(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
照射された第１の波長の放射線を第２の波長の放射線に変換する波長変換部と、
放射線の入射側とは反対側の第１の面及び前記第１の面とは異なる第２の面を有し、前記第１の面側に設けられた前記波長変換部によって変換された前記第２の波長の放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素が前記第１の面側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが前記第１の面側に設けられた第１の基板と、
前記第１の基板の前記第２の面側に設けられ、前記第１の面側に照射されて前記第２の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第２の基板と、を備え、
前記第２の基板は樹脂基板を含んで構成され、
マトリクス状に設けられた前記複数の放射線照射量検出用センサが前記第２の基板全面に設けられ、前記複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されており、
前記放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ前記放射線照射量検出用配線の各々が前記第１の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて前記第１の波長の放射線を照射する放射線源による前記第１の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続された
放射線検出器
【請求項２】
前記放射線照射量検出用センサは有機材料を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記放射線照射量検出用センサは無機材料を含んで構成されたことを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記波長変換部は、ＧＯＳを含んで構成された請求項１〜３の何れか１項記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記波長変換部は、ＣｓＩを含んで構成された請求項１〜３の何れか１項記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線検出器に係り、特に、マトリクス状に複数配置された画素に検出対象とする放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積し、蓄積した電荷量を画像を示す情報として検出する放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＴＦＴ（Thin film transistor）アクティブマトリックス基板上にＸ線感応層を配置し、Ｘ線情報を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（flat panel detector）等の放射線検出器（放射線検出素子）を用いた放射線画像撮影装置（放射線画像検出装置）が実用化されている。このＦＰＤは、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も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】
この種の放射線検出素子は、種々のタイプのものが提案されており、例えば、放射線を直接、半導体層で電荷に変換して蓄積する直接変換方式や、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、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。
【０００４】
ここで、ＡＥＣセンサを用いて照射する放射線の総照射量を検出し、放射線を照射する放射線源の制御を行う技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１に記載の技術では、第一の放射線変換素子（放射線検出用の素子）の間隙にＡＥＣセンサ（第二の放射線変換素子）が形成されており、第一の放射線変換素子が形成された基板と同一の基板上にＡＥＣセンサが形成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第４２１７５０６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように、特許文献１に記載の技術では、高額な部品である第一の放射線変換素子がマトリクス状に複数設けられた基板上にＡＥＣセンサが内蔵されており、ＡＥＣセンサまたはその配線で製造不良が生じた場合に、基板ごと不良品となる。すなわち、ＡＥＣセンサまたはその配線で製造不良が生じた場合には、マトリクス状に複数設けられた第一の放射線変換素子に製造不良が発生していなくても、基板ごと廃棄する必要があり、非常にコストがかかってしまう、という問題があった。ここで、ＡＥＣセンサが内蔵され、第一の放射線変換素子がマトリクス状に複数設けられた基板は完成時に出荷検査を行うため、当該基板の歩留まりは以下の式（１）で表すことができる。
歩留まり＝第一の放射線変換素子の良品率×ＡＥＣセンサの良品率・・・式（１）
【０００７】
本発明は上記問題点を解決するために成されたものであり、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる放射線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明の放射線検出器は、照射された第１の波長の放射線を第２の波長の放射線に変換する波長変換部と、放射線の入射側とは反対側の第１の面及び前記第１の面とは異なる第２の面を有し、前記第１の面側に設けられた前記波長変換部によって変換された前記第２の波長の放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素が前記第１の面側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが前記第１の面側に設けられた第１の基板と、前記第１の基板の前記第２の面側に設けられ、前記第１の面側に照射されて前記第２の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより電荷を発生する複数の放射線照射量検出用センサがマトリクス状に設けられた第２の基板と、を備え、前記第２の基板は樹脂基板を含んで構成され、マトリクス状に設けられた前記複数の放射線照射量検出用センサが前記第２の基板全面に設けられ、前記複数の放射線照射量検出用センサの各々が、放射線照射量検出用配線の各々に接続されており、前記放射線照射量検出用配線の各々には、接続された放射線照射量検出用センサに発生した電荷に応じた電気信号が流れ、かつ前記放射線照射量検出用配線の各々が前記第１の波長の放射線の照射量を検出し当該照射量に基づいて前記第１の波長の放射線を照射する放射線源による前記第１の波長の放射線の照射を制御する放射線照射制御装置に接続されている。
【０００９】
本発明では、波長変換部が、照射された第１の波長の放射線を第２の波長の放射線に変換する。また、波長変換部によって変換された第２の波長の放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素が第１の基板の第１の面側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが第１の基板の第１の面側に設けられている。そして、第２の基板は、第１の基板の第２の面側に設けられ、第２の基板には、第１の面側に照射されて第２の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられている。放射線照射量検出用センサは、第２の基板の一部に配置されていても良く、第２の基板全面に配置されていてもよい。
