(57)【要約】【課題】放射線画像検出器における、下部層との界面、上部層との界面での結晶化を防止して、電子走行性を改良し、経時による画像欠陥の増加を抑制する。【解決手段】放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極１と、第１の電極１を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層３と、複数の電荷収集電極４と、基板５とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、第１の電極２と記録用光導電層３との間に、結晶化防止層２としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層を設ける。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２】
前記結晶化防止層の膜厚が、０．０５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器。
【請求項３】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項４】
前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度が５％〜４０％であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
【請求項５】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
【請求項６】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
【請求項７】
前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であることを特徴とする請求項３記載の放射線画像検出器。
【請求項８】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項９】
前記結晶化防止層の膜厚が、０．０５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とする請求項８記載の放射線画像検出器。
【請求項１０】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項１１】
前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度が５％〜４０％であることを特徴とする請求項１０記載の放射線画像検出器。
【請求項１２】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項１０記載の放射線画像検出器。
【請求項１３】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項１０記載の放射線画像検出器。
【請求項１４】
前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であることを特徴とする請求項１０記載の放射線画像検出器。
【請求項１５】
前記下部層が半絶縁体層であることを特徴とする１２または１４記載の放射線画像検出器。
【請求項１６】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項１７】
前記結晶化防止層の膜厚が、０．０５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とする請求項１６記載の放射線画像検出器。
【請求項１８】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項１９】
前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度が５％〜４０％であることを特徴とする請求項１８記載の放射線画像検出器。
【請求項２０】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項１８記載の放射線画像検出器。
【請求項２１】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項１８記載の放射線画像検出器。
【請求項２２】
前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であることを特徴とする請求項１８記載の放射線画像検出器。
【請求項２３】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２４】
前記結晶化防止層の膜厚が、０．０５μｍ〜０．３μｍであることを特徴とする請求項２３記載の放射線画像検出器。
【請求項２５】
放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、
前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２６】
前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度が５％〜４０％であることを特徴とする請求項２５記載の放射線画像検出器。
【請求項２７】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項２５記載の放射線画像検出器。
【請求項２８】
前記結晶化防止層における前記元素濃度が、前記読取用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることを特徴とする請求項２５記載の放射線画像検出器。
【請求項２９】
前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記読取用光導電層との界面５０ｎｍの読取用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記読取用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であることを特徴とする請求項２５記載の放射線画像検出器。
【請求項３０】
