(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを支持するとともに、前記シンチレータの外側に張り出した庇状部を有する支持基板とを備えたシンチレータパネルと、
前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサと、前記光センサが設けられたセンサ基板とを有し、粘着シートによって前記シンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、
前記庇状部と前記センサパネルとの間に充填されて前記シンチレータの外周を封止している封止剤と、を備え、
前記支持基板の面方向に直交する方向から見て、前記シンチレータの前記センサパネルに対する貼り合せ面は、前記光センサの有効検出エリアよりも広い面積を有し、前記粘着シートの外縁は、前記シンチレータの貼り合せ面の端縁と前記有効検出エリアとの間に配置されていることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項２】
前記シンチレータと前記センサパネルとの間に、前記粘着シートによって生じた空隙部を有することを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記空隙部内に、前記封止剤が充填されていることを特徴とする請求項２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記粘着シートの外縁と前記シンチレータの貼り合せ面の端縁との距離は、前記粘着シートの外縁と前記有効検出エリアの端縁との距離よりも短いことを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記粘着シートの外縁と前記有効検出エリアの端縁との距離は、前記粘着シートの外縁と前記シンチレータの貼り合せ面の端縁との距離よりも短いことを特徴とする請求項２または３に記載の放射線撮影装置。
【請求項６】
前記封止剤は、硬化時に収縮する特性を有することを特徴とする請求項１〜５いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項７】
前記センサパネルは、前記シンチレータパネルの放射線照射側に配置されており、前記シンチレータには、前記センサパネルを透過した放射線が照射されることを特徴とする請求項１〜６いずれか１項に記載の放射線撮影装置。
【請求項８】
支持基板上に設けられ放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサを備えたセンサパネルとを貼り合わせる粘着シートを、前記シンチレータの前記センサパネルへの貼り合せ面よりも小さく、かつ前記光センサの有効検出エリアよりも大きいサイズに切断する工程と、
前記粘着シートの外縁が前記シンチレータの貼り合せ面の内側に配置されるように、前記粘着シートと前記シンチレータとを貼り合わせる工程と、
前記粘着シートの外縁が前記有効検出エリアの外側に配置されるように、前記粘着シートと前記センサパネルとを貼り合わせる工程と、
前記シンチレータの外側に張り出した前記支持基板の庇状部と、前記センサパネルとの間に、前記シンチレータの外周を封止する封止剤を充填する工程と、を備えたことを特徴とする放射線撮影装置の製造方法。
【請求項９】
前記封止剤は、前記粘着シートによって前記シンチレータと前記センサパネルとの間に生じた空隙部内に流れ込まない粘度を有することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置の製造方法。
【請求項１０】
前記封止剤は、前記粘着シートによって前記シンチレータと前記センサパネルとの間に生じた空隙部内に充填可能な粘度を有することを特徴とする請求項８に記載の放射線撮影装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた放射線撮影装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、シンチレータの周囲を封止剤によって封止した放射線撮影装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた間接変換方式の放射線検出器を用いて、照射された放射線により表される放射線画像を撮影できるようにした放射線撮影装置が実用化されている。
【０００３】
シンチレータには、ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩと呼ぶ）等を蒸着することにより、複数の柱状結晶からなるシンチレータ層を構成したものがある。柱状結晶からなるシンチレータでは、柱状結晶内で発生した光は、柱状結晶のライトガイド効果によって柱状結晶中を進行し、シンチレータから射出される光の散乱が抑制されるので、照射された放射線を画像として検出する際に、画像の鮮鋭度の低下を抑制することができる。センサパネルは、ガラス等からなるセンサ基板上に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス回路とＰＤ（Photodiode）等からなる画素をマトリクス状に配置した光センサを設けたものであり、シンチレータから放射された光は、光センサによって検出される。
【０００４】
間接変換方式の放射線検出器には、センサパネル上にシンチレータを蒸着した直接蒸着方式と、支持基板にシンチレータを蒸着したシンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせた貼り合せ方式（例えば、特許文献１参照）とがある。柱状結晶からなるシンチレータは、蒸着初期の層は十分に柱状結晶化されない。そのため、センサパネルに蒸着初期の層が近接する直接蒸着方式に比べ、シンチレータの柱状結晶化された先端部がセンサパネルに貼り合わされる貼り合せ方式の方が高画質となる。
【０００５】
図１２に示すように、貼り合せ方式の放射線検出器１９には、シンチレータ３４の蒸着時の耐熱性を考慮して、支持基板３３に例えば金属板（例えば、Ａｌ基板）等を用いたものがある。また、支持基板３３にシンチレータ３４を蒸着する際に、支持基板３３の外周を枠状の治具で支え、あるいはシンチレータ３４の蒸着範囲を規制する蒸着マスクが使用されることにより、支持基板３３には、シンチレータ３４の外周から外側に張り出した庇状部３３ａを有するものがある。
【０００６】
ＣｓＩ等からなるシンチレータ３４は、潮解性を有するため、防湿性を有する保護膜３５によって被覆されている。しかし、放射線撮影装置では、シンチレータ３４が潮解しても交換が難しいため、より封止性の高い封止構造が必要とされている。例えば、貼り合せ方式のシンチレータパネル２４では、シンチレータ３４の両面が支持基板３３とセンサパネル２３とによって挟まれているため、シンチレータ３４の外周を封止剤２８によって封止することにより、封止効果の高い封止構造を得ることができる。
【０００７】
また、支持基板３３とセンサパネル２３のセンサ基板４２とに、例えばアルミニウムとガラスのように異なる材質を用いた放射線検出器１９では、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差によって放射線検出器１９に反りが発生し、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥離することがあった。これを解決するために、特許文献２には、シンチレータパネル２４とセンサパネル２３とを貼り合せる第１の接着層２６に、貼り合せ後も柔軟性が維持される粘着シートを用いることが開示されている。
【０００８】
