放射線画像検出器の製造方法
【課題】基板上にアモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を有してなる放射線画像検出器の製造方法において、蒸着層の蒸着中に突沸が発生した場合でもその影響を低減させる。
【解決手段】膜の厚さが１００μｍ以上、２０００μｍ以下と比較的厚い記録用光導電層の蒸着時において、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部で基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせる。
【解決手段】膜の厚さが１００μｍ以上、２０００μｍ以下と比較的厚い記録用光導電層の蒸着時において、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部で基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にアモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を有してなる放射線画像検出器の製造方法において、特に蒸着層の品質向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、医療診断等を目的とする放射線撮影において、放射線を検出して得た電荷を放射線画像情報を表す電気信号に変換して出力する放射線画像検出器（以下単に検出器ともいう）を使用する放射線画像情報記録読取装置が各種提案されている。この装置において使用される放射線画像検出器としては、種々のタイプのものが提案されているが、電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面から、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式のものと検出器に読取光（読取用の電磁波）を照射して読み出す光読出方式のものがある。
【０００３】
本出願人は、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立を図ることができる光読出方式の放射線画像検出器として、特許文献１、特許文献２等において、記録用の放射線あるいは該放射線の励起により発せられる光（以下記録光という）に対して透過性を有する第１の導電層、記録光を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、第１の導電層に帯電される電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該同極性の電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷蓄積層、読取光の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取光に対して透過性を有する線状電極を含む第２の導電層を、この順に積層して成り、画像情報を担持する潜像電荷（静電潜像）を電荷蓄積層に蓄積する検出器を提案している。
【０００４】
上記の放射線画像検出器の光導電層等の層にはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）を主成分とする材料が好適に用いられており、この場合に光導電層の成膜は真空中で光導電層の材料を加熱蒸発させた真空蒸着により行なわれる。
【０００５】
このような真空蒸着により成膜される層（以下、蒸着層）の成膜中に突沸が発生し、さらにこの突沸の上から重ねて蒸着が行なわれると、成膜終了時に突沸上方の蒸着層表面に凹凸が形成されてしまう。
【０００６】
放射線画像検出器では記録時等に各層の積層方向に電界を印加するが、光導電層等の蒸着層の表面に凹凸が生じてしまった放射線画像検出器に電界を印加すると、凹凸部近傍への電界集中が起こり、蒸着層内に意図しない電荷注入が生じて画像欠陥となるおそれがある。
【０００７】
このような問題を解消するため、薄膜層を蒸着により成膜する際の突沸の発生を低減する方法が各種提案されている。（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５）
【特許文献１】特開２０００−１０５２９７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４０５６号公報
【特許文献３】特開平５−２０４１６９号公報
【特許文献４】特開平６−１６１１３７号公報
【特許文献５】特開２００５−１５２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３、特許文献４、特許文献５等に記載されているような方法を用いたとしても蒸着層の蒸着中に発生する突沸を完全に無くすことは非常に困難であるため、たとえ蒸着中に突沸が発生した場合でもその影響を低減させることが可能な方法が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、基板上にアモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を有してなる放射線画像検出器の製造方法において、蒸着層の蒸着中に突沸が発生した場合でもその影響を低減させることが可能な放射線画像検出器の製造方法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】
【００１０】
本発明による放射線画像検出器の製造方法は、基板上に、アモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を、少なくとも一層以上有してなる放射線画像検出器の製造方法であって、少なくとも一層の蒸着層の蒸着時には、蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることを特徴とする方法である。
【００１１】
ここで「通常蒸着時温度」とは、一般的にアモルファスセレンを蒸着する際に設定する温度範囲である４２〜４８℃の温度で、かつ蒸着時間の後半部における支配的な設定温度を意味する。
【００１２】
また、蒸着時間の前半部における基板温度上昇時間は、前半部の全ての領域に限らず、一部の時間のみとしてもよい。
【００１３】
上記放射線画像検出器の製造方法においては、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすことが好ましい。
【００１４】
さらに、蒸着時間の最初から基板温度を上昇させることが好ましい。
【００１５】
上記において「放射線画像検出器」とは、被写体の画像情報を担持する記録光、例えば放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。
【００１６】
この画像検出器には種々の方式のものがあり、例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た信号電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の放射線画像検出器、あるいは、放射線が照射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の放射線画像検出器等、あるいは、電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献１や上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。
【発明の効果】
【００１７】
アモルファスセレンを主成分とする材料を蒸着する際には基板温度を上昇させる程、蒸着物が平坦化され表面がなだらかとなるが、アモルファスセレンは高温にさらすと結晶化して特性が劣化してしまうという問題があるため、基板温度をあまり上昇させることができず、そのため従来は蒸着時間の全体に渡って基板温度を適正範囲である４２〜４８℃に設定して蒸着を行なっていた。
【００１８】
