JP2002311145A - 放射線検出装置 - Google Patents
放射線検出装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 間接型放射線検出装置は感度を上げるために
は蛍光体の厚膜化が必要であるが、光学損失、散乱のた
め厚膜化できない。 【解決手段】 放射線を電気信号に変換するセンサ部が
複数配列されたセンサ基板２と、センサ基板の各センサ
部で検出された信号を蓄積する蓄積容量及び蓄積された
信号を転送するＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１とを画
素毎に接続することによってモジュールを構成し、基台
１０上にモジュールを複数タイリングし、且つ、互いに
隣接するモジュールの境界部における画素サイズを境界
部以外の画素サイズよりも小さく形成する。
は蛍光体の厚膜化が必要であるが、光学損失、散乱のた
め厚膜化できない。 【解決手段】 放射線を電気信号に変換するセンサ部が
複数配列されたセンサ基板２と、センサ基板の各センサ
部で検出された信号を蓄積する蓄積容量及び蓄積された
信号を転送するＴＦＴが形成されたＴＦＴ基板１とを画
素毎に接続することによってモジュールを構成し、基台
１０上にモジュールを複数タイリングし、且つ、互いに
隣接するモジュールの境界部における画素サイズを境界
部以外の画素サイズよりも小さく形成する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、医療画像診断装
置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置等に用い
られる放射線検出装置に関するものである。
置、非破壊検査装置、放射線を用いた分析装置等に用い
られる放射線検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、このような放射線検出装置として
は、放射線を可視光に変換し、その変換光をａ−Ｓｉ薄
膜を用いた光電変換素子、例えば、ＰＩＮ型フォトダイ
オードにより検出する間接型放射線検出装置が知られて
いる。これには、液晶技術の進歩によりＴＦＴ及びセン
サを安定的に作製できると共に、従来より使用されてい
るＧＯＳ蛍光体を組み合わせることにより簡便に放射線
検出装置を作製できるという技術的背景がある。
は、放射線を可視光に変換し、その変換光をａ−Ｓｉ薄
膜を用いた光電変換素子、例えば、ＰＩＮ型フォトダイ
オードにより検出する間接型放射線検出装置が知られて
いる。これには、液晶技術の進歩によりＴＦＴ及びセン
サを安定的に作製できると共に、従来より使用されてい
るＧＯＳ蛍光体を組み合わせることにより簡便に放射線
検出装置を作製できるという技術的背景がある。
【０００３】一方、最近では、高感度化の要求に応える
べくＧＯＳ蛍光体の代わりにＣｓＩ蛍光体を用いた放射
線検出装置が開発されている。これは、従来のＧＯＳ蛍
光体がＧＯＳ粒子を有機樹脂等でシート状に形成したも
のであるのに対し、ＣｓＩ蛍光体は柱状結晶構造を示
し、直接センサ基板に形成したり、或いは基板に形成し
たものを張り合わせることが可能である。このＣｓＩは
内部で発光した光は柱状結晶内を伝播し、その結果、光
散乱が低減され、厚膜で構成することが可能な構造とな
るため、高感度を達成することが可能である。
べくＧＯＳ蛍光体の代わりにＣｓＩ蛍光体を用いた放射
線検出装置が開発されている。これは、従来のＧＯＳ蛍
光体がＧＯＳ粒子を有機樹脂等でシート状に形成したも
のであるのに対し、ＣｓＩ蛍光体は柱状結晶構造を示
し、直接センサ基板に形成したり、或いは基板に形成し
たものを張り合わせることが可能である。このＣｓＩは
内部で発光した光は柱状結晶内を伝播し、その結果、光
散乱が低減され、厚膜で構成することが可能な構造とな
るため、高感度を達成することが可能である。
【０００４】図１２は蛍光体の材質の違いによる信号強
度とその散乱度合の関係等を模式的に示す図である。図
１２（ａ）はＧＯＳ蛍光体、図１２（ｂ）はＣｓＩ蛍光
体、図１２（ｃ）は直接Ｘ線を電荷に変換するアモルフ
ァスセレンの場合を示している。なお、（ａ）〜（ｃ）
とも横軸は散乱度合い、縦軸は信号強度である。ＣｓＩ
蛍光体の場合はＧＯＳ蛍光体の場合に比べて信号強度が
大きくなっている。また、アモルファスセレンの場合は
散乱度合いがなく、ＧＯＳ蛍光体やＣｓＩ蛍光体に比べ
て更に信号強度を大きくすることが可能である。
度とその散乱度合の関係等を模式的に示す図である。図
１２（ａ）はＧＯＳ蛍光体、図１２（ｂ）はＣｓＩ蛍光
体、図１２（ｃ）は直接Ｘ線を電荷に変換するアモルフ
ァスセレンの場合を示している。なお、（ａ）〜（ｃ）
とも横軸は散乱度合い、縦軸は信号強度である。ＣｓＩ
蛍光体の場合はＧＯＳ蛍光体の場合に比べて信号強度が
大きくなっている。また、アモルファスセレンの場合は
散乱度合いがなく、ＧＯＳ蛍光体やＣｓＩ蛍光体に比べ
て更に信号強度を大きくすることが可能である。
【０００５】間接型放射線検出装置は前述のように安定
的に製造され、利用されているが、特性上、例えば、感
度的には十分と言える状況ではなく、更に特性を向上す
ることが望まれている。例えば、感度を上げるために
は、単純に蛍光体の厚膜化が必要となるが、図１２に示
すように同時に散乱光も増加し、空間分解能が低下する
ので、場合によっては蛍光体内の光吸収のため感度低下
も引き起こす。そこで、感度と分解能の最適化を行い膜
