(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の照射によって蛍光を発するシンチレータと、
前記シンチレータが発した蛍光を電気信号として検出する光検出器と、
前記光検出器を駆動制御する制御モジュールと、を備え、
放射線入射側から、前記光検出器、前記シンチレータ、前記制御モジュールの順に配置されており、
前記光検出器は、ガラス基板及び該ガラス基板上に形成された複数のスイッチング素子及び光電変換素子を含むセンサ基板を有し、該センサ基板の前記シンチレータに相対する表面には樹脂平坦化層が設けられており、
前記シンチレータは、ヨウ化セシウムを含有する蛍光物質が気相堆積法により前記センサ基板に蒸着されてなり、該蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群で形成された柱状部及びこの柱状部の前記センサ基板側に設けられる第１非柱状部を有し、
前記第１非柱状部は、前記蛍光物質のアモルファスを含む放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１非柱状部の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下である、放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、前記柱状部の前記第１非柱状部側とは反対側に設けられる第２非柱状部を有する、放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１非柱状部の空隙率は、前記第２非柱状部の空隙率よりも小さい、放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１非柱状部の厚みは、前記第２非柱状部の厚みよりも小さい、放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項１又は２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状部の前記第１非柱状部側とは反対側に金属反射部材を有する、放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項１から６のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、保護膜によって被覆される、放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記保護膜は、パリレンである、放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項７又は８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記保護膜は、気相堆積法により蒸着される、放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項１から９のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
可搬なカセッテとされる、放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１から１０のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記センサ基板上に、気相堆積法により前記シンチレータを形成する際に、真空度、支持体温度、及び蒸着レートの少なくともいずれかの条件を変更することで、前記柱状部及び前記第１非柱状部を少なくとも含むシンチレータを形成するシンチレータ形成工程を含む、放射線画像検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用のＸ線撮影装置などに用いられる放射線画像検出装置、及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、Ｘ線をデジタルデータに変換するＦＰＤ（Flat Panel Detector）等のＸ線画像検出装置を用いたＤＲ（Digital Radiography）が実用化されている。Ｘ線画像検出装置は、従来のイメージングプレートを用いるＣＲ（Computed Radiography）方式に比べて、即時に画像を確認できるといったメリットがあり、急速に普及が進んでいる。
【０００３】
Ｘ線画像検出装置には、種々の方式のものが提案されており、例えば、Ｘ線を一旦、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで可視光に変換し、変換した光を半導体層で電荷に変換して蓄積する間接変換方式がある。間接変換方式のＸ線画像検出装置は、シンチレータと、半導体層を含む光検出器とを有する。
【０００４】
このようなＸ線画像検出装置においては、例えば生体などに使用される場合には、照射するＸ線の量を低くすることが望ましく、発光量が高い感度の優れたシンチレータが望まれている。そこで、光検出器近傍での発光量を高めるために、光検出器のガラス基板上にＣｓｌ等のシンチレータを蒸着し、光検出器側からシンチレータに向けてＸ線を照射するように構成されたＸ線画像検出装置が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
ここで、理論上は、シンチレータの結晶相が厚いほど感度が向上するが、実際には結晶相の厚みをある程度以上厚くすると、光がシンチレータを通過する際に減衰したり散乱したりして、十分な感度が得られなかったり、画像のボケが生じるなどの問題がある。そのため、発した蛍光をガイドする柱状結晶の集合体が用いられている（例えば、特許文献３）。このような柱状結晶によってシンチレータのパネルの厚み方向に光がガイドされて光検出器に入射するので、検出画像の鮮鋭度が向上する。
【０００６】
ここで、特許文献３のＸ線画像検出装置は、光電変換素子を備えたセンサ基板と、センサ基板上に配され、大気圧プラズマ処理された表面を有する蛍光体下地層と、この蛍光体下地層上に接して形成された柱状結晶を含む蛍光体層（シンチレータ）とを備えている。このような下地層への大気圧プラズマ処理により、下地層と蛍光体層との密着性を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特許第３３３３２７８号
【特許文献２】特開２００１−３３０６７７号公報
【特許文献３】特開２００４−３２５４４２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
Ｘ線画像検出装置では、シンチレータと光検出器のセンサ基板との密着性が極めて重要である。特許文献３では下地層と蛍光体層との密着性を向上させているが、この構成ではセンサ基板とシンチレータとの密着性を確保することはできない。
センサ基板との密着性が悪ければ落下等の衝撃時にセンサ基板からシンチレータが分離し、分離した部分に直接衝撃が加わるとシンチレータが損傷するおそれがある。また、密着性が悪ければ、シンチレータとセンサ基板との熱膨張量の違いなどにより、センサ基板からシンチレータが剥離し易い。更に、センサ基板とシンチレータとの密着性にムラが生じると、検出画像の画質に影響する。
【０００９】
以上から、本発明は、光検出器とシンチレータとの密着性を確保することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の放射線画像検出装置は、
放射線の照射によって蛍光を発するシンチレータと、
前記シンチレータが発した蛍光を電気信号として検出する光検出器と、
前記光検出器を駆動制御する制御モジュールと、を備え、
放射線入射側から、前記光検出器、前記シンチレータ、前記制御モジュールの順に配置されており、
前記光検出器は、ガラス基板及び該ガラス基板上に形成された複数のスイッチング素子及び光電変換素子を含むセンサ基板を有し、該センサ基板の前記シンチレータに相対する表面には樹脂平坦化層が設けられており、
前記シンチレータは、ヨウ化セシウムを含有する蛍光物質が気相堆積法により前記センサ基板に蒸着されてなり、該蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群で形成された柱状部及びこの柱状部の前記センサ基板側に設けられる第１非柱状部を有し、
前記第１非柱状部は、前記蛍光物質のアモルファスを含む。
【００１１】
また、本発明の放射線画像検出装置の製造方法は、上述のシンチレータの製造方法であって、センサ基板上に、気相堆積法により前記シンチレータを形成する際に、真空度、支持体温度、及び蒸着レートの少なくともいずれかの条件を変更することで、前記柱状部及び前記第１非柱状部を少なくとも含むシンチレータを形成するシンチレータ形成工程を含む。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】Ｘ線画像検出装置の概略構成を模式的に示す側断面図である。
【図２】光検出器の概略構成を模式的に示す側断面図である。
【図３】センサ基板を模式的に示す平面図である。
【図４】柱状部、第１非柱状部、及び第２非柱状部を有するシンチレータを模式的に示す側断面図である。
【図５】柱状部の柱状結晶断面を示す電子顕微鏡写真である（ＳＥＭ画像）。
【図６】非柱状部の断面を示す電子顕微鏡写真である（ＳＥＭ画像）。
【図７】柱状部及び第１非柱状部を有するシンチレータを模式的に示す側断面図である。