【００１０】
このように、本発明によれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても第２の基板のみ不良品となり、第１の基板については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられた第１の基板については廃棄などの処理を行わずにすむ。
【００１１】
従って、本発明によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子（放射線検出用の素子）の間隙にＡＥＣセンサ（第二の放射線変換素子）が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。
【００１３】
また、放射線照射量検出用センサが複数配置された第２の基板が、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられた第１の基板の第２の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成された場合よりも多くの第２の波長の放射線（例えば光）を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、ＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成されるような場合には、そのＡＥＣセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいＡＥＣセンサのセンサ部で第２の波長の放射線を受けるのに対し、本発明では、ＴＦＴの上面にＡＥＣセンサが配置されてるので、ＴＦＴの隙間全体にＡＥＣセンサを配置でき、その隙間から漏れて出射される第２の波長の放射線をより多く受けることができるからである。
【００１４】
また、同一の波長変換部によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部ＡＥＣセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。
【００１５】
また、上記目的を達成するために、本発明の放射線検出器は、照射された第１の波長の放射線を第２の波長の放射線に変換して両面から第２の波長の放射線を出射する波長変換部と、前記波長変換部の一方の面側に設けられ、前記波長変換部の当該一方の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが設けられた第１の基板と、前記波長変換部の他方の面側に設けられ、前記波長変換部の当該他方の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられた第２の基板と、を備えている。
【００１６】
本発明では、波長変換部が、照射された第１の波長の放射線を第２の波長の放射線に変換して両面から第２の波長の放射線を出射する。また第１の基板は波長変換部の一方の面側に設けられ、第１の基板には、波長変換部の一方の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線と前記各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて前記放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線とが設けられている。そして、第２の基板は、波長変換部の他方の面側に設けられ、第２の基板には、波長変換部の他方の面から出射された第２の波長の放射線が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられている。放射線照射量検出用センサは、第２の基板の一部に配置されていても良いし、第２の基板面全面に配置されていても良い。
【００１７】
このように、本発明によれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても第２の基板のみ不良品となり、第１の基板については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられた第１の基板については廃棄などの処理を行わずにすむ。
【００１８】
従って、本発明によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。
【００１９】
また、本発明によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子（放射線検出用の素子）の間隙にＡＥＣセンサ（第二の放射線変換素子）が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。
【００２０】
また、放射線照射量検出用センサが複数配置された第２の基板が、波長変換部の他方の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成された場合よりも多くの第２の波長の放射線（例えば光）を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、ＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成されるような場合には、そのＡＥＣセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいＡＥＣセンサのセンサ部で第２の波長の放射線を受けるのに対し、本発明では、ＴＦＴの上面にＡＥＣセンサが配置されてるので、ＴＦＴの隙間全体にＡＥＣセンサを配置でき、波長変換部で変換されて他方の面から出射された第２の波長の放射線をより多く受けることができるからである。
【００２１】
また、同一の波長変換部によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部ＡＥＣセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。
【００２５】
また、本発明は、請求項２に記載の発明のように、前記放射線照射量検出用センサが有機材料を含んで構成されるようにしてもよい。
【００２６】
また、本発明は、請求項３に記載の発明のように、前記放射線照射量検出用センサが無機材料を含んで構成されるようにしてもよい。
【００２７】
また、本発明は、請求項４に記載の発明のように、前記波長変換部が、ＧＯＳを含んで構成されるようにしてもよい。
【００２８】
また、本発明は、請求項５に記載の発明のように、前記波長変換部が、ＣｓＩを含んで構成されるようにしてもよい。
【発明の効果】
【００２９】
このように、本発明によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
【図２】第１の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
【図３】第１の実施の形態に係る放射線検出器の構成を示す平面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放射線検出器の線断面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射線検出器の構成図である。
【図６】第１の実施形態に係るフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板の放射線検出素子の製造工程の一例を説明するための図である。
