JP2012185123A - 放射線撮像装置および放射線撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレータ層の周囲を封止する封止層において、材料選択および設計の自由度を向上させることが可能な放射線撮像装置を提供する。
【解決手段】放射線撮像装置１は、センサ基板１１上のシンチレータ層１２の周囲に封止層１４を有し、この封止層１４において、壁部１５Ａ，１５Ｂが所定の高さおよび配置間隔で配設され、これらの壁部１５Ａ，１５Ｂ間に防湿層１４ａが形成されている。壁部１５Ａ，１５Ｂの高さおよび配置間隔等に基づいて防湿層１４ａの形状（幅Ｄおよび厚みＨ）を設計可能となる。シンチレータ層１２の厚みが大きい場合であっても、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂにおいて許容される設置スペースによらず、また、防湿層１４ａに使用される材料によらず、所望のアスペクト比で封止層１４を形成可能となる。
【選択図】図６

Description

本発明は、例えば医療用や非破壊検査用のＸ線撮影に好適な放射線撮像装置および放射線撮像装置の製造方法に関する。

近年、液晶ディスプレイ用薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）技術の進歩により大面積、且つ、デジタル化が達成された様々なフラットパネル検出器（ＦＰＤ：Flat Panel Detector）が開発され、医療画像分析または工業用非破壊検査等に用いられている。

ＦＰＤは、放射線（Ｘ線，α線，β線，電子線または紫外線等）に基づく画像を電気信号として取得できるものである。これにより、撮影した画像をデジタル情報として取り扱うことができ、例えば撮影画像の保管、加工あるいは転送などが容易である。このＦＰＤには、放射線を電気信号へ直接変換する直接変換方式と、放射線を一旦可視光に変換した後に電気信号として読み出す間接変換方式との２つの方式がある。

これらのうち間接変換方式のＦＰＤは、光電変換素子を有する基板上に、放射線を吸収して可視光を発光する蛍光体（シンチレータ）を有している。このようなシンチレータの中には、潮解性を有し、水分によって劣化し易いものが存在する。そのため、間接変換方式のＦＰＤでは、シンチレータの劣化を防ぐために様々な工夫がなされている（特許文献１，２）。

例えば、特許文献１には、シンチレータの表面をポリパラキシレン（パリレンＣ）よりなる保護膜によって覆う手法が提案されている。このような保護膜を用いることにより、シンチレータを水分から保護することが可能となる。

特許第３０７７９４１号公報 特表２００２−５１８６８６号公報

ところが、特許文献１の手法では、上記保護膜をＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学気相成長）法を用いて成膜する必要がある。そのため、真空プロセスを要し、成膜工程が簡易ではない。そこで、特許文献２では、シンチレータ上に接着剤よりなる封止層を用いて金属プレートを貼り合わせることによって、シンチレータを封止する手法が提案されている。このような手法では、シンチレータの周囲（側部）は、樹脂材料よりなる封止層によって封止されることになる。

しかしながら、上記特許文献２の手法では、封止層を塗布形成するため、封止層のアスペクト比は使用される材料の性質（いわゆるチクソ性や粘性）に依存する。このため、特にシンチレータの厚みが大きい場合には、シンチレータの周囲において、封止層の設置スペース（塗布幅）を大きく確保しなければならない。ところが、基板上のレイアウトに制約がある場合には、封止層の設置スペースを十分に確保できず、シンチレータの封止が不十分となってしまう。このため、特にシンチレータの厚みが大きい場合、封止材料として、チクソ性や粘度の高い材料を用いなければならず、使用可能な材料が限定される。封止材料や基板上のレイアウトによらず、シンチレータを封止可能な手法の実現が望まれている。

本発明はかかる問題点に鑑みてなされたもので、シンチレータ層の周囲を封止する封止層において、材料選択および設計の自由度を向上させることが可能な放射線撮像装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の放射線撮像装置は、光電変換素子を含む画素部を有するセンサ基板と、センサ基板の画素部上に設けられたシンチレータ層と、シンチレータ層の少なくとも一部を封止する封止層とを備えたものである。封止層は、センサ基板上においてシンチレータ層から離隔して配設された第１の壁部と、シンチレータ層と第１の壁部との間に設けられた防湿層とを有する。

本発明の放射線撮像装置の製造方法は、光電変換素子を含む画素部を有するセンサ基板の画素部上にシンチレータ層を形成する工程と、センサ基板上の画素部の周辺領域に封止層を形成する工程とを含むものであり。封止層を形成する工程では、周辺領域に第１の壁部を形成した後、第１の壁部の画素部側の領域に防湿層を形成する。

本発明の放射線撮像装置の製造方法では、センサ基板上の画素部の周辺領域においてシンチレータ層を封止する封止層として、シンチレータ層から離隔して第１の壁部を形成した後、この第１の壁部とシンチレータ層との間に防湿層を形成する。第１の壁部の高さおよび配置箇所を適切に設定することにより、防湿層（封止層）の形状（厚みおよび幅）が制御される。

本発明の放射線撮像装置では、センサ基板上の画素部の周辺領域においてシンチレータ層を封止する封止層として、シンチレータ層から離隔配置された第１の壁部と、この第１の壁部とシンチレータ層との間に設けられた防湿層とを有する。第１の壁部の高さおよび配置箇所に基づいて、防湿層（封止層）の形状（厚みおよび幅）が制御されている。

本発明の放射線撮像装置およびその製造方法によれば、センサ基板上の画素部の周辺領域においてシンチレータ層を封止する封止層として、シンチレータ層から離隔して第１の壁部を設け、この第１の壁部とシンチレータ層との間に防湿層を設けたので、第１の壁部の高さ等に基づいて防湿層（封止層）の形状を設計可能となる。即ち、防湿層に使用される材料によらず、所望のアスペクト比で封止層を形成可能となる。よって、シンチレータ層の周囲を封止する封止層において、材料選択および設計の自由度を向上させることが可能となる。

本発明の一実施の形態に係る放射線撮像装置の断面構成を表す模式図である。 画素部およびその周辺回路の一例を表す模式図である。 図２に示した単位画素における画素回路（アクティブ駆動方式）の一例である。 他の画素回路（パッシブ駆動方式）の一例である。 図１に示したセンサ基板の概略構成を表す断面図である。 図１に示した放射線撮像装置における画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成および平面構成を表す模式図である。 図１に示した放射線撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。 図７に続く工程を説明するための模式図である。 図８に続く工程を説明するための模式図である。 図９に続く工程を説明するための模式図である。 （Ａ）はガラス板厚とＸ線吸収率との関係、（Ｂ）はガラス板の曲げ応力に対する高さ変化をそれぞれ表すものである。 ガラス板厚毎の曲げ応力と曲率半径との関係を表す図である。 本発明の第２の実施の形態に係る放射線撮像装置における画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成を表す模式図である。 図１３に示した放射線撮像装置の製造方法を説明するための模式図である。 変形例１に係る画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成および平面構成を表す模式図である。 変形例２に係る画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成を表す模式図である。 変形例３に係る画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成を表す模式図である。 変形例４に係る画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成を表す模式図である。 変形例５に係る画素部とその周辺領域との境界付近の断面構成を表す模式図である。 適用例に係る放射線撮像表示システムの全体構成を表すブロック図である。

以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。尚、説明は以下の順序で行う。

１．第１の実施の形態（シンチレータ層上に薄板ガラスを設けると共に、２つの壁部間に防湿層を設けてなる封止層によりシンチレータ層の周囲を封止した例）
２．第２の実施の形態（段階的に樹脂材料を積層することにより壁部を形成した例）
３．変形例１（１つの壁部と防湿層とにより構成した例）
４．変形例２（シンチレータ層の周辺だけでなく上面にも防湿層を設けた例）
５．変形例３（壁部を設けずに薄板ガラスをシンチレータ層上に接着した例）
６．変形例４（シンチレータ層上に薄板金属を設けた例）
７．変形例５（防湿層のみによって、シンチレータ層上面を封止した例）
８．適用例（放射線撮像システムの例）

