JP2005114456A - 放射線画像検出装置、及び該放射線画像検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 製造工程におけるシンチレータ部の形成不良による歩留まり低下を防止し、製造工程を簡素化して作業効率を向上させながら、高精度な放射線画像検出装置の製造を可能にする。
【解決手段】 シンチレータ部と光電変換部とを基板を介して配置した構造を有する放射線画像検出装置で、特に、シンチレータ部を配置した側の反対側に光電変換部を配置してなる放射線画像検出装置。
【選択図】 図３

Description

本発明は、放射線画像検出装置及び放射線画像検出装置の製造方法に関する。

放射線画像を得る方法としては、従来より蛍光増感紙と放射線写真フィルムを用いてアナログ画像を形成するスクリーンフィルムシステム（以下ＳＦシステムともいう）と呼ばれる方法が主に用いられてきた。ＳＦシステムは、被写体を透過したＸ線等の放射線を蛍光増感紙に入射させ、蛍光増感紙内の蛍光体が放射線エネルギーを吸収して蛍光発光を行い、発光光により放射線写真フィルムを感光させて放射線画像を形成するものである。

また、最近ではＬＡＮやＷＡＮ等の発達により、これらの通信システムを用いた画像データ通信も種々の分野でなされており、医用分野をはじめとする放射線画像を利用する分野でも、放射線画像をデジタル信号化して画像通信を行い、遠隔診断等が行われている。

ところで、ＳＦシステムで作製された放射線画像を画像通信する場合、アナログ画像をデジタル信号に変換しないと画像通信が行えない。また、ＳＦシステムでは、写真フィルムの感度と蛍光増感紙の感度とを一致させないと良好な潜像形成が行えないことや、感光した写真フィルムを現像処理しなければ放射線画像が得られないこと、さらには、使用済みの現像処理液の廃棄も考慮する必要があり、良好な画像形成を維持する上で手間を要していた。

そして、近年ではコンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）やフラットパネル型の放射線ディテクタ（ＦＰＤ）等に代表されるデジタル方式の放射線画像検出装置が登場している。これらは、デジタルの放射線画像が直接得られ、陰極管や液晶パネル等の画像表示装置に画像を直接表示することが可能なので、必ずしも写真フィルム上への画像形成が必要なものではない。その結果、これらのデジタル方式のＸ線画像検出装置は、銀塩写真方式による画像形成の必要性を低減させ、病院や診療所での診断作業の利便性を大幅に向上させている。

この様なデジタル方式の放射線画像検出装置では、入射放射線を正確に画像再現する技術が検討され、例えば、入射放射線を受けて蛍光発光する機能、発光による光エネルギーを電荷に変換する機能、及び、生成した電荷を蓄積、放出する機能をそれぞれ効率よく行える様にするため、これらの機能を発現する領域を機能分離させた積層構造を有する放射線画像検出装置が提案されている。（例えば、特許文献１参照）。

ところで、デジタル方式の放射線画像検出装置は、図２に示す様な基板上に画素として機能する光検出素子を二次元配置し、これらの画素に光を供給する蛍光体より構成され、微細な光検出素子を規則的に配列してなる様な非常に複雑な構造を有するものである。そして、より高感度で高鮮鋭な放射線画像形成が可能な光検出素子の大きさが２００μｍ以下の画素サイズを有する放射線検出装置も登場し、高度に複雑化した放射線検出装置の製造には、高度な熟練度が要求されている。

同時に、製造時の不良品発生による歩留まり低下の防止も要求されている。放射線画像検出装置の製造方法では、基板上にトランジスタ部、コンデンサ部、及び光検出素子を設けた後に、その上に蛍光体を有するシンチレータ部を形成するものがある（例えば、特許文献１及び２参照）。これらの文献に開示された技術では、シンチレータ部を最終工程で形成することになっており、シンチレータ部を形成している時に故障が発生すると、トランジスタ等の配置済みの部品を台無しにすることがある。これは、平滑性のよくない隔膜上にシンチレータ部を形成するために故障が発生し易いもので、シンチレータ部を形成する時に発生する故障が歩留まり低下を阻害する大きな要因となっていた。

この様な歩留まり低下を防止するために、例えば、画素として複数配列した光検出素子を有する光検出素子基板にそれぞれ対応する様に蛍光体層をスクリーン印刷し、画素毎に蛍光体層を分離して形成する放射線検出装置の製造方法がある（例えば、特許文献３参照）。この方法では、放射線検出装置を構成する各々の光検出素子に対応する様に蛍光体層をスクリーン印刷し、トランジスタ部やコンデンサ部を有する基板を貼り合わせて装置を作製するので、仮に蛍光体の形成不良が発生してもトランジスタやコンデンサ等の部品が使用不可能になることが回避されて歩留まり低下を防止するものと期待される。
特開２００３−５０２８０号公報（段落００１０及び図４参照） 特開２００３−５７３５３号公報（段落００１１及び図４参照） 特開２００２−３０３６７４号公報（段落００１２〜００１３参照）

しかしながら、特許文献３に開示された光検出素子に対応する様に蛍光体層を形成する方法では、２００μｍレベルの微小な光検出素子の形状に合わせる様にシンチレータ部を形成するので、その製造方法は非常に高度な熟練性が要求されて製造工程を複雑化し作業効率を維持することが難しかった。

この様に、デジタル方式の放射線画像検出装置の製造技術では、蛍光体を含有するシンチレータ部を形成する際に発生する故障に伴う歩留まり低下の防止と製造工程の簡素化とを両立させることが大きな課題となっていた。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、製造工程におけるシンチレータ部の形成不良による歩留まり低下を防止し、かつ、製造工程を簡素化して作業効率の向上を達成する放射線画像検出装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

本発明者は、上記課題解決のために検討を重ねた末、シンチレータ部と光電変換部の間に基板を配置した新しい構造の放射線画像検出装置を想起した。そして、実験の末に、シンチレータ部と光電変換部の間に基板を配置した構造を有する放射線画像検出装置で良好な放射線画像検出性能が発現されることを見出した。この様に、本発明ではシンチレータ部を光電変換部やコンデンサ部、トランジスタ部等を配置した側と反対側の基板上に配置した構造を有する装置でも良好な放射線画像検出性能を発現することを見出した。

すなわち、本発明は、以下のいずれか１項に記載の構成で達成される。

〔１〕 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、基板上に有する放射線画像検出装置であって、該シンチレータ部と該光電変換部とが基板を介して配置してなることを特徴とする放射線画像検出装置。

