JP2020091236A - 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】防湿部のつば部とアレイ基板との間の距離を所定の範囲内に維持することができる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１０は、複数の光電変換部２ｂを有するアレイ基板２と、前記複数の光電変換部２ｂの上に設けられたシンチレータ３と、ハット形状を呈し、前記シンチレータを覆う防湿部５と、前記防湿部のつば部５ｃと、前記アレイ基板と、の間であって、前記つば部５ｃの、内周縁側の端部の近傍に位置する支持部７と、前記つば部と、前記アレイ基板と、の間であって、前記支持部７よりも、前記つば部の外周縁側に設けられた接着部６と、を備えている。【選択図】図２

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。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特性の劣化を抑制するために、シンチレータと反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。例えば、シンチレータが、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）：Ｔｌ（タリウム）やＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム）などを含む場合には、水蒸気などによる特性劣化が大きくなるおそれがある。
そのため、高い防湿性能が得られる構造として、シンチレータと反射層をハット形状の防湿部で覆い、防湿部のつば（鍔）部をアレイ基板に接着する構成が提案されている。

ここで、アレイ基板の、つば部が接着される領域には、制御ラインおよびデータラインと、基板の周縁に設けられた配線パッドとを接続する配線、あるいは、制御ラインおよびデータラインが設けられている。これらの配線は、保護層により絶縁されている。
ところが、防湿部のつば部をアレイ基板に接着する際に、ハット形状の防湿部が変形して、つば部の、内周縁側の端部がアレイ基板と接触したり、当該端部とアレイ基板との間の距離が小さくなり過ぎたりする場合がある。そのため、短絡が生じたり、リーク電流が発生したり、浮遊容量が増大してノイズが大きくなったりするおそれがある。
そこで、防湿部のつば部とアレイ基板との間の距離を所定の範囲内に維持することができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１２−３７４５４号公報

本発明が解決しようとする課題は、防湿部のつば部とアレイ基板との間の距離を所定の範囲内に維持することができる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、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、前記複数の光電変換部の上に設けられたシンチレータと、ハット形状を呈し、前記シンチレータを覆う防湿部と、前記防湿部のつば部と、前記アレイ基板と、の間であって、前記つば部の、内周縁側の端部の近傍に位置する支持部と、前記つば部と、前記アレイ基板と、の間であって、前記支持部よりも、前記つば部の外周縁側に設けられた接着部と、を備えている。

本実施の形態に係るＸ線検出モジュール、およびＸ線検出器を例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出モジュールを例示するための模式断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、防湿部の模式図である。 Ｘ線検出器のブロック図である。 比較例に係る接着部を例示するための模式断面図である。 支持部の形成を例示するための模式断面図である。 接着剤の塗布を例示するための模式断面図である。 つば部とアレイ基板との接着を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係るつば部とアレイ基板との接着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。
本実施の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、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、一般医療に限定されるわけではない。

（Ｘ線検出モジュール１０、およびＸ線検出器１）
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出モジュール１０、および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、保護層２ｆおよび接着部６などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出モジュール１０を例示するための模式断面図である。
図３（ａ）、（ｂ）は、防湿部５の模式図である。
図４は、Ｘ線検出器１のブロック図である。

図１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１１、および筐体１２が設けられている。
図２に示すように、Ｘ線検出モジュール１０には、アレイ基板２、シンチレータ３、反射層４、防湿部５、接着部６、および支持部７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。
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２の数など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ガラス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。基板２ａの厚みは、例えば、０．７ｍｍ程度とすることができる。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面側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図示しない蓄積キャパシタを設けることができる。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、蓄積キャパシタ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２ｂ２ａ、ドレイン電極２ｂ２ｂ及びソース電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａ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２ｂ２ｂ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２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ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は、グランドに接続することができる。なお、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタは、図示しないバイアスラインに接続することもできる。

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１１に設けられた読み出し回路１１ａ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１１に設けられた信号検出回路１１ｂ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線を可視光すなわち蛍光に変換する。シンチレータ３は、基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域Ａ）を覆うように設けられている。

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。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。