【図７】第１の実施の形態に係るシート形状のフォトセンサアレイの一例を示す図である。
【図８】第１の実施の形態に係る有機薄膜材料が含有された光電変換膜の一例を示す図である。
【図９】第１の実施の形態に係るフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板及びＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板の模式図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
【図１１】第２の実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法の概略を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態の製造方法の各段階で製造された物の断面図である。
【図１３】第２の実施の形態に係る放射線画像検出装置の放射線検出器の構成図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、図面を参照しながら本発明を実施するための各実施の形態について説明する。
【００３２】
［第１の実施の形態］
まず、第１の実施の形態について説明する。本実施の形態では、第１の波長の放射線を一旦第２の波長の放射線に変換し、変換した第２の波長の放射線を電荷に変換する間接変換方式の放射線検出器１０Ａに本発明を適用した場合について説明する。なお、以下の説明では、第１の波長の放射線を単に「放射線（例えばＸ線）」と称し、第１の波長とは異なる第２の波長の放射線が「光」である場合を例に挙げて説明するが、第１の波長の放射線及び第２の波長の放射線はこれに限られるものではない。
【００３３】
図１及び図２には、第１の実施の形態に係る放射線検出器１０Ａを用いた放射線画像撮影装置(放射線画像検出装置)１００の全体構成が示されている。なお、図２では、シンチレータ７０及びＡＥＣフォトセンサアレイ用基板７４が省略されている。
【００３４】
本実施の形態に係る放射線画像撮影装置１００は、間接変換方式の放射線検出器１０Ａを備えている。
【００３５】
放射線検出器１０Ａは、シンチレータ７０、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２、及びＡＥＣフォトセンサアレイ用基板７４を備えている。
【００３６】
まず、シンチレータ７０について説明する。シンチレータ７０は、照射された放射線を光に変換して、光を出射する。図１に示すように、本実施の形態のシンチレータ７０の下部には、光を反射させるための部材である反射体が設けられている。なお、シンチレータ７０は、本発明の波長変換部（波長変換層）に対応する。
【００３７】
次に、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２について説明する。
【００３８】
フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２には、後述する上部電極と半導体層と下部電極を備え、照射された放射線をシンチレータで変換した光を受けて電荷を蓄積するセンサ部１０３と、センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴスイッチ４と、を含んで構成される画素が２次元状に多数設けられている。
【００３９】
また、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２には、上記ＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線１０１と、上記センサ部１０３に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３と、が互いに交差して設けられている。
【００４０】
各信号配線３には、当該信号配線３に接続された何れかのＴＦＴスイッチ４がＯＮされることによりセンサ部１０３に蓄積された電荷量に応じた電気信号が流れる。各信号配線３には、各信号配線３に流れ出した電気信号を検出する信号検出回路１０５が接続されており、各走査配線１０１には、各走査配線１０１にＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力するスキャン信号制御装置１０４が接続されている。
【００４１】
信号検出回路１０５は、各信号配線３毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。信号検出回路１０５では、各信号配線３より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することにより、画像を構成する各画素の情報として、各センサ部１０３に蓄積された電荷量を検出する。
【００４２】
この信号検出回路１０５及びスキャン信号制御装置１０４には、信号検出回路１０５において検出された電気信号に所定の処理を施すとともに、信号検出回路１０５に対して信号検出のタイミングを示す制御信号を出力し、スキャン信号制御装置１０４に対してスキャン信号の出力のタイミングを示す制御信号を出力する信号処理装置１０６が接続されている。
【００４３】
次に、図３及び図４を参照して、本実施形態に係るフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２についてより詳細に説明する。なお、図３には、本実施形態に係るフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２上の放射線検出素子の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図４（Ａ）には、図３のＡ−Ａ線断面図が示されており、図４（Ｂ）には、図３のＢ−Ｂ線断面図が示されている。
【００４４】
図４（Ａ）及び図４（Ｂ）に示すように、本実施の形態の放射線検出素子は、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板１上に、走査配線１０１、ゲート電極２が形成されており、走査配線１０１とゲート電極２は接続されている（図３参照。）。走査配線１０１及びゲート電極２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。
【００４５】
この走査配線１０１及びゲート電極２上には、走査配線１０１及びゲート電極２を覆い一面に絶縁膜１５が形成されており、ゲート電極２上に位置する部位がＴＦＴスイッチ４におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜１５は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。
【００４６】
絶縁膜１５上のゲート電極２上には、半導体活性層８が島状に形成されている。この半導体活性層８は、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。
【００４７】
これらの上層には、ソース電極９、及びドレイン電極１３が形成されている。このソース電極９及びドレイン電極１３が形成された配線層には、ソース電極９、ドレイン電極１３とともに、信号配線３、及び当該信号配線３と並行に共通電極配線２５が形成されている。ソース電極９は信号配線３に接続されている。信号配線３、ソース電極９、及び共通電極配線２５が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう。）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。
【００４８】
