放射線検出装置
【課題】散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる放射線検出装置を提供する。
【解決手段】筐体３０の第１プレート３４の背面側に固着された第１基板６２と、シャーシ部材４６の正面側に固着された第２基板６６と、第１基板６２と第２基板６６との間に配置され、被写体、第１プレート３４及び第１基板６２を透過した放射線１２を放射線画像情報に変換する放射線検出器６０とを有し、第２基板６６は、それぞれ機能の異なる第１部材１１８及び第２部材１２０で構成され、第１部材１１８は、第１基板６２と同様の機能を有する材料で構成され、第２部材１２０は、筐体３０を透過した放射線による散乱線を減衰させるための金属材料で構成されている。
【解決手段】筐体３０の第１プレート３４の背面側に固着された第１基板６２と、シャーシ部材４６の正面側に固着された第２基板６６と、第１基板６２と第２基板６６との間に配置され、被写体、第１プレート３４及び第１基板６２を透過した放射線１２を放射線画像情報に変換する放射線検出器６０とを有し、第２基板６６は、それぞれ機能の異なる第１部材１１８及び第２部材１２０で構成され、第１部材１１８は、第１基板６２と同様の機能を有する材料で構成され、第２部材１２０は、筐体３０を透過した放射線による散乱線を減衰させるための金属材料で構成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体に放射線変換パネルを収納した放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線検出器に導いて放射線画像情報を撮影する放射線画像撮影装置が広汎に使用されている。前記放射線検出器としては、前記放射線画像情報が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に前記放射線画像情報としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで前記放射線画像情報を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出装置は、前記放射線画像情報が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、前記蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像を得ることができる。
【０００３】
一方、手術室等においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出装置から直ちに放射線画像情報を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出装置として、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子を用いた放射線検出装置が開発されている。
【０００４】
特に、固体検出素子を用いた放射線検出装置においては、放射線検出装置を透過した放射線が放射線検出装置の後方等で散乱し、散乱線として放射線検出装置に再度入射する場合がある。入射した散乱線も電気信号に変換されてしまうことから、被写体の放射線画像情報に散乱線によるノイズが混入し、コントラストを低下させる等の問題がある。
【０００５】
散乱線に対しては、従来から、鉛板を設置することで、放射線の後方への透過を減衰させ、散乱線の発生を抑えるようにしているが、一般に、鉛板は重量が大きいため、放射線検出装置全体の重量が大きくなり、取り扱いが困難になる。
【０００６】
そこで、従来では、特許文献１及び２に記載された方法が提案されている。特許文献１に記載の方法は、放射線の透過率又は散乱確率に応じて単一の金属板を用いた遮蔽部材、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を用いた遮蔽部材を設置して、放射線の後方への透過を減衰させるようにしている。
【０００７】
特許文献２に記載の方法は、入射した放射線量を電気信号に変換するための放射線変換膜と、電気回路基板との間に、直接入射した放射線は通過させるが、散乱した放射線は通過させない第１金属板と、放射線を通過させない第２金属板とをこの順に積層するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１２５１６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、全面に鉛板を用いた場合よりも軽量化を図ることができると考えられるが、単一の金属板、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を放射線の透過率又は散乱確率に応じて設置しなければならないため、放射線検出装置の組み立て工数が増大化し、また、放射線検出装置の薄型化に限界があるという問題がある。しかも、設計の自由度も低くなるという問題がある。
【００１０】
特許文献２に記載の方法は、引用文献１に記載された材質の異なる複数の金属板からなる積層板を全面に設置することと同じであり、しかも、第２金属板として鉛等を使用することが記述されており、放射線検出装置の軽量化を図ることは考慮されていない。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる放射線検出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】
［１］ 本発明に係る放射線検出装置は、被写体を透過した前記放射線を放射線画像情報に変換する放射線検出器と、前記放射線検出器を支持する基板と、前記放射線検出器と前記基板を内包する筐体と有し、前記基板は、第１部材及び第２部材で構成され、前記第１部材は、非金属材料からなり、前記第２部材は、前記筐体を透過した前記放射線による散乱線を減衰させるための金属材料からなることを特徴とする。
これにより、放射線検出器に入射する散乱線を減衰させることができ、散乱線によるノイズ画像を影響を低減することができる。また、放射線検出器を支持する基板を散乱線の減衰にも兼用させるようにしたので、散乱線の減衰のための専用の基板を別途設置することが必要がなく、組み立て工数が増大化を招くことなく、放射線検出装置の低背化（薄型化）を実現させることができる。
すなわち、本発明に係る放射線検出装置においては、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【００１３】
［２］ 本発明において、前記基板は、２つの前記第１部材間に前記第２部材が挟まれて一体化されて構成されていることが好ましい。これにより、放射線検出器の支持部材として機能する基板の厚さから厚みを増すことなく第２部材を入れ込めるため、低背化（薄型化）させることができる。
【００１４】
［３］ 本発明において、前記筐体に、前記放射線検出器を制御するための電子部品が実装された回路基板を内包し、前記基板の前記第２部材は、前記回路基板の位置に応じて厚みが異なることを特徴とする。これにより、放射線検出器に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像を全体的に一定レベルにすることができ、放射線画像情報とした際にノイズ画像が局所的に目立つということがない。
［４］ この場合、前記第２部材のうち、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも薄いことが好ましい。
［５］ 具体的には、前記第２部材は、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも前記回路基板の導電パターンの厚み分だけ薄いことが好ましい。これにより、後方からの散乱線の減衰分布を第２部材全体でほぼ均一にすることができ、放射線検出器に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は全体的に一定レベルとなり、目立つことがない。
［６］ 前記第２部材は、前記回路基板の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料で構成されていることが好ましい。
［７］ この場合、前記金属材料は銅であってもよい。
【００１５】
［８］ 本発明において、前記基板の前記第１部材は、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック及びバイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料からなることを特徴とする。
これにより、前記基板を軽量化できため、放射線検出装置全体の軽量化を図ることができる。
［９］ この場合、前記筐体内に、前記基板に加えて、該筐体の照射面側に配置された別の基板を有し、前記基板の前記第１部材は、ピッチ型炭素繊維からなり、前記別の基板は、ＰＡＮ型炭素繊維からなることが好ましい。
【００１６】
［１０］ 本発明において、前記放射線検出器は、前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電気信号に変換する固体検出素子がマトリクス状に配列された光電変換層を少なくとも有する光電変換基板と、を具備し、前記固体検出素子から前記電気信号を前記放射線画像として読み出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る放射線撮影装置によれば、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る放射線検出装置が適用される放射線画像撮影システムを示す構成図である。
【図２】放射線検出装置の構成を示す断面図である。
【図３】放射線検出装置の構成を一部省略して示す拡大断面図である。
【図４】放射線検出装置の回路構成を示す回路図である。
【図５】放射線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２基板の第２部材のうち、該第２部材に対して回路基板を投影させた領域を示す説明図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは第２基板の第２部材の作製方法の一例を示す工程図である。
【図８】放射線検出器の変形例を一部省略して示す断面図である。
【図９】変形例に係る放射線検出器の信号出力部を一部省略して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る放射線検出装置の実施の形態例を図１〜図９を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２０】
本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０は、図１に示すように、撮影条件に従った線量からなる放射線１２を被写体（患者等）１４に照射するための放射線源１６と、被写体１４を透過した放射線１２を検出する放射線検出装置２０と、放射線検出装置２０によって検出された放射線１２に基づく放射線画像を表示する表示装置２２と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２を制御するコンソール（制御装置）２４とを備える。コンソール２４と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２との間は、例えば無線通信による信号の送受信が行われる。なお、コンソール２４には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）２６が接続され、また、ＲＩＳ２６には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）２８が接続される。
【００２１】
放射線検出装置２０は、図２に示すように、放射線１２を透過させる材料からなる筐体３０を備える。筐体３０は、該筐体３０における放射線１２の正面３２（照射面）を構成する略平面状の第１プレート３４と、側面を構成する枠部材３６と、背面３８を構成する略平面状の第２プレート４０と、枠部材３６の内側に取り付けられ、筐体３０内の収容空間を、第１プレート３４側の第１室４２と、第２プレート４０側の第２室４４とに区画する略平面状のシャーシ部材４６とを有する。
【００２２】
枠部材３６の正面３２側の内壁には第１プレート３４の周縁部が嵌り込む溝４８が形成されている。また、枠部材３６の高さ方向ほぼ中央部の内壁には例えば環状の平坦部５０が形成され、この平坦部５０にシャーシ部材４６の周縁部が例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されるようになっている。シャーシ部材４６の背面３８側の周縁部には、第２プレート４０を取り付けるための接続部５２（複数の断面ほぼＬ字状の接続片あるいは１つの断面ほぼＬ字状の枠体）が固着されている。この場合、接続部５２、シャーシ部材４６の周縁部及び枠部材３６の平坦部５０とを例えばねじ止めにて一括固着するようにしてもよい。シャーシ部材４６の背面３８側には各種電子部品５４が実装された１以上の回路基板５６が取り付けられている。第２プレート４０は、その内面側の一部が接続部５２の一部に当接され、例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されている。また、シャーシ部材４６と第２プレート４０間に複数のスペーサ５８が設けられている。このスペーサ５８は、第２室４４に少なくとも回路基板５６を取り付けるだけの高さが確保でき、さらに、第２プレート４０の少なくとも中央部（例えば接続部５２と固着される部分よりも内方の部分）の平坦性が確保できるように設けられる。
【００２３】
そして、放射線検出装置２０の筐体３０のうち、第１プレート３４、枠部材３６及びシャーシ部材４６とで囲まれた第１室４２内には、放射線検出器６０が配置されている。さらに詳細には、第１プレート３４の背面３８側に放射線検出器６０を支持する第１基板６２が第１接着層６４（図３参照）を介して固着され、シャーシ部材４６の正面３２側に同じく放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８の強度を補強する第２基板６６が第２接着層６８（図３参照）を介して固着され、これら第１基板６２と第２基板６６の間に放射線検出器６０が配置されている。第１基板６２の厚みは〜０．５ｍｍであり、第２基板６６の厚みは０．８〜１．５ｍｍである。
【００２４】
この放射線検出器６０は、被写体１４を透過した放射線１２を放射線画像情報に変換し、変換した放射線画像情報を電気信号（アナログ信号）としてコンソール２４等に出力する。なお、放射線検出装置２０内には、上述した回路基板５６、放射線検出器６０のほかに、バッテリ７０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４（図４参照）等を有する。バッテリ７０は、放射線検出装置２０の電源であって、放射線検出装置２０内の放射線検出器６０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４に電力を供給する。カセッテ制御部７２は、バッテリ７０から供給される電力により放射線検出器６０を駆動制御する。送受信機７４は、放射線検出器６０によって検出した放射線１２の情報（放射線画像情報）を含む信号をコンソール２４との間で送受信する。
