JP2009010075A

JP2009010075A - 放射線画像検出器

Info

Publication number: JP2009010075A
Application number: JP2007168505A
Authority: JP
Inventors: Masaharu Ogawa; 正春小川; Katsutoshi Yamane; 勝敏山根
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-06-27
Filing date: 2007-06-27
Publication date: 2009-01-15
Also published as: US20090001254A1; US7667179B2

Abstract

【課題】放射線画像検出器において、光導電層の断裂や電気特性の劣化を防止する。
【解決手段】第１の線状電極５ａおよび複数の第２の線状電極５ｂの分割電極の側面および該側面に連続する、分割電極の読取用光導電層４との対向面Ｓの一部からなる端部を覆う保護膜９を備え、その保護膜９と読取用光導電層４との間の界面Ｂが、該界面Ｂの全域に亘ってなめらかな面になるようにする。
【選択図】図２

Description

本発明は、放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより放射線画像を記録する放射線画像検出器に関するものである。

今日、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて発生した電荷を蓄電部に一旦蓄積し、該蓄積した電荷を電気信号に変換して出力する放射線画像検出器が各種提案されている。この放射線画像検出器としては、種々のタイプのものが提案されているが、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、検出器に読取光を照射して読み出す光読取方式と、薄膜トランジスタ（thin film transistor：TFT）などの電気的スイッチを１画素ずつオン・オフすることにより読み取る方式（以下、TFT読取方式という）のものがある。

上記のような放射線画像検出器は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する光導電層、光導電層の放射線が照射される側に形成された共通電極、および光導電層の共通電極側とは反対の側に形成された分割電極を有し、共通電極と分割電極との間に高電圧を印加することにより光導電層に電界を形成し、被写体を透過した放射線の照射に伴って光導電層で発生した電荷をその電界の作用を受けて分割電極まで移動させ、分割電極で収集した電荷を放射線検出信号として取り出すことにより放射線の検出を行うようになっている。

特許文献１には、TFT読取方式の放射線画像検出器において、平坦化と膜特性改善のために、分割電極全体を絶縁膜、あるいは絶縁物質に炭素粒子や金属粒子を含有させた膜で覆う技術が開示されている。

特許文献２には、光読取方式の放射線画像検出器において、分割電極の端部に発生する暗電流を防止するため、分割電極の端部に絶縁膜を設けることが提案されている。
特開２００６−１５６５５５号公報特開２００５−１８３６７０号公報

特許文献１では、絶縁膜で分割電極を覆う構成が記載されているが、分割電極の端部だけでなく電極平坦部も含めた電極の全体を覆うものであるため、電荷輸送性が低くなり、感度および残像特性が低下してしまう。

また、特許文献２では、分割電極の端部を保護膜で覆う構成が記載されているが、単に保護膜を設けるだけでは、図７に示すように、保護膜59と光導電層２との間の界面に存在する角ばった箇所で、光導電層２の断裂や電気特性の劣化（暗電流の増加）が発生しやすい。また、分割電極５ａ、５ｂの端部を保護膜59で覆うことにより、放射線画像の撮影時に、共通電極１と分割電極５ａ、５ｂとの間に形成される電界がその端部に集中することを抑制する効果が得られるが、その端部を覆う保護膜59が一様な厚さを有するものであるため、たとえば、分割電極５ａ、５ｂに形成される電界が、保護膜が形成された分割電極５ａ、５ｂの中央側の位置Ｐａから端側の位置Ｐｂに向かって高くなるなど、その電界分布が不均一であるため、画質の低下を招く可能性がある。

そこで、本発明は、光導電層の断裂や電気特性の劣化を防止できるとともに、共通電極と分割電極との間に形成される電界の分布の均一性を向上させる放射線画像検出器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器は、電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層の一方の側に設けられた所定の電圧が印加される共通電極と、光導電層の他方の側に設けられた該光導電層で発生した電荷に応じた信号を出力する複数個の分割電極とを備えた放射線画像検出器において、分割電極の側面および該側面に連続する上記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う保護膜を備え、該保護膜と光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面であることを特徴とするものである。