このソース電極９及びドレイン電極１３と半導体活性層８との間にはコンタクト層（不図示）が形成されている。このコンタクト層は、不純物添加アモルファスシリコン等の不純物添加半導体からなる。これらによりスイッチング用のＴＦＴスイッチ４が構成される。
【００４９】
そして、これら半導体活性層８、ソース電極９、ドレイン電極１３、信号配線３、及び共通電極配線２５を覆い、基板１上の画素が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴ保護膜層１１が形成されている。このＴＦＴ保護膜層１１は、例えば、ＳｉＮＸ 等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。
【００５０】
このＴＦＴ保護膜層１１上には、塗布型の層間絶縁膜１２が形成されている。この層間絶縁膜１２は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料（例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料など）により１〜４μｍの膜厚で形成されている。本実施の形態に係る放射線検出素子１０では、この層間絶縁膜１２によって層間絶縁膜１２上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑えている。また、一般的にこのような材料は平坦化膜としての機能も有しており、下層の段差が平坦化される効果も有する。これにより、上層に配置される半導体層６の形状が平坦化されるため、半導体層６の凹凸による吸収効率の低下や、リーク電流の増加を抑制することができる。この層間絶縁膜１２及びＴＦＴ保護膜層１１には、ドレイン電極１３と対向する位置、及び走査配線１０１が形成された領域の照射面側の位置に各々コンタクトホール１６、及びコンタクトホール２２Ａが形成されている。
【００５１】
層間絶縁膜１２上には、コンタクトホール１６を埋めつつ、画素領域を覆うようにセンサ部１０３の下部電極１４が形成されており、この下部電極１４は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されている。この下部電極１４は、後述する半導体層６が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、ＩＴＯ（酸化スズインジウム）など導電性の金属を用いて形成すれば問題ない。
【００５２】
一方、半導体層６の膜厚が薄い場合（０．２〜０．５μｍ前後）、半導体層６で光が吸収が十分でないため、ＴＦＴスイッチ４への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、もしくは積層膜とすることが好ましい。
【００５３】
下部電極１４上には、フォトダイオードとして機能する半導体層６が形成されている。本実施の形態では、半導体層６として、ＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用しており、下層からｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層を順に積層して形成する。なお、本実施の形態では、下部電極１４を半導体層６よりも大きくしている。なお、半導体層６の膜厚が薄い場合（例えば、０．５μｍ以下の場合）には、ＴＦＴスイッチ４への光入射を防ぐ目的で、遮光性金属を配置してＴＦＴスイッチ４を覆うことが好ましい。
【００５４】
好ましくは、デバイス内部の光の乱反射によるＴＦＴスイッチ４への光進入を抑制するため、ＴＦＴスイッチ４のチャネル部から遮光性金属からなる下部電極１４の端部への間隔を５μｍ以上確保している。
【００５５】
層間絶縁膜１２及び半導体層６上には、各半導体層６部分で開口を持つように保護絶縁膜１７が形成されている。そして、半導体層６及び保護絶縁膜１７上には、少なくとも保護絶縁膜１７の開口部を覆うように上部電極７が形成されている。この上部電極７には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。上部電極７は、下層に配置された、上部電極７にバイアス電圧を供給するための共通電極配線２５と接続する導電部材も兼ねている。図３（Ｂ）に示すように、共通電極配線２５は、第１の層間絶縁膜１２に設けられたコンタクトホール２２Ａを介して下部電極１４の層に形成されたコンタクトパッド２４と接続され、さらに保護絶縁膜１７に設けられたコンタクトホール２２Ｂ上を上部電極７で覆うことで、上部電極７と共通電極配線２５とが電気的に接続されている。
【００５６】
ここで、上部電極７と、共通電極配線２５に接続する導電部材とは別層の金属で形成してもかまわない。
【００５７】
このように、基板１の第１の面１Ａ´側に放射線検出用の画素（放射線検出用画素）が形成され、このように形成されたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２には、図５に示すように、第１の面１Ａ´側に、放射線検出用の画素が形成された光吸収性の低い接着樹脂２８等を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータ７０が貼り付けられている。また、同図に図示されるように、第１の面１Ａ´とは逆の面１Ｂ（第１の面とは異なる面１Ｂ）側には、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４が設けられている。なお、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２についても、シンチレータ７０側の面を「第１の面」と称し、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４側の面を「第２の面」と称することとする。また、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２は本発明の第１の基板に対応し、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は本発明の第２の基板に対応する。
【００５８】
次に、図６（Ａ）〜（Ｉ）を参照して、第１の実施形態に係るフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の放射線検出素子の製造工程の一例を説明する。
【００５９】
まず、基板１上に、第１信号配線層として、ゲート電極２、走査配線１０１を形成する（図６（Ａ））。この第１信号配線層は、Ａｌ、Ａｌ合金等の低抵抗金属、もしくは高融点金属からなるバリアメタル層との積層膜からなり、膜厚が１００−３００ｎｍ前後でスパッタリング法にて基板１上に堆積される。その後、フォトリソグラフィー技術にてレジスト膜のパターンニングを行う。その後、Ａｌ用のエッチャントによるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて金属膜をパターンニングする。その後、レジストを除去することにより第１信号配線層が完成する。
【００６０】
次に、第１信号配線層上に、絶縁膜１５、半導体活性層８、コンタクト層（不図示）を順次堆積する（図６（Ｂ））。絶縁膜１５はＳｉＮｘからなり膜厚は２００−６００ｎｍ、半導体活性層８はアモルファスシリコンからなり膜厚２０−２００ｎｍ前後、コンタクト層は不純物添加アモルファスシリコンからなり膜厚１０−１００ｎｍ前後で、Ｐ−ＣＶＤ（Plasma-Chemical Vapor Deposition）法にて堆積する。その後、第１信号配線層と同様に、フォトリソグラフィー技術によりレジストのパターンニングを行う。その後、半導体活性層８と不純物添加半導体によるコンタクト層を絶縁膜１５に対し選択的にドライエッチングすることにより半導体活性領域を形成する。
【００６１】
