JP6729965B2 - 放射線検出器及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器及びそ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線検出器においては、Ｘ線をシンチレータ層により可視光すなわち蛍光に変換し、この蛍光をアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオード、あるいはＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの光電変換素子を用いて信号電荷に変換することでＸ線画像を取得している。
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、シンチレータ層の上に反射層をさらに設ける場合もある。

ここで、水蒸気などに起因する解像度特性の劣化を抑制するために、シンチレータ層と反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。特に、シンチレータ層が、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）やヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：ナトリウム（Ｎａ）などからなる場合には、湿度などによる解像度特性の劣化が大きくなるおそれがある。
そのため、シンチレータ層を囲む枠状の壁体を設け、壁体の上端にアルミニウムなどからなるカバーを接着する技術が提案されている。

しかしながら、シンチレータ層の側面と壁体の内面との間に大きな空間があると、壁体の内側に侵入した水蒸気がシンチレータ層に到達し易くなる。
また、枠状の壁体の周辺には、フレキシブルプリント基板が接続される配線パッドが設けられる。そのため、単に、枠状の壁体を設けるようにすると、有効画素エリアの周辺に設けることが必要となる領域の寸法が増加し、ひいては放射線検出器の寸法の増加や重量の増加を招くおそれがある。
そこで、防湿性能の向上と、省スペース化とを図ることができる技術の開発が望まれていた。

特開２００１−１８８０８６号公報 特開平５−２４２８４１号公報

本発明が解決しようとする課題は、防湿性能の向上と、省スペース化とを図ることができる放射線検出器及びそ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、平面形状が四角形の基板と、前記基板の一方の面側に設けられた複数の光電変換素子と、前記基板の第１の辺と、前記複数の光電変換素子が設けられた領域との間に設けられ、それぞれが前記複数の光電変換素子と電気的に接続された複数の配線パッドと、前記複数の光電変換素子の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、前記基板の一方の面側であって、前記複数の配線パッドと前記シンチレータ層との間に設けられ、前記シンチレータ層を囲む枠状の壁体と、前記基板の上方であって、前記壁体の内面と、前記シンチレータ層の側面と、の間に設けられた充填部と、を備えている。
前記第１の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離は、前記第１の辺に対向する第２の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離よりも短い。

第１の実施形態に係る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の模式平面図である。 （ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面の模式図である。（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面の模式図である。 シンチレータ層５の側面近傍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。

（第１の実施形態）
まず、第１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、第１の実施形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図１においては、反射層６、防湿体７、充填部８、壁体９、接着層１０などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出器１の模式平面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図２においては、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２、画像伝送部４などを省いて描いている。
図３（ａ）は、図２におけるＡ−Ａ線断面の模式図である。
図３（ｂ）は、図２におけるＢ−Ｂ線断面の模式図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図３（ａ）、（ｂ）においては、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、一般医療用途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、一般医療用途に限定されるわけではない。

図１、図２、図３（ａ）、（ｂ）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、画像伝送部４、シンチレータ層５、反射層６、防湿体７、充填部８、壁体９、および接着層１０が設けられている。

アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、および保護層２ｆを有する。

基板２ａは、板状を呈している。基板２ａの平面形状は四角形となっている。基板２ａは、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、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とで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、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図示しない蓄積キャパシタを設けることができる。図示しない蓄積キャパシタは、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が図示しない蓄積キャパシタ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、蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射することで生じた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、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。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と図示しない蓄積キャパシタとに電気的に接続される。

複数の配線パッド２ｄ１は、基板２ａの第１の辺の近傍に設けられ、それぞれが複数の光電変換素子２ｂ１と電気的に接続されている。
複数の配線パッド２ｄ２は、基板２ａの、第１の辺に隣り合う第３の辺の近傍に設けられ、それぞれが複数の光電変換素子２ｂ１と電気的に接続されている。

制御ライン２ｃ１は、所定の間隔を開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。
複数の制御ライン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とそれぞれ電気的に接続されている。複数の配線パッド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一端がそれぞれ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に設けられた図示しない制御回路とそれぞれ電気的に接続されている。

