JP2002168955A

JP2002168955A - 放射線検出装置及びその製造方法並びに放射線撮像システム

Info

Publication number: JP2002168955A
Application number: JP2000367256A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Okada; 岡田　　聡
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-12-01
Filing date: 2000-12-01
Publication date: 2002-06-14

Abstract

(57)【要約】【課題】光電変換素子の表面側と裏面側に波長変換体
を有する放射線検出装置において、光電変換素子の裏面
の波長変換体から入射してくる光の透過率を向上し、か
つ解像力を低下させない放射線検出装置とその製造方法
を提供する。【解決手段】１２０は基板、１２１は蛍光体層であ
り、基板１２０に設けた溝部に埋め込まれている。１０
０はＭＩＳ型フォトセンサーとＴＦＴからなるセンサー
素子部で、１６０μｍピッチの２次元に配列されてい
る。１１１は窒化膜等からなる無機の保護層、１１２
は、ポリイミド等からなる有機の保護層である。１１３
はポリイミド等からなる絶縁保護層であり、画素ピッチ
の半分の８０μｍ以下、可能ならば２０μｍ以下とする
のが望ましい。１３０は蛍光体層、１３１は蛍光体層１
３０を保護するための有機高分子膜等よりなる保護層、
１３２はＡｌ等からなる反射層である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、医療用Ｘ線診断シ
ステム、非破壊検査システムに適用して好適な放射線検
出装置及びその製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、医療機業界のデジタル化が加速し
ており、レントゲン撮影の方式もコンベンショナルなフ
ィルムスクリーン方式からＸ線デジタルラジオグラフィ
ー方式へのパラダイムシフトが進んでいるが、人体への
被爆量の低減、動画対応などの技術開拓のため、各社と
もその感度を向上させることが大きな課題となってい
る。

【０００３】図２５は、コンベンショナルなフィルムス
クリーン方式のＸ線撮影装置の断面図である。２５２０
と２５３０は増感紙、２５００はフィルムスクリーン
で、図のように表裏２枚の増感紙２５２０、２５３０で
フィルムスクリーンを挟み込む形でＸ線撮影を行うもの
である。２５２１と２５３１は蛍光体層、２５２２と２
５３２は反射保護層、２５２３と２５３３は保護層とな
っている。このＸ線撮影装置上部から入射したＸ線が、
２層の蛍光体層２５２１、２５３１で吸収され、それぞ
れが可視光を発光することで、フィルムスクリーン２５
００を感光させるものである。このようにコンベンショ
ナルなフィルムスクリーン方式では、Ｘ線を効率よく捕
らえるために、フィルムスクリーンの表裏に２枚の増感
紙を載置し、感度を向上させる工夫がされている。

【０００４】一方、図１９は、近年開発されたＸ線デジ
タルラジオグラフィーに使用する代表的なＸ線検出装置
の断面図である。図中、１９１３はガラス基板、１９０
０はアモルファスシリコンを用いたＭＩＳ(metal insul
ator semiconductor)型フォトセンサーとＴＦＴ(thin f
ilm transistor)からなる光電変換素子部である。１９
１１は窒化シリコン等よりなる保護層、１９１２はポリ
イミド等よりなる保護層、１９２４は透明な接着剤より
なる接着層、１９２３は、ＰＥＴ(polyethylene tereph
thalate)等よりなる保護層、１９２１は、粉末状の蛍光
体よりなる蛍光体層、１９２２は反射用粉体を練り込ん
だＰＥＴ等よりなる反射保護層である。これら１９２１
〜１９２３で蛍光板１９２０が構成される。また、ガラ
ス基板１９１３の裏面には、多重反射防止のための反射
防止層１９１４を設けている。このような構造だと、蛍
光板を１枚しか用いていないため、フィルムスクリーン
方式に比べ、Ｘ線を十分に捕らえているとは言いがたい
ものであった。

【０００５】そこで、図２０に示すように、フィルムス
クリーンと同じ考え方で光電変換素子の表裏に２枚の蛍
光板２０２０、２０３０を用いるＸ線検出装置が検討さ
れている。図中、２０１３はガラス基板、２０００はア
モルファスシリコンを用いたＭＩＳ型フォトセンサーと
ＴＦＴからなる光電変換素子部である。素子部の詳細構
造は後述する。２０１１は窒化シリコン等よりなる保護
層、２０１２はポリイミド等よりなる保護層、２０２４
は透明な接着剤よりなる接着層、２０２３、２０３３
は、ＰＥＴ等よりなる保護層、２０２１、２０３１は、
粉末状の蛍光体よりなる蛍光体層、２０２２、２０３２
は反射用粉体を練り込んだＰＥＴ等よりなる反射保護層
である。これら２０２１〜２０２３で蛍光板２０２０
が、２０３１〜２０３３で蛍光板２０３０が構成され
る。

【０００６】図２１は、先述のセンサー素子部２０００
の構造を詳細に示した断面図である。２０５０が、アモ
ルファスシリコンを用いたＭＩＳ型フォトセンサー部、
２０６０が同材料を用いたＴＦＴ部である。２００１及
び２００２はクロム等よりなる下電極、２００３は窒化
膜等よりなるゲート絶縁膜、２００４はアモルファスシ
リコン等よりなる活性層、２００５はマイクロクリスタ
ルシリコン等よりなるｎ型オーミックコンタクト層、２
００６はアルミ等よりなる上電極である。

【０００７】このＸ線検出装置上部から入射したＸ線が
反射保護層２０２２を透過し、蛍光体層２０２１で吸収
されるが、吸収されなかったＸ線はそのまま保護層２０
２３から保護層２０３３までの構造物をほとんど吸収さ
れることなく透過し、蛍光体層２０３１にも吸収され
る。Ｘ線を吸収した蛍光体層２０２１及び２０３１は可
視光を発光する。発光した光をフォトセンサー部２０５
０で電気信号に変換し、ＴＦＴ部２０６０でスイッチン
グして読み出すことで、入射するＸ線情報を２次元のデ
ジタル画像に変換するものである。

【０００８】これを、等価回路にしたものを、図２２に
示す。２２０１は、活性層２００４によって形成される
キャパシター部、２２０２は、ゲート絶縁膜２００３に
よって形成されるキャパシター部であり、この２２０１
と２２０２によってＭＩＳ型フォトセンサー部が形成さ
れており、２０５０に対応している。２２０３はＴＦＴ
部で２０６０に対応している。２２０４はバイアスライ
ン、２２０５はバイアス用の電源、２２０６はシグナル
ライン、２２０７はアンプ、２２０８はゲートライン、
２２０９はシグナル読み出し装置、２２１０はゲートド
ライブ装置である。この図の中では、蛍光体層は図示し
ていない。

【０００９】ここで、簡単に駆動を説明する。最初、バ
イアス用電源２２０５より一定の電圧を投入し、バイア
スライン２２０４を通して、２２０１及び２２０２のキ
ャパシターをリフレッシュしておく。その後、同じくバ
イアス用電源２２０５より違う一定電圧を投入した状態
で、Ｘ線を放射し、可視光を２２０１部に当てると、そ
の光に相当する量の電子・ホール対（キャリア）が発生
する。このキャリアをキャパシター２２０１及び２２０
２に蓄積した状態でゲートライン２２０８より一定電圧
を投入すると、ＴＦＴ２２０３が導通し、相当の電荷が
シグナルライン２２０６に流れる。これをアンプ２２０
７によって増幅し、シグナル読み出し装置２２０９で信
号処理を行うことによって、信号出力を取り出すことが
できる。図面では、３×３のピクセルで表現したが、実
際は、縦、横方向ともＮ×Ｍ（Ｎ，Ｍは自然数）ピクセ
ルとすることが可能である。

