放射線画像検出装置
【課題】長期にわたり画質を維持することのできる放射線画像検出装置を提供する。
【解決手段】放射線画像検出装置１は、放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ１１、及び前記シンチレータを支持する支持基板１０を有する放射線画像変換パネル２と、接着層４を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ２１、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板２０を有するセンサパネル３と、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間Ｓを形成する封止部材５と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６と、を備える。
【解決手段】放射線画像検出装置１は、放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ１１、及び前記シンチレータを支持する支持基板１０を有する放射線画像変換パネル２と、接着層４を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ２１、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板２０を有するセンサパネル３と、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間Ｓを形成する封止部材５と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６と、を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成するＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線画像検出装置が実用化されており、輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）からなるイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線に露光されることによって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータを有する放射線画像変換パネルと、シンチレータの蛍光を検出する画素のアレイを有するセンサパネルとを備え、シンチレータと画素アレイとが貼り合わされて構成されている。被写体を透過した放射線はシンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は画素アレイによって電気信号に変換され、それによりデジタル画像データが生成される。
【０００４】
シンチレータは、典型的にはＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）などのアルカリハライド蛍光体を用いて気相堆積法により形成され、蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって構成されている。気相堆積法によって形成される蛍光体の柱状結晶は、結合剤等の不純物を含まず、また、そこに発生した蛍光を結晶の成長方向に導光する光ガイド効果によって蛍光の拡散を抑制する。それにより、放射線画像検出装置の感度の向上が図られると共に、画像の鮮鋭度の向上が図られる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
ＣｓＩやＮａＩなどのアルカリハライド蛍光体の結晶は潮解性を有しており、それらの柱状結晶の結晶構造は、湿気に晒されることによって容易に崩れてしまう。柱状結晶構造が崩れると、上記の光ガイド効果が減弱し、画像の鮮鋭度が低下する。そのため、特許文献１に記載された放射線画像検出装置において、シンチレータは、有機材料からなる保護膜によって被覆されており、さらに、シンチレータを支持する変換パネルの支持基板と画素アレイを支持するセンサパネルのセンサ基板との隙間が封止部材によって封止され、シンチレータは、支持基板及びセンサ基板並びに封止部材によって密閉される内部空間に収容されており、シンチレータの防湿がなされている。
【０００６】
ここで、シンチレータを収容する内部空間には空気が封入される。また、柱状結晶の群からなるシンチレータを被覆する保護膜の内側にも、シンチレータと共にその柱状結晶の群の間にある空気が封入される。これらの空気は、環境の温度変化や使用に伴う装置の温度変化などに起因して膨張・収縮し、この膨張・収縮に伴って保護膜の内側と外側また内部空間と外部空間との間に気圧差が生じる。そして、この気圧差に起因して、シンチレータと画素アレイとを貼り合わせる接着層には応力が作用する。応力が繰り返し作用すると、シンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面の一部において剥離が生じ、そこに空気層が生じる場合がある。空気層は、光の反射や散乱を生じさせ、画像の鮮鋭度の低下や画像欠陥の要因となる。そこで、特許文献３に記載された放射線画像検出装置においては、シンチレータを収容する内部空間と外部空間とを連通させる開口部が両空間の隔壁に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３‐０６６１４７号公報
【特許文献２】特開２０１１‐０１７６８３号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０５１９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された放射線画像検出装置によれば、開口部を通じてシンチレータを収容する内部空間と外部空間との間の空気の出入りが自由となり、温度変化に伴う両空間の気圧差の発生が防止され、シンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面における剥離が抑制される。しかしながら、外部空間の湿気が開口部を通じて内部空間に容易に浸入してしまい、シンチレータに潮解が生じて画像の鮮鋭度が低下する虞がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、長期にわたり画質を維持することのできる放射線画像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】
【００１０】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、を備える放射線画像検出装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シンチレータを収容する内部空間と外部空間との気圧差に応じて開閉し、両空間を連通、隔絶するベント部を設けることによって、気圧差に起因して生じるシンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面における剥離を防止し、また、内部空間への湿気の浸入を抑制することができる。それにより、剥離による画質の低下、及びシンチレータの潮解による画質の低下をいずれも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図４】図１の放射線画像検出装置の放射線画像変換パネルの構成を模式的に示す図である。
【図５】図４の放射線画像変換パネルの蛍光体のV‐V断面を示す図である。
【図６】図４の放射線画像変換パネルの蛍光体のVI‐VI断面を示す図である。
【図７】図１の放射線画像検出装置のベント部の動作を模式的に示す図である。
【図８】図１の放射線画像検出装置の変形例に関し、シンチレータを形成する蛍光体に含有される賦活剤の濃度の面内分布を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】図９の放射線画像検出装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を示す。
【００１４】
図１に示す放射線画像検出装置１は、放射線画像変換パネル２と、センサパネル３と、を備えている。
【００１５】
放射線画像変換パネル２は、支持基板１０と、放射線露光によって蛍光を発するシンチレータ１１とを有しており、シンチレータ１１は、支持基板１０上に形成されている。
【００１６】
センサパネル３は、絶縁性基板２０と、絶縁性基板２０上に設けられた画素アレイ２１とを有している。画素アレイ２１を構成する画素の各々は、放射線露光によってシンチレータ１１に生じた蛍光を検出する。
【００１７】
シンチレータ１１と画素アレイ２１とは、それらの間に介在して両者を光学的に結合させる接着層４によって貼り合わされている。接着層４は、シンチレータ１１の蛍光を減衰させることなく画素アレイ２１に到達させ得るものであれば特に制限はなく、固化して濡れ性を失う接着によってシンチレータ１１と画素アレイ２１とを接合するものに限らず、濡れ性を保つ粘着によって両者を接合するものも含む。そのような接着層４は、例えば、ＵＶ硬化接着剤や加熱硬化型接着剤や室温硬化型接着剤やホットメルト型接着剤などの接着剤、若しくはゴム系粘着剤やシリコーン系粘着剤やアクリル系粘着剤などの粘着剤、又はこれらの接着剤や粘着剤が両面に設けられた両面接着／粘着シート、等によって形成することができる。なお、接着剤としては、画像の鮮鋭度を低下させないという観点から、画素サイズに対して十分に薄い接着層を形成し得る低粘度エポキシ樹脂製の接着剤が好ましい。また、粘着剤としては、光や酸化による劣化が少ないアクリル系粘着剤が好ましい。
【００１８】
放射線画像検出装置１は、放射線画像変換パネル２の支持基板１０とセンサパネル３の絶縁性基板２０との隙間を封止する封止部材５をさらに備えている。
【００１９】
封止部材５は、枠状に形成され、互いに貼り合わされたシンチレータ１１及び画素アレイ２１を囲むように支持基板１０と絶縁性基板２０との間に配置されており、両基板１０，２０の間にシンチレータ１１及び画素アレイ２１を収容する内部空間Ｓを形成する。
【００２０】
この封止部材５は、一方の端面において支持基板１０に全周にわたって密接し、他方の端面において絶縁性基板２０に全周にわたって密接する。そして、支持基板１０及び絶縁性基板２０と封止部材５との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されている。図示の例においては、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の一部分に非接着部分が設けられている。この非接着部分は、内部空間Ｓと外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６として機能する。なお、封止部材５と支持基板１０との接触部に非接着部分を設けてもよいし、封止部材５と支持基板１０との接触部及び封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の双方に非接着部分を設けてもよい。また、封止部材５と支持基板１０との接触部及び／又は封止部材５と絶縁性基板２０との接触部において、複数の非接着部分を設けてもよい。
【００２１】
非接着部分において封止部材５と絶縁性基板２０とを確実に密接させるために、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は、その両側の接着部分に対応する接触面に比べて若干膨出するように形成されていることが好ましい。両側の接着部分に対応する接触面が絶縁性基板２０に接着されることにより、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は絶縁性基板２０に押し当てられ、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は絶縁性基板２０に確実に密接する。ベント部６は、封止部材５と絶縁性基板２０とが密接することによって閉じられ、ベント部６が閉じることにより、内部空間Ｓは、気密に保たれ、外部空間から隔絶される。
【００２２】
封止部材５としては、非接着部分における絶縁性基板２０との密接の観点から、柔軟性を有する弾性材料が好適に用いられ、そのような材料としては、アクリル樹脂やシリコン樹脂などを例示できる。
【００２３】
放射線画像検出装置１は、いわゆる表面読取型（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）の放射線画像検出装置であり、放射線は、センサパネル３を透過して放射線画像変換パネル２のシンチレータ１１に入射する。放射線が入射したシンチレータ１１において蛍光が発生し、ここで発生した蛍光がセンサパネル３の画素アレイ２１によって検出される。蛍光を多く発生させるシンチレータ１１の放射線入射側が画素アレイ２１に隣設されるため、感度が向上する。
【００２４】
図２及び図３は、センサパネル３の構成を示す。
【００２５】
画素アレイ２１は、絶縁性基板２０上に複数の画素２２が２次元状に配列されてなり、画素２２の各々は、光電変換素子２３、及びスイッチ素子２４によって構成されている。
【００２６】
光電変換素子２３は、シンチレータ１１の蛍光を受光して電荷を生成する光導電層２５と、この光導電層２５の表裏面に設けられた一対の電極２６，２７を有している。光導電層２５のシンチレータ１１側の面に設けられた電極２６は、光導電層２５にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極であり、反対側の面に設けられた電極２７は、光導電層２５で生成された電荷を収集する電荷収集電極である。電荷収集電極２７は、スイッチ素子２４に接続されており、電荷収集電極２７に収集された電荷は、スイッチ素子２４を介して読み出される。
【００２７】
絶縁性基板２０上には、２次元状に配列された画素２２の配列方向のうちの一方向（行方向）に延設され各画素２２のスイッチ素子２４をオン／オフさせるための複数本のゲート線２８と、ゲート線２８と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２４を介して電荷を読み出すための複数の信号線（データ線）２９とが設けられている。ゲート線２８及び信号線２９の各々は、絶縁性基板２０の縁部に設けられた接続端子部３０において接続回路３１に接続され、この接続回路３１を介してゲートドライバ及び信号処理部を有する回路基板（図示せず）に接続される。
【００２８】
スイッチ素子２４は、ゲートドライバからゲート線２８を介して供給される信号により行単位で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされたスイッチ素子２４によって読み出された電荷は、電荷信号として信号線２９を伝送されて信号処理部に入力される。これにより、電荷が行単位で順に読み出され、上記の信号処理部において電気信号に変換され、デジタル画像データが生成される。
【００２９】
絶縁性基板２０としては、典型的にはガラス基板が用いられるが、プラスチックやアラミドやバイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板を用いることもできる。
【００３０】
光電変換素子２３は、例えばアモルファスシリコンのＰＮ接合又はＰＩＮ接合を光導電層２５に用いたアモルファスシリコンフォトダイオードとして構成することができる。また、光導電層２５としては、アモルファスシリコンの他に有機光電変換膜も用いることができる。なお、有機光電変換膜については後述する。
【００３１】
スイッチ素子２４は、例えば活性層にアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）として構成することができる。また、ＴＦＴの活性層としては、アモルファスシリコンの他に非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料なども用いることができる。なお、非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料については後述する。
【００３２】
なお、光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが一つの同じ層に形成されていてもよいし、シンチレータ１１側から、スイッチ素子２４のアレイ、光電変換素子２３のアレイの順に互いに異なる層に形成されていてもよいが、図示の例のように、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４の順に互いに異なる層に形成されていることが好ましい。光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが互いに異なる層に形成されていることによって、光電変換素子２３のサイズを大きくすることができる。そして、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４のアレイの順に形成されていることによって、光電変換素子２３のアレイをシンチレータ１１に近接して配置することができ、感度が向上する。
【００３３】
図４は、放射線画像変換パネル２の構成を示す。
