JP7451787B2 - 放射線画像撮影装置 - Google Patents

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Description

本発明は、放射線画像撮影装置に関する。
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置には、被写体を透過した放射線を検出し放射線画像を生成するための放射線検出器が用いられている。
放射線検出器としては、放射線を光に変換するシンチレータ等の変換層と、変換層で変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板と、を備えたものがある。このような放射線検出器のセンサ基板の基材として、可撓性の基材を用いたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。可撓性の基材を用いることにより、放射線画像撮影装置を軽量化でき、また、被写体の撮影が容易となる場合がある。
特開２０１８－１５５６９９号公報
ところで、放射線画像撮影装置に荷重や衝撃等が加わった場合、可撓性の基材を用いた基板は撓み易いため、衝撃等による放射線検出器への影響を抑制するために、放射線画像撮影装置の曲げ剛性を高くする技術が知られている。例えば、特許文献１に記載の技術では、光電変換パネルのシンチレータパネル側と反対の面、またはシンチレータパネル側の面に剛性板が設けられている。
しかしながら、特許文献１に記載の技術のように、剛性板を設ける場合、放射線画像撮影装置の曲げ剛性は向上するものの、放射線画像撮影装置全体の重量が増加してしまう。
本開示は、曲げ剛性が高く、かつ軽量化された放射線画像撮影装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本開示の第１の態様の放射線画像撮影装置は、可撓性の基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板と、基板に電気的に接続された回路部と、回路部を固定する固定板と、固定板の回路部が固定される面と反対側の面に、直接、形成され、かつ基材の画素が設けられた面に、固定板側と反対側の面が対向する状態に設けられた、放射線を光に変換する変換層と、基板、回路部、固定板、及び変換層を収納する筐体と、を備え、固定板の曲げ弾性率は、１０００ＭＰａ以上、４００００ＭＰａ以下であり、かつ、曲げ剛性は、３６０００Ｐａｃｍ ４ 以上、２２４００００Ｐａｃｍ ４ 以下である。
また、本開示の第２の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様の放射線画像撮影装置において、固定板の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以下である。
また、本開示の第３の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様または第２の態様の放射線画像撮影装置において、固定板の面積は、基材の面積よりも大きい。
また、本開示の第４の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第３の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、固定板の端部の少なくとも一部は、基材の端部よりも外部に
突出している。
また、本開示の第５の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第４の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、基材の、画素が設けられた面と反対側の面に設けられ、基材よりも剛性が高い補強基板をさらに備える。
また、本開示の第６の態様の放射線画像撮影装置は、第５の態様の放射線画像撮影装置において、補強基板は、筐体の放射線が照射される側の面の天板である。
また、本開示の第７の態様の放射線画像撮影装置は、第５の態様または第６の態様の放射線画像撮影装置において、固定板の端部と補強基板の端部とを支持する支持部材をさらに備える。
また、本開示の第８の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第６の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、固定板の端部と基板の端部とを支持する支持部材をさらに備える。
また、本開示の第９の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第８の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、固定板と基板との間が封止部材で封止されている。
また、本開示の第１０の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第９の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、基材の画素が設けられた面に変換層を設けるための粘着層をさらに備える。
また、本開示の第１１の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第９の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、変換層の固定板と反対側の面と、基材の画素が設けられた面とが接している。
また、本開示の第１２の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第１１の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、固定板の材料の主成分は、カーボンである。
また、本開示の第１３の態様の放射線画像撮影装置は、第１の態様から第１２の態様のいずれか１態様の放射線画像撮影装置において、筐体は、放射線が照射される側から順に、基板、変換層、固定板、及び回路部の配置順で収納する。
本開示によれば、曲げ剛性を高くし、かつ軽量化することができる。
実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態の放射線検出器の一例を基材の第１の面側からみた平面図である。 図２に示した放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の一例の断面図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 変形例１の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例２の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例３の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例４の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例５の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例６の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例６の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例７の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例７の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例７の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例７の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例７の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例８の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例９の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例１０の放射線検出器のＡ－Ａ線断面図である。 変形例１１の放射線画像撮影装置の断面図である。 変形例１１の放射線画像撮影装置の断面図である。 変形例１２の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 変形例１２の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 変形例１２の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 変形例１２の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を限定するものではない。
本実施形態の放射線検出器は、被写体を透過した放射線を検出して被写体の放射線画像を表す画像情報を出力する機能を有する。本実施形態の放射線検出器は、センサ基板と、放射線を光に変換する変換層と、を備えている（図２、放射線検出器１０のセンサ基板１２及び変換層１４参照）。本実施形態のセンサ基板１２が、本開示の基板の一例である。
