JP2018119849A - 放射線検出器、放射線検出器の製造装置、および放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレータの周縁領域における感度特性を向上させることができる放射線検出器、放射線検出器の製造装置、および放射線検出器の製造方法を提供することである。【解決手段】実施形態に係る放射線検出器は、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、前記複数の光電変換部の上に設けられ、中央領域の外側に位置する周縁領域の厚みが外側になるに従い薄くなるシンチレータと、前記シンチレータの中央領域における放射線の第１の入射面と、前記シンチレータの周縁領域における放射線の第２の入射面の少なくとも一部と、を覆う第１の反射部と、前記第１の反射部の、前記第１の入射面を覆う部分を覆う第２の反射部と、ハット形状を呈し、前記第１の反射部と、前記第２の反射部と、を覆う防湿体と、前記防湿体のつば部と、前記アレイ基板と、の間に設けられた接着層と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器、放射線検出器の製造装置、および放射線検出器の製造方法に関する。

放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、Ｘ線を可視光すなわち蛍光に変換するシンチレータと、蛍光を信号電荷に変換する光電変換部を有するアレイ基板とが設けられている。
また、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータの上に反射層をさらに設けている。一般的に、反射層は、光散乱性を有する粒子、樹脂、および溶媒からなる材料をシンチレータの上に塗布し、これを乾燥させることで形成される。

ここで、真空蒸着法を用いてシンチレータを形成すると、柱状結晶の集合体からなるシンチレータが形成される。柱状結晶を有するシンチレータの上に、光散乱性を有する粒子、樹脂、および溶媒からなる材料を塗布すると、材料が柱状結晶同士の間の隙間に入り込む。この場合、シンチレータにおいて発生し光電変換部側に向かう光が、柱状結晶同士の間に設けられた光散乱性を有する粒子に入射すると、入射した光は光電変換部側とは反対側に向けて反射されてしまう。そのため、柱状結晶同士の間に光散乱性を有する粒子が設けられないようにすることが好ましい。

また、反射層は、アルミニウムなどの金属をシンチレータの上に成膜することで形成することもできるが、アルミニウムなどの金属を用いた反射層は、光散乱性を有する粒子を含む反射層に比べて反射率が低くなるという問題がある。

そこで、光散乱性を有する粒子を含む樹脂シートを反射層とする技術が提案されている。 ところが、真空蒸着法を用いて形成されたシンチレータの周縁領域の厚みは、外側になるに従い薄くなっている。そのため、シンチレータの周縁領域におけるＸ線の入射面は、中央領域におけるＸ線の入射面と交差する傾斜面となっている。
この場合、十分な反射率を得るために樹脂シートの厚みを厚くすると元の形状に戻ろうとする弾性力が大きくなるので、シンチレータの周縁領域において、Ｘ線の入射面と樹脂シートとの間に隙間が生じ易くなる。

シンチレータパネルのようにアレイ基板とシンチレータとを別々に作成する場合には、傾斜面がアレイ基板側（Ｘ線の入射側とは反対側）になるようにすることができる。そのため、厚みの厚い一枚の樹脂シートでシンチレータのＸ線の入射側を覆うことができる。しかしながら、真空蒸着法を用いてシンチレータをアレイ基板の上に直接形成する場合には、傾斜面がＸ線の入射側になる。そのため、厚みの厚い一枚の樹脂シートでシンチレータのＸ線の入射側を覆うことが困難となる。

この場合、傾斜面に樹脂シートを設けないようにすると、シンチレータの周縁領域における感度特性が低くなるので、平面視におけるシンチレータの周縁領域と有効画素領域との間の距離を長くする必要がある。シンチレータの周縁領域と有効画素領域との間の距離を長くすると、アレイ基板の小型化、ひいてはＸ線検出器の小型化が困難となる。
そこで、シンチレータをアレイ基板の上に直接形成する場合であっても、シンチレータの周縁領域における感度特性を向上させることができる技術の開発が望まれていた。