前記下部層が半絶縁体層であることを特徴とする２７または２９記載の放射線画像検出器。
【請求項３１】
前記アルカリ金属の含有量が０．０１〜５０００ｐｐｍであることを特徴とする請求項１〜３０いずれか１項記載の放射線画像検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像情報をＸ線等の放射線の照射により形成される静電電荷パターン（静電潜像）として記録することのできる放射線画像検出器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来より、医療用Ｘ線撮影において、被験者の受ける被爆線量の減少、診断性能の向上等のために、Ｘ線に感応する光導電層を感光体として用い、この光導電層にＸ線により形成された静電潜像を、光或いは多数の電極で読み取って記録する放射線画像検出器が知られている。これらは、周知の撮影法であるＴＶ撮像管による間接撮影法と比較して高解像度である点で優れている。
【０００３】
上述した放射線画像検出器は、この放射線画像検出器内に設けられた電荷生成層にＸ線を照射することによって、Ｘ線エネルギーに相当する電荷を生成し、生成した電荷を電気信号として読み出すようにしたものであって、上記光導電層は電荷生成層として機能する。従来より、この光導電層としてはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）が使用されている。
【０００４】
上記アモルファスセレンは、真空蒸着法等の薄膜形成技術を利用して容易に大面積化に対応が可能であるが、構造欠陥を多く含む傾向があるため、感度が劣化しやすい。そこで、性能を改善するために、適量の不純物を添加（ドーピング）することが一般的に行われている。
【０００５】
例えば、特許文献１には、ａ−Ｓｅまたはａ−Ｓｅ：Ａｓ合金に５〜５０００ｐｐｍのアルカリ金属をドープすることで、電子と正孔の両方が走行する良好な光導電層とすることが記載されている。しかし、ａ−ＳｅにＮａを０．０１ｐｐｍ以上ドープすると、電極との接触界面で界面結晶化が生じやすくなり、画像欠陥ができ易い上、湿度で特性が変化し易くなり、耐久性が得られにくいという問題がある。上記のアルカリ金属を含んだａ−Ｓｅが、界面で結晶化しやすくなる問題は、ａ−Ｓｅのバルク中のＮａドープ量が０．０１ｐｐｍより少い場合でも、界面でのＮａ量が０．０１ｐｐｍ以上である場合には生じる。特に電極基板がスイッチ素子（ＴＦＴ）および画素電極を２次元状に多数配列した基板である場合や、読取用の線状電極を多数配列した基板である場合には、電極は微細にパターニングされて段差を有しているために、電極段差部で結晶化が起きやすい。また、光導電層上にバイアス電界印加用の上部電極を設けた場合には、上部電極成膜時の熱輻射ダメージなどによって上部電極直下で結晶化が起きやすい。
【０００６】
特許文献２には感度劣化を抑えるために、ａ−Ｓｅに０．０１〜１０ｐｐｍのアルカリ金属をドープし、暗電流を抑えるために、下部電極（ＴＦＴ）とａ−Ｓｅ層との間に、ＡｓＳｅ、Ｓｂ2Ｓ3等の下部キャリア選択層を設け、さらに上部電極とａ−Ｓｅ層の間に、ＣｄＳ、Ｓｂ2Ｓ3等の上部キャリア選択層を設けた構成が記載されている。この構成の場合、アルカリ金属を含むａ−Ｓｅを主成分とする記録用光導電層を、Ｓｅを主成分として含まない異種物質である下部キャリア選択層上に設けているので、格子定数の違い、熱膨張係率の違い等により接合面にストレスが加わりやすく、界面でのＳｅ結晶化が起きやすい。またアルカリ金属を含むａ−Ｓｅを主成分とする記録用光導電層上に、Ｓｅを主成分として含まない異種物質である上部キャリア選択層を設けているので、格子常数の違い、熱膨張係率の違い等により接合面にストレスが加わりやすく、また上部キャリア選択層成膜時の熱輻射ダメージが加わるために、界面での結晶化が起き易い。
【０００７】
また、特許文献３においても０．１ないし１％の砒素が添加された２００ないし８００μｍの厚さのａ−Ｓｅと、キャリア選択層として２０〜２００ｐｐｍのアルカリ金属をドープしたａ−Ｓｅとを積層して、アルカリ金属を含むａ−Ｓｅを主成分とする記録用光導電層を用い、暗電流を抑えるために、キャリア選択層と電極との界面に、０．１〜１％のＡｓが添加されたＳｅ層を挿入することにより、暗電流が低減されることが記載されている。
【０００８】
また、特許文献４においても、ドープされた１００μｍと２ｍｍの間の厚みを有するＡｓとＣｌでドープされたａ−Ｓｅの光導電層と、上部電極との間に、暗電流を低減するための単極電導層として１〜１０００ｐｐｍのアルカリをドープしたａ−Ｓｅを積層することが記載される。この単極電導層は０．５〜５ｗｔ％のＡｓを同時に含んでも良いが、単極電導層としての機能を損なわないためには、Ａｓは５ｗｔ％より多く含有させることはできない。また、単極電導層の厚みは、注入電荷を捕獲するために０．５〜１０μｍの膜厚が必要である。
【０００９】
また、同じ特許文献４には、ドープされた１００μｍと２ｍｍの間の厚みを有するＡｓとＣｌでドープされたａ−Ｓｅの光導電層と、下部電極との間に、割り込みバッファ層としてa−Ａｓ2Ｓｅ3層を設けることが記載される。この割り込みバッファ層は、電子ブロッキング性、およびガラス基板との接着作用の促進のために設けられ、０．５〜１０μｍの膜厚が必要である。また、割り込みバッファ層はＡｓ，Ｃｌでドープしたａ−Ｓｅとの界面の結晶化を防ぐことが記載される。
【特許文献１】米国特許３６８５９８９号明細書
【特許文献２】特開２００３−３１５４６４号公報
【特許文献３】特開平６−２０９０９７号公報
【特許文献４】特開平１０−１０４３５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、上記各文献に記載されているようなＳｅにアルカリ金属をドープした光導電層は、下部層（Ｓｅを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層がある場合には下部キャリア選択層を意味し、前記下部キャリア選択層がない場合には下部電極を意味する。以下、下部層という）との界面、上部層（Ｓｅを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層がある場合には上部キャリア選択層を意味し、該上部キャリア選択層がない場合には上部電極を意味する。以下、上部層という）との界面で結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができない。
