(57)【要約】【課題】放射線画像検出器において、電極端部からの電荷注入による画像欠陥を抑制するとともに、感度および残像特性を良好に保つ。【解決手段】第１の線状電極５ａまたは第２の線状電極５ｂ等の検出電極における側面および該側面に連続する記録用光導電層２との対向面の一部からなる端部を誘電体５ｃで覆う。また、少なくとも検出電極の対向面における誘電体５ｃで覆われていない面を、画像情報の記録の際に蓄積される電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有する電荷注入阻止層５ｄで覆う。【選択図】図２
2008256677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する電極層と、
該電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、
該光導電層において発生した電荷に応じた信号を検出するための複数の検出電極とがこの順に積層されて、
前記記録用の電磁波の照射を受けて前記光導電層に発生した電荷を蓄積することにより前記画像情報を記録する放射線固体検出器であって、
前記検出電極における側面および該側面に連続する前記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う誘電体と、
前記画像情報の記録の際に蓄積される電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有し、前記検出電極の前記対向面における前記誘電体で覆われていない面を少なくとも覆う電荷注入阻止層とを設けたことを特徴とする放射線画像検出器。
【請求項２】
前記電荷注入阻止層が、前記誘電体も覆うものであり、
前記誘電体と前記対向面の界面と、前記誘電体と前記電荷注入阻止層の界面とのなす角が、５度以上４５度以下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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより放射線画像を記録す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、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。
【０００３】
放射線画像検出器の方式としては、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、その光を光導電層で電荷に変換し蓄積する間接変換方式がある。また、読取り方式としては、読取光を用いる光読取方式と、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いる電気読取方式に大別される。
【０００４】
光読取方式の放射線画像検出器としては例えば、放射線の照射により記録用光導電層に発生した電荷を蓄積するとともにこの蓄積電荷と逆極性の電荷を線状の電極に帯電させ、読取光の照射により読取用光導電層に発生した電荷対の各電荷を蓄積電荷と帯電させた電荷にそれぞれ結合させることにより、蓄積電荷を読取るものが知られている。
【０００５】
電気読取方式の放射線画像検出器としては例えば、放射線の照射により発生した電荷を画素ごとの画素電極で収集し、該画素電極と接続された蓄積容量に蓄積し、その蓄積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ものが知られている。
【０００６】
特許文献１には、電気読取方式の放射線画像検出器において、平坦化と膜特性改善のために、画素電極全体を絶縁膜、あるいは絶縁物質に炭素粒子や金属粒子を含有させた膜で覆う技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、電気読取方式の放射線画像検出器において、画素電極に一旦補足された電荷が隣接する画素電極間を移動するのを防止するために、画素電極の端部を個別に覆う半導体を設けることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１５６５５５号公報
【特許文献２】特願平９−５０７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の線状の電極や画素電極は、放射線の照射により発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極であり、このような検出電極の端部は電界が集中しやすいため、電荷が注入されやすい。検出電極に電荷が注入されると、画像欠陥が発生し画質が劣化する。電荷注入を防ぐには、絶縁性物質で覆うことが有効である。特許文献１には、絶縁膜で画素電極を覆う構成が記載されているが、画素電極の端部だけでなく電極平坦部も含めた画素電極全体を覆うものであるため、電荷輸送性が低くなり、感度および残像特性が低下してしまうことになる。なお、特許文献１では、導電率向上のために電荷輸送性を有する粒子を含有させた膜で画素電極全体を覆うことも提案しているが、この構成では、電荷が注入されやすくなり、画像欠陥が生じやすくなる。
【０００９】
特許文献２には、画素電極の端部を半導体で覆う構成が記載されているが、半導体は導電率が高いため、感度および残像特性の点では良いが、電荷注入量が増加することになり、画像欠陥に対しては有効な手法とは言えない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、検出電極端部からの電荷注入による画像欠陥を抑制するとともに、感度および残像特性を良好に保つ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】
【００１１】
本発明の第１の放射線画像検出器は、画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する電極層と、該電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、該光導電層において発生した電荷に応じた信号を検出するための複数の検出電極とがこの順に積層されて、前記記録用の電磁波の照射を受けて前記光導電層に発生した電荷を蓄積することにより前記画像情報を記録する放射線固体検出器であって、前記検出電極における側面および該側面に連続する前記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う誘電体と、前記画像情報の記録の際に蓄積される電荷（以後、蓄積電荷ともいう）と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有し、前記検出電極の前記対向面における前記誘電体で覆われていない面を少なくとも覆う電荷注入阻止層とを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、上記の「電磁波」とは、例えば光や放射線等である。
【００１３】
また、上記の「この順に積層されて」とは、必ずしも上記の各層が互いに接触していることを意味するものではなく、上記の積層の順番が維持されるのであれば、各層の間に別の層が存在していてもよい。
【００１４】
なおここで、光導電層と検出電極とは所定の積層領域内において積層されるものであるから、本発明はこの積層領域内の検出電極の各部について誘電体や電荷注入阻止層を設けることを意図するものであり、この積層領域外の検出電極の部分についてはこの限りではない。
【００１５】
また、電荷注入阻止層は、検出電極の前記対向面における誘電体で覆われていない面を少なくとも覆うものであればよく、さらにその他の部分も覆うように構成してもよい。例えば、電荷注入阻止層が誘電体も覆うよう構成してもよく、その場合には、前記誘電体と前記対向面の界面と、前記誘電体と前記電荷注入阻止層の界面とのなす角が、５度以上４５度以下であることが好ましい。
【００１６】
また、誘電体と電荷注入阻止層の積層の順に限定はなく、検出電極の端部を誘電体で覆った後に電荷注入阻止層で覆うよう構成してもよく、あるいは、検出電極を電荷注入阻止層で覆った後に検出電極の端部のみ誘電体で覆うように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放射線画像検出器では、検出電極の端部が誘電体で覆われており、誘電体は絶縁性を有するとともに誘電分極により電解を緩和する効果を奏するため、検出電極の端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。また、本発明の放射線画像検出器では、検出電極の光導電層との対向面における誘電体で覆われていない面が、画像情報の記録の際の蓄積電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに蓄積電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有する電荷注入阻止層で覆われているため、蓄積電荷と同極性の電荷の輸送性を確保することができる。さらに、電気読取方式の放射線画像検出器においては、電荷注入阻止層により、蓄積電荷と逆極性の電荷が検出電極から光導電層へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。光読取方式の放射線画像検出器においては、一般に、記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層（記録用光導電層）と検出電極との間に読取用の光導電層が設けられているため、電荷注入阻止層により、この読取用の光導電層へ蓄積電荷と逆極性の電荷が検出電極から注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出器のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１および図２は、各層の構成を模式的に示すものであり、各層の厚みや幅を正確に図示するものではない。
【００１９】
本放射線画像検出器１０は、光読取方式の放射線画像検出器であり、被写体を透過したＸ線などの画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層１と、第１の電極層１を透過した記録用の電磁波の照射を受けることにより電荷対を発生し導電性を呈する記録用光導電層２と、記録用光導電層２において発生した電荷のうち画像情報の記録の際に蓄積される電荷（蓄積電荷）に対しては絶縁体として作用し、且つ該蓄積電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３と、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４と、記録用光導電層２において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の第１の線状電極５ａおよび複数の第２の線状電極５ｂからなる第２の電極層と、絶縁性および読取光に対する透過性を有する透明絶縁層６ａと、読取光に対して透過性を有する支持体７とをこの順に配してなるものである。
【００２０】
さらに、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面は、記録用光導電層２内で発生した放射線画像を担持する蓄積電荷を蓄積する蓄電部８として機能する。上記各層は、読取光を透過するガラス基板等の支持体７上に第２の透明絶縁層６ａから順に形成されるものである。
【００２１】
そして、本放射線画像検出器１０の特徴的な構成として、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部には誘電体５ｃが設けられ、第１の線状電極５ａ、第２の線状電極５ｂ、誘電体５ｃと読取用光導電層４との界面には、電荷注入阻止層５ｄが設けられている。なお、これら誘電体５ｃと電荷注入阻止層５ｄの詳細構成については後述する。
【００２２】
この放射線画像検出器１０の大きさ（面積）は、例えば１８×１８ｃｍ以上、特に胸部Ｘ線撮影用の場合には有効サイズ４３×４３ｃｍ程度とする。
【００２３】
第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、例えば金属薄膜が好ましく用いられる。材料としては、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｇ、ＭｇＡｇ３〜２０％合金、Ｍｇ−Ａｇ系金属間化合物、ＭｇＣｕ３〜２０％合金、Ｍｇ−Ｃｕ系金属間化合物等の金属から形成することができる。
【００２４】
第１の電極層１の材料としては、特にＡｕやＰｔ、Ｍｇ−Ａｇ系金属間化合物を好ましく用いることができる。例えばＡｕを用いた場合には、その厚さは１５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。第１の電極層１の材料として例えばＭｇＡｇ３〜２０％を用いた場合には、その厚さは１００ｎｍ以上、４００ｎｍ以下であることが好ましい。作成方法は任意であるが、抵抗加熱方式による蒸着により形成することができる。
【００２５】
