(57)【要約】【課題】放射線検出器を繰り返して使用する場合においても、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制する。【解決手段】上部電荷選択透過層402の外周端は、配線440が配置された領域において、バイアス電極401の外周端の内側に位置するのでバイアス電極401の外周端が上部電荷選択透過層402を介することなく、直接、光導電層404に接触する。これにより、バイアス電極401の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制され、バイアス電極401の端部での放電破壊を抑制できる。【選択図】図１
2009212162.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線が入射されることにより電荷を生成する光導電層と、
前記光導電層下に設けられ、前記光導電層が生成した電荷を収集する電荷収集電極と、
前記電荷収集電極が設けられた基板と、
前記電荷収集電極に接続され、前記電荷収集電極から引き出された配線と、
前記光導電層上に積層され、前記光導電層へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極と、
前記光導電層と前記バイアス電極との間に設けられ、前記バイアス電極と反対極性の電荷を透過させると共に前記バイアス電極と同極性の電荷の透過を阻止する電荷選択透過層と、
を備え、
前記電荷選択透過層の外周端は、前記配線が配置された領域において、前記バイアス電極の外周端の内側に位置することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記光導電層は、アモルファスセレンを含んで構成されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記電荷選択透過層は、硫化アンチモンで構成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、医療用のＸ線撮影装置などに用いられる放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線検出器としては、特許文献１に開示される放射線検出器が公知である。特許文献１の放射線検出器では、アモルファスセレン等で形成された光導電層上にバイアス電極を形成し、光導電層とバイアス電極の端縁部との間に絶縁性物質を形成する。その結果、バイアス電極の端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。
【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】
【０００３】
しかしながら、特許文献１の構成では、放射線検出器を長期に繰り返して使用する場合に、繰り返しバイアス電極に電圧が印加されることにより誘起された電荷の一部がバイアス電極の端部に蓄積され、この電荷の蓄積により形成される電場が、放電破壊の契機になることが判明した。
【０００４】
本発明は、上記事実を考慮し、放射線検出器を繰り返して使用する場合においても、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の請求項１に係る放射線検出器は、放射線が入射されることにより電荷を生成する光導電層と、前記光導電層下に設けられ、前記光導電層が生成した電荷を収集する電荷収集電極と、前記電荷収集電極が設けられた基板と、前記電荷収集電極に接続され、前記電荷収集電極から引き出された配線と、前記光導電層上に積層され、前記光導電層へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極と、前記光導電層と前記バイアス電極との間に設けられ、前記バイアス電極と反対極性の電荷を透過させると共に前記バイアス電極と同極性の電荷の透過を阻止する電荷選択透過層と、を備え、前記電荷選択透過層の外周端は、前記配線が配置された領域において、前記バイアス電極の外周端の内側に位置することを特徴とする。
【０００６】
この構成によれば、バイアス電極により光導電層へバイアス電圧が印加される。光導電層は、放射線が入射されることにより電荷を生成する。光導電層が生成した電荷は、電荷収集電極により収集される。
【０００７】
なお、光導電層が生成した電荷とは、光導電層が直接生成したもの以外に、光導電層が間接的に生成したものも含み、例えば、光導電層が直接生成した電荷に対応して生成される電荷も含む概念である。
【０００８】
ここで、請求項１に記載のように構成された放射線検出器では、長期に繰り返しバイアス電極に電圧が印加されることにより誘起された電荷の一部がバイアス電極の端部に蓄積され、この電荷の蓄積により形成される電場が、放電破壊の契機になることが判明した。この現象は、特に、請求項１に記載のように、光導電層とバイアス電極との間に電荷選択透過層が配置される構成において顕著である。
【０００９】
これに対して、請求項１の構成では、電荷選択透過層の外周端は、配線が配置された領域において、バイアス電極の外周端の内側に位置するので、電荷選択透過層を介することなく、バイアス電極の外周端を直接、光導電層に接触させられる。
【００１０】
これにより、バイアス電極の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制され、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制できる。
【００１１】
なお、バイアス電極の直下に配線が配置されていない領域に関しては、放電破壊が発生することは無く、電荷選択透過層の外周端がバイアス電極の外周端の内側に位置する構成をとる必要性は低い。
【００１２】
本発明の請求項２に係る放射線検出器は、請求項１の構成において、前記光導電層は、アモルファスセレンを含んで構成されていることを特徴とする。
【００１３】
請求項２に記載のように、光導電層がアモルファスセレンを含んで構成されている場合には、破壊に至らない微小放電であっても、光導電層が結晶化し易く、光導電層に結晶核の発生を誘発し、これが起点となって破壊的な放電破壊を起こすことが判った。
【００１４】
これに対して、本発明では、電荷選択透過層の外周端は、配線が配置された領域において、バイアス電極の外周端の内側に位置することで、バイアス電極の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制されるので、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制できる効果が顕著に現れる。
【００１５】
本発明の請求項３に係る放射線検出器は、請求項１又は請求項２の構成において、前記電荷選択透過層は、硫化アンチモンで構成されていることを特徴とする。
【００１６】
請求項３に記載のように、電荷選択透過層が硫化アンチモンで構成されている場合には、長期に繰り返しバイアス電極に電圧が印加されることにより、電荷の蓄積が生じやすい。
【００１７】
これに対して、本発明では、電荷選択透過層の外周端は、配線が配置された領域において、バイアス電極の外周端の内側に位置することで、バイアス電極の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制されるので、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制できる効果が顕著に現れる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明は、上記構成としたので、放射線検出器を繰り返して使用する場合においても、バイアス電極の端部での放電破壊を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明に係る放射線検出器の実施形態の一例を図面に基づき説明する。
【００２０】
本実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線撮影装置等に使用されるものであり、放射線の照射を受けることにより導電性を呈する光導電層を含む静電記録部を備えてなり、画像情報を担持する放射線の照射を受けて画像情報を記録し、記録した画像情報を表す画像信号を出力するものである。
【００２１】
放射線検出器としては、光の照射により電荷を発生する半導体材料を利用して読み取る、いわゆる光読取方式の放射線検出器500と、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（TFT：thin film transistor）などの電気的スイッチを１画素ずつオン・オフすることにより読み取る方式（以下、TFT方式という）の放射線検出器400等がある。
【００２２】
（TFT方式の放射線検出器400の構成）
まず、TFT方式の放射線検出器400の構成について説明する。図１は、TFT方式の放射線検出器400の全体構成を示す概略断面図である。図２は、TFT方式の放射線検出器400の要部構成を示すものであり、ガラス基板408及びそのガラス基板408上に積層された各部を示す図である。
【００２３】
本実施形態に係るTFT方式の放射線検出器400は、図１及び図２に示すように、放射線の一例としてのＸ線が入射されることにより電荷を生成する光導電層404を備えている。光導電層404としては、暗抵抗が高く、Ｘ線照射に対して良好な光導電性を示し、真空蒸着法により低温で大面積成膜が可能な非晶質（アモルファス）材料が好まれる。
【００２４】
非晶質（アモルファス）材料としては、例えば、アモルファスSe（a-Se）膜が用いられている。また、アモルファスSeにAs、Sb、Geをドープした材料が、熱安定性に優れ、光導電層404の好適な材料となる。
【００２５】
光導電層404上には、光導電層404へバイアス電圧を印加するためのバイアス電極401が形成されている。このバイアス電極401及び後述する延長電極431には、例えば、金（Au）や白金が用いられる。
【００２６】
光導電層404下には、複数の電荷収集電極407aが形成されている。電荷収集電極407aは、図２に示すように、それぞれ電荷蓄積容量407c及びスイッチ素子407bに接続されている。また、電荷収集電極407aは、ガラス基板408に設けられている。
【００２７】
また、電荷収集電極407aとスイッチ素子407bと電荷蓄積容量407cとからアクティブマトリックス層407が構成され、ガラス基板408とアクティブマトリックス層407とからアクティブマトリックス基板450が構成されている。
