放射線検出器およびそれを用いた撮像装置
【課題】画像の品質向上または放射線感度の向上を図ることができる放射線検出器およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【解決手段】シンチレータ３１のＸ線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成している。したがって、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを透過した後にシンチレータ３１の入射面側で大部分が停止して可視光フォトンｐｈに変換される。このとき、シンチレータ３１の入射面側の近傍に読み出しパターンＰがあるので、可視光フォトンｐｈが散乱することなく、あるいは散乱しても可視光フォトンｐｈがさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンＰでキャリアとして変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【解決手段】シンチレータ３１のＸ線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成している。したがって、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを透過した後にシンチレータ３１の入射面側で大部分が停止して可視光フォトンｐｈに変換される。このとき、シンチレータ３１の入射面側の近傍に読み出しパターンＰがあるので、可視光フォトンｐｈが散乱することなく、あるいは散乱しても可視光フォトンｐｈがさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンＰでキャリアとして変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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放射線検出器およびそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検出された放射線に基づいて撮像を行う撮像装置は、放射線を検出する放射線検出器を備えている。Ｘ線検出器を例に採って説明する。Ｘ線検出器はＸ線感応型のＸ線変換層（変換層）を備えており、Ｘ線の入射によりＸ線変換層はキャリア（電荷情報）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。Ｘ線変換層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
被検体にＸ線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がアモルファスセレン膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアが膜内に発生する。その後、膜内で生成されたキャリアが、２次元状に配列されたキャリア収集電極に収集されて、所定時間（『蓄積時間』とも呼ばれる）分だけ積分された後、薄膜トランジスタを経由して外部に読み出される。
【０００４】
このようなＸ線検出器を製造するには、２次元状に配列された薄膜トランジスタからなるスイッチング素子や上述したキャリア収集電極などをパターン形成したガラス基板（絶縁基板）上に、アモルファスセレン膜を蒸着することで得られる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、ガラス基板上に蒸着あるいは印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって有機分子で薄膜トランジスタなどのパターンを形成する技術が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。有機分子の中でも、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は蒸着によって形成するのに適しており、有機高分子は転写やインクジェット法によって形成するのに適している。
【０００６】
なお、上述したＸ線変換層を備えたＸ線検出器は、Ｘ線変換層がＸ線を直接にキャリアに変換する「直接変換型」と呼ばれる検出器であるが、Ｘ線を光に変換して、光をキャリアに変換する「間接変換型」と呼ばれる検出器がある。この検出器の場合には、上述したＸ線変換層の替わりに、シンチレータなどの変換層と光感応型の物質で形成された変換層（例えばフォトダイオード）とを備えている。入射したＸ線をシンチレータによって光に変換し、フォトダイオードによってその光をキャリアに変換する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５，２６２，６４９号明細書
【非特許文献１】W. Zhao, et al. , "A flat panel detector for digital radiology using active matrix readout of amorphous selenium," Proc. SPIE Vol. 2708, pp. 523 - 531, 1996.
【非特許文献２】S. Adachi, et al. , "Experimental Evaluation of a-Se and CdTe flat-panel X-ray detector for Digital Radiology and Fluoroscopy," Proc. SPIE Vol. 3977, pp. 38 - 47, 2000.
【非特許文献３】“「有機トランジスタ、プリンタブル集積回路」−ナノエレクトロニクス”、[online]、インターネット< URL : http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/printableofet/2.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば「間接変換型」のＸ線検出器において、入射されたＸ線はシンチレータの入射面側で大部分が停止する。したがって、シンチレータの層の厚みが厚いとシンチレータによって変換された光は散乱により拡がってしまい、撮像によって得られた画像の空間分解能を著しく劣化させてしまう原因となる。図４にそのときの概略図を示す。通常は、図４に示すように、絶縁基板ＷのＸ線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成する。ここで、読み出しパターンは、シンチレータ３１によって変換された可視光フォトンｐｈをキャリアに変換して読み出すものであって、薄膜トランジスタやキャリア収集電極やフォトダイオードなどを含む。なお、フォトダイオードは、可視光フォトンｐｈをキャリアに変換する変換層である。
【０００８】
図４からも明らかなように、入射されたＸ線はシンチレータ３１の入射面側で可視光フォトンｐｈに変換される。したがって、シンチレータ３１の厚みが厚いと読み出しパターンＰのフォトダイオードに到達するまでに可視光フォトンｐｈは散乱により拡がってしまう。
【０００９】
また、「間接変換型」以外の「直接変換型」のＸ線検出器であっても、シンチレータやＸ線変換層の厚みが逆に薄すぎると、Ｘ線が層を透過して突き抜けてしまう。突き抜けたＸ線は、当然キャリア（Ｘ線検出信号）にならないので、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。例えば、Ｘ線停止能力（ストッピングパワー）のかなり高いＣｓＩをかなり厚く（例えば５００μｍ程度）積層形成しても、捉えることができるＸ線は入射されたＸ線の７０％程度であって残りの３０％は信号損失となる。図１１にそのときの概略図を示す。図４でも述べたように、絶縁基板ＷのＸ線入射面側に読み出しパターンＰおよびシンチレータ３１を順に積層形成する。
【００１０】
図１１からも明らかなように、シンチレータ３１の厚みが薄すぎると、Ｘ線がシンチレータ３１を透過して突き抜けてしまい、光に変換することができない。その結果、その光に基づいてキャリアに変換することもできなくなる。したがって、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、画像の品質向上または放射線感度の向上を図ることができる放射線検出器およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、ガラス基板などに代表される絶縁基板上にスイッチング素子やキャリア収集電極などをパターン形成した後に、アモルファスセレン膜などに代表される変換層をＸ線入射面側に積層形成するという発想でなく、変換層のＸ線入射面側にパターン形成するという逆の発想に着目してみた。してみると、上述した非特許文献３の基板の替わりに変換層を用いれば、変換層のＸ線入射面側に蒸着あるいは印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によってパターン形成することが可能になる。そして、「間接変換型」のように変換層がシンチレータの場合には、Ｘ線は読み出しパターンを透過した後にシンチレータの入射面側で大部分が停止して光に変換される。このとき、シンチレータの入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンでキャリアとして読み出されて、画像の品質向上が図れるという知見を得た。
【００１３】
さらに、「間接変換型」や「直接変換型」を含めて、変換層とを２つに分けて、一方の変換層のＸ線入射面側に読み出しパターンを積層形成し、読み出しパターンのＸ線入射面側に他方の変換層を積層形成する、すなわち２つの変換層で読み出しパターンを挟み込むことで、Ｘ線入射面側の変換層をＸ線が突き抜けたとしても、Ｘ線入射面側とは逆の方向の変換層によって突き抜けたＸ線を捉えることができるので、Ｘ線感度の向上が図れるという知見を得た。
【００１４】
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成することを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、読み出しパターンを第１変換層の放射線入射面側に積層形成する。入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換される。このとき、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成することを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを積層形成し、読み出しパターンの放射線入射面側に第２変換層を積層形成する、すなわち２つの変換層で読み出しパターンを挟み込むことで、放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができる。また、放射線入射面側にある第２変換層でも突き抜けなかった放射線を捉える場合があるので、第１変換層で捉えられた放射線と併せて放射線感度の向上を図ることができる。
【００１８】
上述したこれらの発明の材料における読み出しパターンの一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成することである（請求項３に記載の発明）。読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成する場合には、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は後述する蒸着によって読み出しパターンを形成するのに適しており、有機高分子は後述する印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって読み出しパターンを形成するのに適している。
【００１９】
上述したこれらの発明の読み出しパターンの形成の一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を蒸着によって形成することである（請求項４に記載の発明）。蒸着の場合には、上述した有機低分子で読み出しパターンを形成するのが好ましい。
【００２０】
上述したこれらの発明の読み出しパターンの形成の他の一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって形成することである（請求項５に記載の発明）。印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）の場合には、上述した有機高分子で読み出しパターンを形成するのが好ましい。また、印刷塗布製膜の場合に、有機薄膜以外の無機薄膜や金属で読み出しパターンの少なくとも一部（例えば配線部分）を形成することも可能である。
【００２１】
上述したこれらの発明の一例は、読み出しパターンを薄膜シート上に形成し、薄膜シート上に形成された読み出しパターンと第１変換層とを貼り合わせることである（請求項６に記載の発明）。この場合には、読み出しパターンと第１変換層との間に薄膜シートが介在した放射線検出器を実現することができる。
【００２２】
また、上述したこれらの発明の他の一例は、第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを直接に積層形成することである（請求項７に記載の発明）。この場合には、読み出しパターンが第１変換層に直接に接触した放射線検出器を実現することができる。
【００２３】
また、上述したこれらの発明の他の一例は、読み出しパターンと第２変換層とを貼り合わせることである（請求項８に記載の発明）。この貼り合わせによって放射線検出器を実現することができる。
【００２４】
また、上述したこれらの発明において、第１変換層の放射線入射面側とは逆方向に、あるいは第１変換層および第２変換層の少なくとも一方に、光を反射させる光反射層を積層形成するのが好ましい（請求項９に記載の発明）。光が変換層から検出器の外部に向かって散乱しても、光反射層によって内部に戻すことができる。したがって、外部に向かって散乱した光をも捉えることができ、画像の品質向上または放射線感度の向上を図ることができる。
【００２５】
また、上述したこれらの発明のさらなる他の一例は、放射線の情報に基づいた光の情報を電荷情報に変換する光電変換層を読み出しパターンに含むことである（請求項１０に記載の発明）。これによって、光の情報は読み出しパターンに含まれた光電変換層によって電荷情報に変換されつつ、その電荷情報が読み出しパターンで読み出される。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明は、放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、変換された電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換され、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出され、画像の品質向上を図ることができる。その結果、放射線を正確に検出することができる。かかる検出器を撮像装置が用いているので、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明は、放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成するとともに、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成し、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
［作用・効果］請求項１２に記載の発明によれば、放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができるので、放射線感度の向上を図ることができる。その結果、放射線を正確に検出することができる。かかる検出器を撮像装置が用いているので、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明に係る放射線検出器およびそれを用いた撮像装置によれば、入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換され、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出され、画像の品質向上を図ることができる（請求項１に記載の発明）、あるいは放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができるので、放射線感度の向上を図ることができる（請求項２に記載の発明）。
【実施例１】
【００３１】
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係るに係るＸ線透視撮影装置のブロック図であり、図２は、Ｘ線透視撮影装置に用いられている側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路であり、図３は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、放射線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）を例に採るとともに、撮像装置としてＸ線透視撮影装置を例に採って説明する。また、実施例１〜８では「間接変換型」のＦＰＤとして以下を説明する。
【００３２】
後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１に係るＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤユニット３とを備えている。
【００３３】
Ｘ線透視撮影装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、後述するＦＰＤユニット３のＦＰＤ３０の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、後述するＦＰＤユニット３のＡ／Ｄ変換器３７から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部８や、これらの各構成部を統括するコントローラ９や、処理された画像などを記憶するメモリ部１０や、オペレータが入力設定を行う入力部１１や、処理された画像などを表示するモニタ１２などを備えている。
【００３４】
なお、天板制御部４、ＦＰＤ制御部５、電圧発生部６を有するＸ線管制御部７、画像処理部８、コントローラ９、メモリ部１０、入力部１１、モニタ１２などで撮像処理部１３を構成している。この撮像処理部１３とＦＰＤユニット３との間には電気ケーブル１４を介在させ、この電気ケーブル１４によって、ＦＰＤユニット３と撮像処理部１３とを互いに電気的に接続する。電気ケーブル１４については、パーソナルコンピュータの汎用インターフェイスであるＵＳＢケーブルなどに代表される有線ケーブルを用いる。また、ＦＰＤユニット３と撮像処理部１３のように外部との間でデータ転送を行う場合には、電気ケーブル１４のような有線ケーブルに限定されずに、無線データ転送であってもよいし、メモリーカードなどに代表される記憶媒体にデータを記憶させて、その記憶媒体をＦＰＤユニット３あるいは撮像処理部１３から読み出すことによるオフライン転送であってもよい。
【００３５】
天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。ＦＰＤ制御部５は、後述するＦＰＤ３０ごとＦＰＤユニット３を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与え、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させるによる走査に関する制御や、Ｘ線管３側のコリメータ（図示省略）の照視野の設定の制御などを行う。なお、Ｘ線管２やＦＰＤ３０の走査の際には、Ｘ線管２から照射されたＸ線をＦＰＤ３０が検出できるようにＸ線管２およびＦＰＤ３０ごとＦＰＤユニット３が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
【００３６】