ここで、上記の「電磁波」とは、例えば光や放射線等である。

また、「界面の全域に亘ってなめらかな面」とは、その全域に亘って角ばった箇所が無い面を意味するものであって、界面の全体がなめらかな曲がり具合を有する曲面であるものに限らず、部分的に平面を有するものも含む。

上記装置においては、保護膜と光導電層との間の界面における曲率半径が5μｍ以上であることがより好ましい。

また、保護膜における、上記対向面の一部を覆う部分の厚みが、分割電極の端に向かって大きくなるものであってもよい。

ここで、「対向面の一部を覆う部分の厚み」とは、保護膜の上記対向面に直交する方向の厚さを意味し、「分割電極の端に向かって大きくなる」とは、端に向かって常に大きくなるものに限らず、端に向かって全体的に大きくなる中で部分的にその厚さが一様な部分を有するものも含む。

また、保護膜と光導電層との間の界面が上記対向面と接する角が、10度以上65度以下であってもよい。

ここで、「接する角」とは、保護膜と光導電層との間の界面が上記対向面と接する位置において、その界面に接する面が対向面と交差する角を意味するものである。

本発明の放射線画像検出器によれば、放射線の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層の一方の側に設けられた所定の電圧が印加される共通電極と、光導電層の他方の側に設けられた該光導電層で発生した電荷に応じた信号を出力する複数個の分割電極とを備えた放射線画像検出器において、分割電極の側面および該側面に連続する上記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う保護膜を備え、該保護膜と光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面、すなわち、角ばった箇所がない面である構成にしたので、そのような角ばった箇所に発生しやすい光導電層の局所的な応力集中による断裂や、電気特性の劣化を防止することができる。

上記装置において、保護膜と光導電層との間の界面における曲率半径が5μｍ以上となるように構成する場合、その界面をその全域に亘って一層緩やかな曲がり具合を有する面とすることができ、光導電層が成膜される下地表面の段差を小さくして、光導電層の段差切れを防止することができる。

また、上記装置において、保護膜における対向面の一部を覆う部分の厚みが、分割電極の端に向かって大きくなるように構成する場合、共通電極と分割電極との間に形成される電界の分布の均一性を向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の一実施形態について説明する。図１は本発明による放射線画像検出器のフラットパネルの概略構成を示す斜視図である。図２は図１に示すフラットパネルのＡ−Ａ線断面図である。

このフラットパネル10は、放射線に対して透過性を有する共通電極１、共通電極１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷対を発生して導電性を呈する記録用光導電層２、記録用光導電層２において発生した潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３、読取光の照射を受けることにより電荷対を発生して導電性を呈する読取用光導電層４、記録用光導電層２において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の第１の線状電極５ａおよび複数の第２の線状電極５ｂからなる分割電極５、読取光に対する透過性を有する透明絶縁層６ａおよび第２の線状電極５ｂに対応する部分に設けられている、読取光に対して遮光性を有するカラーフィルター層６ｂを備えている。

さらに、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に、記録用光導電層２内で発生した電荷を蓄積する蓄電部８が形成されている。なお、上記フラットパネル10は読取光を透過するガラス基板等の支持体７上にカラーフィルター層６ｂおよび透明絶縁層６ａから順に形成されるものである。

そして、本フラットパネル10の特徴的な構成として、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部に絶縁性の保護膜９が設けられている。

このフラットパネル10の大きさ（面積）は、例えば18×18cm以上、特に胸部Ｘ線撮影用の場合には有効サイズ43×43cm程度とする。

共通電極１としては、放射線を透過するものであればよく、例えば金属薄膜が好ましく用いられる。材料としては、Au、Ni、Cr、Pt、Ti、Al、Cu、Pd、Ag、Mg、MgAg３〜20％合金、Mg−Ag系金属間化合物、MgCu３〜20％合金、Mg−Cu系金属間化合物等の金属から形成することができる。

共通電極１の材料としては、特にAuやPt、Mg−Ag系金属間化合物を好ましく用いることができる。例えばAuを用いた場合には、その厚さは15nm以上、200nm以下であることが好ましく、より好ましくは30nm以上、100nm以下である。共通電極１の材料として例えばMgAg３〜20％を用いた場合には、その厚さは100nm以上、400nm以下であることが好ましい。作成方法は任意であるが、抵抗加熱方式による蒸着により形成することができる。

