(57)【要約】【課題】本発明は、膜形成物質供給体から発する輻射熱によって、膜の品質の低下するため、膜の品質を向上することを目的とする。【解決手段】そしてこの目的を達成するために本発明は、台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板と膜形成物質供給体の間に、膜形成物質を通過させる開口部を有する遮蔽板を設け、膜の品質を向上させることができる。【選択図】図１６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板と膜形成物質供給体の間に、開口部を有する遮蔽板を設けた後、膜形成物質供給体から基板に膜形成物質を供給する膜形成方法。
【請求項２】
前記遮蔽板と膜形成物質供給体間の距離よりも、遮蔽板と基板との距離を大きくした請求項１に記載の膜形成方法。
【請求項３】
第１の開口部を有する台座の第２の表面に基板を装着するとともに、この台座の第２の表面にマスクを装着し、前記マスクは、前記台座の第１の開口部よりも、大きな第２の開口部を有する請求項１または２に記載の膜形成方法。
【請求項４】
前記遮蔽板の開口部の外縁は、前記膜形成物質供給体の噴射口と前記基板の膜形成領域の外周部とを結んだ直線上に設けた構成とした請求項１から３のいずれか一つに記載の膜形成方法。
【請求項５】
前記遮蔽板は複数枚で構成した請求項１から４のいずれか一つに記載の膜形成方法。
【請求項６】
請求項１または５のいずれか一つに記載の膜形成方法によって基板に膜を形成する膜形成装置であって、台座を保持する台座保持部と、遮蔽板を保持する遮蔽板保持部と、膜形成物質供給体とを備えた膜形成装置。
【請求項７】
台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板と膜形成物質供給体の間に、開口部を有する遮蔽板を設け、この遮蔽板と基板の間に開口部を有する中板を設けた後、基板を膜の積層方向に垂直に駆動した状態で、膜形成物質供給体から基板に膜形成物質を供給する膜形成方法。
【請求項８】
前記遮蔽板と膜形成物質供給体間の距離よりも、遮蔽板と基板との距離を大きくした請求項７に記載の膜形成方法。
【請求項９】
第１の開口部を有する台座の第２の表面に基板を装着するとともに、この台座の第２の表面にマスクを装着し、前記マスクは、前記台座の第１の開口部よりも、大きな第２の開口部を有する請求項７または８に記載の膜形成方法。
【請求項１０】
前記遮蔽板の開口部の外縁は、前記膜形成物質供給体の噴射口と前記基板の膜形成領域の外周部とを結んだ直線上に設けた構成とした請求項７から９のいずれか一つに記載の膜形成方法。
【請求項１１】
前記遮蔽板は複数枚で構成した請求項７から１０のいずれか一つに記載の膜形成方法。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか一つに記載の膜形成方法によって基板に膜を形成する膜形成装置であって、基板と台座を駆動する駆動部と、台座を保持する台座保持部と、遮蔽板を保持する遮蔽板保持部と、中板を保持する中板保持部と、膜形成物質供給体と、を備えた膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、Ｘ線センサの光電変換膜を形成する膜形成方法と、それを用いた膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術の一例として、Ｘ線センサーに用いられる光電変換膜の膜形成装置は、以下のような構成になっていた。
【０００３】
すなわち、所定の基板面に膜を積層して形成する基板と、前記基板面に向けて膜形成物質を供給する膜形成物質供給体と、開口部をもつマスクを基板に装着し、膜形成物質供給体は、このマスクを介して基板面に膜形成物質を供給する構成となっていた。
【０００４】
例えば、放射線画像検出器の光導電膜の作製方法としては、真空状態の蒸着槽内で、セレン系材料を加熱蒸発させて基板上に蒸着させることにより作製する方法がある（例えば下記特許文献１）。
【０００５】