記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質である。アモルファスセレン化合物、Ｂｉ２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物により構成することができる。この中でも特に、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アモルファスセレン化合物より構成することが好ましい。
【００２６】
記録用光導電層２にアモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を0.１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ａｓを１０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Ａｓを１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００２７】
また、数ｎｍ〜数μｍサイズのＢｉ２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等の光導電性物質微粒子を含有させたものを用いることができる。
【００２８】
記録用光導電層２の厚みは、アモルファスセレン化合物を用いる場合には１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。特にマンモグラフィ用途では、１５０μｍ以上２５０μｍ以下、一般撮影用途においては５００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００２９】
電荷輸送層３としては、蓄積したい極性の電荷に対しては絶縁性を有し、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有すればよく、移動度と寿命の積が電荷の極性により３桁以上の差があるものが好ましい。電荷輸送層３としては、Ａｓ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ３、ＺｎＳ等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物により構成することができる。好ましい化合物としては、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｓ２Ｓｅ３にＣｌ、Ｂｒ、Ｉを５００ｐｐｍ〜２００００ｐｐｍドープしたもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＴｅで５０％程度まで置換したＡｓ２（ＳｅｘＴｅ１−ｘ）３（０．５＜ｘ＜１）のもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＳで５０％程度まで置換したもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＡｓ濃度を±１５％程度変化させたもの、アモルファスＳｅ−Ｔｅ系でＴｅが５〜３０ｗｔ％のものを挙げることができる。
【００３０】
上記のようなカルコゲナイド系元素を含む物質を用いる場合、電荷輸送層３の厚みは０．４μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。このような電荷輸送層３は１度の成膜で形成してもよいし、複数回に分けて積層してもよい。
【００３１】
有機膜を用いた好ましい電荷輸送層３としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーに対し、電荷輸送材をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送材としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジン（ＴＰＤ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアルキルチオフェン、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、トリフェニレン（ＴＮＦ）、金属フタロシアニン、４−ジシアノミチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、液晶分子、ヘキサペンチロキシトリフェニレン、中心部コアがπ共役縮合環あるいは遷移金属を含有するディスコティック液晶分子、カーボンナノチューブ、フラーレンからなる群より選択される分子を挙げることができる。ドープ量は０．１〜５０ｗｔ．％の間で設定することができる。
【００３２】
読取用光導電層４としては、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質を用いることができ、例えば、アモルファスセレン化合物、アモルファスＳｉ：Ｈ、結晶Ｓｉ、ＧａＡｓ等のエネルギーギャップが０．７〜２．５ｅＶの範囲に含まれる半導体物質を用いることができる。特にアモルファスセレンを用いることが好ましい。
【００３３】
アモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ａｓを１０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Ａｓを１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００３４】
読取用光導電層４の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ蓄電部８に蓄積された電荷による電界が読取光の照射により読取用光導電層４に発生した電荷をドリフトできればよく、１μｍ〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３５】
第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとは、所定の間隔を空けて交互に略平行に周期的に配列されており、ともに図１の上下方向を長手方向とする線状の電極である。第２の線状電極５ｂは、後述するカラーフィルター層６ｂにより読取光に対し遮光されるよう構成されており、第１の線状電極５ａが光電荷対発生用の電極であるのに対し、第２の線状電極５ｂは光電荷対非発生用の電極となる。すなわち、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層１６内では、信号取出しのための電荷対が発生しないようになっている。ここで、第２の電極層の電極を線状電極で構成する目的は、ストラクチャノイズの補正を簡便にしたり、容量を低減することにより画像のＳ／Ｎを向上させたり、並列読取り（主に主走査方向）を行なって読出時間の短縮を図るなどである。
【００３６】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、読取光に対して透過性を有するとともに、導電性を有する材料であれば如何なるものでもよいが、高電圧印加時の電界集中による破壊を避けるために平坦性の確保が必要であり、たとえばＩＴＯやＩＺＯなどを０．１〜１μｍ厚にして用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｒなどの金属を用いて読取光を透過する程度の厚さ（たとえば、１０ｎｍ程度）で形成するようにしてもよい。
【００３７】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、各層の積層領域外にも延設されて信号検出用の配線基板と接続されるものであり、第１の線状電極５ａは信号線として用いられ、第２の線状電極５ｂはこの積層領域外で共通化される。例えば、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの幅はそれぞれ１０μｍ、２０μｍとし、両者の間隔は１０μｍとし、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂを１つの組と考えたときの該組のピッチを５０μｍにすることができる。
【００３８】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部にはこれらの長手方向に沿って誘電体５ｃが設けられている。ここでいう端部とは、図１および図２に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの側面および該側面に連続する記録用光導電層２との対向面の一部からなる部分である。このように電界の集中しやすい端部を誘電体５ｃで覆うことにより、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００３９】
誘電体５ｃの材質としては、絶縁性を有するものであればよく、読取光を透過するもの、または遮光するものでもいずれでもよく、例えば、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）膜、ＰＶＰ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）膜、ＰＡＡ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  Ａｃｉｄ）膜等を用いることができる。また、誘電体５ｃの厚みとしては、０．０５μｍ〜５μｍにすることができ、電荷注入を阻止可能なように十分な厚みを持つことが好ましい。
【００４０】
さらに放射線画像検出器１０の別の特徴的な構成として、図１および図２に示すように、第１の線状電極５ａ、第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２との対向面の誘電体５ｃで覆われていない面、および誘電体５ｃと読取用光導電層４との界面、透明絶縁層６ａと読取用光導電層４との界面を覆うように電荷注入阻止層５ｄが設けられている。電荷注入阻止層５ｄは、画像情報の記録の際に蓄積される電荷（蓄積電荷）と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに蓄積電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有するものである。このような電荷注入阻止層５ｄを設けることにより、蓄積電荷と同極性の電荷の輸送性を確保することができるとともに、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂに帯電している電荷が読取用光導電層４へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００４１】
蓄積電荷が負電荷の場合の電荷注入阻止層５ｄとしては、無機物からなる厚み０．０１μｍ〜０．０５μｍの膜で構成することができ、無機物としては例えばＣｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＳ、ＭｇＯ、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２等を用いることができる。
【００４２】
また、電荷注入阻止層５ｄとしては、有機高分子からなる層で構成することもできる。ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等の絶縁性高分子に、低分子の電子輸送材を混合して用いることができる。こうした電子輸送材としては、トリニトロフルオレノンとその誘導体、ジフェノキノン誘導体、ビスナフチルキノン誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フラーレン−Ｃ６０、フラーレン−Ｃ７０等のカーボンクラスター等が好ましい。具体的には、ＴＮＦ(２，４，７−トリニトロフルオレン)、ＤＭＤＢ(３，３‘−ジメチルー５，５’−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４，４’−ジフェノキノン）、ＰＢＤ（２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＴＡＺ（２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−トリアゾール）、Ｃ６０等を挙げることができる。
【００４３】
有機膜を構成するには、構成する材料をクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒の溶液を塗布し、乾燥することで行われる。塗布の方法としては、ディップ法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法を用いることができるが、塗布領域を制御する上でインクジェット法が特に好ましい。有機膜の厚みは０．０５μｍから０．５μｍの厚みの範囲で好ましく用いられる。
【００４４】
蓄積電荷が正電荷の場合の電荷注入阻止層５ｄとしては、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３を主成分とする厚み０．０５μｍ〜５μｍのアモルファス層を用いることができる。ここで、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３を主成分とするアモルファス層とは、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３からなるアモルファス層、または前記物質において各々の陰イオンが他の陰イオンに一部（５０％未満）置換されているもの（ＳおよびＳｅ相互に）、各々の陽イオンが他の陽イオンに一部置換されているもの（ＳｂおよびＡｓ相互に）、もしくは双方のイオンが一部置換されているものであって、アモルファスの状態にある物質からなる層をいう。