【００１１】
また、特許文献２に記載されているような構成とすると、キャリア選択層とａ−Ｓｅ層のマスクサイズが異なるために、マスク付け替え時間が生じ、この時間が長いためにキャリア選択層とａ−Ｓｅ層の間に結晶化を促進するような不純物（たとえばＨ2Ｏや酸素）が混入してしまうという問題がある。界面の結晶化は、特許文献３に記載されているような、キャリア選択層と電極との界面に０．１〜１％のＡｓが添加されたＳｅ層を設けることによっては低減できず、また、画像欠陥を低減することもできない。
【００１２】
また、界面の結晶化は、特許文献４に記載されているような、アルカリでドープされたａ−Ｓｅの単極電導層のバルク中に０．５〜５ｗｔ％のＡｓを添加する方法では低減できず、画像欠陥を低減することもできない。さらに、特許文献４に記載されるa−Ａｓ2Ｓｅ3層からなる割り込みバッファ層は、記録用光導電層から移動してきた正孔の拡散が大きく解像度が劣化しやすい問題がある。加えて、a−Ａｓ2Ｓｅ3層は、アルカリ金属を含むａ−Ｓｅからなる層との界面の結晶化に対しては何も記載がない。
【００１３】
また、特許文献２にあるＳｂ2Ｓ3を下部キャリア選択層として用いれば、Ｓｂ2Ｓ3が半絶縁性であるため電荷の拡散が妨げられて解像度は劣化しない（特開２００１−２８４６２８号参照）が、Ｓｂ2Ｓ3からなる下部層とアルカリ金属を含むａ−Ｓｅからなる記録用光導電層との界面は結晶化し易い問題があり、両立できない。
【００１４】
本発明は上記事情に鑑みなされたものであり、アルカリ金属を含みａ−Ｓｅを主成分とする光導電層と下部層との界面、上部層との界面での結晶化の問題を解決して、電子走行性を改良し、経時による画像欠陥の増加を抑制することが可能な放射線画像検出器を提供す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】
【００１５】
第一の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。
【００１６】
上記元素の含有率は重量％であり、アモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層とは、記録用光導電層の成分においてアモルファスセレンの重量％成分が最も高いものを意味する（以下、本発明の別の態様の放射線画像検出器においても、同様）。  
上記結晶化防止層の膜厚は、０．０５μｍ〜０．３μｍであることが好ましい。
【００１７】
また、第一の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、５％〜４０％であることが好ましい。
【００１８】
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることが好ましい。
【００１９】
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとってもよい。
【００２０】
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元小さい方の濃度の８０％以下であってもよい。
【００２１】
セレンを主成分として含まない上部層とは、上部層の成分においてアモルファスセレンの重量％成分が最も高くないものを意味し、上部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層を有する場合には上部キャリア選択層を意味し、上部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。
【００２２】
前記元素の平均濃度とは、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる元素が２種以上の場合には、それぞれの元素の重量％を加算することにより算出される平均濃度を意味する（以下、平均濃度とはこの意味である）。
【００２３】
第二の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。  
上記結晶化防止層の膜厚は、０．０５μｍ〜０．３μｍであることが好ましい。
【００２４】
また、第二の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記電荷収集電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、５％〜４０％であることが好ましい。
【００２５】
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることが好ましい。
【００２６】
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとってもよい。
【００２７】
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であってもよい。
【００２８】
セレンを主成分として含まない下部層とは、下部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、下部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層を有する場合には下部キャリア選択層を意味し、下部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。
【００２９】
前記下部層は、半絶縁体層であることが好ましい。半絶縁体層とは、比抵抗の値が１０6Ω・ｃｍ以上１０12Ω・ｃｍ以下である半絶縁性の抵抗体からなる電荷輸送層であって、当該電荷輸送層の記録用光導電層（ａ−Ｓｅ）との接合が、当該電荷輸送層をカソードとし記録用光導電層（ａ−Ｓｅ）をアノードとするダイオード特性を有するようなものをいう。半絶縁体層の例としては、硫化アンチモン（Ｓｂ2Ｓ3）および硫化ヒ素（Ａｓ2Ｓ3）が好ましく挙げられる。以下、半絶縁体層とはこの意味である。
【００３０】
第三の態様として本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、該第１の電極と該記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。  