データライン２ｃ２は、所定の間隔を開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、列方向に延びている。
複数のデータライン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とそれぞれ電気的に接続されている。複数の配線パッド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一端がそれぞれ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に設けられた図示しない増幅・変換回路とそれぞれ電気的に接続されている。

保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２を覆うように設けられている。保護層２ｆは、シンチレータ層５が設けられる領域に設けられていてもよいし、シンチレータ層５が設けられる領域の外側にまで設けられていてもよい。

保護層２ｆは、絶縁性材料から形成することができる。保護層２ｆは、無機材料（例えば、窒化ケイ素など）、有機材料（アクリル系樹脂など）から形成することができる。
この場合、シンチレータ層５が設けられる領域（シンチレータ層５の下層）には、有機材料からなる保護層２ｆが設けられるようにすることが好ましい。この様にすれば、シンチレータ層５とアレイ基板２との間の密着力（接合強度）を高くすることができる。
また、アレイ基板２の、シンチレータ層５の側面と壁体９の内面９ａとの間に露出する領域（充填部８の下層）には、無機材料からなる保護層２ｆが設けられるか、あるいは、保護層２ｆが設けられず基板２ａが露出するようにすることが好ましい。この様にすれば、充填部８とアレイ基板２との間の密着力を高くすることができる。

信号処理部３は、基板２ａの、光電変換部２ｂが設けられる側とは反対側に設けられている。
信号処理部３には、図示しない制御回路と、図示しない増幅・変換回路とが設けられている。
図示しない制御回路は、各薄膜トランジスタ２ｂ２の動作、すなわちオン状態およびオフ状態を制御する。例えば、図示しない制御回路は、フレキシブルプリント基板２ｅ１と配線パッド２ｄ１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毎に順次印加する。制御ライン２ｃ１に印加された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２が受信できるようになる。

図示しない増幅・変換回路は、例えば、複数の電荷増幅器、並列−直列変換器、およびアナログ−デジタル変換器を有している。
複数の電荷増幅器は、各データライン２ｃ２にそれぞれ電気的に接続されている。
複数の並列−直列変換器は、複数の電荷増幅器にそれぞれ電気的に接続されている。
複数のアナログ−デジタル変換器は、複数の並列−直列変換器にそれぞれ電気的に接続されている。
図示しない複数の電荷増幅器は、データライン２ｃ２と配線パッド２ｄ２とフレキシブルプリント基板２ｅ２とを介して、各光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２を順次受信する。

そして、図示しない複数の電荷増幅器は、受信した画像データ信号Ｓ２を順次増幅する。
図示しない複数の並列−直列変換器は、増幅された画像データ信号Ｓ２を順次直列信号に変換する。
図示しない複数のアナログ−デジタル変換器は、直列信号に変換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。

画像伝送部４は、配線４ａを介して、信号処理部３の図示しない増幅・変換回路と電気的に接続されている。なお、画像伝送部４は、信号処理部３と一体化されていてもよい。

画像伝送部４は、図示しない複数のアナログ−デジタル変換器により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。構成されたＸ線画像のデータは、画像伝送部４から外部の機器に向けて出力される。

シンチレータ層５は、複数の光電変換素子２ｂ１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。
シンチレータ層５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：ナトリウム（Ｎａ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。

シンチレータ層５は、柱状結晶の集合体となっている。
柱状結晶の集合体からなるシンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法などを用いて形成することができる。
シンチレータ層５の厚み寸法は、例えば、６００μｍ程度とすることができる。柱状結晶の柱（ピラー）の太さ寸法は、例えば、最表面で８μｍ〜１２μｍ程度とすることができる。

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、シンチレータ層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。

反射層６は、シンチレータ層５のＸ線の入射側を覆っている。
すなわち、反射層６は、防湿体７とシンチレータ層５との間に設けられ、シンチレータ層５において発生した蛍光を反射する。
反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの光散乱性粒子を含む樹脂をシンチレータ層５上に塗布することで形成することができる。また、反射層６は、例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ層５上に成膜することで形成することもできる。
また、反射層６は、例えば、少なくとも表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる板を用いて形成することもできる。

