JP5178900B2

JP5178900B2 - 放射線検出器

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Publication number: JP5178900B2
Application number: JP2011236295A
Authority: JP
Inventors: 和宏野田
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2010-11-08
Filing date: 2011-10-27
Publication date: 2013-04-10
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Description

本発明は、放射線検出器に関する。

近年、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス基板上に放射線感応層を配置し、放射線を直接デジタルデータに変換できるＦＰＤ（Flat Panel Detector）等の放射線検出器が実用化されている。この放射線検出器は、従来のイメージングプレートに比べて、即時に画像を確認でき、動画も確認できるといったメリットがある。なお、放射線検出器には、放射線を変換する方式として、放射線をシンチレータで光に変換した後にフォトダイオード等の半導体層で電荷に変換する間接変換方式や、放射線をアモルファスセレン等の半導体層で電荷に変換する直接変換方式等があり、各方式でも半導体層に使用可能な材料が種々存在する。

そして、このような放射線検出器を内蔵し、放射線検出器から出力される放射線画像データを記憶する放射線画像撮影装置（以下、電子カセッテともいう）も実用化されている。

この電子カセッテは、可搬性を有するため、ストレッチャーやベッドに載せたまま患者（患者）を撮影することもでき、電子カセッテの位置を変更することにより撮影箇所を調整することができるため、動けない患者に対しても柔軟に対処することができる。

電子カセッテに内蔵される放射線検出器の一例としては、放射線感応層（以下、シンチレータ層という）を蒸着するための支持体と、入射する放射線を光に変換するシンチレータ層と、シンチレータ層へ貼着されて当該シンチレータ層から放出された光を電荷に変換するＴＦＴアクティブマトリクス基板（以下、光検出基板という）と、を備える放射線検出器がある。

ここで、特許文献１に示すように、シンチレータ層が潮解性のある材料で構成される場合、支持体と光検出基板との隙間を封止膜で封止してシンチレータ層の側面を防湿する必要がある。

特開２００２−１４８３４３号公報

しかしながら、特許文献１では、放射線検出器を構成する光検出基板がガラスで構成され、支持体がガラスとアルミニウムで構成されているので、光検出基板と支持体との線膨張係数（熱膨張率）が互いに異なることになる。このため、電子カセッテ内部の温度変化により熱膨張して光検出基板及び支持体が面外方向へ反ってしまう。特に、特許文献１には記載のないものの、支持体全体をアルミニウムで構成すると、上記支持体の反りは顕著となる。

そして、この反りに対して封止膜が追従できないと、封止膜が剥がれて防湿性が劣化するという問題が生じる。
また、特許文献１には記載がないものの、アルミニウム等で構成された支持体がシンチレータ層の構成材料によって侵食することを防ぐために、支持体を保護層で覆う場合もあるが、この場合、上記支持体の反りによって、封止膜と密着する支持体の保護膜が剥がれて防湿性が劣化するという問題が生じる。

本発明は上記事実に鑑みてなされたものであり、シンチレータ層に対する防湿性を維持できる放射線検出器を提供することを目的とする。

本発明の第１態様に係る放射線検出器は、支持体と、前記支持体の外縁より内側に積層され、入射する放射線を光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層から放出された光を電荷に変換すると共に、前記支持体と線膨張係数が異なり、前記シンチレータ層へ貼着されて、前記支持体の外縁において、前記支持体との間に隙間を形成する光検出基板と、前記隙間に充填されて前記シンチレータ層の側面を覆う弾性体の膜であり、前記膜における、前記シンチレータ層の厚み方向の中央部の膜厚が前記支持体側の端部及び前記光検出基板側の端部の膜厚より薄い封止膜と、を備える。
なお、封止膜は、シンチレータ層の側面全部を覆う場合だけでなく、側面一部を覆う場合も含む。

この構成によれば、支持体と光検出基板の線膨張係数が異なることで温度変化により支持体と光検出基板が熱膨張して面外方向に反っても、封止膜の中央部の膜厚が支持体側の端部及び光検出基板側の端部の膜厚より薄いので、薄くない場合に比べて、封止膜が弾性変形し易くなり、支持体と光検出基板の反りに追従することができる。
また、封止膜における支持体側の端部及び光検出基板側の端部の膜厚は、封止膜における中央部の膜厚よりも厚いので、支持体及び光検出基板と封止膜との密着面積が大きくなり、もって密着力を十分に確保できる。
これにより、封止膜が剥離又は封止膜と密着した他の部材が剥離する等してシンチレータ層の側面の全部又は一部が外部に露出すること抑制でき、もってシンチレータ層に対する防湿性を維持することが可能となる。

