JP2017049100A - 放射線検出装置、放射線検出システム及び放射線検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】帯電による画像のノイズを低減することができる放射線検出装置、放射線検出システム及び放射線検出装置の製造方法を提供することを課題とする。【解決手段】放射線検出装置は、光を電荷に変換する光電変換部（１０８）を有する基板（１０７）と、前記基板の上に形成され、放射線を光に変換するシンチレータ層（１０４）と、前記シンチレータ層の上に形成され、前記シンチレータ層の表面を平坦化する平坦化層（１０２）と、前記平坦化層の上に形成されている第１の粘着層（１０３）とを有することを特徴とする。【選択図】図１

Description

本発明は、放射線検出装置、放射線検出システム及び放射線検出装置の製造方法に関する。

近年、大面積ガラス上にアレイ状に形成された光電変換素子の表面に、放射線を照射することによって発光する蛍光体層を積層したデジタル放射線検出装置が商品化されている。このデジタル放射線検出装置は、主に複数のフォトセンサ及びスイッチング素子等の素子が２次元状に配置されている光検出器（以下センサ基板という）上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するためのシンチレータ層を形成している。このように、画像情報を有する放射線を蛍光体層などの波長変換体により光電変換素子が感知可能な波長の光に変換し、変換された光を光電変換素子により電気信号に変換してデジタル画像情報を取得するものは、間接変換方式の放射線検出装置と呼ばれている。

通常、シンチレータ層は、被検体を透過した放射線を光電変換素子の感度特性に見合った波長の光に変換する蛍光体層、及び蛍光体層からの発光を効率的にセンサ基板側へ誘導するための反射層を備える。また、シンチレータ層上部には、センサ基板及び蛍光体層を外部環境から保護する目的でアルミニウム等の薄膜フィルムを用いた保護層が設けられる。

特許文献１には、保護層の外側、又は保護層の外側と蛍光体側に帯電防止フィルムを用いる方法が開示されている。特許文献１によると、保護層の構成中に帯電防止フィルムを含ませることにより、プロセス時、又は製品使用時に発生する静電気による帯電を防ぐことができ、安定した画像品質を保証することが可能である。

特開２０１３−２１７９０４号公報

粒子状蛍光体を堆積形成する方法には、主に２つの方法がある。まず、第１の方法は、支持体上に粒子状蛍光体のペーストをダイコート、スリットコート、スクリーン印刷等の方法を用いて厚膜印刷し、乾燥後、この蛍光体層上に粘着層を転写形成し、これをセンサ基板上に転写する方法である。ここで、一般的に、支持体には、蛍光体の発光を効率よくセンサ基板に出射させる目的で、高反射率を有する反射フィルム等が用いられる。この方法を「間接形成法」と呼ぶ。「間接形成法」では、更に、センサ基板を電磁波や水分から保護する目的で、アルミニウム等の低原子量金属の皮膜の施された樹脂フィルムを、蛍光体層を覆うように転写形成する。このフィルムを「保護層」と呼ぶ。上記の「間接形成法」は、蛍光体層形成プロセスをセンサ基板と切り離して実施できるため、工程設計上有利である。しかし、その反面、高コストになるといった課題と、蛍光体層とセンサ基板の間に粘着層が介在してしまうため、界面での光散乱が増大し、この結果ＭＴＦを低下させてしまうという課題がある。

第２の方法は、センサ基板上に直接、粒子状蛍光体のペーストをダイコート、スリットコート、スクリーン印刷等の方法を用いて厚膜印刷し、乾燥後、蛍光体層上に、反射層及び保護層を転写形成する方法である。この方法を「直接形成法」と呼ぶ。「直接形成法」の反射層及び保護層は、予め複合形成させたフィルムとすることが可能であり、この場合、転写の回数を減ずることができ、コスト的に有利である。また、「直接形成法」では、センサ基板と蛍光体層の間に粘着層を設ける必要がないため、界面の光散乱の抑制が可能であり、「間接形成法」に比べ、ＭＴＦ及び感度が共に有利である。

