(57)【要約】  【課題】画像モアレを防止できるＸ線検出器を提供する。  【解決手段】光導電層41に画素電極６の周縁に沿うような形で溝部44を形成する。溝部44にＸ線吸収体45を充填する。光導電層41内に入射したＸ線の散乱Ｘ線をＸ線吸収体45で吸収できる。散乱Ｘ線の影響を抑制できる。Ｘ線吸収体45がＸ線グリッド43の役割を果たす。Ｘ線吸収体45を光導電層41内に一体的に設けた。Ｘ線吸収体45にて構成したＸ線グリッド43が光導電層41と一体型の構造になる。光導電層41に入射したＸ線を正確に信号電荷に変換できる。Ｘ線グリッド43と画素電極６とのずれにより生じる画像モアレを簡単な構成で確実に抑制できる。Ｘ線検出器１の解像度特性を改善できる。  【選択図】図１
2006059901.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射した放射線を電荷に変換する放射線光電変換層と、
この放射線光電変換層に対して放射線が入射する方向側の反対側に設けられた画素電極と、
この画素電極の周縁に沿って前記放射線光電変換層に設けられた溝部と、
この溝部に設けられた放射線吸収体と
を具備したことを特徴とした放射線検出器。
【請求項２】
画素電極に対向する放射線光電変換層の放射線が入射する方向側に設けられた電極層を具備した
ことを特徴とした請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
放射線吸収体および放射線光電変換層の放射線が入射する方向側に設けられた絶縁層と、
この絶縁層に設けられ前記放射線光電変換層に連通した連通部とを具備し、
電極層は、前記連通部にて連通した放射線光電変換層および前記絶縁層の放射線が入射する方向側に設けられている
ことを特徴とした請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
絶縁層の連通部内の放射線光電変換層の放射線が入射する方向側に設けられた導電層を具備し、
電極層は、前記導電層を含む絶縁層の放射線が入射する方向側に設けられている
ことを特徴とした請求項３記載の放射線検出器。
【請求項５】
溝部に設けられ放射線光電変換層の周縁を覆う被覆絶縁膜を具備し、
放射線吸収体は、前記被覆絶縁膜の前記放射線光電変換層に対向する側の反対側に設けられている
ことを特徴とした請求項１ないし４いずれか記載の放射線検出器。
【請求項６】
被覆絶縁膜は、放射線光電変換層の放射線が入射する方向側の周縁を覆っている
ことを特徴とした請求項５記載の放射線検出器。
【請求項７】
入射した放射線を電荷に変換する放射線光電変換層と、
この放射線光電変換層に対して放射線が入射する方向側の反対側に設けられた画素電極と、
前記放射線光電変換層の放射線が入射する方向側に設けられた電極層と、
前記画素電極に対向した前記電極層の放射線が入射する方向側に設けられた絶縁層と、
前記画素電極の周縁に沿って前記絶縁層に設けられた溝部と、
この溝部に設けられた放射線吸収体と
を具備したことを特徴とした放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射した放射線を電荷に変換する放射線光電変換層を備えた放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代のＸ線診断用画像検出器としてアクティブマトリックス型の平面検出器が大きな注目を集めている。この平面検出器において、照射されたＸ線を検出することにより、Ｘ線撮影像またはリアルタイムのＸ線画像がデジタル信号として出力される。また、この平面検出器は、固体検出器であることから、画質性能や安定性の面においても極めて期待が大きい。
【０００３】
実用化の最初の用途として、比較的大きな線量で、静止画像を収集する胸部あるいは一般撮影用に開発され、近年商品化されている。より高性能で、透視線量下で毎秒３０コマ以上のリアルタイム動画を実現させる必要のある循環器、消化器分野への応用に対しても近い将来に商品化が予想される。この動画用途に対しては、Ｓ／Ｎの改善や微小信号のリアルタイム処理技術などが重要な開発項目となっている。
【０００４】
そして、この種の平面検出器には、大きく分けて直接方式と間接方式との二通りの方式がある。直接方式は、入射Ｘ線をａ−ＳｅなどのＸ線光導電体層で内部に発生した光導電電荷を高電界により直接電荷信号に変換し、この変換した信号電荷を電荷蓄積用キャパシタに蓄積する方式である。また、この直接方式では、入射したＸ線により発生した光導電電荷を高電界により直接に電荷蓄積用キャパシタに導くため、ほぼアクティブマトリクスの画素ピッチで規定される解像度特性を得ることができる。
【０００５】
一方、間接方式は、シンチレータ層により入射Ｘ線を受けて、一旦可視光に変換してから、この可視光をａ−Ｓｉフォトダイオードや、ＣＣＤにより信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である。また、この間接方法では、シンチレータ層からの可視光がフォトダイオードに到達するまでの光学的な拡散および散乱に応じて、解像度が劣化してしまう。
【０００６】