上記結晶化防止層の膜厚は、０．０５μｍ〜０．３μｍであることが好ましい。
【００３１】
また、第三の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記第１の電極と前記記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、５％〜４０％であることが好ましい。
【００３２】
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることが好ましい。
【００３３】
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとってもよい。
【００３４】
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記記録用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない上部層との界面５０ｎｍの上部層側領域および、前記結晶化防止層における前記記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記上部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であってもよい。
【００３５】
セレンを主成分として含まない上部層とは、上部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、上部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる上部キャリア選択層を有する場合には上部キャリア選択層を意味し、上部キャリア選択層がない場合には第一電極を意味する。
【００３６】
第四の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられていることを特徴とするものである。  
さらに、上記結晶化防止層の膜厚は、０．０５μｍ〜０．３μｍであることが好ましい。
【００３７】
第四の放射線画像検出器の別の態様として、本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、該第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、該記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、前記線状電極と前記読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を含有するアモルファスセレン層を有し、前記結晶化防止層は、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むことを特徴とするものである。前記元素濃度が最大値をとる領域における前記元素濃度は、５％〜４０％であることが好ましい。
【００３８】
前記結晶化防止層における前記元素濃度は、該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとることが好ましい。
【００３９】
あるいは、前記結晶化防止層における前記元素濃度は、前記読取用光導電層との界面５０ｎｍの領域内で、最大値をとってもよい。
【００４０】
さらには、前記結晶化防止層における該結晶化防止層に対して前記読取用光導電層とは反対側に位置するアモルファスセレンを主成分として含まない下部層との界面５０ｎｍの下部層側領域および、前記結晶化防止層における前記読取用光導電層との界面５０ｎｍの読取用光導電層側領域以外の前記結晶化防止層中の前記元素の平均濃度が、前記下部層側領域の前記元素濃度の最大値と、前記読取用光導電層側領域の前記元素濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下であってもよい。
【００４１】
セレンを主成分として含まない下部層とは、下部層の成分においてアモルファスセレンの重量パーセント成分が最も高くないものを意味し、下部層とは、放射線画像検出器がアモルファスセレンを主成分として含まない異種物質からなる下部キャリア選択層を有する場合には下部キャリア選択層を意味し、下部キャリア選択層がない場合には線状電極を意味する。  
前記下部層は、半絶縁体層であることが好ましい。
【００４２】
なお、本発明の放射線画像検出器において、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする光導電層とは、アルカリ金属を膜中に必ずしも均一濃度で含む場合だけではなく、特許文献３に記載されるように、バルク中にはアルカリ金属を含まず、少なくとも一方の界面ではアルカリ金属を含有するアモルファスセレンからなる領域が付与され、全体としてアルカリ金属を含むアモルファスセレンからなる光導電層である場合も含むものである。
【００４３】
本発明の放射線画像検出器の前記アルカリ金属の含有量は、０．０１〜５０００ｐｐｍであることが好ましい。
【発明の効果】
【００４４】
第一の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、この第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、第１の電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層の上に上部層を成膜する際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることが可能となる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。
【００４５】