まず、図１を参照して本実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の構成の一例の概略を説明する。図１は、本実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
図１に示すように、本実施形態の放射線画像撮影装置１は、放射線検出器１０、制御部１００、駆動部１０２、信号処理部１０４、画像メモリ１０６、及び電源部１０８を備える。
放射線検出器１０は、センサ基板１２と、放射線を光に変換する変換層（図２参照）と、を備える。センサ基板１２は、可撓性の基材１１と、基材１１の第１の面１１Ａに設けられた複数の画素３０と、を備えている。なお、以下では、複数の画素３０について、単に「画素３０」という場合がある。本実施形態における第１の面１１Ａが、本開示における基材の画素が設けられた面の一例である。また、本実施形態における基材１１の第１の面１１Ａと反対側の第２の面１１Ｂが、本開示における基材の画素が設けられた面と反対側の面の一例である。
図１に示すように本実施形態の各画素３０は、変換層が変換した光に応じて電荷を発生して蓄積するセンサ部３４、及びセンサ部３４にて蓄積された電荷を読み出すスイッチング素子３２を備える。本実施形態では、一例として、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ：Thin Film Transistor）をスイッチング素子３２として用いている。そのため、以下では、スイッチング素子３２を「ＴＦＴ３２」という。本実施形態では、センサ部３４及びＴＦＴ３２が形成され、さらに平坦化された層として基材１１の第１の面１１Ａに画素３０が形成された層が設けられる。
画素３０は、センサ基板１２の画素領域３５に、一方向（図１の横方向に対応する走査配線方向、以下「行方向」ともいう）及び行方向に対する交差方向（図１の縦方向に対応する信号配線方向、以下「列方向」ともいう）に沿って二次元状に配置されている。図１では、画素３０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素３０は行方向及び列方向に１０２４個×１０２４個配置される。
また、放射線検出器１０には、画素３０の行毎に備えられた、ＴＦＴ３２のスイッチング状態（オン及びオフ）を制御するための複数の走査配線３８と、画素３０の列毎に備えられた、センサ部３４に蓄積された電荷が読み出される複数の信号配線３６と、が互いに交差して設けられている。複数の走査配線３８の各々は、それぞれフレキシブルケーブル１１２Ａ（図２参照）を介して、駆動部１０２に接続されることにより、駆動部１０２から出力される、ＴＦＴ３２を駆動してスイッチング状態を制御する駆動信号が、複数の走査配線３８の各々に流れる。また、複数の信号配線３６の各々が、それぞれフレキシブルケーブル１１２Ｂ（図２参照）を介して、信号処理部１０４に接続されることにより、各画素３０から読み出された電荷が、電気信号として信号処理部１０４に出力される。信号処理部１０４は、入力された電気信号に応じた画像データを生成して出力する。なお、本実施形態においてフレキシブルケーブル１１２に関して「接続」という場合、電気的な接続を意味する。
信号処理部１０４には後述する制御部１００が接続されており、信号処理部１０４から出力された画像データは制御部１００に順次出力される。制御部１００には画像メモリ１０６が接続されており、信号処理部１０４から順次出力された画像データは、制御部１００による制御によって画像メモリ１０６に順次記憶される。画像メモリ１０６は所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ１０６に順次記憶される。
制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１００Ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）とＲＡＭ（Random Access Memory）等を含むメモリ１００Ｂ、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部１００Ｃを備えている。制御部１００の一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。制御部１００は、放射線画像撮影装置１の全体の動作を制御する。
なお、本実施形態の放射線画像撮影装置１では、画像メモリ１０６及び制御部１００等は、制御基板１１０に形成されている。
また、各画素３０のセンサ部３４には、各画素３０にバイアス電圧を印加するために、共通配線３９が信号配線３６の配線方向に設けられている。共通配線３９が、センサ基板１２の外部のバイアス電源（図示省略）に接続されることにより、バイアス電源から各画素３０にバイアス電圧が印加される。
電源部１０８は、制御部１００、駆動部１０２、信号処理部１０４、画像メモリ１０６、及び電源部１０８等の各種素子や各種回路に電力を供給する。なお、図１では、錯綜を回避するために、電源部１０８と各種素子や各種回路を接続する配線の図示を省略している。
さらに、放射線検出器１０について詳細に説明する。図２は、本実施形態の放射線検出器１０を、基材１１の第１の面１１Ａ側からみた平面図の一例である。また、図３は、図２における放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図の一例である。
基材１１は、可撓性を有し、例えば、ＰＩ（PolyImide：ポリイミド）等のプラスチックを含む樹脂シートである。基材１１の厚みは、材質の硬度、及びセンサ基板１２の大きさ、すなわち第１の面１１Ａまたは第２の面１１Ｂの面積等に応じて、所望の可撓性が得られる厚みであればよい。可撓性を有する例としては、矩形状の基材１１単体の場合に、基材１１の１辺を固定した状態で、固定した辺より１０ｃｍ離れた位置で基材１１の自重による重力で２ｍｍ以上、基材１１が垂れ下がる（固定した辺の高さよりも低くなる）ものを指す。基材１１が樹脂シートの場合の具体例としては、厚みが５μｍ～１２５μｍのものであればよく、厚みが２０μｍ～５０μｍのものであればより好ましい。
なお、基材１１は、画素３０の製造に耐え得る特性を有しており、本実施形態では、アモルファスシリコンＴＦＴ（ａ－Ｓｉ ＴＦＴ）の製造に耐え得る特性を有している。このような、基材１１が有する特性としては、３００℃～４００℃における熱膨張率（ＣＴＥ：Coefficient of Thermal Expansion)が、アモルファスシリコン（Ｓｉ）ウェハと同程度（例えば、±５ｐｐｍ／Ｋ）であることが好ましく、具体的には、２０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。また、基材１１の熱収縮率としては、厚みが２５μｍの状態において４００℃における熱収縮率が０．５％以下であることが好ましい。また、基材１１の弾性率は、３００℃～４００℃間の温度領域において、一般的なＰＩが有する転移点を有さず、５００℃における弾性率が１ＧＰａ以上であることが好ましい。
また、本実施形態の基材１１は、自身による後方散乱線を抑制するために、平均粒子径が０．０５μｍ以上、２．５μｍ以下の、後方散乱線を吸収する無機の微粒子を含む微粒子層を有することが好ましい。なおこのような無機の微粒子としては、樹脂性の基材１１の場合、原子番号が、基材１１である有機物を構成する原子よりも大きく、かつ３０以下である無機物を用いることが好ましい。このような微粒子の具体例としては、原子番号が１４のＳｉの酸化物であるＳｉＯ２、原子番号が１２のＭｇの酸化物であるＭｇＯ、原子番号が１３のＡｌの酸化物であるＡｌ２Ｏ３、及び原子番号が２２のＴｉの酸化物であるＴｉＯ２等が挙げられる。このような特性を有する樹脂シートの具体例としては、ＸＥＮＯＭＡＸ（登録商標）が挙げられる。
なお、本実施形態における上記の厚みについては、マイクロメーターを用いて測定した。熱膨張率については、ＪＩＳ Ｋ７１９７：１９９１に則して測定した。なお測定は、基材１１の主面から、１５度ずつ角度を変えて試験片を切り出し、切り出した各試験片について熱膨張率を測定し、最も高い値を基材１１の熱膨張率とした。熱膨張率の測定は、ＭＤ（Machine Direction）方向およびＴＤ（Transverse Direction）方向のそれぞれについて、－５０℃～４５０℃において１０℃間隔で行い、（ｐｐｍ／℃）を（ｐｐｍ／Ｋ）に換算した。熱膨張率の測定には、ＭＡＣサイエンス社製 ＴＭＡ４０００Ｓ装置を用い、サンプル長さを１０ｍｍ、サンプル幅を２ｍｍ、初荷重を３４．５ｇ／ｍｍ２、昇温速度を５℃／ｍｉｎ、及び雰囲気をアルゴンとした。
所望の可撓性を有する基材１１としては、樹脂シート等、樹脂製のものに限定されない。例えば、基材１１は、厚みが比較的薄いガラス基板等であってもよい。基材１１がガラス基板の場合の具体例としては、一般に、一辺が４３ｃｍ程度のサイズでは、厚さが０．３ｍｍ以下ならば可撓性を有しているため、厚さが０．３ｍｍ以下のものであれば所望のガラス基板であってもよい。
図２及び図３に示すように、複数の画素３０は、基材１１の第１の面１１Ａに設けられている。本実施形態では、基材１１の第１の面１１Ａにおける画素３０が設けられた領域を画素領域３５としている。