さらに、直接方式のＸ線検出器としては、保持基板上にマトリクス状に配列された画素毎に、電荷蓄積用キャパシタ、スイッチング素子、フォトダイオードおよび画素電極のそれぞれが設けられたＴＦＴ回路基板を備えており、このＴＦＴ回路基板上にＸ線光導電層が積層された構成が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００７】
また、この種のＸ線検出器では、Ｘ線光導電層への散乱Ｘ線の入射を抑制するために、このＸ線光導電層上にＸ線グリッドが設けられている。そして、このＸ線検出器のスイッチング素子であるフォトダイオード上に、Ｘ線グリッドのＸ線を遮蔽部分が位置している。しかしながら、このＸ線グリッドが前後左右のいすれかの方向にずれたりほんの少し傾いただけで、このＸ線グリッドと薄膜トランジスタとの間で画像のモアレ(moire)が発生してしまうおそれがある。
【０００８】
そこで、この種のＸ線検出器では、各画素それぞれの画素電極の周縁に沿ってＸ線光導電層に溝部を形成し、この溝部に光遮蔽のための金属板を取り付けた構成が知られている（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】特開平１０−１０２３７号公報（第４−６頁、図１および図２）
【特許文献２】特開平１１−１６６９７６号公報（第３−６頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した金属板が取り付けられたＸ線検出器では、各画素それぞれのＸ線光導電層に設けた溝部に金属板を取り付けて、これら各画素の画素電極を金属板にて覆って、これら各画素のＸ線光導電層への散乱Ｘ線を遮蔽している。このため、これら金属板にて遮蔽されずに各Ｘ線光導電層へと入射した散乱Ｘ線によって、これら各Ｘ線光導電層にて検出する画像に乱れが生じてしまうおそがあるという問題を有している。
【００１０】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、画像の乱れを防止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】
【００１１】
本発明は、入射した放射線を電荷に変換する放射線光電変換層と、この放射線光電変換層に対して放射線が入射する方向側の反対側に設けられた画素電極と、この画素電極の周縁に沿って前記放射線光電変換層に設けられた溝部と、この溝部に設けられた放射線吸収体とを具備したものである。または、前記放射線光電変換層の放射線が入射する方向側に設けられた電極層と、前記画素電極に対向した前記電極層の放射線が入射する方向側に設けられた絶縁層と、前記画素電極の周縁に沿って前記絶縁層に設けられた溝部と、この溝部に設けられた放射線吸収体とを具備したものである。
【００１２】
そして、放射線光電変換層に対して放射線が入射する方向側の反対側に画素電極を設け、この画素電極の周縁に沿って放射線光電変換層に設けた溝部に放射線吸収体を設ける。または、放射線光電変換層上に設けた電極層上に画素電極に対向する絶縁層を設けるとともに、この絶縁層に画素電極の周縁に沿った溝部を設け、この溝部に放射線吸収体を設ける。この結果、放射線光電変換層へと入射した散乱放射線を放射線吸収体にて吸収できる。したがって、この放射線変換層に入射した放射線をより正確に電荷に変換できるから、この放射線光電変換層にて変換された電荷から検出される画像の乱れを防止できる。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、放射線光電変換層へと入射した散乱放射線を放射線吸収体にて吸収でき、放射線光電変換層へと入射する前に散乱放射線を放射線吸収体にて吸収できるから、この放射線変換層に入射した放射線をより正確に電荷に変換できるので、この放射線光電変換層にて変換された電荷から検出される画像の乱れを防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明のＸ線検出器の第１の実施の形態の構成を図１および図２を参照して説明する。
【００１５】
図１および図２において、１は直接方式のＸ線検出器で、このＸ線検出器１は、放射線であるＸ線画像を検出するＸ線平面検出器としての直線変換型のＸ線平面センサである。このＸ線検出器１は、図２に示すように、光電変換基板２を備えている。この光電変換基板２は、透光性を有するガラスなどの絶縁基板であるガラス基板３を有している。このガラス基板３の一主面である表面上には、光センサとして機能するＸ線光電変換部としての略矩形状の複数の光電変換部４が複数配列されてマトリクス状に形成されている。そして、ガラス基板３の表面には、各光電変換部４によって、それぞれが同じ構造の複数の画素５が設けられている。これら各画素５は、図２における横方向である行方向、および図２における縦方向である列方向のそれぞれにおいて所定のピッチＰで二次元的に配列されて形成されている。
【００１６】
そして、これら各画素５には、電気信号や信号電荷を集める略Ｌ字平板状の画素電極６が、これら画素５毎に設けられている。これら画素電極６は、図２に示す各画素５の画素電極６間ピッチ(Ｉｘ)が、例えば１５０μｍとなるように構成されている。そして、これら各画素電極６は、画素単位、すなわちガラス基板３の表面における各画素５の中央部にそれぞれ設けられている。ここで、これら画素電極６は、例えばＩＴＯ(Indium-Tin Oxide)透明導電膜や、アルミニウム(Ａｌ)薄膜をスパッタリング法や電子線(ＥＢ)蒸着法などにて成膜して形成されている。さらに、この画素電極６は、この画素電極６となるＩＴＯ膜やアルミニウム膜を成膜した後に、エッチング工程を含む光電気泳動法(Photoelectrophoretic imaging:PEP)工程によって画素単位ごとに分離されて構成されている。