第１の接着層２６を構成する粘着シートは、両面に保護フイルムが貼り付けられた状態で供給され、シンチレータ３４への貼り合せ時の位置ずれを考慮して、シンチレータ３４のセンサパネル２３への貼り合せ面よりも僅かに大きく切断される。そして、一方の保護フイルムが粘着シートから剥がされて、粘着シートがシンチレータ３４に貼り合され、他方の保護フイルムが剥がされてシンチレータ３４がセンサパネル２３に貼り合わされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２００７−０７１８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−３０９１６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
シンチレータ３４とセンサパネル２３との貼り合せに粘着シートを用いた放射線検出器１９においても、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥離することがあった。シンチレータ３４の端部の剥離が、センサパネル２３の光センサ４３の有効検出エリアに達すると、図１４に示すように、放射線画像１００の端縁に黒点状の画像欠陥１０１が表れてしまう。
【００１１】
シンチレータ３４の端部が剥離する原因について調査したところ、封止剤２８による硬化時の収縮が原因であることが分った。例えば、封止剤２８として、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を使用した場合、封止剤２８は、紫外線が照射されて硬化する際に収縮し、その際に支持基板３３の庇状部３３ａを引っ張り、支持基板３３に発生した応力の反作用によって、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれていることが分った。
【００１２】
また、図１２のＡ部を拡大した図１３に示すように、シンチレータ３４の端部の剥離は、第１の接着層２６の端縁に、ダマ４６ａと呼ばれる固まりが生じているときに特に発生しやすいことが分った。第１の接着層２６の端縁にダマ４６ａがあると、第１の接着層２６とシンチレータ３４との密着性、または第１の接着層２６とセンサパネル２３との密着性が低下するからである。
【００１３】
図１５（Ａ）に示すように、ダマ２６ａは、シンチレータ３４に貼り合わせた粘着シート４６から保護フイルム４７ｂを剥がす際に、同図（Ｂ）に示すように、粘着シート４６のシンチレータ３４からはみ出た部分が保護フイルム４７ｂにより引っ張られて伸びてしまい、同図（Ｃ）に示すように、限界まで伸びきった粘着シート４６の端部が保護フイルム４７ｂから剥がれて収縮し、粘着シート４６の端部に戻ることにより形成される。
【００１４】
本発明は、上記問題を解決するため、センサパネルとシンチレータパネルとを貼り合わせる接着層の端部に、シンチレータの剥離の原因となる、ダマが生じるのを防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線を光に変換するシンチレータを支持するとともにシンチレータの外側に張り出した庇状部を有する支持基板とを備えたシンチレータパネルと、シンチレータにより変換された光を検出する光センサと、光センサが設けられたセンサ基板とを有し、粘着シートによってシンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、庇状部とセンサパネルとの間に充填されて前記シンチレータの外周を封止している封止剤とを備えた放射線撮影装置に関し、支持基板の面方向に直交する方向から見て、シンチレータのセンサパネルに対する貼り合せ面は、光センサの有効検出エリアよりも広い面積を有し、粘着シートの外縁は、シンチレータの貼り合せ面の端縁と有効検出エリアとの間に配置している。
【００１６】
シンチレータとセンサパネルとの間に、粘着シートによって生じた空隙部を設けてもよい。また、空隙部内に封止剤を充填してもよい。
【００１７】
粘着シートの外縁とシンチレータの貼り合せ面の端縁との距離は、粘着シートの外縁と有効検出エリアの端縁との距離よりも短いことが好ましい。また、これとは逆に、粘着シートの外縁と有効検出エリアの端縁との距離を、粘着シートの外縁とシンチレータの貼り合せ面の端縁との距離よりも短くしてもよい。
【００１８】
本発明は、封止剤として、硬化時に収縮する特性を有するものが用いられる場合に好適である。更に、センサパネルとシンチレータパネルとの配置関係としては、センサパネルがシンチレータパネルの放射線照射側に配置されており、シンチレータにはセンサパネルを透過した放射線が照射される構成にも適用が可能である。
【００１９】
本発明の放射線撮影装置の製造方法は、支持基板上に設けられ放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータにより変換された光を検出する光センサを備えたセンサパネルとを粘着シートによって貼り合わせた貼り合せ方式に関するものであり、粘着シートを、シンチレータのセンサパネルの貼り合せ面よりも小さく、かつ光センサの有効検出エリアよりも大きいサイズに切断する工程と、粘着シートの外縁がシンチレータの貼り合せ面の内側に配置されるように、粘着シートとシンチレータとを貼り合わせる工程と、粘着シートの外縁が有効検出エリアの外側に配置されるように、粘着シートとセンサパネルとを貼り合わせる工程と、シンチレータの外側に張り出した支持基板の庇状部と、センサパネルとの間に、シンチレータの外周を封止する封止剤を充填する工程とを備えたものである。
【００２０】
封止剤は、粘着シートによってシンチレータとセンサパネルとの間に生じた空隙部内に、流れ込まない粘度を有することが好ましい。これとは逆に、粘着シートによってシンチレータとセンサパネルとの間に生じた空隙部内に充填可能な粘度を有する封止剤を用いてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、シンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせている粘着シートの端部にダマが生じないので、封止剤の収縮によって支持基板に応力が発生しても、シンチレータの端部がセンサパネルから剥がれることはない。また、粘着シートの外縁は、光センサの有効検出エリアの外側に配置されているので、粘着シートの端部が放射線画像の画質に影響を及ぼすこともない。更に、シンチレータとセンサパネルとの間に生じた空隙部により、支持基板に発生した応力を緩和することができる。また、空隙部内に封止剤を重点させた場合には、封止剤によるシンチレータの封止性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】放射線撮影装置を一部破断して示す斜視図である。
【図２】放射線撮影装置の概略断面図である。
【図３】放射線検出器の端部側断面図である。
【図４】補強板の面方向に直交する方向から見た放射線検出器の平面図である。
【図５】センサパネルとシンチレータパネルとを貼り合わせ工程を示す断面図である。
【図６】光センサの構成を模式的に示した断面図である。
【図７】放射線撮影装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図８】コンソール及び放射線発生装置の電気系の要部構成を示すブロック図である。
【図９】空隙部内に封止剤を重点した放射線検出器の端部側断面図である。
【図１０】空隙部を狭くした放射線検出器の部分的断面図である。
【図１１】空隙部を広くした放射線検出器の部分的断面図である。
【図１２】従来の放射線検出器の端部側断面図である。
【図１３】図１２のＡ部拡大図である。
【図１４】放射線画像の一例を示す画像図である。
【図１５】従来のセンサパネルとシンチレータパネルとの貼合わせ工程を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１に示すように、本発明に係る放射線撮影装置１０は、全体形状がおよそ箱形で、矩形状の上面が放射線の照射面１１とされた筐体１２を備えている。筐体１２は、放射線を透過させる材料からなり、照射面１１が設けられている天板１３以外の部分は、例えばＡＢＳ樹脂等から構成され、天板１３は例えばカーボン等から構成されている。これにより、天板１３による放射線の吸収を抑制しつつ、天板１３の強度が確保される。なお、筐体１２は、放射線により感光材料に画像を記録する構成を備えた旧来のカセッテと同サイズであり、当該カセッテに代えて使用できるようになっている。