また、基材１１の第１の面１１Ａには、粘着層７０によって変換層１４が設けられている。変換層１４は、蛍光体を含み、放射線を光に変換する機能を有する。本実施形態では、変換層１４の一例としてＣｓＩ（ヨウ化セシウム）を蛍光体として含むシンチレータを用いている。このようなシンチレータとしては、例えば、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４００ｎｍ～７００ｎｍであるＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）やＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウムが添加されたヨウ化セシウム）を含むことが好ましい。なお、ＣｓＩ：Ｔｌの可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。
本実施形態の変換層１４は、基材１１側とは反対側に設けられている固定板５０の第１の面５０Ａに直接、形成される。例えば、上記のように変換層１４がＣｓＩを含むシンチレータの場合、固定板５０を基板とする気相堆積法により、固定板５０に直接、変換層１４が形成される。また、本実施形態と異なり、変換層１４が、例えば、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等の蛍光体を含むシンチレータの場合、蛍光体を分散させた樹脂等のバインダを、固定板５０に塗布することにより、固定板５０に直接、変換層１４が形成される。なお、変換層１４にＣｓＩを用いる場合の方が、ＧＯＳを用いる場合に比べて、放射線から可視光への変換効率が高くなる。
固定板５０は、駆動基板２００、信号処理基板３００、及び制御基板１１０を支持するための基台である。本実施形態の駆動基板２００、信号処理基板３００、及び制御基板１１０の少なくとも１つが、本開示の回路部の一例である。以下、駆動基板２００、信号処理基板３００、及び制御基板１１０を総称する場合、「回路部」という。具体的には、固定板５０の第２の面５０Ｂに、フレキシブルケーブル１１２によって画素３０と接続された駆動基板２００、信号処理基板３００、及び制御基板１１０の各々が固定される（図４も参照）。固定板５０の材料としては、例えば、Ｍｇ、Ａｌ、及びＬｉの少なくとも一つを含む金属、及びカーボン等が好ましく、カーボンを主成分として含む材料がより好ましい。
固定板５０は、回路部を支持する観点からは、曲げ剛性が高いことが好ましく、少なくとも基材１１よりも曲げ剛性が高いことが好ましい。なお、曲げ弾性率が低くなると曲げ剛性も低くなり、所望の曲げ剛性を得るためには、固定板５０の厚みを厚くしなくてはならず、放射線検出器１０全体の厚みが増大してしまう。適切な剛性が得られ、かつ放射線検出器１０全体の厚みを考慮すると、固定板５０に用いる材料は、曲げ弾性率が１０００ＭＰａ以上、４００００ＭＰａ以下であることが好ましい。また、固定板５０の曲げ剛性は、３６０００Ｐａｃｍ４以上、２２４００００Ｐａｃｍ４以下であることが好ましい。
また、固定板５０の厚さは、上述した所望の曲げ弾性率、及び曲げ剛性が得られる厚さであればよいが、放射線検出器１０全体の厚さを考慮すると、固定板５０の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以下であることが好ましい。また、一例として、本実施形態の固定板５０の大きさ、具体的には、基材１１の第１の面１１Ａと対向する第１の面５０Ａの面積は、基材１１の第１の面１１Ａと同一としている。なお、本実施形態において「同一」及び「同じ」とは、誤差とみなせる範囲も含んで同一であることをいう。
図３に示すように、本実施形態の変換層１４は、その外縁に向けて厚さが徐々に薄くなる傾斜を有して形成される。以下において、製造誤差及び測定誤差を無視した場合の厚さが略一定とみなせる、変換層１４の中央領域を中央部１４Ａという。また、変換層１４の中央部１４Ａの平均厚さに対して例えば９０％以下の厚さを有する、変換層１４の外周領域を周縁部１４Ｂという。すなわち、変換層１４は、周縁部１４Ｂにおいて固定板５０に対して傾斜した傾斜面を有する。なお、以下では、説明の便宜状、変換層１４を基準として上または下という場合、固定板５０に接する側を「下」といい、センサ基板１２と対向する側を「上」という。例えば、変換層１４の周縁部１４Ｂにおける傾斜面は、変換層１４が上側から下側に向けて徐々に広がる状態に傾斜している。
また、図３に示すように、本実施形態の変換層１４の上には、接着層６４、及び保護層６５が設けられている。
接着層６４は変換層１４の表面全体を覆っている。接着層６４の端部は、固定板５０の第１の面５０Ａにまで延在している。すなわち、接着層６４は、その端部において固定板５０に接着している。接着層６４は、保護層６５を変換層１４に固定する機能を有する。接着層６４は、光透過性を有していることが好ましい。接着層６４の材料として、例えば、アクリル系粘着剤、ホットメルト系粘着剤、及びシリコーン系接着剤を用いることが可能である。アクリル系粘着剤としては、例えば、ウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、及びエポキシアクリレート等が挙げられる。ホットメルト系粘着剤としては、例えば、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）、ＥＡＡ（エチレンとアクリル酸の共重合樹脂）、ＥＥＡ（エチレン－エチルアクリレート共重合樹脂）、及びＥＭＭＡ（エチレン－メタクリル酸メチル共重合体）等の熱可塑性プラスチックが挙げられる。接着層６４の厚さは、２μｍ以上、７μｍ以下であることが好ましい。接着層６４の厚さを２μｍ以上とすることで、保護層６５を変換層１４上に固定する効果を十分に発揮することができる。また、接着層６４の厚さを７μｍ以下とすることで、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）及びＤＱＥ（Detective Quantum Efficiency）の低下を抑制することが可能となる。
保護層６５は、変換層１４の全体を覆うとともに、その端部が固定板５０の第１の面５０Ａの一部を覆う状態に設けられている。保護層６５は、変換層１４への水分の浸入を防止する防湿膜として機能する。保護層６５の材料として、例えば、ＰＥＴ（Polyethylene Terephthalate：ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（PolyPhenylene Sulfide：ポリフェニレンサルファイド）、ＯＰＰ（Oriented PolyPropylene：二軸延伸ポリプロピレンフィルム）、ＰＥＮ（PolyEthylene Naphthalate：ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ等の有機材料を含む有機膜や、パリレン（登録商標）を用いることができる。また、保護層６５として、樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜を用いてもよい。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット（登録商標）のシートが挙げられる。
また、図３に示すように、センサ基板１２と固定板５０との間が、封止部材７２によって封止されている。具体的には、センサ基板１２と固定板５０との間の、変換層１４の周縁部１４Ｂに対応する領域、及びさらにその外側の領域において、変換層１４（保護層６５）、センサ基板１２、及び固定板５０によって形成された空間に封止部材７２が設けられている。また、図３に示すように、封止部材７２は、端子１１３及びフレキシブルケーブル１１２の上には設けられていない。封止部材７２の材料は特に限定されず、例えば、樹脂を用いることが可能である。このように、センサ基板１２と固定板５０との間に形成された空間に、封止部材７２を充填することで、放射線検出器１０の曲げ剛性を高くすることができる。また、変換層１４がセンサ基板１２から剥離するのを抑制することができる。
また、図３に示すように、本実施形態の放射線検出器１０のセンサ基板１２における、基材１１の第２の面１１Ｂ側には、粘着剤４２を介して補強基板４０が設けられている。
補強基板４０は、基材１１の強度を補強する機能を有する。本実施形態の補強基板４０は、基材１１よりも曲げ剛性が高く、変換層１４と対向する面に対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化（変形）が、基材１１の第２の面１１Ｂに対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化よりも小さい。補強基板４０の素材としては、例えば、カーボンやプラスチック等が挙げられる。なお、補強基板４０は、複数の素材を含んでいてもよく、例えば、プラスチックと、カーボンとの積層体であってもよい。
なお具体的には、補強基板４０の曲げ剛性は、基材１１の曲げ剛性の１００倍以上であることが好ましい。また、本実施形態の補強基板４０の厚みは、基材１１の厚みよりも厚い。例えば、基材１１として、ＸＥＮＯＭＡＸ（登録商標）を用いる場合、補強基板４０の厚みは０．２ｍｍ～０．２５ｍｍ程度が好ましい。