【図８】センサ基板にシンチレータが直接蒸着された構成を模式的に示す側断面図である。
【図９】図８の構成におけるシンチレータを模式的に示す側断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を説明するためのＸ線画像検出装置（放射線画像検出装置）の一例を図１〜図６を参照して説明する。
なお、既に述べた構成と同様の構成については同一符号を付してその説明を省略し、既に述べた構成との差異についてのみ説明する。
【００１４】
〔１．全体構成〕
図１は、間接変換方式のＸ線画像検出装置１の概略構成を模式的に示す側断面図である。Ｘ線画像検出装置１は、Ｘ線の照射によって発光するシンチレータ２００を含むシンチレータパネル１０と、シンチレータ２００から発光した光を電気信号として検出する光検出器４０とを備えている。
【００１５】
Ｘ線画像検出装置１では、図１の白抜き矢印で示すように、被写体を通過したＸ線が光検出器４０側からシンチレータ２００に向かって照射される。シンチレータパネル１０は、Ｘ線の進行方向において光検出器４０よりも後側に配置されている。Ｘ線が光検出器４０のセンサ基板４００を介してシンチレータ２００に入射すると、シンチレータ２００がＸ線を吸収して発光し、その光はセンサ基板４００に形成された光電変換素子に入射する。センサ基板４００の光電変換素子に蓄積された電荷は電気信号として出力される。
【００１６】
シンチレータパネル１０のＸ線入射方向とは反対側には、光検出器４０を駆動制御する制御モジュール５０が設けられている。制御モジュール５０は、センサ基板４００を駆動制御する制御部としてのＩＣや、画像信号を処理するＩＣ等が実装された回路基板、及び電源回路などを有する。この制御モジュール５０は、シンチレータパネル１０及び光検出器４０に一体に組み付けられている。
【００１７】
〔２．光検出器の構成〕
図２は、光検出器４０の構成を模式的に示す側断面図である。図３は、センサ基板４００の構成を模式的に示す平面図である。光検出器４０は、半導体層が形成された平面視矩形状のセンサ基板４００を有する。センサ基板４００は、ガラス等の絶縁性基板４０１と、ａ−Ｓｉフォトダイオード等の光電変換素子４１と、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）からなるスイッチング素子４２とを含んで構成されている。
【００１８】
絶縁性基板４０１としては、例えば、ガラス基板、各種セラミック基板、樹脂基板を用いることができる。なお、絶縁性基板４０１の材料は、これらに限られるものではない。
【００１９】
光電変換素子４１は、シンチレータ２００から入射した光（図２の実線矢印）を電荷に変換する光導電層４１０と、光導電層４１０にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極４１１と、光導電層４１０に蓄積された電荷を収集する電荷収集電極４１２とが積層されて構成されている。図３に示すように、光電変換素子４１は二次元配列され、各光電変換素子４１は光検出器４０によって検出される画像の画素を構成する。
【００２０】
各光電変換素子４１には、図３に示すように、スイッチング素子４２、ゲート線４３、及びデータ線４４がそれぞれ設けられている。各ゲート線４３及び各データ線４４は、接続端子４５まで延設され、この接続端子４５に接続された異方性導電膜等のフレキシブル配線４６を介して制御モジュール５０（図１）の回路基板に接続されている。その回路基板に実装された制御部からゲート線４３を通じて送られる制御信号により、各スイッチング素子４２のオンオフが行単位で切り替えられ、スイッチング素子４２がオン状態にある光電変換素子４１の電荷がデータ線４４を介して回路基板の信号処理部に画像信号として読み出される。光電変換素子４１の電荷が行単位で順に読み出されることにより、二次元画像が検出される。
【００２１】
なお、上記の構成では、ゲート線４３とデータ線４４とが直交して延設されているが、ゲート線４３及びデータ線４４が平行に延設され、センサ基板４００の周端部の一辺に配置された接続端子にこれらゲート線４３及びデータ線４４が接続される構成であってもよい。
【００２２】
上述のゲート線４３、データ線４４、スイッチング素子４２、及び光電変換素子４１は、絶縁性基板４０１のシンチレータパネル１０側の面に形成されている。これらゲート線４３、データ線４４、スイッチング素子４２、及び光電変換素子４１は、フォトエッチングプロセス等により、絶縁性基板４０１上に順次形成されている。図２では、センサ基板４００の最表層に設けられた樹脂製の膜４７によってセンサ基板４００の表面が平坦化されているが、この樹脂製の膜４７はなくてもよい。センサ基板４００とシンチレータパネル１０とは、接着層４８を介して貼り合わせられている。
【００２３】
なお、センサ基板４００とシンチレータパネル１０との間には、接着層４８や樹脂製の膜４７がなくてもよく、センサ基板４００表面とシンチレータパネル１０とを対向させて直接密着させていてもよい。
また、後述する例（図８及び図９）のように、センサ基板４００上にシンチレータが蒸着形成されていてもよい。
【００２４】
〔３．シンチレータパネルの構成〕
〔３−１．全体構成〕
シンチレータパネル１０は、図１に示すように、支持体（基板）１０１と、支持体１０１上に気相堆積法によって蒸着されたシンチレータ２００と、シンチレータ２００を被覆して支持体１０１上に封止するパリレン等の保護膜（防湿膜）３０とを有する。気相堆積法によって形成されたパリレンの保護膜は、シンチレータ２００との密着性が良く、その上柔軟性を有するので、支持体１０１のソリ等への追従性が良い。
【００２５】
支持体１０１は、Ｘ線の透過率が高くかつ光を反射するＡｌ等の材料で板状に形成されている。
支持体１０１としては、Ａｌ製の板に限らず、カーボン板、ＣＦＲＰ（carbon fiber reinforced plastic）、ガラス板、石英基板、サファイア基板などから適宜選ぶことができ、支持体表面にシンチレータ２００を形成させうる限りにおいて特にこれらに限定されない。ただし、支持体１０１が光の反射部材を兼ねる場合には、Ａｌ等の軽金属を支持体の材料として用いるとよい。
【００２６】
本例のシンチレータ２００は、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）を蛍光物質材料に用いて形成されているが、その他の材料、例えば、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）等を用いて形成されていてもよい。なお、発光スペクトルがａ−Ｓｉフォトダイオードの分光感度の極大値（５５０ｎｍ付近）と適合する点、及び、湿度による経時的な劣化が生じがたいという点で、ＣｓＩ：Ｔｌを材料に用いてシンチレータ２００を形成することが好ましい。
【００２７】
図４は、シンチレータ２００の構造を模式的に示す側断面図である。シンチレータ２００は、蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶２０Ａの群で形成された柱状部２０と、柱状部２０の光検出器４０側に設けられた第１非柱状部２３と、柱状部の２０の第１非柱状部２３側とは反対側、すなわち柱状部２０と支持体１０１の間に設けられた非柱状部２５とを有する。シンチレータ２００において、第１非柱状部２３は白抜き矢印で示すＸ線の入射側に配置され、第２非柱状部２５はＸ線の入射側とは反対側に配置されている。
【００２８】
Ｘ線の照射によってシンチレータ２００が発した蛍光は、柱状結晶２０Ａによって柱の高さ方向にガイドされ、光検出器４０に入射する。このとき、支持体１０１側に進行した光の一部は、支持体１０１によって反射されて光検出器４０に入射する。
【００２９】
〔３−２．柱状部の構成〕
柱状部２０は、多数の柱状結晶２０Ａの集合体であり、図４に示した例では、各柱状結晶２０Ａは支持体１０１に対してほぼ垂直に起立する。本例の柱状結晶２０Ａは、先端側がすぼまった形状とされている。柱状結晶２０Ａの先端部は、研磨によって平坦化されていてもよい。光検出器４０の１つの画素（光電変換素子４１）に対して、複数の柱状結晶２０Ａの先端部が対向する。
【００３０】
図５は、図４のＡ−Ａ断面（柱状部２０の高さ方向略中央の断面）における柱状部２０の電子顕微鏡写真である。隣り合う柱状結晶２０Ａの間には、空隙がある（図５で濃く見える部分）。柱状結晶２０Ａは、結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を有する。柱状部２０の領域の一部では、隣り合う柱状結晶２０Ａが互いに結合して一体の柱状体を構成している（例えば、図５のＰ）。
【００３１】
柱状結晶２０Ａの径（断面径）は、２μｍ以上、８μｍ以下であることが、効率的な導光性を与える観点から好ましく、６μｍ以上、８μｍ以下であることがより好ましい。柱状部２０の径が細すぎると耐衝撃性が低くなるので、柱状部２０の径は２μｍ以上であることが好ましい。また、径が太すぎると、光検出器４０の画素当たりの柱状結晶２０Ａの数が少なくなるので、柱状結晶２０Ａにクラックが入ってしまった際にその画素の信号に欠陥が生じる確率が高くなってしまう。このため、柱状部２０の径は８μｍ以下であることが好ましい。
【００３２】