【００２４】
放射線撮影装置１０の照射面１１には、複数個のＬＥＤからなり、放射線撮影装置１０の動作モード(例えば「レディ状態」や「データ送信中」等)やバッテリの残容量等の動作状態を表示するための表示部１６が設けられている。なお、表示部１６は、ＬＥＤ以外の発光素子で構成してもよいし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示手段で構成してもよい。また、表示部１６は、照射面１１以外の部位に設けてもよい。
【００２５】
放射線撮影装置１０の筐体１２内には、照射面１１に対面するように、被撮影者の体を透過した放射線を検出するために、パネル状の放射線検出器１９が配置されている。また、筐体１２の内部には、照射面１１の短手方向に沿った一端側に、マイクロコンピュータを含む各種の電子回路や、充電可能かつ着脱可能なバッテリ(二次電池)を収容するケース２０が配置されている。放射線検出器１９を含む放射線撮影装置１０の各種電子回路は、ケース２０内に収容されたバッテリから供給される電力によって作動する。筐体１２内のうちケース２０の照射面１１側には、ケース２０内に収容された各種電子回路が放射線の照射に伴って損傷することを回避するため、鉛板等からなる放射線遮蔽部材が配設されている。
【００２６】
放射線検出器１９は、放射線が照射される方向に沿って、照射面１１側からセンサパネル２３、シンチレータパネル２４及び補強板２５が積層された構成を有している。図２に示すように、センサパネル２３とシンチレータパネル２４との間、及びシンチレータパネル２４と補強板２５との間は、第１の接着層２６と、第２の接着層２７とによってそれぞれ貼り合わされている。シンチレータパネル２４の外周には、シンチレータを湿気などから保護する封止剤２８が充填されている。センサパネル２３は、天板１３の内面に全面に亘って接着剤により貼り付けられている。筐体１２内の底面には、制御基板２９が配置されている。制御基板２９とセンサパネル２３とは、フレキシブルケーブル３０を介して電気的に接続されている。
【００２７】
図３は、放射線検出器１９の端縁側の断面図であり、図２に対して上下を反転させた状態が図示されている。シンチレータパネル２４は、支持基板３３と、支持基板３３上に蒸着により設けられたシンチレータ３４と、支持基板３３とシンチレータ３４との外周を覆う保護膜３５とから構成されている。支持基板３３とシンチレータ３４との間には、支持基板３３とシンチレータ３４との密着性を改善するシンチレータ下地層３６が設けられている。
【００２８】
シンチレータ３４は、被撮影者の体を透過して筐体１２の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過して照射された放射線を吸収して光を放出する。一般に、シンチレータとしては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ(タリウムを添加したヨウ化セシウム）)や、ＣｓＩ：Ｎａ(ナトリウム賦活ヨウ化セシウム)、ＧＯＳ(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ)等の材料を用いることができる。
【００２９】
本実施形態では、シンチレータ３４として、支持基板３３にＣｓＩ：Ｔｌを蒸着することにより、放射線入射側かつセンサパネル２３側に複数の柱状結晶３８からなる柱状結晶領域を形成し、支持基板３３側に非柱状結晶３９からなる非柱状結晶領域を形成している。柱状結晶３８は、その平均径が柱状結晶３８の長手方向に沿っておよそ均一である。また、シンチレータ３４は、支持基板３３上に蒸着によって形成されることから、柱状結晶３８の成長速度は、蒸着源からの距離に応じて異なる。したがって、シンチレータ３４の端縁形状は、支持基板３３からの高さが徐々に低くなるようなテーパー状となる。
【００３０】
シンチレータ３４で発生した光は、柱状結晶３８のライトガイド効果によって柱状結晶３８内を進行し、センサパネル２３へ射出される。その際に、センサパネル２３側へ射出される光の拡散が抑制されるので、放射線撮影装置１０によって検出される放射線画像のボケが抑制される。また、シンチレータ３４の深部(非柱状結晶領域)に到達した光は、非柱状結晶３９によってセンサパネル２３側へ反射されるので、センサパネル２３に入射される光量(シンチレータ３４で発光された光の検出効率)が向上する。
【００３１】
なお、シンチレータ３４の放射線入射側に位置する柱状結晶領域の厚みをｔ１とし、シンチレータ３４の支持基板３３側に位置する非柱状結晶領域の厚みをｔ２としたときに、ｔ１とｔ２が下記の関係式（１）を満たすことが好ましい。シンチレータ３４の膜厚は、例えば６５０μｍ程度である。
０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５・・・（１）
【００３２】
柱状結晶領域の厚みｔ１と非柱状結晶領域の厚みｔ２とが上記関係式を満たすことで、発光効率が高く光の拡散を防止する領域(柱状結晶領域)と、光を反射する領域(非柱状結晶領域)とのシンチレータ３４の厚み方向に沿った比率が好適な範囲となる。これにより、シンチレータ３４の発光効率、シンチレータ３４で発光された光の検出効率、及び、放射線画像の解像度が向上する。なお、非柱状結晶領域の厚みｔ２が厚過ぎると発光効率の低い領域が増え、放射線撮影装置１０の感度の低下に繋がることから、(ｔ２／ｔ１)は０．０２以上かつ０．１以下の範囲であることがより好ましい。
【００３３】
上記構成のシンチレータ３４において、シンチレータ３４中の柱状結晶形成領域におけるＣｓＩの充填率には適切な範囲があり、柱状結晶形成領域の厚みにも依存するが、例えば７０〜８５％程度が最適である。すなわち、ＣｓＩの充填率が過小(例えば７０％未満)になるとシンチレータ３４の発光量の低下が顕著になる一方、ＣｓＩの充填率が過大に(例えば８５％よりも高く)なると、或る厚み以上では隣り合う柱状結晶が接触し始めるために、柱状結晶中を進行する光の一部が接触している他の柱状結晶へ移る現象(この現象はクロストークともいう)が生ずることで、シンチレータ３４への放射線照射量のパターンに対してシンチレータ３４からの光の射出光量のパターンが変化し、放射線検出精度の低下(照射された放射線を画像として検出する場合は検出画像の鮮鋭度の低下)が引き起こされる。従って、放射線検出の感度及び精度を確保するために、隣り合う柱状結晶の間には適当な大きさの隙間を設ける必要がある。
【００３４】
支持基板３３は、シンチレータ３４の蒸着時に高温になるため、その材質には耐熱性の高い材料が望ましく、低コストという観点から選択すると、例えばアルミニウム等の金属が好適である。支持基板３３の外縁には、シンチレータ３４の外側に張り出した庇状部３３ａが設けられている。この庇状部３３ａは、支持基板３３にＣｓＩ等を蒸着する際に支持基板３３を保持するためにシンチレータ３４が蒸着されなかった領域、あるいはシンチレータ３４の蒸着範囲を規制する蒸着マスクによってシンチレータ３４が蒸着されなかった領域であり、シンチレータ３４のセンサパネル２３に対する貼り合せ面から、支持基板３３の端部までの範囲をいう。支持基板３３の厚みは、材質にアルミニウムを用いた場合で例えば５００μｍ程度である。なお、支持基板３３が長手方向に反りにくくなるようにするため、圧延方向が長手方向に沿うように、支持基板３３を構成してもよい。
【００３５】
保護膜３５、及びシンチレータ下地層３６には、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、例えば熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。有機膜としては、ポリパラキシリレン製樹脂の熱ＣＶＤ法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）膜、Ａｌ２Ｏ３等が好適である。なお、シンチレータ３４とセンサパネル２３との密着性向上を図るため、保護膜３５に大気圧プラズマ処理を施してもよい。また、シンチレータ３４と支持基板３３との密着性向上のため、シンチレータ下地層３６にも同様に大気圧プラズマ処理を施してもよい。