コントローラ９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１０は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１１は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線透視撮影装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３０が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部８で画像処理を行うことで被検体Ｍの撮像を行う。画像処理部８は、この発明における画像処理手段に相当する。
【００３７】
ＦＰＤユニット３は、ＦＰＤ３０を備えている。このＦＰＤ３０は、図２に示すように、Ｘ線などの放射線が入射することにより光に変換するシンチレータ３１と、シンチレータ３１の放射線入射面側に設けられた電圧印加電極３２と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられたキャリア収集電極３３と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられ、かつ変換された光をキャリアに変換するフォトダイオードＰＤと、そのキャリアを取り出すための通常時ＯＦＦ（遮断）の電荷取り出し用のスイッチ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒとを備えている。なお、光が後述する読み出しパターンのフォトダイオードＰＤに入射できるように、電圧印加電極３２は、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成されている。シンチレータ３１は、この発明における第１変換層に相当し、フォトダイオードＰＤは、この発明における光電変換層に相当する。
【００３８】
この他に、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、薄膜トランジスタＴｒのソースに接続されているデータ線３４と、薄膜トランジスタＴｒのゲートに接続されているゲート線３５とを備えており、シンチレータ３１，電圧印加電極３２，フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５が積層されて構成されている。フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５で、図４以降の図面にも示すように、読み出しパターンＰを構成する。読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【００３９】
したがって、シンチレータ３１の放射線入射面側に読み出しパターンＰを設けることになる。また、シンチレータ３１で変換された光を読み出しパターンＰによってキャリアに変換して読み出す。また、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、フォトダイオードＰＤを読み出しパターンＰに含むように構成している。
【００４０】
図２、図３に示すように、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（例えば、1024個×1024個や4096×4096個）形成されたキャリア収集電極３３ごとに、上述した各々の薄膜トランジスタＴｒがそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極３３，および薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極３２は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。また、上述したデータ線３４は、図３に示すように、横（Ｘ）方向に複数本に並列されているとともに、上述したゲート線３５は、図３に示すように、縦（Ｙ）方向に複数本に並列されており、各々のデータ線３４およびゲート線３５は各検出素子ＤＵに接続されている。また、データ線３４はアンプアレイ回路３６に接続されるとともに、アンプアレイ回路３６はＡ／Ｄ変換器３７に接続されており、ゲート線３５はゲートドライバ回路３８に接続されている。なお、検出素子ＤＵの配列個数は上述の1024個×1024個や4096×4096個だけでなく、実施形態に応じて配列個数を変更して使用することができる。したがって、検出素子ＤＵが１個のみの形態であってもよい。
【００４１】
続いて、本実施例１に係るＸ線透視撮影装置およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の作用について説明する。電圧印加電極３２に、例えば１Ｖ〜１０Ｖ程度のバイアス電圧ＶAを印加した状態で、検出対象である放射線を入射させる。このバイアス電圧ＶAの印加の制御についてもＦＰＤ制御部５から行う。
【００４２】
放射線の入射によってシンチレータ３１は光に変換し、その光が透明電極である電圧印加電極３２を透過した後に読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。その光の入射によってフォトダイオードＰＤは電荷情報としてキャリアを生成する。ゲートドライバ回路３８の信号取り出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、ゲート線３５が選択されて、さらに選択されたゲート線３５に接続されている検出素子ＤＵが選択指定される。その指定された検出素子ＤＵでの電荷が、選択されたゲート線３５の信号によってＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データ線３４に読み出される。
【００４３】
また、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、データ線３４およびゲート線３５の信号取り出し用の走査信号（ゲート線３５の場合にはゲート駆動信号、データ線３４の場合にはアンプ駆動信号）に基づいて行われる。アンプアレイ回路３６やゲートドライバ回路３８に信号取り出し用の走査信号が送り込まれると、ゲートドライバ回路３８から縦（Ｙ）方向の走査信号（ゲート駆動信号）に従って各検出素子ＤＵが選択される。そして、横（Ｘ）方向の走査信号（アンプ駆動信号）に従ってアンプアレイ回路３６が切り換えられることによって、選択された検出素子ＤＵでの電荷が、データ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。そして、アンプアレイ回路３６で増幅されて、Ｘ線検出信号としてアンプアレイ回路３６から出力されてＡ／Ｄ変換器３７に送り込まれる。Ａ／Ｄ変換器３７は、ＦＰＤ３０からの電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出す。
【００４４】
上述の動作によって、例えばＸ線透視撮影装置の透視Ｘ線像の検出に本実施例１に係るＦＰＤ３０を用いた場合、データ線３４を介して外部に読み出された電荷情報（Ｘ線検出信号）が画像情報に変換されて、Ｘ線透視画像として出力される。
【００４５】
ところで、ＦＰＤユニット３は、筐体（図示省略）で構成されており、上述したＦＰＤ３０やアンプアレイ回路３６やＡ／Ｄ変換器３７やゲートドライバ回路３８の他に、燃料電池からなる蓄電池（バッテリ）や記憶媒体（いずれも図示省略）などを収納している。より具体的には、弾性体で形成されたフレキシブル基板（図示省略）によってＦＰＤ３０と回路用基板（図示省略）とを電気的に接続し、その回路用基板にアンプアレイ回路３６やＡ／Ｄ変換器３７やゲートドライバ回路３８などを搭載する。そして、これらの基板やＦＰＤ３０などを収納した後に、ゲル状の樹脂（図示省略）を封入してモールドすることで、筐体内の隙間を埋めて、ＦＰＤ３０などを固定する。なお、筐体は、電気または磁気シールド加工が施された樹脂であるのが好ましい。
【００４６】
次に、本実施例１に係るＦＰＤ３０の構造について、図５を参照して説明する。また、本実施例１との比較のための従来のＦＰＤの構造についても、上述した図４を参照して説明する。図４は、図５との比較のための従来のＦＰＤの概略断面図であって、図５は、実施例１に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。
【００４７】
上述したように、従来の場合には、図４に示すように、絶縁基板Ｗの放射線（ここではＸ線）入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成している。入射されたＸ線はシンチレータ３１の入射面側で可視光フォトンｐｈに変換される。したがって、シンチレータ３１の厚みが厚いと読み出しパターンＰのフォトダイオードに到達するまでに可視光フォトンｐｈは散乱により拡がってしまう。
【００４８】
これに対して、本実施例１の場合には、図５に示すように、シンチレータ３１の放射線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成している。したがって、入射された放射線（ここではＸ線）は読み出しパターンＰを透過した後にシンチレータ３１の入射面側で大部分が停止して可視光フォトンｐｈに変換される。このとき、シンチレータ３１の入射面側の近傍に読み出しパターンＰがあるので、可視光フォトンｐｈが散乱することなく、あるいは散乱しても可視光フォトンｐｈがさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンＰでキャリア（電荷情報）として変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【００４９】
また、Ｘ線を正確に検出することができる。かかるＦＰＤ３０のような検出器を撮像装置としてＸ線透視撮影装置が用いているので、画像処理部８による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００５０】
また、本実施例１の場合には、従来のような絶縁基板がなくても読み出しパターンＰを積層形成して、ＦＰＤ３０を構成することができる。絶縁基板は、通常、１ｍｍ程度のガラス板で形成されており、ガラス板はバリウム（Ｂａ）などの重金属を含む。したがって、Ｘ線を従来とは逆側の裏面（図４では図中の下面）から入射させたとしても、図４のような従来の構造を用いた場合には、絶縁基板ＷのＢａなどの重金属によってＸ線の減衰を招いてしまう。ところが、本実施例１の場合には、従来のような絶縁基板がないので、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを減衰せずに透過、あるいは減衰しても絶縁基板ほどに減衰せずに透過して、シンチレータ３１に入射することができるという効果をも奏する。
【００５１】
次に、ＦＰＤ３０の製造方法について、図６を参照して説明する。図６は、実施例１に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図６では、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【００５２】
先ず、図６（ａ）に示すようにシンチレータ３１のＸ線入射面（図６の図中の上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。シンチレータ３１を形成する半導体については、ＣｓＩ、Ｃｄ2Ｏ2Ｓなどに例示されるように、用途に応じて適宜選択することができる。また、電圧印加電極３２については、シンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射できるように、上述したようにＩＴＯなどに代表される透明電極で形成するのが好ましい。
【００５３】
電圧印加電極３２を形成した後に、電圧印加電極３２のＸ線入射面（上面）側に、図６（ｂ）〜図６（ｇ）に示すように読み出しパターンＰとしてフォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５を積層形成する。以下に、より具体的に説明する。
【００５４】
図６（ｂ）に示すように、電圧印加電極３２の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。フォトダイオードＰＤを積層形成した後に、図６（ｂ）に示すように、フォトダイオードＰＤの上面にキャリア収集電極３３を積層形成する。なお、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１ではこの発明における光電変換層として、フォトダイオードＰＤを採用したが、フォトダイオード以外でも光感応型の物質で形成された変換層であれば、光電変換層として用いることができる。
【００５５】
キャリア収集電極３３を積層形成した後に、図６（ｃ）に示すように、キャリア収集電極３３の上面に絶縁膜４１を積層形成する。そして、絶縁膜４１にスルーホール（貫通孔）としてバイアＶＩＡを設ける。図６（ｄ）に示すように、絶縁膜４１の上面にペンタセンで形成されたゲートチャンネル４２を積層形成するとともに、バイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極３３の一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極４３を積層形成する。このゲートチャンネル４２の一端の上面にキャリア収集電極４３を積層形成するとともに、ゲートチャンネル４２の他端の上面にデータ線３４を積層形成する。
【００５６】
これら絶縁膜４１やゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４の上面に、図６（ｅ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成する。図６（ｆ）に示すように、この絶縁膜４４の上面に、ゲートＧを積層形成する。なお、ゲートＧとゲート線３５（図２、図３を参照）とは電気的に接続されるように図示を省略する配線やスルーホールで電気的に接続する。
【００５７】
さらに、これら絶縁膜４４やゲートＧの上面に、図６（ｇ）に示すように、絶縁膜４５を積層形成する。この絶縁膜４５の上面に保護層４６（図６では図示省略）を積層形成することで、図２および図５に示すような構造となる（ただし、図２は等価回路）。そして、キャリア収集電極４３のゲートチャンネル４２側の一端と、データ線３４のゲートチャンネル４２の一端と、ゲートチャンネル４２と、ゲートＧと、絶縁膜４４とで薄膜トランジスタＴｒを構成する。これらフォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５の積層形成は、読み出しパターンＰの積層形成である。
【００５８】
読み出しパターンＰの積層形成については、読み出しパターンＰの全てを有機薄膜で積層形成してもよいし、読み出しパターンＰの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成してもよい。有機薄膜による読み出しパターンＰの積層形成については、具体的には以下のようなものがある。
【００５９】
例えば、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３（図６のキャリア収集電極４３も含む），薄膜トランジスタＴｒの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成するとともに、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部も有機薄膜で積層形成してもよい。データ線３４およびゲート線３５を有機薄膜で積層形成する場合には、導電性有機材料を用いる。また、キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成するとともに、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部を無機薄膜（例えばＩＴＯなどの透明電極）や金属で積層形成して、フォトダイオードＰＤを変換層の薄膜で積層形成してもよい。
【００６０】
有機薄膜の中でも、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子（本実施例１ではゲートチャンネル４２をペンタセンで形成）と、有機高分子とがあり、両者のうちのいずれかを選択することで具体的な積層形成方法が異なる。読み出しパターンＰとして有機低分子を選択した場合には蒸着によって積層形成を行い、読み出しパターンＰとして有機高分子を選択した場合には印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって積層形成を行う。
【００６１】
有機高分子を選択した場合には、キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの導体部分（例えばキャリア収集電極３３、薄膜トランジスタＴｒのゲートＧなど）をＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン系）やＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）などに代表される導電性有機材料で形成する。また、絶縁膜４１，４４，４５をポリイミドやポリビニルフェノールなどで形成する。
【００６２】
なお、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部を有機薄膜以外の無機薄膜や金属で積層形成する場合でも、印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって積層形成を行うことが可能である。この場合には、好ましくは酸化し難い材料（例えば銀や金や白金などの貴金属）をナノサイズ（１０-9ｍｍ程度）の粒子にして、印刷によってデータ線３４やゲート線３５の積層形成を行う。また、データ線３４やゲート線３５のような配線を、上述した蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成してもよい。
【００６３】
また、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの一部を有機薄膜以外の無機薄膜（例えばアモルファスシリコン）で積層形成する場合には、データ線３４やゲート線３５でも述べたように、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成してもよい。
【００６４】
このように、読み出しパターンＰの少なくとも一部を有機薄膜で形成する場合には、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は蒸着によって読み出しパターンＰを形成するのに適しており、有機高分子は印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって読み出しパターンＰを形成するのに適している。したがって、蒸着の場合には有機低分子で読み出しパターンＰを形成するのが好ましく、印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）の場合には有機高分子で読み出しパターンＰを形成するのが好ましい。また、印刷の場合に、有機薄膜以外の無機薄膜や金属で読み出しパターンの一部（例えばデータ線３４やゲート線３５のような配線）を形成することも可能である。
【００６５】
なお、透明電極であった電圧印加電極３２と同様に、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。例えば、シンチレータ３１に対してフォトダイオードＰＤがこれらの配線や電極を挟んで積層形成されている場合には、これらの配線や電極が介在していても、シンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに減衰することなく入射することができる。
【実施例２】
【００６６】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図７は、実施例２に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図８は、実施例２に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００６７】