また、突沸が発生した場合、その突沸の上に材料を厚く蒸着させる程、最終的に仕上がった表面においてその部分の凹凸が大きくなる傾向がある。すなわち、蒸着初期段階で発生した突沸の方が、蒸着終了間際で発生した突沸よりも影響が大きくなる。
【００１９】
以上のことを考慮し、本発明の放射線画像検出器の製造方法では、蒸着層の蒸着時に、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【００２０】
上述した通り、アモルファスセレンは長時間高温にさらすと結晶化してしまうため、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすようにすることにより、より適正にアモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の放射線画像検出器の製造方法について説明する。図１は本発明の製造方法を用いて製造した放射線画像検出器の概略構成を示す上面図、図２は図１中のII−II線断面図である。
【００２２】
放射線画像検出器１は、被写体の放射線画像を担持した放射線を透過する第１の導電層１１、第１の導電層１１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層１２、記録用光導電層１２において発生した潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷蓄積層１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層１４、および読取光を透過する第２の導電層１５をガラス基板２０上にこの順に積層してなるものである。記録用光導電層１２内で発生した潜像電荷は電荷蓄積層１３に蓄積される。また、支持部材となるガラス基板２０は透明で剛性のあるガラス、例えばソーダライムガラスにより厚さ１．８ｍｍで形成されている。
【００２３】
第１の導電層１１としては、金属薄膜が好ましく用いられる。材料としてはＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｇ、ＭｇＡｇ３−２０％合金、Ｍｇ-Ａｇ系金属間化合物、ＭｇＣｕ３−２０％合金、Ｍｇ-Ｃｕ系金属間化合物などの金属から形成するようにすればよい。
【００２４】
特にＡｕやＰｔ、Ｍｇ-Ａｇ系金属間化合物が好ましく用いられる。例えばＡｕを用いた場合、厚みとして１５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。例えばＭｇＡｇ３−２０％合金を用いた場合は、厚さ１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下を用いることがより好ましい。
【００２５】
作成方法は任意であるが、抵抗加熱方式による蒸着により形成されることが好ましい。例えば、抵抗加熱方式によりボート内で金属塊が融解後にシャッターを開け、１５秒間蒸着し一旦冷却する。抵抗値が十分低くなるまで複数回繰り返すことで形成される。
【００２６】
第２の導電層１５は、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等が重なる領域において、多数の信号出力用線状電極と多数の共通線状電極とが交互に複数平行に配列された構造となっている。各線状電極の長手方向と直交する方向の幅は例えば信号出力用線状電極が１０μｍ、共通線状電極が２０μｍである。信号出力用線状電極および共通線状電極は、ガラス基板２０側から照射される読取光に対して透明である例えばＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の材料により厚さ０．２μｍの平坦な線状に形成されている。また、共通線状電極は、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等と重ならない領域において、互いに電気的に接続されており、共通電位となるように構成されている。
【００２７】
なお、信号出力用線状電極および共通線状電極において、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等と重ならない領域は、厳密には電極としてではなく配線として機能するが、電極部と配線部とは一体に形成されるため、全体を線状電極と呼称している。
【００２８】
共通線状電極のガラス基板２０側には、所定の波長の光だけを透過させるカラーフィルターが形成されており、共通線状電極とカラーフィルターの間には透明有機絶縁層が形成されている。カラーフィルターは、顔料を分散させた感光性のレジスト、例えばＬＣＤのカラーフィルターに用いられる赤色レジストにより厚さ１．２μｍで形成されている。さらに、このカラーフィルター層による段差を無くすため、ＰＭＭＡ (メタクリル樹脂)等の透明有機絶縁層が、例えば１．８μｍの厚さで形成されている。
【００２９】
記録用光導電層１２は、放射線を吸収し電荷を発生する光導電物質であり、アモルファスセレン化合物、Ｂｉ１２ＭＯ２０ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３(Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ)、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物により構成される。この中で特にアモルファスセレン化合物よりなることが好ましい。
【００３０】
アモルファスセレン化合物の場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍから１ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍから１００００ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍから０．５％までの間添加したもの、Ａｓを１０ｐｐｍから０．５％までドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。
【００３１】
特に、Ａｓを１０ｐｐｍから２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度のアルカリ金属を含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００３２】
また、数ナノから数ミクロンのＢｉ１２ＭＯ２０ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３(Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ)、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等の光導電性物質微粒子を含有させたものも用いることができる。
【００３３】
記録用光導電層１２の厚みは、アモルファスセレンの場合１００μｍ以上、２０００μｍ以下であることが好ましい。特にマンモグラフィ用途では１５０μｍ以上、２５０μｍ以下、一般撮影用途においては５００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００３４】
電荷蓄積層１３としては、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性の膜であれば良く、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーやＡｓ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ３、ＺｎＳ等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物より構成される。更には、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性であり、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有する方がより好ましく、移動度×寿命の積が、電荷の極性により３桁以上差がある物質が好ましい。
【００３５】