本発明の第２態様に係る放射線検出器では、第１態様において、前記シンチレータ層の側面と前記封止膜との間に、第１保護膜が設けられている。

この構成によれば、シンチレータ層に対する防湿性を高めることができる。

本発明の第３態様に係る放射線検出器では、第２態様において、前記シンチレータ層は、柱状構造であり、前記支持体は、第２保護膜で全面が覆われている。

この構成によれば、支持体の全面が第２保護膜で覆われているため、シンチレータ層を形成する際に支持体が侵食しない。
ここで、第２保護膜には封止膜が密着することになるが、封止膜は支持体と光検出基板の反りに追従し引っ張り力が伝達されにくいので、第２保護膜が支持体から剥離しない。

本発明の第４態様に係る放射線検出器では、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様において、前記封止膜の外周面は、凹状である。

この構成によれば、封止膜が周方向外側に弾性変形し易い。

本発明の第５態様に係る放射線検出器では、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様において、前記シンチレータ層と前記封止膜との間に、弾性体で構成されたチューブが配置されている。

このように、シンチレータ層と封止膜との間にチューブが配置されると、シンチレータ層の側面と封止膜との密着面積が小さくなり、封止膜が容易に変形可能となる。

本発明の第６態様に係る放射線検出器は、第１態様〜第３態様のいずれか１つの態様において、前記シンチレータ層と前記封止膜との間には、空気層が形成されている。

このように、シンチレータ層と封止膜との間に空気層が形成されていると、封止膜とシンチレータ層の側面との密着面積が小さくなり、封止膜が容易に変形可能となる。

本発明の第７態様に係る放射線検出器では、第３態様において、前記封止膜が硬化した後の弾性体のヤング率が、０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である。

この構成によれば、熱膨張によって支持体と光検出基板が反る際に、第１保護膜又は第２保護膜が剥離することを確実に防止できる。

本発明によれば、シンチレータ層に対する防湿性を維持できる放射線検出器を提供することができる。

放射線画像撮影時における電子カセッテの配置を示す概略図である。電子カセッテの内部構造を示す概略斜視図である。電子カセッテの回路図を示す図である。電子カセッテの断面構成を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る放射線検出器の断面構成を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る放射線検出器の作用についての説明図であって、（Ａ）は熱膨張前の放射線検出器の状態図であり、（Ｂ）は熱膨張後の放射線検出器の状態図である。本発明の第２実施形態に係る放射線検出器の断面構成を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る放射線検出器の変形例を示す図である。本発明の第１実施形態に係る放射線検出器の他の変形例を示す図である。本発明の第２実施形態に係る放射線検出器の変形例を示す図である。本発明の実施例で作製した各放射線検出器を５０℃の環境下で１６時間放置した後の、封止膜のヤング率と第２保護膜の剥離性能との関係を示す図である。

（第１実施形態）
以下、添付の図面を参照しながら、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器について具体的に説明する。なお、図中、同一又は対応する機能を有する部材（構成要素）には同じ符号を付して適宜説明を省略する。

−放射線画像撮影装置の全体構成−
まず、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器を内蔵した放射線画像撮影装置の一例としての電子カセッテの構成を説明する。

電子カセッテは、可搬性を有し、被写体を透過した放射線源からの放射線を検出し、その検出した放射線により表わされる放射線画像の画像情報を生成し、その生成した画像情報を記憶可能な放射線画像撮影装置であり、具体的には以下に示すように構成されている。なお、電子カセッテは、生成した画像情報を記憶しない構成であっても良い。

図１は、放射線画像撮影時における電子カセッテの配置を示す概略図である。

電子カセッテ１０は、放射線画像の撮影時において、放射線Ｘを発生させる放射線源としての放射線発生部１２と間隔を空けて配置される。このときの放射線発生部１２と電子カセッテ１０との間は、被写体としての患者１４が位置するための撮影位置とされており、放射線画像の撮影が指示されると、放射線発生部１２は予め与えられた撮影条件等に応じた放射線量の放射線Ｘを射出する。放射線発生部１２から射出された放射線Ｘは、撮影位置に位置している患者１４を透過することで画像情報を担持した後に電子カセッテ１０に照射される。

