JP6052313B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明は、放射線をイメージングする放射線検出器に係り、特に、欠損画素の増加を抑制することにより、耐久性が向上した放射線検出器に関する。

放射線をイメージングする放射線検出器は、医療分野をはじめ様々な分野で用いられる。この放射線検出器の具体的な構成について説明する。従来の放射線検出器６０は、図１５に示すように、放射線を電子・正孔のキャリア対に変換するアモルファスセレン層５１と、アモルファスセレン層５１の両面を覆うように積層された高抵抗膜５２，５７と、高抵抗膜５７に接して設けられた、ガラス基板上に薄膜トランジスタと電気配線、層間絶縁層が形成されたアクティブマトリックス基板５４と、高抵抗膜５２に積層された電極層５３と、アモルファスセレン層５１，高抵抗膜５２，および電極層５３を覆うように設けられた絶縁樹脂層５５と、絶縁樹脂層５５を覆うように設けられたガラス板５６とを備えている（詳細は特許文献１，特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。

このよう放射線検出器６０は、両面がガラスの板で覆われている。こうすることで、放射線検出器６０が温度変化により反り返ることがなくなり、放射線検出器６０の内部がクラックすることが防がれる。

高抵抗膜５２は、電極層５３からの電荷の注入を阻止するキャリア選択性の役割だけでなく、絶縁樹脂層５５からアモルファスセレン層５１を隔離する役割を担っている。絶縁樹脂層５５は、電極層５３を電気的に遮蔽する目的で設けられている。

配線５８は、放射線検出器６０の有する検出素子の各々にグランドの電位を供給する目的で配線５８が設けられている。この配線５８は、高抵抗膜５２およびアモルファスセレン層５１によって電極層５３から電気的に隔離されている。この様にすることにより電極層５３と配線５８とがショートしないようになっている。

図１６は、放射線検出器６０の端部を表している。図１６に示すように、アモルファスセレン層５１は、その端部において膜厚が肉薄となっている端部５１ａと、膜厚が肉薄となっていない中央部５１ｂとを有している。また、上述の配線５８は、放射線検出器６０の端部にも配線されている。放射線検出器６０の端部における配線５８は、アモルファスセレン層５１の端部５１ａに相当する位置に設けられることになる。従来構成によれば、高抵抗膜５２は、アモルファスセレン層５１の端部５１ａをも覆うように設けられている。一方、電極層５３はアモルファスセレン層５１の端部５１ａには設けられていない。

特開２００４−２２８４４８号公報 特開２００８−２２７３４７号公報 特開２００９−９９４１号公報 特開２００４−２２８４４８号公報

しかしながら、従来の放射線検出器には、次のような問題点がある。すなわち、従来構成によれば、別種の電気配線同士がショートすることにより放射線検出器６０が破損してしまうという問題点がある。

放射線検出器６０には、複数種類の電気配線が縦横に付設されている。これらの電気配線は、配線の交点で互いにショートしないように、層間絶縁層を介して絶縁されている。アモルファスセレン層５１の膜厚が肉薄となっている端部に配線の交点が位置していると、この部分で配線のショートが起こりやすくなる。

互いに立体的に交差し、ねじれの位置の関係にある２つの電気配線がショートする様子について説明する。図１７に示すように、配線５８、配線５９、アモルファスセレン層５１、電極層５３とがこの順に積層されているとする。別種の配線５８と配線５９とはねじれの位置の関係にあり、立体的に交差している。

配線５８と配線５９との交差部において、電極層５３と配線５８との間の電圧について考えると、電圧は２つの抵抗に分配される。すなわち、アモルファスセレン層５１がなす第１の抵抗ｒ１と、配線５８、配線５９の間の図示省略された層間絶縁層がなす第２の抵抗ｒ２である（図１７参照）。

次に、この２つの抵抗にどの程度の電圧が分配されるかを考える。図１７左側に示すように交差部がアモルファスセレン層５１の層厚が厚い部分に存している場合は、アモルファスセレン層５１がなす抵抗の抵抗値は大きなものとなり、第１の抵抗ｒ１に高い電圧がかかることになる。その分、第２の抵抗ｒ２にはさほど高い電圧はかからない。

一方、図１７右側に示すように交差部がアモルファスセレン層５１の層厚が薄い部分に存している場合は、アモルファスセレン層５１がなす抵抗の抵抗値はより小さくなる。すると、第１の抵抗ｒ１にかかる電圧がより低くなることになる。すると、その分、第２の抵抗ｒ２により高い電圧がかかることになる。なお、アモルファスセレン層５１の層厚が薄い部分には、電圧を供給する電極層５３が設けられていないが、高抵抗膜５２がある程度の導電性を有している。したがって、アモルファスセレン層５１は、層厚が薄い部分においても電極層５３によって電界に晒される。