好ましい化合物としては、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｓ２Ｓｅ３にＣｌ、Ｂｒ、Ｉを５００ｐｐｍから２００００ｐｐｍまでドープしたもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＴｅで５０％程度まで置換したＡｓ２（ＳｅｘＴｅ１−ｘ）３（０．５＜ｘ＜１）、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＳで５０％程度まで置換したもの、Ａｓ２Ｓｅ３からＡｓ濃度を±１５％程度変化させたＡｓｘＳｅｙ（ｘ＋ｙ＝１００、３４≦ｘ≦４６）、アモルファスＳｅ−Ｔｅ系でＴｅを５−３０ｗｔ％のもの等が挙げられる。
【００３６】
この様なカルコゲナイド系元素を含む物質を用いる場合、電荷蓄積層の厚みは０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。この様な電荷蓄積層は、一度の製膜で形成しても良いし、複数回に分けて積層しても良い。
【００３７】
有機膜を用いた好ましい電荷蓄積層としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーに対し、電荷輸送剤をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送剤としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアルキルチオフェン、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、トリフェニレン（ＴＮＦ）、金属フタロシアニン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、液晶分子、ヘキサペンチロキシトリフェニレン、中心部コアがπ共役縮合環あるいは遷移金属を含有するディスコティック液晶分子、カーボンナノチューブ、フラーレンからなる群より選択される分子を挙げることができる。ドープ量は０．１から５０ｗｔ％の間で設定される。
【００３８】
読取用光導電層１４は、電磁波特に可視光を吸収し電荷を発生する光導電物質であり、アモルファスセレン化合物、アモルファスＳｉ：Ｈ、結晶Ｓｉ、ＧａＡｓ等のエネルギーギャップが０．７−２．５ｅＶの範囲に含まれる半導体物質を用いることができる。特にアモルファスセレンであることが好ましい。
【００３９】
アモルファスセレン化合物の場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍから１ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍから１００００ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍから０．５％までの間添加したもの、Ａｓを１０ｐｐｍから０．５％までドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間で微量にドープしたものを用いることができる。
【００４０】
特に、Ａｓを１０ｐｐｍから２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度のアルカリ金属を含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００４１】
読取用光導電層１４の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ電荷蓄積層１３に蓄積された電荷による電界が光励起された電荷をドリフトできれば良く、１μｍから３０μｍ程度が好ましい。
【００４２】
なお、放射線画像検出器１の層構成は上記のような層構成に限らず、その他の層を含むものとしてもよく、また各層の材料についても上記各層の作用と同等の作用を有するものであれば上記以外の材料を利用するようにしてもよい。
【００４３】
電流検出部３０は、フレキシブル基板３２上に信号検出用ＩＣ（チャージアンプＩＣ）３１を実装した複数のＴＣＰ（Tape Carrier Package）を備えており、図１および図２に示す通り、ＴＣＰの一方の端部はガラス基板２０上において放射線画像検出器１の信号出力用線状電極および共通線状電極と接続されており、ＴＣＰの他方の端部は画像処理基板３３に接続されている。
【００４４】
画像処理基板３３は、各信号出力用線状電極より出力され信号検出用ＩＣ３１により検出されたアナログ信号をデジタル信号（画像信号）に変換するための不図示のＡ／Ｄ変換器等を備えている。
【００４５】
次に、上記放射線画像検出器１の作用について説明する。
【００４６】
まず、第１の導電層１１と第２の導電層１５との間に電界を形成する。本実施の形態においては第１の導電層１１と第２の導電層１５の信号出力用線状電極および共通線状電極との間に不図示の高圧電源を接続し、両者の間にバイアス電圧を印加する。この状態で記録用光導電層１２に画像情報を担持する放射線が照射されると、記録用光導電層１２内に正と負の電荷が発生し、そのうちの負電荷が上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って第２の導電層１５の各線状電極方向に集められ、電荷蓄積層１３に潜像電荷として蓄積される。潜像電荷の量は照射放射線量に略比例し、この潜像電荷の量が放射線画像を示すことになる。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第１の導電層１１に引き寄せられて、電圧源から注入された負の電荷と結合して消滅する。
【００４７】
次に、上記のようにして放射線画像検出器１に記録された放射線画像を読み取る際には、信号出力用線状電極の延びる方向と直交する方向に延びる線状の読取光により、信号出力用線状電極の長手方向に沿って放射線画像検出器１の全面を走査することによって、読取光の走査位置に対応する読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、読取用光導電層１４に生じた正電荷は電荷蓄積層１３の潜像電荷に引きつけられ、電荷蓄積層１３で潜像電荷と電荷再結合し消滅する一方、読取用光導電層１４に生じた負電荷は信号出力用線状電極を経て各画素領域に対応する潜像電荷に基づく画像信号としてＴＣＰに出力される。そして、この画像信号をチャージアンプＩＣ３１により検出することにより、潜像電荷が担持する放射線画像を読み取ることができる。
【００４８】
上記の放射線画像検出器１の記録用光導電層１２、電荷蓄積層１３および読取用光導電層１４にはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）を主成分とする材料が好適に用いられており、この場合に各層の成膜は真空中で光導電層の材料を加熱蒸発させた真空蒸着により行なわれる。
【００４９】
このような真空蒸着により成膜される層の成膜中に突沸が発生し、さらにこの突沸の上から重ねて蒸着が行なわれると、成膜終了時に突沸上方の蒸着層表面に凹凸が形成されてしまう。
【００５０】
放射線画像検出器では記録時等に各層の積層方向に電界を印加するが、光導電層等の蒸着層の表面に凹凸が生じてしまった放射線画像検出器に電界を印加すると、凹凸部近傍への電界集中が起こり、蒸着層内に意図しない電荷注入が生じて画像欠陥となるおそれがある。
【００５１】
この突沸による影響は、膜の厚さが１００μｍ以上、２０００μｍ以下と比較的厚い記録用光導電層１２において特に顕著となるため、本実施の形態の説明では特に記録用光導電層１２の製造方法について詳細に説明する。図３は、記録用光導電層１２の蒸着時におけるガラス基板２０の温度の推移を示すグラフである。
【００５２】
本実施の形態では以下の手順により放射線画像検出器１の製造を行った。
【００５３】
蒸着機内のセルＡにはＳｅ原料,セルＢにはＡｓ２０％Ｓｅ原料,セルＣにはセルＡと同じＳｅ原料をセットした後、第２の導電層１５を既に形成してある２０ｃｍ×３０ｃｍの平面ガラス基板２０を蒸着機内の上部にセットし、さらに該ガラス基板２０に熱電対をセットした。本蒸着機は外部からの熱媒体により温度制御できるようになっている。原料と基板のセットが終了した後、真空引きを行った。