【００２５】
放射線検出器６０は、図２及び図３に示すように、正面３２側に設置された光電変換基板７６と、背面３８側に設置されたシンチレータ７８とを有する。シンチレータ７８は、被写体１４を透過した放射線１２を一旦可視光に変換するＧＯＳ（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ）又はＣｓＩ：Ｔｌ等を母体とする蛍光体からなる。光電変換基板７６は、薄膜トランジスタ８０（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：図４参照。以後、ＴＦＴ８０と記す）のアレイと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の物質からなる固体検出素子８２（図４参照：以下、固体検出素子を画素８２ともいう）を用いて前記可視光を電気信号に変換する光電変換層８４（図４参照）とを積層することにより構成される。
【００２６】
図２に示すように、シンチレータ７８と光電変換基板７６とは中間層８６を介して接合されている。中間層８６の層厚は１０〜５０μｍである。また、中間層８６は、ヘイズ度が３〜５０％の範囲である。中間層８６はフィラーを含有する接着剤であることが好ましく、接着剤としては、ホットメルト型接着剤、反応性ホットメルト型接着剤又は熱硬化樹脂等の接着剤を好ましく用いることができ、特に、光電変換基板７６の凹凸を吸収するという観点からはホットメルト型接着剤がより好ましい。
【００２７】
フィラー材料としては、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム等の無機材料、高架橋アクリル樹脂、高架橋ポリスチレン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料を好ましく挙げることができ、これらのフィラー材料は、これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
なお、中間層８６は上述のような接着剤に限定されるものではなく、ポリアクリル系粘着剤、シリコーンゴム系粘着剤、ポリビニルブチルエーテル系粘着剤、ポロイソブチレン系粘着剤、天然ゴム系粘着剤等の粘着層（接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層）であってもよい。
また、シンチレータ７８と第２基板６６との間には、光を反射する光反射層８８と、静電気防止のための導電層９０と、支持体９２とがこの順番で積層されている。なお、光電変換基板７６、シンチレータ７８、光反射層８８、導電層９０及び支持体９２は、例えば紫外線硬化型接着剤９３にて一体化されている。
【００２９】
支持体９２は、例えばプラスチック基板、シリコン基板、カーボン基板等を用いることができる。支持体９２の厚みは０．１５〜０．３０ｍｍである。プラスチック材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂材料又は樹脂材料に酸化チタン、酸化アルミニウム等の顔料を混入した白色樹脂材料、あるいは種々の金属粒子、金属箔を用いることができる。
【００３０】
導電層９０は、金属材料、金属酸化物材料や導電性有機物質が好ましい。導電層９０の厚みは、５μｍ以下である。金属材料としては、放射線吸収率が低いという観点から、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミ合金等が好ましい。金属酸化物材料としては、ＳｎＯ2（Ｓｂドープ）針状微粒子等が好ましく用いられる。導電性有機物質としては、導電性カーボンフィルム等が好ましく挙げられる。
【００３１】
光反射層８８は、光反射性物質を含む層であり、光反射性物質の例としては、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯ、ＢａＳＯ4、ＳｉＯ2、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣａＣＯ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、２ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2、ＰｂＦ2、ＢｉＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＹＯＣｌ、ＭＩＩＦＸ（ＭＩＩはＢａ、Ｓｒ及びＣａのうちの少なくとも一種であり、ＸはＣｌ及びＢｒのうちの少なくとも一種である）、リトポン（ＢａＳＯ4＋ＺｎＳ）、ケイ酸マグネシウム、塩基性ケイ硫酸鉛、塩基性リン酸鉛、ケイ酸アルミニウムなどの白色顔料；種々の金属粒子もしくは金属箔；および中空構造のポリマー粒子を挙げることができる。これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。これらのうちでも高い屈折率を有するという観点からは、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＰｂＦ2、ＢｉＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＹＯＣｌがより好ましい。光反射層８８の厚みは５０〜８０μｍである。
【００３２】
支持体９２と第２基板６６とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされ、光電変換基板７６と第１基板６２とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされている。両面テープは、上述した粘着剤と同様に、接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層を有する。この場合、放射線検出装置２０から簡単に放射線検出器６０を取り外すことが可能となり、例えば放射線検出器６０に対するリペアが簡単になる。もちろん、支持体９２と第２基板６６とを接着層にて固着し、光電変換基板７６と第１基板６２とを接着層にて固着してもよい。
【００３３】
上述の実施の形態では、放射線１２の照射方向に沿って、光電変換基板７６、シンチレータ７８がこの順に積層され、シンチレータ７８から発光された光を正面３２側の光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像情報を読み取る、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用しているが、この構成に限定されない。例えば放射線検出器６０として、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用してもよい。この場合、シンチレータ７８から発光された光を背面側に位置する光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。
【００３４】
通常、シンチレータ７８は、放射線１２の照射面（正面）側が背面側よりも強く発光するため、本実施の形態のように、表面読取方式で構成した放射線検出器６０では、裏面読取方式で構成された放射線検出器６０と比較して、シンチレータ７８で発光された光が光電変換基板７６（光電変換層８４）に到達するまでの距離を短縮させることができる。これにより、該光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像情報の分解能を高めることができる。
【００３５】
ここで、放射線検出装置２０の回路構成について図４及び図５を参照しながら説明する。
図４に示すように、放射線検出装置２０は、可視光を電気信号に変換するａ−Ｓｉ等の物質からなる各画素８２が形成された光電変換層８４を、行列状のＴＦＴ８０のアレイの上に配置した構造を有する。この場合、各画素８２では、可視光を電気信号（アナログ信号）に変換することにより発生した電荷が蓄積され、各行毎にＴＦＴ８０を順次オンにすることにより前記電荷を画像信号として読み出すことができる。
【００３６】
各画素８０に接続されるＴＦＴ８０には、行方向と平行に延びるゲート線９４と、列方向と平行に延びる信号線９６とが接続される。各ゲート線９４は、ライン走査駆動部９８に接続され、各信号線９６は、マルチプレクサ１００に接続される。ゲート線９４には、行方向に配列されたＴＦＴ８０をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部９８から供給される。この場合、ライン走査駆動部９８は、ゲート線９４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０２とを備える。アドレスデコーダ１０２には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。
【００３７】
また、信号線９６には、列方向に配列されたＴＦＴ８０を介して各画素８２に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器１０４によって増幅される。増幅器１０４には、サンプルホールド回路１０６を介してマルチプレクサ１００が接続される。マルチプレクサ１００は、信号線９６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０８とを備える。アドレスデコーダ１０８には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ１００には、Ａ／Ｄ変換器１１０が接続され、Ａ／Ｄ変換器１１０によってデジタル信号に変換された放射線画像情報がカセッテ制御部７２に供給される。
【００３８】
従って、図４において、ライン走査駆動部９８、マルチプレクサ１００、増幅器１０４、サンプルホールド回路１０６及びＡ／Ｄ変換器１１０が電子部品５４に含まれ、一方で、ゲート線９４のうちライン走査駆動部９８から光電変換層８４に至る部分と、信号線９６のうち光電変換層８４から増幅器１０４に至る部分とが光電変換基板７６に含まれる。
【００３９】
なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ８０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｓｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。さらにまた、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。
【００４０】
放射線検出装置２０のカセッテ制御部７２は、図５に示すように、アドレス信号発生部１１２と、画像メモリ１１４と、カセッテＩＤメモリ１１６とを備える。
【００４１】
アドレス信号発生部１１２は、図４に示すライン走査駆動部９８のアドレスデコーダ１０２及びマルチプレクサ１００のアドレスデコーダ１０８に対してアドレス信号を供給する。画像メモリ１１４は、放射線検出器６０によって検出された放射線画像情報を記憶する。カセッテＩＤメモリ１１６は、放射線検出装置２０を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。
【００４２】
送受信機７４は、カセッテＩＤメモリ１１６に記憶されたカセッテＩＤ情報及び画像メモリ１１４に記憶された放射線画像情報を無線通信によりコンソール２４に送信する。
【００４３】
そして、本実施の形態において、第１基板６２は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料から構成されている。
【００４４】
第２基板６６は、図３に示すように、それぞれ機能の異なる第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化されて構成されている。第１部材１１８は、第１基板６２と同様に、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料で構成されている。第２部材は、筐体３０を透過した放射線１２による散乱線、例えば後方からの散乱線を減衰させるための金属材料で構成されている。図３の例では、２つの第１部材１１８間に第２部材１２０が挟まれて一体化された例を示す。
【００４５】
第１基板６２と、第２基板６６の第１部材１１８は、同じ材質で構成してもよいし、あるいは、異なる材質で構成してもよい。
【００４６】
具体的に、炭素繊維を含む複合材料は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や、炭素繊維のプリフォームを発泡材で包んだ後に樹脂を含浸させてサンドイッチ構造とした複合材料や、ＣＦＲＰの表面を発泡材でコーティングした複合材料であり、セルロース繊維を含む複合材料は、セルロースミクロフィブリル繊維を含む複合材料であり、ガラス繊維を含む複合材料は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）である。
【００４７】
この場合、例えば、放射線検出装置２０内の電子部品５４等の自己発熱によって、第１基板６２を介して被写体１４（患者）に熱さを感じさせないように、第１基板６２は、熱伝導率が比較的に低いＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。一方、第２基板６６の第１部材１１８は、放射線検出装置２０からシャーシ部材４６を介して外部への放熱が良好となるように、ＰＡＮ型炭素繊維よりも熱伝導率が高いピッチ型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。
【００４８】
また、エンジニアリングプラスチックには、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エポキシ（ＥＰ）等がある。
【００４９】
ところで、第２基板６６の第２部材１２０の厚みを一定にした場合、後方からの散乱線の減衰分布にばらつきが生じることになる。すなわち、後方からの散乱線は、回路基板５６の導電パターンを構成する金属層でも減衰することから、第２部材１２０のうち、回路基板５６に対応した領域とそれ以外の領域で、散乱線の減衰量が異なる。その結果、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は、回路基板５６の外形に沿ったものとなり、目立ち易く、画質の劣化を引き起こすおそれがある。もちろん、第２部材１２０で散乱線を全て吸収させれば問題はないが、そのためには、設計仕様によっては、第２基板６６を構成する材料として、重量の大きい鉛等を使用せざるを得ない場合が生じ、サイズ等によっては、放射線検出装置２０の軽量化が実現できないおそれがある。
【００５０】
