特開 2024-4725 放射線検出器

(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】P2024004725

(43)【公開日】2024-01-17

(54)【発明の名称】放射線検出器

(51)【国際特許分類】

   G01T 1/20 20060101AFI20240110BHJP

【ＦＩ】

G01T1/20 L

G01T1/20 D

G01T1/20 E

G01T1/20 G

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022104496

(22)【出願日】2022-06-29

(71)【出願人】

【識別番号】503382542

【氏名又は名称】キヤノン電子管デバイス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001737

【氏名又は名称】弁理士法人スズエ国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】上田 裕介

(72)【発明者】

【氏名】會田 博之

(72)【発明者】

【氏名】和泉 崇

【テーマコード（参考）】

2G188

【Ｆターム（参考）】

2G188BB02

2G188CC15

2G188CC17

2G188CC22

2G188DD05

2G188DD11

2G188DD12

2G188DD35

2G188DD42

2G188DD44

(57)【要約】

【課題】 シンチレータ層への水分の到達を抑制することのできる放射線検出器を提供する。
【解決手段】 放射線検出器は、光電変換基板２と、シンチレータ層５と、光電変換基板２に接着された枠状の封止部８と、防湿カバー７と、光反射層６と、を備える。光反射層６は、シンチレータ層５と防湿カバー７との間に設けられ、防湿カバー７に固定され、少なくとも検出領域ＤＡに位置している。防湿カバー７は、封止部８に直に接着され、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を覆っている。
【選択図】図１１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

検出領域及び前記検出領域の外側の非検出領域を有する光電変換基板と、
前記光電変換基板の上に設けられ、少なくとも前記検出領域に位置したシンチレータ層と、
前記非検出領域に位置し、前記シンチレータ層を囲み、前記光電変換基板に接着された枠状の封止部と、
前記シンチレータ層の上方に設けられ、前記検出領域及び前記非検出領域に位置した防湿カバーと、
前記シンチレータ層と前記防湿カバーとの間に設けられ、前記防湿カバーに固定され、少なくとも前記検出領域に位置した光反射層と、を備え、
前記防湿カバーは、前記封止部に直に接着され、前記光電変換基板及び前記封止部とともに前記シンチレータ層を覆っている、
放射線検出器。

【請求項2】

前記防湿カバーは、金属箔である、
請求項１に記載の放射線検出器。

【請求項3】

前記防湿カバーは、前記光電変換基板及び前記封止部とともに前記シンチレータ層を密閉した空間を形成し、
前記空間は、大気圧より減圧された空間である、
請求項１に記載の放射線検出器。

【請求項4】

前記光反射層は、複数の光散乱性粒子と、樹脂系バインダと、を有している、
請求項１に記載の放射線検出器。

【請求項5】

前記複数の光散乱性粒子は、金属酸化物で形成されている、
請求項４に記載の放射線検出器。

【請求項6】

前記複数の光散乱性粒子は、酸化チタンで形成されている、
請求項５に記載の放射線検出器。

【請求項7】

前記光反射層は、前記シンチレータ層に接している、
請求項１に記載の放射線検出器。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明の実施形態は、放射線検出器に関する。

【背景技術】

【0002】

Ｘ線フィルムに置き換わるＸ線画像診断機器としてＸ線画像検出器が知られている。近年、Ｘ線画像検出器の普及が拡大している。Ｘ線画像検出器は、Ｘ線フィルムと比べて、Ｘ線撮影から画像確認までの時間が非常に短く、画像のダイナミックレンジが広く、フィルム現像に必要な薬液も必要が無いという利点を有している。

【0003】

現在実用化されているＸ線画像検出器の多くは、人体等を透過したＸ線画像をＸ線画像検出器内部のシンチレータ層にて可視光に変換し、変換された可視光像はアレイ基板に格子状に敷き詰めた複数の光電変換部によって電気信号に変換され、変換された電気信号を基に生成された画像情報を外部に出力している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０－１４５３５１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

本実施形態は、シンチレータ層への水分の到達を抑制することのできる放射線検出器を提供する。

【課題を解決するための手段】

【0006】

一実施形態に係る放射線検出器は、
検出領域及び前記検出領域の外側の非検出領域を有する光電変換基板と、前記光電変換基板の上に設けられ、少なくとも前記検出領域に位置したシンチレータ層と、前記非検出領域に位置し、前記シンチレータ層を囲み、前記光電変換基板に接着された枠状の封止部と、前記シンチレータ層の上方に設けられ、前記検出領域及び前記非検出領域に位置した防湿カバーと、前記シンチレータ層と前記防湿カバーとの間に設けられ、前記防湿カバーに固定され、少なくとも前記検出領域に位置した光反射層と、を備え、前記防湿カバーは、前記封止部に直に接着され、前記光電変換基板及び前記封止部とともに前記シンチレータ層を覆っている。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】図１は、第１の比較例に係るＸ線検出器を示す断面図である。

【図2】図２は、上記Ｘ線検出器の支持基板、Ｘ線検出パネル、回路基板、及び複数のＦＰＣを示す斜視図であり、画像伝送部を併せて示す図である。

【図3】図３は、上記Ｘ線検出器のＸ線検出モジュールの一部を示す拡大断面図である。

【図4】図４は、上記Ｘ線検出モジュールを示す平面図である。

【図5】図５は、図４の上記Ｘ線検出モジュールの一部を線Ｖ－Ｖに沿って示す断面図である。

【図6】図６は、第２の比較例に係るＸ線検出器のＸ線検出モジュールを示す平面図である。

【図7】図７は、図６の上記Ｘ線検出モジュールの一部を線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿って示す断面図である。