上述した実施例１では、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５からなる読み出しパターンＰを、シンチレータ３１のＸ線入射面側に設けられた電圧印加電極３２の入射面（図６の図中の上面）側に積層形成することで、この発明における第１変換層であるシンチレータ３１の入射面側に読み出しパターンＰを積層形成する構造であったが、本実施例２では、図７に示すように、読み出しパターンＰとシンチレータ３１との間に、電圧印加電極３２の他にさらに薄膜シートＳを介在させる構造である。そのために、本実施例２では、図８に示すようにＦＰＤ３０を製造する。薄膜シートＳを樹脂系の材料で形成する。なお、薄膜シートＳについては合成樹脂などのように可塑性であるのが好ましい。可塑性を有することで薄膜シートＳに後述する貼り合わせによる力が加わっても、その力に応じて薄膜シートＳの形状を自在に変えることができ、貼り合わせの際の密着性を高めることができる。また、薄膜シートＳは光透過性のあるプラスチックフィルムであるのが好ましい。光透過性にすることでシンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに減衰することなく入射することができる。薄膜シートＳは、この発明における薄膜シートに相当する。
【００６８】
先ず、図８（ａ）に示すように薄膜シートＳのＸ線入射面（上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。そして、電圧印加電極３２の上面に読み出しパターンＰの少なくとも一部を、蒸着あるいは印刷塗布製膜によって形成する。この読み出しパターンＰの積層形成は、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）と同様なので、その説明を省略する。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。薄膜シートＳ上に形成された読み出しパターンＰと、シンチレータ３１とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図８（ｃ）に示すように薄膜シートＳがシンチレータ３１に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰとシンチレータ３１との間に電圧印加電極３２および薄膜シートＳが介在する。
【００６９】
上述した本実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層であるシンチレータ３１との間に薄膜シートＳが介在したＦＰＤ３０を実現することができる。
【実施例３】
【００７０】
次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。
図９は、実施例３に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。実施例１，２と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００７１】
上述した実施例１，２では、シンチレータ３１の放射線（ここではＸ線）入射面側とは逆方向には光を反射させる光反射層がない構造であったが、本実施例３では、図９に示すように光反射層４７を設ける構造である。図９（ａ）は、実施例１のように薄膜シートＳがない構造に光反射層４７を設けた場合で、図９（ｂ）は、実施例２のように薄膜シートＳを介在させた構造に光反射層４７を設けた場合である。
【００７２】
いずれの場合においても、図９に示すように、シンチレータ３１の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側とは逆方向、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈがシンチレータ３１からＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、光反射層４７によって内部に戻すことができる。したがって、外部に向かって散乱した可視光フォトンｐｈをも捉えることができ、画像の品質向上をより一層図ることができる。光反射層４７は、この発明における光反射層に相当する。
【実施例４】
【００７３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例４を説明する。
図１０は、実施例４に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０の等価回路である。実施例１〜３と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００７４】
上述した実施例１〜３では、読み出しパターンＰをこの発明における第１変換層であるシンチレータ３１の放射線入射面側に積層形成する構造であったが、後述する実施例５〜８も含めて、本実施例４では、図１０や後述する図１２、図１３などにも示すように、読み出しパターンＰを半導体厚膜５１の放射線入射面側に積層形成して、シンチレータ５２を読み出しパターンＰの放射線入射面側に積層形成する構造である。つまり、半導体厚膜５１とシンチレータ５２とで読み出しパターンＰを挟んだサンドイッチ構造（以下、実施例４〜７の構造を『サンドイッチ構造』と略記する）である。
【００７５】
なお、後述する実施例５〜７も含めて、本実施例４では、半導体厚膜５１は、シンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であって、後述する実施例８では、半導体厚膜５１は、放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体である。
【００７６】
具体的に説明すると、後述する実施例５〜７も含めて、本実施例４では、図１０に示すように、ＦＰＤ３０は、半導体厚膜５１と、半導体厚膜５１の放射線入射面側に設けられた読み出しパターンＰ（フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５）と、その読み出しパターンＰの放射線入射面側に設けられた電圧印加電極３２と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられたシンチレータ５２とを備えている。本実施例４でも電圧印加電極３２は、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成されている。後述する実施例５〜８も含めて、本実施例４では、半導体厚膜５１は、この発明における第１変換層に相当し、シンチレータ５２は、この発明における第２変換層に相当する。また、上述した実施例１〜３と同様に、実施例４〜７においても、フォトダイオードＰＤは、この発明における光電変換層に相当し、読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【００７７】
読み出しパターンＰの構造およびＦＰＤ３０周辺の回路（ゲートドライバ回路３８やアンプアレイ回路３６）との電気的な接続の態様については、上述した実施例１〜３と同様なので、その説明を省略する。
【００７８】
次に、本実施例４に係るＦＰＤ３０の構造について、図１２を参照して説明する。また、本実施例４との比較のための従来のＦＰＤの構造についても、上述した図１１を参照して説明する。図１１は、図１２との比較のための従来のＦＰＤの概略断面図であって、図１２は、実施例４に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。また、図１１は、同じく従来のＦＰＤであった図５の構造のうち、シンチレータの厚みを薄くした構造であって、他の構造については図５と同じである。
【００７９】
上述したように、従来の場合には、図１１に示すように、絶縁基板Ｗの放射線（ここではＸ線）入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成している。したがって、シンチレータ３１の厚みが薄すぎると、Ｘ線がシンチレータ３１を透過して突き抜けてしまい、光に変換することができなくなる。その結果、その光に基づいてシンチレータ３１がキャリアに変換することもできなくなる。したがって、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。
【００８０】
これに対して、本実施例４の場合には、図１２に示すように、変換層は、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１とこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とで構成され、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２で読み出しパターンＰを挟み込むサンドイッチ構造としている。したがって、放射線（ここではＸ線）入射面側にあるシンチレータ５２を放射線（ここではＸ線）が突き抜けたとしても、放射線（ここではＸ線）入射面側とは逆の方向にある半導体厚膜５１によって突き抜けたＸ線を捉えることができる。また、入射面側にあるシンチレータ５２でも突き抜けなかったＸ線を捉える場合があるので、半導体厚膜５１で捉えられたＸ線と併せてＸ線感度の向上を図ることができる。
【００８１】
また、Ｘ線を正確に検出することができる。かかるＦＰＤ３０のような検出器を撮像装置としてＸ線透視撮影装置が用いているので、画像処理部８による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００８２】
また、本実施例４の場合にも、上述した実施例１と同様に、従来のような絶縁基板がなくても読み出しパターンＰを積層形成して、ＦＰＤ３０を構成することができる。Ｘ線を従来とは逆側の裏面（図１１では図中の下面）から入射させたとしても、図１１のような従来の構造を用いた場合には、絶縁基板ＷのＢａなどの重金属によってＸ線の減衰を招いてしまう。ところが、本実施例４の場合には、従来のような絶縁基板がないので、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを減衰せずに透過、あるいは減衰しても絶縁基板ほどに減衰せずに透過して、半導体厚膜５１あるいはシンチレータ５２に入射することができるという効果をも奏する。
【００８３】
なお、変換層が放射線（ここではＸ線）の入射によりキャリア（電荷情報）に変換するタイプで、かつその変換されたキャリアを読み出しパターンＰで読み出すＦＰＤ３０のタイプ、すなわち放射線をキャリアに直接に変換した「直接変換型」と、変換層が放射線（ここではＸ線）の入射により光に変換するタイプで、かつその変換された光に基づいてキャリアに変換して、その光に基づいたキャリアを読み出しパターンＰで読み出すＦＰＤ３０のタイプ、すなわち放射線を光に一旦変換した後にキャリアに変換することで放射線をキャリアに間接的に変換した「間接変換型」とがある。
【００８４】
本実施例４において、変換層は、上述した半導体厚膜５１およびシンチレータ５２からなり、シンチレータ５２をＸ線が突き抜けて半導体厚膜５１でそのＸ線を捉えた場合と、シンチレータ５２でＸ線を捉えた場合とで、各変換層におけるタイプが異なることがある。
【００８５】
例えば、本実施例４のように、半導体厚膜５１がシンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であれば、図１２に示すような構造となって、半導体厚膜５１またはシンチレータ５２でＸ線をそれぞれ捉えると可視光フォトンｐｈにそれぞれ変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。そして、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。この場合には、半導体厚膜５１側においてもシンチレータ５２側においても、ともに「間接変換型」となる。
【００８６】
また、後述する実施例８のように、半導体厚膜５１が放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体であれば、図２２に示すような構造となって、シンチレータ５２でＸ線を捉えると可視光フォトンｐｈに変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。そして、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。一方、半導体厚膜５１でＸ線を捉えるとキャリアｅｌｅｃに変換されて、読み出しパターンＰのキャリア収集電極３３に直接に読み出される。このとき、キャリア収集電極３３がキャリアを収集するために、図２２に示すようにキャリアを溜めるコンデンサＣａを備えている。この場合には、シンチレータ５２においては「間接変換型」となり、半導体厚膜５１においては「直接変換型」となり、「間接変換型」および「直接変換型」が混合したＦＰＤ３０となる。
【００８７】
次に、本実施例４におけるＦＰＤ３０の製造方法について、図１３を参照して説明する。図１３は、実施例４に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図１３でも、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【００８８】
先ず、図１３（ａ）に示す半導体厚膜５１のＸ線入射面（上面）に、図１３（ｂ）〜図１３（ｆ）に示すように読み出しパターンＰを積層形成する。この読み出しパターンＰの積層形成は、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）とはほぼ逆の手順となる。半導体厚膜５１を形成する半導体については、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＰｂＩ２、ＰｂＯや、アモルファスセレンなどのようなアモルファス型の半導体や多結晶型の半導体などに例示されるように、用途に応じて適宜選択することができる。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。
【００８９】
図１３（ｂ）に示すように半導体厚膜５１の上面にゲートＧを積層形成し、半導体厚膜５１およびゲートＧの上面に絶縁膜４５を積層形成する。ゲートＧおよび絶縁膜４５を積層形成した後に、図１３（ｃ）に示すように、ゲートＧにゲートチャンネル４２が対向するように、ゲートチャンネル４２、キャリア収集電極４３およびデータ線３４を積層形成する。
【００９０】
薄膜トランジスタＴｒ（図１３（ｆ）を参照）を構成するゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４などを積層形成した後は、図１３（ｄ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成して、その絶縁膜４４にバイアＶＩＡを設ける。図１３（ｅ）に示すように、このバイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極４３を一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極３３を積層形成する。そして、キャリア収集電極３３を積層形成した後に、キャリア収集電極３３の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。この図１３（ｂ）〜図１３（ｅ）を経て、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）とはほぼ逆の手順で積層形成された読み出しパターンＰが完成する。
【００９１】
図１３（ｆ）に示すように、読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤの上面に実施例１と同様の電圧印加電極３２を積層形成する。そして、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。また、電圧印加電極３２についても、上述した実施例１と同様に、シンチレータ５２によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射できるように、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成するのが好ましい。
【００９２】
また、実施例１でも述べたように、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。
【実施例５】
【００９３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例５を説明する。
図１４は、実施例５に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図１５は、実施例５に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。実施例４と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００９４】
上述した実施例４では、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１のＸ線入射面側に読み出しパターンＰを直接に積層形成する構造であったが、本実施例４では、図１４に示すように、読み出しパターンＰと半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳを介在させる構造である。そのために、本実施例５では、図１５に示すようにＦＰＤ３０を製造する。薄膜シートＳの材料や効果については、実施例２と同様である。つまり、本実施例５は、図１４に示すように、実施例２の薄膜シートＳと実施例４のサンドイッチ構造とを組み合わせた実施例である。
【００９５】
先ず、図１５（ａ）に示す薄膜シートＳに、図１５（ｂ）に示すように読み出しパターンＰや電圧印加電極３２やシンチレータ５２を積層形成する。この読み出しパターンＰや電圧印加電極３２やシンチレータ５２の積層形成は、実施例４の図１３（ｂ）〜図１３（ｆ）と同様なので、その説明を省略する。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。
【００９６】
図１５（ｃ）に示すように、薄膜シートＳ上に電圧印加電極３２やシンチレータ５２とともに形成された読み出しパターンＰと、半導体厚膜５１とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図１５（ｄ）に示すように薄膜シートＳが半導体厚膜５１に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰと半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳが介在する。
【００９７】
上述した本実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層である半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳが介在したＦＰＤ３０を実現することができる。
【実施例６】
【００９８】
次に、図面を参照してこの発明の実施例６を説明する。
図１６は、実施例６に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図１７は、実施例６に係るＦＰＤ３の製造工程を示す概略断面図である。実施例４，５と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００９９】
上述した実施例５では、薄膜シートＳ上に形成された読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層である半導体厚膜５１とを貼り合わせる構造であったが、本実施例６では、図１６に示すように、読み出しパターンＰと薄膜シートＳ上に形成されたこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とを貼り合わせる構造である。
【０１００】
先ず、図１７（ａ）に示すように、薄膜シートＳのＸ線入射面（上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。そして、図１７（ｂ）に示すように、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。一方で、半導体厚膜５１に読み出しパターンＰを積層形成して、図１７（ｃ）に示すように、読み出しパターンＰと薄膜シートＳ上に電圧印加電極３２とともに形成されたシンチレータ５２とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図１７（ｃ）に示すように薄膜シートＳが読み出しパターンＰの保護層４６に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰとシンチレータ５２との間に、電圧印加電極３２および薄膜シートＳが介在する。