特許第５５９７３５４号公報

本発明が解決しようとする課題は、シンチレータの周縁領域における感度特性を向上させることができる放射線検出器、放射線検出器の製造装置、および放射線検出器の製造方法を提供することである。

実施形態に係る放射線検出器は、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、前記複数の光電変換部の上に設けられ、中央領域の外側に位置する周縁領域の厚みが外側になるに従い薄くなるシンチレータと、前記シンチレータの中央領域における放射線の第１の入射面と、前記シンチレータの周縁領域における放射線の第２の入射面の少なくとも一部と、を覆う第１の反射部と、前記第１の反射部の、前記第１の入射面を覆う部分を覆う第２の反射部と、ハット形状を呈し、前記第１の反射部と、前記第２の反射部と、を覆う防湿体と、前記防湿体のつば部と、前記アレイ基板と、の間に設けられた接着層と、を備えている。

本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出器１の模式断面図である。 他の実施形態に係る第１の反射部６ａの固定を例示するための模式断面図である。 製造装置１００を例示するための模式断面図である。

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。

（Ｘ線検出器）
まず、本発明の実施形態に係るＸ線検出器１について例示をする。
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
図２は、Ｘ線検出器１の模式断面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図２においては、信号処理部３、画像処理部４などを省いて描いている。

放射線検出器であるＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサである。Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、Ｘ線検出器１の用途は、一般医療に限定されるわけではない。

図１および図２に示すように、Ｘ線検出器１には、アレイ基板２、信号処理部３、画像処理部４、シンチレータ５、反射層６、防湿体７、および接着層８が設けられている。

アレイ基板２は、シンチレータ５によりＸ線から変換された蛍光（可視光）を電気信号に変換する。
アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、データライン（又はシグナルライン）２ｃ２、配線パッド２ｄ１、２ｄ２、および保護層２ｆなどを有する。
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２の数などは例示をしたものに限定されるわけではない。

基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の表面に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、矩形状を呈したものとすることができる。光電変換部２ｂは、平面視において、複数の制御ライン２ｃ１と、複数のデータライン２ｃ２と、により画された複数の領域のそれぞれに設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。光電変換部２ｂは、対応する制御ライン２ｃ１と対応するデータライン２ｃ２とに電気的に接続されている。
なお、１つの光電変換部２ｂは、Ｘ線画像の１つの画素（pixel）に対応する。

複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２が設けられている。
また、光電変換素子２ｂ１において変換した電荷が供給される蓄積キャパシタを設けることができる。蓄積キャパシタは、例えば、矩形平板状を呈し、薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタを兼ねることができる。なお、以下においては、一例として、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタを兼ねる場合を例示する。

光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、蓄積キャパシタの役割をはたす光電変換素子２ｂ１への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極は、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極は、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極は、対応する光電変換素子２ｂ１と電気的に接続される。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側は、対応する図示しないバイアスラインと電気的に接続される。なお、バイアスラインが設けられない場合には、光電変換素子２ｂ１のアノード側はバイアスラインに代えてグランドに電気的に接続される。

制御ライン２ｃ１は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、例えば、行方向に延びている。
１つの制御ライン２ｃ１は、アレイ基板２の周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた制御回路と電気的に接続されている。

データライン２ｃ２は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。データライン２ｃ２は、例えば、行方向に直交する列方向に延びている。
１つのデータライン２ｃ２は、アレイ基板２の周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた信号検出回路と電気的に接続されている。

保護層２ｆは、基板２ａの上に設けられた光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２などを覆っている。保護層２ｆは、絶縁性を有する。保護層２ｆは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも１種を含むものとすることができる。

信号処理部３は、アレイ基板２の、シンチレータ５側とは反対側に設けられている。
信号処理部３には、制御回路と、信号検出回路とが設けられている。
制御回路は、薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替える。
制御回路には、画像処理部４などから制御信号Ｓ１が入力される。制御回路は、Ｘ線画像の走査方向に従って、制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力する。
例えば、制御回路は、フレキシブルプリント基板２ｅ１と制御ライン２ｃ１とを介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次入力する。制御ライン２ｃ１に入力された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、蓄積キャパシタの役割をはたす光電変換素子２ｂ１からの電荷（画像データ信号Ｓ２）が受信できるようになる。