次に、絶縁膜１５、及び半導体活性層８の上層に、第２信号配線層として、信号配線３、ソース電極９、ドレイン電極１３、共通電極配線２５を形成する（図６（Ｃ））。この第２信号配線層は、第１信号配線層と同様に、Ａｌ、Ａｌ合金等の低抵抗金属、もしくは高融点金属からなるバリアメタル層との積層膜、又はＭｏ等の高融点金属膜単層からなり、膜厚が１００−３００ｎｍ前後である。第１信号配線層と同様に、フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、Ａｌ用のエッチャントによるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて金属膜をパターンニングする。その際、選択的にエッチング法を採用することにより絶縁膜１５は除去されない。ドライエッチ法にて、コンタクト層と半導体活性層８の一部を除去しチャネル領域を形成する。
【００６２】
次に、上記のように形成された層の上層に、ＴＦＴ保護膜層１１及び層間絶縁膜１２を順次形成する（図６（Ｄ））。ＴＦＴ保護膜層１１及び層間絶縁膜１２は無機材料単体の場合や、無機材料からなる保護絶縁膜と有機系材料からなる層間絶縁膜の積層により形成する場合や、有機系からなる層間絶縁膜単層により形成する場合がある。本実施形態では、下層の共通電極配線２５と下部電極１４間との静電容量を抑制する一方で、ＴＦＴスイッチ４の特性を安定させるため感光性の層間絶縁膜１２と無機材料からなるＴＦＴ保護膜層１１の積層構造としており、例えば、ＣＶＤ成膜によりＴＦＴ保護膜層１１を形成し、塗布系材料である感光性の層間絶縁膜１２材料を塗布、プリベーク後、露光、現像のステップを通過後、焼成を行なって各層を形成する。
【００６３】
次に、フォトリソグラフィー技術によりＴＦＴ保護膜層１１をパターンニングする（図６（Ｅ））。なお、ＴＦＴ保護膜１１を配置しない場合には、このステップは必要ない。
【００６４】
次に、上記の層の上層にＡｌ系材料もしくはＩＴＯ等の金属材料をスパッタリング法により堆積する。膜厚は２０−２００ｎｍ前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、メタル用のエッチャント等によるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にてパターンニングして下部電極１４を形成する（図６（Ｆ））。
【００６５】
次に、ＣＶＤ法で下層より順にｎ＋、ｉ、ｐ＋の各層を堆積して半導体層６を形成する（図６（Ｇ））。膜厚は、それぞれｎ＋層５０−５００ｎｍ、ｉ層０．２〜２μｍ、ｐ＋層５０−５００ｎｍである。半導体層６は各層を順に積層してフォトリソグラフィー技術により、半導体層６をパターンニングし、ドライエッチ、もしくはウェットエッチによる下層の層間絶縁膜１２との選択エッチすることにより完成する。
【００６６】
ここでは、ｎ＋、ｉ、ｐ＋の順で積層したが、ｐ＋、ｉ、ｎ＋の順で積層し、ＰＩＮダイオードとしてもかまわない。
【００６７】
次に、ＣＶＤ法等で、半導体層６を覆うようにＳｉＮｘ膜からなる保護絶縁膜１７を堆積する。膜厚は１００〜３００nm前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、ドライエッチ法にてパターンニングし、開口部を形成する。（図６（Ｈ））。ここでは、一例としてＣＶＤ成膜のＳｉＮｘを記載したが、絶縁材料であれば適用でき、ＳｉＮｘに限定するものではない。
【００６８】
次に、上部電極７及び共通電極配線２５との接続部位を形成する（図６（Ｉ））。上部電極７及び共通電極配線２５との接続部位は上記のようにして形成された層の上層に、ＩＴＯ等の透明電極材料をスパッタリング法により堆積する。膜厚は２０−２００ｎｍ前後である。フォトリソグラフィー技術にてパターンニングを行い、ＩＴＯ用のエッチャント等によるウェットエッチ法か、ドライエッチ法にて上部電極７をパターンニングする。その際、選択的にエッチングを採用することにより、下層の保護絶縁膜１７はダメージを受けない。
【００６９】
最後にこのように形成されたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２に接着樹脂２８等を用いてＧＯＳからなるシンチレータ７０を貼り付けると共に、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４を貼り付けることにより、図５に示すような放射線検出素子１０が形成される。
【００７０】
次に、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４について説明する。ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は、例えば、樹脂基板を含んで構成される。ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の「第２の面」側に設けられており、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４には、シンチレータ７０によって変換された光が、図１に示すように、第１の面側に照射されて第２の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生するフォトセンサが複数設けられたものが用いられる。すなわち、このフォトセンサは、放射線照射量検出用センサである。また、このようなフォトセンサとしては、ＴＦＴアレイほどの高精細な光検出は必要ないため、例えば、特開平９−３０７０８８に記載された図７に示すシート形状のフォトセンサアレイを用いることができる。これにより、低コストで放射線照射量検出（ＡＥＣ）を行うことができる。
【００７１】
また、このようなフォトセンサ層には、ａ−Ｓｉを用いたＰＩＮ型、ＭＩＳ型フォトダイオードよりも、例えば、図８（Ａ）及び図８（Ｂ）示すような有機薄膜材料が含有された光電変換膜が好ましい。これは、ＰＩＮ型フォトダイオードやＭＩＳ型フォトダイオードを用いた場合と比較して、製造コストの削減や、フレキシブル化への対応の点で有機薄膜材料が含有された光電変換膜を用いたほうが有利だからである。なお、フォトセンサ層に、ＩＧＺＯなどの無機薄膜材料が含有された光電変換膜を用いても良い。
【００７２】
なお、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４に設けられた各フォトセンサは、上述したように放射線照射量検出用センサとして用いられ、放射線照射量検出用配線（図９（Ｂ）参照）の各々に接続されている。すなわち、放射線照射量検出用配線の各々には、接続されたフォトセンサに発生した電荷に応じた電気信号が流れる。また、このフォトセンサの各々は、放射線照射量検出用配線の各々を介して放射線照射制御装置（図示せず）に接続されている。ここで、この放射線照射制御装置は、フォトセンサからの電気信号に基づいて、放射線の照射量を検出し、検出した照射量に基づいて、放射線を照射する放射線源（図示せず）による放射線の照射を制御する。
【００７３】
以上説明したように、本実施の形態では、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２（図９（Ａ）に示した模式図参照）の第１の面側にシンチレータ７０が設けられ、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の第２の面側にＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４（図９（Ｂ）に示した模式図参照）が設けられる。
【００７４】
次に、上記構造の放射線画像検出装置１００の動作原理について説明する。
【００７５】