【図8】図８は、上記第２の比較例に係るＸ線検出モジュールの一部を示す拡大断面図であり、シンチレータ層、光反射層、及び防湿カバーを示す図である。

【図9】図９は、一実施形態に係るＸ線検出器のＸ線検出モジュールの一部を示す拡大断面図である。

【図10】図１０は、上記実施形態に係るＸ線検出モジュールを示す平面図である。

【図11】図１１は、図１０の上記Ｘ線検出モジュールの一部を線ＸＩ－ＸＩに沿って示す断面図である。

【発明を実施するための形態】

【0008】

以下に、本発明の実施形態及び各比較例について、図面を参照しつつ説明する。なお、開示はあくまで一例にすぎず、当業者において、発明の主旨を保っての適宜変更について容易に想到し得るものについては、当然に本発明の範囲に含有されるものである。また、図面は説明をより明確にするため、実際の態様に比べ、各部の幅、厚さ、形状等について模式的に表される場合があるが、あくまで一例であって、本発明の解釈を限定するものではない。また、本明細書と各図において、既出の図に関して前述したものと同様の要素には、同一の符号を付して、詳細な説明を適宜省略することがある。

【0009】

（第１の比較例）
まず、第１の比較例について説明する。図１は、第１の比較例に係るＸ線検出器１を示す断面図である。Ｘ線検出器１は、Ｘ線画像検出器であり、Ｘ線検出パネルを利用するＸ線平面検出器である。
図１に示すように、Ｘ線検出器１は、Ｘ線検出モジュール１０、支持基板１２、回路基板１１、スペーサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ、筐体５１、ＦＰＣ（フレキシブルプリント基板）２ｅ１、入射窓５２等を備えている。Ｘ線検出モジュール１０は、Ｘ線検出パネルＰＮＬを備えている。Ｘ線検出パネルＰＮＬは、支持基板１２と入射窓５２との間に位置している。Ｘ線検出パネルＰＮＬは、入射窓５２と対向した防湿カバー７を備えている。

【0010】

入射窓５２は、筐体５１の開口に取付けられている。入射窓５２はＸ線を透過させる。そのため、Ｘ線は入射窓５２を透過してＸ線検出モジュール１０に入射される。入射窓５２は、板状に形成され、筐体５１内部を保護する機能を有している。入射窓５２は、Ｘ線吸収率の低い材料で薄く形成することが望ましい。これにより、入射窓５２で生じる、Ｘ線の散乱と、Ｘ線量の減衰とを低減することができる。そして、薄くて軽いＸ線検出器１を実現することができる。
Ｘ線検出モジュール１０、支持基板１２、回路基板１１、ＦＰＣ２ｅ１等は、筐体５１及び入射窓５２で囲まれた空間の内部に収容されている。

【0011】

Ｘ線検出モジュール１０は、薄い部材を積層して構成されているため、軽く機械的強度の低いものである。このため、Ｘ線検出パネルＰＮＬ（Ｘ線検出モジュール１０）は、粘着シートを介して支持基板１２の平坦な一面に固定されている。支持基板１２は、例えばアルミニウム合金で板状に形成され、Ｘ線検出パネルＰＮＬを安定して保持するために必要な強度を有している。これにより、Ｘ線検出器１に外部から振動や衝撃が加わった際におけるＸ線検出パネルＰＮＬの破損を抑制することができる。

【0012】

支持基板１２の他面には、スペーサ９ａ，９ｂを介して回路基板１１が固定されている。スペーサ９ａ，９ｂを使用することで、主に金属から構成される支持基板１２から回路基板１１までの電気的絶縁距離を保持することができる。
筐体５１の内面には、スペーサ９ｃ，９ｄを介して回路基板１１が固定されている。スペーサ９ｃ，９ｄを使用することで、主に金属から構成される筐体５１から回路基板１１までの電気的絶縁距離を保持することができる。筐体５１は、回路基板１１及びスペーサ９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄを介して支持基板１２等を支持している。

【0013】

回路基板１１にはＦＰＣ２ｅ１に対応するコネクタが実装され、ＦＰＣ２ｅ１はコネクタを介して回路基板１１に電気的に接続されている。ＦＰＣ２ｅ１とＸ線検出パネルＰＮＬとの接続には、ＡＣＦ（異方性導電フィルム）を利用した熱圧着法が用いられる。この方法により、Ｘ線検出パネルＰＮＬの複数の微細なパッドと、ＦＰＣ２ｅ１の複数の微細なパッドとの電気的接続が確保される。なお、Ｘ線検出パネルＰＮＬのパッドに関しては後述する。

【0014】

上記のように、回路基板１１は、上記コネクタ、ＦＰＣ２ｅ１等を介してＸ線検出パネルＰＮＬに電気的に接続されている。回路基板１１は、Ｘ線検出パネルＰＮＬを電気的に駆動し、かつ、Ｘ線検出パネルＰＮＬからの出力信号を電気的に処理するものである。

【0015】

図２は、本第１の比較例のＸ線検出器１の支持基板１２、Ｘ線検出パネルＰＮＬ、回路基板１１、及び複数のＦＰＣ２ｅ１，２ｅ２を示す斜視図であり、画像伝送部４を併せて示す図である。なお、図２には、Ｘ線検出器１の全ての部材を示していない。後述する封止部等、Ｘ線検出器１のいくつかの部材の図示は、図２において省略している。

