特開 2015-197397 シンチレータパネル、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2015-197397(P2015-197397A)

(43)【公開日】2015年11月9日

(54)【発明の名称】シンチレータパネル、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法

(51)【国際特許分類】

   G21K 4/00 20060101AFI20151013BHJP

   G01T 1/20 20060101ALI20151013BHJP

   G01T 1/202 20060101ALI20151013BHJP

【ＦＩ】

   G21K4/00 A

   G01T1/20 L

   G01T1/202

   G01T1/20 C

   G01T1/20 E

   G01T1/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】17

(21)【出願番号】特願2014-76208(P2014-76208)

(22)【出願日】2014年4月2日

(71)【出願人】

【識別番号】000003078

【氏名又は名称】株式会社東芝

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】東芝電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100108062

【弁理士】

【氏名又は名称】日向寺 雅彦

(74)【代理人】

【識別番号】100168332

【弁理士】

【氏名又は名称】小崎 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100146592

【弁理士】

【氏名又は名称】市川 浩

(72)【発明者】

【氏名】本間 克久

(72)【発明者】

【氏名】堀内 弘

(72)【発明者】

【氏名】鷹取 幸司

【テーマコード（参考）】

2G083

2G188

【Ｆターム（参考）】

2G083AA04

2G083CC01

2G083CC03

2G083CC04

2G083CC05

2G083DD01

2G083EE07

2G188AA03

2G188BB02

2G188BB04

2G188CC12

2G188CC15

2G188CC17

2G188CC19

2G188CC22

2G188DD05

2G188DD42

2G188DD44

(57)【要約】

【課題】放射線検出器の画像特性の均一性を確保することができるシンチレータパネル、放射線検出器、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】実施形態に係るシンチレータパネルは、可撓性を有する基体と、前記基体の一方の面側に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、少なくとも前記シンチレータ層を覆う第１の防湿体と、を備えている。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

可撓性を有する基体と、
前記基体の一方の面側に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、
少なくとも前記シンチレータ層を覆う第１の防湿体と、
を備えたシンチレータパネル。

【請求項2】

前記基体は、樹脂材料を含む第１の層と、前記第１の層に積層され、無機材料を含む第２の層と、を有する請求項１記載のシンチレータパネル。

【請求項3】

前記第１の防湿体は、ポリパラキシリレンを含み、前記基体と、前記シンチレータ層と、を包むように設けられている請求項１または２に記載のシンチレータパネル。

【請求項4】

前記第１の防湿体の前記シンチレータ層が設けられる側とは反対側に設けられ、透光性を有し、無機材料を含む第２の防湿体をさらに備えた請求項１〜３のいずれか１つに記載のシンチレータパネル。

【請求項5】

前記シンチレータ層は、複数の柱状結晶を有し、
前記複数の柱状結晶同士の間に設けられ、光散乱性の粒子を含むライトガイド部をさらに備えた請求項１〜４のいずれか１つに記載のシンチレータパネル。

【請求項6】

基板と、前記基板の一方の面側に設けられた光電変換素子と、を有するアレイ基板と、
前記光電変換素子の上に設けられた請求項１〜５のいずれか１つに記載のシンチレータパネルと、
を備えた放射線検出器。

【請求項7】

変換するシンチレータ層を形成し、少なくとも前記シンチレータ層を覆う第１の防湿体を形成して、シンチレータパネルを形成する工程と、
基板と、前記基板の一方の面側に設けられた光電変換素子と、を有するアレイ基板に、前記シンチレータパネルを貼り合わせる工程と、
を備え、
前記シンチレータパネルを貼り合わせる工程において、前記シンチレータパネルを撓ませて、前記シンチレータパネルと、前記アレイ基板と、の間に巻き込まれた空気を押し出すようにしながら貼り合わせを行う放射線検出器の製造方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、シンチレータパネル、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

入射したＸ線を可視光（蛍光）に変換するシンチレータパネルがある。
また、シンチレータパネルが設けられたＸ射線検出器においては、シンチレータパネルの可視光が出射する側を、アモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオードなどの光電変換素子が設けられたアレイ基板（アクティブマトリックス基板）に貼り合せている。
ここで、シンチレータパネルをアレイ基板に貼り合わせた際に、シンチレータパネルとアレイ基板との間に隙間（空隙）が生じると、Ｘ射線検出器の画像特性（例えば、感度や解像度など）の均一性が確保できなくなるおそれがある。
そのため、シンチレータパネルをアレイ基板に貼り合わせることで製造されたＸ射線検出器であっても、Ｘ射線検出器における画像特性の均一性を確保することができる技術の開発が望まれていた。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１２−１６３３９６号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

