(57)【要約】【課題】光電変換パネルの耐荷重性を向上させる。【解決手段】モノコック構造の筐体１４内に、光電変換パネル２１、補強基板２２、シンチレータ２０が収容されている。光電変換パネル２１は、厚みが０．５ｍｍ以下のガラス製の絶縁性基板３０上に、光電変換を行う複数の画素が配置されたものである。補強基板２２は、光電変換パネル２１のＸ線入射側に第１の接着層２２ａを介して貼り付けられている。補強基板２２のＸ線入射側は、第１の接着層２２ｂを介して筐体１４に貼り付けられている。シンチレータ２０は、光電変換パネル２１のＸ線入射側とは反対側の表面２１ａに蒸着されている。シンチレータ２０は、複数の柱状結晶２０ａと、非柱状結晶層２０ｂとを有している。非柱状結晶層２０ｂが光電変換パネル２１の表面２１ａに密着している。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚みが０．５ｍｍ以下のガラス製の絶縁性基板上に、光電変換を行う複数の画素が配置された光電変換パネルと、
前記光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に貼り付けられた補強基板と、
前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に配置され、前記光電変換パネルまたは前記補強基板に蒸着された、ヨウ化セシウムを含有するシンチレータと、
を備えることを特徴とする放射線画像検出装置。
【請求項２】
前記シンチレータは、非柱状結晶層と、前記非柱状結晶層上に形成された複数の柱状結晶とを有し、前記非柱状結晶層が前記光電変換パネルまたは前記補強基板に密着していることを特徴とする請求項１に記載の放射線画像検出装置。
【請求項３】
前記補強基板は、前記光電変換パネルの放射線入射側に接着層を介して貼り付けられており、前記シンチレータは、前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像検出装置。
【請求項４】
前記補強基板は、樹脂、ソーダガラス、アルミニウムのいずれかにより形成されていることを特徴とする請求項３に記載の放射線画像検出装置。
【請求項５】
前記補強基板と前記接着層との間に、光反射層、導電層、熱拡散層、緩衝層のいずれかを備えることを特徴とする請求項４に記載の放射線画像検出装置。
【請求項６】
前記補強基板は、前記光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に接着層を介して貼り付けられており、前記シンチレータは、前記補強基板の放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線画像検出装置。
【請求項７】
前記補強基板は、ＯＰＳフィルムまたはソーダガラスにより形成されていることを特徴とする請求項６に記載の放射線画像検出装置。
【請求項８】
前記画素は、可視光を電荷に変換するフォトダイオードと、前記フォトダイオードにより生成された電荷を読み出すための薄膜トランジスタとを有することを特徴とする請求項３から７いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項９】
前記フォトダイオードの半導体層と前記薄膜トランジスタの活性層とがシリコンにより形成され、前記絶縁性基板が無アルカリガラスにより形成されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１０】
前記フォトダイオードの半導体層が有機光電変換材料により形成され、前記薄膜トランジスタの活性層が酸化物半導体により形成され、前記絶縁性基板がソーダガラスにより形成されていることを特徴とする請求項８に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１１】
前記放射線は、３７ＫｅＶ〜５０ＫｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線であることを特徴とする請求項１０に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１２】
前記絶縁性基板は、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの厚みを有することを特徴とする請求項１から１１いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１３】
前記光電変換パネル、前記補強基板、及び前記シンチレータは、モノコック構造の筐体に収容されていることを特徴とする請求項１から１２いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１４】
前記シンチレータの表面を覆う封止膜を備えることを特徴とする請求項１から１３いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
【請求項１５】
前記封止膜上に、前記柱状結晶に対向するように光反射膜が設けられていることを特徴とする請求項１４に記載の放射線画像検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影に用いられる放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、医療分野において、画像診断を行うために、放射線源から被写体（患者）の撮影部位に向けて放射し、撮影部位を透過した放射線（例えば、Ｘ線）を電荷に変換して放射線画像を生成する放射線画像検出装置が用いられている。この放射線画像検出装置には、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものがある。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線を吸収して可視光に変換するシンチレータ（蛍光体層）と、可視光を検出して電荷に変換する光電変換パネルとを有する。シンチレータには、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリニウムオキサイドサルファ（ＧＯＳ）が用いられている。光電変換パネルは、ガラス製の絶縁性基板の表面に薄膜トランジスタ及びフォトダイオードがマトリクス状に配列されたものである。
【０００４】
ＣｓＩは、ＧＯＳに比べて製造コストが高いが、放射線から可視光への変換効率が高い。また、ＣｓＩは、柱状結晶構造を有し、光ガイド効果により画像データのＳＮ比が向上することから、特にハイエンド向けの放射線画像検出装置のシンチレータとして用いられている。
【０００５】