＜第１の実施の形態＞
［放射線撮像装置の構成］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る放射線撮像装置（放射線撮像装置１）の断面構成を表したものである。放射線撮像装置１は、α線、β線、γ線、Ｘ線に代表される放射線を波長変換して受光し、放射線に基づく画像情報を電気信号として読み取るものであり、医療用をはじめ、手荷物検査等のその他の非破壊検査用のＸ線撮像装置として好適に用いられる。この放射線撮像装置１は、センサ基板１１上に、シンチレータ層１２（シンチレータ層）を有しており、シンチレータ層１２の上面には、封止板としての薄板ガラス１３が貼り合わせられている。本実施の形態では、詳細は後述するが、そのシンチレータ層１２の周囲（側面）が、薄板ガラス１３の接着層として機能する後述の封止層１４（防湿層１４ａおよび壁部１５Ａ，１５Ｂ）により、封止されている。以下、各部の構成について詳細に説明する。

（センサ基板１１）
センサ基板１１は、例えば基板上に複数の画素からなる画素部（後述の画素部１０Ａ）を有すると共に、この画素部１０Ａの周辺領域（周辺領域１０Ｂ）に、画素部１０Ａを駆動するための駆動回路が配設されたものである。画素部１０Ａは、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等のスイッチ素子（後述のトランジスタ１１１Ｂ，Ｔｒ１〜Ｔｒ３）と、光電変換素子（後述のフォトダイオード１１１Ａ，ＰＤ）とを画素毎に有している。このようなセンサ基板１１の厚みは、耐久性や軽量化という観点から５０〜７００μｍであることが好ましい。このセンサ基板１１における画素部１０Ａの詳細（画素回路および断面構造）と周辺回路（画素駆動回路）の構成については後述する。

（シンチレータ層１２）
シンチレータ層１２は、放射線の照射により蛍光を発する放射線蛍光体からなる層である。蛍光体材料としては、放射線のエネルギーを吸収して、例えば波長が３００ｎｍ〜８００ｎｍの電磁波（可視光線を中心に紫外光から赤外光にわたる電磁波（光））への変換効率が高いものが望ましい。また、蛍光体材料としては、蒸着によって容易に柱状結晶構造を形成しやすいものがよい。柱状結晶構造を形成することにより、光ガイド効果により発光光の散乱が抑えられると共に、シンチレータ層１２の膜厚を厚くすることができ、これにより高い画像分解能が得られるためである。このような蛍光体材料の一例としては、主剤として例えばＣｓＩ、発光効率等を補うための付活剤として例えばＴｌまたはＮａを用いたものが挙げられる。また、シンチレータ層１２の厚みは、例えば１００μｍ〜１０００μｍである。

なお、シンチレータ層１２に用いられる蛍光体材料は、上記ＣｓＩおよびＴｌ等に限定されるものではない。例えば、基本組成式（Ｉ）：Ｍ^IＸ・ａＭ^IIＸ'₂・ｂＭ^IIIＸ''₃で表わされるアルカリ金属ハロゲン化物系蛍光体を用いてもよい。上記式において、Ｍ^Iは、リチウム（Ｌｉ），Ｎａ，カリウム（Ｋ），ルビジウム（Ｒｂ）およびＣｓからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ金属を表す。Ｍ^IIは、ベリリウム（Ｂｅ），マグネシウム（Ｍｇ），カルシウム（Ｃａ），ストロンチウム（Ｓｒ），バリウム（Ｂａ），ニッケル（Ｎｉ），銅（Ｃｕ），亜鉛（Ｚｎ）およびカドミウム（Ｃｄ）からなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属または２価金属を表す。Ｍ^IIIは、スカンジウム（Ｓｃ），イットリウム（Ｙ），ランタン（Ｌａ），セリウム（Ｃｅ），プラセオジム（Ｐｒ），ネオジム（Ｎｄ），プロメチウム（Ｐｍ），サマリウム（Ｓｍ），ユウロピウム（Ｅｕ），ガドリニウム（Ｇｄ），テルビウム（Ｔｂ），ジスプロシウム（Ｄｙ），ホルミウム（Ｈｏ），エルビウム（Ｅｒ），ツリウム（Ｔｍ），イッテルビウム（Ｙｂ），ルテチウム（Ｌｕ），アルミニウム（Ａｌ），ガリウム（Ｇａ）およびインジウム（Ｉｎ）からなる群より選択される少なくとも１種の希土類元素又は３価金属を表す。また、Ｘ、Ｘ'およびＸ"はそれぞれ、フッ素（Ｆ），塩素（Ｃｌ），臭素（Ｂｒ）およびヨウ素（Ｉ）からなる群より選択される少なくとも１種のハロゲン元素を表す。Ａは、Ｙ，Ｃｅ、Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，銀（Ａｇ），Ｔｌおよびビスマス（Ｂｉ）からなる群より選択される少なくとも１種の希土類元素又は金属を表す。また、ａ，ｂおよびｚはそれぞれ、０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｚ＜１．０の範囲内の数値を表わす。更に、上記基本組成式（Ｉ）中のＭ^Iは少なくともＣｓを含んでいることが好ましく、Ｘは少なくともIを含んでいることが好ましい。また、Ａは特にＴｌまたはＮａであることが好ましい。ｚは１×１０^-4≦ｚ≦０．１であることが好ましい。

また、上記基本組成（Ｉ）の他に、基本組成式（II）：Ｍ^IIＦＸ：ｚＬｎで表わされる希土類付活アルカリ土類金属フッ化ハロゲン化物系蛍光体を用いてもよい。上記式において、Ｍ^IIはＢａ，ＳｒおよびＣａからなる群より選択される少なくとも１種のアルカリ土類金属を表す。ＬｎはＣｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｅｒ，ＴｍおよびＹｂからなる群より選択される少なくとも１種の希土類元素を表す。Ｘは、Ｃｌ，ＢｒおよびＩからなる群より選択される少なくとも１種のハロゲン元素を表す。また、ｚは、０＜ｚ≦０．２である。なお、上記式中のＭ^IIとしては、Ｂａが半分以上を占めることが好ましい。Ｌｎとしては、特にＥｕまたはＣｅであることが好ましい。また、他に、ＬｎＴａＯ₄：（Ｎｂ，Ｇｄ）系，Ｌｎ₂ＳｉＯ₅：Ｃｅ系，ＬｎＯＸ：Ｔｍ系（Ｌｎは希土
類元素である），Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｔｂ，Ｇｄ₂Ｏ₂Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ，ＺｎＷＯ₄，ＬｕＡｌＯ₃：Ｃｅ，Ｇｄ₃Ｇａ₂₅Ｏ₁₂：Ｃｒ，Ｃｅ、ＨｆＯ₂等が挙げられる。

（薄板ガラス１３）
薄板ガラス１３は、厚みが例えば０．１ｍｍ以下のガラスよりなり、シンチレータ層１２を上面から封止し、シンチレータ層１２への水分の介入を防ぐものである。この薄板ガラス１３は、後述するように、封止層１４を介してセンサ基板１１へ接着されることにより、封止層１４と共に、シンチレータ層１２を封止するようになっている。尚、この薄板ガラス１３の側面には、耐衝撃性能を高める（微小クラックに起因する割れを防ぐ）ための樹脂コーティングが施されていてもよいし、薄板ガラス１３とシンチレータ層１２との間に、反射膜など他の層が積層されていてもよい。このシンチレータ層１２の封止構造については後述する。

［センサ基板１１の詳細構成］
（画素部および周辺回路）
図２は、センサ基板１１における画素部１０Ａとその周辺領域に配設された画素駆動回路（アクティブマトリクス方式による駆動回路）との一例を模式的に表したものである。このように、センサ基板１１では、画素部１０Ａの周囲に、画素部１０Ａを駆動するための回路部１０Ｂ１が配設されている。画素部１０Ａでは、光電変換素子およびトランジスタを含む画素（単位画素）Ｐが行列状に２次元配置されている。各画素Ｐは、画素駆動線２７（具体的には、行選択線およびリセット制御線）と、垂直信号線２８とに接続されている。

回路部１０Ｂ１は、例えば行走査部２３、水平選択部２４、列走査部２５およびシステム制御部２６を有している。行走査部２３は、シフトレジスタおよびアドレスデコーダ等を含んで構成され、画素部１０Ａへ画素駆動線２７を通じて駆動信号を供給することにより、画素部１０Ａを行単位で駆動するようになっている。水平選択部２４は、垂直信号線２８ごとに設けられたアンプや水平選択スイッチ等を含んで構成されている。列走査部２５は、シフトレジスタやアドレスデコーダ等によって構成され、水平選択部２４の各水平選択スイッチを走査しつつ順番に駆動するものである。このような構成により、回路部１０Ｂ１では、選択走査された画素行の各画素から受光量に応じた電気信号が順次読み出され（垂直信号線２８へ電気信号が出力され）、水平信号線２９を通じて外部へ伝送される。