第二の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、この第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、複数の電荷収集電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、電荷収集電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層を下部層の上に設ける際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることができる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。さらに、前記下部層を半絶縁体層とすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、半絶縁体層である下部層内に移動してきたキャリアの拡散が妨げられるので、解像度の劣化も抑制することができる。
【００４６】
第三の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、この第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層と、この記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、第１の電極と記録用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられているので、記録用光導電層の上に上部層を成膜する際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることが可能となる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。
【００４７】
第四の態様の本発明の放射線画像検出器は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極と、この第１の電極を透過した前記記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層と、この記録用光導電層において発生した電荷を蓄積する蓄電部と、読取光の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層と、読取用の多数の線状電極と、基板とをこの順に積層してなる放射線画像検出器において、線状電極と読取用光導電層との間に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層が設けられているので、読取用光導電層を下部層の上に設ける際に発生する界面結晶化を防ぐことができ、画像の品質を上げることができる。さらに、湿度による結晶化等の性能低下を防ぐことができる。さらに、前記結晶化防止層の膜厚を０．０５〜０．３μｍとすれば、界面の結晶化防止を防止しつつ、暗電流の悪化を防ぐことができる。
【００４８】
また、第一〜第四の放射線画像検出器の別の態様において、前記結晶化防止層を、少なくとも、前記元素濃度が最大値をとる領域と、前記元素濃度が前記最大値の濃度の８０％以下の濃度をとる領域とを含むものとすることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
本発明の放射線画像検出器は、光の照射により電荷を発生する半導体材料を利用した放射線画像検出器により読み取る、いわゆる光読取方式であっても、放射線の照射により発生した電荷を蓄積し、その蓄積した電荷を薄膜トランジスタ（thin film transistor：ＴＦＴ）などの電気的スイッチを１画素ずつＯＮ・ＯＦＦすることにより読み取る方式（以下、ＴＦＴ方式という）であってもよい。以下、本発明の放射線画像検出器を図面を用いて説明する。
【００５０】
図１は本発明の放射線画像検出器（ＴＦＴ方式）の第一の態様を示す概略断面図である。図１に示すように、第一態様の放射線画像検出器１０は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極１と、結晶化防止層２と、第１の電極１を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層３と、複数の電荷収集電極（ＴＦＴ電極）４と、基板５とを順に積層してなる。
【００５１】
図２は本発明の放射線画像検出器（ＴＦＴ方式）の第二の態様を示す概略断面図である。図２に示すように、第二態様の放射線画像検出器１０は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極１と、第１の電極１を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層３と、結晶化防止層２′と、複数の電荷収集電極（ＴＦＴ電極）４と、基板５とを順に積層してなる。
【００５２】
図１に示す結晶化防止層２および図２に示す結晶化防止層２′は、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を、５％〜４０％、より好ましくは７％〜４０％、さらには１０％〜４０％含むａ−Ｓｅ層であることが好ましい。上記範囲は、結晶化防止の効果の大きさで選ばれる。これらの特定元素の濃度は、ＸＰＳ（Ｘ線光電子分光分析）で測定することができる。Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素の含有割合が５％未満の場合には、結晶防止効果が充分ではない。特定元素を５％以上含む場合は、上部層または下部層がＡｕ、Ｐｔなど化学的に安定な金属である場合には、十分な結晶化抑制を果たすことができる。特定元素を７％以上含む場合は、結晶化防止層の記録用光導電層側の界面にアルカリ金属が高い濃度（１−１０００ｐｐｍ）で集中している場合にも、界面の結晶化を抑制することができる。特定元素を１０％以上含む場合は、結晶化防止層の記録用光導電層側の界面にアルカリ金属が集中し（１−１０００ｐｐｍ）、かつ結晶化防止層の上部にＳｂ2Ｓ3、Ａｌなど、アモルファスの状態に大きな影響を与える上部層が付設される場合にも、界面の結晶化を抑制することができる。
【００５３】
特定元素を４０％より多く含む場合には金属元素が析出して局所的に抵抗が低下し、画像欠陥となるため好ましくない。
【００５４】
結晶化防止層の膜厚は、０．０５〜０．５μｍであることが好ましい。さらに好ましくは、０．０５〜０．３μｎｍであることが好ましい。膜厚が０．０５μｍ未満であると、部分的に結晶化を防止できない領域が発生し易い。一方、膜厚が０．５μｍよりも厚いと電荷トラップが増加して、暗電流が増加するなど電気特性が悪化し易い。膜厚を０．３μｍ以下とすれば、暗電流の増加を抑えるとともに、電荷の拡散を抑え解像度の劣化を防ぐことができる。