ＣｓＩをシンチレータとする放射線画像検出装置には、貼り付け方式と直接蒸着方式とが知られている。貼り付け方式では、シンチレータが蒸着された蒸着基板と、光電変換パネルは、シンチレータが光電変換パネルに対向するように粘着層を介して貼り付けられている。貼り付け方式は、ＣｓＩの柱状結晶の先端部が光電変換パネルに近接しており、この先端部から放出された可視光が効率良く光電変換パネルに入射するため、高解像度の放射線画像が得られる。しかし、貼り付け方式は、蒸着基板を用いることにより、製造工程数が多く、高コストである。
【０００６】
一方、直接蒸着方式では、シンチレータが光電変換パネルに直接蒸着されている。この直接蒸着方式は、蒸着基板が不要であるので、製造工程数が少なく、低コストである。この直接蒸着方式では、ＣｓＩの柱状結晶の先端部が光電変換パネルとは反対側に配置されるため、放射線画像の画質は、貼り付け方式の場合よりはやや劣るが、シンチレータをＧＯＳで形成する場合よりは優れる。このため、直接蒸着方式は、性能面とコスト面とのバランスが良い。
【０００７】
この直接蒸着方式の放射線画像検出装置において、筐体内に収容される光電変換パネルとシンチレータのうち、光電変換パネルを放射線源側に配置し、放射線源から放射された放射線を、光電変換パネルを介してシンチレータに入射させるＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）型が知られている（特許文献１、２参照）。このＩＳＳ型では、シンチレータは、光電変換パネル側で発光するため、画質及び輝度に優れる放射線画像が得られる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−１０５８７９号公報
【特許文献２】特開２００１−３３０６７７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１，２に記載のＩＳＳ型放射線画像検出装置では、光電変換パネルは、被写体が接触する筐体の部分に近接して配置されるため、被写体からの荷重を受けて撓みやすく、撓みが大きい場合には割れ等の破壊が生じるという問題がある。
【００１０】
また、近年、筐体にはモノコック構造が広く用いられているが、モノコック構造は、軽量である反面、耐荷重性が低いため、被写体からの荷重を光電変換パネルに伝えやすく、光電変換パネルをより撓ませてしまう。
【００１１】
本発明は、光電変換パネルの耐荷重性を向上させることができるＩＳＳ型の放射線画像検出装置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】
【００１２】
上記課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、厚みが０．５ｍｍ以下のガラス製の絶縁性基板上に、光電変換を行う複数の画素が配置された光電変換パネルと、この光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に貼り付けられた補強基板と、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に配置され、光電変換パネルまたは補強基板に蒸着されたヨウ化セシウムを含有するシンチレータと、を備えることを特徴とする。
【００１３】
シンチレータは、非柱状結晶層と、この非柱状結晶層上に形成された複数の柱状結晶とを有し、非柱状結晶層が光電変換パネルまたは補強基板に密着していることが好ましい。
【００１４】
また、補強基板は、光電変換パネルの放射線入射側に接着層を介して貼り付けられており、シンチレータは、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていることが好ましい。この場合、補強基板は、樹脂、ソーダガラス、アルミニウムのいずれかにより形成されていることが好ましい。また、補強基板と接着層との間に、光反射層、導電層、熱拡散層、緩衝層のいずれかを備えることが好ましい。
【００１５】
また、補強基板は、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側に接着層を介して貼り付けられており、シンチレータは、補強基板の放射線入射側とは反対側の面に直接蒸着されていてもよい。この場合、補強基板は、ＯＰＳフィルムまたはソーダガラスにより形成されていることが好ましい。
【００１６】
また、画素は、可視光を電荷に変換するフォトダイオードと、フォトダイオードにより生成された電荷を読み出すための薄膜トランジスタとを有することが好ましい。
【００１７】
フォトダイオードの半導体層と薄膜トランジスタの活性層とがシリコンにより形成され、絶縁性基板が無アルカリガラスにより形成されていることが好ましい。
【００１８】
また、フォトダイオードの半導体層が有機光電変換材料により形成され、薄膜トランジスタの活性層が酸化物半導体により形成され、絶縁性基板がソーダガラスにより形成されていることも好ましい。この場合、放射線は、３７ＫｅＶ〜５０ＫｅＶの範囲のエネルギーを有するＸ線とすることで、マンモグラフィ撮影が可能となる。
【００１９】
また、絶縁性基板は、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの厚みを有することが好ましい。また、光電変換パネル、補強基板、及びシンチレータは、モノコック構造の筐体に収容されていることが好ましい。また、シンチレータの表面を覆う封止膜を備えることが好ましい。この封止膜上に、柱状結晶に対向するように光反射膜が設けられていることが好ましい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明の放射線画像検出装置によれば、厚みが０．５ｍｍ以下のガラス製の絶縁性基板を有する光電変換パネルの放射線入射側、または放射線入射側とは反対側に補強基板が貼り付けられており、光電変換パネルの放射線入射側とは反対側にシンチレータが配置されているので、光電変換パネルが補強基板により補強され、光電変換パネルの耐荷重性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】第１実施形態のＸ線画像検出装置の一部破断斜視図である。
【図２】Ｘ線画像検出装置の断面図である。
【図３】ＦＰＤの断面図である。
【図４】光電変換パネルの構成を示す回路図である。
【図５】Ｘ線画像検出装置の使用状態を説明する説明図である。
【図６】ガラスの引張応力と曲率半径の関係を示すグラフである。
【図７】切り込みを有する補強基板の平面図である。
【図８】第１の接着層と補強基板の間に光反射層を設けた例を示す断面図である。
【図９】第１の接着層と補強基板の間に導電層を設けた例を示す断面図である。
【図１０】第１の接着層と補強基板の間に熱拡散層を設けた例を示す断面図である。
【図１１】第１の接着層と補強基板の間に緩衝層を設けた例を示す断面図である。
