JP2008198910A - 放射線画像検出装置およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画素領域間に蓄積した電荷に起因する残像の発生を低減する。
【解決手段】放射線検出装置１は、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層２２と、電荷発生層２２において発生した電荷を収集する複数の分割電極２３とを備えている。そして、隣接する各分割電極２３、５の隙間には隔壁層２７が設けられており、隔壁層２７上にはサブ電極２８が積層されている。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録用光導電層および読取用光導電層等を備え、照射された放射線により発生する電荷を信号電荷として電荷蓄電部に蓄積する放射線画像検出装置およびその製造方法に関するものである。

今日、医療診断等を目的とする放射線撮影において、放射線を検出して得た電荷を信号電荷として電荷蓄電部に一旦蓄積し、該蓄積した信号電荷を放射線画像情報を表す電気信号に変換して出力する放射線画像検出装置を使用する放射線画像情報記録読取装置が各種提案されている。

たとえば、特許文献１には、放射線有感な半導体の一方の側に共通電極を形成してバイアス電圧を印加し、他方の側に複数個の分割電極を形成して、放射線入射によって半導体内部に発生する電荷を、各々の分割電極から電気信号として取り出すことによって入射放射線の空間分布を検出する放射線検出器が開示される。

また、蓄積された電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面から、検出器に読取光（読取用の電磁波）を照射して読み出す光読出方式のものがある。たとえば、特許文献２、３において、電荷蓄電部に蓄積された信号電荷を読み取るためのストライプ状の複数の線状電極と、電荷蓄電部に蓄積された信号電荷の量に応じたレベルの電気信号を出力させるために線状電極の間にストライプ状に配列されたサブ電極とを備えた放射線画像検出装置が提案されている。

このサブ電極は電荷蓄電部との間でコンデンサを形成し、読取りの際の電荷再配列によって電荷蓄電部に蓄積された信号電荷とは逆極性の輸送電荷を帯電するようになっている。このため、読取用光導電層を介して線状電極と電荷蓄電部との間に形成されるコンデンサに配分される輸送電荷の量をサブ電極を設けない場合よりも相対的に少なくすることができる。これにより、外部に取り出す信号電荷の量を多くして読取効率を向上させると共に、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立をも図ることができるようになっている。

さらに、特許文献２、３において、電荷蓄電部に信号電荷を同電位化する導電部材（マイクロプレート）を潜像の画素毎に複数設けた放射線画像検出装置が提案している。この導電部材は、導電部材の範囲内において信号電荷の電位が一定に保つようになっている。つまり、読取りにくい画素周辺部の信号電荷が読取りの進行に応じて導電部材中央部（画素中央部）に移動する。その結果、信号電荷を十分に放電させて読出効率を改善することができる。また、導電部材が配設された固定位置に画素を形成することができ、ストラクチャーノイズの補正を行うことも容易となる。
特開２００４−１４６７６９号公報 特開２０００−２８４０５７号公報 特開２００３−２３４４５９号公報

ここで、特許文献１の場合、Ｘ線照射によって発生した信号電荷の一部が分割電極に収集されず、分割電極間の隙間に蓄積する場合があり、感度変動や残像を発生させるという問題がある。また、特許文献２、３の場合、Ｘ線照射によって発生した信号電荷の一部が電荷蓄電部に蓄電されず、電荷蓄電部を通過する漏れ電荷が発生する場合があり、特に大線量のＸ線照射がなされた場合に生じやすい。つまり、電荷蓄電部の線状電極上の領域において発生した漏れ電荷は線状電極によって放電される。一方、線状電極間の隙間上の領域を通過した漏れ電荷は、線状電極により放電されず線状電極間の隙間に帯電してしまい、画像情報に残像が発生してしまうという問題がある。

そこで、本発明は、画素領域間に蓄積された電荷に起因する残像の発生を低減することができる放射線画像検出装置およびその製造方法を提供することを目的とするものである。

本発明の放射線画像検出装置は、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、電荷発生層において発生した電荷を収集する複数の分割電極と、隣接する各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、隔壁層上に設けられたサブ電極とを備えたことを特徴とするものである。