上記のように、「直接形成法」では、反射層及び保護層の複合フィルムを用いることが可能である。複合フィルムの離形フィルムを剥離し、粘着剤を露出させると、粘着剤に帯電し、粘着剤の表面に電荷が偏在してしまう。その状態で、複合フィルムを蛍光体層に貼り合せると、帯電が素子へ悪影響を及ぼし、センサ基板の局所的な暗電流の増加により、画像にアーチファクトのノイズを生じさせる課題がある。

本発明の目的は、帯電による画像のノイズを低減することができる放射線検出装置、放射線検出システム及び放射線検出装置の製造方法を提供することである。

本発明の放射線検出装置は、光を電荷に変換する光電変換部を有する基板と、前記基板の上に形成され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層の上に形成され、前記シンチレータ層の表面を平坦化する平坦化層と、前記平坦化層の上に形成されている第１の粘着層とを有することを特徴とする。

平坦化層を設けることにより、帯電による局所的な暗電流の増加を低減し、画像のノイズの低減することができる。

放射線検出装置の構成例を示す図である。 放射線検出システムの構成例を示す図である。 複合フィルムの構成例を示す断面図である。 吸着台での離形フィルムの帯電を示す図である。 転写台での接触帯電を示す図である。 シンチレータ層の断面を示す走査電子顕微鏡による図面代用写真である。 比較例と実施形態の結果を示す図である。

（第１の実施形態）
図１（Ａ）は本発明の第１の実施形態による放射線検出装置１１の構成例を示す上面図であり、図１（Ｂ）は図１（Ａ）の放射線検出装置１１の線Ｘ−Ｘに沿った断面図である。放射線検出装置１１は、センサ基板１０７と、回路基板１１１と、回路基板１１２と、フレキシブルプリント基板１１０とを有する。センサ基板１０７は、フレキシブルプリント基板１１０を介して、信号を読み出すための回路基板１１１と、放射線検出装置１１を駆動するための回路基板１１２に接続される。センサ基板１０７内の光電変換部１０８は、放射線を検出し、信号を生成する。光電変換部１０８により生成された信号は、回路基板１１２から入力された駆動信号に従って、回路基板１１１に出力される。

放射線検出装置１１は、入射した放射線を光に変換するためのシンチレータ層（蛍光体層）１０４と、その光を検出するためのセンサ基板１０７とを有する。センサ基板１０７は、光を電荷に変換する光電変換部１０８と、光電変換部１０８を保護するためのセンサ保護層１０６とを有する。シンチレータ層１０４は、センサ基板１０７のセンサ保護層１０６の上に形成されている。平坦化層１０２は、シンチレータ層１０４の上に形成され、シンチレータ層１０４の表面を平坦化する。反射層１０３は、図３に示すように、反射層３０３及び第１の粘着層３０４を有し、平坦化層１０２の上に形成されている。すなわち、第１の粘着層３０４は平坦化層１０２の上に形成され、反射層３０３は第１の粘着層３０４の上に形成されている。保護層１０１は、図３に示すように、保護層３０１及び第２の粘着層３０２を有し、光電変換部１０８内では、反射層１０３の上に形成され、光電変換部１０８外では、センサ保護層１０６の上に形成されている。すなわち、光電変換部１０８内では、第２の粘着層３０２は反射層３０３の上に形成され、保護層３０１は第２の粘着層３０２の上に形成されている。

シンチレータ層１０４は、放射線を光に変換する。反射層１０３は、シンチレータ層１０４からの発光を効率的にセンサ基板１０７側へ誘導する。センサ基板１０７内の光電変換部１０８は、光電変換素子及び薄膜トランジスタを有し、シンチレータ層１０４により変換された光を電荷に変換し、画素信号を生成する。

次に、シンチレータ層（蛍光体層）１０４について説明する。シンチレータ層１０４は、放射線を可視光に変換する。シンチレータ層１０４としては、ハロゲン化アルカリ系の材料からなるもの、又は金属酸硫化物の母体に、発光中心としてテルビウムやユーロピウムといった３価の希土類を微量ドープした粉末蛍光体の堆積層を用いることが可能である。ハロゲン化アルカリを主成分とする材料としては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等が用いられる。金属酸硫化物粉末蛍光体としては、例えばＧｄ₂Ｏ₂ＳにＴｂをドープした粉末蛍光体（ＧＯＳ）等を塗布・乾燥によりシンチレータ層１０４を形成することができる。

