(57)【要約】【課題】湾曲可能でかつ安定して放射線画像を撮影できる放射線撮影装置を提供する。【解決手段】マトリクス状に画素２０が設けられ、各画素２０のＴＦＴスイッチ４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ＴＦＴスイッチ４のスイッチング状態に応じて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とが絶縁膜を介して設けられた可撓性を有する絶縁性基板１に、制御信号を出力するゲートＩＣ１０４と信号配線を流れる電気信号を検出するアンプＩＣ１０５とを設け、絶縁性基板１の１辺又は対向する２辺側に、ゲートＩＣ１０４及びアンプＩＣ１０５の動作を制御する制御回路１２０を設けた。【選択図】図２
2011075327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平面視において一方向の外縁に１辺又は対向する２辺を少なくとも有し、各々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すると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素がマトリクス状に複数設けられ、各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絶縁膜を介して設けられた可撓性を有する絶縁性基板と、
予め定められた第１本数の前記走査配線毎に前記絶縁性基板上に設けられ、それぞれ当該第１本数の走査配線に対して前記制御信号を出力する第１集積回路と、
予め定められた第２本数の前記信号配線毎に前記絶縁性基板上に設けられ、それぞれ当該第２本数の信号配線を流れる電気信号を検出する第２集積回路と、
前記絶縁性基板の前記１辺又は対向する２辺側に設けられ、前記第１集積回路及び前記第２集積回路と電気的に接続されて前記第１集積回路及び前記第２集積回路の動作を制御する制御回路と、
を備えた放射線撮影装置。
【請求項２】
前記複数の信号配線は、前記一方向に並行して設けられ、
前記複数の走査配線は、前記一方向に対する交差方向に並行して設けられた複数の第１配線、及び前記一方向に並行でかつ前記第１配線と絶縁膜を介して設けられ、当該絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してそれぞれ異なる前記第１配線に接続された複数の第２配線により構成された
請求項１記載の放射線撮影装置。
【請求項３】
前記第１集積回路及び第２集積回路は、前記絶縁性基板上の前記１辺又は対向する２辺の周辺部に設けられた
請求項１又は請求項２記載の放射線撮影装置。
【請求項４】
前記制御回路は、前記第１集積回路の動作を制御する第１制御回路及び前記第２集積回路の動作を制御する第２制御回路を有し、
前記第１集積回路及び前記第１制御回路と前記第２集積回路及び前記第２制御回路とは前記絶縁性基板の前記２辺に対向して設けられた
請求項１〜請求項３の何れか１項記載の放射線撮影装置。
【請求項５】
前記絶縁性基板は、前記複数の信号配線が前記一方向に並行して設けられると共に、前記複数の走査配線が前記一方向に対する交差方向に並行して設けられ、
前記第２集積回路は、前記絶縁性基板上の前記一方向の周辺部に設けられ、
前記第１集積回路は、前記絶縁性基板上の前記交差方向の周辺部に設けられ、前記絶縁性基板上に設けられた接続配線又は当該絶縁性基板外の外部配線を経由して前記制御回路に接続された
請求項１記載の放射線撮影装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線撮影装置に係り、特に、照射された放射線により示される画像を撮影する放射線撮影装置に関する。
【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）等の放射線撮像素子を用いた放射線撮影装置が実用化されている。この放射線撮像素子は、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】
ところで、放射線撮像素子は、薄型、軽量化を進めていくと、最終的には湾曲も可能なシート形状の実現が求められる。
【０００４】
