JP2015064284A - 放射線画像検出装置及び製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防湿性を向上させることができる放射線画像検出装置及びその製造方法を提供する。【解決手段】Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ２０は、矩形の板形状をしたシンチレータ本体２０ａと、シンチレータ本体２０ａの四隅から外側にそれぞれ突出された突出部２０ｂとを備えている。シンチレータ２０は、矩形のシート状をしたシンチレータ保護膜２３により覆われて保護されている。シート状のシンチレータ保護膜２３の表面積は、角部の面積分だけシンチレータ本体２０ａの表面積よりも大きくなるが、突出部２０ｂによりシンチレータ２０の表面積を増やしているため、シンチレータ保護膜２３の角部にシワや折れが生じにくくなる。【選択図】図３

Description

本発明は、放射線撮影に用いられる放射線画像検出装置及び製造方法に関する。

近年、医療分野において、画像診断を行うために、放射線源から被写体（患者）の撮影部位に向けて放射し、撮影部位を透過した放射線（例えば、Ｘ線）を電荷に変換して放射線画像を生成する放射線画像検出装置が用いられている。この放射線画像検出装置には、放射線を直接電荷に変換する直接変換方式のものと、放射線を一旦可視光に変換し、この可視光を電荷に変換する間接変換方式のものがある。

間接変換方式の放射線画像検出装置は、放射線を吸収して可視光に変換するシンチレータ（蛍光体層）と、可視光を検出して電荷に変換する光電変換パネルとを有する。シンチレータには、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）やガドリニウムオキサイドサルファ（ＧＯＳ）が用いられている。光電変換パネルは、ガラス製の絶縁性基板の表面に薄膜トランジスタ及びフォトダイオードがマトリクス状に配列されたものである。

特許文献１、２に記載の放射線画像検出装置では、シンチレータを傷や水分などから保護するために、基板上に設けられたシンチレータの表面をシンチレータ保護膜で覆っている。シンチレータ保護膜は、シンチレータの表面に接着される接着層と、接着層の上に設けられた金属層と、金属層を保護する金属層保護層とを備えている。

特許文献１、２の放射線画像検出装置の製造方法では、基板上に矩形の板形状をしたシンチレータを形成し、このシンチレータに矩形のシート状をしたシンチレータ保護膜を対面させ、ローラやダイヤフラムゴム（図示せず）によって加圧することにより、シンチレータの表面にシンチレータ保護膜を密着させている。

特許文献１では、光電変換パネルと金属層との熱膨張係数差に起因する応力により、シンチレータ保護膜がシンチレータから剥がれるのを防止するために、接着層の厚みを、シンチレータと接する領域よりも周縁部において厚くして応力を軽減させている。

特許文献２では、シンチレータ保護膜の周縁部の防湿性を高めるために、シンチレータの表面にシンチレータ保護膜を密着させた後、シンチレータ保護膜の周縁部にホットプレス処理を行うことにより、該周縁部を基板上に密着させている。

特開２００６−０５２９７９号公報 特開２００６−０７８４７１号公報

しかしながら、特許文献１、２記載の放射線画像検出装置では、シンチレータ保護膜の周縁部のうち角部の防湿性が問題となる。この問題は、板形状のシンチレータをシート状のシンチレータ保護膜で覆おうとすると、シンチレータ保護膜の表面積は、角部の面積分だけシンチレータの表面積より大きいため、角部がどうしてもシンチレータの側面や基板上に密着されずに余ってしまい、ローラやダイヤフラムゴムでの加圧によって、シワや折れが生じることにより発生する。このようにシワや折れが生じると、その部分から湿気が侵入する恐れがある。

本発明は、防湿性を向上させることができる放射線画像検出装置及びその製造方法を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の放射線画像検出装置は、多角形の板形状をしたシンチレータ本体と、シンチレータ本体の少なくとも１つの角部から外側に突出した突出部とを有し、放射線を可視光に変換するシンチレータと、シンチレータを支持する基板と、シンチレータ本体及び突出部の表面を覆い、周縁部が基板に密着されたシンチレータ保護膜とを備えている。

突出部の突出方向に沿った断面形状は、シンチレータ本体から離れるにしたがって徐々に高さが低くなる形状であることが好ましい。

突出部の高さは、シンチレータ本体から離れるにしたがって曲線状に変化していることが好ましい。この場合、突出部の突出方向に直交する方向に沿った断面形状は、半円状であることが好ましい。

また、突出部の高さは、シンチレータ本体から離れるにしたがって直線状に変化していてもよい。この場合、突出部の突出方向に直交する方向に沿った断面形状は、台形状であることが好ましい。