放射線画像検出装置の製造方法は、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、電荷発生層において発生した電荷を収集する複数の分割電極と、隣接する各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、隔壁層上に設けられたサブ電極とを有する放射線画像検出装置の製造方法であって、基板に隔壁部材を形成し、基板の隔壁部材を形成した面に導電膜を成膜することにより、互いに分離したサブ電極と分割電極とを異なる高さ位置に高さ方向からみたときに隙間なく形成し、形成したサブ電極および分割電極上に電荷発生層を積層することを特徴とするものである。

ここで、放射線画像情報を担時した電磁波は、放射線であってもよいし記録光であってもよい。

また、複数の分割電極はどのような構造のものであってもよく、たとえば矩形状の分割電極が格子状に配列された構造を有するものであっていわゆるＴＦＴ方式により放射線画像を読み取るものであってもよいし、あるいは複数の分割電極は各画素毎に設けられた導電部材（マイクロプレート）であって、この導電部材に蓄積した電荷をストライプ状に配列された複数の線状電極が読取る構造を有するものであってもよい。このとき、電荷発生層において発生した電荷の読取は線状電極の長手方向に沿って読取光を走査しながら照射することにより行われる。

なお、サブ電極と分割電極とは高さ方向からみたときに隙間なく設けられていてもよい。なお、サブ電極と分割電極との間に高さ方向からみて隙間が形成されていることが好ましい。なお「高さ」とは、分割電極上に電荷発生層が積層されている方向をいう。

また、サブ電極は隔壁層上の領域に設けられていれば良く、隔壁層上に直接積層されていても良いし他の層を介して積層されていてもよい。

さらに、隔壁層はその形状を問わないが、隔壁層上に形成されているサブ電極側から線状電極側に向かって先細りになるように形成されていることが好ましい。なお、隔壁層は読取用光導電層の厚さと分割電極の厚さとの和よりも高く形成されていることが望ましい。

本発明の放射線画像検出装置によれば、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、電荷発生層において発生した電荷を収集する複数の分割電極と、隣接する各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、隔壁層上に設けられたサブ電極とを備えたことにより、隣接する分割電極間の隙間に蓄電する電荷がサブ電極から放電されることになるため、この電荷が分割電極を介して線状電極から読み取られることによる残像の発生を低減し画質の劣化を防止することができる。

なお、サブ電極と分割電極とが、異なる高さ位置に形成されているとともに、高さ方向からみたときに隙間なく設けられているとき、サブ電極と分割電極と間にも電荷が蓄積することがないため、確実に分割電極間に発生する電荷をサブ電極により放電し残像の発生を低減することができる。

また、隔壁層が、隔壁層上に形成されているサブ電極側から分割電極側に向かって先細りになるように形成されているものであれば、高さ方向からみてサブ電極と分割電極とが重なり合うように形成することもできるとともに、サブ電極と分割電極とが電気的に短絡するのを確実に防止することができる。

放射線画像検出装置の製造方法によれば、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、電荷発生層において発生した電荷を収集する複数の分割電極と、隣接する各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、隔壁層上に設けられたサブ電極とを有する放射線画像検出装置の製造方法であって、基板に隔壁部材を形成し、基板の隔壁部材を形成した面に導電膜を成膜することにより、互いに分離したサブ電極と分割電極とを異なる高さ位置に高さ方向からみたときに隙間なく形成し、形成したサブ電極および分割電極上に電荷発生層を積層することにより、互いに分離したサブ電極と分割電極とを異なる高さ位置に高さ方向からみたときに隙間なく形成し、形成したサブ電極と分割電極上に記録用光導電層を積層することにより、隔壁層によって分離した高さ位置の異なるサブ電極と分割電極とを同時に形成することができるため、効率的に放射線検出装置を製造することができる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出装置の一実施形態について説明する。図１は本発明の放射線画像検出装置の好ましい実施の形態を示す斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出装置の平面図である。なお、図２において説明の便宜上、サブ電極２８および隔壁層２７は省略している。放射線画像検出器１は、ＴＦＴ方式のものであり、上部平面電極２１、電荷発生層２２、分割電極２３、サブ電極２８、隔壁層２７等を備えている。