また、本発明者は、シンチレータ部と光電変換部との間に配置される基板の特性についても検討を重ねた末、以下に示す様な特性を有する素材で基板を形成することにより、本発明の課題がより効果的かつ確実に解消されることを見出した。すなわち、
〔２〕 前記基板が、可視光透過率８０％以上の樹脂フィルムであることを特徴とする前記〔１〕に記載の放射線画像検出装置。

また、上記構成により、平滑性の高い基板上に直接シンチレータ部を形成することが可能となり、シンチレータ部形成時における故障発生をなくすことが可能になった。

また、本発明者は、以下に記載の放射線画像検出装置の製造方法を見出すことにより、上記課題を達成する放射線画像検出装置の提供を可能にした。すなわち、
〔３〕 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、基板上に設ける放射線画像検出装置の製造方法であって、基板に対して該シンチレータ部を設けた側の反対側に該光電変換部を設けることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。

〔４〕 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、基板上に設ける放射線画像検出装置の製造方法であって、基板に対して該光電変換部を設けた側の反対側に該シンチレータ部を設けることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。

また、本発明者は放射線画像検出装置の製造方法を検討し、基板同士の貼り合わせを行って放射線画像検出装置を製造する製造方法を見出した。すなわち、シンチレータ部を光電変換部等の部品を設けた基板とは異なる基板に設け、両者を貼り合わせて放射線画像検出装置を製造する方法を見出した。

〔５〕 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、基板上に配置した放射線画像検出装置の製造方法であって、該シンチレータ部及び該光電変換部とをそれぞれ異なる基板に配置し、該シンチレータ部を設けた基板と該光電変換部を設けた基板の基板面同士を貼り合わせることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。

〔６〕 前記シンチレータ部を前記基板の片面全体に形成することを特徴とする前記〔３〕〜〔５〕のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置の製造方法。

本発明では、シンチレータ部を設けた基板と光電変換部等の部品を設けた基板を貼り合わせるので、画素単位で貼り合わせを行うために画素の位置合わせが必要だった従来技術よりも飛躍的に作業効率を向上させた。特に、上記〔６〕の構成では基板一面にシンチレータ部を形成することが可能になり、貼り合わせ作業をより容易にした。

また、故障のないシンチレータ部のみで装置を作製することが可能になり、シンチレータ部の故障発生により光電変換部やトランジスタ部等の部品を台無しにすることがなくなり、装置の歩留まりアップを可能にした。

〔７〕 前記基板が、可視光透過率が８０％以上の樹脂フィルムであることを特徴とする前記〔３〕〜〔６〕のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置の製造方法。

なお、従来技術は、入射放射線より蛍光発光を行うシンチレータ部とシンチレータ部からの光を効率よく光電変換する光電変換部の間に基板を設けるという本発明の技術思想を想到させるものではないと考えられる。なぜなら、従来技術における放射線画像検出装置は、必ずやシンチレータ部と光電変換部とを隣接させた構造を有するものであり、事実、上記特許文献に開示された装置はいずれもシンチレータ部と光電変換部とを直接隣接させた構造を有する。この様に、従来技術では、入射放射線を放射線画像として正確に画像再現するために、シンチレータ部での発光を光電変換部に確実に伝達して効率のよい光電変換を行うことが念頭に置かれ、シンチレータ部と光電変換部との間に基板を配置するという思想は、みすみす光電変換効率を低下させる障害物を配置するものであるので誰も考えられなかったものと推測される。

本発明は、シンチレータ部と光電変換部との間に基板を配置した構造でも、シンチレータ部からの発光を光電変換部に確実に伝達可能で、高精度な放射線画像形成が行えることを見出した。この様に、本発明は、入射放射線の強度に応じて蛍光発光を行うシンチレータ部とシンチレータ部で得られたを光を光電変換する光電変換部との間に基板を配置しても良好な光電変換が行え、良好な放射線画像検出が可能な放射線画像検出装置を見出すことを可能にした発明である。

本発明では、光電変換部等の部品が設けられる側の反対側の基板面にシンチレータ部を形成することが可能なことを見出した。そして、シンチレータ部を平滑性の高い基板上に直接形成することにより、シンチレータ部の形成不良をなくして、同時にシンチレータ部の形成不良による歩留まり低下の問題を解消した。

また、本発明は、ベタ塗りのシンチレータ部を設けた基板と光電変換部やトランジスタ部等の部品を設けた基板とを貼り合わせる様にしたので、光検出素子やトランジスタ部品と対応する様にシンチレータ部を微小な画素単位で貼り合わせる手間をなくして生産効率を向上させた。そして、良品のシンチレータ部と光検出素子、トランジスタとを組み合わせた装置の作製が可能になり、製造時における部品の歩留まり向上を達成した。

以下、本発明について詳細に説明する。

本発明は、入射放射線の強度に応じて発光を行うシンチレータ部と、シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、基板上に配置してなり、該シンチレータ部と該光電変換部とを基板を介して配置させた、すなわち、シンチレータ部と光電変換部の間に基板を配置した構造を有する放射線画像検出装置に関するものである。

最初に本発明に係る放射線画像検出装置が使用される診断システムの一例を図１を用いて説明する。

図１に示す様に、放射線発生器１０で発生した放射線を被写体１５に照射し、本発明に係る放射線画像検出装置２０は、被写体１５からの放射線情報を検出し、放射線の情報をデジタルの画像信号に変換する。本発明で使用される放射線は、例えば、波長が１×１０^-10ｍ程度のＸ線が使用される。放射線発生器１０は、一般に固定陽極あるいは回転陽極を有するＸ線管を有し、Ｘ線管の陽極に１０ｋＶ〜３００ｋＶ、好ましくは２０ｋＶ〜１５０ｋＶの負荷電圧を付与してＸ線を発生させる。

放射線画像検出装置２０により変換された画像信号は、放射線画像検出装置２０より画像処理部５１に供給される。画像処理部５１では、放射線画像検出装置２０より供給されたデジタル画像信号にシェーディング補正やゲイン補正、階調補正、エッジ強調処理、ダイナミックレンジ圧縮処理等の処理を行って、画像信号を診断等に適した画像信号に変換する。また、画像処理部５１は、画像表示部５２を接続し、画像処理部５１による画像処理中の画像信号や画像処理を完了させた画像信号を画像表示部５２に画像表示することが可能である。

また、画像処理部５１は、キーボードやマウス等より構成される情報入力部５３を接続しており、情報入力部５３を介して被写体１５に関する情報入力を行って画像信号に情報を付加することが可能である。また、情報入力部５３を介して画像処理の指定や画像信号の保存、読出し、ネットワークを介しての画像信号の送受信指示等を行う。

画像処理部５１は、ネットワークを介して、出力媒体上に放射線画像を出力する画像出力部５４や、放射線画像を画像信号の状態で保存する画像保存部５５、撮影された放射線画像にコンピュータによる解析を行い、病変の見落としがない様に診断支援を行うコンピュータ支援画像自動診断部（ＣＡＤ）５６と接続する。