本発明が解決しようとする課題は、放射線検出器の画像特性の均一性を確保することができるシンチレータパネル、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0005】

実施形態に係るシンチレータパネルは、可撓性を有する基体と、前記基体の一方の面側に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、少なくとも前記シンチレータ層を覆う第１の防湿体と、を備えている。

【図面の簡単な説明】

【0006】

【図1】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。

【図2】Ｘ線検出器１の模式断面図である。

【図3】シンチレータパネル９の模式断面図である。

【図4】（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る基板について例示するための模式断面図である。

【図5】高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における解像度特性の変化を例示するためのグラフ図である。

【図6】（ａ）、（ｂ）は、Ｘ線検出器１の効果を例示するための写真である。

【図7】（ａ）は、他の実施形態に係るシンチレータパネル１９の模式断面図である。（ｂ）は、シンチレータパネル１９をアレイ基板２に貼り付けた状態を例示するための模式断面図である。

【図8】（ａ）は、他の実施形態に係るシンチレータパネル２９の模式断面図である。（ｂ）は、シンチレータパネル２９をアレイ基板２に貼り付けた状態を例示するための模式断面図である。

【図9】高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における解像度特性の変化を例示するためのグラフ図である。

【図10】ライトガイド部１５を例示するための模式断面図である。

【図11】ライトガイド部１５の効果を例示するためのグラフ図である。

【図12】（ａ）〜（ｄ）は、シンチレータ層５の形成を例示するための模式工程断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0007】

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。

【0008】

[第１の実施形態]
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。
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。
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、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、信号処理部３、画像伝送部４などを省いて描いている。
図３は、シンチレータパネル９の模式断面図である。
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。

【0009】

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、画像伝送部４、シンチレータパネル９、および接合部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（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、および保護層２ｆを有する。

【0010】

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、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。

【0011】

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。

【0012】

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。

【0013】

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、第１の方向（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。

【0014】

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、第１の方向に直交する第２の方向（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、窒化ケイ素（ＳｉＮ）やアクリル系樹脂などの絶縁性材料から形成することができる。

【0015】

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。

【0016】

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。

【0017】

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。

【0018】

図２および図３に示すように、シンチレータパネル９には、シンチレータ層５、反射層６、防湿体７（第１の防湿体の一例に相当する）、および基体８が設けられている。
シンチレータ層５は、反射層６を介して、基体８の一方の面に設けられている。
シンチレータ層５は、入射した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）、あるいはヨウ化ナトリウム（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の厚み寸法は、６００μｍ程度とすることができる。
この場合、真空蒸着法などを用いて、柱状結晶の集合体が形成されるようにすることができる。
柱状結晶（柱（ピラー））の太さ寸法は、最表面で８μｍ〜１２μｍ程度とすることができる。

【0019】

反射層６は、シンチレータ層５と基体８の間に設けられている。
シンチレータ層５の反射層６が設けられる側にはＸ線が入射する。
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。

【0020】

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、膜状を呈し、シンチレータ層５と反射層６を覆うように設けられている。なお、反射層６が設けられていない場合には、防湿体７は、膜状を呈し、シンチレータ層５を覆うように設けられている。
防湿体７は、透光性を有し、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、ポリパラキシリレンなどから形成することができる。

【0021】

基体８は、フィルム状を呈し、可撓性を有している。
後述するように、シンチレータパネル９は、アレイ基板２に貼り合わされる。この場合、シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる際に、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に空気が巻き込まれる場合がある。
基体８が、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；carbon-fiber-reinforced plastic）などの剛性の高い材料から形成されている場合には、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に巻き込まれた空気を抜くことが難しく、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に隙間などが生じるおそれがある。シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に隙間などが生じると、Ｘ射線検出器１の画像特性（例えば、感度や解像度など）の均一性が確保できなくなるおそれがある。
本実施の形態に係る基体８は可撓性を有しているので、シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる際に、シンチレータパネル９を撓ませて、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に巻き込まれた空気を押し出すようにしながら貼り合わせを行うことができる。
そのため、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に隙間などが生じるのを抑制することができる。その結果、Ｘ射線検出器１の画像特性の均一性を確保することができる。