特許文献１には、アクティブマトリクス型の有機ＥＬディスプレイ（organic electroluminescence display）において、ＴＦＴを駆動させる走査配線駆動回路や信号線駆動回路を可撓性を有するディスプレイ基板内に形成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２９８１９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、可撓性を有する放射線撮像素子の基板内に走査配線駆動回路や信号線駆動回路を形成した場合、走査配線駆動回路や信号線駆動回路の歩留まりが悪く、また、湾曲させた場合に走査配線駆動回路や信号線駆動回路内の配線に断線が発生しやすいため、安定して放射線画像を撮影できない、といった問題がある。例えば、走査配線駆動回路は比較的回路規模が小さいシフトレジスタで構成できるため、ｐｏｌｙ−Ｓｉ（ポリシリコン） ＴＦＴ技術や、あるいは移動度の低いａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン） ＴＦＴであってもＴＦＴアレイ基板上に形成する技術の提案がなされている。しかしながら、シリコン基板上のＭＯＳトランジスタに比べ、ＴＦＴ製造装置で形成するｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴやａ−Ｓｉ ＴＦＴは移動度が低く、最小線幅も大きいため、駆動回路実現のために大きな面積を必要とする。シリコン上ＭＯＳトランジスタの移動度と最小線幅が６００cm2/V・s、0.1-0.5umであるのに対し、ｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴでは10-30cm2/V・s、3-5um、ａ−Ｓｉ ＴＦＴでは0.5cm2/V・s、4-6umである。このため、ｐｏｌｙ−Ｓｉ ＴＦＴはＭＯＳトランジスタの約３００倍、ａ−Ｓｉ ＴＦＴは１２０００倍の面積が必要となる。具体的には、ゲート１ラインあたり１００μｍ×１０００μｍ前後の面積である。したがって、可撓性を有する基板に適用した場合、断線による歩留り低下が顕著で、安定してＴＦＴアレイを製造できない、あるいは、安定して放射線画像を撮影できないといった問題があった。
【０００７】
本発明は、上記の事情に鑑み、湾曲可能でかつ安定して放射線画像を撮影できる放射線撮影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】
【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撮影装置は、平面視において一方向の外縁に１辺又は対向する２辺を少なくとも有し、各々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すると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素がマトリクス状に複数設けられ、各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絶縁膜を介して設けられた可撓性を有する絶縁性基板と、予め定められた第１本数の前記走査配線毎に前記絶縁性基板上に設けられ、それぞれ当該第１本数の走査配線に対して前記制御信号を出力する第１集積回路と、予め定められた第２本数の前記信号配線毎に前記絶縁性基板上に設けられ、それぞれ当該第２本数の信号配線を流れる電気信号を検出する第２集積回路と、前記絶縁性基板の前記１辺又は対向する２辺側に設けられ、前記第１集積回路及び前記第２集積回路と電気的に接続されて前記第１集積回路及び前記第２集積回路の動作を制御する制御回路と、を備えている。
【０００９】
本発明の放射線撮影装置は、平面視において一方向の外縁に１辺又は対向する２辺を少なくとも有する可撓性を有する絶縁性基板に、各々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すると共に当該電荷を読み出すためのスイッチ素子を備えた画素がマトリクス状に複数設けられている。この絶縁性基板には、各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各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて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絶縁膜を介して設けられている。
【００１０】
また、本発明では、絶縁性基板上に、予め定められた第１本数の走査配線毎に、それぞれ当該第１本数の走査配線に対して制御信号を出力する第１集積回路が設けら、予め定められた第２本数の前記信号配線毎に、それぞれ当該第２本数の信号配線を流れる電気信号を検出する第２集積回路が設けられている。
【００１１】
そして、本発明では、絶縁性基板の１辺又は対向する２辺側に、第１集積回路及び第２集積回路と電気的に接続されて第１集積回路及び第２集積回路の動作を制御する制御回路が設けられている。
【００１２】
このように、本発明によれば、マトリクス状に画素が設けられ、各画素の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各スイッチ素子のスイッチング状態に応じて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絶縁膜を介して設けられた可撓性を有する絶縁性基板に、制御信号を出力する第１集積回路と信号配線を流れる電気信号を検出する第２集積回路とを設け、絶縁性基板の１辺又は対向する２辺側に、第１集積回路及び第２集積回路の動作を制御する制御回路を設けたことにより、制御回路が絶縁性基板の湾曲の妨げとならないため、絶縁性基板を湾曲させることができる。また、絶縁性基板が、第１集積回路及び第２集積回路部分で湾曲せず、第１集積回路及び第２集積回路の間部分で湾曲することにより第１集積回路及び第２集積回路内で配線に断線が発生しないため、安定して放射線画像を撮影できる。