厚設定をしているが、光学損失、散乱のため厚膜化を十
分にできない。
的に製造され、利用されているが、特性上、例えば、感
度的には十分と言える状況ではなく、更に特性を向上す
ることが望まれている。例えば、感度を上げるために
は、単純に蛍光体の厚膜化が必要となるが、図１２に示
すように同時に散乱光も増加し、空間分解能が低下する
ので、場合によっては蛍光体内の光吸収のため感度低下
も引き起こす。そこで、感度と分解能の最適化を行い膜
厚設定をしているが、光学損失、散乱のため厚膜化を十
分にできない。
【０００６】そこで、更なる高感度化を実現するものと
して、例えば、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２７０８ Ｐ５１１
〜Ｐ５２２には、ａ−Ｓｅ膜を用いた直接型放射線検出
装置が記載されている。これは、放射線を直接電気信号
に変換するａ−Ｓｅ半導体薄膜がＴＦＴ基板に直接形成
接続された直接型放射線検出装置であり、間接型に比べ
て光学的損失がなく、発生した電荷を電界により引き出
すため、十分厚膜化でき、一層高感度の検出装置が実現
できると考えられている。
して、例えば、ＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２７０８ Ｐ５１１
〜Ｐ５２２には、ａ−Ｓｅ膜を用いた直接型放射線検出
装置が記載されている。これは、放射線を直接電気信号
に変換するａ−Ｓｅ半導体薄膜がＴＦＴ基板に直接形成
接続された直接型放射線検出装置であり、間接型に比べ
て光学的損失がなく、発生した電荷を電界により引き出
すため、十分厚膜化でき、一層高感度の検出装置が実現
できると考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現在、
直接型材料として最も注目されているａ−Ｓｅ半導体薄
膜は、材料的な環境安定性に欠け、高温時の構造変化等
の本質的な問題を抱えており、且つ、高電圧を印加する
必要があり、放射線検出装置として実現するためには、
対環境性の向上や安全性の確保等を考慮した装置側での
対応が必要になると考えられている。そのため、高価格
化、大型化、取り扱いにおける煩雑化を引き起こす可能
性がある。この様な状況で、ａ−Ｓｅ半導体薄膜に対
し、環境安定性に優れた化合物半導体として使用できる
直接放射線検出材料が研究開発されている。
直接型材料として最も注目されているａ−Ｓｅ半導体薄
膜は、材料的な環境安定性に欠け、高温時の構造変化等
の本質的な問題を抱えており、且つ、高電圧を印加する
必要があり、放射線検出装置として実現するためには、
対環境性の向上や安全性の確保等を考慮した装置側での
対応が必要になると考えられている。そのため、高価格
化、大型化、取り扱いにおける煩雑化を引き起こす可能
性がある。この様な状況で、ａ−Ｓｅ半導体薄膜に対
し、環境安定性に優れた化合物半導体として使用できる
直接放射線検出材料が研究開発されている。
【０００８】例えば、センサ技術１９８６年１０月号Ｐ
９３〜９８に記載されている様に、放射線センサ材料と
して、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ等が注目されている。一般
に、この種の材料は電離エネルギーが数ｅＶ程度であ
り、上述のａ−Ｓｅ薄膜の５０ｅＶに対して、１桁小さ
いと言った特徴を有するため、単純に感度を１０倍向上
することが可能である。また、この種の化合物半導体を
用いた研究開発例としては６ｃｍ2 のＣｄＴｅ化合物半
導体センサをＣＭＯＳ読み出し回路にＩｎバンプで接続
し、Ｘ線センサとしたものがある（１９９７／ＳＰＩＥ
Ｖｏｌ．３０３２Ｐ５１３〜Ｐ５１９）。
９３〜９８に記載されている様に、放射線センサ材料と
して、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓ等が注目されている。一般
に、この種の材料は電離エネルギーが数ｅＶ程度であ
り、上述のａ−Ｓｅ薄膜の５０ｅＶに対して、１桁小さ
いと言った特徴を有するため、単純に感度を１０倍向上
することが可能である。また、この種の化合物半導体を
用いた研究開発例としては６ｃｍ2 のＣｄＴｅ化合物半
導体センサをＣＭＯＳ読み出し回路にＩｎバンプで接続
し、Ｘ線センサとしたものがある（１９９７／ＳＰＩＥ
Ｖｏｌ．３０３２Ｐ５１３〜Ｐ５１９）。
【０００９】更に、ＣｄＴｅセンサをａ−ＳｉＴＦＴア
レーと導電性樹脂で電気接続した構成の１０ｍｍ×７７
ｍｍサイズのセンサが発表されている（ＡＭ−ＬＣＤ’
９９Ａｍｐ２−２）。この様に現在種々実現されている
が、直接変換型の半導体材料を用いて、４０ｃｍ×４０
ｃｍを実現する大面積化は未だ達成されておらず、応用
範囲も限られたものとなっていた。
レーと導電性樹脂で電気接続した構成の１０ｍｍ×７７
ｍｍサイズのセンサが発表されている（ＡＭ−ＬＣＤ’
９９Ａｍｐ２−２）。この様に現在種々実現されている
が、直接変換型の半導体材料を用いて、４０ｃｍ×４０
ｃｍを実現する大面積化は未だ達成されておらず、応用
範囲も限られたものとなっていた。
【００１０】本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされ
たもので、その目的は、安定材料である化合物半導体材
料を用いて簡単に大面積化を実現でき、しかも、均一特
性で安価に作製可能な放射線検出装置を提供することに
ある。
たもので、その目的は、安定材料である化合物半導体材
料を用いて簡単に大面積化を実現でき、しかも、均一特