また、膜形成装置としては、蒸発源であるアルカリ金属を含むセレンが収容される蒸着容器と、蒸着容器上に設けられたメッシュ状フィルタと、蒸発源が被着する基板を保持する保持部材とからなり、メッシュ状フィルタの下にはメッシュ状フィルタを温度制御するためのヒータが設けられいる。蒸着方法としては回転蒸着や直線搬送などで、原材料セレンを蒸発容器内で蒸発容器に接続された加熱源によって加熱してセレンの蒸気流を生じさせ、この蒸気流がヒータによって温度制御されたメッシュ状フィルタを通過して上部に設置した基板に被着することにより、蒸着セレン層を形成する方法がある（例えば下記特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２３５２７４号公報
【特許文献２】特許第４７８７２２７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
前記従来技術における課題は、膜の品質が低下することであった。
【０００８】
すなわち、前記従来例においては、膜を形成する際に、膜形成物質供給体から発する輻射熱によって、形成された膜が結晶化温度に達してしまい、結晶化するので、膜の品質を劣化させてしまっていた。
【０００９】
そこで本発明は、膜の品質を向上させることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そしてこの目的を達成するために本発明は、台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板と膜形成物質供給体の間に、開口部を有する遮蔽板を設けた後、膜形成物質供給体から基板に膜形成物質を供給し、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１１】
以上のように本発明は、台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、前記基板と膜形成物質供給体の間に、開口部を有する遮蔽板を設けた後、膜形成物質供給体から基板に膜形成物質を供給するので、膜の品質を向上させることができる。
【００１２】
すなわち、本発明においては、膜形成体から発せられる輻射熱を、遮蔽板によってさえぎることが可能となるので、形成された膜が結晶化することを防止できることとなり、膜の品質を向上させることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の一実施形態を示すＸ線診断装置の制御ブロック図
【図２】同側面図
【図３】同Ｘ線センサの斜視図
【図４】同Ｘ線センサの断面図
【図５】同Ｘ線センサの制御ブロック図
【図６】同Ｘ線センサの模式的な構成図
【図７】同Ｘ線センサの特性図
【図８】同Ｘ線センサの特性図
【図９】同Ｘ線センサの模式的な構成図
【図１０】同Ｘ線センサの特性図
【図１１】同Ｘ線センサの特性図
【図１２】同Ｘ線センサの特性図
【図１３】同Ｘ線センサの断面図
【図１４】同Ｘ線センサの特性図
【図１５】同Ｘ線センサの検査時の制御ブロック図
【図１６】本発明の一実施形態を示す成膜装置構成図
【図１７】本発明の一実施形態を示す成膜装置構成図
【図１８】成膜装置の比較構成図
【図１９】本発明の一実施形態を示す成膜装置構成図
【図２０】本発明の一実施形態を示す成膜装置構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施形態にかかるＸ線センサを、Ｘ線診断装置に適用した物を、添付図面を用いて説明する。
【００１５】
図１、図２は、Ｘ線診断装置を示すもので、本体ケース１には、略半円状のアーム２が回転自在に設けられている。
【００１６】
また、アーム２の一端には、Ｘ線源３が設けられ、さらに、アーム２の他端には、Ｘ線センサ４が設けられ、この状態においてＸ線源３とＸ線センサ４は、所定間隔をおいて対向配置された状態となっている。
【００１７】
すなわち、ベッド５に横たわった撮影対象者６に対してＸ線源３からＸ線を放射し、通過したＸ線をＸ線センサ４で検出することにより、撮影対象者６の内部状況を目視できるようにしたものである。
【００１８】
なお、このようなＸ線撮影を行うために、よく知られているようにＸ線源３にはＸ線制御部７が接続され、また、Ｘ線センサ４には、画像処理部８が接続され、さらに、これらのＸ線制御部７、画像処理部８には、コントローラ９が接続され、さらにまた、コントローラ９には、入力部１０と、モニタ１１が接続されている。