【００５５】
結晶化防止層の中で特定元素の濃度は必ずしも均一である必要はなく、層内で最も特定元素濃度の高い領域にて特定元素を５％〜４０％含有していれば良い。特定元素がＡｓの場合を例にとり、図４〜図５を用いて結晶化防止層における特定元素の濃度分布の詳細について説明する。図４〜図５は、横軸を上部層、結晶化防止層、記録用光導電層の厚さとし、縦軸をＡＳおよびＳｅの相対濃度として表す概略図である（なお、この特定元素の分布は後述する別の態様の放射線画像検出器においても同様であるため、別の態様の放射線画像検出器におけるこの説明は省略する）。
【００５６】
図４に示すように、結晶化防止層における上部層との界面５０ｎｍの領域内において、Ａｓが最大値をとるようにすれば、上部層との接触界面で発生する結晶化を効果的に抑制することができる。結晶化防止層は、Ａｓ（特定元素）の濃度が高いほど結晶化抑制効果が大きいが、上部層はセレンを主成分として含まない異種物質であるために、セレンを主成分とする結晶化防止層との接触界面は、格子定数の違い、熱膨張率の違い等によりストレスが加わり易く、結晶化が特に発生しやすい。このため、結晶化防止層における上部層との界面５０ｎｍの領域内においてＡｓが最大値をとるようにすれば、少ないＡｓ添加量で最大の結晶化抑制効果を得ることができる。なお、この場合には、結晶化防止層における記録用光導電層との界面５０ｎｍの領域内のＡｓ元素の平均濃度は１％以下であってもよい。
【００５７】
ここで、上部層と結晶化防止層との界面とは、ＸＰＳ測定により結晶化防止層中のＳｅ濃度が、上部層に向かって、記録用光導電層のＳｅ濃度（最大値）の５％に減じた箇所として定めることができる。また、結晶化防止層と記録用光導電層の界面は、結晶化防止層中のＡｓ濃度が、記録用光導電層に向かって、最大濃度の５％に減じた箇所として定めることができる（本発明において界面とはこの意味である）。
【００５８】
一方、図５に示すように、結晶化防止層と記録用光導電層の界面５０ｎｍ以内の領域において、Ａｓが最大値をとるようにすれば、記録用光導電層と結晶化防止層の界面の結晶化を効果的に抑制することができる。記録用光導電層はアルカリ金属を必ずしも膜中に均一濃度で含んでおらず、例えば特許文献３にあるように界面においてアルカリ金属を多く含む場合があり、この界面は、真空チャンバー中の酸素やＨ2Ｏなどと反応し易く、結晶化が発生しやすい。このため、結晶化防止層と記録用光導電層の界面５０ｎｍ以内の領域において、Ａｓ（特定元素）が最大値をとるようにすれば、少ないＡｓ添加量で最大の結晶化抑制効果を得ることができる。この場合、結晶化防止層における上部層との界面５０ｎｍの領域内のＡｓ平均濃度は１％以下であってもよい。
【００５９】
また、図６に示すように、上部層との界面５０ｎｍの上部層側領域および、記録用光導電層との界面５０ｎｍの記録用光導電層側領域以外の結晶化防止層中のＡｓの平均濃度が、上部層側領域のＡｓ濃度の最大値と、記録用光導電層側領域のＡｓ濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度の８０％以下とすることにより、すなわち、結晶化防止層の両界面の濃度を高める一方、それ以外の領域の平均濃度を、上部層側領域のＡｓ濃度の最大値と、前記記録用光導電層側領域のＡｓ濃度の最大値のうち、いずれか小さい方の濃度（図６では上部層側領域）の８０％以下、好ましくは５０％以下に減じることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を低減することができる。このようにすることにより、結晶化防止層全体の平均的な元素濃度を１％以下とすることもできる。
【００６０】
なお、結晶化防止層は、図３に示すように、第１の電極２と記録用光導電層３との間および電荷収集電極４と記録用光導電層３との間の両方に設けられていてもよい。この場合、少なくとも片方の結晶化防止層が、特定元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層であればよいが、両方の結晶化防止層が特定元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層とすればより好ましい。
【００６１】
記録用光導電層は、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉなどのアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする層であって、アルカリ金属の含有量は０．０１〜５０００ｐｐｍであることが好ましい。通常、アルカリ金属の含有量を０．０１ｐｐｍより高くすると、上部層との界面で、結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができないが、本発明の放射線画像検出器は上記のように結晶化防止層を設けているため、感度劣化の防止を実現しながら、同時に結晶化を抑制して画像に品質の向上を図ることができる。アルカリ金属に加えて、砒素を適当量含有しても良い。砒素を含有させることによって、アモルファスセレンのバルク中の結晶化を軽減することができる。
【００６２】
第１電極は、Ａｕ、Ａｌなど、抵抗加熱で蒸着できて、輻射熱の影響を低く抑えることができる導電性物質が適当である。電荷収集電極は、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）や、ＡｕあるいはＰｔなどの導電材料からなる。
【００６３】
上記の放射線画像検出器は公知の方法で製造することができるが、結晶化防止層と記録用光導電層は同一真空中で連続蒸着（成膜）されることが好ましい。また、同一の蒸着マスクを用いて高速に積層することによって、結晶化防止の効果をより高めることが可能である。
【００６４】
