JP2011096794A - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

Abstract

【課題】バイアス線の断線を防止し、線欠陥の発生率を低減させることが可能な放射線画像撮影装置を提供する。
【解決手段】放射線画像撮影装置１は、上部電極７ａと下部電極７ｂとを備える複数の放射線検出素子７と、各放射線検出素子７の上部電極７ａに接続され、バイアス電源１４から各放射線検出素子７にバイアス電圧を供給し、放射線検出素子７の各列ごとに１本ずつ配線された複数のバイアス線９と、少なくとも信号線６や走査線５を被覆する絶縁層Ｉとを備え、絶縁層Ｉは、各放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分では、上部電極７ａ上に、上部電極７ａからの高さが均一な畝状に形成されており、バイアス線９は、畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分に配線されている。
【選択図】図７

Description

本発明は、放射線画像撮影装置に係り、特に、放射線検出素子にバイアス電圧を供給するバイアス線を備えた放射線画像撮影装置に関する。

照射されたＸ線等の放射線の線量に応じて検出素子で電荷を発生させて電気信号として読み出して画像データに変換するいわゆる直接型の放射線画像撮影装置や、照射された放射線をシンチレータ等で可視光等の他の波長の電磁波に変換した後、変換され照射された電磁波のエネルギに応じてフォトダイオード等の光電変換素子で電荷を発生させて電気信号として読み出して画像データに変換するいわゆる間接型の放射線画像撮影装置が種々開発されている。なお、本発明では、直接型の放射線画像撮影装置における検出素子や、間接型の放射線画像撮影装置における光電変換素子を、あわせて放射線検出素子という。

このタイプの放射線画像撮影装置はＦＰＤ（Flat Panel Detector）として知られており、従来は支持台（或いはブッキー装置）と一体的に形成されていたが（例えば特許文献１参照）、近年、放射線検出素子等をハウジングに収納した可搬型の放射線画像撮影装置が開発され、実用化されている（例えば特許文献２、３参照）。

ところで、放射線画像撮影装置の基板上に二次元状（マトリクス状）に設けられた放射線検出素子の表面を保護したり、複数の放射線検出素子や信号線等の各配線、薄膜トランジスタ（Thin Film Transistor。以下ＴＦＴという。）等のスイッチ手段が設けられた基板面側を平坦化する等の目的で、放射線検出素子の表面にアクリル等を積層して平坦化層が形成される場合がある（例えば特許文献４、５参照）。

また、放射線検出素子は、一般的に、放射線のエネルギや放射線が照射されたシンチレータで変換された電磁波のエネルギに応じて電荷を発生させる変換層を２枚の電極で挟むように形成され、電極間にバイアス電圧（いわゆる逆バイアス電圧の場合を含む。）を印加するように構成される。そして、放射線検出素子やＴＦＴが基板上に積層されて形成される関係で、放射線検出素子の基板側の電極がＴＦＴのソース電極に接続され、それと反対側すなわち放射線検出素子の表面側の電極にバイアス電圧が印加されるように構成される場合が多い。

そして、例えば特許文献６では、放射線検出素子の表面側の電極を各放射線検出素子で共通とし、この共通電極を各放射線検出素子の表面を被覆するように形成することが提案されている。その際、共通電極が光を遮らないようにするために酸化インジウム錫等の光透過性の導電材料で形成される。

特開平９−７３１４４号公報 特開２００６−５８１２４号公報 特開平６−３４２０９９号公報 特開２０００−１３１４４４号公報 特開２００６−０７８４７１号公報 特開平９−２４７５３３号公報

しかし、特許文献４〜６に記載されているように、放射線や放射線から変換された電磁波が入射される側の放射線検出素子の表面に平坦化層や共通電極が設けられていると、それらを光透過性の材料で形成し、膜厚調整により使用範囲での電磁波等の反射・吸収を抑えたとしても平坦化層や共通電極による層数の増加に伴って、放射線検出素子に入射する電磁波等が微小ではあるが低下する。