【００１９】
本実施形態では、後述するＸ線センサ４の構成と、このＸ線センサ４にＴＦＴ制御部１２と、バイアス光源制御部１３を接続について、図３から図５を用いて、本実施形態のＸ線センサ４の構成について説明する。
【００２０】
図３、図４に示すように、矩形状の取り付け基板１４の表面上には、同じく矩形状のＴＦＴ基板１５を設けており、このＴＦＴ基板１５上にはＴＦＴ１６が形成され更に光電変換膜２４が成膜されてカバー２５で覆われている。
【００２１】
前記ＴＦＴ１６は、その上面側（一面側）がＸ線入射面となっており、その上面側には、図６（理解を容易にするために模式的に示した）に示すように上部電極１８、正孔注入阻止層１９、緩和層２０、正孔トラップ層２１、感度層２２、電子注入阻止層２３が順次設けられている。
【００２２】
ＴＦＴ１６上への光電変換膜２４の成膜においては、ＴＦＴ１６上に電子注入阻止層２３には三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）が、感度層２２には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が、正孔トラップ層２１には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）とフッ化リチウム（ＬｉＦ）が、緩和層２０には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）または三セレン化砒素（Ａｓ２Ｓｅ３）が真空蒸着により成膜され、更に、正孔注入阻止層１９には酸化セリウム（ＣｅＯ２）や酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）が、上部電極には金（Ａｕ）または酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）や酸化スズなどがスパッタにより成膜される。
【００２３】
ここで、光電変換膜２４は使用されるＸ線診断装置の用途毎に最適化されており、胸部撮影や血管造影に使用されるＸ線診断装置用Ｘ線センサにおいては、感度層２２の厚さは約１０００ｕｍ程度であり、乳房撮影に使用されるＸ線診断装置用Ｘ線センサにおいては、感度層２２の厚さは２００〜３００ｕｍ程度である。
【００２４】
本発明における感度層２２の成膜方法については、容易に大面積化に対応が可能なため真空蒸着法の薄膜形成技術を利用して感度層２２の形成を行っている。
【００２５】
成膜装置の構成としては、図１６、１７，１８に示す。
【００２６】
真空に保つことが可能なチャンバー３０と、チャンバー３０を真空にするための真空ポンプが排気バルブ３７を介して接続され、次に、チャンバー３０の中には、電源３６に接続された一対の蒸着電極３５が配置されており、その蒸着電極３５間に、膜形成物質４２が充填もしくは追加充填することの出来る膜形成物質供給体３４が設置されている。
【００２７】
その膜形成物質供給体３４の上方に基板３２を保持するための台座３３を設けており、基板３２を台座３３上に配置するようになっている。前記台座３３は固定でも良いが、膜厚の均一性を向上するためには、膜形成物質供給体３４上を台座３３が膜の積層方向に垂直に駆動可能な構造であることが好ましい。また、基板３２への成膜範囲を規定するマスク３１としての機能を持たすことも可能である。また、台座３３上には基板３２と一緒に、基板３２への成膜範囲を規定するマスク３１を配置しても良い。
【００２８】
前記マスク３１は厚膜を形成する際、一般的なエリアのマスク３１を使用した場合、基板３２と基板３２上のマスク３１全体に成膜される。数十μm以下の膜厚条件では特に大きな問題は発生しなかった。感度層２２の厚膜、例えば100μm以上では、基板３２とマスク３１開口部エッジ付近において成膜された膜が一体化することにより、基板３２とマスク３１が固着する問題が発生する。このような状況下では、基板３２を取り出す際に、変換膜の剥離やクラックを発生する問題が発生し、変換膜の性能が悪化する。そのため、図１８に示す様に前記マスク３１は基板３２への成膜範囲を規定するものであって台座３３の開口部よりも、大きな開口部を有することが望ましい。詳細には、膜形成物質供給体３４の噴射口と台座３３の開口部の外周とを結んだ直線より外側にマスク３１の開口部の端部を設けることが望ましい。また、マスク３１の厚みｔは所望の膜厚以上の厚みであることが望ましい。