尚、これらの行走査部２３、水平選択部２４、列走査部２５および水平信号線２９からなる回路部分は、センサ基板１１に集積された回路であってもよいし、あるいはセンサ基板１１に接続された外部制御ＩＣに配設されていてもよい。また、それらの回路部分は、ケーブル等により接続された他の基板に形成されていてもよい。

システム制御部２６は、外部から与えられるクロックや、動作モードを指令するデータなどを受け取ると共に、放射線撮像装置１の内部情報などのデータを出力するものである。システム制御部２６は、また、各種のタイミング信号を生成するタイミングジェネレータを有しており、このタイミングジェネレータで生成された各種のタイミング信号を基に行走査部２３、水平選択部２４および列走査部２５などの駆動制御を行うものである。

（画素回路）
図３は、上記のようなアクティブマトリクス方式によって駆動される画素Ｐの回路（画素回路２０）の一例を表したものである。画素回路２０は、フォトダイオードＰＤ（光電変換素子）と、トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３と、前述の垂直信号線２８と、画素駆動線２７としての行選択線１７１およびリセット制御線１７２とを含んで構成されている。

フォトダイオードＰＤは、例えばＰＩＮ(Positive Intrinsic Negative Diode) フォトダイオードであり、例えばその感度域（受光波長帯域）が可視域となっている。このフォトダイオードＰＤは、その一端（端子１３３，後述の上部電極１２５）に基準電位Ｖxrefが印加されることで、入射光の光量（受光量）に応じた電荷量の信号電荷を発生するものである。フォトダイオードＰＤの他端（後述のｐ型半導体層２２（下部電極））は蓄積ノードＮに接続されている。蓄積ノードＮには容量成分１３１が存在し、フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷は蓄積ノードＮに蓄積される。尚、フォトダイオードＰＤを蓄積ノードＮとグランド（ＧＮＤ）との間に接続した構成としてもよい。

トランジスタＴｒ１，Ｔｒ２，Ｔｒ３はいずれも、例えばＮチャネル型の電界効果トランジスタであり、例えば単結晶シリコン、非晶質シリコン、微結晶シリコンまたは多結晶シリコン等のシリコン系半導体が用いられている。あるいは、酸化インジウムガリウム亜鉛（ＩｎＧａＺｎＯ）または酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の酸化物半導体が用いられていてもよい。

トランジスタＴｒ１は、リセットトランジスタであり、参照電位Ｖrefが与えられる端子１３２と蓄積ノードＮとの間に接続されている。このトランジスタＴｒ１は、リセット信号Ｖrstに応答してオンすることによって蓄積ノードＮの電位を参照電位Ｖrefにリセットするものである。トランジスタＴｒ２は、読み出しトランジスタであり、ゲートが蓄積ノードＮに、端子１３４（ドレイン）が電源ＶＤＤにそれぞれ接続されている。このトランジスタＴｒ２は、フォトダイオードＰＤで発生した信号電荷をゲートで受け、この信号電荷に応じた信号電圧を出力する。トランジスタＴｒ３は、行選択トランジスタであり、トランジスタＴｒ２のソースと垂直信号線２８との間に接続されており、行走査信号Ｖreadに応答してオンすることにより、トランジスタＴｒ２から出力される信号を垂直信号線２８に出力する。このトランジスタＴｒ３については、トランジスタＴｒ２のドレインと電源ＶＤＤとの間に接続する構成を採ることも可能である。

尚、上述の例では、アクティブ駆動方式による画素駆動回路および画素回路の一例について説明したが、これらの回路構成は、以下のようなパッシブ駆動方式に基づくものであってもよい。図４は、パッシブ駆動方式によって駆動される画素回路（画素回路２０ａ）の一例を表したものである。このように、画素回路２０ａが、フォトダイオードＰＤ、容量成分１３８およびトランジスタＴｒ（読み出し用の上記トランジスタＴｒ３に相当）を含んで構成されている。トランジスタＴｒは、蓄積ノードＮと垂直信号線２８との間に接続されており、行走査信号Ｖreadに応答してオンすることにより、フォトダイオードＰＤにおける受光量に基づいて蓄積ノードＮに蓄積された信号電荷を垂直信号線２８へ出力する。

（フォトダイオードおよびトランジスタの断面構造）
図５は、画素部１０Ａにおける各画素Ｐの断面構造を表したものである。画素部１０Ａでは、基板１１０上に、画素Ｐ毎に、フォトダイオード１１１Ａ（フォトダイオードＰＤに相当）と、トランジスタ１１１Ｂ（トランジスタＴｒ１〜Ｔｒ３のうちのいずれかに相当）とが設けられている。

フォトダイオード１１１Ａでは、ガラス等よりなる基板１１０上の選択的な領域に、ゲート絶縁膜１２１を介してｐ型半導体層１２２が設けられている。基板１１０上（詳細にはゲート絶縁膜１２１上）には、そのｐ型半導体層１２２に対向してコンタクトホール（貫通孔）Ｈを有する第１層間絶縁膜１１２Ａが設けられている。第１層間絶縁膜１１２ＡのコンタクトホールＨにおいて、ｐ型半導体層１２２上にはｉ型半導体層１２３が設けられており、このｉ型半導体層１２３上にｎ型半導体層１２４が積層されている。ｎ型半導体層１２４には、第２層間絶縁膜１１２Ｂに設けられたコンタクトホールを介して上部電極１２５が接続されている。尚、ここでは、基板１１０側（下部側）にｐ型半導体層１２２、上部側にｎ型半導体層１２４をそれぞれ設けた例を挙げたが、これと逆の構造、即ち下部側をｎ型、上部側をｐ型とした構造であってもよい。

ゲート絶縁膜１２１は、例えばトランジスタ１１１Ｂにおけるゲート絶縁膜と共通の層となっており、例えば酸化シリコン、酸窒化シリコンおよび窒化シリコンのうちのいずれかよりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上を積層してなる積層膜である。

ｐ型半導体層１２２は、例えば多結晶シリコン（ポリシリコン）あるいは微結晶シリコンに、例えばボロン（Ｂ）がドープされてなるｐ＋領域である。このｐ型半導体層１２２は、例えば信号電荷を読み出すための下部電極を兼ねており、前述の蓄積ノードＮに接続されている（あるいは、ｐ型半導体層１２２が蓄積ノードＮとなって、電荷を蓄積させるようになっている）。

第１層間絶縁膜１１２Ａは、例えば酸化シリコン、酸窒化シリコンおよび窒化シリコンのうちのいずれかよりなる単層膜、またはそれらのうちの２種以上を積層してなる積層膜である。この第１層間絶縁膜１１２Ａは、例えばトランジスタ１１１Ｂにおける層間絶縁膜と共通の層となっている。第２層間絶縁膜１１２Ｂは、例えば酸化シリコン膜により構成されている。

ｉ型半導体層１２３は、ｐ型とｎ型の中間の導電性を示す半導体層、例えばノンドープの真性半導体層であり、例えば非晶質シリコン（アモルファスシリコン）により構成されている。ｎ型半導体層１２４は、例えば非晶質シリコンにより構成され、ｎ＋領域を形成するものである。

上部電極１２５は、光電変換のための基準電位を供給するための電極であり、例えばＩＴＯ(Indium Tin Oxide)等の透明導電膜により構成されている。この上部電極１２５には、この上部電極１２５に電圧を供給するための電源配線１２７が接続されている。電源配線１２７は上部電極１２５よりも低抵抗の材料、例えばＴｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ等によって構成されている。