図２は、電子カセッテ１０の内部構造を示す概略斜視図である。

電子カセッテ１０は、放射線Ｘを透過させる材料から成り、所定の厚みを有する平板状の筐体１６を備えている。そして、この筐体１６の内部に、放射線Ｘが照射される筐体１６の照射面１８側から、患者１４を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器２０、及び当該放射線検出器２０を制御する制御基板２２が順に設けられている。

図３は、電子カセッテ１０の回路図を示す図である。

放射線検出器２０は、上部電極と半導体層と下部電極を備え、光を受けて電荷を蓄積するセンサ部２４と、センサ部２４に蓄積された電荷を読み出すためのＴＦＴ（Thin Film Transistor）スイッチ２６と、を含んで構成される画素２８が２次元状に多数設けられた光検出基板３０を備えている

また、光検出基板３０には、前述したＴＦＴスイッチ２６をＯＮ／ＯＦＦするための複数の走査配線３２と、センサ部２４に蓄積された電荷を読み出すための複数の信号配線３４と、が互いに交差して設けられている。

本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０では、光検出基板３０の表面にシンチレータ層３６が貼り付けられている。

シンチレータ層３６は、照射されたＸ線などの放射線Ｘを光に変換する。センサ部２４は、シンチレータ層３６から照射された光を受けて電荷を蓄積する。

そして、各信号配線３４には、信号配線３４に接続された何れかのＴＦＴスイッチ２６がＯＮされることによりセンサ部２４に蓄積された電荷量に応じて放射線画像を示す電気信号（画像信号）が流れるようになっている。

また、放射線検出器２０の信号配線３４方向の一端側には、結線用のコネクタ３８が複数個並んで設けられ、走査配線３２方向の一端側には、コネクタ４０が複数個並んで設けられている。そして、各信号配線３４はコネクタ３８に接続され、各走査配線３２はコネクタ４０に接続されている。

これらコネクタ３８には、フレキシブルケーブル４２の一端が電気的に接続されている。また、コネクタ４０には、フレキシブルケーブル４４の一端が電気的に接続されている。
そして、これらフレキシブルケーブル４２及びフレキシブルケーブル４４は、制御基板２２に結合されている。

この制御基板２２には、放射線検出器２０による撮影動作の制御、及び各信号配線３４に流れる電気信号に対する信号処理の制御を行う制御部４６が設けられ、制御部４６は、信号検出回路４８と、スキャン信号制御回路５０と、を備えている。

信号検出回路４８には、複数個のコネクタ５２が設けられており、これらのコネクタ５２に、上述したフレキシブルケーブル４２の他端が電気的に接続されている。信号検出回路４８は、信号配線３４毎に、入力される電気信号を増幅する増幅回路を内蔵している。この構成により、信号検出回路４８は、各信号配線３４より入力される電気信号を増幅回路により増幅して検出することで、画像を構成する各画素２８の情報として、各センサ部２４に蓄積された電荷量を検出する。

一方、スキャン信号制御回路５０には、複数個のコネクタ５４が設けられており、これらのコネクタ５４に、上述したフレキシブルケーブル４４の他端が電気的に接続されており、スキャン信号制御回路５０が各走査配線３２にＴＦＴスイッチ２６をＯＮ／ＯＦＦするための制御信号を出力可能とされている。

このような構成において放射線画像の撮影を行う場合、放射線検出器２０には患者１４を透過した放射線Ｘが照射される。照射された放射線Ｘはシンチレータ層３６で光に変換され、センサ部２４に照射される。センサ部２４は、シンチレータ層３６から照射された光を受けて電荷を蓄積する。

画像読出時には、スキャン信号制御回路５０から放射線検出器２０のＴＦＴスイッチ２６のゲート電極に走査配線３２を介して順次ＯＮ信号（＋１０〜２０Ｖ）が印加される。これにより、放射線検出器２０のＴＦＴスイッチ２６が順次ＯＮされることによりセンサ部２４に蓄積された電荷量に応じた電気信号が信号配線３４に流れ出す。信号検出回路４８は、放射線検出器２０の信号配線３４に流れ出した電気信号に基づいて各センサ部２４に蓄積された電荷量を、画像を構成する各画素２８の情報として検出する。これにより、放射線検出器２０に照射された放射線により示される画像を示す画像情報を得る。

−電子カセッテ１０の構成−
次に、電子カセッテ１０の構成についてより具体的に説明する。図４は、電子カセッテ１０の断面構成を示した断面図である。

同図に示すように、電子カセッテ１０は、その筐体１６内部に、放射線Ｘが照射される照射面１８の逆側から順に、上述の制御基板２２と、基台５６と、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０と、を内蔵している。