配線５８と配線５９とに挟まれて存在する図示省略された層間絶縁層の絶縁耐性はそれほど高いものではない。配線５８と配線５９との交差部において層間絶縁層（第２の抵抗ｒ２）に高い電圧がかかると、層間絶縁層が破壊され、配線５８と配線５９とがショートしてしまう。

すると、配線５８と配線５９とのショート部において、検出素子の欠損が生じる。この検出素子の欠損は、図１８に示すように放射線検出器６０の端部に止まらず、１列に並んだ検出素子が一斉に欠損してしまい、ライン状の欠損ｈとして現れる。ライン状の欠損の部分は、もはや放射線を検知することはできない。

このようなライン状の欠損ｈは、放射線検出器６０の検出信号を基に生成される放射線画像において偽像として現れる。したがって、別種の電気配線が部分的にショートすることに起因して、ライン状の偽像が放射線画像に現れることになる。このライン状の偽像は、診断の妨げとなる。

本発明は、この様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、層間絶縁層を介して互いに交差する電気配線同士がショートすることを防止し、検出素子の欠損の発生が抑制された放射線検出器を提供することにある。

本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。すなわち、本発明に係る放射線検出器は、２次元的に配列され検出素子の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを生成する半導体層と、電圧が印加される電極層とがこの順に積層され、半導体層は、電極層下の層厚を有する中央部と、中央部に対して肉薄となっているテーパ状の端部とを有し、マトリックス基板はねじれの位置の関係にある電気配線を有し、マトリックス基板を半導体層側から見たときに電気配線が重なっている交差部は、半導体層における中央部に覆われる位置に設けられていることを特徴とするものである。

［作用・効果］本発明の構成によれば、別種の電気配線同士がショートすることを防ぐように工夫がされている。すなわち、電気配線の交差部は、半導体層における層厚が肉厚の中央部に覆われる位置に設けられている。この様にすることで、電気配線の交差部は、電極層と確実に隔離されるので、互いに交差する電気配線がショートしてしまうことがない。したがって、本発明によれば、別種の電気配線同士がショートすることにより生じる検出素子の欠損が抑制されるので、長期間の使用に耐えることができる放射線検出器を提供できる。

また、上述の放射線検出器において、電気配線は、検出素子が有するコンデンサのグランド電極に電気的に接続されているバスライン配線を束ねて基準電位を供給する幹ライン配線であればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の具体的構成を示すものとなっている。すなわち、電極層と、検出素子が有するコンデンサのグランド電極に電気的に接続されているバスライン配線を束ねて基準電位を供給する幹ライン配線とが肉厚の半導体層で隔絶されるように構成されていれば、放射線検出器で頻発している検出素子の欠損の発生を抑制することができる。幹ライン配線は、放射線検出器において最も周縁部に設けられている配線であるから、この他の配線は確実に半導体層の肉厚部分に存することになる。

また、本発明に係る放射線検出器は、２次元的に配列され検出素子の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを生成する半導体層と、キャリアを選択的に通過させる抵抗膜と、電圧が印加される電極層とがこの順に積層され、マトリックス基板はねじれの位置の関係にある電気配線を有し、マトリックス基板の端部には、抵抗膜に覆われない露出領域が設けられており、マトリックス基板を半導体層側から見たときに電気配線が重なっている交差部は、抵抗膜に覆われる位置を避けてマトリックス基板の露出領域に設けられていることを特徴とするものである。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の目的を達成し得る別の構成についてのものである。すなわち、電気配線同士のショートが起こりやすい交差部は、抵抗膜に覆われる位置を避けてマトリックス基板の露出領域に設けられている。抵抗膜は、キャリアを選択的に通過させる性質を有するので、電流を通過させる性質をある程度有している。したがって、電気配線を抵抗膜に覆われる位置に設けると、電極層から電気配線までの間を電流が抵抗膜を介して流れる現象が発生してしまい、検出素子の欠損が生じてしまう。本発明の構成によれば、電気配線の交差部は、マトリックス基板が抵抗膜に覆われていない露出領域に設けられているので、抵抗膜が電気配線の交差部の位置に存在しない。この様にすることで、互いに交差する電気配線がショートしてしまうことがない。したがって、本発明によれば、電気配線同士がショートすることにより生じる検出素子の欠損が抑制されるので、長期間の使用に耐えることができる放射線検出器を提供できる。