【００４５】
また、電荷注入阻止層５ｄとしては、有機高分子からなる層で構成することもできる。有機高分子からなる層は、ＰＶＫ等の電荷輸送基を有するペンダント部を含む高分子の正孔輸送材を用いてもよいし、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等の絶縁性高分子に、低分子の正孔輸送材を混合して用いることもできる。こうした正孔輸送材としては、オキサゾール誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン誘導体等が好ましい。具体的には、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＰＤ(Ｎ−Ｎ’−ジフェニルーＮ，Ｎ‘−ビス（ｍ−トリル）ベンジジン)、ＰＤＡ（Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラキス（ｍ−メチルフェニル）−１，３−ジアミノベンゼン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４′，４″−トリス［３−メチルフェニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン）、ＴＰＡＣ（１，１−ビス［４-｛Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ｝フェニル］シクロヘキサン）を挙げることができる。
【００４６】
上述した電子輸送材および正孔輸送材は電荷輸送材として機能するものである。上述した電荷輸送材のＴＮＦ、ＤＭＤＢ、ＴＡＺ、Ｃ６０、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４′，４″−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ、ＴＰＡＣは図７に示す構造のものである。
【００４７】
電荷輸送材としてＮＰＤ、ＴＰＤ、Ｃ６０、カーボンナノチューブを用いた場合は、その混合量は例えば０．５〜８０ｗｔ．％にすることができ、好ましくは０．５〜５０ｗｔ．％にすることができる。電荷輸送材を混合した膜を用いる場合は、単に無機物から構成する場合に比べて、電荷輸送性の微調整が可能であり、感度、残像特性を最適化できる点が利点である。
【００４８】
なお、誘電体５ｃは、電界集中による電荷注入を阻止できるよう十分な厚みを有することが好ましい。また、電荷注入阻止層５ｄは、電極の平坦面から読取用光導電層４への蓄積電荷と逆極性の電荷の注入を阻止できるよう電荷注入量に応じた最低限の厚みをもつとともに、蓄積電荷と同極性の電荷に対して電荷の走行性を悪化させない程度の薄さをもつことが好ましい。これは一般に、電荷注入阻止層は電荷の走行性が悪いため、厚くすると撮像パネルの基本性能である感度・残像等を低下させるからである。
【００４９】
電荷注入阻止層５ｄを薄くすると、断裂が生じやすくなる。このため、第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２の対向面と誘電体５ｃの界面と、電荷注入阻止層５ｄと誘電体５ｃの界面とのなす角θが５度以上４５度以下となるように構成することが好ましい。以下では、この角θを接触角θと呼ぶことにする。なお、接触角θを考えるときは、図２に示すような断面図において、両界面を直線で近似し、近似した直線のなす角を接触角θとする。しかし、電荷注入阻止層５ｄと誘電体５ｃの界面を直線で近似するのが困難なときは、誘電体５ｃと第２の線状電極５ｂとの接触点Ｂにおける誘電体５ｃの接線を近似した直線の代わりに用いるものとする。上記の接触角θは、第２の線状電極５ｂに設けられた誘電体５ｃについて述べたが、第１の線状電極５ａに設けられた誘電体５ｃについても同様である。
【００５０】
図２に示すように、電極端部を覆う誘電体５ｃが、上述したような接触角θをもって段差を生じないよう電極表面部を滑らかに覆うことにより、薄い電荷注入阻止層５ｄの断裂を防ぐことができ、効果が安定して得られる。なお、接触角θが５度未満になると、誘電体５ｃを上記のように製作することが困難になる。また、接触角θが４５度を超えると、誘電体５ｃの上層の電荷注入阻止層５ｄが断裂が生じやすくなり、好ましくない。
【００５１】
なお、図１および図２に示す例では、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂ、誘電体５ｃ、電荷注入阻止層の順に積層された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図３に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂを電荷注入阻止層１５ｄで覆った後に、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部を誘電体１５ｃで覆うよう構成してもよい。または、図４に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部を誘電体５ｃで覆い、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２との対向面のうち誘電体５ｃで覆われていない面のみを電荷注入阻止層２５ｄで覆うよう構成してもよい。図３や図４に示す構成のものについても、図２に示す構成のものと同様に画像欠陥を抑制するとともに、感度および残像特性を良好に保つ効果が得られる。なお、図３および図４では、誘電体および電荷注入阻止層の構成を明示するために要部のみ図示している。
【００５２】
透明絶縁層６ａは、絶縁性を有するとともに読取光に対して透過性を有するものであり、たとえばアクリル樹脂を用いることができ、その厚みは約１μｍ以下が望ましい。
【００５３】
透明絶縁層６ａを介して、第２の線状電極５ｂに対応する部分にはカラーフィルター層６ｂが設けられている。カラーフィルター層６ｂは、読取光に対して遮光性を有し、例えば金属材料であればＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒなどを用いることができ、有機材料であればＭｏＳ２、ＷＳｉ２、ＴｉＮなどを用いることができる。カラーフィルター層６ｂの幅は例えば３０μｍにすることができる。
【００５４】
カラーフィルター層６ｂにより、第２の線状電極５ｂへの読取光の入射を遮光できるため、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層４内では、信号取出しのための電荷対を発生させないようにすることができる。
【００５５】
支持体７としては、読取光に対して透明であればよく、たとえばガラス基板や有機ポリマー材料を使用することができる。
【００５６】
次に、本放射線画像検出器１０の動作例について説明する。以下に述べる動作例は、第１の電極層１に負電荷を、第２の電極層に正電荷を帯電させて、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に形成される蓄電部８に蓄積電荷としての負電荷を蓄積させると共に、電荷輸送層３を、蓄積電荷としての負電荷の移動度よりも、その逆極性となる輸送電荷としての正電荷の移動度の方が大きい、いわゆる正孔輸送層として機能させ、電荷注入阻止層５ｄを、負電荷に対しては導電性を有するとともに正電荷に対しては絶縁性を有するよう機能させたものの一例であるが、これらは、それぞれが逆極性の電荷であっても良く、このように極性を逆転させる際には、正孔輸送層として機能する電荷輸送層を電子輸送層として機能する電荷輸送層に変更する、および電荷注入阻止層５ｄを、正電荷に対しては導電性を有するとともに負電荷に対しては絶縁性を有するよう変更する等の若干の変更を行なうだけでよい。
【００５７】
まず、放射線画像検出器１０の第１の電極層１に高圧電源により負のバイアス電圧が印加されて、第１の電極層１と第２の電極層との間に電界が形成される。電界が形成されたとき、第２の電極層の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂには正電荷が帯電する。この状態において、Ｘ線源等の放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の画像情報を担持した放射線が第１の電極層１側から照射される。
【００５８】
照射された放射線は、第１の電極層１を透過し、記録用光導電層２に照射される。これにより記録用光導電層２内に正負電荷からなる電荷対が発生する（図５Ａ参照）。電荷対のうち正電荷（正孔）は、第１の電極層１に向かって移動し、上記高圧電源から注入された負電荷と結合して消滅する。一方、電荷対のうち負電荷（電子）は、上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って第２の電極層に向かって移動し、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面である蓄電部８に蓄積電荷として蓄積される（図５Ｂ参照）。蓄積電荷の量は、照射放射線量に略比例し、この蓄積電荷の量が放射線画像を示すことになる。
【００５９】
ここで、電界が形成されたとき、もし第２の電極層の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部が誘電体５ｃにより覆われていなければ、これらの端部に電界が集中して電荷注入が起こるが、本実施形態の放射線画像検出器１０では、誘電体５ｃを設けているため、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００６０】
上記のようにして放射線画像検出器１０に記録された放射線画像を読み取る際には、第１の電極層１が接地された状態において、支持体７側から読取光が照射される。この照射では、第２の電極層の長手方向に直交する方向に延びる線状の読取光を第２の電極層の長手方向に移動させて、放射線画像検出器１０の全面を走査する。これにより、読取光の走査位置に対応する読取用光導電層４内に正負電荷対が発生する（図５Ｃ参照）。なお、読取用光導電層４内の電荷対の発生は、カラーフィルター層６ｂにより遮光されている第２の線状電極５ｂに対応する部分には起こらない。
【００６１】
なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、透明絶縁層６ａ、カラーフィルター層６ｂ、支持体７の図示を省略している。また、図５Ｃにおいては、支持体７の図示を省略しており、読取光は支持体７より下方から照射されるものである。
【００６２】
電荷対のうち正電荷は、蓄電部８の蓄積電荷に向かって移動し、この蓄積電荷と結合して消滅する。一方、電荷対のうち負電荷は、第２の電極層の第１の線状電極５ａに帯電した正電荷に向かって移動し、この正電荷と結合して消滅する。
【００６３】
ここで、本放射線画像検出器１０では、電荷注入阻止層５ｄにより、負電荷の輸送性を損なうことなく負電荷が第１の線状電極５ａへ移動しやすくするとともに、第１の線状電極５ａに帯電した正電荷が読取用光導電層４へ注入されるのを防止しているため、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００６４】
そして、上記のような負電荷と正電荷との結合によって、電流検出アンプに電流ｉが流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。
【００６５】
次に、放射線画像検出器１０の実施例とその比較例について説明する。表１は上記構成の誘電体５ｃおよびと電荷注入阻止層５ｄの両方を設けた実施例の材質と厚みを示すものである。表２は誘電体のみ、または電荷注入阻止層のみを設けた比較例の材質と厚みを示すものである。各表の最も左列は識別用の番号である。
【００６６】
【表１】
2008256677.tif 000003
【００６７】
【表２】
2008256677.tif 000004
【００６８】
表１および表２に示す実施例および比較例について、画像欠陥、感度、残像特性を評価した。表１に示す実施例番号Ｅ１〜Ｅ１０のものは、誘電体５ｃに０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄに無機膜を用いたものである。これらは、初期画像欠陥数が撮影面積当り２００個以下まで劇的に減少し、また繰り返し大線量照射５万回後もほとんど欠陥が増加・拡大せず、十分な耐久性を得ることができた。
【００６９】
表１の実施例番号Ｅ１１〜Ｅ１５のものは、誘電体５ｃに０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄにＣｅＯ２を用い、その厚みを変化させたものである。これらの結果は、表１の番号Ｅ１〜Ｅ１０のものと比較すると、初期画像欠陥数は同等であり、繰り返し大線量照射５万回後もほとんど欠陥が増加・拡大せず、十分な耐久性を得られた。さらに、第１の電極層１に負電圧を印加した場合に、電子輸送性に起因する残像悪化は観られなかった。