【図１２】第２実施形態のＸ線画像検出装置の断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
［第１実施形態］
図１において、Ｘ線画像検出装置１０は、フラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）１１と、支持基板１２と、制御ユニット１３と、これらを収容する筐体１４により構成されている。筐体１４は、Ｘ線の透過性が高く、軽量で耐久性の高い炭素繊維強化樹脂（カーボンファイバー）により一体形成されたモノコック構造である。
【００２３】
筐体１４の１つの側面には開口（図示せず）が形成され、Ｘ線画像検出装置１０の製造時には、この開口からＦＰＤ１１、回路基板１２、制御ユニット１３が筐体１４内に挿入される。これらの挿入後に、この開口を塞ぐように蓋（図示せず）が取り付けられている。
【００２４】
この筐体１４の上面１４ａは、撮影時にＸ線源６０（図５参照）から放射され、被写体（患者）６１（図５参照）を透過したＸ線が照射される照射面である。照射面１４ａには、Ｘ線源６０や被写体６１を位置合わせするためにアライメントマーク（図示せず）が設けられている。
【００２５】
Ｘ線画像検出装置１０は、従来のＸ線フィルムカセッテと同程度のサイズであり、Ｘ線フィルムカセッテに代えて用いることが可能であるため、電子カセッテと称されている。
【００２６】
筐体１４内には、撮影時にＸ線が照射される照射面１４ａ側から順に、ＦＰＤ１１、支持基板１２が配置されている。支持基板１２は、回路基板２５（図２参照）を支持しており、筐体１４に固定されている。制御ユニット１３は、筐体１４内の短めな一端側に配置されている。
【００２７】
制御ユニット１３は、マイクロコンピュータやバッテリ（いずれも図示せず）を収容している。このマイクロコンピュータは、有線または無線の通信部（図示せず）を介して、Ｘ線源６０と接続されたコンソール（図示せず）と通信して、ＦＰＤ１１の動作を制御する。
【００２８】
図２において、ＦＰＤ１１は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ２０と、この可視光を電荷に変換する光電変換パネル２１を有している。Ｘ線画像検出装置１０は、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）型であり、撮影時にＸ線が入射する側（照射面１４ａ側）から、光電変換パネル２１、シンチレータ２０の順番に配置されている。シンチレータ２０は、光電変換パネル２１を透過したＸ線を吸収して可視光を発生する。光電変換パネル２１は、シンチレータ２０から放出された可視光を受光し、光電変換を行って電荷を生成する。
【００２９】
光電変換パネル２１のＸ線入射側には、エポキシ樹脂等からなる第１の接着層２２ａを介して補強基板２２が貼り付けられている。この補強基板２２のＸ線入射側は、エポキシ樹脂等からなる第２の接着層２２ｂを介して筐体１４の照射面１４ａ側に貼り付けられている。補強基板２２は、ポリイミドやＰＥＴ（Polyethylene terephthalate）等の樹脂により形成されており、光電変換パネル２１の撓みを防止している。
【００３０】
シンチレータ２０は、光電変換パネル２１の表面２１ａ上にタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を蒸着することにより形成されている。シンチレータ２０は、複数の柱状結晶２０ａと非柱状結晶層２０ｂとを有し、光電変換パネル２１側に非柱状結晶層２０ｂが形成されている。柱状結晶２０ａは、非柱状結晶層２０ｂから結晶成長したものであり、非柱状結晶層２０ｂとは反対側に先端部２０ｃを有する。
【００３１】
柱状結晶２０ａは、非柱状結晶層２０ｂ上に複数形成されており、各柱状結晶２０ａは、隣接する柱状結晶２０ａと空気層を介して離間している。柱状結晶２０ａは、屈折率が約１．８１と、空気層の屈折率（約１．０）より大きいため、光ガイド効果を有する。この光ガイド効果により、各柱状結晶２０ａ内で発生した可視光の大部分は、発生した柱状結晶２０ａ内を伝搬し、非柱状結晶層２０ｂを介して光電変換パネル２１に入射する。
【００３２】
このシンチレータ２０には、柱状結晶２０ａ及び非柱状結晶層２０ｂを封止する封止膜２３が形成されている。封止膜２３は、防湿性を有するポリパラキシレンにより形成されている。このポリパラキシレンとして、例えば、パリレンＣ（日本パリレン株式会社製の商品名；「パリレン」は登録商標）が用いられる。封止膜２３は、シンチレータ２０を防湿している。
【００３３】
柱状結晶２０ａの先端部２０ｃを覆う封止膜２３の表面上には、光反射膜２４が形成されている。光反射膜２４は、アルミニウムフィルムやアルミニウム蒸着膜により形成されている。この光反射膜２４により、柱状結晶２０ａの先端部２０ｃから放出された可視光が反射され、柱状結晶２０ａに戻るため、Ｘ線の電荷への変換効率が向上する。
【００３４】
支持基板１２は、シンチレータ２０のＸ線入射側とは反対側に配置されている。支持基板１２と光反射膜２４とは、空気層を介して対向している。支持基板１２は、筐体１４の側部１４ｂにビス等で固着されている。支持基板１２のシンチレータ２０とは反対側の下面１２ａには、回路基板２５が接着剤等を介して固着されている。
【００３５】
回路基板２５と光電変換パネル２１とは、フレキシブルプリント基板２６を介して電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２６は、いわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）ボンディング法により、光電変換パネル２１の端部に設けられた外部端子２１ｂに接続されている。
【００３６】
フレキシブルプリント基板２６には、光電変換パネル２１を駆動するためのゲートドライバ２６ａや、光電変換パネル２１から出力された電荷を電圧信号に変換するチャージアンプ２６ｂが集積回路（ＩＣ）チップとして搭載されている。回路基板２５には、チャージアンプ２６ｂにより変換された電圧信号に基づいて画像データを生成する信号処理部２５ａや、画像データを記憶する画像メモリ２５ｂが搭載されている。
【００３７】
図３において、光電変換パネル２１は、ガラス製の絶縁性基板３０と、この上に配列された複数の画素３１を有する。詳しくは後述するが、本実施形態では、画素３１は、シリコン等を絶縁性基板３０上に成膜することにより形成される。一般に、シリコンは、成膜基板にナトリウム等のアルカリ元素が含まれていると、成膜時に基板のアルカリ元素を取り込んで特性が劣化する。このため、絶縁性基板３０には、無アルカリガラスを用いることが好ましい。なお、ガラスとして一般的なソーダガラスは、ナトリウムを含むため、本実施形態の絶縁性基板３０には好ましくない。