【００３６】
センサパネル２３は、シンチレータ３４の光射出側から射出された光を検出するものであり、平板状で平面視における外形形状が矩形状とされたセンサ基板４２と、センサ基板４２のシンチレータ３４と貼り合わされる面に設けられた光センサ４３とを備えている。光センサ４３の光を適正に検出可能な有効検出エリア４３ａ（図４参照）は、シンチレータ３４によって放射された光を確実に検出できるように、シンチレータ３４のセンサパネル２３への貼り合せ面よりも小さくされている。センサ基板４２には、光センサ４３を構成するフォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)を、例えばアモルファスシリコンの蒸着によって形成するため、耐熱性を有するガラス基板が用いられている。センサ基板４２の厚みは、例えば７００μｍ程度である。
【００３７】
なお、本実施形態では、シンチレータパネル２４の放射線照射面側にセンサパネル２３が配置されているが、シンチレータとセンサパネルとをこのような位置関係で配置する方式は、「表面読取方式（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling)」と称する。シンチレータは、放射線入射側がより強く発光するので、シンチレータの放射線入射側に光検出部を配置する表面読取方式（ＩＳＳ）は、シンチレータの放射線入射側と反対側に光検出部を配置する「裏面読取方式(ＰＳＳ：Penetration Side Sampling)」よりも光検出部とシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、また光検出部の受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置の感度が向上する。
【００３８】
センサパネル２３とシンチレータパネル２４とは、第１の接着層２６によって貼り合わされている。また、シンチレータパネル２４の支持基板３３にはアルミニウム板が用いられ、センサパネル２３のセンサ基板４２にはガラス基板が用いられている。更に、放射線検出器１９は、その動作中に高温になるため、支持基板３３とセンサ基板４２には熱膨張が発生する。アルミニウムとガラスとでは、アルミニウムの熱膨張係数が３０ＰＰＭ程度であるのに対し、ガラスの熱膨張係数は３ＰＰＭ程度と大きな差があるため、従来の放射線検出器では反りが発生し、あるいは反りによってシンチレータがセンサパネルから剥離することがあった。本実施形態では、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による放射線検出器１９の反り等を防止するため、支持基板３３に補強板２５を貼り合わせている。
【００３９】
補強板２５には、センサ基板４２と同程度の熱膨張係数を有し、かつ適度な剛性を有する材質が好ましく、例えばカーボン基板が好適である。補強板２５として用いるカーボン基板には、単位体積あたりの硬度が高いピッチ系の炭素繊維を使用したカーボン基板を用いるのが好ましい。また、図１に示すように、放射線検出器１９は長方形であるため、長手方向に反りが発生しやすい。したがって、放射線検出器１９の長手方向の反りを抑制するため、カーボン基板は、炭素繊維の繊維方向が長手方向に沿っていることが好ましい。更に、補強板２５の剛性と重量との兼ね合いから、カーボン基板の厚みは、例えば５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好適である。
【００４０】
センサパネル２３とシンチレータ３４とを貼り合わせている第１の接着層２６には、硬化型の接着剤ではなく、貼り合せ後も弾力性が維持される粘着剤が用いられている。これによれば、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による応力を第１の接着層２６によって吸収または分散させることにより、シンチレータ３４のセンサパネル２３からの剥離を防止することができる。また、粘着剤からなる第１の接着層２６は、シンチレータ３４及びセンサパネル２３の表面の凹凸に合わせて塑性変形して両者を貼り合わせるので、シンチレータ３４及びセンサパネル２３との貼り合せ面に空隙が生じることによる放射線画像の欠陥を防止することができる。更に、本実施形態では、第１の接着層２６として、予め厚みが一定に設けられた粘着シートを用いているので、シンチレータ３４とセンサパネル２３との距離を一定に保つことができる。
【００４１】
図３及び図４に示すように、第１の接着層２６の外縁は、シンチレータ３４のセンサパネル２３への貼り合せ面の端縁と、光センサ４３の有効検出エリア４３ａとの間に配置されている。これは、シンチレータ３４に粘着シートを貼り付けて第１の接着層２６を形成する際に、第１の接着層２６の端部に粘着剤のかたまりである、ダマ４６ａ（図１３参照）を生じさせないためである。
【００４２】
図５は、本実施形態のセンサパネル２３とシンチレータパネル２４との貼り合せ工程を示している。同図（Ａ）に示すように、第１の接着層２６を構成する粘着シート４６は、両面が保護フイルム４７ａ，４７ｂによって保護されており、一対の切断刃を有する切断装置４８によって、シンチレータ３４のセンサパネル２３への貼り合せ面よりも小さなサイズに切断される。同図（Ｂ）に示すように、所定サイズに切断された粘着シート４６は、一方の保護フイルム４７ａが剥がされ、粘着シート４６の外縁がシンチレータ３４の内側に配置されるようにシンチレータ３４に貼り合わされる。同図（Ｃ）に示すように、シンチレータ３４には、粘着シート４６から他方の保護フイルム４７ｂが剥がされることにより、粘着シート４６からなる第１の接着層２６が形成される。シンチレータ３４は、第１の接着層２６の外縁が光センサ４３の有効検出エリア４３ａの外側に配置されるように、センサパネル２３に貼り合わされる。
【００４３】
このように、本実施形態では、粘着シート４６をシンチレータ３４よりも小さくしているため、粘着シート４６の端部がシンチレータ３４の端部からはみ出ることがない。したがって、図１５に示す従来の貼り合せ工程のように、粘着シート４６の端部が保護フイルム４７ｂによって引っ張られることもないので、ダマ４６ａの発生を防止することができる。
【００４４】
粘着シート４６には、ゲル分率５０％以下の高分子成分を含む軟らかいものが好ましい。これは、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による応力を吸収または分散するとともに、粘着シート４６の塑性変形量を大きくして、シンチレータ３４及びセンサパネル２３の表面の凹凸形状に追従させるためである。また、粘着シート４６のガラス転移点は、０°Ｃ以下であることが好ましい、これは、粘着シート４６に室温で適度な硬さを付与し、ハンドリングを容易にするためである。これらの条件を満たす粘着シート４６を弾性率によって表すと、例えば、２３°Ｃの環境下における貯蔵弾性率が５×１０５Ｐａ〜５×１０４Ｐａであり、損失弾性率が２×１０５Ｐａ〜２×１０４Ｐａである粘着シートが相当する。
【００４５】
また、粘着シート４６とセンサパネル２３との接着力、及び粘着シート４６とシンチレータ３４との接着力が、それぞれ２３°Ｃのときの値に対して、５０°Ｃのときの値が半分以上であることが好ましい。これにより、温度が上昇しても粘着シート４６の接着力が極端に低下することがないため、高温の環境下における製品耐久性を向上させることができる。
【００４６】
更に、粘着シート４６としては、ボールタックナンバーが１〜６であることが望ましい。ボールタックナンバーとは、いわゆる接着層のべたつきの度合を表しており、数値が大きいほどべたつきが大きくなる。本実施形態では、センサパネル２３とシンチレータパネル２４との貼り合せ工程において貼り合せミスが発生したときに、センサパネル２３とシンチレータパネル２４とをいったん剥離して、再度貼り合せを行なうことが予定されているため、べたつきの少ない粘着シートを使用することが好ましい。