そこで、本実施の形態において、第２部材１２０は、回路基板５６の位置に応じて厚みを変えている。例えば図６に示すように、１以上の回路基板５６が設置されている場合、第２基板６６の第２部材１２０のうち、該第２部材１２０に対して回路基板５６を投影させた領域Ｚａについて厚みを薄くする。
【００５１】
第２基板６６の第２部材１２０を構成する金属材料としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等を使用することができるが、回路基板５６の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料を用いることが好ましい。例えば回路基板５６が銅箔を選択的にエッチングすることによって導電パターンを形成しているのであれば、金属材料として銅を用いることが好ましい。
【００５２】
そして、第２部材１２０のうち、回路基板５６の位置に対応した領域Ｚａの厚みを薄くする場合、回路基板５６の導電パターンの厚み分だけ薄くすることが好ましい。もちろん、回路基板５６が複数の導電パターンが積層された積層基板であれば、導電パターンの積層数に応じた厚み分だけ薄くすることが好ましい。
【００５３】
このように、第２部材１２０の厚みを回路基板５６の領域Ｚａに対応して変えることで、後方からの散乱線の減衰分布を第２部材１２０全体でほぼ均一にすることができ、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は全体的に一定レベルとなり、目立つことがない。もちろん、ノイズ画像は全体的に一定レベルであることから、その後の簡単な画像処理（オフセット処理等）にて容易にノイズ画像を除去することもできる。
【００５４】
このような第２基板６６を作製する場合は、例えば図７Ａ〜図７Ｄに示すように、複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第１積層体１２４ａ（図７Ａ参照）上に第２部材１２０（金属箔、金属膜、金属板等）を載置し（図７Ｂ参照）、第２部材１２０の厚みが薄くなっている箇所１２０ａに、炭素繊維のプリフォーム１２２を載置して平坦化し（図７Ｃ参照）、その上に複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第２積層体１２４ｂを載置する。その後、この積層体を加熱加圧して一体化することで（図７Ｄ参照）、第２基板６６を作製することができる。
【００５５】
なお、図２に示すように、筐体３０を構成する第１プレート３４を、第１基板６２と同様の材料で構成することができ、第２プレート４０を、第２基板６６の第１部材１１８と同様の材料で構成することができる。シャーシ部材４６は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料にて構成することができる。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金等の金属材料が挙げられる。
【００５６】
また、筐体３０を構成する枠部材３６は、樹脂等で構成することで、放射線検出器６０等のリペア（補修、部品交換等）が容易になる。すなわち、枠部材３６を弾性変形させることで、枠部材３６からの第１プレート３４及び第１基板６２の取り外し、放射線検出器６０の取り外し等が容易にできる。もちろん、これらの部材を装着する場合も同様に容易に行うことができる。
【００５７】
このように、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、背面側に設置された第２基板６６をそれぞれ機能の異なる第１部材１１８及び第２部材１２０で構成し、第１部材１１８を例えば軽量化として好ましい材料で構成し、第２部材１２０を散乱線を減衰させるのに好適な金属材料で構成したので、放射線検出器６０等の軽量化を図ることができると共に、シンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができ、散乱線によるノイズ画像を低減することができる。
【００５８】
この場合、単一の金属板、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を放射線の透過率又は散乱確率に応じて設置する必要がなく、第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化された第２基板６６を設置するだけでよいため、組み立て工数の増大化を招くことがなく、放射線検出装置２０全体の厚みが増大化することもない。しかも、鉛板を使用することがないため、軽量化も図ることができる。放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８強度を補強する第２基板６６を散乱線の減衰にも兼用させるようにしたので、散乱線の減衰のための専用の基板を別途設置することが必要がなく、放射線検出装置２０の低背化（薄型化）を実現させることができる。
【００５９】
すなわち、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【００６０】
特に、第２部材１２０の金属材料として、後方に設置された回路基板５６の導電パターンと同じ金属材料を使用したので、回路基板５６の導電パターンの金属材料と共にシンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができる。
【００６１】
さらに、回路基板５６の位置に応じて第２部材１２０の厚みを変えるようにしたので、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像を全体的に一定レベルにすることができ、放射線画像情報とした際にノイズ画像が局所的に目立つということがなく、画質の劣化を抑えることができる。
【００６２】
なお、本発明に係る放射線検出装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６３】
例えば、放射線検出器６０は、図８及び図９に示す変形例に係る放射線検出器６００であってもよい。なお、図８は、変形例に係る放射線検出器６００の３つの画素部分の構成を概略的に示した断面模式図である。
【００６４】
放射線検出器６００は、絶縁性の基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、及びシンチレータ６０８が順次積層して形成されており、信号出力部６０４及びセンサ部６０６により画素部が構成されている。画素部は、基板６０２上に行列状に配列されており、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが重なりを有するように構成されている。
【００６５】
シンチレータ６０８は、センサ部６０６上に透明絶縁膜６１０を介して形成されており、上方（基板６０２が位置する側とは反対側）から入射してくる放射線１２を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。シンチレータ６０８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６００によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
【００６６】
シンチレータ６０８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線１２としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００６７】
シンチレータ６０８は、例えば、蒸着基体に柱状結晶構造のＣｓＩ（Ｔｌ）を蒸着して形成してもよい。このように蒸着によってシンチレータ６０８を形成する場合、蒸着基体は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌがよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ６０８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基体を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ６０８を形成してもよい。また、樹脂ベースにＧＯＳを塗布しシンチレータ６０８を形成した後、該シンチレータ６０８をＴＦＴアクティブマトリクス基板に貼り合わせてもよい。これにより、万が一、ＧＯＳの塗布が失敗してもＴＦＴアクティブマトリクス基板を温存することができる。
【００６８】
センサ部６０６は、上部電極６１２、下部電極６１４、及び該上部電極６１２と該下部電極６１４の間に配置された光電変換膜６１６を有している。
【００６９】
上部電極６１２は、シンチレータ６０８により生じた光を光電変換膜６１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ６０８の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが好ましい。なお、上部電極６１２としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ2等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極６１２は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。
【００７０】
光電変換膜６１６は、有機光導電体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を含み、シンチレータ６０８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。有機光導電体（有機光電変換材料）を含む光電変換膜６１６であれば、可視光域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光以外の電磁波が光電変換膜６１６によって吸収されることが殆どなく、放射線１２が光電変換膜６１６で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。なお、光電変換膜６１６は、有機光導電体に代えてアモルファスシリコンを含むように構成してもよい。この場合、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光を効率的に吸収することができる。
【００７１】
光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、シンチレータ６０８で発光した光を最も効率よく吸収するために、そのピーク波長が、シンチレータ６０８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光導電体の吸収ピーク波長とシンチレータ６０８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ６０８から発せられた光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光導電体の吸収ピーク波長と、シンチレータ６０８の放射線１２に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００７２】
このような条件を満たすことが可能な有機光導電体としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光導電体としてキナクリドンを用い、シンチレータ６０８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜６１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００７３】
センサ部６０６は、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね若しくは混合により形成される有機層を含んで構成される。前記有機層は、有機ｐ型化合物（有機ｐ型半導体）又は有機ｎ型化合物（有機ｎ型半導体）を含有することが好ましい。
【００７４】
有機ｐ型半導体は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００７５】
有機ｎ型半導体は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００７６】
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜６１６の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜６１６は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００７７】
光電変換膜６１６の厚みは、シンチレータ６０８からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜６１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜６１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にするのがよい。
【００７８】
光電変換膜６１６は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。下部電極６１４は、画素部毎に分割された薄膜とする。但し、下部電極６１４は、全画素部で共通の一枚構成であってもよい。下部電極６１４は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。なお、下部電極６１４の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００７９】
センサ部６０６では、上部電極６１２と下部電極６１４の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜６１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極６１２に移動させ、他方を下部電極６１４に移動させることができる。本変形例に係る放射線検出器６００では、上部電極６１２に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極６１２に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜６１６で発生した電子が上部電極６１２に移動し、正孔が下部電極６１４に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。
【００８０】
各画素部を構成するセンサ部６０６は、少なくとも下部電極６１４、光電変換膜６１６、及び上部電極６１２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜６１８及び正孔ブロッキング膜６２０の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