【００３４】
シンチレータ１１は、柱状部４０と非柱状部４１とで構成されており、柱状部４０及び非柱状部４１は、支持基板１０上に非柱状部４１、柱状部４０の順に重なって形成されている。
【００３５】
柱状部４０は、上記の蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶４３の群によって形成されている。なお、近隣の複数の柱状結晶が結合して一つの柱状結晶を形成する場合もある。隣り合う柱状結晶４３の間には空隙が置かれ、柱状結晶４３は互いに独立して存在する。
【００３６】
非柱状部４１は、蛍光物質の比較的小さい粒状結晶４２の群によって形成されている。なお、非柱状部４１には、上記の蛍光物質の非晶質体が含まれる場合もある。非柱状部４１において、粒状結晶は、不規則に結合し、あるいは重なり合って存在する。
【００３７】
支持基板１０としては、その上にシンチレータ１１を形成することができる限りにおいて特に限定されないが、例えば、カーボン板、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic）、ガラス板、石英基板、サファイア基板、鉄やスズやクロムやアルミニウムなどから選択される金属シート、等を用いることができる。
【００３８】
シンチレータ１１を形成する蛍光体は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、等を用いることができ、なかでも、発光スペクトルがアモルファスシリコンフォトダイオードの分光感度の極大値（５５０ｎｍ付近）に適合する点で、ＣｓＩ：Ｔｌが好ましい。
【００３９】
シンチレータ１１は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成される面（蛍光出射面）において接着層４に直に接触し、画素アレイ２１に貼り合わされる。即ち、シンチレータ１１は、保護膜によって被覆されておらず、内部空間Ｓ内に露出している。放射線露光によってシンチレータ１１に生じた蛍光は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成された蛍光出射面から画素アレイ２１に向けて出射される。
【００４０】
柱状結晶４３の各々に発生した蛍光は、その柱状結晶４３と周囲の空隙との屈折率差に起因して柱状結晶４３内で全反射を繰り返すことで拡散を抑制され、画素アレイ２１に導光される。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。
【００４１】
また、柱状結晶４３の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている。柱状結晶４３の先端部が、このような凸形状に形成されていることにより、平坦若しくは凹形状に比べて光の取り出し効率が高められる。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。先端部の角度θは４０°〜８０°が好ましい。
【００４２】
また、柱状結晶４３の各々に発生した蛍光のうち、画素アレイ２１とは反対側、即ち支持基板１０側に向かう蛍光については、非柱状部４１において画素アレイ２１側に向けて反射される。それにより、蛍光の利用効率が高まり、感度が向上する。
【００４３】
また、非柱状部４１は、柱状部４０に比べて緻密であり、その空隙率は小さい。支持基板１０と柱状部４０との間に非柱状部４１が介在することによって、支持基板１０とシンチレータ１１との密着性が向上し、シンチレータ１１が支持基板１０から剥離することが防止される。
【００４４】
図５は、シンチレータ１１の図４におけるV‐V断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００４５】
図５に明らかなように、柱状部４０においては、柱状結晶４３が結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を示し、且つ、柱状結晶４３の周囲に空隙を有し、柱状結晶４３が互いに独立して存在することがわかる。柱状結晶４３の結晶径（柱径）は、光ガイド効果、機械的強度、そして画素欠陥防止の観点から、２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。柱径が小さすぎると、柱状結晶４３の機械的強度が不足し、衝撃等により損傷する懸念があり、柱径が大きすぎると、画素毎の柱状結晶４３の数が少なくなり、結晶にクラックが生じた際にその画素が欠陥となる確率が高くなる懸念がある。
【００４６】
ここで、柱径は、柱状結晶４３の成長方向上面から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶４３の成長方向上面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径を測定する。柱状結晶４３が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱径の最大値を測定して平均した値を採用している。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ Ｚ ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とする。
【００４７】
図６は、シンチレータ１１の図４におけるＶＩ‐ＶＩ断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００４８】
図６に明らかなように、非柱状部４１においては、粒状結晶４２が不規則に結合したり重なり合ったりしており、結晶間の明確な空隙は柱状部４０程は認めらない。非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の径は、密着性及び光反射の観点から、０．５μｍ以上７．０μｍ以下であることが好ましい。結晶径が小さすぎると、空隙が０に近づき、光反射の機能が低下する懸念があり、結晶径が大きすぎると、平坦性が低下し、支持基板１０との密着性が低下する懸念がある。また、非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の形状は、光反射の観点から、略球状であることが好ましい。
【００４９】
ここで、結晶同士が結合している場合の結晶径の測定は、隣接する結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の境界と見なし、結合した結晶同士を最小多角形となるように分離して結晶径を測定し、柱状部４０における結晶径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００５０】
柱状部４０の厚みは、放射線のエネルギーにもよるが、柱状部４０における放射線吸収及び画像の鮮鋭度の観点から、２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。柱状部４０の厚みが小さすぎると、放射線を十分に吸収することができず、感度が低下する虞があり、厚みが大きすぎると光拡散が生じ、柱状結晶４３の光ガイド効果によっても画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００５１】
非柱状部４１の厚みは、支持基板１０との密着性及び光反射の観点から、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。非柱状部４１の厚みが小さすぎると、支持基板１０との十分な密着性が得られない虞があり、また厚みが大きすぎると、非柱状部４１における蛍光の寄与、及び非柱状部４１での光反射による拡散が増大し、画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００５２】
非柱状部４１及び柱状部４０は、例えば気相堆積法によって、支持基板１０上にこの順に連続して一体に形成される。具体的には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、支持基板１０の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを支持基板１０上に堆積させる。
【００５３】
支持基板１０上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は直径の比較的小さい粒状結晶４２を堆積させて非柱状部４１を形成する。そして、真空度及び支持基板１０の温度の少なくとも一方の条件を変更し、非柱状部４１を形成した後に連続して柱状部４０を形成する。具体的には、真空度を上げる、及び／又は支持基板１０の温度を高くすることによって、柱状結晶４３の群を成長させる。
【００５４】
そして、柱状結晶４３の成長終期における支持基板１０の温度を制御することによって、柱状結晶４３の先端部の形状（先端角度θ）を制御することができる。概ね、１１０℃で１７０度、１４０℃で６０度、２００℃で７０度、２６０℃で１２０度となる。
【００５５】
以上によりシンチレータ１１を効率よく、容易に製造することができる。また、この製造方法によれば、真空度や支持基板の温度を制御することで、容易に種々の仕様のシンチレータ１１を設計通りに製造することができるという利点をも有する。
【００５６】
以上のように構成された放射線画像検出装置１におけるベント部６（図１参照）の動作を、図７を参照して説明する。
【００５７】
図７は、ベント部６の動作を示す。
【００５８】
内部空間Ｓと外部空間との気圧差がないか、若しくは気圧差が僅かであると、ベント部６は閉じられており、シンチレータ１１を収容した内部空間Ｓは、気密に保たれ外部空間と隔絶されている。それにより、シンチレータ１１の防湿がなされている（ＦＩＧ．７Ａ）。
【００５９】
環境の温度が上昇し、また使用に伴って装置の温度が上昇すると、シンチレータ１１の柱状結晶３４の群の間にある空気を含み内部空間Ｓに封入されている空気の温度もまた上昇し、封入されている空気が膨張する。それにより、内部空間Ｓの気圧が外部空間の気圧に比べて高まり、この気圧差によってベント部６が開かれる。ベント部６が開かれると、内部空間Ｓから外部空間に排気されて内部空間Ｓの気圧が低くなり、内部空間Ｓの気圧と外部空間の気圧とが平衡する。それにより、気圧差に起因して生じるシンチレータ１１と接着層４との接合界面や画素アレイ２１と接着層４との接合界面における剥離を防止することができる（ＦＩＧ．７Ｂ）。
【００６０】
なお、ベント部６が開かれる気圧差は、ベント部６が設けられる封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の非接着部分において、封止部材５と絶縁性基板２０との密接具合い、即ち、絶縁性基板２０に対する封止部材５の押し当て具合によって適宜調整することができ、封止部材５の押し当て具合の調整は、例えば非接着部分に対応する封止部材５の接触面の膨出量によって適宜調整することができる。
【００６１】
また、環境の温度や使用に伴って装置の温度が上昇すると、支持基板１０及び絶縁性基板２０の温度もまた上昇する。本例の放射線画像検出装置１においては、放射線画像変換パネル２の支持基板１０及びセンサパネル３の絶縁性基板２０は、互いに線膨張係数が異なる材料によって形成されており、線膨張係数の差に起因して支持基板１０及び絶縁性基板２０に反りが生じる。例えば、支持基板１０としてアルミニウム板（線膨張係数：３０ＰＰＭ）を、また絶縁性基板２０としてガラス板（線膨張係数：３ＰＰＭ）を用い、それらのサイズが１５インチ程度の場合において、温度が５０℃上昇すると１０ｍｍ程度の反りが生じ得る。
【００６２】
支持基板１０及び絶縁性基板２０に反りが生じることによって、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の非接着部分における両者の密接が弱まり、あるいは両者が乖離し、ベント部６が開かれる。内部空間Ｓと外部空間との気圧差、支持基板１０及び絶縁性基板２０の反りは、いずれも温度の変化に関連する。そこで、両基板１０，２０の反りをベント部６の開閉に利用することによって、気圧差にのみ依存する場合に比べてベント部６の開閉を確実に行うことができる。それによって、ベント部６が設けられる非接着部分において、封止部材５と絶縁性基板２０との密接を強化し、即ち、封止部材５を絶縁性基板２０により強く押し当てて、シンチレータ１１を収容する内部空間Ｓの気密性を高めることができる。
【００６３】
以上、説明したように、放射線画像検出装置１によれば、シンチレータ１１を収容する内部空間Ｓと外部空間との気圧差に応じて開閉し、両空間を連通し、また隔絶するベント部６を設けることによって、気圧差がない、あるいは気圧差が僅かである場合には、内部空間Ｓを気密に保ち、内部空間Ｓへの湿気の浸入を抑制することができる。そして、気圧差が生じ、あるいは気圧差が過大となった場合には、ベント部６を通じて両空間の気圧を平衡させ、気圧差に起因して生じるシンチレータ１１と接着層４との接合界面や画素アレイ２１と接着層４との接合界面における剥離を防止することができる。それにより、シンチレータ１１の潮解による画質の低下、及びシンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離による画質の低下をいずれも抑制することができる。
【００６４】
なお、上述した放射線画像検出装置１において、シンチレータ１１は蛍光体の柱状結晶４３の群を含み、その空隙率が比較的高い。よって、シンチレータ１１を保護膜で被覆した場合に、環境の温度変化や使用に伴う装置の温度変化などに起因して保護膜の内側と外側とで気圧差を生じ得る。そこで、放射線画像検出装置１においては、シンチレータ１１は内部空間Ｓ内において露出されている。しかし、例えばＧＯＳ（酸硫化ガドリニウム）などの柱状結晶構造をとらない蛍光体からなるシンチレータは、その空隙率が比較的低く、これを保護膜で被覆したとしても保護膜の内側と外側とで気圧差は殆ど生じない。そこで、そのようなシンチレータについては保護膜で被覆してもよく、それによれば、シンチレータの防湿をより確実に行うことができる。
【００６５】
また、上述した放射線画像検出装置１においては、センサパネル３側から放射線が入射されるものとして説明したが、放射線画像変換パネル２側から放射線が入射される構成を採ることもできる。
【００６６】
図８は、放射線画像検出装置１の変形例に関し、シンチレータ１１を形成する蛍光体に含有される賦活剤の濃度の面内分布を示す図である。
【００６７】
本変形例においては、シンチレータ１１を形成する蛍光体に含有されるＴｌやＮａなどの賦活剤の濃度が面内で変化しており、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なるシンチレータ１１の四方の縁部における賦活剤濃度は、画素アレイ２１の有効撮像領域に重なるシンチレータ１１の中央部における賦活剤濃度に比べて高くなっている。図８において、原点はシンチレータ１１の中央に相当する。
【００６８】
一般に、賦活剤濃度が高くなるほど、蛍光体の発光強度は高まるが、結晶性が低下して均質な柱状結晶が得られ難くなり、柱状結晶の光ガイド効果が減弱して画像の鮮鋭度が低下する虞がある。また、賦活剤濃度が高くなるほど蛍光体の吸湿性が高まり、潮解によって柱状結晶構造が崩れ易くなり、柱状結晶の光ガイド効果が減弱して画像の鮮鋭度が低下する虞がある。
【００６９】
しかし、シンチレータ１１の四方の縁部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なり、よって、画像に影響を与えないか、その影響は小さい。四方の縁部における賦活剤濃度が相対的に高かめられたシンチレータ１１においては、縁部における吸湿性が高く、よって、ベント部６が開かれた際に内部空間Ｓに浸入する湿気は縁部において速やかに吸収される。それにより、シンチレータ１１の中央部への湿気の浸潤を抑制し、中央部にある柱状結晶４３の潮解を抑制することができ、画質をより長期にわたって維持することができる。
【００７０】
なお、上記の賦活剤濃度の面内分布は、例えば、上述した気相体積法によって均一な賦活剤濃度分布を有するシンチレータを製造し、その後にシンチレータの縁部にのみ賦活剤をドーピングすることによって容易に形成することができる。賦活剤のドーピングは、例えば熱拡散やイオン注入法によって行うことができる。
【００７１】
図９は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例の構成を示す。なお、上述した放射線画像検出装置１と共通する要素には、共通の符号を付することにより説明を省略、あるいは簡略する。
【００７２】
図９に示す放射線画像検出装置１０１は、放射線画像変換パネル１０２と、センサパネル３とを備えている。
【００７３】
放射線画像変換パネル１０２は、支持基板１０と、シンチレータ１１とを有しており、シンチレータ１１は、支持基板１０上に形成されている。シンチレータ１１は、接着層４を介してセンサパネル３の画素アレイ２１に貼り合わされている。
【００７４】