【００３８】
また、Ｘ線画像検出装置１０がＩＳＳ型であることから、絶縁性基板３０の厚みは、Ｘ線の透過性を向上させるために、０．５ｍｍ以下とすることが好ましい。さらに耐荷重性を考慮して、絶縁性基板３０の厚みは、０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内であることがより好ましい。絶縁性基板３０は、厚みがこの範囲内であると、耐荷重性が向上し、荷重により湾曲して応力が生じても破壊応力には達しにくい。前述の補強基板２２は、光電変換パネル２１よりＸ線入射側に配置されているため、単位厚み当たりのＸ吸収量が絶縁性基板３０より小さいことが好ましい。
【００３９】
各画素３１は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）３２と、このＴＦＴ３２に接続されたフォトダイオード（ＰＤ）３３とを有する。ＰＤ３３は、シンチレータ２０により生成された可視光を光電変換して電荷を発生し、これを蓄積する。ＴＦＴ３２は、ＰＤ３３に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子である。
【００４０】
ＴＦＴ３２は、ゲート電極３２ｇ、ソース電極３２ｓ、ドレイン電極３２ｄ、及び活性層３２ａを有する。このＴＦＴ３２は、ゲート電極３２ｇがソース電極３２ｓ及びドレイン電極３２ｄより下層に配置された逆スタガ型である。ゲート電極３２ｇは、絶縁性基板３０上に形成されている。また、絶縁性基板３０上には、各画素３１の電荷の蓄積容量を増加させるために、電荷蓄積用電極３４が形成されている。この電荷蓄積用電極３４には、グランド電圧が付与されている。
【００４１】
絶縁性基板３０上には、ゲート電極３２ｇ及び電荷蓄積用電極３４を覆うように、窒化シリコン（ＳｉＮＸ）等からなる絶縁膜３５が形成されている。この絶縁膜３５上には、ゲート電極３２ｇに対向するように、活性層３２ａが配置されている。ソース電極３２ｓ及びドレイン電極３２ｄは、活性層３２ａ上に所定間隔だけ離して配置されている。ドレイン電極３２ｄは、その一部が絶縁膜３５上に延在し、絶縁膜３５を介して電荷蓄積用電極３４と対向して、キャパシタ３４ａを構成している。
【００４２】
ゲート電極３２ｇ、ソース電極３２ｓ、ドレイン電極３２ｄ、電荷蓄積用電極３４は、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）で形成されている。活性層３２ａは、アモルファスシリコンで形成されている。そして、ソース電極３２ｓ、ドレイン電極３２ｄ、及び活性層３２ａを覆うように、絶縁膜３５上には、窒化シリコン（ＳｉＮＸ）等からなるＴＦＴ保護膜３６が形成されている。
【００４３】
このＴＦＴ保護膜３６上には、ＴＦＴ３２による凹凸構造をなくすように、表面が平坦な第１の平坦化膜３７が形成されている。この第１の平坦化膜３７は、有機材料を塗布することにより形成されたものである。第１の平坦化膜３７及びＴＦＴ保護膜３６には、ドレイン電極３２ｄと対向する位置にコンタクトホール３８が形成されている。ＰＤ３３は、コンタクトホール３８を介してＴＦＴ３２のドレイン電極３２ｄに接続している。ＰＤ３３は、下部電極３３ａ、半導体層３３ｂ、上部電極３３ｃにより形成されている。
【００４４】
下部電極３３ａは、コンタクトホール３８内を覆い、かつＴＦＴ３２上を覆うように、第１の平坦化膜３７上に形成されており、ドレイン電極３２ｄに接続されている。この下部電極３３ａは、アルミニウム（Ａｌ）や酸化スズインジウム（ＩＴＯ）で形成されている。半導体層３３ｂは、下部電極３３ａ上に積層されている。半導体層３３ｂは、ＰＩＮ型のアモルファスシリコンであり、下から順にｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層が積層されたものである。上部電極３３ｃは、半導体層３３ｂ上に形成されている。この上部電極３３ｃは、酸化スズインジウム（ＩＴＯ）や酸化亜鉛インジウム（ＩＺＯ）などの透光性の高い材料で形成されている。
【００４５】
このＰＤ３３及び第１の平坦化膜３７上には、ＰＤ３３による凹凸構造をなくすように、表面が平坦な第２の平坦化膜３９が形成されている。この第２の平坦化膜３９は、第１の平坦化膜３７と同様に、有機材料を塗布することにより形成されたものである。
【００４６】
第２の平坦化膜３９には、上部電極３３ｃを露呈させるようにコンタクトホール４０が形成されている。そして、このコンタクトホール４０を介して上部電極３３ｃに共通電極配線４１が接続されている。共通電極配線４１は、各ＰＤ３３の上部電極３３ｃに共通に接続されており、バイアス電圧を上部電極３３ｃに印加するために用いられる。上部電極３３ｃは、アルミニウム（Ａｌ）や銅（Ｃｕ）で形成されている。
【００４７】
第２の平坦化膜３９及び共通電極配線４１上には、保護絶縁膜４２が形成されている。保護絶縁膜４２は、ＴＦＴ保護膜３６と同様に、窒化シリコン（ＳｉＮＸ）等で形成されている。
【００４８】
第２の平坦化膜３９の外側の絶縁性基板３０上には、前述の外部端子２１ｂが設けられている。外部端子２１ｂは、絶縁性基板３０上に形成された端子電極４３と、絶縁膜３５及びＴＦＴ保護膜３６に形成されたコンタクトホール４４を覆うように設けられた金属膜４５とで構成されている。
【００４９】
シンチレータ２０は、第２の平坦化膜３９の平坦面上に、保護絶縁膜４２を介して形成されている。具体的には、保護絶縁膜４２上に、非柱状結晶層２０ｂが真空蒸着により形成されている。この非柱状結晶層２０ｂは、複数の粒子状の結晶からなり、結晶間の空隙が少ない（空間充填率が高い）ため、保護絶縁膜４２との間で高い密着性を有する。柱状結晶２０ａは、非柱状結晶層２０ｂを基礎として真空蒸着で結晶成長されたものである。シンチレータ２０と光電変換パネル２１との密着性を向上させるために、非柱状結晶層２０ｂの厚みは、５μｍ以上であることが好ましい。柱状結晶２０ａの径は、その長手方向に沿ってほぼ均一であり、６μｍ程度である。
【００５０】
シンチレータ２０の周囲には、前述のように封止膜２３が形成されている。この封止膜２３は、シンチレータ２０及び第２の平坦化膜３９を覆っている。封止膜２３上には、前述のように光反射膜２４が形成されている。
【００５１】
図４において、画素３１は、絶縁性基板３０上に２次元マトリクス状に配列されている。各画素３１には、前述のように、ＴＦＴ３２、ＰＤ３３、及びキャパシタ３４ａが含まれている。各画素３１は、ゲート配線５０とデータ配線５１とに接続されている。ゲート配線５０は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。データ配線５１は、列方向に延在し、ゲート配線５０と交わるように、行方向に複数配列されている。ゲート配線５０は、ＴＦＴ３２のゲート電極３２ｇに接続されている。データ配線５１は、ＴＦＴ３２のドレイン電極３２ｄに接続されている。