【００４７】
また、粘着シート４６は、その厚みが１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ程度である。これは、第１の接着層２６が薄すぎると、応力緩和及び凹凸追従の効果が得られず、厚すぎると第１の接着層２６による放射線吸収により放射線画像の先鋭度が低下するからである。以上のような粘着シートとしては、アクリル系粘着シートが好ましい。透明度及び接着力が高いからである。
【００４８】
支持基板３３と補強板２５とを貼り合わせている第２の接着層２７には、第１の接着層２６と同様に、粘着シートが用いられている。第２の接着層２７は、第１の接着層２６と同様に、支持基板３３と補強板２５との熱膨張係数差による応力を吸収または分散し、シンチレータ３４がセンサパネル２３から剥がれるのを防止している。第２の接着層２７の厚みは、接着強度、応力緩和効果等を考慮して５０μｍ以上５００μｍ以下程度が好ましい。
【００４９】
なお、第２の接着層２７を構成する粘着シートは、長手方向に分割された複数枚のサイズの小さな粘着シートから構成してもよい。これによれば、粘着シートを支持基板３３に貼り付ける際に、支持基板３３と粘着シートとの間に気泡が残りにくくなり、貼り付け性が向上する。また、支持基板３３及び補強板２５が湾曲した際の応力を緩和し、シンチレータ３４の剥離を防止することができる。
【００５０】
封止剤２８は、支持基板３３の庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填され、シンチレータ３４の外周を封止している。これにより、シンチレータ３４は、保護膜３５によって封止されるだけでなく、支持基板３３とセンサパネル２３とによって両面が保護され、その外周が封止剤２８によって封止されるので、封止効果の高い封止構造を得ることができる。また、図３に示すように、シンチレータ３４とセンサパネル２３との間には、第１の接着層２６をシンチレータ３４の端縁よりも小さくしたことにより、空隙部４９が形成されるが、その外周は封止剤２８によって封止されているので、空隙部４９によって封止性能が低下することはない。
【００５１】
封止剤２８には、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂が用いられており、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填された後に、紫外線の照射によって硬化されている。紫外線硬化型のアクリル系樹脂は、硬化時に体積が収縮する特性を有している。そのため、封止剤２８の硬化時の収縮により、センサパネル２３よりも剛性の低い支持基板３３の庇状部３３ａが封止剤２８によって引っ張られて弾性変形することが分かっている。従来の放射線検出器では、図１３に示すように、第１の接着層２６の端部にダマ４６ａが生じてシンチレータ３４とセンサパネル２３との密着性が低下していたときに、封止剤２８の収縮により支持基板３３に付与された応力の反作用によって、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれることがあった。
【００５２】
本実施形態では、第１の接着層２６の端部にダマ４６ａが生じないので、シンチレータ３４の端部の剥離を効果的に防止することができる。また、第１の接着層２６によってシンチレータ３４とセンサパネル２３との間に設けられた空隙部４９により、支持基板３３に生じた応力自体を緩和することができる。なお、空隙部４９を空隙状態とするため、封止剤２８は、空隙部４９内に流れ込まないような高粘度のものを用いることが好ましい。このような封止剤２８の粘度としては、例えば、５Ｐａ・ｓ以上であることが好ましい。
【００５３】
次に、センサパネル２３の光センサ４３について説明する。図６に示すように、光センサ４３は、フォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)等からなる光電変換部５５、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ：Thin Film Transistor)５６、及び蓄積容量５７を備えた画素部５８からなり、画素部５８は、センサ基板４２上にマトリクス状に複数形成されている。また、センサパネル２３のうち、放射線の到来方向と反対側の面には、センサ基板４２上を平坦にするための平坦化層５９が形成されている。上述したように、センサパネル２３は、接着層６０によって天板１３に貼り付けられている。
【００５４】
光電変換部５５は、下部電極５５ａと上部電極５５ｂとの間に、シンチレータ３４から放出された光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する光電変換膜５５ｃが配置されて構成されている。なお、下部電極５５ａは、シンチレータ３４から放出された光を光電変換膜５５ｃに入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３４の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。
【００５５】
なお、下部電極５５ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、９０％以上の光透過率を得ようとすると抵抗値が増大し易くなるため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を用いることが好ましく、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からＩＴＯが最も好ましい。なお、下部電極５５ａは、全画素部共通の一枚構成としてもよいし、画素部毎に分割してもよい。
【００５６】
光電変換膜５５ｃを構成する材料は、光を吸収して電荷を発生する材料であればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料等を用いることができる。光電変換膜５５ｃをアモルファスシリコンで構成した場合、シンチレータ３４から放出された光を広い波長域に亘って吸収するように構成することができる。アモルファスシリコンからなる光電変換膜５５ｃの形成には、蒸着を行う必要があるため、センサ基板４２には、耐熱性を有するガラス基板を用いるのが好ましい。
【００５７】
ＴＦＴ５６は、ゲート電極、ゲート絶縁膜及び活性層(チャネル層)が積層され、更に活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を隔てて形成されている。活性層は、例えばアモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかにより形成することができるが、活性層を形成可能な材料はこれらに限定されるものではない。
【００５８】
図７に示すように、光センサ４３には、一定方向(行方向)に沿って延設され個々のＴＦＴ５６をオンオフさせるための複数本のゲート配線６３と、前記一定方向と交差する方向(列方向)に沿って延設され、蓄積容量５７(及び光電変換部５５の下部電極５５ａと上部電極５５ｂの間)に蓄積された電荷をオン状態のＴＦＴ５６を介して読み出すための複数本のデータ配線６４が設けられている。
【００５９】
センサパネル２３の個々のゲート配線６３はゲート線ドライバ６７に接続されており、個々のデータ配線６４は信号処理部６８に接続されている。被撮影者の体を透過した放射線(被撮影者の体の画像情報を担持した放射線)が放射線撮影装置１０に照射されると、シンチレータ３４のうち照射面１１上の各位置に対応する部分からは、前記各位置における放射線の照射量に応じた光量の光が放出され、個々の画素部５８の光電変換部５５では、シンチレータ３４のうちの対応する部分から放出された光の光量に応じた大きさの電荷が発生され、この電荷が個々の画素部５８の蓄積容量５７(及び光電変換部５５の下部電極５５ａと上部電極５５ｂの間)に蓄積される。