【００２９】
次に、本発明の特徴として、膜形成物質供給体３４と基板３２もしくは台座３３との間に開口部を設けた遮蔽板３９を配置する。また、遮蔽板３９は複数枚設けても良い。
【００３０】
遮蔽板３９の開口部は、前記台座３３が固定の場合、図１６に示す様に、遮蔽板３９の開口部の外縁は、前記膜形成物質供給体３４の噴射口と前記基板３２の膜形成領域の外周部とを結んだ直線上に設けた構成となり、前記台座３３が可動可能な場合、図１７に示す様に、遮蔽板３９の開口部の外縁は、開口部は膜形成物質供給体３４の噴射口と膜厚の均一性を向上するための中板４０の開口部の外周部とを結んだ直線上に設けることが望ましい。
【００３１】
遮蔽板３９の膜形成物質供給体３４との距離は、遮蔽板３９が膜形成物質供給体３４の輻射により温度が上昇した場合、膜形成物質供給体３４から出る輻射熱から遠ざけるために、遮蔽板３９と膜形成物質供給体３４間の距離よりも、遮蔽板３９と基板３２との距離を大きくすると良い。さらには、膜形成物質供給体３４付近に複数枚配置すると効果的である。
【００３２】
遮蔽板３９が無い場合は図１８（ａ）に示す様に、膜形成物質４２を溶融させて蒸発させるために、膜形成物質供給体３４が加熱され、高温に過熱された膜形成物質供給体３４の表面からは輻射により、輻射熱が放出される。そして、膜形成物質供給体３４の表面から放出された輻射熱は台座３３やマスク３１及び基板３２にあたり、台座３３やマスク３１及び基板３２の温度を上昇させ、基板温度を上昇させる。
【００３３】
一方、前記遮蔽板３９を配置した場合は図１８（ｂ）に示す様に、膜形成物質４２を溶融させて蒸発させるために、膜形成物質供給体３４が加熱され、高温に過熱された膜形成物質供給体３４の表面からは輻射熱が放出される。しかしながら、遮蔽板３９を配置することで、膜形成物質供給体３４から放出された輻射熱のほとんどは遮蔽板３９により遮蔽され、遮蔽板３９の開口部を通過した輻射熱のみが台座３３やマスク３１及び基板３２に当る。そのため、遮蔽板３９の有無で同じ膜厚の成膜を行う場合、遮蔽板３９を配置することで基板３２の温度上昇を低下させることが可能となる。また、遮蔽板３９を使用しても長時間成膜を行うと遮蔽板３９も温度が上がり、遮蔽板３９自体からも多少の輻射熱が発生する。そのため、遮蔽板３９を複数枚入れることで更に温度上昇を低下する効果がある。
【００３４】
基板３２及び基板３２付近の温度が高くなると、感度層２２として非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）を用いているために、非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が６０〜７０℃以上になると結晶化がはじまり、膜の品質を悪化させる原因となり、Ｘ線センサの光電変換膜に場合、画像欠陥などの問題が発生する。
【００３５】
厚膜形成の場合においては、成膜時間を長時間行うために膜形成物質供給体３４の大型化等を行い、膜形成物質供給体３４の表面積が増加することで輻射熱が多く放出されるため、上記のような遮蔽板３９により輻射熱を遮蔽することで、安定的な感度層２２を供給できる。また、高速成膜でも同様で、高速成膜を行うために膜形成物質供給体３４に印加する電流及び電圧が大きくなるため、膜形成物質供給体３４の表面から輻射熱が多く放出される、しかしながら、上記のような遮蔽板３９により輻射熱を遮蔽することで、基板３２の温度上昇を抑えることが出来、結晶化していない安定的な感度層２２を供給できる。
【００３６】
膜形成物質４２としては、結晶化温度が常温から100℃程度のものに同様の効果を得ることが出来るが、それらに限られるものではなく、比較的低温にて成膜したい場合に、用いることが可能である。
【００３７】