【0022】

ここで、基体８の一方の面側には、反射層６、シンチレータ層５、および防湿体７が形成される。
そのため、基体８の材料は、成膜プロセスにおける温度上昇に耐えられるものとする必要がある。
例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）からなるシンチレータ層５を蒸着する際には、基体８の温度は１５０℃程度となる。
この場合、基体８の材料の耐熱温度は、１５０℃以上であることが好ましい。
また、基体８の材料は、反射層６、シンチレータ層５、および防湿体７との密着性が高いものとすることが好ましい。
そのため、可撓性、耐熱性、および密着性などを考慮すると、基体８の材料は、例えば、ポリイミド系の樹脂、軟質エポキシ系の樹脂、シリコーン系の樹脂などとすることができる。
また、基体８の厚み寸法は、可撓性と耐熱性などを考慮して適宜決定することができる。
基体８の厚み寸法は、例えば、０．５ｍｍ程度とすることができる。
ただし、基体８の厚み寸法は、例示をしたものに限定されるわけではない。

【0023】

接合部１０は、アレイ基板２とシンチレータパネル９との間に設けられている。
接合部１０は、透光性を有し、アレイ基板２とシンチレータパネル９とを接合する。
接合部１０は、例えば、光学両面テープ（ＯＣＡテープ(Optical Clear Adhesive Tape)）などとすることができる。
また、接合部１０は、例えば、光学接着剤や光学ジェルなどを硬化させることで形成されたものとすることもできる。
この場合、接合部１０は、紫外線の照射により硬化するものとすることができる。

【0024】

次に、他の実施形態に係る基体１８について例示する。
図４（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る基板について例示するための模式断面図である。

【0025】

基体１８は、前述した基体８に対応する。
基体１８は、フィルム状を呈し、前述した基体８と同等の可撓性、耐熱性、および密着性などを有している。

【0026】

前述した基体８は、ポリイミド系の樹脂などの樹脂材料から形成されている。樹脂材料の場合は、分子鎖の間を水分子が透過できるため、十分な水蒸気バリア性を確保することが難しい場合がある。
これに対して、無機材料の場合は、原子間の隙間が水分子の大きさに対して小さいため十分な水蒸気バリア性を確保することが容易となる。

【0027】

そのため、基体１８は、樹脂材料を含む第１の層１８ａと、第１の層１８ａに積層され無機材料を含む第２の層１８ｂとを有している。
第１の層１８ａは、例えば、前述した基体８と同様に、ポリイミド系の樹脂、軟質エポキシ系の樹脂、シリコーン系の樹脂などから形成することができる。
第２の層１８ｂは、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、アルミニウム、アルミニウム合金などから形成することができる。

【0028】

また、図４（ａ）に示すように、第１の層１８ａおよび第２の層１８ｂをそれぞれ１層ずつ設けることもできるし、図４（ｂ）に示すように、第１の層１８ａおよび第２の層１８ｂをそれぞれ複数層ずつ設けることもできる。
この場合、Ｘ線が入射する側に第１の層１８ａが設けられていてもよいし、Ｘ線が入射する側に第２の層１８ｂが設けられていてもよい。

【0029】

図５は、高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における解像度特性の変化を例示するためのグラフ図である。
Ａ１は、厚み寸法が０．５ｍｍのポリイミド系の樹脂の層のみからなる基体８が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ａ２は、厚み寸法が０．５ｍｍのポリイミド系の樹脂からなる第１の層１８ａと、厚み寸法が５μｍの酸化シリコンからなる第２の層１８ｂとが積層された基体１８が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ａ３は、厚み寸法が０．５ｍｍのポリイミド系の樹脂からなる第１の層１８ａと、厚み寸法が６μｍのアルミニウムからなる第２の層１８ｂとが積層された基体１８が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ａ４は、厚み寸法が０．２ｍｍのポリイミド系の樹脂からなる第１の層１８ａと、厚み寸法が２μｍの酸化シリコンからなる第２の層１８ｂとが２層ずつ積層された基体１８が設けられたシンチレータパネルの場合である。