基台５６は、筐体１６内部の底面上に、支持脚５８を介して載置されている。そして、この基台５６の下面に制御基板２２が固定されている。この制御基板２２には、上述のフレキシブルケーブル４２及びフレキシブルケーブル４４を介して、放射線検出器２０が連結されている。
なお、以下、実施形態で「上」とは、説明の都合上、制御基板２２側から放射線検出器２０側の方向であり、「下」とは放射線検出器２０側から制御基板２２側の方向を指すものとするが、これらは位置関係を把握するために便宜上定義するものであって、以下に説明する各方向を限定するものではない。

基台５６の上面には、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０が載置されている。
本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０は、矩形平板状とされ、上述のように被写体を透過した放射線Ｘにより現される放射線画像を検出するものであり、本実施形態では、さらに放射線検出器２０内部の温度変化により熱膨張して面外方向Ｚへ反るものである。
放射線検出器２０は、フレキシブルケーブル４２及びフレキシブルケーブル４４の他端に接続された光検出基板３０と、光検出基板３０に貼り合わされたシンチレータ層３６と、筐体１６の天板と対向するシンチレータ層３６の蒸着用基板６０と、を主に備えている。

以下、この放射線検出器２０の各構成について具体的に説明する。

−放射線検出器２０の構成−
図５は、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０の断面構成を示した断面図である。

光検出基板３０は、基台５６の上面に載置され、上述のＴＦＴスイッチ２６とセンサ部２４とが基板上に形成されて構成されたものである。

光検出基板３０の基板材料としては、蒸着用基板６０と熱膨張率が相違するものであれば、特に限定されないが、例えばＹＳＺ（ジルコニア安定化イットリウム）、ガラス等の無機材料の他、飽和ポリエステル系樹脂、ポリエチレンテレフタレート(ＰＥＴ)系樹脂、ポリエチレンナフタレート(ＰＥＮ)系樹脂、ポリブチレンテレフタレート系樹脂、ポリスチレン、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ（クロロトリフルオロエチレン）、架橋フマル酸ジエステル系樹脂、ポリカーボネート(ＰＣ)系樹脂、ポリエーテルスルフォン(ＰＥＳ)樹脂、ポリスルフォン(ＰＳＦ，ＰＳＵ)樹脂、ポリアリレート(ＰＡＲ)樹脂、アリルジグリコールカーボネート、環状ポリオレフィン(ＣＯＰ，ＣＯＣ)樹脂、セルロース系樹脂、ポリイミド(ＰＩ)樹脂、ポリアミドイミド(ＰＡＩ)樹脂、マレイミド−オレフィン樹脂、ポリアミド(Ｐａ)樹脂、アクリル系樹脂、フッ素系樹脂、エポキシ系樹脂、シリコーン系樹脂フィルム、ポリベンズアゾール系樹脂、エピスルフィド化合物、液晶ポリマー(ＬＣＰ)、シアネート系樹脂、芳香族エーテル系樹脂などの有機材料などが挙げられる。その他にも酸化ケイ素粒子との複合プラスチック材料、金属ナノ粒子・無機酸化物ナノ粒子・無機窒化物ナノ粒子などとの複合プラスチック材料、金属系・無機系のナノファイバー及び／又はマイクロファイバーとの複合プラスチック材料、カーボン繊維、カーボンナノチューブとの複合プラスチック材料、ガラスフェレーク・ガラスファイバー・ガラスビーズとの複合プラスチック材料、粘土鉱物や雲母派生結晶構造を有する粒子との複合プラスチック材料、薄いガラスと上記単独有機材料との間に少なくとも１回の接合界面を有する積層プラスチック材料や無機層（例えばＳｉＯ_２, Ａｌ_２Ｏ_３, ＳｉＯ_ｘＮ_ｙ）と上述した材料からなる有機層を交互に積層することで、少なくとも１回以上の接合界面を有するバリア性能を有する複合材料、ステンレス、あるいはステンレスと異種金属を積層した金属積層材料、アルミニウム基板、あるいは表面に酸化処理（例えば、陽極酸化処理）を施すことで表面の絶縁性を向上してある酸化被膜付きのアルミニウム基板を使用することもできる。前記有機材料の場合、寸法安定性、耐溶剤性、電気絶縁性、加工性、低通気性、又は低吸湿性等に優れていることが好ましい。
また、光検出基板３０の基板材料としては、バイオナノファイバも用いることができる。バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束（バクテリアセルロース）と透明樹脂との複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅５０ｎｍと可視光波長に対して１／１０のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を６０−７０％も含有しながら、波長５００nmで約９０％の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数（３−７ｐｐｍ）を有し、鋼鉄並の強度(４６０ＭＰa)、高弾性(３０ＧＰａ)で、かつフレキシブルであることから、ガラス基板等と比べて薄く光検出基板３０を形成できる。