次に、センサ基板１０７について説明する。センサ基板１０７は、ガラス基板上に光電変換素子及びＴＦＴを含む画素を２次元アレイ状に複数配置した光電変換部１０８を有する。また、センサ基板１０７は、シリコーン基板上に光電変換素子を２次元アレイ状に複数配置した光電変換部１０８を形成したＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いてもよい。ガラス基板上に光電変換素子を形成する場合、光電変換素子の構成は特に限定されず、ＭＩＳ型センサ又はＰＩＮ型センサ等を用いることができる。複数の光電変換素子は、それぞれ、光を電荷に変換することにより、画素信号を生成する。

図２は、上記の放射線検出装置１１を適用した放射線検出システム２０の構成例を示す図である。放射線検出システム２０は、例えば、放射線検出装置１１を備えた筐体２００と、イメージプロセッサ等を含む信号処理部２３０と、ディスプレイ等を含む表示部２４０と、放射線を発生させるための放射線源２１０とを有する。放射線源２１０は、放射線（例えばＸ線）を発生する。放射線源２１０から発せられた放射線は、被験者２２０を透過し、被験者２２０の体内の情報を含む放射線が、筐体２００が備える放射線検出装置１１により検出される。これにより得られた放射線画像を用いて、例えば、信号処理部２３０は、所定の信号処理を行い、画像データを生成する。この画像データは、表示部２４０に表示される。

上記では、放射線検出装置１１を放射線検出システム２０に適用した例を述べたが、本発明はこれらに限られるものではなく、目的、状態、用途、機能、及びその他の仕様の変更が適宜可能である。

図３は、複合フィルム４０３の断面構造を示す図である。複合フィルム４０３は、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基台にアルミニウムを蒸着した保護層３０１と、第２の粘着層３０２と、反射層３０３と、第１の粘着層３０４とを有する。第１の粘着層３０４を粘着直前まで保護する目的で、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）による離形フィルム４０３が設けられている。保護シート付きフィルム４０４は、複合フィルム４０３に離形フィルム３０５を設けたものである。図１（Ａ）及び（Ｂ）の保護層１０１は、保護層３０１及び第２の粘着層３０２を有する。図１（Ａ）及び（Ｂ）の反射層１０３は、反射層３０３及び第１の粘着層３０４を有する。

保護層３０１は、樹脂フィルム層及び金属層を有する。樹脂フィルム層としては、例えばＰＥＴやＰＥＮ、ポリイミド、パリレン、ポリ塩化ビニリデン、ＰＣＴＦＥ、ナイロン等の一般的な樹脂フィルムを用いることができる。金属層としては、樹脂フィルム上にアルミニウムや銅、銀、金等の金属薄膜を蒸着等の手法により形成したもの、又は粘着層を介して上記金属箔を貼り合わせることにより形成したものを用いることができる。金属層の目的は、放射線検出装置１１の内部、又は外部からの電磁ノイズを遮蔽することである。また、貼り合わせ性の観点から、樹脂フィルムは１０００μｍ以下、金属層は５００μｍ以下であることが好ましい。

反射層３０３は、シンチレータ層１０４から発せられ、センサ基板１０７と反対側に進行する光を反射し、効率的にセンサ基板１０７へ送り届けることを目的とする。反射層３０３は、Ａｌ₂Ｏ₃やＴｉＯ₂、ＳｉＯ₂等の白色の金属酸化物粒子を樹脂中に分散させたものを用いることが好ましく、例えば、東レ社製ルミラーＥ２０等を用いることができる。また、反射層３０３は、導電性を有していてもよく、ＰＥＴ中に金属フィラーや導電性樹脂（ポリアセチレンやポリチオフェン、ポリピロール等）を混ぜ込んだものを使用してもよい。

第２の粘着層３０２は、保護層３０１と反射層３０３とを貼り合わせるために配置されている。第２の粘着層３０２に用いられる粘着剤は、必ずしも導電性を有している必要はない。第２の粘着層３０２としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる常温で接着性を有する粘着シートを用いることができる。また、第２の粘着層３０２として、加熱により接着性を有するホットメルト樹脂を用いることができる。また、第２の粘着層３０２に導電性を持たせるために金属フィラーや導電性樹脂、炭素粉末（カーボンブラック等）を混ぜ込むことができる。金属フィラーとしては、アルミニウムやニッケル等の一般的な金属粉末を用いることができ、導電性樹脂としてはポリアセチレンやポリチオフェン、ポリピロール等を使用することができる。