上部平面電極２１は、放射線を透過するＡｕなどの低抵抗の導電材料からなり、電荷発生層２２上に略平面状に形成されている。上部平面電極２１にはバイアス電圧を印加するための高圧電源ＨＶが接続されており、放射線画像情報を記録するときに高電圧が印加されるようになっている。

電荷発生層２２は放射線の照射により放射線の量に応じた電荷を発生するものであって、たとえばセレンを主成分とする膜厚１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜からなっている。

分割電極（分割電極）２３はたとえばＡｌ、Ａｕ、Ｃｒ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｔｉｎ Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ Ｚｉｎｃ Ｏｘｉｄｅ）等の材料を厚みが０．０５μｍ〜１μｍに成膜されており、分割電極２３上に電荷発生層２２が積層された状態になっている。よって、分割電極２３は電荷発生層２２に電気的に直列に接続された構造を有することになり、電荷発生層２２において発生した電荷を収集可能になっている。なお、電荷発生層２２と分割電極２３との間に薄い絶縁層からなる電子阻止層が形成されていてもよい。分割電極２３は図３に示すように矩形状に形成されており、水平方向（矢印Ｙ方向）および垂直方向（矢印Ｚ方向）に沿ってマトリックス状に複数設けられている。各分割電極２３がそれぞれ電荷発生層２２において発生した電荷を収集することにより、各分割電極２３により収集した電荷がそれぞれ放射線画像の画素情報となる。

なお、各分割電極２３により収集された電荷はそれぞれ電荷蓄電部３４により蓄積され、各電荷蓄電部３４に蓄積された電荷は複数のスイッチ素子３３を介して読み取られるようになっている。具体的には、スイッチ素子３３は薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）からなっており、スイッチ素子３３のゲート電極３２にはスイッチ素子３３をＯＮ／ＯＦＦするための走査線３１が接続されている。また、スイッチ素子３３のドレイン電極３７には電荷蓄電部３４が接続されており、ソース電極３６にはデータ線３５を介してアンプ４０に接続されている。そして、走査線３１からスイッチング素子３３をＯＮ状態にする信号が加えられると、電荷蓄電部３４に蓄積された信号電荷が、ドレイン電極３７からソース電極３６、データ線３５を介してアンプ４０に入力される。

隔壁層２７は基板１０ａ上に形成されており、図２に示すように各分割電極２３の隙間に格子状に形成されている。よって、隔壁層２７は放射線画像検出装置１のＹＺ平面空間を各画素領域毎に分割していることになる。なお、隔壁層２７はエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチン、ノボラック系樹脂とハフトキノンジアジスルフォン酸エステルドとの混合物等の感光性または非感光性の樹脂材料等の読取光Ｌ１および消去光Ｌ２を透過する材料からなっている。

図１のサブ電極２８は、隔壁層２７上に積層されたものであって、隔壁層２７と同様に格子状に形成されている。したがって隣接する画素領域Ｐの間には隔壁層２７とサブ電極２８とが介在することになる。また、サブ電極７は放射線画像検出装置１に放射線画像情報を記録するときには正の電荷が帯電され、放射線画像検出装置１に読取光Ｌ１が照射されるときには接地されるようになっている。さらに、サブ電極２８と分割電極２８とは、異なる高さ位置に形成されており、図３に示すように高さ方向（矢印Ｘ方向）からみて隙間なく設けられている。