図５（図１）の上方からＸ線が照射されると、照射されたＸ線は、シンチレータ７０に吸収され、可視光（第２の波長の放射線）に変換される。なお、図５（図１）の下方からＸ線が照射されてもよく、この場合においても照射されたＸ線は、シンチレータ７０に吸収され、可視光に変換される。シンチレータ７０から発生する光量は、通常の医療診断用のＸ線撮影では０．５〜２μＷ／ｃｍ２である。この発生した光は、接着樹脂２８の層を通過して、ＴＦＴアレイ基板上にアレイ状に配置されたセンサ部１０３の半導体層６に照射される。また、発生した光の一部は、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４に到達し、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は、発生した光の一部を受光する。
【００７６】
放射線検出器１０Ａには、半導体層６が各画素単位に分離して備えられている。半導体層６は、共通電極配線２５を介して上部電極７から所定のバイアス電圧が印加されており、光が照射されると内部に電荷が発生する。例えば、半導体層６が下層からｎ＋−ｉ−ｐ＋（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）の順に積層したＰＩＮ構造の場合は、上部電極７に負のバイアス電圧が印加されるものとされており、Ｉ層の膜厚が１μｍ程度の場合、印加されるバイアス電圧が−５〜−１０Ｖ程度である。半導体層６には、このような状態で光が未照射の場合、数〜数＋ｐＡ／ｍｍ２以下の電流しか流れない。一方、半導体層６には、このような状態で光が照射（１００μＷ／ｃｍ２）されると、０．３μＡ／ｍｍ２程度の明電流が発生する。この発生した電荷は下部電極１４により収集される。下部電極１４は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されており、ＴＦＴスイッチ４のソース電極９は、信号配線３に接続されている。画像検出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に負バイアスが印加されてオフ状態に保持されており、下部電極１４に収集された電荷が蓄積される。
【００７７】
画像読出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号（＋１０〜２０Ｖ）が印加される。これにより、ＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされることにより下部電極１４に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、信号配線３に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部１０３に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の情報として検出する。これにより、放射線検出器１０Ａに照射されたＸ線により示される画像を示す画像情報を得ることができる。
【００７８】
ところで、本実施形態に係る放射線検出器１０Ａでは、共通電極配線２５をセンサ部１０３に対し、シンチレータ３０からの可視光の非照射面側（可視光の下流側）に形成しており、コンタクトホール２２Ａ、２２Ｂを介して上部電極７にバイアス電圧を供給している。これにより、シンチレータ３０により可視光に変換されて半導体層６に照射される光が共通電極配線２５よって遮断されることが無くなるため、センサ部１０３での光の利用効率の低下を防止することができる。
【００７９】
また、本実施の形態に係る放射線検出器１０Ａでは、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４の各フォトセンサ（放射線照射量検出用センサ）が光を受光し、放射線の照射量（総照射量）が検出され、放射線源による放射線の照射が制御される。
【００８０】
以上、本実施の形態の放射線検出器１０Ａを備えた放射線画像検出装置１００について説明した。本実施の形態の放射線検出器１０Ａは、照射された放射線を光に変換するシンチレータ７０と、第１の面１Ａ及び第１の面１Ａとは異なる第２の面１Ｂを有し、シンチレータ７０によって変換された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素が第１の面１Ａ側にマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線１０１と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線３とが第１の面側に設けられたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２と、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の第２の面１Ｂ側に設けられ、第１の面１Ａ側に照射されて第２の面１Ｂから出射された光が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４と、を備えている。
【００８１】
本実施の形態の放射線検出器１０Ａによれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であってもＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４のみ不良品となり、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２については廃棄などの処理を行わずにすむ。
【００８２】
従って、本実施の形態によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。
【００８３】
また、本実施の形態によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子（放射線検出用の素子）の間隙にＡＥＣセンサ（第二の放射線変換素子）が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。
【００８４】
また、放射線照射量検出用センサが複数配置されたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４が、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の第２の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成された場合よりも多くの第２の波長の放射線（例えば光）を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、ＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成されるような場合には、そのＡＥＣセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいＡＥＣセンサのセンサ部で第２の波長の放射線を受けるのに対し、本実施の形態では、ＴＦＴの上面にＡＥＣセンサが配置されてるので、ＴＦＴの隙間全体にＡＥＣセンサを配置でき、その隙間から漏れて出射される第２の波長の放射線をより多く受けることができるからである。
【００８５】
また、同一のシンチレータ７０（波長変換部）によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部ＡＥＣセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。
【００８６】
［第２の実施の形態］