【００７０】
表１の実施例番号Ｅ１６〜Ｅ１８のものは、誘電体５ｃに０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄとして表１に示す電荷輸送材を５ｗｔ．％混合した有機膜を用いたものである。実施例番号Ｅ１６の電荷輸送材のＰＣ：Ｃ６０の組成比は７０：３０（ｗｔ％）である。なお、ここではポリカーボネートの一種として、ビスフェノールＡ−ポリカーボネート（ＰＣ）を用いた。表１の番号Ｅ１〜Ｅ１０のものと同様に良好な結果が得られた。なお、実施例番号Ｅ１〜Ｅ１６は第１の電極層１に負のバイアス電圧を印加する場合のものであり、実施例番号Ｅ１７，Ｅ１８は第１の電極層１に正のバイアス電圧を印加する場合のものである。
【００７１】
表２に示す比較例番号Ｃ１のものは、誘電体５ｃのみを第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部に設け、電荷注入阻止層５ｄを設けなかったものである。この例では、初期の画像欠陥が撮影面積当り５００個以下になるものの、正孔に対するブロッキング機能が不十分であるため、繰り返し大線量照射を５万回する間に注入電流が大量に流れ、画像欠陥が１０×１０画素（計１００画素）まで拡大してしまい、十分な耐久性が得られなかった。
【００７２】
表２に示す比較例番号Ｃ２〜Ｃ２５のものは、誘電体５ｃを設けず、電荷注入阻止層５ｄのみを表２に示す構成のもので設けたものである。これらの結果は、厚み０．０１μｍでは被覆不十分な箇所が多く、初期の画像欠陥が多く生じた。被覆を良くするために、膜厚を０．０３μｍ、０．１μｍと増加させても初期画像欠陥を無くすことができず、また感度の低下、大きな残像等が見られ、画質特性が劣化した。なお、比較例番号Ｃ１〜Ｃ２３は第１の電極層１に負のバイアス電圧を印加する場合のものであり、比較例番号Ｃ２４，Ｃ２５は第１の電極層１に正のバイアス電圧を印加する場合のものである。
【００７３】
さらに、電荷注入阻止層をＰＣを含む有機材料で構成した場合について詳細な実験を行った結果を表３と表４に示す。表３は誘電体５ｃおよびと電荷注入阻止層５ｄの両方を設けた実施例の材質、組成比、厚み、欠陥画素数を示すものである。表４は誘電体のみ、または電荷注入阻止層のみを設けた比較例の材質、組成比、厚み、欠陥画素数を示すものである。各表の最も左列は識別用の番号である。表３，表４の欠陥画素数は、初期状態のものと、大線量を５万回照射した耐久試験後のものである。
【００７４】
【表３】
2008256677.tif 000005
【００７５】
【表４】
2008256677.tif 000006
【００７６】
表３，表４の実験では、ポリカーボネートの一種として、シクロヘキシル−ポリカーボネートを用いている。ここではＰＣＺと表記している。シクロヘキシル−ポリカーボネートとしては三菱ガス化学（株）製のユーピロン（登録商標）を用いている。また、表３，表４に記載のＣ６０、ＢＣＰ、ＤＭＤＢは下記名称のものである。表３，表４の実験に用いたＢＣＰとシクロヘキシル−ポリカーボネート（ＰＣＺ）及び表１，表２の実験に用いたビスフェノールＡ−ポリカーボネート（ＰＣ）の構造を図８に示す。  
Ｃ６０    フラーレンＣ６０
ＢＣＰ    ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ＤＭＤＢ    ジメチル−ジ−ｔ−ブチル−ジフェノキノン
【００７７】
表４の比較例Ｃ２６は、誘電体層のみの構成であり、大線量を照射しての繰り返し使用時に、画像欠陥の増加とサイズの拡大が見られた。表４の比較例Ｃ２７，Ｃ２８は電荷注入阻止層のみの構成であり、これらについては、残像特性が良好ではなく、画像欠陥の低下と残像特性が両立しないことが示された。表４の比較例Ｃ２９，Ｃ３０は画像欠陥が多くなっている。
【００７８】
これに対して、表３に示す実施例Ｅ１９〜Ｅ２５については、概ね良好な残像特性が得られており、画像欠陥も表４に示す比較例のものより一桁少ない。表３，表４の実験から、電荷注入阻止層と誘電体層とを設けることで、残像特性を悪化させることなく、初期および大線量照射による画像欠陥を有効に抑制できることがわかった。
【００７９】
以上の実施例と比較例の結果から、誘電体５ｃだけの構成、あるいは電荷注入阻止５ｄだけの構成では、耐久性や画質特性の点で問題があり、本実施形態のように誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄの両方が必要であることがわかる。
【００８０】
なお、上記実施形態では、放射線画像検出器１０が、光電荷対発生用の第１の線状電極５ａと光電荷対非発生用の第２の線状電極５ｂとを有し、これら両方に誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄを設けた例について説明したが、このような２種類の電極がある場合には、いずれか一方の電極のみに誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄを設けてもよく、全く設けないものよりも画像欠陥、感度、残像特性を改善させることができる。
【００８１】
次に、本発明の放射線画像検出器の第２の実施形態について説明する。図６は本発明の第２の実施形態にかかる放射線画像検出器３０の概略構成図である。
【００８２】
本実施形態の放射線画像検出器３０は、電気読取方式のものであり、図６に示すように、画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する電極層３１と、電極層３１を透過した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層３２と、光導電層３２において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の画素電極３５とがこの順に積層されてなるものである。各画素電極３５は、それぞれ画素電極３５によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量３６とスイッチ素子３７に接続されており、画素電極３５と、蓄積容量３６と、スイッチ素子３７とは画素部３４を構成し、この画素部３４が２次元状に多数配列されて電荷検出層３３が構成されている。
【００８３】
電極層３１は、Ａｕなどの低抵抗の導電材料で構成されている。そして、電極層３１には、バイアス電圧を印加するための高圧電源（不図示）が接続されている。
【００８４】
光導電層３２は、放射線の照射により内部に電荷を発生するものである。光導電層３２としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜を用いることができる。
【００８５】
電荷検出層３３は、アクティブマトリクス基板からなる。画素部３４は、上記の画素電極３５等以外にも、スイッチ素子３７をＯＮ／ＯＦＦするための多数の走査線３８と、蓄積容量３６に蓄積された電荷を読み出すための多数のデータ線３９とを備えている。
【００８６】
画素電極３５は、光導電層３２において発生した電荷に応じた信号電荷を収集するものであり、たとえばＡｌ、Ａｕ、Ｃｒ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等の材料を用いて構成でき、その厚みは０．０５μｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００８７】
本実施形態の放射線画像検出器３０においても特徴的な構成として、画素電極３５と光導電層３２との間に、誘電体３５ｃと電荷注入阻止層３５ｄが設けられている。
【００８８】
誘電体３５ｃは、画素電極３５の端部を覆うものである。ここでいう端部とは、画素電極３５の側面および該側面に連続する光導電層３２との対向面の一部からなる部分である。このように電界の集中しやすい端部に誘電体３５ｃを設けることにより、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００８９】
誘電体３５ｃの材質としては、絶縁性を有するものであればよく、第１の実施形態の誘電体５ｃと同様の材質を用いることができる。
【００９０】
なお、本実施形態においても誘電体３５ｃは、図２に示す第１の実施形態の誘電体５ｃの接触角θと同様の接触角を考えることができ、この接触角が５度以上４５度以下となるように構成することが好ましい。接触角が５度未満になると、誘電体３５ｃを上記のように製作することが困難になる。また、接触角が４５度を超えると、誘電体３５ｃの上層の電荷注入阻止層３５ｄの断裂が生じやすくなり、好ましくない。
【００９１】
本実施形態における電荷注入阻止層３５ｄは、図６に示すように、画素電極３５および誘電体３５ｃの光導電層３２との対向面全面を覆うように設けられている。電荷注入阻止層３５ｄは、画像情報の記録の際に蓄積される電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有するものである。このような電荷注入阻止層３５ｄを設けることにより、蓄積電荷の輸送性を確保することができるとともに、画素電極３５に帯電している蓄積電荷と逆極性の電荷が光導電層３２へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００９２】
電荷注入阻止層３５ｄとしては、第１の実施形態の電荷注入阻止層５ｄと同様の材質を用いることができる。
【００９３】
次に、放射線画像検出器３０の動作例について説明する。まず、放射線画像検出器３０の電極層３１に高圧電源によりバイアス電圧が印加されて、電極層３１と画素電極３５との間に電界が形成される。この状態において、Ｘ線源等の放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の画像情報を担持した放射線が電極層３１側から照射される。
【００９４】
照射された放射線は、電極層３１を透過し、光導電層３２に照射される。これにより光導電層３２内に正負電荷からなる電荷対が発生する。電荷対のうち正電荷（正孔）は、電極層３１に向かって移動し、上記高圧電源から注入された負電荷と結合して消滅する。
【００９５】
一方、電荷対のうち負電荷（電子）は、上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って画素電極３５に向かって移動し、画素電極３５に集められ、画素電極３５に電気的に接続された蓄積容量３６に蓄積される。光導電層３２は照射された放射線量に応じた量の電荷を発生するため、放射線が担持した画像情報に応じた電荷が各画素部３４の蓄積容量３６に蓄積される。
【００９６】
ここで、電界が形成されたとき、もし画素電極３５の端部が誘電体３５ｃにより覆われていなければ、この端部に電界が集中して電荷注入が起こるが、本実施形態の放射線画像検出器３０では、誘電体３５ｃを設けているため、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００９７】
また、電荷注入阻止層３５ｄにより、負電荷の輸送性が高いため、光導電層３２から画素電極３５への負電荷の移動は容易に行われるとともに、正電荷が画素電極３５から光導電層３２へ注入されるのを防止できる。
【００９８】
上記のようにして放射線画像検出器３０に記録された放射線画像を読み取る際には、走査線３８を介してスイッチ素子３７をＯＮ状態にする信号を順次加え、データ線３９を介して各蓄積容量３６に蓄積された電荷を取り出す。さらにアンプ４０で各画素の電荷量を検出することにより画像情報を読取ることができる。
【００９９】
なお、電気読取方式の放射線画像検出器においても、誘電体や電荷注入阻止層の構成は図６に示すものに限定されず、例えば図３や図４に示すような構成も適用可能である。
【０１００】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。例えば、第１の実施形態で説明した光読取方式の放射線画像検出器において、カラーフィルター層６ｂを設ける代わりに、第２の線状電極５ｂを遮光性物質からなる材質で構成してもよい。また、光読取方式の放射線画像検出器において、全ての線状電極が電荷発生用電極であるよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の概略構成図
【図２】図１に示す放射線画像検出器のＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の変形例
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の変形例
【図５Ａ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の動作を説明するための図
【図５Ｂ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の動作を説明するための図
【図５Ｃ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の読取りの動作を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる放射線画像検出器の概略構成図
【図７】電荷注入阻止層に使用可能な材質の構造を示す図