シンチレータ本体が矩形である場合、突出部は、シンチレータ本体の四隅から外側にそれぞれ突出されることが好ましい。

シンチレータ保護膜は、シンチレータの表面に接着される接着層と、接着層の上に設けられた金属層と、金属層を保護する保護層とを備えることが好ましい。

接着層は、ホットメルト樹脂であることが好ましい。

シンチレータは、ヨウ化セシウムを含有した複数の柱状結晶を有することが好ましい。

基板は、光電変換により電荷を生成する複数の画素が配置された光電変換パネルであり、シンチレータは、光電変換パネル上に蒸着されていることが好ましい。

また、本発明の放射線画像検出装置の製造方法は、放射線を可視光に変換するシンチレータを有し、可視光を光電変換して放射線画像を生成する放射線画像検出装置の製造方法であって、基板上に、多角形の板形状をしたシンチレータ本体と、シンチレータ本体の少なくと１つの角部から外側に突出した突出部とを有するシンチレータを形成するシンチレータ形成工程と、シンチレータに、シート状のシンチレータ保護膜を対面させ、シンチレータ保護膜を加圧してシンチレータ及び基板に密着させ、シンチレータを覆うシンチレータ被覆工程とを備えている。

シンチレータ形成工程は、シンチレータ本体と同形状をした開口部と、開口部の角部から外側に突出し、突出部と同形状をした切欠き部とを有するマスクを介して、基板にシンチレータ材料を蒸着することが好ましい。

本発明によれば、突出部によりシンチレータの角部の表面積を増やしているため、シンチレータ保護膜の角部にシワや折れが生じにくくなる。これにより、シンチレータの防湿性を向上させることができる。

Ｘ線画像検出装置の一部破断斜視図である。 Ｘ線画像検出装置の断面図である。 ＦＰＤの平面図である。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。 図３のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。 図５のＶＩ−ＶＩ線に沿う断面図である。 光電変換パネルの構成を示す回路図である。 進級蒸着装置の構成を示す概略図である。 マスクの平面図である。 図９のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。 図１０のＸＩ−ＸＩ線に沿う断面図である。 加圧貼合せ装置の構成を示す概略図である。 加圧貼合せ中の加圧貼合せ装置の概略図である。 別の実施形態のＦＰＤの平面図である。 さらに別の実施形態のＦＰＤの平面図である。 図１５のXVI−XVI線に沿う断面図である。 図１６のXVII−XVII線に沿う断面図である。 さらに別の実施形態のマスクの平面図である。 図１８のXIX−XIX線に沿う断面図である。 マスクの別の実施形態を示す断面図である。

図１において、Ｘ線画像検出装置１０は、フラットパネル検出器（ＦＰＤ）１１と、支持基板１２と、制御ユニット１３と、これらを収容する筐体１４により構成されている。筐体１４は、Ｘ線の透過性が高く、軽量で耐久性の高い炭素繊維強化樹脂（カーボンファイバー）により一体形成されたモノコック構造である。

筐体１４の１つの側面には開口（図示せず）が形成され、この開口を塞ぐように蓋（図示せず）が取り付けられている。Ｘ線画像検出装置１０の製造時には、この開口からＦＰＤ１１、支持基板１２、制御ユニット１３が筐体１４内に挿入される。

筐体１４の上面１４ａは、Ｘ線源（図示せず）から放射され、被写体（図示せず）を透過したＸ線が照射される照射面である。

Ｘ線画像検出装置１０は、従来のＸ線フィルムカセッテと同様に可搬性を有し、Ｘ線フィルムカセッテに代えて用いることが可能であるため、電子カセッテと称されている。

筐体１４内には、照射面１４ａ側から順に、ＦＰＤ１１、支持基板１２が配置されている。支持基板１２は、信号処理等を行う集積回路（ＩＣ）チップが搭載された回路基板２５（図２参照）を保持しており、筐体１４に固定されている。制御ユニット１３は、筐体１４内の短手方向に沿った一端側に配置されている。

制御ユニット１３は、マイクロコンピュータやバッテリ（いずれも図示せず）を収容している。このマイクロコンピュータは、有線または無線の通信部（図示せず）を介して、Ｘ線源と接続されたコンソール（図示せず）と通信して、ＦＰＤ１１の動作を制御する。

図２において、ＦＰＤ１１は、Ｘ線を可視光に変換するシンチレータ２０と、この可視光を電荷に変換する光電変換パネル２１を有している。Ｘ線画像検出装置１０は、ＩＳＳ（Irradiation Side Sampling）型であり、光電変換パネル２１は、シンチレータ２０よりＸ線の入射側に配置されている。シンチレータ２０は、光電変換パネル２１を透過したＸ線を吸収して可視光を発生する。光電変換パネル２１は、シンチレータ２０から放出された可視光を受光し、光電変換を行って電荷を生成する。