なお、柱状結晶２０Ａの結晶径とは、柱状結晶２０Ａの成長方向上側から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶２０Ａの高さ方向に対して垂直な面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径（断面径）を測定する。１回の撮影でシンチレータパネル１０を表面（支持体１０１とは反対側の面）から見た時に柱状結晶２０Ａが１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、高さ方向に走査して得られる柱径の最大値を測定して平均した値を採用する。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ  Ｚ  ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とした。
【００３３】
また、柱状部２０の厚みは、必要な感度に対応するＸ線吸収能を考慮して、５００μｍ以上に決められる。ただし、柱状部２０の厚みが厚すぎても、光の減衰及び散乱のため発光効率が低下しがちである。このため、柱状部２０の厚みは、感度及び発光効率のそれぞれを考慮した適切な値に決められる。
【００３４】
〔３−３．非柱状部の構成〕
（１）第１非柱状部の構成
第１非柱状部２３は、図４に示すように、略球形あるいは不定形の非柱状結晶２３Ａを含んで構成されている。なお、第１非柱状部２３は、アモルファス（非晶質）の部分を含むことがある。
【００３５】
第１非柱状部２３では、図５の柱状結晶２０Ａに比較して径の小さい非柱状結晶２３Ａが互いに不規則に結合したり重なり合ったりしており、結晶間の明確な空隙は殆ど認められない。
【００３６】
第１非柱状部２３の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。柱状部２０の結晶成長方向先端部（少なくとも柱状結晶２０Ａ，２０Ａ間）を確実に覆ってシンチレータ２００の表面を平坦化するためには、第１非柱状部２３の厚みは３μｍ以上あることが好ましい。また、光ガイド効果を有しない第１非柱状部２３の厚みが厚すぎると、第１非柱状部２３において光が画素間で交錯して画像ボケが生じ易くなるので、第１非柱状部２３の厚みは５０μｍ以下であることが好ましい。
また、第１非柱状部２３の厚みは、柱状部２０の先端部を確実に被覆可能な最小の厚みで足りる。すなわち、第１非柱状部２３の厚みが小さいほど、高価な蛍光材料の使用量を節約でき、コストダウンできる。
この第１非柱状部２３の厚みは薄いため、柱状結晶２０Ａで発光した光の第１非柱状部２３における減衰及び散乱等は無視しうる。
【００３７】
なお、第１非柱状部２３は、製造時の条件等によっては単一の層でなく複数の層が積層された構造とされる場合もある。このような場合、第１非柱状部２３の厚みは、柱状結晶２０Ａの結晶成長方向先端から第１非柱状部２３の最表層の表面までの厚みをいう。
【００３８】
第１非柱状部２３の空隙率は、第１非柱状部２３の平面視の面積、第１非柱状部２３の厚み、ＣｓＩ密度、及び実際に測定したシンチレータパネル１０の重量などに基づいて算出される。そのようにして算出された第１非柱状部２３の厚み方向全体の空隙率は、１０％以下である。なお、第１非柱状部２３の空隙率を決める際には、第１非柱状部２３の厚みも考慮して決めてよい。
【００３９】
図４に示した例では、第１非柱状部２３の結晶径は、第２非柱状部２５の結晶径よりも小さいが、これに限られない。
第１非柱状部２３の非柱状結晶２３Ａには、第２非柱状部２５の結晶径として好適な範囲（後述）よりも広い範囲の径を採用しうる。略球形の非柱状結晶２３Ａの径が極めて小さく空隙率が０に近づくことは、柱状部２０の先端部を第１非柱状部２３が覆う意味で好ましい。また、非柱状結晶２３Ａが互いに結合し大径化して空隙率が０に近づくことも、同様の意味で好ましい。したがって、第２非柱状部２３における結晶径は、あまりに大径でシンチレータ表面の平坦性が失われない限りにおいて、適宜な径に決められる。
【００４０】
このような第１非柱状部２３により、柱状部２０における成長方向先端部の少なくとも柱状結晶２０Ａ，２０Ａ間が覆われ、これによって、シンチレータ２００のセンサ基板４００に対向する部分が平坦化される。前述の保護膜３０は、この第１非柱状部２３の表面を被覆する。この保護膜３０を介してシンチレータ２００はセンサ基板４００に密着する。
【００４１】
（２）第２非柱状部の構成
第２非柱状部２５は、図４に示すように、略球形あるいは不定形の非柱状結晶２５Ａを含んで構成されている。なお、第２非柱状部２５は、アモルファス（非晶質）の部分を含むことがある。
【００４２】
非柱状結晶２５Ａの形状は、結晶間に空隙が維持され易く、反射効率を高くできる観点から、略球状であることが好ましい。すなわち、第２非柱状部２５は、球状に近い結晶(略球状結晶である非柱状結晶２５Ａ）の集合体で構成されることが好ましい。
【００４３】
図６は、図４のＢ−Ｂ断面（第２非柱状部２５の厚み方向基端側の断面）における第２非柱状部２５の電子顕微鏡写真である。第２非柱状部２５では、図５の柱状結晶２０Ａに比較して径の小さい非柱状結晶２５Ａが互いに不規則に結合したり重なり合ったりしており、結晶間の明確な空隙は殆ど認められない。図６における空隙は、図５における空隙よりも少ない。図５及び図６の観察結果から、第２非柱状部２５の空隙率は柱状部２０の空隙率よりも低い。
【００４４】
第２非柱状部２５の空隙率は、第２非柱状部２５の支持体１０１への蒸着面積、第２非柱状部２５の厚み、ＣｓＩ密度、及び実際に測定したシンチレータパネル１０の重量などに基づいて算出される。
【００４５】
第２非柱状部２５は、支持体１０１上に蒸着の初期において形成された領域であり、第２非柱状部２５において支持体１０１表面に接する部分の空隙率は０あるいは略０である。このため、第２非柱状部２５の基端部は支持体１０１との接触面全体において支持体１０１に密着する。
【００４６】
第２非柱状部２５の厚みは、５μｍ以上、１２５μｍ以下であることが好ましい。支持体１０１との密着性を確保するためには、第２非柱状部２５の厚みは５μｍ以上あることが好ましい。また、光ガイド効果を有しない第２非柱状部２５の厚みが厚すぎると、第２非柱状部２５において光が画素間で交錯して画像ボケが生じ易くなるので、第２非柱状部２５の厚みは１２５μｍ以下であることが好ましい。
また、第２非柱状部２５の厚みは、支持体１０１との密着性と光の反射機能とが得られる最小の厚みで足りる。すなわち、第２非柱状部２５の厚みが小さいほど、高価な蛍光材料の使用量を節約でき、コストダウンできる。
【００４７】
なお、第２非柱状部２５は、製造時の条件等によっては単一の層でなく複数の層が積層された構造とされる場合もある。このような場合、第２非柱状部２５の厚みは、支持体１０１表面から第２非柱状部２５の最表層の表面までの厚みをいう。
【００４８】
第２非柱状部２５の如く、結晶間が癒着している場合の結晶径の測定は、隣接する非柱状結晶２５Ａ間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の粒界と見なし、癒着した結晶同士を最小多角形となるように分離して結晶径を測定し、柱状部２０における柱状結晶２０Ａの径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００４９】
第２非柱状部２５の非柱状結晶２５Ａの径は、０．５μｍ以上７．０μｍ以下であることが、効率的な反射特性、及び支持体１０１との密着性を与える観点から好ましい。非柱状結晶２５Ａの径は、柱状結晶２０Ａの径よりも小さい。
ここで、非柱状結晶２５Ａの径が小さい方が略球形の結晶形状が維持され易いので好ましいが、非柱状結晶２５Ａの径が小さすぎると空隙率が０に近づき、第２非柱状部２５が光の反射層としての役目を有しなくなるので、非柱状結晶２５Ａの径は０．５μｍ以上であることが好ましい。また、径が大きすぎると、第２非柱状部２５の平坦性及び表面積が低下し、支持体１０１との密着性が低下するとともに、結晶同士が結合して空隙率が低下し反射効果が減少するので、第２非柱状部２５の結晶径は７．０μｍ以下であることが好ましい。
【００５０】
以上から、第２非柱状部２５の反射特性に鑑みて、第２非柱状部２５が含む結晶の形状及びその径、空隙率に関しては、結晶の形状が略球形で、空隙率が０超、１０％以下で、空隙率との関係において適切な範囲（前述した０．５μｍ以上、７．０μｍ以下）の径に決められることが好ましい。
第２非柱状部２５における略球状の結晶の割合が高いほど、重なり合う結晶間に空隙が維持され易いので、反射効果を確保し易い。結晶径が小さい方が結晶形状が略球形に維持され易いので好ましいが、径が０．５μｍ未満となるほど小さすぎるときには、空隙率が０に近づくので、反射効果を得るのが困難となる。
また、結晶径が大きすぎるときにも、略球状の結晶同士が結合して不定形となり、結晶間の空隙が減少するため反射効果も減少する。
すなわち、略球形の結晶形状を保持し、かつ反射特性を奏功可能な所定の空隙を維持する観点から、非柱状結晶２５Ａの径及び第２非柱状部２５の空隙率がそれぞれ決められることが好ましい。なお、第２非柱状部２５の空隙率を決める際には、第２非柱状部２５の厚みも考慮して決めてよい。
【００５１】
（３）第１、第２非柱状部の構成の比較
第１非柱状部２３の空隙率は上述の通り１０％以下であり、第１非柱状部２３の空隙率は、第２非柱状部２５の空隙率よりも小さいことが好ましい。第２非柱状部２５において支持体１０１に接する部分の空隙率は０あるいは略０であるが、第２非柱状部２５の厚み全体の空隙率と、第１非柱状部２３の空隙率とを比較すると、第１非柱状部２３の空隙率の方が第２非柱状部２５の空隙率よりも小さい。すなわち、センサ基板４００側に設けられる第１非柱状部２３は、光の減衰及び散乱等を防止する意味で薄い方が好ましく、薄くても柱状部２０の先端部を覆ってシンチレータ２００が平坦化されるように、その空隙率が小さい方が好ましい。また、柱状結晶２０Ａ間への保護膜３０の材料流入を防止する意味でも、第１非柱状部２３の空隙率は１０％以下と、小さい方が好ましい。