そこで、例えば図１２（Ａ）、（Ｂ）に示すように、少なくとも放射線検出素子１００の表面側（すなわち上部電極１００ａ側）には平坦化層等を形成せず、また、表面を被覆する絶縁層１０５も取り払って、放射線検出素子１００の表面をいわば剥き出しの状態とする場合がある。そして、放射線検出素子１００にバイアス電圧を供給するバイアス線１０４が、放射線検出素子１００の上部電極１００ａや絶縁層１０５のさらに上側に積層され、バイアス線１０４等の上層には、さらに、バイアス線１０４等の腐食を防止するために無機層１０６が形成されている。

なお、図１２（Ａ）は、放射線検出素子等を表面側から見た平面図であり、図１２（Ｂ）は（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図の一部である。また、１００は放射線検出素子、１００ａ〜１００ｃは放射線検出素子１００の上部電極、変換層および下部電極、１０１はＴＦＴ、１０２は信号線、１０３は走査線、１０４はバイアス線、１０５は絶縁層、１０５ａ、１０５ｂは絶縁層１０５の無機層および有機層を表す。

しかしながら、このような構成とすると、図１３の拡大断面図に示すように、バイアス線１０４が、放射線検出素子１００の上部電極１００ａの周縁の、図中矢印で示される絶縁層１０５の段差部分等で断線し易くなる。

特に、図１４（Ａ）に示すように、無機層１０５ａの上方に有機層１０５ｂを積層する場合のように複数の層を積層して絶縁層１０５を形成する場合、上側の層（図の場合は有機層１０５ｂ）が下側の層（無機層１０５ａ）よりも内側に突出するように積層されてしまうことがある。このような絶縁層１０５にバイアス線１０４を積層して形成すると、図１４（Ｂ）に示すように、上側の層が突出した部分の下側の、図中矢印で示される部分でバイアス線１０４が断線し易くなる。

上記のようにバイアス線１０４が断線すると、図１２（Ａ）に示したように放射線検出素子１００の各列ごとに１本ずつバイアス線１０４が配線されている場合には、断線部分から先の放射線検出素子１００にバイアス電圧が供給されなくなる。そのため、それらの放射線検出素子１００では、照射された放射線の線量に応じた電荷が発生されなくなり、放射線画像上に異常な画像データが線状に並ぶ、いわゆる線欠陥が発生してしまう。

本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、バイアス線の断線を防止し、線欠陥の発生率を低減させることが可能な放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。

前記の問題を解決するために、本発明の放射線画像撮影装置は、
互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列され、基板に近い側に設けられた下部電極と前記基板から遠い側に設けられた上部電極とを備える複数の放射線検出素子と、
前記各放射線検出素子の上部電極に接続され、バイアス電源から前記各放射線検出素子にバイアス電圧を供給し、かつ、前記二次元状に配列された複数の放射線検出素子のうち前記放射線検出素子の各列ごとに１本ずつ配線された複数のバイアス線と、
少なくとも前記信号線および走査線を被覆する絶縁層と、
を備え、
前記絶縁層は、前記各放射線検出素子の上部電極の表面部分では、前記上部電極上に、前記上部電極からの高さが均一な畝状に形成されており、
前記バイアス線は、前記畝状の絶縁層の表面部分に配線されていることを特徴とする。

本発明のような方式の放射線画像撮影装置によれば、各放射線検出素子の上部電極の表面部分で、絶縁層を、上部電極上に、上部電極からの高さが均一な畝状に形成し、バイアス線をこの畝状の絶縁層の表面部分に配線するように構成した。

そのため、バイアス線が配線された畝状の絶縁層の表面部分が平坦となり、バイアス線が断線される確率が格段に低下され、バイアス線の断線を的確に防止することが可能となる。また、そのため、バイアス線の断線で放射線検出素子にバイアス電圧が供給されなくなることで生じる線欠陥の発生率を的確に低下させることが可能となる。