光電変換パネル２１は、そのＸ線入射側が、ポリイミド等からなる接着層２２を介して筐体１４の照射面１４ａ側に貼り付けられている。光電変換パネル２１の表層には、シンチレータ２０を形成するためのシンチレータ下地膜３８（図４参照）が設けられている。

シンチレータ２０は、光電変換パネル２１の表面２１ａ（シンチレータ下地膜３８の表面）上にタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）を蒸着することにより形成されている。シンチレータ２０は、複数の柱状結晶及び非柱状結晶層（図示せず）とからなり、光電変換パネル２１側に非柱状結晶層が形成されている。柱状結晶は、非柱状結晶層から結晶成長したものであり、非柱状結晶層とは反対側に先端部を有する。シンチレータ２０には、柱状結晶及び非柱状結晶層の潮解を防ぐために、防湿性を有するシンチレータ保護膜２３が設けられている。

支持基板１２は、シンチレータ２０のＸ線入射側とは反対側に配置されている。支持基板１２とシンチレータ２０との間には、隙間が設けられている。支持基板１２は、筐体１４の側部１４ｂにビス等で固着されている。支持基板１２のシンチレータ２０とは反対側の下面１２ａには、回路基板２５が接着剤等を介して固着されている。

回路基板２５と光電変換パネル２１とは、フレキシブルプリント基板２６を介して電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２６は、いわゆるＴＡＢ（Tape Automated Bonding）ボンディング法により、光電変換パネル２１の端部に設けられた外部端子２１ｂに接続されている。

フレキシブルプリント基板２６には、光電変換パネル２１を駆動するためのゲートドライバ２６ａや、光電変換パネル２１から出力された電荷を電圧信号に変換するチャージアンプ２６ｂが集積回路（ＩＣ）チップとして搭載されている。回路基板２５には、チャージアンプ２６ｂにより変換された電圧信号に基づいて画像データを生成する信号処理部２５ａや、画像データを記憶する画像メモリ２５ｂが搭載されている（図８参照）。

図３は、ＦＰＤ１１を図２のＡ方向のシンチレータ２０側から見た平面図であり、図４は、図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図である。光電変換パネル２１は、無アルカリガラス等からなる絶縁性基板３０と、この上に配列された複数の画素３１及び配線３２を有する。絶縁性基板３０は、Ｘ線の透過性を向上させるために、厚みが０．５ｍｍ以下であることが好ましい。なお、本実施形態の絶縁性基板３０は、シンチレータ２０の四隅に後述する突出部２０ｂを設けるためのスペースを作るために、突出部２０ｂを有しないシンチレータに対応する従来の絶縁性基板よりも僅かにサイズが大きくなっている。そのため、本実施形態の絶縁性基板３０は、筐体１４との間のクリアランスを確保するために、四隅を円弧形状にしている。

画素３１は、光電変換素子（Ｐｈｏｔｏ Ｄｉｏｄｅ：ＰＤ）３３、キャパシタ３４及び薄膜トランジスタ（Ｔｈｉｎ Ｆｉｌｍ Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ：ＴＦＴ）３５によって構成されている。ＰＤ３３は、シンチレータ２０により生成された可視光を光電変換して電荷を発生する。キャパシタ３４は、ＰＤ３３とともに電荷を蓄積する。ＴＦＴ３５は、ＰＤ３３及びキャパシタ３４に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子である。配線３２は、各画素３１と外部端子２１ｂとに接続されている。配線３２は、ゲートドライバ２６ａのゲート信号をＴＦＴ３５に供給するゲート配線と、ＴＦＴ３５から読み出された電荷をチャージアンプ２６ｂに送るデータ配線とを含む。

絶縁性基板３０上には、画素３１及び配線３２を覆うように、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などで形成された画素保護膜３７が設けられている。また、画素保護膜３７の上には、絶縁性基板３０上を平坦にするとともに、シンチレータ２０の密着性を向上させるシンチレータ下地膜３８が設けられている。シンチレータ下地膜３８には、ポリイミド、パラキシリレンなどの耐熱性を有する有機材料が用いられる。シンチレータ下地膜３８の端縁と、外部端子２１ｂに取り付けられたフレキシブルプリント基板２６の端縁上は、水分による配線３２の腐食を防止するために、防湿性を有する封止部材３９により封止されている。