【００５２】
また、第１非柱状部２３の厚みは上述の通り３μｍ以上５０μｍ以下であり、第１非柱状部２３の厚みは、第２非柱状部２５の厚みよりも小さいことが好ましい。上述のように、第１非柱状部２３の厚みは、柱状部２０の先端部を確実に覆える程度に薄い方が好ましい。
【００５３】
以上説明したような柱状部２０及び第１、第２非柱状部２３，２５を有するシンチレータ２００は、後述するように、支持体１０１上に気相堆積法を用いて容易に形成しうる。なお、第２非柱状部２５、柱状部２０、及び第１非柱状部２３は、この順序で時間的に連続して形成されていても、それぞれが時間をおいて形成されていてもよい。
【００５４】
支持体１０１上に、真空度及び支持体温度を含む所定の条件で第２非柱状部２５を形成した後、これらの条件を変更することによって、柱状結晶２０Ａの成長が開始する。柱状部２０は、第２非柱状部２５の表層部から起立している。このように第２非柱状部２５をベースに柱状部２０を成長させることにより、柱状部２０の結晶性が良くなる。
柱状結晶２０Ａが所定の高さまで成長した後、真空度及び支持体温度を含む条件を再び変更することによって、柱状部２０上に第１非柱状部２３を形成する。
【００５５】
ここで、柱状部２０と第２非柱状部２５とのそれぞれの厚みを比較する。図４に示すように、柱状部２０の厚みをｔ１とし、第２非柱状部２５の厚みをｔ２としたとき、ｔ１とｔ２との関係が下記式を満たすことが好ましい。
（式）      ０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５
【００５６】
柱状部２０の厚みｔ１と第２非柱状部２５の厚みｔ２とが上記式を満たすことで、シンチレータ２００の厚み方向の各部分における発光効率、及び光の拡散が防止される領域並びに光が反射される領域のそれぞれが好適な範囲となり、光の発光効率、光の検出効率、及び画像の解像度が向上する。第２非柱状部２５の厚みｔ２が厚すぎる場合には、発光効率の低い領域が増え、感度の低下が懸念される。そのような観点から、（ｔ２／ｔ１）は、０．０２以上０．１以下の範囲であることがより好ましい。
【００５７】
なお、上述の光検出器４０及びシンチレータパネル１０には、例えばＯＰＣ（有機光電変換材料）、有機ＴＦＴ、非晶質酸化物（例えば、ａ−ＩＧＺＯ）を用いたＴＦＴ、フレキシブル材料（アラミド、バイオナノファイバー）などを使用することができる。これらのデバイス関連材料については後述する。
【００５８】
〔４．柱状部及び非柱状部に関する作用効果〕
以下、柱状部２０、及び第１、第２非柱状部２３，２５に関する主な作用効果を述べる。
柱状部２０は第１、第２非柱状部２３，２５に比べ結晶性が良く、蛍光の発光効率が高い。また、その結晶形状が柱状であって、空隙を介して隣り合う柱状結晶２０Ａが支持体１０１の厚み方向に立設されているので、柱状結晶２０Ａは、光のガイドとなって柱の高さ方向に光を導光する。ここで、シンチレータ２００の光学特性に寄与する第２非柱状部２５及び柱状部２０に関し、柱状部２０がシンチレータ２００においてＸ線の入射側でかつ光検出器４０に近接する位置に配置されたことにより、センサ基板４００を透過した直後の殆ど減衰していないＸ線が柱状部２０に入射して光に変換され、その蛍光が光検出器４０に迅速に入射するので、光検出器４０への入射光量を大きくできる。すなわち、シンチレータ２００の利用可能な発光量を大きくできる。このことと、柱状結晶２０Ａによる光ガイド効果によって画素間の光拡散が抑制されることから、検出画像を鮮鋭化できる。
【００５９】
一方、柱状結晶２０Ａに比べて小径である粒状の結晶と、柱状部２０に比べて低い空隙率とされた所定の空隙とを有する第２非柱状部２５は、主に柱状部２０で発光して支持体１０１側に進行した光を光検出器４０に向かって反射する。この第２非柱状部２５による光の反射は、支持体１０１による光の反射と共に、シンチレータ２００が発した光の利用効率向上に寄与する。これにより、光検出器４０に入射し、画像検出に用いられる光量が増大するので、検出画像をより一層鮮鋭化できる。なお、第２非柱状部２５が光の反射特性を持つため、支持体は、ガラス、カーボンなどの光反射率が低い材料によって形成されていてもよい。
【００６０】
なお、シンチレータパネル１０において、支持体１０１は必須ではない。つまり、蒸着用の基板を用いてシンチレータ２００を蒸着形成した後、基板からシンチレータ２００を剥離して用いることも可能である。
【００６１】
更に、柱状部２０の光検出器４０側に第１非柱状部２３が設けられ、各柱状結晶２０Ａの先端部が第１非柱状部２３によって覆われるので、シンチレータ２００のセンサ基板４００側の部分が平坦化される。これにより、柱状結晶２０Ａの先端部によって保護膜３０が破れることなく、保護膜３０による気密性を維持でき、シンチレータ２００の潮解によるシンチレータ２００の性能劣化を防止できる。
また、シンチレータ２００が平坦化されることで、保護膜３０を介してシンチレータ２００をセンサ基板４００に密着できる。センサ基板４００との密着性にムラが生じると検出画像にムラが表れ易いが、そのようなことがなく、検出画像の画質を均一化できる。
【００６２】
このようにシンチレータ２００とセンサ基板４００との密着性が確保されることにより、落下衝撃時などにシンチレータ２２０に加わった外力がセンサ基板４００によって緩衝されるので、耐衝撃性を向上させることができる。特に、Ｘ線画像検出装置１が装置筐体に貼り合わせられる場合に、装置筐体からの荷重を受けても、シンチレータ２００が損傷しにくくできる。
また、センサ基板４００との密着性確保により、熱膨張量の違いによってシンチレータ２００がセンサ基板４００から剥離することを防止できる。
以上から、センサ基板４００とシンチレータ２００との密着性を確保する上で、第１非柱状部２３はＸ線画像検出装置１において必須の構成である。一方、支持体１０１側に設けられる第２非柱状部２５は、シンチレータ２００に反射特性を持たせる上で、あれば好ましい構成である。第２非柱状部２５を有していない構成については後述する（図７）。
【００６３】
また、このような第１非柱状部２３によって、保護膜３０（図１）の成膜時にパリレン等の材料が柱状結晶２０Ａ間に入り込むことを防止できる。柱状結晶２０Ａ間の空隙にパリレン等が入り込むと、柱状結晶２０Ａと、隣り合う柱状結晶２０Ａの間の領域との屈折率差が小さくなり、これによって光の臨界角が大きくなって、柱状結晶２０Ａによる厚み方向への導光性能が低下する。具体的に、ＣｓＩの屈折率が１．８、空気の屈折率が１であって臨界角が３４°の条件から、ＣｓＩの屈折率が１．８、パリレンの屈折率が１．５であって臨界角が５６°の条件へと、導光性能が低下する。第１非柱状部２３の形成により、このような不具合発生を防止できる。
【００６４】
更に、第２非柱状部２５が柱状部２０と支持体１０１との間に介在することにより、支持体１０１との密着性も向上する。すなわち、柱状部２０が支持体１０１表面に直接形成されている構成に比べてシンチレータ２００における支持体１０１に対向する部分の平坦度及び表面積が増加するので、支持体１０１との密着性が向上する。これにより、支持体１０１とシンチレータ２００との熱膨張量の違い（熱伝導率の違い）などで支持体１０１からシンチレータ２００が剥離することを防止できる。このことは、Ｘ線入射側とは反対側に配置される支持体１０１に、同じくＸ線入射側とは反対側に設けられる制御モジュール５０の熱が伝搬し易いＸ線画像検出装置１においてその効果が大きい。
【００６５】
このような第１非柱状部２３及び第２非柱状部２５によってそれぞれ、センサ基板４００との密着性、及び支持体１０１との密着性の両方が確保されるので、これらセンサ基板４００及び支持体１０１からの剥離強度が向上し、これによってシンチレータパネル１０全体の強度が向上する。
【００６６】
このようなＸ線画像検出装置１によれば、Ｘ線画像を高感度、高精細に検出できるとともに、センサ基板４００及び支持体１０１とシンチレータ２００との密着性の向上により、信頼性を向上させることができる。
【００６７】
以上説明したＸ線画像検出装置１は、医療用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。特に、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求されるマンモグラフィ装置には、高感度、高精細であるという特徴を有する本例のＸ線画像検出装置１を好適に使用できる。更に、Ｘ線画像検出装置１がＸ線撮影装置に着脱可能な可搬なカセッテとして構成される場合には、落下衝撃を受ける可能性が高く、センサ基板４００及び支持体１０１との密着によるシンチレータ２００の耐衝撃性の確保が重要なので、上述したセンサ基板４００及び支持体１０１のそれぞれとの密着性向上の効果が大きい。
また、Ｘ線画像検出装置１は、医療用のＸ線撮影装置のほか、例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００６８】
〔５．変形例〕