具体的には、本実施形態の補強基板４０は、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ以上、２５００ＭＰａ以下の素材を用いることが好ましい。補強基板４０は、基材１１の撓みを抑制する観点からは、基材１１よりも曲げ剛性が高いことが好ましい。なお、曲げ弾性率が低くなると曲げ剛性も低くなり、所望の曲げ剛性を得るためには、補強基板４０の厚みを厚くしなくてはならず、放射線検出器１０全体の厚みが増大してしまう。上述の補強基板４０の材料を考慮すると、１４００００Ｐａｃｍ４を越える曲げ剛性を得ようとする場合、補強基板４０の厚みが、比較的厚くなってしまう傾向がある。そのため、適切な剛性が得られ、かつ放射線検出器１０全体の厚みを考慮すると、補強基板４０に用いる素材は、曲げ弾性率が１５０ＭＰａ以上、２５００ＭＰａ以下であることがより好ましい。また、補強基板４０の曲げ剛性は、５４０Ｐａｃｍ４以上、１４００００Ｐａｃｍ４以下であることが好ましい。
また、本実施形態の補強基板４０の熱膨張率は、変換層１４の材料の熱膨張率に近い方が好ましく、より好ましくは、変換層１４の熱膨張率に対する補強基板４０の熱膨張率の比（補強基板４０の熱膨張率／変換層１４の熱膨張率）が、０．５以上、２以下であることが好ましい。このような補強基板４０の熱膨張率としては、３０ｐｐｍ／Ｋ以上、８０ｐｐｍ／Ｋ以下であることが好ましい。例えば、変換層１４がＣｓＩ：Ｔｌを材料とする場合、熱膨張率は、５０ｐｐｍ／Ｋである。この場合、変換層１４に比較的近い材料としては、熱膨張率が６０ｐｐｍ／Ｋ～８０ｐｐｍ／ＫであるＰＶＣ（Polyvinyl Chloride：ポリ塩化ビニル）、熱膨張率が７０ｐｐｍ／Ｋ～８０ｐｐｍ／Ｋであるアクリル、熱膨張率が６５ｐｐｍ／Ｋ～７０ｐｐｍ／ＫであるＰＥＴ、熱膨張率が６５ｐｐｍ／ＫであるＰＣ（Polycarbonate：ポリカーボネート）、及び熱膨張率が４５ｐｐｍ／Ｋ～７０ｐｐｍ／Ｋであるテフロン(登録商標)等が挙げられる。さらに、上述した曲げ弾性率を考慮すると、補強基板４０の材料としては、ＰＥＴ、及びＰＣの少なくとも一方を含む材料であることがより好ましい。
補強基板４０は、弾力性の観点からは、降伏点を有する材料を含むことが好ましい。なお、本実施形態において「降伏点」とは、材料を引っ張った場合に、応力が一旦、急激に下がる現象をいい、応力とひずみとの関係を表す曲線上で、応力が増えずにひずみが増える点のことをいい、材料について引っ張り強度試験を行った際の応力－ひずみ曲線における頂部を指す。降伏点を有する樹脂としては、一般的に、硬くて粘りが強い樹脂、及び柔らかくて粘りが強く、かつ中程度の強度の樹脂が挙げられる。硬くて粘りが強い樹脂としては、例えば、ＰＣ等が挙げられる。また、柔らかくて粘りが強く、かつ中程度の強度の樹脂としては、例えば、ポリプロピレン等が挙げられる。
本実施形態の補強基板４０を、プラスチックを材料とした基板とした場合、上述した理由から熱可塑性の樹脂であることが好ましく、ＰＣ、ＰＥＴ、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、ナイロン、ポリプロピレン、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、エンプラ、及びポリフェニレンエーテルの少なくとも一つが挙げられる。なお、補強基板４０は、これらのうち、ポリプロピレン、ＡＢＳ、エンプラ、ＰＥＴ、及びポリフェニレンエーテルの少なくとも一つであることが好ましく、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、及びナイロンの少なくとも一つであることがより好ましく、ＰＣ及びＰＥＴの少なくとも一つであることがさらに好ましい。
一方、図２に示すように、基材１１の外縁部には複数（図２では、１６個）の端子１１３が設けられている。端子１１３としては、異方性導電フィルム等が用いられる。図２及び図３に示すように、複数の端子１１３の各々には、フレキシブルケーブル１１２が電気的に接続されている。具体的には、図２に示すように、基材１１の一辺に設けられた複数（図２では８個）の端子１１３の各々に、フレキシブルケーブル１１２Ａが熱圧着されている。フレキシブルケーブル１１２Ａは、いわゆるＣＯＦ（Chip on Film）であり、フレキシブルケーブル１１２Ａには、駆動ＩＣ（Integrated Circuit）２１０が搭載されている。駆動ＩＣ２１０は、フレキシブルケーブル１１２Ａに含まれる複数の信号線に接続されている。なお、本実施形態では、フレキシブルケーブル１１２Ａ及び後述するフレキシブルケーブル１１２Ｂについて、各々を区別せずに総称する場合、単に「フレキシブルケーブル１１２」という。
フレキシブルケーブル１１２Ａにおける、センサ基板１２の端子１１３と電気的に接続された一端と反対側の他端は、駆動基板２００に電気的に接続される。一例として、本実施形態では、フレキシブルケーブル１１２Ａに含まれる複数の信号線は、駆動基板２００に熱圧着されることにより、駆動基板２００に搭載された回路及び素子等（図示省略）と電気的に接続される。なお、駆動基板２００とフレキシブルケーブル１１２Ａとを電気的に接続する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、コネクタにより、電気的に接続する形態としてもよい。このようなコネクタとしては、ＺＩＦ（Zero Insertion Force）構造のコネクタや、Ｎｏｎ－ＺＩＦ構造のコネクタ等が挙げられる。
本実施形態の駆動基板２００は、可撓性のＰＣＢ（Printed Circuit Board）基板であり、いわゆるフレキシブル基板である。また、駆動基板２００に搭載される回路部品（図示省略）は主にデジタル信号の処理に用いられる部品（以下、「デジタル系部品」という）である。デジタル系部品は、後述するアナログ系部品よりも、比較的面積（大きさ）が小さい傾向がある。デジタル系部品の具体例としては、デジタルバッファ、バイパスコンデンサ、プルアップ／プルダウン抵抗、ダンピング抵抗、及びＥＭＣ（Electro Magnetic Compatibility）対策チップ部品、及び電源ＩＣ等が挙げられる。なお、駆動基板２００は、必ずしもフレキシブル基板でなくてもよく、非可撓性のリジッド基板であってもよいし、リジッドフレキ基板を用いてもよい。
本実施形態では、駆動基板２００と、フレキシブルケーブル１１２Ａに搭載された駆動ＩＣ２１０とにより、駆動部１０２が実現される。なお、駆動ＩＣ２１０には、駆動部１０２を実現する各種回路及び素子のうち、駆動基板２００に搭載されているデジタル系部品と異なる回路が含まれる。
一方、フレキシブルケーブル１１２Ａが電気的に接続された基材１１の一辺と交差する辺に設けられた複数（図２では８個）の端子１１３の各々には、フレキシブルケーブル１１２Ｂが電気的に接続されている。フレキシブルケーブル１１２Ｂは、フレキシブルケーブル１１２Ａと同様に、いわゆるＣＯＦ（Chip on Film）であり、フレキシブルケーブル１１２Ｂには、信号処理ＩＣ３１０が搭載されている。信号処理ＩＣ３１０は、フレキシブルケーブル１１２Ｂに含まれる複数の信号線（図示省略）に接続されている。
フレキシブルケーブル１１２Ｂにおける、センサ基板１２の端子１１３と電気的に接続された一端と反対側の他端は、信号処理基板３００に電気的に接続される。一例として、本実施形態では、フレキシブルケーブル１１２Ｂに含まれる複数の信号線は、信号処理基板３００に熱圧着されることにより、信号処理基板３００に搭載された回路及び素子等（図示省略）と接続される。なお、信号処理基板３００とフレキシブルケーブル１１２Ｂとを電気的に接続する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、コネクタにより、電気的に接続する形態としてもよい。このようなコネクタとしては、ＺＩＦ（Zero Insertion Force）構造のコネクタや、Ｎｏｎ－ＺＩＦ構造のコネクタ等が挙げられる。また、フレキシブルケーブル１１２Ａと駆動基板２００とを電気的に接続する方法と、フレキシブルケーブル１１２Ｂと信号処理基板３００とを電気的に接続する方法は、同様で有ってもよいし、異なっていてもよい。例えば、フレキシブルケーブル１１２Ａと駆動基板２００とは、熱圧着により電気的に接続し、フレキシブルケーブル１１２Ｂと信号処理基板３００とはコネクタにより電気的に接続する形態としてもよい。
本実施形態の信号処理基板３００は、上述した駆動基板２００と同様に、可撓性のＰＣＢ基板であり、いわゆるフレキシブル基板である。信号処理基板３００に搭載される回路部品（図示省略）は主にアナログ信号の処理に用いられる部品（以下、「アナログ系部品」という）である。アナログ系部品の具体例としては、チャージアンプ、アナログデジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルアナログコンバータ（ＤＡＣ）、及び電源ＩＣ等が挙げられる。また、本実施形態の回路部品は、比較的部品サイズが大きい電源周りのコイル、及び平滑用大容量コンデンサも含む。なお、信号処理基板３００は、必ずしもフレキシブル基板でなくてもよく、非可撓性のリジッド基板であってもよいし、リジッドフレキ基板を用いてもよい。
本実施形態では、信号処理基板３００と、フレキシブルケーブル１１２Ｂに搭載された信号処理ＩＣ３１０とにより、信号処理部１０４が実現される。なお、信号処理ＩＣ３１０には、信号処理部１０４を実現する各種回路及び素子のうち、信号処理基板３００に搭載されているアナログ系部品と異なる回路が含まれる。
なお、図２では、駆動基板２００及び信号処理基板３００が各々、複数（２つずつ）設けられている形態について説明したが、駆動基板２００及び信号処理基板３００の数は、図２に示した数に限定されない。例えば、駆動基板２００及び信号処理基板３００の少なくとも一方を、１つの基板とした形態であってもよい。