なお、図３（ａ）、（ｂ）に例示をした反射層６は、酸化チタンからなるサブミクロン粉体と、バインダ樹脂と、溶媒を混合して作成した材料をシンチレータ層５のＸ線の入射側に塗布し、これを乾燥させることで形成したものである。
この場合、反射層６の厚み寸法は、１２０μｍ程度とすることができる。
なお、反射層６は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
以下においては、反射層６が設けられる場合を例示する。

防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、反射層６の特性やシンチレータ層５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、壁体９、反射層６（シンチレータ層５）、および充填部８の上方を覆っている。この場合、防湿体７と、反射層６の上面との間に隙間があってもよいし、防湿体７と反射層６の上面が接触するようにしてもよい。
例えば、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７と、充填部８の上面および壁体９の上端とを接着すれば、大気圧により防湿体７と反射層６の上面とが接触する。

防湿体７は、周縁部近傍が充填部８の上面および壁体９の上端と接着されている。
防湿体７は、膜状または箔状または薄板状を呈している。
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。
防湿体７は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、あるいは、樹脂膜と無機材料（アルミニウムやアルミニウム合金などの金属、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などのセラミック系材料）からなる膜とが積層された低透湿防湿膜（水蒸気バリアフィルム）などから形成することができる。
この場合、実効的な透湿係数がほとんどゼロであるアルミニウムやアルミニウム合金などを用いて防湿体７を形成すれば、防湿体７を透過する水蒸気をほぼ完全になくすことができる。

また、防湿体７の厚み寸法は、Ｘ線の吸収や剛性などを考慮して決定することができる。
この場合、防湿体７の厚み寸法を長くしすぎるとＸ線の吸収が大きくなりすぎる。防湿体７の厚み寸法を短くしすぎると剛性が低下して破損しやすくなる。
防湿体７は、例えば、厚み寸法が０．１ｍｍのアルミニウム箔を用いて形成することができる。

充填部８は、基板２ａの上方であって、シンチレータ層５の側面と、壁体９の内面９ａとの間に設けられている。
充填部８の上面の位置は、反射層６の上面の位置と同程度とすることができる。
充填部８の上面の位置は、壁体９の上端の位置より少し低くすることができる。
充填部８の上面の位置が、壁体９の上端の位置より少し低くなるようにすれば、壁体９の内側に材料を充填して充填部８を形成する際に、材料が壁体９の上端を超えてあふれ出ないようにすることができる。

充填部８は、壁体９の内面９ａおよびシンチレータ層５の側面と接着されている。
また、充填部８は、基板２ａおよび保護層２ｆの少なくともいずれかと接着されている。

なお、図３（ａ）、（ｂ）に例示をしたものの場合には、保護層２ｆはシンチレータ層５が設けられる領域の外側にまで設けられていないので、充填部８は基板２ａと接着されている。
また、充填部８は、接着層１０により防湿体７と接着されている。

充填部８は、低い透湿係数を有するものとすることができる。充填部８は、例えば、無機材料からなるフィラー材と、樹脂を含むものとすることができる。
フィラー材は、例えば、タルク（滑石：Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０（ＯＨ）_２）などを含むものとすることができる。

ここで、フィラー材は、透湿量を少なくするために添加される。そのため、フィラー材の濃度を余り低くしすぎると、透湿量が多くなって、解像度特性が劣化するおそれがある。
そのため、フィラー材は、含有濃度を高くしても不具合が生じにくいものとすることが好ましい。

タルクは、低硬度の無機材料であり、滑り性が高い。そのため、タルクを含むフィラー材を高い濃度で含有させても、充填部８の形状変形が困難となることがない。

この場合、タルクを含むフィラー材の粒径が、数μｍから数十μｍ程度となるようにすれば、タルクの濃度（充填密度）を高めることができる。
タルクの濃度を高めれば、樹脂のみの場合と比較して透湿係数を１ケタ程度低くすることができる。
例えば、充填部８に含まれるタルクからなるフィラー材の濃度は、５０重量％以上とすることができる。