トランジスタ１１１Ｂでは、基板１１０上に、Ｔｉ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｒ等からなるゲート電極１２０が形成され、このゲート電極１２０上にはゲート絶縁膜１２１が形成されている。ゲート絶縁膜１２１の上のゲート電極１２０に対応する領域に半導体層１２６が設けられている。半導体層１２６は、リーク電流を低減するために、チャネル領域１２６ｃと、ソース領域１２６ｓ，ドレイン領域１２６ｄとの間にそれぞれ、ＬＤＤ(Lightly Doped Drain) １２６ａを有している。この半導体層１２６上には、ソース領域１２６ｓおよびドレイン領域１２６ｄに接続された読出し用の信号線などを含む配線層１２８が設けられている。この配線層１２８を覆うように、第１層間絶縁膜１１２Ａが設けられている。

［シンチレータの周辺封止構造］
図６（Ａ）は、上記のようなセンサ基板１１上に配設されたシンチレータ層１２および封止層１４の平面レイアウトの一例であり、図６（Ｂ）は、画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のＩ−Ｉ線における矢視断面構成に対応しており、図６（Ｂ）では、薄板ガラス１３の図示を省略している。

このように、本実施の形態では、センサ基板１１の画素部１０Ａ上に、シンチレータ層１２が設けられており、画素部１０Ａの周辺領域１０Ｂには、そのシンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４が形成されている。上記薄板ガラス１３は、これらのシンチレータ層１２および封止層１４の全面を覆うように配設されている。詳細には、薄板ガラス１３は、画素部１０Ａを覆うと共に、画素部１０Ａからその周辺領域１０Ｂへ向けて延設されており（画素部１０Ａよりも一回り大きい基板面積を有しており）、周辺領域１０Ｂにおいて、封止層１４を介してセンサ基板１１へ接着されている。

封止層１４は、上記のようにシンチレータ層１２の周囲を封止すると共に、シンチレータ層１２上に薄板ガラス１３を貼り合わせるための接着層として機能するものである。封止層１４は、そのシンチレータ層１２の側面部分を全て覆うように形成されていることが望ましい。この封止層１４は、画素部１０Ａ側（シンチレータ層１２側）から順に、基板面に沿って壁部１５Ｂ、防湿層１４ａおよび壁部１５Ａを有しており、即ち、２つの壁部１５Ａ，１５Ｂ間に防湿層１４ａを挟持してなるものである。

壁部１５Ａ，１５Ｂは、封止層１４（防湿層１４ａ）における厚みを制御するスペーサとしての機能と、封止層（防湿層１４ａ）における幅を制御する機能とを兼ね備えたものである。壁部１５Ａ，１５Ｂはそれぞれ、シンチレータ層１２の厚みと同等の高さを有しており、所定の幅ｄ１で、シンチレータ層１２を囲んで配設されている。これらの壁部１５Ａ，１５Ｂは、互いに所定の間隔（防湿層１４ａの幅Ｄに相当）をあけて略平行となるように配設されている。ここでは、基板面に沿った平面において、シンチレータ層１２が画素部１０Ａに対応する矩形状の領域に形成されており、壁部１５Ａ，１５Ｂがそれぞれ、その矩形状の４辺に沿って設けられている（枠状にパターニングされている）。このような壁部１５Ａ，１５Ｂは、例えばエポキシ系樹脂（例えば、フィラー充填エポキシ樹脂）、アクリル系樹脂、ゴム系のシリコン系樹脂およびフッ素系樹脂のいずれかにより構成されている。また、壁部１５Ａ，１５Ｂの幅ｄ１は、センサ基板１１および薄板ガラス１３間において、壁部１５Ａ，１５Ｂ自身が安定して（曲がったり、崩れたり、あるいは位置ずれしたりすることなく）設置されるような十分な大きさに設計されていることが望ましい。この幅ｄ１は、例えば０．３ｍｍ〜１０ｍｍである。また、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さは、シンチレータ層１２の厚みに応じて設定され、例えば１００μｍ〜１０００μｍである。

防湿層１４ａは、防湿性（水分の透過を防止または抑制する性質）を有すると共に、被接着部材（ここではガラス）に対する接着性を持つ樹脂材料により構成されている。また、接着硬化までの形状変化が小さい材料であることが望ましい。このような樹脂材料としては、例えば光硬化性（ＵＶ硬化性）または熱硬化性を有するエポキシ系樹脂（例えば、クレゾールノボラック型、ビフェニル型または臭素化ビスフェノール型のエポキシ樹脂）アクリル系樹脂、ポリウレタン（ＰＵ）、ポリスチレン（ＰＳ）、ポリエステル（ＰＥ）およびフッ素系樹脂のうちのいずれかが用いられる。あるいは、いわゆるガラスフリットのような無機材料による接着材により構成されていてもよい。この防湿層１４ａの厚みＨは、上述のように、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さによって制御され、幅Ｄは、壁部１５Ａ，１５Ｂ同士の間隔により制御される。但し、防湿層１４ａの幅Ｄは、必要とされる防湿性と、センサ基板１１上において許容される設置面積との兼ね合いから適切に設定され、例えば３ｍｍ〜３０ｍｍである。

本実施の形態では、壁部１５Ａ，１５Ｂによって挟持される防湿層１４ａにおいて、上述のように厚みＨと幅Ｄが、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さおよび間隔の制御によって任意に設定されることから、それらのアスペクト比（Ｈ／Ｄ）を自由に設計可能となっている。例えば、アスペクト比（Ｈ／Ｄ）は、レイアウト上の制約等を考慮すると例えば０．０１以上であるが、壁部を用いずに防湿層（接着層）のみによって封止を行った場合には実現し得ない高アスペクト比（０．６以上）についても、自在に設計可能である。

尚、ここでは、壁部１５Ａ，１５Ｂが互いに同一の幅ｄ１で形成された構成を例に挙げたが、壁部１５Ａ，１５Ｂにおける各幅は互いに異なっていてもよい。また、壁部１５Ａおよび壁部１５Ｂの間隔（幅Ｄ）は、シンチレータ層１２の周囲において略一定であることが、均一な気密封止を行う点において望ましいが、それらの間隔は、シンチレータ層１２を囲む領域の一部において異なっていてもよい。例えば、周辺領域１０Ｂには回路や外部接続用端子などが配設されるが、それらのレイアウトとの兼ね合いから封止層１４の設置面積や設置箇所に制約がある場合などには、局所的な箇所において間隔が狭く（あるいは広く）なっていてもよい。

［放射線撮像装置の製造方法］
上記のような放射線撮像装置１は、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、例えばガラスよりなる基板（図５に示した基板１１０）上に、フォトダイオード１１１Ａおよびトランジスタ１１１Ｂを含む画素部１０Ａと、回路部１０Ｂ１とを、公知の薄膜プロセスを用いて形成することにより、センサ基板１１を作製する。以下、このセンサ基板１１上にシンチレータ層１２および封止層１４を形成し、薄板ガラス１３を貼り合わせる各工程について、図７〜図１０を参照して説明する。尚、各図において、（Ａ）は、画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものであり、（Ｂ）は、上記のようなセンサ基板１１上に配設されたシンチレータ層１２および封止層１４の平面レイアウトの一例である。

まず、図７（Ａ），（Ｂ）に示したように、センサ基板１１の画素部１０Ａに対応する領域に、上述した材料よりなるシンチレータ層１２を、例えば真空蒸着法により成膜する。この際、画素部１０Ａに対応する矩形状の開口を有するマスクを用いることにより、画素部１０Ａ上にのみ、シンチレータ層１２を形成する。

続いて、図８（Ａ），（Ｂ）に示したように、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂに、壁部１５Ａ，１５Ｂを形成する。具体的には、上述したシリコン系材料を以下のような設計に基づいて、例えばディスペンサを用いて塗布した後硬化させることにより、壁部１５Ａ，１５Ｂを形成する。この際、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さ（後に形成する防湿層１４ａの厚みＨに相当）と、それらの間隔（後に形成する防湿層１４ａの幅Ｄに相当）とを所望の値にそれぞれ設計する。詳細には、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さは、上述のように防湿層１４ａの厚みＨを制御するものであるから、シンチレータ層１２の厚みと同等となるように設定する。また、壁部１５Ａ，１５Ｂの間隔は、上述のように防湿層１４ａの幅Ｄを決定するものであるから、必要とされる幅方向における防湿性と、センサ基板１１のレイアウト上の制約などを考慮して適切な値に設定する。また、ここでは、壁部１５Ａ，１５Ｂをそれぞれ所定の幅ｄ１で、シンチレータ層１２の周囲を囲むように枠状にパターニング形成する。