【００１０】図２３及び図２４は、本Ｘ線検出装置の製
造方法を示す。図２３はガラス２０１３上に形成したセ
ンサー素子２０００と蛍光板２０２０、２０３０のカッ
プリング方法を、図２４はガラス上にセンサー素子２０
００、保護層２０１１を形成する方法を示している。

【００１１】図２３に示すように、ガラス２０１３上に
センサー素子２０００及び保護層２０１１、２０１２を
形成した後、保護層２０１２上に接着剤２０２４を塗布
し、その上に蛍光板２０２０を置いた状態にしておく。
これをローラー等により端から加圧しながら貼り合せる
ことで、センサー素子と蛍光板をカップリングさせて、
図２４（ａ）を得る。つづいて、ガラス２０１３裏面に
同様に蛍光板２０３０を貼り合せて図２４（ｂ）を得
る。

【００１２】一方、センサー素子側は図２４に示すとお
り、ガラス基板２０１３にスパッタ等の方法でクロム層
等２００１及び２００２を蒸着し、パターニングを行い
図２４（ａ）を形成する。次に、ＣＶＤ(chemical vapo
r deposition)等によってゲート絶縁層２００３、活性
層２００４、オーミックコンタクト層２００５を連続し
て蒸着した後、下電極層２００１との間を導通するため
のコンタクトホールを形成して図２４（ｂ）を得る。

【００１３】次に、スパッタ等の方法で、アルミ層２０
０６を蒸着し、パターニングを行った後、ＴＦＴチャネ
ル部のオーミックコンタクト層２００５を除去し、素子
間分離をして図２４（ｃ）を得る。次にＣＶＤ等の方法
によって窒化シリコン２０１１を蒸着した後、ポリイミ
ド等の保護層２０１２をスピンコートして図２４（ｄ）
を得る。なお、これら一連の断面図には、図２２の等価
回路で示したバイアスライン２２０４、シグナルライン
２２０６、ゲートライン２２０８は図示していない。こ
のような形状のセンサーを用いればＸ線は２枚の蛍光板
２０２０、２０３０に吸収されるので、Ｘ線の利用効率
が高まることが期待される。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、以上説
明した図２０から図２４のようなＸ線検出装置を実現し
ようとした場合、新たに設けた蛍光板２０３０との間で
次のような問題が生じる。

【００１５】まず、蛍光板２０３０からの光を取り込ま
なければならないので、基板はガラスを使用したとして
もセンサー素子（ＭＩＳ型）の下電極２００１の金属層
を光が透過する程度に薄くする必要があり、そうする
と、極端に抵抗が上昇してしまう。たとえば、クロムな
ら、３００Å程度以下でないと透過性を示さない。

【００１６】さらに、基板として一般的な、たとえば日
本電気ガラス製のＯＡ−１０もしくはＯＡ−２ガラスを
用いたとしても、厚みはせいぜい０．７ｍｍ、がんばっ
て０．５ｍｍである。センサーピッチが０．１６ｍｍだ
とするとこの厚みはピッチの数倍のオーダーになり、も
はやＭＴＦ(modulation transfer function)の低下は避
けられない状況となってしまう。

【００１７】そこで本発明は、第１にセンサー裏面の蛍
光体から入射してくる光の透過率を向上し、第２に解像
力を低下させない放射線検出装置とその製造方法を提供
することを課題としている。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、光電変換素子を形成した透明基板の表面
側に第１の波長変換体と、前記透明基板の裏面側に第２
の波長変換体とを有する放射線検出装置において、前記
光電変換素子の基板側電極が、透明導電膜で形成され、
前記透明基板の前記光電変換素子形成部分は、前記光電
変換素子と前記第２の波長変換体との距離が、光電変換
素子配列ピッチの半分以下に形成されている構造とし
た。さらに、この放射線検出装置の製造方法を提供する
ものである。

【００１９】上記構造によって、第２の波長変換体と光
電変換素子との間は透明かつ近接距離で構成されること
となる。その結果、裏側の第２の波長変換体から入射す
る光が効率よく光電変換素子に入射することが可能とな
り、発散する光が迷光となってＭＴＦの低下を招くこと
もなく、Ｘ線デジタルラジオグラフィーの感度が向上す
ることが可能になる。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、本発明の放射線検出装置を
実現するための基板材料の物性としては、以下の条件で
あることが望ましい。（１）第２の波長変換体の発光ピーク波長の光を５０％
以上透過する。（２）耐熱性は、一般的なアモルファスシリコン形成温
度の耐熱性を持たせるため、熱変形温度が２００℃以上
であることが望ましい。（３）ＭＴＦの低下を防止するために、光電変換素子と
第２の波長変換体との距離を画素ピッチの半分以下とす
る。つまり、基板の相当する部分を画素ピッチの半分以
下の厚みにする。（４）材料として、ガラス、ポリイミド、ポリアミドイ
ミド、ジビニルシロキサンビスベンゾシクロブテン（Ｂ
ＣＢ）系樹脂（ダウ・ケミカル製Ｃｙｃｌｏｔｅｎ
ｅ）、メチルシルセスキオキサン系樹脂（日本合成ゴム
製ＬＫＤシリーズ）、ポリエーテルスルホン、ポリエー
テルイミド、芳香族ポリエステルがあげられ、この中か
ら、複数選ばれてもかまわない。

【００２１】また、透明導電膜の物性としては、以下で
ある。（１）波長変換体の発光ピーク波長の光を５０％以上透
過する。（２）材料として、ＩＴＯ(indium tin oxide)、Ｚｎ
Ｏ、ＳｎＯ_２、ＣｄＳｎＯ _４、Ｉｎ_２Ｏ_３があげられ
る。

【００２２】次に、本発明の各実施の形態について図面
を参照して説明する。

【００２３】［実施の形態１］：図１は好適な実施の形
態であるＸ線検出装置を示したものである。１２０は基
板、１２１は、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体よりなる蛍
光体（波長変換体）層であり、基板１２０に設けた溝部
に埋め込まれている。１２３はアルミ（Ａｌ）等よりな
る反射層である。なお、蛍光体層１２１は、センサー素
子の分光感度特性に合うものを選択する必要があり、Ｃ
ａＷＯ_４、ＺｎＳ系や希土類付活剤系のＬａ_２Ｏ_２Ｓ：
Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：（Ｔｂ、Ｔｍ）、ＢａＳＯ _４：Ｅ
ｕ、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ、Ｙ_２Ｏ
_２Ｓ：Ｔｂ、またはアルカリハライド系のＣｓＩ：Ｔ
ｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌ等を用いても構わな
い。

【００２４】基板１２０は、溝が掘れる材料を選択する
必要があり、好適には、感光性ガラス、クリスタルシリ
コン等のように垂直に溝加工し易い材料の方がよい。１
１３はポリイミド等からなる絶縁保護層、１００は後述
するＭＩＳ型フォトセンサーとＴＦＴからなるセンサー
素子部で、１６０μｍピッチの２次元に配列されてい
る。１１１は窒化膜等からなる無機の保護層、１１２
は、ポリイミド等からなる有機の保護層である。なお、
１１３は、埋め込んだ蛍光体を保護し、蛍光体からの光
を透過し、その上部に形成するセンサー素子の下地とし
ても機能する必要があることから、透光性、耐熱性、平
坦性及び耐湿性を兼ね備えた材料がより好適で、ポリイ
ミド以外にもジビニルシロキサンビスベンゾシクロブテ
ン（ダウ・ケミカル製のＣｙｃｌｏｔｅｎｅ）やメチル
シルセスキオキサン系樹脂（日本合成ゴム製ＬＫＤシリ
ーズ）、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、
芳香族ポリエステル等を用いてもよいし、これらの樹脂
を積層してもかまわない。但し、下部の蛍光体層１２１
からの可視光を効率よくセンサー部１５０に入射させる
必要があるので、できる限り薄くする必要があり、画素
ピッチの半分の８０μｍ以下、可能ならば２０μｍ以下
とするのが望ましい。