シンチレータ２０は、シンチレータ下地膜３８の上に真空蒸着によって直接形成されている。シンチレータ２０は、矩形の板形状をしたシンチレータ本体２０ａと、シンチレータ本体２０ａの四隅から外側にそれぞれ突出した突出部２０ｂとを備えている。突出部２０ｂは、シンチレータ２０の角部の表面積を増やすために設けられている。突出部２０ｂの平面形状は、先端が円弧状をした半楕円形状をしている。

また、突出部２０ｂの突出方向に沿うＶ−Ｖ線の断面図である図５に示すように、突出部２０ｂの突出方向の断面形状は、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって徐々に高さが低くなる形状をしており、その高さは、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって曲線状に変化している。また、突出部２０ｂの突出方向に直交するＶＩ−ＶＩ線の断面図である図５に示すように、突出部２０ｂの突出方向に直交する方向の断面形状は、略半円状をしている。

シンチレータ２０の周囲には、前述のようにシンチレータ保護膜２３が設けられている。シンチレータ保護膜２３は、矩形のシート状をしており、シンチレータ本体２０ａの上面及び側面と、各突出部２０ｂの表面とを覆い、その周縁部によって光電変換パネル２１の上面に密着している。シンチレータ保護膜２３は、シンチレータ２０及び光電変換パネル２１に密着する接着層２３ａと、接着層２３ａの上に設けられた金属層２３ｂと、金属層保護層２３ｃとを備えている。

接着層２３ａとしては、例えば、加熱により溶融して接着性を発揮するホットメルト樹脂が用いられている。金属層２３ｂとしては、例えば、アルミニウム（Ａｌ）やアルミニウム合金、銀（Ａｇ）などが用いられている。金属層２３ｂは、シンチレータ保護膜２３に防湿性を付与するとともに、シンチレータ２０の可視光を光電変換パネル２１に向けて反射する反射層としても機能する。金属層２３ｂは、接着層２３ａに対し、接着剤で貼り合わされている。金属層保護層２３ｃとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリパラキシリレンなどが用いられており、金属層２３ｂが破れないように保護している。

背景技術において説明したように、矩形の板形状のシンチレータ２０の上面及び側面を、矩形のシート状のシンチレータ保護膜２３で覆う場合、シンチレータ保護膜２３の角部に余りが生じ、この余った部分がシンチレータ保護膜２３のシワや折れの原因となる。しかし、本実施形態では、シンチレータ本体２０ａの四隅に突出部２０ｂを設けて表面積を増やし、シンチレータ保護膜２３の角部で突出部２０ｂを被覆しているため、シンチレータ保護膜２３の角部に余りが生じなくなる。

また、突出部２０ｂの突出方向の断面形状は、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって徐々に高さが低くなり、かつその高さは、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって曲線状に変化しており、突出部２０ｂの突出方向に直交する方向に沿った断面形状は、略半円状をしているため、シンチレータ保護膜２３の角部は突出部２０ｂに沿いやすい。したがって、シンチレータ保護膜２３の角部には、シワや折れが発生しにくくなり、シンチレータ２０の防湿性が向上する。

シンチレータ本体２０ａの縦横のサイズＳＷ_１×ＳＷ_２は、Ｘ線画像検出装置１０の撮影サイズによって異なる。例えば、１４インチ×１７インチの撮影サイズを有するＸ線画像検出装置１０に使用されるシンチレータ本体２０ａのサイズＳＷ_１×ＳＷ_２は、３６０ｍｍ×４５０ｍｍ程度であり、その厚みＳＴ_１は、例えば５００μｍ程度が好ましい。

突出部２０ｂのシンチレータ本体２０ａの角部からの突出長さＳＬ_１と、突出部２０ｂの幅ＳＷ_３は、シンチレータ保護膜２３の角部を余らせることなく被覆可能な表面積が得られる長さとされており、例えば１〜５ｍｍが好ましい。突出部２０ｂの曲線を構成する半径ＳＲ_１は、シンチレータ保護膜２３の角部にシワや折れを生じさせることなく沿わせることが可能な大きさとされており、例えば半径０．５ｍｍ以上が好ましい。また、突出部２０ｂのシンチレータ本体２０ａ側の厚みＳＴ_２は、シンチレータ本体２０ａと一体に形成する関係上、シンチレータ本体２０ａの厚みＳＴ_１と同一、あるいは僅かに小さくなっている。

シンチレータ保護膜２３は、接着層２３ａの厚みが２０〜５０μｍ、金属層２３ｂの厚みが１０〜５０μｍ、金属層保護層２３ｃの厚みが１０〜５０μｍ程度であることが好ましい。また、シンチレータ保護膜２３全体の厚みは、例えば５０〜３００μｍ程度であることが好ましい。

