(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された放射線を光に変換する２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータは、それぞれ前記光検出器側の領域の付活剤濃度が、当該シンチレータ内の前記光検出器側とは反対側の領域の付活剤濃度よりも相対的に高い、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２つのシンチレータのうち、放射線の入射側に配置された一方のシンチレータは、他方のシンチレータよりも前記光検出器側の領域の付活剤濃度が高い放射線画像検出装置。
【請求項３】
照射された放射線を光に変換する２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータのうち少なくとも一方のシンチレータは、前記光検出器側の領域の付活剤濃度が、放射線進行方向において高濃度と低濃度とに繰り返し複数回変化する、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、
前記一方のシンチレータは、放射線の入射側に配置されたシンチレータである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、
前記一方のシンチレータの前記光検出器に最も近接する位置での付活剤濃度が、前記高濃度の濃度よりも低い放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光検出器は、基板上に形成され、当該基板から剥離されたものである、放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータの対向する表面間の距離が４０μｍ以下である、放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光検出器が、受光により導電性を呈する光導電層と、当該導電層から電荷を取り出すための薄膜スイッチング素子とが積層あるいは平面的に配置されてなるものである、放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項８に記載の放射線画像検出装置であって、
前記光導電層及び薄膜スイッチング素子の少なくとも一方は、有機材料により形成されている、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、
前記第１、第２シンチレータはそれぞれ、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を含む、放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項１０に記載の放射線画像検出装置であって、
前記第１、第２シンチレータの少なくとも一方は、前記柱状部の前記光検出器側とは反対側に形成された非柱状部を有する、放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項１０又は１１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光物質の母体はＣｓＩであり、付活剤はＴｌである、放射線画像検出装置。
【請求項１３】
請求項１から１２のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置を製造する方法であって、
基板上に、前記光検出器を形成する工程と、
前記光検出器から前記基板を剥離する工程と、を備える、放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記光検出器を基板上に形成し、前記第１、第２シンチレータの一方と前記光検出器とを貼り合わせた後に、前記光検出器から前記基板を剥離する、放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
前記第１、第２シンチレータのそれぞれを別々の支持体上に形成し、
前記第１、第２シンチレータの一方と前記光検出器とを貼り合わせた後、前記光検出器から前記基板を剥離し、前記光検出器と前記第１、第２シンチレータの他方とを貼り合わせる、放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１６】
請求項１３に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
基板上に、前記光検出器、及び前記第１、第２シンチレータの一方をこの順に形成し、
前記一方のシンチレータの前記光検出器側とは反対側に支持部材を貼り合わせた後に、前記光検出器から前記基板を剥離し、
前記光検出器と前記第１、第２シンチレータの他方とを貼り合わせる、放射線画像検出装置の製造方法。
【請求項１７】
請求項１３に記載の放射線画像検出装置の製造方法であって、
基板上に、前記光検出器、及び前記第１、第２シンチレータの一方をこの順で形成し、
前記一方のシンチレータの前記光検出器側とは反対側に支持部材を貼り合わせた後に、前記光検出器から前記基板を剥離し、
前記光検出器上に前記第１、第２シンチレータの他方を形成する、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線像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、輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）からなるイメージングプレートを用いる従来の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線画像検出装置として種々の方式のものが提案されているが、その一つとして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、当該可視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知られている（例えば、特許文献１〜３）。
【０００４】
Ｘ線画像検出装置では、例えば生体のＸ線撮影に使用される場合など、Ｘ線照射量が低い方が好ましいことが多く、従ってＸ線に対する感度が高く、発光量の多いシンチレータが望まれている。特許文献１では、光検出器を挟んで両側にシンチレータを設けることによって発光量を高めている。
また、特許文献２では、蛍光物質の母体に付活剤を添加することで発光量を高めている。特許文献２には、光検出器とシンチレータとを有し、シンチレータに光検出器とは反対側からＸ線が入射するＸ線画像検出装置において、シンチレータのＸ線入射側の領域における付活剤濃度を高くすることが記載されている。
【０００５】
そして、特許文献３では、シンチレータに光検出器側からＸ線を照射し、光検出器に近接する側をシンチレータの主発光領域とすることによって発光量を高めている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００７−１６３４６７号公報
【特許文献２】特開２００８−５１７９３号公報
【特許文献３】特開２０１１−１７６８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ここで、特許文献２のようにＸ線入射側での付活剤濃度を増やすとともに、特許文献３のように光検出器側をシンチレータの主発光領域とすることが考えられる。このようにして、Ｘ線入射側でかつ光検出器に近い側での付活剤濃度を高くすれば、発光量を増大させＭＴＦ（Modulation Transfer Function）を良化させる一定の効果は得られる。しかしながら、このようなシンチレータの主発光領域を詳細に検討すると、次のような課題が残されている。すなわち、付活剤濃度増大は、以下のような技術的課題を顕著に呈する。
付活剤濃度増大により、主発光領域でかつ光検出器に近い部分の結晶性が乱れ、これによってＭＴＦが悪化してしまう。特に、シンチレータの蒸着初期の領域で付活剤濃度を高くすると、シンチレータの結晶成長への悪影響が大きく、結晶性が乱れて柱状結晶間で光が拡散するため、ＭＴＦが悪化してしまう。
【０００８】
また、付活剤濃度増大により、シンチレータにおける光の吸収が増えてしまう。いま、図１４のように、シンチレータ９１のＸ線入射側の部分を主発光領域Ｓとして付活剤濃度を高くした場合を考えると、図１５に示すように、主発光領域Ｓ内にあって光検出器９２（図１４）から離れている部分Ｐ２では、光検出器９２に入射する発光量が小さく、かつ発光状態が拡がってしまい、画像ボケが生じる（ＭＴＦが悪化する）。このような課題を解決しない限り、図１４のように光検出器９２側からシンチレータ９１にＸ線が照射される構成としても、発光量の一層の増大及びＭＴＦのさらなる良化は見込めない。