【００２８】
光導電層404とバイアス電極401との間には、図１及び図２に示すように、バイアス電極401と反対極性の電荷を透過させると共にバイアス電極401と同極性の電荷の透過を阻止する電荷選択透過層402が設けられている。一方、光導電層404と電荷収集電極407aとの間にも、図２に示すように、電荷選択透過層402とは逆極性の電荷選択透過層406を設けるのが好ましい（以下、電荷選択透過層402と電荷選択透過層406とを区別するため、電荷選択透過層402を上部電荷選択透過層402とし、電荷選択透過層406を下部電荷選択透過層406という）。
【００２９】
上部電荷選択透過層402は、バイアス電極401が正極である場合には、電子に対しては導電体でありながら正孔の注入を阻止する層（正孔注入阻止層）で構成され、バイアス電極401が負極である場合には、正孔に対しては導電体でありながら電子の注入を阻止する層（電子注入阻止層）で構成される。
【００３０】
なお、上部電荷選択透過層402が正孔注入阻止層である場合には、下部電荷選択透過層406に電子注入阻止層が用いられ、上部電荷選択透過層402が電子注入阻止層である場合には、下部電荷選択透過層406に正孔注入阻止層が用いられる。
【００３１】
正孔注入阻止層としては、CeO２、ZnS、Sb２S３を用いることができる。このうちZnSは低温で形成できて望ましい。電子注入阻止層としては、Sb２S３、CdS、TeをドープされたSe、CdTe、有機物系の化合物等がある。なお、Sb２S３は設けられる厚みにより、正孔注入阻止層にも電子注入阻止層にもなる。
【００３２】
また、上部電荷選択透過層402と光導電層404との間、及び下部電荷選択透過層406と光導電層404との間には、図２に示すように、それぞれ結晶化防止層403、405が設けられている。結晶化防止層403、405としてはGeSe、GeSe２、Sb２Se３、a-As２Se３や、Se−As、Se−Ge、Se−Sb系化合物等を用いることが可能である。
【００３３】
なお、光導電層404の結晶化を防止することを目的として、結晶化防止層を形成する場合であっても、その結晶化防止層が、バイアス電極401と反対極性の電荷を透過させると共にバイアス電極401と同極性の電荷の透過を阻止する機能を有する場合には、本発明の電荷選択透過層に含まれる。
【００３４】
図３は、放射線検出器400の１画素単位の構造を示す断面図であり、図４は、その平面図である。図３及び図４に示す１画素のサイズは、0.1mm×0.1mm〜0.3mm×0.3mm程度であり、放射線検出器全体としてはこの画素がマトリクス状に500×500〜3000×3000画素程度配列されている。
【００３５】
図３に示すように、アクティブマトリックス基板450は、ガラス基板408、ゲート電極411、電荷蓄積容量電極（以下、Cs電極と称する）418、ゲート絶縁膜413、ドレイン電極412、チャネル層415、コンタクト電極416、ソース電極410、絶縁保護膜417、層間絶縁膜420、及び電荷収集電極407aを有している。
【００３６】
また、ゲート電極411やゲート絶縁膜413、ソース電極410、ドレイン電極412、チャネル層415、コンタクト電極416等により薄膜トランジスタ（TFT：Thin Film Transistor）からなるスイッチ素子407bが構成されており、Cs電極418やゲート絶縁膜413、ドレイン電極412等により電荷蓄積容量407cが構成されている。
【００３７】
ガラス基板408は支持基板であり、ガラス基板408としては、例えば、無アルカリガラス基板（例えば、コーニング社製＃1737等）を用いることができる。ゲート電極411及びソース電極410は、図４に示すように、格子状に配列された電極配線であり、その交点には薄膜トランジスタからなるスイッチ素子407bが形成されている。
【００３８】
スイッチ素子407bのソース・ドレインは、それぞれ、ソース電極410とドレイン電極412とに接続されている。ソース電極410は、信号線としての直線部分と、スイッチ素子407bを構成するための延長部分とを備えており、ドレイン電極412は、スイッチ素子407bと電荷蓄積容量407cとをつなぐように設けられている。
【００３９】
ゲート絶縁膜413はSiNxやSiOx等からなっている。ゲート絶縁膜413は、ゲート電極411及びCs電極418を覆うように設けられており、ゲート電極411上に位置する部位がスイッチ素子407bにおけるゲート絶縁膜として作用し、Cs電極418上に位置する部位は電荷蓄積容量407cにおける誘電体層として作用する。つまり、電荷蓄積容量407cは、ゲート電極411と同一層に形成されたCs電極418とドレイン電極412との重畳領域によって形成されている。なお、ゲート絶縁膜413としては、SiNxやSiOxに限らず、ゲート電極411及びCs電極418を陽極酸化した陽極酸化膜を併用することもできる。
【００４０】
また、チャネル層（ｉ層）415はスイッチ素子407bのチャネル部であり、ソース電極410とドレイン電極412とを結ぶ電流の通路である。コンタクト電極（ｎ＋層）416はソース電極410とドレイン電極412とのコンタクトを図る。
【００４１】
絶縁保護膜417は、ソース電極410及びドレイン電極412上、つまり、ガラス基板408上に、ほぼ全面（ほぼ全領域）にわたって形成されている。これにより、ドレイン電極412とソース電極410とを保護すると共に、電気的な絶縁分離を図っている。また、絶縁保護膜417は、その所定位置、つまり、ドレイン電極412においてCs電極418と対向している部分上に位置する部位に、コンタクトホール421を有している。
【００４２】
電荷収集電極407aは、非晶質透明導電酸化膜からなっている。電荷収集電極407aは、コンタクトホール421を埋めるようにして形成されており、ソース電極410上及びドレイン電極412上に積層されている。電荷収集電極407aと光導電層404とは電気的に導通しており、光導電層404で発生した電荷を電荷収集電極407aで収集できるようになっている。
【００４３】
続いて、電荷収集電極407aについて詳細に説明する。本実施形態で用いる電荷収集電極407aは、非晶質透明導電酸化膜によって構成されている。非晶質透明導電酸化膜材料としては、インジウムと錫との酸化物（ITO：Indium-Tin-Oxide）や、インジウムと亜鉛との酸化物（IZO：Indium-Zinc-Oxide）、インジウムとゲルマニウムとの酸化物（IGO：Indium-Germanium-Oxide）等を基本組成とするものを使用することができる。
【００４４】
また、電荷収集電極407aとしては、各種の金属膜や導電酸化膜が使用されているが、下記の理由により、ITO（Indium-Tin-Oxide）等の透明導電酸化膜が用いられることが多い。放射線検出器400において入射Ｘ線量が多い場合、不要な電荷が半導体膜中（あるいは半導体膜と隣接する層との界面付近）に捕獲されることがある。
【００４５】
このような残留電荷は、長時間メモリーされたり、時間をかけつつ移動したりするので、以降の画像検出時にＸ線検出特性が劣化したり、残像（虚像）が現れたりして問題になる。そこで、特開平９−９15３号公報（対応米国特許第５５６３４２１号）には、光導電層404に残留電荷が発生した場合に、光導電層404の外側から光を照射することで、残留電荷を励起させて取り除く方法が開示されている。この場合、光導電層404の下側（電荷収集電極407a側）から効率よく光を照射するためには、電荷収集電極407aが照射光に対して透明である必要がある。
【００４６】
また、電荷収集電極407aの面積充填率（フィルファクター）を大きくする目的、またはスイッチ素子407bをシールドする目的で、スイッチ素子407bを覆うように電荷収集電極407aを形成することが望まれるが、電荷収集電極407aが不透明であると、電荷収集電極407aの形成後にスイッチ素子407bを観察することができない。
【００４７】
例えば、電荷収集電極407aを形成後、スイッチ素子407bの特性検査を行う場合、スイッチ素子407bが不透明な電荷収集電極407aで覆われていると、スイッチ素子407bの特性不良が見つかった際、その原因を解明するために光学顕微鏡等で観察することができない。従って、電荷収集電極407aの形成後もスイッチ素子407bを容易に観察することができるように、電荷収集電極407aは透明であることが望ましい。
【００４８】
層間絶縁膜420は、感光性を有するアクリル樹脂からなり、スイッチ素子407bの電気的な絶縁分離を図っている。層間絶縁膜420には、コンタクトホール421が貫通しており、電荷収集電極407aはドレイン電極412に接続されている。コンタクトホール421は、図３に示すように逆テーパ形状で形成されている。
【００４９】
また、本実施形態に係る放射線検出器400では、バイアス電極401と高電圧線432とが電気的に接続されており、バイアス電極401とCs電極418との間に、図示しない高圧電源が接続される。
【００５０】
具体的には、バイアス電極401からガラス基板408上の光導電層404の無い領域へ延長電極431が延長され、この延長電極431に高電圧線432が接続されることにより、バイアス電極401と高電圧線432とが電気的に接続される。
【００５１】
また、光導電層404は、絶縁性を有する絶縁性部材（図示省略）により被覆されている。絶縁性部材としては、例えば、ガラス、ポリカーボネート、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリメタクリル酸メチル(アクリル)、ポリ塩化ビニールが用いられる。
【００５２】
さらに、本実施形態に係る放射線検出器400は、図１及び図５に示すように、電荷収集電極407aに接続されると共に電荷収集電極407aから引き出された配線440を備えている。
【００５３】
この配線440は、スイッチ素子407bを駆動するための配線を含む、画素信号の読み取りに供する配線であると共に、接地電位となる又は、接地電位に近い状態となる配線である。
【００５４】
この配線440は、具体的には、走査配線及び信号配線からなるアドレス配線及び電荷蓄積容量配線により構成される。
【００５５】
本実施形態においては、放射線検出器400は、電荷蓄積容量配線としてCs電極418を備え、走査配線としてゲート電極411を備え、信号配線として、信号を取り出すための取り出し電極たるソース電極410及びドレイン電極412を備えている。