【００６０】
上記のようにして個々の画素部５８の蓄積容量５７に電荷が蓄積されると、個々の画素部５８のＴＦＴ５６は、ゲート線ドライバ６７からゲート配線６３を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ５６がオンされた画素部５８の蓄積容量５７に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線６４を伝送されて信号処理部６８に入力される。従って、個々の画素部５８の蓄積容量５７に蓄積された電荷は行単位で順に読み出される。
【００６１】
信号処理部６８は、個々のデータ配線６４毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線６４を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
【００６２】
信号処理部６８には画像メモリ７１が接続されており、信号処理部６８のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ７１に順に記憶される。画像メモリ７１は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ７１に順次記憶される。
【００６３】
画像メモリ７１は、放射線撮影装置１０全体の動作を制御する制御部７３と接続されている。制御部７３は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ７３ａ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ７３ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部７３ｃを備えている。
【００６４】
また、制御部７３には無線通信部７５が接続されている。無線通信部７５は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。制御部７３は、無線通信部７５を介してコンソール７９(図８参照)と無線通信が可能とされており、コンソール７９との間で各種情報の送受信が可能とされている。
【００６５】
また、放射線撮影装置１０には電源部７６が設けられており、上述した各種電子回路(ゲート線ドライバ６７や信号処理部６８、画像メモリ７１、無線通信部７５、制御部７３等)は電源部７６と各々接続され(図示省略)、電源部７６から供給された電力によって作動する。電源部７６は、放射線撮影装置１０の可搬性を損なわないように、前述のバッテリ(二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種電子回路へ電力を供給する。ゲート線ドライバ６７、信号処理部６８、画像メモリ７１、制御部７３、無線通信部７５及び電源部７６は、上述したケース２０内、もしくは制御基板２９に設けられている。
【００６６】
図８に示すように、コンソール７９はコンピュータからなり、装置全体の動作を司るＣＰＵ８０、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ８１、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ８２、及び、各種データを記憶するＨＤＤ８３を備え、これらはバスを介して互いに接続されている。またバスには、通信Ｉ／Ｆ部８４及び無線通信部８５が接続され、ディスプレイ８６がディスプレイドライバ８７を介して接続され、更に、操作パネル８８が操作入力検出部８９を介して接続されている。
【００６７】
通信Ｉ／Ｆ部８４は接続端子８４ａ、通信ケーブル９１及び放射線発生装置９２の接続端子９２ａを介して放射線発生装置９２と接続されている。コンソール７９(のＣＰＵ８０)は、放射線発生装置９２との間での曝射条件等の各種情報の送受信を通信Ｉ／Ｆ部８４経由で行う。無線通信部８５は放射線撮影装置１０の無線通信部７５と無線通信を行う機能を備えており、コンソール７９(のＣＰＵ８０)は放射線撮影装置１０との間で、画像データ等の各種情報の送受信を無線通信部８５経由で行う。また、ディスプレイドライバ８７はディスプレイ８６への各種情報を表示させるための信号を生成・出力し、コンソール７９(のＣＰＵ８０)はディスプレイドライバ８７を介して操作メニューや撮影された放射線画像等をディスプレイ８６に表示させる。また、操作パネル８８は複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される。操作入力検出部８９は操作パネル８８に対する操作を検出し、検出結果をＣＰＵ８０へ通知する。
【００６８】
放射線発生装置９２は、放射線源９４と、コンソール７９との間で曝射条件等の各種情報の送受信を行う通信Ｉ／Ｆ部９５と、コンソール７９から受信した曝射条件(この曝射条件には管電圧、管電流の情報が含まれている)に基づいて放射線源９４を制御する線源制御部９６とを備えている。
【００６９】
次に本実施形態の作用を説明する。放射線撮影装置１０を使用して放射線画像の撮影を行う場合、撮影者(例えば放射線技師等)は、被撮影者の撮影対象部位と撮影台との間に、照射面１１側を上方へ向けた放射線撮影装置１０を挿入し、向きや位置等を調整する準備作業を行う。
【００７０】
撮影者は、準備作業が完了すると、操作パネル８８を操作して撮影開始を指示する。これにより、コンソール７９では、曝射開始を指示する指示信号を放射線発生装置９２へ送信し、放射線発生装置９２は放射線源９４から放射線を射出させる。放射線源９４から射出された放射線は、被撮影者の体を透過して放射線撮影装置１０の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過してシンチレータ３４の照射／光射出面に照射される。シンチレータ３４は照射／光射出面に照射された放射線を吸収し、吸収した放射線量に応じた光量の光を射出する。
【００７１】
センサパネル２３は、画素部５８に照射された光を画像として検出し、画像メモリ７１に画像データを記憶する。ＣＰＵ７３ａは、画像メモリ７１に記憶された画像データを無線通信部７５によってコンソール７９へ送信する。コンソール７９のＣＰＵ８０は、放射線撮影装置１０から受信した画像データを、ＲＡＭ８２を介してＨＤＤ８３に記憶する。また、ＣＰＵ８０は、ディスプレイドライバ８７を介して、ＨＤＤ８３に記憶されている画像データからなる放射線画像をディスプレイ８６に表示させる。
【００７２】
放射線撮影装置１０では、封止剤２８の硬化収縮によって支持基板３３の庇状部３３ａが引っ張られて弾性変形し、支持基板３３に応力が発生することがある。従来の放射線検出装置では、このような支持基板３３の応力発生とともに、センサパネル２３とシンチレータパネル２４とを貼り合わせている第１の接着層２６の端部にダマ４６ａが生じているときに、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれることがあった。しかしながら、本実施形態では、第１の接着層２６の端部にダマが生じないので、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれることはない。また、第１の接着層２６によりシンチレータ３４とセンサパネル２３との間に設けられた空隙部４９により、支持基板３３に生じた応力自体を緩和することができる。
【００７３】
上記実施形態では、シンチレータ３４とセンサパネル２３との間の空隙部４９内を空隙状態のままとしたが、図９に示すように、空隙部４９に封止剤２８を充填してもよい。これによれば、シンチレータ３４の封止効果を更に高めることができる。封止剤２８は、高さが数十μｍ程度の空隙部４９内に充填するため、低粘度のものを用いることが好ましく、例えば、５Ｐａ・ｓ以下、より好ましくは３Ｐａ・ｓ以下の粘度を有する封止剤２８を用いることが好ましい。
【００７４】