画像出力部５４は、具体的には、インクジェットプリンタ、溶融または昇華方式のサーマルプリンタ、レーザプリンタ等の非銀塩の記録媒体を用いるものや、銀塩写真フィルムを用いるものが挙げられる。

また、本発明に係る放射線画像検出装置２０により得られた放射線画像の画像信号は、ＬＡＮやＷＡＮ、インターネット及びＰＡＣＳ（医療画像ネットワーク）等のネットワーク６０を介して、病院施設内のほかの部署あるいは遠隔地に送付することも可能である。

次に、本発明に係る放射線画像検出装置の構造について説明する。図２は、本発明に係る放射線画像検出装置２０の具体的な外観図である。放射線画像検出装置２０は、照射された放射線を受けて放射線情報をデジタル画像信号に変換する撮像パネル２１、放射線画像検出装置２０の動作を制御する制御回路３０、撮像パネル２１で変換された画像信号を記憶するメモリ部３１、放射線画像検出装置２０の動作を切り換える操作部３２、放射線画像の撮影準備完了やメモリ部３１への画像信号の書込みを表示する表示部３３、撮像パネル２１より画像信号を得るために必要な電力供給を行う電源部３４、放射線画像検出装置２０と前述の画像処理部５１との間で通信を行うための通信用のコネクタ３５、及びこれらを収納する筐体４０より構成される。

撮像パネル２１は、照射された放射線の強度に応じて蓄積された電気エネルギーを読み出す走査駆動回路２５や、蓄積された電気エネルギーを画像信号として出力する信号選択回路２７を有する。なお、筐体４０の内部や走査駆動回路２５、信号選択回路２７、制御回路３０、メモリ部３１等は、図示しない放射線遮蔽部材で覆われており、筐体４０の内部での放射線散乱や、各回路への放射線照射を防止する。

筐体４０は、アルミニウムやアルミニウム合金等の軽量で耐久性を有する素材で構成される。筐体４０の放射線入射面側は、カーボン繊維等の放射線を透過し易い材料で形成される。また、放射線入射面とは逆側にあたる背面側には鉛板等の放射線吸収材料を設け、放射線画像検出装置２０を透過した放射線や、放射線画像検出装置２０の構成素材の放射線吸収により発生する２次放射線が装置外に漏洩することを防ぐ。

撮像パネル２１について、図２と３を用いて詳細に説明する。撮像パネル２１は、放射線の照射により蛍光発光を行うシンチレータ部２１２とその下方にシンチレータ部２１２で発生した蛍光を光電変換する光電変換部２１３を有する。光電変換部２１３は、図２に示す様に、格子状に２次元配置されており、１つの光電変換部２１３が放射線画像の１画素に対応するものである。

図３は、本発明に係る放射線画像検出装置に使用される撮像パネル２１の部分断面図で、これは、図２の撮像パネル２１上で１画素単位で二次元配置された光電変換部２１３に相当する断面である。図３に示す様に撮像パネル２１は、基板２１１上にシンチレータ部２１２を有し、シンチレータ部２１２を配置した側と反対側の基板２１１上に光電変換を行う光電変換部２１３を配置してなることを特徴とするものであり、また、良好な光電変換が行える様に各種の機能分離した積層構造を有するものである。

図３（ａ）は、１枚の基板２１１の片側の面にシンチレータ部２１２を設け、その反対側の基板面上に光電変換部２１３、コンデンサ部２２１、トランジスタ部２２２等を配置して撮像パネル２１を作製するものである。なお、図３（ａ）の様な同一基板の片面にシンチレータ部２１２を設け、もう片面に光電変換部２１３やトランジスタ部２２２等を設けるものは、光電変換部２１３等の部品を設けた後にシンチレータ部２１２の形成を行うことが好ましい。

また、図３（ｂ）は、２枚の基板２１１を貼り合わせてなる撮像パネル２１の断面図で、基板２１１ａ側にシンチレータ部２１２を設け、もう１つの基板２１１ｂ側に光電変換部２１３、コンデンサ部２２１、トランジスタ部２２２を配置してなり、基板２１１ａと基板２１２ｂとを貼り合わせることで、撮像パネル２１が作製されるものである。

この様に、基板２１１ａ側にシンチレータ部２１２を設け、もう片方の基板２１１ｂ側に光電変換部２１３やコンデンサ部２２１、トランジスタ部２２２を設ける構造とすることにより、基板上に設けられたトランジスタ等の部品をシンチレータ部２１２の形成不良により無駄にすることがなくなった。また、シンチレータ部２１２を基板上一面に形成することにより、画素単位での貼り合わせが不要となるので、作業効率の向上と歩留まりの上昇が可能となる。

また、トランジスタ部２２２等がシンチレータ部２１２の形成不良により台無しになることがなく、また、基板の片面に全面にわたりシンチレータ部２１２をベタで形成することにより、画素単位での貼り合わせ作業を不要にするので、作業効率のアップと歩留まり向上を可能にする。

図３に示す様に、シンチレータ部２１２は、放射線の照射面側に設けられており、入射された放射線の強度に応じて蛍光発光を行う。シンチレータ部２１２は、主に蛍光体より構成され、入射した放射線に基づき、波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光線を中心とした紫外光から赤外光に対応する電磁波（光）を出力する。

光電変換部２１３は、シンチレータ部２１２側より基板２１１を介して配置され、シンチレータ部２１２より出力された光（電磁波）を電荷に変換する。図３に示す様に、光電変換部２１３は、円滑な光電変換を行うために機能分離した積層構造を有し基板２１１側より透明電極膜２１３ａ、正孔伝導層２１３ｂ、電荷発生層２１３ｃ、電子伝導層２１３ｄ、導電層２１３ｅより構成される。このうち、実際に光電変換を行うのは電荷発生層２１３ｃで、シンチレータ部２１２で出力された光（電磁波）により電子や正孔を発生させている。

また、光電変換部２１３の基板２１１との接触面と逆の面側には、光電変換部２１３で生成した電荷を画素単位で蓄積するコンデンサ２２１が配置される。コンデンサ２２１は、画素電極２２１ａ、キャパシタ電極２２１ｂ、絶縁膜２２１ｃより構成され、２つの電極間に光電変換によって得られた電荷を蓄積する。また、光電変換部２１３やコンデンサ２２１と同じ側の基板２１１上には、コンデンサ２２１に蓄えられた電荷を用いて信号出力を行うスイッチング素子であるトランジスタ２２２が配置される。