性で安価に作製可能な放射線検出装置を提供することに
ある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、放射線
を電気信号に変換するセンサ部が複数配列されたセンサ
基板と、前記センサ基板の各センサ部で検出された信号
を蓄積する蓄積容量及び蓄積された信号を転送するＴＦ
Ｔが前記センサ部に対応して形成されたＴＦＴ基板とを
画素毎に接続することによってモジュールが構成され、
前記モジュールが基台上に複数タイリングされており、
且つ、互いに隣接するモジュールの境界部における画素
サイズが境界部以外の画素サイズよりも小さく形成され
ていることを特徴とする放射線検出装置によって達成さ
れる。
を電気信号に変換するセンサ部が複数配列されたセンサ
基板と、前記センサ基板の各センサ部で検出された信号
を蓄積する蓄積容量及び蓄積された信号を転送するＴＦ
Ｔが前記センサ部に対応して形成されたＴＦＴ基板とを
画素毎に接続することによってモジュールが構成され、
前記モジュールが基台上に複数タイリングされており、
且つ、互いに隣接するモジュールの境界部における画素
サイズが境界部以外の画素サイズよりも小さく形成され
ていることを特徴とする放射線検出装置によって達成さ
れる。
【００１２】また、本発明の目的は、放射線を電気信号
に変換するセンサ部が複数配列されたセンサ基板が、前
記センサ基板の各センサ部で検出された信号を蓄積する
蓄積容量及び蓄積された信号を転送するＴＦＴが前記セ
ンサ部に対応して形成されたＴＦＴ基板上に複数タイリ
ングされると共に、前記センサ基板とＴＦＴ基板とが画
素毎に接続され、且つ、互いに隣接するセンサ基板の境
界部における画素サイズが境界部以外の画素サイズより
も小さく形成されていることを特徴とする放射線検出装
置によって達成される。
に変換するセンサ部が複数配列されたセンサ基板が、前
記センサ基板の各センサ部で検出された信号を蓄積する
蓄積容量及び蓄積された信号を転送するＴＦＴが前記セ
ンサ部に対応して形成されたＴＦＴ基板上に複数タイリ
ングされると共に、前記センサ基板とＴＦＴ基板とが画
素毎に接続され、且つ、互いに隣接するセンサ基板の境
界部における画素サイズが境界部以外の画素サイズより
も小さく形成されていることを特徴とする放射線検出装
置によって達成される。
【００１３】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形
態においては放射線として、Ｘ線を用いているが、α
線、β線、γ線を用いてもよい。
て図面を参照して詳細に説明する。なお、以下の実施形
態においては放射線として、Ｘ線を用いているが、α
線、β線、γ線を用いてもよい。
【００１４】（第１の実施形態）本実施形態では、Ｘ線
直接変換材料として、ＧａＡｓ基板を用い、ＴＦＴ基板
と接続したモジュールを基台に２×２のマトリクス状に
接続配置して、大面積化を達成している。
直接変換材料として、ＧａＡｓ基板を用い、ＴＦＴ基板
と接続したモジュールを基台に２×２のマトリクス状に
接続配置して、大面積化を達成している。
【００１５】図１は本発明の放射線検出装置の第１の実
施形態の構成を示す平面図である。図１において、１０
は基台、１１〜１４はモジュールである。各々のモジュ
ールは後述するようにセンサ基板（複数のセンサ部が配
列された基板）であるＧａＡｓ基板と蓄積容量及び転送
用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有するＴＦＴ基板と
を積層して電気的に接続した基板である。図１ではモジ
ュールが２×２のマトリックス状に基台１０上に配置さ
れている。
施形態の構成を示す平面図である。図１において、１０
は基台、１１〜１４はモジュールである。各々のモジュ
ールは後述するようにセンサ基板（複数のセンサ部が配
列された基板）であるＧａＡｓ基板と蓄積容量及び転送
用のＴＦＴ（薄膜トランジスタ）を有するＴＦＴ基板と
を積層して電気的に接続した基板である。図１ではモジ
ュールが２×２のマトリックス状に基台１０上に配置さ
れている。
【００１６】図２は図１のＡ−Ａ線における模式的断面
図である。図２において、基台１０はモジュールを貼り
合わせる基板であり、図１のものと同じである。また、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。ＧａＡｓ基
板２の上面には共通電極５が形成され、下面には電荷収
集電極６ａが形成されている。ここで、Ｐは画素ピッチ
を示し、電荷収集電極６ａは画素毎に形成されている。
図である。図２において、基台１０はモジュールを貼り
合わせる基板であり、図１のものと同じである。また、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。ＧａＡｓ基
板２の上面には共通電極５が形成され、下面には電荷収
集電極６ａが形成されている。ここで、Ｐは画素ピッチ
を示し、電荷収集電極６ａは画素毎に形成されている。
【００１７】一方、ＴＦＴ基板１には接合電極８ａが画
素毎に形成され、接合電極８ａとＧａＡｓ基板２の電荷
収集電極６ａとが画素毎に導電性接着剤７を用いて電気
的に接続されている。これによって、ＴＦＴ基板１とＧ
ａＡｓ基板２が接続され、図１のモジュールが構成され
ている。接合電極８ａは後述する１画素の等価回路にお
いてＴＦＴと蓄積容量に接続されている。ＧａＡｓ基板
２の共通電極５には、一定電位が印加されており、Ｇａ