【００５６】
（光導電層404、上部電荷選択透過層402及びバイアス電極401の外周端の位置関係）
ここで、光導電層404、上部電荷選択透過層402及びバイアス電極401の外周端の位置関係を説明する。
【００５７】
光導電層404は、図１及び図５に示すように、平面視にて、すなわち図１の矢印Ｘ方向から見て、画像素子としての電荷収集電極407aが配置された領域より広い領域に、電荷収集電極407aを覆うように、配置されている。
【００５８】
また、光導電層404は、バイアス電極401より広い領域で設置されており、バイアス電極401は、その全ての外周端において、光導電層404の外周端より内側に位置し、沿面放電が起きないように配置されている。
【００５９】
光導電層404の外周端とバイアス電極401の外周端の距離は、光導電層404の厚みの５倍以上で、１０倍以上であることが好ましい（図１の距離Ｃ参照）。
【００６０】
光導電層404上に配置される上部電荷選択透過層402は、配線440が配置されている領域において、外周端が、平面視にて、バイアス電極401の外周端の内側に位置し、バイアス電極401の外周端部が上部電荷選択透過層402を介することなく、直接、光導電層404に接するように配置されている。
【００６１】
ここで、配線440が配置されている領域とは、具体的には、図５に示すように、方形状とされたガラス基板408の２辺（図５の上側及び左側の辺）が、該当する。この２辺において、上部電荷選択透過層402の外周端が、バイアス電極401の外周端の内側に位置している。
【００６２】
また、図６に示すように、方形状とされたガラス基板408の対向する２辺（図６の右側及び左側の辺）において、配線440が電荷収集電極407aから引き出されている場合には、この２辺が、配線440が配置されている領域となり、この２辺において、上部電荷選択透過層402の外周端を、バイアス電極401の外周端の内側に位置させることになる。
【００６３】
放射線検出器400は、図７に示すように、方形状とされたガラス基板408の少なくとも１辺（図７の左側の辺）に、配線440を有しており、この配線440が配置されている領域において、上部電荷選択透過層402の外周端が、バイアス電極401の外周端の内側に位置していればよい。方形状とされたガラス基板408の３辺及び４辺で、配線440が引き出されている場合には、上記の２辺の場合と同様に、その辺において、上部電荷選択透過層402の外周端が、バイアス電極401の外周端の内側に位置する。
【００６４】
配線440が配置されていない辺に関しては、放電破壊が発生することは無いので、上記の構成をとる必要は無く、図５、図６及び図７に示すように、従来どおり、上部電荷選択透過層402の外周端はバイアス電極401極の外周端よりも外側に位置していてもよい。
【００６５】
また、上部電荷選択透過層402の外周端は、電荷収集電極407aの外周端から少なくとも、光導電層404の厚みの２倍の距離で外側に位置することが好ましい（図１の距離Ａ参照）。
【００６６】
さらに、バイアス電極401の外周端は、電荷収集電極407aの外周端に対して少なくとも、光導電層404の厚みと同等以上であることが必要であり、２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは５倍以上である（図１の距離Ｂ参照）。
【００６７】
（TFT方式の放射線検出器の動作原理）
次に、上記のTFT方式の放射線検出器400の動作原理について説明する。
【００６８】
光導電層404にＸ線が照射されると、光導電層404内に電荷（電子−正孔対）が発生する。バイアス電極401とCs電極418との間に電圧が印加された状態、すなわちバイアス電極401とCs電極418とを介して光導電層404に電圧が印加された状態において、光導電層404と電荷蓄積容量407cとは電気的に直列に接続された構造となっているので、光導電層404内に発生した電子は＋電極側に、正孔は−電極側に移動し、その結果、電荷蓄積容量407cに電荷が蓄積される。
【００６９】
電荷蓄積容量407cに蓄積された電荷は、ゲート電極411への入力信号によってスイッチ素子407bをオン状態にすることによりソース電極410を介して外部に取り出すことが可能となる。そして、ゲート電極411とソース電極410とからなる電極配線、スイッチ素子407b及び電荷蓄積容量407cは、すべてマトリクス状に設けられているため、ゲート電極411に入力する信号を順次走査し、ソース電極410からの信号をソース電極410毎に検知することにより、二次元的にＸ線の画像情報を得ることが可能となる。
【００７０】
（TFT方式の放射線検出器の作用効果）
次に、上記のTFT方式の放射線検出器400の作用効果について説明する。
【００７１】
上記のように、放射線検出器400においては、バイアス電極401に電圧が印加されるが、長期に繰り返しバイアス電極401に電圧が印加されることにより誘起された電荷の一部がバイアス電極401の端部に蓄積される。
【００７２】
この電荷の蓄積により形成される電場が、放電破壊の契機になる。また、局所的に形成された高電場が、外部電極により印加される電場が加わることで、電場が一層高まり、電極からの電荷注入が発生し易くなる。こうしたことは、放射線検出器400のように、光導電層404とバイアス電極401との間に上部電荷選択透過層402が配置される構成において顕著である。
【００７３】
硫化アンチモンに代表される上部電荷選択透過層402は、バイアス電極401と反対極性の光誘起電荷を透過させる特性を具備し、電荷の蓄積は少ないものの、連続で長時間作動させると、やはり次第に上部電荷選択透過層402を介して電荷の蓄積が起きる。結果として当該部分での微小放電の頻度の増加が認められる。
【００７４】
こうした劣化の進行は、アモルファスSe（a-Se）を光導電層404とするデバイスで発生し易い。破壊に至らない微小放電であっても、結晶化し易いアモルファスSe（a-Se）層に結晶核の発生を誘発し、これが起点となって破壊的な放電破壊を起こす場合がある。
【００７５】
この場合、電極間に絶縁層を設置することは、寧ろ当該部分での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加を招き逆効果となる。
【００７６】
これに対して、本実施形態の構成では、上部電荷選択透過層402の外周端は、配線440が配置された領域において、バイアス電極401の外周端の内側に位置するのでバイアス電極401の外周端が上部電荷選択透過層402を介することなく、直接、光導電層404に接触する。
【００７７】
これにより、バイアス電極401の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制され、バイアス電極401の端部での放電破壊を抑制できる。
【００７８】
なお、画像領域でのリークは画質低下に繋がるが、画像領域外のバイアス電極401端部でのリークは画像上の影響のないこと、また連続使用において上部電荷選択透過層402に於ける荷電の蓄積が放電破壊の原因となり、端部においては上部電荷選択透過層402を介さず誘起電荷を流すことが、耐久性の大幅に改善に繋がることを発見して、本実施形態はなされたものである。
【００７９】
（比較試験）
実施例に係る放射線検出器と比較例に係る放射線検出器との比較試験を行った。
【００８０】
本実施例に係る放射線検出器では、アクティブマトリックス基板450上に、蒸着マスクを用いて、画素領域を覆う領域に、アモルファスSe（a-Se）から成る光導電層404を蒸着により２００μｍの厚みで形成した。次いで、マスクを交換して、配線440が配置された領域については、Sb2S3から成る上部電荷選択透過層402を光導電層404より外周端が３ｍｍ内側となる領域に、真空蒸着により０．３μｍ厚で設置した。
【００８１】
次いで、再度マスクを交換することで、配線440が配置された領域については、上部電荷選択透過層402の外周端より１ｍｍ張り出した領域に、そしてそれ以外の領域については、上部電荷選択透過層402の外周端より２ｍｍ内側の領域となるよう、金から成るバイアス電極401を3000Åの厚みに蒸着して、放射線検出器を製作した。
【００８２】
比較例の放射線検出器では、同じ蒸着マスクで蒸着することで、アモルファスSe（a-Se）から成る光導電層404上に硫化アンチモンから成る上部電荷選択透過層402を、光導電層404の外周端と上部電荷選択透過層402の外周端が同じになるように設置し、金から成るバイアス電極401を上部電荷選択透過層402（光導電層404）の２ｍｍ内側の領域に形成した。
【００８３】
実施例に係る放射線検出器及び比較例に係る放射線検出器を、耐久性試験装置にセットし、バイアス電極に２ｋＶの負バイアスを矩形波で印加を繰り返し、放電破壊に至るまで印加を継続した。
【００８４】
比較例に係る放射線検出器では、８万回で放電破壊したのに対して、実施例に係る放射線検出器では、３５万回まで放電破壊することなく経過し、実施例に係る放射線検出器が安定に作動することが確認できた。
【００８５】
（光読取方式の放射線検出器の構成）
光読取方式の放射線検出器についても、本発明の適用は可能であり、上記の放射線検出器400の構成に準じて適用される。ここで、光読取方式の放射線検出器500について説明する。図８は、放射線検出器500の全体構成を示す概略図である。
【００８６】
放射線検出器500は、図８（Ｂ）に示すように、下から電極基板502、放射線検出層504、表面保護層506を備えている。その外周部には、信号取り出しのためのTCP(Tape Carrier Package)508が接続される。このTCP508によって検出エリアで発生された電荷が読取られ、電圧に変換され、読み出し装置510へ転送される。読み出し装置510は、その信号をアンプを通して増幅し、Ａ／Ｄ変換して画像データとして出力する。放射線検出のための高電圧印加配線513が、図８における左上部で接続されている。電極基板502の下部にはメカニカルにスキャンする読取ライン光源512、残留電荷を消去するための消去面光源514が設けられている。
【００８７】
＜電極基板＞
次に、電極基板502について説明する。図９は、電極基板502の概略図である。この図ではTCP508は左右1つずつ、チャンネル数も各3チャンネル、合計6チャンネルと単純化している。一般的な例としてのチャンネル数は各266チャンネル（両端5チャンネルずつはコモン）である。その電極ライン/スペースは、例えば45/25μmである。検出エリアの下部電極516は、ストライプ上に交互配置されており、共通電極は櫛型構造を有している。