【０１０１】
上述した本実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、この貼り合わせによってＦＰＤ３０を実現することができる。なお、この貼り合わせの場合には、上述した実施例２や実施例５と相違して、貼り合わせを行う基台が薄膜シートＳ以外にも例えば電圧印加電極３２がある。したがって、実施例２，５のように必ずしも薄膜シートＳが必要でなく、電圧印加電極３２にシンチレータ５２を積層形成した後に、読み出しパターンＰとシンチレータ５２とを貼り合わせてもよい。この場合には、薄膜シートＳが介在しないので、光をフォトダイオードに確実に入射させることができる。
【実施例７】
【０１０２】
次に、図面を参照してこの発明の実施例７を説明する。
図１８〜図２０は、実施例７に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。実施例４〜６と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【０１０３】
上述した実施例４〜６では、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の各面には光を反射させる光反射層がない構造であったが、本実施例７では、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の少なくとも一方に光反射層４７を設ける構造である。図１８は、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の各面に光反射層４７（４７ａ，４７ｂ）を設けた場合で、図１９は、シンチレータ５２の上面（Ｘ線入射面）のみに光反射層４７ｂを設けた場合で、図２０は、半導体厚膜５１の下面（Ｘ線入射面とは逆方向の面）のみに光反射層４７ａを設けた場合である。また、図１８〜図２０の各枝図の（ａ）は、実施例４のように薄膜シートＳがない構造に光反射層４７を設けた場合で、各枝図（ｂ）は、実施例５，６のように薄膜シートＳを介在させた構造に光反射層４７を設けた場合である。
【０１０４】
半導体厚膜５１の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側とは逆方向、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈが半導体厚膜５１からＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、図１８または図２０に示すように、半導体厚膜５１の下面に積層形成された光反射層４７ａによって内部に戻すことができる。
【０１０５】
一方、シンチレータ５２の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈがＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、図１８または図１９に示すように、シンチレータ５２の上面に積層形成された光反射層４７ｂによって内部に戻すことができる。
【０１０６】
したがって、いずれの場合においても、外部に向かって散乱した可視光フォトンｐｈをも捉えることができ、画像の品質向上をより一層図ることができる。光反射層４７ａ，４７ｂは、この発明における光反射層に相当する。
【０１０７】
なお、上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤを読み出しパターンＰに含んでいている。したがって、光は読み出しパターンＰに含まれたフォトダイオードＰＤによってキャリアに変換されつつ、そのキャリアが読み出しパターンＰで読み出される。
【実施例８】
【０１０８】
次に、図面を参照してこの発明の実施例８を説明する。
図２１は、実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０の概略断面図である。実施例４〜７と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【０１０９】
上述した実施例４〜７では、上述したように、半導体厚膜５１は、シンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であったが、本実施例８では、半導体厚膜５１は、放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体である。また、半導体厚膜５１で変換されたキャリアを一旦溜めるために、図２１や後述する図２２、図２３などにも示すように、コンデンサＣａを新たに備えている。
【０１１０】
具体的に説明すると、本実施例８では、ＦＰＤ３０は、上述した実施例４における図１０や図１１と同様の構造に、図２１〜図２３に示すように、キャリア収集電極３３への収集キャリアを溜める電荷蓄積用のコンデンサＣａをさらに備えている。そして、コンデンサＣａに蓄積された電荷（キャリア）を薄膜トランジスタＴｒが取り出すように構成されている。本実施例８では、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，コンデンサＣａ，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５で、図２２、図２３に示すように、読み出しパターンＰを構成する。読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【０１１１】
なお、本実施例８では、図２１に示すように、各々のコンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒがキャリア収集電極３３ごとにそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極３３，コンデンサＣａ，および薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。キャリアを読み出す際には、選択された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積された電荷（キャリア）が、データ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。
【０１１２】
ＦＰＤ３０周辺の回路（ゲートドライバ回路３８やアンプアレイ回路３６）との電気的な接続の態様については、上述した実施例１〜７と同様なので、その説明を省略する。
【０１１３】
次に、本実施例８に係るＦＰＤ３０の構造について、図２２を参照して説明する。変換層は、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１とこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とで構成され、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２で読み出しパターンＰを挟み込むサンドイッチ構造としているのは実施例４と同じである。相違点は、本実施例８では上述したように半導体厚膜５１が放射線感応型の半導体であることと、コンデンサＣａを新たに備えていることである。
【０１１４】
したがって、実施例４でも述べたように、シンチレータ５２でＸ線を捉えると可視光フォトンｐｈに変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射され、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。一方、半導体厚膜５１でＸ線を捉えるとキャリアｅｌｅｃに変換されて、読み出しパターンＰのキャリア収集電極３３に直接に読み出される。コンデンサＣａに一旦溜められてデータ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。
【０１１５】
次に、本実施例８におけるＦＰＤ３０の製造方法について、図２３を参照して説明する。図２３は、実施例４に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図２３でも、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【０１１６】
先ず、図２３（ａ）に示す半導体厚膜５１のＸ線入射面（上面）に、図２３（ｂ）に示すように、ゲートＧおよび蓄積容量対向電極４８を積層形成し、半導体厚膜５１、ゲートＧおよび蓄積容量対向電極４８の上面に絶縁膜４５を積層形成する。ゲートＧ、絶縁膜４５および蓄積容量対向電極４８を積層形成した後に、図２３（ｃ）に示すように、ゲートＧにゲートチャンネル４２が対向するとともに、蓄積容量対向電極４８にキャリア収集電極４３が対向するようにゲートチャンネル４２、キャリア収集電極４３およびデータ線３４を積層形成する。この蓄積容量対向電極４８については接地する。蓄積容量対向電極４８などの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。
【０１１７】
ゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４などを積層形成した後は、図２３（ｄ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成して、その絶縁膜４４にバイアＶＩＡを設ける。図２３（ｅ）に示すように、このバイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極４３を一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極３３を積層形成する。そして、キャリア収集電極３３を積層形成した後に、キャリア収集電極３３の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。
【０１１８】
図２３（ｆ）に示すように、読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤの上面に実施例１と同様の電圧印加電極３２を積層形成して、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。なお、キャリア収集電極４３と絶縁膜４４と蓄積容量対向電極４８とでコンデンサＣａを構成する。
【０１１９】
また、実施例１、４でも述べたように、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。特に、本実施例８のように、半導体厚膜５１でＸ線を捉えた場合には、半導体厚膜５１によって変換されたキャリアが、これらの配線や電極を通って読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射するので、透明な導電材料の配線や電極を通っても減衰することなくフォトダイオードＰＤに入射することができる。
【０１２０】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１２１】
（１）上述した各実施例では、図１に示すようなＸ線透視撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
【０１２２】
（２）上述した各実施例では、Ｘ線を検出するＸ線検出器を例に採って説明したが、この発明は、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器に例示されるように、放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したＥＣＴ装置に例示されるように、放射線を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。
【０１２３】
（３）上述した実施例４〜８では、シンチレータ５２に代表される第２変換層においては「間接変換型」であったが、「直接変換型」にも適用することができる。
【０１２４】
（４）上述した実施例８において、上述したキャリア収集電極３３がキャリアを収集するのにコンデンサＣａの容量に対して十分に収集できない場合には、そのコンデンサＣａとは別に蓄積素子（例えば０．１〜１０ｐＦ程度が最適）を配設してもよい。キャリア収集電極３３がキャリアを収集するたびに容量の小さいコンデンサＣａに一旦蓄積した後に、別に配設した蓄積素子にキャリアを収集するようにする。この蓄積素子の電極についても、有機薄膜あるいは無機薄膜のいずれであってもよい。
【０１２５】
（５）上述した各実施例では、読み出しパターンＰの少なくとも一部を、蒸着あるいは印刷によって形成したが、読み出しパターンＰの一部を、蒸着あるいは印刷によって形成して、それ以外の読み出しパターンＰを、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成するというように、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術と蒸着あるいは印刷とを組み合わせて読み出しパターンＰを形成してもよい。蒸着や印刷以外のパターン技術として、上述したスパッタリング以外にも、液相に浸漬させてパターン形成を行うゾルーゲル法を用いてもよい。
【０１２６】
（６）上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤは検出素子ＤＵごとに分離形成されていたが、フォトダイオードＰＤを全面にわたって積層形成してもよい。また、フォトダイオードＰＤはＰＩＮ構造であってもよい。フォトダイオードＰＤの寄生容量が大きい場合には、上述した実施例８のようなコンデンサＣａに代表される蓄積素子は必ずしも必要でない。
【０１２７】
（７）上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤに代表される光電変換層を読み出しパターンＰに含んで構成したが、読み出しパターンＰに対して、フォトダイオードＰＤのみを電圧印加電極３２などと同様に独自に積層形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】各実施例に係るＸ線透視撮影装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線透視撮影装置に用いられている実施例１に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図３】平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図４】図５との比較のための従来のフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図５】実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１０】実施例４に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図１１】図１２との比較のための従来のフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１２】実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｆ）は、実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１４】実施例５に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、実施例５に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１６】実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２０】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２１】実施例８に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図２２】実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２３】（ａ）〜（ｆ）は、実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
８ … 画像処理部
３０ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
３１、５２ … シンチレータ
３３、４３ … キャリア収集電極
３４ … データ線
３５ … ゲート線
４７ … 光反射層
５１ … 半導体厚膜
Ｃａ … コンデンサ
Ｔｒ … 薄膜トランジスタ
Ｓ … 薄膜シート
Ｐ … 読み出しパターン
ＰＤ … フォトダイオード
【技術分野】
【０００１】
この発明は、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放射線検出器およびそれを用いた撮像装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
検出された放射線に基づいて撮像を行う撮像装置は、放射線を検出する放射線検出器を備えている。Ｘ線検出器を例に採って説明する。Ｘ線検出器はＸ線感応型のＸ線変換層（変換層）を備えており、Ｘ線の入射によりＸ線変換層はキャリア（電荷情報）に変換し、その変換されたキャリアを読み出すことでＸ線を検出する。Ｘ線変換層としては非晶質のアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）膜が用いられる（例えば、非特許文献１参照）。
【０００３】
被検体にＸ線を照射して放射線撮像を行う場合には、被検体を透過した放射線像がアモルファスセレン膜上に投影されて、像の濃淡に比例したキャリアが膜内に発生する。その後、膜内で生成されたキャリアが、２次元状に配列されたキャリア収集電極に収集されて、所定時間（『蓄積時間』とも呼ばれる）分だけ積分された後、薄膜トランジスタを経由して外部に読み出される。
【０００４】
このようなＸ線検出器を製造するには、２次元状に配列された薄膜トランジスタからなるスイッチング素子や上述したキャリア収集電極などをパターン形成したガラス基板（絶縁基板）上に、アモルファスセレン膜を蒸着することで得られる（例えば、非特許文献２参照）。
【０００５】
ところで、ガラス基板上に蒸着あるいは印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって有機分子で薄膜トランジスタなどのパターンを形成する技術が提案されている（例えば、非特許文献３参照）。有機分子の中でも、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は蒸着によって形成するのに適しており、有機高分子は転写やインクジェット法によって形成するのに適している。
【０００６】
なお、上述したＸ線変換層を備えたＸ線検出器は、Ｘ線変換層がＸ線を直接にキャリアに変換する「直接変換型」と呼ばれる検出器であるが、Ｘ線を光に変換して、光をキャリアに変換する「間接変換型」と呼ばれる検出器がある。この検出器の場合には、上述したＸ線変換層の替わりに、シンチレータなどの変換層と光感応型の物質で形成された変換層（例えばフォトダイオード）とを備えている。入射したＸ線をシンチレータによって光に変換し、フォトダイオードによってその光をキャリアに変換する（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】米国特許第５，２６２，６４９号明細書
【非特許文献１】W. Zhao, et al. , "A flat panel detector for digital radiology using active matrix readout of amorphous selenium," Proc. SPIE Vol. 2708, pp. 523 - 531, 1996.
【非特許文献２】S. Adachi, et al. , "Experimental Evaluation of a-Se and CdTe flat-panel X-ray detector for Digital Radiology and Fluoroscopy," Proc. SPIE Vol. 3977, pp. 38 - 47, 2000.