Ａｓ基板２のセンサ部毎に入射Ｘ線量に従って発生した
電荷は電荷収集電極６ａからＴＦＴ基板１の蓄積容量に
蓄積される。また、ＴＦＴ基板１とＧａＡｓ基板２から
成るモジュールは基台１０上に接着剤９を用いて接続さ
れており、この際、隣接するモジュール同士は接着剤６
０で接着されている。
素毎に形成され、接合電極８ａとＧａＡｓ基板２の電荷
収集電極６ａとが画素毎に導電性接着剤７を用いて電気
的に接続されている。これによって、ＴＦＴ基板１とＧ
ａＡｓ基板２が接続され、図１のモジュールが構成され
ている。接合電極８ａは後述する１画素の等価回路にお
いてＴＦＴと蓄積容量に接続されている。ＧａＡｓ基板
２の共通電極５には、一定電位が印加されており、Ｇａ
Ａｓ基板２のセンサ部毎に入射Ｘ線量に従って発生した
電荷は電荷収集電極６ａからＴＦＴ基板１の蓄積容量に
蓄積される。また、ＴＦＴ基板１とＧａＡｓ基板２から
成るモジュールは基台１０上に接着剤９を用いて接続さ
れており、この際、隣接するモジュール同士は接着剤６
０で接着されている。
【００１８】本実施形態では、所定サイズに切断された
ＴＦＴ基板１の接合電極８ａに導電性接着剤７を形成
し、このＴＦＴ基板１に所定のサイズに切断されたＧａ
Ａｓ基板２を貼り合わせ、加圧加熱することにより、導
電性接着剤７を硬化させてモジュールを作製している。
また、モジュールを基台１０に接着剤を介してタイリン
グしてつなぎ合わせている。この時、ＴＦＴ基板１及び
ＧａＡｓ基板２を切断するには、一定量の切断マージン
が必要であり、特に、ＴＦＴ基板１のガラス切断のバラ
ツキが大きく１０数μｍの余裕が必要となる。同様に、
モジュール基板を貼り合わせる場合においても１０μｍ
程度の余裕が必要となる。
ＴＦＴ基板１の接合電極８ａに導電性接着剤７を形成
し、このＴＦＴ基板１に所定のサイズに切断されたＧａ
Ａｓ基板２を貼り合わせ、加圧加熱することにより、導
電性接着剤７を硬化させてモジュールを作製している。
また、モジュールを基台１０に接着剤を介してタイリン
グしてつなぎ合わせている。この時、ＴＦＴ基板１及び
ＧａＡｓ基板２を切断するには、一定量の切断マージン
が必要であり、特に、ＴＦＴ基板１のガラス切断のバラ
ツキが大きく１０数μｍの余裕が必要となる。同様に、
モジュール基板を貼り合わせる場合においても１０μｍ
程度の余裕が必要となる。
【００１９】本実施形態では、この様なマージンを考慮
してモジュールの接続部での画素ピッチの連続性を維持
する様にモジュールの境界部の画素設計を行い、互いに
隣接するモジュールの境界部における画素サイズを内部
画素に比べて縮小された画素としている。即ち、ＧａＡ
ｓ基板２では境界部の電荷収集電極６ｂが縮小され、且
つ、ＴＦＴ基板１の境界部の接合電極８ｂもそれに伴っ
て縮小されており、ＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１の互
いに隣接する境界部の画素サイズが他の画素サイズに比
べて小さくなっている。
してモジュールの接続部での画素ピッチの連続性を維持
する様にモジュールの境界部の画素設計を行い、互いに
隣接するモジュールの境界部における画素サイズを内部
画素に比べて縮小された画素としている。即ち、ＧａＡ
ｓ基板２では境界部の電荷収集電極６ｂが縮小され、且
つ、ＴＦＴ基板１の境界部の接合電極８ｂもそれに伴っ
て縮小されており、ＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１の互
いに隣接する境界部の画素サイズが他の画素サイズに比
べて小さくなっている。
【００２０】具体的には、図２から明らかな様に隣接す
るモジュールの境界部におけるＧａＡｓ基板２の電荷収
集電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の接合電極８
ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２の内部電極６ａ、ＴＦＴ
基板１の内部電極８ａのサイズに比べて小さくし、図中
に示す画素ピッチＰを一定としている。この結果、モジ
ュール境界部の画素の出力信号を画素サイズ×開口率に
応じて補正することにより、実質的につなぎ目の無い大
面積化が可能である。
るモジュールの境界部におけるＧａＡｓ基板２の電荷収
集電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の接合電極８
ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２の内部電極６ａ、ＴＦＴ
基板１の内部電極８ａのサイズに比べて小さくし、図中
に示す画素ピッチＰを一定としている。この結果、モジ
ュール境界部の画素の出力信号を画素サイズ×開口率に
応じて補正することにより、実質的につなぎ目の無い大
面積化が可能である。
【００２１】図３は図１のＢ部におけるＴＦＴ基板１を
拡大して示す図である。図３において、８ｂはＴＦＴ基
板１の境界部の接合電極、８ａはその他のＴＦＴ基板１
の接合電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを画
素毎に接続するための導電性接着剤である。隣接するモ
ジュールの境界部における画素サイズは内部画素に比較
して小さくなっており、それに応じて導電性接着剤７も
小さくなっている。また、同図では混乱を避けるために
配線、ＴＦＴ等を省略して画素サイズと接合電極を同一
サイズとして模式的に図示している。なお、導電性接着