【００１３】
なお、本発明は、前記複数の信号配線を、前記一方向に並行して設け、前記複数の走査配線を、前記一方向に対する交差方向に並行して設けられた複数の第１配線、及び前記一方向に並行でかつ前記第１配線と絶縁膜を介して設けられ、当該絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介してそれぞれ異なる前記第１配線に接続された複数の第２配線により構成してもよい。
【００１４】
また、本発明は、前記第１集積回路及び第２集積回路を、前記絶縁性基板上の前記１辺又は対向する２辺の周辺部に設けてもよい。
【００１５】
また、本発明は、前記制御回路が、前記第１集積回路の動作を制御する第１制御回路及び前記第２集積回路の動作を制御する第２制御回路を有し、前記第１集積回路及び前記第１制御回路と前記第２集積回路及び前記第２制御回路とを前記絶縁性基板の前記２辺に対向して設けてもよい。
【００１６】
また、本発明は、前記絶縁性基板に、前記複数の信号配線を前記一方向に並行して設けると共に、前記複数の走査配線を前記一方向に対する交差方向に並行して設け、第２集積回路を、前記絶縁性基板上の前記一方向の周辺部に設け、第１集積回路を、前記絶縁性基板上の前記交差方向の周辺部に設け、前記絶縁性基板上に設けられた接続配線又は当該絶縁性基板外の外部配線を経由して前記制御回路に接続してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放射線撮影装置は、湾曲可能でかつ安定して放射線画像を撮影できる、という優れた効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１の実施の形態に係る放射線撮像素子の詳細な構成を示す平面図である。
【図２】実施の形態に係る放射線撮影装置の構成を示す平面図である。
【図３】実施の形態に係る放射線撮影装置の構成を示す断面図である。
【図４】第１の実施の形態に係る放射線撮像素子の１画素単位の構成を示す平面図である。
【図５】第１の実施の形態に係る放射線撮像素子の線断面図である。
【図６】実施の形態に係る放射線撮像素子と制御部とを外した状態を示す斜視図である。
【図７】実施の形態に係る放射線撮像素子を湾曲させた撮影状態を示す斜視図である。
【図８】第２の実施の形態に係る放射線撮像素子の詳細な構成を示す平面図である。
【図９】第２の実施の形態に係る放射線撮像素子の１画素単位の構成を示す平面図である。
【図１０】第２の実施の形態に係る放射線撮像素子の線断面図である。
【図１１】第３の実施の形態に係る放射線撮像素子の詳細な構成を示す平面図である。
【図１２】第３の実施の形態に係る放射線撮像素子の拡大平面図である。
【図１３】第４の実施の形態に係る放射線撮像素子の詳細な構成を示す平面図である。
【図１４】他の形態に係る放射線撮像素子の詳細な構成を示す平面図である。
【図１５】他の実施の形態に係る放射線撮像素子の１画素単位の構成を示す平面図である。
【図１６】他の実施の形態に係る放射線撮像素子の線断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明を、Ｘ線などの放射線による放射線画像を撮影する放射線撮影装置１００に適用した場合ついて説明する。
【００２０】
［第１の実施の形態］
最初に、第１の実施の形態に係る放射線撮影装置１００に用いられる放射線撮像素子１０について説明する。
【００２１】
図１には、本実施の形態に係る放射線撮像素子１０の詳細な構成が示されている。
【００２２】
放射線撮像素子１０は、平板矩形状とされた可撓性を有する絶縁性の基板１上の放射線画像の撮影領域Ｅに複数の画素２０がマトリクス状に設けられている。各画素２０は、光が照射されることにより発生した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、を含んで構成されている。
【００２３】
また、放射線撮像素子１０は、基板１上に、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、が設けられている。
【００２４】
なお、第１の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、複数設けられた画素２０のマトリクス配列における一方向（図１の横方向）の各画素列にそれぞれ信号配線３が並列に設けられている。
【００２５】
