JP2019158841A - 放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュールの製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】シンチレータの厚みが漸減する領域の平面寸法が小さい放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュール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モジュールは、複数の光電変換素子が設けられた有効画素領域を有するアレイ基板と、前記有効画素領域の上に設けられたシンチレータと、を備えている。前記シンチレータの周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減している。前記シンチレータの周縁近傍の前記シンチレータの厚みが漸減する第１の領域の、前記有効画素領域側の厚みが、前記有効画素領域の中心の位置の上方における前記シンチレータの厚みよりも薄くなっている。前記第１の領域と、前記有効画素領域の中心の位置と、の間の第２の領域において、前記第１の領域に向かうに従い、前記シンチレータの厚みが、前記第１の領域よりも緩やかに漸減している。【選択図】図５

Description

本発明の実施形態は、放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュール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線を蛍光に変換するシンチレータと、蛍光を電気信号に変換するアレイ基板とが設けられている。
ここで、柱状結晶を有するシンチレータとすれば、Ｘ線を蛍光に変換する機能と、発生した蛍光を伝達する機能（ライトガイド効果）とを備えたシンチレータとすることができる。例えば、真空蒸着法を用いて、基板の上にタリウム賦活ヨウ化セシウムなどからなる膜を形成すれば、柱状結晶を有するシンチレータが形成される。

ところが、真空蒸着法を用いてシンチレータを形成すると、シンチレータの周縁近傍の厚みが、シンチレータの外側になるに従い薄くなる。シンチレータの厚みが変化すると、発生する蛍光の明るさが変化するので画像班が生じるおそれがある。この場合、シンチレータの厚みの変化が緩やかであれば、シェーディング補正により画像班を除去することができる。
しかしながら、シンチレータの周縁近傍においては、シンチレータの厚みの変化が急激となる。そのため、シンチレータの周縁近傍に対応する位置に生じた画像班は、シェーディング補正により除去することができない。

そのため、一般的には、シンチレータの周縁近傍において厚みが漸減する領域は、アレイ基板の有効画素領域の外側に設けられる。この場合、シンチレータの厚みが漸減する領域は、余分なスペースとなるので、シンチレータの厚みが漸減する領域の平面寸法（基板の表面に平行な方向における寸法）を小さくできれば、その分、Ｘ線検出モジュールなどの小型化を図ることができる。
そこで、シンチレータの厚みが漸減する領域の平面寸法を小さくすることができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１３−１７１０１２号公報

本発明が解決しようとする課題は、シンチレータの厚みが漸減する領域の平面寸法が小さい放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出モジュール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モジュールは、複数の光電変換素子が設けられた有効画素領域を有するアレイ基板と、前記有効画素領域の上に設けられたシンチレータと、を備えている。前記シンチレータの周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減している。前記シンチレータの周縁近傍の前記シンチレータの厚みが漸減する第１の領域の、前記有効画素領域側の厚みが、前記有効画素領域の中心の位置の上方における前記シンチレータの厚みよりも薄くなっている。前記第１の領域と、前記有効画素領域の中心の位置と、の間の第２の領域において、前記第１の領域に向かうに従い、前記シンチレータの厚みが、前記第１の領域よりも緩やかに漸減している。

本実施の形態に係るＸ線検出器およびＸ線検出モジュールを例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出モジュールの模式断面図である。 Ｘ線検出器のブロック図である。 Ｘ線検出器およびＸ線検出モジュールの模式平面図である。 Ｘ線検出モジュールの模式断面図である。 シンチレータ形成装置を例示するための模式図である。 比較例に係るシンチレータの形成状態を例示するための模式断面図である。 本実施の形態に係るシンチレータの形成状態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。
また、放射線検出器は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、放射線検出器の用途は、一般医療に限定されるわけではない。

（Ｘ線検出モジュールおよびＸ線検出器）
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１およびＸ線検出モジュール１０を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図１においては、防湿体４などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出モジュール１０の模式断面図である。
図３は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図４は、Ｘ線検出器１およびＸ線検出モジュール１０の模式平面図である。
図５は、Ｘ線検出モジュール１０の模式断面図である。
Ｘ線検出器１は、Ｘ線画像を検出するＸ線平面センサである。
図１〜図５に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出モジュール１０、回路基板５、画像処理部６などが設けられている。