【００８１】
電子ブロッキング膜６１８は、下部電極６１４と光電変換膜６１６との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極６１４から光電変換膜６１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００８２】
電子ブロッキング膜６１８には、電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜６１８に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００８３】
電子ブロッキング膜６１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。
【００８４】
正孔ブロッキング膜６２０は、光電変換膜６１６と上部電極６１２との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６１２から光電変換膜６１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００８５】
正孔ブロッキング膜６２０には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜６２０の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。
【００８６】
実際に正孔ブロッキング膜６２０に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００８７】
なお、光電変換膜６１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極６１２に移動し、電子が下部電極６１４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
【００８８】
図９に示すように、信号出力部６０４は、各画素部の下部電極６１４に対応して基板６０２の表面に設けられており、下部電極６１４に移動した電荷を蓄積する蓄積容量６２２と、前記蓄積容量６２２に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ６２４とを有している。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４の形成された領域は、平面視において下部電極６１４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが厚さ方向で重なりを有することとなる。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４を下部電極６１４によって完全に覆うように信号出力部６０４を形成すれば、放射線検出器６００（画素部）の平面積を最小にすることができる。
【００８９】
蓄積容量６２２は、基板６０２と下部電極６１４との間に設けられた絶縁膜６２６を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極６１４と電気的に接続されている。これにより、下部電極６１４で捕集された電荷を蓄積容量６２２に移動させることができる。
【００９０】
ＴＦＴ６２４は、ゲート電極６２８、ゲート絶縁膜６３０、及び活性層（チャネル層）６３２が積層され、さらに、活性層６３２上にソース電極６３４とドレイン電極６３６が所定の間隔を開けて形成されている。活性層６３２は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層６３２を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００９１】
活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ3（ＺｎＯ）m（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ4がより好ましい。なお、活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
【００９２】
活性層６３２を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００９３】
ＴＦＴ６２４の活性層６３２を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線１２を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部６０４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００９４】
また、活性層６３２をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ６２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ６２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層６３２を形成する場合、活性層６３２に極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ６２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００９５】
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板６０２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
【００９６】
また、有機光導電体から光電変換膜６１６を形成し、有機半導体材料からＴＦＴ６２４を形成することにより、プラスチック製の可撓性基板（基板６０２）に対して光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を低温成膜することが可能となると共に、放射線検出器６００全体の薄型化及び軽量化を図ることができる。これにより、放射線検出器６００を収容する放射線検出装置２０の薄型化及び軽量化も可能となり、病院外の使用における利便性が向上する。しかも、光電変換部のベース材を一般的なガラスとは異なり可撓性を有する材質で構成するので、装置の持ち運び時や使用時の耐損傷性等を向上させることもできる。
【００９７】
また、基板６０２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００９８】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板６０２を形成してもよい。
【００９９】
バイオナノファイバは、バクテリア（酢酸菌、Acetobacter Xylinum）が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、且つ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度（４６０ＭＰa）、高弾性（３０ＧＰａ）で、且つフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて基板６０２を薄く形成できる。
【０１００】
本変形例では、基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、透明絶縁膜６１０を順に形成し、当該基板６０２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ６０８を貼り付けることにより放射線検出器６００を形成している。
【０１０１】
上述した変形例に係る放射線検出器６００では、光電変換膜６１６を有機光導電体により構成すると共にＴＦＴ６２４の活性層６３２を有機半導体材料で構成しているので、該光電変換膜６１６及び信号出力部６０４で放射線１２が吸収されることは殆どない。これにより、放射線１２に対する感度の低下を抑えることができる。
【０１０２】
ＴＦＴ６２４の活性層６３２を構成する有機半導体材料や光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板６０２を放射線１２の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。これにより、放射線１２に対する感度の低下を一層抑えることができる。
【０１０３】
また、例えば、放射線検出器６００を筐体内の照射面３２部分に貼り付け、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体の剛性が高くすることができるため、筐体の照射面３２部分を薄く形成することができる。また、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体が可撓性を有するため、照射面３２に衝撃が加わった場合でも放射線検出器６００が破損しづらい。
上述した変形例に係る放射線検出器６００は、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側とは反対側に位置するセンサ部６０６（光電変換膜６１６）で電荷に変換して放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成されているが、この構成に限定されない。
【０１０４】
例えば、放射線検出器は、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成してもよい。この場合、放射線１２の照射方向に沿って、基板６０２、信号出力部６０４、センサ部６０６、シンチレータ６０８がこの順に積層され、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側のセンサ部６０６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。シンチレータで発光された光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像の分解能を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…放射線画像撮影システム １２…放射線
１４…被写体 １６…放射線源
２０…放射線検出装置 ３０…筐体
３２…正面 ３４…第１プレート
３６…枠部材 ３８…背面
４０…第２プレート ４６…シャーシ部材
５６…回路基板 ６０…放射線検出器
６２…第１基板 ６４…第１接着層
６６…第２基板 ６８…第２接着層
７６…光電変換基板 ７８…シンチレータ
１１８…第１部材 １２０…第２部材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、筐体に放射線変換パネルを収納した放射線検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
医療分野において、被写体に放射線を照射し、該被写体を透過した前記放射線を放射線検出器に導いて放射線画像情報を撮影する放射線画像撮影装置が広汎に使用されている。前記放射線検出器としては、前記放射線画像情報が露光記録される従来からの放射線フイルムや、蛍光体に前記放射線画像情報としての放射線エネルギを蓄積し、励起光を照射することで前記放射線画像情報を輝尽発光光として取り出すことのできる蓄積性蛍光体パネルが知られている。これらの放射線検出装置は、前記放射線画像情報が記録された放射線フイルムを現像装置に供給して現像処理を行い、あるいは、前記蓄積性蛍光体パネルを読取装置に供給して読取処理を行うことで、可視画像を得ることができる。
【０００３】
一方、手術室等においては、患者に対して迅速且つ的確な処置を施すため、撮影後の放射線検出装置から直ちに放射線画像情報を読み出して表示できることが必要である。このような要求に対応可能な放射線検出装置として、放射線を直接電気信号に変換し、あるいは、放射線をシンチレータで可視光に変換した後、電気信号に変換して読み出す固体検出素子を用いた放射線検出装置が開発されている。
【０００４】
特に、固体検出素子を用いた放射線検出装置においては、放射線検出装置を透過した放射線が放射線検出装置の後方等で散乱し、散乱線として放射線検出装置に再度入射する場合がある。入射した散乱線も電気信号に変換されてしまうことから、被写体の放射線画像情報に散乱線によるノイズが混入し、コントラストを低下させる等の問題がある。
【０００５】
散乱線に対しては、従来から、鉛板を設置することで、放射線の後方への透過を減衰させ、散乱線の発生を抑えるようにしているが、一般に、鉛板は重量が大きいため、放射線検出装置全体の重量が大きくなり、取り扱いが困難になる。
【０００６】
そこで、従来では、特許文献１及び２に記載された方法が提案されている。特許文献１に記載の方法は、放射線の透過率又は散乱確率に応じて単一の金属板を用いた遮蔽部材、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を用いた遮蔽部材を設置して、放射線の後方への透過を減衰させるようにしている。
【０００７】
特許文献２に記載の方法は、入射した放射線量を電気信号に変換するための放射線変換膜と、電気回路基板との間に、直接入射した放射線は通過させるが、散乱した放射線は通過させない第１金属板と、放射線を通過させない第２金属板とをこの順に積層するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４１２５１６５号公報
【特許文献２】特開２０１０−１９７０８４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の方法は、全面に鉛板を用いた場合よりも軽量化を図ることができると考えられるが、単一の金属板、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を放射線の透過率又は散乱確率に応じて設置しなければならないため、放射線検出装置の組み立て工数が増大化し、また、放射線検出装置の薄型化に限界があるという問題がある。しかも、設計の自由度も低くなるという問題がある。
【００１０】
特許文献２に記載の方法は、引用文献１に記載された材質の異なる複数の金属板からなる積層板を全面に設置することと同じであり、しかも、第２金属板として鉛等を使用することが記述されており、放射線検出装置の軽量化を図ることは考慮されていない。
【００１１】
本発明はこのような課題を考慮してなされたものであり、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる放射線検出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】