また、放射線検出素子の上部電極の表面部分には、絶縁層を上記の畝状の部分以外には設けないため、放射線検出素子に入射する放射線やシンチレータからの電磁波が絶縁層により反射・吸収されて低下することを防止することが可能となる。

本実施形態に係る放射線画像撮影装置を示す斜視図である。 図１におけるＡ−Ａ線に沿う断面図である。 シンチレータの拡大図であり、シンチレータがガラス基板に貼付される状態を表す図である。 放射線画像撮影装置の基板の構成を示す平面図である。 ＣＯＦやＰＣＢ基板等が取り付けられた基板を説明する側面図である。 放射線画像撮影装置の等価回路を表すブロック図である。 本実施形態に係る放射線検出素子等を表面側から見た平面図である。 （Ａ）図７におけるＹ１−Ｙ１線に沿う断面図の一部であり、（Ｂ）図７におけるＹ２−Ｙ２線に沿う断面図の一部である。 図７におけるＺ−Ｚ線に沿う断面図の一部である。 接点の一部がバイアス線と破断している状態を表す図７の拡大図である。 接点の全周がバイアス線と破断している状態を表す図７の拡大図である。 （Ａ）従来の放射線検出素子等を表面側から見た平面図であり（Ｂ）（Ａ）におけるＸ−Ｘ線に沿う断面図の一部である。 バイアス線が断線し易い絶縁層の段差部分を表す拡大断面図である。 （Ａ）上側の有機層が下側の無機層よりも内側に突出するように積層された状態を表す拡大断面図であり、（Ｂ）バイアス線が断線し易い有機層が突出した部分の下側の部分を表す拡大断面図である。

以下、本発明に係る放射線画像撮影装置の実施の形態について、図面を参照して説明する。

なお、以下では、放射線画像撮影装置が、シンチレータ等を備え、照射された放射線を可視光等の他の波長の電磁波に変換して電気信号を得るいわゆる間接型の放射線画像撮影装置である場合について説明するが、本発明は、直接型の放射線画像撮影装置に対しても適用することが可能である。また、放射線画像撮影装置が可搬型（いわゆるカセッテ型）である場合について説明するが、支持台等と一体的に形成された放射線画像撮影装置に対しても適用される。

図１は、本実施形態に係る放射線画像撮影装置の外観斜視図であり、図２は、図１のＡ−Ａ線に沿う断面図である。本実施形態では、放射線画像撮影装置１は、図１や図２に示すように、筐体２内にシンチレータ３や基板４等が収納されて構成されている。

筐体２は、少なくとも放射線入射面Ｒが放射線を透過するカーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図１や図２では、筐体２がフレーム板２Ａとバック板２Ｂとで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体２を一体的に角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。

また、図１に示すように、筐体２の側面部分には、電源スイッチ３６や、ＬＥＤ等で構成されたインジケータ３７、図示しないバッテリの交換等のために開閉可能とされた蓋部材３８等が配置されている。また、本実施形態では、蓋部材３８の側面部には、図示しない外部装置と無線で通信するための通信手段であるアンテナ装置３９が埋め込まれている。

また、図２に示すように、筐体２の内部には、基板４の下方側に図示しない鉛の薄板等を介して基台３１が配置され、基台３１には、電子部品３２等が配設されたＰＣＢ基板３３や緩衝部材３４等が取り付けられている。なお、本実施形態では、基板４やシンチレータ３の放射線入射面Ｒには、それらを保護するためのガラス基板３５が配設されている。

本実施形態では、シンチレータ３は、図３の拡大図に示すように、例えば、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の各種高分子材料により形成された支持膜３ｂの上に、例えば気相成長法により蛍光体３ａを成長させて形成されたものであり、蛍光体３ａの柱状結晶からなっている。