図７において、画素３１は、絶縁性基板３０上に２次元マトリクス状に配列されている。各画素３１には、前述のように、ＰＤ３３、キャパシタ３４及びＴＦＴ３５が含まれている。各画素３１は、配線３２であるゲート配線４２とデータ配線４３とに接続されている。ゲート配線４２は、行方向に延在し、列方向に複数配列されている。データ配線４３は、列方向に延在し、ゲート配線４２と交わるように、行方向に複数配列されている。ゲート配線４２は、ＴＦＴ３５のゲート電極に接続されている。データ配線４３は、ＴＦＴ３５のドレイン電極に接続されている。

ゲート配線４２の一端は、ゲートドライバ２６ａに接続されている。データ配線４３の一端は、チャージアンプ２６ｂに接続されている。ゲートドライバ２６ａは、各ゲート配線４２に順にゲート駆動信号を与え、各ゲート配線４２に接続されたＴＦＴ３５をオンさせる。ＴＦＴ３５がオンすると、ＰＤ３３及びキャパシタ３４に蓄積された電荷がデータ配線４３に出力される。

チャージアンプ２６ｂは、データ配線４３に出力された電荷を積算して電圧信号に変換する。信号処理部２５ａは、チャージアンプ２６ｂから出力された電圧信号にＡ／Ｄ変換やゲイン補正処理等を施して画像データを生成する。画像メモリ２５ｂは、フラッシュメモリなどからなり、信号処理部２５ａにより生成された画像データを記憶する。画像メモリ２５ｂに記憶された画像データは、有線や無線の通信部（図示せず）を介して外部に読み出し可能である。

次に、Ｘ線画像検出装置１０の製造工程のうち、光電変換パネル２１にシンチレータ２０を形成するシンチレータ形成工程と、シンチレータ保護膜２３でシンチレータ２０を覆うシンチレータ被覆工程について説明する。

図８に示すように、シンチレータ形成工程では、周知の半導体プロセスにより製造された光電変換パネル２１の上面２１ａにマスク４５を重ね合わせて固定し、このマスク４５が下方を向くように、真空蒸着装置４６の真空チャンバー４７内に設けられた支持台４８に光電変換パネル２１をセットする。この真空チャンバー４７内には、支持台４８に対面するように耐熱性容器４９が設けられている。耐熱性容器４９には、シンチレータ２０を形成するためのヨウ化セシウムとヨウ化タリウムとを混合したシンチレータ材料が充填されている。

図９に示すように、マスク４５は、金属などの耐熱性を有する材質で形成された矩形の板状をしており、シンチレータ本体２０ａの外形形状と同形状をした開口部４５ａと、開口部４５ａの四隅に設けられ、突出部２０ｂと同形状をした切欠き部４５ｂとを備えている。切欠き部４５ｂは、光電変換パネル２１への固定面に設けられた凹部からなる。切欠き部４５ｂの平面形状は、突出部２０ｂと同様に先端が円弧状をした半楕円形状をしている。

また、切欠き部４５ｂの突出方向であるＸ−Ｘ線に沿う断面を表す図１０と、突出方向に直交するＸＩ−ＸＩ線に沿う断面を表す図１１とに示すように、切欠き部４５ｂの断面形状は、突出部２０ｂと同様に、端縁に近づくにしたがって徐々に高さが低くなる円弧形状とされている。開口部４５ａ及び切欠き部４５ｂの各部の寸法ＭＷ_１、ＭＷ_２、ＭＷ_３、ＭＬ_１、ＭＴ_１、ＭＴ_２、ＭＲ_１は、シンチレータ本体２０ａ及び突出部２０ｂの寸法ＳＷ_１、ＳＷ_２、ＳＷ_３、ＳＬ_１、ＳＴ_１、ＳＴ_２、ＳＲ_１と同一となっている。

耐熱性容器４９を加熱してシンチレータ材料を気化させると、シンチレータ材料は、マスク４５の開口部４５ａを通して光電変換パネル２１の表面２１ａ上に堆積される。この加熱を所定時間だけ行うことにより、５００μｍ以上の厚みを有するシンチレータ本体２０ａが形成される。また、気化されたシンチレータ材料は、マスク４５の開口部４５ａを通って凹状の切欠き部４５ｂ内にも入り込み、光電変換パネル２１の表面２１ａ上に堆積される。これにより、シンチレータ本体２０ａの四隅には、先端が円弧状の突出部２０ｂが形成される。光電変換パネル２１は、シンチレータ２０の形成後に真空蒸着装置４６から取り出され、マスク４５が取り外される。