第１の粘着層３０４は、複合シート４０３と平坦化層１０２とを貼り合わせるために配置されている。第１の粘着層３０４としては、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂、シリコーン系樹脂、ウレタン系樹脂、ポリイミド系樹脂、ポリエステル系樹脂、ポリオレフィン系樹脂からなる常温で接着性を有する粘着シートを用いることができる。また、第１の粘着層３０４として、加熱により接着性を有するホットメルト樹脂を用いることができる。第１の粘着層３０４に導電性を持たせるために、金属フィラーや導電性樹脂、炭素粉末（カーボンブラック等）を混ぜ込むことができる。金属フィラーとしては、アルミニウムやニッケル等の一般的な金属粉末を用いることができ、導電性樹脂としてはポリアセチレンやポリチオフェン、ポリピロール等を用いることができる。また、第１の粘着層３０４の透過率は、シンチレータ層１０４により変換された光に対して透明であることが望ましく、特に波長５００〜６００ｎｍの領域において光透過率５０％以上であることが好ましい。

保護シート付きフィルム４０４は、複合フィルム４０３と剥離フィルム３０５を貼り合わせたものである。剥離フィルム３０５は、ＰＥＴやナイロン等の一般的な樹脂フィルムに離型剤（シリコーン系でもフッ素系でも非シリコーン系でもよい）を塗布したフィルムを用いることができる。

図４は、吸着台４０１での保護シート付きフィルム４０４の剥離帯電を示す図である。保護シート付きフィルム４０４は、取り扱い上の問題から、位置を十分合わせた上で装置の吸着台４０１に吸着させ、この後に、離形フィルム３０５を剥離する。この際、大きな剥離帯電が発生し、第１の粘着層３０４の表面に正の電荷が帯電する。特に、均一な力で剥離する機構等を有さない場合は、正の帯電は第１の粘着層３０４の表面に偏在してしまう。ここで、吸着台４０１は、転写台への移動や精度といった点から、通常ＳＵＳを用いるため、導電性であり、装置を通じて接地されている。吸着台４０１が導電性で接地されている場合は、静電誘導現象が発生し、除電ブロワ４０２等による除電は、非常に困難である。

図５は、複合フィルム４０３をセンサ基板１０７に転写する工程を示す図である。複合フィルム４０３の周辺部では、反射膜１０３が除去されている。すなわち、複合フィルム４０３は、中央部では、保護層１０１及び反射層１０３を有し、周辺部では、保護層１０１のみを有する。吸着台４０１は、平坦化層１０２及びシンチレータ層１０４が形成されたセンサ基板１０７上に移動される。複合フィルム４０３の第１の粘着層３０４をセンサ基板１０７の端部に接触させた後、転写ロール５０１を移動回転させることにより、複合フィルム４０３をセンサ基板１０７に転写する。この際、複合フィルム４０３は、吸着台４０１と接触することによる静電誘導現象により帯電していないように見えていたが、本来、複合フィルム４０３はプラスに帯電しており、吸着台４０１と引き離されると、静電誘導により見えていなかった静電気が発現する。

上記の理由により、複合フィルム４０３の第１の粘着層３０４は、正電荷に帯電しており、この状態で、更に接触帯電を伴い、センサ基板１０７上に転写及び接着されることになる。平坦化層１０２の上には、保護層１０１及び反射層１０３が形成される。平坦化層１０２及びシンチレータ層１０４がない領域では、センサ保護層１０６の上には、保護層１０１が設けられる。

平坦化層１０２は、上記の接触帯電を低減することができる。平坦化層１０２がない場合、複合フィルム４０３の第１の粘着層３０４が、転写時に、ポーラスなシンチレータ層１０４の粒子表面上に浸透する形となる。その結果、第１の粘着層３０４とシンチレータ層１０４との間では、接触面積が非常に大きくなる。

