荷)に対しては略導電体として作用する電荷輸送層13、読取光の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層14、読取光に対して透過性を有する第2の導電体層15を、この順に積層してなるものである。導電体層15は、クシ歯状に形成されており、以下導電体層15のクシ歯部分(図中の斜線部)を「クシ電極15a」と称す(特願平10−232824号記載の静電記録体を参照)。
【0035】読取装置20は、面状光源30と、面状光源30を制御する光源制御手段40と電流検出手段50とからなる。
【0036】面状光源30は有機発光素子であって、光透過性基板35、多層膜ミラー36、透明電極31と、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層32と、背面電極33とからなる。放射線画像検出器10の導電体層15と透明電極31との間には必要に応じて絶縁層34を設けてもよい。透明電極31は、放射線画像検出器10のクシ電極15aと交差(本例では略直交)するようにクシ歯状に形成されており、これにより、クシ歯31a(図中斜線部)によるライン状の光源が面状に多数配列するように構成される。各クシ歯31aは光源制御手段40に接続されている。また、各クシ歯31aは有機化合物層32からの発光(EL光)に対して透明なもので形成されている。背面電極33は平板電極となっており、有機化合物層32から発せられるEL光を全反射するもので形成されている。
【0037】透明基板35と透明電極31との間に多層膜ミラー36を挿入することにより、EL光の指向性を向上させることができ、読取りの鮮鋭度を向上させることができる。なお、有機発光素子の少なくとも有機化合物層32および背面電極33を被覆するように保護層(不図示)を設けるか、有機発光素子全体をパッケージ(不図示)に封入することにより、大気中の水分および酸素の有機発光素子への透過を抑制することができ、読取光源の耐久性が著しく向上するので望ましい。
【0038】有機化合物層32から発せられるEL光の波長は、放射線画像検出器10から静電潜像を読み取るのに適した波長を含む。「放射線画像検出器10から静電潜像を読み取るのに適した波長を含む」ということは、放射線画像検出器10を構成する電荷輸送層13や読取用光導電層14の材質に応じて、その波長を設定することが望ましいということを意味する。また有機発光素子から発せられる波長を設定するには、有機化合物層の材料や多層膜ミラーの光学長などを選択するとよい。例えば、読取用光導電層14がa−Seを主成分とする、近紫外から青の領域の波長(300〜550nm)の光に対して高い感度を有し、赤の領域の波長の光に対して低い感度を有するものである場合には、近紫外から青の領域の波長の光が有機発光素子から発せられるように、有機化合物層の材料として、例えばジスチリルアリーレン誘電体等が挙げられる。
【0039】光源制御手段40は、クシ歯31aとそれに対向する背面電極33との間に、クシ歯31a個別に、或いは複数または全てのクシ歯31aを同時に、所定の電圧を印加するものである。この電圧の印加により有機発光素子からEL光が発せられ、このEL光が読取光として利用される。
【0040】電流検出手段50は導電体層15の各クシ歯15a毎に接続された多数の電流検出アンプ51を有しており、読取光の露光により各クシ歯15aに流れる電流をクシ歯15a毎に並列的に検出するものである。放射線画像検出器10の導電体層11は接続手段52の一方の入力および電源53の負極に接続されており、電源53の正極は接続手段52の他方の入力に接続されている。図示していないが、接続手段52の出力は各電流検出アンプ51に接続されている。電流検出アンプ51の構成の詳細については、本発明の要旨に関係がないのでここでは説明を省略するが、周知の構成を種々適用することが可能である。なお、電流検出アンプ51の構成によっては、接続手段52および電源53の接続態様が上記例とは異なるものとなるのは勿論である。
【0041】以下上記構成の放射線画像検出読取装置1の作用について説明する。
【0042】放射線画像検出器10に静電潜像を記録する際には、先ず接続手段52を電源53側に切り替え、導電体層11と導電体層15のクシ電極15aとの間に直流電圧を印加し両導電体層を帯電させる。これにより放射線画像検出器10内の導電体層11とクシ電極15aとの間に、クシ電極15aをU字の凹部とするU字状の電界が形成される。