また、充填部８に含まれる樹脂は、Ｘ線に対する耐性が高いものとすることが好ましい。充填部８に含まれる樹脂は、例えば、エポキシ系樹脂とすることができる。
充填部８を形成するための材料は、例えば、フィラー材を含有させたエポキシ系紫外線硬化型接着剤、フィラー材を含有させたエポキシ系常温硬化型接着剤、フィラー材を含有させたエポキシ系加熱硬化型接着剤などとすることができる。

また、充填部８は、吸湿材と、樹脂（例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂など）を含むものとすることもできる。
この場合、充填部８を形成するための材料は、例えば、吸湿材である塩化カルシウムと、バインダ樹脂（例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂など）と、溶媒を混合して作成したものとすることができる。

また、充填部８を形成するための材料に、エポキシ化亜麻仁油などのエポキシ化植物油をさらに加えて、可撓性を有する充填部８が形成されるようにすることができる。
可撓性を有する充填部８とすれば、熱応力や外力により、充填部８が壁体９、シンチレータ層５、基板２ａ、防湿体７などから剥がれるのを抑制することができる。

壁体９は、低い透湿係数を有するものとすることができる。
壁体９は、例えば、無機材料からなるフィラー材と、樹脂（例えば、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂など）を含む。
壁体９の材料は、充填部８の材料と同様とすることができる。
また、壁体９は、金属などからなる枠状体とすることもできる。
また、壁体９は、金属などからなる枠状の板を積層したものとすることもできる。

壁体９は、枠状を呈している。壁体９は、基板２ａの一方の面側に設けられ、シンチレータ層５を囲んでいる。壁体９は、平面視において、シンチレータ層５よりは外側であって、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられる領域よりは内側に設けられている。

ここで、低い透湿係数を有する充填部８および壁体９を設ければ、防湿性能の向上を図ることができる。しかしながら、充填部８および壁体９を設けるためには、有効画素エリアＰの周辺に大きなスペースが必要となる。
またさらに、図２に示すように、平面形状が四角形の基板２ａの一方の辺の近傍には、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている。そのため、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている側においては、必要となるスペースがさらに大きくなる。
この場合、単に、充填部８および壁体９を設ければ、Ｘ線検出器１の寸法の増加や重量の増加を招くおそれがある。

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、図３（ａ）に示すように、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられる側において、シンチレータ層５の側面と、壁体９の内面９ａとの間の距離Ｌ１がなるべく短くなるようにしている。距離Ｌ１には特に限定がなく、シンチレータ層５の側面と、壁体９の内面９ａとが接触しなければよい。すなわち、距離Ｌ１がゼロを超えていればよい。

距離Ｌ１を短くすれば、省スペース化を図ることができる。
この場合、低い透湿係数を有する充填部８および壁体９を設ければ、高い防湿性能を得ることができるので、距離Ｌ１を短くしてもシンチレータ層５の特性が劣化するのを抑制することができる。

一方、図２に示すように、基板２ａの、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている側と対向する側（対辺側）の辺の近傍には、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられていない。
そこで、図３（ｂ）に示すように、基板２ａの、複数の配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられている側と対向する側においては、シンチレータ層５の側面と、壁体９の内面９ａとの間の距離Ｌ２が距離Ｌ１よりも長くなるようにしている。例えば、距離Ｌ１は１ｍｍ未満、距離Ｌ２は０．５ｍｍ以上、２ｍｍ以下とすることができる。
この場合、距離Ｌ２は、距離Ｌ１に対して同じもしくは長くなるようにしている。
例えば、距離Ｌ１が、０．５ｍｍ未満の場合には、距離Ｌ２は０．５ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが出来る。
距離Ｌ１が、１ｍｍ未満の場合には、距離Ｌ２は１ｍｍ以上２ｍｍ以下とすることが出来る。

距離Ｌ２を長くすれば、壁体９と基板２ａとの間から壁体９の内部に水蒸気が侵入したとしても、シンチレータ層５に到達するまでの距離を長くすることができる。そのため、シンチレータ層５の特性が劣化するのをさらに抑制することができる。