【０００９】
本発明の主な目的は、発光量の一層の増大及びＭＴＦのさらなる良化を図ることができる放射線画像検出装置及びその製造方法を提供することにある。
【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、
照射された放射線を光に変換する２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータは、それぞれ前記光検出器側の領域の付活剤濃度が、当該シンチレータ内の前記光検出器側とは反対側の領域の付活剤濃度よりも相対的に高い。
【００１１】
また、本発明の放射線画像検出装置は、
照射された放射線を光に変換する２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータのうち少なくとも一方のシンチレータは、前記光検出器側の領域の付活剤濃度が、放射線進行方向において高濃度と低濃度とに繰り返し複数回変化する。
【００１２】
また、上述の放射線画像検出装置を製造する方法は、
基板上に、前記光検出器を形成する工程と、
前記光検出器から前記基板を剥離する工程と、を備える。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、光検出器を挟んで両側にシンチレータを有することと、光検出器近傍の付活剤濃度が高いことによって、発光量の一層の増大及びＭＴＦのさらなる良化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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】センサ部の概略構成を模式的に示す側断面図である。
【図３】センサ部の構成を模式的に示す平面図である。
【図４】シンチレータの結晶構造を模式的に示す側断面図である。
【図５】柱状結晶断面を示す電子顕微鏡写真である（ＳＥＭ画像）。
【図６】非柱状結晶断面を示す電子顕微鏡写真である（ＳＥＭ画像）。
【図７】第１、第２シンチレータの付活剤濃度及び発光量を示す図である。
【図８】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９】図８の構成に好適な第１、第２シンチレータの付活剤濃度を示す図である。
【図１０】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１１】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１２】センサ部の変形例を示す模式図である。
【図１３】センサ部の他の変形例を示す模式図である。
【図１４】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１５】図１４の構成におけるシンチレータの付活剤濃度及び発光量を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
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７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、同一符号を付して説明を省略又は簡略化する。
【００１６】
以下では、放射線画像検出装置の一種としてＸ線画像検出装置を例にとり説明するが、以下に述べる構成は、α線、β線、γ線等の各種の放射線を用いた放射線画像検出装置に適用可能であり、これらα線、β線、γ線等の各種の放射線を用いた放射線画像検出装置においても、以下に述べる作用効果と略同様の作用効果を奏する。
【００１７】
〔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、照射されたＸ線（図１の白抜き矢印）を光に変換する第１シンチレータ１０及び第２シンチレータ２０と、これらの第１、第２シンチレータ１０，２０によって変換された光を電気信号として検出する光検出器としてのセンサ部４０と、第１、第２シンチレータ１０，２０を被覆する保護膜３０と、第２シンチレータ２０のＸ線入射側とは反対側に設けられる図示しない制御モジュールとを備えている。
【００１８】
保護膜３０は、第１シンチレータ１０が蒸着された支持体１１と、第２シンチレータ２０が蒸着された支持体２１との間に第１、第２シンチレータ１０，２０及びセンサ部４０を封止しており、パリレン等により形成されている。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１０，２０との密着性が良く、その上柔軟性を有するので、支持体１１，２１のソリ等への追従性が良い。
【００１９】
Ｘ線画像検出装置１では、被写体を通過したＸ線（白抜き矢印）が第１シンチレータ１０側から第２シンチレータ２０側に向かって照射される。支持体１１の表面は、Ｘ線入射面１１Ａを構成する。Ｘ線が第１シンチレータ１０に入射すると、第１シンチレータ１０がＸ線を吸収して発光し、その光はセンサ部４０のＰＤ４１に入射する。ＰＤ４１に蓄積された電荷はＴＦＴ４２によって電気信号として出力される。
【００２０】
Ｘ線は、センサ部４０を通過して第２シンチレータ２０にも入射する。Ｘ線が第２シンチレータ２０に入射すると、第２シンチレータ１０もＸ線を吸収して発光し、その光はセンサ部４０のＰＤ４１に入射する。
図１に示した例では、Ｘ線入射面１１Ａから遠い第２シンチレータ２０の厚みを第１シンチレータ１０の厚みよりも大きくすることによって第２シンチレータ２０の発光量増大を図っているが、第１、第２シンチレータの厚みは適宜決めることができる。
【００２１】
制御モジュール（不図示）は、センサ部４０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し、第１、第２シンチレータ１０，２０及びセンサ部４０に一体に組み付けられている。
【００２２】
〔２．センサ部の構成〕
図２は、センサ部４０の構成を模式的に示す側断面図である。図３は、二次元配列された素子を示す平面図である。
センサ部４０は、ａ−Ｓｉ等で形成されたＰＤ（Photodiode）４１と、ａ−Ｓｉ等で形成された薄膜スイッチング素子であるＴＦＴ（Thin Film Transistor）４２とを備えている。
【００２３】
ＰＤ４１は、第１、第２シンチレータ１０，２０の両方から入射した光（図２の実線矢印）を電荷に変換する光導電層を有して構成されている。
ＴＦＴ４２は、ＰＤ４１と平面的に隣接する位置に、ＰＤ４１と同一面上あるいは略同一面上に配置されている。ＴＦＴ４２の厚み方向両側には、光を反射する反射層４２Ａ，４２Ａが設けられている。反射層４２Ａが設けられていることにより、ＴＦＴ４２のスイッチングノイズの発生を抑制できる。
【００２４】
図３に示すように、ＰＤ４１は二次元配列され、各ＰＤ４１はセンサ部４０によって検出される画像の画素に対応している。
各ＰＤ４１には、図３に示すように、ＴＦＴ４２、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ＴＦＴ４２のオンオフが行単位で切り替えられ、ＴＦＴ４２がオン状態にあるＰＤ４１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。ＰＤ４１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。
【００２５】
上述のＰＤ４１及びＴＦＴ４２は、Ａｌ、ガラス製等の図示しない基板上にフォトエッチングプロセス等によって形成された後、当該基板から剥離されたものである。すなわち、センサ部４０から基板が除去されているため、基板によってＸ線が吸収されることなく、第１シンチレータ１０を介して第２シンチレータ２０に入射するＸ線量を増加させることができるとともに、第２シンチレータ２０から発せられた光が基板に吸収されることなくＰＤ４１に入射するので、ＰＤ４１への入射光量をも増加させることができる。また、剥離した基板を再利用することが可能となる。
センサ部４０を基板から剥離する方法については、特開2000-133809号公報、特開2003-66858号公報、特開2003-45890号公報などの記載が参考となる。
ここで、基板を剥離する以外に、化学的溶解法又は研磨法によって基板を薄くする、あるいは除去することによっても、基板剥離と同様の効果が得られる。
【００２６】
図２では、センサ部４０の厚み方向両側の面は、樹脂製の膜４７によって平坦化されているが、この樹脂製の膜４７はなくてもよい。センサ部４０は、第１、第２シンチレータ１０，２０のそれぞれに接着層４８を介して貼り合わせられており、第１、第２シンチレータ１０，２０はそれぞれ、センサ部４０に接着層４８を介して密着する。