次に、図１から図３を参照して放射線画像検出器１の動作例について説明する。高電圧源ＨＶにより、上部平面電極２１と各分割電極２３との間に高電圧が印加された状態で、図１の上方よりＸ線等の放射線画像を担持した記録用の放射線が照射される。放射線は上部平面電極２１を透過し電荷発生層２２に照射される。すると、電荷発生層２２において電荷発生層２２において、照射された放射線量に応じた量の電荷が発生する。この電荷のうち、電子は上部平面電極２１（＋電極）側に移動し、正孔が各分割電極２３（−電極）側に移動することにより、電荷蓄積部３４に電荷が蓄積される。

その後、走査線３１を介してスイッチ素子３３をＯＮ状態にする信号を加え、データ線３５を介して各電荷蓄電部３４に蓄積された電荷を取り出す。そして、アンプ４０により各画素の電荷量が検出され画像情報が読み取られる。上記スイッチング動作を矢印Ｙ方向およびＺ方向にマトリクス状に配列された複数の分割電極２３に接続されたスイッチ素子３３へ順次走査することにより、二次元的にＸ線の画像情報を得ることができる。

ここで、隔壁層２７上に接地されたサブ電極２８が設けられていることにより、各分割電極２３の間の隙間に発生する電荷はサブ電極２８により放電され、隣接した分割電極２３間に蓄電された電荷に起因する残像の発生を低減させることができる。すなわち、隣接する分割電極２３の間にサブ電極２８がなく電荷発生層２２が充填されている場合、隣接する分割電極２３間の隙間における電荷発生層２２との界面に電荷が蓄積する。そして、隙間に蓄積された電荷は、分割電極２３上の電荷が読み取られた後に遅れて読み取られ、これが残像となって表れてしまう場合がある。一方、隣接する分割電極２３の間にサブ電極２８が設けられている場合、分割電極２３間の隙間に蓄積される電荷はサブ電極２８により放電されるため、上述のような残像の発生を低減することができる。

さらに、図１、図３に示すように、分割電極２３とサブ電極２８とが高さ方向（矢印Ｘ方向）からみて隙間なく設けることにより、サブ電極２８同士の隙間だけでなく分割電極５とサブ電極７との間の隙間にも電荷が蓄積することがないため、残像の発生をより確実に低減することができる。なお、分割電極２３とサブ電極２８とを隙間なく配列した場合であっても、分割電極２３とサブ電極２８とが異なる高さ位置に形成されているため電気的に短絡することを防止することができる。特に、隔壁層２７がサブ電極２８から分割電極２３に向かって先細り形状になるように形成されているため、分割電極２３をサブ電極２８上の領域内まで形成し、分割電極２７の形成領域とサブ電極２８の形成領域とが重なり合うようにすることができるとともに、分割電極２７とサブ電極２８との電気的短絡を確実に防止することができる。

図４〜図６は本発明の放射線画像検出装置の別の実施形態を示す模式図である。なお、図４〜図６の放射線画像検出装置１００において図１〜図３の放射線画像検出装置１と同一の構成を有する部位には同一の符号を付してその説明を省略する。図４の放射線画像検出装置１００が、図１の放射線画像検出装置１と異なる点は分割電極の構造であって、図１の放射線画像検出装置１がいわゆるＴＦＴ方式と呼ばれる読取方式であるのに対し、図４の放射線画像検出装置１００は読取光を照射することにより記録された放射線画像を読取るいわゆる光読み出し方式の固体検出器であって、平板電極２、電荷発生層１０３、分割電極（マイクロプレート）５、線状電極６、サブ電極７、隔壁層８等を備えている。なお、放射線画像検出装置１は光透過性を有する基板（たとえばガラス基板）上に形成されるものであって、図４において基板は図示せず省略している。

平板電極２は、放射線画像情報を記録する際に負の電荷が帯電されるものであって、平板状に形成されている。平板電極２は放射線を透過する材料からなっており、たとえばネサ皮膜（ＳｎＯ₂）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））等の材料を用いて５０〜２００ｎｍに成膜し、あるいはＡｌやＡｕなどを１００ｎｍに成膜することにより形成されている。

電荷発生層１０３は、記録用光導電層３、読取用光導電層４を備えている。記録用光導電層３は、放射線の照射を受けることにより電荷対を発生するものであって、たとえば放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているａ−Ｓｅを主成分とするものを５００μｍ程度に成膜することにより形成されている。