【0016】

図２に示すように、Ｘ線検出パネルＰＮＬは、光電変換基板２、シンチレータ層５等を備えている。光電変換基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、複数の制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、複数のデータライン（又はシグナルライン）２ｃ２等を有している。なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、及びデータライン２ｃ２の数、配置等は図２の例に限定されるものではない。

【0017】

複数の制御ライン２ｃ１は、行方向Ｘに延在し、列方向Ｙに所定の間隔をあけて並べられている。複数のデータライン２ｃ２は、列方向Ｙに延在し、複数の制御ライン２ｃ１と交差し、行方向Ｘに所定の間隔をあけて並べられている。

【0018】

複数の光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の主面側に設けられている。光電変換部２ｂは、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とにより区画された四角形状の領域に設けられている。１つの光電変換部２ｂは、Ｘ線画像の１つの画素に対応する。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。上記のことから、光電変換部２ｂは、アレイ基板である。

【0019】

各々の光電変換部２ｂは、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２ｂ２と、を有している。ＴＦＴ２ｂ２は、対応する一の制御ライン２ｃ１と、対応する一のデータライン２ｃ２とに接続されている。光電変換素子２ｂ１はＴＦＴ２ｂ２に電気的に接続されている。

【0020】

制御ライン２ｃ１は、ＦＰＣ２ｅ１を介して回路基板１１に電気的に接続されている。回路基板１１は、ＦＰＣ２ｅ１を介して複数の制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を与える。データライン２ｃ２は、ＦＰＣ２ｅ２を介して回路基板１１に電気的に接続されている。光電変換素子２ｂ１によって変換された画像データ信号Ｓ２（光電変換部２ｂに蓄積された電荷）は、ＴＦＴ２ｂ２、データライン２ｃ２、及びＦＰＣ２ｅ２を介して回路基板１１に伝送される。

【0021】

Ｘ線検出器１は、画像伝送部４をさらに備えている。画像伝送部４は、配線４ａを介して回路基板１１に接続されている。なお、画像伝送部４は、回路基板１１に組込まれてもよい。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の信号に基づいて、Ｘ線画像を生成する。生成された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。

【0022】

図３は、本第１の比較例に係るＸ線検出器１のＸ線検出モジュール１０の一部を示す拡大断面図である。
図３に示すように、光電変換基板２は、基板２ａ、複数の光電変換部２ｂ、絶縁層２１，２２，２３，２４，２５を有している。複数の光電変換部２ｂは、検出領域ＤＡに位置している。各々の光電変換部２ｂは、光電変換素子２ｂ１と、ＴＦＴ２ｂ２と、を備えている。

【0023】

ＴＦＴ２ｂ２は、ゲート電極ＧＥ、半導体層ＳＣ、ソース電極ＳＥ、及びドレイン電極ＤＥを有している。光電変換素子２ｂ１は、フォトダイオードで構成されている。なお、光電変換素子２ｂ１は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等で構成されてもよく、光を電荷に変換するように構成されていればよい。

【0024】

基板２ａは、板状の形状を有し、絶縁材料で形成されている。上記絶縁材料としては、無アルカリガラスなどのガラスを挙げることができる。基板２ａの平面形状は、例えば四角形である。基板２ａの厚みは、例えば０．７ｍｍである。絶縁層２１は、基板２ａの上に設けられている。

【0025】

絶縁層２１の上に、ゲート電極ＧＥが形成されている。ゲート電極ＧＥは、上記制御ライン２ｃ１に電気的に接続されている。絶縁層２２は、絶縁層２１及びゲート電極ＧＥの上に設けられている。半導体層ＳＣは、絶縁層２２の上に設けられ、ゲート電極ＧＥに対向している。半導体層ＳＣは、非晶質半導体としての非晶質シリコン、多結晶半導体としての多結晶シリコン等の半導体材料で形成されている。

【0026】

絶縁層２２及び半導体層ＳＣの上に、ソース電極ＳＥ及びドレイン電極ＤＥが設けられている。ゲート電極ＧＥ、ソース電極ＳＥ、ドレイン電極ＤＥ、上記制御ライン２ｃ１、及び上記データライン２ｃ２は、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成されている。

【0027】

ソース電極ＳＥは、半導体層ＳＣのソース領域に電気的に接続されている。また、ソース電極ＳＥは、上記データライン２ｃ２に電気的に接続されている。ドレイン電極ＤＥは、半導体層ＳＣのドレイン領域に電気的に接続されている。

【0028】

絶縁層２３は、絶縁層２２、半導体層ＳＣ、ソース電極ＳＥ、及びドレイン電極ＤＥの上に設けられている。光電変換素子２ｂ１は、ドレイン電極ＤＥに電気的に接続されている。絶縁層２４は、絶縁層２３及び光電変換素子２ｂ１の上に設けられている。バイアス線ＢＬは、絶縁層２４の上に設けられ、絶縁層２４に形成されたコンタクトホールを通り光電変換素子２ｂ１に接続されている。絶縁層２５は、絶縁層２４及びバイアス線ＢＬの上に設けられている。

【0029】

絶縁層２１，２２，２３，２４，２５は、無機絶縁材料、有機絶縁材料等の絶縁材料で形成されている。無機絶縁材料としては、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、及び酸窒化物絶縁材料を挙げることができる。有機絶縁材料としては樹脂を挙げることができる。