図１２に示すように、シンチレータ被覆工程では、例えばダイヤフラムゴムを用いる加圧貼合せ装置５２が使用される。加圧貼合せ装置５２は、シンチレータ２０が下を向くように、光電変換パネル２１をエア吸引などによって保持する上側ステージ５３と、上側ステージ５３の下方に配置された下側ステージ５４と、下側ステージ５４に保持されたゴム製の膜であるダイヤフラムゴム５５とを備えている。

上側ステージ５３には、図示しないエアポンプによって加圧貼合せ装置５２内の空気を吸引する吸引通路５３ａが設けられている。また、下側ステージ５４には、図示しないエアポンプによって加圧貼合せ装置５２内を加圧する加圧通路が設けられている。また、上側ステージ５３及び下側ステージ５４内には、シンチレータ保護膜２３の接着層を加熱して溶融させるヒーターが組み込まれている（図示せず）。

加圧貼合せ装置５２は、上側ステージ５３で光電変換パネル２１が保持され、ダイヤフラムゴム５５の上にシート状のシンチレータ保護膜２３が載置されると、図１３に示すように、図示しない昇降機構によって、下側ステージ５４が上昇され、上側ステージ５３に当接する。

その後、吸引通路５３ａ及び加圧通路５４ａに接続されたエアポンプがそれぞれ作動を開始し、上側ステージ５３内の空気が吸引され、下側ステージ５４内が加圧される。このエア吸引及び加圧により、ダイヤフラムゴム５５が変形し、シンチレータ保持膜２３を加圧してシンチレータ２０及び光電変換パネル２１に密着させる。シンチレータ保護膜２３の接着層２３ａは、上側ステージ５３及び下側ステージ５４のヒーターにより溶融され、シンチレータ２０及び光電変換パネル２１に接着される。

シンチレータ２０の被覆完了後、ヒーターの加熱が停止されて接着層２３ａが固化される。また、下側ステージ５４は、図示しない昇降機構により下降され、加圧貼合せ装置５２から光電変換パネル２１が取り出される。

上述したように、シンチレータ保護膜２３は、シンチレータ２０及び光電変換パネル２１に貼り合わされる際に、本来余剰部分となる角部によってシンチレータ２０の突出部２０ｂの表面を覆うので、シンチレータ保護膜２３には余りが生じない。そのため、シンチレータ保護膜２３にシワや折れが発生しにくくなるので、シンチレータの防湿性を向上させることができる。

次に、Ｘ線画像検出装置１０の作用を説明する。まず、Ｘ線源からＸ線が被写体に向けて射出される。被写体を透過して被写体のＸ線画像を担持したＸ線が光電変換パネル２１の側からＸ線画像検出装置１０に入射する。Ｘ線画像検出装置１０に入射したＸ線は、光電変換パネル２１を透過してシンチレータ２０に入射する。

シンチレータ２０は、入射したＸ線を吸収して可視光を発生する。シンチレータ２０での可視光の発生は、主に、柱状結晶内の非柱状結晶層側で生じる。柱状結晶内で発生した可視光は、光ガイド効果により、各柱状結晶内を伝搬し、非柱状結晶層を通過して光電変換パネル２１に入射する。

光電変換パネル２１に入射した可視光は、画素３１毎にＰＤ３３により電荷に変換され、ＰＤ３３及びキャパシタ３４に電荷が蓄積される。Ｘ線源からのＸ線照射が終了すると、ゲートドライバ２６ａにより、ゲート配線４２を介してＴＦＴ３５のゲート電極に順にゲート駆動信号が印加される。これにより、行方向に並んだＴＦＴ３５が列方向に順にオンとなり、オンとなったＴＦＴ３５を介してＰＤ３３及びキャパシタ３４に蓄積された電荷がデータ配線４３に出力される。

データ配線４３に出力された電荷は、チャージアンプ２６ｂにより電圧信号に変換されて信号処理部２５ａに入力される。信号処理部２５ａにより、全画素３１分の電圧信号に基づいて画像データが生成され、画像メモリ２５ｂに記憶される。

Ｘ線画像検出装置１０では、シンチレータ２０がシンチレータ保護膜２３により覆われているため、シンチレータ２０が潮解することはない。また、シンチレータ保護膜２３は、シンチレータ本体２０ａの四隅に設けられた突出部２０ｂを覆うことにより、角部にシワや折れが発生しにくくなっているため、シンチレータ保護膜２３の防湿性が低下することもない。