読取用光導電層４は読取光Ｌ１または消去光Ｌ２の照射を受けることにより電荷対を発生するものであって、たとえばａ−Ｓｅ、Ｓｅ−Ｔｅ、Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ、無金属フタロシアニン、金属フタロシアニン、ＭｇＰｃ（Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine）、ＣｕＰｃ（Cupper phtalocyanine）などのうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質を用いて形成されており、０．１〜２μｍの厚さを有している。また、記録用光導電層３と読取用光導電層４との界面には放射線画像情報を電荷として蓄電する電荷蓄電部１１が形成されることになる。

隔壁層８は基板１０ａ上に形成されており、図７に示すように読取用光導電層４および電荷蓄電部１１を各画素領域Ｐ毎に分割するものである。隔壁層８は複数の線状電極６に対し交差するようにストライプ状に配列された複数の線状隔壁部材８ａと、複数の線状隔壁部材８ａに対し交差する補助隔壁部材８ｂとを有している。図７においては、複数の線状隔壁部材８ａは複数の線状電極６の配列方向（矢印Ｙ方向）に対し直交する方向（矢印Ｚ方向）にストライプ状に配列されており、補助隔壁部材８ｂは複数の線状隔壁部材８ａに直交する方向（矢印Ｚ方向）に延びている。

そして、隔壁層８は線状隔壁部材８ａと補助隔壁部材８ｂとにより格子状に形成されており、この線状隔壁部材８ａと補助隔壁部材８ｂとによって読取用光導電層４および電荷蓄電部１１が画素領域Ｐ毎に分割されている。なお、隔壁層８は線状電極６上の読取用光導電層４およびエポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリオレフィン系樹脂、ゼラチン、ノボラック系樹脂とハフトキノンジアジスルフォン酸エステルドとの混合物等の感光性または非感光性の樹脂材料等の読取光Ｌ１および消去光Ｌ２を透過する材料からなっている。この隔壁層８は読取用光導電層４の厚さと分割電極５の厚さとの和よりも大きい厚さを有している。

分割電極（マイクロプレート）５は記録用光導電層３と読取用光導電層４との界面、すなわち電荷蓄電部１１に各画素領域Ｐ毎に配置されており、画素領域Ｐ内の電荷蓄電部１１に蓄電された電荷を同電位化する機能を有している。分割電極５はたとえば金、銀、アルミニウム、銅、クロム、チタン、白金等の単一金属や酸化インジウム等の合金を用いた薄い膜からなっている。

複数の線状電極６は基板１０ａ上に設けられており、複数の線状電極６上には読取用光導電層４が積層されている。この複数の線状電極６は放射線画像検出装置１に読取光Ｌ１が照射されたとき、電荷蓄電部１１に記録されている画像情報を信号電荷として読取るものであって、ストライプ状に設けられている。各線状電極６は読取光Ｌ１を透過する材料からなっており、たとえばネサ皮膜（ＳｎＯ₂）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）、アモルファス状光透過性酸化膜であるＩＤＩＸＯ（Idemitsu Indium X-metal Oxide ；出光興産（株））などを５０〜２００ｎｍ厚に形成したもの、もしくはＡｌやＡｕなどを１００ｎｍ厚に形成したもののような、読取光Ｌ１および消去光Ｌ２を透過する材料からなっている。

サブ電極７は、隔壁層８上に読取用光導電層４を介して積層されたものであって、隔壁層８と同様に格子状に形成されている。なお、隔壁層８上の読取用光導電層４は放射線画像情報の読取りには寄与しない。したがって隣接する画素領域Ｐの間には隔壁層８とサブ電極７とが介在することになる。サブ電極７は線状電極６と同様に読取光Ｌ１および消去光Ｌ２を透過するＩＴＯやＩＤＩＸＯ等からなっている。また、サブ電極７は放射線画像検出装置１に放射線画像情報を記録するときには正の電荷が帯電され、放射線画像検出装置１に読取光Ｌ１が照射されるときには接地されるようになっている。さらに、サブ電極７と分割電極５とは、図４〜６に示すように異なる高さ位置に形成されており、図７に示すように高さ方向（矢印Ｘ方向）からみて隙間なく設けられている。