【００８８】
図１０には、その断面構造が示されている。支持部材となる基板518は読取光、消去光に対して透明で剛性のあるガラスが望ましく、さらにはソーダライムガラスが望ましい。厚さとしては0.5mm〜2.5mm程度、中でも1.8mmのものが好ましい。
【００８９】
基板518の上部には、カラーフィルター層520が形成されている。この層は読取光の波長の光をカットするが、消去光の波長には透明なものである。例えば読取光波長を4７0nm、消去光波長を630nmとするときは、赤色の顔料を分散させた感光性のレジスト、例えばLCDのカラーフィルターに用いられる赤色カラーレジストが望ましい。その一例を挙げると、幅は25μm、ピッチは50μm、厚さは1.4μmである。
【００９０】
このカラーフィルター層520のパターン形成による凹凸をなくして平坦にするために透明の有機絶縁層522を形成する。この層は読取り、消去どちらの光にも透明であることが望ましく、例えばPMMA、ノボラック樹脂、ポリイミドなどが望ましい。その厚さは例えば2.0μmで、パターンを形成できる感光性樹脂が望ましい。このカラーフィルター層520と有機絶縁層522は表面保護層506端部及びTCP接続部533には形成されていないことが望ましい。これは表面保護層506の接着性を確保するため、およびTCP接続工程におけるリペアを容易にするためである。
【００９１】
この有機絶縁層522上部に下部電極516の電極パターンを形成する。カラーフィルター層520上部にある電極を共通Bライン516B、カラーフィルター層520のない部分にある電極を信号Sライン516Sと呼ぶ。Bライン516Bは放射線検出部の外側で共通化される。Bライン516B／Sライン516Sの幅は、例えば17μm／17μmで、そのライン間のスペースは8μmで、50μmピッチで厚さは0.2μmである。この下部電極516も読取光と消去光に透明であることが望ましく、例えばIZO、ITOなどの透明電極が望ましい。この下部電極層では、表面の微細な突起での電界集中により放射線検出層504の破壊を抑制するため、表面が平坦であることが望ましく、例えばRa<2nmであることが望ましい。Raは中心線平均粗さである。
【００９２】
また、下部電極516端部を保護するための絶縁層(以下、エッジカバー層)524を設ける。電界印加時に電極端部には電界集中が起こり、中心部より高い電界が発生する。この高電界の電極端部が放射線検出層504に接触しないようにするためにエッジカバー層524を設ける。このエッジカバー層524は絶縁性を有し、読取光と消去光に対してできるだけ透明であることが望ましく、例えばノボラック樹脂、PMMA、ポリイミドなどが望ましい。その厚さと電極端部をカバーする幅は例えば0.8μmと4μm程度である。下部電極層間のスペース幅は検出エリアだけでなく、電界の印加される取出し部においても同じスペース幅を持つことが望ましい。スペース幅が部分的に広くなると電界集中が強くなりそこから劣化が始まる。
【００９３】
図１１は、検出エリアと取り出し部境界の下部電極の詳細パターンを示したものである。なお、図１１は、図９における二点鎖線１１部分を拡大したものである。
【００９４】
スペース幅が同じになるよう、取り出しラインの幅を広げることが望ましい。またエッジカバー層524も同様の理由で取り出し部の電極端部にも検出エリアと同じ幅でエッジカバー層524を設けることが望ましい。
【００９５】
図１２は、検出エリア(上面図)の概略構成を示している。検出エリアには放射線を検出する検出部530の他に、ライン光位置補正部532Ａ、532Ｂと、オフセット補正部534が設けられている。ライン光位置補正部532Ａは、読取ライン光源512と電極基板502との位置関係を補正するために設けてあり、この部分で検出した信号から、読取ライン光源512の位置ずれ、傾きなどを補正する。この部分のパターンは、検出部530と略同一構成であり、チャンネル数は例えば6チャンネルである。オフセット補正部534は放射線照射のないときのバックグラウンド値を検出して、検出部530で取得した画像補正に利用される。この部分のパターンも検出部530と略同一構成であり、左右の読み出し装置510の機差の補正も行うため左右のTCP508、１ブロック分を使用する。
【００９６】
図１３は、電極基板502の一端部（図８及び図９に示す端部Ａ）の断面構造を示している。放射線検出層504の端部504Ａは有機絶縁層536の端部536Ａより内側であることが望ましい。これは逆の場合に有機絶縁層536の端部536Ａの段差が放射線検出層504の亀裂を引き起こすためである。
【００９７】
また、マンモグラフィ用途では、電極基板502の端部ぎりぎりまで検出エリアを持ってくる必要がある。電極基板502の端部から検出エリア端までの距離は例えば2.4mmである。これに伴い端部Ａでは、表面保護層506の端部を接続するスペーサーを設ける場所が取れないので、表面保護層506の端部をガラス端部518A側面に接続している。このためガラスの端部は、面取り幅をできるだけ少なく（例えば、0.25mm以下）、ブレイク端は角部以外は面取りしないことが望ましい。
【００９８】
＜バイアス電極＞
次に、後述する記録用光導電層542の上面に形成されるバイアス電極540について説明する。
【００９９】
バイアス電極540としては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系金属間化合物などの金属から形成するようにすればよい。特に、AuやPt、Mg-Ag系金属間化合物が好ましく用いられる。例えばAuを用いた場合、厚さ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。例えばMgAg3%〜20%合金を用いた場合、厚さ100ｎｍ以上400ｎｍ以下であることが好ましい。
【０１００】
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されることが好ましい。例えば、抵抗加熱方式によりボート内で金属塊が融解後にシャッターを開け、15秒間蒸着して一旦冷却する。この操作を金属薄膜の抵抗値が十分低くなるまで複数回繰り返す。
【０１０１】
次に、放射線検出層504について説明する。図１４は、放射線検出層504を含む放射線検出器500の構成を模式的に示した概略図である。放射線検出層504は、図１４に示すように、記録用光導電層542、電荷蓄積層544、読取用光導電層546、電極界面層548、電荷蓄積層界面層549、下部電荷選択透過層550、上部電荷選択透過層552を備えて構成されている。
【０１０２】
＜記録用光導電層＞
記録用光導電層542は、電磁波を吸収し電荷を発生する光導電物質で構成され、アモルファスSe、Bi12MO20(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される。
【０１０３】
アモルファスSeを主成分とする光導電物質を用いた場合、Li, Na, K, Cs, Rb等のアルカリ金属を0.0001ppm〜１0ppmまでの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはLiF, NaF, KF, CsF, RbF等のフッ化物を0.01ppm〜1000ppmまでの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはGe、P、As、Sb等のＩＶ族・Ｖ族元素を10ppm〜1%までの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはCl、Br、I等のハロゲン元素を1ppm〜100ppmの間で微量にドープしたアモルファスSe等を用いることができる。
【０１０４】
特に、Asを10ppm〜200ppm程度含有させたアモルファスSe、または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Se、または0.0001ppm〜0.01ppm程度のNaを含有させたアモルファスSe、または0.0001ppm〜0.01ppm程度のNaと0.1〜0.5% のAsを含有させたアモルファスSe、または1.95±0.02の配位数を有するアモルファスSeが好ましく用いられる。
【０１０５】
また、数nm〜数μmのBi12MO20 (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有機高分子層も用いることができる。
【０１０６】
記録用光導電層542の厚みは、例えばアモルファスSeを主成分とする光導電物質の場合、100 μm以上2000 μm以下であることが好ましく、特に、マンモグラフィ用途では100 μm以上250 μm以下、一般撮影用途においては500 μm以上1200 μm以下の範囲であることが好ましい。
【０１０７】
＜電荷蓄積層＞
電荷蓄積層544は、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性を有する物質で構成され、As2S3、Sb2S3、ZnS、As2Se3、Sb2Se3等のカルコゲナイド系化合物や、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、BCB、PVA、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等の有機高分子や、その他酸化物やフッ化物等により構成される。更には、蓄積したい極性の電荷に対しては絶縁性であり、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有する方がより好ましく、移動度×寿命の積が、電荷の極性により3桁以上差があることが好ましい。
【０１０８】
カルコゲナイド系化合物を用いた電荷蓄積層544としては、特に、As2Se3、またはAsxSe1-x（15<x<55）、As2Se3にCl、Br、I等のハロゲン元素を500ppm〜20000ppmまでドープしたもの、またはAs2Se3のSeをTeで50%程度まで置換したもの、またはAs2Se3のSeをSで50%程度まで置換したもの、またはアモルファスSe-Te系でTeを5%〜30%までドープしたものが好ましく用いられる。こ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、電荷蓄積層の厚みは0.4 μm以上3.0 μm以下であることが好ましく、より好ましくは0.5 μm以上2 μm以下である。このような電荷蓄積層は、1度の製膜で形成しても良いし、複数回に分けて積層しても良い。