信号検出回路は、複数の積分アンプ、選択回路、およびＡＤコンバータなどを有する。 １つの積分アンプは、１つのデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。積分アンプは、光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２を順次受信する。そして、積分アンプは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路へ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン２ｃ２を流れる電流の値（電荷量）を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプは、シンチレータ５において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。
選択回路は、読み出しを行う積分アンプを選択し、電位情報へと変換された画像データ信号Ｓ２を順次読み出す。
ＡＤコンバータは、読み出された画像データ信号Ｓ２をデジタル信号に順次変換する。デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、画像処理部４に入力される。

画像処理部４は、デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２に基づいてＸ線画像を構成する。
画像処理部４は、信号処理部３と一体化されている。なお、画像処理部４は、配線を介して、信号処理部３の信号検出回路と電気的に接続されていてもよい。

シンチレータ５は、複数の光電変換部２ｂの上に設けられ、入射するＸ線を可視光すなわち蛍光に変換する。シンチレータ５は、有効画素領域（基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域）Ａを覆うように設けられている。
シンチレータ５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいは臭化セシウム（ＣｓＢｒ）：ユーロピウム（Ｅｕ）などを用いて形成することができる。シンチレータ５は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ５とすることができる。この場合、柱状結晶の太さ寸法は、最表面で３μｍ〜８μｍ程度とすることができる。シンチレータ５の厚み寸法は、例えば、６００μｍ程度とすることができる。

柱状結晶の集合体は、ファイバープレートのような効果を発現する。そのため、シンチレータ５のある一点で生じた蛍光は、面方向における散乱が抑制された状態で光電変換部２ｂに到達する。その結果、Ｘ線画像の解像度を向上させることができる。なお、柱状結晶同士の間には、物質が充填されていない隙間が形成されている。隙間は、大気（空気）や酸化防止用の窒素などの不活性ガスが満たされているようにすることもできるし、大気圧よりも減圧されているようにすることもできる。

真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成する際には、シンチレータ５が、アレイ基板２の周縁近傍に位置する防湿体７のつば部７ｃが接着される領域や、配線パッド２ｄ１、２ｄ２の上に形成されないようにする必要がある。そのため、蒸着工程においては、蒸着材料がアレイ基板２の周縁近傍に到達しないようにマスクが用いられる。このマスクにおいては、アレイ基板２の有効画素領域Ａに対峙する部分は開口し、その他の部分は開口していない。しかしながら、この様なマスクを用いても、平面視においてマスクの開口端から外側にも蒸着材料が侵入する。そして、逆にマスク開口部分の端部では、近傍のマスクが蒸着材料到達に対して障害となり、マスクから十分な距離がある部分と比較して、膜厚が薄くなる傾向がある。そのため、図２に示すように、シンチレータ５の中央領域の外側に位置する周縁領域は、外側になるに従い厚みが薄くなる。すなわち、シンチレータ５は、中央領域におけるＸ線の第１の入射面５ａと、周縁領域におけるＸ線の第２の入射面５ｂとを有している。第２の入射面５ｂは、第１の入射面５ａと交差している。第１の入射面５ａは、基板２ａの表面と対峙している。第１の入射面５ａは、基板２ａの表面とほぼ平行な面となっている。第２の入射面５ｂは、基板２ａの表面に対して傾斜している傾斜面となっている。

反射層６は、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために設けられている。すなわち、反射層６は、シンチレータ５において生じた蛍光のうち、光電変換部２ｂが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換部２ｂに向かうようにする。