また、上述の放射線検出器において、電極層とマトリックス基板の露出領域とを覆うエポキシ樹脂層（絶縁層）を備え、電気配線の交差部は、絶縁層に覆われる位置に設けられていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の具体的構成を示すものとなっている。電気配線の交差部を絶縁層に覆われる位置に設けられるようにすれば、電気配線の交差部を抵抗膜に覆われる位置から確実に避けて設けるようにすることができる。

また、上述の放射線検出器において、電極層とマトリックス基板の露出領域とを覆う絶縁層を備え、絶縁層を覆う補助板と、マトリックス基板の周縁部の形状に倣って筒状となっており、補助板とマトリックス基板の周縁部において両板を架橋するように設けられているスペーサとを備え、電気配線の交差部は、スペーサに覆われる位置に設けられていればより望ましい。

［作用・効果］上述の構成は、本発明の放射線検出器の具体的構成を示すものとなっている。電気配線の交差部をスペーサに覆われる位置に設けられるようにすれば、電気配線の交差部を抵抗膜に覆われる位置から確実に避けて設けるようにすることができる。

本発明の構成によれば、電気配線同士がショートすることを防ぐように工夫がされている。すなわち、電気配線の交差部は、半導体層における層厚が肉厚の中央部に覆われる位置に設けられている。この様にすることで、電気配線は、電極層と確実に隔離されるので、電気配線同士がショートしてしまうことがない。したがって、本発明によれば、電気配線同士がショートすることにより生じる検出素子の欠損が抑制されるので、長期間の使用に耐えることができる放射線検出器を提供できる。

実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する平面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。 実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。 従来構成のＸ線検出器を説明する断面図である。 従来構成のＸ線検出器を説明する断面図である。 従来構成のＸ線検出器を説明する断面図である。 従来構成のＸ線検出器を説明する平面図である。

以降、本発明における最良の形態について説明する。実施例におけるＸ線は、本発明の放射線に相当する。
実施例1

＜Ｘ線検出器の全体構成＞
実施例１に係るＸ線検出器１０は、図１に示すように、キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積して読み出すアクティブマトリックス基板４と、Ｘ線をキャリア対に変換するアモルファスセレン層１と、第２高抵抗膜２と、共通電極３と、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化して構成されるエポキシ樹脂層５と、ガラスで構成される補助板６とを有している。また、Ｘ線検出器１０は、アクティブマトリックス基板４，第１高抵抗膜７，アモルファスセレン層１，第２高抵抗膜２，共通電極３，エポキシ樹脂層５，および補助板６の順に積層された構成となっている。Ｘ線検出器は、本発明の放射線検出器に相当する。

アモルファスセレン層１は、本発明の半導体層に相当し、第２高抵抗膜２は、本発明の抵抗膜に相当する。また、共通電極３は、本発明の電極層に相当し、アクティブマトリックス基板４は、本発明のマトリックス基板に相当する。そして、エポキシ樹脂層５は、本発明の絶縁層に相当する。

アモルファスセレン層１は、比抵抗１０９Ωｃｍ以上（好ましくは１０１１Ωｃｍ以上）となっている高純度のアモルファスセレンで構成される。その積層方向の厚さは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとなっている。このアモルファスセレン層１にＸ線が入射すると、正孔と電子のペアであるキャリア対が発生する。アモルファスセレン層１は、強い電場に置かれているので、キャリアは、それに伴って移動し、アクティブマトリックス基板４に形成された収集電極４ａに電荷が誘起される。

図２は、アモルファスセレン層１の構成について説明するものである。アモルファスセレン層１は、端部１ａにおいて、層厚が肉薄となっているテーパ状となっている。これは、アクティブマトリックス基板４上にアモルファスセレン層１を成長形成する際に、化合物がマスクの外側にはみ出してアクティブマトリックス基板４に付着することに起因する。一方、アモルファスセレン層１において、端部１ａよりもアモルファスセレン層１の他端側（内部側）に位置する中央部１ｂの層厚は肉薄となっていない平坦部となっている。共通電極３は、アモルファスセレン層１の中央部１ｂに設けられている。中央部１ｂの平均の層厚を１００％とすると、端部１ａの層厚は０％以上８０％以下となっている。

図３は、アモルファスセレン層１の端部１ａと中央部１ｂとの位置関係を示した平面図である。矩形となっているアクティブマトリックス基板４には、第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１および第１高抵抗膜７が設けられていない額縁状の露出部Ｒを有している。アモルファスセレン層１は、アクティブマトリックス基板４の露出部Ｒの内側に存在する額縁状の端部１ａと、この端部１ａの更に内側に設けられた中央部１ｂとに分けられる。