【００５２】
ゲート配線５０の一端は、ゲートドライバ２６ａに接続されている。データ配線５１の一端は、チャージアンプ２６ｂに接続されている。ゲートドライバ２６ａは、各ゲート配線５０に順にゲート駆動信号を与え、各ゲート配線５０に接続されたＴＦＴ３２をオンさせる。ＴＦＴ３２がオンすると、ＰＤ３３及びキャパシタ３４ａに蓄積された電荷がデータ配線５１に出力される。
【００５３】
チャージアンプ２６ｂは、電荷蓄積用のコンデンサ（図示せず）を有し、データ配線５１に出力された電荷を積分して電圧信号に変換する。信号処理部２５ａは、チャージアンプ２６ｂから出力された電圧信号にＡ／Ｄ変換やゲイン補正処理等を施して画像データを生成する。画像メモリ２５ｂは、フラッシュメモリなどからなり、信号処理部２５ａにより生成された画像データを記憶する。画像メモリ２５ｂに記憶された画像データは、有線や無線の通信部（図示せず）を介して外部に読み出し可能である。
【００５４】
次に、Ｘ線画像検出装置１０の作用を説明する。Ｘ線画像検出装置１０を用いて撮影を行うには、図５に示すように、撮影者（例えば、放射線技師）は、Ｘ線画像検出装置１０上に被写体６１を載置し、被写体６１に対向するようにＸ線源６０を配置する。
【００５５】
コンソールを操作して撮影開始を指示すると、Ｘ線源６０からＸ線が射出され、被写体６１を透過したＸ線がＸ線画像検出装置１０の照射面１４ａに照射される。照射面１４ａに照射されたＸ線は、第２の接着層２２ｂ、補強基板２２、第１の接着層２２ａ、光電変換パネル２１を順に通過して、シンチレータ２０に入射する。
【００５６】
シンチレータ２０は、Ｘ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０での可視光の発生は、主に、柱状結晶２０ａ内の非柱状結晶層２０ｂ側で生じる。柱状結晶２０ａ内で発生した可視光は、光ガイド効果により、各柱状結晶２０ａ内を伝搬し、非柱状結晶層２０ｂを通過して光電変換パネル２１に入射する。また、柱状結晶２０ａ内を先端部２０ｃの方向に伝搬し、先端部２０ｃから射出された可視光は、光反射膜２４によって反射されて柱状結晶２０ａ内に戻り、非柱状結晶層２０ｂを通過して光電変換パネル２１に入射する。
【００５７】
光電変換パネル２１に入射した可視光は、画素３１毎にＰＤ３３により電荷に変換され、ＰＤ３３及びキャパシタ３４ａに電荷が蓄積される。Ｘ線源６０からのＸ線照射が終了すると、ゲートドライバ２６ａにより、ゲート配線５０を介してＴＦＴ３２のゲート電極３２ｇに順にゲート駆動信号が印加される。これにより、行方向に並んだＴＦＴ３２が列方向に順にオンとなり、オンとなったＴＦＴ３２を介してＰＤ３３及びキャパシタ３４ａに蓄積された電荷がデータ配線５１に出力される。
【００５８】
データ配線５１に出力された電荷は、チャージアンプ２６ｂにより電圧信号に変換されて信号処理部２５ａに入力される。信号処理部２５ａにより、全画素３１分の電圧信号に基づいて画像データが生成され、画像メモリ２５ｂに記憶される。
【００５９】
この撮影の際に、図５において二点鎖線で示すように、Ｘ線画像検出装置１０が被写体６１からの荷重によって僅かに撓むことがある。筐体１４は、モノコック構造であり、軽量化に優れる反面、耐荷重性が低いため、撓みやすい。Ｘ線画像検出装置１０は、ＩＳＳ型であり、光電変換パネル２１が照射面１４ａ側に配置されているため、被写体６１からの荷重は、筐体１４を介して光電変換パネル２１に作用する。
【００６０】
しかし、本実施形態では、光電変換パネル２１のＸ線入射側の面に補強基板２２が貼り付けられているため、被写体６１からの荷重による光電変換パネル２１の撓みを緩和させる。この補強基板２２は、ヤング率が１０ＧＰａ以下と、絶縁性基板３０のヤング率（約７０ＧＰａ）より低く、補強層として機能している。また、光電変換パネル２１が撓んだとしても、荷重により光電変換パネル２１に生じる応力は、補強基板２２により緩和され、絶縁性基板３０の破壊応力には達しにくい。さらに、光電変換パネル２１の他方の面には、シンチレータ２０の非柱状結晶層２０ｂが密着しており、この非柱状結晶層２０ｂも光電変換パネル２１の応力を緩和させる。
【００６１】
図６に示すように、絶縁性基板３０を形成するガラス板は、厚みが薄くなるにしたがって、曲げによって生じる引張応力が低下する。一般に、ガラス板の破壊応力は約５０ＭＰａである。本実施形態では、絶縁性基板３０は、厚みが０．５ｍｍ以下であるので、曲率半径が約３５０ｍｍとなるまで曲がることが可能である。これは、モノコック構造の筐体で想定される最大応力（例えば、特開２００９−１０１０５３号公報参照）を許容しており、絶縁性基板３０が破壊されることはない。
【００６２】
なお、上記実施形態では、補強基板２２をポリイミドやＰＥＴ等の樹脂で形成しているが、樹脂は、絶縁性基板３０を形成するガラス板より熱膨張率が一桁程度大きい。このように絶縁性基板３０と補強基板２２との熱膨張率差が大きいと、温度変化で反りが生じるという問題がある。このため、補強基板２２を形成する際に、樹脂をガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱した後、元の温度に戻すという処理を行うことにより、熱膨張率を低下させることが好ましい。
【００６３】
これは、ポリイミドやＰＥＴ等の樹脂は、加熱により温度が上昇すると、ガラス転移温度Ｔｇ付近で剛性及び粘度が低下して流動性が増大し、この後、再びガラス転移温度Ｔｇより低い温度に下げられると、加熱前より剛性が増す（熱膨張率が低下する）というヒステリス性を有するためである。ポリイミドの場合は、ガラス転移温度Ｔｇが２００〜３００℃程度である。ＰＥＴは、ガラス転移温度Ｔｇが約８０℃である。
【００６４】
このように、樹脂製の補強基板２２を予めガラス転移温度Ｔｇ以上に加熱処理することで、補強基板２２は、温度変化等で変形しにくくなり、反りの発生が抑制される。絶縁性基板３０は厚みが薄いと小さな外力が加わっただけで反りが生じるため、この補強基板２２は、絶縁性基板３０が薄膜化された場合に生じる反りを防止するために特に有効である。
【００６５】
また、Ｘ線画像検出装置１０の筐体１４内の温度は、動作時（特に、動画撮影時）に最大７０℃程度となるため、補強基板２２を形成する樹脂としては、ガラス転移温度Ｔｇが高いポリイミドを用いることが好ましい。一方、ガラス転移温度Ｔｇが低いＰＥＴは、加熱処理が容易という利点がある。
【００６６】
さらに、図７に示すように、矩形平板状の補強基板２２の各側部の中心付近に切り込み２２ｃを形成してもよい。このように切り込み２２ｃを設けることで、補強基板２２の応力が緩和され、反りの発生が軽減される。
【００６７】