光電変換膜２４の成膜方法の一例としては、図２０に示す様に、蒸着装置内に膜形成物質供給体３４と開口部を有する遮蔽板３９を装着し、台座３３にマスク３１とＴＦＴが形成された基板３２を装着して、真空引きを行い、１０＾−３Ｐａ以下になるまで保持する。はじめに、ＴＦＴ上に電子注入阻止層２３である三硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）の成膜を行い、次に、結晶化防止層４１である砒素を含んだセレンを形成する。次に、感度層２２を形成するために、一回り小さいマスク３１と台座３３により上記に示したように座繰り形状が出来るようして、厚膜の非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）の成膜を行う。次に、電子注入阻止層２３成膜時に使用したマスク３１より一回り大きなマスク３１に変更して、正孔トラップ層２１として非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）とフッ化リチウム（ＬｉＦ）が、緩和層２０及び結晶化防止層４３として非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）または三セレン化砒素（Ａｓ２Ｓｅ３）（砒素を含んだセレン）が形成する。
【００３８】
その後、スパッタ装置に入れ替えて正孔注入阻止層１９には酸化セリウム（ＣｅＯ２）や酸化ガリウム（Ｇａ２Ｏ３）と、上部電極には金（Ａｕ）または酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）や酸化スズなどを成膜すると良い。
【００３９】
上記のマスク３１については、基板３２とマクスの間にマスク３１側に座刳りを設け隙間を形成するため、蒸着源から見ると影の部分ができ、少なからずも、不完全なSe膜が出来てしまうため外周部の結晶化が懸念される。そのため、図２０に示す様に、予め基板３２上の感度層２２成膜領域全体に結晶化防止のための砒素を含んだセレン層を形成し、その後、マスク３１により感度層２２の厚膜層を形成する。その後、厚膜の感度層２２膜全体を覆うように更に結晶化防止層を形成する。
【００４０】
この構成により、基板３２側からの感度層２２の結晶化を防止し、信頼性の高いX線変換用膜が得られる。
【００４１】
再び図５に戻って説明を続けると、ＴＦＴ１６には、ＴＦＴ制御部１２が接続され、これらのＴＦＴ制御部１２には、前記コントローラ９が接続されている。つまり、ＴＦＴ１６は、ＴＦＴ制御部１２により、ゲートライン毎に走査することにより、データラインからの信号出力が得られるようにしている。
【００４２】
また、上部電極１８には、＋電源２７と、コントローラ９が接続されている。
【００４３】
また、この図５に示すようにＸ線センサ４にＸ線照射量を測定するための線量計が設けられ、上部電極１８の上面側に設けたバイアス光源２８の光量をコントロールすることも可能である。
【００４４】
以上の構成において、以下本実施形態における動作説明を行う。
【００４５】
本実施形態においては、図１、図２に示す撮影対象者６のＸ線撮影を行う時に、バイアス光源制御部１３により、上部電極１８に向けてバイアス光源２８から光照射を行う。
【００４６】
このバイアス光源２８からの光照射は、例えば、波長が５４０ｎｍ（緑色）、あるいは、波長が４４０ｎｍ（青色）の可視光を用いる。この可視光は図６において緩和層２０には到達するが、感度層２２には到達しないようにしている。
【００４７】
このような操作を行う理由は以下の通りである。
【００４８】
本実施形態において、正孔注入阻止層１９と正孔トラップ層２１の間に緩和層２０を設けているが、まずこの緩和層２０を設けた理由としては、例えば、正孔注入阻止層１９などにキズや、ムラが発生した場合でも、それによる白キズの出現が起きないようにするために緩和層２０は設けられているのである。
【００４９】
正孔注入阻止層１９などにキズやムラが発生している状態では、Ｘ線が照射されていない時でも上部電極１８につながる高圧電源から常時正孔が流入し、それが、内部電界により加速・増倍して白キズとして現れてしまう。ここで、正孔トラップ層２１を設け、正孔トラップ層２１で正孔をトラップさせることにより、正孔トラップ層２１と上部電極１８間の電界を緩和させ、正孔注入阻止層１９などのキズやムラ部からの正孔の注入を防止し白キズを低減することができる。