アクティブマトリックス基板４は、２次元的に配列され検出素子の各々から信号を読み出す構成となっている。この詳細を説明する。アクティブマトリックス基板４には、ガラス基板上にキャリア収集用の収集電極４ａが形成されている。収集電極４ａは、第１高抵抗膜７に接するとともに、アクティブマトリックス基板４の表面に２次元的に配列されている。この収集電極４ａは、図１に示すように、電荷蓄積用のコンデンサ４ｃに接続されている。コンデンサ４ｃは、収集電極４ａで収集された電荷が蓄積される。コンデンサ４ｃは、トランジスタ４ｔに接続されている。このトランジスタ４ｔは、コンデンサ４ｃに接続される入力端子の他に、電流制御用のゲートＧと、検出信号読み出し用の読み出し電極Ｐとを有している。トランジスタ４ｔのゲートＧがオンされると、コンデンサ４ｃに蓄積している電荷は読み出し電極Ｐに向けて流れる。

２次元的に配列されたトランジスタ４ｔは、縦横に格子状に伸びる配線に接続されている。すなわち、図４における縦方向に配列したトランジスタ４ｔの読み出し電極Ｐは、全て共通のアンプ電極Ｑ１〜Ｑ４のいずれかに接続されており、図４における横方向に配列したトランジスタ４ｔのゲートＧは、全て共通のゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４のいずれかに接続されている。ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４は、ゲートドライバ１３に接続され、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４は、アンプアレイ１４に接続される。

各コンデンサ４ｃに蓄積される電荷を読み出す構成について説明する。図４におけるコンデンサ４ｃの各々に電荷が蓄積されているものとする。ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ１を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。オンされた横に並んだ４つのトランジスタ４ｔは、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４を通じて、電荷（原信号）をアンプアレイ１４に伝達する。

次に、ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ２を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。この様に、ゲートドライバ１３は、ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４を順番にオンしていく。その度ごとに行の異なるトランジスタ４ｔがオンされる。こうして、ＦＰＤ４は、コンデンサ４ｃの各々に蓄積された電荷を１行毎に読み出す構成となっている。

アンプアレイ１４には、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４の各々に、信号を増幅するアンプが設けられている。アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４からアンプアレイ１４に入力された原信号は、ここで所定の増幅率で増幅される。画像生成部１５は、アンプアレイ１４から出力された原信号を基にＸ線透視画像を生成する。

収集電極４ａ，コンデンサ４ｃ，およびトランジスタ４ｔは、Ｘ線を検出する検出素子を構成する。検出素子は、アクティブマトリックス基板４において、例えば３，０７２×３，０７２の縦横に並んだ２次元マトリックスを形成している。

共通電極３は、金で構成され、第２高抵抗膜２を介してアモルファスセレン層１にバイアス電圧を印加する目的で設けられている。図１に示すようにノード３ａに接続されている。ノード３ａに高電位が供給されることにより、共通電極３には、電位にして、例えば、１０ｋＶの正のバイアス電圧が印加されている。

第１高抵抗膜７，および第２高抵抗膜２は、例えばＳｂ２Ｓ３から構成され、電子、またはホールのうちのいずれかを選択的に通過させる膜である。その膜厚は、０．１μｍ〜５μｍ程度であり、比抵抗は１０９Ωｃｍ以上となっている。

図５は、幹ライン配線（ＣＳ幹配線）Ｓを説明する図である。幹ライン配線Ｓは、図５に示すように、検出素子４ａ，４ｃ，４ｔのマトリックス配列の両端に縦方向に伸びるように配線されている。そして、検出素子４ａ，４ｃ，４ｔの横方向の配列のそれぞれについて横方向に伸びたバスライン配線ｂが設けられていて、幹ライン配線Ｓはバスライン配線ｂの各々を束ねて構成され、幹ライン配線Ｓの太さはバスライン配線ｂよりも太くなっている。バスライン配線ｂは、図１におけるコンデンサ４ｃのグランド電極ＧＮＤに電気的に接続されている。幹ライン配線Ｓには、グランド電位等の基準電位が与えられる。幹ライン配線Ｓも、本発明の電気配線に相当する。

電気配線の交差部について説明する。図６は、横方向に伸びるバスライン配線ｂと縦方向に伸びるアンプ電極Ｑの配線とが交差する様子を表している。図６に示すようにバスライン配線ｂは、アクティブマトリックス基板４における上層部に配線されるアンプ電極Ｑの配線（図６においては破線で表示）と立体交差しており、各配線はねじれの位置の関係にある。アクティブマトリックス基板４をアモルファスセレン層１から見たとき両配線Ｑ，ｂが重なっている交差点を交差部Ｄ１と呼ぶ。両配線Ｑ，ｂは立体交差しているので、両配線Ｑ，ｂの交差部Ｄ１は、両配線Ｑ，ｂが互いに最も接近する地点であることになる。この交差部Ｄ１は、縦方向に配列して配線される複数のバスライン配線ｂと横方向に配列して配線される複数のアンプ電極Ｑの配線との間の各々で見られ、アクティブマトリックス基板４をアモルファスセレン層１から見たとき、交差部Ｄ１は、２次元マトリックス状に配置している。