そして、放射線画像検出装置１０１は、放射線画像変換パネル１０２の支持基板１０とセンサパネル３の絶縁性基板２０との隙間を封止する封止部材５をさらに備えている。支持基板１０及び絶縁性基板２０と封止部材５との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されている。図示の例においては、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の一部分に非接着部分が設けられている。この非接着部分は、内部空間Ｓと外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６として機能する。
【００７５】
シンチレータ１１は、柱状部４０と非柱状部４１とで構成されており、柱状部４０及び非柱状部４１は、支持基板１０上に非柱状部４１、柱状部４０の順に重なって形成されている。
【００７６】
以上のように構成されたシンチレータ１１において、四辺の縁部にある柱状結晶４３の群の間には、それらの先端側から充填材５０が充填されている。縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることによって、画素アレイ２１と貼り合わされるシンチレータ１１の蛍光出射面における縁部が平坦化される。
【００７７】
シンチレータ１１の蛍光出射面は、柱状結晶４３の集合によって構成されており、多数の空所が存在する。特に、本例においては、柱状結晶４３の各々の先端部が、光の取り出し効率の観点から先鋭なテーパ状に形成されている。そのため、充填材５０がないとすると、シンチレータ１１と画素アレイ２１とが貼り合わされる際に、シンチレータ１１の蛍光出射面において接着層４に荷重を作用させて密接する領域は、柱状結晶３４の先端の僅かな領域に限られる。これに対して、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部が充填材５０によって平坦化されていることにより、蛍光出射面における縁部は、その全体にわたって接着層４に荷重を作用させて密接する。
【００７８】
さらに、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の先端部間に充填材５０が充填されていることによって、それらの柱状結晶４３の先端部が一体化される。シンチレータ１１と画素アレイ２１とが貼り合わされる際にシンチレータ１１には荷重が負荷されるが、充填材５０によって柱状結晶４３の先端部が一体化されていることによって、その荷重は多数の柱状結晶４３に分散され、柱状結晶４３の各々の損傷が防止される。
【００７９】
以上により、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を、その全体にわたって接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面における縁部と接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。それにより、蛍光出射面における縁部を基点とするシンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離を防止することができる。
【００８０】
ここで、柱状結晶４３の上記の光ガイド効果は、周囲の媒質との屈折率差に起因する全反射を利用したものであり、柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されると、その部分における柱状結晶４３と周囲の媒質との屈折率差が小さくなって光ガイド効果が減弱する。しかしながら、放射線画像検出装置１を用いた放射線撮影において、被写体の関心領域は、通常は、画素アレイ２１の中央部に重なるように配置される。シンチレータ１１の縁部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なるため、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱は、放射線画像の関心領域の画質に殆ど影響を及ぼさない。よって、シンチレータ１１の縁部において、柱状結晶４３の群の間への充填材５０の充填深さＤは、柱状結晶４３に対する充填材５０の固着力を考慮して設定することができる。
【００８１】
本例において、柱状結晶４３の先端部は先鋭なテーパ状に形成されており、柱状結晶４３に対する充填材５０の固着力を考慮すれば、充填材５０は、柱状結晶４３の先端部（テーパ部）を越えて柱状結晶４３の間の深部まで充填されていることが好ましい。
【００８２】
充填材５０としては、シンチレータ１１に生じる蛍光に対して透明であり、適度な流動性を有するエネルギー硬化性の樹脂材料が好適に用いられ、具体的には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを例示することができる。
【００８３】
充填材５０は、例えば、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部上に所定量盛っておき、加圧することによってシンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填される。
【００８４】
以上、説明したように、放射線画像検出装置１０１によれば、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填材５０を充填することによって、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を平坦化することができ、また縁部にある柱状結晶４３の強度を高めることができる。それにより、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面と接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。よって、シンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離を防止することができる。
【００８５】
また、シンチレータ１１の中央部は、被写体の関心領域の画質に大きな影響を及ぼすところ、この中央部にある柱状結晶４３の群の間には充填材５０を充填せず（充填深さ０とし）、それらの柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制することができる。よって、被写体の関心領域の画質が低下することを抑制することができる。
【００８６】
図１０は、上述した放射線画像検出装置１０１変形例の構成を示す。
【００８７】
図１０に示す放射線画像検出装置においては、シンチレータ１１の全体にわたって柱状結晶４３の群の間に、それらの先端側から充填材５０が充填されている。ただし、中央部における充填材５０の充填深さＤ１は、縁部における充填材５０の充填深さＤ２に比べて小さくされている。
【００８８】
シンチレータ１１の全体にわたって柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることにより、シンチレータ１１の蛍光出射面の全体が平坦化され、それらの柱状結晶４３の先端部が一体化される。それにより、シンチレータ１１の蛍光出射面の全体を、接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面の全体にわたって接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。それにより、シンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離をより確実に防止することができる。
【００８９】
そして、シンチレータ１１の中央部における充填材５０の充填深さＤ１が、縁部における充填材５０の充填深さＤ２に比べて小さくされていることによって、画質の低下を抑制することができる。即ち、被写体の関心領域は、通常は画素アレイ２１の有効撮像領域の中央部に重なるように配置され、シンチレータ１１の中央部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の中央部に重なる。そのため、シンチレータ１１の中央部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱は、縁部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱に比べて、放射線画像の関心領域の画質により大きな影響を及ぼす。そこで、中央部における充填材５０の充填深さＤ１を相対的に小さくすることによって、中央部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制し、放射線画像の関心領域の画質の低下を抑制することができる。
【００９０】
充填材５０による柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制する観点からは、充填材５０としては、その屈折率が柱状結晶４３の屈折率よりも小さいことが好ましい。例えば、柱状結晶４３を形成する蛍光体として用いられるＣｓＩの屈折率が１．７９であることを考慮して、充填材５０の屈折率は１．７以下であることが好ましい。充填材５０として例示した上記の材料の屈折率について、グレード等によって上下するが、フェノール樹脂は１．５８〜１．６６、ユリア樹脂は１．５４〜１．５６、メラミン樹脂は１．６〜１．７、不飽和ポリエステル樹脂は１．５２〜１．５７、エポキシ樹脂は１．５５〜１．６１、ジアリルフタレート樹脂は１．５１〜１．５２である。
【００９１】
充填材５０は、例えば、シンチレータ１１の蛍光出射面上に所定量盛っておき、加圧することによってシンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填されるが、ここで、蛍光出射面における縁部上に盛られる充填材５０の量に対して中央部上に盛られる充填材５０の量を少なくしておくことにより、柱状結晶４３の群の間への充填材５０の充填深さを上記のように分布させることができる。
【００９２】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００９３】
以下、センサパネル３を構成する各要素に用いることのできる材料について説明する。
【００９４】
［光電変換素子］
上述した光電変換素子２３の光導電層２５（図２参照）としては、例えば特開２００９−３２８５４号公報に記載された有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料により形成された膜（以下、ＯＰＣ膜という）を使用することができる。ＯＰＣ膜は、有機光電変換材料を含み、蛍光体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。このように有機光電変換材料を含むＯＰＣ膜であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、蛍光体による発光以外の電磁波がＯＰＣ膜に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線がＯＰＣ膜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。
【００９５】
ＯＰＣ膜を構成する有機光電変換材料は、蛍光体で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、蛍光体の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長と蛍光体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蛍光体から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、蛍光体の放射線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。
【００９６】
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えば、アリーリデン系有機化合物、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、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、蛍光体の材料として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、ＯＰＣ膜で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００９７】
バイアス電極２６および電荷収集電極２７の間に設けられる有機層の少なくとも一部をＯＰＣ膜によって構成することができる。この有機層は、より具体的には、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もしくは混合により形成することができる。
【００９８】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）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。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、ｎ型（アクセプター性）化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いることができる。
【００９９】
有機ｎ型半導体（化合物）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。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５ないし７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これらに限らず、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いることができる。
【０１００】
ｐ型有機色素又はｎ型有機色素としては、公知のものを用いることができるが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、３核メロシアニン色素、４核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）等が挙げられる。
【０１０１】
一対の電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有し、該ｐ型半導体とｎ型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該ｐ型半導体およびｎ型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜（感光層）を好適に用いることができる。このように、光電変換膜において、バルクへテロ接合構造層を含ませることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、上記バルクへテロ接合構造については、特開２００５−３０３２６６号公報において詳細に説明されている。
【０１０２】
光電変換膜の厚みは、蛍光体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、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、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以下である。上述したＯＰＣ膜に関するその他の構成は、例えば、特開２００９−３２８５４号公報の記載が参考となる。
【０１０３】
［スイッチ素子］
スイッチ素子２４の活性層としては、例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されたように、有機材料を使用することができる。有機ＴＦＴはいかなるタイプの構造でもよいが、最も好ましいのは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このＦＥＴ構造は、絶縁性基板上面の一部にゲート電極を設け、さらに該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層を設けている。さらに絶縁体層の上面に半導体活性層を設け、その上面の一部に透明ソース電極と透明ドレイン電極とを隔離して配置している。なお、この構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、ソース電極とドレイン電極とが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【０１０４】
（活性層）
ここでいう有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、ここでは、ｐ型有機半導体材料について説明する。
【０１０５】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【０１０６】
前記ｐ型有機半導体材料は、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、さらに好ましくは２００以上２０００以下である。
【０１０７】