【００２７】
なお、センサ部４０と第１、第２シンチレータ１０，２０とのそれぞれの間には、接着層４８や樹脂製の膜４７がなくてもよく、センサ部４０の表面に第１、第２シンチレータ１０，２０をそれぞれ押し当てて直接密着させてもよい。
【００２８】
センサ部４０と第１、第２シンチレータ１０，２０とのそれぞれの間に設けられる平坦化層、接着層、透明な液体又はゲルであるマッチングオイル層などの樹脂層を構成する樹脂は、シンチレータ１０，２０から発せられるシンチレーション光をほぼ減衰させることなくセンサ部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１０，２０から発せられ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、センサ部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、平坦化層、接着層等の樹脂層の厚みは、感度、画質の観点からは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。
【００２９】
〔３．シンチレータの構成〕
〔３−１．支持体〕
支持体１１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１１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１１が光の反射部材を兼ねる場合には、Ａｌなどの軽金属を支持体の材料として用いるとよい。
支持体２１も支持体１１と同様の材料で形成することができる。支持体２１は、Ｘ線が照射される支持体１１側とは反対側に配置されるため、Ｘ線透過率が低い材料で形成されていてもよい。
【００３０】
なお、Ｘ線画像検出装置１において、支持体１１，２１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を蒸着形成した後、基板からシンチレータを剥離して用いることも可能である。シンチレータのセンサ部４０側とは反対側に、光の反射部材を設けることができる。
【００３１】
〔３−２．蛍光物質〕
第１、第２シンチレータ１０，２０は、ＣｓＩを母体に付活剤としてＴｌを添加することによって形成されている。Ｔｌ付活により、発光量を高めることができる。
本例の第１、第２シンチレータ１０，２０は、蛍光物質を柱状に成長させた柱状結晶の群で形成されており、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム付活ヨウ化セシウム）を材料に用いて形成されている。その他、第１、第２シンチレータ１０，２０の材料にＮａＩ：Ｔｌ（タリウム付活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム付活ヨウ化セシウム）等を用いることも可能である。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）と適合する点で、ＣｓＩ：Ｔｌを材料に用いることが好ましい。
なお、第１、第２シンチレータ１０，２０は柱状結晶を含んでいなくてもよく、例えばＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ（テルビウム付活酸硫化ガドリニウム））を支持体に塗布することなどによって形成されていてもよい。
【００３２】
〔３−３．シンチレータ間の距離〕
上述のように、センサ部４０が基板から剥離されたものであることと、ＰＤ４１及びＴＦＴ４２が平面的に隣接するように配置されていることにより、第１、第２シンチレータ１０，２０間は極めて近接している。第１、第２シンチレータ１０，２０の互いに対向する表面間の距離は、４０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０μｍ以下である。このように第１、第２シンチレータ１０，２０間の距離を短くすることで、ＭＴＦを良化させることができる。
【００３３】
〔３−４．シンチレータの結晶構造〕
図４は、第１シンチレータ１０の結晶構造を模式的に示す側断面図である。シンチレータ１０は、柱状結晶１２Ａの群で形成された柱状部１２と、柱状結晶１２Ａの基端に形成された非柱状結晶１３Ａを含む非柱状部１３とを有する。なお、非柱状部１３は、後述するように光の反射特性を有するとともに、支持体１１への密着性向上、柱状結晶１２Ａの結晶性向上に寄与するが、この非柱状部１３は形成されていなくてもよい。非柱状部１３がなくても、Ａｌ製などの支持体１１によってセンサ部４０に向けて光を反射させることが可能である。
【００３４】
Ｘ線の照射によってシンチレータ１０から発せられた蛍光は、柱状結晶１２Ａによって柱の高さ方向（結晶成長方向）にガイドされ、センサ部４０に入射する。このとき、支持体１１側に進行した光は、その一部が支持体１１によって反射されてセンサ部４０に入射する。
【００３５】
〔柱状部の構成〕
柱状部１２は、多数の柱状結晶１２Ａの集合体であり、図４に示した例では、各柱状結晶１２Ａは支持体１１に対してほぼ垂直に起立する。本例の柱状結晶１２Ａは、先端側がすぼまった形状とされている。柱状結晶１２Ａの先端部は研磨されていてもよい。センサ部４０の１つの画素（ＰＤ４１）に対して、複数の柱状結晶１２Ａの先端部が対向する。
【００３６】
柱状結晶１２Ａは非柱状結晶に比べ結晶性が良く、蛍光の発光量が高い。また、空隙を介して隣り合う柱状結晶１２Ａが支持体１１の厚み方向に立設されているので、柱状結晶１２Ａは、光のガイドとなって柱の高さ方向に光を導光する。この柱状結晶１２Ａ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。
【００３７】
図５は、図４のＡ−Ａ断面（柱状部１２の高さ方向略中央の断面）における柱状部１２の電子顕微鏡写真である。隣り合う柱状結晶１２Ａの間には、空隙がある（図５で濃く見える部分）。柱状結晶１２Ａ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１２の領域の一部では、隣り合う柱状結晶１２Ａ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）。
【００３８】
柱状部１２の厚みは、必要な感度に対応するＸ線吸収能を考慮して、マンモグラフィー用途では２００μｍ前後、一般撮影用では５００μｍ以上に決められる。ただし、柱状部１２の厚みが厚すぎても、光の吸収及び散乱等のため発光の利用効率が低下しがちである。このため、柱状部１２の厚みは、感度及び発光の利用効率のそれぞれを考慮した適切な値に決められる。
【００３９】
〔非柱状部の構成〕
非柱状部１３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１３Ａを含んで構成されている。なお、非柱状部１３は、アモルファス（非晶質）の部分を含むことがある。
非柱状結晶１３Ａ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、非柱状部１３は、球状に近い結晶(略球状結晶である非柱状結晶１３Ａ）の集合体で構成されることが好ましい。
【００４０】
図６は、図４のＢ−Ｂ断面（非柱状部１３の厚み方向基端側の断面）における非柱状部１３の電子顕微鏡写真である。非柱状部１３では、図５の柱状結晶１２Ａに比較して径の小さい非柱状結晶１３Ａ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、非柱状部１３の空隙率は柱状部１２の空隙率よりも低い。
【００４１】
非柱状部１３の空隙率は、非柱状部１３の支持体１１への蒸着面積、非柱状部１３の厚み、ＣｓＩ密度、及び実際に測定したシンチレータパネル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非柱状部１３の厚み方向全体の空隙率は、１０％以下である。
【００４２】
非柱状部１３は、支持体１１上に蒸着初期において形成された領域である。非柱状部１３において支持体１１表面に接する部分の空隙率は０あるいは略０であり、非柱状部１３の基端部は支持体１１との接触面全体において支持体１１に密着する。
【００４３】
非柱状部１３の厚みは、柱状部１２の厚みよりも薄く、５μｍ以上、１２５μｍ以下であることが好ましい。支持体１１との密着性を確保するためには、非柱状部１３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非柱状部１３の厚みが厚すぎると、非柱状部１３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、非柱状部１３の厚みは１２５μｍ以下であることが好ましい。
また、非柱状部１３の厚みは、支持体１１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。