なお、真空蒸着法を用いてシンチレータ３を形成する際には、開口を有するマスクが用いられる。この場合、アレイ基板２上の開口に対峙する位置（有効画素領域Ａの上）にシンチレータ３が形成される。また、蒸着による膜は、マスクの表面にも形成される。そして、マスクの開口の近傍においては、膜は、開口の内部に徐々に張り出すように成長する。開口の内部に膜が張り出すと、開口の近傍において、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。

また、シンチレータ３は、例えば、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ／Ｔｂ、又はＧＯＳ）などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ３が設けられるように、マトリクス状の溝部を設けることができる。

反射層４は、シンチレータ３と防湿部５との間に設けられている。反射層４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４は、シンチレータ３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。ただし、反射層４は、必ずしも必要ではなく、Ｘ線検出モジュール１０に求められる感度特性などに応じて設けるようにすればよい。以下においては、一例として、反射層４が設けられている場合を説明する。

反射層４は、シンチレータ３のＸ線の入射側に設けることができる。反射層４は、少なくともシンチレータ３の上面３ａを覆っている。反射層４は、シンチレータ３の側面３ｂをさらに覆うこともできる。例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる光散乱性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合した材料をシンチレータ３上に塗布し、これを乾燥することで反射層４を形成することができる。

また、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３上に成膜することで反射層４を形成することができる。
また、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シートや、光散乱性粒子を含む樹脂シートなどをシンチレータ３上に接合することで反射層４とすることもできる。この場合、例えば、両面テープなどを用いて、シートとシンチレータ３とを接合することができる。

防湿部５は、空気中に含まれる水分により、反射層４の特性やシンチレータ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。防湿部５は、反射層４とシンチレータ３を覆っている。防湿部５と反射層４などとの間には隙間があってもよいし、防湿部５と反射層４などと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ハット状の防湿部５とアレイ基板２とを接着すれば、大気圧により防湿部５と反射層４などとが接触するようにすることができる。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、防湿部５は、ハット形状を呈し、表面部５ａ、周面部５ｂ、および、つば（鍔）部５ｃを有する。防湿部５は、表面部５ａ、周面部５ｂ、および、つば部５ｃが一体成形されたものとすることができる。

表面部５ａは、シンチレータ３の上面３ａと対峙している。
周面部５ｂは、表面部５ａの周縁を囲むように設けられている。周面部５ｂは、表面部５ａの周縁からアレイ基板２側に向けて延びている。周面部５ｂは、シンチレータ３の側面３ｂと対峙している。

つば部５ｃは、周面部５ｂの、表面部５ａ側とは反対側の端部を囲むように設けられている。つば部５ｃは、周面部５ｂの端部から外側に向けて延びている。つば部５ｃは、環状を呈している。つば部５ｃは、アレイ基板２と対峙している。

ハット形状の防湿部５とすれば、剛性を高めることができる。また、防湿部５をアレイ基板２に接着する際に、表面部５ａおよび周面部５ｂからなる立体形状を利用して位置決めを行うことができる。そのため、防湿部５をアレイ基板２の表面に接着する際の作業性や接着精度を向上させることができる。

防湿部５（表面部５ａ、周面部５ｂ、および、つば部５ｃ）は、透湿係数の小さい材料から形成することができる。防湿部５は、例えば、金属を含むものとすることができる。防湿部５は、例えば、銅を含む金属、アルミニウム、アルミニウム合金、ステンレス、コバール材などの金属から形成することができる。防湿部５は、例えば、樹脂膜と金属膜とが積層された積層膜から形成することもできる。この場合、樹脂膜は、例えば、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、ゴムなどから形成されたものとすることができる。金属膜は、例えば、銅を含む金属、アルミニウムを含む金属、ステンレス、コバール材などの金属から形成されたものとすることができる。
この場合、金属を含む防湿部５とすれば、防湿部５を透過する水分をほぼ完全になくすことができる。

また、防湿部５の厚みは、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、防湿部５の厚みを厚くしすぎるとＸ線の吸収が大きくなりすぎる。防湿部５の厚みを薄くしすぎると剛性が低下して破損しやすくなる。防湿部５は、例えば、厚みが０．１ｍｍのアルミニウム箔を用いて形成することができる。