【0030】

そして、シンチレータ層５と反射層６とによって得られる解像度特性が、高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における保管時間の経過とともにどのように劣化するかで防湿性能を評価した。
なお、輝度よりも、湿度に対してより敏感な解像度特性により防湿性能を評価することにした。
解像度特性は、解像度チャートを各サンプルの表面側に配し、ＲＱＡ−５相当のＸ線を照射して、裏面側から２Ｌｐ／ｍｍのＣＴＦ（Contrast transfer function）を測定する方法で求めた。

【0031】

図５から分かるように、樹脂材料を含む第１の層１８ａと、無機材料を含む第２の層１８ｂとが積層された構造を有する基体１８とすれば、解像度特性の劣化をさらに低減させることができる。
なお、解像度特性の劣化の抑制は、前述した無機材料特有の水蒸気バリア効果によるものである。
すなわち、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、アルミニウム、アルミニウム合金以外の無機材料を用いるようにしても解像度特性の劣化を抑制することができる。

【0032】

図６（ａ）、（ｂ）は、Ｘ線検出器１の効果を例示するための写真である。
図６（ａ）は、比較例に係るＸ線検出器における画像の輝度むらを例示するための写真である。
比較例に係るＸ線検出器は、炭素繊維強化プラスチックからなる基体が設けられたシンチレータパネルを備えている。
図６（ｂ）は、本実施の形態に係るＸ線検出器１における画像の輝度むらを例示するための写真である。
なお、Ｘ線検出器１は、ポリイミド系の樹脂などからなる可撓性を有した基体８が設けられたシンチレータパネル９を備えている。

【0033】

この場合、画像の取得、信号処理、及び表示条件は同じにしている。
なお、写真において、画像の中央部が明るく周辺部が暗いのは、Ｘ線源からの距離と入射角度により生じるものであり、信号処理部３や画像伝送部４などにおいて画像処理を施すことで平準化することができる。
図６（ａ）から分かるように、比較例に係るＸ線検出器の場合は、線状あるいは点状の明るい部分が広い範囲において見られる。この様な線状あるいは点状の明るい部分の位置は、シンチレータパネルとアレイ基板との間に生じた隙間の位置に対応している。なお、シンチレータパネルとアレイ基板との間に生じた隙間の位置は、裏面斜光検査を行うことで知ることができる。

【0034】

シンチレータパネルとアレイ基板との間に隙間があると、蛍光が面方向に広がりるので、単なる輝度の違いだけではなく解像度特性の劣化も生じることになる。
また、線状あるいは点状の明るい部分は、任意の位置に生じ、かつ変化する事もあるので、線状あるいは点状の明るい部分が変化する場合には画像処理による平準化を行うことが困難である。そのため、Ｘ線検出器における画像特性の均一性を確保することが困難となる。

【0035】

これに対して、図６（ｂ）から分かるように、本実施の形態に係るＸ線検出器１の場合は、線状あるいは点状の明るい部分がほとんど見られない。
そのため、Ｘ線検出器１における画像特性の均一性を確保することができる。
なお、比較例に係るＸ線検出器のＭＴＦの２Ｌｐ／ｍｍの値は、ばらつきが大きく１８％〜２６％程度となった。
本実施の形態に係るＸ線検出器１のＭＴＦの２Ｌｐ／ｍｍの値は、２８％程度であった。

【0036】

また、本発明者らは、信頼性試験を行った。
信頼性試験は、落下試験、振動試験、冷熱試験とした。
落下試験は、Ｘ線検出器を１ｍの高さから落下させ、前述した線状あるいは点状の明るい部分の変化により評価を行った。なお、落下方向は任意の方向とした。
振動試験は、定振幅振動試験、定加速度振動試験、連続振動試験とした。
冷熱試験は、−２０℃への冷却と、６０℃への加熱を３０回行った。
試験対象である比較例に係るＸ線検出器は、炭素繊維強化プラスチックからなる基体が設けられたシンチレータパネルを備えている。
試験対象であるＸ線検出器１は、ポリイミド系の樹脂などからなる可撓性を有した基体８が設けられたシンチレータパネル９を備えている。