また、上記実施形態では、補強基板２２を樹脂で形成しているが、樹脂以外の材料で形成してもよい。この材料としては、Ｘ線吸収の少ないものが好ましく、ガラス、カーボン、アルミニウムなどが挙げられる。例えば、補強基板２２をガラスで形成すると、絶縁性基板３０がガラス板であるため、絶縁性基板３０と補強基板２２の熱膨張率が同等となるため、温度変化による反りの発生が抑制される。補強基板２２をガラスで形成する場合には、無アルカリガラスよりＸ線吸収が少なく、かつ安価なソーダガラスを用いることが好ましい。
【００６８】
また、カーボンは、熱膨張率がガラスの熱膨張率と同程度（数ｐｐｍ／Ｋ）であるため、補強基板２２をカーボンで形成した場合も同様に温度変化による反りの発生が抑制される。一方、アルミニウムは、ガラスやカーボンより熱膨張率が１桁程度大きく、またＸ線エネルギーが低い領域（マンモグラフィ撮影でのエネルギー領域）でＸ線吸収が大きいため、ガラスやカーボンよりは補強基板２２の材料として劣るが、安価という利点がある。
【００６９】
また、絶縁性基板３０を薄膜化すると、前述のように湾曲しても破壊されにくくなるが、落下等で割れることには変わりなく、絶縁性基板３０が薄い分だけハンドリング性（製造時の取り扱いのしやすさ）が低下する。このため、剛性の高いガラスやカーボンなどで補強基板２２を形成することでハンドリング性を向上させることができる。
【００７０】
また、上記実施形態では、図２に示すように、補強基板２２を第１の接着層２２ａを介して光電変換パネル２１に貼り付けているが、図８に示すように、第１の接着層２２ａと補強基板２２との間に光反射層７０を設けてもよい。この光反射層７０は、補強基板２２の表面に、光反射性を有する金属を蒸着することや、光反射性を有する金属箔を貼り付けることにより形成される。この金属としては、Ｘ線吸収が少ないアルミニウムが好ましい。
【００７１】
シンチレータ２０から発せられた可視光は、その一部が光電変換パネル２１で光電変換されずに透過するが、光電変換パネル２１の絶縁性基板３０を薄膜化すると、絶縁性基板３０を透過する際の可視光が散乱されにくくなる（散乱長が短くなる）。このように、絶縁性基板３０を薄膜化した場合には、光反射層７０を設けることにより、光電変換パネル２１を透過した可視光を反射させて光電変換パネル２１に戻しても、可視光の散乱による画像ボケは生じにくく、可視光の変換効率のみを向上させることができる。
【００７２】
また、光反射層７０は、樹脂製の補強基板２２の表層に光反射性微粒子（粒状のアルミナや酸化チタン）を分散させることにより、補強基板２２と一体に形成してもよい。さらに、前述のように、補強基板２２をアルミニウムで形成すれば、補強基板２２が光反射層７０の機能を兼ね備えることができる。
【００７３】
また、上記実施形態では、光電変換パネル２１は、Ｘ線照射を受けて絶縁性基板３０が電荷を帯電し、この帯電した電荷が局在化することにより画像にムラが生じる恐れがある。このため、図９に示すように、第１の接着層２２ａと補強基板２２との間に導電層７１を設け、この導電層７１にグランド電圧を付与してもよい。導電層７１を設けることにより、絶縁性基板３０に生じる電荷が導電層７１を介してグランドに流れて電荷の局在化が防止され、画像ムラが軽減される。この場合、第１の接着層２２ａも導電性であることが好ましい。
【００７４】
この導電層７１は、補強基板２２の表面に、導電性を有する金属を蒸着することや、導電性を有する金属箔を貼り付けることにより形成される。導電層７１を、アルミニウム等の導電性及び光反射性を有する金属で形成すれば、前述の光反射層７０の機能を兼ね備えることができる。この場合も光反射層７０と同様に、樹脂製の補強基板２２の表層に導電性微粒子（粒状のアルミナ等）を分散させることにより、導電層７１を補強基板２２と一体に形成することが可能である。
【００７５】
また、上記実施形態では、Ｘ線画像検出装置１０がＩＳＳ型であることにより、撮影時に、被写体６１からの熱が筐体１４の照射面１４ａを介して光電変換パネル２１に伝わり、光電変換パネル２１に熱の分布が生じることによって画像にムラが生じるという問題がある。これは、各ＰＤ３３に生じる暗電流が温度依存を有するためである。また、絶縁性基板３０の厚みが薄いと、熱がＰＤ３３に伝わりやすくなる。
【００７６】
このため、図１０に示すように、第１の接着層２２ａと補強基板２２との間に熱拡散層７２を設けることも好ましい。熱拡散層７２を設けることにより、光電変換パネル２１に伝わる熱が拡散されて均一化し、画像ムラが軽減される。
【００７７】
この熱拡散層７２としては、シート状のグラファイトやアルミニウムなどが好ましい。熱拡散層７２をアルミニウムで形成すれば、前述の光反射層７０及び導電層７１の機能を兼ね備えることができる。この場合も同様に、樹脂製の補強基板２２の表層に熱拡散性微粒子（粒状のアルミナ等）を分散させることにより、熱拡散層７２を補強基板２２と一体に形成することが可能である。
【００７８】
また、上記実施形態では、前述のようにＸ線画像検出装置１０がＩＳＳ型であることにより、被写体６１が筐体１４に衝撃が加わると、この衝撃が光電変換パネル２１に伝わりやすい。このため、図１１に示すように、第１の接着層２２ａと補強基板２２との間に緩衝層７３を設けることも好ましい。この緩衝層７３は、補強基板２２の表面に、シート状のゴム等の弾性体や、粘弾性体を貼り付けることにより形成する。また、補強基板２２を弾性体や粘弾性体で形成し、緩衝性を持たせてもよい。
【００７９】
また、上記実施形態では、図２に示すように、補強基板２２を、第２の接着層２２ｂを介して筐体１４に貼り付けているが、第２の接着層２２ｂを設けず、補強基板２２を筐体１４に押し当てた状態として筐体１４などに固定してもよい。
【００８０】
［第２実施形態］
上記第１実施形態のＸ線画像検出装置１０では、補強基板２２を光電変換パネル２１のＸ線入射側に貼り付けているが、図１２に示すように、第２実施形態のＸ線画像検出装置７０では、光電変換パネル２１の放射線入射側とは反対側に補強基板８１を貼り付ける。なお、本実施形態において、第１実施形態と同一構成部については同一の符号を付して説明は省略する。
【００８１】
本実施形態では、光電変換パネル２１のＸ線入射側の面が、エポキシ樹脂等からなる第１の接着層８２を介して筐体１４の照射面１４ａ側に貼り付けられている。光電変換パネル２１の他方の面には、第２の接着層７３を介して補強基板８１が貼り付けられている。この補強基板８１の表面７１ａ上にシンチレータ２０が蒸着されている。具体的には、補強基板８１の表面８１ａ上に非柱状結晶層２０ｂが蒸着され、非柱状結晶層２０ｂから複数の柱状結晶２０ａが結晶成長されている。
【００８２】