次に、図４から図７を参照して放射線画像検出装置の動作例について説明する。平板電極２と複数の線状電極６およびサブ電極７との間に高電圧が印加される。この状態において放射線源から被写体に向けて放射線が照射される。すると、被写体を透過した放射線が平板電極２側から照射され、平板電極２を透過して記録用光導電層３に照射される。放射線の照射により記録用光導電層３において電荷対が発生し、そのうち正の電荷は平板電極２に帯電した負の電荷と結合して消滅し、負の電荷は信号電荷として記録用光導電層３と読取用光導電層４との界面に形成される電荷蓄電部１１に蓄積されて放射線画像が記録される。このとき、各画素領域Ｐの電荷蓄電部１１に設けられた分割電極５により、電荷蓄電部１１に蓄電された電荷は同電位化されている。

次に、図４から図７を参照して記録された放射線画像の読取について説明する。まず平板電極２およびサブ電極７が接地され、線状電極６がチャージアンプに電気的に接続される。この状態において、読取光Ｌ１が基板１０ａ側から読取用光導電層４に照射され読取用光導電層４において電荷対が発生する。そして、読取用光導電層４において発生した電荷対のうち正の電荷は電荷蓄電部１１における信号電荷と結合し、負の電荷は線状電極６に帯電した正の電荷と結合する。この結合によりチャージアンプに電流が流れ、この電流が積分されて画像信号として検出される。このとき、電荷蓄電部１１には分割電極５により画素領域Ｐ内の電荷は同電位化されているため、線状電極６による読取効率の向上を図ることができる（特開２０００−２８４０５７号公報参照）。さらに、隔壁層８により読取用光導電層４および電荷蓄電部１１が各画素領域毎に分割されていることにより、電荷が隣接する画素領域Ｐ間を移動することがないため、クロストークが低減され画像の鮮鋭度を向上させることができる。

また隔壁層８上には接地されたサブ電極７が設けられていることにより、各分割電極５の間の隙間に発生する電荷はサブ電極７により放電され、隣接した分割電極５間に蓄電された電荷が分割電極５を介して線状電極６から読み取られるのを防止することができる。したがって、この分割電極５間に蓄積された電荷に起因する残像の発生を低減させることができる。すなわち、隣接する分割電極５の間にサブ電極７がなく記録用光導電層３もしくは読取用光導電層４が充填されている場合、隣接する分割電極５間の隙間にも記録用光導電層３と読取用光導電層４との界面に電荷が蓄積する。そして、隙間に蓄積された電荷は、分割電極５上の電荷が読み取られた後に遅れて線状電極６から読み取られ、これが残像となって表れてしまう場合がある。一方、隣接する分割電極５の間にサブ電極７が設けられている場合、分割電極５間の隙間に蓄積される電荷はサブ電極７により放電されるため、上述のような残像の発生を低減することができる。

さらに、図４、７に示すように、分割電極５とサブ電極７とが高さ方向（矢印Ｘ方向）からみて隙間なく設けることにより、サブ電極７同士の隙間だけでなく分割電極５とサブ電極７との間の隙間にも電荷が蓄積することがないため、残像の発生をより確実に低減することができる。なお、分割電極５とサブ電極７とを隙間なく配列した場合であっても、分割電極５とサブ電極７とが異なる高さ位置に形成されているため、分割電極５とサブ電極７とが電気的に短絡することを防止することができる。特に、隔壁層８がサブ電極７から分割電極５に向かって先細り形状になるように形成されているため、分割電極５をサブ電極７上の領域内まで形成し、分割電極５の形成領域とサブ電極７の形成領域とが重なり合うようにすることができるとともに、分割電極５とサブ電極７との電気的短絡を確実に防止することができる。