【0043】次に記録光を被写体(不図示)に爆射し、被写体を透過した記録光、すなわち被写体の放射線画像情報を担持する放射線を放射線画像検出器10に照射する。すると、放射線画像検出器10の記録用光導電層12内で正負の電荷対が発生し、その内の負電荷が上述の電界分布に沿ってクシ電極15aに集中せしめられ、記録用光導電層12と電荷輸送層13との界面に負電荷が蓄積される。この蓄積される負電荷(潜像電荷)の量は照射放射線量に略比例するので、この潜像電荷が静電潜像を担持することとなる。このようにして静電潜像が放射線画像検出器10に記録される。一方、記録用光導電層12内で発生する正電荷は導電体層11に引き寄せられて、電源53から注入された負電荷と電荷再結合し消滅する。
【0044】放射線画像検出器10から静電潜像を読み取る際には、先ず接続手段52を放射線画像検出器10の導電体層11側に接続する。
【0045】次に光源制御手段40が、クシ歯31aを順次切り替えながら、夫々のクシ歯31aと背面電極33との間に所定の直流電圧を印加する。この直流電圧の印加によりクシ歯31aと背面電極33とに挟まれた有機化合物層32からEL光が発せられる。このEL光は多層膜ミラー36と金属ミラーである背面電極33との間で共振され指向性が大きく、半値幅の小さい光となって透明基板35より放出される。クシ歯31aはライン状になっているから、多層膜ミラー36および透明基板35を透過したEL光はライン状の読取光として利用される。すなわち面状光源30としては、ライン状の光源を面状に配列したものと等価となり、クシ歯31aを順次切り替えてEL発光させることにより、読取光で放射線画像検出器10を電気的に走査することになる。
【0046】次にライン状の読取光が放射線画像検出器10の導電体層15の各クシ電極15aを透過する。すると、光導電層14内に正負の電荷対が発生し、その内の正電荷が記録用光導電層12と電荷輸送層13との界面に蓄積された負電荷(潜像電荷)に引きつけられるように電荷輸送層13内を急速に移動し、光導電層12と電荷輸送層13との界面で潜像電荷と電荷再結合し消滅する。一方、光導電層14に生じた負電荷は電源53から導電体層15に注入される正電荷と電荷再結合し消滅する。このようにして、放射線画像検出器10に蓄積されていた負電荷が電荷再結合により消滅し、この電荷再結合の際の電荷の移動による電流が放射線画像検出器10内に生じる。各クシ歯15a毎に接続された電流検出アンプ5により、この電流を各クシ歯15a毎に並列的に検出する。読取りの際に放射線画像検出器10内を流れる電流は、潜像電荷すなわち静電潜像に応じたものであるから、この電流を検出することにより静電潜像を読み取ることができる。
【0047】なお、上述のように静電潜像を読み取るに際して、透明電極31のクシ歯31aを順次切り替えながら直流電圧を印加すると、切替えに伴って電磁ノイズが発生し、この電磁ノイズが放射線画像検出器10に飛び込み放射線画像検出器10内を流れる電流にノイズが重畳し、読取画像にノイズが現れるという問題が生じる。そこで、この電磁ノイズに起因するノイズを防止するために、放射線画像検出器10と面状光源30との間に、電磁シールド手段を設けるとよい。この電磁シールド手段としては、例えばITO(Indium Tin Oxide)等の透明導電性の層を使用することができる。なお、放射線画像検出器10と面状光源30との間だけでなく検出器10全体を囲む電磁シールド手段を設けるとより望ましい。
【0048】このように、放射線画像検出器10と読取装置20とが一体に構成された放射線画像検出読取装置1によれば、読取装置20の面状光源30を、クシ歯15aを順次切り替える電気的な走査によりライン状の読取光で放射線画像検出器10を走査するようにしたので、読取光の走査を従来のように機械的走査により行う必要がないから、部品点数を削減でき、簡易、安価、小形の読取装置にすることができる。また機械的走査ではないので、走査系に可動部を必要としないから装置の信頼性も向上する。さらに放射線画像検出器10と読取装置20とを一体的に構成したことにより、可搬型の装置にすることができる。
【0049】次に読取装置が放射線画像検出器と別体であるものについて説明する。図2は読取装置70(図2(A))と、上述の放射線画像検出読取装置1の放射線画像検出器10部分を収容した検出器ケース80(図2(B))とを示した斜視図である。
【0050】読取装置70は、面状光源71と、光源制御手段78と、インターフェース部79とを有してなる。読取装置70の一側面(図中正面側)には検出器ケース80を収容することができる検出器収容部77が設けられる。