【００１７】
さらに、これら画素電極６のそれぞれには、スイッチング部を構成するスイッチング素子部としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)７が電気的に接続されている。これら各薄膜トランジスタ７は、結晶性を有する半導体材料である非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)にて少なくとも一部が構成されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ７は、画素電極６にて検出した電位差に基づく電荷を蓄積および放出させる。また、これら各薄膜トランジスタ７は、各画素５のそれぞれに設けられている。
【００１８】
また、これら各画素５には、画素電極６にて検出した信号電荷を蓄積する電荷蓄積容量部としての蓄積素子である矩形平板上の蓄積キャパシタ８が設けられている。これら蓄積キャパシタ８は、画素電極６の下に対向して設けられている。ここで、薄膜トランジスタ７は、ゲート電極11、ソース電極12およびドレイン電極13のそれぞれを有している。このドレイン電極13は、画素電極６および蓄積キャパシタ８のそれぞれに電気的に接続されている。
【００１９】
さらに、ガラス基板３の表面における行方向に沿った一側縁には、各薄膜トランジスタ７の動作状態、例えば各薄膜トランジスタ７のオンおよびオフを制御する細長矩形平板状のドライバ回路である制御回路14が実装されている。この制御回路14は、信号の読み出しを制御したり、読み出された信号を処理したりするための信号処理回路でもある。具体的に、この制御回路14は、ガラス基板３の表面における列方向に沿った長手方向を有しており、このガラス基板３の表面の一側縁に沿って設けられている。また、この制御回路14は、各光電変換部４の外部に設けられている。
【００２０】
そして、この制御回路14には、複数の制御ライン15の一端が電気的に接続されている。これら各制御ライン15は、ガラス基板３の行方向に沿って配線されており、このガラス基板３上の各画素５間に設けられている。さらに、これら各制御ライン15は、同じの行の各画素５を構成する薄膜トランジスタ７のゲート電極11のそれぞれに電気的に接続されている。
【００２１】
また、ガラス基板３の表面には、このガラス基板３の列方向に沿った複数のデータライン16が配線されている。これら各データライン16は、ガラス基板３上の各画素５間に設けられている。そして、これら各データライン16は、同じ列の画素５を構成する薄膜トランジスタ７のソース電極12のそれぞれに電気的に接続されている。また、これら各データライン16の一端には、これら各データライン16に対応して配設された電荷増幅器17に電気的に接続されている。
【００２２】
そして、この電荷増幅器17は、ガラス基板３の表面における列方向の一端縁に実装されており、このガラス基板３上の各画素５の外部に設けられている。さらに、この電荷増幅器17は、例えば図示しない演算増幅器にて構成されており、一対の入力端子21，22と出力端子23とを備えている。そして、これら一対の入力端子21，22の一方である負極側の入力端子21のそれぞれは、データライン16の一端に電気的に接続されている。また、これら一対の入力端子21，22の他方である正極側の入力端子22のそれぞれは接地されている。そして、負極側の入力端子21と出力端子23との間には、コンデンサ24の直列回路が並列に接続されて、このコンデンサ24にて積分機能を有するように構成されている。さらに、これら負極側の入力端子21と出力端子23との間には、スイッチ25の直列回路が並列に接続されている。このスイッチ25は、コンデンサ24に対して並列に接続されており、このスイッチ25を閉じてコンデンサ24に残った電荷が放電できるように構成されている。
【００２３】
さらに、各電荷増幅器17それぞれの出力端子23は、細長矩形平板状の並列／直列変換器26に電気的に接続されている。この並列／直列変換器26は、この並列／直列変換器26に対して各電荷増幅器17から並列に入力する複数の電気信号を直列信号に変換する。また、この並列／直列変換器26は、ガラス基板３上の列方向における一端縁に設けられており、このガラス基板３の行方向に沿った長手方向を有している。さらに、この並列／直列変換器26は、ガラス基板３の各画素５の外部に設けられている。
【００２４】
また、この並列／直列変換器26は、アナログ信号をデジタル信号に変換する細長矩形平板状のアナログ−デジタル変換器27に電気的に接続されている。このアナログ−デジタル変換器27は、ガラス基板３の行方向に沿った他側縁に設けられており、このガラス基板３上の各画素５の外部に設けられている。また、このアナログ−デジタル変換器27は、ガラス基板３の列方向における一端縁に沿って設けられており、このガラス基板３の列方向に沿った長手方向を有している。