このようなｐ型有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物又はナフタロシアニン化合物を例示することができ、具体例を以下に示す。なお、Ｍは金属原子、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【０１０８】
【化１】
【０１０９】
（活性層以外のスイッチ素子の構成要素）
ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を構成する材料としては、必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
【０１１０】
絶縁層に用いられる材料としては、必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。上述した有機ＴＦＴに関するその他の構成は、例えば、特開２００９−２１２３８９号公報の記載が参考となる。
【０１１１】
また、スイッチ素子２４の活性層には、例えば特開２０１０−１８６８６０号公報に記載された非晶質酸化物も使用することができる。ここで、特開２０１０−１８６８６０号に記載された電界効果型トランジスタが有する非晶質酸化物含有の活性層について示す。この活性層は、電子またはホールの移動する電界効果型トランジスタのチャネル層として機能する。
【０１１２】
活性層は、非晶質酸化物半導体を含んだ構成とされている。この非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のある基板上に好適に形成される。活性層に用いられる非晶質酸化物半導体としては、好ましくはＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、又はＣｄよりなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物、さらに好ましくは、Ｉｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物である。
【０１１３】
活性層に用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＳｎＯ２、ＣｄＯ，Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＧＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＺＯ）が挙げられる。
【０１１４】
活性層の成膜方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。
【０１１５】
成膜された活性層は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認される。活性層の組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求められる。
【０１１６】
また、この活性層の電気伝導度は、好ましくは１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。この活性層の電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。上述した非晶質酸化物に関するその他の構成は、例えば、特開２０１０−１８６８６０号公報の記載が参考となる。
【０１１７】
［絶縁性基板］
絶縁性基板２０としては、例えば光透過率に優れるプラスチックフィルムを使用することができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）等からなるフィルムが挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。また、フレキシブルでかつ低熱膨張、高強度といった、既存のガラスやプラスチックでは得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板も好適に使用しうる。これらのなかでも、耐熱性を有するポリアリレート（ガラス転移温度：約１９３℃）、二軸延伸ポリスチレン（分解温度：２５０℃）、ポリイミド（ガラス転移温度：約３００℃）、アラミド（ガラス転移温度：約３１５℃）等が好適に使用でき、それによれば、放射線画像検出装置１０１におけるシンチレータ１１８のように、シンチレータを絶縁性基板に直接形成することができる。
【０１１８】
（アラミド）
アラミド材料は、ガラス転移温度３１５℃という高い耐熱性、ヤング率が１０ＧＰａという高い剛性、熱膨張率が−３〜５ｐｐｍ／℃という高い寸法安定性を有する。このため、アラミド製のフィルムを用いると、一般的な樹脂フィルムを用いる場合と比べて、半導体層の高品質の成膜が容易に行える。また、アラミド材料の高耐熱性により、電極材料を高温硬化させて低抵抗化できる。さらに、ハンダのリフロー工程を含むＩＣの自動実装にも対応できる。またさらに、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガス・バリア膜、ガラス基板と熱膨張係数が近いために、製造後の反りが少ない。そして、割れにくい。ここで、ハロゲンを含まないハロゲンフリー（JPCA−ES01−2003の規定に適合）なアラミド材料を用いることが環境負荷低減の点で好ましい。アラミドフィルムは、ガラス基板やＰＥＴ基板と積層されてもよいし、デバイスの筐体に貼り付けられてもよい。
【０１１９】
アラミドの分子間の凝集力（水素結合力）の高さによる溶媒への低溶解性を分子設計によって解決することにより、無色透明で薄いフィルムへの成形が容易とされたアラミド材料についても、好適に用いることができる。モノマーユニットの秩序性、および芳香環上の置換基種・位置を制御する分子設計により、アラミド材料の高剛性や寸法安定性に繋がる直線性の高い棒状の分子構造を維持しつつ、溶解性が良い成形の容易さが得られる。この分子設計により、ハロゲンフリーをも実現できる。
【０１２０】
また、フィルムの面内方向の特性が最適化されたアラミド材料についても、好適に用いることができる。成型中に逐次変化するアラミドフィルムの強度に応じて、溶液キャスト、縦延伸、横延伸の工程ごとに張力条件を制御することにより、直線性の高い棒状分子構造であって物性に異方性が生じやすいアラミドフィルムの面内方向の特性をバランスできる。
【０１２１】
具体的に、溶液キャスト工程では、溶媒の乾燥速度の制御による面内厚み方向の物性の等方化、溶媒を含んだ状態のフィルムの強度とキャスト・ドラムからの剥離強度の最適化、を図る。縦延伸工程では、延伸中に逐次変化するフィルムの強度、溶媒の残留量に応じた延伸条件を精密に制御する。横延伸工程では、加熱によって変化するフィルム強度の変化に応じた横延伸の条件の制御、フィルムの残留応力を緩和するための横延伸の条件の制御を図る。このようなアラミド材料の使用により、成型後のアラミドフィルムがカールしてしまう問題を解決できる。
【０１２２】
上記の成形容易さに対する工夫、およびフィルム面内方向の特性のバランスに対する工夫のいずれにおいても、アラミドならではの直線性の高い棒状の分子構造が維持されているので、熱膨張係数を低く維持できる。製膜時の延伸条件の変更などにより、熱膨張係数をさらに低減することも可能である。
【０１２３】
（バイオナノファイバー）
ナノファイバーは、光の波長に対して十分に小さなコンポーネントは光散乱を生じないことから、透明でフレキシブルな樹脂材料の補強として用いることができる。そして、ナノファイバーの中でも、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は、幅５０ｎｍと、可視光波長に対して約１／１０のサイズでかつ、高強度、高弾性、低熱膨である特徴を有しており、このバクテリアセルロースと透明樹脂との複合材料（バイオナノファイバーということがある）を好適に用いることができる。
【０１２４】
バクテリアセルロースシートにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を約６０〜７０％と高い比率で含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示す透明バイオナノファイバーが得られる。このバイオナノファイバーにより、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（約３〜７ｐｐｍ）、鋼鉄並の強度(約４６０ＭＰａ)、および高弾性(約３０ＧＰａ)が得られる。上述したバイオナノファイバーに関する構成は、例えば、特開２００８−３４５５６号公報の記載が参考となる。
【０１２５】
以上、説明したように、本明細書には、下記（１）から（１２）の放射線画像検出装置が開示されている。
【０１２６】
（１）放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、を備える放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記支持基板及び前記センサ基板と前記封止部材との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されており、前記ベント部は、非接着部分の前記封止部材と前記支持基板又は前記センサ基板とによって形成されている放射線画像検出装置。
（３） 上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記封止部材は、柔軟性を有する材料からなり、前記ベント部が閉状態にあるときに、前記非接着部分において、前記封止部材の接触面は前記支持基板又は前記センサ基板に押し当てられる放射線画像検出装置。
（４） 上記（３）の放射線画像検出装置であって、前記柔軟性を有する材料は、アクリル樹脂又はシリコン樹脂である放射線画像検出装置。
（５） 上記（１）から（４）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記支持基板及び前記センサ基板は、互いに線膨張係数が異なる放射線画像検出装置。
（６） 上記（１）から（５）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が前記支持基板から前記画素アレイに向かって柱状に成長してなる柱状結晶の群からなる柱状部を有し、前記内部空間内において露出されている放射線画像検出装置。
（７） 上記（６）の放射線画像検出装置であって、前記蛍光体は、潮解性を有する母体材料と賦活剤とを含有してなり、前記賦活剤の濃度が、前記シンチレータの中央部に比べて、前記シンチレータの縁部において高い放射線画像検出装置。
（８） 上記（７）の放射線画像検出装置であって、前記シンチレータの縁部は、前記画素アレイの有効撮像領域の外側に重なる放射線画像検出装置。
（９） 上記（６）から（８）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記画素アレイと貼り合わされる前記シンチレータの蛍光出射面が、前記柱状結晶の先端部の集合によって形成されており、前記蛍光出射面の少なくとも縁部は、そこにある柱状結晶の群の間に充填材が充填されて平坦化されており、前記蛍光出射面の中央部における前記充填材の充填深さは、前記蛍光出射面の縁部における前記充填材の充填深さよりも小さい放射線画像検出装置。
（１０） 上記（９）の放射線画像検出装置であって、前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
（１１） 上記（６）から（１０）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記シンチレータは、前記支持基板と前記柱状部との間に、前記蛍光体の粒状結晶の群よりなる非柱状部を有する放射線画像検出装置。
（１２） 上記（１）から（１１）のいずれか一つに記載の放射線画像検出装置であって、前記センサパネルの前記センサ基板側から放射線が入射せしめられる放射線画像検出方法に用いられる放射線画像検出装置。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 放射線画像検出装置
２ 放射線画像変換パネル
３ センサパネル
４ 接着層
５ 封止部材
６ ベント部
１０ 支持基板
１１ シンチレータ
２０ 絶縁性基板
２１ 画素アレイ
２２ 画素
２３ 光電変換素子
２４ スイッチ素子
２５ 光導電層
２６ バイアス電極
２７ 電荷収集電極
２８ ゲート線
２９ 信号線
３０ 接続端子部
３１ 接続回路
４０ 柱状部
４１ 非柱状部
４２ 粒状結晶
４３ 柱状結晶
５０ 充填材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線画像検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、放射線像を検出してデジタル画像データを生成するＦＰＤ（Flat Panel Detector）を用いた放射線画像検出装置が実用化されており、輝尽性蛍光体（蓄積性蛍光体）からなるイメージングプレートに比べて即時に画像を確認できるといった理由から急速に普及が進んでいる。この放射線画像検出装置には種々の方式のものがあり、その一つとして、間接変換方式のものが知られている。
【０００３】
間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線に露光されることによって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータを有する放射線画像変換パネルと、シンチレータの蛍光を検出する画素のアレイを有するセンサパネルとを備え、シンチレータと画素アレイとが貼り合わされて構成されている。被写体を透過した放射線はシンチレータによって光に変換され、シンチレータの蛍光は画素アレイによって電気信号に変換され、それによりデジタル画像データが生成される。
【０００４】
シンチレータは、典型的にはＣｓＩ（ヨウ化セシウム）やＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）などのアルカリハライド蛍光体を用いて気相堆積法により形成され、蛍光体の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶の群によって構成されている。気相堆積法によって形成される蛍光体の柱状結晶は、結合剤等の不純物を含まず、また、そこに発生した蛍光を結晶の成長方向に導光する光ガイド効果によって蛍光の拡散を抑制する。それにより、放射線画像検出装置の感度の向上が図られると共に、画像の鮮鋭度の向上が図られる（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００５】
ＣｓＩやＮａＩなどのアルカリハライド蛍光体の結晶は潮解性を有しており、それらの柱状結晶の結晶構造は、湿気に晒されることによって容易に崩れてしまう。柱状結晶構造が崩れると、上記の光ガイド効果が減弱し、画像の鮮鋭度が低下する。そのため、特許文献１に記載された放射線画像検出装置において、シンチレータは、有機材料からなる保護膜によって被覆されており、さらに、シンチレータを支持する変換パネルの支持基板と画素アレイを支持するセンサパネルのセンサ基板との隙間が封止部材によって封止され、シンチレータは、支持基板及びセンサ基板並びに封止部材によって密閉される内部空間に収容されており、シンチレータの防湿がなされている。
【０００６】
ここで、シンチレータを収容する内部空間には空気が封入される。また、柱状結晶の群からなるシンチレータを被覆する保護膜の内側にも、シンチレータと共にその柱状結晶の群の間にある空気が封入される。これらの空気は、環境の温度変化や使用に伴う装置の温度変化などに起因して膨張・収縮し、この膨張・収縮に伴って保護膜の内側と外側また内部空間と外部空間との間に気圧差が生じる。そして、この気圧差に起因して、シンチレータと画素アレイとを貼り合わせる接着層には応力が作用する。応力が繰り返し作用すると、シンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面の一部において剥離が生じ、そこに空気層が生じる場合がある。空気層は、光の反射や散乱を生じさせ、画像の鮮鋭度の低下や画像欠陥の要因となる。そこで、特許文献３に記載された放射線画像検出装置においては、シンチレータを収容する内部空間と外部空間とを連通させる開口部が両空間の隔壁に設けられている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００３‐０６６１４７号公報
【特許文献２】特開２０１１‐０１７６８３号公報
【特許文献３】国際公開第０１／０５１９５１号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
特許文献３に記載された放射線画像検出装置によれば、開口部を通じてシンチレータを収容する内部空間と外部空間との間の空気の出入りが自由となり、温度変化に伴う両空間の気圧差の発生が防止され、シンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面における剥離が抑制される。しかしながら、外部空間の湿気が開口部を通じて内部空間に容易に浸入してしまい、シンチレータに潮解が生じて画像の鮮鋭度が低下する虞がある。
【０００９】