【非特許文献３】“「有機トランジスタ、プリンタブル集積回路」−ナノエレクトロニクス”、[online]、インターネット< URL : http://www.nanoelectronics.jp/kaitai/printableofet/2.htm>
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、例えば「間接変換型」のＸ線検出器において、入射されたＸ線はシンチレータの入射面側で大部分が停止する。したがって、シンチレータの層の厚みが厚いとシンチレータによって変換された光は散乱により拡がってしまい、撮像によって得られた画像の空間分解能を著しく劣化させてしまう原因となる。図４にそのときの概略図を示す。通常は、図４に示すように、絶縁基板ＷのＸ線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成する。ここで、読み出しパターンは、シンチレータ３１によって変換された可視光フォトンｐｈをキャリアに変換して読み出すものであって、薄膜トランジスタやキャリア収集電極やフォトダイオードなどを含む。なお、フォトダイオードは、可視光フォトンｐｈをキャリアに変換する変換層である。
【０００８】
図４からも明らかなように、入射されたＸ線はシンチレータ３１の入射面側で可視光フォトンｐｈに変換される。したがって、シンチレータ３１の厚みが厚いと読み出しパターンＰのフォトダイオードに到達するまでに可視光フォトンｐｈは散乱により拡がってしまう。
【０００９】
また、「間接変換型」以外の「直接変換型」のＸ線検出器であっても、シンチレータやＸ線変換層の厚みが逆に薄すぎると、Ｘ線が層を透過して突き抜けてしまう。突き抜けたＸ線は、当然キャリア（Ｘ線検出信号）にならないので、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。例えば、Ｘ線停止能力（ストッピングパワー）のかなり高いＣｓＩをかなり厚く（例えば５００μｍ程度）積層形成しても、捉えることができるＸ線は入射されたＸ線の７０％程度であって残りの３０％は信号損失となる。図１１にそのときの概略図を示す。図４でも述べたように、絶縁基板ＷのＸ線入射面側に読み出しパターンＰおよびシンチレータ３１を順に積層形成する。
【００１０】
図１１からも明らかなように、シンチレータ３１の厚みが薄すぎると、Ｘ線がシンチレータ３１を透過して突き抜けてしまい、光に変換することができない。その結果、その光に基づいてキャリアに変換することもできなくなる。したがって、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。
【００１１】
この発明は、このような事情に鑑みてなされたものであって、画像の品質向上または放射線感度の向上を図ることができる放射線検出器およびそれを用いた撮像装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
発明者は、上記の問題を解決するために鋭意研究した結果、次のような知見を得た。
すなわち、ガラス基板などに代表される絶縁基板上にスイッチング素子やキャリア収集電極などをパターン形成した後に、アモルファスセレン膜などに代表される変換層をＸ線入射面側に積層形成するという発想でなく、変換層のＸ線入射面側にパターン形成するという逆の発想に着目してみた。してみると、上述した非特許文献３の基板の替わりに変換層を用いれば、変換層のＸ線入射面側に蒸着あるいは印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によってパターン形成することが可能になる。そして、「間接変換型」のように変換層がシンチレータの場合には、Ｘ線は読み出しパターンを透過した後にシンチレータの入射面側で大部分が停止して光に変換される。このとき、シンチレータの入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンでキャリアとして読み出されて、画像の品質向上が図れるという知見を得た。
【００１３】
さらに、「間接変換型」や「直接変換型」を含めて、変換層とを２つに分けて、一方の変換層のＸ線入射面側に読み出しパターンを積層形成し、読み出しパターンのＸ線入射面側に他方の変換層を積層形成する、すなわち２つの変換層で読み出しパターンを挟み込むことで、Ｘ線入射面側の変換層をＸ線が突き抜けたとしても、Ｘ線入射面側とは逆の方向の変換層によって突き抜けたＸ線を捉えることができるので、Ｘ線感度の向上が図れるという知見を得た。
【００１４】
このような知見に基づくこの発明は、次のような構成をとる。
すなわち、請求項１に記載の発明は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成することを特徴とするものである。
【００１５】
［作用・効果］請求項１に記載の発明によれば、読み出しパターンを第１変換層の放射線入射面側に積層形成する。入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換される。このとき、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【００１６】
また、請求項２に記載の発明は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成することを特徴とするものである。
【００１７】
［作用・効果］請求項２に記載の発明によれば、変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを積層形成し、読み出しパターンの放射線入射面側に第２変換層を積層形成する、すなわち２つの変換層で読み出しパターンを挟み込むことで、放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができる。また、放射線入射面側にある第２変換層でも突き抜けなかった放射線を捉える場合があるので、第１変換層で捉えられた放射線と併せて放射線感度の向上を図ることができる。
【００１８】
上述したこれらの発明の材料における読み出しパターンの一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成することである（請求項３に記載の発明）。読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成する場合には、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は後述する蒸着によって読み出しパターンを形成するのに適しており、有機高分子は後述する印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって読み出しパターンを形成するのに適している。
【００１９】
上述したこれらの発明の読み出しパターンの形成の一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を蒸着によって形成することである（請求項４に記載の発明）。蒸着の場合には、上述した有機低分子で読み出しパターンを形成するのが好ましい。
【００２０】
上述したこれらの発明の読み出しパターンの形成の他の一例は、読み出しパターンの少なくとも一部を印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって形成することである（請求項５に記載の発明）。印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）の場合には、上述した有機高分子で読み出しパターンを形成するのが好ましい。また、印刷塗布製膜の場合に、有機薄膜以外の無機薄膜や金属で読み出しパターンの少なくとも一部（例えば配線部分）を形成することも可能である。
【００２１】
上述したこれらの発明の一例は、読み出しパターンを薄膜シート上に形成し、薄膜シート上に形成された読み出しパターンと第１変換層とを貼り合わせることである（請求項６に記載の発明）。この場合には、読み出しパターンと第１変換層との間に薄膜シートが介在した放射線検出器を実現することができる。
【００２２】
また、上述したこれらの発明の他の一例は、第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを直接に積層形成することである（請求項７に記載の発明）。この場合には、読み出しパターンが第１変換層に直接に接触した放射線検出器を実現することができる。
【００２３】
また、上述したこれらの発明の他の一例は、読み出しパターンと第２変換層とを貼り合わせることである（請求項８に記載の発明）。この貼り合わせによって放射線検出器を実現することができる。
【００２４】
また、上述したこれらの発明において、第１変換層の放射線入射面側とは逆方向に、あるいは第１変換層および第２変換層の少なくとも一方に、光を反射させる光反射層を積層形成するのが好ましい（請求項９に記載の発明）。光が変換層から検出器の外部に向かって散乱しても、光反射層によって内部に戻すことができる。したがって、外部に向かって散乱した光をも捉えることができ、画像の品質向上または放射線感度の向上を図ることができる。
【００２５】
また、上述したこれらの発明のさらなる他の一例は、放射線の情報に基づいた光の情報を電荷情報に変換する光電変換層を読み出しパターンに含むことである（請求項１０に記載の発明）。これによって、光の情報は読み出しパターンに含まれた光電変換層によって電荷情報に変換されつつ、その電荷情報が読み出しパターンで読み出される。
【００２６】
また、請求項１１に記載の発明は、放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、変換された電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とするものである。
【００２７】
［作用・効果］請求項１１に記載の発明によれば、入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換され、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出され、画像の品質向上を図ることができる。その結果、放射線を正確に検出することができる。かかる検出器を撮像装置が用いているので、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００２８】
また、請求項１２に記載の発明は、放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成するとともに、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成し、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とするものである。
【００２９】
［作用・効果］請求項１２に記載の発明によれば、放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができるので、放射線感度の向上を図ることができる。その結果、放射線を正確に検出することができる。かかる検出器を撮像装置が用いているので、画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【発明の効果】
【００３０】
この発明に係る放射線検出器およびそれを用いた撮像装置によれば、入射された放射線は読み出しパターンを透過した後に第１変換層の入射面側で大部分が停止して光の情報に変換され、第１変換層の入射面側の近傍に読み出しパターンがあるので、光が散乱することなく、あるいは散乱しても光がさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンで電荷情報として変換されて読み出され、画像の品質向上を図ることができる（請求項１に記載の発明）、あるいは放射線入射面側にある第２変換層を放射線が突き抜けたとしても、放射線入射面側とは逆の方向にある第１変換層によって突き抜けた放射線を捉えることができるので、放射線感度の向上を図ることができる（請求項２に記載の発明）。
【実施例１】
【００３１】
以下、図面を参照してこの発明の実施例1を説明する。
図１は、実施例１に係るに係るＸ線透視撮影装置のブロック図であり、図２は、Ｘ線透視撮影装置に用いられている側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路であり、図３は、平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、放射線検出器としてフラットパネル型Ｘ線検出器（以下、適宜「ＦＰＤ」という）を例に採るとともに、撮像装置としてＸ線透視撮影装置を例に採って説明する。また、実施例１〜８では「間接変換型」のＦＰＤとして以下を説明する。
【００３２】
後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１に係るＸ線透視撮影装置は、図１に示すように、被検体Ｍを載置する天板１と、その被検体Ｍに向けてＸ線を照射するＸ線管２と、被検体Ｍを透過したＸ線を検出するＦＰＤユニット３とを備えている。
【００３３】
Ｘ線透視撮影装置は、他に、天板１の昇降および水平移動を制御する天板制御部４や、後述するＦＰＤユニット３のＦＰＤ３０の走査を制御するＦＰＤ制御部５や、Ｘ線管２の管電圧や管電流を発生させる高電圧発生部６を有するＸ線管制御部７や、後述するＦＰＤユニット３のＡ／Ｄ変換器３７から出力されたＸ線検出信号に基づいて種々の処理を行う画像処理部８や、これらの各構成部を統括するコントローラ９や、処理された画像などを記憶するメモリ部１０や、オペレータが入力設定を行う入力部１１や、処理された画像などを表示するモニタ１２などを備えている。
【００３４】
なお、天板制御部４、ＦＰＤ制御部５、電圧発生部６を有するＸ線管制御部７、画像処理部８、コントローラ９、メモリ部１０、入力部１１、モニタ１２などで撮像処理部１３を構成している。この撮像処理部１３とＦＰＤユニット３との間には電気ケーブル１４を介在させ、この電気ケーブル１４によって、ＦＰＤユニット３と撮像処理部１３とを互いに電気的に接続する。電気ケーブル１４については、パーソナルコンピュータの汎用インターフェイスであるＵＳＢケーブルなどに代表される有線ケーブルを用いる。また、ＦＰＤユニット３と撮像処理部１３のように外部との間でデータ転送を行う場合には、電気ケーブル１４のような有線ケーブルに限定されずに、無線データ転送であってもよいし、メモリーカードなどに代表される記憶媒体にデータを記憶させて、その記憶媒体をＦＰＤユニット３あるいは撮像処理部１３から読み出すことによるオフライン転送であってもよい。
【００３５】
天板制御部４は、天板１を水平移動させて被検体Ｍを撮像位置にまで収容したり、昇降、回転および水平移動させて被検体Ｍを所望の位置に設定したり、水平移動させながら撮像を行ったり、撮像終了後に水平移動させて撮像位置から退避させる制御などを行う。ＦＰＤ制御部５は、後述するＦＰＤ３０ごとＦＰＤユニット３を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させることによる走査に関する制御などを行う。高電圧発生部６は、Ｘ線を照射させるための管電圧や管電流を発生してＸ線管２に与え、Ｘ線管制御部７は、Ｘ線管２を水平移動させたり、被検体Ｍの体軸の軸心周りに回転移動させるによる走査に関する制御や、Ｘ線管３側のコリメータ（図示省略）の照視野の設定の制御などを行う。なお、Ｘ線管２やＦＰＤ３０の走査の際には、Ｘ線管２から照射されたＸ線をＦＰＤ３０が検出できるようにＸ線管２およびＦＰＤ３０ごとＦＰＤユニット３が互いに対向しながらそれぞれの移動を行う。
【００３６】
コントローラ９は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）などで構成されており、メモリ部１０は、ＲＯＭ（Read-only Memory）やＲＡＭ（Random-Access Memory）などに代表される記憶媒体などで構成されている。また、入力部１１は、マウスやキーボードやジョイスティックやトラックボールやタッチパネルなどに代表されるポインティングデバイスで構成されている。Ｘ線透視撮影装置では、被検体Ｍを透過したＸ線をＦＰＤ３０が検出して、検出されたＸ線に基づいて画像処理部８で画像処理を行うことで被検体Ｍの撮像を行う。画像処理部８は、この発明における画像処理手段に相当する。
【００３７】
ＦＰＤユニット３は、ＦＰＤ３０を備えている。このＦＰＤ３０は、図２に示すように、Ｘ線などの放射線が入射することにより光に変換するシンチレータ３１と、シンチレータ３１の放射線入射面側に設けられた電圧印加電極３２と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられたキャリア収集電極３３と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられ、かつ変換された光をキャリアに変換するフォトダイオードＰＤと、そのキャリアを取り出すための通常時ＯＦＦ（遮断）の電荷取り出し用のスイッチ素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）Ｔｒとを備えている。なお、光が後述する読み出しパターンのフォトダイオードＰＤに入射できるように、電圧印加電極３２は、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成されている。シンチレータ３１は、この発明における第１変換層に相当し、フォトダイオードＰＤは、この発明における光電変換層に相当する。
【００３８】
この他に、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、薄膜トランジスタＴｒのソースに接続されているデータ線３４と、薄膜トランジスタＴｒのゲートに接続されているゲート線３５とを備えており、シンチレータ３１，電圧印加電極３２，フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５が積層されて構成されている。フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５で、図４以降の図面にも示すように、読み出しパターンＰを構成する。読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【００３９】
したがって、シンチレータ３１の放射線入射面側に読み出しパターンＰを設けることになる。また、シンチレータ３１で変換された光を読み出しパターンＰによってキャリアに変換して読み出す。また、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１では、フォトダイオードＰＤを読み出しパターンＰに含むように構成している。
【００４０】