また、シンチレータ３の蛍光体３ａは、例えば、放射線の入射を受けると３００〜８００ｎｍの波長の電磁波、すなわち可視光を中心とした電磁波に変換して出力するものが用いられる。本実施形態では、このようにして蛍光体３ａが柱状結晶として形成されたシンチレータ３は、蛍光体３ａの柱状結晶の鋭角状の先端Ｐａが下側、すなわち前述した基板４側を向くように配置され、支持膜３ｂがガラス基板３５に貼付されることにより、シンチレータ３がガラス基板３５に固定されるようになっている。

なお、本実施形態では、上記のように、シンチレータ３は蛍光体３ａの柱状結晶からなるものが用いられているが、この他にも、例えば、ガラス基板３５等に蛍光体を含むペーストを塗布する等して、シンチレータ３を層状に形成することも可能であり、シンチレータ３の構成や性状は特に限定されない。

基板４は、本実施形態では、ガラス基板で構成されており、図４に示すように、基板４のシンチレータ３に対向する側の面４ａ上には、複数の走査線５と複数の信号線６とが互いに交差するように配設されている。基板４の面４ａ上の複数の走査線５と複数の信号線６により区画された各小領域ｒには、放射線検出素子７がそれぞれ設けられている。

このように、走査線５と信号線６で区画された各小領域ｒに二次元状に配列された複数の放射線検出素子７が設けられた領域ｒ全体、すなわち図４に一点鎖線で示される領域が検出部Ｐとされている。

本実施形態では、放射線検出素子７としてフォトダイオードが用いられているが、この他にも例えばフォトトランジスタ等を用いることも可能である。各放射線検出素子７は、スイッチ手段であるＴＦＴ８のソース電極に接続されている。また、ＴＦＴ８のドレイン電極は信号線６に接続されている。

そして、ＴＦＴ８は、後述する走査駆動手段１５から走査線５を介してゲート電極にオン電圧が印加されるとオン状態となり、放射線検出素子７内に蓄積されている電荷を信号線６に放出させるようになっている。また、ＴＦＴ８は接続された走査線５にオフ電圧が印加されるとオフ状態となり、放射線検出素子７から信号線６への電荷の放出を停止して放射線検出素子７内に電荷を保持するようになっている。

本実施形態では、列状に配置された複数の放射線検出素子７にそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は、基板４の検出部Ｐの外側の位置で１本の結線１０に結束されている。

また、各走査線５や各信号線６、バイアス線９の結線１０は、それぞれ基板４の端縁部付近に設けられた入出力端子（パッドともいう）１１に接続されている。各入出力端子１１には、図５に示すように、ＩＣ１２ａ等のチップが組み込まれたＣＯＦ（Chip On Film）１２が異方性導電接着フィルム（Anisotropic Conductive Film）や異方性導電ペースト（Anisotropic Conductive Paste）等の異方性導電性接着材料１３を介して接続されている。

また、ＣＯＦ１２は、基板４の裏面４ｂ側に引き回され、裏面４ｂ側で前述したＰＣＢ基板３３に接続されるようになっている。本実施形態では、このようにして、放射線画像撮影装置１の基板４部分が形成されている。なお、図５では、電子部品３２等の図示が省略されている。

ここで、図６を用いて放射線画像撮影装置１の回路構成について説明する。

各放射線検出素子７の基板４に近い側には下部電極７ｂが設けられ、基板４から遠い側には上部電極７ａが設けられている。そして、各放射線検出素子７の上部電極７ａにはそれぞれバイアス線９が接続されており、各バイアス線９は結線１０に結束されてバイアス電源１４に接続されている。各バイアス線９は、バイアス電源１４からバイアス電圧（本実施形態では逆バイアス電圧）をそれぞれ各放射線検出素子７の上部電極７ａに供給するようになっている。