記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質である。アモルファスセレン化合物、Bi２MO２０（M：Ti、Si、Ge）、Bi４M３O１２（M：Ti、Si、Ge）、Bi２O３、BiMO４（M：Nb、Ta、V）、Bi２WO６、Bi２４B２O３９、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO３（M：Li、Na、K）、PbO、HgI２、PbI２、CdS、CdSe、CdTe、BiI３、GaAs等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物により構成することができる。この中でも特に、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アモルファスセレン化合物より構成することが好ましい。

記録用光導電層２にアモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にLi、Na、K、Cs、Rb等のアルカリ金属を0.001ppm〜１ppmの間で微量にドープしたもの、LiF、NaF、KF、CsF、RbF等のフッ化物を0.1ppm〜1000ppmの間で微量にドープしたもの、P、As、Sb、Geを50ppm〜0.5％の間でドープしたもの、Asを10ppm〜0.5％の間でドープしたもの、Cl、Br、Iを１ppm〜100ppmの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Asを10ppm〜200ppm程度含有させたアモルファスセレン、Asを0.2％〜1％程度含有させさらにClを5ppm〜100ppm含有させたアモルファスセレン、Asを0.2％〜1％程度含有させさらにアルカリ金属を0.001ppm〜1ppm程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。

また、数nm〜数μmサイズのBi２MO２０（M：Ti、Si、Ge）、Bi４M３O１２（M：Ti、Si、Ge）、Bi２O３、BiMO４（M：Nb、Ta、V）、Bi２WO６、Bi２４B２O３９、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、MNbO３（M：Li、Na、K）、PbO、HgI２、PbI２、CdS、CdSe、CdTe、BiI３、GaAs等の光導電性物質微粒子を含有させたものを用いることができる。

記録用光導電層２の厚みは、アモルファスセレン化合物を用いる場合には100μｍ以上2000μｍ以下であることが好ましい。特にマンモグラフィ用途では、150μｍ以上250μｍ以下、一般撮影用途においては500μｍ以上1200μｍ以下の範囲であることが特に好ましい。

電荷輸送層３としては、蓄積したい極性の電荷に対しては絶縁性を有し、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有すればよく、移動度と寿命の積が電荷の極性により３桁以上の差があるものが好ましい。電荷輸送層３としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、BCB、PVA、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーやAs２S３、Sb２S３、ZnS等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物により構成することができる。好ましい化合物としては、As２Se３、As２Se３にCl、Br、Iを500ppm〜20000ppmドープしたもの、As２Se３のSeをTeで50％程度まで置換したAs２（SeｘTe１−ｘ）３（0.5＜x＜1）のもの、As２Se３のSeをＳで50％程度まで置換したもの、As２Se３のAs濃度を±15％程度変化させたもの、アモルファスSe−Te系でTeが５〜30wt％のものを挙げることができる。

上記のようなカルコゲナイド系元素を含む物質を用いる場合、電荷輸送層３の厚みは0.4μｍ以上3.0μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは0.5μｍ以上２μｍ以下である。このような電荷輸送層３は１度の成膜で形成してもよいし、複数回に分けて積層してもよい。

有機膜を用いた好ましい電荷輸送層３としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、BCB、PVA、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーに対し、電荷輸送材をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送材としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Alq3）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジン（TPD）、ポリパラフェニレンビニレン（PPV）、ポリアルキルチオフェン、ポリビニルカルバゾール（PVK）、トリフェニレン（TNF）、金属フタロシアニン、４−ジシアノミチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（DCM）、液晶分子、ヘキサペンチロキシトリフェニレン、中心部コアがπ共役縮合環あるいは遷移金属を含有するディスコティック液晶分子、カーボンナノチューブ、フラーレンからなる群より選択される分子を挙げることができる。ドープ量は0.1〜50wt％の間で設定することができる。

読取用光導電層４としては、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質である。アモルファスセレン化合物、アモルファスSi：H、結晶Si、GaAs等のエネルギーギャップが0.7〜2.5eVの範囲に含まれる半導体物質を用いることができる。特にアモルファスセレンを用いることが好ましい。

アモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にLi、Na、K、Cs、Rb等のアルカリ金属を0.001ppm〜1ppmの間で微量にドープしたもの、LiF、NaF、KF、CsF、RbF等のフッ化物を10ppm〜10000ppmの間で微量にドープしたもの、P、As、Sb、Geを50ppm〜0.5％の間でドープしたもの、Asを10ppm〜0.5％の間でドープしたもの、Cl、Br、Iを１ppm〜100ppmの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Asを10ppm〜200ppm程度含有させたアモルファスセレン、Asを0.2％〜1％程度含有させさらにClを5ppm〜100ppm含有させたアモルファスセレン、Asを0.2％〜1％程度含有させさらにアルカリ金属を0.001ppm〜1ppm程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。

読取用光導電層４の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ蓄電部８に蓄積された電荷による電界が読取光の照射により読取用光導電層４に発生した電荷をドリフトできればよく、1μm〜30μm程度が好ましい。

第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとは、所定の間隔を空けて交互に略平行に周期的に配列されており、ともに図１の上下方向を長手方向とする線状の電極である。第２の線状電極５ｂは、後述するカラーフィルター層６ｂにより読取光に対し遮光されるよう構成されており、第１の線状電極５ａが光電荷対発生用の電極であるのに対し、第２の線状電極５ｂは光電荷対非発生用の電極となる。すなわち、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層１６内では、信号取出しのための電荷対が発生しないようになっている。ここで、分割電極の電極を線状電極で構成する目的は、ストラクチャノイズの補正を簡便にしたり、容量を低減することにより画像のS／Nを向上させたり、並列読取り（主に主走査方向）を行なって読出時間の短縮を図るなどである。

第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、読取光に対して透過性を有するとともに、導電性を有する材料であれば如何なるものでもよいが、高電圧印加時の電界集中による破壊を避けるために平坦性の確保が必要であり、たとえばITO（Indium Tin Oxide）やIZO（Indium Zinc Oxide）などを0.05〜1μm厚にして用いることができる。また、Al、Au、Crなどの金属を用いて読取光を透過する程度の厚さ（たとえば、10nm程度）で形成するようにしてもよい。

第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、各層の積層領域外にも延設されて信号検出用の配線基板と接続されるものであり、第１の線状電極５ａは信号線として用いられ、第２の線状電極５ｂはこの積層領域外で共通化される。例えば、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの幅はそれぞれ10μm、20μmとし、両者の間隔は10μmとし、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂを１つの組と考えたときの該組のピッチを50μｍにすることができる。

第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部にはこれらの長手方向に沿って保護膜９が設けられている。ここでいう端部とは、図１および図２に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの側面および該側面に連続する記録用光導電層２との対向面Ｓの一部からなる部分である。このように電界の集中しやすい端部を保護膜９で覆うことにより、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。

この保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂは、その界面Ｂの全域に亘ってなめらかな面、すなわち、角ばった箇所がない面である。さらに、その界面Ｂの各点における曲率半径Ｒが５μｍ以上であることがより好ましい。これにより、そのような角ばった箇所に発生しやすい光導電層の局所的な応力集中による断裂や、電気特性の劣化を防止することができる。また、光導電層が成膜される下地表面の段差を小さくして、光導電層の段差切れを防止することができる。

また、保護膜９における、各分割電極の記録用光導電層２との対向面Ｓの一部を覆う部分の厚みＤは、その分割電極の端に向かって大きくなるようになっている。ここで厚みＤは、図３に示すように、保護膜９の上記対向面Ｓに直交する方向の厚さを意味し、その厚さＤが端に向かって常に大きくなるようにすることが望ましいが、それに限らず、端に向かって全体的に大きくなる中で部分的にその厚さが一様な部分を有するものであってもよい。

これにより、放射線画像検出器による放射線画像の撮影時に、共通電極と分割電極との間に電界が形成されたとき、分割電極の全体または端部を覆う保護膜が一様な厚さを有するものであれば、分割電極に形成される電界は分割電極の中央部から端に向かって高くなるなど不均一となるが、本発明による放射線画像検出器のフラットパネル10では、保護膜における対向面の一部を覆う部分の厚みが、分割電極の端に向かって大きくなるようにしたので、共通電極と分割電極との間に形成される電界の分布の均一性が向上する。