さらに、コンデンサ２２１やトランジスタ２２２の上層に保護層２１５を設け、基板２１１上の光電変換部２１３やコンデンサ２２１、トランジスタ２２２等の部品を外気から遮断することで湿気による影響を防ぐとともに、埃や塵等の影響を防いでいる。

また、撮像パネル２１では、シンチレータ部２１２で照射された放射線の強度に応じた蛍光発光を行い、光電変換部２１３で発生した蛍光を光電変換して得られる電荷を用いてスイッチング素子を駆動させ、駆動により信号出力を行うものであるが、放射線画像を電気信号に変換することについては後述する。

本発明は、シンチレータ部２１２と光電変換部２１３との間に基板２１１を配置してなる構造を有することを特徴とするものである。

本発明は、シンチレータ部２１２と光電変換部２１３との間に基板２１１を設けても、基板２１１の特性を制御することにより、光電変換部２１３でシンチレータ部２１２からの発光を精度良く光電変換可能なことを見出した。すなわち、基板２１１の厚みや１画素あたりの開口率に着目して、シンチレータ部２１１と光電変換部２１３との間に基板２１１を配置した構造で良好な光電変換が行えることを見出している。また、基板２１１の特性のうちでも可視光透過率が光電変換に影響を有し、具体的には可視光透過率が８０％以上の素材を基板２１１に使用することにより効果的な光電変換が行えることを見出した。具体的には、８０％〜９５％の可視光透過率を有するものが好ましく、樹脂フィルム、ガラス、セラミックス等の有機材料や無機材料が挙げられ、この中でも樹脂フィルムが高い可視光透過率を有することと可撓性を有することから好ましい。

具体的な樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリアリレート、ポリイミド、ボリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）等が挙げられる。

また、樹脂フィルムは、ガラス基板の場合に比べて軽量化を図ることが可能で、さらに、衝撃に対する耐久性を向上させる視点からも好ましい。

また、上述の樹脂フィルムにトリオクチルホスフェートやジブチルフタレート等の可塑剤、あるいはベンゾトリアゾール系やベンゾフェノン系等の紫外線吸収剤を添加した基板も使用される。また、テトラエトキシシラン等の無機高分子原料を樹脂フィルム原料中に添加し、化学触媒や熱、光等の作用で高分子量化した有機−無機ポリマーハイブリッド法を適用して作製した樹脂フィルムも好ましい。

また、本発明では、前述の様に基板２１１の厚みや１画素あたりの開口率にも着目して本発明の効果が見出されることを検討した。具体的には、基板の厚みを１０〜２００μｍ、好ましくは５０〜１００μｍとし、１画素あたりの開口率を６０％以上、より好ましくは８０％以上とする時に、シンチレータ部２１２と光電変換部２１３の間に基板を介する構造の装置が良好な光電変換を行えることを見出している。

次に、本発明に係る放射線画像検出装置を構成するシンチレータ部２１２について、詳細に説明する。

シンチレータ部２１２は、主に蛍光体より構成されており、入射した放射線に基づいて、３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長を有する可視光線を中心とした紫外光から赤外光に対応する電磁波（光）を出力する。また、図３に示す様に、シンチレータ部２１２は、最外部に実際に可視光線を出力するシンチレータ層２１２ｂを保護するシンチレータ保護層２１２ｂを有する。

本発明におけるシンチレータ部２１２に使用される蛍光体は、放射線の照射により可視または紫外あるいは赤外領域等の光電変換部２１３を構成する受光素子の感度領域の電磁波を出力する蛍光体であれば、特に限定されるものではない。

シンチレータ部２１２に使用される蛍光体としては、例えば、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、等が挙げられる。

本発明では、高いＸ線吸収性と及び発光効率を有するセシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）、あるいはガドリニウムオキシサルファイド（Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ）が好ましく用いられ、これらを用いることによりノイズの低い高画質の放射線画像が得られる。

また、セシウムアイオダイド（ＣｓＩ：Ｔｌ）は、柱状結晶構造のシンチレータ部を形成することが可能である。柱状結晶構造は、光ガイド効果と呼ばれる発光が蛍光体の結晶側面より外部に漏れる現象を低減させる効果を有しており、鮮鋭性が低下しにくい性質を有する。

また、本発明で用いられる蛍光体粒子の直径は７μｍ以下、好ましくは４μｍ以下である。蛍光体粒子の直径が小さいほどシンチレータ部での光の散乱を防止して、高鮮鋭性が得られる。

シンチレータ部２１２は、以下の様なバインダー樹脂中に蛍光体を分散含有させてなる。バインダー樹脂中に蛍光体を分散含有させることにより、放射線画像の粒状性が向上させる効果が発現される。

シンチレータ部２１２に使用されるバインダー樹脂は、蛍光体の分散性を高め、蛍光体の充填率を高めることにより、放射線画像の粒状性を向上させるものであり、具体的には、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挙げられる。この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、ニトロセルロースが好ましく使用される。

上記バインダー中に分散される蛍光体の質量含有率は９０〜９９％が好ましい。また、シンチレータ部２１２の厚さは、放射線画像の粒状性と鮮鋭性とのバランスから決定される。すなわち、シンチレータ部２１２が厚いと粒状性が向上する反面、鮮鋭性が低下する傾向を有し、シンチレータ部２１２を薄くすると鮮鋭性が向上する反面、粒状性が低下する傾向がある。本発明に使用されるシンチレータ部２１２では、粒状性と鮮鋭性の双方の性能をバランスよく発現することが可能な厚さとして、２０μｍ〜１ｍｍ、好ましくは、５０μｍ〜３００μｍであることが確認されている。

なお、本発明で用いられる蛍光体は、一部を除き吸湿性を有するので、湿度の影響を受けない様に封止することが好ましい。蛍光体の封止技術としては、例えば、特開平１１−２２３８９０号公報、特開平１１−２４９２４３号公報、特開平１１−３４４５９８号公報、特開２０００−１７１５９７号公報等に開示の方法を採用することにより、撮像パネル２１の全体を封止することが可能である。

次に、本発明に係る放射線画像検出装置を構成する光電変換部２１３について詳細に説明する。

光電変換部２１３は、前述の様に、シンチレータ部２１２で出力された光（電磁波）を電荷に変換するもので、シンチレータ部２１２の放射線照射面側と逆の面側に配置される。本発明では、前述の様に基板２１１のシンチレータ部２１２を配置した側と反対側の面に配置されることを特徴とする。

また、光電変換部２１３は、円滑な光電変換を行うために、複数の機能分離された層よりなる積層構造を有しており、図３に示す様に、基板２１１側より、透明電極膜２１３ａ、正孔伝導層２１３ｂ、電荷発生層２１３ｃ、電子伝導層２１３ｄ、導電層２１３ｅより構成される。