【００５０】
ここで、正孔注入阻止層１９などのキズやムラは成膜後の感度層２２の表面凹凸や微小なゴミに起因するところが大きく、正孔注入阻止層１９と正孔トラップ層２１の間に緩和層２０の厚さを可視光用途のセンサの緩和層の厚みより厚くすることにより、上部電極１８と正孔トラップ層２１間の電界緩和領域が広がり、感度層２２の表面凹凸や微小なゴミの影響が低減し白キズ発生を抑えることができる。
【００５１】
この緩和層２０の厚さは上部電極１８と正孔トラップ層２１間の電界緩和領域を広げることにより、正孔注入阻止層１９などのキズやムラの影響を与えないようにするために重要なものとなる。
【００５２】
次に、正孔トラップ層２１は、Ｘ線や可視光照射で発生した正孔をトラップして電界緩和効果を発生させるものであるので、電界緩和効果が発生していないときは緩和層２０から感度層２２の電位は、図７の破線で示すように線形的に電界が加わる特性である。ここで、Ｘ線のみが照射された場合は、Ｘ線はエネルギーが大きいため可視光の様に変換膜表面だけで吸収されることはなく、変換膜全体で吸収され表面付近である緩和層２０での吸収量は少ないため十分な電界緩和効果をＸ線照射だけで得ることは難しい。
【００５３】
一方、バイアス光源２８による可視光照射においては、ほぼ変換膜表面にある緩和層２０にて吸収されるため、緩和層２０で発生した正孔が正孔トラップ層２１でトラップされることにより、電位が上がり緩和層での電界が緩和され電界がフラットとなり、正孔注入阻止層１９にキズやムラがあっても感度層２２への正孔の注入を抑制することができる。ここで、Ｘ線が照射されると、X線はエネルギーが大きいため緩和層２０および正孔トラップ層２１を透過して感度層２２までX線が届き光電変換により電子・正孔対が生成され、正孔が感度層２２の電界により電荷収集電極１７方向にアバランシェ増幅しながら移動していく。一方、電子は上部電極１８方向に移動し、一部は正孔トラップ層２１で正孔と再結合されるため、正孔トラップ層２１の電位が低下し、緩和層２０の電界緩和が弱くなる。
【００５４】
ここで、Ｘ線照射量が大きく、感度層２２でたくさんの正孔・電子対が生成されればされるほど正孔トラップ層２１での電子の再結合が増えるため、弱いバイアス光源２８では緩和層２０の電界緩和が弱くなるため、正孔注入阻止層１９にキズやムラがあった場合、感度層２２への正孔の注入を抑制することができず、白キズの発生が起こってしまう。
【００５５】
そこで、図７および図８に示す様にＸ線照射量の大小に応じてバイアス光源２８の光量を増減させることにより、安定的に正孔トラップ層２１での電位を下げ、緩和層２０の電界緩和により正孔注入阻止層１９にキズやムラがあっても正孔の注入を安定的に抑制することができ、白キズ発生を抑えることができる。
【００５６】
また、正孔トラップ層２１は、Ｘ線や可視光照射で発生した正孔をトラップして電界緩和効果を発生させるものであるので、上部電極１８から正孔トラップ層２１までの電位は、図９で示すように上部電極１８の前に被写体が無いＡ部とＸ線の透過率が悪い被写体があるＢ部では、Ｘ線を照射して正孔トラップ層２１まで届きトラップされる正孔の量が変わるため、正孔トラップ層２１による電界緩和効果に差が出てきてしまう。
【００５７】
具体的には図１０〜図１２で示す、上部電極１８からの膜厚深さ方向への電圧の分布を用いて説明する。
【００５８】
まず、初期状態では図１０で示すように正孔トラップ層２１で正孔がトラップされていないので電界緩和効果は現れず、Ａ部とＢ部ともに図のように上部電極から電子注入阻止層へ線形的に電圧が下がる特性になる。つぎに、図１１で示すように、初回Ｘ線照射前にバイアス光源ありの場合、バイアス光源を上部電極１８側から膜全体に照射することにより、正孔トラップ層に十分な量の正孔がトラップされることによりＡ部、Ｂ部ともに完全に電界緩和効果が現れ、正孔トラップ層の電圧が上昇し透光性電極と正孔トラップ層の間の電圧がほぼ同じになり、電界がほぼフラットになる。そこで、正孔トラップ層の電圧が上昇したことにより、正孔トラップ層から電子注入阻止層までの電圧の変化は急峻になる。