【００５４】
ガラス基板２０の通常蒸着時温度は４５℃とした。ガラス基板２０の温度が４５℃となり、蒸着機内が所定の真空度に到達したところで、セルＡの通電を開始し、１５℃／分の速度でセル温度を昇温させ、２６０℃に設定されたセルＡから膜厚１０μのセレンＡ層（読取用光導電層１４）を蒸着させた。蒸着はセルＡの温度が２６０℃となった時点から開始し、蒸着時間は６０分とした。
【００５５】
次に、ガラス基板２０の温度が４５℃の状態でセルＢの通電を開始し、７０℃／分の速度でセル温度を昇温させ、３４０℃に設定されたセルＢから膜厚１μのセレンＢ層（電荷蓄積層１３）を蒸着させた。蒸着はセルＢの温度が３４０℃となった時点から開始し、蒸着時間は２０分とした。
【００５６】
最後に、図３に示すグラフの通り、ガラス基板２０の温度を６０℃まで上昇させた状態でセルＣの通電を開始し、１５℃／分の速度でセル温度を昇温させ、セルＣの温度が２６０℃となった時点からセレンＣ層（記録用光導電層１２）の蒸着を開始し、蒸着開始時間から４５分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行い、膜厚２００μのセレンＣ層（記録用光導電層１２）を蒸着させた。
【００５７】
通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）とした場合、この時のΔｔ×Δｍは３７５となる。
【００５８】
上記の蒸着後、セルＣの温度が十分に下がったところでリークを行い、ガラス基板２０を取り出した。
【００５９】
このようにして製造された記録用光導電層１２の表面に発生した全ての突起中心部の断面サンプルから、突起周辺部の溝の深さ、幅及び、突起高さ／幅を算出した。その結果、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は、１００ｃｍ２あたりの平均数で０個で、しかもセレンＣ層（記録用光導電層１２）では結晶化は見られなかった。
【００６０】
このように、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【００６１】
また、上記以外の態様とした場合の例を示す。図４は、記録用光導電層１２の蒸着時において、通常蒸着時温度を４５℃、蒸着時間を１８０分に固定し、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅と、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合とを各々変化させた場合の結果を示す表である。
【００６２】
例１は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を４５℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は２０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは０となる。
【００６３】
例２は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を４７℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は２０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは２００となる。
【００６４】
例３は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を５０℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は１０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化が若干発生した。なお、この時のΔｔ×Δｍは５００となる。
【００６５】
例４は、ガラス基板２０の温度を５０℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から９０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は１２個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは２５０となる。
【００６６】
例５は、ガラス基板２０の温度を５５℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から６０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は８個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは３３０となる。
【００６７】
例６は上記実施の形態で説明した通りである。
【００６８】
例７は、ガラス基板２０の温度を７０℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から３０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は０個／１００ｃｍ２であるが、記録用光導電層１２では結晶化が多量に発生した。なお、この時のΔｔ×Δｍは４２５となる。
【００６９】
以上の例で示した通り、記録用光導電層１２の蒸着においては２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすように設定することにより、記録用光導電層１２に結晶化を発生させることなく突起の発生を少なくさせることが可能であることが確認された。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。例えば、蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させる場合、必ずしも蒸着開始時間の最初から温度を上昇させる必要はなく、前半部の一部の期間で温度を上昇させてもよい。また本願の製造方法は、記録用光導電層以外の層を蒸着する際にも適用することが可能である。また放射線画像検出器の構成については、直接変換方式のものに限らずシンチレーターを併用する方式のものでもよい。また読出方式についても、上記の光読出方式のものに限らずＴＦＴ読出方式のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の製造方法を用いて製造した放射線画像検出器の概略構成を示す上面図
【図２】図１中のII−II線断面図
【図３】記録用光導電層の蒸着時における基板温度の推移を示すグラフ
【図４】記録用光導電層の蒸着時において、通常蒸着時温度を４５℃、蒸着時間を１８０分に固定し、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅と、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合とを各々変化させた場合の結果を示す表
【符号の説明】
【００７２】
１ 放射線画像検出器
１１ 第１の導電層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷蓄積層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の導電層
２０ ガラス基板
３０ 電流検出部
３１ 信号検出用ＩＣ
３２ フレキシブル基板
３３ 画像処理基板