互いに横方向に隣接する交差部Ｄ１の幅をＷ２とする。この幅Ｗ２は、検出素子の配列ピッチと同じ幅となっている。幹ライン配線Ｓとこれに横方向から隣接する交差部Ｄ１の幅をＷ１とする。この幅Ｗ１は、検出素子の配列ピッチに制約されることなく、自由に設計変更することができる。

電気配線の交差部について更に説明する。図７は、横方向に伸びるゲート制御電極Ｈの配線と、縦方向に伸びる幹ライン配線Ｓとが交差する様子を示している。図７に示すように幹ラインバスライン配線Ｓｂは、アクティブマトリックス基板４における上層部に配線されるゲート制御電極Ｈの配線（図７においては破線で表示）と立体交差しており、各配線はねじれの位置の関係にある。アクティブマトリックス基板４をアモルファスセレン層１から見たとき両配線Ｈ，Ｓｂが重なっている交差点を交差部Ｄ２と呼ぶ。両配線Ｈ，Ｓｂは立体交差しているので、両配線Ｈ，Ｓｂの交差部Ｄ２は、両配線Ｈ，Ｓｂが互いに最も接近する地点であることになる。この交差部Ｄ２は、横方向に配列して配線される複数のゲート制御電極Ｈの配線と縦方向に伸びるように配線される幹ライン配線Ｓとの間の各々で見られ、アクティブマトリックス基板４をアモルファスセレン層１から見たとき、交差部Ｄ２は縦方向に配列している。

絶縁性のエポキシ樹脂層５は、共通電極３を覆うように設けられている。エポキシ樹脂層５が共通電極３を覆うことで、共通電極３の高電位が封じ込められる。エポキシ樹脂層５は、図３を用いて説明したアクティブマトリックス基板４における額縁状の露出部Ｒも覆うように設けられている。

つまり、エポキシ樹脂層５は、Ｘ線検出器１０の周縁部において、第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７の側端をも覆っている。したがって、Ｘ線検出器１０の周縁部において、エポキシ樹脂層５は、アクティブマトリックス基板４に接していることになる。つまり、共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７は、アクティブマトリックス基板４，およびエポキシ樹脂層５によって封止されている。言い換えれば、共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７の側端は、エポキシ樹脂層５で覆われている。この様にすることで、共通電極３に印加される電圧により未封止の側端に沿って外部に放電する沿面放電を防ぐことができる。

補助板６は、絶縁性のガラス製の板であり、エポキシ樹脂層５に面している。その厚さは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。補助板６の熱膨張係数は、アクティブマトリックス基板４のそれと同程度となっている。この様にすることで、外気温の変化により補助板６とアクティブマトリックス基板４とは同じように伸縮することになる。すると、Ｘ線検出器１０全体が外気温の変化に応じて反り返ることがなくなり、各層のクラックを防止することができる。

スペーサ８は、アクティブマトリックス基板４の周縁部の形状に倣って角筒状となっており、補助板６とアクティブマトリックス基板４の周縁部において両板を架橋するように設けられている。スペーサ８は、一端の開口部がアクティブマトリックス基板４に当接しており、もう一端の開口部が補助板６に当接している。このように、スペーサ８は、アクティブマトリックス基板４および補助板６を架橋するように設けられており、スペーサ８の開口の内部に共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，第１高抵抗膜７，およびエポキシ樹脂層５が存している。

図８は、Ｘ線検出器１０の端部における断面図で本発明の特徴的な構成を説明している。すなわち、アクティブマトリックス基板４の周縁の一辺に沿って設けられている幹ライン配線Ｓとゲート制御電極Ｈとの交差部Ｄ２は、図８に示すように、アクティブマトリックス基板４がアモルファスセレン層１の中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。すなわち、交差部Ｄ２は、端部１ａに覆われる位置を避けて、中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。

この様な構成とすることにより、共通電極３から幹ライン配線Ｓの間に設けられているアモルファスセレン層１の膜厚は、両配線Ｈ，Ｓ間がショートすることを防止するのに十分なものとなっている。幹ライン配線Ｓがアモルファスセレン層１の端部から離れた場所に設けられているから、第２高抵抗膜２，第１高抵抗膜７を伝わって両配線Ｈ，Ｓ間に電流が流れることもない。