ここで、柱状結晶を有するシンチレータ５の上に、光散乱性を有する粒子、樹脂、および溶媒からなる材料を塗布し、これを乾燥させることで反射層を形成することもできる。ところが、この様にすると、材料が柱状結晶同士の間の隙間に侵入し、材料が表面からある程度の深さ入り込んだ位置で乾燥（固化）する。シンチレータ５において発生し、光電変換部２ｂ側とは反対側に向かう光が、柱状結晶同士の間に設けられた光散乱性を有する粒子に入射すると、入射した光は光電変換部２ｂ側に向けて反射される。ところが、シンチレータ５において発生し、光電変換部２ｂ側に向かう光が、柱状結晶同士の間に設けられた光散乱性を有する粒子に入射すると、少なくとも入射した光の一部は光電変換部２ｂ側とは反対側に向けて反射されてしまう。

この場合、材料が入り込む深さは、材料の粘度や、柱状結晶同士の間の隙間寸法のばらつきなどの影響を受けるため、制御が難しい。
そのため、柱状結晶同士の間に光散乱性を有する粒子が設けられないようにすることが好ましい。

また、反射層は、アルミニウムなどの金属をシンチレータ５の上に成膜することで形成することもできるが、アルミニウムなどの金属を用いた反射層は、光散乱性を有する粒子を含む反射層に比べて反射率が低くなるという問題がある。

そのため、本実施の形態に係る反射層６は、シート状を呈する第１の反射部６ａと第２の反射部６ｂとを有している。
第１の反射部６ａは、シンチレータ５の第１の入射面５ａを覆っている。また、第１の反射部６ａは、少なくともシンチレータ５の第２の入射面５ｂの一部を覆っている。
第１の反射部６ａの材料は、例えば、樹脂を含むシート状の基材と、基材の内部に設けられた光散乱性を有する複数の粒子と、を有するものとすることができる。光散乱性を有する粒子は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなるサブミクロン粒子とすることができる。樹脂は、例えば、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ:polyethylene terephthalate）などとすることができる。光散乱性を有する粒子の含有量は、例えば、５ｗｔ％以上とすることができる。

ここで、十分な反射率を得るために第１の反射部６ａの厚みを厚くすると、元の形状に戻ろうとする力（弾性力）が大きくなる。第１の反射部６ａの周縁近傍は、シンチレータ５の第２の入射面５ｂに設けられるので、弾性力が大きくなるとシンチレータ５の第２の入射面５ｂと第１の反射部６ａとの間に隙間が生じやすくなる。第２の入射面５ｂと第１の反射部６ａとの間に隙間が生じると、第１の反射部６ａにより反射した光が隣接する領域に混入し易くなる。

そのため、第１の反射部６ａの厚みは、第２の反射部６ｂの厚みよりも薄くなっている。第１の反射部６ａの厚みが薄ければ、弾性力が小さくなるので第１の反射部６ａの周縁近傍を第２の入射面５ｂに密着させるのが容易となる。本発明者の得た知見によれば、第１の反射部６ａの厚みを１００μｍ以下とすれば、第１の反射部６ａの周縁近傍を第２の入射面５ｂに密着させるのが容易となる。

ここで、接着剤を用いて第１の反射部６ａをシンチレータ５に接着すると、接着剤が柱状結晶同士の間の隙間に侵入する。接着剤が入り込む深さは、接着剤の粘度や、柱状結晶同士の間の隙間寸法のばらつきなどの影響を受けるため、制御が難しい。そのため、感度特性に面内分布が生じるおそれがある。

図２に例示をした、第１の反射部６ａは、シンチレータ５の上に直接設けられている。すなわち、第１の反射部６ａはシンチレータ５の上に載置され、接着剤による固定は行われていない。

図３は、他の実施形態に係る第１の反射部６ａの固定を例示するための模式断面図である。
図３に示すように、第１の反射部６ａは、粘着層９を用いてシンチレータ５の上に固定することもできる。粘着層９は、第１の反射部６ａとシンチレータ５との間に設けられている。粘着層９は、例えば、厚みが５μｍ程度の両面テープなどとすることができる。粘着層９が両面テープなどであれば、粘着層９が柱状結晶同士の間の隙間に侵入するのを抑制することができるので、感度特性に面内分布が生じるのを抑制することができる。