次に、図９（Ａ），（Ｂ）に示したように、２つの壁部１５Ａ，１５Ｂによって囲まれた枠状の領域に、防湿層１４ａを構成する樹脂材料を例えばディスペンサを用いて塗布形成する（枠状の領域に樹脂材料を流し込む）。この際、樹脂材料の塗布量は、壁部１５Ａ，１５Ｂ同士の間隙を、それらの壁部１５Ａ，１５Ｂと同等の高さまで埋め込み可能な量に設定する。また、防湿層１４ａには、上述のように例えばエポキシ系の樹脂材料を用いるが、チクソ性や粘性が高いものはもちろん、それらが低いものについても使用することができる。即ち、上記壁部１５Ａ，１５Ｂの高さおよび間隔を制御することにより、防湿層１４ａの厚みＨおよび幅Ｄが調整されるので、使用する樹脂材料における上記性質に依存せずに、任意のアスペクト比を有する防湿層１４ａを形成可能である。

次いで、図１０（Ａ），（Ｂ）に示したように、上記のようにして２つの壁部１５Ａ，１５Ｂ間に防湿層１４ａを塗布した後、防湿層１４ａを硬化させる前に、薄板ガラス１３をシンチレータ層１２上に重ね合わせ、例えばＵＶ照射により防湿層１４ａを硬化させる。このようにして、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂに封止層１４を形成する。これにより、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂにおいて、シンチレータ層１２の周囲が封止されると共に、薄板ガラス１３がシンチレータ層１２上に貼り合わせられ、シンチレータ層１２がセンサ基板１１上に密閉封止される。以上により、図１等に示した放射線撮像装置１を完成する。

尚、シンチレータ層１２、防湿層１４ａおよび壁部１５Ａ，１５Ｂの形成順序は、壁部１５Ａ，１５Ｂを形成する工程の後に、防湿層１４ａを形成する工程を経るものであればよく、上記順序に限定されない。例えば、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂにまず壁部１５Ａ，１５Ｂを形成した後に防湿層１４ａを塗布することにより封止層１４を形成し、最後に、その封止層１４によって囲まれた領域にシンチレータ層１２を蒸着してもよい。あるいは、センサ基板１１上に、まず壁部１５Ａ，１５Ｂを形成した後、続いてシンチレータ層１２を形成し、最後に、壁部１５Ａ，１５Ｂ間に防湿層１４ａを塗布するようにしてもよい。また、形成順序を、壁部１５Ｂ、シンチレータ層１２、壁部１５Ａおよび防湿層１４ａの順としてもよい。このように、壁部１５Ｂを形成する工程の後に、シンチレータ層１２を形成する工程を経るようにさえすればよい。尚、これにより、シンチレータ層１２の成膜時において、周辺回路部分などの金属配線不良が懸念される領域に蛍光体材料が付着することを抑制する、という効果も得られる。

［放射線撮像装置の作用・効果］
（画像取得動作）
まず、図１〜図３および図５を参照して、放射線撮像装置１の撮像動作（画像取得動作）ついて説明する。放射線撮像装置１では、図示しない放射線（例えばＸ線）照射源から照射され、被写体（検出体）を透過した放射線が入射すると、この放射線を波長変換した後に光電変換することによって、被写体の画像が電気信号として得られる。詳細には、放射線撮像装置１に入射した放射線は、薄板ガラス１３を透過した後、シンチレータ層１２において吸収される。これにより、シンチレータ層１２は、例えば可視光を発光し、この可視光がセンサ基板１１の画素部１０Ａ（画素Ｐ）において受光される。

このとき、画素Ｐ毎に、フォトダイオード１１１Ａに、図示しない電源配線から上部電極１２５を介して所定の電位が供給されると、例えば上部電極１２５の側から入射した光を、その受光量に応じた電荷量の信号電荷に変換する（光電変換がなされる）。この光電変換によって発生した信号電荷は、ｐ型半導体層１２２の側から光電流として取り出される。詳細には、フォトダイオード１１１Ａにおける光電変換によって発生した電荷は、蓄積層（ｐ型半導体層１２２，蓄積ノードＮ）により収集され、この蓄積層から電流として読み出され、トランジスタＴｒ２（読出トランジスタ）のゲートに与えられる。トランジスタＴｒ２は当該信号電荷に応じた信号電圧を出力する。トランジスタＴｒ２から出力される信号は、行走査信号Ｖreadに応答してトランジスタＴｒ３がオンすると、垂直信号線２８に出力される（読み出される）。読み出された信号は、水平選択部２４を介して外部へ出力される。これにより、放射線に基づく画像データが得られる。

（封止層１４による作用）
上記のような放射線撮像装置１では、図６（Ａ），（Ｂ）に示したように、シンチレータ層１２の周囲（周辺領域１０Ｂ）に封止層１４が設けられ、この封止層１４が、水蒸気の透過を防止（または抑制）する防湿層１４ａを有している。これにより、シンチレータ層１２へ側面から水分が侵入することが抑制される。本実施の形態の封止層１４では、そのような防湿層１４ａが、壁部１５Ａ，１５Ｂによって挟持されている。

ここで、シンチレータ層１２は、例えば上述したような厚みでセンサ基板１１上に形成されるが、封止層１４は、そのシンチレータ層１２の側面部分を覆うように形成され、即ち、防湿層１４ａがシンチレータ層１２と同等の厚みとなるように設けられている。これにより、シンチレータ層１２の周囲が密閉封止される。

ところで、防湿層１４ａは、上述のように防湿性を有する樹脂材料（エポキシ系樹脂等）により構成されるが、防湿層１４ａは、そのような樹脂材料をセンサ基板１１上の周辺領域１０Ｂに直接塗布することにより形成される。このため、仮に、防湿層１４ａを単独で（壁部１５Ａ，１５Ｂを用いずに）シンチレータ層１２の周囲に形成する場合、そのアスペクト比（幅Ｈ／厚みＤ）は、用いられる樹脂材料の性質（チクソ性や粘性）に依存する。シンチレータ層１２の厚みが大きく、周辺領域１０Ｂにおける封止層設置スペース（塗布幅）に制約があるには、封止材料として、チクソ性や粘度の高い材料を用いなければならず、使用可能な材料が限定される。

これに対し、本実施の形態では、防湿層１４ａが２つの壁部１５Ａ，１５Ｂによって挟持された構造となっている。詳細には、封止層１４の成膜プロセスにおいて、２つの壁部１５Ａ，１５Ｂを所定の間隔および高さとなるように周辺領域１０Ｂにそれぞれ設置した後、この壁部１５Ａ，１５Ｂ間に、防湿層１４ａとしての樹脂材料を塗布する（流し込む）ようになっている。これにより、壁部１５Ａ，１５Ｂが堰（ダム）として機能し、塗布された樹脂材料は壁部１５Ａ，１５Ｂ間に溜められる。即ち、防湿層１４ａの幅Ｄは、壁部１５Ａ，１５Ｂ同士の間隔に基づいて決まり、厚みＨは、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さに基づいて決まる。よって、シンチレータ層１２の厚みや必要とされる防湿性、設置可能なスペースなどを考慮して、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さおよび配置箇所を適切に設定することにより、防湿層１４ａの形状（幅Ｄおよび厚みＨ）が制御される。

従って、例えばシンチレータ層１２の厚みが大きい場合であっても、使用可能な樹脂材料を限定することなく、所望のアスペクト比（Ｈ／Ｄ）により防湿層１４ａを設計可能となる。よって、シンチレータ層１２を囲む封止層１４において、材料選択および設計の自由度が向上する。例えば、防湿層１４ａに低粘度の樹脂材料を用いた場合（例えば、防湿性に優れるもののチクソ性や粘性が低いエポキシ系樹脂）であっても、高アスペクト比（Ｈ／Ｄ）を実現可能となる。

ここで、以下の表１に、防湿樹脂として高粘度材料Ａ（１２０Ｐａ・ｓ）と、低粘土材料Ｂ（４８Ｐａ・ｓ）とのそれぞれを使用し、防湿層１４ａを壁部１５Ａ，１５Ｂを用いて形成した場合（本実施の形態）と、壁部を用いずに形成した場合のアスペクト比について示す。尚、壁部有りの場合と無しの場合とにおいて、ディスペンサの設定は同様とした。表１に示したように、防湿樹脂が高粘度材料Ａであっても、低粘度材料Ｂであっても、壁部を設けた場合には、壁部を設けなかった場合に比べ、約３倍ものアスペクト比が得られた。