図２、図３に示すように、縦・横式２次元マトリックス状配列で多数個（例えば、1024個×1024個や4096×4096個）形成されたキャリア収集電極３３ごとに、上述した各々の薄膜トランジスタＴｒがそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極３３，および薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。また、電圧印加電極３２は、全検出素子ＤＵの共通電極として全面にわたって形成されている。また、上述したデータ線３４は、図３に示すように、横（Ｘ）方向に複数本に並列されているとともに、上述したゲート線３５は、図３に示すように、縦（Ｙ）方向に複数本に並列されており、各々のデータ線３４およびゲート線３５は各検出素子ＤＵに接続されている。また、データ線３４はアンプアレイ回路３６に接続されるとともに、アンプアレイ回路３６はＡ／Ｄ変換器３７に接続されており、ゲート線３５はゲートドライバ回路３８に接続されている。なお、検出素子ＤＵの配列個数は上述の1024個×1024個や4096×4096個だけでなく、実施形態に応じて配列個数を変更して使用することができる。したがって、検出素子ＤＵが１個のみの形態であってもよい。
【００４１】
続いて、本実施例１に係るＸ線透視撮影装置およびフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）の作用について説明する。電圧印加電極３２に、例えば１Ｖ〜１０Ｖ程度のバイアス電圧ＶAを印加した状態で、検出対象である放射線を入射させる。このバイアス電圧ＶAの印加の制御についてもＦＰＤ制御部５から行う。
【００４２】
放射線の入射によってシンチレータ３１は光に変換し、その光が透明電極である電圧印加電極３２を透過した後に読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。その光の入射によってフォトダイオードＰＤは電荷情報としてキャリアを生成する。ゲートドライバ回路３８の信号取り出し用の走査信号（すなわちゲート駆動信号）によって、ゲート線３５が選択されて、さらに選択されたゲート線３５に接続されている検出素子ＤＵが選択指定される。その指定された検出素子ＤＵでの電荷が、選択されたゲート線３５の信号によってＯＮ状態に移行した薄膜トランジスタＴｒを経由して、データ線３４に読み出される。
【００４３】
また、各検出素子ＤＵのアドレス（番地）指定は、データ線３４およびゲート線３５の信号取り出し用の走査信号（ゲート線３５の場合にはゲート駆動信号、データ線３４の場合にはアンプ駆動信号）に基づいて行われる。アンプアレイ回路３６やゲートドライバ回路３８に信号取り出し用の走査信号が送り込まれると、ゲートドライバ回路３８から縦（Ｙ）方向の走査信号（ゲート駆動信号）に従って各検出素子ＤＵが選択される。そして、横（Ｘ）方向の走査信号（アンプ駆動信号）に従ってアンプアレイ回路３６が切り換えられることによって、選択された検出素子ＤＵでの電荷が、データ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。そして、アンプアレイ回路３６で増幅されて、Ｘ線検出信号としてアンプアレイ回路３６から出力されてＡ／Ｄ変換器３７に送り込まれる。Ａ／Ｄ変換器３７は、ＦＰＤ３０からの電荷信号であるＸ線検出信号をディジタル化して取り出す。
【００４４】
上述の動作によって、例えばＸ線透視撮影装置の透視Ｘ線像の検出に本実施例１に係るＦＰＤ３０を用いた場合、データ線３４を介して外部に読み出された電荷情報（Ｘ線検出信号）が画像情報に変換されて、Ｘ線透視画像として出力される。
【００４５】
ところで、ＦＰＤユニット３は、筐体（図示省略）で構成されており、上述したＦＰＤ３０やアンプアレイ回路３６やＡ／Ｄ変換器３７やゲートドライバ回路３８の他に、燃料電池からなる蓄電池（バッテリ）や記憶媒体（いずれも図示省略）などを収納している。より具体的には、弾性体で形成されたフレキシブル基板（図示省略）によってＦＰＤ３０と回路用基板（図示省略）とを電気的に接続し、その回路用基板にアンプアレイ回路３６やＡ／Ｄ変換器３７やゲートドライバ回路３８などを搭載する。そして、これらの基板やＦＰＤ３０などを収納した後に、ゲル状の樹脂（図示省略）を封入してモールドすることで、筐体内の隙間を埋めて、ＦＰＤ３０などを固定する。なお、筐体は、電気または磁気シールド加工が施された樹脂であるのが好ましい。
【００４６】
次に、本実施例１に係るＦＰＤ３０の構造について、図５を参照して説明する。また、本実施例１との比較のための従来のＦＰＤの構造についても、上述した図４を参照して説明する。図４は、図５との比較のための従来のＦＰＤの概略断面図であって、図５は、実施例１に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。
【００４７】
上述したように、従来の場合には、図４に示すように、絶縁基板Ｗの放射線（ここではＸ線）入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成している。入射されたＸ線はシンチレータ３１の入射面側で可視光フォトンｐｈに変換される。したがって、シンチレータ３１の厚みが厚いと読み出しパターンＰのフォトダイオードに到達するまでに可視光フォトンｐｈは散乱により拡がってしまう。
【００４８】
これに対して、本実施例１の場合には、図５に示すように、シンチレータ３１の放射線入射面側に読み出しパターンＰを積層形成している。したがって、入射された放射線（ここではＸ線）は読み出しパターンＰを透過した後にシンチレータ３１の入射面側で大部分が停止して可視光フォトンｐｈに変換される。このとき、シンチレータ３１の入射面側の近傍に読み出しパターンＰがあるので、可視光フォトンｐｈが散乱することなく、あるいは散乱しても可視光フォトンｐｈがさほどに拡がらずに済んで読み出しパターンＰでキャリア（電荷情報）として変換されて読み出される。その結果、画像の品質向上を図ることができる。
【００４９】
また、Ｘ線を正確に検出することができる。かかるＦＰＤ３０のような検出器を撮像装置としてＸ線透視撮影装置が用いているので、画像処理部８による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００５０】
また、本実施例１の場合には、従来のような絶縁基板がなくても読み出しパターンＰを積層形成して、ＦＰＤ３０を構成することができる。絶縁基板は、通常、１ｍｍ程度のガラス板で形成されており、ガラス板はバリウム（Ｂａ）などの重金属を含む。したがって、Ｘ線を従来とは逆側の裏面（図４では図中の下面）から入射させたとしても、図４のような従来の構造を用いた場合には、絶縁基板ＷのＢａなどの重金属によってＸ線の減衰を招いてしまう。ところが、本実施例１の場合には、従来のような絶縁基板がないので、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを減衰せずに透過、あるいは減衰しても絶縁基板ほどに減衰せずに透過して、シンチレータ３１に入射することができるという効果をも奏する。
【００５１】
次に、ＦＰＤ３０の製造方法について、図６を参照して説明する。図６は、実施例１に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図６では、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【００５２】
先ず、図６（ａ）に示すようにシンチレータ３１のＸ線入射面（図６の図中の上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。シンチレータ３１を形成する半導体については、ＣｓＩ、Ｃｄ2Ｏ2Ｓなどに例示されるように、用途に応じて適宜選択することができる。また、電圧印加電極３２については、シンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射できるように、上述したようにＩＴＯなどに代表される透明電極で形成するのが好ましい。
【００５３】
電圧印加電極３２を形成した後に、電圧印加電極３２のＸ線入射面（上面）側に、図６（ｂ）〜図６（ｇ）に示すように読み出しパターンＰとしてフォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５を積層形成する。以下に、より具体的に説明する。
【００５４】
図６（ｂ）に示すように、電圧印加電極３２の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。フォトダイオードＰＤを積層形成した後に、図６（ｂ）に示すように、フォトダイオードＰＤの上面にキャリア収集電極３３を積層形成する。なお、後述する実施例２〜８も含めて、本実施例１ではこの発明における光電変換層として、フォトダイオードＰＤを採用したが、フォトダイオード以外でも光感応型の物質で形成された変換層であれば、光電変換層として用いることができる。
【００５５】
キャリア収集電極３３を積層形成した後に、図６（ｃ）に示すように、キャリア収集電極３３の上面に絶縁膜４１を積層形成する。そして、絶縁膜４１にスルーホール（貫通孔）としてバイアＶＩＡを設ける。図６（ｄ）に示すように、絶縁膜４１の上面にペンタセンで形成されたゲートチャンネル４２を積層形成するとともに、バイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極３３の一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極４３を積層形成する。このゲートチャンネル４２の一端の上面にキャリア収集電極４３を積層形成するとともに、ゲートチャンネル４２の他端の上面にデータ線３４を積層形成する。
【００５６】
これら絶縁膜４１やゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４の上面に、図６（ｅ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成する。図６（ｆ）に示すように、この絶縁膜４４の上面に、ゲートＧを積層形成する。なお、ゲートＧとゲート線３５（図２、図３を参照）とは電気的に接続されるように図示を省略する配線やスルーホールで電気的に接続する。
【００５７】
さらに、これら絶縁膜４４やゲートＧの上面に、図６（ｇ）に示すように、絶縁膜４５を積層形成する。この絶縁膜４５の上面に保護層４６（図６では図示省略）を積層形成することで、図２および図５に示すような構造となる（ただし、図２は等価回路）。そして、キャリア収集電極４３のゲートチャンネル４２側の一端と、データ線３４のゲートチャンネル４２の一端と、ゲートチャンネル４２と、ゲートＧと、絶縁膜４４とで薄膜トランジスタＴｒを構成する。これらフォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５の積層形成は、読み出しパターンＰの積層形成である。
【００５８】
読み出しパターンＰの積層形成については、読み出しパターンＰの全てを有機薄膜で積層形成してもよいし、読み出しパターンＰの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成してもよい。有機薄膜による読み出しパターンＰの積層形成については、具体的には以下のようなものがある。
【００５９】
例えば、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３（図６のキャリア収集電極４３も含む），薄膜トランジスタＴｒの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成するとともに、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部も有機薄膜で積層形成してもよい。データ線３４およびゲート線３５を有機薄膜で積層形成する場合には、導電性有機材料を用いる。また、キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの少なくとも一部を有機薄膜で積層形成するとともに、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部を無機薄膜（例えばＩＴＯなどの透明電極）や金属で積層形成して、フォトダイオードＰＤを変換層の薄膜で積層形成してもよい。
【００６０】
有機薄膜の中でも、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子（本実施例１ではゲートチャンネル４２をペンタセンで形成）と、有機高分子とがあり、両者のうちのいずれかを選択することで具体的な積層形成方法が異なる。読み出しパターンＰとして有機低分子を選択した場合には蒸着によって積層形成を行い、読み出しパターンＰとして有機高分子を選択した場合には印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって積層形成を行う。
【００６１】
有機高分子を選択した場合には、キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの導体部分（例えばキャリア収集電極３３、薄膜トランジスタＴｒのゲートＧなど）をＰＥＤＯＴ（ポリチオフェン系）やＰＰＶ（ポリフェニレンビニレン）などに代表される導電性有機材料で形成する。また、絶縁膜４１，４４，４５をポリイミドやポリビニルフェノールなどで形成する。
【００６２】
なお、データ線３４およびゲート線３５の少なくとも一部を有機薄膜以外の無機薄膜や金属で積層形成する場合でも、印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって積層形成を行うことが可能である。この場合には、好ましくは酸化し難い材料（例えば銀や金や白金などの貴金属）をナノサイズ（１０-9ｍｍ程度）の粒子にして、印刷によってデータ線３４やゲート線３５の積層形成を行う。また、データ線３４やゲート線３５のような配線を、上述した蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成してもよい。
【００６３】
また、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒの一部を有機薄膜以外の無機薄膜（例えばアモルファスシリコン）で積層形成する場合には、データ線３４やゲート線３５でも述べたように、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成してもよい。
【００６４】
このように、読み出しパターンＰの少なくとも一部を有機薄膜で形成する場合には、ペンタセンやナフタセンなどの単結晶に代表される有機低分子は蒸着によって読み出しパターンＰを形成するのに適しており、有機高分子は印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）によって読み出しパターンＰを形成するのに適している。したがって、蒸着の場合には有機低分子で読み出しパターンＰを形成するのが好ましく、印刷塗布製膜（転写やインクジェット法）の場合には有機高分子で読み出しパターンＰを形成するのが好ましい。また、印刷の場合に、有機薄膜以外の無機薄膜や金属で読み出しパターンの一部（例えばデータ線３４やゲート線３５のような配線）を形成することも可能である。
【００６５】
なお、透明電極であった電圧印加電極３２と同様に、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。例えば、シンチレータ３１に対してフォトダイオードＰＤがこれらの配線や電極を挟んで積層形成されている場合には、これらの配線や電極が介在していても、シンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに減衰することなく入射することができる。
【実施例２】
【００６６】
次に、図面を参照してこの発明の実施例２を説明する。
図７は、実施例２に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図８は、実施例２に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。実施例１と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００６７】
上述した実施例１では、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５からなる読み出しパターンＰを、シンチレータ３１のＸ線入射面側に設けられた電圧印加電極３２の入射面（図６の図中の上面）側に積層形成することで、この発明における第１変換層であるシンチレータ３１の入射面側に読み出しパターンＰを積層形成する構造であったが、本実施例２では、図７に示すように、読み出しパターンＰとシンチレータ３１との間に、電圧印加電極３２の他にさらに薄膜シートＳを介在させる構造である。そのために、本実施例２では、図８に示すようにＦＰＤ３０を製造する。薄膜シートＳを樹脂系の材料で形成する。なお、薄膜シートＳについては合成樹脂などのように可塑性であるのが好ましい。可塑性を有することで薄膜シートＳに後述する貼り合わせによる力が加わっても、その力に応じて薄膜シートＳの形状を自在に変えることができ、貼り合わせの際の密着性を高めることができる。また、薄膜シートＳは光透過性のあるプラスチックフィルムであるのが好ましい。光透過性にすることでシンチレータ３１によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに減衰することなく入射することができる。薄膜シートＳは、この発明における薄膜シートに相当する。
【００６８】
先ず、図８（ａ）に示すように薄膜シートＳのＸ線入射面（上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。そして、電圧印加電極３２の上面に読み出しパターンＰの少なくとも一部を、蒸着あるいは印刷塗布製膜によって形成する。この読み出しパターンＰの積層形成は、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）と同様なので、その説明を省略する。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。薄膜シートＳ上に形成された読み出しパターンＰと、シンチレータ３１とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図８（ｃ）に示すように薄膜シートＳがシンチレータ３１に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰとシンチレータ３１との間に電圧印加電極３２および薄膜シートＳが介在する。
【００６９】
上述した本実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層であるシンチレータ３１との間に薄膜シートＳが介在したＦＰＤ３０を実現することができる。
【実施例３】
【００７０】
次に、図面を参照してこの発明の実施例３を説明する。
図９は、実施例３に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。実施例１，２と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００７１】
上述した実施例１，２では、シンチレータ３１の放射線（ここではＸ線）入射面側とは逆方向には光を反射させる光反射層がない構造であったが、本実施例３では、図９に示すように光反射層４７を設ける構造である。図９（ａ）は、実施例１のように薄膜シートＳがない構造に光反射層４７を設けた場合で、図９（ｂ）は、実施例２のように薄膜シートＳを介在させた構造に光反射層４７を設けた場合である。
【００７２】