この場合、第１の反射部６ａの一方の面に粘着層９を貼り付け、粘着層９が貼り付けられた第１の反射部６ａをシンチレータ５に固定するようにすれば、作業性を向上させることができる。

図２および図３に示すように、第２の反射部６ｂは、第１の反射部６ａの上に設けられている。第２の反射部６ｂは、第１の反射部６ａの、シンチレータ５の第１の入射面５ａを覆う部分を覆っている。第２の反射部６ｂは第１の反射部６ａの上に載置され、接着剤による固定は行われていない。
この場合、図２に例示をした第１の反射部６ａと第２の反射部６ｂは、ハット形状を呈する防湿体７とシンチレータ５との間に挟まれることで保持されている。
図３に例示をした第１の反射部６ａは粘着層９により固定され、第２の反射部６ｂは、ハット形状を呈する防湿体７とシンチレータ５との間に挟まれることで保持されている。

第２の反射部６ｂは、平坦なシート状を呈し、シンチレータ５の第１の入射面５ａと対峙している。第２の反射部６ｂは、シンチレータ５の第２の入射面５ｂとは対峙していない。第２の反射部６ｂにはシンチレータ５の形状に合わせて変形させる部分がないので、第２の反射部６ｂの厚みを厚くしても第２の反射部６ｂと第１の反射部６ａとの間に隙間が生じることがない。

第２の反射部６ｂの材料は、第１の反射部６ａの材料と同じとすることができる。この場合、第２の反射部６ｂの厚みを厚くすれば光散乱性を有する粒子の含有量を多くすることができるので反射率を高くすることができる。例えば、第２の反射部６ｂの厚みを１８０μｍ程度とすれば、第２の反射部６ｂの厚みが１００μｍ程度の場合に比べて感度特性を２０％程度高くすることができる。
本発明者の得た知見によれば、第２の反射部６ｂの材料が第１の反射部６ａの材料と同じである場合には、第２の反射部６ｂの厚みは第１の反射部６ａの厚みの３倍以上とすることが好ましい。例えば、第２の反射部６ｂの厚みを１５０μｍ程度とし、第１の反射部６ａの厚みを５０μｍ程度とすることができる。

なお、第２の反射部６ｂに含まれる光散乱性を有する粒子の含有量と、第１の反射部６ａに含まれる光散乱性を有する粒子の含有量とが異なるようにすることもできる。この場合、第２の反射部６ｂに含まれる粒子の含有量を第１の反射部６ａに含まれる粒子の含有量より多くすれば、その分第２の反射部６ｂの厚みを薄くすることができる。

本実施の形態に係る反射層６とすれば、シンチレータ５の周縁領域において感度特性が低くなるのを抑制することができる。そのため、平面視におけるシンチレータ５の周縁領域と有効画素領域Ａとの間の距離を短くすることができるので、アレイ基板２の小型化、ひいてはＸ線検出器１の小型化を図ることが可能となる。

また、第１の反射部６ａの周縁近傍を第２の入射面５ｂに密着させることができるので、第１の反射部６ａにより反射した光が隣接する領域に混入するのを抑制することができる。 また、第１の反射部６ａは、柱状結晶同士の間の隙間に侵入することがないので、感度特性に面内分布が生じるのを抑制することができる。

防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ５または反射層６の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。
防湿体７は、ハット形状を呈し、表面部７ａ、周面部７ｂ、およびつば（鍔）部７ｃを有する。
表面部７ａ、周面部７ｂ、およびつば部７ｃは一体成形されたものとすることができる。

防湿体７は、透湿係数の小さい材料から形成することができる。
例えば、表面部７ａ、周面部７ｂ、およびつば部７ｃは、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂層と無機材料（アルミニウムなどの軽金属、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などのセラミック系材料）の層が積層された低透湿防湿材料などから形成することができる。例えば、表面部７ａ、周面部７ｂ、およびつば部７ｃは、厚み寸法が５０μｍのアルミニウム箔をプレス成形して形成することができる。