【0037】

比較例に係るＸ線検出器においては、落下試験、振動試験、および冷熱試験において線状あるいは点状の明るい部分の増加が見られた。
これに対して、Ｘ線検出器１においては、落下試験、振動試験、および冷熱試験において線状あるいは点状の明るい部分に変化が見られなかった。
比較例に係るＸ線検出器のシンチレータパネルとアレイ基板との間には隙間がある。また、比較例に係るＸ線検出器は、炭素繊維強化プラスチックからなる基体を備えている。そのため、基体の剛性が高く、衝撃応力や熱応力を緩和することができない。その結果、シンチレータパネルとアレイ基板との間にある隙間が拡大し、線状あるいは点状の明るい部分の増加につながったものと考えられる。
これに対して、Ｘ線検出器１のシンチレータパネル９とアレイ基板２との間には隙間がほとんどない。また、Ｘ線検出器１は、ポリイミド系の樹脂などからなる可撓性を有した基体８を備えている。そのため、衝撃応力や熱応力を緩和することができる。その結果、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に隙間があったとしても、隙間の拡大を抑制することができるので、線状あるいは点状の明るい部分の増加が生じなかったものと考えられる。
この様に、本実施の形態に係るＸ線検出器１（シンチレータパネル９）とすれば、信頼性の向上をも図ることができる。

【0038】

図７（ａ）は、他の実施形態に係るシンチレータパネル１９の模式断面図である。
図７（ｂ）は、シンチレータパネル１９をアレイ基板２に貼り付けた状態を例示するための模式断面図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、シンチレータパネル１９には、シンチレータ層５、反射層６、防湿体１７、および基体８が設けられている。

【0039】

前述した防湿体７は、シンチレータ層５と反射層６を覆うように設けられている。
これに対して、防湿体１７は、シンチレータ層５、反射層６、および基体８を包むように設けられている。
すなわち、防湿体１７は、シンチレータ層５、反射層６、および基体８の露出部分のすべてを覆っている。
防湿体１７の材料は、防湿体７の材料と同様とすることができる。

【0040】

前述したように、シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる際には、シンチレータパネル９を撓ませる。
シンチレータパネル９を撓ませた際に、防湿体７と基体８との間にずれが生じると、湿体７と基体８の界面から水蒸気が侵入しやすくなる。
本実施の形態に係る防湿体１７は、シンチレータ層５、反射層６、および基体８を包むように設けられているので、防湿体７と基体８との間にずれが生じたとしても、水蒸気の侵入を抑制することができる。
防湿体１７は、例えば、ＣＶＤ（(Chemical Vapor Deposition）法による成膜時に、シンチレータ層５および反射層６が形成された基体８を針状の支持体により支えることで形成することができる。

【0041】

図８（ａ）は、他の実施形態に係るシンチレータパネル２９の模式断面図である。
図８（ｂ）は、シンチレータパネル２９をアレイ基板２に貼り付けた状態を例示するための模式断面図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、シンチレータパネル２９には、シンチレータ層５、反射層６、防湿体１７、基体８、および防湿層２７（第２の防湿体の一例に相当する）が設けられている。
すなわち、シンチレータパネル２９には、防湿層２７がさらに設けられている。

【0042】

前述したように、防湿体１７は、樹脂であるポリパラキシリレンなどから形成されている。
ポリパラキシリレンは、他の樹脂材料に比べて水蒸気バリア性が高いが、樹脂であることには変わりがないので、一定量の水蒸気が透過することになる。
この場合、高温高湿環境においては、分子運動が活発化して、分子鎖間を水分子が透過しやすくなる。そのため、水蒸気バリア性がさらに低下するおそれがある。
一方、前述したように、無機材料は水蒸気バリア効果が高い。
そのため、防湿体１７の表面を覆うように無機材料を含む防湿層２７を設けるようにすれば、水蒸気バリア性をさらに高めることができる。
前述したように、シンチレータ層５および反射層６は、水蒸気により画像特性が劣化する。そのため、図８（ａ）、（ｂ）に示すように、防湿層２７は、防湿体１７のシンチレータ層５が設けられる側とは反対側に設けられている。
この場合、防湿体１７のアレイ基板２側は、シンチレータ層５において生じた蛍光が透過する側となる。
そのため、防湿層２７は、透光性を有し、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）などの無機材料を含む。