この光検出基板３０の上面には、シンチレータ層３６と貼り合せるための粘着層７０が設けられている。
粘着層７０に用いられる粘着剤としては、アクリル系、ゴム系、シリコン系の粘着剤を使用することができるが、透明性・耐久性の観点から、アクリル系の粘着剤が好ましい。かかるアクリル系の粘着剤としては、２−エチルヘキシルアクリレート、ｎ−ブチルアクリレートなどを主成分とし、凝集力を向上させるために、短鎖のアルキルアクリレートやメタクリレート、例えば、メチルアクリレート、エチルアクリレート、メチルメタクリレートと、架橋剤との架橋点となりうるアクリル酸、メタクリル酸、アクリルアミド誘導体、マレイン酸、ヒドロキシルエチルアクリレート、グリシジルアクリレートなどと、を共重合したものを用いることが好ましい。主成分と、短鎖成分と、架橋点を付加するための成分と、の混合比率、種類を、適宜、調節することにより、ガラス転移温度（Ｔｇ）や架橋密度を変えることができる。

この粘着層７０の上面にあるシンチレータ層３６は、蒸着用基板６０の外縁より内側に積層され、同様に、光検出基板３０の外縁より内側に配置されている。これにより、光検出基板３０と蒸着用基板６０との間に隙間７２が形成される。
またシンチレータ層３６は、柱状構造とされており、内部に不図示の空間が形成されている。従って、シンチレータ層３６の熱膨張率が光検出基板３０や蒸着用基板６０と異なっていても、温度変化によるシンチレータ層３６の熱膨張は、光検出基板３０や蒸着用基板に比べて無視できる程度となるので、本第１実施形態では、光検出基板３０や蒸着用基板６０の熱膨張率の相違のみ言及している。
シンチレータ層３６の柱状構造は、複数の柱状結晶体からなり、光検出基板３０と対向する柱状結晶領域３６Ａと、複数の非柱状結晶体からなり、柱状結晶領域３６Ａと連続し、蒸着用基板６０と対向する非柱状結晶領域３６Ｂとから構成されている。無論、シンチレータ層３６は、複数の柱状結晶体のみから構成されていてもよい。
シンチレータ層３６の材料としては、例えば、潮解性のあるＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム賦活ヨウ化セシウム）、及びＣｓＢｒ等が挙げられ、シンチレータ層３６は、これらの材料から選ばれる少なくとも１つの材料から構成される。

このような潮解性のある材料でシンチレータ層３６を構成すると、防湿性が必要となる。そこで、本発明の第１実施形態では、シンチレータ層３６の側面及び粘着層７０側の面（下面）が、防湿性のある第１保護膜７４で覆われている。

この第１保護膜７４は、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、材料として、熱ＣＶＤ法又はプラズマＣＶＤ法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。また、光検出基板３０と蒸着用基板６０の反りに追従するという観点から弾性変形するものであることが好ましい。
有機膜としては、例えばポリパラキシリレン製樹脂の熱ＣＶＤ法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また、有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素（ＳｉＮｘ）膜、酸化珪素（ＳｉＯｘ）膜、酸窒化珪素（ＳｉＯｘＮｙ）膜又はＡｌ_２Ｏ_３等が好適である。

シンチレータ層３６の上面には、シンチレータ層３６を気相堆積法により形成（蒸着）する際に使用した蒸着用基板６０が設けられている。本第１実施形態では、この蒸着用基板６０が放射線Ｘの照射面とされている。
蒸着用基板６０の材料としては、例えばＸ線透過率が良く及びコストが安いという観点からアルミニウムが使用されることが好ましい。

しかしながら、蒸着用基板６０をアルミニウム等の塩で侵食する材料で構成すると、潮解性のあるＣｓＩ等からなるシンチレータ層３６を蒸着する際に侵食が進み、シンチレータ層３６を確実に形成できない虞がある。
したがって、この蒸着用基板６０には、上述の第１保護膜７４と同様の材料からなる第２保護膜７６で全面が覆われている。また、第１保護膜７４と同様、第２保護膜７６も弾性体であることが好ましい。