【００２５】
一方、図１に示すように、ガラス基板３の表面上の各画素５には、薄膜トランジスタ７および蓄積キャパシタ８のそれぞれが形成されている。ここで、これら各薄膜トランジスタ７は、ガラス基板３上に形成された島状のゲート電極11をそれぞれ備えている。そして、これらゲート電極11を含むガラス基板３上には、絶縁膜31が積層されて形成されている。この絶縁膜31は、各ゲート電極11を覆っている。
【００２６】
また、この絶縁膜31上には、島状の複数の半絶縁膜32が積層されて形成されている。これら各半絶縁膜32は、各ゲート電極11に対向して配設されて、これら各ゲート電極11を覆っている。すなわち、これら各半絶縁膜32は、各ゲート電極11上に絶縁膜31を介して設けられている。さらに、この半絶縁膜32を含む絶縁膜31上には、ソース電極12およびドレイン電極13のそれぞれが形成されている。これらソース電極12およびドレイン電極13は、互いに絶縁されており、電気的に接続されていない。また、これらソース電極12およびドレイン電極13は、ゲート電極11上の両側に設けられており、これらソース電極12およびドレイン電極13それぞれの一端部が半絶縁膜32上に積層されている。
【００２７】
そして、各薄膜トランジスタ７のゲート電極11は、図２に示すように、同じ行に位置する他の薄膜トランジスタ７のゲート電極11とともに共通の制御ライン15に電気的に接続されている。さらに、これら各薄膜トランジスタ７のソース電極12は、同じ列に位置する他の薄膜トランジスタ７のソース電極12とともに共通のデータライン16に電気的に接続されている。
【００２８】
一方、蓄積キャパシタ８は、ガラス基板３上に形成された島状の下部電極33を備えている。この下部電極33を含むガラス基板３上には絶縁膜31が積層されて形成されている。この絶縁膜31は、各薄膜トランジスタ７のゲート電極11上から各下部電極33上まで延長している。さらに、この絶縁膜31上には、島状の上部電極34が積層されて形成されている。この上部電極34は、下部電極33に対向して配設されており、これら各下部電極33を覆っている。すなわち、これら各上部電極34は、各下部電極33上に絶縁膜31を介して設けられている。そして、この上部電極34を含む絶縁膜31上にはドレイン電極13が積層されて形成されている。このドレイン電極13は、他端部が上部電極34上に積層しており、この上部電極34に対して電気的に接続されている。
【００２９】
さらに、各薄膜トランジスタ７の半絶縁膜32、ソース電極12およびドレイン電極13と、各蓄積キャパシタ８の上部電極34とのそれぞれを含む絶縁膜31上には、絶縁層としての平坦化層35が積層されて形成されている。この平坦化層35は、樹脂にて構成されており、平坦化層35の一部には、薄膜トランジスタ７のドレイン電極13に連通した連通部としてのコンタクトホールであるスルーホール36が開口形成されている。そして、このスルーホール36を含む平坦化層35上には、画素電極６が積層されて形成されている。したがって、この画素電極６は、スルーホール36を介して薄膜トランジスタ７のドレイン電極13に電気的に接続されている。なお、この薄膜トランジスタ７は、画素電極６の下層に設けられている。
【００３０】
さらに、この画素電極上には、第１の腐食防止膜37が成膜されて積層されている。言い換えると、この第１の腐食防止膜37は、画素電極６と光導電層41との間に形成されている。そして、この第１の腐食防止膜37上には、入射したＸ線Ｌを電荷に変化する放射線光電変換層としてのＸ線光電変換膜である光導電層41が成膜されて積層されている。
【００３１】
ここで、画素電極６は、光導電層41に入射するＸ線Ｌに対向する側である、この光導電層41の下に、この光導電層41に直接接した状態で設けられている。言い換えると、この画素電極６は、光導電層41に対してＸ線Ｌが入射する方向側の反対側に設けられている。すなわち、この画素電極６は、光導電層41に対してＸ線Ｌが入射する側の反対側に位置する光導電層41の下面に設けられている。
【００３２】
そして、この光導電層41は、入射したＸ線Ｌを電気信号に変換するＸ線光導電材料、例えばセレン(Ｓｅ)などの金属ハロゲン化物にて構成されている。具体的に、この光導電層41は、セレン、ヨウ化鉛(ＰｂＩ２)あるいはヨウ化水銀(ＨｇＩ２)などの重金属ヨウ化物などの原材料を、真空蒸着で成膜する気相成膜法や、これらの原材料を所定のバインダと混合して塗布して、膜状に形成する塗布法などで形成することもできる。言い換えると、この光導電層41は、例えば図示しない真空チャンバ内で１００℃から３００℃程度に加熱した状態で、ヨウ化鉛(ＰｂＩ２)などの高感度光導電材料が真空蒸着されて形成されている。なお、この光導電層41としては、高感度光導電材料の粉体を適当なバインダに混ぜて塗布して成膜する方法によっても形成することができる。
【００３３】
また、この光導電層41には、画素電極６が形成された領域であるエリアに干渉しないように、断面凹溝状の溝部44が形成されている。この溝部44は、ガラス基板３上の各画素５のそれぞれを画素単位に領域を分離する境界に沿った格子状に形成されている。すなわち、この溝部44は、画素電極６の周縁に沿って設けられており、この画素電極６の全周に亘って形成されている。言い換えると、この溝部44は、光導電層41に画素電極６の周縁に沿う形で形成されている。さらに、この溝部44は、２０μｍから３０μｍ程度の幅寸法を有している。