【００２５】１３０はＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体
層、１３１は蛍光体層１３０を保護するための耐湿性を
有した有機高分子膜等よりなる保護層、１３２は、Ａｌ
等からなる反射層である。蛍光体層１３０は、センサー
素子の分光感度特性に合うものを選択する必要があり、
蛍光体層１２１で述べたものと同様の材料の中から選択
しても構わない。なお、本Ｘ線センサーを電気的に駆動
するための外部回路及び、接続手段は図示していない。

【００２６】図２は、図１に示すセンサー素子部１００
のより詳細な断面である。１５０が、アモルファスシリ
コンを用いたＭＩＳ型フォトセンサー部、１６０が同材
料を用いたＴＦＴ部である。１０１は、ＩＴＯなど透明
性の導電材料よりなるＭＩＳセンサー下地電極で膜厚は
通常１μｍ以下である。１０２はクロム等よりなるＴＦ
Ｔゲート電極、１０３は窒化膜等よりなるゲート絶縁
膜、１０４はアモルファスシリコン等よりなる活性層、
１０５はマイクロクリスタルシリコン等よりなるｎ型オ
ーミックコンタクト層、１０６はアルミ等よりなる上電
極である。１０１の透明導電材料は、ＩＴＯ以外に、Ｚ
ｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｄＳｎＯ_４などの透明導電膜を使用
しても構わない。他に示したものは、図１と重複するも
のである。

【００２７】Ｘ線検出装置上部から入射したＸ線が反射
層１３２及び保護層１３１を透過し、蛍光体層１３０で
一部吸収され、蛍光体層１３０が可視光を発光する。可
視光は保護層１１２、１１１及び、オーミックコンタク
ト層１０５を透過し、ＭＩＳセンサー１５０の活性層１
０４に吸収される。一方、蛍光体層１３０で吸収されな
かったＸ線は、センサー素子部１００、保護層１１３を
透過し、（わずかに吸収されるが、それは、０．１％以
下なので無視できる）下部の蛍光体層１２１に入射、吸
収される。ここでも蛍光体層１２１によって可視光が発
光されるが、この可視光も、保護層１１３、ＭＩＳセン
サー下地電極１０１、及び絶縁膜１０３を透過し、ＭＩ
Ｓセンサーの活性層１０４に入射、吸収される。このよ
うに、ＭＩＳセンサー１５０の活性層１０４には、上部
及び下部の蛍光体層１３０及び１２１からの可視光が入
射してくることになる。なお、反射層１３２及び１２３
は、それぞれ、蛍光体層１３０及び１２１で発光した可
視光をＭＩＳセンサーに無駄なく、供給するための反射
層として機能する。可視光を吸収したＭＩＳセンサー内
では、電子とホールのペアーが生成されるので、これを
後述する方法によって電気信号として取り出し、２次元
画像に変換するものである。

【００２８】このように、本構造を採用することによっ
て、蛍光体層１２１から発生した光は、２０μｍ以下に
管理された絶縁保護層１１３と、１μｍ以下の透明導電
膜１０１及び絶縁層１０３を透過するのみでセンサー活
性層１０４に到達できるため、吸収が少なく、ボケも生
じない。ちなみに、この透過距離はセンサーピッチ１６
０μｍの半分以下である。

【００２９】等価回路を図３に示す。３０１は、活性層
１０４によって形成されるキャパシター部、３０２は、
ゲート絶縁膜１０３によって形成されるキャパシター部
であり、この３０１と３０２によってＭＩＳ型フォトセ
ンサー部が形成されており、１５０に対応している。３
０３はＴＦＴ部で１６０に対応している。３０４はバイ
アスライン、３０５はバイアス用の電源、３０６はシグ
ナルライン、３０７はアンプ、３０８はゲートライン、
３０９はシグナル読み出し装置、３１０はゲートドライ
ブ装置である。この図の中では、蛍光体層は図示してい
ない。

【００３０】ここで、簡単に駆動を説明する。最初、バ
イアス用電源３０５より一定の電圧を投入し、バイアス
ライン３０４を通して、３０１及び３０２のキャパシタ
ーをリフレッシュしておく。その後、同じくバイアス用
電源３０５より違う電圧に切り替えた状態で、Ｘ線を放
射し、蛍光体からの可視光を３０１部に当てると、その
光に相当する量の電子・ホール対（キャリア）が発生す
る。このキャリアをキャパシター３０１及び３０２に蓄
積した状態でゲートライン３０８より一定電圧を投入す
ると、ＴＦＴ３０３が導通し、相当の電荷がシグナルラ
イン３０６に流れる。これをアンプ３０７によって増幅
し、シグナル読み出し装置３０９で信号処理を行うこと
によって、信号出力を取り出すことができる。図面で
は、便宜上３×３のピクセルで表現したが、実際は、
縦、横方向ともＮ×Ｍピクセルとすることが可能であ
る。この読み取り方法は、従来例で示したものと全く同
じである。

【００３１】本Ｘ線検出装置の製造方法を図４及び図５
に示す。図４はガラス上に形成したセンサー素子１００
と蛍光体層１３０及び１２１のカップリング方法を、図
５は保護層１１３上にセンサー素子１００、保護層１１
１、１１２を形成する方法を示している。

【００３２】図４に示すように、まず、画素ピッチと同
ピッチになるように感光性ガラス１２０を露光しエッチ
ング除去して溝部を形成した後、スパッタ等の方法で溝
の中にＡｌ等の薄膜１２３を蒸着し、図４（ａ）を得
る。この時Ａｌは溝部以外に蒸着されても問題無い。ま
た、感光性ガラスの代わりにクリスタルシリコンを用い
る場合は、レジストを塗布した状態で露光、現像、ドラ
イエッチング加工を行い、最後にレジストを除去してＡ
ｌ等を蒸着する必要がある。感光性ポリイミドを用いる
場合は、一度、感光性ポリイミドと密着性の悪い基板に
感光性ポリイミドを厚く塗布した状態で露光、エッチン
グを行い、Ａｌ等を蒸着した後、ポリイミドと基板を引
き剥がして形成する。次に、溝の中にＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔ
ｂ等の蛍光体粉末１２１を充填した後、上部全体にポリ
イミド等１１３を塗布、キュアして図４（ｂ）を得る。
この時、ポリイミド上部表面が滑らかになるように粘度
の低い状態で塗布するとよい。ただし、スピンコーター
の回転数を上げすぎるとポリイミド膜が薄くなりすぎて
しまい、下地の蛍光体層のモフォロジーを拾い、平坦性
が失われてしまうので、粘度と回転数を最適化する必要
がある。

【００３３】続いて、後述する方法で、センサー素子１
００をポリイミド１１３上に形成、窒化膜等の保護層１
１１をＣＶＤ等の方法により形成し、電極取り出し部を
パターニングしエッチング除去した後にポリイミド等の
保護膜層１１２をスピンコートによって塗布、キュア
し、図４（ｃ）を得る。続いて、ＣｓＩ：Ｔｌ等の蛍光
体層１３０を真空蒸着によりポリイミド等の保護層の上
に形成し、図４（ｄ）を得る。最後に蛍光体層１３０の
回りを有機高分子等からなる保護層１３１で覆い、保護
層上に真空蒸着等でＡｌなどからなる反射層１３２を蒸
着、電極取り出し部を除去して図４（ｅ）の本実施の形
態のＸ線検出装置を得る。