図２に示すように、接着部６は、つば部５ｃとアレイ基板２との間に設けられている。接着部６は、支持部７よりも、つば部５ｃの外周縁側に設けることができる。接着部６は、防湿部５とアレイ基板２とを接着している。この場合、アレイ基板２と支持部７との間、あるいは、つば部５ｃと支持部７との間に僅かな隙間を設け、当該隙間に接着部６が設けられるようにしてもよい。すなわち、支持部７の一方の端部が接着部６により接着されていてもよい。

接着部６は、接着剤が硬化することで形成されたものとすることができる。接着剤は、透湿係数と、防湿部５とアレイ基板２との接着性を考慮して選択することができる。接着剤は、例えば、紫外線硬化型のエポキシ系接着剤や、熱硬化型のエポキシ系接着剤などとすることができる。また、透湿係数を低くするために、無機材料からなるフィラーが添加された接着剤を用いることができる。例えば、エポキシ系の接着剤にタルク（滑石：Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０（ＯＨ）_２）からなるフィラーを７０重量％以上添加すれば、接着部６の透湿係数を大幅に低減させることができる。なお、接着剤は、エポキシ系接着剤に限定されるわけではない。接着剤は、例えば、アクリル系接着剤などとすることもできる。

支持部７は、つば部５ｃとアレイ基板２との間に設けられている。支持部７は、つば部５ｃの、内周縁側の端部５ｃａの近傍に設けることができる。また、支持部７は、アレイ基板２のつば部５ｃ側の面であって、つば部５ｃの内周縁側の端部５ｃａの近傍に対峙する位置に設けることができる。すなわち、支持部７は、つば部５ｃの、内周縁側の端部５ｃａの近傍に位置するようにすることができる。支持部７は、つば部５ｃまたはアレイ基板２に接合することができる。

支持部７は、つば部５ｃの内周縁に沿って設けることができる。支持部７の平面形状は、例えば、枠状とすることができる。支持部７の断面形状には特に限定はないが、扁平な形状とすることが好ましい。支持部７の断面形状が扁平な形状であれば、支持部７とつば部５ｃとの接触面積を大きくしたり、支持部７とアレイ基板２との接触面積を大きくしたりすることができる。この様にすれば、つば部５ｃやアレイ基板２に発生する応力を緩和させることができるので、つば部５ｃ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、および保護層２ｆが破損するのを抑制することができる。
支持部７の厚みは、例えば、１０μｍ以上、２０μｍ以下とすることができる。

支持部７の材料は、絶縁性を有し、ある程度軟質なものとすることが好ましい。この様にすれば、短絡やリーク電流の発生を抑制することができる。また、つば部５ｃやアレイ基板２に発生する応力を緩和させることができるので、つば部５ｃ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、および保護層２ｆが破損するのを抑制することができる。支持部７の材料は、例えば、エポキシ樹脂や、ゴムなどの樹脂とすることができる。

ここで、Ｘ線検出器１が大気圧よりも減圧された環境に置かれる場合がある。例えば、Ｘ線検出器１が航空機により輸送される場合には、Ｘ線検出器１が７０ｋＰａ〜８０ｋＰａ程度の環境に置かれる場合がある。

Ｘ線検出器１が減圧環境に置かれた場合、ハット形状の防湿部５の内側（表面部５ａおよび周面部５ｂにより形成された空間）の圧力が外側の圧力よりも高くなると、防湿部５のつば部５ｃをアレイ基板２から引き剥がす力が大きくなったり、防湿部５が膨らんで変形したりするおそれがある。

