(57)【要約】【課題】高電圧印加用バイアス電極の外周縁部への電界集中をなくし、放電破壊の生じないＦＰＤを提供する。【解決手段】Ｘ線の入射により電荷を生成するＸ線変換層２と、このＸ線変換層２にバイアス電圧を与えるバイアス電極１が、ＴＦＴガラス３上に積層形成されている。バイアス電極１の４個の外周縁部１ａは、円弧状の曲線で形成されており、この部分への電界集中は生じない。バイアス電極１の上面には有効画素領域ＳＡの外側となる位置でバイアス電圧給電用の高圧ワイヤ４が固定材で固定され接続されている。【選択図】          図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
Ｘ線の入射で電荷を生成するＸ線変換層の上面に高電圧を印加するバイアス電極が形成された直接変換型Ｘ線フラットパネルセンサーにおいて、前記バイアス電極の外周縁部を曲線状としたことを特徴とする直接変換型Ｘ線フラットパネルセンサー。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体層を備えていて、医療分野、工業分野、さらには、原子力分野などに用いられる直接変換型Ｘ線フラットパネルセンサーに関し、特にはバイアス電極からの放電を抑える技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線の入射により電荷を生成するアモルファスセレンを積層させたＸ線変換層を備えた直接変換タイプのＸ線フラットパネルセンサーは、入射Ｘ線がまず光に変換された後で変換光がさらに光電変換され電気信号になる間接タイプのセンサーと違って、前記Ｘ線変換層で入射Ｘ線が直ちに電気信号としての電荷に変換される。
【０００３】
直接変換型Ｘ線フラットパネルセンサー（以下、ＦＰＤという）は、図３に示すとおり、Ｘ線の入射により電荷を生成するＸ線変換層２と、このＸ線変換層２にバイアス電圧を与えるバイアス電極４１が、ＴＦＴガラス３に積層形成されている。バイアス電極４１には有効画素領域ＳＡの外側となる位置で給電部が形成される。給電部では、バイアス電圧給電用の高圧ワイヤ４が銀ペーストや銅あるいはカーボンを主体とした接着材で構成される固定材で固定され接続されている。
【０００４】
ＴＦＴガラス３は、図２で示すとおり、Ｘ線変換層２で生じた電荷を読み出す電荷読み出し回路が形成されており、また、各画素に対応して画素電極３１が有効画素領域ＳＡ内に２次元状マトリックス配列で形成されている。電荷読み出し回路は、コンデンサ３２Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）３２Ｂおよび電気配線３２ａ、３２ｂなどからなり、各画素電極３１ごとに１個のコンデンサ３２ＡとＴＦＴ３２Ｂが配備されている。また、ＴＦＴガラス３の電荷読み出し回路の後段にはゲートドライバ５と電荷を電圧に変換する増幅器６およびマルチプレクサ７に加えてＡ／Ｄ変換器８が別デバイスとしてＴＦＴガラス３とは別体の外付けの形式で配備接続されている。
【０００５】
従来のＦＰＤの高電圧印加用のバイアス電極４１の形状は、これを積層させるＸ線変換層２およびＴＦＴガラス３の形状に沿った形に形成される。すなわち、ＴＦＴガラス３の形状が矩形または正方形であるため、ＴＦＴガラス３の上面にその形状に沿ってＸ線変換層（アモルファスセレン）２が積層（真空蒸着）され、さらに同一形状でその上面にバイアス電極４１が真空蒸着法で積層される。真空蒸着時不必要な領域への電極材の付着を防止する目的で必要な部分のみ開口させたマスクが装着される。
【０００６】
例えば８ｋＶ〜１５ｋＶが印加されたバイアス電極４１とほぼグラウンドレベルに近いＴＦＴガラス３の間に電界が発生する。Ｘ線変換層２の厚さは例えば８００μｍ〜１５００μｍ程度であり、この間に強い電界が発生することになる。電界に不均一性が存在すると、そこに電荷が集中し、アモルファスセレン膜に過大な電界がかかり、耐電圧性能の劣化を生じさせ、放電によりＦＰＤが破壊に至ることもある。従来のＦＰＤは、図４に示すとおりＸ線変換層２の表面に形成されたバイアス電極４１の４箇所の外周縁部４１ａの角度は９０°であり、この部分で電界強度が増大して、絶縁破壊が起こりやすい。なお、図４において図３と同一の符号で示される部品は図３と同一の部品であり、詳細な説明は省略する。
【０００７】
放射線感応型半導体膜表面に形成した電圧印加電極外周縁部の電界集中による貫通放電を阻止し、安定した検出動作を長期保証できるＦＰＤを提供するために、放射線感応型アモルファス半導体厚膜と電圧印加電極外周縁部の間に、高耐圧の絶縁性物質を形成する。その結果、電圧印加電極外周縁部への電界集中がなくなり、貫通放電の前段現象や、放電破壊が起こらなくなる（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００３−１３３５７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
以上説明した如く、従来のＦＰＤでは、高電圧印加用バイアス電極の外周縁部はおよそ９０°の角度をなしており、この外周縁部への電界集中が発生しやすい。このためこの部分で電界の不均一性が増し、電界強度が高まり、放電破壊に至る可能性がある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、Ｘ線の入射で電荷を生成するＸ線変換層の上面に高電圧を印加するバイアス電極が形成された直接変換型Ｘ線フラットパネルセンサーにおいて、前記バイアス電極の外周縁部を曲線状とする。したがって、バイアス電極の外周縁部への電界集中は生じない。