一方、図３に示すように、本実施形態の放射線検出器１０では、フレキシブルケーブル１１２を端子１１３に熱圧着することにより、フレキシブルケーブル１１２が端子１１３に電気的に接続される。なお、図３は、フレキシブルケーブル１１２Ｂと放射線検出器１０との電気的な接続に関する構造の一例を示す図であるが、本実施形態のケーブルフレキシブルケーブル１１２Ａと放射線検出器１０との電気的に接続に関する構造も、図３に例示した形態と同様である。
さらに、放射線画像撮影装置１について詳細に説明する。図４は、本実施形態の放射線画像撮影装置１の断面図の一例である。本実施形態の放射線画像撮影装置１は、基材１１の第２の面１１Ｂ側から放射線が照射されるＩＳＳ（Irradiation Side Sampling)方式の放射線画像撮影装置である。
上記の放射線検出器１０を用いた放射線画像撮影装置１は、図４に示すように、筐体１２０に収納された状態で使用される。図４に示すように、筐体１２０内には、放射線検出器１０、電源部１０８、及び制御基板１１０（図４では図示省略）が放射線の入射方向と交差する方向に並んで設けられている。放射線検出器１０は、被写体を透過した放射線が照射される筐体１２０の照射面１２０Ａ側の天板に、基材１１の第２の面１１Ｂ側が対向する状態に配置されている。より具体的には、筐体１２０の照射面１２０Ａ側の天板に、センサ基板１２における基材１１の第２の面１１Ｂに設けられた補強基板４０が対向する状態に配置されている。
上述したように、センサ基板１２とフレキシブルケーブル１１２Ｂにより電気的に接続された信号処理基板３００は、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定されている。また、図４Ｃでは記載が省略されているが、センサ基板１２とフレキシブルケーブル１１２Ａにより電気的に接続された駆動基板２００も、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定されている。さらに、駆動基板２００及び信号処理基板３００と電気的に接続される制御基板１１０も、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定されている。
信号処理基板３００、駆動基板２００、及び制御基板１１０の各々は、電源線１１４により、電源部１０８と接続されている。
筐体１２０は、軽量であり、放射線、特にＸ線の吸収率が低く、且つ高剛性であることが好ましく、弾性率が十分に高い材料により構成されることが好ましい。筐体１２０の材料として、曲げ弾性率が１００００ＭＰａ以上である材料を用いることが好ましい。筐体１２０の材料として、２００００～６００００ＭＰａ程度の曲げ弾性率を有するカーボンまたはＣＦＲＰ（Carbon Fiber Reinforced Plastics）を好適に用いることができる。
放射線画像撮影装置１による放射線画像の撮影においては、筐体１２０の照射面１２０Ａに被写体からの荷重が印加される。筐体１２０の剛性が不足する場合、被写体からの荷重によりセンサ基板１２に撓みが生じ、画素３０が損傷する等の不具合が発生するおそれがある。１００００ＭＰａ以上の曲げ弾性率を有する材料からなる筐体１２０内部に、放射線検出器１０が収納されることで、被写体からの荷重によるセンサ基板１２の撓みを抑制することが可能となる。
なお、筐体１２０は、筐体１２０の照射面１２０Ａと、その他の部分とで、異なる材料で形成されていてもよい。例えば、照射面１２０Ａに対応する部分は、上記のように放射線の吸収率が低く、且つ高剛性であり、弾性率が十分に高い材料で形成し、その他の部分は、照射面１２０Ａに対応する部分と異なる材料、例えば、照射面１２０Ａの部分よりも弾性率が低い材料で形成してもよい。
本実施形態の放射線画像撮影装置１の製造方法について図５Ａ～図５Ｇを参照して説明する。
図５Ａに示すように、センサ基板１２を形成するために、基材１１に比べて厚さの厚いガラス基板等の支持体４００に、剥離層４０２を介して、基材１１が形成される。例えば、ラミネート法により基材１１を形成する場合、支持体４００上に、基材１１となるシートを貼り合わせる。基材１１の第２の面１１Ｂが剥離層４０２に接する。なお、基材１１を形成する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、塗布法で基材１１を形成する形態であってもよい。
さらに、基材１１の第１の面１１Ａの画素領域３５に、画素３０が形成される。なお、本実施形態では、一例として、基材１１の第１の面１１Ａに、ＳｉＮ等を用いたアンダーコート層（図示省略）を介して、画素３０が形成される。
また、図５Ｂに示すように、固定板５０の第１の面５０Ａに、変換層１４が形成される。本実施形態では、固定板５０の第１の面５０Ａに直接、真空蒸着法、スパッタリング法、及びＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）法等の気相堆積法によって柱状結晶としてＣｓＩの変換層１４が形成される。この場合、変換層１４における固定板５０の第１の面５０Ａと接する側が、柱状結晶の成長方向基点側となる。
また、本実施形態の放射線検出器１０と異なり、変換層１４としてＣｓＩに替わり、ＧＯＳ（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ）等を用いてもよい。この場合、例えば、固定板５０に、ＧＯＳを分散させた樹脂を塗布することにより、変換層１４が形成される。また、固定板５０に形成された変換層１４の上に、接着層６４を介して保護層６５を設ける。
なお、上記図５Ａを用いて説明したセンサ基板１２を形成する工程、及び図５Ｂを用いて説明した変換層１４を形成する工程の順序は問わず、いずれの工程を先に行ってもよいし、両工程を並行して行ってもよい。
次に、図５Ｃに示すように、基材１１の第１の面１１Ａに、変換層１４を設ける。本実施形態では、上述したように、粘着層７０により、変換層１４の上側、より具体的には、変換層１４の固定板５０と接する側と反対側が、基材１１の第１の面１１Ａと対向する状態で、粘着層７０により、変換層１４を基材１１の第１の面１１Ａに設ける。
また、固定板５０とセンサ基板１２との間を、封止部材７２によって封止する。封止部材７２によって固定板５０とセンサ基板１２との間を封止する方法は特に限定されない。例えば、センサ基板１２に変換層１４を設けた後、センサ基板１２と変換層１４（保護層６５）との間に形成された空間に、流動性を有する封止部材７２を注入し、封止部材７２を硬化させてもよい。
また、図５Ｄに示すように、フレキシブルケーブル１１２を、センサ基板１２に電気的に接続する。具体的には、まず、基材１１の第１の面１１Ａに、端子１１３を形成する。さらに、端子１１３に、駆動ＩＣ２１０または信号処理ＩＣ３１０が搭載されたフレキシブルケーブル１１２を熱圧着させて、端子１１３とフレキシブルケーブル１１２とを電気的に接続する。これにより、センサ基板１２にフレキシブルケーブル１１２が電気的に接続される。
なお、上記図５Ｃを用いて説明した封止部材７２によって封止する工程、及び図５Ｄを用いて説明したフレキシブルケーブル１１２をセンサ基板１２に接続する工程の順序は問わず、いずれの工程を先に行ってもよい。すなわち、センサ基板１２にフレキシブルケーブル１１２を電気的に接続した後、封止部材７２によって、センサ基板１２と固定板５０との間を封止してもよい。
この後、図５Ｅに示すように放射線検出器１０を支持体４００から剥離する。メカニカル剥離により剥離を行う場合、図５Ｅに示した一例では、センサ基板１２の基材１１における、フレキシブルケーブル１１２が接続された辺と対向する辺を剥離の起点とし、起点となる辺からフレキシブルケーブル１１２が接続された辺に向けて徐々にセンサ基板１２を支持体４００から、図５Ｅに示した矢印Ｄ方向に引きはがすことにより、メカニカル剥離を行い、フレキシブルケーブル１１２が接続された状態の放射線検出器１０が得られる。
なお、剥離の起点とする辺は、センサ基板１２を平面視した場合における、最長の辺と交差する辺が好ましい。換言すると、剥離により撓みが生じる撓み方向Ｙに沿った辺は、最長の辺であることが好ましい。一例として、本実施形態では図５Ｅに示すように、剥離の起点を、フレキシブルケーブル１１２Ｂが電気的に接続された辺と対向する辺としている。
次に、図５Ｆに示すように、基材１１の第２の面１１Ｂに、粘着剤４２を設けた補強基板４０を貼り合わせることで、本実施形態の放射線検出器１０が製造される。
さらに、図５Ｇに示すように、固定板５０の第２の面５０Ｂに、信号処理基板３００、駆動基板２００、及び制御基板１１０を含む回路部を固定する。また、放射線検出器１０を、基材１１（補強基板４０）が、照射面１２０Ａと対向する状態で筐体１２０に収納する。このようにして、本実施形態の放射線画像撮影装置１が製造される。
なお、本実施形態の放射線画像撮影装置１及び放射線検出器１０は、例えば、以下の変形例１～変形例１１に示す形態としてもよい。なお、変形例１～変形例１１の各々を適宜、組み合わせた形態としてもよく、また変形例１～変形例１１に限定されるものでもない。
（変形例１）