表面部７ａは、シンチレータ５のＸ線の第１の入射面５ａと対峙している。表面部７ａは、シンチレータ５の、複数の光電変換部２ｂ側とは反対側に位置している。表面部７ａと第１の入射面５ａとの間には、第１の反射部６ａの中央領域と第２の反射部６ｂが設けられている。

周面部７ｂは、表面部７ａの周縁を囲むように設けられている。周面部７ｂは、表面部７ａの周縁から基板２ａに向けて延びている。周面部７ｂは、シンチレータ５の第２の入射面５ｂと対峙している。周面部７ｂは、シンチレータ５の側面側に位置している。周面部７ｂと第２の入射面５ｂとの間には、第１の反射部６ａの周縁領域が設けられている。
すなわち、表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の内部には、シンチレータ５と反射層６が設けられている。すなわち、防湿体７は、第１の反射部６ａと第２の反射部６ｂとを覆っている。

表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の圧力は、大気圧よりも低くすることができる。例えば、表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の圧力は、１０ｋＰａ程度とすることができる。

つば部７ｃは、周面部７ｂの、表面部７ａ側とは反対側の端部を囲むように設けられている。つば部７ｃは、周面部７ｂの端部から外側に向けて延びている。つば部７ｃは、シンチレータ５の外側に位置している。つば部７ｃの平面形状は、枠状となっている。

接着層８は、防湿体７のつば部７ｃと、アレイ基板２の、光電変換部２ｂが設けられる側の面との間に設けられている。接着層８は、接着剤が硬化することで形成されたものである。接着剤は、透湿係数と、防湿体７とアレイ基板２との接着性を考慮して選択する。接着剤は、例えば、紫外線硬化型のエポキシ系接着剤や、熱硬化型のエポキシ系接着剤などとすることができる。また、接着層８の透湿係数を低くするために、無機材料からなるフィラーが添加された接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ系の接着剤にタルク（滑石：Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０（ＯＨ）_２）からなるフィラーを７０重量％以上添加すれば、接着層８の透湿係数を大幅に低減させることができる。

（Ｘ線検出器の製造装置）
次に、本発明の実施形態に係るＸ線検出器の製造装置１００（以下、単に、製造装置１００と称する）について例示をする。
製造装置１００は、図３に例示をした粘着層９を有するＸ線検出器１を製造する際に用いることができる。すなわち、製造装置１００は、粘着層９を用いて第１の反射部６ａをシンチレータ５の上に固定する際に用いることができる。

図４は、製造装置１００を例示するための模式断面図である。
図４に示すように、製造装置１００には、袋状部１０１および排気部１０２が設けられている。

袋状部１０１は、袋状を呈し、一方の端部が開口している。袋状部１０１は、樹脂やゴムなどの柔軟な材料から形成されている。袋状部１０１の内部には、シンチレータ５が形成されたアレイ基板２と、粘着層９を介してシンチレータ５の上に載置された第１の反射部６ａとが収納される。

排気部１０２は、袋状部１０１の開口端と接続されている。排気部１０２は、袋状部１０１の内部にある空気を排出する。排気部１０２は、例えば、真空ポンプや排気ブロアなどとすることができる。

次に、製造装置１００の作用について説明する。
まず、袋状部１０１の内部に、シンチレータ５が形成されたアレイ基板２と、粘着層９を介してシンチレータ５の上に載置された第１の反射部６ａとを収納する。
次に、図４に示すように、袋状部１０１の開口端を排気部１０２に接続する。
次に、排気部１０２は、袋状部１０１の内部にある空気を排出する。
すると、袋状部１０１の内部の圧力が袋状部１０１の外部の圧力よりも低くなるので、袋状部１０１の内部にある第１の反射部６ａが均一な圧力でシンチレータ５に押さえつけられる。第１の反射部６ａは厚みの薄い樹脂シートであるため、第１の反射部６ａはシンチレータ５の第１の入射面５ａおよび第２の入射面５ｂに倣って変形する。そのため、第１の反射部６ａは、粘着層９を介して第１の入射面５ａおよび第２の入射面５ｂに密着する。
以上の様にして、第１の反射部６ａがシンチレータ５の第１の入射面５ａおよび第２の入射面５ｂに倣って貼り付けられる。