【発明の効果】
【００１０】
高電圧印加用バイアス電極の外周縁部の形状は曲線であり、この外周縁部への電界集中は阻止される。このためこの外周縁部での電界の不均一性が緩和され、放電破壊に至る可能性が排除される。したがって、長期に亘り安定した検出動作をするＦＰＤを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
Ｘ線変換層とバイアス電極には、高耐圧の硬化性合成樹脂が保護モールドとして被覆され、この硬化性合成樹脂の表側にＴＦＴガラスと同程度の熱膨張係数を有する絶縁性の窓板が配設されるのが望ましい。
【実施例】
【００１２】
本発明の実施例について図１、図２を参照して説明する。図１は、本発明の実施例によるＦＰＤの概略構成図である。図２は、本発明の実施例によるＦＰＤを構成するＴＦＴガラスの概略構成図である。
【００１３】
本発明によるＦＰＤは、図１に示すとおり、Ｘ線の入射により電荷を生成するアモルファスセレン膜で構成され厚さが例えば８００μｍ〜１５００μｍのＸ線変換層２と、このＸ線変換層２にバイアス電圧（例えば８ｋＶ〜１５ｋＶ）を与えるバイアス電極１が、ＴＦＴガラス３上に積層形成されている。バイアス電極１の４個の外周縁部１ａは、例えば半径０．５ｍｍの円弧状の曲線で形成されている。バイアス電極１の上面には有効画素領域ＳＡの外側となる位置でバイアス電圧給電用の高圧ワイヤ４が銀ペーストや銅あるいはカーボンを主体とした接着材で構成される固定材で固定され接続されている。
【００１４】
ＴＦＴガラス３は、図２で示すとおり、Ｘ線変換層２で生じた電荷を読み出す電荷読み出し回路が形成され、各画素に対応して画素電極３１が有効画素領域ＳＡ内に２次元状マトリックス配列で形成されている。電荷読み出し回路は、コンデンサ３２Ａやスイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜電界効果トランジスタ）３２Ｂおよび電気配線３２ａ、３２ｂなどからなり、各画素電極３１ごとに１個のコンデンサ３２ＡとＴＦＴ３２Ｂが配備されている。また、ＴＦＴガラス３の電荷読み出し回路の後段にはゲートドライバ５と電荷を電圧に変換する増幅器６およびマルチプレクサ７に加えてＡ／Ｄ変換器８が別デバイスとしてＴＦＴガラス３とは別体の外付けの形式で配備接続されている。
【００１５】
本発明は以上の構成であるから、高電圧印加用バイアス電極１の４個の外周縁部１ａの形状は曲線であり、この外周縁部１ａへの電界集中は発生しない。このためこの外周縁部１ａでの電界の不均一性が緩和され、放電破壊に至る可能性が排除される。したがって、長期に亘り安定した検出動作をするＦＰＤを提供できる。
【００１６】
また、Ｘ線の入射に伴ってＸ線変換層２で生成されて各画素電極３１で収集される電荷は、コンデンサ３２ＡやＴＦＴ３２Ｂおよび電気配線３２ａ、３２ｂ等からなる電荷読み出し回路およびゲートドライバ５と増幅器６とマルチプレクサ７によって、各画素電極３１毎のＸ線検出信号として時系列で取り出される。このＸ線検出信号は、有効画素領域ＳＡに投影されたＸ線の２次元強度分布に応じたＸ線画像を作成するための信号となる。
【００１７】
図示例においては、ＴＦＴガラス３の上にＸ線変換層２が形成されＸ線変換層２の上にバイアス電極１が形成されているが、ＴＦＴガラス３とＸ線変換層２の間にキャリア選択性の中間層が形成され、Ｘ線変換層２とバイアス電極１の間にキャリア選択性の中間層が形成される構成でも本発明は適用可能である。また、Ｘ線変換層２はアモルファスセレンで成膜されているが電界をかけるＸ線変換層であればアモルファスセレン以外のＸ線変換層でも本発明は適用可能である。また、実施例では外周縁部１ａは円弧状の曲線であるが、円弧以外の曲線例えば円形、楕円形等でもよく本発明は種々の変形例を挙げることができ、本発明はこれらを包含する。
【産業上の利用可能性】
【００１８】
本発明は、放射線の入射により電荷を生成する放射線感応型の半導体層を備えていて、医療分野、工業分野、さらには、原子力分野などに用いられるＦＰＤに関し、特にはバイアス電極からの放電を抑える技術に関する。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施例によるＦＰＤの概略構成図である。
【図２】本発明の実施例によるＦＰＤを構成するＴＦＴガラスの概略構成図である。
【図３】従来のＦＰＤの概略構成図である。
【図４】従来のＦＰＤの概略構成とその電界強度を示す図である。
【符号の説明】
【００２０】
１  バイアス電極
１ａ  外周縁部
２  Ｘ線変換層
３  ＴＦＴガラス
４  高圧ワイヤ
５  ゲートドライバ
６  増幅器
７  マルチプレクサ
８  Ａ／Ｄ変換器
３１  画素電極
３２Ａ  コンデンサ
３２Ｂ  ＴＦＴ
３２ａ  電気配線
３２ｂ  電気配線
４１  バイアス電極
４１ａ  外周縁部
ＳＡ  有効画素領域
【図１】
2009175102.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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