剤７の接合面積は、境界部において異なる様に図示して
いるが、同一サイズであっても機能上問題は無い。
拡大して示す図である。図３において、８ｂはＴＦＴ基
板１の境界部の接合電極、８ａはその他のＴＦＴ基板１
の接合電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを画
素毎に接続するための導電性接着剤である。隣接するモ
ジュールの境界部における画素サイズは内部画素に比較
して小さくなっており、それに応じて導電性接着剤７も
小さくなっている。また、同図では混乱を避けるために
配線、ＴＦＴ等を省略して画素サイズと接合電極を同一
サイズとして模式的に図示している。なお、導電性接着
剤７の接合面積は、境界部において異なる様に図示して
いるが、同一サイズであっても機能上問題は無い。
【００２２】但し、図４に示すようにＧａＡｓ基板２及
びＴＦＴ基板１の境界部における画素ピッチはＩ、境界
部以外の画素ピッチはＪとなる。当然、導電性接着剤７
のピッチも同様となる。ピッチＪは上述の画素ピッチＰ
と同様である。
びＴＦＴ基板１の境界部における画素ピッチはＩ、境界
部以外の画素ピッチはＪとなる。当然、導電性接着剤７
のピッチも同様となる。ピッチＪは上述の画素ピッチＰ
と同様である。
【００２３】図５はモジュールの模式的平面図である。
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板、１７はＴＦＴ基板
１内での配線引き出し部、１８はＴＦＴ基板１内の有効
画素領域である。また、Ｄ部はモジュール隣接部であ
る。この様にＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１を接続した
モジュールを隣接させ、基台１０にタイリングすること
により、大面積化と特性の均一性、即ち、モジュール接
続部でのつなぎ目の無い放射線検出装置を実現すること
が可能となる。また、本実施形態では、モジュールを基
台１０に２×２のマトリクス状に配置しているが、これ
に限ることなく、例えば、４×４モジュール又はそれ以
外であってもよい。
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板、１７はＴＦＴ基板
１内での配線引き出し部、１８はＴＦＴ基板１内の有効
画素領域である。また、Ｄ部はモジュール隣接部であ
る。この様にＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１を接続した
モジュールを隣接させ、基台１０にタイリングすること
により、大面積化と特性の均一性、即ち、モジュール接
続部でのつなぎ目の無い放射線検出装置を実現すること
が可能となる。また、本実施形態では、モジュールを基
台１０に２×２のマトリクス状に配置しているが、これ
に限ることなく、例えば、４×４モジュール又はそれ以
外であってもよい。
【００２４】図６は１画素の模式的断面図である。図６
において、１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。
ＴＦＴ基板１にはＴＦＴ３、蓄積容量４が形成され、こ
れはＧａＡｓ基板２のセンサ部に対応して設けられてい
る。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極及び電荷収集
電極、７はＧａＡｓ基板とＴＦＴ基板とを電気的に接続
するための導電性接着剤、８はＴＦＴ及び蓄積容量に接
続されている接合電極である。
において、１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。
ＴＦＴ基板１にはＴＦＴ３、蓄積容量４が形成され、こ
れはＧａＡｓ基板２のセンサ部に対応して設けられてい
る。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極及び電荷収集
電極、７はＧａＡｓ基板とＴＦＴ基板とを電気的に接続
するための導電性接着剤、８はＴＦＴ及び蓄積容量に接
続されている接合電極である。
【００２５】図７は１画素の等価回路を示す。ＳはＧａ
Ａｓセンサ部、ＲはＧａＡｓ基板２の１画素とＴＦＴ基
板１の１画素との接合抵抗、ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容量
である。前述の様にセンサ部Ｓで発生した電荷は蓄積容
量Ｃに蓄積され、ＴＦＴ Ｔをオンすることにより読み
出される。
Ａｓセンサ部、ＲはＧａＡｓ基板２の１画素とＴＦＴ基
板１の１画素との接合抵抗、ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容量
である。前述の様にセンサ部Ｓで発生した電荷は蓄積容
量Ｃに蓄積され、ＴＦＴ Ｔをオンすることにより読み
出される。
【００２６】図８はＴＦＴ基板１の３×３画素の場合の
等価回路図である。ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容量、ＲはＧ
ａＡｓ基板との接合電極、ＶｇはＴＦＴ駆動線、Ｓｉｇ
は信号線である。各蓄積容量Ｃに蓄積された信号情報
は、ＴＦＴ駆動配線Ｖｇにより順次オンされ、信号線Ｓ
ｉｇより読み出される。
等価回路図である。ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容量、ＲはＧ
ａＡｓ基板との接合電極、ＶｇはＴＦＴ駆動線、Ｓｉｇ
は信号線である。各蓄積容量Ｃに蓄積された信号情報