次に第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同様の構成のものについては同一の符号を付す。また、第１の実施の形態と同様に、以下の説明においても、第１の波長の放射線を単に「放射線（例えばＸ線）」と称し、第１の波長とは異なる第２の波長の放射線が「光」である場合を例に挙げて説明するが、第１の波長の放射線及び第２の波長の放射線はこれに限られるものではない。図１０に示すように、第２の実施の形態の放射線検出器１０Ｂは、シンチレータ７０´、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２、及びＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４を備えている。
【００８７】
本実施の形態のシンチレータ７０´は、第１の実施の形態のシンチレータ７０に設けられていた反射体を取り除いて両面から光を出射するようになっている。すなわち、本実施の形態のシンチレータ７０´は、照射された放射線を光に変換して両面から光を照射する。なお、本実施の形態のシンチレータ７０´は、本発明の波長変換部（波長変換層）に対応する。
【００８８】
また、本実施の形態では、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２は、シンチレータ７０´の一方の面側に設けられており、当該一方の面から出射された光がフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２に照射されるようになっている。これにより、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２に設けられた複数の放射線検出用画素の各々は、当該一方の面から出射された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積する。なお、本実施の形態の放射線検出用画素は、第１の実施の形態と同様に、蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えている。
【００８９】
また、本実施の形態では、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は、シンチレータ７０´の他方の面側に設けられており、当該他方の面から出射された光がＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４に照射されるようになっている。これにより、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４に設けられた複数のフォトセンサ（放射線照射量検出用センサ）の各々は、当該他方の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生する。
【００９０】
このように設計することで、第１の実施の形態の放射線照射量検出用センサは、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の隙間から漏れる光のみを受光していたが、本実施の形態の放射線照射量検出用センサは、他方の面から出射された全ての光を受光できるため、検出感度が高くなる。
【００９１】
次に本実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法について説明する。図１１には、本実施の形態の放射線画像検出装置の製造方法の概略が示されている。また、図１２には製造方法の各段階で製造された物の断面図が示されている。
【００９２】
まず、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２を製造し、製造されたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２の出荷検査を行う（図１１（Ａ）及び図１２（Ａ）参照。）。
【００９３】
次に、出荷検査で良品である（不良品でない）と判定されたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２に対してシンチレータ７０´を上述したように接着剤などを用いて貼り合わせる（図１１（Ｂ）及び図１２（Ｂ）参照。）。
【００９４】
また、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４を製造し、製造されたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４の出荷検査を行う（図１１（Ｃ）及び図１２（Ｃ）参照。）。
【００９５】
そして、出荷検査で良品である（不良品でない）と判定されたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４を、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２が貼り合わせられたシンチレータ７０´に、上述したように接着剤などを用いて貼り合わせる（図１１（Ｄ）及び図１２（Ｄ）参照。）。
【００９６】
そして、２次分断を行い各端子を電気的、物理的に分離して、ゲートドライバ、アンプＩＣの実装（ＴＣＰ実装：Tape carrier packageに実装されたＩＣの実装）を行い、最後に回路基板（ゲートドライブ基板、信号検出回路基板等）を実装し、放射線画像検出装置の放射線検出器１０Ｂが完成する（図１１（Ｅ）参照。）。
【００９７】
本実施の形態では、このようにして、図９（Ａ）に示すフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２と、図９（Ｂ）に示すＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４とが、図１３（Ａ）及び図１３（Ｂ）に示すように、１枚のシンチレータ７０´の上下に配置される。
【００９８】
次に、本実施の形態に係る上記構造の放射線画像検出装置の動作原理について説明する。
【００９９】
図１０の上方からＸ線が照射されると、照射されたＸ線は、シンチレータ７０´に吸収され、可視光（第２の波長の放射線）に変換される。なお、図１０の下方からＸ線が照射されてもよく、この場合においても照射されたＸ線は、シンチレータ７０´に吸収され、可視光に変換される。シンチレータ７０´から発生する光量は、通常の医療診断用のＸ線撮影では０．５〜２μＷ／ｃｍ２である。この発生した光は、シンチレータ７０´の両面から照射される。この発生した光（シンチレータ７０´の一方の面から照射された光）は、接着樹脂２８の層を通過して、ＴＦＴアレイ基板上にアレイ状に配置されたセンサ部１０３の半導体層６に照射される。また、発生した光（シンチレータ７０´の他方の面から照射された光）は、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４に到達し、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４は、発生した光の一部を受光する。
【０１００】
放射線検出器１０Ｂには、半導体層６が各画素単位に分離して備えられている。半導体層６は、共通電極配線２５を介して上部電極７から所定のバイアス電圧が印加されており、光が照射されると内部に電荷が発生する。例えば、半導体層６が下層からｎ＋−ｉ−ｐ＋（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン）の順に積層したＰＩＮ構造の場合は、上部電極７に負のバイアス電圧が印加されるものとされており、Ｉ層の膜厚が１μｍ程度の場合、印加されるバイアス電圧が−５〜−１０Ｖ程度である。半導体層６には、このような状態で光が未照射の場合、数〜数＋ｐＡ／ｍｍ２以下の電流しか流れない。一方、半導体層６には、このような状態で光が照射（１００μＷ／ｃｍ２）されると、０．３μＡ／ｍｍ２程度の明電流が発生する。この発生した電荷は下部電極１４により収集される。下部電極１４は、ＴＦＴスイッチ４のドレイン電極１３と接続されており、ＴＦＴスイッチ４のソース電極９は、信号配線３に接続されている。画像検出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に負バイアスが印加されてオフ状態に保持されており、下部電極１４に収集された電荷が蓄積される。