いずれの場合においても、図９に示すように、シンチレータ３１の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側とは逆方向、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈがシンチレータ３１からＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、光反射層４７によって内部に戻すことができる。したがって、外部に向かって散乱した可視光フォトンｐｈをも捉えることができ、画像の品質向上をより一層図ることができる。光反射層４７は、この発明における光反射層に相当する。
【実施例４】
【００７３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例４を説明する。
図１０は、実施例４に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０の等価回路である。実施例１〜３と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００７４】
上述した実施例１〜３では、読み出しパターンＰをこの発明における第１変換層であるシンチレータ３１の放射線入射面側に積層形成する構造であったが、後述する実施例５〜８も含めて、本実施例４では、図１０や後述する図１２、図１３などにも示すように、読み出しパターンＰを半導体厚膜５１の放射線入射面側に積層形成して、シンチレータ５２を読み出しパターンＰの放射線入射面側に積層形成する構造である。つまり、半導体厚膜５１とシンチレータ５２とで読み出しパターンＰを挟んだサンドイッチ構造（以下、実施例４〜７の構造を『サンドイッチ構造』と略記する）である。
【００７５】
なお、後述する実施例５〜７も含めて、本実施例４では、半導体厚膜５１は、シンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であって、後述する実施例８では、半導体厚膜５１は、放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体である。
【００７６】
具体的に説明すると、後述する実施例５〜７も含めて、本実施例４では、図１０に示すように、ＦＰＤ３０は、半導体厚膜５１と、半導体厚膜５１の放射線入射面側に設けられた読み出しパターンＰ（フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５）と、その読み出しパターンＰの放射線入射面側に設けられた電圧印加電極３２と、電圧印加電極３２の放射線入射面側に設けられたシンチレータ５２とを備えている。本実施例４でも電圧印加電極３２は、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成されている。後述する実施例５〜８も含めて、本実施例４では、半導体厚膜５１は、この発明における第１変換層に相当し、シンチレータ５２は、この発明における第２変換層に相当する。また、上述した実施例１〜３と同様に、実施例４〜７においても、フォトダイオードＰＤは、この発明における光電変換層に相当し、読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【００７７】
読み出しパターンＰの構造およびＦＰＤ３０周辺の回路（ゲートドライバ回路３８やアンプアレイ回路３６）との電気的な接続の態様については、上述した実施例１〜３と同様なので、その説明を省略する。
【００７８】
次に、本実施例４に係るＦＰＤ３０の構造について、図１２を参照して説明する。また、本実施例４との比較のための従来のＦＰＤの構造についても、上述した図１１を参照して説明する。図１１は、図１２との比較のための従来のＦＰＤの概略断面図であって、図１２は、実施例４に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。また、図１１は、同じく従来のＦＰＤであった図５の構造のうち、シンチレータの厚みを薄くした構造であって、他の構造については図５と同じである。
【００７９】
上述したように、従来の場合には、図１１に示すように、絶縁基板Ｗの放射線（ここではＸ線）入射面側に読み出しパターンＰを積層形成して、積層形成された読み出しパターンＰのＸ線入射面側にシンチレータ３１をさらに積層形成している。したがって、シンチレータ３１の厚みが薄すぎると、Ｘ線がシンチレータ３１を透過して突き抜けてしまい、光に変換することができなくなる。その結果、その光に基づいてシンチレータ３１がキャリアに変換することもできなくなる。したがって、Ｘ線感度の低下を招く原因となる。
【００８０】
これに対して、本実施例４の場合には、図１２に示すように、変換層は、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１とこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とで構成され、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２で読み出しパターンＰを挟み込むサンドイッチ構造としている。したがって、放射線（ここではＸ線）入射面側にあるシンチレータ５２を放射線（ここではＸ線）が突き抜けたとしても、放射線（ここではＸ線）入射面側とは逆の方向にある半導体厚膜５１によって突き抜けたＸ線を捉えることができる。また、入射面側にあるシンチレータ５２でも突き抜けなかったＸ線を捉える場合があるので、半導体厚膜５１で捉えられたＸ線と併せてＸ線感度の向上を図ることができる。
【００８１】
また、Ｘ線を正確に検出することができる。かかるＦＰＤ３０のような検出器を撮像装置としてＸ線透視撮影装置が用いているので、画像処理部８による画像処理の一連の処理で撮像を正確に行うことができる。
【００８２】
また、本実施例４の場合にも、上述した実施例１と同様に、従来のような絶縁基板がなくても読み出しパターンＰを積層形成して、ＦＰＤ３０を構成することができる。Ｘ線を従来とは逆側の裏面（図１１では図中の下面）から入射させたとしても、図１１のような従来の構造を用いた場合には、絶縁基板ＷのＢａなどの重金属によってＸ線の減衰を招いてしまう。ところが、本実施例４の場合には、従来のような絶縁基板がないので、入射されたＸ線は読み出しパターンＰを減衰せずに透過、あるいは減衰しても絶縁基板ほどに減衰せずに透過して、半導体厚膜５１あるいはシンチレータ５２に入射することができるという効果をも奏する。
【００８３】
なお、変換層が放射線（ここではＸ線）の入射によりキャリア（電荷情報）に変換するタイプで、かつその変換されたキャリアを読み出しパターンＰで読み出すＦＰＤ３０のタイプ、すなわち放射線をキャリアに直接に変換した「直接変換型」と、変換層が放射線（ここではＸ線）の入射により光に変換するタイプで、かつその変換された光に基づいてキャリアに変換して、その光に基づいたキャリアを読み出しパターンＰで読み出すＦＰＤ３０のタイプ、すなわち放射線を光に一旦変換した後にキャリアに変換することで放射線をキャリアに間接的に変換した「間接変換型」とがある。
【００８４】
本実施例４において、変換層は、上述した半導体厚膜５１およびシンチレータ５２からなり、シンチレータ５２をＸ線が突き抜けて半導体厚膜５１でそのＸ線を捉えた場合と、シンチレータ５２でＸ線を捉えた場合とで、各変換層におけるタイプが異なることがある。
【００８５】
例えば、本実施例４のように、半導体厚膜５１がシンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であれば、図１２に示すような構造となって、半導体厚膜５１またはシンチレータ５２でＸ線をそれぞれ捉えると可視光フォトンｐｈにそれぞれ変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。そして、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。この場合には、半導体厚膜５１側においてもシンチレータ５２側においても、ともに「間接変換型」となる。
【００８６】
また、後述する実施例８のように、半導体厚膜５１が放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体であれば、図２２に示すような構造となって、シンチレータ５２でＸ線を捉えると可視光フォトンｐｈに変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射される。そして、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。一方、半導体厚膜５１でＸ線を捉えるとキャリアｅｌｅｃに変換されて、読み出しパターンＰのキャリア収集電極３３に直接に読み出される。このとき、キャリア収集電極３３がキャリアを収集するために、図２２に示すようにキャリアを溜めるコンデンサＣａを備えている。この場合には、シンチレータ５２においては「間接変換型」となり、半導体厚膜５１においては「直接変換型」となり、「間接変換型」および「直接変換型」が混合したＦＰＤ３０となる。
【００８７】
次に、本実施例４におけるＦＰＤ３０の製造方法について、図１３を参照して説明する。図１３は、実施例４に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図１３でも、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【００８８】
先ず、図１３（ａ）に示す半導体厚膜５１のＸ線入射面（上面）に、図１３（ｂ）〜図１３（ｆ）に示すように読み出しパターンＰを積層形成する。この読み出しパターンＰの積層形成は、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）とはほぼ逆の手順となる。半導体厚膜５１を形成する半導体については、ＣｄＴｅ、ＣｄＺｎＴｅ、ＰｂＩ２、ＰｂＯや、アモルファスセレンなどのようなアモルファス型の半導体や多結晶型の半導体などに例示されるように、用途に応じて適宜選択することができる。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。
【００８９】
図１３（ｂ）に示すように半導体厚膜５１の上面にゲートＧを積層形成し、半導体厚膜５１およびゲートＧの上面に絶縁膜４５を積層形成する。ゲートＧおよび絶縁膜４５を積層形成した後に、図１３（ｃ）に示すように、ゲートＧにゲートチャンネル４２が対向するように、ゲートチャンネル４２、キャリア収集電極４３およびデータ線３４を積層形成する。
【００９０】
薄膜トランジスタＴｒ（図１３（ｆ）を参照）を構成するゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４などを積層形成した後は、図１３（ｄ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成して、その絶縁膜４４にバイアＶＩＡを設ける。図１３（ｅ）に示すように、このバイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極４３を一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極３３を積層形成する。そして、キャリア収集電極３３を積層形成した後に、キャリア収集電極３３の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。この図１３（ｂ）〜図１３（ｅ）を経て、実施例１の図６（ｂ）〜図６（ｇ）とはほぼ逆の手順で積層形成された読み出しパターンＰが完成する。
【００９１】
図１３（ｆ）に示すように、読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤの上面に実施例１と同様の電圧印加電極３２を積層形成する。そして、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。また、電圧印加電極３２についても、上述した実施例１と同様に、シンチレータ５２によって変換された光が読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射できるように、ＩＴＯなどに代表される透明電極で形成するのが好ましい。
【００９２】
また、実施例１でも述べたように、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。
【実施例５】
【００９３】
次に、図面を参照してこの発明の実施例５を説明する。
図１４は、実施例５に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図１５は、実施例５に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。実施例４と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００９４】
上述した実施例４では、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１のＸ線入射面側に読み出しパターンＰを直接に積層形成する構造であったが、本実施例４では、図１４に示すように、読み出しパターンＰと半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳを介在させる構造である。そのために、本実施例５では、図１５に示すようにＦＰＤ３０を製造する。薄膜シートＳの材料や効果については、実施例２と同様である。つまり、本実施例５は、図１４に示すように、実施例２の薄膜シートＳと実施例４のサンドイッチ構造とを組み合わせた実施例である。
【００９５】
先ず、図１５（ａ）に示す薄膜シートＳに、図１５（ｂ）に示すように読み出しパターンＰや電圧印加電極３２やシンチレータ５２を積層形成する。この読み出しパターンＰや電圧印加電極３２やシンチレータ５２の積層形成は、実施例４の図１３（ｂ）〜図１３（ｆ）と同様なので、その説明を省略する。読み出しパターンＰを形成する材料や積層形成方法については、上述した実施例１を適用すればよい。
【００９６】
図１５（ｃ）に示すように、薄膜シートＳ上に電圧印加電極３２やシンチレータ５２とともに形成された読み出しパターンＰと、半導体厚膜５１とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図１５（ｄ）に示すように薄膜シートＳが半導体厚膜５１に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰと半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳが介在する。
【００９７】
上述した本実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層である半導体厚膜５１との間に薄膜シートＳが介在したＦＰＤ３０を実現することができる。
【実施例６】
【００９８】
次に、図面を参照してこの発明の実施例６を説明する。
図１６は、実施例６に係るＦＰＤ３０の概略断面図であり、図１７は、実施例６に係るＦＰＤ３の製造工程を示す概略断面図である。実施例４，５と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【００９９】
上述した実施例５では、薄膜シートＳ上に形成された読み出しパターンＰとこの発明における第１変換層である半導体厚膜５１とを貼り合わせる構造であったが、本実施例６では、図１６に示すように、読み出しパターンＰと薄膜シートＳ上に形成されたこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とを貼り合わせる構造である。
【０１００】
先ず、図１７（ａ）に示すように、薄膜シートＳのＸ線入射面（上面）側に電圧印加電極３２を蒸着によって積層形成する。そして、図１７（ｂ）に示すように、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。一方で、半導体厚膜５１に読み出しパターンＰを積層形成して、図１７（ｃ）に示すように、読み出しパターンＰと薄膜シートＳ上に電圧印加電極３２とともに形成されたシンチレータ５２とを貼り合わせる。この貼り合わせの際には、図１７（ｃ）に示すように薄膜シートＳが読み出しパターンＰの保護層４６に直接的に接触するように行う。この貼り合わせによって、読み出しパターンＰとシンチレータ５２との間に、電圧印加電極３２および薄膜シートＳが介在する。
【０１０１】
上述した本実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０によれば、この貼り合わせによってＦＰＤ３０を実現することができる。なお、この貼り合わせの場合には、上述した実施例２や実施例５と相違して、貼り合わせを行う基台が薄膜シートＳ以外にも例えば電圧印加電極３２がある。したがって、実施例２，５のように必ずしも薄膜シートＳが必要でなく、電圧印加電極３２にシンチレータ５２を積層形成した後に、読み出しパターンＰとシンチレータ５２とを貼り合わせてもよい。この場合には、薄膜シートＳが介在しないので、光をフォトダイオードに確実に入射させることができる。
【実施例７】
【０１０２】
次に、図面を参照してこの発明の実施例７を説明する。
図１８〜図２０は、実施例７に係るＦＰＤ３０の概略断面図である。実施例４〜６と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【０１０３】
上述した実施例４〜６では、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の各面には光を反射させる光反射層がない構造であったが、本実施例７では、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の少なくとも一方に光反射層４７を設ける構造である。図１８は、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２の各面に光反射層４７（４７ａ，４７ｂ）を設けた場合で、図１９は、シンチレータ５２の上面（Ｘ線入射面）のみに光反射層４７ｂを設けた場合で、図２０は、半導体厚膜５１の下面（Ｘ線入射面とは逆方向の面）のみに光反射層４７ａを設けた場合である。また、図１８〜図２０の各枝図の（ａ）は、実施例４のように薄膜シートＳがない構造に光反射層４７を設けた場合で、各枝図（ｂ）は、実施例５，６のように薄膜シートＳを介在させた構造に光反射層４７を設けた場合である。
【０１０４】
半導体厚膜５１の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側とは逆方向、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈが半導体厚膜５１からＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、図１８または図２０に示すように、半導体厚膜５１の下面に積層形成された光反射層４７ａによって内部に戻すことができる。
【０１０５】
一方、シンチレータ５２の入射面側で変換された可視光フォトンｐｈが入射面側、すなわちＦＰＤ３０の外部に散乱する場合がある。このように、可視光フォトンｐｈがＦＰＤ３０のような検出器の外部に向かって散乱しても、図１８または図１９に示すように、シンチレータ５２の上面に積層形成された光反射層４７ｂによって内部に戻すことができる。
【０１０６】