【0030】

シンチレータ層５は、光電変換基板２（複数の光電変換部２ｂ）の上に設けられている。シンチレータ層５は、少なくとも検出領域ＤＡに位置し、複数の光電変換部２ｂの上方を覆っている。シンチレータ層５は、入射されるＸ線を光（可視光、蛍光）に変換するように構成されている。シンチレータ層５で発生する光の量（光量）は、入射されるＸ線の強度に比例している。

【0031】

なお、光電変換素子２ｂ１は、シンチレータ層５から入射される光を電荷に変換する。変換された電荷は光電変換素子２ｂ１に蓄積される。ＴＦＴ２ｂ２は、光電変換素子２ｂ１への蓄電及び光電変換素子２ｂ１からの放電を切替えることができる。なお、光電変換素子２ｂ１の自己容量が不十分である場合、光電変換基板２はコンデンサ（蓄積キャパシタ）をさらに有し、光電変換素子２ｂ１で変換された電荷をコンデンサに蓄積してもよい。

【0032】

シンチレータ層５は、テルビウム賦活酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ）等の酸化物の材料、又はタリウム賦活ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）等の塩化物の材料で形成されている。本比較例において、シンチレータ層５は、ＣｓＩ：Ｔｌで形成されている。真空蒸着法を用いてＣｓＩ：Ｔｌ製のシンチレータ層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層５が得られる。シンチレータ層５で発生する光は、柱状結晶に沿って光電変換基板２側と光反射層６側とにそれぞれ伝播する。

【0033】

ＣｓＩ：Ｔｌ製のシンチレータ層５の内部にて発生した可視光が柱状結晶内部に閉じ込められることで、光の散乱が抑えられ、解像度の高い画像を得ることができる。シンチレータ層５の厚みは、実質的に２００乃至１０００μｍである。シンチレータ層５の最表面において、シンチレータ層５の柱状結晶の太さは、３乃至１２μｍである。

【0034】

なお、真空蒸着法を用いてシンチレータ層５を形成する際には、開口を有するマスクが用いられる。
又は、シンチレータ層５は、マトリクス状に並べられ、光電変換部２ｂに一対一で設けられ、それぞれ四角柱状の形状を有する複数のシンチレータ部を有してもよい。そのようなシンチレータ層５を形成する際、酸硫化ガドリニウム蛍光体粒子をバインダ材と混合したシンチレータ材を、光電変換基板２上に塗布し、シンチレータ材を焼成して硬化させる。その後、ダイサによりダイシングするなどし、シンチレータ材に格子状の溝部を形成する。上記の場合、複数のシンチレータ部の間には、空気又は酸化防止用の窒素（Ｎ_２）等の不活性ガスが封入される。又は、複数のシンチレータ部の間の空間は、大気圧より減圧された空間に設定されてもよい。

【0035】

Ｘ線検出パネルＰＮＬは、光反射層６をさらに備えている。光反射層６は、シンチレータ層５のＸ線の入射側に設けられている。光反射層６は、少なくとも検出領域ＤＡに位置し、シンチレータ層５の上面を覆っている。光反射層６は、光（蛍光）の利用効率を高めて感度特性の向上を図るために設けられている。すなわち、光反射層６は、シンチレータ層５において生じた光のうち、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。
例えば、白色顔料と、樹脂と、溶媒とを混合した塗布材料をシンチレータ層５の上に塗布し、続いて塗布材料を乾燥させることで光反射層６を形成することができる。

【0036】

ＣｓＩ：Ｔｌ製のシンチレータ層５を利用することで、Ｘ線検出器１は、解像度の高いＸ線画像を得ることができる。しかしながら、シンチレータ層５は、水分によって劣化し易く、吸湿性が高いという特徴を持っている。そのため、シンチレータ層５が大気に接していると、シンチレータ層５は大気中の水分を吸収し、シンチレータ層５の特性の劣化を招いてしまう。

【0037】

ＣｓＩ：Ｔｌ製のシンチレータ層５が水分を吸収すると、Ｘ線を光に変換する効率が低下し、シンチレータ層５で発生する光の輝度の低下を招いてしまう。また、シンチレータ層５が水分を吸収することにより、シンチレータ層５の柱状結晶が崩れ、柱状結晶による光の閉じ込め効果が低下してしまう。ひいては、Ｘ線検出器１において、解像度の低下を招き、Ｘ線画像の画質の低下を招いてしまう。

【0038】

そこで、Ｘ線検出パネルＰＮＬは、防湿カバー７を備えている。フィルム状のカバーとしての防湿カバー（防湿フィルム）７は、シンチレータ層５及び光反射層６の上方に設けられ、シンチレータ層５及び光反射層６を覆っている。防湿カバー７は、大気中に含まれる水分により、シンチレータ層５の特性の劣化を抑制するために設けられている。防湿カバー７は、シンチレータ層５の露出部分を完全に覆っている。

【0039】

防湿カバー７は、金属を含むシートで形成されている。上記金属としては、アルミニウムを含む金属、銅を含む金属、マグネシウムを含む金属、タングステンを含む金属、ステンレス、コバール等を挙げることができる。防湿カバー７が金属を含んでいる場合、防湿カバー７は、水分の透過を、防止したり、大幅に抑制したりすることができる。

【0040】

また、防湿カバー７は、樹脂層と金属層とが積層された積層シートで形成されてもよい。この場合、樹脂層は、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、テフロン（登録商標）、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、弾性ゴム等の材料で形成することができる。金属層は、例えば、前述した金属を含むものとすることができる。金属層は、スパッタリング法、ラミネート法等を用いて形成することができる。