【００４４】
なお、非柱状部１３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、非柱状部１３の厚みは、支持体１１表面から非柱状部１３の最表層の表面までの厚みをいう。
【００４５】
非柱状部１３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１３Ａ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１２における柱状結晶１２Ａの径と同様にして平均値をとり、その値を採用した。
【００４６】
非柱状部１３の非柱状結晶１３Ａ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１１との密着性を与える観点から好ましい。非柱状結晶１３Ａの径は、柱状結晶１２Ａの径よりも小さい。
ここで、非柱状結晶１３Ａ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１３Ａの径が小さすぎると空隙率が０に近づき、非柱状部１３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１３Ａ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、非柱状部１３の平坦性及び表面積が低下し、支持体１１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、非柱状部１３の結晶径は７．０μｍ以下であることが好ましい。
【００４７】
非柱状部１３の空隙率は、非柱状部１３の平面視の面積、非柱状部１３の厚み、ＣｓＩ密度、及び実際に測定したシンチレータパネル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非柱状部１３の厚み方向全体の空隙率は、１０％以下である。
【００４８】
このような非柱状部１３が形成されていることにより、非柱状部１３をベースに柱状結晶１２Ａを結晶性が良い状態で成長させることができる。
また、結晶性が良い柱状部１２で発光し、センサ部４０とは反対側に進行した光を非柱状部１３によって反射し、センサ部４０に入射させることが可能となるので、センサ部への入射光量が増加し、利用可能な発光量を高めることが可能となる。非柱状結晶１３Ａの径、厚み、空隙率などは、光の反射特性、支持体１１との密着性などを考慮して決められる。
【００４９】
第２シンチレータ２０も、上述の第１シンチレータ１０と同様に、柱状部１２と、柱状部１２の基端に形成された非柱状部１３とを備えて構成されている。
第２シンチレータ２０において非柱状部を設けることにより、支持体２１と第２シンチレータ２０との密着性が向上するので、制御モジュールからの熱の伝搬に際しても第２シンチレータ２０が支持体から剥離しにくくできる。
【００５０】
〔３−５．シンチレータの製造方法〕
上述のシンチレータ１０，２０は、支持体１１表面に気相堆積法により形成されることが好ましい。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、母体であるＣｓＩと付活剤であるＴｌとをそれぞれ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１１の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを支持体上に堆積させる。
【００５１】
ここで、Ｔｌのるつぼへの印加電力の変更によってＴｌの加熱温度を変更したり、真空度などを変更することなどによって、結晶成長方向において付活剤濃度の異なるシンチレータを形成することができる。例えば、Ｔｌるつぼへの印加電力を上げると付活剤濃度を高くすることができ、Ｔｌるつぼへの印加電力を下げると付活剤濃度を低くすることができる。その他、硫酸タリウム、酸化タリウム、ヨウ化タリウム、炭酸タリウム等、付活剤の種類を変える（Ｔｌ含有化合物を変更する）ことにより、付活剤濃度を変更することも可能である。Ｔｌ含有化合物の変更と、蒸着セル温度の変更とを組み合わせることで、付活剤濃度を変更してもよい。更に、イオン注入によるドーピングによって付活剤濃度を変更してもよい。
また、真空度や支持体温度、蒸着レート等を変更することによって、シンチレータ２０の結晶の形状や結晶径、空隙率などを制御することができる。
【００５２】
上述した第１、第２シンチレータ１０，２０及びセンサ部４０は、接着層４８を介して互いに貼り合わせられる。具体的に、Ａｌ製、ガラス製等の図示しない基板上にセンサ部４０を形成し、第１、第２シンチレータ１０，２０の一方と基板とを接着層４８を介して貼り合わせた後に、センサ部４０を基板から剥離する。そして、他方のシンチレータを接着層４８を介してセンサ部４０に貼り合わせ、保護膜３０を形成することにより、Ｘ線画像検出装置１が製造される。
【００５３】
なお、保護膜３０は、防湿フィルムで第１、第２シンチレータ１０，２０を気密水密に包むなどの他の手段によって各シンチレータの防湿が図られる場合には、形成されなくてもよい。
また、各シンチレータとセンサ部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、両者を直接対向させて密着させる方法と、樹脂層を介して密着させる方法とのいずれをとってもよい。
【００５４】
〔３−６．付活剤濃度（付活剤濃度）〕
図７（Ｂ）は、第１、第２シンチレータ１０，２０の付活剤濃度の分布を示す。第１、第２シンチレータ１０，２０の付活剤濃度分布は、Ｘ線入射側から、低濃度ＤＬ、高濃度ＤＨ、低濃度ＤＬの順に変化する。
図７（Ｂ）に示した破線は、センサ部４０を示す。センサ部４０の両側の第１、第２シンチレータ１０，２０はそれぞれ、センサ部４０近傍に、付活剤濃度が当該シンチレータ内のセンサ部４０側とは反対側での付活剤濃度よりも相対的に高い高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２を有する。図７の例では、高付活剤濃度領域が第１、第２シンチレータ１０，２０のそれぞれに設けられているが、少なくともＸ線入射側に配置された第１シンチレータ１０において高付活剤濃度領域Ｒ１が設けられていればよい。Ｘ線入射側に配置された第１シンチレータ１０の方が、第２シンチレータ２０よりもＸ線吸収量が大であり発光量が高いため、第１シンチレータ１０の付活剤濃度を高くすることが重要である。なお、高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２の厚みは適宜決められる。
【００５５】
高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２における付活剤濃度は図７の例では同じ高濃度ＤＨであるが、違っていても良い。また、第１、第２シンチレータ１０，２０のそれぞれにおいて、センサ部４０から離間する側の領域の付活剤濃度は、高濃度ＤＨよりも低い低濃度ＤＬとなっている。この低濃度ＤＬは、０であってもよい。すなわち、センサ部４０から離間する側の領域は、Ｔｌが添加されていないＣｓＩから形成されていてもよい。
【００５６】
図７（Ａ）は、第１、第２シンチレータ１０，２０毎の発光量を示す。図７（Ａ）に実線で示した発光量は、第１シンチレータ１０の高付活剤濃度領域Ｒ１における発光量であり、図７（Ａ）に一点鎖線で示した発光量は、第２シンチレータ２０の高付活剤濃度領域Ｒ２における発光量である。図７（Ａ）に示した発光量の山形形状は、図７（Ｂ）に示した第１、第２シンチレータ１０，２０の各部分Ｐ１，Ｐ２のそれぞれの幅相応に対する発光量の急峻さを示す。これらＰ１，Ｐ２の付活剤濃度は、図７（Ｂ）の横軸に関わらず、いずれも高濃度ＤＨである。
【００５７】
ここで、１つのシンチレータのみを用いる場合（図１４）の付活剤濃度分布を示した図１５（Ａ）と図７（Ａ）とを比較すると、シンチレータのＸ線入射面から離れた部分における発光量（図１５（Ａ）及び図７（Ａ）にそれぞれ一点鎖線で示した発光量）が図７（Ａ）の方が大きくかつ急峻であることがわかる。また、図７（Ａ）に実線及び一点鎖線でそれぞれ示した発光量（部分Ｐ１，Ｐ２に関係）は、ほぼ等しく、急峻さもほぼ同様である。
【００５８】
図１５（Ａ）のシンチレータ構成では、Ｘ線入射側で高付活剤濃度としているので、図７（Ａ）に実線で示した発光量は図１５（Ａ）に実線で示した発光量よりも小さいが、一点鎖線で示した発光量と実線で示した発光量とを加えたトータルの発光量（部分Ｐ１，Ｐ２に関係）では、図１５よりも図７の方が大きい。すなわち、１つのシンチレータのみを用いる場合（図１５）のシンチレータ厚みｔ１よりも、シンチレータ全体の厚みｔ２（第１、第２シンチレータの厚みの合計）を小さくできるので、薄型化を促進できるとともに、高価な蛍光体材料の使用量を減らしてコストダウンできる。その上、図１５の付活剤濃度分布によれば、部分Ｐ１，Ｐ２を合わせて考えた際の発光量の急峻さが良好となるので、ＭＴＦを良化できる。