本変形例では、固定板５０に関する変形例の一例について、図６を参照して説明する。図６には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図２及び図３に示した放射線検出器１０は、固定板５０の面積が基材１１の面積と同一であった。一方、図６に示した本変形例の放射線検出器１０は、固定板５０の面積が基材１１の面積よりも大きい。具体的には、固定板５０の第１の面５０Ａの面積が、基材１１の第１の面１１Ａの面積よりも大きい。なお、具体的な固定板５０の面積は、放射線検出器１０を収納する筐体１２０の内部の大きさ等に応じて定めることができる。また、図６に示すように、固定板５０の端部が、基材１１、すなわちセンサ基板１２の端部よりも外側に位置している。
このように固定板５０の面積を基材１１の面積よりも大きくすることにより、例えば、放射線画像撮影装置１を落下させる等して、筐体１２０に衝撃が加わり筐体１２０の側面（照射面１２０Ａと交差する面）が凹んだ場合に、筐体１２０の側面に固定板５０が干渉する。一方、センサ基板１２は、固定板５０よりも面積が小さいため、筐体１２０の側面に干渉し難くなる。従って、本変形例の放射線検出器１０によれば、放射線画像撮影装置１に加わる衝撃がセンサ基板１２に与える影響を抑制することができる。
なお、固定板５０により放射線画像撮影装置１に加わる衝撃がセンサ基板１２に与える影響を抑制する観点からは、図６に示すように、固定板５０の端部の少なくとも一部が、基材１１の端部よりも外部に突出していればよい。例えば、本変形例と異なり、固定板５０の面積が基材１１の面積よりも小さい場合であっても、基材１１の端部よりも外部に突出する固定板５０の端部が、筐体１２０の側面に干渉するため、本変形例と同様に、衝撃がセンサ基板１２に与える影響を抑制することができる。
（変形例２）
本変形例では、固定板５０に関する変形例の一例について、図７を参照して説明する。図７には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図２及び図３に示した放射線検出器１０は、固定板５０の面積が基材１１の面積と同一であった。一方、図７に示した本変形例の放射線検出器１０は、固定板５０の面積が基材１１の面積よりも小さい。具体的には、固定板５０の第１の面５０Ａの面積が、基材１１の第１の面１１Ａの面積よりも小さい。図７に示した例では、端子１１３と対向する位置には、固定板５０が設けられていない。すなわち、本変形例の放射線検出器１０における固定板５０の面積は、基材１１の面積から端子１１３が設けられた領域の面積を減算した値よりも小さい。
不具合や位置ずれ等により、基材１１（センサ基板１２）に電気的に接続したフレキシブルケーブル１１２や部品を取り外して、新たに接続し直すことをリワークという。このように、固定板５０の面積を基材１１の面積よりも小さくすることにより、固定板５０の端部に邪魔されずに、リワークを行うことができるため、フレキシブルケーブル１１２のリワークを容易にすることができる。
（変形例３）
本変形例では、補強基板４０に関する変形例の一例について、図８を参照して説明する。図８には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図２及び図３に示した放射線検出器１０は、補強基板４０の面積が基材１１の面積と同一であった。一方、図８に示した本変形例の放射線検出器１０は、補強基板４０の面積が基材１１の面積よりも大きい。なお、具体的な固定板５０の面積は、放射線検出器１０を収納する筐体１２０の内部の大きさ等に応じて定めることができる。また、図８に示すように、補強基板４０の端部が、基材１１、すなわちセンサ基板１２の端部よりも外側に位置している。
なお、図８に示した放射線検出器１０は、上記変形例１の放射線検出器１０と同様に、固定板５０の面積も、基材１１の面積よりも大きく、固定板５０の端部が、センサ基板１２の端部よりも外側に位置している。一例として本変形例の放射線検出器１０では、固定板５０の端部と、補強基板４０の端部との位置を同一としており、センサ基板１２から突出する固定板５０の長さと、補強基板４０の長さとを同一としている。
このように補強基板４０の面積を基材１１の面積よりも大きくすることにより、例えば、放射線画像撮影装置１を落下させる等して、筐体１２０に衝撃が加わり筐体１２０の側面（照射面１２０Ａと交差する面）が凹んだ場合に、筐体１２０の側面に補強基板４０が干渉する。一方、センサ基板１２自体は、補強基板４０よりも面積が小さいため、筐体１２０の側面に干渉し難くなる。従って、本変形例の放射線検出器１０によれば、放射線画像撮影装置１に加わる衝撃がセンサ基板１２に与える影響を抑制することができる。
（変形例４）
本変形例では、補強基板４０に関する変形例の一例について、図９を参照して説明する。図９には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図３に示した放射線検出器１０は、補強基板４０を備える。一方、図９に示した本変形例の放射線検出器１０は、補強基板４０及び粘着剤４２を備えていない。このように補強基板４０を備えないことにより、放射線検出器１０を軽量化することができるため、放射線画像撮影装置１をより軽量化することができる。
（変形例５）
本変形例では、封止部材７２に関する変形例の一例について、図１０を参照して説明する。図１０には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図２及び図３に示した放射線検出器１０は、センサ基板１２と固定板５０との間を封止する封止部材７２が、端子１１３及びフレキシブルケーブル１１２の上には設けられていない。一方、図１０に示した本変形例の放射線検出器１０は、センサ基板１２及び固定板５０の端部まで、センサ基板１２と固定板５０との間の空間が封止部材７２により封止されている。具体的には、センサ基板１２及び固定板５０の端部に至るまでの、固定板５０、変換層１４（保護層６５）、及びセンサ基板１２で囲われる空間に、封止部材７２が充填されている。図１０に示すように、端子１１３及びフレキシブルケーブル１１２の上にも封止部材７２が設けられており、端子１１３及びフレキシブルケーブル１１２が、封止部材７２によって覆われている。
このように、センサ基板１２と固定板５０との端部まで、センサ基板１２と固定板５０との間を封止部材７２により封止することで、放射線検出器１０のより端部まで、曲げ剛性を高くすることができる。また、変換層１４がセンサ基板１２から剥離するのを抑制することができる。さらに、端子１１３及びフレキシブルケーブル１１２を封止部材７２が覆うため、フレキシブルケーブル１１２が端子１１３から剥離するのを抑制することができる。
（変形例６）
本変形例では、封止部材７２に関する変形例の一例について、図１１Ａ及び図１１Ｂを参照して説明する。図１１Ａ及び図１１Ｂには、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
上記図２及び図３に示した放射線検出器１０は、センサ基板１２と固定板５０との間を封止する封止部材７２を備える。一方、図１１Ａに示した本変形例の放射線検出器１０は、封止部材７２を備えていない。すなわち、センサ基板１２と固定板５０との間が、空いたままとなっている。このように封止部材７２を備えないことにより、放射線検出器１０を軽量化することができるため、放射線画像撮影装置１をより軽量化することができる。
また、図１１Ｂに示すように、接着層６４及び保護層６５の端部は、封止部材７８によって封止されていてもよい。封止部材７８は、固定板５０の第１の面５０Ａから保護層６５の表面に亘る領域であり、且つ画素領域３５を覆わない領域に設けられていることが好ましい。封止部材７８の材料として、樹脂を用いることができ、特に熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、アクリル糊、及びウレタン系の糊等を封止部材７８として用いることができる。接着層６４及び保護層６５の端部を封止部材７８によって封止することで、接着層６４及び保護層６５の剥離を抑制することができる。
（変形例７）
本変形例について、図１２Ａ～図１２Ｅを参照して説明する。図１２Ａ～図１２Ｅには、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
図１２Ａに示した本変形例の放射線検出器１０は、固定板５０の端部が、支持部材７４によって支持されている。すなわち、支持部材７４の一端は、フレキシブルケーブル１１２、または基材１１の第１の面１１Ａに接続され、支持部材７４の他端は、接着層７６を介して固定板５０の第１の面５０Ａの端部に接続されている。なお、支持部材７４は、センサ基板１２の外周部全体に設けられていてもよいし、外周の一部分に設けられていてもよい。このようにセンサ基板１２との間に空間を形成しつつ延伸する固定板５０の端部を支持部材７４によって支持することで、変換層１４がセンサ基板１２から剥離するのを抑制することができる。また、フレキシブルケーブル１１２及び端子１１３の上に支持部材７４を設けることにより、フレキシブルケーブル１１２が端子１１３から剥離するのを抑制することができる。
なお、図１２Ｂに示すように、支持部材７４、固定板５０、変換層１４（保護層６５）、及びセンサ基板１２で囲われる空間全体に封止部材７２を充填して、封止部材７２により封止してもよい。一方、図１２Ｃに示すように、放射線検出器１０が、封止部材７２を備えない形態としてもよい。
また、図１２Ｄに示すように、支持部材７４を設ける位置を、センサ基板１２外としてもよい。図１２Ｄに示した放射線検出器１０は、上記変形例３の放射線検出器１０と同様に、補強基板４０及び固定板５０の面積が基材１１よりも大きく、補強基板４０及び固定板５０の端部が、基材１１の端部よりも外側に位置している。支持部材７４の一端は、補強基板４０またはフレキシブルケーブル１１２に接続され、支持部材７４の他端は、接着層７６を介して固定板５０の第１の面５０Ａの端部に接続されている。