すなわち、本実施の形態においては、第１の辺側（複数の配線パッドが設けられる側の辺側）における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離Ｌ１は、第１の辺に対向する第２の辺側における、壁体９の内面９ａと前記シンチレータ層の側面との間の距離Ｌ２よりも短くなっている。
また、第１の辺に隣り合う第３の辺側（複数の配線パッドが設けられる側の辺側）における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離は、第３の辺に対向する第４の辺側における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離よりも短くなっている。

この場合、基板２ａの各辺側において、シンチレータ層５と、基板２ａの周端面との間の距離Ｌ３が、等しくなるようにすることもできる。すなわち、平面視において、シンチレータ層５の中心と、基板２ａの中心とが重なるようにすることもできる。

本実施の形態に係るＸ線検出器１によれば、防湿性能の向上と、省スペース化とを図ることができる。

接着層１０は、防湿体７と、充填部８の上面および壁体９の上端との間に設けられ、防湿体７の周縁近傍と、充填部８の上面および壁体９の上端とを接着している。
接着層１０は、例えば、遅延硬化型接着剤、常温（自然）硬化型接着剤、および加熱硬化型接着剤のいずれかが硬化することで形成されたものとすることができる。

図４は、シンチレータ層５の側面近傍の模式断面図である。
真空蒸着法を用いてシンチレータ層５を形成すると、シンチレータ層５の材料が蒸着マスクを回り込むなどしてシンチレータ層５の周囲に付着する場合がある。
そのため、基板２ａの面の、壁体９の内面９ａと、シンチレータ層５の側面との間には、シンチレータ層５の材料からなる層５ａが設けられる場合がある。
層５ａの上に壁体９を形成すると、壁体９と基板２ａとの間の密着力が低下するおそれがある。壁体９と基板２ａとの間の密着力が低下すると、壁体９と基板２ａとの間を水蒸気が透過しやすくなるので、防湿性能が低下するおそれがある。
また、層５ａの上に壁体９を形成し、長期間使用すると、層５ａが潮解し、壁体９が剥離したり、壁体９と基板２ａとの間の密着力が著しく低下したりするおそれもある。

シンチレータ層５の材料の回り込みは、蒸着マスクの形状や成膜条件などにより少なくすることができる。しかしながら、材料の付着を全く無くすことが難しい場合もある。

そのため、材料の付着が生じ得る場合には、図４に示すように、層５ａの外側に壁体９を形成するようにすることが好ましい。
この様にすれば、材料の付着を無くすことが難しい場合であっても、防湿性能の向上を図ることができる。

（第２の実施形態）
次に、第２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、アレイ基板２を作成する。
アレイ基板２は、例えば、基板２ａの上に光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２、および保護層２ｆなどを順次形成することで作成することができる。
例えば、平面形状が四角形の基板２ａの一方の面側に、複数の光電変換素子２ｂ１と、基板２ａの第１の辺の近傍に設けられ、それぞれが複数の光電変換素子２ｂ１と電気的に接続された複数の配線パッド２ｄ１と、を形成する。また、複数の配線パッド２ｄ２は、基板２ａの第１の辺に隣り合う第３の辺の近傍に形成する。
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上に、シンチレータ層５を形成する。シンチレータ層５は、複数の光電変換部２ｂが形成された領域を覆うように形成される。
シンチレータ層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、ヨウ化セシウム：ナトリウム、ヨウ化ナトリウム：タリウムなど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、シンチレータ層５の厚み寸法は、６００μｍ程度とすることができる。また、シンチレータ層５は、柱状結晶の集合体となる。柱状結晶の柱の太さ寸法は、最表面で８〜１２μｍ程度とすることができる。

次に、シンチレータ層５の表面（Ｘ線の入射側の面）を覆うように反射層６を形成する。
反射層６は、例えば、酸化チタンからなるサブミクロン粉体と、バインダ樹脂と、溶媒を混合して作成した材料をシンチレータ層５上に塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。