【００５９】
なお、第２シンチレータ２０において高付活剤濃度領域Ｒ２が設けられていない場合、すなわち、第２シンチレータ２０の部分Ｐ２における付活剤濃度が低い、又は０の場合には、図７（Ａ）に一点鎖線で示した発光量よりも発光量が小さくなるが、その場合でも、その発光量と部分Ｐ１における発光量（図７（Ａ）の実線）とを足したトータルの発光量を図１５の場合よりも大きくできる。
【００６０】
高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２をより具体的に定義すると、高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ、第１、第２シンチレータ１０，２０において厚み方向（結晶成長方向）において変化する付活剤濃度の変化の幅（付活剤濃度変化幅）Ｗの１／２に対応する付活剤濃度半値ＤＭよりも付活剤濃度が高い領域である。
【００６１】
なお、高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２はそれぞれ、高付活剤濃度領域の例示に過ぎない。各シンチレータにおいて、高付活剤濃度領域と、これよりも付活剤濃度が低濃度である領域とは、シンチレータを高さ方向に二分する領域として把握されるとは限らない。付活剤濃度が異なる複数の領域が把握される場合も考えられる。
また、センサ部４０近傍の付活剤濃度が高い限り、付活剤濃度の具体的分布は限定されず、図７（Ｂ）の第１シンチレータ１０の付活剤濃度分布において、付活剤濃度が勾配を持たずに不連続に変化していてもよい。あるいは、付活剤濃度が段階的にあるいは直線的な勾配を有して結晶高さ方向において変化していてもよい。この場合でも、例えば、付活剤濃度半値ＤＭよりも付活剤濃度が高い領域を高付活剤濃度領域として把握できる。
【００６２】
上述のセンサ部４０や、各シンチレータの支持体等には、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。
【００６３】
〔４．付活剤濃度に関する作用効果〕
以上説明したＸ線画像検出装置１によれば、次のような作用及び効果が得られる。
センサ部４０を挟んで両側に配置された第１、第２シンチレータ１０，２０において、センサ部４０近傍の付活剤濃度を高くしたことにより（高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２）、Ｘ線入射面１１Ａから離れた側にある第２シンチレータ２０のセンサ部４０近接部分の発光量の増加及び発光の拡がり抑制とが実現する。このため、Ｘ線入射側でかつセンサ部４０側からシンチレータにＸ線が照射される構成においてシンチレータのＸ線入射側の主発光領域における付活剤濃度を高くすること（図１４）に対して、発光量を更に高めることが可能となる。これにより、センサ部４０に入射する利用可能な発光量が増加するので、検出感度を向上させることができる。加えて、Ｘ線入射面１１Ａから遠い第２シンチレータ２０における発光分布の急峻度が向上することから、図１４の場合に比較してＭＴＦを更に良化させることができる。これにより、検出画像の鮮鋭度を向上させることができる。
【００６４】
また、一般に付活剤濃度を増大させると結晶性が乱れがちであるが、付活剤濃度が高い領域が柱状結晶１２Ａの先端側にあることで、柱状結晶１２Ａの成長初期の位置で付活剤濃度が高い場合よりも結晶性の乱れを抑制でき、ＭＴＦの悪化を抑制できる。
仮に、支持体１１，２１側での付活剤濃度が高ければ、蒸着初期の結晶性の乱れが、その後に成長する高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２の結晶性に深刻な影響を与える。結晶性が乱れた部分では光の拡散、吸収が生じ、これがＭＴＦの悪化に繋がってしまう。これに対し、本構成では、支持体１１，２１側の付活剤濃度が低く、柱状結晶１２Ａ先端側（高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２）の付活剤濃度が高い。そのため、結晶性を維持して結晶成長させることができるので、柱状結晶１２Ａの高さ方向のほぼ全体において光ガイド効果を維持できる。これによってＭＴＦの悪化を抑制できる。
【００６５】
以上説明したように、Ｘ線画像検出装置１によれば、センサ部４０を挟んで両側にシンチレータ１０，２０が配置された構成において、発光量及びＭＴＦの一層の良化を図ることができる。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。
【００６６】
なお、図１に示したＸ線画像検出装置１について、後述する図９のようなパルス状の付活剤濃度分布を適用しても良い。これにより、結晶性の乱れによるＭＴＦ悪化を抑制できる。また、パルス状の付活剤濃度分布においてセンサ部４０に最も近接する部分の付活剤濃度が低濃度ＤＬであることにより、柱状結晶１２Ａ先端部の強度を維持することができる。柱状結晶１２Ａ先端部の強度確保により、貼り合わせの際や、シンチレータパネルが荷重を受けた際のシンチレータの損傷を防止でき、シンチレータパネルの耐荷重を大きくすることができる。
【００６７】
〔５．他の態様のＸ線画像検出装置〕
以下、図１に示したＸ線画像検出装置１とは異なる構成のＸ線画像検出装置２〜４（図８、図１０、及び図１１）について説明する。これらＸ線画像検出装置２〜４は、前述したＸ線画像検出装置１の詳細構成と同様の構成を具備することが可能であって、これにより、Ｘ線画像検出装置１について述べた作用効果と同様の作用効果を奏する。また、Ｘ線画像検出装置２〜４には、後述する各種のセンサ部や各種デバイス材料を採用することが可能である。
【００６８】
図８は、本発明の実施形態を説明するためのＸ線画像検出装置の他の一例を示す。
Ｘ線画像検出装置２の第２シンチレータ２５は、蒸着基板としての支持体２１（図１）には蒸着されておらず、センサ部４０に蒸着されている。すなわち、センサ部４０が基板から剥離される前に、センサ部４０上に柱状結晶１２Ａを成長させることにより、第２シンチレータ２５が形成されている。
なお、第２シンチレータ２５においてセンサ部４０と柱状部１２との間に、前述した非柱状部１３（図４）が形成されていてもよい。
【００６９】
ここで、センサ部４０の蒸着基板はいずれセンサ部４０から剥離除去されるため、センサ部４０の蒸着基板にガラス等の透明基板を用いる必要はなく、金属蒸着基板の使用が可能となる。熱伝導率が低いガラス等とＣｓＩとの密着性は良いとは言えないため、金属蒸着基板に形成されたセンサ部上にシンチレータを蒸着することにより、センサ部４０とシンチレータ１５との密着性を向上させることができる。
【００７０】
図８のＸ線画像検出装置２についても、図７（Ｂ）で示したような第１、第２シンチレータの付活剤濃度分布を適用できる。すなわち、図７（Ｂ）のように、第１、第２シンチレータがそれぞれ高付活剤濃度領域Ｒ１，Ｒ２を有していてもよい。
図９は、図８のＸ線画像検出装置２において図７よりも好ましい付活剤濃度分布を示す。図９に示すように、第２シンチレータ２５は、センサ部４０近傍に、付活剤濃度が繰り返しパルス状に増減するパルス状付活領域ＲＰを有する。パルス状付活領域ＲＰでは、付活剤濃度が高濃度ＤＨ、低濃度ＤＬに１回以上繰り返し変化している。パルス状付活領域ＲＰにおいてセンサ部４０に最も近接する位置の付活剤濃度は、低濃度ＤＬであることが好ましい。
【００７１】
第２シンチレータ２５においては、結晶成長の初期の部分が付活剤濃度が高い領域であって、付活剤濃度を高くすることで結晶性の乱れが顕著となり易いので、図９のように、付活剤濃度が高濃度、低濃度に１回以上繰り返すパルス状の付活を行うことによって、結晶性の乱れを抑制しつつ、高濃度の部分で発光量及びＭＴＦの良化を図ることが有効となる。
繰り返しパルスは、図８に示した態様以外に、パルスの高低値のうち少なくとも一方が漸減、漸増するものであってよい。あるいは、三角波、鋸波状等の波形であってもよい。
【００７２】
ここで、図９に示した第２シンチレータ２５における付活剤濃度分布のように、センサ部４０に最も近接する位置での付活剤濃度が低いことにより、シンチレータの強度向上の効果が得られる。すなわち、付活剤濃度増大は、発光量を増加させることができる一方で結晶性の乱れを招き、結晶性の乱れた部分の強度が低下するので、シンチレータとセンサ部４０との貼り合わせ時やシンチレータパネルが荷重を受けた際に柱状結晶１２Ａの先端部が損傷する懸念がある。そこで、センサ部４０近傍の付活剤濃度を低くすることによって、柱状結晶１２Ａの先端部の強度を維持できる。これによって、Ｘ線画像検出装置の耐荷重を大きくでき、耐衝撃性を向上させることができる。特に、Ｘ線画像検出装置がカセッテ天板などの筐体に貼り合わせられる場合に、筐体からの荷重を受けてもシンチレータが損傷しにくいという効果が得られる。