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上にアモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を有してなる放射線画像検出器の製造方法において、特に蒸着層の品質向上に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、医療診断等を目的とする放射線撮影において、放射線を検出して得た電荷を放射線画像情報を表す電気信号に変換して出力する放射線画像検出器（以下単に検出器ともいう）を使用する放射線画像情報記録読取装置が各種提案されている。この装置において使用される放射線画像検出器としては、種々のタイプのものが提案されているが、電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面から、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）方式のものと検出器に読取光（読取用の電磁波）を照射して読み出す光読出方式のものがある。
【０００３】
本出願人は、読出しの高速応答性と効率的な信号電荷の取り出しの両立を図ることができる光読出方式の放射線画像検出器として、特許文献１、特許文献２等において、記録用の放射線あるいは該放射線の励起により発せられる光（以下記録光という）に対して透過性を有する第１の導電層、記録光を受けることにより導電性を呈する記録用光導電層、第１の導電層に帯電される電荷と同極性の電荷に対しては略絶縁体として作用し、かつ、該同極性の電荷と逆極性の電荷に対しては略導電体として作用する電荷蓄積層、読取光の照射を受けることにより導電性を呈する読取用光導電層、読取光に対して透過性を有する線状電極を含む第２の導電層を、この順に積層して成り、画像情報を担持する潜像電荷（静電潜像）を電荷蓄積層に蓄積する検出器を提案している。
【０００４】
上記の放射線画像検出器の光導電層等の層にはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）を主成分とする材料が好適に用いられており、この場合に光導電層の成膜は真空中で光導電層の材料を加熱蒸発させた真空蒸着により行なわれる。
【０００５】
このような真空蒸着により成膜される層（以下、蒸着層）の成膜中に突沸が発生し、さらにこの突沸の上から重ねて蒸着が行なわれると、成膜終了時に突沸上方の蒸着層表面に凹凸が形成されてしまう。
【０００６】
放射線画像検出器では記録時等に各層の積層方向に電界を印加するが、光導電層等の蒸着層の表面に凹凸が生じてしまった放射線画像検出器に電界を印加すると、凹凸部近傍への電界集中が起こり、蒸着層内に意図しない電荷注入が生じて画像欠陥となるおそれがある。
【０００７】
このような問題を解消するため、薄膜層を蒸着により成膜する際の突沸の発生を低減する方法が各種提案されている。（例えば、特許文献３、特許文献４、特許文献５）
【特許文献１】特開２０００−１０５２９７号公報
【特許文献２】特開２０００−２８４０５６号公報
【特許文献３】特開平５−２０４１６９号公報
【特許文献４】特開平６−１６１１３７号公報
【特許文献５】特開２００５−１５２０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献３、特許文献４、特許文献５等に記載されているような方法を用いたとしても蒸着層の蒸着中に発生する突沸を完全に無くすことは非常に困難であるため、たとえ蒸着中に突沸が発生した場合でもその影響を低減させることが可能な方法が望まれている。
【０００９】
本発明は、上記の事情に鑑み、基板上にアモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を有してなる放射線画像検出器の製造方法において、蒸着層の蒸着中に突沸が発生した場合でもその影響を低減させることが可能な放射線画像検出器の製造方法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】
【００１０】
本発明による放射線画像検出器の製造方法は、基板上に、アモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を、少なくとも一層以上有してなる放射線画像検出器の製造方法であって、少なくとも一層の蒸着層の蒸着時には、蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることを特徴とする方法である。
【００１１】
ここで「通常蒸着時温度」とは、一般的にアモルファスセレンを蒸着する際に設定する温度範囲である４２〜４８℃の温度で、かつ蒸着時間の後半部における支配的な設定温度を意味する。
【００１２】
また、蒸着時間の前半部における基板温度上昇時間は、前半部の全ての領域に限らず、一部の時間のみとしてもよい。
【００１３】
上記放射線画像検出器の製造方法においては、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすことが好ましい。
【００１４】
さらに、蒸着時間の最初から基板温度を上昇させることが好ましい。
【００１５】
上記において「放射線画像検出器」とは、被写体の画像情報を担持する記録光、例えば放射線を検出して被写体に関する放射線画像を表す画像信号を出力する検出器であって、入射した放射線を直接または一旦光に変換した後に電荷に変換し、この電荷を外部に出力させることにより、被写体に関する放射線画像を表す画像信号を得ることができるものである。
【００１６】
この画像検出器には種々の方式のものがあり、例えば、放射線を電荷に変換する電荷生成プロセスの面からは、放射線が照射されることにより蛍光体から発せられた蛍光を光電変換素子で検出して得た信号電荷を画像信号（電気信号）に変換して出力する光変換方式の放射線画像検出器、あるいは、放射線が照射されることにより放射線導電体内で発生した信号電荷を電気信号に変換して出力する直接変換方式の放射線画像検出器等、あるいは、電荷を外部に読み出す電荷読出プロセスの面からは、蓄電部と接続されたＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を走査駆動して読み出すＴＦＴ読出方式のものや、読取光（読取用の電磁波）を検出器に照射して読み出す光読出方式のもの等、さらには、前記直接変換方式と光読出方式を組み合わせた本願出願人による上記特許文献１や上記特許文献２において提案している改良型直接変換方式のもの等がある。
【発明の効果】
【００１７】
アモルファスセレンを主成分とする材料を蒸着する際には基板温度を上昇させる程、蒸着物が平坦化され表面がなだらかとなるが、アモルファスセレンは高温にさらすと結晶化して特性が劣化してしまうという問題があるため、基板温度をあまり上昇させることができず、そのため従来は蒸着時間の全体に渡って基板温度を適正範囲である４２〜４８℃に設定して蒸着を行なっていた。
【００１８】
また、突沸が発生した場合、その突沸の上に材料を厚く蒸着させる程、最終的に仕上がった表面においてその部分の凹凸が大きくなる傾向がある。すなわち、蒸着初期段階で発生した突沸の方が、蒸着終了間際で発生した突沸よりも影響が大きくなる。
【００１９】
以上のことを考慮し、本発明の放射線画像検出器の製造方法では、蒸着層の蒸着時に、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【００２０】
上述した通り、アモルファスセレンは長時間高温にさらすと結晶化してしまうため、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすようにすることにより、より適正にアモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の放射線画像検出器の製造方法について説明する。図１は本発明の製造方法を用いて製造した放射線画像検出器の概略構成を示す上面図、図２は図１中のII−II線断面図である。
【００２２】
放射線画像検出器１は、被写体の放射線画像を担持した放射線を透過する第１の導電層１１、第１の導電層１１を透過した放射線の照射を受けることにより電荷を発生する記録用光導電層１２、記録用光導電層１２において発生した潜像電荷に対しては絶縁体として作用し、且つその潜像電荷と逆極性の輸送電荷に対しては導電体として作用する電荷蓄積層１３、読取光の照射を受けることにより電荷を発生する読取用光導電層１４、および読取光を透過する第２の導電層１５をガラス基板２０上にこの順に積層してなるものである。記録用光導電層１２内で発生した潜像電荷は電荷蓄積層１３に蓄積される。また、支持部材となるガラス基板２０は透明で剛性のあるガラス、例えばソーダライムガラスにより厚さ１．８ｍｍで形成されている。