【0041】

この場合、樹脂層より金属層をシンチレータ層５側に設けた方が好ましい。樹脂層により金属層を覆うことができるので、外力などにより金属層が受け得る損傷を抑制することができる。また、金属層が樹脂層よりもシンチレータ層５側に設けられていれば、樹脂層を介した透湿によるシンチレータ層５の特性の劣化を抑制することができる。

【0042】

防湿カバー７としては、金属層を含むシート、無機絶縁層を含むシート、樹脂層と金属層とが積層された積層シート、及び樹脂層と無機絶縁層とが積層された積層シートを挙げることができる。上記のことから、防湿カバー７の無機層は、金属層にかぎらず、無機絶縁層であってもよい。又は、防湿カバー７は、金属層及び無機絶縁層の両方を有してもよい。無機絶縁層は、酸化珪素、酸化アルミニウム等を含む層で形成することができる。無機絶縁層は、スパッタリング法等を用いて形成することができる。本比較例において、防湿カバー７は、薄いアルミニウム箔で形成されている。

【0043】

図４は、Ｘ線検出モジュール１０を示す平面図である。図４において、シンチレータ層５には右上がりの斜線を付し、封止部８には右下がりの斜線を付している。図５は、図４のＸ線検出モジュール１０の一部を線Ｖ－Ｖに沿って示す断面図である。

【0044】

図４及び図５に示すように、光電変換基板２は、検出領域ＤＡと、検出領域ＤＡの外側の非検出領域と、を有している。検出領域ＤＡは、四角形の領域である。光電変換基板２の非検出領域は、検出領域ＤＡの周囲に位置する枠状の第１非検出領域ＮＤＡ１と、第１非検出領域ＮＤＡ１の外側の第２非検出領域ＮＤＡ２と、を有している。本比較例において、第２非検出領域ＮＤＡ２は枠状の形状を有している。

【0045】

シンチレータ層５は、少なくとも検出領域ＤＡに位置している。シンチレータ層５は、側面５ａ及び上面５ｂを有している。側面５ａは、第１非検出領域ＮＤＡ１に位置している。光反射層６は、検出領域ＤＡ及び第１非検出領域ＮＤＡ１に位置し、シンチレータ層５の上面５ｂの上に形成されている。本第１の比較例において、光反射層６は、平面視において、シンチレータ層５と同一サイズを有し、シンチレータ層５に完全に重なっている。光反射層６は、シンチレータ層５の側面５ａ側に存在していない。

【0046】

光電変換基板２は、さらに複数のパッド２ｄ１及び複数のパッド２ｄ２を有している。パッド２ｄ１及びパッド２ｄ２は、第２非検出領域ＮＤＡ２に位置している。本第１の比較例において、複数のパッド２ｄ１は基板２ａの左辺に沿って並べられ、複数のパッド２ｄ２は基板２ａの下辺に沿って並べられている。例えば、パッド２ｄ１，２ｄ２は、絶縁層２３の上に設けられ、絶縁層２４及び絶縁層２５で覆われていない。
なお、図４には複数のパッドを模式的に示しており、複数のパッドの個数、形状、サイズ、位置、及びピッチは、図４に示す例に限定されるものではない。

【0047】

１つの制御ライン２ｃ１は、検出領域ＤＡ、第１非検出領域ＮＤＡ１、及び第２非検出領域ＮＤＡ２を延在し、複数のパッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つのデータライン２ｃ２は、検出領域ＤＡ、第１非検出領域ＮＤＡ１、及び第２非検出領域ＮＤＡ２を延在し、複数のパッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。
１つのパッド２ｄ１にはＦＰＣ２ｅ１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、１つのパッド２ｄ２にはＦＰＣ２ｅ２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（図２）。

【0048】

Ｘ線検出モジュール１０は、封止部８をさらに備えている。封止部８は、第１非検出領域ＮＤＡ１に位置し、シンチレータ層５を囲んでいる。封止部８は、枠状の形状を有し、シンチレータ層５の周囲を連続的に延在している。封止部８は、光電変換基板２（例えば、上記絶縁層２５）に接着されている。

【0049】

防湿カバー７は、検出領域ＤＡ及び第１非検出領域ＮＤＡ１に位置している。防湿カバー７は、図４に示す平面図において、シンチレータ層５を完全に覆っている。図５に示すように、シンチレータ層５のうち光電変換基板２及び封止部８で覆われていない部分は、防湿カバー７で完全に覆われている。言い換えると、防湿カバー７は、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を覆っている。

【0050】

防湿カバー７は、封止部８の外面８ａに接着されている。防湿カバー７は、封止部８の少なくとも一部を覆っている。防湿カバー７を封止部８に接着させる際、防湿カバー７の周縁近傍の外部から封止部８を加熱することで、封止部８を溶かし、防湿カバー７の表面に溶かした封止部８の樹脂を密着させる。その後、封止部８を冷却することで防湿カバー７の周縁近傍と封止部８との接着が行われる。

【0051】

この場合、防湿カバー７の周縁近傍の温度と、封止部８の温度が低下すると、防湿カバー７の周縁近傍と封止部８との間に熱応力が発生する。防湿カバー７の周縁近傍と封止部８との間に熱応力が発生すると、防湿カバー７の周縁近傍と封止部８との間に剥離が生じる恐れがある。剥離が生じると防湿性能が著しく低下する恐れがある。