本発明は、上述した事情に鑑みなされたものであり、長期にわたり画質を維持することのできる放射線画像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】
【００１０】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、を備える放射線画像検出装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、シンチレータを収容する内部空間と外部空間との気圧差に応じて開閉し、両空間を連通、隔絶するベント部を設けることによって、気圧差に起因して生じるシンチレータと接着層との接合界面や画素アレイと接着層との接合界面における剥離を防止し、また、内部空間への湿気の浸入を抑制することができる。それにより、剥離による画質の低下、及びシンチレータの潮解による画質の低下をいずれも抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を模式的に示す図である。
【図２】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図３】図１の放射線画像検出装置のセンサパネルの構成を模式的に示す図である。
【図４】図１の放射線画像検出装置の放射線画像変換パネルの構成を模式的に示す図である。
【図５】図４の放射線画像変換パネルの蛍光体のV‐V断面を示す図である。
【図６】図４の放射線画像変換パネルの蛍光体のVI‐VI断面を示す図である。
【図７】図１の放射線画像検出装置のベント部の動作を模式的に示す図である。
【図８】図１の放射線画像検出装置の変形例に関し、シンチレータを形成する蛍光体に含有される賦活剤の濃度の面内分布を示す図である。
【図９】本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の他の例の構成を模式的に示す図である。
【図１０】図９の放射線画像検出装置の変形例の構成を模式的に示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
図１は、本発明の実施形態を説明するための、放射線画像検出装置の一例の構成を示す。
【００１４】
図１に示す放射線画像検出装置１は、放射線画像変換パネル２と、センサパネル３と、を備えている。
【００１５】
放射線画像変換パネル２は、支持基板１０と、放射線露光によって蛍光を発するシンチレータ１１とを有しており、シンチレータ１１は、支持基板１０上に形成されている。
【００１６】
センサパネル３は、絶縁性基板２０と、絶縁性基板２０上に設けられた画素アレイ２１とを有している。画素アレイ２１を構成する画素の各々は、放射線露光によってシンチレータ１１に生じた蛍光を検出する。
【００１７】
シンチレータ１１と画素アレイ２１とは、それらの間に介在して両者を光学的に結合させる接着層４によって貼り合わされている。接着層４は、シンチレータ１１の蛍光を減衰させることなく画素アレイ２１に到達させ得るものであれば特に制限はなく、固化して濡れ性を失う接着によってシンチレータ１１と画素アレイ２１とを接合するものに限らず、濡れ性を保つ粘着によって両者を接合するものも含む。そのような接着層４は、例えば、ＵＶ硬化接着剤や加熱硬化型接着剤や室温硬化型接着剤やホットメルト型接着剤などの接着剤、若しくはゴム系粘着剤やシリコーン系粘着剤やアクリル系粘着剤などの粘着剤、又はこれらの接着剤や粘着剤が両面に設けられた両面接着／粘着シート、等によって形成することができる。なお、接着剤としては、画像の鮮鋭度を低下させないという観点から、画素サイズに対して十分に薄い接着層を形成し得る低粘度エポキシ樹脂製の接着剤が好ましい。また、粘着剤としては、光や酸化による劣化が少ないアクリル系粘着剤が好ましい。
【００１８】
放射線画像検出装置１は、放射線画像変換パネル２の支持基板１０とセンサパネル３の絶縁性基板２０との隙間を封止する封止部材５をさらに備えている。
【００１９】
封止部材５は、枠状に形成され、互いに貼り合わされたシンチレータ１１及び画素アレイ２１を囲むように支持基板１０と絶縁性基板２０との間に配置されており、両基板１０，２０の間にシンチレータ１１及び画素アレイ２１を収容する内部空間Ｓを形成する。
【００２０】
この封止部材５は、一方の端面において支持基板１０に全周にわたって密接し、他方の端面において絶縁性基板２０に全周にわたって密接する。そして、支持基板１０及び絶縁性基板２０と封止部材５との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されている。図示の例においては、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の一部分に非接着部分が設けられている。この非接着部分は、内部空間Ｓと外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６として機能する。なお、封止部材５と支持基板１０との接触部に非接着部分を設けてもよいし、封止部材５と支持基板１０との接触部及び封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の双方に非接着部分を設けてもよい。また、封止部材５と支持基板１０との接触部及び／又は封止部材５と絶縁性基板２０との接触部において、複数の非接着部分を設けてもよい。
【００２１】
非接着部分において封止部材５と絶縁性基板２０とを確実に密接させるために、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は、その両側の接着部分に対応する接触面に比べて若干膨出するように形成されていることが好ましい。両側の接着部分に対応する接触面が絶縁性基板２０に接着されることにより、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は絶縁性基板２０に押し当てられ、非接着部分に対応する封止部材５の接触面は絶縁性基板２０に確実に密接する。ベント部６は、封止部材５と絶縁性基板２０とが密接することによって閉じられ、ベント部６が閉じることにより、内部空間Ｓは、気密に保たれ、外部空間から隔絶される。
【００２２】
封止部材５としては、非接着部分における絶縁性基板２０との密接の観点から、柔軟性を有する弾性材料が好適に用いられ、そのような材料としては、アクリル樹脂やシリコン樹脂などを例示できる。
【００２３】
放射線画像検出装置１は、いわゆる表面読取型（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling）の放射線画像検出装置であり、放射線は、センサパネル３を透過して放射線画像変換パネル２のシンチレータ１１に入射する。放射線が入射したシンチレータ１１において蛍光が発生し、ここで発生した蛍光がセンサパネル３の画素アレイ２１によって検出される。蛍光を多く発生させるシンチレータ１１の放射線入射側が画素アレイ２１に隣設されるため、感度が向上する。
【００２４】
図２及び図３は、センサパネル３の構成を示す。
【００２５】
画素アレイ２１は、絶縁性基板２０上に複数の画素２２が２次元状に配列されてなり、画素２２の各々は、光電変換素子２３、及びスイッチ素子２４によって構成されている。
【００２６】
光電変換素子２３は、シンチレータ１１の蛍光を受光して電荷を生成する光導電層２５と、この光導電層２５の表裏面に設けられた一対の電極２６，２７を有している。光導電層２５のシンチレータ１１側の面に設けられた電極２６は、光導電層２５にバイアス電圧を印加するためのバイアス電極であり、反対側の面に設けられた電極２７は、光導電層２５で生成された電荷を収集する電荷収集電極である。電荷収集電極２７は、スイッチ素子２４に接続されており、電荷収集電極２７に収集された電荷は、スイッチ素子２４を介して読み出される。
【００２７】
絶縁性基板２０上には、２次元状に配列された画素２２の配列方向のうちの一方向（行方向）に延設され各画素２２のスイッチ素子２４をオン／オフさせるための複数本のゲート線２８と、ゲート線２８と直交する方向（列方向）に延設されオン状態のスイッチ素子２４を介して電荷を読み出すための複数の信号線（データ線）２９とが設けられている。ゲート線２８及び信号線２９の各々は、絶縁性基板２０の縁部に設けられた接続端子部３０において接続回路３１に接続され、この接続回路３１を介してゲートドライバ及び信号処理部を有する回路基板（図示せず）に接続される。
【００２８】
スイッチ素子２４は、ゲートドライバからゲート線２８を介して供給される信号により行単位で順にオン状態とされる。そして、オン状態とされたスイッチ素子２４によって読み出された電荷は、電荷信号として信号線２９を伝送されて信号処理部に入力される。これにより、電荷が行単位で順に読み出され、上記の信号処理部において電気信号に変換され、デジタル画像データが生成される。
【００２９】
絶縁性基板２０としては、典型的にはガラス基板が用いられるが、プラスチックやアラミドやバイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板を用いることもできる。
【００３０】
光電変換素子２３は、例えばアモルファスシリコンのＰＮ接合又はＰＩＮ接合を光導電層２５に用いたアモルファスシリコンフォトダイオードとして構成することができる。また、光導電層２５としては、アモルファスシリコンの他に有機光電変換膜も用いることができる。なお、有機光電変換膜については後述する。
【００３１】
スイッチ素子２４は、例えば活性層にアモルファスシリコンを用いた薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）として構成することができる。また、ＴＦＴの活性層としては、アモルファスシリコンの他に非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料なども用いることができる。なお、非晶質酸化物半導体材料や有機半導体材料については後述する。
【００３２】
なお、光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが一つの同じ層に形成されていてもよいし、シンチレータ１１側から、スイッチ素子２４のアレイ、光電変換素子２３のアレイの順に互いに異なる層に形成されていてもよいが、図示の例のように、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４の順に互いに異なる層に形成されていることが好ましい。光電変換素子２３のアレイとスイッチ素子２４のアレイとが互いに異なる層に形成されていることによって、光電変換素子２３のサイズを大きくすることができる。そして、シンチレータ１１側から、光電変換素子２３のアレイ、スイッチ素子２４のアレイの順に形成されていることによって、光電変換素子２３のアレイをシンチレータ１１に近接して配置することができ、感度が向上する。
【００３３】
図４は、放射線画像変換パネル２の構成を示す。
【００３４】
シンチレータ１１は、柱状部４０と非柱状部４１とで構成されており、柱状部４０及び非柱状部４１は、支持基板１０上に非柱状部４１、柱状部４０の順に重なって形成されている。
【００３５】
柱状部４０は、上記の蛍光物質の結晶が柱状に成長してなる柱状結晶４３の群によって形成されている。なお、近隣の複数の柱状結晶が結合して一つの柱状結晶を形成する場合もある。隣り合う柱状結晶４３の間には空隙が置かれ、柱状結晶４３は互いに独立して存在する。
【００３６】
非柱状部４１は、蛍光物質の比較的小さい粒状結晶４２の群によって形成されている。なお、非柱状部４１には、上記の蛍光物質の非晶質体が含まれる場合もある。非柱状部４１において、粒状結晶は、不規則に結合し、あるいは重なり合って存在する。
【００３７】
支持基板１０としては、その上にシンチレータ１１を形成することができる限りにおいて特に限定されないが、例えば、カーボン板、ＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastic）、ガラス板、石英基板、サファイア基板、鉄やスズやクロムやアルミニウムなどから選択される金属シート、等を用いることができる。
【００３８】
シンチレータ１１を形成する蛍光体は、例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化セシウム）、ＮａＩ：Ｔｌ（タリウム賦活ヨウ化ナトリウム）、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、等を用いることができ、なかでも、発光スペクトルがアモルファスシリコンフォトダイオードの分光感度の極大値（５５０ｎｍ付近）に適合する点で、ＣｓＩ：Ｔｌが好ましい。
【００３９】
シンチレータ１１は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成される面（蛍光出射面）において接着層４に直に接触し、画素アレイ２１に貼り合わされる。即ち、シンチレータ１１は、保護膜によって被覆されておらず、内部空間Ｓ内に露出している。放射線露光によってシンチレータ１１に生じた蛍光は、柱状結晶４３の先端部の集合によって構成された蛍光出射面から画素アレイ２１に向けて出射される。
【００４０】
柱状結晶４３の各々に発生した蛍光は、その柱状結晶４３と周囲の空隙との屈折率差に起因して柱状結晶４３内で全反射を繰り返すことで拡散を抑制され、画素アレイ２１に導光される。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。
【００４１】
また、柱状結晶４３の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている。柱状結晶４３の先端部が、このような凸形状に形成されていることにより、平坦若しくは凹形状に比べて光の取り出し効率が高められる。それにより、画像の鮮鋭度が向上する。先端部の角度θは４０°〜８０°が好ましい。
【００４２】
また、柱状結晶４３の各々に発生した蛍光のうち、画素アレイ２１とは反対側、即ち支持基板１０側に向かう蛍光については、非柱状部４１において画素アレイ２１側に向けて反射される。それにより、蛍光の利用効率が高まり、感度が向上する。
【００４３】
また、非柱状部４１は、柱状部４０に比べて緻密であり、その空隙率は小さい。支持基板１０と柱状部４０との間に非柱状部４１が介在することによって、支持基板１０とシンチレータ１１との密着性が向上し、シンチレータ１１が支持基板１０から剥離することが防止される。
【００４４】
図５は、シンチレータ１１の図４におけるV‐V断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００４５】
図５に明らかなように、柱状部４０においては、柱状結晶４３が結晶の成長方向に対しほぼ均一な断面径を示し、且つ、柱状結晶４３の周囲に空隙を有し、柱状結晶４３が互いに独立して存在することがわかる。柱状結晶４３の結晶径（柱径）は、光ガイド効果、機械的強度、そして画素欠陥防止の観点から、２μｍ以上８μｍ以下であることが好ましい。柱径が小さすぎると、柱状結晶４３の機械的強度が不足し、衝撃等により損傷する懸念があり、柱径が大きすぎると、画素毎の柱状結晶４３の数が少なくなり、結晶にクラックが生じた際にその画素が欠陥となる確率が高くなる懸念がある。
【００４６】
ここで、柱径は、柱状結晶４３の成長方向上面から観察した結晶の最大径を示す。具体的な測定方法としては、柱状結晶４３の成長方向上面からＳＥＭ（走査型電子顕微鏡）で観察することで柱径を測定する。柱状結晶４３が１００本から２００本観察できる倍率（約２０００倍程度）で観察し、１撮影に含まれる結晶全てに対し、柱径の最大値を測定して平均した値を採用している。柱径（μｍ）は小数点以下２桁まで読み、平均値をＪＩＳ Ｚ ８４０１に従い小数点以下２桁目を丸めた値とする。
【００４７】
図６は、シンチレータ１１の図４におけるＶＩ‐ＶＩ断面を示す電子顕微鏡写真である。
【００４８】
図６に明らかなように、非柱状部４１においては、粒状結晶４２が不規則に結合したり重なり合ったりしており、結晶間の明確な空隙は柱状部４０程は認めらない。非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の径は、密着性及び光反射の観点から、０．５μｍ以上７．０μｍ以下であることが好ましい。結晶径が小さすぎると、空隙が０に近づき、光反射の機能が低下する懸念があり、結晶径が大きすぎると、平坦性が低下し、支持基板１０との密着性が低下する懸念がある。また、非柱状部４１を形成する粒状結晶４２の形状は、光反射の観点から、略球状であることが好ましい。
【００４９】
ここで、結晶同士が結合している場合の結晶径の測定は、隣接する結晶間に生じる窪み（凹）同士を結んだ線を結晶間の境界と見なし、結合した結晶同士を最小多角形となるように分離して結晶径を測定し、柱状部４０における結晶径と同様にして平均値をとり、その値を採用する。
【００５０】
柱状部４０の厚みは、放射線のエネルギーにもよるが、柱状部４０における放射線吸収及び画像の鮮鋭度の観点から、２００μｍ以上７００μｍ以下であることが好ましい。柱状部４０の厚みが小さすぎると、放射線を十分に吸収することができず、感度が低下する虞があり、厚みが大きすぎると光拡散が生じ、柱状結晶４３の光ガイド効果によっても画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００５１】