【図８】電荷注入阻止層に使用可能な材質の構造を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
１    第１の電極層
２    記録用光導電層
３    電荷輸送層
４    読取用光導電層
５ａ    第１の線状電極
５ｂ    第２の線状電極
５ｃ、１５ｃ、３５ｃ    誘電体
５ｄ、１５ｄ、２５ｄ、３５ｄ    電荷注入阻止層
６ａ    透明絶縁層
６ｂ    カラーフィルター層
７    支持体
８    蓄電部
１０、３０    放射線画像検出器
３１    電極層
３２    光導電層
３３    電荷検出層
３４    画素部
３５    画素電極
３６    蓄積容量
３７    スイッチ素子
【図１】
2008256677.tif 000007
【図２】
2008256677.tif 000008
【図３】
2008256677.tif 000009
【図４】
2008256677.tif 000010
【図５Ａ】
2008256677.tif 000011
【図５Ｂ】
2008256677.tif 000012
【図５Ｃ】
2008256677.tif 000013
【図６】
2008256677.tif 000014
【図７】
2008256677.tif 000015
【図８】
2008256677.tif 000016
【手続補正書】
【提出日】平成20年3月24日(2008.3.24)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の照射を受けて電荷を発生し、その電荷を蓄積することにより放射線画像を記録す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、医療分野などにおいて、被写体を透過した放射線の照射を受けて被写体に関する放射線画像を記録し、その記録された放射線画像に応じた電気信号を出力する放射線画像検出器が各種提案、実用化されている。
【０００３】
放射線画像検出器の方式としては、放射線を直接電荷に変換し電荷を蓄積する直接変換方式と、放射線を一度ＣｓＩ：Ｔｌ、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）などのシンチレータで光に変換し、その光を光導電層で電荷に変換し蓄積する間接変換方式がある。また、読取り方式としては、読取光を用いる光読取方式と、薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ  Ｆｉｌｍ  Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）を用いる電気読取方式に大別される。
【０００４】
光読取方式の放射線画像検出器としては例えば、放射線の照射により記録用光導電層に発生した電荷を蓄積するとともにこの蓄積電荷と逆極性の電荷を線状の電極に帯電させ、読取光の照射により読取用光導電層に発生した電荷対の各電荷を蓄積電荷と帯電させた電荷にそれぞれ結合させることにより、蓄積電荷を読取るものが知られている。
【０００５】
電気読取方式の放射線画像検出器としては例えば、放射線の照射により発生した電荷を画素ごとの画素電極で収集し、該画素電極と接続された蓄積容量に蓄積し、その蓄積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ものが知られている。
【０００６】
特許文献１には、電気読取方式の放射線画像検出器において、平坦化と膜特性改善のために、画素電極全体を絶縁膜、あるいは絶縁物質に炭素粒子や金属粒子を含有させた膜で覆う技術が開示されている。
【０００７】
特許文献２には、電気読取方式の放射線画像検出器において、画素電極に一旦補足された電荷が隣接する画素電極間を移動するのを防止するために、画素電極の端部を個別に覆う半導体を設けることが開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１５６５５５号公報
【特許文献２】特願平９−５０７０３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上記の線状の電極や画素電極は、放射線の照射により発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極であり、このような検出電極の端部は電界が集中しやすいため、電荷が注入されやすい。検出電極に電荷が注入されると、画像欠陥が発生し画質が劣化する。電荷注入を防ぐには、絶縁性物質で覆うことが有効である。特許文献１には、絶縁膜で画素電極を覆う構成が記載されているが、画素電極の端部だけでなく電極平坦部も含めた画素電極全体を覆うものであるため、電荷輸送性が低くなり、感度および残像特性が低下してしまうことになる。なお、特許文献１では、導電率向上のために電荷輸送性を有する粒子を含有させた膜で画素電極全体を覆うことも提案しているが、この構成では、電荷が注入されやすくなり、画像欠陥が生じやすくなる。
【０００９】
特許文献２には、画素電極の端部を半導体で覆う構成が記載されているが、半導体は導電率が高いため、感度および残像特性の点では良いが、電荷注入量が増加することになり、画像欠陥に対しては有効な手法とは言えない。
【００１０】
本発明は、上記事情に鑑み、検出電極端部からの電荷注入による画像欠陥を抑制するとともに、感度および残像特性を良好に保つ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】
【００１１】
本発明の第１の放射線画像検出器は、画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する電極層と、該電極層を透過した前記記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層と、該光導電層において発生した電荷に応じた信号を検出するための複数の検出電極とがこの順に積層されて、前記記録用の電磁波の照射を受けて前記光導電層に発生した電荷を蓄積することにより前記画像情報を記録する放射線固体検出器であって、前記検出電極における側面および該側面に連続する前記光導電層との対向面の一部からなる端部を覆う誘電体と、前記画像情報の記録の際に蓄積される電荷（以後、蓄積電荷ともいう）と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有し、前記検出電極の前記対向面における前記誘電体で覆われていない面を少なくとも覆う電荷注入阻止層とを設けたことを特徴とするものである。
【００１２】
ここで、上記の「電磁波」とは、例えば光や放射線等である。
【００１３】
また、上記の「この順に積層されて」とは、必ずしも上記の各層が互いに接触していることを意味するものではなく、上記の積層の順番が維持されるのであれば、各層の間に別の層が存在していてもよい。
【００１４】
なおここで、光導電層と検出電極とは所定の積層領域内において積層されるものであるから、本発明はこの積層領域内の検出電極の各部について誘電体や電荷注入阻止層を設けることを意図するものであり、この積層領域外の検出電極の部分についてはこの限りではない。
【００１５】
また、電荷注入阻止層は、検出電極の前記対向面における誘電体で覆われていない面を少なくとも覆うものであればよく、さらにその他の部分も覆うように構成してもよい。例えば、電荷注入阻止層が誘電体も覆うよう構成してもよく、その場合には、前記誘電体と前記対向面の界面と、前記誘電体と前記電荷注入阻止層の界面とのなす角が、５度以上４５度以下であることが好ましい。
【００１６】
また、誘電体と電荷注入阻止層の積層の順に限定はなく、検出電極の端部を誘電体で覆った後に電荷注入阻止層で覆うよう構成してもよく、あるいは、検出電極を電荷注入阻止層で覆った後に検出電極の端部のみ誘電体で覆うように構成してもよい。
【発明の効果】
【００１７】
本発明の放射線画像検出器では、検出電極の端部が誘電体で覆われており、誘電体は絶縁性を有するとともに誘電分極により電解を緩和する効果を奏するため、検出電極の端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。また、本発明の放射線画像検出器では、検出電極の光導電層との対向面における誘電体で覆われていない面が、画像情報の記録の際の蓄積電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに蓄積電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有する電荷注入阻止層で覆われているため、蓄積電荷と同極性の電荷の輸送性を確保することができる。さらに、電気読取方式の放射線画像検出器においては、電荷注入阻止層により、蓄積電荷と逆極性の電荷が検出電極から光導電層へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。光読取方式の放射線画像検出器においては、一般に、記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層（記録用光導電層）と検出電極との間に読取用の光導電層が設けられているため、電荷注入阻止層により、この読取用の光導電層へ蓄積電荷と逆極性の電荷が検出電極から注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明の放射線画像検出器の第１の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の斜視図、図２は図１に示す放射線画像検出器のＡ−Ａ線断面図である。なお、図１および図２は、各層の構成を模式的に示すものであり、各層の厚みや幅を正確に図示するものではない。
【００１９】
本放射線画像検出器１０は、光読取方式の放射線画像検出器であり、被写体を透過したＸ線などの画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する第１の電極層１と、第１の電極層１を透過した記録用の電磁波の照射を受けることにより電荷対を発生し導電性を呈する記録用光導電層２と、記録用光導電層２において発生した電荷のうち画像情報の記録の際に蓄積される電荷（蓄積電荷）に対しては絶縁体として作用し、且つ該蓄積電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷輸送層３と、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層４と、記録用光導電層２において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の第１の線状電極５ａおよび複数の第２の線状電極５ｂからなる第２の電極層と、絶縁性および読取光に対する透過性を有する透明絶縁層６ａと、読取光に対して透過性を有する支持体７とをこの順に配してなるものである。
【００２０】
さらに、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面は、記録用光導電層２内で発生した放射線画像を担持する蓄積電荷を蓄積する蓄電部８として機能する。上記各層は、読取光を透過するガラス基板等の支持体７上に第２の透明絶縁層６ａから順に形成されるものである。
【００２１】
そして、本放射線画像検出器１０の特徴的な構成として、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部には誘電体５ｃが設けられ、第１の線状電極５ａ、第２の線状電極５ｂ、誘電体５ｃと読取用光導電層４との界面には、電荷注入阻止層５ｄが設けられている。なお、これら誘電体５ｃと電荷注入阻止層５ｄの詳細構成については後述する。
【００２２】
この放射線画像検出器１０の大きさ（面積）は、例えば１８×１８ｃｍ以上、特に胸部Ｘ線撮影用の場合には有効サイズ４３×４３ｃｍ程度とする。
【００２３】
第１の電極層１としては、放射線を透過するものであればよく、例えば金属薄膜が好ましく用いられる。材料としては、Ａｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｇ、ＭｇＡｇ３〜２０％合金、Ｍｇ−Ａｇ系金属間化合物、ＭｇＣｕ３〜２０％合金、Ｍｇ−Ｃｕ系金属間化合物等の金属から形成することができる。
【００２４】
第１の電極層１の材料としては、特にＡｕやＰｔ、Ｍｇ−Ａｇ系金属間化合物を好ましく用いることができる。例えばＡｕを用いた場合には、その厚さは１５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。第１の電極層１の材料として例えばＭｇＡｇ３〜２０％を用いた場合には、その厚さは１００ｎｍ以上、４００ｎｍ以下であることが好ましい。作成方法は任意であるが、抵抗加熱方式による蒸着により形成することができる。
【００２５】
記録用光導電層２は、放射線の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質である。アモルファスセレン化合物、Ｂｉ２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物により構成することができる。この中でも特に、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アモルファスセレン化合物より構成することが好ましい。