【０１０９】
有機高分子を用いた電荷蓄積層544としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、BCB、PVA、アクリル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等の有機高分子に電荷輸送剤をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送剤としては、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-（ジシアノメチレン）-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、C60（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%〜50%の間で設定される。このような有機高分子を用いる場合、電荷蓄積層の厚みは0.1μm以上1.5μm以下である。
【０１１０】
＜読取用光導電層＞
読取用光導電層546は、電磁波、特に可視光を吸収し電荷を発生する光導電物質で構成され、アモルファスSe、アモルファスSi、結晶Si、ZnO、ZnS、ZnSe、ZnTe、PbO、CdS、CdSe、CdTe、GaAs等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物で、エネルギーギャップが0.7eV〜2.5eVの範囲に含まれる半導体物質から構成される。
【０１１１】
アモルファスSeを主とする光導電物質を用いた場合、Li, Na, K, Cs, Rb等のアルカリ金属を0.0001ppm〜１0ppmまでの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはLiF, NaF, KF, CsF, RbF等のフッ化物を0.01ppm〜1000ppmまでの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはGe、P、As、Sb等のＩＶ族・Ｖ族元素を10ppm〜1%までの間で微量にドープしたアモルファスSe、またはCl、Br、I等のハロゲン元素を1ppm〜100ppmの間で微量にドープしたアモルファスSe等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Se、または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Se、または0.0001ppm〜0.01ppm程度のNaを含有させたアモルファスSe、または0.0001ppm〜0.01ppm程度のNaと0.1%〜0.5%のAsを含有させたアモルファスSe、または1.95±0.02の配位数を有するアモルファスSeが好ましく用いられる。
【０１１２】
読取用光導電層546の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ電荷蓄積層に蓄積された電荷による電界が光励起された電荷をドリフトできれば良く、1μm〜30μm程度が好ましい。
【０１１３】
＜電極界面層＞
電極界面層548は、記録用光導電層542とバイアス電極540の間に敷設される上電極界面層548Ａと、読取用光導電層546と下部電極516の間に敷設される下電極界面層548Ｂとがある。
【０１１４】
電極界面層548としては、結晶化を防止する目的において、Asが1%〜20%の範囲でドープされたアモルファスSe、またはS、Te、P、Sb、Geが1%〜10%の範囲でドープされたアモルファスSe、または上記の元素と他の元素を組み合わせてドープしたアモルファスSe、またはより結晶化温度の高いAs2S3やAs2Se3等を好ましく用いることができる。更に、電極層からの電荷注入を防止する目的で上記ドープ元素に加えて、特に正孔注入を防止するためにLi、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属、またはLiF、NaF、KF、RbF、CsF、LiCl、NaCl、KCl、RbF、CsF、CsCl、CsBr等の分子を10ppm〜5000ppmの範囲でドープすることも好ましい。逆に電子注入を防止するために、Cl、I、Br等のハロゲン元素、またはIn2O3等の分子を10ppm〜5000ppmの範囲でドープすることも好ましい。
【０１１５】
電極界面層548の厚みは、上記目的を十分果たすように0.05μmから1μm程度が好ましい。
【０１１６】
＜電荷蓄積層界面層＞
電荷蓄積層界面層549は、電荷蓄積層544と記録用光導電層542の間に敷設される電荷蓄積層上界面層549Ａ、電荷蓄積層544と読取用光導電層546の間に敷設される電荷蓄積層下界面層549Ｂとがある。
【０１１７】
電荷蓄積層界面層549としては、正孔電子再結合箇所の結晶化を抑止する目的において、アモルファスSeにAsが0.1%〜40%の範囲でドープされたものが好ましい。更に、上記ドープ元素に加えて、Li、Na、K、Rb、Cs等のアルカリ金属または、Cl、I、Br等のハロゲン元素をドープすることも好ましい。また界面層の厚みは、上記目的を十分果たすように0.5μm 〜50 μmの間に設定されることが好ましい。
【０１１８】
上記の下電極界面層548Ｂ、読取用光導電層546、電荷蓄積層544、電荷蓄積層界面層549、記録用光導電層542、上電極界面層548Ａの作成方法は任意ではあるが、例えば真空度10-3から10-7Torrの間の真空槽内において、基板を25℃以上70℃以下の間に保持し、上記各合金を入れたボートあるいは坩堝を、抵抗加熱あるいはランプ加熱あるいは電子ビーム等により昇温し、合金、化合物を蒸発または昇華させることにより基板上に積層される。
【０１１９】
また、ボートあるいは坩堝の上部には、例えばステンレスからなるメッシュやパンチングメタルを設置することができ、蒸着分子やドープ元素量を適切に調節することができる。更に、メッシュやパンチングメタルは独自に温度制御することもできる。
【０１２０】
合金、化合物の蒸発温度が大きく異なる場合には、複数の蒸着源に対応した複数のボートあるいは坩堝を同時に加熱し個々に制御することで、ドープ濃度を制御することも好ましく用いられる。例えば、As2Se3とアモルファスSeとLiFをそれぞれボートに入れ、As2Se3のボートを340℃、アモルファスSeのボートを240℃、LiFのボートを800℃として、各ボートのシャッターを開閉することで、As10%ドープアモルファスSeにLiFを5000ppmドープした層を形成することができる。
【０１２１】
また、有機高分子層の場合は溶剤を用いて塗布することにより形成することも可能である。
【０１２２】
＜下部電荷選択透過層＞
記録用光導電層542と電荷収集電極（下部電極）516の間には、下部電荷選択透過層550を敷設することができる。電極界面層548がある場合には、電極界面層548と下部電極516の間に敷設することが好ましい。下部電荷選択透過層550は、暗電流、リーク電流低減の観点から、整流特性を有することが好ましい。下部電荷選択透過層550は、バイアス電極540が正極である場合には、正孔に対しては導電体でありながら電子の注入を阻止する層（電子注入阻止層）で構成し、バイアス電極が負極である場合には、下部電荷選択透過層550は、電子に対しては導電体でありながら正孔の注入を阻止する層（正孔注入阻止層）で構成される。この下部電荷選択透過層550の抵抗率は108Ωcm以上であること、膜厚は0.01 μm〜10 μmであることが好ましい。
【０１２３】
電子注入阻止層としては、Sb2S3、SbTe、ZnTe、CdTe、SbS、AsSe、AsS等の組成からなる無機材料、または有機高分子を用いることができる。無機材料からなる層は、その組成を化学量論組成から変化させ、または2種類以上の同族元素との多元組成とすることでキャリア選択性を調節して用いることが好ましい。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料を用いても良いし、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料を混合して用いることもできる。こうした正孔輸送材料としては、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）である。
【０１２４】
正孔注入阻止層としては、CdS、CeO2、Ta2O5、SiO等の無機材料、または有機高分子が好ましい。有機高分子からなる層としては、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料を混合して用いることができる。こうした電子輸送材料としては、トリニトロフルオレンとその誘導体、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、C60（フラーレン）、C70等のカーボンクラスターを混合したもの等が好ましい。
【０１２５】
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）である。
【０１２６】
一方、薄い絶縁性高分子層も好ましく用いることができ、例えば、パリレン、ポリカーボネート、PVA、PVP、PVB、ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂が好ましい。この場合膜厚は、2μm以下が好ましく、0.5 μm以下がより好ましい。
【０１２７】
なお、Ｓｂ２Ｓ３は電子を捕獲する局在準位を多く有する性質が強いので電子注入阻止性を有するが、Ｓｂ２Ｓ３層と隣接するａ−Ｓｅ層との界面が電気的障壁になるために正孔注入阻止性の層として使われることもある。
【０１２８】
無機材料を用いて下部電荷選択透過層550を敷設する場合、作成方法は任意であるが、例えば真空蒸着法、またはスパッター法、またはプラズマCVD法、または電子ビーム蒸着法等が好ましく用いられる。
【０１２９】
有機高分子を用いて下部電荷選択透過層550を敷設する場合、作成方法は任意であるが、材料を有機溶剤に溶解して公知の方法で塗布することにより行う。例えばディップ法、スプレー法、インクジェット法等が挙げられるが、接地領域の制御が容易なインクジェット法が好ましく用いられる。
【０１３０】
＜上部電荷選択透過層＞