また、各放射線検出素子７の下部電極７ｂはＴＦＴ８のソース電極８ｓ（図６中ではＳと表記されている。）に接続されており、各ＴＦＴ８のゲート電極８ｇ（図６中ではＧと表記されている。）は、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから延びる走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘにそれぞれ接続されている。また、各ＴＦＴ８のドレイン電極８ｄ（図６中ではＤと表記されている。）は各信号線６にそれぞれ接続されている。

走査駆動手段１５は、ゲートドライバ１５ｂにオン電圧やオフ電圧を供給する電源回路１５ａと、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧の間で切り替えるゲートドライバ１５ｂとを備えている。ゲートドライバ１５ｂは、前述したように、走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してＴＦＴ８のゲート電極８ｇに印加する電圧をオン電圧とオフ電圧との間で切り替えて、各ＴＦＴ８のオン状態とオフ状態とを制御するようになっている。

また、各信号線６は、読み出しＩＣ１６内に形成された各読み出し回路１７にそれぞれ接続されている。読み出し回路１７は、増幅回路１８と、相関二重サンプリング（Correlated Double Sampling）回路１９と、アナログマルチプレクサ２１と、Ａ／Ｄ変換器２０とで構成されている。

例えば、放射線画像撮影の際、被写体を介して放射線画像撮影装置１に放射線が照射されると、シンチレータ３で放射線が他の波長の電磁波に変換されて、その直下の放射線検出素子７に照射される。そして、放射線検出素子７内では、照射された放射線の線量（電磁波の光量）に応じて電荷（電気信号）が発生する。

各放射線検出素子７からの電荷の読み出し処理においては、走査駆動手段１５のゲートドライバ１５ｂから走査線５の各ラインＬ１〜Ｌｘを介してゲート電極８ｇにオン電圧が印加されたＴＦＴ８がオン状態となり、放射線検出素子７から信号線６に電荷が放出される。

そして、放射線検出素子７から放出された電荷量に応じて増幅回路１８から電圧値が出力され、それを相関二重サンプリング回路１９で相関二重サンプリングしてアナログ値の画像データがマルチプレクサ２１に出力される。マルチプレクサ２１から順次出力された画像データは、Ａ／Ｄ変換器２０で順次デジタル値の画像データに変換され、記憶手段２３に出力されて順次保存されるようになっている。

制御手段２２は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）やＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インターフェース等がバスに接続されたコンピュータや、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等により構成されている。専用の制御回路で構成されていてもよい。制御手段２２は、放射線画像撮影装置１の各部材の動作等を制御するようになっている。

制御手段２２には、ＤＲＡＭ（Dynamic ＲＡＭ）等で構成される記憶手段２３や、放射線画像撮影装置１の各機能部に電力を供給するバッテリ２４が接続されている。また、制御手段２２には、前述したアンテナ装置３９が接続されており、また、図示を省略するが、前述した電源スイッチ３６やインジケータ３７等（図１参照）が接続されている。

ところで、本実施形態では、バイアス線９は、放射線検出素子７の上部電極７ａに対して図７や図８（Ａ）、（Ｂ）、図９に示す構成により接続されている。

なお、図７は放射線検出素子等を表面側（すなわちシンチレータ３側）から見た平面図であり、図８（Ａ）は図７におけるＹ１−Ｙ１線に沿う断面図の一部、図８（Ｂ）は図７におけるＹ２−Ｙ２線に沿う断面図の一部であり、図９は図７におけるＺ−Ｚ線に沿う断面図の一部である。また、７ｃは放射線検出素子７の光電変換層を表す。

また、図７等では、前述した図１２（Ａ）に示された放射線検出素子１００よりも放射線検出素子７が大きく示されているが、これは放射線検出素子７とバイアス線９との関係を見やすくするためであり、本発明においてサイズが大きい放射線検出素子を用いることを意味するものではない。