ここで、本第１実施形態では、シンチレータ層３６に対する防湿性を高めるために、第１保護膜７４（及び第２保護膜７６）だけでなく、封止膜７８も設けられている。
具体的には、封止膜７８は、隙間７２に充填されてシンチレータ層３６（厳密には第１保護膜７４）の側面を全て覆い、中央部７８Ａの膜厚が蒸着用基板６０側の端部７８Ｂ及び光検出基板３０側の端部７８Ｃの膜厚より薄い弾性体の膜である。図５では、封止膜７８の形状は、周方向外側に弾性変形し易く、製造が容易という観点から、外周面が凹状とされており、より具体的には封止膜７８の中心Ｏを境目として蒸着用基板６０側及び光検出基板３０側に向けて封止膜７８の膜厚が曲線的に増加する形状とされている。封止膜７８の外周面を凹状とするには、例えばディスペンサーで塗布すること等が挙げられる。
封止膜７８における中央部７８Ａ及び封止膜７８における蒸着用基板６０側の端部７８Ｂ及び光検出基板３０側の端部７８Ｃの膜厚については、薄い・厚いという関係があれば、具体値は特に限定されないが、例えばアルミニウムで構成された蒸着用基板６０の厚みが５００μｍであって、ＣｓＩで構成されたシンチレータ層３６の厚みが６００μｍであり、粘着層７０の厚みが１５μｍであり、光検出基板３０の厚みが７００μｍであるとき、封止膜７８の中央部７８Ａにおける特に中心Ｏの膜厚（膜厚の最小値を示す）は例えば３００μｍであり、封止膜７８における蒸着用基板６０側の側端及び光検出基板３０側の側端の膜厚（封止膜７８の端部における最も外側に位置する側端の膜厚であり、膜厚の最大値を示す）は５００μｍである。

また、封止膜７８は、隙間７２に充填されることで、第１保護膜７４、第２保護膜７６及び光検出基板３０のそれぞれに密着（結合）している。
封止膜７８の材料は、弾性体の材料であれば、特に限定されないが、粘着性のあるものが好ましく、例えばアクリル樹脂やシリコン樹脂を用いることができる。また、封止膜７８が硬化した後の弾性体のヤング率は、封止膜７８と密着する第１保護膜７４や第２保護膜７６の剥離を抑制できるという観点から、０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下であることが好ましく、０．１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下であることがより好ましい。

−作用−
次に、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０の作用について説明する。図６は、本発明の第１実施形態に係る放射線検出器２０の作用についての説明図であって、図６（Ａ）は熱膨張前の放射線検出器２０の状態図であり、図６（Ｂ）は熱膨張後の放射線検出器２０の状態図である。

図６（Ａ）及び図６（Ｂ）に示すように、放射線検出器２０を構成する蒸着用基板６０と光検出基板３０の線膨張係数が互いに異なることで、電子カセッテ１０の温度変化によりこれらの基板が熱膨張して面外方向Ｚに反る場合がある。

しかしながら、このような場合でも、本発明の第１実施形態の放射線検出器２０によれば、封止膜７８における中央部７８Ａの膜厚が蒸着用基板６０側の端部７８Ｂ及び光検出基板３０側の端部７８Ｃの膜厚より薄いので、薄くない場合に比べて、封止膜７８が弾性変形し易くなり、熱膨張による蒸着用基板６０と光検出基板３０の反りに追従することができる。
また、蒸着用基板６０側の端部７８Ｂ及び光検出基板３０側の端部７８Ｃの膜厚は、中央部７８Ａの膜厚よりも厚いので、蒸着用基板６０側及び光検出基板３０と封止膜７８との密着面積が大きくなり、もって密着力を十分に確保できる。
これにより、封止膜７８が剥離又は封止膜７８に密着された他の部材（例えば第１保護膜７４や第２保護膜７６）が剥離する等してシンチレータ層３６の側面の全部又は一部が外部に露出することを抑制でき、もってシンチレータ層３６に対する防湿性を維持することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態に係る放射線検出器について説明する。図７は、本発明の第２実施形態に係る放射線検出器１００の断面構成を示した断面図である。

本発明の第２実施形態に係る放射線検出器１００は、上述した第１実施形態の構成と同様であるが、封止膜１０２の形状が異なる。具体的には、第１実施形態の封止膜７８の形状は、外周面が凹状とされていたが、第２実施形態の封止膜１０２の形状は、外周面が凸状とされている。ただし、この場合であっても、封止膜１０２は、中央部７８Ａの膜厚が蒸着用基板６０側の端部７８Ｂ及び光検出基板３０側の端部７８Ｃの膜厚より薄くされている。