【００３４】
ここで、溝部44は、成膜した光導電層41に図示しないダイサを用いて格子状に溝を形成させる方法や、光導電層41を光電変換基板２上に成膜する前に、画素電極６間の平坦化層35にダイサを用いて１μｍから５μｍ程度の溝を形成し、この溝の上に光導電層41となるＸ線光電変換膜材料を蒸着により成膜して、この溝上以外の部分に優先的に光導電層41を形成させて、画素電極６を周縁する形で形成されている。また、この溝部44は、膜の成長が縦軸方向に優先的に成長するヨウ化水銀などのＸ線光電変換膜材料を用いる場合に、成膜初期にマスクなどを用いて画素電極６上にＸ線光電変換膜材料の薄膜を作成してから、この薄膜を成長させて、この薄膜上に優先的に光導電層41を形成させ、この光導電層41に画素電極６を周縁する形で形成されている。
【００３５】
さらに、この溝部44は、各画素５の光導電層41から画素電極６間に亘って設けられている。また、この溝部44は、光導電層41を厚さ方向に沿って分断しており、この光導電層41を各画素５の画素電極６上にのみ形成させる。したがって、この溝部44を光導電層41に形成したことにより、この光導電層41が各画素５の画素単位に分離されるので、この光導電層41内で発生したＸ線Ｌの横方向への散乱や拡散の抑制が可能となる。
【００３６】
そして、この溝部44内には、放射線吸収体としてのＸ線吸収体45が充填されてＸ線グリッド43が設けられている。したがって、このＸ線グリッド43は、光導電層41に対して一体的に形成されている。さらに、このＸ線グリッド43のＸ線吸収体45は、光導電層41内で発生したＸ線Ｌの横方向への散乱や拡散を吸収する。また、このＸ線吸収体45は、画素電極６の周縁に沿って設けられている。したがって、このＸ線吸収体45は、各画素５の光導電層41を画素電極６の周縁に沿って覆う隔壁部として機能する。
【００３７】
ここで、このＸ線吸収体45の材料としては、光導電層41の材料の比重δａと、Ｘ線吸収体45の比重δｂとの関係が、δａ＜δｂとなるような重金属類が望ましい。このとき、このＸ線吸収体45は、このＸ線吸収体45の幅、すなわち溝部44の幅寸法が大きいほど、散乱Ｘ線Ｌの抑制効果が顕著となるが、このＸ線吸収体45の幅寸法が大きくなるに連れて、光導電層41の面積が小さくなるため、この光導電層41内で発生する電荷量が減少してしまう。したがって、このＸ線吸収体45は、図２に示す画素電極６間の幅ピッチＩｇとＸ線吸収体45の幅ピッチＩｘとの比(Ｉｘ／Ｉｇ)が２／１５＜(Ｉｘ／Ｉｇ)＜１／３の範囲に収まるように構成することが望ましい。
【００３８】
さらに、このＸ線吸収体45にて区切られた各画素５の光導電層41上には、第２の腐食防止膜46が成膜されて積層されている。言い換えると、この第２の腐食防止膜46は、光導電層41とバイアス電極層47との間に形成されている。また、この第２の腐食防止膜46を含むＸ線吸収体45上には、電極層としての薄膜電極であるバイアス電極層47が積層されて形成されている。このバイアス電極層47は、光電変換部４全体に亘って一様に積層されている。また、このバイアス電極層47は、画素電極６に対向する光導電層41上に設けられている。そして、このバイアス電極層47は、例えばＩＴＯ膜やアルミニウム膜などがスパッタリング法にて成膜されて形成されている。
【００３９】
言い換えると、このバイアス電極層47は、例えばＩＴＯ透明導電膜や、アルミニウム薄膜をスパッタリング法や電子線蒸着法などにて成膜して形成されている。さらに、このバイアス電極層47は、このバイアス電極層47となるＩＴＯ膜やアルミニウム膜を成膜した後に、エッチング工程を含む光電気泳動法工程にて画素単位ごとに分離されて構成されている。すなわち、このバイアス電極層47は、各画素それぞれの画素電極６それぞれに対して共通のバイアスを印加できるように一体的に形成されている。
【００４０】
次に、上記第１の実施の形態の作用について説明する。
【００４１】
まず、Ｘ線Ｌが光導電層41に入射し、この光導電層41によって入射したＸ線Ｌが電気信号である信号電荷に変換される。このとき、この信号電荷は、バイアス電極層47と画素電極６との間に形成されているバイアス電界によって画素電極６へと運ばれて移動して、この画素電極６からドレイン電極13などを介して蓄積キャパシタ８に蓄積される。
【００４２】
一方、この蓄積キャパシタ８に蓄積された信号電荷の読み出しは、制御回路14によって、例えば画素単位１２の行(図２の横方向)ごとに順に制御される。
【００４３】
このとき、この制御回路14から第１のデータライン16aを通して第１行目に位置する画素単位6a，6b，6cのゲート電極11のそれぞれに、例えば１０Ｖのオン信号を加えて、第１行目の画素単位の薄膜トランジスタ７のそれぞれをオン状態にする。
【００４４】
このとき、第１行目の画素単位6a，6b，6cの蓄積キャパシタ８に蓄積された信号電荷は、ドレイン電極13からソース電極12に電気信号として出力される。そして、このソース電極12に出力した電気信号のそれぞれは、複数の電荷増幅器17によって増幅される。
【００４５】