（薄板ガラス１３による作用）
本実施の形態では、シンチレータ層１２の上面に薄板ガラス１３が貼り合わせられ（封止層１４によってセンサ基板１１に接着され）ており、この薄板ガラス１３と上記封止層１４とよって、シンチレータ層１２が密閉封止されている。このように、シンチレータ層１２の天板としてガラス板が用いられていることにより、シンチレータ層１２への水分の介入が抑制されると共に、次のようなメリットがある。

即ち、薄板ガラス１３を用いることにより、例えばパリレンＣなどの有機保護膜を用いて封止を行う場合に比べ、製造プロセスが簡易化する。具体的には、有機保護膜を用いる場合には、ＣＶＤ法などの真空プロセスを必要とするため、成膜工程が簡易ではないが、ガラス板を用いることにより、そのような真空プロセスを経ることなく、シンチレータ層１２を封止可能となる。

また、薄板ガラス１３の貼り合わせの対象となるセンサ基板１１においても、基材としてガラスが用いられていることから、ガラス同士が封止層１４およびシンチレータ層１２を介して貼り合わせられた構造となる。このため、センサ基板１１と薄板ガラス１３との間の線膨張係数差が生じにくく、熱によるパネルの反りが発生しにくい。

更に、薄板ガラス１３では、その厚みが小さくなる程、Ｘ線吸収率が低く（Ｘ線透過率が高く）なる一方、水分透過率は厚みに依存しない（ガラスの場合、厚みが小さくても、水分の透過を十分に抑制できる）。ここで、図１１（Ａ）に、ガラス板厚（μｍ）に対するＸ線吸収率（％）の関係（実測値）について示す。この際、管電圧を８０ｋＶ，１４０ｋＶとした各場合（管電流はいずれも７０μＡ）について測定した。このように、薄板ガラス１３の厚みが０．０３〜０．１ｍｍ（３０μｍ〜１００μｍ）の範囲では、Ｘ線吸収率が２．０％程度以下となり、良好なＸ線透過率を実現し得ることが確認された。

また、図１１（Ｂ）には、厚み０．７ｍｍのガラス板（センサ基板１１を想定）上に、上述のような封止層１４を形成し、厚み０．１ｍｍのガラス板（薄板ガラス１３）を熱硬化によって貼り合わせた後の薄板ガラス１３の高さ分布について示す。このように、製造プロセスにおいては、センサ基板１１と薄板ガラス１３との貼り合わせによって、パネルに応力が発生し、封止層１４との接着面における薄板ガラス１３の湾曲面の曲率半径は６０〜８０ｍｍに及ぶ。

図１２には、ガラス板厚が、０．０３ｍｍ，０．０５ｍｍ，０．１ｍｍ，０．３ｍｍ，０．５ｍｍ，０．７ｍｍの各場合について、湾曲時の曲率半径Ｒ（ｍｍ）と、その際にガラスにかかる曲げ応力σ（ＭＰａ）との関係を示す。ガラスの長期使用を考慮した場合、その許容曲げ応力は５０ＭＰａである（５０ＭＰａ以上の応力によりガラスの破損する確率が高まる）。上述のように、製造プロセスにおいて湾曲するガラスの曲率半径は６０〜８０ｍｍであるから、この曲率半径の範囲においてかかる曲げ応力が５０ＭＰａ以下となることが望ましい。これを満足するガラス厚みは、図１２より、０．１ｍｍ以下であることがわかる。即ち、ガラス厚みを０．１ｍｍ以下に設定すれば、製造プロセスにおいて生じる曲げ応力に対して緩和する能力（フレキシブル性）を有することを意味する。また、製造性を考慮すると、厚みの最小値は０．０３ｍｍ程度である。これらの結果を考慮して、薄板ガラス１３の厚みは、０．０３ｍｍ〜０．１ｍｍであることが望ましい。

加えて、上記のように、センサ基板１１と薄板ガラス１３との貼り合わせの際には、封止層１４（具体的には防湿層１４ａ）において、硬化に伴う変形（例えば厚みの変化）を生じることがある。０．１ｍｍ以下の薄板ガラス１３では、そのような封止層１４の変形に対しても、上述のフレキシブル性により追従可能となる。

以上のように、本実施の形態では、センサ基板１１上においてシンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４として、シンチレータ層１２から離隔して壁部１５Ａを設けると共に、その内側に更に壁部１５Ｂを設け、これらの壁部１５Ａ，１５Ｂ間に防湿層１４ａを形成する。これにより、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さおよび配置間隔等に基づいて防湿層１４ａの形状（幅Ｄおよび厚みＨ）を設計可能となる。即ち、例えばシンチレータ層１２の厚みが大きい場合であっても、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂにおける設置可能なスペースによらず、防湿層１４ａに使用される材料によらず、所望のアスペクト比で封止層１４を形成可能となる。よって、シンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４において、材料選択および設計の自由度を向上させることが可能となる。

＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態に係る放射線撮像装置について説明する。尚、第１の実施の形態の放射線撮像装置１と同様の構成要素については、同一の符号を付してその説明を省略する。また、ここでは簡便化のため、上記第１の実施の形態と異なる部分（シンチレータの周辺封止構造および製造方法）について、主に説明する。

［シンチレータ周辺封止構造］
図１３は、画素部１０Ａと周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表す模式図である。本実施の形態においても、上記実施の形態と同様、シンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４Ｂが、薄板ガラス１３の接着層として機能すると共に、２つの壁部１６Ａ，１６Ｂ間に防湿層１４ａが挟持してなる。但し、本実施の形態では、封止層１４Ｂにおいて、壁部１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ多段階的に塗布形成されており、即ち、複数の樹脂層を積層してなる。ここでは、壁部１６Ａ，１６Ｂがそれぞれ３つの樹脂層（１６Ａ１〜１６Ａ３，１６Ｂ１〜１６Ｂ３）を有している。

壁部１６Ａ，１６Ｂは、上記第１の実施の形態の壁部１５Ａ，１５Ｂと同様、防湿層１４ａの厚みＨおよび幅Ｄを制御するものである。これらの壁部１６Ａ，１６Ｂは、また、シンチレータ層１２を囲み、互いに所定の間隔（防湿層１４ａの幅Ｄに相当）をあけて略平行となるように配設されている。これらの壁部１６Ａ，１６Ｂは、上記第１の実施の形態の壁部１５Ａ，１５Ｂと同様の樹脂材料よりなるが、樹脂層１６Ａ１〜１６Ａ３，１６Ｂ１〜１６Ｂ３の各層が、互いに同一の材料から構成されていてもよいし、互いに異なる材料から構成されていてもよい。

このような壁部１６Ａ，１６Ｂの高さは、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２の厚みに応じて設定されている。但し、壁部１６Ａ，１６Ｂの幅ｄ２は例えば０．３ｍｍ〜１０ｍｍであり、上記第１の実施の形態の壁部１５Ａ，１５Ｂの幅ｄ１よりも細く設定されていてもよい。

［製造方法］
上記のような封止層１４Ｂを有する放射線撮像装置は、例えば次のようにして製造することができる。即ち、まず、上記第１の実施の形態と同様にして、センサ基板１１を作製した後、このセンサ基板１１上にシンチレータ層１２を形成する。この後、上記のような封止層１４Ｂを形成する。この封止層１４Ｂにおける壁部１６Ａ，１６Ｂの形成工程について、図１４（Ａ）〜（Ｃ）を参照して説明する。