Ｘ線検出モジュール１０は、アレイ基板２、シンチレータ３、および防湿体４を有する。
アレイ基板２は、シンチレータ３によりＸ線から変換された蛍光を信号電荷に変換する。
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などの数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。基板２ａの平面形状は、四角形とすることができる。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面に複数設けられている。光電変換部２ｂの平面形状は四角形とすることができる。光電変換部２ｂは、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とにより画された領域に設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。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において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ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２ｂ３を兼ねることができる。
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２ｂ３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、ドレイン電極及びソース電極を有している。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のドレイン電極は、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のソース電極は、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、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、基板２ａ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、回路基板５に設けられた読み出し回路５ａとそれぞれ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、基板２ａ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、回路基板５に設けられた信号検出回路５ｂとそれぞれ電気的に接続されている。
制御ライン２ｃ１およびデータライン２ｃ２は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。

保護層２ｆは、第１層２ｆ１および第２層２ｆ２を有する。第１層２ｆ１は、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２を覆っている。第２層２ｆ２は、第１層２ｆ１の上に設けられている。
第１層２ｆ１および第２層２ｆ２は、絶縁性材料から形成することができる。絶縁性材料は、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、および樹脂材料などとすることができる。

シンチレータ３は、複数の光電変換部２ｂの上に設けられ、入射するＸ線を蛍光に変換する。シンチレータ３は、少なくとも有効画素領域Ａの上に設けられている。有効画素領域Ａは、基板２ａ上の複数の光電変換素子２ｂ１が設けられている領域とすることができる。図２、図４、および図５に示すように、有効画素領域Ａは、基板２ａの一方の端部の近傍に設けられた光電変換素子２ｂ１の当該端部側の辺と、一方の端部に対峙する他方の端部の近傍に設けられた光電変換素子２ｂ１の当該対峙する端部側の辺と、の間の領域とすることができる。

シンチレータ３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３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３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３が形成される。

後述するように、真空蒸着法を用いてシンチレータ３を形成する際には、開口１０６ａを有するマスク１０６が用いられる。マスク１０６を用いれば、アレイ基板２上の開口１０６ａに対峙する位置（有効画素領域Ａの上）にシンチレータ３を形成することができる。ところが、蒸着による膜は、マスク１０６の表面にも形成される。そして、マスク１０６の開口１０６ａの近傍においては、膜は、開口１０６ａの内部に徐々に張り出すように成長する。開口１０６ａの内部に膜が張り出すと、開口１０６ａの近傍において、アレイ基板２への蒸着が抑制される。

そのため、図１および図２に示すように、シンチレータ３の周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減している。シンチレータ３の周縁近傍における、シンチレータ３の厚みが漸減する領域（第１の領域の位置例に相当する）においては、蛍光の量が漸減するので、画像班が生じるおそれがある。この場合、シンチレータ３の厚みの変化が緩やかであれば、シェーディング補正により画像班を除去することができる。ところが、シンチレータ３の周縁近傍においては、シンチレータ３の厚みの変化が急激となる。そのため、シンチレータ３の周縁近傍に対応する位置に生じた画像班は、シェーディング補正により除去することができない。
なお、以降、シンチレータ３の周縁近傍における、シンチレータ３の厚みが漸減する領域を、単に、シンチレータ３の厚みが漸減する領域と称する。

そのため、一般的には、シンチレータ３の厚みが漸減する領域は、アレイ基板２の有効画素領域Ａの外側に設けられる。
また、後述する防湿体４のつば（鍔）部４ｃもアレイ基板２の有効画素領域Ａの外側に接着される。
ここで、有効画素領域Ａの外側に設けられるシンチレータ３の厚みが漸減する領域は、Ｘ線検出モジュール１０の機能に関係のない余分なスペースとなる。そのため、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法（基板２ａの表面に平行な方向における寸法）を小さくできれば、その分、Ｘ線検出モジュール１０などの小型化を図ることができる。