は、ＴＦＴ駆動配線Ｖｇにより順次オンされ、信号線Ｓ
ｉｇより読み出される。
【００２７】（第２の実施形態）次に、本発明の第２の
実施形態について説明する。第２の実施形態では１枚の
ＴＦＴ基板に４枚のＧａＡｓ基板をタイリングして１つ
のモジュールを作製し、このモジュールを２×２のマト
リクス状に基台１０上に配置している。図９は本実施形
態の模式的平面図である。図９において、１０は基台、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。夫々のＴＦ
Ｔ基板１には４枚のＧａＡｓ基板２が接続されている。
実施形態について説明する。第２の実施形態では１枚の
ＴＦＴ基板に４枚のＧａＡｓ基板をタイリングして１つ
のモジュールを作製し、このモジュールを２×２のマト
リクス状に基台１０上に配置している。図９は本実施形
態の模式的平面図である。図９において、１０は基台、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。夫々のＴＦ
Ｔ基板１には４枚のＧａＡｓ基板２が接続されている。
【００２８】図１０は図９のＧａＡｓ基板２のつなぎ合
わせ接続部Ｃを詳細に示す模式的断面図である。図中、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。５はＧａＡ
ｓ基板の共通電極、６ｂはＧａＡｓ基板２の境界部の電
荷収集電極、６ａはその他のＧａＡｓ基板の電荷収集電
極である。７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを電気
的に接続する導電性接着剤、８ｂはＴＦＴ基板１の境界
部の接合電極、８ａはそのＴＦＴ基板１のその他の接合
電極である。また、１０は基台、９はＴＦＴ基板１と基
台１０を接続する接着剤、６１はＧａＡｓ基板間を接続
及び封止する接着剤である。
わせ接続部Ｃを詳細に示す模式的断面図である。図中、
１はＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板である。５はＧａＡ
ｓ基板の共通電極、６ｂはＧａＡｓ基板２の境界部の電
荷収集電極、６ａはその他のＧａＡｓ基板の電荷収集電
極である。７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを電気
的に接続する導電性接着剤、８ｂはＴＦＴ基板１の境界
部の接合電極、８ａはそのＴＦＴ基板１のその他の接合
電極である。また、１０は基台、９はＴＦＴ基板１と基
台１０を接続する接着剤、６１はＧａＡｓ基板間を接続
及び封止する接着剤である。
【００２９】本実施形態においても、図１０に示すよう
に隣接するモジュールの境界部における画素サイズは境
界部以外の画素サイズよりも小さくなっている。即ち、
第１の実施形態と同様にＧａＡｓ基板２の境界部におけ
る電荷収集電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の境
界部における接合電極８ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２
の内部電極６ａ、ＴＦＴ基板１の内部電極８ａのサイズ
に比べて小さくし、図中に示す画素ピッチＰを一定とし
ている。従って、本実施形態においてもＧａＡｓ基板２
の境界部の画素の出力信号を画素サイズ×開口率に応じ
て補正することにより、実質的につなぎ目の無い大面積
化が可能である。
に隣接するモジュールの境界部における画素サイズは境
界部以外の画素サイズよりも小さくなっている。即ち、
第１の実施形態と同様にＧａＡｓ基板２の境界部におけ
る電荷収集電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の境
界部における接合電極８ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２
の内部電極６ａ、ＴＦＴ基板１の内部電極８ａのサイズ
に比べて小さくし、図中に示す画素ピッチＰを一定とし
ている。従って、本実施形態においてもＧａＡｓ基板２
の境界部の画素の出力信号を画素サイズ×開口率に応じ
て補正することにより、実質的につなぎ目の無い大面積
化が可能である。
【００３０】また、互いに隣接するＧａＡｓ基板２の間
には接着剤６１が充填されており、ＴＦＴ基板１が完全
に封止される構造となっているので、信頼性、特に，高
温高湿下の動作条件においても誤動作のない放射線検出
装置を実現することが可能となる。なお、本実施形態に
おいては、モジュールを基台１０に２×２のマトリクス
状に配置しているが、これに限ることなく、例えば、４
×４モジュール又はそれ以外であってもよい。また、モ
ジュールはＴＦＴ基板上に２×２のマトリクス状にＧａ
Ａｓ基板を配置しているが、これに限ることなく、例え
ば、４×４又はそれ以上に配置してもよい。
には接着剤６１が充填されており、ＴＦＴ基板１が完全
に封止される構造となっているので、信頼性、特に，高
温高湿下の動作条件においても誤動作のない放射線検出
装置を実現することが可能となる。なお、本実施形態に
おいては、モジュールを基台１０に２×２のマトリクス
状に配置しているが、これに限ることなく、例えば、４
×４モジュール又はそれ以外であってもよい。また、モ
ジュールはＴＦＴ基板上に２×２のマトリクス状にＧａ
Ａｓ基板を配置しているが、これに限ることなく、例え
ば、４×４又はそれ以上に配置してもよい。
【００３１】（第３の実施形態）次に、本発明の第３の