図６は、第１の粘着層３０４とシンチレータ層１０４の接触部の断面を示す走査電子顕微鏡（ＳＥＭ）による図面代用写真である。第１の粘着層３０４は、シンチレータ層１０４の粒子間に深く浸透している。第１の粘着層３０４とシンチレータ層１０４との間の接触面積は、非常に大きいことが分かる。その結果、第１の粘着層３０４とシンチレータ層１０４との間の接触帯電量が非常に多くなる。

平坦化層１０２がない場合、複合フィルム４０３の貼り合わせ工程中に発生した電荷は、貼り合わせ後も、シンチレータ層１０４と第１の粘着層３０４界面やシンチレータ層１０４中に偏在し続ける。このため、帯電が素子へ影響を及ぼし、光電変換部１０８の局所的な暗電流の増加により、画像中にアーチファクトのノイズが発生するという課題が生じる。

本実施形態では、シンチレータ層１０４の表面を平坦化するための平坦化層１０２を設ける。平坦化層１０２は、有機樹脂であり、粒子状のシンチレータ層１０４と第１の粘着層３０４との間に設けられる。シンチレータ層１０４の算術平均粗さＲａ１と平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２は、Ｒａ１＞Ｒａ２の関係を有する。なお、算術平均粗さＲａ１及びＲａ２の評価計算は、ＪＩＳ Ｂ０６０１（１９９４）・ＪＩＳ Ｂ００３１（１９９４）による方法である。

平坦化層１０２は、シンチレータ層１０４の表面を平坦化することができる。平坦化層１０２を設けることにより、複合フィルム４０３を転写する際、第１の粘着層３０４がシンチレータ層１０４の表面の粒子間に浸透することを防ぐことが可能となる。第１の粘着層３０４と平坦化層１０２との間では、第１の粘着層３０４とシンチレータ層１０４との間に比べ、接触面積が１／１０以下になり、接触帯電量が１／１０以下になる。

また、平坦化層１０２と第１の粘着層３０４は、相互に同一の樹脂により形成されていることが好ましい。また、平坦化層１０２と第１の粘着層３０４は、帯電列上、相互の隣接している樹脂により形成されていることが好ましい。また、平坦化層１０２と第１の粘着層３０４は、帯電列上負側に存在する樹脂により形成されていることが好ましい。その場合、平坦化層１０２と第１の粘着層３０４との接触時の接触帯電を減ずることが可能となる。

例えば、第１の粘着層３０４に用いる通常の粘着剤がアクリル系を多く用いていることを考えると、平坦化層１０２は、アクリル系樹脂、ポリアセテート系樹脂又はポリエチレン樹脂により形成されていることが好ましい。また、平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２は、小さいほど効果が大きいが、特にＲａ２≦１．５の関係を有すると好適に接触帯電を減ずることができる。

本実施形態では、例えば、ポリメチルメタアクリレート（ＰＭＭＡ）樹脂のトルエン溶液を基板にスプレー散布しつつ、低回転でスピンさせる方法により、平坦化層１０２を形成する。すなわち、ポリメチルメタアクリレート樹脂のトルエン溶液をスプレースピンすることにより、平坦化層１０２を形成する。この方法では、溶液の濃度を変化させることにより、膜厚の異なる平坦化層１０２を形成することが可能である。また、スピン回転数を変化させることにより、平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２を容易に変えることが可能である。

本実施形態によれば、シンチレータ層１０４と第１の粘着層３０４との間に平坦化層１０２を設けることにより、第１の粘着層３０４と平坦化層１０２との間の接触面積及び接触帯電量を低減することができる。これにより、光電変換部１０８の局所的な暗電流の増加を防止し、画像中のアーチファクトのノイズを防止することができる。

（第２の実施形態）
本発明の第２の実施形態は、第１の実施形態に対して、平坦化層１０２の形成方法が異なる。以下、本実施形態が第１の実施形態と異なる点を説明する。本実施形態では、アクリルエマルジョン水溶液をスプレースピンすることにより、平坦化層１０２を形成する。この場合、平坦化層１０２の厚みは、第１実施形態の場合に比べ、厚くすることが可能であるため、強固な平坦化層１０２を得ることが可能である。