電荷発生層２１３ｃは、電磁波（光）を光電変換を行う性質を有する有機化合物を含有してなり、シンチレータ部２１２で出力された電磁波（光）により有機化合物中で電子や正孔を発生させて光電変換を行う。

透明電極膜２１３ａは、例えば、インジウムチンオキシド（ＩＴＯ）、ＳｎＯ₂、ＺｎＯなどの導電性の透明材料を用いて形成される。透明電極膜２１３ａの形成方法としては、蒸着法やスパッタリング法等の薄膜形成方法やフォトリソグラフィー法により所望の形状パターンを形成する方法も挙げられる。また、高度なパターン精度を必ずしも要求するものではない場合（１００μｍ以上程度）には、上記電極物質の蒸着やスパッタリングを行う時に所望の形状のマスクを介してパターン形成を行う方法が挙げられる。

本発明では、透明電極膜２１３ａの透過率を１０％より大きくすることが望ましく、またシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましい。さらに、膜厚は材料にもよるが、通常１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは１０ｎｍ〜２００ｎｍであり、この範囲の膜厚では電極がアイランド状に分離したり、みだりに膜厚を厚くして透明電極を形成するのに必要以上の時間を要することがない。

電荷発生層２１３ｃでは、シンチレータ部２１２で発生した電磁波（光）を受光させることにより電子と正孔が発生する。電荷発生層２１３ｃで発生した正孔は正孔伝導層２１３ｂに集められ、電子は電子伝導層２１３ｄに集められる。なお、本発明では、正孔伝導層２１３ｂと電子伝導層２１３ｄは必ずしも必須なものではない。

導電層２１３ｅは、例えば、クロム等の電極物質を用いて生成される。電極物質は、一般の金属電極もしくは前述の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。この様な電極物質としては、例えば、ナトリウム、ナトリウム−カリウム合金、マグネシウム、リチウム、アルミニウム、マグネシウム／銅混合物、マグネシウム／銀混合物、マグネシウム／アルミニウム混合物、マグネシウム／インジウム混合物、アルミニウム／酸化アルミニウム（Ａｌ₂Ｏ₃）混合物、インジウム、リチウム／アルミニウム混合物、希土類全属などが挙げられる。

導電層２１３ｅは、これらの電極物質を原料として蒸着やスパッタリング等の方法を用いて形成される。また、導電層２１３ｅのシート抵抗は数百Ω／□以下が好ましく、膜厚は１０ｎｍ〜１μｍ、好ましくは５０ｎｍ〜５００ｎｍである。上記厚みの範囲であれば、薄すぎて導電部がアイランド状になったり、膜厚を厚くして導電部の形成に時間を要することがない。

さらに、上述の正孔伝導層２１３ｂ，電荷発生層２１３ｃ及び電子伝導層２１３ｄについて詳述する。電荷発生層２１３ｃで使用される光電変換可能な材料としては、導電性高分子材料（π共役系高分子材料やシリコン系高分子材料など）や低分子系有機ＥＬ素子に使用される発光材料等が挙げられる。また、電荷発生層２１３ｃは有機ＥＬ素子の構成を適用することが可能で、有機ＥＬ素子としてはその構成材料が低分子系のものでもライトエミッティングポリマーと呼ばれる高分子系のものでもいずれのものでもよい。

導電性高分子材料としては、例えば、ポリ（２−メトキシ、５−（２’エチルヘキシロキシ）−ｐ−フェニレンビニレン）や、ポリ（３−アルキルチオフェン）等の他に、「有機ＥＬ材料とディスプレイ」（株式会社シー・エム・シー（２００１年２月２８日発行））の第１９０頁〜第２０３頁に記載の化合物や、「有機ＥＬ素子とその工業化最前線」（エヌ・ティー・エス社（１９９８年１１月３０日発行））の第８１頁〜第９９頁に記載の化合物が挙げられる。

また、低分子系有機ＥＬ素子に使用される発光材料としては、前述の「有機ＥＬ素子とその工業化最前線」（エヌ・ティー・エス社（１９９８年１１月３０日発行））の第３６頁〜第５６頁に記載の化合物や、同じく前述の「有機ＥＬ材料とディスプレイ」（株式会社シー・エム・シー（２００１年２月２８日発行））の第１４８頁〜第１７２頁に記載の化合物が挙げられる。

本発明では、光電変換可能な有機化合物として導電性高分子化合物が特に好ましく、π共役系高分子化合物が最も好ましい。以下に導電性高分子化合物の基本骨格１〜９とπ共役系高分子化合物の具体例１０〜４１を示す。

また、π共役系以外の導電性高分子化合物の具体例４２〜５１を以下に示す。

なお、本発明で光電変換部２１３で使用される光電変換可能な材料としては、上述の導電性高分子化合物や低分子系有機ＥＬ素子は上述のものに限定されるものではない。

また、本発明では、光電変換部２１３でπ共役系高分子化合物を用いる正孔伝導層２１３ｂ、電荷発生層２１３ｃ及び電子伝導層２１３ｄにフラーレンと呼ばれる６０個以上の炭素原子が結合して球状あるいはチューブ状の３次元のネットワーク構造を有する炭素化合物を添加してもよい。この様な立体構造を有する炭素化合物が有する立体的なπ電子雲の作用で、π共役高分子化合物間でのキャリア授受やキャリアトラップが促進されるものと期待される。

フラーレンの具体例としては、例えば三菱商事社よりＣ６０という名称で供給される直径が約０．７ｎｍのサッカーボールの様な球形分子のものや、炭素ナノチューブと呼ばれるチューブ形状のもの、バッキーオニオンと呼ばれる炭素原子を同心球状に配列させた構造を有するものや、バッキーベビイと呼ばれる６０個よりも少ない炭素数で形成された球形に近い安定構造を有する３次元構造の分子が挙げられる。

なお、フラーレンの具体的な立体構造や商品については、三菱商事（株）のホームページ（ｗｗｗ．ｍｃｆｌｕｌｌｅｒｅｎｅ．ｃｏｍ）の記載内容を参照するとよい。

この様な炭素原子からなる３次元のネット構造を有する化合物の具体例としては、前述のＣ６０（フラーレンＣ−６０）の他に、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（Ｍｕｌｔｉ Ｗａｌｌｅｄ Ｎａｎｏｔｕｂｅ）、単層ナノチューブ（Ｓｉｎｇｌｅ Ｗａｌｌｅｄ Ｎａｎｏｔｕｂｅ）等が挙げられる。また、これらのフラーレンは、溶剤への相溶性を付与するために置換基を導入したものでもよい。