実施形態について説明する。本実施形態では、図１１に
示すように複数のＧａＡｓ基板２を大面積ＴＦＴ基板１
に配置している。ＧａＡｓ基板２の境界部は図１０と同
様であり、隣接するＧａＡｓ基板２の境界部における画
素サイズは境界部以外の画素サイズよりも小さくなって
いる。即ち、ＧａＡｓ基板２の境界部における電荷収集
電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の境界部におけ
る接合電極８ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２の内部電極
６ａ、ＴＦＴ基板１の内部電極８ａのサイズに比べて小
さくし、画素ピッチＰを一定としている。従って、本実
施形態においてもＧａＡｓ基板２の境界部の画素の出力
信号を画素サイズ×開口率に応じて補正することによ
り、実質的につなぎ目の無い大面積化が可能である。
実施形態について説明する。本実施形態では、図１１に
示すように複数のＧａＡｓ基板２を大面積ＴＦＴ基板１
に配置している。ＧａＡｓ基板２の境界部は図１０と同
様であり、隣接するＧａＡｓ基板２の境界部における画
素サイズは境界部以外の画素サイズよりも小さくなって
いる。即ち、ＧａＡｓ基板２の境界部における電荷収集
電極６ｂ（センサ部）及びＴＦＴ基板１の境界部におけ
る接合電極８ｂをそれぞれのＧａＡｓ基板２の内部電極
６ａ、ＴＦＴ基板１の内部電極８ａのサイズに比べて小
さくし、画素ピッチＰを一定としている。従って、本実
施形態においてもＧａＡｓ基板２の境界部の画素の出力
信号を画素サイズ×開口率に応じて補正することによ
り、実質的につなぎ目の無い大面積化が可能である。
【００３２】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、直
接変換型センサ基板とＴＦＴ基板を貼り合わせ、且つ、
センサ基板とＴＦＴ基板の境界部における画素サイズを
他の画素サイズよりも小さく形成することにより、実質
的につなぎ目の無い大面積化を可能とし、大面積、均一
特性、高感度、高信頼性の放射線検出装置を実現するこ
とができる。特に、本発明においては４０ｃｍ×４０ｃ
ｍ以上の大面積化を実現することができる。
接変換型センサ基板とＴＦＴ基板を貼り合わせ、且つ、
センサ基板とＴＦＴ基板の境界部における画素サイズを
他の画素サイズよりも小さく形成することにより、実質
的につなぎ目の無い大面積化を可能とし、大面積、均一
特性、高感度、高信頼性の放射線検出装置を実現するこ
とができる。特に、本発明においては４０ｃｍ×４０ｃ
ｍ以上の大面積化を実現することができる。
【図１】本発明の放射線検出装置の第１の実施形態を示
す平面図である。
す平面図である。
【図２】図１のＡ−Ａ線における模式的断面図である。
【図３】図１のＢ部におけるＴＦＴ基板の平面図であ
る。
る。
【図４】基板端部の画素のピッチずれを示す図である。
【図５】図１の１つのモジュールを示す平面図である。
【図６】１画素の構成を示す模式的断面図である。
【図７】１画素の等価回路図である。
【図８】図１の実施形態の３×３画素の場合の等価回路
図である。
図である。
【図９】本発明の第２の実施形態を示す平面図である。
【図１０】図９のＣ部を拡大して示す断面図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態を示す平面図であ
る。
る。
【図１２】ＧＯＳ蛍光体、ＣｓＩ蛍光体、アモルファス
セレンの発光強度と光散乱度合いの関係を比較して示す
図である。
セレンの発光強度と光散乱度合いの関係を比較して示す
図である。
１ ＴＦＴ基板 ２ ＧａＡｓ基板 ３ ＴＦＴ ４ 蓄積容量 ５ 共通電極 ６ａ，６ｂ 電荷収集電極 ７ 導電性接着剤 ８ａ，８ｂ 接合電極 ９ 接着剤 １０ 基台 １１〜１４ モジュール ６０，６１ 封止接着剤 Ｓ ＧａＡｓセンサ部 Ｒ 接合抵抗 Ｔ ＴＦＴ Ｃ 蓄積容量
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｌ 31/0264 Ｈ０１Ｌ 27/14 Ｋ 31/09 Ｆ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE30 FF02 GG21 JJ05 JJ09 JJ31 JJ33 JJ37 KK32 LL12 LL15 4M118 AA10 AB01 BA04 BA05 BA19 CB02 CB05 CB11 FB09 FB13 FB16 GA10 HA24 5F088 AA11 AB07 BA02 BB03 BB07 DA05 EA04 EA08 EA20 JA03 KA03 LA08
Claims (4)
- 【請求項１】 放射線を電気信号に変換するセンサ部が
複数配列されたセンサ基板と、前記センサ基板の各セン
サ部で検出された信号を蓄積する蓄積容量及び蓄積され
た信号を転送するＴＦＴが前記センサ部に対応して形成
されたＴＦＴ基板とを画素毎に接続することによってモ
ジュールが構成され、前記モジュールが基台上に複数タ
イリングされており、且つ、互いに隣接するモジュール
の境界部における画素サイズが境界部以外の画素サイズ
よりも小さく形成されていることを特徴とする放射線検
出装置。 - 【請求項２】 前記モジュールの境界部における画素の
モジュール端面からのピッチは、境界部以外の画素のピ
ッチと略同じであることを特徴とする請求項１に記載の
放射線検出装置。 - 【請求項３】 放射線を電気信号に変換するセンサ部が