（比較例）
図７に示す比較例について説明する。比較例は、平坦化層１０２を設けない放射線検出装置である。まず、最初の工程では、５５０ｍｍ×４４５ｍｍ×０．７ｔの無アルカリガラス基板の上に、アモルファスシリコン（非晶質シリコン）を用いた半導体薄膜を形成した。次いで、その上に、光を検出する複数の光電変換部１０８と、これらを駆動するための複数の配線とを形成した。光電変換部１０８は、光を電荷に変換する光電変換素子と薄膜トランジスタ（スイッチング素子）とを含む画素を行列状に複数有する。光電変換部１０８は、ここでは、２８１６×３４１６の画素から構成されている。光電変換部１０８のうちの外周部の各８画素は、センサ基板作成時、ドライエッチング等のプロセスマージン等を確保するために形成される所謂ダミー画素と呼ばれる画素であり、有効画素部の外周部の約１．２ｍｍの幅で形成されている。その後、センサ保護層１０６として、ＳｉＮｘ層及びポリイミド樹脂層を形成し、センサ基板を得た。

次の工程では、シンチレータ層１０４のペーストを準備した。シンチレータ層１０４は、日亜化学製 Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ（ＮＰ−３０１０）（２ｋｇ）を用い、日本香料製のターピネオール（１ｋｇ）に添加し、分散・撹拌した。なお、日機装製マイクロトラック２０００を用いて測定したシンチレータ層１０４の粒度分布中心値は６．２μｍであった。

次いで、上述の分散液を加熱（温度１５０°）しつつ、シンチレータ層１０４の粒子に対する体積比が２．５％となるように、溶剤系ポリビニルブチラール粉末を添加して溶解させ、完全な溶解を確認した後に室温まで自然冷却した。念のため、溶解物は、ＳＵＳメッシュのフィルタを通過させ、未溶解分を除去した。冷却後、２５℃、０．３ｒｐｍにおける回転粘度が５０Ｐａ・ｓとなるようにブチルカルビトールを添加し、スリットコーター用シンチレータ層１０４のペーストを得た。なお、調製後のペーストは、３本ロールミルを用いて十分に分散させ、最終的に粒ゲージを用い、分散度を測定したところ、２２．５μｍ以下に分散されていることを確認した。

以上の様にして得られたスリットコーター用シンチレータ層１０４のペーストを用いて、シンチレータ層１０４を形成するため、センサ基板１０７をスクリーンコーター上にセットし、スリットコートによる塗工を行った。具体的には、スリットコーターのダイヘッドリップ部と基板間のギャップを３３０μｍに固定し、ダイヘッドを５ｍｍ／ｓｅｃの速さで移動することにより塗工を行った。塗工後の基板を、ＩＲ乾燥機に投入し、１２０℃、４５分間乾燥させ、室温まで冷却させた後、乾燥機から取り出した。このようにして、センサ基板１０７上にシンチレータ層１０４を形成した。

次いで、キーエンス製ＬＴ−９０３０レーザー変位計を用い、シンチレータ層１０４の未塗布部と塗布部の差分を測定し、膜厚測定を行ったところ２００μｍであった。また、同じ装置で、シンチレータ層１０４の膜厚分布を測定し、このデータより計算した算術平均粗さＲａ１は２．３μｍであった。また、同様の条件で、素ガラス上に塗布したシンチレータ層１０４を作成し、１ｃｍ²の膜片を剥離し、この重量を測定することにより充填率を算出したところ６８％であった。

次に、図３に示す断面構造を有する複合フィルム４０３を準備し、ロールラミネータ装置の吸着台４０１に位置を合わせ、真空吸着させた。次いで、キーエンス社製ＳＪ−Ｅ 除電バーを吸着台４０１上の保護フィルム上部約２０ｃｍにセットし、０．２５ＭＰａの流量で除電を行いながら、５ｃｍ／秒の速度で離形フィルム３０５を剥離した。続いて、シンチレータ層１０４が形成されたセンサ基板１０７をロールラミネータ装置の転写台側にアライメントを合わせてセットした。この後、吸着台４０１を転写台上に移動させ、８ｃｍ／秒の速度で、複合フィルム４０３をセンサ基板１０７上のシンチレータ層１０４の上に転写した。さらに、その後、気泡を抜くために加圧脱泡を行い、電気実装と緩衝材の接着、及び電気回路の接続、機構部分への実装を行い、放射線検出装置を得た。