本発明では、光電変換効率や電極へのキャリア受け渡し効率を向上させるために、電荷発生層２１３ｃに添加剤を加えたり、該添加剤を含有する領域を電荷発生部とは別の領域として設け、正孔伝導層２１３ｂや電子伝導層２１３ｄとして形成するものでもよい。

これらの添加剤としては、有機ＥＬ素子で使用される正孔注入材料や正孔輸送材料，電子輸送材料，電子注入材料等を適用することができる。具体的には、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、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、シラザン誘導体、アニリン系共重合体、また、導電性高分子オリゴマー、特にチオフェンオリゴマー、ポルフィリン化合物、芳香族第三級アミン化合物及びスチリルアミン化合物、ニトロ置換フルオレン誘導体、ジフェニルキノン誘導体、チオピランジオキシド誘導体、ナフタレンペリレンなどの複素環テトラカルボン酸無水物、カルボジイミド、フレオレニリデンメタン誘導体、アントラキノジメタン及びアントロン誘導体、オキサジアゾール誘導体、チアジアゾール誘導体、キノキサリン誘導体、８−キノリノール誘導体の金属錯体（例えばトリス（８−キノリノラート）アルミニウム（Ａｌｑ３）、トリス（５，７−ジクロロ−８−キノリトラート）アルミニウム、トリス（５，７−ジブロモ−８−キノリラート）アルミニウム、トリス（２−メチル−８−キノリラート）アルミニウム、トリス（５−メチル−８−キノリラート）アルミニウム、ビス（８−キノリラート）亜鉛（Ｚｎｑ２）など）といったものが挙げられる。

次に、光電変換部２１３で得られた電荷を蓄積するコンデンサ２２１とコンデンサ２２１に蓄積された電荷を用いて信号出力を行うスイッチング素子であるトランジスタ２２２について説明する。

図２に示す様に、コンデンサ２２１は光電変換部２１３で生成された電荷を画素毎に蓄え、トランジスタ２２２は、コンデンサ２２１に蓄電された電荷で画素単位での信号出力を行うものである。

コンデンサ２２１は、図３に示す様に、画素電極２２１ａに絶縁膜２２１ｃを挟んでキャパシタ電極２２１ｂを設けた構造により、非選択期間における画素の保持電圧を補償する補償容量（コンデンサ）を構成する。

画素電極２２１ａとキャパシタ電極２２１ｂはコンデンサとして機能するものであれば、どの様な材質、形状で作製されたものでもよく、例えば、画素電極２２１ａとキャパシタ電極２２１ｂとの大きさや形状が異なったものであってもよい。電極用の材料として代表的なものは、クロム、タンタル、アルミニウム、有機導電性高分子、金属錯体等が挙げられ、単層構造を有するものでも積層構造を有するものでもよい。

また、絶縁膜２２１ｃは、種々の有機化合物や無機酸化物で被膜形成したものが使用される。具体的には、有機化合物被膜としては、ポリイミド、ポリアミド、ポリビニルアルコール、ポリビニルフェノール、ポリエステル、ポリアクリレート、光ラジカル重合系樹脂、光カチオン重合系樹脂、あるいはアクリロニトリル成分を含有する共重合体、ノボラック樹脂、シアノエチルプルランの被膜物が挙げられる。

これら有機化合物の絶縁形成方法としては、スプレーコート法、ブレードコート法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法や、印刷法、インクジェット法等のパターニングによる方法が挙げられ、材料や物性に応じて使用される。

無機酸化物被膜としては、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタン、酸化スズ、酸化バナジウム、チタン酸バリウムストロンチウム、ジルコニウム酸チタン酸バリウム、ジルコニウム酸チタン酸鉛、チタン酸鉛ランタン、チタン酸ストロンチウム、チタン酸バリウム、フッ化バリウムマグネシウム、チタン酸ビスマス、チタン酸ステロンチウムビスマス、タンタル酸ステロンチウムビスマス、タンタル酸ニオブ酸ビスマス、トリオキシサイドイットリウム等が挙げられる。この中でも、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、酸化タンタル、酸化チタンが好ましく、また、窒化ケイ素、窒化アルミニウム等の無機窒化物も好ましく使用される。

これら無機酸化物の絶縁層形成方法としては、真空蒸着法、分子線エピタキシャル成長法、イオンクラスタービーム法、低エネルギーイオンビーム法、イオンプレーティング法、ＣＶＤ法、スパッタリング法、大気圧プラズマ法等のドライプロセスによる被膜形成方法や、スプレーコート法、ブレードコート法、スピンコート法、ディップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等の塗布による方法や、印刷法、インクジェット法等のパターニングによる方法が挙げられ、材料や物性に応じて適宜使用される。

次に、トランジスタ２２２は、スイッチング素子として使用されるもので、具体例としては、ＴＦＴと呼ばれる薄膜型のトランジスタが挙げられる。ＴＦＴは、無機半導体系及び有機半導体系のいずれでも良く、プラスチックフィルム上に形成してなるＴＦＴがより好ましい。プラスチックフィルム上に形成されるＴＦＴとしては、アモルファスシリコン系のものの他に、米国Ａｌｉｅｎｔ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ社が開発したＦＳＡ（Ｆｌｕｉｄｉｃ Ｓｅｌｆ Ａｓｓｅｍｂｌｙ）技術と呼ばれる単結晶シリコンで作製した微小ＣＭＯＳ（Ｎａｎｏｂｌｏｃｋｓ）をエンボス加工してフレキシブル性を付与したプラスチックフィルム上に配列させたＴＦＴが挙げられる。

さらに、Ｓｃｉｅｎｃｅ２８３，８２２（１９９９）やＡｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．Ｌｅｔｔ７７１４８８（１９９８）、Ｎａｔｕｒｅ４０３，５２１（２０００）等の文献に記載の有機半導体を用いたＴＦＴも挙げられる。

これらのＴＦＴの中で、本発明では、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、特に有機半導体を用いたＴＦＴが好ましい。有機半導体を用いたＴＦＴは、シリコンを用いたＴＦＴの様に真空蒸着装置等の設備が不要で、印刷技術やインクジェット技術を活用することでＴＦＴの製造が可能で製造コストの低減化を図ることが可能である。また、加工温度を低く設定することもできるので、軟化点の低いプラスチック基板を用いたＴＦＴの製造が可能である。

有機半導体を用いたＴＦＴでは、特に、電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）が好ましく、図５の（ａ）〜（ｃ）に示す構造を有する有機ＴＦＴが好ましく使用される。図５（ａ）に示す有機ＴＦＴは、基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、ソース・ドレイン電極、有機半導体層を順に形成したものである。（ｂ）の有機ＴＦＴは、基板上にゲート電極、ゲート絶縁層、有機半導体層、ソース・ドレイン電極を順に形成したもので、（ｃ）の有機ＴＦＴは、有機半導体単結晶上にソース・ドレイン電極、ゲート絶縁層、ゲート電極を順に形成したものである。