記録用光導電層542とバイアス電極540の間には、上部電荷選択透過層552を敷設することができる。電極界面層548がある場合には、電極界面層548とバイアス電極540の間に敷設することが好ましい。上部電荷選択透過層552は、暗電流、リーク電流低減の観点から、整流特性を有することが好ましい。上部電荷選択透過層522は、バイアス電極540が正極である場合には、電子に対しては導電体でありながら正孔の注入を阻止する層（正孔注入阻止層）で構成し、バイアス電極540が負極である場合には、上部電荷選択透過層522は、正孔に対しては導電体でありながら電子の注入を阻止する層（電子注入阻止層）で構成される。この上部電荷選択透過層552の抵抗率は、108Ωcm以上であること、膜厚は、0.01μm〜10μmであることが好ましい。
【０１３１】
電子注入阻止層としては、Sb2S3、SbTe、ZnTe、CdTe、SbS、AsSe、AsS等の組成から成る無機材料、または有機高分子を用いることができる。無機材料からなる層は、その組成を化学量論組成から変化させ、または2種類以上の同族元素との多元組成とすることでキャリア選択性を調節して用いることが好ましい。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性材料を用いても良いし、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料を5%〜80%の重量比で混合して用いることもできる。こうした正孔輸送性材料としては、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用いられる。具体的にはNPD、TPD、PDA、m-MTDATA2-TNATA、TPACである。
【０１３２】
正孔注入阻止層としては、CdS、CeO2、Ta2O5、SiO等の無機材料、または有機高分子が好ましい。無機材料からなる層は、その組成を化学量論組成から変化させ、または2種類以上の同族元素との多元組成とすることでキャリア選択性を調節して用いることが好ましい。有機高分子からなる層としては、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料を5%〜80%の重量比で混合して用いることができる。こうした電子輸送材料としては、トリニトロフルオレンとその誘導体、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、C60（フラーレン）、C70等のカーボンクラスターを混合したもの等が好ましい。具体的にはTNF、DMDB、PBD、TAZである。
【０１３３】
一方、薄い絶縁性高分子層も好ましく用いることができ、例えば、パリレン、ポリカーボネート、PVA、PVP、PVB、ポリエステル樹脂、ポリメチルメタクリレート等のアクリル樹脂が好ましい。この場合膜厚は、2μm以下が好ましく、0.5μm以下がより好ましい。
【０１３４】
なお、Ｓｂ２Ｓ３は電子を捕獲する局在準位を多く有する性質が強いので電子注入阻止性を有するが、Ｓｂ２Ｓ３層と隣接するａ−Ｓｅ層との界面が電気的障壁になるために正孔注入阻止性の層として使われることもある。
【０１３５】
無機材料を用いて上部電荷選択透過層552を敷設する場合、作成方法は任意であるが、例えば真空蒸着法、またはスパッター法、またはプラズマCVD法、または電子ビーム蒸着法等が好ましく用いられる。
【０１３６】
有機高分子を用いて上部電荷選択透過層552を敷設する場合、作成方法は任意であるが、材料を有機溶剤に溶解して公知の方法で塗布することにより行う。例えばディップ法、スプレー法、インクジェット法等が挙げられるが、敷設領域の制御が容易なインクジェット法が好ましく用いられる。
【０１３７】
＜表面保護層＞
放射線検出デバイス表面には以下の表面保護層506が積層される。
（１）光導電層の耐久性向上を目的としたポリパラキシリレン膜506A
（２）高バイアス電圧からの絶縁性確保を目的とした保護フイルム506B
また、ポリパラキシリレン膜506Aを切断加工する際のバイアス電極540の保護、および保護フイルム506Bの貼り付け面の確保を目的としたスペーサー部材558が、ポリパラキシリレン膜506A及び保護フイルム506Bの貼り付け前に放射線検出デバイスの表面に接着される。以下のそれぞれの特徴を述べる。
【０１３８】
（１）ポリパラキシリレン(パリレン)膜
光導電層からなるデバイスを外部環境から保護する為に表面保護層を設置するのが好ましい。特にＳｅからなる光導電層は密着した表面保護層により亀裂の発生を有効に防ぐことが出来る。外部からの有害なガス成分によるデバイス劣化を防止するため、表面保護層506には、ガス透過性が低く化学的に安定な組成が必要となる。更に、放射線検出デバイスの機能上、放射線透過を妨げない部材であることが必要である。
【０１３９】
これら要求される密着性、および放射線透過率の高い材料および製法として、絶縁性高分子の蒸着または溶剤塗布が好ましい。具体例としては、常温硬化型エポキシ樹脂、ポリカーボネート樹脂、ポリビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、アクリル樹脂、ポリパラキシレン誘導体をCVD法で成膜する方法等があげられる。
【０１４０】
この中でも放射線検出デバイスが熱に弱い材料で構成される場合には、常温硬化型エポキシ樹脂、ポリパラキシリレンをCVD法で成膜することが好ましく、特にポリパラキシリレン誘導体をCVD法で成膜する方法が好ましい。好ましい膜厚は10 μm以上1000 μm以下であり、さらに好ましくは20 μm以上100 μm以下である。
【０１４１】
ポリパラキシリレン膜506Aは、室温で形成できるため被着体に熱ストレスを与えることなく、極めて段差被覆性の高い絶縁膜が得られるが、化学的に非常に安定であるため、被着体との密着性は一般に好ましくない場合が多い。ポリパラキシリレン膜506Aを密着させる部分にはAu蒸着面、およびガラス面が存在し、このガラス面との密着性を上げるためポリパラキシリレン形成前の被着体への処理として、カップリング剤、コロナ放電、プラズマ処理、オゾン洗浄、酸処理、表面租化等の物理的、化学的処理が一般的に知られており用いることができる。
【０１４２】
特にシランカップリング剤もしくはシランカップリング剤を必要によりアルコール等で希釈したものを、少なくとも被着体との密着性を向上させたい部分に塗布処理を施し、あるいは気体として作用させた後ポリパラキシリレン膜506Aを形成することで被着体との密着性を向上させる方法が好ましい。
【０１４３】
また、蒸着後に後述する保護フイルムをポリパラキシリレン膜506Aより広い範囲に重ねて接着し、さらにその上からメカ的にクランプする構成とすることでポリパラキシリレン膜506Aの剥離耐久性向上を図ってもよい。
（２）絶縁保護フイルム
放射線照射によって放射線検出デバイスに潜像を形成するため、バイアス電極540には数kVの高電圧を印加する。このバイアス電極540が外部の導電体に接近すると放電を生じ、被写体が感電する危険がある。上部電極からの放電を防止するため、電極上面への絶縁保護フイルム506Bを貼り付ける。
【０１４４】
この絶縁保護フイルム506Bは印加電位を上回る絶縁破壊強度を有することが必要であり、更に放射線検出デバイスの機能上、放射線透過を妨げない部材であることが必要である。また、絶縁性を長期にわたり確保する上でデバイスに対する密着耐久性を確保する必要もある。
【０１４５】
このような機能を満たす材質としてはPETフイルム、あるいはアルミ表面にPET、ナイロン等樹脂膜を形成したアルミラミネートフイルムなどがあるが、フイルムへのアース処理が不要な点からPETフイルムの採用が望ましい。
【０１４６】
本デバイスに印加する電圧は、光導電層の厚みに応じて2kV〜10kVの範囲で用いられるが、高湿環境下などにおいてもマージンを持って絶縁性を確保するため絶縁保護フイルムの絶縁破壊強度は10kV以上であることが望ましい。また、本デバイスはマンモグラフィ特有の構造として胸壁面を持ちデバイス端部まで高圧電極が存在する。この部分での絶縁を行うため絶縁保護フイルムを胸壁面で90°折り曲げて貼り付ける。PETフイルムの接着にはアクリル系粘着剤、あるいはエポキシ系接着剤が適用可能であるが、硬化時間が必要無い粘着剤の使用が望ましい。粘着剤の一例としてガラス面への粘着力が90°剥離力で10N/20mmのアクリル粘着剤を使用してこのPETフイルムを接着する場合、PETフイルムの厚さを30 μm以下とすることで粘着剤に対する胸壁部の曲げ反力を十分低く設定でき、90°曲げに対する剥離耐久性が得られることが実験的に確認されている。しかし、PETフイルムの絶縁破壊強度は一例として25 μm厚に対し7.8kV程度であり、30 μm厚では10ｋVの絶縁破壊強度が確保できない。10kV以上の絶縁破壊強度をマージンをもって得るためにはPETフイルム厚さが50 μm以上であることが望ましい。この対応として30 μm以下の厚さを持つPETフイルムを2枚以上重ね50 μm以上の厚さとすることで、胸壁部接着性および絶縁破壊強度を両立することが可能となる。
【０１４７】
その他、胸壁面での絶縁保護フイルム密着性を確保するため、胸壁断面をガラススクライブ面とする。また、そのエッジについてはガラスカレット発生防止のため面取り加工を実施する。一般的なガラス研磨面では粗い面に入り込んだオイル成分など汚れが除去できないため接着力が低下するが、このような構造とすることで清掃性が向上し接着力安定性が確保できる。
【０１４８】
なお、ガラス切断面エッジの面取り加工についてはスクライブ装置をレーザースクライバとすることで不要とすることも可能である。
【０１４９】
なお、放射線検出デバイスをマンモグラフィに用いる場合、X線撮影における被曝を抑えるため、低線量での撮影検出が望まれる。低線量照射での陰影変化を検出するため、放射線源からデバイスまでの経路における、被写体（乳房）以外の部材はX線の透過率を98%以上にすることが望ましく、これにより明瞭な画像が得られる。PETフイルムをアクリル粘着剤で接着する場合、PETフイルムおよびアクリル粘着剤の総厚が160 μm以下とすることで前記X線透過率が確保可能である。
【０１５０】
以上絶縁破壊強度、胸壁部接着耐久性、X線透過性を考慮するとPETフイルム厚30 μm以下、およびPETフイルムとアクリル粘着材の総厚160 μm以下を満たす必要がある。
【０１５１】
一例として、図１５に放射線検出器500の胸壁部断面構造図を示す。なお、本発明はこれに限定されるものではない。PETフイルム厚29 μm、アクリル粘着剤厚30 μmの粘着PETフイルムを2枚重ねて貼り付け総厚118 μmとした構成が適用可能である。