【００３４】図５に従ってセンサー素子１００の形成方
法を述べる。まず、図４（ｂ）の状態の基板にスパッタ
等の方法によりクロムなどの電極１０２を形成し、フォ
トリソ工程によってパターニングを行い、図５（ａ）の
ように、ＴＦＴゲート電極部を得る。続いて、スパッタ
等の方法によってＩＴＯ等の透明導電膜１０１を形成
し、フォトリソ工程によってパターニングを行い、図５
（ｂ）のように、ＭＩＳセンサー用電極部を得る。従来
例では、この１０１と１０２に相当する電極は、同じク
ロム等からなる薄膜を一度のフォトリソ工程によって形
成したが、本実施の形態では、センサー下側からも光を
取り入れなければならないので、センサー下電極は積極
的に透明導電膜にする必要がある。１０２は図示してい
ないが配線を兼ねている。この部分を透明導電膜で形成
しても構わないが、大面積のセンサーになると配線抵抗
の上昇から、ノイズの上昇をまねくので、この部分はで
きれば低抵抗な金属薄膜が望ましい。ＩＴＯの代わりに
ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｄＳｎＯ_４、Ｉｎ_２Ｏ_３等をそれ
ぞれの物性に合わせてスパッタ、イオンプレーティン
グ、真空蒸着、スプレー、ＣＶＤ、ディップコートなど
の方法によって形成しても構わない。

【００３５】続いて、ＣＶＤ等の方法により、窒化膜な
どからなる絶縁膜１０３、アモルファスシリコン等から
なる活性層１０４、リンをドープしたマイクロクリスタ
ルのオーミックコンタクト層１０５を連続的に蒸着し、
必要な部分にコンタクトホールをフォトリソ工程とエッ
チング工程によって形成して図５（ｃ）を得る。その
後、スパッタ等の方法によりＡｌ等からなる電極１０６
を形成し、フォトリソ工程によってパターニングを行
い、ＴＦＴチャネル部のオーミックコンタクト層をエッ
チング除去し、素子間を分離して図５（ｄ）を得る。最
後にＣＶＤ等の方法により、窒化膜等からなる保護層１
１１を形成、フォトリソ工程で電極取り出し部をエッチ
ング除去した後、ポリイミド等をスピンコートによって
塗布、キュアして図５（ｅ）を得る。なお、これら一連
の断面図には、図５の等価回路で示したバイアスライン
５０４、シグナルライン５０６、ゲートライン５０８は
図示していない。

【００３６】［実施の形態２］：図６に好適な実施の形
態であるＸ線検出装置を示す。これは、実施の形態１に
示した基板１２０を反転した構造のものである。６２０
は透明な基板、６２１は、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体
よりなる蛍光体層であり、基板６２０に設けた溝部に埋
め込まれている。６２２はＡｌ等よりなる反射層であ
る。なお、蛍光体層６２１は、実施の形態１と同様、セ
ンサー素子の分光感度特性に合うものを選択する必要が
ある。基板６２０は、透明で、溝を掘ることが可能なも
のである必要があり、好適には、感光性ガラス、感光性
ポリイミド等のようなものがよい。また、溝の底とセン
サー素子６００との間は、解像度の低下を招かないよう
できるだけ薄くする必要があり、好適には、画素ピッチ
の半分以下の厚みがよい。６２３はポリイミド等からな
る絶縁保護層、６００は実施の形態１で示したセンサー
素子部、６１１、６１２、６３０、６３１、６３２は、
実施の形態１で示した図１の下２桁番号の同じ各構成部
分に対応している。ここでも蛍光体層６３０は、センサ
ー素子の分光感度特性に合うものを選ぶ必要がある。な
お、本Ｘ線検出装置を電気的に駆動するための外部回路
及び、接続手段は図示していない。センサー素子６００
は、実施の形態１で示した１００と全く同じ構造で、更
に、等価回路も実施の形態１と何ら変わりないので、こ
こでの説明は割愛する。

【００３７】実施の形態１と同様、Ｘ線検出装置上部か
ら入射したＸ線の内、蛍光体層６３０で吸収されなかっ
た残りが蛍光体層６２１に入射、可視光を発光し、その
可視光が溝の底の薄い透明なガラス部分６２０を透過し
センサーに入射する。このことから、本実施の形態にお
いてもこれまで無駄にしていたＸ線画像情報を、有効に
利用することで、感度を向上させることが可能になっ
た。ちなみに、基板６２０の素子エリア部分の厚みは画
素ピッチの半分以下である。

【００３８】図７は、本実施の形態の製造方法を示して
いる。実施の形態１と同様、感光性ガラス等に溝を形成
するが、この時、溝の底と表面（図面の上部）との間を
薄くしなければならないので、露光条件とエッチング条
件を厳しく管理する必要がある。このことで図７（ａ）
を得る。続いて実施の形態１と同様、６２０の溝に蛍光
体を埋め込んだ後、上部からＡｌ等の反射層６２２を蒸
着してその上をポリイミド等の保護層６２３をスピンコ
ートで塗布、キュアして図７（ｂ）を得る。この後、図
７（ｃ）から図７（ｅ）までは、実施の形態１の図４
（ｃ）から図４（ｅ）と同様である。

【００３９】この構造にする理由は、実施の形態１の構
造では、保護層１１３の平坦性を悪くすると、素子の性
能を低下させてしまうが、本実施の形態の構造とするこ
とによって、素子を基板６２０の滑らかな表面で形成す
ることができるので性能の低下を招く恐れが軽減される
からである。

【００４０】［実施の形態３］：図８に好適な実施の形
態であるＸ線検出装置を示す。これは、実施の形態２に
示した基板６２０の構造を改良し、更に、上部の蛍光体
層を貼り合わせによって形成した構造のものである。８
２０は基板、８２１は、Ｇｄ _２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体よ
りなる蛍光体層、８２２はＡｌ等よりなる反射層、８２
３はポリイミド等からなる保護層、８２４もポリイミド
等からなる保護層である。つまり、基板８２０には、溝
ではなく、完全に貫通孔が開けてあり、その中に蛍光体
層８２１を埋め込んだ状態で両端を８２３及び８２４か
らなるポリイミドでふさいだ構造のものである。なお、
蛍光体層８２１は、実施の形態１と同様、センサー素子
の分光感度特性に合うものを選択する必要がある。この
ような構造にすれば、基板８２０の露光、エッチング条
件が緩和され、製作しやすくなる。また、８２４には、
ポリイミド以外に、ジビニルシロキサンビスベンゾシク
ロブテン（ダウ・ケミカル製のＣｙｃｌｏｔｅｎｅ）や
メチルシルセスキオキサン系樹脂（日本合成ゴム製ＬＫ
Ｄシリーズ）、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイ
ミド、芳香族ポリエステル等を用いてもよいし、これら
の樹脂を積層してもかまわない。

【００４１】８００は実施の形態１で示したものと同じ
構造のセンサー素子部、８１１、８１２も、実施の形態
１で示した図１の下２桁番号の同じ各構成部分に対応し
ている。８３１はＧｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等からなる蛍光体
層、８３２は反射用粉末を練り込んだＰＥＴ等からなる
保護層、８３３はＰＥＴ等からなる保護層、８３４は透
明な接着層である。これら８３１〜８３３のものを蛍光
板８３０と表現する。ここでも蛍光体層８３１は、セン
サー素子の分光感度特性に合うものを選ぶ必要がある。
なお、本Ｘ線検出装置を電気的に駆動するための外部回
路及び、接続手段は図示していない。センサー素子８０
０は、実施の形態１で示した１００と全く同じ構造で、
更に、等価回路も実施の形態１と何ら変わりないので、
実施の形態２と同様、ここでの説明は割愛する。