【0052】

本第１の比較例の防湿カバー７は、薄いアルミニウム箔で形成されているので、熱応力が発生した際に防湿カバー７が延び易くなる。そのため、熱応力を緩和させることができ、封止部８から防湿カバー７の周縁近傍の剥離を抑制することができる。

【0053】

封止部８は、熱可塑性樹脂を含む材料で形成されている。封止部８は、熱可塑性樹脂を主成分として含む材料で形成されている。封止部８は、１００％熱可塑性樹脂で形成されてもよい。又は、封止部８は、熱可塑性樹脂に添加物が混在した材料で形成されてもよい。封止部８が熱可塑性樹脂を主成分として含んでいれば、封止部８は、加熱により、光電変換基板２と防湿カバー７とを接合することができる。

【0054】

熱可塑性樹脂は、ナイロン、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene）、アクリル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン等を利用することができる。この場合、ポリエチレンの水蒸気透過率は０．０６８ｇ・ｍｍ／ｄａｙ・ｍ^２であり、ポリプロピレンの水蒸気透過率は０．０４ｇ・ｍｍ／ｄａｙ・ｍ^２である。これらの水蒸気透過率は低い。そのため、封止部８が、ポリエチレン及びポリプロピレンの少なくとも何れかを主成分として含んでいれば、封止部８の内部を透過してシンチレータ層５に到達する水分を大幅に少なくすることができる。
なお、封止部８は、熱可塑性樹脂の替わりに紫外線硬化型接着剤で形成されてもよい。

【0055】

防湿カバー７は、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を気密に閉塞している。そのため、Ｘ線検出パネルＰＮＬの外部の大気中に含まれる水分からシンチレータ層５を保護し、Ｘ線検出器１の画質の劣化を抑制することができる。さらに、防湿カバー７は、金属箔であるアルミニウム箔で形成されている。そのため、防湿カバー７を透過する水分の量をより低減させることができる。
第１の比較例のＸ線検出器１は、上記のように構成されている。

【0056】

上記のように構成された第１の比較例に係るＸ線検出器１によれば、防湿カバー７を封止部８によって光電変換基板２に張り合わせることで、シンチレータ層５への水分が到達を抑制することができる。ところが、光反射層６をシンチレータ層５の上に直接形成する場合、製造上のトラブルにより、Ｘ線検出器１に問題が発生し易い。例えば、光反射層６を形成する領域を制御することが困難となることで問題が発生する場合がある。また、光反射層６に異物が混入することで問題が発生する場合がある。
次に、光反射層６を形成する領域を制御することができず、かつ、光反射層６に異物が混入した場合のＸ線検出器１について、第２の比較例にて説明する。

【0057】

（第２の比較例）
次に、第２の比較例について説明する。図６は、本第２の比較例に係るＸ線検出器１のＸ線検出モジュール１０を示す平面図である。図６において、光反射層６には右上がりの斜線を付し、封止部８には右下がりの斜線を付している。図７は、図６のＸ線検出モジュール１０の一部を線ＶＩＩ－ＶＩＩに沿って示す断面図である。

【0058】

図６及び図７に示すように、本第２の比較例のＸ線検出器１は、上記第１の比較例と同様に、光電変換基板２、シンチレータ層５、光反射層６、封止部８、防湿カバー７等を備えている。本第２の比較例において、製造上のトラブルにより、第１非検出領域ＮＤＡ１のうちシンチレータ層５より外側の領域（封止部８を形成する領域）に、光反射層６を形成するための原料がこぼれ、光電変換基板２の上にも光反射層６が形成されている。

【0059】

封止部８と光電変換基板２との間に光反射層６が介在し、封止部８は、光反射層６の上にも形成されている。上記第１の比較例と比べ、封止部８の光電変換基板２（絶縁層２５）に対する接着強度が低下するため、防湿カバー７と光電変換基板２との接合に悪影響が及んでしまう。例えば、封止部８は光電変換基板２から剥がれ易くなってしまう。封止部８が光電変換基板２から剥がれると、外気が光電変換基板２、防湿カバー７等で囲まれた空間内に侵入し、外気に含まれる水分によってシンチレータ層５の特性が劣化する恐れがある。ひいては、Ｘ線検出器１は、製品として不良になってしまう。

【0060】

また、上記問題の発生を回避するため、光反射層６のうち封止部８を形成する領域に不所望に形成された部分を光電変換基板２上から除去することが考えられる。しかしながら、光反射層６を除去する際、光電変換基板２、シンチレータ層５等を傷つけてしまう恐れがあり、光反射層６を光電変換基板２上から除去することは困難である。上記のことから、光反射層６を形成する領域を制御することができなかった場合、高価な光電変換基板２を再利用することは困難となる。

【0061】

図８は、本第２の比較例に係るＸ線検出モジュール１０の一部を示す拡大断面図であり、シンチレータ層５、光反射層６、及び防湿カバー７を示す図である。
図８に示すように、本第２の比較例において、製造上のトラブルにより、製造時に光反射層６の原料に異物３が混入し、乾燥後の光反射層６の中に異物３が残っている。異物３としては、気泡、樹脂、金属等である。