【００７３】
また、ＣｓＩはＴｌ付活によって耐吸湿性が低下するため、製造時や使用時に、保護膜３０及びセンサ部４０によるシンチレータの密閉性が低下した際にはシンチレータの性能劣化が始まるおそれがあるが、密閉性が低下した際にも、第２シンチレータ２５の端部の付活剤濃度が低いことで第２シンチレータ２５の端部が耐吸湿性を保持するため、シンチレータの性能劣化を抑制できる（劣化を遅らせられる）。密閉性が低下する原因としては、貼り合わせ時に保護膜３０が破れたり、それ以外の時でも柱状結晶１２Ａの先端部が細いことでシンチレータが破れたり、衝撃時にセンサ部４０から保護膜３０が部分的に剥離することでその部分における防湿性が低下したりすることなどが考えられる。また、センサ部４０が基板から剥離されることはシンチレータの密閉性が低下する大きな要因であり、この場合にセンサ部４０を通してシンチレータに透湿しやすい水分に対しても、シンチレータが耐吸湿性を保持するので性能劣化を抑制できる。
なお、シンチレータの端部（ここでは柱状結晶１２Ａの先端部）において付活剤濃度を低くする部分の厚みは、上述した貼り合わせ時や外部から荷重を受けた際の負荷に応じた強度を確保でき、かつ耐吸湿性を保持できる程度の厚みで薄く形成されていることが好ましい。付活剤濃度を低くする部分の厚みは、５０μｍ以下が好ましい。このように厚みが薄ければ、当該部分における光の減衰及び散乱等を無視しうる。また、当該部分の厚みが５μｍ以上であることが強度を確保する上で好ましい。
【００７４】
シンチレータの強度確保により、センサ部との貼り合わせの際などにシンチレータを強く押し当ててもシンチレータが損傷することなく、シンチレータとセンサ部４０とを保護膜３０を介して均一に密着させることが可能となる。シンチレータとセンサ部４０との密着性にムラがあ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。
【００７５】
図８のＸ線画像検出装置２を製造する際には、図示しない基板上に、センサ部４０、及び第２シンチレータ２０を順次形成する。その後、センサ部４０を基板から剥離するが、剥離の前に、Ａｌ製、プラスチック製などの図示しない支持部材を第２シンチレータ２５０のセンサ部４０とは反対側の端部（柱状部１２の先端部）に貼り合わせることが好ましい。この支持部材により、柱状結晶１２Ａ間の距離を維持できるので、センサ部４０を基板から剥離する際に、柱状結晶１２Ａ同士が接触して損傷することを予防できる。センサ部４０から基板を剥離除去した後、接着層４８を介してセンサ部４０と第１シンチレータ１０とを貼り合わせる。そして支持部材を除去した後、保護膜３０の形成により第１、第２シンチレータ１０，２５を支持体１１上に封止することにより、Ｘ線画像検出装置２が製造される。
【００７６】
上記のように基板剥離時に別途支持部材を用いる手間は、図１に示したＸ線画像検出装置１の製造に際しては不要なため、この点で図８の構成よりも図１の構成が有利である。
また、図１、図８のそれぞれのＸ線画像検出装置１，２を比べると、センサ部４０に近い主発光領域での発光量を如何に大きくするという観点からは、図１のように結晶性の良い柱状結晶１２Ａ先端部がセンサ部４０に対向する構成が有利である。特に図１のように、Ｘ線入射面１１Ａから遠い第２シンチレータ２０におけるセンサ部４０近傍の位置が、柱状結晶１２Ａ先端部となるように、支持体１１に第２シンチレータ２０を形成する構成とした方が、Ｘ線入射面１１Ａから遠いことによるＸ線入射量の不足を補えるので、光変換の性能上（発光量増大を図る意味で）好ましい。
【００７７】
図１０は、本発明の実施形態を説明するためのＸ線画像検出装置の他の一例を示す。Ｘ線画像検出装置３は、図８のＸ線画像検出装置２とは逆に、第１シンチレータ１５がセンサ部４０上に蒸着形成されている。
図１０のＸ線画像検出装置３についても、図７の付活剤濃度分布を適用できるが、図７の高付活剤濃度領域Ｒ１に換えて、図９のパルス状付活領域ＲＰのようにパルス状に付活剤濃度が変化する領域を第１シンチレータ１５のセンサ部４０近傍に設けることが好ましい。
図１０のＸ線画像検出装置３についての構成、及びその製造方法は、図８のＸ線画像検出装置２の説明において、第１シンチレータと第２シンチレータとを入れ替えることによって説明できる。
【００７８】
図１、図１０のそれぞれのＸ線画像検出装置１，３を比べると、基板剥離時の手間が不要という点で、図１の構成が有利である。
また、図８、図１０のそれぞれのＸ線画像検出装置２，３を比べると、図１０では第１シンチレータ１０が直接蒸着であって、第１シンチレータ１０におけるセンサ部４０近傍の付活剤濃度の高い部分の結晶性が悪いのに対し、図８では第１シンチレータ１０の結晶性の良い柱状結晶先端部における付活剤濃度が高いため、ＭＴＦを良化できるという点で図１０の構成が有利である。
【００７９】
図１１は、本発明の実施形態を説明するためのＸ線画像検出装置の他の一例を示す。Ｘ線画像検出装置４は、第１、第２シンチレータ１５，２５のいずれも、センサ部４０に蒸着形成されている。このＸ線画像検出装置４についても、図７の付活剤濃度分布を適用できるが、第１、第２シンチレータ１５，２５のいずれにおいても、図９のようなパルス状付活領域ＲＰを設けることが好ましい。
【００８０】
図１１のＸ線画像検出装置４を製造する際には、図示しない基板上に、センサ部４０、及び第２シンチレータ２５を順次形成する。そして、Ａｌ製、プラスチック製などの図示しない支持板を第２シンチレータ２５のセンサ部４０とは反対側の端部（柱状部１２の先端部）に貼り合わせて柱状結晶１２Ａを支持してから、センサ部４０を基板から剥離することが好ましい。基板剥離後、センサ部４０上に第１シンチレータ１５を蒸着し、支持部材を除去した後、保護膜３０を蒸着形成することにより、Ｘ線画像検出装置４が製造される。
【００８１】
〔６．センサ部の変形例〕
図１２は、図２に示したセンサ部４０に置換可能な他のセンサ部４５を示す。センサ部４５は、１つの画素について１つのＴＦＴ４５２と、ＴＦＴ４５２を挟んで厚み方向両側に配置された２つのＰＤ４５１，４５１とを備え、これらＰＤ４５１とＴＦＴ４５２とが積層されて構成されている。このようにＰＤ４５１とＴＦＴ４５２とが積層されているため、センサ部４５を挟んで両側に配置される第１、第２シンチレータ間の距離を短くできる。これら第１、第２シンチレータ１０，２０間の距離は、前述したように４０μｍ以下である。
【００８２】
図２の構成では、ＰＤ４１とＴＦＴ４２とが同一面上、あるいは略同一面上に配置され、第１、第２シンチレータ１０，２０の両方からの光がＰＤ４１に入射していたが、図１２の構成ではＴＦＴ４５２のＸ線進行方向両側にＰＤ４５１，４５１が設けられているため、第１シンチレータ側に設けられた一方のＰＤ４５１には第１シンチレータから発せられた光が入射し、他方のＰＤ４５１には第２シンチレータから発せられた光が入射する。図２のＰＤ４１と比較して図１２のＰＤ４５１では受光面を広く確保できるため、ＰＤへの光の入射量を大きくでき、光収集効率を向上させることができる。
また、ＰＤ４５１，４５１はそれぞれ、ＴＦＴ４５１側に光反射層４５１Ａを有しており、これによってＴＦＴ４５１のスイッチングノイズを低減できる。
【００８３】
また、図２のセンサ部４０、図１２のセンサ部４５のいずれにおいても、アモルファス酸化物半導体（ａ−ＩＧＺＯ）によって形成されたＴＦＴを用いることができる。ａ−ＩＧＺＯの感度は波長３５０ｎｍ以上であり、可視光域には殆ど感度を持たないことから、光反射層を不要にできる。
【００８４】
また、ＰＤ、ＴＦＴには、有機材料を用いることもできる。図１３は、ＯＰＣ（有機光電変換材料）により形成された光電変換素子４６１と、有機材料により形成されたＴＦＴ４６２とを示す。これら光電変換素子４６１及びＴＦＴ４６２を有するセンサ部４６もまた、図２に示したセンサ部４０に置換可能である。
光電変換素子４６１及びＴＦＴ４６２に用いられる有機材料によるＸ線吸収が殆どないため、光電変換素子４６１及びＴＦＴ４６２を透過して第２シンチレータに到達するＸ線量を多くできる。ここで、シンチレータに緑光を発光するＣｓＩ：Ｔｌが用いられかつ、光電変換素子４６１のＯＰＣがキナクリドンであって、ＴＦＴの透明有機材料が例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されている化学式１のフタロシアニン化合物や化学式２のナフタロシアニン化合物などである場合には、図１３のように光反射層を設けなくてもＴＦＴのスイッチングノイズが生じ難い。光反射層を設けない場合には、第１シンチレータ側に配置された光電変換素子４６１から第２シンチレータ側へ光が漏れる場合があるが、漏れた光の殆どは、同一画素に対応する第２シンチレータ側の光電変換素子４６１に入射するので問題ない。