（３）スペーサー部材
デバイスの光導電層領域外周部には、信号取り出し用の電極パターン、および高圧印加用端子部があり、ポリパラキシリレン(パリレン)膜蒸着時には、これら電極面を露出させるためのマスキングを行う必要がある。蒸着後にこのマスキング材を剥離する際には、ポリパラキシリレン(パリレン)膜をマスキングテープエッジ周辺でカットする必要があるが、電極面を傷つけずに膜のみをカットする事は困難である。そこで、アモルファスSe蒸着領域外周部の胸壁を除いた3辺に沿って、スペーサー部材を接着した構造をとる。スペーサーの材質は、その上面でポリパラキシリレン(パリレン)膜をカットするため、ある程度の硬さが必要であり、ガラス、PETフイルム等が適用可能である。また、これらの接着にはアクリル系粘着材、2液混合型エポキシ接着剤、あるいはUV硬化型接着剤などが適用可能である。
【０１５２】
このようなスペーサー上でカットされたポリパラキシリレン(パリレン)膜端部の剥離防止策として、カット後のポリパラキシリレン(パリレン)膜蒸着範囲より広い範囲で、かつスペーサー部材の範囲内に対し、前述の絶縁保護フイルムを接着することで端部保護が可能となる。
【０１５３】
スペーサー部材は3本の長方形部材を接着、あるいは3本がコの字状に一体となった部材を接着することで実現可能であるが、3本を接合して接着する場合には接合部におけるポリパラキシリレンの侵入、あるいはスペーサー貼り付け位置精度の低下といった懸念があるため、コの字型に一体となったスペーサーがより望ましい形状である。図１６及び図１７には、放射線検出器500の封止構造が示されている。なお、本発明はこれに限定されるものではない。
（４）その他特徴
高電圧印加配線513とバイアス電極540が接続される高電圧印加端子の構造は、図１８に示すように、デバイス表面のバイアス電極端子540Aに板状端子560を導電性接着剤562で接着し、その上部全体を樹脂カバー564で覆った構造である。
【０１５４】
樹脂カバー564は絶縁性の高い樹脂部材(ザイロン300V等)で成型されており、その最小厚さは絶縁破壊耐圧を確保可能な厚さとする。ザイロン300Vの場合、最小厚さ0.9mmとすることで22kV以上の耐圧を確保している。また、樹脂カバー564は2分割構造とし、Au電極側のカバーは高湿環境時の絶縁性、およびカバー貼り付け位置精度を確保するためシリコーン接着剤566で、また、他方は高圧印加ケーブル568を直角方向に曲げて貼り付ける際の作業性を考慮し両面粘着テープ570による接着を行っている。
＜放射線検出器500の好ましい層構成＞
本実施形態に係る放射線検出器500の好ましい層構成を説明する。なお、本発明は、以下に説明する層構成に限定されるものではない。
【０１５５】
＜構成1＞
図８〜図１３に示すような電極基板502の上に、以下の順に層を作製した。
下部電荷選択透過層550：CeO2、厚み20nm
下電極界面層548Ｂ：As10%ドープアモルファスSe：LiF500ppmドープ、厚み0.1 μm
読取用光導電層546：As40ppmドープアモルファスSe、厚み7μm
電荷蓄積層下界面層549Ｂ：無し
電荷蓄積層544：As2Se3、厚み1μm
電荷蓄積層上界面層549Ａ：無し
記録用光導電層542：Na0.001ppmドープアモルファスSe、厚み200μm
上電極界面層548Ａ：As10%ドープアモルファスSe、厚み0.2 μm
上部電荷選択透過層552：Sb2S3、厚み0.5 μm
バイアス電極540：Au、厚み70nm
＜構成2＞
図８〜図１３に示すような電極基板502の上に、以下の順に層を作製した。
下部電荷選択透過層550：無し
下電極界面層548Ｂ：As3%ドープアモルファスSe、厚み0.15 μm
読取用光導電層546：As40ppmドープアモルファスSe、厚み15 μm
電荷蓄積層下界面層549Ｂ：無し
電荷蓄積層544：As2Se3、厚み2 μm
電荷蓄積層上界面層549Ａ：無し
記録用光導電層542：Na0.001ppmドープアモルファスSe、厚み180 μm
上電極界面層548Ａ：As10%ドープアモルファスSe、厚み0.1 μm
上部電荷選択透過層552：Sb2S3、厚み0.2 μm
バイアス電極540：Au、厚み150nm
＜構成3＞
図８〜図１３に示すような電極基板502の上に、以下の順に層を作製した。
下部電荷選択透過層550：CeO2、厚み30nm
下電極界面層548Ｂ：As6%ドープアモルファスSe、厚み0.25 μm
読取用光導電層546：As40ppmドープアモルファスSe、厚み10 μm
電荷蓄積層下界面層549Ｂ：無し
電荷蓄積層544：As2Se3、厚み0.6 μm
電荷蓄積層上界面層549Ａ：無し
記録用光導電層542：Na0.001ppmドープアモルファスSe、厚み230μm
上電極界面層548Ａ：As10%ドープアモルファスSe、厚み0.3 μm
上部電荷選択透過層552：Sb2S3、厚み0.3 μm
バイアス電極540：Au、厚み100nm
＜構成4＞
図８〜図１３に示すような電極基板502の上に、以下の順に層を作製した。
下部電荷選択透過層550：無し
下電極界面層548Ｂ：As10%ドープアモルファスSe、厚み0.15 μm
読取用光導電層546：As40ppmドープアモルファスSe、厚み14 μm
電荷蓄積層下界面層549Ｂ：As3%〜15%傾斜ドープアモルファスSe、厚み0.5μm
電荷蓄積層544：As2Se3、厚み１.15 μm
電荷蓄積層上界面層549Ａ：無し
記録用光導電層542：Na0.001ppmドープアモルファスSe、厚み150 μm
上電極界面層548Ａ：As4.5%ドープアモルファスSe、厚み0.56 μm
上部電荷選択透過層552：Sb43.5S56.5、厚み0.4 μm
バイアス電極540：Au、厚み70nm
＜構成5＞
図８〜図１３に示すような電極基板502の上に、以下の順に層を作製した。
下部電荷選択透過層550：無し
下電極界面層548Ｂ：As5%ドープアモルファスSe、厚み0.3 μm
読取用光導電層546：As40ppmドープアモルファスSe、厚み19 μm
電荷蓄積下界面層549Ｂ：無し
電荷蓄積層544：As2Se3、厚み１μm
電荷蓄積上界面層549Ａ：As3%ドープアモルファスSe、厚み0.5μm
記録用光導電層542：Na0.001ppmドープアモルファスSe、厚み210 μm
上電極界面層548Ａ：As3%ドープアモルファスSe、厚み0.6 μm
上部電荷選択透過層552：Sb44S56、厚み0.5 μm
バイアス電極540：Au、厚み70nm
＜画像取得シーケンス＞
本画像記録読取システムの画像形成シーケンスは、基本的には、高電圧印加中に記録光（例えばＸ線）を照射し、発生させた電荷を潜像として蓄積する過程、および、高電圧印加を終了後、バイアス電極540と下部電極Bライン516Bを接地（短絡）した状態で読取光を照射して蓄積した電荷を下部電極のSライン516Sから読み出す過程からなる。読取光としてはライン光を電極方向に走査する方法が最適であるが、他の方法でも可能である。読取光源としては、レーザやLEDのように、制御回路で制御可能なものが望ましく、波長域は青色域が望ましい。さらに、必要に応じて、読み残した電荷を十分に消去する過程を組み合わせることができる。この消去過程は、パネル全面に消去光を照射することにより行われ、全面に一度に照射させても、あるいはライン光やスポット光を全面に走査させても良く、読取過程の後、または/および、潜像蓄積過程の前に行われる。消去光源としては、一般的な照明に使われる蛍光灯や冷陰極蛍光灯、LED等、発光効率の高いものが望ましく、波長域は可視光域が望ましい。消去光を照射する際に、高電圧印加を組み合わせて消去効率を高めることもできる。また、高電圧印加後、記録光を照射する前に「前露光」を行うことにより、高電圧印加の際に発生する暗電流による電荷（暗電流電荷）を消去することができる。
【０１５６】
さらに、これら以外の原因によっても静電記録体に種々な電荷が記録光の照射の前に蓄積されることが知られている。これらの残存信号は、残像現象として次に出力される画像情報信号に影響を及ぼすため、補正により低減させることが望ましい。
【０１５７】
残像信号を補正する方法として、上記の画像記録読取過程に、残像画像読取過程を加える方法が有効である。この残像画像記録過程は、記録光を照射しないで高電圧印加のみ行った後、読取光により「残像画像」を読取ることで行われ、この「残像画像」信号に適当な処理を施し、「記録画像」信号から差し引くことで、残像信号を補正することができる。残像画像読取過程は、画像記録読取過程の前、あるいは後に行われる。また、残像画像読取過程の前、または/および後に、適当な消去過程を組み合わせることができる。
【０１５８】
装置立上げ時や診察の合間等、読取システムの非稼動状態がある程度の時間以上続くと、その後に収録する画像のムラ（画像安定性）が悪くなる場合がある。画像安定性を維持するため、装置立ち上げ時であれば一定回数の空読み（記録光照射をしないで、画像形成シーケンスを実行すること）を、また診察の合間であれば、一定時間毎に空読みを行うことができる。この動作の時間短縮のため、空読みの代わりに一定量の消去光照射、あるいは、消去光照射と高圧印加を適宜組み合わせた安定化シーケンスを行っても良い。さらに、撮影の一定時間前（例えば、患者ID入力時等のタイミング）に、空読み、または安定化シーケンスを行うことも、画像安定性の維持に有効である。
【０１５９】
（記録用光導電層542、上部電荷選択透過層552及びバイアス電極540の外周端の位置関係）
ここで、光導電層としての記録用光導電層542、電荷選択透過層としての上部電荷選択透過層552及びバイアス電極としてのバイアス電極540の外周端の位置関係を説明する。図１９は、記録用光導電層542、上部電荷選択透過層552及びバイアス電極540の位置関係を示すための概略図である。なお、図１９では、放射線検出層504のうち、記録用光導電層542、及び上部電荷選択透過層552を図示している。
【０１６０】
記録用光導電層542は、図８及び図１９に示すように、平面視にて、すなわち図１９の矢印Ｘ方向から見て、バイアス電極540より広い領域で設置されており、バイアス電極540は、その全ての外周端において、記録用光導電層542の外周端より内側に位置し、沿面放電が起きないように配置されている。
【０１６１】
記録用光導電層542の外周端とバイアス電極540の外周端の距離は、記録用光導電層542の厚みの５倍以上で、１０倍以上であることが好ましい（図１９の距離Ｃ参照）。
【０１６２】