【００４２】実施の形態１と同様、Ｘ線検出装置上部か
ら入射したＸ線の内、蛍光体層８３１で吸収されなかっ
た残りが蛍光体層８２１に入射、可視光を発光し、その
可視光が保護層８２４を透過しセンサーに入射する。こ
のことから、本実施の形態においてもこれまで無駄にし
ていたＸ線画像情報を、有効に利用することで、感度を
向上させることが可能になった。ちなみに、保護層８２
４の厚みもセンサー画素ピッチの半分以下である。

【００４３】図９は、本実施の形態の製造方法を示して
いる。最初に感光性ガラス等の基板８２０にポリイミド
等の保護層８２４をスピンコートによって塗布、キュア
して固め、図９（ａ）を得る。そして、保護層８２４の
反対側から露光、エッチングして保護層８２４まで孔を
貫通させ、図９（ｂ）のような溝形状を得る。ポリイミ
ドは平坦なガラスの表面にスピンコートするので、薄く
平坦にすることがより可能となり、厚みを数μｍに管理
することができる。

【００４４】続いて、実施の形態２と同様、蛍光体８２
１を前記の溝に埋め込み、上部から（図面下部）Ａｌ等
の反射層８２２を蒸着してその上を（図面下部）ポリイ
ミド等の保護層８２３をスピンコートで塗布、キュアし
て図９（ｃ）を得る。続いて、素子８００と保護層８１
１、８１２を実施の形態１と同様に形成し、図９（ｄ）
を得る。続いて、従来例と同様、蛍光板８３０を保護層
８１２の上部に、接着層８３４を介して貼り合わせ、図
９（ｅ）を完成させる。

【００４５】この構造にする理由は、実施の形態２で、
感光性ガラスの露光、エッチング条件が厳し過ぎ、歩留
まりが低迷した場合、素子表面の平坦性を確保した上
で、歩留まりを向上させることができる構造を提供する
ことができるからである。

【００４６】［実施の形態４］：図１０は好適な実施の
形態であるＸ線検出装置を示したものである。本実施の
形態は、透明な耐熱性有機樹脂による透明薄板表面に光
電変換素子を形成した光電変換素子パネルを用いる。１
０２４はポリイミド等よりなる保護層兼基板、１０２３
はＢＣＢ等からなる保護層兼基板、１０３０及び１０４
０は、ＣｓＩ：Ｔｌ等よりなる蛍光体層、１０３１及び
１０４１は耐湿性の高い有機樹脂よりなる保護層、１０
３２及び１０４２はＡｌ等よりなる反射層である。１０
００は後述するＰＩＮ型フォトダイオードよりなるセン
サーとＴＦＴからなるセンサー素子部、１０２１は窒化
膜等よりなる無機の保護層、１０２２はポリイミド等よ
りなる有機の保護層である。なお、蛍光体層１０３０及
び１０４０は、センサー素子の分光感度特性に合うも
の、例えばＣａＷＯ₄、ＺｎＳ系や希土類付活剤系のＬ
ａ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、ＬａＯＢｒ：（Ｔｂ、Ｔｍ）、Ｂａ
ＳＯ _４：Ｅｕ、ＢａＦＣｌ：Ｅｕ、ＢａＦＢｒ：Ｅｕ、
Ｙ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、またはアルカリハライド系のＣｓ
Ｉ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＮａＩ：Ｔｌ等を用いても構
わないが、保護層１０２４もしくは１０２２に直接形成
できる必要がある。なお、保護層兼基板１０２３及び／
もしくは１０２４は、蛍光体からの光を透過し、その上
部に形成するセンサー素子の下地としても機能する必要
があることから、透光性、耐熱性、平坦性及び耐湿性を
兼ね備えた材料がより好ましく、他にジビニルシロキサ
ンビスベンゾシクロブテン（ダウ・ケミカル製のＣｙｃ
ｌｏｔｅｎｅ）やメチルシルセスキオキサン系樹脂（日
本合成ゴム製ＬＫＤシリーズ）、ポリエーテルスルホ
ン、ポリエーテルイミド、芳香族ポリエステル等を用い
てもよいし、これらの樹脂を積層してもかまわない。但
し、下部の蛍光体層１０３０からの可視光を効率よくセ
ンサー素子部１０００に入射させる必要があるのででき
る限り薄くし、センサーピッチの半分以下の厚みにする
必要がある。なお、本Ｘ線検出装置を電気的に駆動する
ための外部回路及び、接続手段は図示していない。

【００４７】図１１は、図１０のセンサー素子部１００
０のより詳細な断面である。１０５０が、アモルファス
シリコンを用いたＰＩＮ型フォトダイオードセンサー
部、１０６０がＴＦＴ部である。１００１は、ＩＴＯな
ど透明性の導電材料よりなるフォトダイオードセンサー
下地電極、１００２はクロム等よりなるＴＦＴゲート電
極、１００３は窒化膜等よりなるゲート絶縁膜、１００
４はアモルファスシリコン等よりなるＴＦＴ活性層、１
００５はマイクロクリスタルシリコン等よりなるｎ型オ
ーミックコンタクト層、１００６はアルミ等よりなるＴ
ＦＴソース電極である。１００８はボロンをドープした
Ｐ型アモルファスシリコン層、１００９はアモルファス
シリコン等よりなる活性層、１０１０はリンをドープし
たｎ型アモルファスシリコン層、１０１１は、Ａｌ等よ
りなるバイアス電極層である。１００１の透明導電材料
は、ＩＴＯ以外に、ＺｎＯ、ＳｎＯ_２、ＣｄＳｎＯ_４な
どの透明導電膜を使用しても構わない。他に示したもの
は、図１０と重複するものである。

【００４８】実施の形態１と同様、Ｘ線検出装置上部か
ら入射したＸ線の内、蛍光体層１０４０で吸収されなか
った残りが蛍光体層１０３０に入射、可視光を発光し、
その可視光が保護層兼基板１０２４及び１０２３、そし
て下地透明電極１００１を透過しＰＩＮ型フォトダイオ
ードセンサーに入射する。このようにＰＩＮ型フォトダ
イオードセンサーを用いた場合でも、透明電極１００１
を用いることによって下部からの光を入射させることが
可能になったため、実施の形態１〜３に示したＭＩＳ型
センサー同様、本実施の形態においてもこれまで無駄に
していたＸ線画像情報を、有効に利用することで、感度
を向上させることと鉛板の削減が可能になった。更に、
下からの光は、薄い絶縁保護層１０２４及び１０２３を
透過するのみでセンサー１０５０に到達できるため、吸
収が少なく、ボケも生じない。ちなみに、この透過距離
はセンサーピッチ１６０μｍの半分以下である。

【００４９】可視光を吸収したＰＩＮ型フォトダイオー
ドセンサー内では、電子とホールのペアーが生成される
ので、これを後述する方法によって電気信号として取り
出し、２次元画像に変換するものである。

【００５０】等価回路を図１２に示す。１２０１は、Ｐ
ＩＮ型フォトダイオード部、１２０２は同時に形成され
るキャパシター部である。１２０３はＴＦＴ部である。
１２０４はバイアスライン、１２０５はバイアス用の電
源、１２０６はシグナルライン、１２０７はアンプ、１
２０８はゲートライン、１２０９はシグナル読み出し装
置、１２１０はゲートドライブ装置である。この図の中
では、蛍光体層は図示していない。