なお、以上説明した例では、シンチレータ２００は第２の非柱状部２５（図４）を備えていたが、この第２非柱状部２５は、図７のように設けられていなくてもよい。図７に示すシンチレータ２１０は、柱状部２０と、第１非柱状部２３とを有する。このような構成では、主として柱状部２０で発光した光は、Ａｌ製等の反射部材として構成された支持体１０１によってセンサ基板４００に向けて反射される。
【００６９】
図８及び図９は、センサ基板にシンチレータが直接蒸着された例を示す。図８のＸ線画像検出装置２は、光検出器４０と、光検出器４０のセンサ基板４００に一体に形成されたシンチレータ２２０とを備えている。シンチレータ２２０は、支持体を有しておらず、センサ基板４００上に蒸着形成されている。シンチレータ２２０を被覆する保護膜３１は、センサ基板４００上にシンチレータ２２０を封止する。
【００７０】
図９は、シンチレータ２２０の構成を示す模式図である。センサ基板４００上に気相堆積法により、第１非柱状部２３、柱状部２０、第２非柱状部２５の順で形成される。図９の構成では、主として柱状結晶２０Ａで発光した光のうちセンサ基板４００側とは反対側に進行した光を第２非柱状部２５によってセンサ基板４００に向けて反射させている。また、第２の非柱状部２５によって、柱状結晶２０Ａ間への保護膜材料の流入を防止できる。
ここで、第１非柱状部２３は、センサ基板４００上に蒸着の初期において形成された領域であり、第１非柱状部２３においてセンサ基板４００の最表層に接する部分の空隙率は０あるいは略０である。このため、第１非柱状部２３の基端部はセンサ基板４００との接触面全体においてセンサ基板４００に密着する。
【００７１】
ここで、第１非柱状部２３の形成により、シンチレータにおけるセンサ基板４００に対向する表面積（図８及び図９の例ではセンサ基板４００との接触面積）を増やし、かつシンチレータ表面が平坦化されることによって、センサ基板４００とシンチレータとの密着性が向上する点は、前述の図１〜図６に係る構成の場合と同様であるが、図８及び図９に係る構成（直接蒸着）では、シンチレータとの密着性がＡｌ等と比較して悪い絶縁性基板４０１（通常、ガラス）に対してシンチレータが蒸着形成されるため、センサ基板４００とシンチレータとの密着性の要求がより高い。すなわち、熱伝導率がＡｌ等と比べて低いガラス基板とシンチレータとの密着性は良くない。この意味で、第１非柱状部２３の形成によってセンサ基板４００とシンチレータ２２０との密着性を確保できる効果は、Ａｌ製の支持体１０１をシンチレータ２００の蒸着基板として用いてシンチレータパネル１０とセンサ基板４００とを貼り合わせる場合（図１〜図６）の効果よりも大きい。
【００７２】
〔６．適用可能なデバイス材料〕
〔６−１．有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料〕
上述した光電変換素子４１（図２）に、例えば特開２００９−３２８５４号公報に記載されたＯＰＣ（有機光電変換）材料を用いることができる。このＯＰＣ材料により形成された膜（以下、ＯＰＣ膜という）を光電変換素子４１の光導電層４１０として使用できる。ＯＰＣ膜は、有機光電変換材料を含み、蛍光体層から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。このように有機光電変換材料を含むＯＰＣ膜であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、蛍光体層による発光以外の電磁波がＯＰＣ膜に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線がＯＰＣ膜で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。
【００７３】
ＯＰＣ膜を構成する有機光電変換材料は、蛍光体層で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、蛍光体層の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長と蛍光体層の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければ蛍光体層から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、蛍光体層の放射線に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００７４】
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えば、アリーリデン系有機化合物、キナクリドン系有機化合物、及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、蛍光体層の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、ＯＰＣ膜で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００７５】
バイアス電極４１１及び電荷収集電極４１２の間に設けられる有機層の少なくとも一部をＯＰＣ膜によって構成することができる。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね若しくは混合により形成することができる。
【００７６】
上記有機層は、有機ｐ型化合物又は有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、ｎ型（アクセプター性）化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いることができる。
【００７７】
有機ｎ型半導体（化合物）は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。更に詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５ないし７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これらに限らず、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いることができる。
【００７８】
ｐ型有機色素又はｎ型有機色素としては、公知のものを用いることができるが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、３核メロシアニン色素、４核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）等が挙げられる。
【００７９】
１対の電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有し、該ｐ型半導体とｎ型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該ｐ型半導体及びｎ型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜（感光層）を好適に用いることができる。このように、光電変換膜において、バルクへテロ接合構造層を含ませることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、上記バルクへテロ接合構造については、特開２００５−３０３２６６号公報において詳細に説明されている。
【００８０】
光電変換膜の厚みは、蛍光体層からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下である。
上述したＯＰＣ膜に関するその他の構成は、例えば、特開２００９−３２８５４号公報の記載が参考となる。
【００８１】
〔６−２．有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）〕
上述したＴＦＴスイッチング素子４２には、無機材料が使われることが多いが、例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されたように、有機材料を使用することができる。有機ＴＦＴはいかなるタイプの構造でもよいが、最も好ましいのは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このＦＥＴ構造は、最下層に基板を配置し、その上面の一部にゲート電極を設け、更に該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層を設けている。更に絶縁体層の上面に半導体活性層を設け、その上面の一部にソース電極とドレイン電極とを隔離して配置している。なお、この構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、ソース電極とドレイン電極とが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【００８２】
（半導体活性層）
半導体活性層は、ｐ型有機半導体材料を用いてなる。このｐ型有機半導体材料は実質的に無色透明である。有機半導体薄膜の膜厚は、例えば触針式膜厚計により測定できる。膜厚の異なる薄膜を複数作製して吸収スペクトルを測定し、検量線から膜厚３０ｎｍあたりの最大吸光度に換算してもよい。
【００８３】
ここでいう有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、ここでは、ｐ型有機半導体材料について説明する。