そのため、防湿部５の内側の圧力は、大気圧よりも低くすることが好ましい。例えば、大気圧よりも減圧された環境において、防湿部５のつば部５ｃをアレイ基板２に接着すれば、防湿部５の内側の圧力が大気圧よりも低くなるようにすることができる。この場合、接着剤が硬化するまでには所定の時間を有するので、作業効率が悪くなる。大気圧よりも減圧された環境において複数の防湿部５を接着すると、大気圧よりも減圧された環境を維持するためのチャンバが大型化することになる。また、接着剤が紫外線硬化型の接着剤であったり、熱硬化型の接着剤であったりした場合には、紫外線照射装置や加熱装置などを大気圧よりも減圧された環境に設ける必要がある。そのため、接着に用いる装置が複雑になるおそれがある。そこで、一般的には、大気圧よりも減圧された環境において、つば部５ｃとアレイ基板２との間に接着剤を設け、大気圧の環境において、接着剤を硬化させるようにしている。

図５は、比較例に係る接着部１０６を例示するための模式断面図である。
図５は、支持部７が設けられていない場合である。
前述したように、一般的には、接着剤の供給は大気圧よりも減圧された環境において行い、接着剤の硬化は大気圧の環境において行われる。大気圧の環境においては、表面部５ａと周面部５ｂが内側に押され、図５に示すように、つば部５ｃの外周縁がアレイ基板２から離れる方向に変形する場合がある。

つば部５ｃの外周縁がアレイ基板２から離れる方向に変形すると、つば部５ｃの、内周縁側の端部５ｃａがアレイ基板２と接触したり、端部５ｃａとアレイ基板２との間の距離が小さくなり過ぎたりするおそれがある。この様な変形が生じると、つば部５ｃと、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、およびバイアスラインとが接触して短絡が生じたり、リーク電流が発生したり、データライン２ｃ２との間において浮遊容量が増大してノイズが大きくなったりするおそれがある。また、つば部５ｃと、これらの配線との間の距離が、Ｘ線検出モジュール１０ごとに大きく異なると、浮遊容量のバラつきが増大し、ノイズの制御が困難になるおそれがある。

また、図５に示すように、硬化前の接着剤が大気に押されて、防湿部５の内部に流れ出すおそれがある。硬化前の接着剤が流れ出すと、その分、接着部１０６の厚みが薄くなり接着強度が低下したり、リークパスが生じ易くなったりするおそれがある。

これに対して、本実施の形態に係るＸ線検出モジュール１０には支持部７が設けられているので、つば部５ｃの外周縁がアレイ基板２から離れる方向に変形するのを抑制することができる。そのため、つば部５ｃとアレイ基板２との間の距離を所定の範囲内に維持することができる。その結果、つば部５ｃと、制御ライン２ｃ１およびデータライン２ｃ２などとの間で短絡が生じたり、リーク電流が発生したり、浮遊容量が増大してノイズが大きくなったりするのを抑制することができる。
この場合、支持部７を設けることで、つば部５ｃとアレイ基板２との間の抵抗が２００ＭΩ以上となるようにすれば、短絡が生じたり、リーク電流が発生したり、浮遊容量が増大してノイズが大きくなったりするのを効果的に抑制することができる。

また、支持部７が設けられていれば、接着剤が、大気圧に押されて防湿部５の内部に流れ出すのを抑制することができる。そのため、接着部６の厚みを意図したものとするのが容易となり、接着強度が低下したり、リークパスが生じ易くなったりするのを抑制することができる。
また、１気圧下における防湿部５の内部の隙間容積が、０．１気圧下における防湿部５の内部の隙間容積の１／２以下となるようにすることができる。この様な場合であっても、支持部７が設けられていれば、短絡などが生じたり、接着剤の流出が生じたりするのを抑制することができる。

図１に示すように、回路基板１１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。回路基板１１は、Ｘ線検出モジュール１０（アレイ基板２）と電気的に接続されている。
図４に示すように、回路基板１１には、読み出し回路１１ａおよび信号検出回路１１ｂ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１１ａ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１１ａは、複数のゲートドライバ１１ａａと行選択回路１１ａｂとを有する。
行選択回路１１ａｂには、Ｘ線検出器１の外部に設けられた図示しない画像処理部などから制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路１１ａｂ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１１ａａに制御信号Ｓ１を入力する。
ゲートドライバ１１ａａ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１１ａ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１１ｂは、複数の積分アンプ１１ｂａ、複数の選択回路１１ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ１１ｂｃを有している。
１つの積分アンプ１１ｂａ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１１ｂａ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１１ｂａ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１１ｂｂ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１１ｂａ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１１ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ１１ｂａ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１１ｂｃ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、例えば、配線を介してＸ線検出器１の外部に設けられた画像処理部に送信される。なお、デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、例えば、無線によりＸ線検出器１の外部に設けられた画像処理部に送信されるようにしてもよい。