次に、本発明の別の実施形態について説明する。なお、上述した第１の実施形態と同じ部品には同符号を付与し、詳しい説明は省略する。上記実施形態では、シンチレータ２０の突出部２０ｂの平面形状を円弧形状としたが、図１４のＦＰＤ６０に示すように、先端が鋭角にされた三角形状の突出部６１を設けてもよい。この三角形状の突出部６１の突出長さＳＬ_４及び幅ＳＷ_４は、第１の実施形態と同様に、シンチレータ保護膜２３の角部を余らせることなく被覆可能な表面積が得られる長さとされており、例えば１〜５ｍｍが好ましい。

また、突出部６１の突出方向の断面形状は、第１の実施形態と同様に、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって徐々に高さが低くなり、その高さはシンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって曲線状に変化している。また、突出部２０ｂの突出方向に直交する方向の断面形状は、略半円状をしている。これにより、シンチレータ保護膜２３の角部は、突出部６１に沿いやすくなるため、シンチレータ保護膜２３の角部には、シワや折れが発生しにくくなり、シンチレータ２０を適切に保護することができる。

また、図１５のＦＰＤ６５に示すように、矩形状の突出部６６を設けてもよい。この矩形状の突出部６６の突出長さＳＬ_５及び幅ＳＷ_５は、第１の実施形態と同様に、シンチレータ保護膜２３の角部を余らせることなく被覆可能な表面積が得られる長さとされており、例えば１〜５ｍｍが好ましい。

また、突出部６６の突出方向に沿うXVI−XVI線の断面を表す図１６に示すように、突出部６６の突出方向の断面形状は、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって徐々に高さが低くなる形状をしており、その高さは、シンチレータ本体２０ａから離れるにしたがって直線状に変化している。また、突出部６６の突出方向に直交するXVII−XVII線の断面図である図１７に示すように、突出部２０ｂの突出方向に直交する方向の断面形状は、台形形状をしている。これにより、シンチレータ保護膜２３の角部は、突出部６１に沿いやすくなるため、シンチレータ保護膜２３の角部には、シワや折れが発生しにくくなり、シンチレータ２０を適切に保護することができる。

図１８に示すように、矩形状の突出部６６を有するシンチレータの形成に使用されるマスク７０は、シンチレータ本体２０ａの外形形状と同形状をした開口部７０ａと、開口部７０ａの四隅に設けられ、突出部６６と同形状をした開口状の切欠き部７０ｂとを備えている。切欠き部７０ｂの平面形状は、突出部６６と同様に矩形状をしており、突出長さＭＬ_６及び幅ＭＷ_６は、突出部６６の突出長さＳＬ_６及び幅ＳＷ_６と同一となっている。

また、切欠き部７０ｂの突出方向に直交するXIX−XIX線に沿う断面図である図１９に示すように、切欠き部７０ｂの側面７０ｃは、マスク７０の両面に対して垂直な面となっている。マスク７０は、２点鎖線で示すように、光電変換パネル２１に対して隙間ＣＬをおいて配置される。これにより、気化されたシンチレータ材料は、隙間ＣＬに僅かに入り込んで光電変換パネル２１上に堆積されるため、突出部６６の側面はテーパー状に形成される。

なお、テーパー状の側面を有する突条部６６を形成するには、図２０に示すように、切欠き部７５ｂの側面７５ｃをテーパー形状にしたマスク７５を用いてもよい。この場合、２点鎖線で示すように、マスク７５は、光電変換パネル２１に当接するように配置される。これにより、気化されたシンチレータ材料は、切欠き部７５ｂのテーパー形状に沿って光電変換パネル２１上に堆積されるため、突出部６６は、側面がテーパー状になる。

なお、特許請求の範囲に記載の「シンチレータを支持する基板」は、本実施形態では、光電変換パネル２１に対応している。本実施形態では、光電変換パネル２１の表層に設けられたシンチレータ下地膜３８上にシンチレータ２０を設けているが、シンチレータ下地膜３８を省略することも可能である。

上記各実施形態では、矩形のシンチレータ本体を有するシンチレータを例に説明したが、三角形や五角形など、矩形以外の多角形のシンチレータ本体を有するシンチレータをシンチレータ保護膜で覆う場合にも、本発明を適用することができる。また、上記各実施形態では、矩形のシンチレータ本体の四隅に突出部を設ける例について説明したが、多角形のシンチレータ本体の少なくとも１つの角部に、外側に突出する突出部を設けてもよい。このような構成としても、シンチレータ本体の角部に突出部を設けない場合に比べれば、シンチレータの防湿性を向上させることができる。