まず、図１４（Ａ）に示したように、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂに、壁部１６Ａ，１６Ｂを形成する。具体的には、上述したような樹脂材料を、例えばディスペンサを用いて、高さｈ１および幅ｄ２となるように塗布することにより、樹脂層１６Ａ１，１６Ｂ１を形成する。続いて、図１４（Ｂ）に示したように、形成した樹脂層１６Ａ１，１６Ｂ１上に、これらと同一のまたは異なる樹脂材料を、それらと同一の幅（幅ｄ２）で、かつトータルの高さがｈ２となるように、例えばディスペンサを用いて塗布することにより、樹脂層１６Ａ２，１６Ｂ２を形成する。続いて更に、図１４（Ｃ）に示したように、樹脂層１６Ａ２，１６Ｂ２上に、これらと同一のまたは異なる樹脂材料を、それらと同一の幅（幅ｄ２）で、かつトータルの高さがシンチレータ層１２の厚みと同等（防湿層１４ａの厚みＨ）となるように、例えばディスペンサを用いて塗布する。このようにして、樹脂層１６Ａ３，１６Ｂ３を成膜することにより、壁部１６Ａ，１６Ｂを多段階的に形成する。

この後、壁部１６Ａ，１６Ｂ間に、上記第１の実施の形態と同様にして、防湿層１４ａとなる樹脂材料を流し込み、薄板ガラス１３を重ね合わせた後、例えばＵＶ照射によって樹脂材料を硬化させることにより、シンチレータ層１２を密閉封止する。

尚、本実施の形態においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２、壁部１６Ａ，１６Ｂおよび防湿層１４ａの形成順序は、壁部１６Ａ，１６Ｂを形成する工程の後に、防湿層１４ａを形成する工程を経るようにすればよく、上記順序に限定されない。例えば、センサ基板１１の周辺領域１０Ｂに封止層１４Ｂを形成した後に、その封止層１４Ｂによって囲まれた領域にシンチレータ層１２を蒸着してもよい。あるいは、壁部１６Ａ，１６Ｂ、シンチレータ層１２および防湿層１４ａの順に形成してもよい。また、壁部１６Ｂ、シンチレータ層１２、壁部１６Ａおよび防湿層１４ａの順としてもよい。

［作用・効果］
本実施の形態の放射線撮像装置においても、上記第１の実施の形態と同様、放射線が薄板ガラス１３を透過後、シンチレータ層１２において吸収されると、シンチレータ層１２において可視光が発せられ、この可視光がセンサ基板１１の画素部１０Ａ（画素Ｐ）において受光される。各画素Ｐにおいて受光量に応じた電気信号が読み出されることにより、放射線に基づく画像データが得られる。

また、シンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４Ｂにおいて、防湿層１４ａが壁部１６Ａ，１６Ｂ間に挟持されていることにより、防湿層１４ａの成膜プロセスにおいて塗布された樹脂材料が壁部１６Ａ，１６Ｂ間に溜められる。即ち、防湿層１４ａの幅Ｄおよび厚みＨは、壁部１６Ａ，１６Ｂ同士の間隔および高さに基づいて制御される。よって、上記第１の実施の形態と同様、例えばシンチレータ層１２の厚みが大きい場合であっても、使用可能な樹脂材料を限定することなく、所望のアスペクト比（Ｈ／Ｄ）により防湿層１４ａを設計可能となる。従って、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。

但し、本実施の形態では、封止層１４Ｂにおいて、壁部１６Ａ，１６Ｂを多層構造とする（多段階的に塗布形成する）ことにより、それらの幅ｄ２を、より細く（高さを変えずに細く）、かつ安定して形成可能である。即ち、壁部１６Ａ，１６Ｂの幅ｄ２は、前述の壁部１５Ａ，１５Ｂの幅ｄ１と同様、壁部自身が安定して設置されるような大きさに設計されることが望ましいが、上記のような多層構造を採用することで、幅ｄ２を細くしても十分な安定性を保持することができる。このため、例えばセンサ基板１１の周辺領域１０Ｂにおいて、封止層１４Ｂの設置スペースが十分に確保できない場合や、防湿層１４ａの幅を可能な限りに大きく設定したい場合などに特に有効となる。

以下、上記第１および第２の実施の形態の放射線撮像装置の変形例（変形例１〜５）について説明する。尚、上記第１の実施の形態の放射線撮像装置と同様の構成要素については、同一の符号を付し適宜その説明を省略する。また、ここでは簡便化のため、上記第１の実施の形態と異なる部分（シンチレータの周辺封止構造）について説明する。

＜変形例１＞
図１５（Ａ）は、変形例１に係る、センサ基板１１上に配設されたシンチレータ層１２および封止層１４Ｃの平面レイアウトの一例であり、図１５（Ｂ）は、画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。図１５（Ｂ）は、図１５（Ａ）のＩ−Ｉ線における矢視断面構成に対応しており、図１５（Ｂ）では、薄板ガラス１３の図示を省略している。本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２の周囲を封止する封止層１４Ｃが、薄板ガラス１３の接着層として機能する防湿層１４ａを有している。

但し、本変形例では、封止層１４Ｃが壁部１５Ａと防湿層１４ａからなり、即ち、シンチレータ層１２から離隔して壁部１５Ａが配設されると共に、これらの壁部１５Ａとシンチレータ層１２との間に、防湿層１４ａが設けられている。このような構成により、本変形例では、壁部１５Ａの高さおよび配設箇所により、防湿層１４ａの厚みＨおよび幅Ｄが制御されるようになっている。具体的には、壁部１５Ａの高さによって防湿層１４ａの厚みが制御され、シンチレータ層１２の側面から壁部１５Ａまでの距離によって防湿層１４ａの幅Ｄが制御される。このような周辺封止構造の成膜プロセスでは、シンチレータ層１２、壁部１５Ａおよび防湿層１４ａの順に形成するとよい。

本変形例のように、封止層１４Ｃにおいて１つの壁部１５Ａを設け、この壁部１５Ａとシンチレータ層１２との間に防湿層１４ａを設けるようにしてもよい。この場合であっても、防湿層１４ａの成膜プロセスにおいて、壁部１５Ａが堰として機能し、防湿層１４ａとなる樹脂材料は壁部１５Ａとシンチレータ層１２との間の間隙に溜められる。即ち、防湿層１４ａの幅Ｄおよび厚みＨは、壁部１５Ａおよびシンチレータ層１２の側面との間隔等に基づいて制御される。よって、上記第１の実施の形態と同等の効果を得ることができる。

＜変形例２＞
図１６は、変形例２に係る画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２の周囲を、壁部１５Ａ，１５Ｂに挟持された防湿層１４ａが封止すると共に、この防湿層１４ａが薄板ガラス１３の接着層として機能している。

但し、本変形例では、防湿層１４ａが、シンチレータ層１２の周囲だけでなく、その上面をも、厚みｔ１で覆うように形成されている。

このように、防湿層１４ａが、シンチレータ層１２の周囲だけでなく、上面を覆っていてもよく、この場合であっても、防湿層１４ａの成膜プロセスでは、壁部１５Ａ，１５Ｂが堰として機能し、防湿層１４ａとなる樹脂材料の大部分が壁部１５Ａ，１５Ｂ間に溜められ、一部が壁部１５Ａ，１５Ｂ上に付着する。即ち、防湿層１４ａの幅Ｄおよび厚みＨは、壁部１５Ａ，１５Ｂの高さや配置間隔等に基づいて概ね制御される。よって、上記第１の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。また、本変形例では、シンチレータ層１２と薄板ガラス１３との間にも、接着性および防湿性を有する防湿層１４ａが形成されることになるため、薄板ガラス１３との密着性および防湿性が増し、シンチレータ層１２への水分の介入をより効果的に防ぐことができる。

＜変形例３＞
図１７は、変形例３に係る画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２を、防湿層１４ａと薄板ガラス１３とにより密閉封止した構造を有している。また、薄板ガラス１３の厚みは０．１ｍｍ以下となっており、これにより、前述のように、センサ基板１１との貼り合わせの際に生じる曲げ応力にも耐性を有し、防湿層１４ａの硬化時に生じる変形などにも追従可能となる。

＜変形例４＞
図１８は、変形例４に係る画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２の周囲を、壁部１５Ａ，１５Ｂに挟持された防湿層１４ａが封止すると共に、この防湿層１４ａが、シンチレータ層１２を上面から封止する封止板の接着層として機能している。但し、本変形例では、封止板として、薄板ガラス１３の代わりに薄板金属１７を用いた構成となっている。薄板金属１７は、放射線を透過させる金属、例えば、ベリリウム（Ｂｅ）、アルミニウム（Ａｌ）、銀（Ａｇ）、チタン（Ｔｉ）およびニッケル（Ｎｉ）のうちのいずれかの単体、またはそれらのうちのいずれかを含む合金よりなる。あるいは、薄板基板１７は、カーボンプレートなどの軽元素よりなる板材であってもよい。