また、第１の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、走査配線１０１として、画素２０のマトリクス配列の一方向に対する交差方向（図１の縦方向）の各画素列にそれぞれ第１配線１０１Ａが並列に設けられ、マトリクス配列における一方向の各画素列にそれぞれ第２配線１０１Ｂが並列に設けられている。各第２配線１０１Ｂと各第１配線１０１Ａとは、１対１で、各第２配線１０１Ｂに対してそれぞれ異なる第１配線１０１Ａに接続されており、本実施の形態では、ｎ本目の第１配線１０１Ａとｎ本目の第２配線１０１Ｂとが接続されている。
【００２６】
本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、表面にＧＯＳ等からなるシンチレータ３０（図３参照）が貼り付けられている。
【００２７】
放射線撮像素子１０では、照射されたＸ線などの放射線はシンチレータ３０で光に変換され、センサ部１０３に照射される。センサ部１０３は、シンチレータ３０から照射された光を受けて電荷を蓄積する。
【００２８】
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て放射線画像を示す電気信号（画像信号）が流れる。
【００２９】
本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、信号配線方向の一端側に予め定められた第１本数（例えば２５６本）の信号配線３毎にアンプＩＣ（Integrated Circuit）１０５が並んで設けられている。各信号配線３は、当該第１本数毎にアンプＩＣ１０５に接続されている。また、本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、信号配線方向の一端側に、予め定められた第２本数（例えば２５６本）の走査配線１０１毎に、上記アンプＩＣ１０５と交互にゲートＩＣ１０４が設けられている。各走査配線１０１は、当該第２本数毎にアンプＩＣ１０５に接続されている。なお、図１及び後述する図８、図１１、図１３、図１４では、信号配線３とアンプＩＣ１０５の接続部分、及び走査配線１０１とゲートＩＣ１０４の接続部分の図示を省略している。
【００３０】
ゲートＩＣ１０４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。
【００３１】
アンプＩＣ１０５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。アンプＩＣ１０５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２０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。
【００３２】
図２及び図３には、本実施の形態に係る放射線撮像素子１０及び当該放射線撮像素子１０を駆動させる制御部５０の構成を示す平面図及び側面図が示されている。
【００３３】
放射線撮像素子１０は、信号配線方向の一端に雄型のインターフェース（Ｉ／Ｆ）コネクタ１１０が設けられている。各ゲートＩＣ１０４及び各アンプＩＣ１０５は、インターフェース（Ｉ／Ｆ）回路１１２を介してＩ／Ｆコネクタ１１０に接続されている。
【００３４】
一方、制御部５０には、各ゲートＩＣ１０４及び各アンプＩＣ１０５の動作を制御するための制御回路１２０と、バッテリ１２２と、バッテリ１２２に充電された電力を各々所定の電圧に変圧して制御回路１２０及び放射線撮像素子１０に供給する電源回路１２４とが設けられている。
【００３５】
制御部５０は、制御回路１２０に雌型のＩ／Ｆコネクタ１２６及び出力端子１２８を備えており、当該Ｉ／Ｆコネクタ１２６に放射線撮像素子１０のＩ／Ｆコネクタ１１０が接続される。制御回路１２０は、Ｉ／Ｆコネクタ１２６、Ｉ／Ｆコネクタ１１０及びＩ／Ｆ回路１１２を介して各ゲートＩＣ１０４及び各アンプＩＣ１０５と電気的に接続され、各アンプＩＣ１０５において検出された電気信号に所定の処理を施して出力端子１２８から出力するとともに、各アンプＩＣ１０５に対して信号検出のタイミングを示すタイミング信号を出力し、各ゲートＩＣ１０４に対してＴＦＴスイッチ４をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号の出力のタイミングを示すタイミング信号を出力する。
【００３６】
次に、図４及び図５を参照して、本実施形態に係る放射線撮像素子１０についてより詳細に説明する。なお、図４には、本実施形態に係る放射線撮像素子１０の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図５には、図４のＡ−Ａ線断面図が示されている。
【００３７】
図５に示すように、放射線撮像素子１０は、基板１上に、第２配線１０１Ｂが形成されている。第２配線１０１Ｂ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。この第２配線１０１Ｂ上には、第２配線１０１Ｂを覆い一面に第１絶縁膜１５Ａが形成されている。
【００３８】