本発明者の得た知見によれば、シンチレータ３を形成する際に、図５に示すように、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の、有効画素領域Ａ側の厚みが、有効画素領域Ａの中心の位置におけるシンチレータ３の厚みよりも薄くなるようにすれば、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法を小さくすることができる。すなわち、シンチレータ３の周縁側の厚みがシンチレータ３の中央の厚みよりも薄くなるようにすれば、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法を小さくすることができる。
例えば、有効画素領域Ａの中心Ｃの位置におけるシンチレータ３の厚みをＴ_０ミリメートル、有効画素領域Ａの中心Ｃから有効画素領域Ａの周端までの距離をＬミリメートル、有効画素領域Ａの中心Ｃから「０．９×Ｌミリメートル」の位置におけるシンチレータ３の厚みをＴ_１ミリメートルとした場合に、「Ｔ_１≦０．９５×Ｔ_０」となるようにすることが好ましい。
この様にすれば、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法Ｂ１、Ｂ２を小さくすることができる。
なお、平面寸法Ｂ１、Ｂ２を小さくできることに関する詳細は後述する。

前述したように、シンチレータ３の厚みが漸減する領域は、Ｘ線検出モジュール１０の機能に関係のない余分なスペースとなる。そのため、平面寸法Ｂ１、Ｂ２が小さくなれば、その分、Ｘ線検出モジュール１０などの小型化を図ることができる。
また、アレイ基板２の、シンチレータ３の外側に位置する領域には、防湿体４のつば部４ｃが接着される。そのため、平面寸法Ｂ１、Ｂ２が小さくなれば、その分、つば部４ｃの長さを長くすることができる。つば部４ｃの長さが長くなれば、つば部４ｃとアレイ基板２との間の封止性を確保し、且つ高い信頼性を得ることができる。
なお、ハット形状を有する防湿体４を例に挙げて説明したが、防湿体が透湿係数の小さい樹脂などからなる膜の場合も同様である。透湿係数の小さい樹脂は、例えば、ポリパラキシリレンなどである。

また、図５に示すように、シンチレータ３の厚みが漸減する領域と、有効画素領域Ａの中心Ｃの位置と、の間の領域（第２の領域の一例に相当する）において、シンチレータ３の厚みが漸減する領域に向かうに従い、シンチレータ３の厚みが漸減するようにすることができる。
シンチレータ３の厚みが漸減する領域の、有効画素領域Ａ側の厚みが、有効画素領域Ａの中心Ｃの位置の上方におけるシンチレータ３の厚みよりも薄くなっている。
シンチレータ３の厚みが漸減する領域と、有効画素領域Ａの中心Ｃの位置と、の間の領域において、シンチレータ３の厚みが漸減する領域に向かうに従い、シンチレータ３の厚みが、シンチレータ３の厚みが漸減する領域よりも緩やかに漸減している。
この場合、シンチレータ３の厚みの減少率は、シンチレータ３の厚みが漸減する領域に向かうに従い増大するようにすることができる。
なお、シンチレータ３の厚みが漸減する領域における厚みの減少率は、シンチレータ３の厚みが漸減する領域と、有効画素領域Ａの中心Ｃの位置と、の間の領域における厚みの減少率よりも大きくなるようにすることができる。
ここで、有効画素領域Ａの上方において、シンチレータ３の厚みが漸減すると蛍光の量が漸減するので画像班が生じるおそれがある。しかしながら、シンチレータ３の厚みの変化が緩やかであれば、シェーディング補正により画像班を除去することができる。
本発明者の得た知見によれば、「Ｔ_１≧０．５×Ｔ_０」となるようにすれば、シェーディング補正により画像班を除去することができる。
また、「０．７×Ｔ_０≦Ｔ_１≦０．８×Ｔ_０」となるようにすれば、平面寸法Ｂ１、Ｂ２をさらに小さくすることができ、且つ、シェーディング補正による画像班の除去が容易となる。