さらに、保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが対向面Ｓと接する角θが、10度以上65度以下となるように構成することが好ましい。ここで、接する角θは、保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが対向面Ｓと接する位置において、その界面Ｂに接する面が対向面Ｓと交差する角を意味するものであり、この接する角θを考えるときは、図２に示すような断面図において、保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが対向面Ｓと接する位置において、その界面に接する接線が対向面と交差する角を用いる。

なお、分割電極の端部を覆う保護膜９が、上述したような接触角θをもって段差を生じないよう第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部をなめらかに覆うことにより、記録用光導電層２の断裂を防ぐことができ、効果が安定して得られる。なお、接触角θが５度未満になると、保護膜９を上記のように製作することが困難である。また、接触角θが６５度を超えると、保護膜９の上層の記録用光導電層２に断裂が生じやすくなり、好ましくない。

保護膜９の材質としては、絶縁性を有するものであればよく、読取光を透過するもの、または遮光するものでもいずれでもよく、例えば、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、ポリイミド、PVA（polyvinyl alcohol）膜、PVP（polyvinyl pyrrolidone）膜、PAA（Polyacrylic Acid）膜、SiO2、Ta２O５、ZrO２、Al２O３等を用いることができる。また、保護膜９の厚みとしては、0.05μｍ〜5μｍにすることができる。このような保護膜９は、上述した材料をスピンコートした後に熱処理することにより形成することができる。

なお、図１および図２に示す例では、保護膜９が、隣接する第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの両者の端部にかけて、その保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが全体的になめらかな凸の曲面となるように構成された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図４に示すように、保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが全体的にはなめらかな凸の曲面であるが、両線状電極における対向面Ｓの外側の部分的にはなめらかな凹の曲面であってもよい。また、図５に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部をそれぞれ個別に覆う保護膜９を形成し、その保護膜９と記録用光導電層２との間の界面Ｂが全体的になめらかな面となるようにしてもよい。図４や図５に示す構成のものについても、図２に示す構成のものと同様に光導電層の断裂や電気特性の劣化を防止するとともに、共通電極と分割電極との間に形成される電界の分布の均一性を向上させる効果が得られる。なお、図４および図５では、保護膜の構成を明示するために要部のみ図示している。

透明絶縁層６ａは、絶縁性を有するとともに読取光に対して透過性を有するものであり、たとえばアクリル樹脂を用いることができ、その厚みは約１μｍ以下が望ましい。

透明絶縁層６ａを介して、第２の線状電極５ｂに対応する部分にはカラーフィルター層６ｂが設けられている。カラーフィルター層６ｂは、読取光に対して遮光性を有し、例えば金属材料であればAl、Mo、Crなどを用いることができ、有機材料であればMoS２、WSi２、TiNなどを用いることができる。カラーフィルター層６ｂの幅は例えば30μｍにすることができる。

カラーフィルター層６ｂにより、第２の線状電極５ｂへの読取光の入射を遮光できるため、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層４内では、信号取出しのための電荷対を発生させないようにすることができる。

支持体７としては、読取光に対して透明であればよく、たとえばガラス基板や有機ポリマー材料を使用することができる。

次に、本実施形態の放射線画像検出器の動作例について説明する。まず、フラットパネル10の共通電極１に高圧電源により負のバイアス電圧が印加されて、共通電極１と分割電極との間に電界が形成される。電界が形成されたとき、分割電極の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂには正電荷が帯電する。この状態において、Ｘ線源等の放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の画像情報を担持した放射線が共通電極１側から照射される。

照射された放射線は、共通電極１を透過し、記録用光導電層２に照射される。これにより記録用光導電層２内に正負電荷からなる電荷対が発生する。電荷対のうち正電荷（正孔）は、共通電極１に向かって移動し、上記高圧電源から注入された負電荷と結合して消滅する。一方、電荷対のうち負電荷（電子）は、上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って分割電極に向かって移動し、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面である蓄電部８に蓄積電荷として蓄積される。蓄積電荷の量は、照射放射線量に略比例し、この蓄積電荷の量が放射線画像を示すことになる。

ここで、電界が形成されたとき、もし分割電極の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部が保護膜９により覆われていなければ、これらの端部に電界が集中して電荷注入が起こるが、フラットパネル10では、保護膜９を設けているため、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。