したがって、いずれの場合においても、外部に向かって散乱した可視光フォトンｐｈをも捉えることができ、画像の品質向上をより一層図ることができる。光反射層４７ａ，４７ｂは、この発明における光反射層に相当する。
【０１０７】
なお、上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤを読み出しパターンＰに含んでいている。したがって、光は読み出しパターンＰに含まれたフォトダイオードＰＤによってキャリアに変換されつつ、そのキャリアが読み出しパターンＰで読み出される。
【実施例８】
【０１０８】
次に、図面を参照してこの発明の実施例８を説明する。
図２１は、実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）３０の概略断面図である。実施例４〜７と共通する箇所については、同じ符号を付して図示を省略するとともに、その説明を省略する。なお、Ｘ線透視撮影装置については、図１と同様の構成である。
【０１０９】
上述した実施例４〜７では、上述したように、半導体厚膜５１は、シンチレータ５２と同様にＸ線を光に変換する蛍光型の半導体であったが、本実施例８では、半導体厚膜５１は、放射線の入射でキャリアが生成される放射線感応型の半導体である。また、半導体厚膜５１で変換されたキャリアを一旦溜めるために、図２１や後述する図２２、図２３などにも示すように、コンデンサＣａを新たに備えている。
【０１１０】
具体的に説明すると、本実施例８では、ＦＰＤ３０は、上述した実施例４における図１０や図１１と同様の構造に、図２１〜図２３に示すように、キャリア収集電極３３への収集キャリアを溜める電荷蓄積用のコンデンサＣａをさらに備えている。そして、コンデンサＣａに蓄積された電荷（キャリア）を薄膜トランジスタＴｒが取り出すように構成されている。本実施例８では、フォトダイオードＰＤ，キャリア収集電極３３，コンデンサＣａ，薄膜トランジスタＴｒ，データ線３４およびゲート線３５で、図２２、図２３に示すように、読み出しパターンＰを構成する。読み出しパターンＰは、この発明における読み出しパターンに相当する。
【０１１１】
なお、本実施例８では、図２１に示すように、各々のコンデンサＣａおよび薄膜トランジスタＴｒがキャリア収集電極３３ごとにそれぞれ接続されており、それらキャリア収集電極３３，コンデンサＣａ，および薄膜トランジスタＴｒが各検出素子ＤＵとしてそれぞれ分離形成されている。キャリアを読み出す際には、選択された検出素子ＤＵのコンデンサＣａに蓄積された電荷（キャリア）が、データ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。
【０１１２】
ＦＰＤ３０周辺の回路（ゲートドライバ回路３８やアンプアレイ回路３６）との電気的な接続の態様については、上述した実施例１〜７と同様なので、その説明を省略する。
【０１１３】
次に、本実施例８に係るＦＰＤ３０の構造について、図２２を参照して説明する。変換層は、この発明における第１変換層である半導体厚膜５１とこの発明における第２変換層であるシンチレータ５２とで構成され、半導体厚膜５１およびシンチレータ５２で読み出しパターンＰを挟み込むサンドイッチ構造としているのは実施例４と同じである。相違点は、本実施例８では上述したように半導体厚膜５１が放射線感応型の半導体であることと、コンデンサＣａを新たに備えていることである。
【０１１４】
したがって、実施例４でも述べたように、シンチレータ５２でＸ線を捉えると可視光フォトンｐｈに変換されて読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射され、フォトダイオードＰによってキャリアに変換される。一方、半導体厚膜５１でＸ線を捉えるとキャリアｅｌｅｃに変換されて、読み出しパターンＰのキャリア収集電極３３に直接に読み出される。コンデンサＣａに一旦溜められてデータ線３４を介してアンプアレイ回路３６に送り出される。
【０１１５】
次に、本実施例８におけるＦＰＤ３０の製造方法について、図２３を参照して説明する。図２３は、実施例４に係るＦＰＤ３０の製造工程を示す概略断面図である。図２３でも、図中の上面をＸ線の入射面としている。
【０１１６】
先ず、図２３（ａ）に示す半導体厚膜５１のＸ線入射面（上面）に、図２３（ｂ）に示すように、ゲートＧおよび蓄積容量対向電極４８を積層形成し、半導体厚膜５１、ゲートＧおよび蓄積容量対向電極４８の上面に絶縁膜４５を積層形成する。ゲートＧ、絶縁膜４５および蓄積容量対向電極４８を積層形成した後に、図２３（ｃ）に示すように、ゲートＧにゲートチャンネル４２が対向するとともに、蓄積容量対向電極４８にキャリア収集電極４３が対向するようにゲートチャンネル４２、キャリア収集電極４３およびデータ線３４を積層形成する。この蓄積容量対向電極４８については接地する。蓄積容量対向電極４８などの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。
【０１１７】
ゲートチャンネル４２やキャリア収集電極４３やデータ線３４などを積層形成した後は、図２３（ｄ）に示すように、絶縁膜４４を積層形成して、その絶縁膜４４にバイアＶＩＡを設ける。図２３（ｅ）に示すように、このバイアＶＩＡの上面にキャリア収集電極４３を一部としてバイアＶＩＡを介して電気的に接続されたキャリア収集電極３３を積層形成する。そして、キャリア収集電極３３を積層形成した後に、キャリア収集電極３３の上面にフォトダイオードＰＤを積層形成する。
【０１１８】
図２３（ｆ）に示すように、読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤの上面に実施例１と同様の電圧印加電極３２を積層形成して、電圧印加電極３２の上面にシンチレータ５２を積層形成する。なお、キャリア収集電極４３と絶縁膜４４と蓄積容量対向電極４８とでコンデンサＣａを構成する。
【０１１９】
また、実施例１、４でも述べたように、読み出しパターンＰにおいて、データ線３４やゲート線３５などの配線、キャリア収集電極３３やゲートＧなどの電極についてもＩＴＯなどの透明な導電材料で形成するのが好ましい。特に、本実施例８のように、半導体厚膜５１でＸ線を捉えた場合には、半導体厚膜５１によって変換されたキャリアが、これらの配線や電極を通って読み出しパターンＰのフォトダイオードＰＤに入射するので、透明な導電材料の配線や電極を通っても減衰することなくフォトダイオードＰＤに入射することができる。
【０１２０】
この発明は、上記実施形態に限られることはなく、下記のように変形実施することができる。
【０１２１】
（１）上述した各実施例では、図１に示すようなＸ線透視撮影装置を例に採って説明したが、この発明は、例えばＣ型アームに配設されたＸ線透視撮影装置にも適用してもよい。また、この発明は、Ｘ線ＣＴ装置にも適用してもよい。
【０１２２】
（２）上述した各実施例では、Ｘ線を検出するＸ線検出器を例に採って説明したが、この発明は、ＥＣＴ（Emission Computed Tomography）装置のように放射性同位元素（ＲＩ）を投与された被検体から放射されるγ線を検出するγ線検出器に例示されるように、放射線を検出する放射線検出器であれば特に限定されない。同様に、この発明は、上述したＥＣＴ装置に例示されるように、放射線を検出して撮像を行う装置であれば特に限定されない。
【０１２３】
（３）上述した実施例４〜８では、シンチレータ５２に代表される第２変換層においては「間接変換型」であったが、「直接変換型」にも適用することができる。
【０１２４】
（４）上述した実施例８において、上述したキャリア収集電極３３がキャリアを収集するのにコンデンサＣａの容量に対して十分に収集できない場合には、そのコンデンサＣａとは別に蓄積素子（例えば０．１〜１０ｐＦ程度が最適）を配設してもよい。キャリア収集電極３３がキャリアを収集するたびに容量の小さいコンデンサＣａに一旦蓄積した後に、別に配設した蓄積素子にキャリアを収集するようにする。この蓄積素子の電極についても、有機薄膜あるいは無機薄膜のいずれであってもよい。
【０１２５】
（５）上述した各実施例では、読み出しパターンＰの少なくとも一部を、蒸着あるいは印刷によって形成したが、読み出しパターンＰの一部を、蒸着あるいは印刷によって形成して、それ以外の読み出しパターンＰを、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術（例えばスパッタリングなど）を利用して積層形成するというように、蒸着や印刷以外のフォトリソグラフィ法によるパターン技術と蒸着あるいは印刷とを組み合わせて読み出しパターンＰを形成してもよい。蒸着や印刷以外のパターン技術として、上述したスパッタリング以外にも、液相に浸漬させてパターン形成を行うゾルーゲル法を用いてもよい。
【０１２６】
（６）上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤは検出素子ＤＵごとに分離形成されていたが、フォトダイオードＰＤを全面にわたって積層形成してもよい。また、フォトダイオードＰＤはＰＩＮ構造であってもよい。フォトダイオードＰＤの寄生容量が大きい場合には、上述した実施例８のようなコンデンサＣａに代表される蓄積素子は必ずしも必要でない。
【０１２７】
（７）上述した各実施例では、フォトダイオードＰＤに代表される光電変換層を読み出しパターンＰに含んで構成したが、読み出しパターンＰに対して、フォトダイオードＰＤのみを電圧印加電極３２などと同様に独自に積層形成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】各実施例に係るＸ線透視撮影装置のブロック図である。
【図２】Ｘ線透視撮影装置に用いられている実施例１に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図３】平面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図４】図５との比較のための従来のフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図５】実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、実施例１に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図７】実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図８】（ａ）〜（ｃ）は、実施例２に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図９】（ａ），（ｂ）は、実施例３に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１０】実施例４に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図１１】図１２との比較のための従来のフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１２】実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１３】（ａ）〜（ｆ）は、実施例４に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１４】実施例５に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１５】（ａ）〜（ｃ）は、実施例５に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１６】実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１７】（ａ）〜（ｃ）は、実施例６に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【図１８】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図１９】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２０】（ａ），（ｂ）は、実施例７に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２１】実施例８に係る側面視したフラットパネル型Ｘ線検出器の等価回路である。
【図２２】実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の概略断面図である。
【図２３】（ａ）〜（ｆ）は、実施例８に係るフラットパネル型Ｘ線検出器の製造工程を示す概略断面図である。
【符号の説明】
【０１２９】
８ … 画像処理部
３０ … フラットパネル型Ｘ線検出器（ＦＰＤ）
３１、５２ … シンチレータ
３３、４３ … キャリア収集電極
３４ … データ線
３５ … ゲート線
４７ … 光反射層
５１ … 半導体厚膜
Ｃａ … コンデンサ
Ｔｒ … 薄膜トランジスタ
Ｓ … 薄膜シート
Ｐ … 読み出しパターン
ＰＤ … フォトダイオード
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を蒸着によって形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を印刷塗布製膜によって形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンを薄膜シート上に形成し、前記薄膜シート上に形成された読み出しパターンと前記第１変換層とを貼り合わせることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線検出器において、前記第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを直接に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンと前記第２変換層とを貼り合わせることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射線検出器において、前記第１変換層の放射線入射面側とは逆方向に、あるいは前記第１変換層および第２変換層の少なくとも一方に、光を反射させる光反射層を積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記放射線の情報に基づいた光の情報を前記電荷情報に変換する光電変換層を前記読み出しパターンに含むことを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、変換された電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成するとともに、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成し、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１】
放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、変換された電荷情報を読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出する放射線検出器であって、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を有機薄膜で形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を蒸着によって形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項５】
請求項１から請求項３のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンの少なくとも一部を印刷塗布製膜によって形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項６】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンを薄膜シート上に形成し、前記薄膜シート上に形成された読み出しパターンと前記第１変換層とを貼り合わせることを特徴とする放射線検出器。
【請求項７】
請求項１から請求項５のいずれかに記載の放射線検出器において、前記第１変換層の放射線入射面側に読み出しパターンを直接に積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項８】
請求項２から請求項７のいずれかに記載の放射線検出器において、前記読み出しパターンと前記第２変換層とを貼り合わせることを特徴とする放射線検出器。
【請求項９】
請求項１から請求項８のいずれかに記載の放射線検出器において、前記第１変換層の放射線入射面側とは逆方向に、あるいは前記第１変換層および第２変換層の少なくとも一方に、光を反射させる光反射層を積層形成することを特徴とする放射線検出器。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の放射線検出器において、前記放射線の情報に基づいた光の情報を前記電荷情報に変換する光電変換層を前記読み出しパターンに含むことを特徴とする放射線検出器。
【請求項１１】
放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を光の情報に変換する第１変換層と、変換された光の情報を電荷情報に変換して読み出す読み出しパターンとを備え、前記読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成し、変換された電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【請求項１２】
放射線検出器を用いた撮像装置であって、前記検出器は、放射線の入射により前記放射線の情報を電荷情報あるいは電荷情報の基となる光の情報に変換する変換層と、変換された電荷情報あるいは変換された光の情報に基づいた電荷情報を読み出す読み出しパターンとを備え、前記変換層は、第１変換層と第２変換層とで構成され、読み出しパターンを前記第１変換層の放射線入射面側に積層形成するとともに、前記第２変換層を前記読み出しパターンの放射線入射面側に積層形成し、前記電荷情報を前記読み出しパターンで読み出すことで放射線を検出し、前記装置は、前記検出器と、画像処理を行う画像処理手段とを備え、その画像処理手段は、前記検出器で検出されたデータに基づいて画像処理を行い、その検出器での検出および画像処理手段による画像処理の一連の処理で撮像を行うことを特徴とする撮像装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【公開番号】特開２００７−１７０９０８（Ｐ２００７−１７０９０８Ａ）
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−３６６３７１（Ｐ２００５−３６６３７１）
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年７月５日（２００７．７．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年１２月２０日（２００５．１２．２０）
【出願人】（０００００１９９３）株式会社島津製作所 (3,708)
【Ｆターム（参考）】
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