さらに、この増幅された電気信号は、並列／直列変換器26に並列に加えられて直列信号に変換される。この後、アナログ−デジタル変換器27によってデジタル信号に変換されてから、図示しない次段の信号処理回路へと送られる。
【００４６】
そして、第１行目に位置する画素単位の蓄積キャパシタ８の電荷の読み出しが終了すると、制御回路14から第１のデータライン16aを通して第１行目の画素単位のゲート電極11に対して、例えば−５Ｖのオフ信号が加えられて、第１行目の画素単位の薄膜トランジスタ７のそれぞれをオフ状態にする。
【００４７】
この後、上述した動作が第２行目以下の画素単位に対しても順になされる。そして、すべての画素単位の蓄積キャパシタ８に蓄積した信号電荷が読み出され、順次デジタル信号に変換されて出力されて、１つのＸ線画面に対応する電気信号がアナログ−デジタル変換器27から出力される。
【００４８】
上述したように、上記第１の実施の形態によれば、各画素５の光導電層41に画素電極６の周縁に沿うような形で溝部44を形成し、この溝部44にＸ線吸収体45を充填させた構成とした。この結果、光導電層41内に入射したＸ線Ｌの散乱Ｘ線をＸ線吸収体45に吸収できるから、この散乱Ｘ線の影響を抑制できる。したがって、このＸ線吸収体45がＸ線グリッド43の役割を果たす。
【００４９】
また、このＸ線吸収体45を光導電層41内に一体的に設けたため、このＸ線吸収体45にて構成されるＸ線グリッド43が光導電層41と一体型の構造になる。この結果、この光導電層41に入射したＸ線Ｌを、この光導電層41にて正確に信号電荷に変換できる。よって、このＸ線グリッド43と各画素５の画素電極６とのずれにより発生する、各画素５が相互に干渉することによってできる周期的な縞状のパターンであるモアレ(moire)の発生を簡単な構成で確実に抑制できる。したがって、この光導電層41にて変換された信号電荷から検出される画像の乱れを防止できる。
【００５０】
よって、光導電層41が画素５毎に分離された構造を持ち散乱Ｘ線の光導電層41への侵入を抑制するＸ線グリッド43を具備した従来のＸ線検出器１において、このＸ線グリッド43と薄膜トランジスタ７または画素５毎の光導電層41との重ね合わせによって発生する画像モアレの発生を簡単な構成でかつ容易に抑制できるので、Ｘ線検出器１の解像度特性を改善できる。
【００５１】
なお、上記第１の実施の形態では、Ｘ線吸収体45上にバイアス電極層47を直接接触させて形成した構成としたが、図３に示す第２の実施の形態のように、Ｘ線吸収体45とバイアス電極層47との間に樹脂膜51を介挿させて、これらＸ線吸収体45とバイアス電極層47とを絶縁させる構成とすることもできる。この場合、この樹脂膜51は、Ｘ線吸収体45上に成膜されて積層された絶縁層である。また、この樹脂膜51は、光導電層41の周縁部をも亘って積層されている。したがって、この樹脂膜51は、光導電層41およびＸ線吸収体45上に存在する。ここで、この樹脂膜51は、ディスペンサ、インクジェットあるいはスプレなどを用いた塗布法や、スピンコータを用いた方法などによって成膜されている。さらに、この樹脂膜51は、例えば５０μｍから５００μｍ程度の膜厚とされている。
【００５２】
そして、この樹脂膜51には、光導電層41に連通して開口した連通部としてのコンタクトホールであるスルーホール52が形成されている。このスルーホール52は、光導電層41の中央部に連通して、この光導電層41の中央部を開口させている。よって、このスルーホール52は、各画素単位の光導電層41の上部の樹脂膜51に形成されている。言い換えると、このスルーホール52は、樹脂膜51の光導電層41の上部に位置する部分に設けられている。さらに、このスルーホール52の内周面は、樹脂膜51の表面側から裏面側に向けて内側に傾斜したテーパ状に形成されている。また、このスルーホール52は、フォトエッチングあるいはサンドブラストなどのプロセスを用いて形成されている。
【００５３】
また、このスルーホール52を含む樹脂膜51上にはバイアス電極層47が成膜されて積層されている。言い換えると、このバイアス電極層47は、スルーホール52の形成によって表面に露出する光導電層41上に形成されている。ここで、このバイアス電極層47は、このバイアス電極層47がスパッタや蒸着にて形成されるから、一定の膜厚で光導電層41上、スルーホール52の内周面および樹脂膜51上のそれぞれに形成されている。よって、このバイアス電極層47は、樹脂膜51と、スルーホール52によって表面に表れている光導電層41とのそれぞれの上部に形成されている。
【００５４】
この結果、各画素５の光導電層41に画素電極６の周縁に沿うような形で溝部44を形成し、この溝部44にＸ線吸収体45を充填させた構成であるから、画像のモアレの発生を抑制できるので、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００５５】
さらに、バイアス電極層47とＸ線吸収体45との間に樹脂膜51を介挿させて、これらバイアス電極層47とＸ線吸収体45とを絶縁させた構成とした。この結果、これらバイアス電層47と画素電極６との間が導通しない構造となる。よって、このバイアス電極層47に印加したバイアス電極がＸ線吸収体45を介して画素電極６まで通電してしまうことを防止できるから、光導電層41にて変換された信号電荷から検出される画像の乱れをより確実に防止できる。