【００２６】
記録用光導電層２にアモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を0.１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ａｓを１０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Ａｓを１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００２７】
また、数ｎｍ〜数μｍサイズのＢｉ２ＭＯ２０（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２（Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ）、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３（Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ）、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等の光導電性物質微粒子を含有させたものを用いることができる。
【００２８】
記録用光導電層２の厚みは、アモルファスセレン化合物を用いる場合には１００μｍ以上２０００μｍ以下であることが好ましい。特にマンモグラフィ用途では、１５０μｍ以上２５０μｍ以下、一般撮影用途においては５００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００２９】
電荷輸送層３としては、蓄積したい極性の電荷に対しては絶縁性を有し、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有すればよく、移動度と寿命の積が電荷の極性により３桁以上の差があるものが好ましい。電荷輸送層３としては、Ａｓ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ３、ＺｎＳ等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物により構成することができる。好ましい化合物としては、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｓ２Ｓｅ３にＣｌ、Ｂｒ、Ｉを５００ｐｐｍ〜２００００ｐｐｍドープしたもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＴｅで５０％程度まで置換したＡｓ２（ＳｅｘＴｅ１−ｘ）３（０．５＜ｘ＜１）のもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＳで５０％程度まで置換したもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＡｓ濃度を±１５％程度変化させたもの、アモルファスＳｅ−Ｔｅ系でＴｅが５〜３０ｗｔ％のものを挙げることができる。
【００３０】
上記のようなカルコゲナイド系元素を含む物質を用いる場合、電荷輸送層３の厚みは０．４μｍ以上３．０μｍ以下であることが好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上２μｍ以下である。このような電荷輸送層３は１度の成膜で形成してもよいし、複数回に分けて積層してもよい。
【００３１】
有機膜を用いた好ましい電荷輸送層３としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーに対し、電荷輸送材をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送材としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−Ｎ，Ｎ’−ジ（ｍ−トリル）ベンジン（ＴＰＤ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアルキルチオフェン、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、トリフェニレン（ＴＮＦ）、金属フタロシアニン、４−ジシアノミチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、液晶分子、ヘキサペンチロキシトリフェニレン、中心部コアがπ共役縮合環あるいは遷移金属を含有するディスコティック液晶分子、カーボンナノチューブ、フラーレンからなる群より選択される分子を挙げることができる。ドープ量は０．１〜５０ｗｔ．％の間で設定することができる。
【００３２】
読取用光導電層４としては、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する光導電物質を用いることができ、例えば、アモルファスセレン化合物、アモルファスＳｉ：Ｈ、結晶Ｓｉ、ＧａＡｓ等のエネルギーギャップが０．７〜２．５ｅＶの範囲に含まれる半導体物質を用いることができる。特にアモルファスセレンを用いることが好ましい。
【００３３】
アモルファスセレン化合物を用いる場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍ〜１００００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ａｓを１０ｐｐｍ〜０．５％の間でドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍ〜１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。特に、Ａｓを１０ｐｐｍ〜２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにアルカリ金属を０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００３４】
読取用光導電層４の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ蓄電部８に蓄積された電荷による電界が読取光の照射により読取用光導電層４に発生した電荷をドリフトできればよく、１μｍ〜３０μｍ程度が好ましい。
【００３５】
第１の線状電極５ａと第２の線状電極５ｂとは、所定の間隔を空けて交互に略平行に周期的に配列されており、ともに図１の上下方向を長手方向とする線状の電極である。第２の線状電極５ｂは、後述するカラーフィルター層６ｂにより読取光に対し遮光されるよう構成されており、第１の線状電極５ａが光電荷対発生用の電極であるのに対し、第２の線状電極５ｂは光電荷対非発生用の電極となる。すなわち、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層１６内では、信号取出しのための電荷対が発生しないようになっている。ここで、第２の電極層の電極を線状電極で構成する目的は、ストラクチャノイズの補正を簡便にしたり、容量を低減することにより画像のＳ／Ｎを向上させたり、並列読取り（主に主走査方向）を行なって読出時間の短縮を図るなどである。
【００３６】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、読取光に対して透過性を有するとともに、導電性を有する材料であれば如何なるものでもよいが、高電圧印加時の電界集中による破壊を避けるために平坦性の確保が必要であり、たとえばＩＴＯやＩＺＯなどを０．１〜１μｍ厚にして用いることができる。また、Ａｌ、Ｃｒなどの金属を用いて読取光を透過する程度の厚さ（たとえば、１０ｎｍ程度）で形成するようにしてもよい。
【００３７】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂは、各層の積層領域外にも延設されて信号検出用の配線基板と接続されるものであり、第１の線状電極５ａは信号線として用いられ、第２の線状電極５ｂはこの積層領域外で共通化される。例えば、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの幅はそれぞれ１０μｍ、２０μｍとし、両者の間隔は１０μｍとし、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂを１つの組と考えたときの該組のピッチを５０μｍにすることができる。
【００３８】
第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部にはこれらの長手方向に沿って誘電体５ｃが設けられている。ここでいう端部とは、図１および図２に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの側面および該側面に連続する記録用光導電層２との対向面の一部からなる部分である。このように電界の集中しやすい端部を誘電体５ｃで覆うことにより、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００３９】
誘電体５ｃの材質としては、絶縁性を有するものであればよく、読取光を透過するもの、または遮光するものでもいずれでもよく、例えば、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、ＰＶＡ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌａｌｃｏｈｏｌ）膜、ＰＶＰ（ｐｏｌｙｖｉｎｙｌ  ｐｙｒｒｏｌｉｄｏｎｅ）膜、ＰＡＡ（Ｐｏｌｙａｃｒｙｌｉｃ  Ａｃｉｄ）膜等を用いることができる。また、誘電体５ｃの厚みとしては、０．０５μｍ〜５μｍにすることができ、電荷注入を阻止可能なように十分な厚みを持つことが好ましい。
【００４０】
さらに放射線画像検出器１０の別の特徴的な構成として、図１および図２に示すように、第１の線状電極５ａ、第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２との対向面の誘電体５ｃで覆われていない面、および誘電体５ｃと読取用光導電層４との界面、透明絶縁層６ａと読取用光導電層４との界面を覆うように電荷注入阻止層５ｄが設けられている。電荷注入阻止層５ｄは、画像情報の記録の際に蓄積される電荷（蓄積電荷）と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに蓄積電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有するものである。このような電荷注入阻止層５ｄを設けることにより、蓄積電荷と同極性の電荷の輸送性を確保することができるとともに、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂに帯電している電荷が読取用光導電層４へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００４１】
蓄積電荷が負電荷の場合の電荷注入阻止層５ｄとしては、無機物からなる厚み０．０１μｍ〜０．０５μｍの膜で構成することができ、無機物としては例えばＣｅＯ２、Ｔａ２Ｏ５、Ａｌ２Ｏ３、ＺｎＳ、ＭｇＯ、ＧｅＯ２、ＳｉＯ２等を用いることができる。
【００４２】
また、電荷注入阻止層５ｄとしては、有機高分子からなる層で構成することもできる。ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等の絶縁性高分子に、低分子の電子輸送材を混合して用いることができる。こうした電子輸送材としては、トリニトロフルオレノンとその誘導体、ジフェノキノン誘導体、ビスナフチルキノン誘導体、オキサゾール誘導体、トリアゾール誘導体、フラーレン−Ｃ６０、フラーレン−Ｃ７０等のカーボンクラスター等が好ましい。具体的には、ＴＮＦ(２，４，７−トリニトロフルオレン)、ＤＭＤＢ(３，３‘−ジメチルー５，５’−ジーｔｅｒｔ−ブチルー４，４’−ジフェノキノン）、ＰＢＤ（２−（４−ビフェニル）−５−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−１，３，４−オキサジアゾール）、ＴＡＺ（２−（４−ｔｅｒｔ−ブチルフェニル）−５−（４−ビフェニル）−１，３，４−トリアゾール）、Ｃ６０等を挙げることができる。
【００４３】
有機膜を構成するには、構成する材料をクロロベンゼン、ジクロロベンゼン、テトラヒドロフラン等の有機溶媒の溶液を塗布し、乾燥することで行われる。塗布の方法としては、ディップ法、インクジェット法、スプレー法等の公知の方法を用いることができるが、塗布領域を制御する上でインクジェット法が特に好ましい。有機膜の厚みは０．０５μｍから０．５μｍの厚みの範囲で好ましく用いられる。
【００４４】
蓄積電荷が正電荷の場合の電荷注入阻止層５ｄとしては、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３を主成分とする厚み０．０５μｍ〜５μｍのアモルファス層を用いることができる。ここで、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３を主成分とするアモルファス層とは、Ｓｂ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓ３、Ａｓ２Ｓｅ３からなるアモルファス層、または前記物質において各々の陰イオンが他の陰イオンに一部（５０％未満）置換されているもの（ＳおよびＳｅ相互に）、各々の陽イオンが他の陽イオンに一部置換されているもの（ＳｂおよびＡｓ相互に）、もしくは双方のイオンが一部置換されているものであって、アモルファスの状態にある物質からなる層をいう。