また、光電変換パネル２１に直接蒸着されたシンチレータ２０を例に説明したが、本発明は、蒸着用基板に蒸着された後で光電変換パネル２１に貼り合わされる、貼合せタイプのシンチレータにも適用可能である。この貼合せタイプのシンチレータに本発明を適用する場合には、シンチレータ保護膜の周縁部を蒸着基板に密着させる。

また、上記各実施形態では、ＣｓＩを用いたシンチレータ２０を例に説明したが、本発明は、ＧＯＳなどの柱状結晶化しないシンチレータにも適用可能である。

また、上記各実施形態では、光電変換パネル２１がシンチレータ２０よりもＸ線の入射側に配置されたＩＳＳ型のＸ線画像検出装置１０を例に説明したが、本発明は、シンチレータ２０が光電変換パネル２１よりもＸ線の入射側に配置されているＰＳＳ（Penetration Side Sampling）型のＸ線画像検出装置にも適用可能である。

また、上記実施形態では、放射線としてＸ線を用いているが、γ線やα線等、Ｘ線以外の放射線を用いてもよい。さらに、上記実施形態では、可搬型の放射線画像検出装置である電子カセッテを例に挙げて本発明を説明しているが、本発明は、立位型や臥位型の放射線画像検出装置や、マンモグラフィ装置等にも適用可能である。

１０ Ｘ線画像検出装置
１１ ＦＰＤ
２０ シンチレータ
２０ａ シンチレータ本体
２０ｂ 突出部
２１ 光電変換パネル
２３ シンチレータ保護膜
２３ａ 接着層
２３ｂ 金属層
２３ｃ 金属層保護層
４５ マスク
４５ａ 開口部
４５ｂ 切欠き部
４６ 真空蒸着装置
５２ 加圧貼合せ装置

Claims (13)

1. 多角形の板形状をしたシンチレータ本体と、前記シンチレータ本体の少なくとも１つの角部から外側に突出した突出部とを有し、放射線を可視光に変換するシンチレータと、
   前記シンチレータを支持する基板と、
   前記シンチレータ本体及び前記突出部の表面を覆い、周縁部が前記基板に密着されたシンチレータ保護膜と、
   を備える放射線画像検出装置。
2. 前記突出部の突出方向に沿った断面形状は、前記シンチレータ本体から離れるにしたがって徐々に高さが低くなる形状である請求項１に記載の放射線画像検出装置。
3. 前記高さは、前記シンチレータ本体から離れるにしたがって曲線状に変化している請求項２に記載の放射線画像検出装置。
4. 前記突出部の突出方向に直交する方向に沿った断面形状は、半円状である請求項３に記載の放射線画像検出装置。
5. 前記高さは、前記シンチレータ本体から離れるにしたがって直線状に変化している請求項２に記載の放射線画像検出装置。
6. 前記突出部の突出方向に直交する方向に沿った断面形状は、台形状である請求項５に記載の放射線画像検出装置。
7. 前記シンチレータ本体は、矩形であり、前記突出部は、前記シンチレータ本体の四隅から外側にそれぞれ突出されている請求項１〜６いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
8. 前記シンチレータ保護膜は、前記シンチレータの表面に接着される接着層と、前記接着層の上に設けられた金属層と、前記金属層を保護する保護層とを備える請求項１〜７いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
9. 前記接着層は、ホットメルト樹脂である請求項８に記載の放射線画像検出装置。
10. 前記シンチレータは、ヨウ化セシウムを含有した複数の柱状結晶を有する請求項１〜９いずれか１項に記載の放射線画像検出装置。
11. 前記基板は、光電変換により電荷を生成する複数の画素が配置された光電変換パネルであり、前記シンチレータは、前記光電変換パネル上に蒸着されている請求項１０に記載の放射線画像検出装置。
12. 放射線を可視光に変換するシンチレータを有し、前記可視光を光電変換して放射線画像を生成する放射線画像検出装置の製造方法であって、
    基板上に、多角形の板形状をしたシンチレータ本体と、前記シンチレータ本体の少なくとも１つの角部から外側に突出した突出部とを有するシンチレータを形成するシンチレータ形成工程と、
    前記シンチレータに、シート状のシンチレータ保護膜を対面させ、前記シンチレータ保護膜を加圧して前記シンチレータ及び前記基板に密着させ、前記シンチレータを覆うシンチレータ被覆工程と、
    を備える放射線画像検出装置の製造方法。
13. 前記シンチレータ形成工程は、前記シンチレータ本体と同形状をした開口部と、前記開口部の角部から外側に突出し、前記突出部と同形状をした切欠き部とを有するマスクを介して、前記基板にシンチレータ材料を蒸着する請求項１２に記載の放射線画像検出装置の製造方法。

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