本実施形態では、図７に示すように、走査線５や信号線６、ＴＦＴ８等は絶縁層Ｉでその表面側を被覆されており、図８（Ａ）、（Ｂ）、図９に示すように、絶縁層Ｉは無機材料からなる無機層Ｉａと樹脂等の有機材料からなる有機層Ｉｂ等で形成されている。絶縁層Ｉは、必ずしも無機層Ｉａと有機層Ｉｂとを備えている必要はなく適宜の材料で形成することが可能であるが、バイアス線９の下側すなわち放射線検出素子７側以外の部分では放射線検出素子７の上部電極７ａ上に積層されないようになっている。

すなわち、図７や図８（Ａ）、（Ｂ）に示すように、絶縁層Ｉは、放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分では、上部電極７ａ上に、上部電極７ａからの高さが均一な畝状に形成されており、この畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分にバイアス線９が配線されるようになっている。この場合、畝状の絶縁層Ｉｒは、放射線検出素子７の上部電極７ａ上に積層して形成され、積層の高さには製造上の誤差が含まれる。従って、上記のように上部電極７ａからの高さが均一という場合、厳密な意味での均一性を要求するものではなく、均一の高さに積層する際の製造上の誤差（不均一さ）が許容されるものである。

また、図７や図８（Ｂ）、図９に示すように、放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分のうち、この畝状の絶縁層Ｉｒ以外の部分には絶縁層Ｉが積層されていない。なお、図８（Ａ）、（Ｂ）や図９に示すように、バイアス線９や放射線検出素子７の上部電極７ａ等の上層には、さらに、バイアス線９や上部電極７ａ等の腐食を防止するために、窒化シリコン等からなる無機層Ｉｐが形成されている。

また、本実施形態では、図７に示すように、畝状の絶縁層Ｉｒの一部が幅広に形成されており、その中央部分に、放射線検出素子７の上部電極７ａ側に向かってテーパ状に穿設された矩形状の貫通孔Ｈが形成されている。

そして、バイアス線９も畝状の絶縁層Ｉｒの幅広に形成された中央部分の表面側で幅広に形成されており、バイアス線９は、その部分で、テーパ状に穿設された矩形状の貫通孔Ｈの内壁に沿って貫通孔Ｈの四方から放射線検出素子７の上部電極７ａ側に移行し、貫通孔Ｈの上部電極７ａ側への開口部で放射線検出素子７の上部電極７ａに接続されるように構成されている。

従って、この場合、図７に示すように、放射線検出素子７の上部電極７ａに対するバイアス線９の接点Ｃは略矩形状の形状となる。なお、テーパ状に形成される貫通孔Ｈは、必ずしも矩形状である必要はなく、円形等の他の適宜の形状に形成することが可能である。その際、例えばテーパ状の円形の貫通孔Ｈを形成した場合には、バイアス線９の上部電極７ａへの接点９ａは略円形状の形状となる。

次に、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１の作用について説明する。

例えば図１２（Ａ）、（Ｂ）に示した従来のバイアス線と放射線検出素子の上部電極との接続の仕方と異なり、本実施形態では、図７〜図９に示したように、放射線検出素子７の上部電極７ａ上に上部電極７ａからの高さが均一な畝状の絶縁層Ｉｒを形成し、その畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分にバイアス線９が配線されている。

そのため、本実施形態では、バイアス線９が配線された畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分に、従来の場合のような絶縁層の段差（図１３等参照）が形成されず、畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分が平坦であるため、バイアス線９が断線する確率を格段に低下させることが可能となる。実際上、このような構成とすれば、バイアス線９は断線しない。

そして、バイアス線９が断線する確率を格段に低下させることが可能となるため、バイアス線９の断線で放射線検出素子７にバイアス電圧が供給されなくなることで生じる線欠陥の発生率を的確に低下させることが可能となる。

また、放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分は、上記の畝状の絶縁層Ｉｒ以外の部分に絶縁層Ｉが形成されていないため、シンチレータ３からの電磁波が絶縁層で反射・吸収されることがなく、放射線検出素子７に入射する電磁波が低下することを防止することが可能となる。