［１］ 本発明に係る放射線検出装置は、被写体を透過した前記放射線を放射線画像情報に変換する放射線検出器と、前記放射線検出器を支持する基板と、前記放射線検出器と前記基板を内包する筐体と有し、前記基板は、第１部材及び第２部材で構成され、前記第１部材は、非金属材料からなり、前記第２部材は、前記筐体を透過した前記放射線による散乱線を減衰させるための金属材料からなることを特徴とする。
これにより、放射線検出器に入射する散乱線を減衰させることができ、散乱線によるノイズ画像を影響を低減することができる。また、放射線検出器を支持する基板を散乱線の減衰にも兼用させるようにしたので、散乱線の減衰のための専用の基板を別途設置することが必要がなく、組み立て工数が増大化を招くことなく、放射線検出装置の低背化（薄型化）を実現させることができる。
すなわち、本発明に係る放射線検出装置においては、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【００１３】
［２］ 本発明において、前記基板は、２つの前記第１部材間に前記第２部材が挟まれて一体化されて構成されていることが好ましい。これにより、放射線検出器の支持部材として機能する基板の厚さから厚みを増すことなく第２部材を入れ込めるため、低背化（薄型化）させることができる。
【００１４】
［３］ 本発明において、前記筐体に、前記放射線検出器を制御するための電子部品が実装された回路基板を内包し、前記基板の前記第２部材は、前記回路基板の位置に応じて厚みが異なることを特徴とする。これにより、放射線検出器に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像を全体的に一定レベルにすることができ、放射線画像情報とした際にノイズ画像が局所的に目立つということがない。
［４］ この場合、前記第２部材のうち、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも薄いことが好ましい。
［５］ 具体的には、前記第２部材は、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも前記回路基板の導電パターンの厚み分だけ薄いことが好ましい。これにより、後方からの散乱線の減衰分布を第２部材全体でほぼ均一にすることができ、放射線検出器に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は全体的に一定レベルとなり、目立つことがない。
［６］ 前記第２部材は、前記回路基板の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料で構成されていることが好ましい。
［７］ この場合、前記金属材料は銅であってもよい。
【００１５】
［８］ 本発明において、前記基板の前記第１部材は、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック及びバイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料からなることを特徴とする。
これにより、前記基板を軽量化できため、放射線検出装置全体の軽量化を図ることができる。
［９］ この場合、前記筐体内に、前記基板に加えて、該筐体の照射面側に配置された別の基板を有し、前記基板の前記第１部材は、ピッチ型炭素繊維からなり、前記別の基板は、ＰＡＮ型炭素繊維からなることが好ましい。
【００１６】
［１０］ 本発明において、前記放射線検出器は、前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、前記可視光を電気信号に変換する固体検出素子がマトリクス状に配列された光電変換層を少なくとも有する光電変換基板と、を具備し、前記固体検出素子から前記電気信号を前記放射線画像として読み出すことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明に係る放射線撮影装置によれば、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本実施の形態に係る放射線検出装置が適用される放射線画像撮影システムを示す構成図である。
【図２】放射線検出装置の構成を示す断面図である。
【図３】放射線検出装置の構成を一部省略して示す拡大断面図である。
【図４】放射線検出装置の回路構成を示す回路図である。
【図５】放射線検出装置の構成を示すブロック図である。
【図６】第２基板の第２部材のうち、該第２部材に対して回路基板を投影させた領域を示す説明図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｄは第２基板の第２部材の作製方法の一例を示す工程図である。
【図８】放射線検出器の変形例を一部省略して示す断面図である。
【図９】変形例に係る放射線検出器の信号出力部を一部省略して示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明に係る放射線検出装置の実施の形態例を図１〜図９を参照しながら説明する。なお、本明細書において数値範囲を示す「〜」は、その前後に記載される数値を下限値及び上限値として含む意味として使用される。
【００２０】
本実施形態に係る放射線画像撮影システム１０は、図１に示すように、撮影条件に従った線量からなる放射線１２を被写体（患者等）１４に照射するための放射線源１６と、被写体１４を透過した放射線１２を検出する放射線検出装置２０と、放射線検出装置２０によって検出された放射線１２に基づく放射線画像を表示する表示装置２２と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２を制御するコンソール（制御装置）２４とを備える。コンソール２４と、放射線源１６、放射線検出装置２０及び表示装置２２との間は、例えば無線通信による信号の送受信が行われる。なお、コンソール２４には、病院内の放射線科において取り扱われる放射線画像やその他の情報を統括的に管理する放射線科情報システム（ＲＩＳ）２６が接続され、また、ＲＩＳ２６には、病院内の医事情報を統括的に管理する医事情報システム（ＨＩＳ）２８が接続される。
【００２１】
放射線検出装置２０は、図２に示すように、放射線１２を透過させる材料からなる筐体３０を備える。筐体３０は、該筐体３０における放射線１２の正面３２（照射面）を構成する略平面状の第１プレート３４と、側面を構成する枠部材３６と、背面３８を構成する略平面状の第２プレート４０と、枠部材３６の内側に取り付けられ、筐体３０内の収容空間を、第１プレート３４側の第１室４２と、第２プレート４０側の第２室４４とに区画する略平面状のシャーシ部材４６とを有する。
【００２２】
枠部材３６の正面３２側の内壁には第１プレート３４の周縁部が嵌り込む溝４８が形成されている。また、枠部材３６の高さ方向ほぼ中央部の内壁には例えば環状の平坦部５０が形成され、この平坦部５０にシャーシ部材４６の周縁部が例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されるようになっている。シャーシ部材４６の背面３８側の周縁部には、第２プレート４０を取り付けるための接続部５２（複数の断面ほぼＬ字状の接続片あるいは１つの断面ほぼＬ字状の枠体）が固着されている。この場合、接続部５２、シャーシ部材４６の周縁部及び枠部材３６の平坦部５０とを例えばねじ止めにて一括固着するようにしてもよい。シャーシ部材４６の背面３８側には各種電子部品５４が実装された１以上の回路基板５６が取り付けられている。第２プレート４０は、その内面側の一部が接続部５２の一部に当接され、例えばねじ止めあるいは接着剤にて固着されている。また、シャーシ部材４６と第２プレート４０間に複数のスペーサ５８が設けられている。このスペーサ５８は、第２室４４に少なくとも回路基板５６を取り付けるだけの高さが確保でき、さらに、第２プレート４０の少なくとも中央部（例えば接続部５２と固着される部分よりも内方の部分）の平坦性が確保できるように設けられる。
【００２３】
そして、放射線検出装置２０の筐体３０のうち、第１プレート３４、枠部材３６及びシャーシ部材４６とで囲まれた第１室４２内には、放射線検出器６０が配置されている。さらに詳細には、第１プレート３４の背面３８側に放射線検出器６０を支持する第１基板６２が第１接着層６４（図３参照）を介して固着され、シャーシ部材４６の正面３２側に同じく放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８の強度を補強する第２基板６６が第２接着層６８（図３参照）を介して固着され、これら第１基板６２と第２基板６６の間に放射線検出器６０が配置されている。第１基板６２の厚みは〜０．５ｍｍであり、第２基板６６の厚みは０．８〜１．５ｍｍである。
【００２４】
この放射線検出器６０は、被写体１４を透過した放射線１２を放射線画像情報に変換し、変換した放射線画像情報を電気信号（アナログ信号）としてコンソール２４等に出力する。なお、放射線検出装置２０内には、上述した回路基板５６、放射線検出器６０のほかに、バッテリ７０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４（図４参照）等を有する。バッテリ７０は、放射線検出装置２０の電源であって、放射線検出装置２０内の放射線検出器６０、カセッテ制御部７２及び送受信機７４に電力を供給する。カセッテ制御部７２は、バッテリ７０から供給される電力により放射線検出器６０を駆動制御する。送受信機７４は、放射線検出器６０によって検出した放射線１２の情報（放射線画像情報）を含む信号をコンソール２４との間で送受信する。
【００２５】
放射線検出器６０は、図２及び図３に示すように、正面３２側に設置された光電変換基板７６と、背面３８側に設置されたシンチレータ７８とを有する。シンチレータ７８は、被写体１４を透過した放射線１２を一旦可視光に変換するＧＯＳ（Ｇｄ2Ｏ2Ｓ：Ｔｂ）又はＣｓＩ：Ｔｌ等を母体とする蛍光体からなる。光電変換基板７６は、薄膜トランジスタ８０（ＴＦＴ：Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：図４参照。以後、ＴＦＴ８０と記す）のアレイと、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）等の物質からなる固体検出素子８２（図４参照：以下、固体検出素子を画素８２ともいう）を用いて前記可視光を電気信号に変換する光電変換層８４（図４参照）とを積層することにより構成される。
【００２６】
図２に示すように、シンチレータ７８と光電変換基板７６とは中間層８６を介して接合されている。中間層８６の層厚は１０〜５０μｍである。また、中間層８６は、ヘイズ度が３〜５０％の範囲である。中間層８６はフィラーを含有する接着剤であることが好ましく、接着剤としては、ホットメルト型接着剤、反応性ホットメルト型接着剤又は熱硬化樹脂等の接着剤を好ましく用いることができ、特に、光電変換基板７６の凹凸を吸収するという観点からはホットメルト型接着剤がより好ましい。
【００２７】
フィラー材料としては、アルミナ、シリカ、酸化チタン、酸化ジルコニウム、酸化イットリウム等の無機材料、高架橋アクリル樹脂、高架橋ポリスチレン樹脂、メラミン−ホルムアルデヒド樹脂、シリコーン樹脂等の有機材料を好ましく挙げることができ、これらのフィラー材料は、これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。
【００２８】
なお、中間層８６は上述のような接着剤に限定されるものではなく、ポリアクリル系粘着剤、シリコーンゴム系粘着剤、ポリビニルブチルエーテル系粘着剤、ポロイソブチレン系粘着剤、天然ゴム系粘着剤等の粘着層（接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層）であってもよい。
また、シンチレータ７８と第２基板６６との間には、光を反射する光反射層８８と、静電気防止のための導電層９０と、支持体９２とがこの順番で積層されている。なお、光電変換基板７６、シンチレータ７８、光反射層８８、導電層９０及び支持体９２は、例えば紫外線硬化型接着剤９３にて一体化されている。
【００２９】
支持体９２は、例えばプラスチック基板、シリコン基板、カーボン基板等を用いることができる。支持体９２の厚みは０．１５〜０．３０ｍｍである。プラスチック材料として、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリカーボネート、ポリエチレンナフタレート等の樹脂材料又は樹脂材料に酸化チタン、酸化アルミニウム等の顔料を混入した白色樹脂材料、あるいは種々の金属粒子、金属箔を用いることができる。
【００３０】
導電層９０は、金属材料、金属酸化物材料や導電性有機物質が好ましい。導電層９０の厚みは、５μｍ以下である。金属材料としては、放射線吸収率が低いという観点から、マグネシウム、マグネシウム合金、アルミニウム、アルミ合金等が好ましい。金属酸化物材料としては、ＳｎＯ2（Ｓｂドープ）針状微粒子等が好ましく用いられる。導電性有機物質としては、導電性カーボンフィルム等が好ましく挙げられる。
【００３１】
光反射層８８は、光反射性物質を含む層であり、光反射性物質の例としては、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＭｇＯ、ＢａＳＯ4、ＳｉＯ2、ＺｎＳ、ＺｎＯ、ＣａＣＯ3、Ｓｂ2Ｏ3、Ｎｂ2Ｏ5、２ＰｂＣＯ3・Ｐｂ（ＯＨ）2、ＰｂＦ2、ＢｉＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＹＯＣｌ、ＭＩＩＦＸ（ＭＩＩはＢａ、Ｓｒ及びＣａのうちの少なくとも一種であり、ＸはＣｌ及びＢｒのうちの少なくとも一種である）、リトポン（ＢａＳＯ4＋ＺｎＳ）、ケイ酸マグネシウム、塩基性ケイ硫酸鉛、塩基性リン酸鉛、ケイ酸アルミニウムなどの白色顔料；種々の金属粒子もしくは金属箔；および中空構造のポリマー粒子を挙げることができる。これらの物質は単独で用いてもよいし、あるいは適宜組み合わせて用いてもよい。これらのうちでも高い屈折率を有するという観点からは、Ａｌ2Ｏ3、ＺｒＯ2、ＰｂＦ2、ＢｉＦ3、Ｙ2Ｏ3、ＹＯＣｌがより好ましい。光反射層８８の厚みは５０〜８０μｍである。
【００３２】
支持体９２と第２基板６６とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされ、光電変換基板７６と第１基板６２とは例えば両面テープ（図示せず）にて貼り合わされている。両面テープは、上述した粘着剤と同様に、接着後も接着面から剥がし取ることができる粘着剤で形成される層を有する。この場合、放射線検出装置２０から簡単に放射線検出器６０を取り外すことが可能となり、例えば放射線検出器６０に対するリペアが簡単になる。もちろん、支持体９２と第２基板６６とを接着層にて固着し、光電変換基板７６と第１基板６２とを接着層にて固着してもよい。
【００３３】