この放射線検出装置の電源を入れ、Ｘ線照射を行わず１０秒間アイドリングを実施し、その後、１秒間蓄積させた画像を取得し、暗電流の分布を調べた。図７に示すように、比較例では、面内に、正常部に比べ、最高１８％の高暗電流領域が２０個以上、円形の形を呈して確認できた。

（第３の実施形態）
図７に示す第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）の放射線検出装置１１の製造方法について説明する。第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）は、第１の実施形態の具体例である。まず、最初の工程では、比較例と同様の方法にて、センサ基板１０７を５枚得た。次の工程では、５枚のセンサ基板１０７に、比較例と同様の方法で、シンチレータ層１０４を形成し、この膜厚測定を行ったところ、全て２００μｍ前後であった。また、比較例と同様の条件で、シンチレータ層１０４の充填率を算出したところ、全て６８％前後であった。

次の工程では、これらの５枚のシンチレータ層１０４が形成されたセンサ基板１０７について、光電変換部１０８以外の領域が保護されるようタック性を有する低粘着のマスキングテープにてマスキングし、スピンコーター上にセットした。次に、ポリメチルメタアクリレート（ローム アンド ハース社製パラロイドＢ７２）２．５重量部をトルエン１０００重量部に溶解した液を準備した。次いで、スピンコーター上のセンサ基板１０７を回転数１０ｒｐｍにて回転させ、１０秒間の間、上記の溶液をスプレー散布した後、一定の回転数で４５秒間スピンさせ、８０℃の温風雰囲気中に５分間晒すことにより、乾燥を行った。

ここで、上記のスプレー後の回転数は、第３の実施形態の（ａ）では６０ｒｐｍ、第３の実施形態の（ｂ）では８０ｒｐｍ、第３の実施形態の（ｃ）では１００ｒｐｍ、第３の実施形態の（ｄ）では１２０ｒｐｍ、第３の実施形態の（ｅ）では１４０ｒｐｍとした。このようにして、スプレースピンすることにより、様々な算術平均粗さＲａ２を有する平坦化層１０２を形成した。

第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）について、比較例と同じ装置で、平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２を測定及び計算した。平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２は、第３の実施形態の（ａ）では２．０μｍ、第３の実施形態の（ｂ）では１．５μｍ、第３の実施形態の（ｃ）では１．１μｍ、第３の実施形態の（ｄ）では１．１μｍ、第３の実施形態の（ｅ）では０．５μｍであった。

次の工程では、比較例と同様の複合フィルム４０３を、比較例と同様の条件で、センサ基板１０７上のシンチレータ層１０４の上に転写した。さらに、比較例と同様に、気泡を抜くために加圧脱泡を行い、電気実装と緩衝材の接着、及び電気回路の接続、機構部分への実装を行い、第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）の平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２が異なる放射線検出装置１１を得た。

第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）の放射線検出装置１１の暗電流の分布を、比較例と同様の方法にて調べた。第３の実施形態の（ａ）では、面内に、正常部に比べ最高１０％の高暗電流領域が１２個以上、円形の形を呈して確認できた。また、第３の実施形態の（ｂ）では、面内に、正常部に比べ最高３％の比較的軽微な高暗電流領域が３個以上、円形の形を呈して確認できた。また、第３の実施形態の（ｃ）〜（ｅ）では、高暗電流領域を確認することはできなかった。

以上の結果より、第３の実施形態の（ａ）〜（ｅ）は、比較例に比べ、平坦化層１０２を設けることにより、有効に接触帯電を軽減でき、高暗電流領域によるアーチファクトを低減できることがわかる。シンチレータ層１０４の算術平均粗さＲａ１と平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２は、Ｒａ１＞Ｒａ２の関係を有する。特に、第３の実施形態の（ｂ）〜（ｅ）は、Ｒａ２≦１．５の関係を有し、有効に接触帯電を軽減でき、高暗電流領域によるアーチファクトを低減できることがわかる。