また、図１２Ｅに示すように、支持部材７４を設ける位置を、フレキシブルケーブル１１２及び端子１１３が設けられた領域外のみとしてもよい。図１２Ｅでは、基材１１の第１の面１１Ａにおける、端子１１３が設けられた領域よりも内部の領域において、固定板５０の端部が、支持部材７４によって指示されている形態を示している。図１２Ｅに示した例では、支持部材７４の一端は、基材１１の第１の面１１Ａに接続され、支持部材７４の他端は、接着層７６を介して固定板５０の第１の面５０Ａの端部に接続されている。このように、フレキシブルケーブル１１２及び端子１１３の上に支持部材７４を設けないことにより、フレキシブルケーブル１１２のリワークを容易にすることができる。
（変形例８）
本変形例について、図１３を参照して説明する。図１３には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
図１３に示すように、本変形例の放射線検出器１０は、固定板５０と変換層１４との間に、反射層６８が設けられている。反射層６８は、固定板５０の第１の面５０Ａ全体を覆っている。反射層６８は、変換層１４で変換された光を反射する機能を有する。反射層６８の材料としては、金属、または金属酸化物を含む樹脂材料によって構成されていることが好ましい。反射層６８の材料としては、例えば、白ＰＥＴ、ＴｉＯ２、Ａｌ２Ｏ３、発泡白ＰＥＴ、及び鏡面反射アルミ等を用いることができる。白ＰＥＴとは、ＰＥＴに、ＴｉＯ２や硫酸バリウム等の白色顔料を添加したものであり、発泡白ＰＥＴとは、表面が多孔質になっている白ＰＥＴである。また、反射層６８の材料としては、樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜を用いてもよい。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット（登録商標）のシートが挙げられる。反射層６８の厚さは、１０μｍ以上、４０μｍ以下であることが好ましい。このように、固定板５０と変換層１４との間に、反射層６８を備えることにより、変換層１４で変換された光を、効率的にセンサ基板１２の画素３０に導くことができる。
（変形例９）
本変形例について、図１４を参照して説明する。図１４には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
図１４に示すように、本変形例の放射線検出器１０の変換層１４及び固定板５０は、防湿膜６６で覆われている。具体的には、固定板５０に形成された変換層１４を一体とし、その全体が防湿膜６６で覆われている。
防湿膜６６としては、例えば、パリレン（登録商標）膜、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性のシート、及び樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜等が用いられる。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット（登録商標）のシートが挙げられる。このように、固定板５０及び変換層１４の全体を防湿膜６６で覆うことにより、特に、放射線画像撮影装置１の製造工程において、固定板５０に形成された変換層１４をセンサ基板１２に設けるまでの間、変換層１４を単独で扱う場合の防湿性を高めることができる。
（変形例１０）
本変形例について、図１５を参照して説明する。図１５には、上記図３に示した放射線検出器１０のＡ－Ａ線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器１０の断面図の一例を示す。
図１５には、製造方法における基材１１の第１の面１１Ａに変換層１４を設ける工程が、図５Ｃを参照して説明した方法とは異なる方法により製造された放射線検出器１０が示されている。また、図１５に示した放射線検出器１０の製造方法では、フレキシブルケーブル１１２をセンサ基板１２に電気的に接続するタイミングが、図５Ｄを参照して説明したタイミングと異なる。
図１５に示した放射線検出器１０の製造方法では、基材１１の第１の面１１Ａに変換層１４を設ける前に、基材１１の第１の面１１Ａに端子１１３を形成し、さらに、端子１１３とフレキシブルケーブル１１２とを電気的に接続する。さらに、支持部材７４をフレキシブルケーブル１１２の上に設ける。なお、支持部材７４は、固定板５０の第１の面５０Ａに設けてもよい。また、固定板５０に形成された変換層１４の周縁部１４Ｂから固定板５０の第１の面５０Ａに亘る領域に、未硬化状態の封止部材７２を設けておく。固定板５０に形成され、未硬化の封止部材７２が設けられた状態の変換層１４を、基材１１の第１の面１１Ａに配置する。
この状態で、基材１１、固定板５０、封止部材７２、及び支持部材７４で形成される内部空間７９を、減圧用ポンプ等を用いて、例えば、０．２気圧～０．５気圧等の大気圧よりも低い圧力に減圧する。このように、基材１１、固定板５０、封止部材７２、及び支持部材７４で形成される内部空間７９を大気圧よりも低くすることにより、大気圧で外部から内部空間７９側に、基材１１（センサ基板１２）と固定板５０とが押圧される。本変形例の放射線検出器１０の製造方法では、このようにして、基材１１の第１の面１１Ａに変換層１４が設けられる。
本変形例の放射線検出器１０では、基材１１と固定板５０とが大気圧で押圧されることにより、基材１１の第１の面１１Ａに変換層１４が設けられるため、図１５に示すように、粘着層７０を設けなくても、変換層１４と基材１１とが密着する。
（変形例１１）
本変形例では、放射線画像撮影装置１における放射線検出器１０の収納状態の変形例について、図１６Ａ及び図１６Ｂを参照して説明する。図１６Ａ及び図１６Ｂは、本変形例の放射線画像撮影装置１の断面図の一例である。
上記図４に示した放射線画像撮影装置１は、筐体１２０の照射面１２０Ａ側の天板と、補強基板４０との間に空間が設けられていた。一方、図１６Ａに示した本変形例の放射線画像撮影装置１は、筐体１２０の照射面１２０Ａ側の天板の内壁面に、補強基板４０が接している。この場合、放射線検出器１０と筐体１２０の内壁面とは、接着層を介して接着されていてもよいし、接着層を介さずに単に接触しているだけでもよい。このように放射線検出器１０と筐体１２０の内壁面とが接していることにより、放射線検出器１０の剛性がより確保される。
また、図１６Ｂに示した本変形例の放射線画像撮影装置１では、補強基板４０が、筐体１２０の照射面１２０Ａ側の天板として採用される。この場合、図１６Ｂに示すように、補強基板４０の面積は、センサ基板１２の面積よりも大きく、補強基板４０の端部は、センサ基板１２の端部よりも外部に突出している。図１６Ｂに示した放射線画像撮影装置１では、照射面１２０Ａ側の天板部分に開口状態を有する筐体１２０の開口部分に、補強基板４０を嵌め込むことにより、放射線検出器１０が、筐体１２０の内部に収納される。このように放射線検出器１０の補強基板４０を筐体１２０の天板として用いることにより、筐体１２０の厚さ、より具体的には放射線が透過する方向の厚さを、より小さくすることができ、放射線画像撮影装置１の薄型化が図れる。また、筐体１２０自体の天板が不要となるため、放射線画像撮影装置１を、より軽量化することができる。
本実施形態の放射線画像撮影装置１の製造方法は、例えば、以下の変形例１２に示す形態としてもよい。
（変形例１２）
本変形例では、放射線画像撮影装置１の製造方法の変形例について、図１７Ａ～図１７Ｄを参照して説明する。
本変形例の放射線画像撮影装置１の製造方法は、上記図５Ａ～図５Ｄを参照して説明した工程までは、同様の工程であり、以降の工程が、上述の製造方法と異なっている。本変形例では、図５Ｄの工程の後、図１７Ａに示す工程を行う。
図１７Ａに示すように、フレキシブルケーブル１１２の他端を、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定する。具体的には、フレキシブルケーブル１１２Ａの他端を、駆動基板２００に電気的に接続する。また、フレキシブルケーブル１１２Ｂの他端を、信号処理基板３００に電気的に接続する。さらに、センサ基板１２に接続されたフレキシブルケーブル１１２を固定板５０の第２の面５０Ｂ側に折り返し、駆動基板２００及び信号処理基板３００の各々を、固定板５０の第２の面５０Ｂにネジ止めにより固定する。駆動基板２００及び信号処理基板３００の各々が固定板５０の第２の面５０Ｂに固定されることにより、フレキシブルケーブル１１２の他端が固定板５０の第２の面５０Ｂに固定される。
この後、図１７Ｂに示すように、フレキシブルケーブル１１２の他端が、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定された状態で、図５Ｅを参照して説明した工程と同様に、放射線検出器１０を支持体４００から剥離する。
次に、図１７Ｃに示すように、基材１１の第２の面１１Ｂに、粘着剤４２を設けた補強基板４０を貼り合わせることで、本実施形態の放射線検出器１０が製造される。
さらに、図１７Ｄに示すように、放射線検出器１０を、基材１１（補強基板４０）が、照射面１２０Ａと対向する状態で筐体１２０に収納する。このようにして、本実施形態の放射線画像撮影装置１が製造される。