この第１絶縁膜１５Ａ上には、第１配線１０１Ａ、ゲート電極２が形成されており、第１配線１０１Ａとゲート電極２は接続されている（図４参照。）。この第１配線１０１Ａ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。なお、第１絶縁膜１５Ａには、ｎ本目の第１配線１０１Ａとｎ本目の第２配線１０１Ｂが交差する位置にコンタクトホール１９（図４参照。）が形成され、ｎ本目の第１配線１０１Ａとｎ本目の第２配線１０１Ｂとがコンタクトホール１９を介して接続される。
【００３９】
この第１配線１０１Ａ及びゲート電極２上には、第１配線１０１Ａ及びゲート電極２を覆い一面に第２絶縁膜１５Ｂが形成されている。第２絶縁膜１５Ｂはゲート電極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１５Ｂ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。
【００４０】
第２絶縁膜１５Ｂ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。
【００４１】
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（図４参照。）。信号配線３、及びソース電極９が形成された配線層（以下、この配線層を「第３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。
【００４２】
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との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（不図示）が形成されている。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。
【００４３】
これら半導体活性層８、ソース電極９、ドレイン電極１３、及び信号配線３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。
【００４４】
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撮像素子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と対向する位置にコンタクトホール１６が形成されている。
【００４５】
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。
【００４６】
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、若しくは積層膜とすることが好ましい。
【００４７】
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、ｎ＋層、ｉ層、ｐ＋層（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）を積層した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６Ａ、ｉ層６Ｂ、ｐ＋層６Ｃを順に積層して形成する。ｉ層６Ｂは、光が照射されることにより電荷（自由電子と自由正孔のペア）が発生する。ｎ＋層６Ａ及びｐ＋層６Ｃは、コンタクト層として機能し、下部電極１４及び後述する上部電極７とｉ層６Ｂをと電気的に接続する。
【００４８】
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。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。
【００４９】
また、本実施の形態では、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。
【００５０】
半導体層６上には、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。
【００５１】
層間絶縁膜１２、半導体層６及び上部電極７上には、上部電極７に対応する一部で開口２７Ａを持つように保護絶縁膜１７が形成されている。保護絶縁膜１７はＴＦＴ保護膜層１１と同じく、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。
【００５２】
この保護絶縁膜１７上には、共通電極配線２５がＡｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした合金あるいは積層膜で形成されている。共通電極配線２５は、開口２７Ａ付近にコンタクトパッド２７が形成され、保護絶縁膜１７の開口２７Ａを介して上部電極７と電気的に接続される。
【００５３】
このように形成された放射線撮像素子１０には、必要に応じて保護絶縁膜１７上にさらに光吸収性の低い絶縁性の材料により保護膜が形成されて、その表面に光吸収性の低い接着樹脂を用いてＧＯＳ等からなるシンチレータ３０（図３参照）が貼り付けられる。