【００５９】
一方、バイアス光源が無い場合は、初期状態と同じで透光性電極から電子注入阻止層へ線形的に電圧が下がる特性になる。
【００６０】
さらに、図１２で示すように、２回目Ｘ線照射前では、バイアス光源が無い場合は、上部電極１８の前に被写体が無いＡ部は初回Ｘ線照射により、正孔トラップ層に十分な量の正孔がトラップされることによりＡ部は完全に電界緩和効果が現れ、正孔トラップ層の電圧が上昇し透光性電極と正孔トラップ層の間の電圧がほぼ同じになり、電界がほぼフラットになる。そこで、正孔トラップ層の電圧が上昇したことにより、正孔トラップ層から電子注入阻止層までの電圧の変化は急峻になる。
【００６１】
一方、Ｂ部はＸ線の透過率が悪い被写体があるため初回Ｘ線照射では、正孔トラップ層に十分な量の正孔がトラップされず、不完全電界緩和により、正孔トラップ層の電圧が若干上昇するが上部電極と正孔トラップ層の間の電圧が右下がりになっている。そこで、正孔トラップ層の電圧が若干上昇するが、正孔トラップ層から電子注入阻止層までの電圧の変化はＡ部に比べて急峻にはなっていない。
【００６２】
ここで、正孔トラップ層から電子注入阻止層までの感度層部の電圧変化である電界強度が感度と大きな関係があるため、バイアス光源無しの場合、Ａ部、Ｂ部で２回目Ｘ線照射前の感度層部の電界強度に差が生じ、同一の被写体を撮影してもＡ部とＢ部で信号レベルに差が出てしまう。すなわち、バイアス光源無しの場合、以前に撮影した被写体の履歴を引きずることになる。
【００６３】
一方、バイアス光源ありの場合、初回Ｘ線照射前と同じように、バイアス光源を上部電極１８側から膜全体に照射することにより、正孔トラップ層に十分な量の正孔がトラップされることによりＡ部、Ｂ部ともに完全に電界緩和効果が現れ、正孔トラップ層の電圧が上昇し上部電極と正孔トラップ層の間の電圧がほぼ同じになり、電界がほぼフラットになる。そこで、正孔トラップ層の電圧が上昇したことにより、正孔トラップ層から電子注入阻止層までの電圧の変化は一様に急峻になる。Ｘ線照射前にバイアス光源により完全電界緩和することにより、照射履歴に影響を受けず、感度バラツキの無いＸ線センサを実現することができる。
【００６４】
但し、正孔トラップ層２１の正孔トラップは、不安定なものであるので、本実施形態においては、Ｘ線撮影前には、バイアス光源２８を点灯させ、これによって図９のごとく次回の測定時においても、図８との比較から明らかなように、キズやムラによる影響を、緩和層２０、正孔トラップ層２１によって緩和させ、感度層２２への影響をなくすようにしている。
【００６５】
なお、前記緩和層２０の厚さは、本実施形態においては、上部電極１８、正孔注入阻止層１９よりも十分に肉厚であり、また、バイアス光源の波長によっても緩和層２０の厚さの最適厚さは変わってくる。例えば、バイアス光源として図１４で示すように波長が４４０〜５４０ｎｍの可視光を用い、緩和層の厚さを１〜６ｕｍとした場合、感度層２２まで光が届かないため、Ｘ線照射前にバイアス光源を照射したり、Ｘ線動画撮影のブランキング時の間欠的バイアス光源照射ではなく、連続してバイアス光源を照射しても、バイアス光源による信号電流に対する影響はなく、バイアス光源の照射タイミングを合わせるなどの制御をなくすることができる。
【００６６】
また、前記バイアス光源２８は、図４に示すごとく、カバー２５の内面で、上部電極１８外部分に設けている。さらに、図１３に示す本発明の他の実施形態では、バイアス光源２８に導光板２９を設けることで、緩和層２０、正孔トラップ層２１に対して、均一にバイアス光を照射するようにしている。
【００６７】
ここで、緩和層２０の厚みを厚くすると、感度層２２に与える影響を効果的に低減できるのであるが、緩和層２０を厚くすることにより、その効果も大きくできる反面、緩和層２０が厚すぎると、可視光では緩和層２０を透過できなくなるので、Ｘ線を用いてのＸ線センサの検査が必要になり、Ｘ線遮蔽を含め検査装置が大掛かりになるという課題が生じることとなる。
【００６８】
このような課題を解決するためには、緩和層２０の厚みに制限を加えることで、可視光での検査が可能となってくる。
【００６９】