次に、アレイ基板２の上に、フィラー材と、樹脂とを含み、シンチレータ層５を囲む枠状の壁体９を形成する。
壁体９は、例えば、フィラー材（例えば、タルクからなるフィラー材）と、樹脂（例えば、エポキシ系樹脂など）と、溶媒を混合して作成した材料を、シンチレータ層５の周囲に枠状に塗布し、これを硬化させることで形成することができる。
なお、壁体９を形成するための材料の塗布は、例えば、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。
この場合、フィラー材が添加された樹脂の塗布と、硬化とを複数回繰り返すことで、壁体９を形成することができる。
また、金属や樹脂などからなる枠状の壁体９をアレイ基板２の上に接着することもできる。
金属や樹脂などからなる板状の部材をアレイ基板２の上に接着することで壁体９を形成することもできる。

壁体９を形成する際には、壁体９の上端の位置が、反射層６の上面の位置よりも若干高くなるようにする。
また、第１の辺側における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離Ｌ１は、第１の辺に対向する第２の辺側における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離よりも短くする。
第１の辺に隣り合う第３の辺側における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間の距離は、第３の辺に対向する第４の辺側における、壁体９の内面９ａとシンチレータ層の側面との間の距離よりも短くする。

次に、基板２ａの上方であって、壁体９の内面９ａと、シンチレータ層５の側面との間に充填部８を形成する。
充填部８は、例えば、充填部８を形成するための材料を壁体９の内面９ａとシンチレータ層５の側面との間に充填し、これを硬化させることで形成することができる。
充填部８を形成するための材料は、例えば、フィラー材および吸湿材の少なくともいずれかと、樹脂と、溶媒を混合して作成することができる。
充填部８を形成するための材料は、例えば、フィラー材および吸湿材の少なくともいずれかを含有させたエポキシ系紫外線硬化型接着剤、フィラー材および吸湿材の少なくともいずれかを含有させたエポキシ系常温硬化型接着剤、フィラー材および吸湿材の少なくともいずれかを含有させたエポキシ系加熱硬化型接着剤などとすることができる。
充填部８を形成するための材料の充填は、例えば、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。

ここで、充填部８を形成するための材料は、充填をやりやすくするために、粘度を低くすることが好ましい。粘度は、アレイ基板２を水平な台やステージに置いた状態で自然とレベリングされる程度とすることが好ましい。粘度は、例えば、５Ｐａ・ｓ〜２０Ｐａ・ｓ程度とすることが好ましい。この様な粘度とすれば、濡れ広がりとレベリングに要する時間を短縮することができるので生産性を向上させることができる。

また、シンチレータ層５の側面と壁体９の内面９ａとの間の距離Ｌ２が長いために、塗布高さを塗布圧や塗布スピードにより調整することが難しい場合もある。この様な場合には、塗布した部分が硬化する前に、重ねるようにして数回塗布することで、塗布高さを調整するようにすればよい。
この際、重ねるようにして数回塗布した際に界面が形成されるおそれがる。界面は、外部からの水蒸気の侵入経路となるので、界面が形成されると防湿性能が低下するおそれがある。本実施の形態においては、充填部８を形成するための材料の粘度を低くしているので、界面が形成されるのを抑制することができ、ひいては防湿性能の向上を図ることができる。

また、前述したように、充填部８を形成するための材料は、加熱によって硬化したり、一定量の紫外線を照射することで硬化したりするので、硬化の制御がし易い。
また、充填部８を形成するための材料が硬化する前に、微弱な振動を加えたり、表面へエアブローを与えたりすることで塗れ広がりが早くなるようにして、充填部８の形成時間を短縮することもできる。

また、充填部８とアレイ基板２の密着力（接合強度）は、アレイ基板２の表面の材料により変化し得る。この場合、シンチレータ層５の下層（保護層２ｆ）が有機材料から形成されていれば、シンチレータ層５とアレイ基板２との間の密着力を高くすることができる。一方、充填部８の下層（保護層２ｆや基板２ａ）が無機材料から形成されていれば、充填部８とアレイ基板２との間の密着力を高くすることができる。そのため、アレイ基板２の、シンチレータ層５の側面と壁体９の内面９ａとの間に露出する領域は無機材料を含むものとすることが好ましい。