【００５４】
次に、上記構造の放射線撮影装置１００の動作原理について説明する。
【００５５】
本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、図６に示すように、Ｉ／Ｆコネクタ１１０が制御部５０のＩ／Ｆコネクタ１２６に接続されて、制御部５０に接続される。
【００５６】
本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、外部との接続端子を１辺に設けている。これにより、放射線撮影装置１００は、放射線撮像素子１０の交換が容易であり、例えば、被写体部位に応じて最適な感度特性の放射線撮像素子１０に交換することも可能となる。
【００５７】
放射線撮像素子１０は、Ｘ線が照射されると、照射されたＸ線がシンチレータ３０に吸収され、可視光に変換される。なお、Ｘ線は、放射線撮像素子１０の表側、裏側の何れから照射されてもかまわない。シンチレータ３０で可視光に変換された光は、基板１上にマトリクス状に配置されたセンサ部１０３の半導体層６に照射される。
【００５８】
放射線撮像素子１０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＋層、ｉ層、ｐ＋層の順に積層した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６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。
【００５９】
半導体層６には、バイアス電圧が印加された状態で光が未照射の場合、数ｐＡ／ｍｍ２以下の電流しか流れない。一方、半導体層６には、バイアス電圧が印加された状態で光が照射（１μＷ／ｃｍ２）されると、数〜数十ｎＡ／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。
【００６０】
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。アンプＩＣ１０５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、放射線撮像素子１０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。
【００６１】
ところで、本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、可撓性を有する基板１上に画素２０がマトリクス状に形成されており、ゲートＩＣ１０４及びアンプＩＣ１０５が、基板１の一方向の１辺の周辺部に設けられている。そして、放射線撮像素子１０は、ゲートＩＣ１０４及びアンプＩＣ１０５が設けられた一方向の１辺で制御部５０と接続される。
【００６２】
これにより、本実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、図７に示すように、放射線撮像素子１０自体を一方向に湾曲させて被写体Ｓの撮影を行う場合もゲートＩＣ１０４やアンプＩＣ１０５、制御部５０が湾曲せず、ゲートＩＣ１０４やアンプＩＣ１０５、制御部５０内で配線に断線が発生しないため、安定して放射線画像を撮影できる。
【００６３】
［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。
【００６４】
図８には、第２の実施の形態に係る放射線撮像素子１０の詳細な構成が示されている。なお、上記第１の実施の形態（図１参照）と同一部分については同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００６５】
第２の実施の形態に係る放射線撮像素子１０では、画素２０のマトリクス配列の一方向に対する交差方向（図８の縦方向）の各画素列にそれぞれ走査配線１０１が並列に設けられている。
【００６６】
また、放射線撮像素子１０は、信号配線方向の一端側にゲートＩＣ１０４が設けられており、各走査配線１０１は、基板１の周辺部又基板１の裏面に設けられた不図示の配線を介してゲートＩＣ１０４に接続されている。
【００６７】
図９には、第２の実施形態に係る放射線撮像素子１０の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図１０には、図９のＡ−Ａ線断面図が示されている。なお、上記第１の実施の形態（図４及び図５参照）と同一部分については同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００６８】
図１０に示すように、第２の実施形態に係る放射線撮像素子１０は、上記第１の実施の形態と比較して、第１信号配線層及び第１絶縁膜１５Ａが形成されておらず、第２信号配線層以上の層によって構成されている。
【００６９】