この様な構成は、交差部Ｄ２に限られない。すなわち、アクティブマトリックス基板４の周縁部に位置する両配線Ｑ，ｂの交差部Ｄ１も端部１ａに覆われる位置を避けて、中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。アクティブマトリックス基板４には、様々な配線の交差部が存在する。この中でも、幹ライン配線Ｓとゲート制御電極Ｈの配線との交差部Ｄ２がアクティブマトリックス基板４の最も周縁部に近い位置に位置している。交差部Ｄ２をアモルファスセレン層１の中央部１ｂに覆われる位置に設けるようにすれば、これらよりもアクティブマトリックス基板４の内側に位置する交差部Ｄ１は確実にアモルファスセレン層１の中央部１ｂに位置するようにすることができる。これにより交差部Ｄ２のみならず交差部Ｄ１においても配線のショートを防ぐことができる。

図９は、Ｘ線検出器１０の端部における断面図で、図８とは異なる別の構成を示したものとなっている。すなわち、図９におけるアクティブマトリックス基板４の周縁に一辺に沿って設けられる幹ライン配線Ｓとゲート制御電極Ｈの配線との交差部Ｄ２は、第２高抵抗膜２，第１高抵抗膜７に覆われる位置を避けてアクティブマトリックス基板４の露出部Ｒに相当する位置に設けられている。一方、両配線Ｑ，ｂの交差部Ｄ１は、図８に示すように、端部１ａに覆われる位置を避けて、中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。これにより、両配線Ｑ，ｂがショートしてしまうことがない。

この様な構成とすることにより、幹ライン配線Ｓがアモルファスセレン層１の端部から離れた場所に設けられているから、第２高抵抗膜２，第１高抵抗膜７を伝わって両配線Ｈ，Ｓ間に電流が流れることがない。

この露出部Ｒは、エポキシ樹脂層５またはスペーサ８に覆われる。図１０は、交差部Ｄ２がエポキシ樹脂層５に覆われる位置に設けられている例を示しており、図１１は、交差部Ｄ２がスペーサ８に覆われる位置に設けられている例を示している。いずれの場合でも、図９で説明した構成が実現されている。図６で説明したように、交差部Ｄ１と幹ライン配線Ｓの幅Ｗ１は自由に変更することができるので、図９、図１０のような構成は容易に実現できる。

図８，図９に示した２つの構成は、幹ライン配線Ｓが設けられている位置は異なるものの、いずれにおいても、ゲート制御電極Ｈの配線と幹ライン配線Ｓとのショートが抑制されて、Ｘ線画像にライン状の偽像が発生することが抑制される。

図１２は、本発明における図９に似た構成を示している。すなわち、図１２は、アモルファスセレン層１の端部１ａがアクティブマトリックス基板４の外側に広くせり出している。図１２においては、アクティブマトリックス基板４におけるアモルファスセレン層１が覆わない領域が狭すぎて、この領域に幹ライン配線Ｓを設けることができない。

この場合、図１２に示すように、第１高抵抗膜７がアモルファスセレン層１の端部の全てを覆わないように形成される。すると、図１２に示すように、アモルファスセレン層１の端部は、第１高抵抗膜７から露出する。そして、幹ライン配線Ｓは、第１高抵抗膜７に覆われる位置を避けて、アクティブマトリックス基板４の露出領域Ｒに設けられている。交差部Ｄ２も露出領域Ｒに設けられていることになる。この場合の露出領域Ｒとは、第１高抵抗膜７から露出しているという意味であり、アモルファスセレン層１から露出していることを意味しない。図示しない交差部Ｄ１は、アモルファスセレン層１の中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。

このような図１２の構成によっても、本発明の効果が得られることは実験により確認されているので、この結果について説明する。図１３は、基板上に成長させたアモルファスセレン層１の端部の膜厚を実測したものである。図１３に示すように、アモルファスセレンからなる厚さ０μｍ以上５μｍ以下の薄い層が基板における広い範囲に亘って存在している。この５μｍ以下の薄い層の部分に幹ライン配線Ｓを設けた場合におけるＸ線検出器１０の耐久試験を行った。