次に、防湿体７の周縁部近傍を、壁体９および充填部８に接着する。
例えば、壁体９の上端および充填部８の上面に、紫外線照射後に遅延して硬化が進行する遅延硬化型接着剤を塗布し、紫外線照射後に、防湿体７を載せるようにする。
遅延硬化型接着剤が硬化することで接着層１０が形成され、防湿体７と、壁体９の上端および充填部８の上面とが接着される。
なお、接着剤は、常温硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤などであってもよい。
また、大気圧よりも減圧された環境（例えば、１０ＫＰａ程度）において、防湿体７の周縁部近傍を、壁体９の上端および充填部８の上面に接着することもできる。

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。
また、配線４ａを介して、信号処理部３と画像伝送部４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アレイ基板２、信号処理部３、画像伝送部４などを格納する。
そして、必要に応じて、光電変換素子２ｂ１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。

以上のようにして、Ｘ線検出器１を製造することができる。

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、３ 信号処理部、４ 画像伝送部、５ シンチレータ層、６ 反射層、７ 防湿体、８ 充填部、９ 壁体、１０ 接着層

Claims (7)

1. 平面形状が四角形の基板と、
   前記基板の一方の面側に設けられた複数の光電変換素子と、
   前記基板の第１の辺と、前記複数の光電変換素子が設けられた領域との間に設けられ、それぞれが前記複数の光電変換素子と電気的に接続された複数の配線パッドと、
   前記複数の光電変換素子の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、
   前記基板の一方の面側であって、前記複数の配線パッドと前記シンチレータ層との間に設けられ、前記シンチレータ層を囲む枠状の壁体と、
   前記基板の上方であって、前記壁体の内面と、前記シンチレータ層の側面と、の間に設けられた充填部と、
   を備え、
   前記第１の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離は、前記第１の辺に対向する第２の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離よりも短い放射線検出器。
2. 前記複数の配線パッドは、前記基板の前記第１の辺に隣り合う第３の辺と、前記複数の光電変換素子が設けられた領域との間にも設けられ、
   前記第３の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離は、前記第３の辺に対向する第４の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離よりも短い請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記壁体は、無機材料からなるフィラー材および吸湿材の少なくともいずれかと、樹脂とを含み、
   前記充填部は、前記基板、シンチレータ層、および前記壁体と接着されている請求項１または２に記載の放射線検出器。
4. 前記基板の一方の面の、前記壁体の内面と、前記シンチレータ層の側面と、の間には、前記シンチレータ層の材料からなる層が設けられている請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出器。
5. 平面形状が四角形の基板の一方の面側に、複数の光電変換素子と、前記基板の第１の辺と前記複数の光電変換素子が設けられる領域との間に設けられ、それぞれが前記複数の光電変換素子と電気的に接続された複数の配線パッドと、を形成する工程と、
   前記複数の光電変換素子の上に、シンチレータ層を形成する工程と、
   前記基板の一方の面側であって、前記複数の配線パッドと前記シンチレータ層との間に、前記シンチレータ層を囲む枠状の壁体を形成する工程と、
   前記基板の上方であって、前記壁体の内面と、前記シンチレータ層の側面と、の間に、充填部を形成する工程と、
   を備え、
   前記枠状の壁体を形成する工程において、前記第１の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離は、前記第１の辺に対向する第２の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離よりも短くする放射線検出器の製造方法。
6. 前記複数の配線パッドを形成する工程において、前記複数の配線パッドは、前記基板の前記第１の辺に隣り合う第３の辺と、前記複数の光電変換素子が設けられた領域との間にも設けられ、
   前記枠状の壁体を形成する工程において、前記第３の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離は、前記第３の辺に対向する第４の辺側における、前記壁体の内面と前記シンチレータ層の側面との間の距離よりも短くする請求項５記載の放射線検出器の製造方法。
7. 前記枠状の壁体を形成する工程において、前記基板の上に、無機材料からなるフィラー材および吸湿材の少なくともいずれかと、樹脂とを含む材料を枠状に塗布し、
   前記充填部を形成する工程において、前記基板の上方であって、前記壁体の内面と、前記シンチレータ層の側面と、の間に、無機材料からなるフィラー材および吸湿材の少なくともいずれかと、樹脂とを含む材料を充填する請求項５または６に記載の放射線検出器の製造方法。

Images