第２の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、第１の実施の形態と同様に、図２及び図３に示すように、信号配線方向の一端に雄型のＩ／Ｆコネクタ１１０が設けられている。各ゲートＩＣ１０４及び各アンプＩＣ１０５は、Ｉ／Ｆ回路１１２を介してＩ／Ｆコネクタ１１０に接続されており、図６に示すように、Ｉ／Ｆコネクタ１１０が制御部５０のＩ／Ｆコネクタ１２６に接続されて、制御部５０に接続される。
【００７０】
このように第２の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、外部との接続端子を１辺に設けているため、放射線撮像素子１０の交換が容易となる。
【００７１】
また、放射線撮像素子１０は、ゲートＩＣ１０４やアンプＩＣ１０５が基板１の１辺に設けられ、当該１辺で制御部５０と接続することにより、図７に示すように、放射線撮像素子１０自体を一方向に湾曲させて被写体Ｓの撮影を行う場合もゲートＩＣ１０４やアンプＩＣ１０５、制御部５０が湾曲せず、ゲートＩＣ１０４やアンプＩＣ１０５、制御部５０内で配線に断線が発生しないため、安定して放射線画像を撮影できる。
【００７２】
［第３の実施の形態］
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００７３】
図１１には、第３の実施の形態に係る放射線撮像素子１０の詳細な構成が示されている。なお、上記第１の実施の形態（図１参照）と同一部分については同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００７４】
第３の実施の形態に係る放射線撮像素子１０では、画素２０のマトリクス配列の一方向に対する交差方向（図１１の縦方向）の各画素列にそれぞれ走査配線１０１が並列に設けられている。
【００７５】
また、放射線撮像素子１０は、走査配線方向の一端側にゲートＩＣ１０４が設けられており、各走査配線１０１は、ゲートＩＣ１０４に接続されている。
【００７６】
各ゲートＩＣ１０４は、図１２に示すように、基板１の周辺部に設けられた接続配線１３０を介して最も端のアンプＩＣ１０５に接続されており、当該アンプＩＣ１０５及びインターフェース回路１１２を介してＩ／Ｆコネクタ１１０に接続されている。第３の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、第１の実施の形態と同様に、図６に示すように、Ｉ／Ｆコネクタ１１０が制御部５０のＩ／Ｆコネクタ１２６に接続されて、制御部５０に接続される。
【００７７】
このように第３の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、外部との接続端子を１辺に設けているため、放射線撮像素子１０の交換が容易となる。
【００７８】
また、放射線撮像素子１０は、走査配線方向の一端側にゲートＩＣ１０４が設けられているが、基板１が可撓性を有しており、図７に示すように放射線撮像素子１０自体を湾曲させて撮影を行う場合も各ゲートＩＣ１０４の間の基板１が湾曲してゲートＩＣ１０４が湾曲せず、ゲートＩＣ１０４内で配線に断線が発生しないため、安定して放射線画像を撮影できる。
【００７９】
［第４の実施の形態］
次に、第４の実施の形態について説明する。
【００８０】
図１３には、第４の実施の形態に係る放射線撮像素子１０の詳細な構成が示されている。なお、上記第１の実施の形態（図１参照）と同一部分については同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００８１】
第４の実施の形態に係る放射線撮像素子１０では、画素２０のマトリクス配列の一方向に対する交差方向（図１３の縦方向）の各画素列にそれぞれ走査配線１０１が並列に設けられている。
【００８２】
また、放射線撮像素子１０は、走査配線方向の一端側にアンプＩＣ１０５が設けられており、各走査配線１０１は、アンプＩＣ１０５に接続されている。
【００８３】
アンプＩＣ１０５は、基板１外に設けられてプリント配線基板などの外部配線１３２を経由してインターフェース回路１１２に接続されており、当該インターフェース回路１１２を介してＩ／Ｆコネクタ１１０に接続されている。第４の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、第１の実施の形態と同様に、図６に示すように、Ｉ／Ｆコネクタ１１０が制御部５０のＩ／Ｆコネクタ１２６に接続されて、制御部５０に接続される。
【００８４】
このように第４の実施の形態に係る放射線撮像素子１０は、第１の実施の形態と同様に、外部との接続端子を１辺に設けているため、放射線撮像素子１０の交換が容易となる。
【００８５】
また、放射線撮像素子１０は、走査配線方向の一端側にゲートＩＣ１０４が設けられているが、基板１が可撓性を有しており、図７に示すように放射線撮像素子１０自体を湾曲させて撮影を行う場合も各ゲートＩＣ１０４の間の基板１が湾曲してゲートＩＣ１０４が湾曲せず、ゲートＩＣ１０４内で配線に断線が発生しないため、安定して放射線画像を撮影できる。
【００８６】