Ｘ線検出器１の外部に設けられた画像処理部は、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。なお、画像処理部は、回路基板１１と一体化することもできる。

図１に示すように、筐体１２は、箱状を呈している。筐体１２は、例えば、ステンレスなどの金属や、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）などの樹脂を用いて形成することができる。また、筐体１２のＸ線の入射側は入射窓１２ａとなっている。入射窓１２ａは、板状を呈し、Ｘ線吸収率の低い材料から形成されている。入射窓１２ａは、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。

また、筐体１２の内部には図示しない支持板を設けることができる。支持板は、板状を呈し、筐体１２の内部に固定することができる。支持板のＸ線の入射側の面には、アレイ基板２とシンチレータ３を設けることができる。支持板のＸ線の入射側とは反対側の面には、回路基板１１を設けることができる。支持板は、ある程度の剛性を有し、Ｘ線吸収率がある程度高い材料から形成することが好ましい。支持板の材料は、例えば、ステンレスやアルミニウム合金などの金属とすることができる。

（Ｘ線検出モジュール１０の製造方法、およびＸ線検出器１の製造方法）
まず、基板２ａの上に、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、配線パッド、光電変換部２ｂ、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は、例えば、半導体製造プロセスを用いて製造することができる。なお、アレイ基板２の製造には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。

次に、基板２ａ上の有効画素領域Ａを覆うようにシンチレータ３を形成する。
例えば、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。シンチレータ３の厚みは、Ｘ線検出器１に求められるＤＱＥ特性、感度特性、解像度特性などに応じて適宜変更することができる。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。

また、発光物質とバインダ材とを混合し、混合された材料を有効画素領域Ａを覆うように塗布し、これを焼成し、焼成された材料にマトリクス状の溝部を形成して複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ３が設けられるようにしてもよい。

次に、シンチレータ３の上に反射層４を形成する。
例えば、反射層４は、複数の光散乱性粒子、樹脂、および溶媒を混合した塗布液をシンチレータ３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、ハット形状の防湿部５を作成する。例えば、厚みが０．１ｍｍのアルミニウム箔をプレス成形して、表面部５ａ、周面部５ｂ、および、つば部５ｃを一体成形することができる。

次に、以下のようにして、防湿部５をアレイ基板２上に接着する。
まず、支持部７を形成する。
図６は、支持部７の形成を例示するための模式断面図である。
図７は、接着剤６ａの塗布を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、支持部７は、つば部５ｃの、アレイ基板２側の面であって、内周縁側の端部５ｃａの近傍に設けることができる。支持部７は、例えば、加熱により軟化させたり、溶剤により軟化させたりした樹脂をつば部５ｃの内周縁に沿って線状に塗布することで形成することができる。

また、支持部７は、アレイ基板２の上に形成することもできる。支持部７は、例えば、アレイ基板２のつば部５ｃ側の面であって、つば部５ｃの内周縁側の端部５ｃａの近傍に対峙する位置に設けることができる。支持部７は、例えば、軟化させた樹脂をアレイ基板２の上に枠状に塗布することで形成することができる。この場合、支持部７の幅寸法が、つば部５ｃの幅寸法の１／２以下となるように軟化させた樹脂を塗布することができる。

軟化させた樹脂の供給は、例えば、ホットメルト装置やディスペンサなどを用いて行うことができる。また、塗布した樹脂の頂部を押して、扁平な断面形状を有する支持部７が形成されるようにすることができる。
軟化させた樹脂が設けられた防湿部５を、オーブンなどで加熱して、樹脂を硬化させることもできる。
また、枠状の支持部７を予め形成し、これをつば部５ｃまたはアレイ基板２に接着したり、両面テープなどで接合したりすることができる。