【００８５】
なお、図１３にはＴＦＴを挟んで両側に光電変換素子４６１が配置された例を示したが、図２のように、同一面上あるいは略同一面上に光電変換素子４６１及びＴＦＴ４６２が配置されていてもよい。
【００８６】
〔７．エネルギーサブトラクション撮影用パネル〕
ところで、２つのシンチレータを用いてエネルギーサブトラクション撮影用パネルを構成することも可能である。この場合には、第１、第２のシンチレータは、放射線Ｘに対する感度（Ｋ吸収端及び発光波長）が互いに異なる蛍光材料で構成されている。具体的には、第１シンチレータは、被写体を透過した放射線のうち低エネルギーの放射線が現す軟部組織の低圧画像を撮影するため、放射線吸収率μが高エネルギー部分にＫ吸収端を持たない、すなわち高エネルギー部分で吸収率μが不連続的に増加することのない蛍光材料で構成されている。また、第２シンチレータは、被写体を透過した放射線のうち高エネルギーの放射線が現す硬部組織の高圧画像を撮影するため、高エネルギー部分の放射線吸収率μが第１シンチレータに用いる蛍光材料よりも高くなっている蛍光材料で構成されている。
なお、「軟部組織」とは、筋肉、内臓等を含み、皮質骨及び／又は海綿骨等の骨組織以外の組織を意味する。また、「硬部組織」とは、硬組織とも呼ばれ、皮質骨及び／又は海綿骨等の骨組織を意味する。
【００８７】
第１、第２シンチレータにそれぞれ用いる蛍光材料は、放射線のエネルギーに対する感度が互い異なる蛍光材料であれば、シンチレータとして一般的に用いられるもの全てから適宜選択できるが、例えば以下の表１に列挙した蛍光材料から選択することができる。なお、第１、第２シンチレータにそれぞれ用いる蛍光材料は、撮影により得られる低圧画像と高圧画像の区別を明確にする観点から、放射線に対する感度が互いに異なるだけではなく、発光色も互いに異なることが好ましい。
【００８８】
【表１】
0005604326.tif 000002
【００８９】
なお、表１の蛍光材料の他にも、ＣｓＢｒ：Ｅｕ、ＺｎＳ：Ｃｕ、Ｇｄ2 Ｏ2 Ｓ：Ｅｕ、Ｌｕ2Ｏ2Ｓ:Ｔｂ等も選択可能である。
ただし、高画質が得られるという観点から、上述の中でも柱状構造となる母体材料がＣｓＩやＣｓＢｒを選択することが好ましい。特に、低圧画像は軟部組織の微細な部分を十分に表現できるような高画質が求められるため、第１シンチレータが柱状構造となる蛍光材料で構成することがより好ましい。具体的に、第１シンチレータを柱状構造とすると、第１シンチレータで変換された光は柱状構造の中を当該柱状構造の境界で反射しつつ進むことができ、光散乱が少なくなる。したがって、ＰＤ４１の光の受光量が多くなり、もって高画質の低圧画像を得ることができるようになる。
【００９０】
また、所定の波長の光を吸収（遮光）するカラーフィルターが無くても撮影した放射線画像にノイズを与えないという観点から、上述の材料の中でもＣｓＩ：Ｔｌ、（Ｚｎ,Ｃ
ｄ）Ｓ：Ａｇ、ＣａＷＯ４：Ｐｂ、Ｌａ２ＯＢｒ：Ｔｂ、ＺｎＳ：Ａｇ、ＣｓＩ：Ｎａ以外の、ブロードでないシャープ（発光波長の狭い）な波長の光を発光するものが好ましい。このようなシャープな波長の光を発光する蛍光材料としては、例えば緑発光のＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、Ｌａ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ、青発光のＢａＦＸ：Ｅｕ（ただし、Ｘは、Ｂｒ、Ｃｌ等のハロゲン元素）が挙げられる。この中でも、特に、第１、第２シンチレータに用いる蛍光材料の組み合わせは、青発光のＢａＦＸ：Ｅｕと緑発光のＧｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂの組み合わせが好ましい。
【００９１】
エネルギーサブトラクション撮影パネルを構成する場合には、第１、第２シンチレータの間に、第１、第２シンチレータ毎にセンサ部（例えば、ＰＤとＴＦＴ）を設ける。そして、第１、第２シンチレータのそれぞれの発光が混合することを回避するため、第１シンチレータ用のＰＤと、第２シンチレータ用のＰＤとの間には、遮光層が設けられる。
【００９２】
ここで、エネルギーサブトラクション撮影パネルに用いる第１、第２シンチレータにおいても、上述した構成、例えば付活剤濃度変化に係る構成を具備することにより、上述と同様の効果が得られる。そして、上述したＸ線画像検出装置をエネルギーサブトラクション撮影パネルとして構成することにより、被写体を透過した放射線のうち低エネルギーの放射線が現す軟部組織の低圧画像、高エネルギーの放射線が現す硬部組織の高圧画像のいずれをも高精細に検出できる。
【００９３】
〔８．適用可能なデバイス材料〕
〔８−１．有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料〕
上述したＰＤ４１（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ＰＤ４１の光導電層として使用できる。ＯＰＣ膜は、有機光電変換材料を含み、シンチレータ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、シンチレータ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。
【００９４】
ＯＰＣ膜を構成する有機光電変換材料は、シンチレータ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、シンチレータ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シンチレータ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シンチレータ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、シンチレータ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。
【００９５】
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、シンチレータを構成する蛍光物質として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。
【００９６】
ＰＤ４１のバイアス電極及び電荷収集電極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。
【００９７】
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。
【００９８】
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。
【００９９】
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。
【０１００】
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２００７−３０３２６６号公報において詳細に説明されている。
【０１０１】
光電変換膜の厚みは、シンチレータ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。
【０１０２】
〔８−２．有機ＴＦＴ（Thin Film Transistor）〕
上述したＴＦＴＴＦＴ４２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。
【０１０３】
（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。
【０１０４】
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。
【０１０５】
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。
【０１０６】
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。
【０１０７】
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。
【０１０８】
【化１】
0005604326.tif 000003
【０１０９】
（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。
【０１１０】
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。
【０１１１】