なお、本実施形態では、図３に示したように、シンチレータ３の柱状結晶の蛍光体３ａの鋭角状の先端Ｐａが放射線検出素子７に対向する配置される。このように配置すると、シンチレータ３に放射線が照射されて蛍光体３ａの柱状結晶内で発生し伝播した電磁波が柱状結晶の鋭角状の先端Ｐａから放射線検出素子７側に出力されるが、その際、電磁波の左右方向（すなわち放射線検出素子７に向かう方向に直交する方向）への拡散の度合が少なくなり、得られる放射線画像の鮮鋭性が向上するという効果がある。

しかし、図示を省略するが、その際、前述した特許文献４、５等に記載されているように各放射線検出素子７の表面上（すなわちシンチレータ３側）に平坦化層が設けられていると、シンチレータ３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが平坦化層にぶつかって潰れていわば臼歯状になり、出力される電磁波が左右方向に拡散し易くなって画像の鮮鋭性が低下する場合がある。

また、シンチレータ３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが平坦化層にぶつかって破壊され、その破片がシンチレータ３と平坦化層との間に介在する状態になる等して、得られる放射線画像の画質が低下する場合もある。

しかし、本実施形態では、上記のように、放射線検出素子７の上部電極７ａのうち上記の畝状の絶縁層Ｉｒ以外の部分には絶縁層が設けられておらず、シンチレータ３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａとぶつかり合う構造体が存在しないため、上記のような問題が生じず、シンチレータ３を図３のように構成することで得られる放射線画像の高い鮮鋭性を維持することが可能となる。

また、シンチレータ３の蛍光体３ａの柱状結晶の先端Ｐａが構造体にぶつかって破壊される可能性が低くなり、破片がシンチレータ３と平坦化層との間に介在する状態が発生する確率を低下させることができる。そのため、得られる放射線画像の画質の向上を図ることが可能となる。

一方、放射線検出素子７の上部電極７ａへのバイアス線９の接点９ａ部分では、図１３等に示した従来の場合と同様の絶縁層Ｉｒの段差が生じている。そのため、図１０に示すように、例えば、放射線検出素子７の上部電極７ａに接続するバイアス線９の矩形状の接点９ａの一部Ｂが、絶縁層Ｉｒの段差部分で破断が生じる可能性がある。

しかし、本実施形態では、前述したように、バイアス線９がテーパ状に穿設された矩形状の貫通孔Ｈの内壁に沿って貫通孔Ｈの四方から放射線検出素子７の上部電極７ａ側に移行し、貫通孔Ｈの上部電極７ａ側への開口部で放射線検出素子７の上部電極７ａに接続されるように構成されている。

そのため、接点９ａの一部Ｂが破断したとしても、破断部Ｂ以外の部分に破断が生じていなければ、バイアス線９との接続が維持されるため、放射線検出素子７の上部電極７ａに的確にバイアス電圧が供給され続ける。そのため、最終的に得られる放射線画像上の当該放射線検出素子７の部分に、いわゆる点欠陥を生じることがない。

また、図１１に示すように、仮に、矩形状の接点９ａの４辺全てが破断すると、接点９ａとバイアス線９との接続が途絶えるため、当該放射線検出素子７の上部電極７ａにはバイアス電圧を供給できなくなる。そのため、最終的に得られる放射線画像上では、当該放射線検出素子７の部分でいわゆる点欠陥を生じる。

しかし、このように点欠陥が生じるとしても、図１１に示すように、接点９ａの周囲の部分Ｃではバイアス線９の連続性が保たれ、バイアス線９自体は断線しない。そのため、接点９ａに断線が生じても、Ｃの部分で連続するバイアス線９を介して当該部分から先の放射線検出素子７にバイアス電圧が的確に供給されるため、最終的に得られる放射線画像上で線欠陥が発生することを的確に防止することが可能となる。