【００２３】
第１の導電層１１としては、金属薄膜が好ましく用いられる。材料としてはＡｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｔｉ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｐｄ、Ａｇ、Ｍｇ、ＭｇＡｇ３−２０％合金、Ｍｇ-Ａｇ系金属間化合物、ＭｇＣｕ３−２０％合金、Ｍｇ-Ｃｕ系金属間化合物などの金属から形成するようにすればよい。
【００２４】
特にＡｕやＰｔ、Ｍｇ-Ａｇ系金属間化合物が好ましく用いられる。例えばＡｕを用いた場合、厚みとして１５ｎｍ以上、２００ｎｍ以下であることが好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上、１００ｎｍ以下である。例えばＭｇＡｇ３−２０％合金を用いた場合は、厚さ１００ｎｍ以上４００ｎｍ以下を用いることがより好ましい。
【００２５】
作成方法は任意であるが、抵抗加熱方式による蒸着により形成されることが好ましい。例えば、抵抗加熱方式によりボート内で金属塊が融解後にシャッターを開け、１５秒間蒸着し一旦冷却する。抵抗値が十分低くなるまで複数回繰り返すことで形成される。
【００２６】
第２の導電層１５は、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等が重なる領域において、多数の信号出力用線状電極と多数の共通線状電極とが交互に複数平行に配列された構造となっている。各線状電極の長手方向と直交する方向の幅は例えば信号出力用線状電極が１０μｍ、共通線状電極が２０μｍである。信号出力用線状電極および共通線状電極は、ガラス基板２０側から照射される読取光に対して透明である例えばＩＺＯ（Indium Zinc Oxide）、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）等の材料により厚さ０．２μｍの平坦な線状に形成されている。また、共通線状電極は、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等と重ならない領域において、互いに電気的に接続されており、共通電位となるように構成されている。
【００２７】
なお、信号出力用線状電極および共通線状電極において、記録用光導電層１２や読取用光導電層１４等と重ならない領域は、厳密には電極としてではなく配線として機能するが、電極部と配線部とは一体に形成されるため、全体を線状電極と呼称している。
【００２８】
共通線状電極のガラス基板２０側には、所定の波長の光だけを透過させるカラーフィルターが形成されており、共通線状電極とカラーフィルターの間には透明有機絶縁層が形成されている。カラーフィルターは、顔料を分散させた感光性のレジスト、例えばＬＣＤのカラーフィルターに用いられる赤色レジストにより厚さ１．２μｍで形成されている。さらに、このカラーフィルター層による段差を無くすため、ＰＭＭＡ (メタクリル樹脂)等の透明有機絶縁層が、例えば１．８μｍの厚さで形成されている。
【００２９】
記録用光導電層１２は、放射線を吸収し電荷を発生する光導電物質であり、アモルファスセレン化合物、Ｂｉ１２ＭＯ２０ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３(Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ)、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等のうち少なくとも１つを主成分とする化合物により構成される。この中で特にアモルファスセレン化合物よりなることが好ましい。
【００３０】
アモルファスセレン化合物の場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍから１ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍから１００００ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍから０．５％までの間添加したもの、Ａｓを１０ｐｐｍから０．５％までドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間で微量にドープしたもの、を用いることができる。
【００３１】
特に、Ａｓを１０ｐｐｍから２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度のアルカリ金属を含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００３２】
また、数ナノから数ミクロンのＢｉ１２ＭＯ２０ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ４Ｍ３Ｏ１２ (Ｍ：Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ)、Ｂｉ２Ｏ３、ＢｉＭＯ４（Ｍ：Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ）、Ｂｉ２ＷＯ６、Ｂｉ２４Ｂ２Ｏ３９、ＺｎＯ、ＺｎＳ、ＺｎＳｅ、ＺｎＴｅ、ＭＮｂＯ３(Ｍ：Ｌｉ、Ｎａ、Ｋ)、ＰｂＯ、ＨｇＩ２、ＰｂＩ２、ＣｄＳ、ＣｄＳｅ、ＣｄＴｅ、ＢｉＩ３、ＧａＡｓ等の光導電性物質微粒子を含有させたものも用いることができる。
【００３３】
記録用光導電層１２の厚みは、アモルファスセレンの場合１００μｍ以上、２０００μｍ以下であることが好ましい。特にマンモグラフィ用途では１５０μｍ以上、２５０μｍ以下、一般撮影用途においては５００μｍ以上１２００μｍ以下の範囲であることが特に好ましい。
【００３４】
電荷蓄積層１３としては、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性の膜であれば良く、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーやＡｓ２Ｓ３、Ｓｂ２Ｓ３、ＺｎＳ等の硫化物、その他に酸化物、フッ化物より構成される。更には、蓄積したい極性の電荷に対して絶縁性であり、それと逆の極性の電荷に対しては導電性を有する方がより好ましく、移動度×寿命の積が、電荷の極性により３桁以上差がある物質が好ましい。
【００３５】
好ましい化合物としては、Ａｓ２Ｓｅ３、Ａｓ２Ｓｅ３にＣｌ、Ｂｒ、Ｉを５００ｐｐｍから２００００ｐｐｍまでドープしたもの、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＴｅで５０％程度まで置換したＡｓ２（ＳｅｘＴｅ１−ｘ）３（０．５＜ｘ＜１）、Ａｓ２Ｓｅ３のＳｅをＳで５０％程度まで置換したもの、Ａｓ２Ｓｅ３からＡｓ濃度を±１５％程度変化させたＡｓｘＳｅｙ（ｘ＋ｙ＝１００、３４≦ｘ≦４６）、アモルファスＳｅ−Ｔｅ系でＴｅを５−３０ｗｔ％のもの等が挙げられる。
【００３６】
この様なカルコゲナイド系元素を含む物質を用いる場合、電荷蓄積層の厚みは０．４μｍ以上３．０μｍ以下であること好ましく、より好ましくは０．５μｍ以上２．０μｍ以下である。この様な電荷蓄積層は、一度の製膜で形成しても良いし、複数回に分けて積層しても良い。
【００３７】
有機膜を用いた好ましい電荷蓄積層としては、アクリル系有機樹脂、ポリイミド、ＢＣＢ、ＰＶＡ、アクリル、ポリエチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルイミド等のポリマーに対し、電荷輸送剤をドープした化合物が好ましく用いられる。好ましい電荷輸送剤としては、トリス（８−キノリノラト）アルミニウム（Ａｌｑ３）、Ｎ，Ｎ−ジフェニル−Ｎ，Ｎ−ジ（ｍ−トリル）ベンジジン（ＴＰＤ）、ポリパラフェニレンビニレン（ＰＰＶ）、ポリアルキルチオフェン、ポリビニルカルバゾール（ＰＶＫ）、トリフェニレン（ＴＮＦ）、金属フタロシアニン、４−（ジシアノメチレン）−２−メチル−６−（ｐ−ジメチルアミノスチリル）−４Ｈ−ピラン（ＤＣＭ）、液晶分子、ヘキサペンチロキシトリフェニレン、中心部コアがπ共役縮合環あるいは遷移金属を含有するディスコティック液晶分子、カーボンナノチューブ、フラーレンからなる群より選択される分子を挙げることができる。ドープ量は０．１から５０ｗｔ％の間で設定される。