【００５１】ここで、簡単に駆動を説明する。バイアス
用電源１２０５より一定の逆バイアス電圧を投入し、バ
イアスライン１２０４を通して、フォトダイオード１２
０１に逆バイアスを投入しておく。その状態で、Ｘ線を
放射し、蛍光体からの可視光をフォトダイオード１２０
１部に当てると、その光に相当する量の電子・ホール対
（キャリア）が発生する。このキャリアは同時にキャパ
シター１２０２に蓄積される。この状態からゲートライ
ン１２０８よりプラス電圧を投入すると、ＴＦＴ１２０
３が導通し、相当の電荷がシグナルライン１２０６に流
れる。これをアンプ１２０７によって増幅し、シグナル
読み出し装置１２０９で信号処理を行うことによって、
信号出力を取り出すことができる。図面では、便宜上３
×３のピクセルで表現したが、実際は、縦、横方向とも
Ｎ×Ｍピクセルとすることが可能である。

【００５２】本Ｘ線検出装置の製造方法を図１３及び図
１４，１５に示す。図１３はセンサー素子１０００形成
前の保護層兼基板の形成方法とセンサー素子と蛍光体層
１０３０及び１０４０のカップリング方法を、図１４，
１５は保護層兼基板１０２３上にセンサー素子１００
０、保護層１０２１、１０２２を形成する方法を示して
いる。

【００５３】図１３に示すように、まず、感光性ガラス
等からなる基板１０２５に、ポリイミド等よりなる保護
層兼基板１０２４をスピンコートにより塗布、キュアし
て硬化させ、ついでＢＣＢ等よりなる保護層兼基板１０
２３を同じくスピンコートにより塗布、キュアし、図１
３（ａ）を得る。また、基板１０２５には、クリスタル
シリコンや、感光性ポリイミド等の樹脂を用いることも
可能である。感光性ポリイミドを用いる場合は、一度、
感光性ポリイミドを密着性の悪い基板に厚く塗布してキ
ュアした後、基板と引き剥がして、これ（感光性ポリイ
ミドの方）を基板１０２５とする。

【００５４】続いて、後述する方法で、センサー素子１
０００を保護層兼基板１０２３上に形成、窒化膜等の保
護層１０２１をＣＶＤ等の方法により形成し、電極取り
出し部をパターニングしエッチング除去した後にポリイ
ミド等の保護膜層１０２２をスピンコートによって塗
布、キュアし、図１３（ｂ）を得る。続いて、感光性ガ
ラスよりなる基板１０２５を全面露光、エッチングし、
基板１０２５を全て取り除いて光電変換素子パネルと
し、図１３（ｃ）を得る。これは、感光性ガラスがポジ
型の場合で、ネガ型の場合は、未露光状態でエッチング
を行う。基板１０２５にクリスタルシリコンを用いた場
合は、これをドライエッチングによって除去するのが好
ましい。

【００５５】続いて、ＣｓＩ：Ｔｌ等の蛍光体層１０３
０及び１０４０を真空蒸着によりそれぞれ１０２４及び
１０２２の上に形成し、図１３（ｄ）を得る。ＣｓＩ：
Ｔｌの蒸着は、表裏同時でもよいし、別々でも構わな
い。最後に蛍光体層１０３０及び１０４０の回りに有機
高分子等からなる保護層１０３１及び１０４１で覆い、
保護層上に真空蒸着等によりＡｌなどからなる反射層１
０３２及び１０４２を蒸着、電極取り出し部を除去して
図１３（ｅ）の本実施の形態のＸ線検出装置を得る。保
護層１０３１及び１０４１は同時に形成しても構わない
し、別々に形成しても構わない。反射層１０３２及び１
０４２も同様である。

【００５６】図１４，１５に従ってセンサー素子１００
０の形成方法を述べる。まず、図１３（ａ）の状態の保
護層兼基板１０２３上にスパッタ等の方法によりクロム
などの電極１００２を形成し、フォトリソ工程によって
パターニングを行い、図１４（ａ）のようにＴＦＴゲー
ト電極を得る。続いて、ＣＶＤ等の方法により、窒化膜
などからなる絶縁膜１００３、アモルファスシリコン等
からなる活性層１００４、リンをドープしたマイクロク
リスタルのオーミックコンタクト層１００５を連続的に
蒸着し、図１４（ｂ）を得る。

【００５７】続いて、スパッタ等の方法によりＡｌ等か
らなる電極１００６を形成し、フォトリソ工程によって
パターニングを行い、素子間を分離して図１４（ｃ）を
得る。続いて、スパッタ等の方法によってＩＴＯ等の透
明導電膜１００１を形成し、フォトリソ工程によってパ
ターニングを行い、ＴＦＴチャネル部のオーミックコン
タクト層１００５をエッチング除去し、図１４（ｄ）を
得る。本来は、この１００１と１００６に相当する電極
は、同じ材料を一度のフォトリソ工程によって形成して
も構わないが、本実施の形態では、センサー下側からも
光を取り入れなければならないので、少なくともセンサ
ー下電極１００１は透明導電膜にする必要があるからで
ある。また、１００６は図示してはいないが配線を兼ね
ておりこの部分を透明導電膜で形成しても構わないが、
大面積のセンサーになると配線抵抗の上昇から、ノイズ
の上昇をまねくので、この部分はできれば低抵抗な金属
薄膜が望ましい。透明電極としてＩＴＯの代わりにＺｎ
Ｏ、ＳｎＯ₂、ＣｄＳｎＯ₄などの透明導電膜を使用して
も構わない。

【００５８】次に、ＣＶＤ等の方法により、窒化膜等か
らなる保護層１００７を形成、フォトリソ工程でエッチ
ング除去して、図１４（ｅ）を得る。そして、再びＣＶ
Ｄ等の方法により、ボロンをドープしたｐ型アモルファ
スシリコン層１００８、ノンドープのアモルファスシリ
コン層１００９、リンをドープしたｎ型アモルファスシ
リコン層１０１０を連続成膜し、図１５（ｆ）を得る。
続いて、スパッタ等の方法によりＡｌ等の電極１０１１
を堆積し、フォトリソ工程でパターニングし、図１５
（ｇ）を得る。最後にＣＶＤ等の方法により窒化膜等の
保護層１０２１を形成し、ポリイミド等の保護層１０２
２をスピンコートによって塗布、キュアして図１５
（ｈ）を得る。なお、これら一連の断面図には、図１４
の等価回路で示したシグナルライン１４０６、ゲートラ
イン１４０８は図示していない。

【００５９】この構造にするメリットは、センサー素子
裏側に載置する蛍光体層構造の自由度を挙げられること
である。

【００６０】［実施の形態５］：図１６に好適な実施の
形態であるＸ線検出装置を示す。これは、実施の形態４
に示した蛍光体層１０３０及び１０４０を直接蒸着では
なく、貼り合わせによって形成した構造のものである。
１６００、１６２１、１６２２、１６２３、１６２４
は、実施の形態４で示した図１０の下２桁番号の同じ各
構成部分に対応している。１６４１及び１６３１はＣｓ
Ｉ：Ｔｌ等からなる蛍光体層、１６４２及び１６３２は
Ａｌ等からなる反射層、１６４3及び１６３３は、アモ
ルファスカーボン等からなる基板、１６４４及び１６３
４は耐湿性の高い透明な高分子樹脂よりなる保護層、１
６４５及び１６３５は透明な接着剤からなる接着層であ
る。これら１６４１〜１６４４、及び１６３１〜１６３
４によって蛍光板１６４０及び１６３０が形成される。
なお、蛍光体層１６４１及び１６３１は、実施の形態１
と同様、センサー素子の分光感度特性に合うものを選択
する必要がある。更に、１６４０と１６３０は、同じ構
造のものを使用することも可能であるし、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ
等の粉末蛍光体を塗布した蛍光板等を用いても構わな
い。このような構造にすれば、実施の形態４で示した蛍
光体層１０４０及び１０３０形成時の歩留まりのリスク
を軽減し、高い歩留まりを確保することが期待できる。
なお、本Ｘ線検出装置を電気的に駆動するための外部回
路及び、接続手段は図示していない。センサー素子１６
００は、実施の形態４で示した１０００と全く同じ構造
で、更に、等価回路も実施の形態４と何ら変わりないの
で、ここでの説明は割愛する。