【００５６】
また、図４に示す第３の実施の形態のように、スルーホール52にて露出された光導電層41および樹脂膜51上に、銀ペーストやカーボンペーストを材料に使用して、ディスペンサやインクジェット、スプレなどを用いた塗布法、スピンコータを用いた方法で成膜することもできる。この場合、スルーホール52にて露出された光導電層41上に、導電性を有する導電層である導電性金属層53が形成される。この導電性金属層53は、バイアス電極層47の一部を構成しており、このバイアス電極層47の表面を平坦にするためにスルーホール52内に充填されて、この導電性金属層53の表面を樹脂膜51の表面に一致させる。そして、この導電性金属層53を含む樹脂膜51上には、一定の膜厚である平坦なバイアス電極層47が形成されている。
【００５７】
この結果、各画素５の光導電層41に画素電極６の周縁に沿うような形で溝部44を形成し、この溝部44にＸ線吸収体45を充填させた構成であるとともに、バイアス電極層47とＸ線吸収体45との間に樹脂膜51を介挿させて、これらバイアス電極層47とＸ線吸収体45とを絶縁させた構成としたので、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。ここで、第２の実施の形態のバイアス電極層47と同じ材料で導電性金属層53およびバイアス電極層47のそれぞれを形成することによって、第２の実施の形態と同様の感度や暗電流などの特性を有するＸ線検出器１とすることができる。
【００５８】
さらに、図５に示す第４の実施の形態のように、各画素５の光導電層41の側面に被覆樹脂膜54を形成する構成とすることもできる。このとき、この被覆樹脂膜54は、各画素５それぞれの光導電層41の側面のみに形成されている。さらに、この被覆樹脂膜54は、溝部44内に設けられた被覆絶縁膜であり、この溝部44内における光導電層41の外側面に等しい膜厚で積層されている。言い換えると、この被覆樹脂膜54は、各画素５の光導電層41それぞれの周縁を覆うように設けられている。さらに、この被覆樹脂膜54は、画素５毎に光導電層41を被覆する形で設けられている。また、この被覆樹脂膜54は、各画素５それぞれの画素電極６の周縁をも被覆して覆っている。
【００５９】
このとき、この被覆樹脂膜54は、パリレンなどの材料を化学気相成長法(Chemical Vapor Deposit:ＣＶＤ)にて成膜することにより、光導電層41および画素電極６のそれぞれを被覆する形で形成されている。したがって、この被覆樹脂膜54は、Ｘ線吸収体45と光導電層41および画素電極６との間を絶縁させている。よって、この被覆樹脂膜54は、バイアス電極層47からのＸ線吸収体45を介したバイアス電圧の画素電極６へのリークを防止して、この画素電極６にて検出する信号電荷への悪影響を防止する。
【００６０】
さらに、この被覆樹脂膜54より外側の溝部44内には、Ｘ線吸収体45が充填されている。このＸ線吸収体45は、溝部44内における被覆樹脂膜54間に形成されている。言い換えると、このＸ線吸収体45は、被覆樹脂膜54の光導電層41に対向する側の反対側に設けられている。すなわち、このＸ線吸収体45は、隣接する被覆樹脂膜54間に充填されている。
【００６１】
この結果、各画素５の光導電層41に画素電極６の周縁に沿うような形で溝部44を形成し、この溝部44にＸ線吸収体45を充填させた構成であるとともに、バイアス電極層47とＸ線吸収体45との間に被覆樹脂膜54を介挿させて、これらバイアス電極層47とＸ線吸収体45とを絶縁させた構成としたので、上記第２の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、光導電層41とＸ線吸収体45との間に絶縁膜である被覆樹脂膜54を介挿させて、この被覆樹脂膜54にて各画素５それぞれの光導電層41の側面を被覆した構成とした。この結果、Ｘ線吸収体45を構成する重金属によって、隣接する光導電層41間が電気的に導通された状態であることにより生じ得る、解像度特性の劣化の発生を防止できる。
【００６２】
このとき、図６に示す第５の実施の形態のように、樹脂膜51に形成したスルーホール52内に導電性金属層53を形成し、この導電性金属層53上にバイアス電極層47を形成しても、上記第４に示す実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６３】
さらに、図７に示す第６の実施の形態のように、樹脂膜51と光導電層41との間に被覆樹脂膜54を介挿させて、この被覆樹脂膜54にて光導電層41の上面の周縁を覆う構成とすることもできる。この場合、この被覆樹脂膜54は、光導電層41およびＸ線吸収体45上に樹脂膜51を形成する前の段階で、この光導電層41の側面および上面のそれぞれを覆うようように形成した後、この光導電層41およびＸ線吸収体45上に形成された樹脂膜51にスルーホール52を形成する際に、このスルーホール52にて被覆樹脂膜54をも開口させて、光導電層41の上面を露出させるようにして形成されている。
【００６４】