【００４５】
また、電荷注入阻止層５ｄとしては、有機高分子からなる層で構成することもできる。有機高分子からなる層は、ＰＶＫ等の電荷輸送基を有するペンダント部を含む高分子の正孔輸送材を用いてもよいし、ポリカーボネート、ポリスチレン、ポリイミド、ポリシクロオレフィン等の絶縁性高分子に、低分子の正孔輸送材を混合して用いることもできる。こうした正孔輸送材としては、オキサゾール誘導体、トリフェニルメタン誘導体、ヒドラゾン誘導体、トリフェニルアミン誘導体等が好ましい。具体的には、ＮＰＤ（Ｎ，Ｎ’−ジ（１−ナフチル）−Ｎ，Ｎ’−ジフェニル−１，１’−ジフェニル−４，４’−ジアミン）、ＴＰＤ(Ｎ−Ｎ’−ジフェニルーＮ，Ｎ‘−ビス（ｍ−トリル）ベンジジン)、ＰＤＡ（Ｎ，Ｎ，Ｎ′Ｎ′−テトラキス（ｍ−メチルフェニル）−１，３−ジアミノベンゼン）、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４′，４″−トリス［３−メチルフェニル（フェニル）アミノ］トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ（４，４’，４’’−トリス（Ｎ−（２−ナフチル）−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン）、ＴＰＡＣ（１，１−ビス［４-｛Ｎ，Ｎ−ジ（ｐ−トリル）アミノ｝フェニル］シクロヘキサン）を挙げることができる。
【００４６】
上述した電子輸送材および正孔輸送材は電荷輸送材として機能するものである。上述した電荷輸送材のＴＮＦ、ＤＭＤＢ、ＴＡＺ、Ｃ６０、ＴＰＤ、ｍ−ＭＴＤＡＴＡ（４，４′，４″−トリス（Ｎ−３−メチルフェニル−Ｎ−フェニル−アミノ）−トリフェニルアミン）、２−ＴＮＡＴＡ、ＴＰＡＣは図７に示す構造のものである。
【００４７】
電荷輸送材としてＮＰＤ、ＴＰＤ、Ｃ６０、カーボンナノチューブを用いた場合は、その混合量は例えば０．５〜８０ｗｔ．％にすることができ、好ましくは０．５〜５０ｗｔ．％にすることができる。電荷輸送材を混合した膜を用いる場合は、単に無機物から構成する場合に比べて、電荷輸送性の微調整が可能であり、感度、残像特性を最適化できる点が利点である。
【００４８】
なお、誘電体５ｃは、電界集中による電荷注入を阻止できるよう十分な厚みを有することが好ましい。また、電荷注入阻止層５ｄは、電極の平坦面から読取用光導電層４への蓄積電荷と逆極性の電荷の注入を阻止できるよう電荷注入量に応じた最低限の厚みをもつとともに、蓄積電荷と同極性の電荷に対して電荷の走行性を悪化させない程度の薄さをもつことが好ましい。これは一般に、電荷注入阻止層は電荷の走行性が悪いため、厚くすると撮像パネルの基本性能である感度・残像等を低下させるからである。
【００４９】
電荷注入阻止層５ｄを薄くすると、断裂が生じやすくなる。このため、第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２の対向面と誘電体５ｃの界面と、電荷注入阻止層５ｄと誘電体５ｃの界面とのなす角θが５度以上４５度以下となるように構成することが好ましい。以下では、この角θを接触角θと呼ぶことにする。なお、接触角θを考えるときは、図２に示すような断面図において、両界面を直線で近似し、近似した直線のなす角を接触角θとする。しかし、電荷注入阻止層５ｄと誘電体５ｃの界面を直線で近似するのが困難なときは、誘電体５ｃと第２の線状電極５ｂとの接触点Ｂにおける誘電体５ｃの接線を近似した直線の代わりに用いるものとする。上記の接触角θは、第２の線状電極５ｂに設けられた誘電体５ｃについて述べたが、第１の線状電極５ａに設けられた誘電体５ｃについても同様である。
【００５０】
図２に示すように、電極端部を覆う誘電体５ｃが、上述したような接触角θをもって段差を生じないよう電極表面部を滑らかに覆うことにより、薄い電荷注入阻止層５ｄの断裂を防ぐことができ、効果が安定して得られる。なお、接触角θが５度未満になると、誘電体５ｃを上記のように製作することが困難になる。また、接触角θが４５度を超えると、誘電体５ｃの上層の電荷注入阻止層５ｄが断裂が生じやすくなり、好ましくない。
【００５１】
なお、図１および図２に示す例では、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂ、誘電体５ｃ、電荷注入阻止層の順に積層された例を示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば図３に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂを電荷注入阻止層１５ｄで覆った後に、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部を誘電体１５ｃで覆うよう構成してもよい。または、図４に示すように、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部を誘電体５ｃで覆い、第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの記録用光導電層２との対向面のうち誘電体５ｃで覆われていない面のみを電荷注入阻止層２５ｄで覆うよう構成してもよい。図３や図４に示す構成のものについても、図２に示す構成のものと同様に画像欠陥を抑制するとともに、感度および残像特性を良好に保つ効果が得られる。なお、図３および図４では、誘電体および電荷注入阻止層の構成を明示するために要部のみ図示している。
【００５２】
透明絶縁層６ａは、絶縁性を有するとともに読取光に対して透過性を有するものであり、たとえばアクリル樹脂を用いることができ、その厚みは約１μｍ以下が望ましい。
【００５３】
透明絶縁層６ａを介して、第２の線状電極５ｂに対応する部分にはカラーフィルター層６ｂが設けられている。カラーフィルター層６ｂは、読取光に対して遮光性を有し、例えば金属材料であればＡｌ、Ｍｏ、Ｃｒなどを用いることができ、有機材料であればＭｏＳ２、ＷＳｉ２、ＴｉＮなどを用いることができる。カラーフィルター層６ｂの幅は例えば３０μｍにすることができる。
【００５４】
カラーフィルター層６ｂにより、第２の線状電極５ｂへの読取光の入射を遮光できるため、第２の線状電極５ｂに対応する読取用光導電層４内では、信号取出しのための電荷対を発生させないようにすることができる。
【００５５】
支持体７としては、読取光に対して透明であればよく、たとえばガラス基板や有機ポリマー材料を使用することができる。
【００５６】
次に、本放射線画像検出器１０の動作例について説明する。以下に述べる動作例は、第１の電極層１に負電荷を、第２の電極層に正電荷を帯電させて、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面に形成される蓄電部８に蓄積電荷としての負電荷を蓄積させると共に、電荷輸送層３を、蓄積電荷としての負電荷の移動度よりも、その逆極性となる輸送電荷としての正電荷の移動度の方が大きい、いわゆる正孔輸送層として機能させ、電荷注入阻止層５ｄを、負電荷に対しては導電性を有するとともに正電荷に対しては絶縁性を有するよう機能させたものの一例であるが、これらは、それぞれが逆極性の電荷であっても良く、このように極性を逆転させる際には、正孔輸送層として機能する電荷輸送層を電子輸送層として機能する電荷輸送層に変更する、および電荷注入阻止層５ｄを、正電荷に対しては導電性を有するとともに負電荷に対しては絶縁性を有するよう変更する等の若干の変更を行なうだけでよい。
【００５７】
まず、放射線画像検出器１０の第１の電極層１に高圧電源により負のバイアス電圧が印加されて、第１の電極層１と第２の電極層との間に電界が形成される。電界が形成されたとき、第２の電極層の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂには正電荷が帯電する。この状態において、Ｘ線源等の放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の画像情報を担持した放射線が第１の電極層１側から照射される。
【００５８】
照射された放射線は、第１の電極層１を透過し、記録用光導電層２に照射される。これにより記録用光導電層２内に正負電荷からなる電荷対が発生する（図５Ａ参照）。電荷対のうち正電荷（正孔）は、第１の電極層１に向かって移動し、上記高圧電源から注入された負電荷と結合して消滅する。一方、電荷対のうち負電荷（電子）は、上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って第２の電極層に向かって移動し、記録用光導電層２と電荷輸送層３との界面である蓄電部８に蓄積電荷として蓄積される（図５Ｂ参照）。蓄積電荷の量は、照射放射線量に略比例し、この蓄積電荷の量が放射線画像を示すことになる。
【００５９】
ここで、電界が形成されたとき、もし第２の電極層の第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部が誘電体５ｃにより覆われていなければ、これらの端部に電界が集中して電荷注入が起こるが、本実施形態の放射線画像検出器１０では、誘電体５ｃを設けているため、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００６０】
上記のようにして放射線画像検出器１０に記録された放射線画像を読み取る際には、第１の電極層１が接地された状態において、支持体７側から読取光が照射される。この照射では、第２の電極層の長手方向に直交する方向に延びる線状の読取光を第２の電極層の長手方向に移動させて、放射線画像検出器１０の全面を走査する。これにより、読取光の走査位置に対応する読取用光導電層４内に正負電荷対が発生する（図５Ｃ参照）。なお、読取用光導電層４内の電荷対の発生は、カラーフィルター層６ｂにより遮光されている第２の線状電極５ｂに対応する部分には起こらない。
【００６１】
なお、図５Ａおよび図５Ｂにおいては、透明絶縁層６ａ、カラーフィルター層６ｂ、支持体７の図示を省略している。また、図５Ｃにおいては、支持体７の図示を省略しており、読取光は支持体７より下方から照射されるものである。
【００６２】
電荷対のうち正電荷は、蓄電部８の蓄積電荷に向かって移動し、この蓄積電荷と結合して消滅する。一方、電荷対のうち負電荷は、第２の電極層の第１の線状電極５ａに帯電した正電荷に向かって移動し、この正電荷と結合して消滅する。
【００６３】
ここで、本放射線画像検出器１０では、電荷注入阻止層５ｄにより、負電荷の輸送性を損なうことなく負電荷が第１の線状電極５ａへ移動しやすくするとともに、第１の線状電極５ａに帯電した正電荷が読取用光導電層４へ注入されるのを防止しているため、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００６４】
そして、上記のような負電荷と正電荷との結合によって、電流検出アンプに電流ｉが流れ、この電流が積分されて画像信号として検出され、放射線画像に応じた画像信号の読取りが行われる。
【００６５】
次に、放射線画像検出器１０の実施例とその比較例について説明する。表１は上記構成の誘電体５ｃおよびと電荷注入阻止層５ｄの両方を設けた実施例の材質と厚みを示すものである。表２は誘電体のみ、または電荷注入阻止層のみを設けた比較例の材質と厚みを示すものである。各表の最も左列は識別用の番号である。
【００６６】
【表１】
2008256677.tif 000017
【００６７】
【表２】
2008256677.tif 000018
【００６８】
表１および表２に示す実施例および比較例について、画像欠陥、感度、残像特性を評価した。表１に示す実施例番号Ｅ１〜Ｅ１０のものは、誘電体５ｃに０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄに無機膜を用いたものである。これらは、初期画像欠陥数が撮影面積当り２００個以下まで劇的に減少し、また繰り返し大線量照射５万回後もほとんど欠陥が増加・拡大せず、十分な耐久性を得ることができた。
【００６９】
表１の実施例番号Ｅ１１〜Ｅ１５のものは、誘電体５ｃに０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄにＣｅＯ２を用い、その厚みを変化させたものである。これらの結果は、表１の番号Ｅ１〜Ｅ１０のものと比較すると、初期画像欠陥数は同等であり、繰り返し大線量照射５万回後もほとんど欠陥が増加・拡大せず、十分な耐久性を得られた。さらに、第１の電極層１に負電圧を印加した場合に、電子輸送性に起因する残像悪化は観られなかった。
【００７０】