以上は、平面寸法Ｂ１、Ｂ２がほぼ等しい場合である。
ここで、図４に示すように、アレイ基板２の、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられていない側の辺と、有効画素領域Ａとの間の距離Ｌ２、Ｌ４は、アレイ基板２の、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている側の辺と、有効画素領域Ａとの間の距離Ｌ１、Ｌ３よりも短くできる場合が多い。
ところが、距離Ｌ２、Ｌ４を単に短くすると、アレイ基板２の有効画素領域Ａの外側のスペースが小さくなるので、防湿体４のつば部４ｃの幅寸法を長くするのが困難となる。 この場合、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられていない側の、シンチレータ３の側面３ａ（第１の側面の一例に相当する）と、アレイ基板２とがなす角度θ１が、当該側面と反対側の側面（第２の側面の一例に相当する）と、アレイ基板２とがなす角度θ２よりも大きくなるようにすることができる。
なお、角度θ２となる側面３ａが設けられる側の周縁近傍には、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている。
角度θ１が、角度θ２よりも大きくなれば、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられていない側の平面寸法Ｂ１を配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている側の平面寸法Ｂ２よりも小さくすることができる。
平面寸法Ｂ１が平面寸法Ｂ２よりも小さくなれば、距離Ｌ２、Ｌ４を短くしても防湿体４のつば部４ｃの幅寸法を長くすることができる。
なお、平面寸法Ｂ１、Ｂ２の制御や、角度θ１、θ２の制御に関する詳細は後述する。

防湿体４は、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ３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４は、シンチレータ３を覆っている。なお、シンチレータ３の上に反射層が設けられる場合には、防湿体４は、シンチレータ３と反射層を覆う。反射層は、例えば、光散乱粒子（例えば、ＴｉＯ_２粒子）をバインダ材（例えば、ブチラール樹脂）に分散させた材料をシンチレータ３の上に塗布することで形成することができる。反射層の厚みは、例えば、１００μｍ〜２００μｍ程度とすることができる。 防湿体４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、防湿体４は、アルミニウム、アルミニウム合金、低透湿防湿材料などから形成することができる。低透湿防湿材料は、例えば、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）の層とが積層されたものとすることができる。

防湿体４は、ハット形状を呈するものとすることができる。ハット形状を呈する防湿体４とすれば、透湿係数の小さい樹脂などからなる膜と比べて高い防湿性を得ることができる。
ハット形状を呈する防湿体４は、表面部４ａ、周面部４ｂ、及びつば部４ｃを有する。表面部４ａ、周面部４ｂ、及びつば部４ｃは、一体成形することができる。例えば、防湿体４は、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。
表面部４ａおよび周面部４ｂは、シンチレータ３を覆う。つば部４ｃは、アレイ基板２の、光電変換部２ｂが設けられる側の面に接着される。

図１に示すように、回路基板５は、アレイ基板２の、シンチレータ３が設けられる側とは反対側に設けられている。
図３に示すように、回路基板５には、読み出し回路５ａおよび信号検出回路５ｂが設けられている。なお、これらの回路を１つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。

読み出し回路５ａ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。
読み出し回路５ａは、複数のゲートドライバ５ａａと行選択回路５ａｂとを有する。
行選択回路５ａｂには、画像処理部６などから制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路５ａｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ５ａａに制御信号Ｓ１を入力する。
ゲートドライバ５ａａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力する。
例えば、読み出し回路５ａは、フレキシブルプリント基板２ｅ１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５ｂは、複数の積分アンプ５ｂａ、複数の選択回路５ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ５ｂｃを有している。
１つの積分アンプ５ｂａ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５ｂａ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５ｂａ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５ｂｂ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５ｂａは、シンチレータ３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５ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ５ｂａ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５ｂｃ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、配線６ａを介して画像処理部６に入力される。

画像処理部６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６は、配線６ａを介して、回路基板５と電気的に接続されている。なお、画像処理部６は、回路基板５と一体化することもできる。

（Ｘ線検出モジュールの製造方法）
次に、Ｘ線検出モジュール１０の製造方法について説明する。
まず、基板２ａの上に、基板２ａ、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を製造する。
アレイ基板２の製造には、既知の半導体製造プロセスを用いることができる。そのため、アレイ基板２の製造に関する詳細は省略する。

次に、少なくとも有効画素領域Ａを覆うようにシンチレータ３を形成する。
シンチレータ３の形成には、シンチレータ形成装置１００を用いることができる。
図６は、シンチレータ形成装置１００を例示するための模式図である。
図６に示すように、シンチレータ形成装置１００には、チャンバ１０１、第１のるつぼ１０２、第２のるつぼ１０３、シャッター１０４、回転機構１０５、およびマスク１０６が設けられている。
第１のるつぼ１０２、第２のるつぼ１０３、およびマスク１０６は、チャンバ１０１の内部に設けられている。