上記実施形態では、第１の接着層２６の厚みを一定にするために粘着シートを用いたが、塗布厚を一定にすることができるのであれば、ゲル状の粘着剤を塗布してもよい。これによれば、粘着シートから保護フイルムを剥離する工程自体が不要となるため、ダマが発生することはない。また、空隙部４９による支持基板３３の応力緩和、空隙部４９内に封止剤２８を充填することによる封止性向上は、粘着シートの代わりに一般的な接着剤を用いた場合でも得ることができる。したがって、本実施形態の空隙は、接着剤を使用する放射線撮影装置にも適用可能である。
【００７５】
上記実施形態では、第１の接着層２６の外縁を、シンチレータ３４のセンサパネル２３に対する貼り合せ面の端縁と、光センサ４３の有効検出エリア４３ａの端縁との間に任意に配置しているが、第１の接着層２６の外縁の位置をより詳細に規定してもよい。例えば、第１の接着層２６によるセンサパネル２３とシンチレータパネル２４との接着強度に重点を置く場合には、図１０に示すように、第１の接着層２６の外縁とシンチレータ３４の貼り合せ面の端縁との距離Ｌ１を、第１の接着層２６の外縁と有効検出エリア４３ａの端縁との距離Ｌ２よりも短くするのが好ましい。また、空隙部４９による応力緩和効果や、空隙部４９内に重点された封止剤２８による封止性向上に重点を置く場合には、図１１に示すように、第１の接着層２６の外縁と有効検出エリア４３ａの端縁との距離Ｌ２を、第１の接着層２６の外縁とシンチレータ３４の貼り合せ面の端縁との距離Ｌ１よりも短くするのが好ましい。
【００７６】
また、上記実施形態では、光電変換部５５の光電変換膜５５ｃをアモルファスシリコンによって構成したが、光電変換膜５５ｃは、有機光電変換材料を含む材料で構成してもよい。この場合、主に可視光域で高い吸収を示す吸収スペクトルが得られ、光電変換膜５５ｃによるシンチレータ３４から放出された光以外の電磁波の吸収が殆ど無くなるので、Ｘ線やγ線等の放射線が光電変換膜５５ｃで吸収されることで発生するノイズを抑制できる。また、有機光電変換材料からなる光電変換膜５５ｃは、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドを用いて有機光電変換材料をセンサ基板４２上に付着させることで形成させることができ、センサ基板４２に対して耐熱性は要求されない。このため、ガラス以外の材質からなるセンサ基板を用いることもできる。
【００７７】
光電変換膜５５ｃを有機光電変換材料で構成した場合、光電変換膜５５ｃで放射線が殆ど吸収されないので、放射線が透過するようにセンサパネル２３が配置される表面読取方式（ＩＳＳ）において、センサパネル２３を透過することによる放射線の減衰を抑制することができ、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。従って、光電変換膜５５ｃを有機光電変換材料で構成することは、特に表面読取方式(ＩＳＳ)に好適である。
【００７８】
光電変換膜５５ｃを構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３４から放出され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３４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３４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３４から放出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３４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。
【００７９】
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３４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、光電変換膜５５ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００８０】
放射線検出パネルに適用可能な光電変換膜５５ｃについて具体的に説明する。放射線検出パネルにおける電磁波吸収／光電変換部位は、電極５５ａ、５５ｂと、該電極５５ａ,５５ｂに挟まれた光電変換膜５５ｃを含む有機層である。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を積み重ねるか、若しくは混合することで形成することができる。
【００８１】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機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を有する有機化合物である。さらに詳しくは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である。従って、ドナー性有機化合物としては、電子供与性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。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、電子を受容し易い性質を有する有機化合物である。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である。従って、アクセプター性有機化合物は、電子受容性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。
【００８２】
有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料や、光電変換膜５５ｃの構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００８３】
また、光電変換部５５は、少なくとも電極対５５ａ,５５ｂと光電変換膜５５ｃを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくとも何れかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
【００８４】
電子ブロッキング膜は、上部電極５５ｂと光電変換膜５５ｃとの間に設けることができ、上部電極５５ｂと下部電極５５ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極５５ｂから光電変換膜５５ｃに電子が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。電子ブロッキング膜には電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜５５ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上電子親和力(Ｅａ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜５５ｃの材料のイオン化ポテンシャル(Ｉｐ)と同等のＩｐ、若しくはそれより小さいＩｐを有するものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００８５】
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部５５の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００８６】
正孔ブロッキング膜は、光電変換膜５５ｃと下部電極５５ａとの間に設けることができ、上部電極５５ｂと下部電極５５ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極５５ａから光電変換膜５５ｃに正孔が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。正孔ブロッキング膜には電子受容性有機材料を用いることができる。実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜５５ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル(Ｉｐ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜５５ｃの材料の電子親和力(Ｅａ)と同等のＥａ、若しくはそれより大きいＥａを有するものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