次に、光読取方式の放射線画像検出器について説明する。図７は、光読取方式の放射線画像検出器の第一の態様を示す概略断面図である。図７に示すように、この放射線画像検出器２０は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極２１と、結晶化防止層２２と、第１の電極２１を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する、アルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層２３と、第１の電極２１に帯電される電荷（潜像極性電荷；例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、電荷と逆極性の電荷（輸送極性電荷；上述の例においては正電荷）に対しては略導電体として作用する電荷輸送層２６と、読取光の照射により電荷を発生する読取用光導電層２７と、読取用の多数の線状電極（くし形電極）２４と、基板２５とを順に積層してなる。
【００６５】
図８は光読取方式の放射線画像検出器の第二の態様を示す概略断面図である。図８に示すように、この放射線画像検出器２０は、放射線画像を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極２１と、第１の電極２１を透過した記録用の電磁波の照射により電荷を発生する記録用光導電層２３′、第１の電極２１に帯電される電荷（潜像極性電荷；例えば負電荷）に対しては略絶縁体として作用し、かつ、電荷と逆極性の電荷（輸送極性電荷；上述の例においては正電荷）に対しては略導電体として作用する電荷輸送層２６、読取光の照射により電荷を発生するアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする読取用光導電層２７′と、結晶化防止層２２′と、読取用の多数の線状電極（くし形電極）２４と、基板２５とを順に積層してなる。
【００６６】
なお、電荷輸送層２６は第１の電極２１に帯電した電荷と同じ極性の電荷に対して絶縁体として作用し、かつ、該電荷と逆の極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷輸送層するものであるから、記録用光導電層２３中を移動してきた負電荷は記録用光導電層２３と電荷輸送層２６との界面で停止し、この界面（蓄電部）に蓄積されることになる。放射線画像検出器に電荷輸送層２６が含まれない場合、蓄電部は記録用光導電層２３と読取用光導電層２７（第二の態様にあっては記録用光導電層２３′と読取用光導電層２７′）の界面となる。
【００６７】
結晶化防止層２２、２２′は、Ａｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を、５％〜４０％、より好ましくは７％〜４０％、さらには１０％〜４０％含むａ−Ｓｅ層であることが好ましい。なお、ここでの特定元素の数値限定の意義は、上記結晶化防止層２、２′で記載した意義と同様であるので、記載は省略する。なお、結晶化防止層は、図９に示すように、第１の電極２２と記録用光導電層２３との間および線状電極２４と読取用光導電層２７′との間の両方に設けられていてもよい。この場合、少なくとも片方の結晶化防止層が、特定元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層であればよいが、両方の結晶化防止層が特定元素を５％〜４０％含有するアモルファスセレン層とすればより好ましい。
【００６８】
光読取方式の第一の態様における放射線画像検出器の記録用光導電層２３、光読取方式の第二の態様における放射線画像検出器の読取用光導電層２７′は、Ｎａ、Ｋ、Ｌｉなどのアルカリ金属を含むアモルファスセレンを主成分とする層であって、アルカリ金属の含有量は０．０１〜５０００ｐｐｍであることが好ましい。通常、アルカリ金属の含有量を０．０１ｐｐｍより高くすると、第一の態様においては上部層との界面、第二の態様においては下部層との界面で結晶化が生じやすいため、画像欠陥の増加、耐久性の低下を抑制することができないが、本発明の放射線画像検出器は上記のように結晶化防止層を設けているため、感度劣化を実現しながら、同時に結晶化を抑制して画像に品質の向上を図ることができる。
【００６９】
光読取方式の第二の態様における放射線画像検出器の記録用光導電層２３′は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生するものであればよく、放射線に対して比較的量子効率が高く、また暗抵抗が高いなどの点で優れているＰｂＯ、ＰｂＩ2等が好適である。
【００７０】
光読取方式の第一の態様における放射線画像検出器の読取用光導電層２７には、ａ−Ｓｅ，Ｓｅ−Ｔｅ，Ｓｅ−Ａｓ−Ｔｅ，無金属フタロシアニン，金属フタロシアニン，ＭｇＰｃ（ Magnesium phtalocyanine），ＶｏＰｃ（phaseII of Vanadyl phthalocyanine），ＣｕＰｃ（Copper phtalocyanine）等のうち少なくとも１つを主成分とする光導電性物質が好適である。
【００７１】
第１の電極２１としては、Ａｕ、Ａｌなど、抵抗加熱で蒸着できて、輻射熱の影響を低く抑えることができる導電性物質が適当である。線状電極２４としては、例えば、透明ガラス板上に透明導電性物質（ＩＴＯ、ＩＺＯ等）を成膜し、パターンニングしたものが、エッジの形状が滑らかで適当である。電荷輸送層２６としては、Ｉを１０〜３０００ｐｐｍドープしたＡｓ２Ｓｅ３、Ｃｌを１０〜２００ｐｐｍドープしたａ−Ｓｅ等のＳｅを含む半導体物質が適当である。
【００７２】
上記の光読取方式の放射線画像検出器も公知の方法で製造することができるが、結晶化防止層と記録用光導電層は同一真空中で連続蒸着（成膜）されることが好ましい。また、同一の蒸着マスクを用いて高速に積層することによって、結晶化防止の効果をより高めることが可能である。  
以下に、本発明の放射線画像検出器の実施例を示す。
【実施例】
【００７３】
（比較例１）
高純度５Ｎセレン、ＮａドープのためのＮａ２Ｓｅを添加してパイレックス（登録商標）ガラス管中に充填し、０．１Ｐａ以下で真空封入し、５５０℃で反応させて、モル濃度３０ｐｐｍのＮａセレン合金を作製した。このセレン合金を、ステンレス坩堝につめて、坩堝温度２８０℃、真空度０．０００１Ｐａの条件で、櫛歯状のアモルファスＩＺＯ層が設けられた５ｃｍ角ガラス基板に、基板温度６５度、蒸着速度１μｍ／ｍｉｎの条件で、１０μｍ膜厚のＮａを含有したＳｅ膜を蒸着した。次いで、坩堝温度４６０℃にしてＡｓ２Ｓｅ３（フルウチ化学製６Ｎ）を０．２μｍ積層し、さらに、上記と同様にして２００μｍ膜厚のＮａを含有したＳｅ膜を積層した。続いて、Ｓｂ２Ｓ３（フルウチ化学製６Ｎ）を坩堝温度５５０℃にして０．１μｍ積層した。最後に、Ａｕを上部電極として６０ｎｍの厚みで蒸着し、デバイスを作製した。