【００６１】実施の形態４と同様、Ｘ線検出装置上部か
ら入射したＸ線の内、蛍光体層１６４１で吸収されなか
った残りが蛍光体層１６３１に入射、可視光を発光し、
その可視光が保護層１６３４、接着層１６３５、保護層
兼基板１６２４及び１６２３を透過しフォトダイオード
センサーに入射する。このことから、本実施の形態にお
いてもこれまで無駄にしていたＸ線画像情報を、有効に
利用することで、感度を向上させることが可能になっ
た。ちなみに、保護層１６３４、接着層１６３５、保護
層兼基板１６２４及び１６２３全体の厚みはセンサー画
素ピッチの半分以下である。

【００６２】図１７は、本実施の形態の製造方法を示し
ている。図１７（ａ）から図１７（ｃ）までは、実施の
形態４と同じであるので、説明は割愛する。図１７
（ｃ）の状態から蛍光板１６４０を、接着層１６４５を
介して貼り合わせ、図１７（ｄ）を得る。最後に、蛍光
板１６３０を、接着層１６３５を介して貼り合わせ、図
１７（ｅ）を完成させる。

【００６３】この構造にするメリットは、実施の形態４
よりも更に歩留まりを確保し易い構造を提供できること
である。

【００６４】次に、本発明による放射線検出装置の実装
例及びそれを用いたＸ線検出システムについて説明す
る。

【００６５】図１８は、本発明による放射線検出装置の
Ｘ線診断システムへの適用例を示したものである。

【００６６】Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０
６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透
過し、放射線検出装置（イメージセンサ）６０４０に入
射する。この入射したＸ線には被験者６０６１の体内部
の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応して表面及び
裏面の蛍光体によって可視光に変換し、これを光電変換
して、電気信号を得る。この電気信号はデジタル変換さ
れイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御
室のディスプレイ６０８０で観察できる。

【００６７】また、この画像情報は電話回線６０９０等
の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタ
ールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光デ
ィスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医
師が診断することも可能である。またフィルムプロセッ
サ６１００によりフィルム６１１０に記録することもで
きる。

【００６８】以上の実施形態では、Ｘ線撮像システムを
例に説明したが、シンチレータによって放射線を光に変
換し、この光を光電変換する装置構成としても、同様で
ある。なお、放射線とはＸ線以外のα，β，γ線等を含
む。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明は、第１
に、解像度を損なうことなく、放射線（Ｘ線）の利用効
率を向上させ、感度を高めることが可能となる。第２
に、透過する放射線を最小限にすることができ、鉛など
の電子部品の保護板を削減することが可能となり、人と
環境にやさしい放射線検出装置を提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態の全体断面図である。

【図２】第１の実施の形態のセンサー素子部の拡大断面
図である。

【図３】第１の実施の形態の等価回路である。

【図４】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態の製造方
法の断面図である。

【図５】（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施の形態のセンサ
ー素子部製造方法の断面図である。