【0051】面状光源71および光源制御手段78は、夫々上述の放射線画像検出読取装置1の面状光源30部および光源制御手段40部と同様の構成のものを使用している。面状光源71は光共振器を形成している有機発光素子であって、透明電極72と、発光層を含む少なくとも一層の有機化合物層73と、背面電極74とからなる。この面状光源71は、透明電極72の下側に多層膜ミラー75を有し、検出器収容部77の上面と対向するように配設される。なお、有機発光素子の少なくとも有機化合物層73および背面電極74を被覆するように保護層(不図示)を設けるか、有機発光素子全体をパッケージ(不図示)に封入することにより、大気中の水分および酸素の有機発光素子への透過を抑制することにより耐久性が著しく向上するので望ましい。
【0052】面状光源71の透明電極72は、検出器ケース80が検出器収容部77内に収容されたときに、放射線画像検出器10のクシ電極15aと交差(本例では略直交)するようにクシ歯状に形成されており、これにより、クシ歯72a(図中斜線部)によるライン状の光源が面状に多数配列するように構成される。各クシ歯72aは光源制御手段78に接続される。各クシ歯72aは有機化合物層73からのEL光に対して透明なもので形成されるのは勿論である。背面電極74は平板電極となっており、有機化合物層73から発せられるEL光を全反射するもので形成される。EL光は多層膜ミラー75と金属ミラーである背面電極74との間で共振され、指向性が大きく、半値幅の小さい光となって光透過性基板76より放出される。
【0053】検出器ケース80は上述の放射線画像検出読取装置1の放射線画像検出器10部分と電流検出手段50部分とを収容したものである。
【0054】放射線画像検出器10は、クシ電極15a側が図中上面となるように検出器ケース80内に収容される。検出器ケース80の、放射線画像検出器10のクシ電極15a側は、読取装置70の面状光源71から発せられる光に対して透過性を有するものとしている。放射線画像検出器10のクシ電極15a側と検出器ケース80との間には、遮光シャッタ81が設けられ、検出器ケース80を検出器収容部77内に収容していないときには光が放射線画像検出器10に入射しないようにし、検出器ケース80を検出器収容部77内に収容したときには、図2(A)中一点鎖線で示すように、遮光シャッタ81がスライドして、面状光源71から発せられた光が放射線画像検出器10のクシ電極15a側に入射するようにする。読取装置70には、検出器ケース80が検出器収容部77内に収容されたときに、遮光シャッタ81を自動的にスライドさせる手段(不図示)が設けられる。
【0055】検出器ケース80の読取装置70への装着側(図中奥行き側)には電流検出手段50と、読取装置70のインターフェース部79と電気的に接続されるインターフェース手段とを一体化したインターフェース部82が設けられる。なお、電流検出手段50を読取装置70側に設けるようにしてもよい。
【0056】この読取装置70を使用して放射線画像検出器10に記録されている静電潜像を読み取る際には、先ず検出器ケース80を検出器収容部77内に収容する。すると読取装置70のインターフェース部79と検出器ケース80のインターフェース部82とが接続され、放射線画像検出器10と読取装置10が電気的に接続される。また、検出器ケース80の遮光シャッタ81がスライドして、面状光源71と放射線画像検出器10のクシ電極15a側が直面する。これで読取りの準備が整ったことになる。
【0057】光源71から読取光を発し放射線画像検出器10から静電潜像を読み取る方法は、上述の一体型の放射線画像検出読取装置1における方法と同じであるので、ここでは説明を省略する。
【0058】上述の読取装置70の説明は、面状光源71として上述の放射線画像検出読取装置1の面状光源30部と同様の構成のものを使用したものについて説明したものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。すなわち検出器ケース80内に収容する放射線画像検出器から静電潜像を読み取ることができるもの、つまり放射線画像検出器に対応した面状光源とすればよい。したがって、上述の一体型の放射線画像検出読取装置における面状光源部を読取装置内に配設し、放射線画像検出器部を検出器ケース80内に収容すればよい。
【0059】また上記説明は、放射線画像検出器10として、特願平10−232824号記載の静電記録体を使用したが、本発明はこれに限定されない。すなわち、読取光源で走査されることにより、画像情報を担持する潜像電荷に応じた電流を発生するものであれば、どのような画像検出器にも適用することがてきる。




 

 


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