上記の表は、各構成において、ゲート制御電極Ｈの配線と幹ライン配線Ｓとが部分的にショートすることに起因して検出素子の欠損が生じるまでの時間（耐久時間）を示している。表中のＡ１，Ａ２は、図８で説明した構成のＸ線検出器を用いた実験結果を表している。すなわち、Ａ１，Ａ２のＸ線検出器における幹ライン配線Ｓは、アモルファスセレン層１の中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。また、Ｂ１，Ｂ２は、図９で説明した構成のＸ線検出器を用いた実験結果を表している。すなわち、Ｂ１，Ｂ２のＸ線検出器における幹ライン配線Ｓは、アクティブマトリックス基板４の露出部Ｒに設けられているとともに、高抵抗膜２，７およびアモルファスセレン層１に覆われる位置に設けられていない。

表中のＣ１，Ｃ２，Ｃ３は、図１２で説明した構成のＸ線検出器を用いた実験結果を表している。すなわち、Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３のＸ線検出器における幹ライン配線Ｓは、アクティブマトリックス基板４の露出部Ｒに設けられているとともに、高抵抗膜２，７に覆われる位置には設けられていない。そして、幹ライン配線Ｓは、アモルファスセレン層１に覆われる位置に設けられている。幹ライン配線Ｓが設けられている位置におけるアモルファスセレン層１の膜厚は５μｍ以下となっている。

表中の”ｃｏｎｔｒｏｌ”は、従来のＸ線検出器を用いた実験結果を表している。すなわち、”ｃｏｎｔｒｏｌ”のＸ線検出器における幹ライン配線Ｓは、図１４に示すように、アモルファスセレン層１の端部１ａに覆われる位置に設けられている。従って、交差部Ｄ２も端部１ａに覆われる位置に設けられていることになる。

従来構成（”ｃｏｎｔｒｏｌ”の構成）のＸ線検出器は、実験開始から２４５０時間以内に検出素子の欠損が発生した。従来構成における平均の耐久時間は２３１７時間であった。それに比べて、本発明における図８に係る構成（Ａ１，Ａ２に係る構成）においては、実験開始から４４４０時間以上経過しても検出素子の欠損は発生しなかった。図８に係る構成における平均の耐久時間は４９９２時間以上となっている。

本発明における図９に係る構成（Ｂ１，Ｂ２に係る構成）においては、実験開始から２７６９時間以上経過しても検出素子の欠損は発生しなかった。図９に係る構成における平均の耐久時間は４０９６時間以上である。

本発明における図１２に係る構成（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３に係る構成）においては、実験開始から２７６９時間以上経過しても検出素子の欠損は発生しなかった。図１２に係る構成における平均の耐久時間は２７６９時間以上である。

本発明に係る構成のいずれについても従来構成よりも耐久時間が長くなっている。したがって、図１２に係る構成のように、幹ライン配線Ｓがアモルファスセレン層１に覆われる位置に設けられていても、実験によりＸ線検出器の耐久性が有意に向上していることが示された。このように、幹ライン配線Ｓを覆う位置に存在するアモルファスセレン層１の層厚は５μｍ以下であれば、本発明の効果が期待できる。理想的にはアモルファスセレン層１の層厚が０μｍ以上１μｍ以下となっていればより望ましい。

以上のように、本発明の構成によれば、別種の電気配線同士がショートすることを防ぐように工夫がされている。すなわち、電気配線の交差部Ｄ１，Ｄ２は、アモルファスセレン層１における層厚が肉厚の中央部１ｂに覆われる位置に設けられている。この様にすることで、電気配線の交差部Ｄ１，Ｄ２は、共通電極３と確実に隔離されるので、互いに交差する配線がショートしてしまうことがない。したがって、本発明によれば、別種の電気配線同士がショートすることにより生じる検出素子の欠損が抑制されるので、長期間の使用に耐えることができる放射線検出器を提供できる。

また、図９ないし図１２は、本発明の目的を達成し得る別の構成についてのものである。すなわち、共通電極３と、検出素子が有するコンデンサのグランド電極に電気的に接続されている幹ライン配線Ｓとが肉厚のアモルファスセレン層１で隔絶されるように構成されていれば、放射線検出器で頻発している検出素子の欠損の発生を抑制することができる。幹ライン配線Ｓは、放射線検出器において最も周縁部に設けられている配線であるから、この他の配線は確実にアモルファスセレン層１の肉厚部分に存することになる。