【０１０１】
画像読出時には、ＴＦＴスイッチ４のゲート電極２に走査配線１０１を介して順次ＯＮ信号（＋１０〜２０Ｖ）が印加される。これにより、ＴＦＴスイッチ４が順次ＯＮされることにより下部電極１４に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３に流れ出す。信号検出回路１０５は、信号配線３に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部１０３に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素の情報として検出する。これにより、放射線検出器１０Ｂに照射されたＸ線により示される画像を示す画像情報を得ることができる。
【０１０２】
本実施の形態に係る放射線検出器１０Ｂでは、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４の各フォトセンサ（放射線照射量検出用センサ）が光を受光し、放射線の照射量（総照射量）が検出され、放射線源による放射線の照射が制御される。
【０１０３】
以上、本実施の形態の放射線検出器１０Ｂを備えた放射線画像検出装置について説明した。本実施の形態の放射線検出器１０Ｂは、照射された放射線を光に変換して両面から光を出射するシンチレータ７０´と、シンチレータ７０´の一方の面側に設けられ、シンチレータ７０´の一方の面から出射された光が照射されることにより発生した電荷を蓄積すると共に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられ、各放射線検出用画素に備えられた各スイッチ素子をスイッチングする制御信号が流れる複数の走査配線１０１と各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて放射線検出用画素に蓄積された電荷に応じた電気信号が流れる複数の信号配線３とが設けられたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２と、シンチレータ７０´の他方の面側に設けられ、シンチレータ７０´の他方の面から出射された光が照射されることにより電荷を発生する放射線照射量検出用センサが複数設けられたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４と、を備えている。
【０１０４】
本実施の形態の放射線検出器１０Ｂによれば、放射線検出用画素と、放射線照射量検出用センサとが別の基板に設けられているため、放射線検出用画素の歩留まりと、放射線照射量検出用センサの歩留まりとを分離することができ、例えば、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であってもＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４のみ不良品となり、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２については不良品とならない。すなわち、放射線照射量検出用センサで製造不良が発生した場合であっても、放射線検出用画素がマトリクス状に複数設けられたフォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２については廃棄などの処理を行わずにすむ。
【０１０５】
従って、本実施の形態によれば、従来技術と比較して、製造時のコストを抑えることができる。
【０１０６】
また、本実施の形態によれば、放射線検出用画素の間に放射線照射量検出用センサが設けられていないため、第一の放射線変換素子（放射線検出用の素子）の間隙にＡＥＣセンサ（第二の放射線変換素子）が形成された従来技術と比較して、放射線検出用画素の有効検出エリアを拡大することができ、放射線検出の精度が良好となる。
【０１０７】
また、放射線照射量検出用センサが複数配置されたＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４が、シンチレータ７０´の他方の面側に設けられているため、例えば、放射線検出用のＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成された場合よりも多くの第２の波長の放射線（例えば光）を受けることができ、検出感度がより高くなる。これは、ＴＦＴの隙間にＡＥＣセンサが形成されるような場合には、そのＡＥＣセンサが設けられた隙間より更に面積が小さいＡＥＣセンサのセンサ部で第２の波長の放射線を受けるのに対し、本実施の形態では、ＴＦＴの上面のＡＥＣセンサが配置されてるので、ＴＦＴの隙間全体にＡＥＣセンサを配置でき、例えば、シンチレータ７０´で変換されて他方の面から出射された第２の波長の放射線をより多く受けることができるからである。なお、第１の実施の形態と比較して本実施の形態のほうが受ける光の量が多いため、第１の実施の形態より検出感度は高い。
【０１０８】
また、同一のシンチレータ７０´（波長変換部）によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、外部ＡＥＣセンサにて照射量検出を行う場合に比べ、照射条件による画像検出と放射線照射量検出のズレを低減させることができる。
【０１０９】
また、本実施の形態によれば、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４による放射線の吸収ロスがなくなり、画質が向上する。また、本実施の形態によれば、放射線が照射される側と反対側の非放射側にＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４が設けられているが、上述したように、同一のシンチレータ７０´によって変換された光を放射線検出用画素及び放射線照射量検出用センサで検出しているので、フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板７２での放射線吸収に起因する放射線照射量の検出の精度の劣化を抑制できる。
【０１１０】
また、上記第１の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置１００の構成、及び放射線検出素子１０Ａの構成、並びには上記第２の実施の形態で説明した放射線画像撮影装置の構成、及び放射線検出素子１０Ｂ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。
【０１１１】
例えば、第１の実施の形態及び第２の実施の形態において、ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板７４全面に放射線照射量検出用センサが設けられていても良く、ＡＥＣ用フォトアレイ基板４４の一部に放射線照射量検出用センサが設けられていても良い。
【符号の説明】
【０１１２】
３            信号配線
４            ＴＦＴスイッチ
１０Ａ        放射線検出器
７０          シンチレータ
７２          フォトセンサ付きＴＦＴアレイ基板
７４          ＡＥＣ用フォトセンサアレイ基板
１００        放射線画像撮影装置
【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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