【0043】

図９は、高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における解像度特性の変化を例示するためのグラフ図である。
Ｂ１は、厚み寸法が２０μｍのポリパラキシリレンからなる防湿体７が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ｂ２は、厚み寸法が２０μｍのポリパラキシリレンからなる防湿体１７が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ｂ３は、厚み寸法が２０μｍのポリパラキシリレンからなる防湿体１７と、厚み寸法が５μｍの酸化シリコン（ＳｉＯ_２）からなる防湿層２７が設けられたシンチレータパネルの場合である。
Ｂ４は、厚み寸法が２０μｍのポリパラキシリレンからなる防湿体１７と、厚み寸法が５μｍの酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）からなる防湿層２７が設けられたシンチレータパネルの場合である。
そして、シンチレータ層５と反射層６とによって得られる解像度特性が、高温高湿環境下（６０℃−９０％ＲＨ）における保管時間の経過とともにどのように劣化するかで防湿性能を評価した。
なお、輝度よりも、湿度に対してより敏感な解像度特性により防湿性能を評価することにした。
解像度特性は、解像度チャートを各サンプルの表面側に配し、ＲＱＡ−５相当のＸ線を照射して、裏面側から２Ｌｐ／ｍｍのＣＴＦ（Contrast transfer function）を測定する方法で求めた。

【0044】

図９中のＢ１とＢ２から分かるように、シンチレータ層５、反射層６、および基体８を包むように設けられた防湿体１７とすれば、解像度特性の劣化を低減させることができる。
図９中のＢ２、Ｂ３、およびＢ４から分かるように、防湿体１７の表面を覆うように無機材料を含む防湿層２７を設けるようにすれば、解像度特性の劣化をさらに低減させることができる。

【0045】

図１０は、ライトガイド部１５を例示するための模式断面図である。
前述したように、シンチレータ層５は、柱状結晶の集合体を有している。そのため、複数の柱状結晶５ａ同士の間には、隙間５ｂがある。
そのため、シンチレータ層５を覆うように防湿体７（１７）を形成すると、隙間５ｂの内部にも防湿体７（１７）の材料が侵入する場合がある。
防湿体７（１７）の材料の屈折率と、シンチレータ層５の材料の屈折率との差は、空気の屈折率と、シンチレータ層５の材料の屈折率の差よりも小さい。

【0046】

例えば、シンチレータ層５の材料がヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）の場合には、屈折率は１．７程度となる。
防湿体７（１７）の材料がポリパラキシリレンの場合には、屈折率は１．５〜１．６程度となる。
すなわち、防湿体７（１７）の材料の屈折率と、シンチレータ層５の材料の屈折率との差は、ほとんどない。

【0047】

そのため、隙間５ｂの内部に防湿体７（１７）の材料が侵入すると、柱状結晶自体のライトガイド効果が低くなる。その結果、柱状結晶５ａの内部から蛍光が漏れ易くなる。すなわち、解像度特性が劣化するおそれがある。

【0048】

そこで、本実施の形態においては、図１０に示すように、複数の柱状結晶５ａ同士の間（隙間５ｂ）に、ライトガイド部１５を設けている。
ライトガイド部１５は、例えば、光散乱性の粒子を含むものとすることができる。
光散乱性の粒子を含むライトガイド部１５を設けるようにすれば、柱状結晶５ａの内部から漏れた蛍光を散乱する事により拡散反射させることができる。
そのため、柱状結晶自体のライトガイド効果を維持することができ、クロストークを最小限に抑えることができる。

【0049】

光散乱性の粒子の粒径は、例えば、シンチレータ層５において生じた蛍光の波長（シンチレータ層５の材料がヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）の場合は約５３０ｎｍ）の１／２程度とすることができる。
光散乱性の粒子の粒径をこの様にすれば、散乱効率を向上させることができるので、ライトガイド効果の向上、ひいては解像度特性の向上を図ることができる。
光散乱性の粒子の材料は、屈折率の高い材料とすることが好ましい。
光散乱性の粒子の材料は、例えば、酸化シリコン（ＳｉＯ_２）、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などとすることができる。この場合、光散乱性の粒子の材料は、屈折率の大きいルチル型（正方晶）の酸化チタン（ＴｉＯ_２）とすることがより好ましい。
ライトガイド部１５は、例えば、複数の柱状結晶５ａ同士の間に光散乱性の粒子を充填し、その後、防湿体７（１７）を形成することで複数の柱状結晶５ａ同士の間に光散乱性の粒子を封止するようにして形成することができる。