図１４に、本実施形態のＸ線センサの緩和層２０の厚みと、可視光の透過度合いの関係を図示した。
【００７０】
図１４においては、赤色光、青色光、緑色光の３種類の可視光に応じた透過度合いを示しているが、青色光、緑色光は、緩和層２０の厚みが１ｕｍ以内で吸収されるのに対して、赤色光においては、緩和層２０の厚みが、ほぼ６ｕｍ程度まで透過可能となっている。
【００７１】
図１５に、この赤色光を用いてのＸ線センサの検査時の制御ブロック図を示す。
【００７２】
Ｘ線センサのＸ線変換膜（１９〜２３）に対して、５０Ｖ／ｕｍ〜１００Ｖ／ｕｍの電界が印加された状態で、Ｘ線変換膜（１９〜２３）の上部電極１８側より全面に赤色光（波長６２０ｎｍ）の入射光を一様に入射させる。この状態において、緩和層２０を透過し、感度層２２に入射した光の強度に応じた電気信号が、ＴＦＴ１６よりＴＦＴ制御部１２を経由してコントローラ９によって読み出され、映像信号としてモニタ１１に表示される。
【００７３】
この結果、モニタ１１の表示画面には、白キズは白く、黒キズは黒く映るため、Ｘ線変換膜（１９〜２３）のキズ評価を赤色光による可視光で評価することができるのである。
【００７４】
つまり、本実施形態においては、緩和層２０の厚みを可視光用途のセンサの緩和層よりも十分に厚くして、例えば、正孔注入阻止層などにキズや、ムラが発生した場合でも、緩和効果を効果的に発揮させて、その結果として白キズの発生を低減するという効果と、更には、Ｘ線センサの品質を評価する際には、可視光である波長６２０ｎｍの赤色光を用いれば、６ｕｍの厚みの緩和層を透過可能であるので、この赤色光をＸ線センサに直接照射することで、Ｘ線センサの黒キズや、白キズ等の評価が可能となるため、Ｘ線を用いた評価と比較すると、容易にＸ線センサの評価が可能となる。
【産業上の利用可能性】
【００７５】
以上のように本発明は、台座に基板を装着した状態で、膜形成物質供給体から前記基板に膜形成物質を供給し、この基板に膜を形成する膜形成方法であって、
前記基板と膜形成物質供給体の間に、膜形成物質を通過させる開口部を有する遮蔽板を設け、膜の品質を向上させることができる。
【００７６】
すなわち、本発明においては、膜形成体から発せられる輻射熱を、遮蔽板によってさえぎることが可能となるので、形成された膜が結晶化することを防止できることとなり、膜の品質を向上させることができるのである。
【００７７】
更には、膜形成物質としては、結晶化温度が低い材料に対しも低温での成膜が可能になるため、膜の品質を悪化させることなく、画像欠陥を低減することが出来る。
【００７８】
したがって、結晶化温度が低い材料である非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）を使用するＸ線センサとそれを用いたＸ線診断装置への適用が大いに期待されるものである。
【符号の説明】
【００７９】
１  本体ケース
２  アーム
３  Ｘ線源
４  Ｘ線センサ
５  ベッド
６  撮影対象者
７  Ｘ線制御部
８  画像処理部
９  コントローラ
１０  入力部
１１  モニタ
１２  ＴＦＴ制御部
１３  バイアス光源制御部
１４  取り付け基板
１５  ＴＦＴ基板
１６  ＴＦＴ
１７  電荷収集電極
１８  上部電極
１９  正孔注入阻止層
２０  緩和層
２１  正孔トラップ層
２２  感度層
２３  電子注入阻止層
２４  光電変換膜
２５  カバー
２７  ＋電源
２８  バイアス光源
２９  導光板
３０  チャンバー
３１  マスク
３２  基板
３３  台座
３４  膜形成物質供給体
３５  蒸着電極
３６  電源
３７  排気バルブ
３８  真空ポンプ
３９  遮蔽板
４０  中板
４１  結晶化防止層
４２  膜形成物質
４３  結晶化防止層
【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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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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