次に、図７に示すように、つば部５ｃの、アレイ基板２側の面であって、支持部７と外周縁側の端部５ｃｂとの間に接着剤６ａを塗布する。アレイ基板２のつば部５ｃ側の面であって、支持部７の外側に接着剤６ａを塗布することもできる。接着剤６ａの塗布は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。
接着剤６ａは、例えば、エポキシ系のカチオン重合型の紫外線硬化型接着剤とすることができる。
つば部５ｃへの接着剤６ａの塗布は、後述する図８および図９に示すように、例えば、防湿部５を逆さまな状態で下側ホルダ２１０にセットし、これをディスペンサ装置に載置して、つば部５ｃおよび支持部７に接着剤６ａを塗布する。防湿部５を下側ホルダ２１０にセットする場合には、防湿部５と緩衝部２１２との間の隙間を適正化する調整部２１４をセットしてもよい。
なお、支持部７の形成と接着剤６ａの塗布は、大気圧の環境において行うことができる。

次に、大気圧よりも減圧された環境において、つば部５ｃとアレイ基板２とを接着する。例えば、０．１気圧の環境において、つば部５ｃとアレイ基板２とを接着することができる。
図８は、つば部５ｃとアレイ基板２との接着を例示するための模式断面図である。
図８に示すように、つば部５ｃとアレイ基板２との接着は、貼り合わせ装置２００を用いて行うことができる。貼り合わせ装置２００は、例えば、大気圧よりも減圧された環境を維持可能なチャンバの内部に設けることができる。
貼り合わせ装置２００には、下側ホルダ２１０と上側ホルダ２２０を設けることができる。

下側ホルダ２１０には、基部２１１、緩衝部２１２、保持部２１３、および調整部２１４を設けることができる。基部２１１は、板状を呈し、例えば、金属などから形成されている。緩衝部２１２は、基部２１１と保持部２１３との間に設けられている。緩衝部２１２は、例えば、ゴムなどの軟質材料から形成することができる。緩衝部２１２は、加圧時の圧力を均一にするために設けられている。保持部２１３は、環状の平面形状を有するものとすることができる。保持部２１３の中央領域には孔が設けられ、防湿部５の表面部５ａと周面部５ｂが孔の内部に設けられる。孔の内壁は、周面部５ｂの形状に適合した斜面とすることができる。孔の周縁の近傍には、防湿部５のつば部５ｃが設けられる。すなわち、保持部２１３は、ハット形状の防湿部５を支持することができる。調整部２１４は、保持部２１３の孔の内部に露出する緩衝部２１２の上に設けられている。調整部２１４は、防湿部５の表面部５ａと緩衝部２１２との間の隙間を調整するために設けられている。この場合、防湿部５の表面部５ａと調整部２１４は接触してもよいし、防湿部５の表面部５ａと調整部２１４との間に僅かな隙間が設けられて入れもよい。

上側ホルダ２２０は、下側ホルダ２１０と対峙している。上側ホルダ２２０は、例えば、板状を呈し、シンチレータ３と反射層４が設けられたアレイ基板２を、下側ホルダ２１０側の面に保持可能なものとすることができる。例えば、アレイ基板２の周縁を機械的に保持する複数のピンなどを上側ホルダ２２０に設けることができる。
その他、貼り合わせ装置２００には、下側ホルダ２１０と上側ホルダ２２０との間の距離を変化させる移動部を設けることができる。移動部は、下側ホルダ２１０および上側ホルダ２２０の少なくともいずれかの位置を変化させるものとすることができる。

つば部５ｃとアレイ基板２とを接着する際には、下側ホルダ２１０および上側ホルダ２２０の少なくともいずれかの位置を変化させることで、ハット形状の防湿部５をシンチレータ３に被せる。この際、つば部５ｃを押して、支持部７がアレイ基板２に接触するようにする。なお、支持部７とアレイ基板２との間に僅かな隙間が設けられるようにしてもよい。この際、接着剤６ａが押されて、つば部５ｃとアレイ基板２との間に行き渡る。つば部５ｃの内周縁側には支持部７があるので、表面部５ａと周面部５ｂとにより形成された空間の内部に接着剤６ａが流れ出すのを抑制することができる。