【００８７】
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部５５の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
【００８８】
なお、光電変換膜５５ｃで発生した電荷のうち、正孔が下部電極５５ａに移動し、電子が上部電極５５ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けることは必須ではなく、何れかを設けておけば、或る程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
【００８９】
また、ＴＦＴ５６の活性層を形成可能な非晶質酸化物としては、例えば、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｏ系)が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系)がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３(ＺｎＯ)ｍ(ｍは６未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層を形成可能な非晶質酸化物はこれらに限定されるものではない。
【００９０】
また、活性層を形成可能な有機半導体材料としては、例えば、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報で詳細に説明されているため、説明を省略する。
【００９１】
ＴＦＴ５６の活性層を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかによって形成すれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、或いは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００９２】
また、活性層をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ５６のスイッチング速度を高速化することができ、また、ＴＦＴ５６における可視光域の光の吸収度合いを低下させることができる。なお、活性層をカーボンナノチューブで形成する場合、活性層にごく微量の金属性不純物が混入しただけでＴＦＴ５６の性能が著しく低下するため、遠心分離等により非常に純度の高いカーボンナノチューブを分離・抽出して活性層の形成に用いる必要がある。
【００９３】
なお、有機光電変換材料で形成した膜及び有機半導体材料で形成した膜は何れも十分な可撓性を有しているので、有機光電変換材料で形成した光電変換膜５５ｃと、活性層を有機半導体材料で形成したＴＦＴ５６と、を組み合わせた構成であれば、患者の体の重みが荷重として加わるセンサパネル２３の高剛性化は必ずしも必要ではなくなる。
【００９４】
また、センサ基板４２は、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであればよい。ここで、ＴＦＴ５６の活性層を構成する非晶質酸化物や、光電変換部５５の光電変換膜５５ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、センサ基板４２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、合成樹脂製の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）等の可撓性基板を用いることができる。このような合成樹脂製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。なお、センサ基板４２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００９５】
なお、アラミドは２００度以上の高温プロセスを適用できるため、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドはＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて基板を薄型化できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層してセンサ基板４２を形成してもよい。
【００９６】
また、バイオナノファイバは、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（バクテリアセルロース）と透明樹脂とを複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、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６０〜７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラ
ス基板等と比べてセンサ基板４２を薄型化できる。
【００９７】
センサ基板４２としてガラス基板を用いた場合、センサパネル２３全体としての厚みは、例えば０．７ｍｍ程度になるが、センサ基板４２として光透過性を有する合成樹脂からなる薄型の基板を用いることにより、センサパネル２３全体としての厚みを、例えば０．１ｍｍ程度に薄型化できると共に、センサパネル２３に可撓性をもたせることができる。また、センサパネル２３に可撓性をもたせることで、放射線撮影装置１０の耐衝撃性が向上し、放射線撮影装置１０に衝撃が加わった場合にも破損し難くなる。また、プラスチック樹脂や、アラミド、バイオナノファイバ等は何れも放射線の吸収が少なく、センサ基板４２をこれらの材料で形成した場合、センサ基板４２による放射線の吸収量も少なくなるため、表面読取方式(ＩＳＳ)によりセンサパネル２３を放射線が透過する構成であっても、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
【００９８】
上記実施形態では、ＩＳＳ方式の放射線検出装置を例に説明したが、本発明は、ＰＳＳ方式の放射線検出装置にも適用が可能である。また、放射線検出器をカセッテサイズの筐体に組み込む例について説明したが、立位型、臥位型の撮影装置や、マンモグラフィ装置に組み込むことも可能である。その他、上記の実施形態で説明した本発明に係る放射線撮影装置の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９９】
１０  放射線撮影装置
１９  放射線検出器
２３  センサパネル
２４  シンチレータパネル
２５  補強板
２６  第１の接着層
２７  第２の接着層
２８  封止剤
３３  支持基板
３３ａ  庇状部
３４  シンチレータ
４２  センサ基板
４３  光センサ
４６  粘着シート
４６ａ  ダマ
４９  空隙部
【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５】
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【図６】
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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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