（Ｘ線検出器の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るＸ線検出器１の製造方法について例示をする。
まず、基板２ａ上に光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、配線パッド２ｄ１、２ｄ２、および保護層２ｆなどを順次形成してアレイ基板２を作成する。アレイ基板２は、例えば、半導体製造プロセスを用いて作成することができる。

次に、アレイ基板２の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域の上に、Ｘ線を蛍光に変換するシンチレータ５を形成する。シンチレータ５は、例えば、真空蒸着法などを用いて、ヨウ化セシウム：タリウムからなる膜を成膜することで形成することができる。この場合、シンチレータ５の厚みは、６００μｍ程度とすることができる。
前述したように、蒸着工程においては、蒸着材料がアレイ基板２の周縁近傍に到達しないようにマスクが用いられる。そのため、シンチレータ５の周縁領域は、外側になるに従い厚みが薄くなり、第１の入射面５ａと交差する第２の入射面５ｂが形成される。

次に、第１の反射部６ａをシンチレータ５の上に載置する。
なお、粘着層９を用いてシンチレータ５の上に第１の反射部６ａを固定することもできる。第１の反射部６ａの固定は、例えば、前述した製造装置１００を用いて行うことができる。製造装置１００を用いれば、大気圧により、第１の反射部６ａをシンチレータ５に押し付けることができる。
次に、第２の反射部６ｂを第１の反射部６ａの上に載置する。

次に、以下のようにして、ハット形状の防湿体７をアレイ基板２上に接着し、防湿体７と接着層８によりシンチレータ５と反射層６を封止する。
まず、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃを一体成形してハット形状の防湿体７を作成する。ハット形状の防湿体７は、例えば、厚みが０．１ｍｍのアルミニウム箔をプレス成形して形成することができる。

続いて、つば部７ｃの表面（接着面）を清浄化し、清浄化したつば部７ｃの表面に所定の量の接着剤を塗布する。接着剤の塗布は、ディスペンサー装置を用いて行うことができる。なお、接着剤は、アレイ基板２上に塗布してもよい。

続いて、つば部７ｃに接着剤が塗布されたハット形状の防湿体７をシンチレータ５および反射層６にかぶせ、つば部７ｃとアレイ基板２とを接着する。接着は、大気圧よりも減圧された環境において行うことができる。接着剤が硬化することで接着層８が形成され、防湿体７がアレイ基板２に固定される。なお、接着剤の硬化は、大気圧よりも減圧された環境において行うこともできるし、大気圧の環境において行うこともできる。

大気圧よりも減圧された環境において防湿体７をアレイ基板２に接着することで、防湿体７の内部に水蒸気を含む空気が収納されるのを抑制することができる。また、航空機によりＸ線検出器１を輸送する場合などのようにＸ線検出器１が大気圧よりも減圧された環境に置かれる場合であっても、防湿体７の内部にある空気により防湿体７が膨張したり変形したりするのを抑制することができる。
また、大気圧により防湿体７が押さえつけられるので、第１の反射部６ａと第２の反射部６ｂが防湿体７とシンチレータ５との間に挟まれることで保持される。

次に、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２を介して、アレイ基板２と信号処理部３を電気的に接続する。
その他、回路部品などを適宜実装する。