【００３８】
読取用光導電層１４は、電磁波特に可視光を吸収し電荷を発生する光導電物質であり、アモルファスセレン化合物、アモルファスＳｉ：Ｈ、結晶Ｓｉ、ＧａＡｓ等のエネルギーギャップが０．７−２．５ｅＶの範囲に含まれる半導体物質を用いることができる。特にアモルファスセレンであることが好ましい。
【００３９】
アモルファスセレン化合物の場合には、その層中にＬｉ、Ｎａ、Ｋ、Ｃｓ、Ｒｂ等のアルカリ金属を０．００１ｐｐｍから１ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、ＬｉＦ、ＮａＦ、ＫＦ、ＣｓＦ、ＲｂＦ等のフッ化物を１０ｐｐｍから１００００ｐｐｍまでの間で微量にドープしたもの、Ｐ、Ａｓ、Ｓｂ、Ｇｅを５０ｐｐｍから０．５％までの間添加したもの、Ａｓを１０ｐｐｍから０．５％までドープしたもの、Ｃｌ、Ｂｒ、Ｉを１ｐｐｍから１００ｐｐｍの間で微量にドープしたものを用いることができる。
【００４０】
特に、Ａｓを１０ｐｐｍから２００ｐｐｍ程度含有させたアモルファスセレン、Ａｓを０．２％〜１％程度含有させさらにＣｌを５ｐｐｍ〜１００ｐｐｍ含有させたアモルファスセレン、０．００１ｐｐｍ〜１ｐｐｍ程度のアルカリ金属を含有させたアモルファスセレンが好ましく用いられる。
【００４１】
読取用光導電層１４の厚みは、読取光を十分吸収でき、かつ電荷蓄積層１３に蓄積された電荷による電界が光励起された電荷をドリフトできれば良く、１μｍから３０μｍ程度が好ましい。
【００４２】
なお、放射線画像検出器１の層構成は上記のような層構成に限らず、その他の層を含むものとしてもよく、また各層の材料についても上記各層の作用と同等の作用を有するものであれば上記以外の材料を利用するようにしてもよい。
【００４３】
電流検出部３０は、フレキシブル基板３２上に信号検出用ＩＣ（チャージアンプＩＣ）３１を実装した複数のＴＣＰ（Tape Carrier Package）を備えており、図１および図２に示す通り、ＴＣＰの一方の端部はガラス基板２０上において放射線画像検出器１の信号出力用線状電極および共通線状電極と接続されており、ＴＣＰの他方の端部は画像処理基板３３に接続されている。
【００４４】
画像処理基板３３は、各信号出力用線状電極より出力され信号検出用ＩＣ３１により検出されたアナログ信号をデジタル信号（画像信号）に変換するための不図示のＡ／Ｄ変換器等を備えている。
【００４５】
次に、上記放射線画像検出器１の作用について説明する。
【００４６】
まず、第１の導電層１１と第２の導電層１５との間に電界を形成する。本実施の形態においては第１の導電層１１と第２の導電層１５の信号出力用線状電極および共通線状電極との間に不図示の高圧電源を接続し、両者の間にバイアス電圧を印加する。この状態で記録用光導電層１２に画像情報を担持する放射線が照射されると、記録用光導電層１２内に正と負の電荷が発生し、そのうちの負電荷が上記電圧の印加により形成された電界分布に沿って第２の導電層１５の各線状電極方向に集められ、電荷蓄積層１３に潜像電荷として蓄積される。潜像電荷の量は照射放射線量に略比例し、この潜像電荷の量が放射線画像を示すことになる。一方、記録用光導電層１２内で発生する正電荷は第１の導電層１１に引き寄せられて、電圧源から注入された負の電荷と結合して消滅する。
【００４７】
次に、上記のようにして放射線画像検出器１に記録された放射線画像を読み取る際には、信号出力用線状電極の延びる方向と直交する方向に延びる線状の読取光により、信号出力用線状電極の長手方向に沿って放射線画像検出器１の全面を走査することによって、読取光の走査位置に対応する読取用光導電層１４内に正負の電荷対が発生し、読取用光導電層１４に生じた正電荷は電荷蓄積層１３の潜像電荷に引きつけられ、電荷蓄積層１３で潜像電荷と電荷再結合し消滅する一方、読取用光導電層１４に生じた負電荷は信号出力用線状電極を経て各画素領域に対応する潜像電荷に基づく画像信号としてＴＣＰに出力される。そして、この画像信号をチャージアンプＩＣ３１により検出することにより、潜像電荷が担持する放射線画像を読み取ることができる。
【００４８】
上記の放射線画像検出器１の記録用光導電層１２、電荷蓄積層１３および読取用光導電層１４にはアモルファスセレン（ａ−Ｓｅ）を主成分とする材料が好適に用いられており、この場合に各層の成膜は真空中で光導電層の材料を加熱蒸発させた真空蒸着により行なわれる。
【００４９】
このような真空蒸着により成膜される層の成膜中に突沸が発生し、さらにこの突沸の上から重ねて蒸着が行なわれると、成膜終了時に突沸上方の蒸着層表面に凹凸が形成されてしまう。
【００５０】
放射線画像検出器では記録時等に各層の積層方向に電界を印加するが、光導電層等の蒸着層の表面に凹凸が生じてしまった放射線画像検出器に電界を印加すると、凹凸部近傍への電界集中が起こり、蒸着層内に意図しない電荷注入が生じて画像欠陥となるおそれがある。
【００５１】
この突沸による影響は、膜の厚さが１００μｍ以上、２０００μｍ以下と比較的厚い記録用光導電層１２において特に顕著となるため、本実施の形態の説明では特に記録用光導電層１２の製造方法について詳細に説明する。図３は、記録用光導電層１２の蒸着時におけるガラス基板２０の温度の推移を示すグラフである。
【００５２】
本実施の形態では以下の手順により放射線画像検出器１の製造を行った。
【００５３】
蒸着機内のセルＡにはＳｅ原料,セルＢにはＡｓ２０％Ｓｅ原料,セルＣにはセルＡと同じＳｅ原料をセットした後、第２の導電層１５を既に形成してある２０ｃｍ×３０ｃｍの平面ガラス基板２０を蒸着機内の上部にセットし、さらに該ガラス基板２０に熱電対をセットした。本蒸着機は外部からの熱媒体により温度制御できるようになっている。原料と基板のセットが終了した後、真空引きを行った。
【００５４】
ガラス基板２０の通常蒸着時温度は４５℃とした。ガラス基板２０の温度が４５℃となり、蒸着機内が所定の真空度に到達したところで、セルＡの通電を開始し、１５℃／分の速度でセル温度を昇温させ、２６０℃に設定されたセルＡから膜厚１０μのセレンＡ層（読取用光導電層１４）を蒸着させた。蒸着はセルＡの温度が２６０℃となった時点から開始し、蒸着時間は６０分とした。
【００５５】
次に、ガラス基板２０の温度が４５℃の状態でセルＢの通電を開始し、７０℃／分の速度でセル温度を昇温させ、３４０℃に設定されたセルＢから膜厚１μのセレンＢ層（電荷蓄積層１３）を蒸着させた。蒸着はセルＢの温度が３４０℃となった時点から開始し、蒸着時間は２０分とした。
【００５６】
最後に、図３に示すグラフの通り、ガラス基板２０の温度を６０℃まで上昇させた状態でセルＣの通電を開始し、１５℃／分の速度でセル温度を昇温させ、セルＣの温度が２６０℃となった時点からセレンＣ層（記録用光導電層１２）の蒸着を開始し、蒸着開始時間から４５分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行い、膜厚２００μのセレンＣ層（記録用光導電層１２）を蒸着させた。
【００５７】
通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）とした場合、この時のΔｔ×Δｍは３７５となる。
【００５８】
上記の蒸着後、セルＣの温度が十分に下がったところでリークを行い、ガラス基板２０を取り出した。
【００５９】
このようにして製造された記録用光導電層１２の表面に発生した全ての突起中心部の断面サンプルから、突起周辺部の溝の深さ、幅及び、突起高さ／幅を算出した。その結果、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は、１００ｃｍ２あたりの平均数で０個で、しかもセレンＣ層（記録用光導電層１２）では結晶化は見られなかった。
【００６０】