非柱状部４１の厚みは、支持基板１０との密着性及び光反射の観点から、５μｍ以上１２５μｍ以下であることが好ましい。非柱状部４１の厚みが小さすぎると、支持基板１０との十分な密着性が得られない虞があり、また厚みが大きすぎると、非柱状部４１における蛍光の寄与、及び非柱状部４１での光反射による拡散が増大し、画像の鮮鋭度が低下する懸念がある。
【００５２】
非柱状部４１及び柱状部４０は、例えば気相堆積法によって、支持基板１０上にこの順に連続して一体に形成される。具体的には、真空度０．０１〜１０Ｐａの環境下で、ＣｓＩ：Ｔｌを抵抗加熱式のるつぼに通電するなどの手段で加熱して気化させ、支持基板１０の温度を室温（２０℃）〜３００℃としてＣｓＩ：Ｔｌを支持基板１０上に堆積させる。
【００５３】
支持基板１０上にＣｓＩ：Ｔｌの結晶相を形成する際、当初は直径の比較的小さい粒状結晶４２を堆積させて非柱状部４１を形成する。そして、真空度及び支持基板１０の温度の少なくとも一方の条件を変更し、非柱状部４１を形成した後に連続して柱状部４０を形成する。具体的には、真空度を上げる、及び／又は支持基板１０の温度を高くすることによって、柱状結晶４３の群を成長させる。
【００５４】
そして、柱状結晶４３の成長終期における支持基板１０の温度を制御することによって、柱状結晶４３の先端部の形状（先端角度θ）を制御することができる。概ね、１１０℃で１７０度、１４０℃で６０度、２００℃で７０度、２６０℃で１２０度となる。
【００５５】
以上によりシンチレータ１１を効率よく、容易に製造することができる。また、この製造方法によれば、真空度や支持基板の温度を制御することで、容易に種々の仕様のシンチレータ１１を設計通りに製造することができるという利点をも有する。
【００５６】
以上のように構成された放射線画像検出装置１におけるベント部６（図１参照）の動作を、図７を参照して説明する。
【００５７】
図７は、ベント部６の動作を示す。
【００５８】
内部空間Ｓと外部空間との気圧差がないか、若しくは気圧差が僅かであると、ベント部６は閉じられており、シンチレータ１１を収容した内部空間Ｓは、気密に保たれ外部空間と隔絶されている。それにより、シンチレータ１１の防湿がなされている（ＦＩＧ．７Ａ）。
【００５９】
環境の温度が上昇し、また使用に伴って装置の温度が上昇すると、シンチレータ１１の柱状結晶３４の群の間にある空気を含み内部空間Ｓに封入されている空気の温度もまた上昇し、封入されている空気が膨張する。それにより、内部空間Ｓの気圧が外部空間の気圧に比べて高まり、この気圧差によってベント部６が開かれる。ベント部６が開かれると、内部空間Ｓから外部空間に排気されて内部空間Ｓの気圧が低くなり、内部空間Ｓの気圧と外部空間の気圧とが平衡する。それにより、気圧差に起因して生じるシンチレータ１１と接着層４との接合界面や画素アレイ２１と接着層４との接合界面における剥離を防止することができる（ＦＩＧ．７Ｂ）。
【００６０】
なお、ベント部６が開かれる気圧差は、ベント部６が設けられる封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の非接着部分において、封止部材５と絶縁性基板２０との密接具合い、即ち、絶縁性基板２０に対する封止部材５の押し当て具合によって適宜調整することができ、封止部材５の押し当て具合の調整は、例えば非接着部分に対応する封止部材５の接触面の膨出量によって適宜調整することができる。
【００６１】
また、環境の温度や使用に伴って装置の温度が上昇すると、支持基板１０及び絶縁性基板２０の温度もまた上昇する。本例の放射線画像検出装置１においては、放射線画像変換パネル２の支持基板１０及びセンサパネル３の絶縁性基板２０は、互いに線膨張係数が異なる材料によって形成されており、線膨張係数の差に起因して支持基板１０及び絶縁性基板２０に反りが生じる。例えば、支持基板１０としてアルミニウム板（線膨張係数：３０ＰＰＭ）を、また絶縁性基板２０としてガラス板（線膨張係数：３ＰＰＭ）を用い、それらのサイズが１５インチ程度の場合において、温度が５０℃上昇すると１０ｍｍ程度の反りが生じ得る。
【００６２】
支持基板１０及び絶縁性基板２０に反りが生じることによって、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の非接着部分における両者の密接が弱まり、あるいは両者が乖離し、ベント部６が開かれる。内部空間Ｓと外部空間との気圧差、支持基板１０及び絶縁性基板２０の反りは、いずれも温度の変化に関連する。そこで、両基板１０，２０の反りをベント部６の開閉に利用することによって、気圧差にのみ依存する場合に比べてベント部６の開閉を確実に行うことができる。それによって、ベント部６が設けられる非接着部分において、封止部材５と絶縁性基板２０との密接を強化し、即ち、封止部材５を絶縁性基板２０により強く押し当てて、シンチレータ１１を収容する内部空間Ｓの気密性を高めることができる。
【００６３】
以上、説明したように、放射線画像検出装置１によれば、シンチレータ１１を収容する内部空間Ｓと外部空間との気圧差に応じて開閉し、両空間を連通し、また隔絶するベント部６を設けることによって、気圧差がない、あるいは気圧差が僅かである場合には、内部空間Ｓを気密に保ち、内部空間Ｓへの湿気の浸入を抑制することができる。そして、気圧差が生じ、あるいは気圧差が過大となった場合には、ベント部６を通じて両空間の気圧を平衡させ、気圧差に起因して生じるシンチレータ１１と接着層４との接合界面や画素アレイ２１と接着層４との接合界面における剥離を防止することができる。それにより、シンチレータ１１の潮解による画質の低下、及びシンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離による画質の低下をいずれも抑制することができる。
【００６４】
なお、上述した放射線画像検出装置１において、シンチレータ１１は蛍光体の柱状結晶４３の群を含み、その空隙率が比較的高い。よって、シンチレータ１１を保護膜で被覆した場合に、環境の温度変化や使用に伴う装置の温度変化などに起因して保護膜の内側と外側とで気圧差を生じ得る。そこで、放射線画像検出装置１においては、シンチレータ１１は内部空間Ｓ内において露出されている。しかし、例えばＧＯＳ（酸硫化ガドリニウム）などの柱状結晶構造をとらない蛍光体からなるシンチレータは、その空隙率が比較的低く、これを保護膜で被覆したとしても保護膜の内側と外側とで気圧差は殆ど生じない。そこで、そのようなシンチレータについては保護膜で被覆してもよく、それによれば、シンチレータの防湿をより確実に行うことができる。
【００６５】
また、上述した放射線画像検出装置１においては、センサパネル３側から放射線が入射されるものとして説明したが、放射線画像変換パネル２側から放射線が入射される構成を採ることもできる。
【００６６】
図８は、放射線画像検出装置１の変形例に関し、シンチレータ１１を形成する蛍光体に含有される賦活剤の濃度の面内分布を示す図である。
【００６７】
本変形例においては、シンチレータ１１を形成する蛍光体に含有されるＴｌやＮａなどの賦活剤の濃度が面内で変化しており、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なるシンチレータ１１の四方の縁部における賦活剤濃度は、画素アレイ２１の有効撮像領域に重なるシンチレータ１１の中央部における賦活剤濃度に比べて高くなっている。図８において、原点はシンチレータ１１の中央に相当する。
【００６８】
一般に、賦活剤濃度が高くなるほど、蛍光体の発光強度は高まるが、結晶性が低下して均質な柱状結晶が得られ難くなり、柱状結晶の光ガイド効果が減弱して画像の鮮鋭度が低下する虞がある。また、賦活剤濃度が高くなるほど蛍光体の吸湿性が高まり、潮解によって柱状結晶構造が崩れ易くなり、柱状結晶の光ガイド効果が減弱して画像の鮮鋭度が低下する虞がある。
【００６９】
しかし、シンチレータ１１の四方の縁部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なり、よって、画像に影響を与えないか、その影響は小さい。四方の縁部における賦活剤濃度が相対的に高かめられたシンチレータ１１においては、縁部における吸湿性が高く、よって、ベント部６が開かれた際に内部空間Ｓに浸入する湿気は縁部において速やかに吸収される。それにより、シンチレータ１１の中央部への湿気の浸潤を抑制し、中央部にある柱状結晶４３の潮解を抑制することができ、画質をより長期にわたって維持することができる。
【００７０】
なお、上記の賦活剤濃度の面内分布は、例えば、上述した気相体積法によって均一な賦活剤濃度分布を有するシンチレータを製造し、その後にシンチレータの縁部にのみ賦活剤をドーピングすることによって容易に形成することができる。賦活剤のドーピングは、例えば熱拡散やイオン注入法によって行うことができる。
【００７１】
図９は、本発明の実施形態を説明するための放射線画像検出装置の他の例の構成を示す。なお、上述した放射線画像検出装置１と共通する要素には、共通の符号を付することにより説明を省略、あるいは簡略する。
【００７２】
図９に示す放射線画像検出装置１０１は、放射線画像変換パネル１０２と、センサパネル３とを備えている。
【００７３】
放射線画像変換パネル１０２は、支持基板１０と、シンチレータ１１とを有しており、シンチレータ１１は、支持基板１０上に形成されている。シンチレータ１１は、接着層４を介してセンサパネル３の画素アレイ２１に貼り合わされている。
【００７４】
そして、放射線画像検出装置１０１は、放射線画像変換パネル１０２の支持基板１０とセンサパネル３の絶縁性基板２０との隙間を封止する封止部材５をさらに備えている。支持基板１０及び絶縁性基板２０と封止部材５との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されている。図示の例においては、封止部材５と絶縁性基板２０との接触部の一部分に非接着部分が設けられている。この非接着部分は、内部空間Ｓと外部空間とを連通し、また隔絶するベント部６として機能する。
【００７５】
シンチレータ１１は、柱状部４０と非柱状部４１とで構成されており、柱状部４０及び非柱状部４１は、支持基板１０上に非柱状部４１、柱状部４０の順に重なって形成されている。
【００７６】
以上のように構成されたシンチレータ１１において、四辺の縁部にある柱状結晶４３の群の間には、それらの先端側から充填材５０が充填されている。縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることによって、画素アレイ２１と貼り合わされるシンチレータ１１の蛍光出射面における縁部が平坦化される。
【００７７】
シンチレータ１１の蛍光出射面は、柱状結晶４３の集合によって構成されており、多数の空所が存在する。特に、本例においては、柱状結晶４３の各々の先端部が、光の取り出し効率の観点から先鋭なテーパ状に形成されている。そのため、充填材５０がないとすると、シンチレータ１１と画素アレイ２１とが貼り合わされる際に、シンチレータ１１の蛍光出射面において接着層４に荷重を作用させて密接する領域は、柱状結晶３４の先端の僅かな領域に限られる。これに対して、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部が充填材５０によって平坦化されていることにより、蛍光出射面における縁部は、その全体にわたって接着層４に荷重を作用させて密接する。
【００７８】
さらに、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の先端部間に充填材５０が充填されていることによって、それらの柱状結晶４３の先端部が一体化される。シンチレータ１１と画素アレイ２１とが貼り合わされる際にシンチレータ１１には荷重が負荷されるが、充填材５０によって柱状結晶４３の先端部が一体化されていることによって、その荷重は多数の柱状結晶４３に分散され、柱状結晶４３の各々の損傷が防止される。
【００７９】
以上により、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を、その全体にわたって接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面における縁部と接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。それにより、蛍光出射面における縁部を基点とするシンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離を防止することができる。
【００８０】
ここで、柱状結晶４３の上記の光ガイド効果は、周囲の媒質との屈折率差に起因する全反射を利用したものであり、柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されると、その部分における柱状結晶４３と周囲の媒質との屈折率差が小さくなって光ガイド効果が減弱する。しかしながら、放射線画像検出装置１を用いた放射線撮影において、被写体の関心領域は、通常は、画素アレイ２１の中央部に重なるように配置される。シンチレータ１１の縁部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の外側に重なるため、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱は、放射線画像の関心領域の画質に殆ど影響を及ぼさない。よって、シンチレータ１１の縁部において、柱状結晶４３の群の間への充填材５０の充填深さＤは、柱状結晶４３に対する充填材５０の固着力を考慮して設定することができる。
【００８１】
本例において、柱状結晶４３の先端部は先鋭なテーパ状に形成されており、柱状結晶４３に対する充填材５０の固着力を考慮すれば、充填材５０は、柱状結晶４３の先端部（テーパ部）を越えて柱状結晶４３の間の深部まで充填されていることが好ましい。
【００８２】
充填材５０としては、シンチレータ１１に生じる蛍光に対して透明であり、適度な流動性を有するエネルギー硬化性の樹脂材料が好適に用いられ、具体的には、フェノール樹脂、ユリア樹脂、メラミン樹脂、不飽和ポリエステル樹脂、エポキシ樹脂、ジアリルフタレート樹脂などを例示することができる。
【００８３】
充填材５０は、例えば、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部上に所定量盛っておき、加圧することによってシンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填される。
【００８４】
以上、説明したように、放射線画像検出装置１０１によれば、シンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填材５０を充填することによって、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を平坦化することができ、また縁部にある柱状結晶４３の強度を高めることができる。それにより、シンチレータ１１の蛍光出射面における縁部を接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面と接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。よって、シンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離を防止することができる。
【００８５】
また、シンチレータ１１の中央部は、被写体の関心領域の画質に大きな影響を及ぼすところ、この中央部にある柱状結晶４３の群の間には充填材５０を充填せず（充填深さ０とし）、それらの柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制することができる。よって、被写体の関心領域の画質が低下することを抑制することができる。
【００８６】
図１０は、上述した放射線画像検出装置１０１変形例の構成を示す。
【００８７】
図１０に示す放射線画像検出装置においては、シンチレータ１１の全体にわたって柱状結晶４３の群の間に、それらの先端側から充填材５０が充填されている。ただし、中央部における充填材５０の充填深さＤ１は、縁部における充填材５０の充填深さＤ２に比べて小さくされている。
【００８８】
シンチレータ１１の全体にわたって柱状結晶４３の群の間に充填材５０が充填されていることにより、シンチレータ１１の蛍光出射面の全体が平坦化され、それらの柱状結晶４３の先端部が一体化される。それにより、シンチレータ１１の蛍光出射面の全体を、接着層４に対して十分な荷重を作用させて密接させることができ、蛍光出射面の全体にわたって接着層４との間に十分な接着強度を得ることができる。それにより、シンチレータ１１と画素アレイ２１との剥離をより確実に防止することができる。
【００８９】