本実施形態では、シンチレータ２０で発生された可視光は、補強基板８１及び第２の接着層８３を通過して光電変換パネル２１に入射するため、補強基板８１及び第２の接着層８３は、高い透光性を有することが好ましい。補強基板８１の材料として、透明ポリイミド、ポリアルレート樹脂、ＯＰＳ（Oriented Polystyrene Sheet）フィルム、アラミドなどの透明樹脂や、ソーダガラスなどのガラスを用いることができる。また、補強基板８１は、シンチレータ２０の蒸着基板として用いられるため、蒸着温度に耐えることが可能な耐熱性を有するものが好ましい。ＯＰＳフィルムは、２５０℃程度の耐熱性を有しているため、補強基板８１の材料として最も好ましい。また、第２の接着層８３の材料としては、透光性のエポキシ樹脂やアクリル樹脂などを用いることができる。
【００８３】
本実施形態においても補強基板８１が光電変換パネル２１の補強層として機能しており、光電変換パネル２１の耐荷重性が向上する。
【００８４】
また、光電変換パネル２１の熱膨張率が３ｐｐｍ／Ｋであるのに対して、シンチレータ２０の熱膨張率が６０ｐｐｍ／Ｋと大きいため、上記第１実施形態のように光電変換パネル２１にシンチレータ２０を直接蒸着した場合には、温度変化により、光電変換パネル２１からシンチレータ２０が剥がれてしまう恐れがある。この剥がれは、シンチレータ２０の厚みを厚くすればするほど起こりやすい。これに対して、本実施形態では、シンチレータ２０とほぼ同等の熱膨張率を有する補強基板８１にシンチレータ２０が蒸着されているため、温度変化によるシンチレータ２０の剥がれが防止される。
【００８５】
また、補強基板８１を光電変換パネル２１に接着する第２の接着層８３は、補修の際などに、光電変換パネル２１と、シンチレータ２０が蒸着された補強基板８１とを容易に分離可能なように、粘着性であることも好ましい。さらに、第２の接着層８３を設けず、補強基板８１を光電変換パネル２１に押し当てた状態として、筐体１４などに固定してもよい。
【００８６】
なお、上記各実施形態では、光反射膜２４をアルミニウムフィルムやアルミニウム蒸着膜により形成しているが、これに代えて、樹脂性光反射膜を用いてもよい。この樹脂性光反射膜としては、特開２００８−２０９１２４号公報に記載されているように、粒状のアルミナや酸化チタンをバインダ樹脂に分散したものを用いることができる。
【００８７】
また、上記各実施形態では、シンチレータ２０上に封止膜２３を直接形成しているが、柱状結晶２０ａの先端部２０ｃをホットメルト樹脂で固めたうえで、封止膜２３を形成してもよい。
【００８８】
また、上記各実施形態では、ポリパラキシレンにより形成された封止膜２３を用いているが、ＰＥＴやアルミニウムにより封止膜を用いてもよい。この場合には、封止膜がシンチレータ２０を覆い、かつ、封止膜の端部が第２の平坦化膜３９のテーパ状の端部よりも内側に位置するように形成することが好ましい。この封止膜の形成には、マスクを用いた蒸着法や、ホットメルト法を用いることができる。
【００８９】
また、上記第１及び第２実施形態のＸ線画像検出装置１０，７０は、乳房を被写体６１として撮影を行うマンモグラフィ撮影に適用可能である。一般に、マンモグラフィ撮影では、皮膚・脂肪・乳腺などの柔らかい組織中の病変を捉えるために、Ｘ線源６０から放射するＸ線として、５０ＫｅＶより低いエネルギー（一般的には、２８ＫｅＶ程度）を有するＸ線が用いられている。
【００９０】
このようにマンモグラフィ撮影では、低エネルギーのＸ線を用いるので、光電変換パネル２１の絶縁性基板３０には、Ｘ線透過性が無アルカリガラスより高いソーダガラスを用いる。無アルカリガラスのＸ線透過性が低い主な理由は、無アルカリガラスがバリウムを含有しているためである。ただし、バリウムはＫ吸収端が約３７ＫｅＶであることにより、Ｘ線エネルギーが３７ＫｅＶより低い場合には、無アルカリガラスとソーダガラスとで、Ｘ線透過性には大きな差は生じない。Ｘ線エネルギーが３７ＫｅＶを超えると、ソーダガラスのＸ線透過性は、無アルカリガラスより顕著に向上する。
【００９１】
また、シンチレータ２０を形成しているヨウ化セシウムのＫ吸収端が約３５ＫｅＶであるため、シンチレータ２０でのＸ線吸収を向上させるためにも、Ｘ線エネルギーは３７ＫｅＶ以上であることが好ましい。このように、Ｘ線エネルギーを、マンモグラフィ撮影で一般的に用いられているＸ線エネルギー（２８ＫｅＶ程度）より上げることは、Ｘ線の透過性を高め、患者の被曝が低減するという利点もある。Ｘ線エネルギーを上げると、画像のコントラストが低下する傾向にあるが、これは画像処理により補うことが可能である。したがって、Ｘ線エネルギーは３７ＫｅＶ〜５０ＫｅＶの範囲であることが好ましい。
【００９２】
絶縁性基板３０としてソーダガラスを用いると、画素３１にシリコンが含まれている場合には、ソーダガラス中のアルカリ元素による汚染が問題となる。具体的には、画素３１に含まれるＴＦＴ３２の活性層３２ａ及びＰＤ３３の半導体層３３ｂをアモルファスシリコンで形成するには、３５０℃以上の成膜温度が必要であり、この成膜温度によって、ソーダガラス中のナトリウムがアモルファスシリコン中に拡散し、アモルファスシリコンの性能を低下させる。このため、画素３１をシリコン以外の材料で形成することが好ましい。
【００９３】
ＴＦＴ３２の活性層３２ａは、非晶質酸化物半導体（例えば、Ｉｎ−Ｏ系）、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成すればよい。これらのうち、非晶質酸化物半導体の一種であるＩＧＺＯ（Ｉｎ−Ｇａ−ＺｎＯ４）を用いることが好ましい。絶縁性基板３０は、０．５ｍｍ以下に薄膜化されて可撓性が高いため、絶縁性基板３０と同様に酸化物である非晶質酸化物半導体を用いることが好ましい。これは、酸化物は、薄膜化されると可撓性が高くなるという性質を有するためである。
【００９４】
ＰＤ３３の半導体層３３ｂは、有機光電変換層とすればよい。この有機光電変換層は、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料とを含む。ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を接合させてドナー−アクセプター界面を形成することにより励起子解離効率を増加させることができる。このために、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を接合させた構成の有機光電変換層は、高い光電変換効率を発現する。特に、ｐ型有機半導体材料とｎ型有機半導体材料を混合した有機光電変換層は、接合界面が増大して光電変換効率が向上するので好ましい。
【００９５】
ｐ型有機半導体材料（化合物）は、ドナー性有機半導体材料（化合物）であり、主に正孔輸送性有機化合物に代表され、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。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をいう。したがって、ドナー性有機化合物は、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、これに限らず、上記したように、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てよい。