このように、突沸の影響が大きく表れる蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させることにより、アモルファスセレンの結晶化を防止しつつ蒸着層の表面をなだらかにさせることが可能となる。
【００６１】
また、上記以外の態様とした場合の例を示す。図４は、記録用光導電層１２の蒸着時において、通常蒸着時温度を４５℃、蒸着時間を１８０分に固定し、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅と、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合とを各々変化させた場合の結果を示す表である。
【００６２】
例１は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を４５℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は２０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは０となる。
【００６３】
例２は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を４７℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は２０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは２００となる。
【００６４】
例３は、蒸着時間の全期間に渡ってガラス基板２０の温度を５０℃にしたものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は１０個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化が若干発生した。なお、この時のΔｔ×Δｍは５００となる。
【００６５】
例４は、ガラス基板２０の温度を５０℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から９０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は１２個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは２５０となる。
【００６６】
例５は、ガラス基板２０の温度を５５℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から６０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は８個／１００ｃｍ２で、記録用光導電層１２では結晶化は見られなかった。なお、この時のΔｔ×Δｍは３３０となる。
【００６７】
例６は上記実施の形態で説明した通りである。
【００６８】
例７は、ガラス基板２０の温度を７０℃まで上昇させた状態で蒸着を開始し、蒸着開始時間から３０分が経過した時点でガラス基板２０の温度を通常蒸着時温度である４５℃に戻し、蒸着開始時間から１８０分経過するまで蒸着を行なったものであり、突起周辺部の溝の深さが３μｍ以上で、かつ突起高さ／幅が０．３以上の突起は０個／１００ｃｍ２であるが、記録用光導電層１２では結晶化が多量に発生した。なお、この時のΔｔ×Δｍは４２５となる。
【００６９】
以上の例で示した通り、記録用光導電層１２の蒸着においては２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすように設定することにより、記録用光導電層１２に結晶化を発生させることなく突起の発生を少なくさせることが可能であることが確認された。
【００７０】
以上、本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明は上記に限定されるものではない。例えば、蒸着時間の前半部において基板の温度を通常蒸着時温度よりも上昇させる場合、必ずしも蒸着開始時間の最初から温度を上昇させる必要はなく、前半部の一部の期間で温度を上昇させてもよい。また本願の製造方法は、記録用光導電層以外の層を蒸着する際にも適用することが可能である。また放射線画像検出器の構成については、直接変換方式のものに限らずシンチレーターを併用する方式のものでもよい。また読出方式についても、上記の光読出方式のものに限らずＴＦＴ読出方式のものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７１】
【図１】本発明の製造方法を用いて製造した放射線画像検出器の概略構成を示す上面図
【図２】図１中のII−II線断面図
【図３】記録用光導電層の蒸着時における基板温度の推移を示すグラフ
【図４】記録用光導電層の蒸着時において、通常蒸着時温度を４５℃、蒸着時間を１８０分に固定し、通常蒸着時温度に対する温度上昇幅と、蒸着時間に対する基板温度上昇時間の割合とを各々変化させた場合の結果を示す表
【符号の説明】
【００７２】
１ 放射線画像検出器
１１ 第１の導電層
１２ 記録用光導電層
１３ 電荷蓄積層
１４ 読取用光導電層
１５ 第２の導電層
２０ ガラス基板
３０ 電流検出部
３１ 信号検出用ＩＣ
３２ フレキシブル基板
３３ 画像処理基板
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、アモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を、少なくとも一層以上有してなる放射線画像検出器の製造方法であって、
少なくとも一層の前記蒸着層の蒸着時には、蒸着時間の前半部において前記基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることを特徴とする放射線画像検出器の製造方法。
【請求項２】
前記通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する前記基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすことを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器の製造方法。
【請求項３】
蒸着時間の最初から基板温度を上昇させることを特徴とする請求項２記載の放射線画像検出器の製造方法。
【請求項１】
基板上に、アモルファスセレンを主成分とする材料を真空蒸着させてなる蒸着層を、少なくとも一層以上有してなる放射線画像検出器の製造方法であって、
少なくとも一層の前記蒸着層の蒸着時には、蒸着時間の前半部において前記基板の温度を通常蒸着時温度よりも３〜２５℃の範囲で上昇させることを特徴とする放射線画像検出器の製造方法。
【請求項２】
前記通常蒸着時温度に対する温度上昇幅をΔｔ（℃）、蒸着時間に対する前記基板温度上昇時間の割合をΔｍ（％）としたとき、２２５＜Δｔ×Δｍ＜４００を満たすことを特徴とする請求項１記載の放射線画像検出器の製造方法。
【請求項３】
蒸着時間の最初から基板温度を上昇させることを特徴とする請求項２記載の放射線画像検出器の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図２】
【図３】
【図４】
【公開番号】特開２００９−５４９２３（Ｐ２００９−５４９２３Ａ）
【公開日】平成２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２２２３７２（Ｐ２００７−２２２３７２）
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【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２１年３月１２日（２００９．３．１２）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年８月２９日（２００７．８．２９）
【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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