【0062】

光反射層６の中の異物３は、Ｘ線の透過率に悪影響を及ぼすことになる。例えば、光反射層６に入射する直前にて、Ｘ線ＸＬ１の強度とＸ線ＸＬ２の強度とを同一とした場合、異物３を通過してシンチレータ層５に入射するＸ線ＸＬ２の透過率は、異物３を通過せずにシンチレータ層５に入射するＸ線ＸＬ１の透過率に対して変化してしまう。そのため、Ｘ線ＸＬ２が異物３を通過してシンチレータ層５に入射することでシンチレータ層５で発生する光ＬＩ２の量（輝度）は、Ｘ線ＸＬ１が異物３を通過せずにシンチレータ層５に入射することでシンチレータ層５で発生する光ＬＩ１の量（輝度）に対して変化する。Ｘ線を光（蛍光）に変換する量がシンチレータ層５内で不均一となるため、Ｘ線画像に異常が発生し、Ｘ線検出器１は、製品として不良になってしまう。

【0063】

さらに、光反射層６の中の異物３は、光の反射率に悪影響を及ぼすことになる。光反射層６のうち異物３が存在する領域における光の反射率は、光反射層６のうち異物３が存在していない領域における光の反射率に対して変化してしまう。例えば、シンチレータ層５にて発生する光ＬＴ１の量（輝度）と及び光ＬＴ２の量（輝度）とを同一とした場合、光反射層６のうち異物３が存在する領域で反射された光ＬＲ２の量（輝度）は、光反射層６のうち異物３が存在していない領域で反射された光ＬＲ１の量（輝度）に対して変化する。光（蛍光）を反射する量が光反射層６内で不均一となるため、Ｘ線画像に異常が発生し、Ｘ線検出器１は、製品として不良になってしまう。

【0064】

上記のように構成された第２の比較例のＸ線検出器１のように、光反射層６を形成する領域を制御することは困難であり、光電変換基板２の上に光反射層６が不所望に形成される事態を回避することは困難である。また、光反射層６への異物の混入を防止することは困難である。

【0065】

上述したように、Ｘ線検出パネルＰＮＬにおいて、光電変換基板２は非常に高価であるが、不良の光反射層６が形成された光電変換基板２（Ｘ線検出パネルＰＮＬ）を再利用することは困難となる。光反射層６に不良が発生すると、光電変換基板２を破棄することとなる。製造歩留まりが低くなるため、最終的な製品コストの上昇を招いてしまう。

【0066】

次に、上記第２の比較例の問題を解決することのできるＸ線検出器１について、一実施形態にて説明する。実施形態では、良品の光電変換基板２を破棄する事態を回避することができ、製品コストの上昇を抑えることができ、安価なＸ線検出器１を得ることができるものである。また、実施形態では、Ｘ線検出器１は、光の反射特性が均一であり、かつ、光の透過率が均一である光反射層６を利用することができる。さらに、実施形態では、Ｘ線検出器１は、シンチレータ層５への水分の到達を抑制することができるものである。

【0067】

（一実施形態）
次に、一実施形態について説明する。Ｘ線検出器１は、本実施形態で説明する構成以外、上記第１の比較例と同様に構成されている。図９は、本実施形態に係るＸ線検出器１のＸ線検出モジュール１０の一部を示す拡大断面図である。図１０は、本実施形態に係るＸ線検出モジュール１０を示す平面図である。図１０において、光反射層６には右上がりの斜線を付し、封止部８には右下がりの斜線を付している。

【0068】

図９及び図１０に示すように、本実施形態は、光反射層６が防湿カバー７に形成されている点で上記第１の比較例と相違している。光反射層６は、シンチレータ層５と防湿カバー７との間に設けられ、防湿カバー７に固定され、少なくとも検出領域ＤＡに位置している。本実施形態において、光反射層６は、検出領域ＤＡ及び第１非検出領域ＮＤＡ１に位置している。Ｘ線検出モジュール１０は、防湿カバー７と光反射層６との積層構造を有している。

【0069】

光反射層６を形成する際、防湿カバー７のうちシンチレータ層５側の面に、白色顔料と、透明な樹脂系バインダと、溶媒とを混合した塗布材料を塗布する。上記塗布材料の塗布に、刷毛塗り、インクジェット、ローラコーティング、スクリーン印刷等を利用することができる。塗布材料を塗布した後、塗布材料を乾燥させることで光反射層６を形成することができる。

【0070】

上記白色顔料は、複数の光散乱性粒子を含んでいる。光吸収量を抑えるため、複数の光散乱性粒子は、金属酸化物で形成されている方が望ましい。本実施形態において、複数の光散乱性粒子は、金属酸化物としての酸化チタン（ＴｉＯ_２）で形成されている。光反射層６は屈折率の高い酸化チタン製の光散乱性粒子を含有している。光反射層６中における光の反射率を高めることができ、光電変換基板２に到達する光（蛍光）の量を増やすことができる。光反射層６は光（蛍光）の利用効率を高めて感度特性の向上を図ることができるため、Ｘ線検出パネルＰＮＬの性能の向上を図ることができる。なお、上記金属酸化物は、酸化チタンに限定されるものではなく、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、二酸化ケイ素（ＳｉＯ_２）等であってもよい。

【0071】

防湿カバー７の上に光反射層６が形成されている。仮に、光反射層６に異物（３）が混入しても、高価な光電変換基板２を破棄するのではなく、比較的安価な防湿カバー７と光反射層６との積層体を破棄すればよい。そのため、最終的な製品コストの上昇を抑制することができる。