また、図９で説明したように電気配線同士のショートが起こりやすい交差部Ｄ２は、第２高抵抗膜２に覆われる位置を避けてアクティブマトリックス基板４の露出領域Ｒに設けるようにしてもよい。第２高抵抗膜２は、キャリアを選択的に通過させる性質を有するので、電流を通過させる性質をある程度有している。したがって、幹ライン配線Ｓを第２高抵抗膜２に覆われる位置に設けると、共通電極３から幹ライン配線Ｓまでの間を電流が第２高抵抗膜２を介して流れる現象が発生してしまい、検出素子の欠損が生じてしまう。本発明の構成によれば、幹ライン配線Ｓの交差部Ｄ２は、アクティブマトリックス基板４が第２高抵抗膜２に覆われていない露出領域Ｒに設けられているので、第２高抵抗膜２が幹ライン配線Ｓの交差部Ｄ２の位置に存在しない。この様にすることで、互いに交差する電気配線がショートしてしまうことがない。したがって、本発明によれば、電気配線同士がショートすることにより生じる検出素子の欠損が抑制されるので、長期間の使用に耐えることができる放射線検出器を提供できる。

本発明は、上述の構成に限られず、下記のように変形実施することができる。

（１）上述した実施例では、アクティブマトリックス基板を製造していたが、これに代えてパッシブマトリックス基板を製造してもよい。

（２）上述した実施例では、ボトムゲート型アクティブマトリックス基板を製造していたが、これに代えてトップゲート型アクティブマトリックス基板を製造してもよい。

（３）上述した実施例では、バスライン配線ｂがゲート制御電極Ｈの配線と平行に走っている例を示したが、バスライン配線ｂがアンプ電極Ｑの配線と平行に走るように構成してもよい。この場合バスライン配線ｂを束ねる幹ライン配線Ｓはアンプ電極Ｑの配線と互いに交差することになる。

本発明は、医用の放射線撮影装置に適している。

Ｒ 露出領域
Ｓ 幹ライン配線（電気配線）
１ アモルファスセレン層（半導体層）
１ａ 端部
１ｂ 中央部
２ 第２高抵抗膜（抵抗膜）
３ 共通電極（電極層）
４ アクティブマトリックス基板（マトリックス基板）
５ エポキシ樹脂層（絶縁層）
６ 補助板

Claims (4)

1. ２次元的に配列され検出素子の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、
   放射線の入射によりキャリアを生成する半導体層と、
   キャリアを選択的に通過させる抵抗膜と、
   電圧が印加される電極層とがこの順に積層され、
   前記半導体層は、前記電極層下の層厚を有する中央部と、前記中央部に対して肉薄となっているテーパ状の端部とを有し、
   前記抵抗膜は、前記半導体層の前記中央部と前記端部とを覆うように配置され、
   前記マトリックス基板は立体交差している複数の電気配線を有し、
   前記電気配線は、検出素子が有するコンデンサのグランド電極に電気的に接続されているバスライン配線を束ねて基準電位を供給する幹ライン配線を含むとともに、
   前記マトリックス基板を前記半導体層側から見たときに、前記半導体層に覆われる領域における前記電気配線が重なっている交差部の全ては、前記半導体層における前記端部に覆われる位置を避けて前記中央部に覆われる位置に設けられていることを特徴とする放射線検出器。
2. ２次元的に配列され検出素子の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、
   放射線の入射によりキャリアを生成する半導体層と、
   キャリアを選択的に通過させる抵抗膜と、
   電圧が印加される電極層とがこの順に積層され、
   前記半導体層は、前記電極層下の層厚を有する中央部と、前記中央部に対して肉薄となっているテーパ状の端部とを有し、
   前記抵抗膜は、前記半導体層の前記中央部と前記端部とを覆うように配置され、
   前記マトリックス基板は立体交差している複数の電気配線を有し、
   前記電気配線は、検出素子が有するコンデンサのグランド電極に電気的に接続されているバスライン配線を束ねて基準電位を供給する幹ライン配線を含むとともに、
   前記マトリックス基板の端部には、前記抵抗膜および前記半導体層に覆われない露出領域が設けられており、
   前記マトリックス基板を前記半導体層側から見たときに、前記中央部の外に配置されている前記電気配線が重なっている交差部の全ては、前記抵抗膜および前記半導体層に覆われる位置を避けて前記マトリックス基板の露出領域に設けられていることを特徴とする放射線検出器。
3. 請求項2に記載の放射線検出器において、
   前記電極層と前記マトリックス基板の露出領域とを覆う絶縁層を備え、
   前記電気配線の交差部は、前記絶縁層に覆われる位置に設けられていることを特徴とする放射線検出器。
4. 請求項2に記載の放射線検出器において、
   前記電極層と前記マトリックス基板の露出領域とを覆う絶縁層を備え、
   前記絶縁層を覆う補助板と、
   前記マトリックス基板の周縁部の形状に倣って筒状となっており、前記補助板と前記マトリックス基板の周縁部において両板を架橋するように設けられているスペーサとを備え、
   前記電気配線の交差部は、スペーサに覆われる位置に設けられていることを特徴とする
   放射線検出器。
   

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