【００７４】
（実施例１〜７、比較例２〜６）
表１に示した結晶化防止層２２′を比較例１の櫛歯状アモルファスＩＺＯ層の上に挿入し、表１に示した結晶化防止層２２をＳｂ２Ｓ３層の下に挿入した以外は比較例１に記載した方法と同様にしてデバイスを作製した。
【００７５】
各結晶化防止層は、表１に示した組成のＡｓを含むＳｅ合金原料を、坩堝温度４４０℃にして、０．１５μｍの膜厚になるように蒸発させることで作製した。この際に坩堝に投入したＳｅＡｓ原料の量は０．１５μｍの膜厚を形成するために必要な量の約１０倍とし坩堝上に設けたシャッターの開閉タイミング、開閉時間の制御によって、Ａｓ濃度の分布の制御を行った。具体的には、結晶化防止層２２は、Ｓｂ2Ｓ3側界面に最大濃度がくるように、蒸着後半部で基板シャッターを開け、その後坩堝温度を４６０℃に上げることで行った。結晶化防止層２２´は、ＩＺＯ側界面に最大濃度がくるように、蒸着中央部で基板シャッターを開け、その後に坩堝温度を３８０℃に下げることで行った。
【００７６】
結果と共に表１に示す。なお、表１の電荷収集量、画像欠陥、オフセット電荷量の評価は以下のように行い、電荷収集量および画像欠陥数比、オフセット電荷量はともに比較例１の相対値として示した。
【００７７】
（電荷収集量および画像欠陥）
電荷収集量は、特開２００４−１４７２５５号に記載の画像読取装置を用いて測定した。画像欠陥は、同じ読取装置を用いて、放射線または光を照射しない条件で信号を２次元画像として出力し、５０μｍ以上の斑点（白斑点は基板側の結晶、黒斑点は上部電極側の結晶による）を計数し、その後、４０℃ドライの条件で２週間経時させ、同様に斑点を計数して、経時前と経時後の画像欠陥数比を算出した。
【００７８】
オフセット電荷は、同じ読取装置を用いて、放射線または光を照射しないで、上部電極へ−２ｋV、時間２ｓ間印加した後、読み出しを行うことで測定した。ここで、上部電極から注入された暗電流が下部電極のそれより大きい場合は、上記で読み出されるオフセット電荷量の極性はプラスとなる。また、逆の場合には、オフセット電荷量の極性はマイナスとなる。オフセット電荷量が大きいと、暗電流の注入量が大きかったことを意味する。
【表１】
2008078597.tif 000003
【００７９】
なお、比較例２と実施例１のデバイスにおける結晶化防止層２２′と結晶化防止層２２の膜中のＡｓ濃度を測定するために、Ｓｅ積層膜をガラス基板から剥がし、両側界面からＸＰＳ分析を行ったところ、比較例２のデバイスにおける結晶化防止層２２′のＩＺＯ界面５０ｎｍにおける平均Ａｓ濃度は０．０５％で、結晶化防止層２２のＳｂ２Ｓ３界面５０ｎｍにおける平均Ａｓ濃度は０．５％であった。一方、実施例１のデバイスにおける結晶化防止層２２′のＩＺＯ界面５０ｎｍにおける平均Ａｓ濃度は４．０％で、結晶化防止層２２のＳｂ２Ｓ３界面５０ｎｍにおける平均Ａｓ濃度は５．５％であった。なお、ＸＰＳ分析は以下のようにして測定した。
【００８０】
（ＸＰＳ分析）
使用機種  ：  Thermo Electron社製 VG Theta Probe
照射X線   ：  単結晶分光ＡｌＫα
イオン種  ：  Ａｒ＋
エッチングレート  ：  ０．４Å／ｓｅｃ（ＳｉＯ２換算値）
感度補正方法  ：  感度補正用にＳｅ，Ａｓを含むサンプルを準備し、まずＩＣＰ−ＭＳ分析でＡｓ，Ｓｅ濃度を定量した。次に、同一サンプルを、ＸＰＳ分析し、Ａｓ，Ｓｅ濃度がＩＣＰ−ＭＳ分析の値に一致するように感度補正係数を求めた。この感度補正係数をもとに、所定サンプルのＡｓ濃度の分布を定量した。
【００８１】
ＸＰＳ分析によって得た、ＡｓおよびＳｅ濃度プロファイルから、実施例１〜７、比較例２〜６における結晶化防止層の膜厚を求めたところ、すべて０．１５μｍであった。
【００８２】
表１から明らかなように、結晶化防止層としてＡｓを５％〜４０％含有する実施例１〜７、とりわけ、両方の結晶化防止層においてＡｓを５％〜４０％含有する実施例２〜６では、画像欠陥数の低減は著しかった。なお、実施例５〜７では、オフセット電荷量が比較例に対し−２倍から−１０倍増加しているが、これは正極であるＩＺＯ電極からデバイス内へ電荷注入が増加したことを意味している。
【００８３】
以上のように、本発明の放射線画像検出器は、アルカリ金属を含有するアモルファスセレンを主成分とする記録用光導電層の界面、または読取用光導電層の界面に、結晶化防止層としてＡｓ、Ｓｂ、Ｂｉからなる群より選ばれる少なくとも１つの元素を５％〜４０％含有するａ−Ｓｅ層が設けられているので、感度の低下を防止するとともに、経時による画像欠陥の増加を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００８４】
【図１】本発明の放射線画像検出器（ＴＦＴ方式）の第一の態様を示す概略断面図
【図２】本発明の放射線画像検出器（ＴＦＴ方式）の第二の態様を示す概略断面図
【図３】本発明の放射線画像検出器（ＴＦＴ方式）の第三の態様を示す概略断面図
【図４】結晶化防止層におけるＡｓおよびＳｅの濃度分布の第一の態様を示す概略図
【図５】結晶化防止層におけるＡｓおよびＳｅの濃度分布の第二の態様を示す概略図
【図６】結晶化防止層におけるＡｓおよびＳｅの濃度分布の第三の態様を示す概略図
【図７】本発明の放射線画像検出器（光読取方式）の第一の態様を示す概略断面図
【図８】本発明の放射線画像検出器（光読取方式）の第二の態様を示す概略断面図
【図９】本発明の放射線画像検出器（光読取方式）の第三の態様を示す概略断面図
【符号の説明】
【００８５】
１    第１電極
２    結晶化防止層
２′  結晶化防止層
３    記録用光導電層
４    電荷収集電極
５    基板
１０  放射線画像検出器
２１  第１電極
２２  結晶化防止層
２２′結晶化防止層
２３  記録用光導電層
２３′記録用光導電層
２４  線状電極
２６  電荷輸送層
２７  読取用光導電層
２７′読取用光導電層
【図１】
2008078597.tif 000004
【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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