よって、このスルーホール52は、光導電層41の上面に成膜されて積層された被覆樹脂膜54をも貫通させて、この光導電層41の上面の中央部を露出させるように形成されている。さらに、この被覆樹脂膜54は、この被覆樹脂膜54にて光導電層41の上面の周縁までを覆うことによって、この被覆樹脂膜54および樹脂膜51のそれぞれを介してバイアス電極層47とＸ線吸収体45とをより確実に絶縁させる構成とする。
【００６５】
この結果、光導電層41とＸ線吸収体45との間に被覆樹脂膜54を介挿させたので、上記第４の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。さらに、被覆樹脂膜54にて光導電層41の上面の周縁までを覆って、この被覆樹脂膜54および樹脂膜51のそれぞれにてバイアス電極層47とＸ線吸収体45とをより確実に絶縁させたので、Ｘ線吸収体45によって隣接する光導電層41間が電気的に導通された状態である場合に生じ得る、解像度特性の劣化の発生をより確実に防止できる。
【００６６】
このとき、図８に示す第７の実施の形態のように、樹脂膜51に形成したスルーホール52内に導電性金属層53を形成し、この導電性金属層53上にバイアス電極層47を形成しても、上記第６に示す実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６７】
さらに、図９に示す第８の実施の形態のように、バイアス電極層47上の画素電極６に対向する位置に樹脂膜51を形成し、この樹脂膜51の周縁に溝部44を形成し、この溝部44にＸ線吸収体45を充填させる構成とすることもできる。この場合、この樹脂膜51は、光導電層41に入射するＸ線Ｌ側から観た際、すなわち上面視で画素電極６に対向する位置に設けられている。そして、溝部44は、上面視で画素電極６の周縁に沿って樹脂膜51に設けられている。また、この溝部44は、画素電極６を周縁する形で樹脂膜51に設けられている。そして、この溝部44にＸ線吸収体45が充填されてＸ線グリッド43と一体型のＸ線検出器１とされている。このとき、光導電層41は、各画素５の画素電極６のそれぞれを含む平坦化層35上に設けられている。
【００６８】
この結果、画素電極６の周縁に沿って樹脂膜51に形成した溝部44にＸ線吸収体45を充填させたことにより、このＸ線吸収体45にて光導電層41での散乱Ｘ線の影響を抑制でき、このＸ線吸収体45がＸ線グリッド43の役割を果たし、このＸ線グリッド43と一体型の構造となるから、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することができる。
【００６９】
なお、上記各実施の形態では、Ｘ線Ｌを検出するＸ線検出器１について説明したが、例えばγ線などのＸ線以外の各種の放射線を検出する放射線検出器であっても対応させて用いることができる。また、エリアセンサなどのように、光電変換部４のガラス基板３上に薄膜トランジスタ７および画素電極６が形成された画素５を縦方向および横方向のそれぞれに沿って二次元的にマトリクス状に形成したが、ラインセンサなどの場合には、これら画素５を光電変換部４のガラス基板３上に一次元的に設けてもよい。
【００７０】
また、光導電層41を、入射したＸ線Ｌを可視光に変換するシンチレータ層とするとともに、画素電極６を、シンチレータ層にて変換された可視光を信号電荷に変換するフォトダイオードとしても、上記各実施の形態のＸ線検出器１と同様の作用効果を奏することができる。さらに、非晶質半導体や結晶性半導体、多結晶半導体にて構成された薄膜トランジスタ７を用いたＸ線検出器１としても対応させて用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放射線検出器を示す説明断面図である。
【図２】同上放射線検出器を示す説明上面図である。
【図３】本発明の放射線検出器の第２の実施の形態を示す説明断面図である。
【図４】本発明の放射線検出器の第３の実施の形態を示す説明断面図である。
【図５】本発明の放射線検出器の第４の実施の形態を示す説明断面図である。
【図６】本発明の放射線検出器の第５の実施の形態を示す説明断面図である。
【図７】本発明の放射線検出器の第６の実施の形態を示す説明断面図である。
【図８】本発明の放射線検出器の第７の実施の形態を示す説明断面図である。
【図９】本発明の放射線検出器の第８の実施の形態を示す説明断面図である。
【符号の説明】
【００７２】
１    放射線検出器としてのＸ線検出器
６    画素電極
41    放射線光電変換層としての光導電層
44    溝部
45    放射線吸収体としてのＸ線吸収体
47    電極層としてのバイアス電極層
51    絶縁層としての樹脂膜
52    連通部としてのスルーホール
53    導電層としての導電性金属層
54    被覆絶縁膜としての被覆樹脂膜
Ｌ    放射線としてのＸ線
【図１】
2006059901.tif 000003
【図２】
2006059901.tif 000004
【図３】
2006059901.tif 000005
【図４】
2006059901.tif 000006
【図５】
2006059901.tif 000007
【図６】
2006059901.tif 000008
【図７】
2006059901.tif 000009
【図８】
2006059901.tif 000010
【図９】
2006059901.tif 000011