次に、図示しない筐体の内部に、防湿体７が接着されたアレイ基板２、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２、信号処理部３、画像処理部４などを格納する。
そして、必要に応じて、光電変換部２ｂの異常の有無や電気的な接続の異常の有無を確認する電気試験、Ｘ線画像試験などを行う。
以上のようにして、Ｘ線検出器１を製造することができる。
なお、製品の防湿信頼性や温度環境変化に対する信頼性を確認するために、高温高湿試験、冷熱サイクル試験などを実施することもできる。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ線検出器１の製造方法は、以下の工程を備えることができる。
アレイ基板２の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域の上に、中央領域の外側に位置する周縁領域の厚みが外側になるに従い薄くなるシンチレータ５を形成する工程。
シンチレータ５の中央領域におけるＸ線の第１の入射面５ａと、シンチレータ５の周縁領域におけるＸ線の第２の入射面５ｂの少なくとも一部と、を覆う第１の反射部６ａをシンチレータ５の上に載置する工程。
第１の反射部６ａの、第１の入射面５ａを覆う部分を覆う第２の反射部６ｂを第１の反射部６ａの上に載置する工程。
ハット形状を呈し、第１の反射部６ａと、第２の反射部６ｂと、を覆う防湿体７をアレイ基板２に接着する工程。

また、第１の反射部６ａをシンチレータ５の上に載置する工程において、粘着層９を介して、第１の反射部６ａをシンチレータ５の上に載置することができる。
この場合、大気圧により、第１の反射部６ａをシンチレータ５に押し付けることができる。

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。

１ Ｘ線検出器、２ アレイ基板、２ａ 基板、２ｂ 光電変換部、２ｂ１ 光電変換素子、３ 信号処理部、４ 画像処理部、５ シンチレータ、５ａ 第１の入射面、５ｂ 第２の入射面、６ 反射層、６ａ 第１の反射部、６ｂ 第２の反射部、７ 防湿体、８ 接着層、９ 粘着層、１００ 製造装置、１０１ 袋状部、１０２ 排気部

Claims (9)

1. 複数の光電変換部を有するアレイ基板と、
   前記複数の光電変換部の上に設けられ、中央領域の外側に位置する周縁領域の厚みが外側になるに従い薄くなるシンチレータと、
   前記シンチレータの中央領域における放射線の第１の入射面と、前記シンチレータの周縁領域における放射線の第２の入射面の少なくとも一部と、を覆う第１の反射部と、
   前記第１の反射部の、前記第１の入射面を覆う部分を覆う第２の反射部と、
   ハット形状を呈し、前記第１の反射部と、前記第２の反射部と、を覆う防湿体と、
   前記防湿体のつば部と、前記アレイ基板と、の間に設けられた接着層と、
   を備えた放射線検出器。
2. 前記第１の反射部の厚みは、前記第２の反射部の厚みよりも薄い請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記第１の反射部は、樹脂を含むシート状の基材と、前記基材の内部に設けられた光散乱性を有する複数の粒子と、を有する請求項１または２に記載の放射線検出器。
4. 前記第１の反射部の厚みは、１００μｍ以下である請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出器。
5. 前記第１の反射部と、前記シンチレータと、の間に設けられた粘着層をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出器。
6. 請求項５記載の放射線検出器を製造する製造装置であって、
   袋状を呈し、一方の端部が開口した袋状部と、
   前記袋状部の開口端と接続される排気部と、
   を備えた放射線検出器の製造装置。
7. アレイ基板の複数の光電変換部が設けられた領域の上に、中央領域の外側に位置する周縁領域の厚みが外側になるに従い薄くなるシンチレータを形成する工程と、
   前記シンチレータの中央領域における放射線の第１の入射面と、前記シンチレータの周縁領域における放射線の第２の入射面の少なくとも一部と、を覆う第１の反射部を前記シンチレータの上に載置する工程と、
   前記第１の反射部の、前記第１の入射面を覆う部分を覆う第２の反射部を前記第１の反射部の上に載置する工程と、
   ハット形状を呈し、前記第１の反射部と、前記第２の反射部と、を覆う防湿体を前記アレイ基板に接着する工程と、
   を備えた放射線検出器の製造方法。
8. 前記第１の反射部を前記シンチレータの上に載置する工程において、
   粘着層を介して、前記第１の反射部を前記シンチレータの上に載置する請求項７記載の放射線検出器の製造方法。
9. 前記第１の反射部を前記シンチレータの上に載置する工程において、
   大気圧により、前記第１の反射部を前記シンチレータに押し付ける請求項８記載の放射線検出器の製造方法。

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