以上の封止膜１０２の形状及び膜厚を実現するために、シンチレータ層３６と封止膜１０２との間には、シリコン等で構成された弾性体のチューブ１０４が配置されている。なお、封止膜１０２の弾性変形の邪魔とならないように、チューブ１０４のヤング率は、封止膜１０２のヤング率よりも低い方が好ましい。
チューブ１０４の大きさは、特に限定されないが、例えば外径が５００μｍであり、内径が４００μｍである。

このように、シンチレータ層３６と封止膜１０２との間にチューブ１０４が配置されると、シンチレータ層３６の側面と封止膜１０２との密着面積が小さくなり、封止膜１０２が容易に変形可能となる。また、チューブ１０４も弾性体であるので、封止膜１０２と同様、熱膨張による蒸着用基板６０と光検出基板３０の反りに追従することができる。

（変形例）
なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態が可能であることは当業者にとって明らかであり、例えば上述の複数の実施形態は、適宜、組み合わせて実施可能である。また、以下の変形例を、適宜、組み合わせてもよい。

例えば、第１実施形態においてシンチレータ層３６は、柱状構造である場合を説明したが、シンチレータ層３６が線膨張係数の異なる２部材によって挟まれている場合であれば、柱状構造でなくてもよい。

また、第１実施形態においてシンチレータ層３６は、潮解性のある材料で構成される場合を説明したが、シンチレータ層３６に対して防湿性が必要となる場合でれば、潮解性のある材料で構成されていなくてもよい。

また、第１保護膜７４と第２保護膜７６は、省略することもできる。

また、第１実施形態において封止膜７８は、シンチレータ層３６の全ての側面を覆う場合を説明したが、封止膜７８で少なくともシンチレータ層３６の一部の側面を覆うようにし、他の側面は形状が通常（例えば面内方向の膜厚が面外方向Ｚの中央部７８Ａと両端部７８Ｂ，７８Ｃで同じ）の封止膜で覆われるようにしてもよい。
また、封止膜７８の膜厚の最小値を示す箇所は、封止膜７８の中央部７８Ａにおいて特に封止膜７８の中心Ｏが示す場合を説明したが、図９に示すように、封止膜７８の膜厚の最小値を示す箇所Ｎは、封止膜７８の中央部７８Ａにおいて特に中心Ｏから蒸着用基板６０側又は光検出基板３０側にずれていてもよい。
また、図５では封止膜７８の中心Ｏを境目として蒸着用基板６０側及び光検出基板３０側に向けて封止膜７８の膜厚が曲線的に増加する形状とされている場合を説明したが、図９に示すように、例えば中心Ｏを境目として蒸着用基板６０側及び光検出基板３０側に向けて封止膜７８の膜厚が直線的に増加する形状とされていてもよい。

また、第２実施形態においてシンチレータ層３６と封止膜１０２との間には、シリコン等で構成された弾性体のチューブ１０４が配置されている場合を説明したが、図１０に示すように、製造時の工夫によってチューブ１０４の代わりにシンチレータ層３６と封止膜１０２との間に空気層２００を配置することができれば、チューブ１０４を省略することができる。

また、第１〜第２実施形態では、蒸着用基板６０側が放射線Ｘの照射面となる、所謂表面照射型の電子カセッテ１０である場合を説明したが、光検出基板３０側が放射線Ｘの照射面となる、所謂裏面照射型の電子カセッテ１０であってもよい。

また、第１実施形態では、筐体１６の内部には、放射線Ｘが照射される筐体１６の照射面１８側から、患者１４を透過した放射線Ｘを検出する放射線検出器２０、及び制御基板２２が順に設けられている場合を説明したが、放射線Ｘが照射される照射面１８側から順に、患者１４を透過することに伴って生ずる放射線Ｘの散乱線を除去するグリッド、放射線検出器２０、及び放射線Ｘのバック散乱線を吸収する鉛板が収容されていてもよい。

また、第１実施形態では、筐体１６の形状が矩形平板状である場合を説明したが、特に限定されるものではなく、例えば正面視が正方形や円形になるようにしてもよい。

また、第１実施形態では、制御基板２２を１つで形成した場合について説明したが、本発明はかかる実施形態に限定されるものではなく、制御基板２２が機能毎に複数に分かれていてもよい。さらに、制御基板２２を、放射線検出器２０と垂直方向（筐体１６の厚み方向）に並んで配置する場合を説明したが、放射線検出器２０と水平方向に並んで配置するようにしてもよい。