以上のように、本実施形態に係る放射線画像撮影装置１によれば、各放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分で、絶縁層Ｉを、上部電極７ａ上に、上部電極７ａからの高さが均一な畝状に形成し、バイアス線９をこの畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分に配線するように構成した。

そのため、バイアス線９が配線された畝状の絶縁層Ｉｒの表面部分が平坦であるため、バイアス線９が断線される確率が格段に低下され、バイアス線９の断線を的確に防止することが可能となる。また、そのため、バイアス線９の断線で放射線検出素子７にバイアス電圧が供給されなくなることで生じる線欠陥の発生率を的確に低下させることが可能となる。

また、放射線検出素子７の上部電極７ａの表面部分には、絶縁層Ｉ（すなわち無機層Ｉａや有機層Ｉｂ）を上記の畝状の絶縁層Ｉｒ以外の部分には設けないため、放射線検出素子７に入射する放射線やシンチレータ３からの電磁波が絶縁層により反射・吸収されて低下することを防止することが可能となる。

また、本実施形態のように、畝状の絶縁層Ｉｒにテーパ状に穿設された貫通孔Ｈを介してバイアス線９と放射線検出素子７の上部電極７ａが接続するように構成すれば、接点９ａの一部Ｂに破断が生じたとしても、破断部Ｂ以外の部分に破断が生じていなければ、バイアス線９との接続が維持される。そのため、放射線検出素子７の上部電極７ａに的確にバイアス電圧を供給し続けることが可能となり、最終的に得られる放射線画像上の当該放射線検出素子７の部分でいわゆる点欠陥を生じることを防止することが可能となる。

また、仮に、接点９ａがバイアス線９から破断しても、最終的に得られる放射線画像上で当該放射線検出素子７の部分で点欠陥を生じるものの、接点９ａの周囲の部分Ｃで連続するバイアス線９を介して当該部分から先の放射線検出素子７にバイアス電圧が的確に供給される。そのため、最終的に得られる放射線画像上で線欠陥が発生することを的確に防止することが可能となる。

なお、本発明は上記の各実施形態に限定されず、本発明の趣旨から逸脱しない限り、適宜変更可能であることはいうまでもない。

１ 放射線画像撮影装置
４ 基板
５ 走査線
６ 信号線
７ 放射線検出素子
７ａ 上部電極
７ｂ 下部電極
９ バイアス線
１４ バイアス電源
Ｈ 貫通孔
Ｉ 絶縁層
Ｉｒ 畝状の絶縁層
ｒ 領域

Claims (2)

1. 互いに交差するように配設された複数の走査線および複数の信号線と、
   前記複数の走査線および複数の信号線により区画された各領域に二次元状に配列され、基板に近い側に設けられた下部電極と前記基板から遠い側に設けられた上部電極とを備える複数の放射線検出素子と、
   前記各放射線検出素子の上部電極に接続され、バイアス電源から前記各放射線検出素子にバイアス電圧を供給し、かつ、前記二次元状に配列された複数の放射線検出素子のうち前記放射線検出素子の各列ごとに１本ずつ配線された複数のバイアス線と、
   少なくとも前記信号線および走査線を被覆する絶縁層と、
   を備え、
   前記絶縁層は、前記各放射線検出素子の上部電極の表面部分では、前記上部電極上に、前記上部電極からの高さが均一な畝状に形成されており、
   前記バイアス線は、前記畝状の絶縁層の表面部分に配線されていることを特徴とする放射線画像撮影装置。
2. 前記バイアス線は、前記放射線検出素子の前記上部電極側に向かって前記畝状の絶縁層にテーパ状に穿設された貫通孔の内壁に沿って前記貫通孔の四方から前記上部電極側に移行し、前記貫通孔の前記上部電極側への開口部で前記上部電極に接続されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像撮影装置。

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