【００８４】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが更に好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【００８５】
前記ｐ型有機半導体材料は、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、更に好ましくは２００以上２０００以下である。
【００８６】
このようなｐ型有機半導体材料の好ましい具体例を示す。Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【化１】
0005460572.tif 000002
【００８７】
（半導体活性層以外の素子構成材料）
以下に、有機薄膜トランジスタにおける半導体活性層以外の素子構成材料について説明する。これらの各材料は、いずれも可視光又は赤外光の透過率が６０％以上であることが好ましく、７０％以上であることがより好ましく、８０％以上であることが更に好ましい。
【００８８】
基板としては、必要な平滑性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ガラス、石英、光透過性プラスチックフィルムなどが挙げられる。光透過性プラスチックフィルムとしては、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、ポリカーボネート（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）等からなるフィルム等が挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。なお、基板として、アラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板をも好適に使用しうる。
【００８９】
ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を構成する材料としては、必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
【００９０】
絶縁層に用いられる材料としては、必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
上述した有機ＴＦＴに関するその他の構成は、例えば、特開２００９−２１２３８９号公報の記載が参考となる。
【００９１】
〔６−３．非晶質酸化物半導体〕
上述したＴＦＴスイッチング素子４２には、例えば特開２０１０−１８６８６０号公報に記載された非晶質酸化物を使用することができる。ここで、特開２０１０−１８６８６０号に記載された電界効果型トランジスタが有する非晶質酸化物含有の活性層について示す。この活性層は、電子又はホールの移動する電界効果型トランジスタのチャネル層として機能する。
【００９２】
活性層は、非晶質酸化物半導体を含んだ構成とされている。この非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のある基板上に好適に形成される。
活性層に用いられる非晶質酸化物半導体としては、好ましくはＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、又はＣｄよりなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物、更に好ましくは、Ｉｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物である。
【００９３】
活性層に用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＳｎＯ２、ＣｄＯ，Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＧＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＺＯ）が挙げられる。
【００９４】
活性層の成膜方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。更に、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。
【００９５】
成膜された活性層は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認される。活性層の組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求められる。
【００９６】
また、この活性層の電気伝導度は、好ましくは１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。この活性層の電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。
上述した非晶質酸化物に関するその他の構成は、例えば、特開２０１０−１８６８６０号公報の記載が参考となる。
【００９７】
〔６−４．フレキシブル材料〕
フレキシブルでかつ低熱膨張、高強度といった、既存のガラスやプラスチックでは得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバー等を放射線画像検出装置に用いることも考えられる。
（１）アラミド
上述したセンサ基板の絶縁性基板４０１や、支持体１０１や、制御モジュール５０の回路基板などとして、フレキシブル材料であるアラミドによって形成されたフィルム（あるいはシート、基板）を使用することができる。アラミド材料は、ガラス転移温度３１５℃という高い耐熱性、ヤング率が１０ＧＰａという高い剛性、熱膨張率が−３〜５ｐｐｍ／℃という高い寸法安定性を有する。このため、アラミド製のフィルムを用いると、一般的な樹脂フィルムを用いる場合と比べて、半導体層や蛍光体層の高品質の成膜が容易に行える。また、アラミド材料の高耐熱性により、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化できる。更に、ハンダのリフロー工程を含むＩＣの自動実装にも対応できる。また更に、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガス・バリア膜、ガラス基板と熱膨張係数が近いために、製造後の反りが少ない。そして，割れにくい。ここで、ハロゲンを含まないハロゲンフリー（JPCA−ES01−2003の規定に適合）なアラミド材料を用いることが環境負荷低減の点で好ましい。
アラミドフィルムは、ガラス基板やＰＥＴ基板と積層されてもよいし、デバイスの筐体に貼り付けられてもよい。
【００９８】
アラミドの分子間の凝集力（水素結合力）の高さによる溶媒への低溶解性を分子設計によって解決することにより、無色透明で薄いフィルムへの成形が容易とされたアラミド材料についても、好適に用いることができる。モノマーユニットの秩序性、及び芳香環上の置換基種・位置を制御する分子設計により、アラミド材料の高剛性や寸法安定性に繋がる直線性の高い棒状の分子構造を維持しつつ、溶解性が良い成形の容易さが得られる。この分子設計により、ハロゲンフリーをも実現できる。
【００９９】
また、フィルムの面内方向の特性が最適化されたアラミド材料についても、好適に用いることができる。成型中に逐次変化するアラミドフィルムの強度に応じて、溶液キャスト、縦延伸、横延伸の工程ごとに張力条件を制御することにより、直線性の高い棒状分子構造であって物性に異方性が生じやすいアラミドフィルムの面内方向の特性をバランスできる。
【０１００】
具体的に、溶液キャスト工程では、溶媒の乾燥速度の制御による面内厚み方向の物性の等方化、溶媒を含んだ状態のフィルムの強度とキャスト・ドラムからの剥離強度の最適化、を図る。縦延伸工程では、延伸中に逐次変化するフィルムの強度、溶媒の残留量に応じた延伸条件を精密に制御する。横延伸工程では、加熱によって変化するフィルム強度の変化に応じた横延伸の条件の制御、フィルムの残留応力を緩和するための横延伸の条件の制御を図る。このようなアラミド材料の使用により、成型後のアラミドフィルムがカールしてしまう問題を解決できる。
【０１０１】
上記の成形容易さに対する工夫、及びフィルム面内方向の特性のバランスに対する工夫のいずれにおいても、アラミドならではの直線性の高い棒状の分子構造が維持されているので、熱膨張係数を低く維持できる。製膜時の延伸条件の変更などにより、熱膨張係数を更に低減することも可能である。
【０１０２】
（２）バイオナノファイバー
光の波長に対して十分に小さなコンポーネントは光散乱を生じないことから、ナノファイバーによって補強されたフレキシブルなプラスチック材料などを上述したセンサ基板の絶縁性基板４０１や、支持体１０１や、制御モジュール５０の回路基板などに好適に使用することができる。ナノファイバーの中でも、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束が幅５０ｎｍと、可視光波長に対して約１／１０のサイズでかつ、高強度、高弾性、低熱膨である特徴を有するバクテリアセルロースと透明樹脂との複合材料（バイオナノファイバーということがある）を好適に使用できる。
【０１０３】
バクテリアセルロースシートにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を約６０〜７０％と高い比率で含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示す透明バイオナノファイバーが得られる。このバイオナノファイバーにより、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（約３〜７ｐｐｍ）、鋼鉄並の強度(約４６０ＭＰａ)、及び高弾性(約３０ＧＰａ)が得られる。
上述したバイオナノファイバーに関する構成は、例えば、特開２００８−３４５５６号公報の記載が参考となる。
【０１０４】
〔７．Ｘ線画像検出装置の製造方法〕
次に、Ｘ線画像検出装置１を効率的に製造しうる放射線画像検出装置の製造方法について説明する。なお、以下では、図１〜図６の例のようにシンチレータパネル１０が支持体１０１を備え、シンチレータパネル１０とセンサ基板４００とが貼り合わせられる構成のＸ線画像検出装置１の製造方法について説明する。
【０１０５】
上述のシンチレータ２００は、支持体１０１表面に直接気相堆積法により形成されることが好ましい。気相堆積法により、第２非柱状部２５、柱状部２０、及び第１非柱状部２３を順次連続して形成することができる。ここでは、ＣｓＩ：Ｔｌを用いた態様を例に挙げて説明する。
気相堆積法の概要としては、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、支持体１０１の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを支持体上に堆積させる。
気相堆積法により支持体１０１上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は不定形或いは略球形の直径の比較的小さな結晶の集合体が形成される。気相堆積法の実施に際しては、真空度、支持体温度、及び蒸着レート（蒸着セル温度）の少なくともいずれかの条件を変更することで、第２非柱状部２５の形成後に連続して柱状結晶２０Ａを成長させることができる（シンチレータ形成工程）。
即ち、所定の厚みｔ２となるように第２非柱状部２５を形成した後、真空度を上げる、支持体温度を高くする、蒸着レートを下げる等の手段のうち少なくともいずれかを行うことで、効率よく均一な柱状結晶２０Ａを成長させることができる。そして、真空度を下げる、支持体温度を低くする、蒸着レートを上げる等の少なくともいずれかを行うことにより、第１非柱状部２３を成長させる。なお、Ｔｌの賦活量を第１非柱状部２３、第２非柱状部２５、及び柱状部２０のそれぞれで変えてもよい。
ここで述べた例では、第１、第２非柱状部２３，２５及び柱状部２０のいずれの材料にもＣｓＩ：Ｔｌを用いたが、発光効率が高く、光ガイド機能を有してシンチレータ２００全体の発光効率への寄与度が大きい柱状部２０のみをＣｓＩ：Ｔｌによって形成することも考えられる。この場合にも、発光スペクトル及び湿度による経時劣化に関して上述したＣｓＩ：Ｔｌ使用の利点を十分に享受できる。
【０１０６】
このように、シンチレータ形成工程において支持体１０１上にシンチレータ２００を形成した後、パリレン等を用いて、同じく気相堆積法によって保護膜３０を蒸着形成してシンチレータ２００を支持体１０１上に封止することにより、シンチレータパネル１０が製造される。なお、保護膜３０は、防湿フィルムでシンチレータパネル１０を気密に包むなどの他の手段によってシンチレータ２００の防湿が確保される場合には、形成されなくてもよい。
このシンチレータパネル１０を光検出器４０と貼り合わせることにより、Ｘ線画像検出装置１を得ることができる。上述したセンサ基板４００との密着性向上により、貼り合わせが容易である。シンチレータパネル１０と光検出器４０との貼り合わせ方法には特に制限はなく、両者が光学的に結合されればよい。両者を貼り合わせる方法としては、両者を対向させて直接密着させる方法と、何らかの接着層や平坦化層を介して密着させる方法のいずれをとってもよい。
【０１０７】
直接密着させる方法としては、シンチレータ２００を支持体１０１上に形成した後に、形成されたシンチレータ２００の柱状部２０の成長方向先端側の部分と、光検出器であるセンサ基板４００とを対向させて密着させる方法があり、このようにして両者を貼り合わせることで、Ｘ線画像検出装置１が製造される。
【０１０８】
また、形成されたシンチレータ２００の柱状結晶２０Ａの成長方向先端側の部分と、光検出器４０とを、樹脂層を介して対向させることで光学的に結合させてもよい。樹脂層としては、シンチレータ２００と光検出器４０とを密着固定化する接着層、透明な液体又はゲルからなるマッチングオイル層などが挙げられる。これら樹脂層を構成する樹脂は、シンチレータ２００から発生するシンチレーション光をほぼ減衰させることなく光検出器４０に到達させうるものであれば特に制限はない。
平坦化層を形成する樹脂としては、ポリイミドやパリレン等を使用することができ、製膜性が良好なポリイミドが好ましい。
接着層を形成する接着剤としてはシンチレータ２００から発生するシンチレーション光に対して光学的に透明なものが好ましく、例えば、熱可塑性樹脂、UV硬化接着剤、加熱硬化型接着剤、室温硬化型接着剤、両面接着シート、などが挙げられるが、画像の鮮鋭度を低下させないという観点からは、光検出器４０の画素サイズに対して十分に薄い接着層を形成しうるという点で、低粘度エポキシ樹脂製の接着剤を用いることが好ましい。
また、樹脂層の厚みは、感度、画像の観点からは５０μｍ以下であることが好ましく、５μｍ〜３０μｍの範囲であることがより好ましい。
【０１０９】
以上のような製造方法によりＸ線画像検出装置１を効率よく、容易に製造しうる。また、この製造方法によれば、真空度や支持体温度を制御することで、簡易に種々の仕様のシンチレータ２００を設計通りに製造することができるという利点をも有するものである。
【０１１０】
なお、図８及び図９に示したようなセンサ基板４００にシンチレータ２２０が直接蒸着されるタイプのＸ線画像検出装置２の製造方法も、上述の製造方法とほぼ同様である。支持体１０１にではなく、センサ基板４００に対してＣｓＩ：Ｔｌを所定の条件で堆積させた後、保護膜３１を蒸着すればよい。図１〜図６の構成の場合に行われるような、センサ基板４００とシンチレータパネル１０との貼り合わせ工程は不要である。
【０１１１】
〔８．製作例〕
以下、本発明をより具体的に説明するが、本発明はこれら具体例に制限されるものではない。
［製作例１］
１．シンチレータの成膜
支持体として、液晶用の無アルカリガラス基板（０．７ｍｍ厚）を準備した。
まず、支持体に対して、ＣｓＩ結晶層との密着性向上を目的としてＡｒプラズマで表面処理した。その後、表面処理した支持体をシンチレータ成膜用の真空チャンバーにセットした。真空チャンバーは原料のＣｓＩ、ＴｌＩをそれぞれ独立に加熱するための複数のるつぼを備えている。チャンバーを排気した後、Ａｒを一定量流入することで装置真空度を０．７５Ｐａに設定した。原料るつぼを加熱して原料の融液状態が安定した時点で、支持体を真空装置の装置機構により同心円状に回転させ、シャッターを開き、第２非柱状部の蒸着を開始した。
【０１１２】
この条件で製膜を行い、第２非柱状部の膜厚（ｔ２）が５μｍとなった時点で真空度を１Ｐａに上げ、柱状結晶の蒸着を開始した。なお、真空度を変更する際には原料の融液状態が変化するため、一度シャッターを閉じ、融液状態が安定したのを確認してから再度シャッターを開き、蒸着を再開した。柱状結晶の膜厚（ｔ１）が５００μｍとなった時点で原料るつぼの加熱を止め、真空装置に吸気して支持体上に蒸着により、第２非柱状部と柱状部とを有するシンチレータを形成した。
【０１１３】
２．シンチレータ層における物性評価
２−１．第２非柱状部の厚み（ｔ２）及び柱状部の厚み（ｔ１）の測定
シンチレータの任意の一部を割断し、柱状結晶の側面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで膜厚を測定した。膜厚の値は切り出した部分から無作為に１０カ所を選択して測定した値の平均値を用いた。なお、ＣｓＩは非導電性のため、Ａｕを約２００ÅスパッタしてからＳＥＭ観察を行った。
【０１１４】
２−２．第２非柱状部及び柱状部の結晶径の測定
シンチレータの一部を支持体若しくは後述する製作例１３においては、光検出基板から剥離し、柱状結晶の膜厚方向に対して垂直な面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径（柱状結晶の断面径）を測定した。１回の撮影でシンチレータを表面から見た時に柱状結晶が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱状結晶の柱径の最大値を測定して平均した。
【０１１５】
なお、第２非柱状部の如く、結晶間が癒着している場合には、隣接結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の粒界と見なし、癒着した結晶同士を最小多角形となるように分離して結晶径を測定した。結晶径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ  Ｚ  ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とした。
【０１１６】
支持体からシンチレータが剥離しにくい場合には、支持体から１００μｍ程度の位置にてシンチレータを結晶成長方向に垂直にスライスし、支持体に付着したＣｓＩ結晶の界面付近の形状が観察できる距離までＡｒイオンでエッチングした後、エッチング面から観察した。ＣｓＩは非導電性のため、Ａｕを約２０ÅスパッタしてからＳＥＭ観察を行った。
【０１１７】