図９は、他の実施形態に係るつば部５ｃとアレイ基板２との接着を例示するための模式断面図である。
図９に示すように、支持部７がアレイ基板２に設けられている場合であっても、貼り合わせ装置２００を用いてつば部５ｃとアレイ基板２とを接着することができる。

また、以下の様にすることもできる。
紫外線硬化型接着剤を用いた場合には、減圧状態にあるチャンバ内において紫外線を照射できる様な機構を設けるか、石英の窓などを通して紫外線を接着剤に照射できる機構を設けることができる。紫外線を照射する際に影になる部分が生じる場合には、大気解放後に改めて接着剤全体に紫外線を照射することができる。接着剤の硬化率をさらにアップさせるために、紫外線の照射後に加熱を行い硬化反応を促進させても良い。

紫外線硬化型接着剤を用いて接着を行う場合、防湿部５はアルミニウムなどの金属を含んでいるため紫外線を反射してしまう。そのため、アレイ基板２の裏面側から紫外線を接着剤に照射することになる。しかしながら、アレイ基板２の周縁近傍には、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２などの配線パターンが存在し、この配線パターンが接着剤への紫外線照射の妨げとなる。影になった部分の接着剤が硬化しないと、形成された接着部６の密着強度や防湿性などの信頼性が低下するおそれがある。

そのため、カチオン重合型の紫外線硬化接着剤を用いることが好ましい。カチオン重合型の接着剤は、重合硬化反応の停止反応が生じないため、紫外線が照射された部分から硬化反応が始まり、紫外線が照射されなかった部分にも硬化反応が広がる。そのため、配線パターン程度（数十μｍ〜百数十μｍ）の影の部分があっても硬化させることが可能である。カチオン重合型の接着剤を用いれば、接着部６全体に渡って高い密着強度と信頼性を得ることができる。

次に、接着剤６ａを硬化させて接着部６を形成する。接着剤の硬化方法は、接着剤の種類に応じて適宜選択することができる。例えば、紫外線硬化型の接着剤の場合には、透光性を有する基板２ａの裏面側から接着剤６ａに向けて紫外線を照射することができる。熱硬化型の接着剤の場合には、ヒータなどを用いて接着剤６ａを加熱することができる。

なお、接着剤の硬化は大気圧よりも減圧された環境において行うこともできるが、前述したように、大気圧の環境において接着剤を硬化させるようにすることが好ましい。
この場合、支持部７が設けられているので、硬化前の接着剤６ａが大気に押されて、表面部５ａと周面部５ｂとにより形成された空間の内部に流れ出すのを抑制することができる。また、つば部５ｃとアレイ基板２との間の距離を所定の範囲内に維持することができる。その結果、つば部５ｃと、制御ライン２ｃ１およびデータライン２ｃ２などとの間で短絡が生じたり、リーク電流が発生したり、浮遊容量が増大してノイズが大きくなったりするのを抑制することができる。

また、大気圧よりも減圧された環境において防湿部５をアレイ基板２に接着することで、防湿部５の内部に水蒸気を含む空気が収納されるのを抑制することができる。また、航空機によりＸ線検出器１を輸送する場合などのように、Ｘ線検出器１が大気圧よりも減圧された環境に置かれる場合であっても、防湿部５の内部にある空気により防湿部５が膨張したり変形したりするのを抑制することができる。また、大気圧により防湿部５が押さえつけられるので、防湿部５がシンチレータ３に密着する。
以上の様にして、Ｘ線検出モジュール１０を製造することができる。