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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
〔８−３．非晶質酸化物半導体〕
上述したＴＦＴＴＦＴ４２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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
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。
【０１１８】
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。
【０１１９】
〔８−４．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
上述した支持体１１や、制御モジュール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、半導体層やシンチレータ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。
【０１２０】
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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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。
【０１２４】
（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支持体１１や、制御モジュール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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
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。
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。
【０１２７】
〔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、
照射された放射線を光に変換する２つのシンチレータと、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータのうち少なくとも放射線の入射側に配置されたシンチレータの前記光検出器近傍における付活剤濃度が、当該シンチレータ内の前記光検出器側とは反対側での付活剤濃度よりも相対的に高い、放射線画像検出装置が開示されている。
【０１２８】
また、本願明細書には、
前記２つのシンチレータの間に配置され、前記２つのシンチレータにより変換された光を電気信号として検出する光検出器とを備えた放射線画像検出装置であって、
前記２つのシンチレータのうち少なくとも一方の前記光検出器近傍における付活剤濃度が、放射線進行方向において高濃度と低濃度とに繰り返し変化する、放射線画像検出装置が開示されている。
【０１２９】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記光検出器は、基板上に形成され、当該基板から剥離されたものである、ことが好ましい。
【０１３０】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記２つのシンチレータの対向する表面間の距離が４０μｍ以下である、ことが好ましい。
【０１３１】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記光検出器が、受光により導電性を呈する光導電層と、当該導電層から電荷を取り出すための薄膜スイッチング素子とが積層あるいは平面的に配置されてなるものである、ことが好ましい。
【０１３２】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記光導電層及び薄膜スイッチング素子の少なくとも一方は、有機材料により形成されている、ことが好ましい。
【０１３３】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記第１、第２シンチレータはそれぞれ、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を含む、ことが好ましい。
【０１３４】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記第１、第２シンチレータの少なくとも一方は、前記柱状部の前記光検出器側とは反対側に形成された非柱状部を有する、ことが好ましい。
【０１３５】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置にあっては、
前記蛍光物質の母体はＣｓＩであり、付活剤はＴｌである、ことが好ましい。
【０１３６】
また、本願明細書には、
上述の放射線画像検出装置を製造する方法であって、
基板上に、前記光検出器を形成する光検出器形成工程と、
前記光検出器から前記基板を剥離する基板剥離工程と、を備える、放射線画像検出装置の製造方法が開示されている。
【０１３７】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置の製造方法にあっては、
前記第１、第２シンチレータのそれぞれを別々の支持体上に形成し、
前記第１、第２シンチレータの一方と前記光検出器とを貼り合わせた後、前記光検出器から前記基板を剥離し、前記光検出器と前記第１、第２シンチレータの他方とを貼り合わせる、ことが好ましい。
【０１３８】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置の製造方法にあっては、
基板上に、前記光検出器、及び前記第１、第２シンチレータの一方をこの順に形成し、
前記一方のシンチレータの前記光検出器側とは反対側に支持部材を貼り合わせた後に、前記光検出器から前記基板を剥離し、
前記光検出器と前記第１、第２シンチレータの他方とを貼り合わせる、ことが好ましい。
【０１３９】
本願明細書に開示された放射線画像検出装置の製造方法にあっては、
基板上に、前記光検出器、及び前記第１、第２シンチレータの一方をこの順で形成し、
前記一方のシンチレータの前記光検出器側とは反対側に支持部材を貼り合わせた後に、前記光検出器から前記基板を剥離し、
前記光検出器上に前記第１、第２シンチレータの他方を形成する、ことが好ましい。
【符号の説明】
【０１４０】
１〜４          Ｘ線画像検出装置（放射線画像検出装置）
１０            第１シンチレータ
１１            支持体
１２            柱状部
１２Ａ          柱状結晶
１３            非柱状部
１３Ａ          非柱状結晶
１５            第１シンチレータ
２０            第２シンチレータ
２５            第２シンチレータ
３０            保護膜
４０            センサ部
４１            ＰＤ（光導電層）
４２            ＴＦＴ（薄膜スイッチング素子）
４２Ａ          反射層
４３            ゲート線
４４            データ線
４５            接続端子
４５            センサ部
４６            フレキシブル配線
４７            樹脂製の膜
４８            接着層
１００Ａ        Ｘ線入射面
４５１Ａ        光反射層
４６１          光電変換素子
４６２          ＴＦＴ
ＤＨ            高濃度
ＤＬ            低濃度
ＤＭ            付活剤濃度半値
Ｐ１，Ｐ２      部分
Ｐ２            部分
Ｒ１，Ｒ２      高付活剤濃度領域
ＲＰ            パルス状付活領域
Ｓ              主発光領域
【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１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図５】
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【図６】
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