複数配列されたセンサ基板が、前記センサ基板の各セン
サ部で検出された信号を蓄積する蓄積容量及び蓄積され
た信号を転送するＴＦＴが前記センサ部に対応して形成
されたＴＦＴ基板上に複数タイリングされると共に、前
記センサ基板とＴＦＴ基板とが画素毎に接続され、且
つ、互いに隣接するセンサ基板の境界部における画素サ
イズが境界部以外の画素サイズよりも小さく形成されて
いることを特徴とする放射線検出装置。 - 【請求項４】 前記センサ基板の境界部における画素の
基板端面からのピッチは、境界部以外の画素のピッチと
略同じであることを特徴とする請求項３に記載の放射線
検出装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117121A JP2002311145A (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | 放射線検出装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001117121A JP2002311145A (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | 放射線検出装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002311145A true JP2002311145A (ja) | 2002-10-23 |
Family
ID=18967746
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001117121A Pending JP2002311145A (ja) | 2001-04-16 | 2001-04-16 | 放射線検出装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002311145A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004047180A1 (ja) | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| JP2009186268A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Fujifilm Corp | 画像検出装置 |
| JP2016048720A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 富士通株式会社 | 撮像装置及びその製造方法 |
| US11018180B2 (en) | 2015-10-09 | 2021-05-25 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | Packaging methods of semiconductor x-ray detectors |
-
2001
- 2001-04-16 JP JP2001117121A patent/JP2002311145A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2004047180A1 (ja) | 2002-11-18 | 2004-06-03 | Hamamatsu Photonics K.K. | 光検出装置 |
| EP1564812A1 (en) * | 2002-11-18 | 2005-08-17 | Hamamatsu Photonics K.K. | Photo detection device |
| EP1564812A4 (en) * | 2002-11-18 | 2008-04-02 | Hamamatsu Photonics Kk | DETECTION PHOTO DEVICE |
| EP2549537A3 (en) * | 2002-11-18 | 2013-03-06 | Hamamatsu Photonics K. K. | Photo-detecting device |
| JP2009186268A (ja) * | 2008-02-05 | 2009-08-20 | Fujifilm Corp | 画像検出装置 |
| JP2016048720A (ja) * | 2014-08-27 | 2016-04-07 | 富士通株式会社 | 撮像装置及びその製造方法 |
| US11018180B2 (en) | 2015-10-09 | 2021-05-25 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | Packaging methods of semiconductor x-ray detectors |
| TWI753861B (zh) * | 2015-10-09 | 2022-02-01 | 中國大陸商深圳幀觀德芯科技有限公司 | 半導體ｘ射線檢測器的封裝方法 |
| US11776986B2 (en) | 2015-10-09 | 2023-10-03 | Shenzhen Xpectvision Technology Co., Ltd. | Packaging methods of semiconductor X-ray detectors |
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