【００９６】
ｎ型有機半導体材料（化合物）は、アクセプター性有機半導体材料であり、主に電子輸送性有機化合物に代表され、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは、ｎ型有機半導体とは、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５〜７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、これに限らず、上記したように、ｐ型（ドナー性）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てよい。
【００９７】
ｐ型有機半導体材料、またはｎ型有機半導体材料としては、いかなる有機色素を用いても良いが、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、ペリノン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、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、ジケトピロロピロール色素、ジオキサン色素、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）が挙げられる。
【００９８】
ｎ型有機半導体材料として、電子輸送性に優れた、フラーレンまたはフラーレン誘導体を用いることが特に好ましい。フラーレンとは、フラーレンＣ６０、フラーレンＣ７０、フラーレンＣ７６、フラーレンＣ７８、フラーレンＣ８０、フラーレンＣ８２、フラーレンＣ８４、フラーレンＣ９０、フラーレンＣ９６、フラーレンＣ２４０、フラーレンＣ５４０、ミックスドフラーレン、フラーレンナノチューブを表し、フラーレン誘導体とはこれらに換基が付加された化合物のことを表す。
【００９９】
フラーレン誘導体の置換基として好ましくは、アルキル基、アリール基、または複素環基である。アルキル基としてさらに好ましくは、炭素数１〜１２までのアルキル基であり、アリール基、および複素環基として好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、フルオレン環、トリフェニレン環、ナフタセン環、ビフェニル環、ピロール環、フラン環、チオフェン環、イミダゾール環、オキサゾール環、チアゾール環、ピリジン環、ピラジン環、ピリミジン環、ピリダジン環、インドリジン環、インドール環、ベンゾフラン環、ベンゾチオフェン環、イソベンゾフラン環、ベンズイミダゾール環、イミダゾピリジン環、キノリジン環、キノリン環、フタラジン環、ナフチリジン環、キノキサリン環、キノキサゾリン環、イソキノリン環、カルバゾール環、フェナントリジン環、アクリジン環、フェナントロリン環、チアントレン環、クロメン環、キサンテン環、フェノキサチイン環、フェノチアジン環、またはフェナジン環であり、さらに好ましくは、ベンゼン環、ナフタレン環、アントラセン環、フェナントレン環、ピリジン環、イミダゾール環、オキサゾール環、またはチアゾール環であり、特に好ましくはベンゼン環、ナフタレン環、またはピリジン環である。これらはさらに置換基を有していてもよく、その置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。なお、複数の置換基を有しても良く、それらは同一であっても異なっていても良い。また、複数の置換基は可能な限り結合して環を形成してもよい。
【０１００】
有機光電変換層がフラーレンまたはフラーレン誘導体を含むことで、フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子を経由して、光電変換により発生した電子を上部電極３３ｃまたは下部電極３３ａまで早く輸送できる。フラーレン分子またはフラーレン誘導体分子が連なった状態になって電子の経路が形成されていると、電子輸送性が向上して光電変換素子の高速応答性が実現可能となる。このためにはフラーレンまたはフラーレン誘導体が有機光電変換層に４０％（体積比）以上含まれていることが好ましい。もっとも、フラーレンまたはフラーレン誘導体が多すぎるとｐ型有機半導体が少なくなって接合界面が小さくなり励起子解離効率が低下してしまう。
【０１０１】
有機光電変換層において、フラーレンまたはフラーレン誘導体とともに混合されるｐ型有機半導体材料として、特許第４２１３８３２号公報等に記載されたトリアリールアミン化合物を用いると光電変換素子の高ＳＮ比が発現可能になり、特に好ましい。有機光電変換層内のフラーレンまたはフラーレン誘導体の比率が大きすぎるとトリアリールアミン化合物が少なくなって入射光の吸収量が低下する。これにより光電変換効率が減少するので、有機光電変換層に含まれるフラーレンまたはフラーレン誘導体は８５％（体積比）以下の組成であることが好ましい。
【０１０２】
上記のように、活性層３２ａ及び半導体層３３ｂとして上記の材料を選択すれば、成膜温度を室温から２５０℃程度と低く抑えることができ、また、活性層３２ａ及び半導体層３３ｂがアルカリに対して不活性になるため、絶縁性基板３０としてアルカリ元素を含むソーダガラスを用いることが可能となる。
【０１０３】
また、アモルファスシリコンは、幅広い吸収スペクトルを持つが、有機光電変換材料は、可視域にシャープな吸収スペクトルを持つため、半導体層３３ｂを有機光電変換層とすることにより、シンチレータ２０で発光された可視光以外の電磁波を吸収することが殆どなく、ノイズが抑制される。
【０１０４】
また、上記各実施形態では、放射線としてＸ線を用いているが、γ線やα線等、Ｘ線以外の放射線を用いてもよい。さらに、上記各実施形態では、可搬型の放射線画像検出装置である電子カセッテを例に挙げて本発明を説明しているが、本発明は、立位型や臥位型の放射線画像検出装置等にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０５】
１０，７０  Ｘ線画像検出装置
２０  シンチレータ
２０ａ  柱状結晶
２０ｂ  非柱状結晶層
２１  光電変換パネル
２２，８１  補強基板
２２ａ，８２  第１の接着層
２２ｂ，８３  第２の接着層
２３  封止膜
２４  光反射膜
３０  絶縁性基板
３１  画素
【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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