【図６】第２の実施の形態の全体断面図である。

【図７】（ａ）〜（ｅ）は、第２の実施の形態の製造方
法の断面図である。

【図８】第３の実施の形態の全体断面図である。

【図９】（ａ）〜（ｅ）は、第３の実施の形態の製造方
法の断面図である。

【図１０】第４の実施の形態の全体断面図である。

【図１１】第４の実施の形態のセンサー素子部の拡大断
面図である。

【図１２】第４の実施の形態の等価回路である。

【図１３】（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施の形態の製造
方法の断面図である。

【図１４】（ａ）〜（ｅ）は、第４の実施の形態のセン
サー素子部製造方法の断面図である。

【図１５】（ｆ）〜（ｈ）は、第４の実施の形態のセン
サー素子部製造方法の断面図である。

【図１６】第５の実施の形態の全体断面図である。

【図１７】（ａ）〜（ｅ）は、第５の実施の形態の製造
方法の断面図である。

【図１８】本発明による放射線検出装置のＸ線診断シス
テムへの適用例を示す図である。

【図１９】従来例の全体断面図である。

【図２０】従来例の全体断面図である。

【図２１】従来例のセンサー素子部の拡大断面図であ
る。

【図２２】従来例の等価回路である。

【図２３】（ａ）〜（ｂ）は、従来例の製造方法の断面
図である。

【図２４】（ａ）〜（ｄ）は、従来例のセンサー素子部
製造方法の断面図である。

【図２５】従来例のフィルムスクリーン方式の断面図で
ある。

【符号の説明】

１００センサー素子部１０１ＩＴＯなど透明性の導電材料よりなるＭＩＳセ
ンサー下地電極１０２クロム等よりなるＴＦＴゲート電極１０３窒化膜等よりなるゲート絶縁膜１０４アモルファスシリコン等よりなる活性層１０５マイクロクリスタルシリコン等よりなるｎ型オ
ーミックコンタクト層１０６アルミ等よりなる上電極１１１窒化膜等からなる無機の保護層１１２ＰＩ等からなる有機の保護層１１３ポリイミド等からなる絶縁保護層１２０基板１２１Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体よりなる蛍光体層１２３Ａｌ等よりなる反射層１３０ＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体層１３１有機高分子膜等よりなる保護層１３２Ａｌ等からなる反射層１５０アモルファスシリコンを用いたＭＩＳ型フォト
センサー部１６０ＴＦＴ部３０１活性層１０４によって形成されるキャパシター
部３０２ゲート絶縁膜１０３によって形成されるキャパ
シター部３０３ＴＦＴ部３０４バイアスライン３０５バイアス用の電源３０６シグナルライン３０７アンプ３０８ゲートライン３０９シグナル読み出し装置３１０ゲートドライブ装置６００センサー素子部６１１窒化膜等からなる無機の保護層６１２ＰＩ等からなる有機の保護層６２０基板６２１Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体よりなる蛍光体層６２２Ａｌ等よりなる反射層６２３ポリイミド等からなる絶縁保護層６３０ＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体層６３１有機高分子膜等よりなる保護層６３２Ａｌ等からなる反射層８００センサー素子部８１１窒化膜等からなる無機の保護層８１２ＰＩ等からなる有機の保護層８２０基板８２１Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等の粉体よりなる蛍光体層８２２Ａｌ等よりなる反射層８２３ポリイミド等からなる保護層８２４ポリイミド等からなる保護層８３０蛍光板８３１Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ等からなる蛍光体層８３２反射用粉末を練り込んだＰＥＴ等からなる保護
層８３３ＰＥＴ等からなる保護層８３４透明な接着層１０００センサー素子部１００１ＩＴＯなど透明性の導電材料よりなるフォト
ダイオードセンサー下地電極１００２クロム等よりなるＴＦＴゲート電極１００３窒化膜等よりなるゲート絶縁膜１００４アモルファスシリコン等よりなるＴＦＴ活性
層１００５マイクロクリスタルシリコン等よりなるｎ型
オーミックコンタクト層１００６アルミ等よりなるＴＦＴソース電極１００７窒化膜等からなる保護層１００８ボロンをドープしたＰ型アモルファスシリコ
ン層１００９アモルファスシリコン等よりなる活性層１０１０リンをドープ下ｎ型アモルファスシリコン層１０１１バイアス電極層１０２１窒化膜等よりなる無機の保護層１０２２ポリイミド等よりなる有機の保護層１０２３ＢＣＢ等からなる保護層兼基板１０２４ポリイミド等よりなる保護層兼基板１０２５感光性ガラス等からなる基板１０３０ＣｓＩ：Ｔｌ等よりなる蛍光体層１０３１有機樹脂よりなる保護層１０３２Ａｌ等よりなる反射層１０４０ＣｓＩ：Ｔｌ等よりなる蛍光体層１０４１有機樹脂よりなる保護層１０４２Ａｌ等よりなる反射層１０５０ＰＩＮ型フォトダイオードセンサー部１０６０ＴＦＴ部１２０１ＰＩＮ型フォトダイオード部１２０２ＰＩＮフォトダイオードによって形成される
キャパシター部１２０３ＴＦＴ部１２０４バイアスライン１２０５バイアス用の電源１２０６シグナルライン１２０７アンプ１２０８ゲートライン１２０９シグナル読み出し装置１２１０ゲートドライブ装置１６００センサー素子部１６２１窒化膜等よりなる無機の保護層１６２２ポリイミド等よりなる有機の保護層１６２３ＢＣＢ等からなる保護層兼基板１６２４ポリイミド等よりなる保護層兼基板１６３０蛍光板１６３１ＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体層１６３２Ａｌ等からなる反射層１６３３アモルファスカーボン等からなる基板１６３４高分子樹脂よりなる保護層１６３５透明な接着剤からなる接着層１６４０蛍光板１６４１ＣｓＩ：Ｔｌ等からなる蛍光体層１６４２Ａｌ等からなる反射層１６４３アモルファスカーボン等からなる基板１６４４高分子樹脂よりなる保護層１６４５透明な接着剤からなる接着層１９００センサー素子部１９１１窒化シリコン等よりなる保護層１１９１２ＰＩ等よりなる保護層２１９１３ガラス基板１９１４反射防止層１９２０蛍光板１９２１蛍光体層１９２２反射保護層１９２３ＰＥＴ等よりなる保護層３１９２４透明な接着剤よりなる接着層２０００光電変換素子部２００１クロム等よりなる下電極２００２クロム等よりなる下電極２００３窒化膜等よりなるゲート絶縁膜２００４アモルファスシリコン等よりなる活性層２００５マイクロクリスタルシリコン等よりなるｎ型
オーミックコンタクト層２００６アルミ等よりなる上電極２０１１保護層２０１２保護層２０１３ガラス基板２０２０蛍光板２０２１蛍光体層２０２２反射保護層２０２３保護層２０２４接着層２０３０蛍光板２０３１蛍光体層２０３２反射保護層２０３３保護層２０３４接着層２０５０ＭＩＳ型フォトセンサー部２０６０ＴＦＴ部２２０１活性層２００４によって形成されるキャパシ
ター部２２０２ゲート絶縁膜２００３によって形成されるキ
ャパシター部２２０３ＴＦＴ部２２０４バイアスライン２２０５バイアス用の電源２２０６シグナルライン２２０７アンプ２２０８ゲートライン２２０９シグナル読み出し装置２２１０ゲートドライブ装置２５００フィルムスクリーン２５２０増感紙２５２１蛍光体層２５２２反射保護層２５２３保護層２５３０増感紙２５３１蛍光体層２５３２反射保護層２５３３保護層

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】光電変換素子を形成した透明基板の表面
側に第１の波長変換体と、前記透明基板の裏面側に第２
の波長変換体とを有する放射線検出装置において、前記光電変換素子の基板側電極が、透明導電膜で形成さ
れることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】前記透明基板の前記光電変換素子形成部
分は、前記光電変換素子と前記第２の波長変換体との距
離が、光電変換素子配列ピッチの半分以下に形成されて
いることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】前記透明基板に溝が形成され、その溝に
前記第２の波長変換体が充填かつ封止されて、その溝形
成部上部に前記光電変換素子が形成されることを特徴と
する請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項４】前記光電変換素子を形成した透明基板
が、透明な耐熱性有機樹脂表面に光電変換素子を形成し
た光電変換素子パネルによって構成されていることを特
徴とする請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項５】前記第２の波長変換体が、放射線を前記
光電変換素子の分光感度特性に対応した光に変換するこ
とを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項６】前記透明基板が、前記第２の波長変換体
から発光する光のピーク波長の光を５０％以上透過する
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項７】前記透明基板の熱変形温度が、２００℃
以上であることを特徴とする請求項１記載の放射線検出
装置。
【請求項８】前記透明基板が、ガラス、耐熱性透明有
機樹脂から選ばれることを特徴とする請求項１記載の放
射線検出装置。
【請求項９】前記耐熱性透明有機樹脂が、ポリイミ
ド、ポリアミドイミド、ジビニルシロキサンビスベンゾ
シクロブテン系樹脂、メチルシルセスキオキサン系樹
脂、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミド、芳香
族ポリエステルより選ばれることを特徴とする請求項８
記載の放射線検出装置。
【請求項１０】前記透明導電膜が、前記第２の波長変
換体から発光する光のピーク波長の光を５０％以上透過
することを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項１１】前記透明導電膜が、ＩＴＯ、ＺｎＯ、
ＳｎＯ_２、ＣｄＳｎＯ₄、Ｉｎ₂Ｏ₃より選ばれることを
特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項１２】前記第１の波長変換体が、放射線を前
記光電変換素子の分光感度特性に対応した光に変換する
ことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項１３】前記光電変換素子が、ＭＩＳ構造、Ｐ
ＩＮ構造、ＮＩＰ構造から選ばれることを特徴とする請
求項１記載の放射線検出装置。
【請求項１４】光電変換素子を形成した透明基板の表
面側に第１の波長変換体と、前記透明基板の裏面側に第
２の波長変換体とを有する放射線検出装置の製造方法で
あって、前記透明基板に溝を形成する工程と、前記溝の中に前記第２の波長変換体を充填する工程と、充填した前記第２の波長変換体を封止して蛍光板を形成
する工程と、この蛍光板の一方の面に光電変換素子を形成する工程
と、前記光電変換素子の表面に保護層を形成する工程と、この保護層の表面に前記第１の波長変換体を載置する工
程とを含むことを特徴とする放射線検出装置の製造方
法。
【請求項１５】前記透明基板に溝を形成する工程が、
フォトリソ工程とエッチング工程とを含むことを特徴と
する請求項１４に記載の製造方法。
【請求項１６】光電変換素子を形成した透明基板の表
面側に第１の波長変換体と、前記透明基板の裏面側に第
２の波長変換体とを有する放射線検出装置の製造方法で
あって、基体に透明な耐熱性有機樹脂層を形成する工程と、この耐熱性有機樹脂層を透明基板として、その表面に光
電変換素子を形成する工程と、前記光電変換素子の表面に保護層を形成する工程と、前記基体を除去して光電変換素子パネルを得る工程と、この光電変換素子パネルの保護層側に第１の波長変換体
を載置する工程と、前記光電変換素子パネルの耐熱性有機樹脂側に第２の波
長変換体を載置する工程とを含むことを特徴とする放射
線検出装置の製造方法。
【請求項１７】前記光電変換素子を形成する工程が、
基板側に透明導電膜を形成する工程と、前記透明導電膜をひとつの電極として残りの光電変換素
子を形成する工程とを含むことを特徴とする請求項１４
又は請求項１６に記載の放射線検出装置の製造方法。
【請求項１８】被験者または被験物に放射線を照射す
るための放射線源と、この放射線を検出する請求項１ないし１３のいずれか１
項に記載の放射線検出装置と、この検出された信号をデジタル変換して画像処理する画
像処理手段と、この処理された画像を表示する表示手段とを備えること
を特徴とする放射線撮像システム。