また、放射線Ｘは、Ｘ線だけに限られず、α線，β線，γ線，電子線又は紫外線等であってもよい。

また、放射線画像撮影装置１０が可搬性のある電子カセッテである場合を説明したが、放射線画像撮影装置は、可搬性のない大型の放射線画像撮影装置であってもよい。

次に、本発明の実施例に係る放射線検出器について説明する。

本実施例においては、第１実施形態で説明した図５に示す放射線検出器２０を封止膜７８のヤング率を変更しつつ５つ作製した。ここで、作製した各放射線検出器２０において、蒸着用基板６０はアルミニウムで構成し、その厚みを５００μｍとした。また、シンチレータ層３６はＣｓＩで構成し、その厚みを６００μｍとした。粘着層７０の厚みは１５μｍとした。第１保護膜７４はパリレン（パラキシリレン樹脂）で構成し、その厚みを２０μｍとした。また、第２保護膜７６は第１保護膜７４と同様パリレン（パラキシリレン樹脂）で構成し、その厚みを１０μｍとした。
光検出基板３０はフォトダイオードを備えた無アルカリガラス製のＴＦＴ基板で構成し、その厚みを７００μｍとした。封止膜７８はそれぞれ、アクリル樹脂としてのＴＢ３０１７Ｂ（株式会社スリーボンド、ヤング率２．４ＭＰａ）、Ｕ４７１Ｂ（ケミテック株式会社、ヤング率０．４ＭＰａ）、Ａ１６５６Ｃ（株式会社テスク、ヤング率１．３ＭＰａ）、シリコン樹脂としてのＫＥ３４７（株式会社信越化学工業株式会社、ヤング率０．７ＭＰａ）、エポキシ樹脂としてのＴＢ２０８８Ｅ（株式会社スリーボンド、ヤング率約６２５ＭＰａ）で構成した。さらに各封止膜７８の中心Ｏの膜厚を３００μｍとし、蒸着用基板６０の側端及び光検出基板３０の側端の膜厚は５００μｍとした。なお、封止膜７８は、上述した材料をディスペンサーで塗布することにより形成した。

以上の構成において、各放射線検出器２０を５０℃の環境下で１６時間放置した後の、封止膜７８のヤング率と第２保護膜７６の剥離性能との関係を対数グラフにして図１１に示す。

剥離結果から、０．１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下の間では、第２保護膜７６の剥離が生じないことが確認できた。

ただし、この剥離結果は上記条件下における一例に過ぎず、本発明の封止膜のヤング率が０．１ＭＰａ以上３ＭＰａ以下に限られるものではない。

２０放射線検出器
３６シンチレータ層
６０蒸着用基板（支持体）
７２隙間
７４第１保護膜
７６第２保護膜
７８封止膜
１００放射線検出器
１０２封止膜
１０４チューブ
２００空気層
Ｘ放射線

Claims

支持体と、
前記支持体の外縁より内側に積層され、入射する放射線を光に変換するシンチレータ層と、
前記シンチレータ層から放出された光を電荷に変換すると共に、前記支持体と線膨張係数が異なり、前記シンチレータ層へ貼着されて、前記支持体の外縁において、前記支持体との間に隙間を形成する光検出基板と、
前記隙間に充填されて前記シンチレータ層の側面を覆う弾性体の膜であり、前記膜における、前記シンチレータ層の厚み方向の中央部の膜厚が前記支持体側の端部及び前記光検出基板側の端部の膜厚より薄い封止膜と、
を備える放射線検出器。
前記シンチレータ層の側面と前記封止膜との間には、第１保護膜が設けられている、
請求項１に記載の放射線検出器。
前記シンチレータ層は、柱状構造であり、
前記支持体は、第２保護膜で全面が覆われている、
請求項２に記載の放射線検出器。
前記封止膜の外周面は、凹状である、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の放射線検出器。
前記シンチレータ層と前記封止膜との間には、弾性体で構成されたチューブが配置されている、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の放射線検出器。
前記シンチレータ層と前記封止膜との間には、空気層が形成されている、
請求項１〜請求項３の何れか１項に記載の放射線検出器。
前記封止膜が硬化した後の前記弾性体のヤング率は、０．１ＭＰａ以上１００ＭＰａ以下である、
請求項３に記載の放射線検出器。