放射線画像撮影装置１の製造工程において、センサ基板１２を支持体４００から剥離する場合、基材１１が撓み易いためセンサ基板１２が撓む。センサ基板１２が撓んだ際に、フレキシブルケーブル１１２が引っ張られることがある。例えば、フレキシブルケーブル１１２には、駆動ＩＣ２１０または信号処理ＩＣ３１０が搭載されているため、これらのＩＣの重さに応じて、フレキシブルケーブル１１２が引っ張られることがある。また、フレキシブルケーブル１１２の他端が駆動基板２００または信号処理基板３００等の回路部に接続されている場合、これら回路部の重さに応じて、フレキシブルケーブル１１２が引っ張られ易くなる。フレキシブルケーブル１１２が引っ張られた場合、センサ基板１２に接続されているフレキシブルケーブル１１２の位置がずれてしまうことがある。このように、センサ基板１２に対してフレキシブルケーブル１１２の位置がずれてしまうと、フレキシブルケーブル１１２と端子１１３との接続に不具合が生じる懸念がある。また、フレキシブルケーブル１１２が引っ張られることにより、端子１１３近傍のセンサ基板１２の端部が歪むことがある。そのため、フレキシブルケーブル１１２をリワークしたり、放射線画像撮影装置１を製造し直したりする場合がある。
これに対して、上述したように本変形例の放射線画像撮影装置１の製造方法では、センサ基板１２を支持体４００から剥離する前に、フレキシブルケーブル１１２を固定板５０に固定する。そして、フレキシブルケーブル１１２が固定板５０に固定された状態で、センサ基板１２を支持体４００から剥離する。フレキシブルケーブル１１２が固定板５０に固定されているため、センサ基板１２から支持体４００を剥離する際に、フレキシブルケーブル１１２が引っ張られるのを抑制することができる。そのため、本変形例の放射線画像撮影装置１の製造方法によれば、放射線画像撮影装置１の製造中にセンサ基板１２が撓んだ場合に、センサ基板１２に接続されたフレキシブルケーブル１１２によって生じる不具合を抑制することができる。
なお、本変形例では、フレキシブルケーブル１１２が接続された信号処理基板３００を固定板５０の第２の面５０Ｂに固定することにより、フレキシブルケーブル１１２を固定板５０に固定する形態を説明したが、フレキシブルケーブル１１２の固定板５０への接続方法は、本形態に限定されない。例えば、フレキシブルケーブル１１２を直接、固定板５０の第２の面５０Ｂに固定しておき、支持体４００からセンサ基板１２を剥離した後に、フレキシブルケーブル１１２と駆動基板２００または信号処理基板３００とを接続してもよい。また例えば、フレキシブルケーブル１１２を固定板５０の第１の面５０Ａに固定しておき、支持体４００からセンサ基板１２を剥離した後に、固定板５０の第１の面５０Ａからフレキシブルケーブル１１２を剥離してもよい。この場合、固定板５０から剥離したフレキシブルケーブル１１２と駆動基板２００または信号処理基板３００とを接続してから、駆動基板２００または信号処理基板３００を固定板５０に固定してもよい。
以上説明したように、上記の各放射線画像撮影装置１は、センサ基板１２と、回路部と、固定板５０と、変換層１４と、筐体１２０と、を備える。センサ基板１２は、可撓性の基材１１の画素領域３５に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素３０が設けられている。回路部は、駆動基板２００、信号処理基板３００、及び制御基板１１０の少なくとも１つを含み、センサ基板１２に電気的に接続される。固定板５０は、回路部を固定する。変換層１４は、固定板５０の回路部が固定される第２の面５０Ｂと反対側の第１の面５０Ａに設けられ、かつ基材１１の画素３０が設けられた第１の面１１Ａに、固定板５０側と反対側の第２の面１１Ｂが対向する状態に設けられ、放射線を光に変換する。筐体１２０は、センサ基板１２、回路部、固定板５０、及び変換層１４を収納する。
このように、上記の各放射線画像撮影装置１では、画素３０から電荷を読み出すための回路部が固定される固定板５０に、放射線検出器１０の変換層１４が形成されている。換言すると、放射線検出器１０は、固定板５０を基板の代わりにして形成された変換層１４を備える。
放射線画像撮影装置１によれば、固定板５０により曲げ剛性を高くすることができ、所望の曲げ剛性を得ることができるため、耐衝撃性を向上させることができる。また、放射線画像撮影装置１によれば、蒸着基板や支持基板等に形成された変換層１４と別途に固定板５０を設ける場合に比べて、軽量化することができ、また薄型化することができる。従って、放射線画像撮影装置１によれば、曲げ剛性を高くし、かつ軽量化することができる。
なお、放射線画像撮影装置１及び放射線検出器１０及びその製造方法は、図１～図１７Ｄを参照して説明した形態に限定されるものではない。例えば、上記図１に示したように画素３０がマトリクス状に２次元配列されている態様について説明したがこれに限らず、例えば、１次元配列であってもよいし、ハニカム配列であってもよい。また、画素の形状も限定されず、矩形であってもよいし、六角形等の多角形であってもよい。さらに、画素領域３５の形状も限定されないことはいうまでもない。
その他、上記実施形態及び各変形例における放射線画像撮影装置１及び放射線検出器１０等の構成や製造方法等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。
１ 放射線画像撮影装置
１０ 放射線検出器
１１ 基材、１１Ａ 第１の面、１１Ｂ 第２の面
１２ センサ基板
１４ 変換層、１４Ａ 中央部、１４Ｂ 周縁部
３０ 画素
３２ ＴＦＴ（スイッチング素子）
３４ センサ部
３５ 画素領域
３６ 信号配線
３８ 走査配線
３９ 共通配線
４０ 補強基板
４２ 粘着剤
５０ 固定板、５０Ａ 第１の面、５０Ｂ 第２の面
６４ 接着層
６５ 保護層
６６ 防湿膜
６８ 反射層
７０ 粘着層
７２ 封止部材
７４ 支持部材
７６ 接着層
７８ 封止部材
７９ 内部空間
１００ 制御部、１００Ａ ＣＰＵ、１００Ｂ メモリ、１００Ｃ 記憶部
１０２ 駆動部
１０４ 信号処理部
１０６ 画像メモリ
１０８ 電源部
１１０ 制御基板
１１２、１１２Ａ、１１２Ｂ フレキシブルケーブル
１１３ 端子
１１４ 電源線
１２０ 筐体、１２０Ａ 照射面
２００ 駆動基板
２１０ 駆動ＩＣ
３００ 信号処理基板
３１０ 信号処理ＩＣ
４００ 支持体
４０２ 剥離層

Claims (13)

  1. 可撓性の基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板と、
    前記基板に電気的に接続された回路部と、
    前記回路部を固定する固定板と、
    前記固定板の前記回路部が固定される面と反対側の面に、直接、形成され、かつ前記基材の前記画素が設けられた面に、前記固定板側と反対側の面が対向する状態に設けられた、前記放射線を光に変換する変換層と、
    前記基板、前記回路部、前記固定板、及び前記変換層を収納する筐体と、
    を備え、
    前記固定板の曲げ弾性率は、１０００ＭＰａ以上、４００００ＭＰａ以下であり、かつ、曲げ剛性は、３６０００Ｐａｃｍ ４ 以上、２２４００００Ｐａｃｍ ４ 以下である
    放射線画像撮影装置。
  2. 前記固定板の厚さは、０．１ｍｍ以上、０．２５ｍｍ以下である
    請求項１に記載の放射線画像撮影装置。
  3. 前記固定板の面積は、前記基材の面積よりも大きい、
    請求項１または請求項２に記載の放射線画像撮影装置。
  4. 前記固定板の端部の少なくとも一部は、前記基材の端部よりも外部に突出している、
    請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  5. 前記基材の、前記画素が設けられた面と反対側の面に設けられ、前記基材よりも剛性が高い補強基板をさらに備えた、
    請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  6. 前記補強基板は、前記筐体の前記放射線が照射される側の面の天板である、
    請求項５に記載の放射線画像撮影装置。
  7. 前記固定板の端部と前記補強基板の端部とを支持する支持部材をさらに備えた、
    請求項５または請求項６に記載の放射線画像撮影装置。
  8. 前記固定板の端部と前記基板の端部とを支持する支持部材をさらに備えた、
    請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  9. 前記固定板と前記基板との間が封止部材で封止されている、
    請求項１から請求項８のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  10. 前記基材の前記画素が設けられた面に前記変換層を設けるための粘着層をさらに備えた、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  11. 前記変換層の前記固定板と反対側の面と、前記基材の前記画素が設けられた面とが接している、
    請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  12. 前記固定板の材料の主成分は、カーボンである、
    請求項１から請求項１１のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
  13. 前記筐体は、前記放射線が照射される側から順に、前記基板、前記変換層、前記固定板、及び前記回路部の配置順で収納する、
    請求項１から請求項１２のいずれか１項に記載の放射線画像撮影装置。
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