図８は本発明の放射線画像検出装置の製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図であり、図４から図８を参照して放射線画像検出装置の製造方法について説明する。まず、図８（Ａ）に示すように、ガラス等からなる基板１０ａ上に厚さ０．１μｍのＩＴＯ等からなる複数の線状電極６がフォトリソグラフィー等によりストライプ状に形成される。次に、図８（Ｂ）に示すように形成した複数の線状電極６上に厚さ５μｍの隔壁層８が格子状に積層される。このとき、隔壁層８は異方性エッチング等により基板１０ａに向かって先細りになるように形成される。

その後、図８（Ｃ）に示すように、基板１０ａの隔壁層８を積層した面に厚さ２μｍの読取用光導電層４が積層される。このとき、読取用光導電層４は格子状に形成された隔壁層８により各画素領域Ｐ毎に分割された状態で積層されることになる。

そして、図８（Ｄ）に示すように、基板１０ａの積層した読取用光導電層４を積層した面に導電膜（たとえばＡｕ）が成膜されることにより、隔壁層８により分割された各画素領域Ｐ（格子窓）内にはそれぞれ分割電極５が形成され、隔壁層８上にはサブ電極７が形成される。このとき、隔壁層８は読取用光導電層４の厚さ（２μｍ）と分割電極５の厚さ（０．１μｍ）との和よりも大きい厚さになるように形成されているため、一度の成膜工程により互いに分離した分割電極５とサブ電極７とを同時に形成することができ、効率的に放射線画像検出装置１の製造を行うことができる。特に、隔壁層８が先細り形状になっているため、分割電極５とサブ電極７とを同時に形成した場合であっても、分割電極５とサブ電極７との電気的短絡を確実に防止することができるとともに、線状電極６をサブ電極７上の領域内まで形成し高さ方向からみたときに分割電極５とサブ電極７とが重なり合うようにすることもできる。

さらに、画素領域Ｐ内に分割電極５を形成するときに、分割電極５が画素領域Ｐ内に位置するようにパターン形成する必要がないため、線状電極６と分割電極５とが位置ずれを生じることがない。よって、放射線画像検出装置１の製造の歩留まりを向上させることができる。

そして、分割電極５およびサブ電極７上に電荷発生層１０３が積層される（図４〜７参照）。なお、記録用光導電層３、平板電極２を形成する際、分割電極５およびサブ電極７と外部との電気的接続を図ることができるようなパターンを形成するメタルマスクが用いられる。その後、この電荷発生層１０３上に平板電極２が積層され、放射線画像検出装置１が作製される。

上記実施の形態によれば、放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層２２、１０３と、電荷発生層２２、１０３において発生した電荷を収集する複数の分割電極２３、５と、隣接する各分割電極２３、５の隙間に設けられた隔壁層２７、８と、隔壁層２７、８上に設けられたサブ電極２８、７とを備えたことにより電荷発生層２２、１０３において発生した電荷がサブ電極７間の隙間に電荷が蓄積することがないため、隙間に残存した電荷に起因する残像の発生を低減することができる。

また、図３、図７に示すように、線状電極６とサブ電極７とが隔壁層８により異なる高さ位置に形成されたものであって隙間なく設けられていることにより、線状電極６とサブ電極７とを幅方向において隙間なく配列した場合であっても電気的に短絡するのを防止することができる。

本発明の実施の形態は上記実施の形態に限定されない。たとえば図４および図７において、隔壁層８が格子状に形成されている場合について例示しているが、補助隔壁部材８ｂが設けられておらず、線状隔壁部材８ａのみ設けられていてもよい。このとき、サブ電極７もストライプ状に配列されることになる。この場合であっても、読取光の走査方向（矢印Ｚ方向）の画素領域Ｐ間の隙間に蓄積された電荷をサブ電極７より放電することができる。さらに、隔壁層８は略正方形状の画素領域Ｐを形成するように格子状に設けられているが、たとえば菱形や６角形状に画素領域Ｐを形成するように格子状に設けられていても良い。