なお、上記第１及び第２の実施の形態では、ゲートＩＣ１０４及びアンプＩＣ１０５を基板１の１辺に設けた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、図１４に示すように、ゲートＩＣ１０４及びアンプＩＣ１０５を基板１の対向する２辺に設けてもよい。図１４では、対向する２辺の一方側にゲートＩＣ１０４が設けられ、他方側にアンプＩＣ１０５が設けられている。制御回路１２０は、２辺の一方側に設けて、外部回路を介して他方側と接続してもよく、図１４に示すように、ゲートＩＣ１０４を制御するゲート制御回路１２０ＡとアンプＩＣ１０５を制御するアンプ制御回路１２０Ｂとに分けて対向する２辺に設けてもよい。
【００８７】
また、上記第１の実施の形態では、図５に示すように、第１〜第３信号配線層に別々に第１配線１０１Ａ、第２配線１０１Ｂ、信号配線３を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２配線１０１Ｂと信号配線３を同じ信号配線層に形成してもよい。第１の実施の形態の放射線撮像素子１０では、図５に示す第２配線１０１Ｂを信号配線３と同じ第３信号配線層に形成した場合、第１信号配線層と第１絶縁膜１５Ａが不要となる。なお、この場合、第２配線１０１Ｂと信号配線３間の絶縁を確保する必要がある。
【００８８】
また、上記第１の実施の形態では、図４に示すように、第２配線１０１Ｂと信号配線３を一方向の画素列の端部分に形成した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、信号配線３を一方向の画素列の端部分に形成し、第２配線１０１Ｂを一方向の画素列の中央部分に形成して距離を離すようにしてもよい。これにより、信号配線３の寄生容量を抑えることができる。
【００８９】
図１５及び図１６には、第１の実施形態に適用可能な放射線撮像素子１０の別な構成の一例が示されている。なお、図１５には、放射線撮像素子１０の１画素単位の構造を示す平面図が示されており、図１６には、図１５のＡ−Ａ線断面図が示されている。なお、上記第１の実施の形態（図４及び図５参照）と同一部分については同一の符号を付して、ここでの説明は省略する。
【００９０】
図１６に示すように、放射線撮像素子１０は、上記第１の実施の形態と比較して、第１信号配線層及び第１絶縁膜１５Ａが形成されておらず、第２信号配線層以上の層によって構成されている。
【００９１】
第２配線１０１Ｂは、ＴＦＴ保護膜層１１上に形成されており、一方向の画素列の中央部分を通過している。
【００９２】
ＴＦＴ保護膜層１１及び第２絶縁膜１５Ｂには、ｎ本目の第１配線１０１Ａとｎ本目の第２配線１０１Ｂが交差する位置にコンタクトホール１９（図１５参照。）が形成され、ｎ本目の第１配線１０１Ａとｎ本目の第２配線１０１Ｂとがコンタクトホール１９を介して接続される。ゲート電極２が形成される配線層より下層に別な配線層を形成すると、レイヤ間のアライメント、歩留り等に問題が発生する場合があるため、第２配線１０１ＢをＴＦＴ保護膜層１１上に形成するようにしてもよい。
【００９３】
また、上記各実施の形態では、放射線を一度シンチレータ３０で光に変換し、変換した光をセンサ部１０３で電荷に変換して蓄積する間接変換方式の放射線撮像素子１０に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線を直接、アモルファスセレン等を用いたセンサ部で電荷に変換して蓄積する直接変換方式の放射線撮像素子に適用してもよい。
【００９４】
また、上記実施の形態では、放射線としてＸ線を検出することにより画像を検出する放射線撮影装置１００に本発明を適用した場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、放射線として粒子線や他の電磁波（可視光や紫外線、赤外線）等を検出してもよい。
【００９５】
その他、上記実施の形態で説明した放射線撮像素子１０の構成及び放射線撮影装置１００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】
【００９６】
１    基板（絶縁性基板）
３    信号配線
４    ＴＦＴスイッチ（スイッチ素子）
１０  放射線撮像素子
２０  画素
５０  制御部
１００  放射線撮影装置
１０１  走査配線
１０１Ａ  第１配線
１０１Ｂ  第２配線
１０３  センサ部
１０４  ゲートＩＣ（第１集積回路）
１０５  アンプＩＣ（第２集積回路）
１２０  制御回路
１２０Ａ  ゲート制御回路（第１制御回路）
１２０Ｂ  アンプ制御回路（第２制御回路）
１３０  接続配線
１３２  外部配線
【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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【図１６】
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