マスク１０６には回転機構１０５が接続されている。また、マスク１０６には、アレイ基板２が載置される。回転機構１０５は、アレイ基板２が載置されたマスク１０６を回転させる。

第１のるつぼ１０２には、所定の量のヨウ化セシウムを収納することができる。
第２のるつぼ１０３には、所定の量のタリウムを収納することができる。
第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３は、アレイ基板２と対峙するように設けられている。
シャッター１０４は、第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３と、アレイ基板２との間に設けられている。

シンチレータ３は、以下のようにして形成することができる。
図示しないポンプによりチャンバ１０１の内部のガスを排気して、内部圧力が０．４Ｐａ程度となるようにする。
回転機構１０５によりアレイ基板２を回転させる。この際、図示しないヒータを用いて、アレイ基板２の温度が１５０℃程度となるようにする。

第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３を図示しない加熱手段で加熱する。この際、第１のるつぼ１０２の温度が７００℃程度となるようにする。第２のるつぼ１０３の温度が４００℃程度となるようにする。

第１のるつぼ１０２に収納されたヨウ化セシウムの蒸発、および第２のるつぼ１０３に収納されたタリウムの蒸発が安定した場合には、シャッター１０４を退避位置に移動させる。ヨウ化セシウムの蒸気とタリウムの蒸気がチャンバ１０１の内部の空間で混合され、混合された蒸気がマスク１０６の開口１０６ａを介してアレイ基板２の表面に到達する。アレイ基板２の表面に蒸気が到達することで、開口１０６ａに対峙する位置にシンチレータ３が形成される。

この場合、ヨウ化セシウムの蒸気の量が多いのでヨウ化セシウムの結晶が形成される。一部のヨウ化セシウムの結晶においては、セシウムイオンが配置されるサイトにタリウムが配置される。そのため、タリウム賦活ヨウ化セシウムを含むシンチレータ３が形成される。

シンチレータ３の厚みが所定の値となった場合には、シャッター１０４を移動させて蒸気の供給を遮断する。シンチレータ３の厚みは、例えば、６００μｍ程度とすることができる。
その後、アレイ基板２、第１のるつぼ１０２、および第２のるつぼ１０３の加熱を停止し、チャンバ１０１内の温度を常温に戻す。続いて、チャンバ１０１内に窒素ガスを供給して、チャンバ１０１内の圧力を大気圧に戻す。続いて、チャンバ１０１からシンチレータ３が形成されたアレイ基板２を取り出す。

次に、平面寸法Ｂ１、Ｂ２の制御について説明する。
図７は、比較例に係るシンチレータ３の形成状態を例示するための模式断面図である。 図７は、アレイ基板２の表面に形成される膜の厚みが均一となるようにした場合である。
図７に示すように、蒸着が進むに従い、アレイ基板２の表面に形成される膜の厚みが徐々に厚くなる。
また、膜はマスク１０６の表面にも形成される。そのため、蒸着が進むに従い、マスク１０６の表面に形成される膜の厚みが徐々に厚くなる。この場合、マスク１０６の開口１０６ａの近傍においては、膜は、開口１０６ａの内部に徐々に張り出すように成長する。 開口１０６ａの内部に膜が張り出すと、開口１０６ａの近傍において、アレイ基板２への蒸着が抑制される。そのため、形成されたシンチレータ３の周縁近傍は、外側になるに従い厚みが薄くなる。
この場合、マスク１０６の開口１０６ａの近傍に形成される膜の厚みが厚くなるほど張り出しが大きくなるので、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法Ｂ１、Ｂ２が大きくなる。

図８は、本実施の形態に係るシンチレータ３の形成状態を例示するための模式断面図である。
本実施の形態に係るシンチレータ３の形成においては、シンチレータ３の周縁側の厚みがシンチレータ３の中央の厚みよりも薄くなるようにする。そのため、有効画素領域Ａの周縁近傍に到達する蒸気の量が、有効画素領域Ａの中央近傍に到達する蒸気の量よりも少なくされる。この様にすれば、マスク１０６の開口１０６ａの近傍に形成される膜の厚みが薄くなるので、図８に示すように、開口１０６ａの内部への膜の張り出しを抑制することができる。そのため、シンチレータ３の厚みが漸減する領域の平面寸法Ｂ１、Ｂ２を小さくすることができる。