上述の実施の形態では、放射線１２の照射方向に沿って、光電変換基板７６、シンチレータ７８がこの順に積層され、シンチレータ７８から発光された光を正面３２側の光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像情報を読み取る、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用しているが、この構成に限定されない。例えば放射線検出器６０として、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）を採用してもよい。この場合、シンチレータ７８から発光された光を背面側に位置する光電変換基板７６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。
【００３４】
通常、シンチレータ７８は、放射線１２の照射面（正面）側が背面側よりも強く発光するため、本実施の形態のように、表面読取方式で構成した放射線検出器６０では、裏面読取方式で構成された放射線検出器６０と比較して、シンチレータ７８で発光された光が光電変換基板７６（光電変換層８４）に到達するまでの距離を短縮させることができる。これにより、該光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像情報の分解能を高めることができる。
【００３５】
ここで、放射線検出装置２０の回路構成について図４及び図５を参照しながら説明する。
図４に示すように、放射線検出装置２０は、可視光を電気信号に変換するａ−Ｓｉ等の物質からなる各画素８２が形成された光電変換層８４を、行列状のＴＦＴ８０のアレイの上に配置した構造を有する。この場合、各画素８２では、可視光を電気信号（アナログ信号）に変換することにより発生した電荷が蓄積され、各行毎にＴＦＴ８０を順次オンにすることにより前記電荷を画像信号として読み出すことができる。
【００３６】
各画素８０に接続されるＴＦＴ８０には、行方向と平行に延びるゲート線９４と、列方向と平行に延びる信号線９６とが接続される。各ゲート線９４は、ライン走査駆動部９８に接続され、各信号線９６は、マルチプレクサ１００に接続される。ゲート線９４には、行方向に配列されたＴＦＴ８０をオンオフ制御する制御信号Ｖｏｎ、Ｖｏｆｆがライン走査駆動部９８から供給される。この場合、ライン走査駆動部９８は、ゲート線９４を切り替える複数のスイッチＳＷ１と、スイッチＳＷ１の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０２とを備える。アドレスデコーダ１０２には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。
【００３７】
また、信号線９６には、列方向に配列されたＴＦＴ８０を介して各画素８２に保持されている電荷が流出する。この電荷は、増幅器１０４によって増幅される。増幅器１０４には、サンプルホールド回路１０６を介してマルチプレクサ１００が接続される。マルチプレクサ１００は、信号線９６を切り替える複数のスイッチＳＷ２と、スイッチＳＷ２の１つを選択する選択信号を出力するアドレスデコーダ１０８とを備える。アドレスデコーダ１０８には、カセッテ制御部７２からアドレス信号が供給される。マルチプレクサ１００には、Ａ／Ｄ変換器１１０が接続され、Ａ／Ｄ変換器１１０によってデジタル信号に変換された放射線画像情報がカセッテ制御部７２に供給される。
【００３８】
従って、図４において、ライン走査駆動部９８、マルチプレクサ１００、増幅器１０４、サンプルホールド回路１０６及びＡ／Ｄ変換器１１０が電子部品５４に含まれ、一方で、ゲート線９４のうちライン走査駆動部９８から光電変換層８４に至る部分と、信号線９６のうち光電変換層８４から増幅器１０４に至る部分とが光電変換基板７６に含まれる。
【００３９】
なお、スイッチング素子として機能するＴＦＴ８０は、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｓｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）イメージセンサ等、他の撮像素子と組み合わせて実現してもよい。さらにまた、ＴＦＴで言うところのゲート信号に相当するシフトパルスにより電荷をシフトしながら転送するＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ−Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）イメージセンサに置き換えることも可能である。
【００４０】
放射線検出装置２０のカセッテ制御部７２は、図５に示すように、アドレス信号発生部１１２と、画像メモリ１１４と、カセッテＩＤメモリ１１６とを備える。
【００４１】
アドレス信号発生部１１２は、図４に示すライン走査駆動部９８のアドレスデコーダ１０２及びマルチプレクサ１００のアドレスデコーダ１０８に対してアドレス信号を供給する。画像メモリ１１４は、放射線検出器６０によって検出された放射線画像情報を記憶する。カセッテＩＤメモリ１１６は、放射線検出装置２０を特定するためのカセッテＩＤ情報を記憶する。
【００４２】
送受信機７４は、カセッテＩＤメモリ１１６に記憶されたカセッテＩＤ情報及び画像メモリ１１４に記憶された放射線画像情報を無線通信によりコンソール２４に送信する。
【００４３】
そして、本実施の形態において、第１基板６２は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料から構成されている。
【００４４】
第２基板６６は、図３に示すように、それぞれ機能の異なる第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化されて構成されている。第１部材１１８は、第１基板６２と同様に、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料であって、且つ、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック、及び、バイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料で構成されている。第２部材は、筐体３０を透過した放射線１２による散乱線、例えば後方からの散乱線を減衰させるための金属材料で構成されている。図３の例では、２つの第１部材１１８間に第２部材１２０が挟まれて一体化された例を示す。
【００４５】
第１基板６２と、第２基板６６の第１部材１１８は、同じ材質で構成してもよいし、あるいは、異なる材質で構成してもよい。
【００４６】
具体的に、炭素繊維を含む複合材料は、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ）や、炭素繊維のプリフォームを発泡材で包んだ後に樹脂を含浸させてサンドイッチ構造とした複合材料や、ＣＦＲＰの表面を発泡材でコーティングした複合材料であり、セルロース繊維を含む複合材料は、セルロースミクロフィブリル繊維を含む複合材料であり、ガラス繊維を含む複合材料は、ガラス繊維強化プラスチック（ＧＦＲＰ）である。
【００４７】
この場合、例えば、放射線検出装置２０内の電子部品５４等の自己発熱によって、第１基板６２を介して被写体１４（患者）に熱さを感じさせないように、第１基板６２は、熱伝導率が比較的に低いＰＡＮ（ポリアクリロニトリル）型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。一方、第２基板６６の第１部材１１８は、放射線検出装置２０からシャーシ部材４６を介して外部への放熱が良好となるように、ＰＡＮ型炭素繊維よりも熱伝導率が高いピッチ型炭素繊維からなる強剛性カーボンで構成されることが望ましい。
【００４８】
また、エンジニアリングプラスチックには、ポリアミド（ＰＡ）、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ポリカーボネート（ＰＣ）、変性ポリフェニレンエーテル（ｍ−ＰＰＥ、変性ＰＰＥ）、ポリブチレンテレフタレート（ＰＢＴ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ガラス繊維強化ポリエチレンテレフタレート（ＧＦ−ＰＥＴ）、超高分子ポリエチレン（ＵＨＰＥ）、シンジオタクチックポリスチレン（ＳＰＳ）、環状ポリオレフィン（ＣＯＰ）、ポリフェニレンスルファイド（ＰＰＳ）、ポリスルホン（ＰＳＦ）、非晶ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、液晶ポリエステル（ＬＣＰ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリイミド（ＰＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、エポキシ（ＥＰ）等がある。
【００４９】
ところで、第２基板６６の第２部材１２０の厚みを一定にした場合、後方からの散乱線の減衰分布にばらつきが生じることになる。すなわち、後方からの散乱線は、回路基板５６の導電パターンを構成する金属層でも減衰することから、第２部材１２０のうち、回路基板５６に対応した領域とそれ以外の領域で、散乱線の減衰量が異なる。その結果、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は、回路基板５６の外形に沿ったものとなり、目立ち易く、画質の劣化を引き起こすおそれがある。もちろん、第２部材１２０で散乱線を全て吸収させれば問題はないが、そのためには、設計仕様によっては、第２基板６６を構成する材料として、重量の大きい鉛等を使用せざるを得ない場合が生じ、サイズ等によっては、放射線検出装置２０の軽量化が実現できないおそれがある。
【００５０】
そこで、本実施の形態において、第２部材１２０は、回路基板５６の位置に応じて厚みを変えている。例えば図６に示すように、１以上の回路基板５６が設置されている場合、第２基板６６の第２部材１２０のうち、該第２部材１２０に対して回路基板５６を投影させた領域Ｚａについて厚みを薄くする。
【００５１】
第２基板６６の第２部材１２０を構成する金属材料としては、Ａｌ（アルミニウム）、Ａｇ（銀）、Ｃｕ（銅）等を使用することができるが、回路基板５６の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料を用いることが好ましい。例えば回路基板５６が銅箔を選択的にエッチングすることによって導電パターンを形成しているのであれば、金属材料として銅を用いることが好ましい。
【００５２】
そして、第２部材１２０のうち、回路基板５６の位置に対応した領域Ｚａの厚みを薄くする場合、回路基板５６の導電パターンの厚み分だけ薄くすることが好ましい。もちろん、回路基板５６が複数の導電パターンが積層された積層基板であれば、導電パターンの積層数に応じた厚み分だけ薄くすることが好ましい。
【００５３】
このように、第２部材１２０の厚みを回路基板５６の領域Ｚａに対応して変えることで、後方からの散乱線の減衰分布を第２部材１２０全体でほぼ均一にすることができ、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像は全体的に一定レベルとなり、目立つことがない。もちろん、ノイズ画像は全体的に一定レベルであることから、その後の簡単な画像処理（オフセット処理等）にて容易にノイズ画像を除去することもできる。
【００５４】
このような第２基板６６を作製する場合は、例えば図７Ａ〜図７Ｄに示すように、複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第１積層体１２４ａ（図７Ａ参照）上に第２部材１２０（金属箔、金属膜、金属板等）を載置し（図７Ｂ参照）、第２部材１２０の厚みが薄くなっている箇所１２０ａに、炭素繊維のプリフォーム１２２を載置して平坦化し（図７Ｃ参照）、その上に複数の炭素繊維のプリフォーム１２２が積層してなる第２積層体１２４ｂを載置する。その後、この積層体を加熱加圧して一体化することで（図７Ｄ参照）、第２基板６６を作製することができる。
【００５５】
なお、図２に示すように、筐体３０を構成する第１プレート３４を、第１基板６２と同様の材料で構成することができ、第２プレート４０を、第２基板６６の第１部材１１８と同様の材料で構成することができる。シャーシ部材４６は、放射線検出装置２０全体の軽量化を図るために、２．８以下の比重を有する材料にて構成することができる。具体的には、アルミニウム、アルミニウム合金、マグネシウム又はマグネシウム合金等の金属材料が挙げられる。
【００５６】
また、筐体３０を構成する枠部材３６は、樹脂等で構成することで、放射線検出器６０等のリペア（補修、部品交換等）が容易になる。すなわち、枠部材３６を弾性変形させることで、枠部材３６からの第１プレート３４及び第１基板６２の取り外し、放射線検出器６０の取り外し等が容易にできる。もちろん、これらの部材を装着する場合も同様に容易に行うことができる。
【００５７】
このように、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、背面側に設置された第２基板６６をそれぞれ機能の異なる第１部材１１８及び第２部材１２０で構成し、第１部材１１８を例えば軽量化として好ましい材料で構成し、第２部材１２０を散乱線を減衰させるのに好適な金属材料で構成したので、放射線検出器６０等の軽量化を図ることができると共に、シンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができ、散乱線によるノイズ画像を低減することができる。
【００５８】
この場合、単一の金属板、材質の異なる複数の金属板からなる積層板を放射線の透過率又は散乱確率に応じて設置する必要がなく、第１部材１１８と第２部材１２０とが一体化された第２基板６６を設置するだけでよいため、組み立て工数の増大化を招くことがなく、放射線検出装置２０全体の厚みが増大化することもない。しかも、鉛板を使用することがないため、軽量化も図ることができる。放射線検出器６０を支持し、シンチレータ７８強度を補強する第２基板６６を散乱線の減衰にも兼用させるようにしたので、散乱線の減衰のための専用の基板を別途設置することが必要がなく、放射線検出装置２０の低背化（薄型化）を実現させることができる。
【００５９】
すなわち、本実施の形態に係る放射線検出装置２０においては、散乱線による影響を抑制することができ、しかも、軽量化を促進させることができると共に、低背化（薄型化）も実現させることができる。
【００６０】
特に、第２部材１２０の金属材料として、後方に設置された回路基板５６の導電パターンと同じ金属材料を使用したので、回路基板５６の導電パターンの金属材料と共にシンチレータ７８に入射する散乱線を減衰させることができる。
【００６１】
さらに、回路基板５６の位置に応じて第２部材１２０の厚みを変えるようにしたので、シンチレータ７８に入射する減衰後の散乱線によるノイズ画像を全体的に一定レベルにすることができ、放射線画像情報とした際にノイズ画像が局所的に目立つということがなく、画質の劣化を抑えることができる。
【００６２】
なお、本発明に係る放射線検出装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。
【００６３】
例えば、放射線検出器６０は、図８及び図９に示す変形例に係る放射線検出器６００であってもよい。なお、図８は、変形例に係る放射線検出器６００の３つの画素部分の構成を概略的に示した断面模式図である。