【0050】

図１１は、ライトガイド部１５の効果を例示するためのグラフ図である。
図１１から分かるように、ライトガイド部１５を設けるようにすれば、ＭＴＦ（Modulation Transfer Function）の向上、すなわち解像度特性の向上を図ることができる。
また、酸化チタン（ＴｉＯ_２）からなる粒子を含むライトガイド部１５とすれば、ＭＴＦのさらなる向上、すなわち解像度特性のさらなる向上を図ることができる。

【0051】

[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。
Ｘ線検出器１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
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、配線パッド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。

【0052】

次に、シンチレータパネル９を作成する。
まず、可撓性を有する基体８、１８の表面に、反射層６、シンチレータ層５を順次形成する。
反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる光散乱性粒子を含む樹脂を基体８、１８の表面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基体８、１８の表面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、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基体８、１８の表面に貼り付けることで形成することもできる。
なお、反射層６は、必要に応じて設けるようにすればよい。

【0053】

シンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法を用いて、反射層６の上にヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）からなる膜を成膜することで形成することができる。
なお、反射層６が設けられていない場合には、シンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法を用いて、基体８、１８の表面にヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）からなる膜を成膜することで形成することができる。

【0054】

続いて、シンチレータ層５と反射層６を覆うように防湿体７を形成する。
なお、反射層６が設けられていない場合には、シンチレータ層５を覆うように防湿体７を形成する。
防湿体７は、例えば、ＣＶＤ法を用いて、ポリパラキシリレンからなる膜を成膜することで形成することができる。
以上の様にして、シンチレータパネル９を作成することができる。

【0055】

図１２（ａ）〜（ｄ）は、シンチレータ層５の形成を例示するための模式工程断面図である。
なお、図１２（ａ）〜（ｄ）は、反射層６を設けない場合である。
まず、図１２（ａ）に示すように、テープ２０２を用いて、基板２０１に基体８、１８を貼り付ける。
テープ２０２は、例えば、紫外線の照射により粘着力が低下するもの（ＵＶテープ）とすることができる。
基体８、１８は可撓性を有しているので、ある程度の剛性を有し、平坦な基板２０１に保持させるようにする。
続いて、図１２（ｂ）に示すように、真空蒸着装置のホルダに基板２０１を保持させる。
そして、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）からなる膜を基体８、１８の上に成膜することで、シンチレータ層５を形成する。
続いて、図１２（ｃ）に示すように、基板２０１を介して、テープ２０２に紫外線を照射する。
すると、テープ２０２の粘着力が低下するので、図１２（ｄ）に示すように、基板２０１から基体８、１８を剥がすことができる。
以上の様にしてシンチレータ層５を形成することができる。

【0056】

次に、シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる。
まず、シンチレータパネル９またはアレイ基板２の表面に、接合部１０を形成する。
この場合、接合部１０は、紫外線の照射により硬化するものとすることができる。
続いて、接合部１０を介して、シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる。 シンチレータパネル９をアレイ基板２に貼り合わせる際に、シンチレータパネル９を撓ませて、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に巻き込まれた空気を押し出すようにしながら貼り合わせを行う。
この場合、シンチレータパネル９を加圧する加圧ローラを移動させることで、シンチレータパネル９とアレイ基板２との間に巻き込まれた空気を押し出すことができる。
この際、シンチレータ層５やアレイ基板２の表面に多少のうねりや凹凸があっても、基体８、１８には可撓性があるので、シンチレータパネル９はうねりや凹凸に倣うようにして貼り合わされる。
接合部１０が紫外線の照射により硬化するものの場合には、紫外線を照射する。

【0057】

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。

【0058】

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、高温高湿試験、冷熱サイクル試験などを行う。
以上の様にして、Ｘ線検出器１を製造することができる。

【0059】

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。

【符号の説明】

【0060】

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、５ａ 柱状結晶、５ｂ 隙間、６ 反射層、７ 防湿体、８ 基体、９ シンチレータパネル、１０ 接合部、１８ 基体、１８ａ 第１の層、１８ｂ 第２の層、２７ 防湿層

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図6】