有機半導体層を形成する化合物は、単結晶材科でもアモルファス材料でもよく、低分子でも高分子でもよいが、特に好ましいものとしては、ペンタセンやトリフェニレン、アントラセン等に代表される縮環系芳香族炭化水素化合物の単結晶や前記π共役系高分子が挙げられる。

ソース・ドレイン電極及びゲート電極を形成する化合物は、金属化合物、導電性無機化合物、導電性有機化合物のいずれでもよいが、この中でも導電性有機化合物は電極を作製する上で加工し易い点で有効である。その代表例としては、前述の光電変換可能な材料に例示したπ共役系高分子化合物にルイス酸（塩化鉄、塩化アルミニウム、臭化アンチモン等）やハロゲン（ヨウ素や臭素など）、スルホン酸塩（ポリスチレンスルホン酸のナトリウム塩（ＰＳＳ）、ｐ−トルエンスルホン酸カリウム等）などをドープしたものが挙げられ、具体的にはπ共役系高分子化合物であるＰＥＤＯＴに前述のポリスチレンスルホン酸のナトリウム塩（ＰＳＳ）をドープした導電性高分子が挙げられる。

また、コンデンサ２２１の光電変換部２１３側反対面側には、絶縁膜２１５を介して、マンガン電池、ニッケル・カドミウム電池、水銀電池、鉛電池などの一次電池や充電可能な二次電池を用いた電源部３４を設けても良い。この電池の形態としては、放射線画像検出装置を薄型化できるように平板状の形態が好ましい。

そして、基板２１１の光電変換部２１３やコンデンサ２２１及びトランジスタ２２２等を配置した側にはこれらの構成部材を湿気や埃等の外部の環境因子から保護する目的で保護層２１５が設けられる。

保護層２１５には、ポリエステルフィルム、ポリメタクリレートフィルム、セルロースアセテートフィルム等が使用される。この中でもポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルムに代表される延伸加工処理が可能なポリエステルフィルムが強度の面で好ましい。また、ポリエチレンテレフタレートフィルムやポリエチレンナフタレートフィルム上に金属酸化物、窒化ケイ素等の薄膜を蒸着させた蒸着フィルムが防湿性の面からより好ましい。

また、前述の図３（ｂ）に示す撮像パネル２１は、基板２１１ａと基板２１１ｂとを貼り合わせたものであるが、基板の貼り合わせ方法としては熱圧着による方法や、接着剤あるいは接着シートを用いる方法が挙げられるが、可視光透過率の観点から熱圧着による方法が好ましい。

次に、本発明に係る放射線画像検出装置２０で行われる放射線画像のデジタル信号変換について説明する。前述した様に、図２の撮像パネル２１に照射された放射線はシンチレータ部２１２で波長３００ｎｍ〜８００ｎｍの可視光線を中心とした紫外光から赤外光に対応する電磁波（光）に変換され、変換された光は光電変換部２１３で電荷に変換されると、電荷はコンデンサ２２１に蓄積される。そして、コンデンサ２２１に蓄積された電荷によりスイッチング素子を駆動させ、スイッチング素子の駆動により画素単位にデジタル信号として出力される。

スイッチング素子であるトランジスタ２２２は、光電変換部２１３で変換された電荷を蓄積するコンデンサ２２１の一方の電極である画素電極２２１ａと接続している。コンデンサ２２１に蓄積された電荷を用いてトランジスタ２２２を駆動させ、トランジスタ２２２の駆動により放射線画像は画素毎の電気信号として出力される。

前述の様に、トランジスタ２２２は、ゲート電極２２２ａ、ソース電極（ドレイン電極）２２２ｂ、ドレイン電極（ソース電極）２２２ｃ、有機半導体層２２２ｄ、絶縁層２２２ｅより構成される。

図４は、本発明に係る撮像パネル２１の回路構成を示す模式図であり、撮像パネル２１が光電変換部２１３を複数個２次元配置させた構造を有し、放射線画像を画素単位で光電変換して電気信号を出力するものであることを示している。また、図４では、光電変換部２１３で得られた電荷を蓄積するコンデンサ２２１の一方の電極を構成する画素電極２２１ａが２次元配置されていることが示され、光電変換部２１３同様に１つの画素電極２２１ａが放射線画像の１画素に対応する様に配置されていることが示されている。

また、画素間には走査線と信号線とが配設されており、図４では両者が直交する様に配設されている。ここで、走査線と信号線とで囲まれた１つの区画を１画素とすると、撮像パネル２１の画素数は、例えば、一方向にｍ個、もう一方向にｎ個配置してなる場合にはｍ×ｎ個の画素数より構成されている。そして、撮像パネル２１には、ｍ×ｎ個の画素数分に対応するコンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）とスイッチング素子であるトランジスタ２２２−（１，１）〜（ｍ，ｎ）が配置され、画素間には、走査線２２３−１〜２２３−ｍ及び信号線２２４−１〜２２４−ｎが直交する様に配設されることになる。

例えば、１つ目の画素内では、コンデンサ２２１−（１，１）にシリコン積層構造あるいは有機半導体で構成されたスイッチング素子であるトランジスタ２２２−（１，１）が接続する。トランジスタ２２２−（１，１）は、例えば、電界効果トランジスタが使用される。トランジスタ２２２のドレイン電極あるいはソース電極２２２ｃは画素電極２２１ａ−（１，１）と接続し、ゲート電極２２２ａは走査線２２３−１に接続する。ドレイン電極が画素電極２２１ａ−（１，１）と接続する時はソース電極が信号線２２４−１と接
続し、ソース電極が画素電極２２１ａ−（１，１）に接続する時はドレイン電極が信号線２２４−１と接続する。また、他の画素における画素電極２２１ａ、コンデンサ２２１及びトランジスタ２２２も同様に走査線２２３や信号線２２４と接続する。

また、撮像パネル２１は、図４に示す様に信号線２２４−１〜２２４−ｎにドレイン電極を接続した初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを設けるものもあり、この初期化用トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎではソース電極を接地し、ゲート電極をリセット線２３１に接続する。

撮像パネル２１では、これらの回路を介して放射線画像をデジタルの画像信号に変換する。すなわち、図４中の制御回路３０が、走査線２２３−１〜２２３−ｍ各々に、走査駆動回路２５を介して読出信号ＲＳを供給して画像走査を行い、走査線毎のデジタル画像信号を取り込み、放射線画像をデジタルの画像信号に変換する。このことについて詳述する。