また、図４〜図７において、各画素領域Ｐ毎に１本の線状電極６が配置されている場合について例示しているが、図９に示すように複数本の線状電極６が配置されていても良い。このとき、複数の線状電極６は、たとえばＩＴＯ膜からなるストライプ状に配置された複数の第１線状電極６ａと、たとえばＣｒ膜からなる複数の第１線状電極６ａの間にストライプ上に配列された複数の第２線状電極６ｂを有しており、第１線状電極６ａと第２線状電極６ｂとが交互に連続して配置された構造を有している。そして、第１線状電極６ａと第２線状電極６ｂとが画素領域Ｐから電荷を読み取るようになっている。これにより、信号電荷の読取効率を向上させることができ、特に比較的画素領域（画素サイズ＝１５０μｍ程度）の大きい構造の放射線画像検出装置１に有効である。

さらに、上記実施の形態において、記録用光導電層３および読取用光導電層４がａ−Ｓｅからなる場合について例示しているが、記録用光導電層３がａ−Ｓｉからなっていてもよい。ａ−Ｓｉはａ−Ｓｅより電子移動度が一桁大きく、鮮鋭度の低下を生じることなく読取応答速度を向上させることができる。

本発明の放射線画像検出装置の一実施形態を示す概略構成図 図１に示す放射線画像検出装置のＹＺ平面の一例を示す模式図 図１に示す放射線画像検出装置のＹＺ平面の一例を示す模式図 本発明の放射線画像検出装置の一実施形態を示す概略構成図 図１に示す放射線画像検出装置のＶ−Ｖ線断面図 図１に示す放射線画像検出装置のＩＩＩ−ＩＩＩ線断面図 図１に示す放射線画像検出装置のＹＺ平面の一例を示す模式図 本発明の放射線画像検出装置の製造方法の好ましい実施の形態を示す工程図 本発明の放射線画像検出装置の製造方法の別の実施形態を示す概略構成図

符号の説明

１、１００ 放射線画像検出装置
２ 平板電極
５、２３ 分割電極
６ 線状電極
７、２８ サブ電極
８、２７ 隔壁層
１０ａ 基板
２２、１０３ 電荷発生層
１１ 電荷蓄電部
Ｌ１ 読取光
Ｌ２ 消去光
Ｐ 画素領域

Claims (6)

1. 放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、
   該電荷発生層において発生した前記電荷を収集する複数の分割電極と、
   隣接する前記各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、
   該隔壁層上に設けられたサブ電極と
   を備えたことを特徴とする放射線画像検出装置。
2. 前記隔壁層が、格子状に形成されたものであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出装置。
3. 前記分割電極と前記サブ電極とが、異なる高さ位置に形成されているとともに、高さ方向からみたときに隙間なく設けられていることを特徴とする請求項１または２記載の放射線画像検出装置。
4. 前記隔壁層が、該隔壁層上に形成されている前記サブ電極側から前記分割電極側に向かって先細りになるように形成されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の放射線画像検出装置。
5. 放射線画像情報を担持した電磁波の照射により電荷を発生する電荷発生層と、該電荷発生層において発生した前記電荷を収集する複数の分割電極と、隣接する前記各分割電極の隙間に設けられた隔壁層と、該隔壁層上に設けられたサブ電極とを有する放射線画像検出装置の製造方法であって、
   基板に前記隔壁部材を形成し、
   前記基板の前記隔壁部材を形成した面に導電膜を成膜することにより、互いに分離した前記サブ電極と前記分割電極とを異なる高さ位置に高さ方向からみたときに隙間なく形成し、
   形成した前記サブ電極および前記分割電極上に前記電荷発生層を積層する
   ことを特徴とする放射線画像検出装置の製造方法。
6. 前記隔壁層を形成するとき、該隔壁層上に形成されている前記サブ電極側から前記分割電極側に向かって先細りになるように形成することを特徴とする請求項５記載の放射線画像検出装置の製造方法。

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