（第４の実施形態）
図７に示す第４の実施形態の放射線検出装置１１の製造方法について説明する。第４の実施形態は、第２の実施形態の具体例である。まず、比較例と同様の方法で、センサ基板１０７を得た。また、このセンサ基板１０７に、比較例と同様の方法で、シンチレータ層１０４を形成し、この膜厚測定を行ったところ２００μｍ前後であった。また、比較例と同様の条件で、シンチレータ層１０４の充填率を算出したところ６８％前後であった。このシンチレータ層１０４が形成されたセンサ基板１０７について、光電変換部１０８以外の領域が保護されるように、タック性を有する低粘着のマスキングテープにてマスキングし、スピンコーター上にセットした。

次に、アクリルエマルジョン（ダウ・ケミカル社製 プライマルＢ７４）水溶液を準備した。次に、スピンコーター上のセンサ基板１０７を回転数１０ｒｐｍにて回転させ、１０秒間の間、上記のアクリルエマルジョン水溶液をスプレー散布した後、回転数８０ｒｐｍで１８０秒間スピンさせ、１５０℃の温風雰囲気中に２０分間晒すことにより乾燥した。このようにして、スプレースピンすることにより、平坦化層１０２を形成した。比較例と同じ装置で、測定及び計算した平坦化層１０２の算術平均粗さＲａ２は０．８μｍであった。

次いで、比較例と同様の複合フィルム４０３を、比較例と同様の条件で、センサ基板１０７上のシンチレータ層１０４の上に転写した。さらに、比較例と同様に、気泡を抜くために加圧脱泡を行い、電気実装と緩衝材の接着、及び電気回路の接続、機構部分への実装を行い、放射線検出装置１１を得た。

この放射線検出装置１１の暗電流の分布を、比較例と同様の方法で調べたところ、高暗電流領域を確認することはできなかった。以上の結果より、本実施形態は、アクリルエマルジョン水溶液を用いて作成した平坦化層１０２を設けることにより、高電流領域によるアーチファクトを低減できることがわかる。

なお、上記実施形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

１０２ 平坦化層、１０４ シンチレータ層、１０７ センサ基板、１０８ 光電変換部、３０４ 第１の粘着層

Claims (15)

1. 光を電荷に変換する光電変換部を有する基板と、
   前記基板の上に形成され、放射線を光に変換するシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層の上に形成され、前記シンチレータ層の表面を平坦化する平坦化層と、
   前記平坦化層の上に形成されている第１の粘着層と
   を有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記シンチレータ層の算術平均粗さＲａ１と前記平坦化層の算術平均粗さＲａ２は、Ｒａ１＞Ｒａ２の関係を有することを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
3. 前記平坦化層の算術平均粗さＲａ２は、Ｒａ２≦１．５の関係を有することを特徴とする請求項１又は２記載の放射線検出装置。
4. 前記平坦化層と前記第１の粘着層は、相互に同一の樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
5. 前記平坦化層と前記第１の粘着層は、帯電列上、相互に隣接している樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
6. 前記平坦化層は、帯電列上負側に存在する樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
7. 前記平坦化層は、アクリル系樹脂、ポリアセテート系樹脂又はポリエチレン樹脂により形成されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
8. さらに、前記第１の粘着層の上に形成されている反射層を有することを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
9. さらに、前記反射層の上に形成されている第２の粘着層を有することを特徴とする請求項８記載の放射線検出装置。
10. さらに、前記第２の粘着層の上に形成されている保護層を有することを特徴とする請求項９記載の放射線検出装置。
11. 前記光電変換部は、光を電荷に変換する光電変換素子を含む画素を行列状に複数有することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
12. 請求項１〜１１のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
    放射線を発生する放射線源と
    を有することを特徴とする放射線検出システム。
13. 光を電荷に変換する光電変換部を有する基板の上に、放射線を光に変換するシンチレータ層を形成する工程と、
    前記シンチレータ層の上に、前記シンチレータ層の表面を平坦化する平坦化層を形成する工程と、
    前記平坦化層の上に第１の粘着層を形成する工程と
    を有することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
14. 前記平坦化層を形成する工程では、ポリメチルメタアクリレート樹脂のトルエン溶液をスプレースピンすることにより、前記平坦化層を形成することを特徴とする請求項１３記載の放射線検出装置の製造方法。
15. 前記平坦化層を形成する工程では、アクリルエマルジョン水溶液をスプレースピンすることにより、前記平坦化層を形成することを特徴とする請求項１３記載の放射線検出装置の製造方法。