上記のようにしてフラットパネル10に記録された放射線画像を読み取る際には、共通電極１が接地された状態において、支持体７側から読取光が照射される。この照射では、分割電極の長手方向に直交する方向に延びる線状の読取光を分割電極の長手方向に移動させて、フラットパネル10の全面を走査する。これにより、読取光の走査位置に対応する読取用光導電層４内に正負電荷対が発生する。なお、読取用光導電層４内の電荷対の発生は、カラーフィルター層６ｂにより遮光されている第２の線状電極５ｂに対応する部分には起こらない。

読取用光導電層５に生じた電荷対のうち正電荷は、蓄電部８の蓄積電荷に引きつけられ、蓄電部８で蓄積電荷と結合して消滅する一方、電荷対のうち負電荷は、分割電極の第１の線状電極５ａに帯電した正電荷と結合して消滅する。

そして、上記のような負電荷と正電荷との結合によって、電流検出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、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。

なお、上述した動作例では、共通電極１に負電荷を、分割電極に正電荷を帯電させて、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に形成される蓄電部８に蓄積電荷としての負電荷を蓄積させると共に、電荷輸送層３を、蓄積電荷としての負電荷の移動度よりも、その逆極性となる輸送電荷としての正電荷の移動度の方が大きい、いわゆる正孔輸送層として機能させたものについて説明したが、これらは、それぞれ逆極性の電荷であってもよい。

以下の表１に、放射線画像検出器の保護膜と光導電層との間の界面における曲率半径Ｒが３μｍである比較例１および曲率半径Ｒが５μｍ以上の範囲でそれぞれ異なる実施例１〜３に対して、物理特性、感光特性、および耐久性を評価し、それぞれの評価結果を総合して評価した結果を示す。

なお、保護膜７の構成材料としては、比誘電率が３であるアクリル樹脂膜を使用している。

ここで、上記物理特性評価は、表１のそれぞれの場合における放射線画像検出器に対して５℃から４０℃の温度サイクルを１５回繰返した後、光導電層の外観を観察し、割れや剥離が発生している場合は×、発生してない場合を○として評価した。

また、上記感光特性評価は、表１のそれぞれの場合における放射線画像検出器に対して、共通電極と分割電極に所定のバイアス電圧を印加して、共通電極２と分割電極６との間に電界が形成されているときに、放射線が照射された状態で検出された電気信号（明電流）と、放射線の照射のない状態で検出された電気信号（暗電流）との比（以下、明/暗電流比という）を求め、求められた明/暗電流比が比較例の明/暗電流比の９０〜１００％であれば○、明/暗電流比が比較例の明/暗電流比の５０〜９０％未満であれば△、明/暗電流比が比較例の明/暗電流比の５０％未満であれば、許容範囲外と判断し、×として評価した。

また、上記耐久性評価は、放射線画像検出器に対して照射量1ＲのＸ線を1000回繰返して照射する加速試験を行った後に、その放射線画像検出器に所定の電圧を印加して、電気信号を測定する暗電流評価を行い、測定された暗電流が加速試験前の暗電流の1.1倍未満であれば○、1.1倍以上1.5倍未満であれば△、1.5倍以上であれば、許容範囲外と判断し、×として評価した。

表１に示すように、保護膜と光導電層との間の界面における曲率半径Ｒが５μｍより小さい、３μｍである比較例１では、物理特性、感光特性、および耐久性を評価した総合評価の結果が許容範囲外と判断され、×として評価されたが、保護膜の曲率半径Ｒが５μｍ以上である実施例１〜３では、許容範囲内△又は良好○として評価され、曲率半径Ｒを５μｍ以上となるように構成する場合、光導電層の断裂や電気特性の劣化を防止できるとともに、共通電極と分割電極との間に形成される電界の分布の均一性を向上できることが明らかである。

以上のように、本発明の放射線画像検出器は、放射線の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、光導電層の一方の側に設けられた所定の電圧が印加される共通電極と、光導電層の他方の側に設けられた該光導電層で発生した電荷に応じた信号を出力する複数個の分割電極とを備えた放射線画像検出器において、分割電極の側面および該側面に連続する上記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う保護膜を備え、該保護膜と光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面、すなわち、角ばった箇所がない面である構成にしたので、そのような角ばった箇所に発生しやすい光導電層の局所的な応力集中による断裂や、電気特性の劣化を防止することができる。