そして、シンチレータ１１の中央部における充填材５０の充填深さＤ１が、縁部における充填材５０の充填深さＤ２に比べて小さくされていることによって、画質の低下を抑制することができる。即ち、被写体の関心領域は、通常は画素アレイ２１の有効撮像領域の中央部に重なるように配置され、シンチレータ１１の中央部は、画素アレイ２１の有効撮像領域の中央部に重なる。そのため、シンチレータ１１の中央部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱は、縁部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱に比べて、放射線画像の関心領域の画質により大きな影響を及ぼす。そこで、中央部における充填材５０の充填深さＤ１を相対的に小さくすることによって、中央部にある柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制し、放射線画像の関心領域の画質の低下を抑制することができる。
【００９０】
充填材５０による柱状結晶４３の光ガイド効果の減弱を抑制する観点からは、充填材５０としては、その屈折率が柱状結晶４３の屈折率よりも小さいことが好ましい。例えば、柱状結晶４３を形成する蛍光体として用いられるＣｓＩの屈折率が１．７９であることを考慮して、充填材５０の屈折率は１．７以下であることが好ましい。充填材５０として例示した上記の材料の屈折率について、グレード等によって上下するが、フェノール樹脂は１．５８〜１．６６、ユリア樹脂は１．５４〜１．５６、メラミン樹脂は１．６〜１．７、不飽和ポリエステル樹脂は１．５２〜１．５７、エポキシ樹脂は１．５５〜１．６１、ジアリルフタレート樹脂は１．５１〜１．５２である。
【００９１】
充填材５０は、例えば、シンチレータ１１の蛍光出射面上に所定量盛っておき、加圧することによってシンチレータ１１の縁部にある柱状結晶４３の群の間に充填されるが、ここで、蛍光出射面における縁部上に盛られる充填材５０の量に対して中央部上に盛られる充填材５０の量を少なくしておくことにより、柱状結晶４３の群の間への充填材５０の充填深さを上記のように分布させることができる。
【００９２】
上述した放射線画像検出装置は、放射線画像を高感度、高精細に検出しうるため、低放射線照射量で鮮鋭な画像を検出することを要求される、マンモグラフィなどの医療診断用のＸ線撮影装置をはじめ、様々な装置に組み込んで使用することができる。例えば、工業用のＸ線撮影装置として非破壊検査に用いたり、或いは、電磁波以外の粒子線（α線、β線、γ線）の検出装置として用いたりすることができ、その応用範囲は広い。
【００９３】
以下、センサパネル３を構成する各要素に用いることのできる材料について説明する。
【００９４】
［光電変換素子］
上述した光電変換素子２３の光導電層２５（図２参照）としては、例えば特開２００９−３２８５４号公報に記載された有機光電変換（ＯＰＣ；Organic photoelectric conversion）材料により形成された膜（以下、ＯＰＣ膜という）を使用することができる。ＯＰＣ膜は、有機光電変換材料を含み、蛍光体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。このように有機光電変換材料を含むＯＰＣ膜であれば、可視域にシャープな吸収スペクトルを持ち、蛍光体による発光以外の電磁波がＯＰＣ膜に吸収されることがほとんどなく、Ｘ線等の放射線がＯＰＣ膜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。
【００９５】
ＯＰＣ膜を構成する有機光電変換材料は、蛍光体で発光した光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、蛍光体の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長と蛍光体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蛍光体から発された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、蛍光体の放射線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。
【００９６】
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えば、アリーリデン系有機化合物、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、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、蛍光体の材料として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、ＯＰＣ膜で発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
【００９７】
バイアス電極２６および電荷収集電極２７の間に設けられる有機層の少なくとも一部をＯＰＣ膜によって構成することができる。この有機層は、より具体的には、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もしくは混合により形成することができる。
【００９８】
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体（化合物）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。例えば、トリアリールアミン化合物、ベンジジン化合物、ピラゾリン化合物、スチリルアミン化合物、ヒドラゾン化合物、トリフェニルメタン化合物、カルバゾール化合物、ポリシラン化合物、チオフェン化合物、フタロシアニン化合物、シアニン化合物、メロシアニン化合物、オキソノール化合物、ポリアミン化合物、インドール化合物、ピロール化合物、ピラゾール化合物、ポリアリーレン化合物、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体等を用いることができる。なお、これらに限らず、ｎ型（アクセプター性）化合物として用いた有機化合物よりもイオン化ポテンシャルの小さい有機化合物であればドナー性有機半導体として用いることができる。
【００９９】
有機ｎ型半導体（化合物）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。例えば、縮合芳香族炭素環化合物（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）、窒素原子、酸素原子、硫黄原子を含有する５ないし７員のヘテロ環化合物（例えばピリジン、ピラジン、ピリミジン、ピリダジン、トリアジン、キノリン、キノキサリン、キナゾリン、フタラジン、シンノリン、イソキノリン、プテリジン、アクリジン、フェナジン、フェナントロリン、テトラゾール、ピラゾール、イミダゾール、チアゾール、オキサゾール、インダゾール、ベンズイミダゾール、ベンゾトリアゾール、ベンゾオキサゾール、ベンゾチアゾール、カルバゾール、プリン、トリアゾロピリダジン、トリアゾロピリミジン、テトラザインデン、オキサジアゾール、イミダゾピリジン、ピラリジン、ピロロピリジン、チアジアゾロピリジン、ジベンズアゼピン、トリベンズアゼピン等）、ポリアリーレン化合物、フルオレン化合物、シクロペンタジエン化合物、シリル化合物、含窒素ヘテロ環化合物を配位子として有する金属錯体などが挙げられる。なお、これらに限らず、ドナー性有機化合物として用いた有機化合物よりも電子親和力の大きな有機化合物であればアクセプター性有機半導体として用いることができる。
【０１００】
ｐ型有機色素又はｎ型有機色素としては、公知のものを用いることができるが、好ましくは、シアニン色素、スチリル色素、ヘミシアニン色素、メロシアニン色素（ゼロメチンメロシアニン（シンプルメロシアニン）を含む）、３核メロシアニン色素、４核メロシアニン色素、ロダシアニン色素、コンプレックスシアニン色素、コンプレックスメロシアニン色素、アロポーラー色素、オキソノール色素、ヘミオキソノール色素、スクアリウム色素、クロコニウム色素、アザメチン色素、クマリン色素、アリーリデン色素、アントラキノン色素、トリフェニルメタン色素、アゾ色素、アゾメチン色素、スピロ化合物、メタロセン色素、フルオレノン色素、フルギド色素、ペリレン色素、フェナジン色素、フェノチアジン色素、キノン色素、インジゴ色素、ジフェニルメタン色素、ポリエン色素、アクリジン色素、アクリジノン色素、ジフェニルアミン色素、キナクリドン色素、キノフタロン色素、フェノキサジン色素、フタロペリレン色素、ポルフィリン色素、クロロフィル色素、フタロシアニン色素、金属錯体色素、縮合芳香族炭素環系色素（ナフタレン誘導体、アントラセン誘導体、フェナントレン誘導体、テトラセン誘導体、ピレン誘導体、ペリレン誘導体、フルオランテン誘導体）等が挙げられる。
【０１０１】
一対の電極間に、ｐ型半導体層とｎ型半導体層とを有し、該ｐ型半導体とｎ型半導体の少なくともいずれかが有機半導体であり、かつ、それらの半導体層の間に、該ｐ型半導体およびｎ型半導体を含むバルクヘテロ接合構造層を中間層として有する光電変換膜（感光層）を好適に用いることができる。このように、光電変換膜において、バルクへテロ接合構造層を含ませることにより有機層のキャリア拡散長が短いという欠点を補い、光電変換効率を向上させることができる。なお、上記バルクへテロ接合構造については、特開２００５−３０３２６６号公報において詳細に説明されている。
【０１０２】
光電変換膜の厚みは、蛍光体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、電荷分離に寄与しない割合を考慮すると、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以下である。上述したＯＰＣ膜に関するその他の構成は、例えば、特開２００９−３２８５４号公報の記載が参考となる。
【０１０３】
［スイッチ素子］
スイッチ素子２４の活性層としては、例えば特開２００９−２１２３８９号公報に記載されたように、有機材料を使用することができる。有機ＴＦＴはいかなるタイプの構造でもよいが、最も好ましいのは電界効果型トランジスタ（ＦＥＴ）構造である。このＦＥＴ構造は、絶縁性基板上面の一部にゲート電極を設け、さらに該電極を覆い、かつ電極以外の部分で基板と接するように絶縁体層を設けている。さらに絶縁体層の上面に半導体活性層を設け、その上面の一部に透明ソース電極と透明ドレイン電極とを隔離して配置している。なお、この構成はトップコンタクト型素子と呼ばれるが、ソース電極とドレイン電極とが半導体活性層の下部にあるボトムコンタクト型素子も好ましく用いることができる。また、キャリアが有機半導体膜の膜厚方向に流れる縦型トランジスタ構造であってもよい。
【０１０４】
（活性層）
ここでいう有機半導体材料とは、半導体の特性を示す有機材料のことであり、無機材料からなる半導体と同様に、正孔（ホール）をキャリアとして伝導するｐ型有機半導体材料（あるいは単にｐ型材料、正孔輸送材料とも言う。）と、電子をキャリアとして伝導するｎ型有機半導体材料（あるいは単にｎ型材料、電子輸送材料とも言う。）がある。有機半導体材料は一般にｐ型材料の方が良好な特性を示すものが多く、また、一般に大気下でのトランジスタ動作安定性もｐ型トランジスタの方が優れているため、ここでは、ｐ型有機半導体材料について説明する。
【０１０５】
有機薄膜トランジスタの特性の一つに、有機半導体層中のキャリアの動きやすさを示すキャリア移動度（単に移動度とも言う）μがある。用途によっても異なるが、一般に移動度は高い方がよく、１．０×１０-7ｃｍ2／Ｖｓ以上であることが好ましく、１．０×１０-6ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがより好ましく、１．０×１０-5ｃｍ2／Ｖｓ以上であることがさらに好ましい。移動度は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）素子を作製したときの特性や飛行時間計測（ＴＯＦ）法により求めることができる。
【０１０６】
前記ｐ型有機半導体材料は、低分子材料でも高分子材料でも良いが、好ましくは低分子材料である。低分子材料は、昇華精製や再結晶、カラムクロマトグラフィーなどの様々な精製法が適用できるため高純度化が容易であること、分子構造が定まっているため秩序の高い結晶構造を取りやすいこと、などの理由から高い特性を示すものが多い。低分子材料の分子量は、好ましくは１００以上５０００以下、より好ましくは１５０以上３０００以下、さらに好ましくは２００以上２０００以下である。
【０１０７】
このようなｐ型有機半導体材料としては、フタロシアニン化合物又はナフタロシアニン化合物を例示することができ、具体例を以下に示す。なお、Ｍは金属原子、Ｂｕはブチル基、Ｐｒはプロピル基、Ｅｔはエチル基、Ｐｈはフェニル基をそれぞれ表す。
【０１０８】
【化１】
【０１０９】
（活性層以外のスイッチ素子の構成要素）
ゲート電極、ソース電極、又はドレイン電極を構成する材料としては、必要な導電性を有するものであれば特に制限はないが、例えば、ＩＴＯ（インジウムドープ酸化スズ）、ＩＺＯ（インジウムドープ酸化亜鉛）、ＳｎＯ2、ＡＴＯ（アンチモンドープ酸化スズ）、ＺｎＯ、ＡＺＯ（アルミニウムドープ酸化亜鉛）、ＧＺＯ（ガリウムドープ酸化亜鉛）、ＴｉＯ2、ＦＴＯ（フッ素ドープ酸化スズ）などの透明導電性酸化物、ＰＥＤＯＴ／ＰＳＳ（ポリ（３，４−エチレンジオキシチオフェン）／ポリスチレンスルホン酸）などの透明導電性ポリマー、カーボンナノチューブなどの炭素材料が挙げられる。これらの電極材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。
【０１１０】
絶縁層に用いられる材料としては、必要な絶縁効果を有するものであれば特に制限はないが、例えば、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、アルミナなどの無機材料、ポリエステル（ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）など）、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリアクリレート、エポキシ樹脂、ポリパラキシリレン樹脂、ノボラック樹脂、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）、ＰＳ（ポリスチレン）、などの有機材料が挙げられる。これらの絶縁膜材料は、例えば真空蒸着法、スパッタリング、溶液塗布法等の方法で成膜することができる。上述した有機ＴＦＴに関するその他の構成は、例えば、特開２００９−２１２３８９号公報の記載が参考となる。
【０１１１】
また、スイッチ素子２４の活性層には、例えば特開２０１０−１８６８６０号公報に記載された非晶質酸化物も使用することができる。ここで、特開２０１０−１８６８６０号に記載された電界効果型トランジスタが有する非晶質酸化物含有の活性層について示す。この活性層は、電子またはホールの移動する電界効果型トランジスタのチャネル層として機能する。
【０１１２】
活性層は、非晶質酸化物半導体を含んだ構成とされている。この非晶質酸化物半導体は、低温で成膜可能であるために、可撓性のある基板上に好適に形成される。活性層に用いられる非晶質酸化物半導体としては、好ましくはＩｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、又はＣｄよりなる群より選ばれる少なくとも１種の元素を含む非晶質酸化物であり、より好ましくは、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物、さらに好ましくは、Ｉｎ、Ｚｎよりなる群より選ばれる少なくとも１種を含む非晶質酸化物である。
【０１１３】
活性層に用いられる非晶質酸化物としては、具体的には、Ｉｎ２Ｏ３、ＺｎＯ，ＳｎＯ２、ＣｄＯ，Ｉｎｄｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｔｉｎ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＴＯ）、Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＧＺＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＯ）、Ｉｎｄｉｕｍ−Ｇａｌｌｉｕｍ−Ｚｉｎｃ−Ｏｘｉｄｅ（ＩＧＺＯ）が挙げられる。
【０１１４】
活性層の成膜方法としては、酸化物半導体の多結晶焼結体をターゲットとして、気相成膜法を用いるのが好ましい。気相成膜法の中でも、スパッタリング法、パルスレーザー蒸着法（ＰＬＤ法）が適している。さらに、量産性の観点から、スパッタリング法が好ましい。例えば、ＲＦマグネトロンスパッタリング蒸着法により、真空度及び酸素流量を制御して成膜される。
【０１１５】
成膜された活性層は、周知のＸ線回折法によりアモルファス膜であることが確認される。活性層の組成比は、ＲＢＳ（ラザフォード後方散乱）分析法により求められる。
【０１１６】
また、この活性層の電気伝導度は、好ましくは１０−４Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満であり、より好ましくは１０−１Ｓｃｍ−１以上１０２Ｓｃｍ−１未満である。この活性層の電気伝導度の調整方法としては、公知の酸素欠陥による調整方法や、組成比による調整方法、不純物による調整方法、酸化物半導体材料による調整方法が挙げられる。上述した非晶質酸化物に関するその他の構成は、例えば、特開２０１０−１８６８６０号公報の記載が参考となる。
【０１１７】
［絶縁性基板］