【００６４】
放射線検出器６００は、絶縁性の基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、及びシンチレータ６０８が順次積層して形成されており、信号出力部６０４及びセンサ部６０６により画素部が構成されている。画素部は、基板６０２上に行列状に配列されており、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが重なりを有するように構成されている。
【００６５】
シンチレータ６０８は、センサ部６０６上に透明絶縁膜６１０を介して形成されており、上方（基板６０２が位置する側とは反対側）から入射してくる放射線１２を光に変換して発光する蛍光体を成膜したものである。シンチレータ６０８が発する光の波長域は、可視光域（波長３６０ｎｍ〜８３０ｎｍ）であることが好ましく、この放射線検出器６００によってモノクロ撮像を可能とするためには、緑色の波長域を含んでいることがより好ましい。
【００６６】
シンチレータ６０８に用いる蛍光体としては、具体的には、放射線１２としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４２０ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ（Ｔｌ）（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ（Ｔｌ）の可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
【００６７】
シンチレータ６０８は、例えば、蒸着基体に柱状結晶構造のＣｓＩ（Ｔｌ）を蒸着して形成してもよい。このように蒸着によってシンチレータ６０８を形成する場合、蒸着基体は、Ｘ線の透過率、コストの面からＡｌがよく使用されるがこれに限定されるものではない。なお、シンチレータ６０８としてＧＯＳを用いる場合、蒸着基体を用いずにＴＦＴアクティブマトリクス基板の表面にＧＯＳを塗布することにより、シンチレータ６０８を形成してもよい。また、樹脂ベースにＧＯＳを塗布しシンチレータ６０８を形成した後、該シンチレータ６０８をＴＦＴアクティブマトリクス基板に貼り合わせてもよい。これにより、万が一、ＧＯＳの塗布が失敗してもＴＦＴアクティブマトリクス基板を温存することができる。
【００６８】
センサ部６０６は、上部電極６１２、下部電極６１４、及び該上部電極６１２と該下部電極６１４の間に配置された光電変換膜６１６を有している。
【００６９】
上部電極６１２は、シンチレータ６０８により生じた光を光電変換膜６１６に入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ６０８の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（ＴＣＯ：Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｔ Ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ Ｏｘｉｄｅ）を用いることが好ましい。なお、上部電極６１２としてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、透過率を９０％以上得ようとすると抵抗値が増大し易いため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ2、ＴｉＯ2、ＺｎＯ2等を好ましく用いることができ、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からはＩＴＯが最も好ましい。なお、上部電極６１２は、全画素部で共通の一枚構成としてもよく、画素部毎に分割してもよい。
【００７０】
光電変換膜６１６は、有機光導電体（ＯＰＣ：Ｏｒｇａｎｉｃ Ｐｈｏｔｏ Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒｓ）を含み、シンチレータ６０８から発せられた光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する。有機光導電体（有機光電変換材料）を含む光電変換膜６１６であれば、可視光域にシャープな吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光以外の電磁波が光電変換膜６１６によって吸収されることが殆どなく、放射線１２が光電変換膜６１６で吸収されることによって発生するノイズを効果的に抑制することができる。なお、光電変換膜６１６は、有機光導電体に代えてアモルファスシリコンを含むように構成してもよい。この場合、幅広い吸収スペクトルを持ち、シンチレータ６０８による発光を効率的に吸収することができる。
【００７１】
光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、シンチレータ６０８で発光した光を最も効率よく吸収するために、そのピーク波長が、シンチレータ６０８の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光導電体の吸収ピーク波長とシンチレータ６０８の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ６０８から発せられた光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光導電体の吸収ピーク波長と、シンチレータ６０８の放射線１２に対する発光ピーク波長との差が、１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
【００７２】
このような条件を満たすことが可能な有機光導電体としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光導電体としてキナクリドンを用い、シンチレータ６０８の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜６１６で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００７３】
センサ部６０６は、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び層間接触改良部位等の積み重ね若しくは混合により形成される有機層を含んで構成される。前記有機層は、有機ｐ型化合物（有機ｐ型半導体）又は有機ｎ型化合物（有機ｎ型半導体）を含有することが好ましい。
【００７４】
有機ｐ型半導体は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体（化合物）であり、電子を供与しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物をいう。したがって、ドナー性有機化合物としては、電子供与性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００７５】
有機ｎ型半導体は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体（化合物）であり、電子を受容しやすい性質がある有機化合物をいう。さらに詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物をいう。したがって、アクセプター性有機化合物は、電子受容性のある有機化合物であればいずれの有機化合物も使用可能である。
【００７６】
この有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料、及び光電変換膜６１６の構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。なお、光電変換膜６１６は、さらにフラーレン若しくはカーボンナノチューブを含有させて形成してもよい。
【００７７】
光電変換膜６１６の厚みは、シンチレータ６０８からの光を吸収する点では膜厚は大きいほど好ましいが、ある程度以上厚くなると光電変換膜６１６の両端から印加されるバイアス電圧により光電変換膜６１６に発生する電界の強度が低下して電荷が収集できなくなるため、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは、５０ｎｍ以上２５０ｎｍ以下、特に好ましくは８０ｎｍ以上２００ｎｍ以下にするのがよい。
【００７８】
光電変換膜６１６は、全画素部で共通の一枚構成であるが、画素部毎に分割してもよい。下部電極６１４は、画素部毎に分割された薄膜とする。但し、下部電極６１４は、全画素部で共通の一枚構成であってもよい。下部電極６１４は、透明又は不透明の導電性材料で構成することができ、アルミニウム、銀等を好適に用いることができる。なお、下部電極６１４の厚みは、例えば、３０ｎｍ以上３００ｎｍ以下とすることができる。
【００７９】
センサ部６０６では、上部電極６１２と下部電極６１４の間に所定のバイアス電圧を印加することで、光電変換膜６１６で発生した電荷（正孔、電子）のうちの一方を上部電極６１２に移動させ、他方を下部電極６１４に移動させることができる。本変形例に係る放射線検出器６００では、上部電極６１２に配線が接続され、この配線を介してバイアス電圧が上部電極６１２に印加されるものとする。また、バイアス電圧は、光電変換膜６１６で発生した電子が上部電極６１２に移動し、正孔が下部電極６１４に移動するように極性が決められているものとするが、この極性は逆であっても良い。
【００８０】
各画素部を構成するセンサ部６０６は、少なくとも下部電極６１４、光電変換膜６１６、及び上部電極６１２を含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜６１８及び正孔ブロッキング膜６２０の少なくともいずれかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
【００８１】
電子ブロッキング膜６１８は、下部電極６１４と光電変換膜６１６との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極６１４から光電変換膜６１６に電子が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００８２】
電子ブロッキング膜６１８には、電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜６１８に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上電子親和力（Ｅａ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料のイオン化ポテンシャル（Ｉｐ）と同等のＩｐもしくはそれより小さいＩｐを持つものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００８３】
電子ブロッキング膜６１８の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。
【００８４】
正孔ブロッキング膜６２０は、光電変換膜６１６と上部電極６１２との間に設けることができ、下部電極６１４と上部電極６１２間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極６１２から光電変換膜６１６に正孔が注入されて暗電流が増加してしまうのを抑制することができる。
【００８５】
正孔ブロッキング膜６２０には、電子受容性有機材料を用いることができる。正孔ブロッキング膜６２０の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、センサ部６０６の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、さらに好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下にするのがよい。
【００８６】
実際に正孔ブロッキング膜６２０に用いる材料は、隣接する電極の材料および隣接する光電変換膜６１６の材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数（Ｗｆ）より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル（Ｉｐ）が大きく、且つ、隣接する光電変換膜６１６の材料の電子親和力（Ｅａ）と同等のＥａもしくはそれより大きいＥａを持つものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００８７】
なお、光電変換膜６１６で発生した電荷のうち、正孔が上部電極６１２に移動し、電子が下部電極６１４に移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜６１８と正孔ブロッキング膜６２０は両方設けなくてもよく、いずれかを設けておけば、ある程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
【００８８】
図９に示すように、信号出力部６０４は、各画素部の下部電極６１４に対応して基板６０２の表面に設けられており、下部電極６１４に移動した電荷を蓄積する蓄積容量６２２と、前記蓄積容量６２２に蓄積された電荷を電気信号に変換して出力するＴＦＴ６２４とを有している。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４の形成された領域は、平面視において下部電極６１４と重なる部分を有しており、このような構成とすることで、各画素部における信号出力部６０４とセンサ部６０６とが厚さ方向で重なりを有することとなる。蓄積容量６２２及びＴＦＴ６２４を下部電極６１４によって完全に覆うように信号出力部６０４を形成すれば、放射線検出器６００（画素部）の平面積を最小にすることができる。
【００８９】
蓄積容量６２２は、基板６０２と下部電極６１４との間に設けられた絶縁膜６２６を貫通して形成された導電性材料の配線を介して対応する下部電極６１４と電気的に接続されている。これにより、下部電極６１４で捕集された電荷を蓄積容量６２２に移動させることができる。
【００９０】
ＴＦＴ６２４は、ゲート電極６２８、ゲート絶縁膜６３０、及び活性層（チャネル層）６３２が積層され、さらに、活性層６３２上にソース電極６３４とドレイン電極６３６が所定の間隔を開けて形成されている。活性層６３２は、例えば、アモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブなどにより形成することができる。なお、活性層６３２を構成する材料は、これらに限定されるものではない。
【００９１】