例えば、前述した寸法関係（Ｔ_１≦０．９５×Ｔ_０）を満たすようにすれば、平面寸法Ｂ１、Ｂ２を小さくするのが容易となる。
この場合、「Ｔ_１≧０．５×Ｔ_０」となるようにすれば、シェーディング補正により画像班を除去することができる。
また、「０．７×Ｔ_０≦Ｔ_１≦０．８×Ｔ_０」となるようにすれば、平面寸法Ｂ１、Ｂ２をさらに小さくすることができ、且つ、シェーディング補正による画像班の除去が容易となる。

平面寸法Ｂ１、Ｂ２の制御、すなわち、アレイ基板２の表面に形成される膜の厚みの分布は、蒸着条件により制御することができる。
例えば、第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３の位置を、有効画素領域Ａの中央側に寄せることで、有効画素領域Ａの周縁近傍に到達する蒸気の量が、有効画素領域Ａの中央近傍に到達する蒸気の量よりも少なくなるようにすることができる。
また、第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３と、アレイ基板２との間に、蒸着量を制御するためのマスクやシャッターなどを設けることもできる。例えば、マスクやシャッターなどにより、有効画素領域Ａの周縁近傍に到達する蒸気の量が少なくなるようにすることができる。
なお、第１のるつぼ１０２および第２のるつぼ１０３と、アレイ基板２との位置関係や、マスクやシャッターなどの形状や位置関係などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ射線検出モジュール１０の製造方法は、以下の工程を備えることができる。
真空蒸着法を用いて、マスク１０６の開口１０６ａに対峙する位置にシンチレータ３を形成する工程。
そして、このシンチレータ３を形成する工程において、マスク１０６の開口１０６ａの周縁近傍に到達する蒸気の量を、マスク１０６の開口１０６ａの中央近傍に到達する蒸気の量よりも少なくする。

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 シンチレータ、５ 回路基板、６ 画像処理部、１０ Ｘ線検出モジュール、１０６ マスク、１０６ａ 開口、Ａ 有効画素領域

Claims (7)

1. 複数の光電変換素子が設けられた有効画素領域を有するアレイ基板と、
   前記有効画素領域の上に設けられたシンチレータと、
   を備え、
   前記シンチレータの周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減し、
   前記シンチレータの周縁近傍の前記シンチレータの厚みが漸減する第１の領域の、前記有効画素領域側の厚みが、前記有効画素領域の中心の位置の上方における前記シンチレータの厚みよりも薄く、
   前記第１の領域と、前記有効画素領域の中心の位置と、の間の第２の領域において、前記第１の領域に向かうに従い、前記シンチレータの厚みが、前記第１の領域よりも緩やかに漸減している放射線検出モジュール。
2. 前記シンチレータの厚みの減少率は、前記第１の領域に向かうに従い増大している請求項１記載の放射線検出モジュール。
3. 前記有効画素領域の中心の位置における前記シンチレータの厚みをＴ_０、
   前記有効画素領域の中心から前記有効画素領域の周端までの距離をＬ、
   前記有効画素領域の中心から０．９×Ｌの位置における前記シンチレータの厚みをＴ_１、
   とした場合に、以下の式を満足する請求項１または２に記載の放射線検出モジュール。
   Ｔ_１≦０．９５×Ｔ_０
4. 前記第１の領域における厚みの減少率は、前記第２の領域における厚みの減少率よりも大きい請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
5. 前記シンチレータの第１の側面と、前記アレイ基板とがなす角度は、前記第１の側面と反対側の第２の側面と、前記アレイ基板とがなす角度よりも大きい請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
6. 請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出モジュールと、
   前記放射線検出モジュールに設けられたアレイ基板に電気的に接続された回路基板と、
   を備えた放射線検出器。
7. 真空蒸着法を用いて、マスクの開口に対峙する位置にシンチレータを形成する工程を備え、
   前記シンチレータを形成する工程において、前記マスクの開口の周縁近傍に到達する蒸気の量を、前記マスクの開口の中央近傍に到達する蒸気の量よりも少なくする放射線検出モジュールの製造方法。
   
   
   

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