表１の実施例番号Ｅ１６〜Ｅ１８のものは、誘電体５ｃとして０．８μｍ厚のノボラック樹脂を用い、電荷注入阻止層５ｄとしてポリカーボネートに表１の：の右側に示す電荷輸送材を混合した有機膜を用いたものである。なお、ここではポリカーボネートとして、その一種であるビスフェノールＡ−ポリカーボネートを用いており、表１、表２および以下の説明ではＰＣとして表記する。実施例番号Ｅ１６のＰＣ：Ｃ６０の組成比は７０：３０（ｗｔ％）であり、実施例番号Ｅ１７のＰＣ：ＮＰＤの組成比は９５：５（ｗｔ％）であり、実施例番号Ｅ１８のＰＣ：ＴＰＤの組成比は９５：５（ｗｔ％）である。表１の番号Ｅ１〜Ｅ１０のものと同様に良好な結果が得られた。なお、実施例番号Ｅ１〜Ｅ１６は第１の電極層１に負のバイアス電圧を印加する場合のものであり、実施例番号Ｅ１７，Ｅ１８は第１の電極層１に正のバイアス電圧を印加する場合のものである。
【００７１】
表２に示す比較例番号Ｃ１のものは、誘電体５ｃのみを第１の線状電極５ａおよび第２の線状電極５ｂの端部に設け、電荷注入阻止層５ｄを設けなかったものである。この例では、初期の画像欠陥が撮影面積当り５００個以下になるものの、正孔に対するブロッキング機能が不十分であるため、繰り返し大線量照射を５万回する間に注入電流が大量に流れ、画像欠陥が１０×１０画素（計１００画素）まで拡大してしまい、十分な耐久性が得られなかった。
【００７２】
表２に示す比較例番号Ｃ２〜Ｃ２５のものは、誘電体５ｃを設けず、電荷注入阻止層５ｄのみを表２に示す構成のもので設けたものである。比較例番号Ｃ２３〜Ｃ２５の電荷注入阻止層５ｄの組成比はそれぞれ、実施例番号Ｅ１６〜Ｅ１８のものと同一である。これらの結果は、厚み０．０１μｍでは被覆不十分な箇所が多く、初期の画像欠陥が多く生じた。被覆を良くするために、膜厚を０．０３μｍ、０．１μｍと増加させても初期画像欠陥を無くすことができず、また感度の低下、大きな残像等が見られ、画質特性が劣化した。なお、比較例番号Ｃ１〜Ｃ２３は第１の電極層１に負のバイアス電圧を印加する場合のものであり、比較例番号Ｃ２４，Ｃ２５は第１の電極層１に正のバイアス電圧を印加する場合のものである。
【００７３】
さらに、電荷注入阻止層をポリカーボネートを含む有機材料で構成した場合について詳細な実験を行った結果を表３と表４に示す。表３は誘電体５ｃおよびと電荷注入阻止層５ｄの両方を設けた実施例の材質、組成比、厚み、欠陥画素数を示すものである。表４は誘電体のみ、または電荷注入阻止層のみを設けた比較例の材質、組成比、厚み、欠陥画素数を示すものである。各表の最も左列は識別用の番号である。表３，表４の欠陥画素数は、初期状態のものと、大線量を５万回照射した耐久試験後のものである。
【００７４】
【表３】
2008256677.tif 000019
【００７５】
【表４】
2008256677.tif 000020
【００７６】
表３，表４の実験では、ポリカーボネートの一種として、シクロヘキシル−ポリカーボネートを用いている。ここではＰＣＺと表記している。シクロヘキシル−ポリカーボネートとしては三菱ガス化学（株）製のユーピロン（登録商標）を用いている。また、表３，表４に記載のＣ６０、ＢＣＰ、ＤＭＤＢは下記名称のものである。表３，表４の実験に用いたＢＣＰとシクロヘキシル−ポリカーボネート（ＰＣＺ）及び表１，表２の実験に用いたビスフェノールＡ−ポリカーボネート（ＰＣ）の構造を図８に示す。  
Ｃ６０    フラーレンＣ６０
ＢＣＰ    ２，９−ジメチル−４，７−ジフェニル−１，１０−フェナントロリン
ＤＭＤＢ    ジメチル−ジ−ｔ−ブチル−ジフェノキノン
【００７７】
表４の比較例番号Ｃ２６は、誘電体層のみの構成であり、大線量を照射しての繰り返し使用時に、画像欠陥の増加とサイズの拡大が見られた。表４の比較例番号Ｃ２７，Ｃ２８は電荷注入阻止層のみの構成であり、これらについては、残像特性が良好ではなく、画像欠陥の低下と残像特性が両立しないことが示された。表４の比較例番号Ｃ２９，Ｃ３０は画像欠陥が多くなっている。
【００７８】
これに対して、表３に示す実施例番号Ｅ１９〜Ｅ２５については、概ね良好な残像特性が得られており、画像欠陥も表４に示す比較例のものより一桁少ない。表３，表４の実験から、電荷注入阻止層と誘電体層とを設けることで、残像特性を悪化させることなく、初期および大線量照射による画像欠陥を有効に抑制できることがわかった。
【００７９】
以上の実施例と比較例の結果から、誘電体５ｃだけの構成、あるいは電荷注入阻止５ｄだけの構成では、耐久性や画質特性の点で問題があり、本実施形態のように誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄの両方が必要であることがわかる。
【００８０】
なお、上記実施形態では、放射線画像検出器１０が、光電荷対発生用の第１の線状電極５ａと光電荷対非発生用の第２の線状電極５ｂとを有し、これら両方に誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄを設けた例について説明したが、このような２種類の電極がある場合には、いずれか一方の電極のみに誘電体５ｃおよび電荷注入阻止層５ｄを設けてもよく、全く設けないものよりも画像欠陥、感度、残像特性を改善させることができる。
【００８１】
次に、本発明の放射線画像検出器の第２の実施形態について説明する。図６は本発明の第２の実施形態にかかる放射線画像検出器３０の概略構成図である。
【００８２】
本実施形態の放射線画像検出器３０は、電気読取方式のものであり、図６に示すように、画像情報を担持した記録用の電磁波を透過する電極層３１と、電極層３１を透過した記録用の電磁波の照射を受けて電荷を発生する光導電層３２と、光導電層３２において発生した電荷に応じた信号を検出するための検出電極である複数の画素電極３５とがこの順に積層されてなるものである。各画素電極３５は、それぞれ画素電極３５によって収集された電荷を蓄積する蓄積容量３６とスイッチ素子３７に接続されており、画素電極３５と、蓄積容量３６と、スイッチ素子３７とは画素部３４を構成し、この画素部３４が２次元状に多数配列されて電荷検出層３３が構成されている。
【００８３】
電極層３１は、Ａｕなどの低抵抗の導電材料で構成されている。そして、電極層３１には、バイアス電圧を印加するための高圧電源（不図示）が接続されている。
【００８４】
光導電層３２は、放射線の照射により内部に電荷を発生するものである。光導電層３２としては、たとえば、セレンを主成分とする膜厚１００〜１０００μｍの非晶質ａ−Ｓｅ膜を用いることができる。
【００８５】
電荷検出層３３は、アクティブマトリクス基板からなる。画素部３４は、上記の画素電極３５等以外にも、スイッチ素子３７をＯＮ／ＯＦＦするための多数の走査線３８と、蓄積容量３６に蓄積された電荷を読み出すための多数のデータ線３９とを備えている。
【００８６】
画素電極３５は、光導電層３２において発生した電荷に応じた信号電荷を収集するものであり、たとえばＡｌ、Ａｕ、Ｃｒ、ＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）、ＩＺＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｚｉｎｃ  Ｏｘｉｄｅ）等の材料を用いて構成でき、その厚みは０．０５μｍ〜１μｍの範囲が好ましい。
【００８７】
本実施形態の放射線画像検出器３０においても特徴的な構成として、画素電極３５と光導電層３２との間に、誘電体３５ｃと電荷注入阻止層３５ｄが設けられている。
【００８８】
誘電体３５ｃは、画素電極３５の端部を覆うものである。ここでいう端部とは、画素電極３５の側面および該側面に連続する光導電層３２との対向面の一部からなる部分である。このように電界の集中しやすい端部に誘電体３５ｃを設けることにより、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００８９】
誘電体３５ｃの材質としては、絶縁性を有するものであればよく、第１の実施形態の誘電体５ｃと同様の材質を用いることができる。
【００９０】
なお、本実施形態においても誘電体３５ｃは、図２に示す第１の実施形態の誘電体５ｃの接触角θと同様の接触角を考えることができ、この接触角が５度以上４５度以下となるように構成することが好ましい。接触角が５度未満になると、誘電体３５ｃを上記のように製作することが困難になる。また、接触角が４５度を超えると、誘電体３５ｃの上層の電荷注入阻止層３５ｄの断裂が生じやすくなり、好ましくない。
【００９１】
本実施形態における電荷注入阻止層３５ｄは、図６に示すように、画素電極３５および誘電体３５ｃの光導電層３２との対向面全面を覆うように設けられている。電荷注入阻止層３５ｄは、画像情報の記録の際に蓄積される電荷と同極性の電荷に対しては導電性を有するとともに前記蓄積される電荷と逆極性の電荷に対しては絶縁性を有するものである。このような電荷注入阻止層３５ｄを設けることにより、蓄積電荷の輸送性を確保することができるとともに、画素電極３５に帯電している蓄積電荷と逆極性の電荷が光導電層３２へ注入されるのを防止することができ、感度および残像特性を良好に保つことができる。
【００９２】
電荷注入阻止層３５ｄとしては、第１の実施形態の電荷注入阻止層５ｄと同様の材質を用いることができる。
【００９３】
次に、放射線画像検出器３０の動作例について説明する。まず、放射線画像検出器３０の電極層３１に高圧電源によりバイアス電圧が印加されて、電極層３１と画素電極３５との間に電界が形成される。この状態において、Ｘ線源等の放射線源から被写体に向けて放射線が照射され、その被写体を透過して被写体の画像情報を担持した放射線が電極層３１側から照射される。
【００９４】
照射された放射線は、電極層３１を透過し、光導電層３２に照射される。これにより光導電層３２内に正負電荷からなる電荷対が発生する。電荷対のうち正電荷（正孔）は、電極層３１に向かって移動し、上記高圧電源から注入された負電荷と結合して消滅する。
【００９５】
一方、電荷対のうち負電荷（電子）は、上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って画素電極３５に向かって移動し、画素電極３５に集められ、画素電極３５に電気的に接続された蓄積容量３６に蓄積される。光導電層３２は照射された放射線量に応じた量の電荷を発生するため、放射線が担持した画像情報に応じた電荷が各画素部３４の蓄積容量３６に蓄積される。
【００９６】
ここで、電界が形成されたとき、もし画素電極３５の端部が誘電体３５ｃにより覆われていなければ、この端部に電界が集中して電荷注入が起こるが、本実施形態の放射線画像検出器３０では、誘電体３５ｃを設けているため、端部からの電荷注入を低減することができ、画像欠陥を抑制することができる。
【００９７】
また、電荷注入阻止層３５ｄにより、負電荷の輸送性が高いため、光導電層３２から画素電極３５への負電荷の移動は容易に行われるとともに、正電荷が画素電極３５から光導電層３２へ注入されるのを防止できる。
【００９８】
上記のようにして放射線画像検出器３０に記録された放射線画像を読み取る際には、走査線３８を介してスイッチ素子３７をＯＮ状態にする信号を順次加え、データ線３９を介して各蓄積容量３６に蓄積された電荷を取り出す。さらにアンプ４０で各画素の電荷量を検出することにより画像情報を読取ることができる。
【００９９】
なお、電気読取方式の放射線画像検出器においても、誘電体や電荷注入阻止層の構成は図６に示すものに限定されず、例えば図３や図４に示すような構成も適用可能である。
【０１００】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない限りにおいて、種々変更することが可能である。例えば、第１の実施形態で説明した光読取方式の放射線画像検出器において、カラーフィルター層６ｂを設ける代わりに、第２の線状電極５ｂを遮光性物質からなる材質で構成してもよい。また、光読取方式の放射線画像検出器において、全ての線状電極が電荷発生用電極であるよう構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１０１】
【図１】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の概略構成図
【図２】図１に示す放射線画像検出器のＡ−Ａ線断面図
【図３】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の変形例
【図４】本発明の第１の実施形態にかかる放射線画像検出器の変形例
【図５Ａ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の動作を説明するための図
【図５Ｂ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の記録の動作を説明するための図
【図５Ｃ】図１に示す放射線画像検出器への放射線画像の読取りの動作を説明するための図
【図６】本発明の第２の実施形態にかかる放射線画像検出器の概略構成図
【図７】電荷注入阻止層に使用可能な材質の構造を示す図
【図８】電荷注入阻止層に使用可能な材質の構造を示す図
【符号の説明】
【０１０２】
１    第１の電極層
２    記録用光導電層
３    電荷輸送層
４    読取用光導電層
５ａ    第１の線状電極
５ｂ    第２の線状電極
５ｃ、１５ｃ、３５ｃ    誘電体
５ｄ、１５ｄ、２５ｄ、３５ｄ    電荷注入阻止層
６ａ    透明絶縁層
６ｂ    カラーフィルター層
７    支持体
８    蓄電部
１０、３０    放射線画像検出器
３１    電極層
３２    光導電層
３３    電荷検出層
３４    画素部
３５    画素電極
３６    蓄積容量
３７    スイッチ素子