【0072】

防湿カバー７は、金属箔としてアルミニウム箔で形成されている。防湿カバー７に金属箔を用いることで、防湿カバー７を透過する水分をさらに低減させることができる。水分によるシンチレータ層５の性能劣化を抑制することができるため、Ｘ線検出パネルＰＮＬの製品寿命を長くすることができる。

【0073】

図１１は、図１０のＸ線検出モジュール１０の一部を線ＸＩ－ＸＩに沿って示す断面図である。
図１１に示すように、防湿カバー７の周縁部に光反射層６を重ねておらず、防湿カバー７の周縁部は、封止部８に直に接着され、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を覆っている。

【0074】

防湿カバー７は、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を密閉した空間１３を形成している。本実施形態において、空間１３は、大気圧より減圧された空間である。例えば、大気圧よりも減圧された環境において防湿カバー７と封止部８とを接合すれば、光反射層６を、シンチレータ層５に接触させることができる。なお、光反射層６をシンチレータ層５に接触させていない状態において、光反射層６のシンチレータ層５側の面は、平面である。本実施形態において、光反射層６は、減圧された空間１３にあり、大気圧によりシンチレータ層５側に押され、弾性変形し、シンチレータ層５の上面５ｂの凹凸に倣った形状を有している。

【0075】

また、一般的に、シンチレータ層５には、その体積の１０乃至４０％程度の空隙が存在する。そのため、空隙にガスが含まれていると、Ｘ線検出器１を航空機などで輸送した場合や、Ｘ線検出器１を高地で使用した場合にガスが膨張して防湿カバー７が破損する恐れがある。大気圧よりも減圧された環境において防湿カバー７と封止部８とを接合すれば、Ｘ線検出器１が航空機などで輸送された場合であっても防湿カバー７の破損を抑制することができる。上記のことから、光電変換基板２、封止部８及び防湿カバー７により画された空間１３の圧力は、大気圧よりも低くした方が好ましい。

【0076】

上記のように構成された一実施形態に係るＸ線検出器１によれば、Ｘ線検出器１は、光電変換基板２と、シンチレータ層５と、枠状の封止部８と、防湿カバー７と、光反射層６と、を備えている。光反射層６は、シンチレータ層５と防湿カバー７との間に設けられ、防湿カバー７に固定され、少なくとも検出領域ＤＡに位置している。シンチレータ層５は、潮解性を持つため、水分を吸収して液体化する事態を回避する必要がある。シンチレータ層５が劣化すると、Ｘ線（放射線）から光（蛍光）への変換が困難となってしまう。

【0077】

そこで、防湿カバー７は、封止部８に直に接着され、光電変換基板２及び封止部８とともにシンチレータ層５を覆っている。光反射層６は、シンチレータ層５の上に直に形成されていなため、光電変換基板２と封止部８との間に光反射層６が介在する事態を回避することができる。また、防湿カバー７と封止部８との間に光反射層６が介在することが無いように、光反射層６は防湿カバー７に形成されている。封止部８は光電変換基板２に良好に接着され、防湿カバー７は封止部８に良好に接着されている。そのため、防湿カバー７及び封止部８は、光電変換基板２とともにシンチレータ層５への水分の到達を抑制することができる。

【0078】

また、空間１３を減圧空間とすることで、製造時に空間１３に混入し得る僅かな水分も空間１３から除去することが可能となる。水分によるシンチレータ層５の劣化を、一層、抑制することができ、Ｘ線検出器１での画質劣化を抑制することができる。

【0079】

さらに、光反射層６とシンチレータ層５との間に空隙があると、シンチレータ層５の内部で発生した光が光反射層６にて反射される際、光は横方向に伝播し易くなってしまう。光が横方に伝播するとＸ線画像の解像度の劣化を招いてしまう。そのため、本実施形態のように、光反射層６はシンチレータ層５に接していた方が望ましい。光反射層６をシンチレータ層５に接触させることで、光の横方向の伝播を抑制することができ、Ｘ線検出器１は解像度の高い画像を得ることができる。上述したように、空間１３を減圧空間とすることで、大気圧による圧力が光反射層６に加わり、防湿カバー７が光反射層６とシンチレータ層５との接触を促進させることができる。そのため、Ｘ線検出器１で得られる画像の解像度を容易に向上させることができる。

【0080】

上述したことから、上記実施形態によれば、最終的な製品コストの上昇を抑制することができ、性能の高いＸ線検出器１を得ることができる。

【0081】

本発明の実施形態を説明したが、上記実施形態は、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。上記の新規な実施形態は、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、変更を行うことができる。上記実施形態やその変形は、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。

【0082】

例えば、上記実施形態で説明した技術は、上記Ｘ線検出器１への適用に限定されるものではなく、他のＸ線検出器、各種の放射線検出器に適用することができる。放射線検出器は、Ｘ線検出パネルＰＮＬの替わりに、放射線を検出する放射線検出パネルを備えていればよい。

【符号の説明】

【0083】

１…Ｘ線検出器、１０…Ｘ線検出モジュール、ＰＮＬ…Ｘ線検出パネル、
２…光電変換基板、２ａ…基板、２ｂ…光電変換部、２ｂ１…光電変換素子、
２ｂ２…ＴＦＴ、５１…筐体、５２…入射窓、５…シンチレータ層、６…光反射層、
７…防湿カバー、８…封止部、１１…回路基板、１２…支持基板、１３…空間、
ＤＡ…検出領域、ＮＤＡ１…第１非検出領域、ＮＤＡ２…第２非検出領域、Ｘ…行方向、
Ｙ…列方向。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】