絶縁性基板２０としては、例えば光透過率に優れるプラスチックフィルムを使用することができる。プラスチックフィルムとしては、例えばポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリエーテルスルホン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリフェニレンスルフィド、ポリカーボネート（ＰＣ）、セルローストリアセテート（ＴＡＣ）、セルロースアセテートプロピオネート（ＣＡＰ）、ポリイミド、ポリアリレート、二軸延伸ポリスチレン（ＯＰＳ）等からなるフィルムが挙げられる。また、これらのプラスチックフィルムに、有機あるいは無機のフィラーを含有させてもよい。また、フレキシブルでかつ低熱膨張、高強度といった、既存のガラスやプラスチックでは得られない特性を有するアラミド、バイオナノファイバーなどを用いて形成されたフレキシブル基板も好適に使用しうる。これらのなかでも、耐熱性を有するポリアリレート（ガラス転移温度：約１９３℃）、二軸延伸ポリスチレン（分解温度：２５０℃）、ポリイミド（ガラス転移温度：約３００℃）、アラミド（ガラス転移温度：約３１５℃）等が好適に使用でき、それによれば、放射線画像検出装置１０１におけるシンチレータ１１８のように、シンチレータを絶縁性基板に直接形成することができる。
【０１１８】
（アラミド）
アラミド材料は、ガラス転移温度３１５℃という高い耐熱性、ヤング率が１０ＧＰａという高い剛性、熱膨張率が−３〜５ｐｐｍ／℃という高い寸法安定性を有する。このため、アラミド製のフィルムを用いると、一般的な樹脂フィルムを用いる場合と比べて、半導体層の高品質の成膜が容易に行える。また、アラミド材料の高耐熱性により、電極材料を高温硬化させて低抵抗化できる。さらに、ハンダのリフロー工程を含むＩＣの自動実装にも対応できる。またさらに、ＩＴＯ（indium tin oxide）やガス・バリア膜、ガラス基板と熱膨張係数が近いために、製造後の反りが少ない。そして、割れにくい。ここで、ハロゲンを含まないハロゲンフリー（JPCA−ES01−2003の規定に適合）なアラミド材料を用いることが環境負荷低減の点で好ましい。アラミドフィルムは、ガラス基板やＰＥＴ基板と積層されてもよいし、デバイスの筐体に貼り付けられてもよい。
【０１１９】
アラミドの分子間の凝集力（水素結合力）の高さによる溶媒への低溶解性を分子設計によって解決することにより、無色透明で薄いフィルムへの成形が容易とされたアラミド材料についても、好適に用いることができる。モノマーユニットの秩序性、および芳香環上の置換基種・位置を制御する分子設計により、アラミド材料の高剛性や寸法安定性に繋がる直線性の高い棒状の分子構造を維持しつつ、溶解性が良い成形の容易さが得られる。この分子設計により、ハロゲンフリーをも実現できる。
【０１２０】
また、フィルムの面内方向の特性が最適化されたアラミド材料についても、好適に用いることができる。成型中に逐次変化するアラミドフィルムの強度に応じて、溶液キャスト、縦延伸、横延伸の工程ごとに張力条件を制御することにより、直線性の高い棒状分子構造であって物性に異方性が生じやすいアラミドフィルムの面内方向の特性をバランスできる。
【０１２１】
具体的に、溶液キャスト工程では、溶媒の乾燥速度の制御による面内厚み方向の物性の等方化、溶媒を含んだ状態のフィルムの強度とキャスト・ドラムからの剥離強度の最適化、を図る。縦延伸工程では、延伸中に逐次変化するフィルムの強度、溶媒の残留量に応じた延伸条件を精密に制御する。横延伸工程では、加熱によって変化するフィルム強度の変化に応じた横延伸の条件の制御、フィルムの残留応力を緩和するための横延伸の条件の制御を図る。このようなアラミド材料の使用により、成型後のアラミドフィルムがカールしてしまう問題を解決できる。
【０１２２】
上記の成形容易さに対する工夫、およびフィルム面内方向の特性のバランスに対する工夫のいずれにおいても、アラミドならではの直線性の高い棒状の分子構造が維持されているので、熱膨張係数を低く維持できる。製膜時の延伸条件の変更などにより、熱膨張係数をさらに低減することも可能である。
【０１２３】
（バイオナノファイバー）
ナノファイバーは、光の波長に対して十分に小さなコンポーネントは光散乱を生じないことから、透明でフレキシブルな樹脂材料の補強として用いることができる。そして、ナノファイバーの中でも、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は、幅５０ｎｍと、可視光波長に対して約１／１０のサイズでかつ、高強度、高弾性、低熱膨である特徴を有しており、このバクテリアセルロースと透明樹脂との複合材料（バイオナノファイバーということがある）を好適に用いることができる。
【０１２４】
バクテリアセルロースシートにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を約６０〜７０％と高い比率で含有しながら、波長５００ｎｍで約９０％の光透過率を示す透明バイオナノファイバーが得られる。このバイオナノファイバーにより、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（約３〜７ｐｐｍ）、鋼鉄並の強度(約４６０ＭＰａ)、および高弾性(約３０ＧＰａ)が得られる。上述したバイオナノファイバーに関する構成は、例えば、特開２００８−３４５５６号公報の記載が参考となる。
【０１２５】
以上、説明したように、本明細書には、下記（１）から（１２）の放射線画像検出装置が開示されている。
【０１２６】
（１）放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、を備える放射線画像検出装置。
（２） 上記（１）の放射線画像検出装置であって、前記支持基板及び前記センサ基板と前記封止部材との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されており、前記ベント部は、非接着部分の前記封止部材と前記支持基板又は前記センサ基板とによって形成されている放射線画像検出装置。
（３） 上記（２）の放射線画像検出装置であって、前記封止部材は、柔軟性を有する材料からなり、前記ベント部が閉状態にあるときに、前記非接着部分において、前記封止部材の接触面は前記支持基板又は前記センサ基板に押し当てられる放射線画像検出装置。
（４） 上記（３）の放射線画像検出装置であって、前記柔軟性を有する材料は、アクリル樹脂又はシリコン樹脂である放射線画像検出装置。
（５） 上記（１）から（４）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記支持基板及び前記センサ基板は、互いに線膨張係数が異なる放射線画像検出装置。
（６） 上記（１）から（５）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が前記支持基板から前記画素アレイに向かって柱状に成長してなる柱状結晶の群からなる柱状部を有し、前記内部空間内において露出されている放射線画像検出装置。
（７） 上記（６）の放射線画像検出装置であって、前記蛍光体は、潮解性を有する母体材料と賦活剤とを含有してなり、前記賦活剤の濃度が、前記シンチレータの中央部に比べて、前記シンチレータの縁部において高い放射線画像検出装置。
（８） 上記（７）の放射線画像検出装置であって、前記シンチレータの縁部は、前記画素アレイの有効撮像領域の外側に重なる放射線画像検出装置。
（９） 上記（６）から（８）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記画素アレイと貼り合わされる前記シンチレータの蛍光出射面が、前記柱状結晶の先端部の集合によって形成されており、前記蛍光出射面の少なくとも縁部は、そこにある柱状結晶の群の間に充填材が充填されて平坦化されており、前記蛍光出射面の中央部における前記充填材の充填深さは、前記蛍光出射面の縁部における前記充填材の充填深さよりも小さい放射線画像検出装置。
（１０） 上記（９）の放射線画像検出装置であって、前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
（１１） 上記（６）から（１０）のいずれか一つの放射線画像検出装置であって、前記シンチレータは、前記支持基板と前記柱状部との間に、前記蛍光体の粒状結晶の群よりなる非柱状部を有する放射線画像検出装置。
（１２） 上記（１）から（１１）のいずれか一つに記載の放射線画像検出装置であって、前記センサパネルの前記センサ基板側から放射線が入射せしめられる放射線画像検出方法に用いられる放射線画像検出装置。
【符号の説明】
【０１２７】
１ 放射線画像検出装置
２ 放射線画像変換パネル
３ センサパネル
４ 接着層
５ 封止部材
６ ベント部
１０ 支持基板
１１ シンチレータ
２０ 絶縁性基板
２１ 画素アレイ
２２ 画素
２３ 光電変換素子
２４ スイッチ素子
２５ 光導電層
２６ バイアス電極
２７ 電荷収集電極
２８ ゲート線
２９ 信号線
３０ 接続端子部
３１ 接続回路
４０ 柱状部
４１ 非柱状部
４２ 粒状結晶
４３ 柱状結晶
５０ 充填材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、
接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、
前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、
前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、
を備える放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記支持基板及び前記センサ基板と前記封止部材との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されており、
前記ベント部は、非接着部分の前記封止部材と前記支持基板又は前記センサ基板とによって形成されている放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記封止部材は、柔軟性を有する材料からなり、
前記ベント部が閉状態にあるときに、前記非接着部分において、前記封止部材の接触面は前記支持基板又は前記センサ基板に押し当てられる放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柔軟性を有する材料は、アクリル樹脂又はシリコン樹脂である放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記支持基板及び前記センサ基板は、互いに線膨張係数が異なる放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が前記支持基板から前記画素アレイに向かって柱状に成長してなる柱状結晶の群からなる柱状部を有し、前記内部空間内において露出されている放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光体は、潮解性を有する母体材料と賦活剤とを含有してなり、
前記賦活剤の濃度が、前記シンチレータの中央部に比べて、前記シンチレータの縁部において高い放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータの縁部は、前記画素アレイの有効撮像領域の外側に重なる放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記画素アレイと貼り合わされる前記シンチレータの蛍光出射面が、前記柱状結晶の先端部の集合によって形成されており、
前記蛍光出射面の少なくとも縁部は、そこにある柱状結晶の群の間に充填材が充填されて平坦化されており、前記蛍光出射面の中央部における前記充填材の充填深さは、前記蛍光出射面の縁部における前記充填材の充填深さよりも小さい放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、前記支持基板と前記柱状部との間に、前記蛍光体の粒状結晶の群よりなる非柱状部を有する放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記センサパネルの前記センサ基板側から放射線が入射せしめられる放射線画像検出方法に用いられる放射線画像検出装置。
【請求項１】
放射線露光によって蛍光を発する蛍光体からなるシンチレータ、及び前記シンチレータを支持する支持基板を有する放射線画像変換パネルと、
接着層を介して前記シンチレータと貼り合わされて前記シンチレータに生じる前記蛍光を検出する画素アレイ、及び前記画素アレイを支持するセンサ基板を有するセンサパネルと、
前記シンチレータ及び前記画素アレイを囲み、前記支持基板と前記センサ基板との隙間を封止して、前記支持基板と前記センサ基板との間に内部空間を形成する封止部材と、
前記内部空間と、その外側の外部空間との気圧差に応じて開閉し、前記内部空間と前記外部空間とを連通し、また隔絶するベント部と、
を備える放射線画像検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の放射線画像検出装置であって、
前記支持基板及び前記センサ基板と前記封止部材との接触部の一部分は非接着とされ、他の部分は接着されており、
前記ベント部は、非接着部分の前記封止部材と前記支持基板又は前記センサ基板とによって形成されている放射線画像検出装置。
【請求項３】
請求項２に記載の放射線画像検出装置であって、
前記封止部材は、柔軟性を有する材料からなり、
前記ベント部が閉状態にあるときに、前記非接着部分において、前記封止部材の接触面は前記支持基板又は前記センサ基板に押し当てられる放射線画像検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柔軟性を有する材料は、アクリル樹脂又はシリコン樹脂である放射線画像検出装置。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記支持基板及び前記センサ基板は、互いに線膨張係数が異なる放射線画像検出装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、前記蛍光体の結晶が前記支持基板から前記画素アレイに向かって柱状に成長してなる柱状結晶の群からなる柱状部を有し、前記内部空間内において露出されている放射線画像検出装置。
【請求項７】
請求項６に記載の放射線画像検出装置であって、
前記蛍光体は、潮解性を有する母体材料と賦活剤とを含有してなり、
前記賦活剤の濃度が、前記シンチレータの中央部に比べて、前記シンチレータの縁部において高い放射線画像検出装置。
【請求項８】
請求項７に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータの縁部は、前記画素アレイの有効撮像領域の外側に重なる放射線画像検出装置。
【請求項９】
請求項６から８のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記画素アレイと貼り合わされる前記シンチレータの蛍光出射面が、前記柱状結晶の先端部の集合によって形成されており、
前記蛍光出射面の少なくとも縁部は、そこにある柱状結晶の群の間に充填材が充填されて平坦化されており、前記蛍光出射面の中央部における前記充填材の充填深さは、前記蛍光出射面の縁部における前記充填材の充填深さよりも小さい放射線画像検出装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の放射線画像検出装置であって、
前記柱状結晶の先端部は、先鋭なテーパ状に形成されている放射線画像検出装置。
【請求項１１】
請求項６から１０のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記シンチレータは、前記支持基板と前記柱状部との間に、前記蛍光体の粒状結晶の群よりなる非柱状部を有する放射線画像検出装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれか一項に記載の放射線画像検出装置であって、
前記センサパネルの前記センサ基板側から放射線が入射せしめられる放射線画像検出方法に用いられる放射線画像検出装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１３−１５３４７（Ｐ２０１３−１５３４７Ａ）
【公開日】平成２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１４６７８８（Ｐ２０１１−１４６７８８）
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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２５年１月２４日（２０１３．１．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月３０日（２０１１．６．３０）
【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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