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と回路基板１１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、筐体１２の内部にＸ線検出モジュール１０、回路基板１１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の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。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ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。
アレイ基板２に設けられた複数の光電変換部２ｂの上に、シンチレータ３を形成する工程。
ハット形状を呈する防湿部５をシンチレータ３に被せ、防湿部５のつば部５ｃとアレイ基板２とを接着する工程。
そして、防湿部５のつば部５ｃとアレイ基板２を接着する工程において、つば部５ｃの、内周縁側の端部５ｃａの近傍、または、アレイ基板２の、端部５ｃａの近傍に対峙する位置に支持部７を設ける。つば部５ｃの、支持部７とつば部５ｃの外周縁側の端部５ｃｂとの間、または、アレイ基板２の、支持部７の外側に接着剤６ａを塗布する。

この場合、支持部７の幅寸法は、つば部５ｃの幅寸法の１／２以下とすることができる。
また、接着剤６ａは、カチオン重合により硬化反応が進む紫外線硬化型接着剤とすることができる。防湿部５のつば部５ｃとアレイ基板２とを接着する工程において、つば部５ｃまたはアレイ基板２に塗布された接着剤６ａに紫外線が照射され、硬化反応が開始された接着剤６ａにより、つば部５ｃとアレイ基板２とを接着することができる。
防湿部５のつば部５ｃとアレイ基板２とを接着する工程は、大気圧よりも減圧された環境において行うことができる。

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 シンチレータ、４ 反射層、５ 防湿部、５ａ 表面部、５ｂ 周面部、５ｃ つば部、６ 接着部、６ａ 接着剤、１０ Ｘ線検出モジュール、１１ 回路基板、１２ 筐体

Claims (11)

1. 複数の光電変換部を有するアレイ基板と、
   前記複数の光電変換部の上に設けられたシンチレータと、
   ハット形状を呈し、前記シンチレータを覆う防湿部と、
   前記防湿部のつば部と、前記アレイ基板と、の間であって、前記つば部の、内周縁側の端部の近傍に位置する支持部と、
   前記つば部と、前記アレイ基板と、の間であって、前記支持部よりも、前記つば部の外周縁側に設けられた接着部と、
   を備えた放射線検出モジュール。
2. 前記支持部は絶縁性を有し、前記つば部と前記アレイ基板との間の抵抗が２００ＭΩ以上である請求項１記載の放射線検出モジュール。
3. 前記支持部の平面形状は枠状であり、前記つば部または前記アレイ基板に接合されている請求項１または２に記載の放射線検出モジュール。
4. １気圧下における前記防湿部の内部の隙間容積が、０．１気圧下における前記防湿部の内部の隙間容積の１／２以下である請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
5. 防湿部は、アルミニウムまたはアルミニウム合金を含む請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
6. 前記シンチレータと前記防湿部との間に設けられた反射層をさらに備えた請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
7. 請求項１〜６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と電気的に接続された回路基板と、
   を備えた放射線検出器。
8. アレイ基板に設けられた複数の光電変換部の上に、シンチレータを形成する工程と、
   ハット形状を呈する防湿部を前記シンチレータに被せ、前記防湿部のつば部と前記アレイ基板とを接着する工程と、
   を備え、
   前記防湿部のつば部と前記アレイ基板とを接着する工程において、
   前記つば部の、内周縁側の端部の近傍、または、前記アレイ基板の、前記端部の近傍に対峙する位置に支持部を設け、
   前記つば部の、前記支持部と前記つば部の外周縁側の端部との間、または、前記アレイ基板の、前記支持部の外側に接着剤を塗布する放射線検出モジュールの製造方法。
9. 前記支持部の幅寸法は、前記つば部の幅寸法の１／２以下である請求項８記載の放射線検出モジュールの製造方法。
10. 前記接着剤は、カチオン重合により硬化反応が進む紫外線硬化型接着剤であり、
    前記防湿部のつば部と前記アレイ基板とを接着する工程において、前記つば部または前記アレイ基板に塗布された前記接着剤に紫外線が照射され、硬化反応が開始された前記接着剤により、前記つば部と前記アレイ基板とを接着する請求項８または９に記載の放射線検出モジュールの製造方法。
11. 前記防湿部のつば部と前記アレイ基板とを接着する工程は、大気圧よりも減圧された環境において行われる請求項８〜１０のいずれか１つに記載の放射線検出モジュールの製造方法。

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