記録用光導電層542上に配置される上部電荷選択透過層552は、配線580が配置されている領域において、外周端が、平面視にて、バイアス電極540の外周端の内側に位置し、バイアス電極540の外周端部が上部電荷選択透過層552を介することなく、直接、記録用光導電層542に接するように配置されている。
【０１６３】
ここで、配線580とは、画素信号の読み取りに供する配線であると共に、接地電位となる又は、接地電位に近い状態となる配線である。放射線検出器500において配線580とは、検出エリア外にある下部電極516部分であり、図９に示すように、側面視にて（図９の矢印Y方向から見て）TCP508A（図９において右側のTCP508）から延びるSライン516Sと、TCP508B（図９において左側のTCP508）から延びるSライン516Sとが重なる部分以外にあるBライン516B及びSライン516Sの部位（TCP接続部533側の部位）である。
【０１６４】
配線580が配置されている領域とは、具体的には、図８に示すように、方形状とされた電極基板502の２辺（図８の右側及び左側の辺）が、該当する。この２辺において、上部電荷選択透過層552の外周端が、バイアス電極540の外周端の内側に位置している。
【０１６５】
放射線検出器500は、方形状とされた電極基板502の少なくとも１辺に、配線580を有しており、この配線580が配置されている領域において、上部電荷選択透過層552の外周端が、バイアス電極540の外周端の内側に位置していればよい。方形状とされた電極基板502の３辺及び４辺で、配線580が引き出されている場合には、上記の２辺の場合と同様に、その辺において、上部電荷選択透過層552の外周端が、バイアス電極540の外周端の内側に位置する。
【０１６６】
配線580が配置されていない辺に関しては、放電破壊が発生することは無いので、上記の構成をとる必要は無く、従来どおり、上部電荷選択透過層552の外周端はバイアス電極540極の外周端よりも外側に位置していてもよい。
【０１６７】
また、上部電荷選択透過層552の外周端は、検出エリアの外周端から少なくとも、記録用光導電層542の厚みの２倍の距離で外側に位置することが好ましい（図１９の距離Ａ参照）。
【０１６８】
さらに、バイアス電極540の外周端は、検出エリアの外周端に対して少なくとも、記録用光導電層542の厚みと同等以上であることが必要であり、２倍以上であることが好ましく、更に好ましくは５倍以上である（図１９の距離Ｂ参照）。
【０１６９】
（光読取方式の放射線検出器500の作用効果）
次に、上記の光読取方式の放射線検出器500の作用効果について説明する。
【０１７０】
上記のように、放射線検出器500においては、バイアス電極540に電圧が印加されるが、長期に繰り返しバイアス電極540に電圧が印加されることにより誘起された電荷の一部がバイアス電極540の端部に蓄積される。
【０１７１】
この電荷の蓄積により形成される電場が、放電破壊の契機になる。また、局所的に形成された高電場が、外部電極により印加される電場が加わることで、電場が一層高まり、電極からの電荷注入が発生し易くなる。こうしたことは、放射線検出器500のように、記録用光導電層542とバイアス電極540との間に上部電荷選択透過層552が配置される構成において顕著である。
【０１７２】
硫化アンチモンに代表される上部電荷選択透過層552は、バイアス電極540と反対極性の光誘起電荷を透過させる特性を具備し、電荷の蓄積は少ないものの、連続で長時間作動させると、やはり次第に上部電荷選択透過層552を介して電荷の蓄積が起きる。結果として当該部分での微小放電の頻度の増加が認められる。
【０１７３】
こうした劣化の進行は、アモルファスSe（a-Se）を記録用光導電層542とするデバイスで発生し易い。破壊に至らない微小放電であっても、結晶化し易いアモルファスSe（a-Se）層に結晶核の発生を誘発し、これが起点となって破壊的な放電破壊を起こす場合がある。
【０１７４】
この場合、電極間に絶縁層を設置することは、寧ろ当該部分での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加を招き逆効果となる。
【０１７５】
これに対して、本実施形態の構成では、上部電荷選択透過層552の外周端は、配線580が配置された領域において、バイアス電極540の外周端の内側に位置するのでバイアス電極540の外周端が上部電荷選択透過層552を介することなく、直接、記録用光導電層542に接触する。
【０１７６】
これにより、バイアス電極540の外周端部での電荷蓄積とこれによる電場強度の増加が抑制され、バイアス電極540の端部での放電破壊を抑制できる。
【０１７７】
なお、画像領域でのリークは画質低下に繋がるが、画像領域外のバイアス電極540端部でのリークは画像上の影響のないこと、また連続使用において上部電荷選択透過層552に於ける荷電の蓄積が放電破壊の原因となり、端部においては上部電荷選択透過層552を介さず誘起電荷を流すことが、耐久性の大幅に改善に繋がることを発見して、本実施形態はなされたものである。
【０１７８】
（比較試験）
実施例に係る放射線検出器と比較例に係る放射線検出器との比較試験を行った。
【０１７９】
本実施例に係る放射線検出器では、特開２０００−１０５２９７号公報の記載に従い、電極基板502上にSeから成る読取用光導電層546、As2Se3から成る電荷蓄積層544、Ｘ線の照射により荷電を発生させる厚み200μｍのSeからなる記録用光導電層542、Asを10%含むSe層からなる上電極界面層548Ａを0.2μmの厚みで蒸着した。次にマスクを交換することで、上部電荷選択透過層552として厚み0.3μmのSb2S3の組成の蒸発原料を蒸着した。
【０１８０】
ここでは、配線580が配置されたデバイスの2辺においては、硫化アンチモンの蒸着領域の端部が記録用光導電層542の端部より3mm内側となるようにし、その他の2辺においては記録用光導電層542の端部と揃えた。更にマスクを交換することでこの上に、金からなるバイアス電極540を3000Åの厚みで蒸着した。このバイアス電極540は、硫化アンチモンの端部を後退させた2辺においては当該硫化アンチモンの端部から1ｍｍ張り出した領域まで、その他の2辺では硫化アンチモンの端部より2mm後退した位置に端部がくるようにした。
【０１８１】
比較例に係る放射線検出器では、全ての辺において、記録用光導電層542の外周端と上部電荷選択透過層552の外周端が揃うように蒸着された比較用検出器を作成した。
【０１８２】
これらの検出器のバイアス電極に−1.6kVの印加電圧でX線撮像操作を連続で繰り返し、耐久性を調べた。比較例に係る放射線検出器が6万回で放電が起きたのに対して、実施例に係る放射線検出器は33万回の繰り返し印加でも放電破壊は起こらなかった。
【０１８３】
本発明は、上記の実施形態に限るものではなく、種々の変形、変更、改良が可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１８４】
【図１】図１は、TFT方式の放射線検出器の全体構成を示す概略断面図である。
【図２】図２は、TFT方式の放射線検出器の要部を示す概略構成図である。
【図３】図３は、TFT方式の放射線検出器の１画素単位の構造を示す断面図である。
【図４】図４は、TFT方式の放射線検出器の１画素単位の構造を示す平面図である。
【図５】図５は、TFT方式の放射線検出器の全体構成を示す概略平面図である。
【図６】図６は、TFT方式の放射線検出器において、ガラス基板の対向する２辺に配線が配置された構成を示す概略平面図である。
【図７】図７は、TFT方式の放射線検出器において、ガラス基板の１辺に配線が配置された構成を示す概略平面図である。
【図８】図８は、光読取方式の放射線検出器の構成を示す概略平面図である。
【図９】図９は、電極基板の構成を示す概略図である。
【図１０】図１０は、電極基板の検出エリアにおける断面構造を示す概略図である。
【図１１】図１１は、電極基板において、検出エリアと配線との境界を示す概略図である。
【図１２】図１２は、検出エリアの構成を示す図である。
【図１３】図１３は、電極基板の端部の構成を示す概略図である。
【図１４】図１４は、光読取方式の放射線検出器の層構成を模式的に示した概略図である。
【図１５】図１５は、光読取方式の放射線検出器の胸壁部断面構造図である。
【図１６】図１６は、光読取方式の放射線検出器における封止構成を示す概略斜視図である。
【図１７】図１７は、光読取方式の放射線検出器における封止構成を示す概略断面図である。
【図１８】図１８は、光読取方式の放射線検出器における高圧印加端子の構成を示す概略図である。
【図１９】図１９は、光読取方式の放射線検出器の全体構成を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１８５】
400    放射線検出器
401    バイアス電極
402    上部電荷選択透過層（電荷選択透過層）
404    光導電層（光導電層）
407a   電荷収集電極
408    ガラス基板
440    配線
500    放射線検出器
516    下部電極（電荷収集電極）
518    基板
540    上部電極（バイアス電極）
542    記録用光導電層（光導電層）
552    上部電荷選択透過層（電荷選択透過層）
580    配線
【図１】
2009212162.tif 000003
【図２】
2009212162.tif 000004
【図３】
2009212162.tif 000005
【図４】
2009212162.tif 000006
【図５】
2009212162.tif 000007
【図６】
2009212162.tif 000008
【図７】
2009212162.tif 000009
【図８】
2009212162.tif 000010
【図９】
2009212162.tif 000011
【図１０】
2009212162.tif 000012
【図１１】
2009212162.tif 000013
【図１２】
2009212162.tif 000014
【図１３】
2009212162.tif 000015
【図１４】
2009212162.tif 000016
【図１５】
2009212162.tif 000017
【図１６】
2009212162.tif 000018
【図１７】
2009212162.tif 000019
【図１８】
2009212162.tif 000020
【図１９】
2009212162.tif 000021