撮像パネル２１の走査線２２３−１〜２２３−ｍとリセット線２３１は、図４に示す様に走査駆動回路２５と接続する。走査駆動回路２５から走査線２２３−１〜２２３−ｍのうちの任意の走査線２２３−ｐ（ｐは１〜ｍのいずれかの値）に読出信号ＲＳが供給されると、この走査線２２３−ｐに接続したトランジスタ２２２−（ｐ，１）〜２２２−（ｐ，ｎ）がオンの状態になり、コンデンサ２２１−（ｐ，１）〜２２１−（ｐ，ｎ）に蓄積した電荷を信号線２２４−１〜２２４−ｎ上に出力する。

信号線２２４−１〜２２４−ｎは、信号選択回路２７の信号変換器２７１−１〜２７１−ｎに接続し、信号変換器２７１−１〜２７１−ｎでは信号線２２４−１〜２２４−ｎ上に出力された電荷量に応じた電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎを出力し、信号変換器２７１−１〜２７１−ｎで出力した電圧信号ＳＶ−１〜ＳＶ−ｎをレジスタ２７２に供給する。

レジスタ２７２は、信号変換器２７１より供給された電圧信号を順次選択し、アナログ／デジタル（Ａ／Ｄ）変換器２７３により、１２ビットないしは１４ビットの１つのデジタル画像信号に変換され、このデジタル画像信号は制御回路３０に供給されて、放射線画像を画素単位でデジタル画像信号に変換する。

また、撮像パネル２１の初期化を行う場合は、最初に、走査駆動回路２５からリセット信号ＲＴがリセット線２３１に供給されて初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎをオンの状態にした後、走査線２２３−１〜２２３−ｍに読出信号ＲＳを供給してトランジスタ２２２−（１，１）〜２２２−（ｍ，ｎ）をオンの状態にする。そして、コンデンサ２２１−（１，１）〜２２１−（ｍ，ｎ）に蓄えられていた電荷を初期化トランジスタ２３２−１〜２３２−ｎを介して放出することにより撮像パネル２１の初期化を行う。

前述の制御回路３０はメモリ部３１や操作部３２と接続し、操作部３２からの操作信号ＰＳに基づいて放射線画像検出装置２０の動作を制御する。操作部３２は複数のスイッチが設けられており、操作部３２からのスイッチ操作に応じた操作信号ＰＳに基づき、撮像パネル２１の初期化や放射線画像のデジタル画像信号変換を行う。また、放射線画像のデジタル画像信号変換は、放射線発生器１０より放射線照射終了信号をコネクタ３５を介して制御部３０が受けた時に行う仕様のものとすることも可能である。さらに、制御部３０では作製されたデジタルの画像信号をメモリ部３１に記憶する処理等も行われる。

また、本発明に係る放射線画像検出装置は、図２に示す様に、電源部３４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３１を設け、コネクタ３５を介して放射線画像検出装置２０を着脱自在な構成とすることにより、放射線画像検出装置２０を持ち運び可能なシステムとして構築することも可能である。

さらに、例えば不揮発性メモリを用いてメモリ部３１を放射線画像検出装置２０から着脱可能にする構成により、放射線画像の撮影及び画像処理をより容易にして操作性の向上を図ることが可能である。すなわち、放射線画像検出装置２０を画像処理部５１に接続させずに、メモリ部３１のみを画像処理部５１に直接装着して放射線画像検出装置２０で得られた画像信号を画像処理部５１に供給することが可能になることにより、操作性の向上を図ることが可能である。

また、放射線画像検出装置２０を据置き型として使用する場合は、コネクタ３５を介して装置２０への電力供給や装置２０で行われた画像信号の読出しが行えるので、あえてメモリ部３１や電源部３４を放射線画像検出装置２０に設けなくても放射線画像の画像信号を得ることが可能である。

この様に、本発明では、シンチレータ部２１２と光電変換部２１３との間に基板２１１を設けた形態の放射線画像検出装置で放射線画像をデジタル画像信号に良好に変換できることが確認され、特に、可視光透過率８０％以上の材質で基板を構成することでデジタル画像信号への変換が確実に行われることを確認した。

また、本発明では、シンチレータ部２１２を基板２１２上に塗設することが可能になったので、製造時における歩留まり低下の大きな原因となっていたシンチレータ部２１２の塗布不良に起因する不良品発生を回避することが可能になり、歩留まり低下をなくし、放射線画像検出装置の製造時における大幅なコストダウンを可能にした。

本発明に係る放射線画像検出装置を使用する診断システムの模式図である。 放射線画像検出装置の外観図である。 放射線画像検出装置に使用される撮像パネルの部分断面図である。 撮像パネルの回路構成を示す模式図である。 有機ＴＦＴの構造を示す図である。

符号の説明

１０ 放射線発生器
２０ 放射線画像検出装置
２１ 撮像パネル
３０ 制御部
３１ メモリ部
３４ 電源部
２１１ 基板
２１２ シンチレータ部
２１２ａ シンチレータ保護層
２１２ｂ シンチレータ層
２１３ 光電変換部
２１３ａ 透明電極膜
２１３ｂ 正孔伝導層
２１３ｃ 電荷発生層
２１３ｄ 電子伝導層
２１３ｅ 導電層
２１５ 絶縁層
２１６ 保護層
２２１ コンデンサ
２２２ トランジスタ
２２３ 走査線
２２４ 信号線
２３２ 初期化トランジスタ

Claims (7)

1. 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、
   該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、
   基板上に有する放射線画像検出装置であって、
   該シンチレータ部と該光電変換部とが基板を介して配置してなることを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記基板が、可視光透過率８０％以上の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、
   該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、
   基板上に設ける放射線画像検出装置の製造方法であって、
   基板に対して該シンチレータ部を設けた側の反対側に該光電変換部を設けることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。
4. 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、
   該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、
   基板上に設ける放射線画像検出装置の製造方法であって、
   基板に対して該光電変換部を設けた側の反対側に該シンチレータ部を設けることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。
5. 入射放射線の強度に応じて強度の異なる発光を行うシンチレータ部と、
   該シンチレータ部で発生した光を光電変換する光電変換部とを、
   基板上に配置した放射線画像検出装置の製造方法であって、
   該シンチレータ部及び該光電変換部とをそれぞれ異なる基板に配置し、
   該シンチレータ部を設けた基板と該光電変換部を設けた基板の基板面同士を貼り合わせることを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。
6. 前記シンチレータ部を前記基板の片面全体に形成することを特徴とする請求項３〜５のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置の製造方法。
7. 前記基板が、可視光透過率が８０％以上の樹脂フィルムであることを特徴とする請求項３〜６のいずれか１項に記載の放射線画像検出装置の製造方法。

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