このように、シンチレータ層１２の上面に貼り合わせられる封止板としては、上記第１の実施の形態等で説明した薄板ガラス１３に限定されず、金属板を用いるようにしてもよい。この場合であっても、その薄板金属１７の接着層として、壁部１５Ａ，１５Ｂによって挟持された防湿層１４ａによってシンチレータ層１２の周囲を封止することにより、上記第１の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。但し、薄板ガラスを用いる場合の方が、前述のようにセンサ基板１１との線膨張係数差を低減でき、かつＵＶを透過させ易い。このため、貼り合わせの際の接着材として、熱硬化樹脂ではなく、ＵＶ硬化樹脂を使用することができる。従って、貼り合わせ時の熱応力を低減することができ、パネルの反りの発生を抑制可能となる。また、軽量化にも優れており、かつＸ線透過率も良好となる。

＜変形例５＞
図１９は、変形例５に係る画素部１０Ａとその周辺領域１０Ｂとの境界付近の断面構成を表したものである。本変形例においても、上記第１の実施の形態と同様、シンチレータ層１２の周囲を、壁部１５Ａ，１５Ｂに挟持された防湿層１４ａが封止している。但し、本変形例では、封止板として、上記第１の実施の形態の薄板ガラス１３や上記変形例４の薄板金属１７を貼り合わせておらず、防湿層１４ａがシンチレータ層１２の上面をも厚みｔ２で覆うように形成されている。厚みｔ２は、シンチレータ層１２への水分の介入を抑制し得る十分な厚みに設定されることが望ましい。このように、本変形例では、防湿層１４ａのみによってシンチレータ層１２密閉封止するようになっている。

本変形例のように、シンチレータ層１２上に、ガラスなどの封止板が貼り合わせられていなくともよく、防湿性を有する樹脂によって覆うようにしてもよい。このような場合であっても、シンチレータ層１２の周囲において、防湿層１４ａが壁部１５Ａ，１５Ｂ間に挟持されていることにより、上記第１の実施の形態とほぼ同等の効果を得ることができる。

（適用例）
図２０は、上記実施の形態および変形例等において説明した放射線撮像装置が適用される放射線撮像表示システムの構成を表したものである。この放射線撮像表示システムは、検体Ｈ１を透過したＸ線（透過強度）に基づく画像データを取得し、この画像データの表示を行うものである。放射線撮像表示システムは、例えばＸ線源装置１００と、高電圧をＸ線管装置１００Ａに導くためのプラグ付きＸ線高電圧ケーブル（図示せず）と、高電圧を発生させるＸ線高電圧装置２００と、Ｘ線検出器３００（上記実施の形態等の放射線撮像装置に相当）と、画像データを二次元平面上に表示する表示部４００とから構成されている。Ｘ線源装置１００は、例えば、Ｘ線の発生に必要なＸ線管装置１００Ａと、発生したＸ線の範囲を制限する照射野限定器１００Ｂとを含むものである。

この放射線撮像表示システムは、Ｘ線源装置１００において発生したＸ線が検体Ｈ１に照射され、検体Ｈ１を透過したＸ線がＸ線検出器３００によって検出されることで、透過Ｘ線の強度分布に基づく画像が表示部４００に表示される。

以上、実施の形態および変形例を挙げて本発明を説明したが、本発明は、上記実施の形態等に限定されるものではなく、種々変形することが可能である。例えば、シンチレータ層１２と薄板ガラス１３との間に所定の反射金属膜を設けるようにしてもよい。これにより、シンチレータ層１２から上方（薄板ガラス１３側）に発せられた蛍光を、センサ基板１１側へ反射することにより、画素部１０Ａにおける受光量を増大させることができる。また、反射金属膜を設けることにより、防湿性も向上する。

また、上記実施の形態等では、シンチレータ層上に貼り合わせる板材（封止板）がガラス（薄板ガラス）または金属（薄板金属）からなる場合を例に挙げたが、この封止板の材料は、上述したガラスや金属材料に限定されず、他の無機材料や有機材料から構成されていてもよい。

１…放射線撮像装置、１１…センサ基板、１０Ａ…画素部、１０Ｂ…周辺領域、１２…シンチレータ層、１３…薄板ガラス、１４…封止層、１４ａ…防湿層、１５Ａ，１５Ｂ，１６Ａ，１６Ｂ…壁部、１７…薄板金属、１００…Ｘ線源装置、１００Ａ…Ｘ線管装置、１００Ｂ…照射野限定器、２００…Ｘ線高電圧装置。３００…Ｘ線検出器、４００…表示部。

Claims (18)

1. 光電変換素子を含む画素部を有するセンサ基板と、
   前記センサ基板の前記画素部上に設けられたシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層の少なくとも一部を封止する封止層とを備え、
   前記封止層は、
   前記センサ基板上において前記シンチレータ層から離隔して配設された第１の壁部と、
   前記シンチレータ層と前記第１の壁部との間に設けられた防湿層とを有する
   放射線撮像装置。
2. 前記第１の壁部の前記シンチレータ層側に、第２の壁部が設けられ、
   前記防湿層は、前記第１および第２の壁部に挟持されている
   請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記防湿層の厚みをＨ、前記防湿層の幅をＤとしたとき、その厚みＨと幅Ｄとのアスペクト比（Ｈ／Ｄ）が０．６以上である
   請求項２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記第１および第２の壁部はそれぞれ、同一のまたは異なる樹脂材料からなる複数の樹脂層が積層したものである
   請求項３に記載の放射線撮像装置。
5. 前記第１および第２の壁部はそれぞれ、前記センサ基板上において前記シンチレータ層を囲んで配設されている
   請求項２ないし請求項４のうちのいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
6. 前記シンチレータ層上には、封止板が設けられている
   請求項５に記載の放射線撮像装置。
7. 前記防湿層が接着性を有する樹脂により構成され、
   前記防湿層により、前記封止板が前記シンチレータ層上に貼り合わせられている
   請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記封止板の厚みは０．１ｍｍ以下である
   請求項６に記載の放射線撮像装置。
9. 前記封止板はガラスにより構成されている
   請求項８に記載の放射線撮像装置。
10. 光電変換素子を含む画素部を有するセンサ基板の前記画素部上に、シンチレータ層を形成する工程と、
    前記センサ基板上の前記画素部の周辺領域に封止層を形成する工程とを含み、
    前記封止層を形成する工程では、
    前記周辺領域に第１の壁部を形成した後、
    前記第１の壁部の前記画素部側の領域に防湿層を形成する
    放射線撮像装置の製造方法。
11. 前記封止層を形成する工程では、
    前記第１の壁部の前記シンチレータ層側に第２の壁部を形成し、
    前記第１および第２の壁部間に前記防湿層を塗布する
    請求項１０に記載の放射線撮像装置の製造方法。
12. 前記防湿層の厚みをＨ、前記防湿層の幅をＤとしたとき、その厚みＨと幅Ｄとのアスペクト比（Ｈ／Ｄ）が０．６以上となるように、前記第１および第２の壁部の高さおよび配置間隔を設計する
    請求項１１に記載の放射線撮像装置の製造方法。
13. 前記第１および第２の壁部をそれぞれ、互いに同一のまたは異なる樹脂材料を積層して形成する
    請求項１２に記載の放射線撮像装置の製造方法。
14. 前記センサ基板上の前記周辺領域において、前記第１および第２の壁部をそれぞれ、前記シンチレータ層を囲んで配設する
    請求項１１ないし請求項１３のうちのいずれか１項に記載の放射線撮像装置の製造方法。
15. 前記シンチレータ層上に封止板を貼り合わせる工程を含む
    請求項１４に記載の放射線撮像装置の製造方法。
16. 前記防湿層を、接着性を有する樹脂を用いて形成し、
    前記防湿層により、前記封止板を前記シンチレータ層上に貼り合わせる
    請求項１５に記載の放射線撮像装置の製造方法。
17. 前記封止板の厚みを０．１ｍｍ以下とする
    請求項１５に記載の放射線撮像装置の製造方法。
18. 前記封止板としてガラスを用いる
    請求項１７に記載の放射線撮像装置の製造方法。

Images