２−３．非柱状部の空隙率の測定
製作例１〜１１について、図４のＢ−Ｂ断面に相当する位置における第２非柱状部の空隙率を測定し、表１に示した。第２非柱状部の空隙率は、第２非柱状部の支持体への蒸着面積、第２非柱状部の厚み、ＣｓＩ密度、及び実際に測定したシンチレータの重量に基づいて算出した。
【０１１８】
３．放射線画像検出装置の作製
光検出器を準備し、表面にスピンコーターで、溶媒で希釈した低粘度エポキシ樹脂接着剤（ハンツマン社製アラルダイト２０２０）を溶媒揮発後の厚さが１５μｍとなるように塗布して接着層を形成した。光検出器に形成された接着層と得られたシンチレータの柱状部側を対向させたのち、加熱することで光検出器とシンチレータとを接着層を介して貼り合わせた。
その後、光検出器の端子部にＴＦＴ駆動用の回路基板と、電荷読み取り用の集積回路ＩＣを異方性導電膜により貼り付け、駆動制御とＡＤ変換を行うための回路基板に接続して製作例１のＸ線画像検出装置を作製した。
放射線が光検出器側から入射するように配置し、放射線画像の読み取りは、Ｘ線画像検出装置とケーブルで接続した走査用のＰＣを制御することにより実施した。
【０１１９】
４．放射線画像検出装置の評価
４−１．感度
放射線としてＸ線を使用した。Ｘ線照射時に光検出器を電気回路で駆動させ、シンチレーション光によりフォトダイオードで発生した光電変換による電荷を読み出し、チャージアンプで増幅した後にＡＤ変換することで発生電荷量を計算した。
Ｘ線非照射時の読み取り電荷（検出系のノイズ）量を事前に測定し、Ｘ線照射時の発生電荷量から差し引いた値を感度とした。なお、結果は後述する製作例１２における感度を１００とした時の相対値で示す。製作例１の感度は１２０であった。
【０１２０】
４−２．ＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  Ｔｒａｎｓｆｅｒ  Ｆｕｎｃｔｉｏｎ）
ＩＥＣ規格に準拠し、Ｗ（タングステン）製のＭＴＦエッジを撮影して得られたエッジ像を演算することでＭＴＦ曲線を得た。結果は２ｃｙｃｌｅ／ｍｍの値で比較し、製作例１２の値を１００とした時の相対値で示す。製作例１のＭＴＦは１００であった。
【０１２１】
４−３．総合判断
前記感度及びＭＴＦの評価結果の積を指標として放射線画像検出装置の性能を判断した。感度とＭＴＦの積は１２０以上であると画像を官能評価した際に性能の違いがはっきりと認識され好ましい。製作例１の総合評価は１２０であり、後述する製作例１２に対し、感度、画像の鮮鋭度に優れることがわかる。
【０１２２】
［製作例１２］
支持体として、製作例１で用いたガラス基板に変えて、ウェットエッチングにより表面に５μｍピッチで高さ５μｍ程度の凹凸を設けたガラス基板を用いた。
シンチレータの形成において、非柱状結晶部分の蒸着は行わずに、支持体上に直接柱状結晶層の蒸着を実施した以外は製作例１と同様にして製作例１２の放射線画像検出装置を作製した。製作例１と同様にして評価し、製作例１２の結果を１００として相対評価をおこなう。
【０１２３】
［製作例２〜製作例６］
製作例１において、非柱状結晶部分の膜厚を、真空度が０．７５Ｐａ時の蒸着時間を変更することで表１に記載のように調整した他は製作例１と同様にして、製作例２〜製作例６の放射線画像検出装置を作製し、同様に評価した。結果を下記表1に示す。
【０１２４】
［製作例７〜製作例１１］
製作例１において、非柱状結晶部分の製膜に際して、真空度を表１に示すものに変えて、非柱状部２５における結晶径を表１に記載のように調製した他は製作例１と同様にして、製作例２〜製作例６の放射線画像検出装置を作製し、同様に評価した。結果を下記表1
に示す。
【０１２５】
［製作例１３］
支持体として、製作例３で用いたガラス基板に変えて、光検出器表面に直接シンチレータを、製作例３と同様の条件にて製膜して形成した。本態様では、光検出器の近傍に第１非柱状部がまず形成され、その後、柱状部が形成されることになり、熱硬化性の接着剤による貼り合わせは実施していない。この処理以外は、製作例３と同様に行った。
【０１２６】
【表１】
0005460572.tif 000003
【０１２７】
なお、表１に示した膜厚、平均結晶径、及び平均柱径のそれぞれの単位はμｍである。
【０１２８】
表１に明らかなように、本発明の製作例１〜１１の放射線画像検出装置は、シンチレータがすべて柱状結晶で構成される製作例１２に比べて、高感度でかつ、画像のボケなどの画質低下が抑制され、得られる画像の鮮鋭度が高いことがわかる。
【０１２９】
〔９．本明細書の開示内容〕
以上、説明したように、本明細書には、
放射線の照射によって蛍光を発するシンチレータと、
前記シンチレータが発した蛍光を電気信号として検出する光検出器と、を備え、
前記シンチレータは、放射線の進行方向において前記光検出器の後側に配置されるとともに、蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群で形成された柱状部及びこの柱状部の前記光検出器側に設けられる第１非柱状部を有する、放射線画像検出装置が開示されている。
【０１３０】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記第１非柱状部の空隙率は、１０％以下であることが好ましい。
【０１３１】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記第１非柱状部の厚みは、３μｍ以上、５０μｍ以下であることが好ましい。
【０１３２】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記シンチレータは、前記柱状部の前記第１非柱状部側とは反対側に設けられる第２非柱状部を有することが好ましい。
【０１３３】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記第１非柱状部の空隙率は、前記第２非柱状部の空隙率よりも小さいことが好ましい。
【０１３４】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記第１非柱状部の厚みは、前記第２非柱状部の厚みよりも小さいことが好ましい。
【０１３５】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記光検出器は、光電変換素子を含むセンサ基板を有し、
前記センサ基板には、前記シンチレータの前記第１非柱状部側の部分が貼り合わせられることが好ましい。
【０１３６】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記柱状部における結晶成長方向先端部の少なくとも前記柱状結晶間に前記第１非柱状部が設けられて前記シンチレータが平坦化されることが好ましい。
【０１３７】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記光検出器は、光電変換素子が形成されたセンサ基板を有し、
前記シンチレータは、気相堆積法により前記センサ基板に蒸着されることが好ましい。
【０１３８】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記第１非柱状部は、前記センサ基板上に、蒸着の初期において形成された領域であり、この第１非柱状部の空隙率は、０あるいは略０であることが好ましい。
【０１３９】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記シンチレータは、保護膜によって被覆されることが好ましい。
【０１４０】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記保護膜は、パリレンであることが好ましい。
【０１４１】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記保護膜は、気相堆積法により蒸着されることが好ましい。
【０１４２】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
前記シンチレータにおいて少なくとも前記柱状部は、Ｃｓｌ及びＴｌを含んで形成されることが好ましい。
【０１４３】
また、本明細書に記載された放射線画像検出装置においては、
可搬なカセッテとされることが好ましい。
【０１４４】
また、本明細書には、
上述の放射線画像検出装置の製造方法であって、
支持体上に、気相堆積法により前記シンチレータを形成する際に、真空度、支持体温度、及び蒸着レートの少なくともいずれかの条件を変更することで、前記柱状部及び前記第１非柱状部を少なくとも含むシンチレータを形成するシンチレータ形成工程を含む、放射線画像検出装置の製造方法が開示されている。
【符号の説明】
【０１４５】
１      Ｘ線画像検出装置（放射線画像検出装置）
１０    シンチレータパネル
１０１  支持体
２００  シンチレータ
２０    柱状部
２０Ａ  柱状結晶
２３    第１非柱状部
２３Ａ  非柱状結晶
２５    第２非柱状部
２５Ａ  非柱状結晶
３０    保護膜
４０    光検出器
４００  センサ基板
５０    制御モジュール
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図５】
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【図６】
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