活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物としては、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｏ系）が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物（例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系）がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ3（ＺｎＯ）m（ｍは６未満の自然数）で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ4がより好ましい。なお、活性層６３２を構成可能な非晶質酸化物は、これらに限定されるものではない。
【００９２】
活性層６３２を構成可能な有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等を挙げることができるがこれらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報に詳細に記載されているため説明を省略する。
【００９３】
ＴＦＴ６２４の活性層６３２を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブで形成したものとすれば、Ｘ線等の放射線１２を吸収せず、あるいは吸収したとしても極めて微量に留まるため、信号出力部６０４におけるノイズの発生を効果的に抑制することができる。
【００９４】
また、活性層６３２をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ６２４のスイッチング速度を高速化することができ、また、可視光域での光の吸収度合の低いＴＦＴ６２４を形成できる。なお、カーボンナノチューブで活性層６３２を形成する場合、活性層６３２に極微量の金属性不純物が混入するだけで、ＴＦＴ６２４の性能は著しく低下するため、遠心分離などにより極めて高純度のカーボンナノチューブを分離・抽出して形成する必要がある。
【００９５】
ここで、上述した非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブや、有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、基板６０２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、プラスチック等の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリクロロトリフルオロエチレン等の可撓性基板を用いることができる。このようなプラスチック製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。
【００９６】
また、有機光導電体から光電変換膜６１６を形成し、有機半導体材料からＴＦＴ６２４を形成することにより、プラスチック製の可撓性基板（基板６０２）に対して光電変換膜６１６及びＴＦＴ６２４を低温成膜することが可能となると共に、放射線検出器６００全体の薄型化及び軽量化を図ることができる。これにより、放射線検出器６００を収容する放射線検出装置２０の薄型化及び軽量化も可能となり、病院外の使用における利便性が向上する。しかも、光電変換部のベース材を一般的なガラスとは異なり可撓性を有する材質で構成するので、装置の持ち運び時や使用時の耐損傷性等を向上させることもできる。
【００９７】
また、基板６０２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
【００９８】
アラミドは、２００度以上の高温プロセスを適用できるために，透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドは、ＩＴＯ（ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて薄く基板を形成できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層して基板６０２を形成してもよい。
【００９９】
バイオナノファイバは、バクテリア（酢酸菌、Acetobacter Xylinum）が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、且つ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度（４６０ＭＰa）、高弾性（３０ＧＰａ）で、且つフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて基板６０２を薄く形成できる。
【０１００】
本変形例では、基板６０２上に、信号出力部６０４、センサ部６０６、透明絶縁膜６１０を順に形成し、当該基板６０２上に光吸収性の低い接着樹脂等を用いてシンチレータ６０８を貼り付けることにより放射線検出器６００を形成している。
【０１０１】
上述した変形例に係る放射線検出器６００では、光電変換膜６１６を有機光導電体により構成すると共にＴＦＴ６２４の活性層６３２を有機半導体材料で構成しているので、該光電変換膜６１６及び信号出力部６０４で放射線１２が吸収されることは殆どない。これにより、放射線１２に対する感度の低下を抑えることができる。
【０１０２】
ＴＦＴ６２４の活性層６３２を構成する有機半導体材料や光電変換膜６１６を構成する有機光導電体は、いずれも低温での成膜が可能である。このため、基板６０２を放射線１２の吸収が少ないプラスチック樹脂、アラミド、バイオナノファイバで形成することができる。これにより、放射線１２に対する感度の低下を一層抑えることができる。
【０１０３】
また、例えば、放射線検出器６００を筐体内の照射面３２部分に貼り付け、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体の剛性が高くすることができるため、筐体の照射面３２部分を薄く形成することができる。また、基板６０２を剛性の高いプラスチック樹脂やアラミド、バイオナノファイバで形成した場合、放射線検出器６００自体が可撓性を有するため、照射面３２に衝撃が加わった場合でも放射線検出器６００が破損しづらい。
上述した変形例に係る放射線検出器６００は、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側とは反対側に位置するセンサ部６０６（光電変換膜６１６）で電荷に変換して放射線画像を読み取る、いわゆる裏面読取方式（ＰＳＳ（Ｐｅｎｅｔｒａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成されているが、この構成に限定されない。
【０１０４】
例えば、放射線検出器は、いわゆる表面読取方式（ＩＳＳ（Ｉｒｒａｄｉａｔｉｏｎ Ｓｉｄｅ Ｓａｍｐｌｉｎｇ）方式）として構成してもよい。この場合、放射線１２の照射方向に沿って、基板６０２、信号出力部６０４、センサ部６０６、シンチレータ６０８がこの順に積層され、シンチレータ６０８から発光された光を放射線源１６が位置する側のセンサ部６０６で電荷に変換して放射線画像を読み取る。シンチレータで発光された光の拡散・減衰を抑えることができるので、放射線画像の分解能を高めることができる。
【符号の説明】
【０１０５】
１０…放射線画像撮影システム １２…放射線
１４…被写体 １６…放射線源
２０…放射線検出装置 ３０…筐体
３２…正面 ３４…第１プレート
３６…枠部材 ３８…背面
４０…第２プレート ４６…シャーシ部材
５６…回路基板 ６０…放射線検出器
６２…第１基板 ６４…第１接着層
６６…第２基板 ６８…第２接着層
７６…光電変換基板 ７８…シンチレータ
１１８…第１部材 １２０…第２部材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被写体を透過した前記放射線を放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
前記放射線検出器を支持する基板と、
前記放射線検出器と前記基板を内包する筐体と、
を有し、
前記基板は、第１部材及び第２部材で構成され、
前記第１部材は、非金属材料からなり、
前記第２部材は、前記筐体を透過した前記放射線による散乱線を減衰させるための金属材料からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記基板は、２つの前記第１部材間に前記第２部材が挟まれて一体化されて構成されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射線検出装置において、
前記筐体に、前記放射線検出器を制御するための電子部品が実装された回路基板を内包し、
前記基板の前記第２部材は、前記回路基板の位置に応じて厚みが異なることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射線検出装置において、
前記第２部材のうち、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも薄いことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項５】
請求項４記載の放射線検出装置において、
前記第２部材は、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも前記回路基板の導電パターンの厚み分だけ薄いことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の放射線検出装置において、
前記第２部材は、前記回路基板の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料で構成されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の放射線検出装置において、
前記金属材料は銅であることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記基板の前記第１部材は、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック及びバイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の放射線検出装置において、
前記筐体内に、前記基板に加えて、該筐体の照射面側に配置された別の基板を有し、
前記基板の前記第１部材は、ピッチ型炭素繊維からなり、
前記別の基板は、ＰＡＮ型炭素繊維からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出器は、
前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、
前記可視光を電気信号に変換する固体検出素子がマトリクス状に配列された光電変換層を少なくとも有する光電変換基板と、を具備し、
前記固体検出素子から前記電気信号を前記放射線画像として読み出すことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１】
被写体を透過した前記放射線を放射線画像情報に変換する放射線検出器と、
前記放射線検出器を支持する基板と、
前記放射線検出器と前記基板を内包する筐体と、
を有し、
前記基板は、第１部材及び第２部材で構成され、
前記第１部材は、非金属材料からなり、
前記第２部材は、前記筐体を透過した前記放射線による散乱線を減衰させるための金属材料からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記基板は、２つの前記第１部材間に前記第２部材が挟まれて一体化されて構成されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の放射線検出装置において、
前記筐体に、前記放射線検出器を制御するための電子部品が実装された回路基板を内包し、
前記基板の前記第２部材は、前記回路基板の位置に応じて厚みが異なることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項４】
請求項３記載の放射線検出装置において、
前記第２部材のうち、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも薄いことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項５】
請求項４記載の放射線検出装置において、
前記第２部材は、前記回路基板の位置に対応した領域の厚みが他の領域よりも前記回路基板の導電パターンの厚み分だけ薄いことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項６】
請求項３〜５のいずれか１項に記載の放射線検出装置において、
前記第２部材は、前記回路基板の導電パターンを構成する金属材料と同じ金属材料で構成されていることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項７】
請求項６記載の放射線検出装置において、
前記金属材料は銅であることを特徴とする放射線撮影装置。
【請求項８】
請求項１記載の放射線検出装置において、
前記基板の前記第１部材は、炭素繊維、セルロース繊維又はガラス繊維を含む複合材料、エンジニアリングプラスチック及びバイオマスプラスチックのうち、いずれか１つの材料からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の放射線検出装置において、
前記筐体内に、前記基板に加えて、該筐体の照射面側に配置された別の基板を有し、
前記基板の前記第１部材は、ピッチ型炭素繊維からなり、
前記別の基板は、ＰＡＮ型炭素繊維からなることを特徴とする放射線検出装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか１項に記載の放射線検出装置において、
前記放射線検出器は、
前記放射線を可視光に変換するシンチレータと、
前記可視光を電気信号に変換する固体検出素子がマトリクス状に配列された光電変換層を少なくとも有する光電変換基板と、を具備し、
前記固体検出素子から前記電気信号を前記放射線画像として読み出すことを特徴とする放射線検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１２−２１１８６６（Ｐ２０１２−２１１８６６Ａ）
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−７８４４０（Ｐ２０１１−７８４４０）
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１１月１日（２０１２．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月３１日（２０１１．３．３１）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
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