なお、本発明の放射線画像検出器において、全ての分割電極の端部を覆う保護膜と光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面、より好ましくはその面の曲率半径が５μｍ以上となるようにすることが望ましいが、それに限らず、少なくとも画像形成範囲内の分割電極において、その分割電極の端部を覆う保護膜と光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面、より好ましくはその面の曲率半径が５μｍ以上となるようにするものであればよい。

また、本発明は、上記実施の形態に示したいわゆる光読取方式の放射線画像検出器に限らず、ＴＦＴ読取方式等いかなるタイプの放射線画像検出器にも適用可能である。

たとえば、図６に示すTFT読取方式の放射線画像検出器のフラットパネル30は、画像情報を担持した放射線を透過する共通電極31と、共通電極31を透過した放射線の照射を受けて電荷を発生する光導電層32と、光導電層32において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の分割電極35とがこの順に積層されてなるものである。各分割電極35は、それぞれ分割電極によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量36とスイッチ素子37に接続されており、分割電極35と、蓄積容量36、スイッチ素子37とは画素部34を構成し、この画素部34が２次元状に多数配列されて電荷検出層33が構成されている。このような２次元状に配列された各画素部34において、分割電極35の側面および該側面に連続する光導電層32との対向面の一部からなる端部（周縁）を覆う保護膜９を、その保護膜９と光導電層32との間の界面Ｂが、その界面Ｂの全域に亘ってなめらかな面、すなわち、角ばった箇所がない面になるように設けることができる。さらに、その界面Ｂの各点における曲率半径Ｒが５μｍ以上であることがより好ましい。また、保護膜９における、各分割電極35の光導電層32との対向面Ｓの一部を覆う部分の厚みＤを、その分割電極35の端（周縁）に向かって大きくなるように構成することにより、共通電極31と分割電極35との間に形成される電界の分布の均一性を向上させることもできる。さらに、保護膜９と光導電層32との間の界面Ｂが対向面Ｓと接する角θは、10度以上65度以下であることが好ましい。

また、上記実施の形態は、放射線の照射を受けてその放射線を直接電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる直接変換方式の放射斜線画像検出器に本発明を適用したものであるが、これに限らず、たとえば、放射線を一旦可視光に変換し、その可視光を電荷に変換することにより放射線画像の記録を行う、いわゆる間接変換方式の放射線画像検出器にも本発明を適用可能である。

本発明による放射線画像検出器のフラットパネルの一例を示す概略構成図図１に示すフラットパネルのＡ−Ａ線断面図フラットパネルの保護膜の厚みを説明するための図本発明の第１の実施形態にかかるフラットパネルの変形例本発明の第１の実施形態にかかるフラットパネルの変形例本発明の放射線画像検出器を適用したTFT読取方式の放射線画像検出器のフラットパネルを示す概略構成断面図従来の放射線画像検出器のフラットパネルの概略構成図

符号の説明

１０、３０フラットパネル
１、３１共通電極
４読取用光導電層（光導電層）
５ａ第１の線状電極（分割電極）
５ｂ第２の線状電極（分割電極）
９保護膜
３２光導電層
３５分割電極
Ｒ曲率半径
θ 接する角

Claims

電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、前記光導電層の一方の側に設けられた所定の電圧が印加される共通電極と、前記光導電層の他方の側に設けられた該光導電層で発生した電荷に応じた信号を出力する複数個の分割電極とを備えた放射線画像検出器において、
前記分割電極の側面および該側面に連続する前記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う保護膜を備え、
該保護膜と前記光導電層との間の界面が、該界面の全域に亘ってなめらかな面であることを特徴とする放射線画像検出器。
前記保護膜と前記光導電層との間の界面における曲率半径が５μｍ以上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器。
前記保護膜における、前記対向面の一部を覆う部分の厚みが、前記分割電極の端に向かって大きくなるものであ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器。
前記保護膜と前記光導電層との間の界面が前記対向面と接する角が、10度以上65度以下であ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器。