JP6074111B2

JP6074111B2 - 放射線検出装置及び放射線検出装置の製造方法

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Description

本発明は、放射線検出装置及び放射線検出装置の製造方法に関する。

従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置には、被写体を透過した放射線を検出し放射線画像を生成するための放射線検出装置が用いられている。

放射線検出装置としては、照射された光に応じて電荷を発生する画素を有する基板と、放射線を光に変換して基板に照射する、基板上に形成された蛍光体層と、を備えたものがある。基板上に形成された蛍光体層を保護するために、その表面は保護膜等により覆われている（特開２０１３−１１８２２０号公報及び特開２００６−３４３２７７号公報参照）。

基板の一部の領域に蛍光体層形成されており、保護膜等により接着剤を介して蛍光体層を覆う場合、蛍光体層の端部に、接着剤による液だまりが発生し、端部部分の接着剤層が厚くなる場合がある。このような場合、接着剤層が厚くなることにより、水分が侵入しやすくなり、放射線検出装置の耐久性能が低下する懸念がある。

本発明は、水分の侵入を抑制し、放射線検出装置の耐久性能を向上させることができる、放射線検出装置及び放射線検出装置の製造方法を提供する。

本発明の第１の態様は、放射線検出装置であって、照射された放射線により発せられた光を受けて電荷を発生する画素が複数配列された基板と、基板上に設けられた第１の保護層と、第１の保護層上に設けられ、放射線を受けて光を発する蛍光体層と、蛍光体層を、樹脂を介して覆う状態に形成される第２の保護層と、を備え、蛍光体層が設けられた領域を囲む封止領域内にて、樹脂が埋められた溝部が第１の保護層に形成されている。

また、本発明の第２の態様は、上記第１の態様において、溝部は、蛍光体層を取り囲んでいてもよい。

また、本発明の第３の態様は、上記第１の態様において、溝部は、蛍光体層の外周の辺の各々に沿って形成されていてもよい。

また、本発明の第４の態様は、上記第３の態様において、溝部の端部は、外周の辺と面一に形成されていてもよい。

また、本発明の第５の態様は、上記第１の態様から第４の態様のいずれか１態様において、樹脂は、ストレスを与えることにより硬化する樹脂であってもよい。

また、本発明の第６の態様は、上記第１の態様から第５の態様のいずれか１態様において、樹脂は、ホットメルト樹脂、または光硬化樹脂であってもよい。

また、本発明の第７の態様は、上記第１の態様から第６の態様のいずれか１態様において、溝部は、封止領域内の、封止領域の外周よりも内周に近い位置に設けられていてもよい。

また、本発明の第８の態様は、上記第１の態様から第７の態様のいずれか１態様において、溝部は、第１の保護層を貫通し、基板内に達していてもよい。

本発明の第９の態様は放射線検出装置の製造方法であって、第１の保護層が形成された、照射された放射線により発せられた光を受けて電荷を発生する画素が複数配列された基板を準備する準備工程と、放射線を受けて光を発する蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程に先立って、蛍光体層が設けられる領域を囲む封止領域内にて、第１の保護層に溝部を形成する溝部形成工程と、第１の保護層上に、蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、蛍光体層を、樹脂を介して覆う状態に、第２の保護層を形成する第２保護層形成工程と、を備える。

本発明の上記態様によれば、水分の侵入を抑制し、放射線検出装置の耐久性能を向上させることができる、放射線検出装置及び放射線検出装置の製造方法を提供する。

第１の実施の形態の放射線検出装置の具体的な構成の一例を示す構成図である。図１に示した放射線検出装置の構造の一例を示す平面図である。図２に示した放射線検出装置のＡ−Ａ線断面図である。第１の実施の形態の放射線検出装置を、蛍光体層が設けられた側から平面視した平面図である。図４に示した第１の実施の形態の放射線検出装置の一例のＢ−Ｂ断面図である。第１の実施の形態の放射線検出装置の製造工程の流れの一例を説明したフローチャートである。図４に示した第１の実施の形態の放射線検出装置のその他の例のＢ−Ｂ断面図である。第２の実施の形態の放射線検出装置の一例のＢ−Ｂ断面図である。第３の実施の形態の放射線検出装置の一例のＢ−Ｂ断面図である。第４の実施の形態の放射線検出装置を、蛍光体層が設けられた側から平面視した平面図である。比較例の放射線検出装置の一例の断面図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。なお、本実施の形態は本発明を限定するものではない。

［第１の実施の形態］

本実施の形態の放射線検出装置は、被写体を通過した放射線を受けて被写体の放射線画像を示す画像情報を出力する機能を有する。放射線検出装置は、光電変換基板と、放射線を受けて光を発するシンチレータである蛍光体層と、を備えている。

図１には、本実施の形態の放射線検出装置の具体的な構成の一例を示す。

放射線検出装置１０は、光電変換基板１２を備えており、光電変換基板１２は、複数の画素２０が形成されたＴＦＴ（Thin Film Transistor）基板１４を含んでいる。図１に示すように、光電変換基板１２のＴＦＴ基板１４は、センサ部２４及びスイッチ素子２２を含む複数の画素２０を有する。センサ部２４は、蛍光体層で発生した光を受けて電荷を発生する。スイッチ素子２２は、センサ部２４にて蓄積された電荷を読み出す。スイッチ素子２２の具体例としては、薄膜トランジスタ等が挙げられる。以下では、スイッチ素子を「ＴＦＴ」という。

複数の画素２０は、一方向（図１の横方向に対応する走査配線方向、以下「行方向」という）及び行方向に対する交差方向（図１の縦方向に対応する信号配線方向、以下「列方向」という）にマトリクス状に配置されている。図１では、画素２０の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素２０は行方向及び列方向に１０２４個×１０２４個配置される。

また、放射線検出装置１０には、ＴＦＴ２２のオン／オフを制御するための複数の走査配線２８（Ｇ１〜Ｇ４）と、画素２０の列毎に備えられた、センサ部２４に蓄積された電荷が読み出される複数の信号配線２６（Ｄ１〜Ｄ４）と、が互いに交差して設けられている。

なお、各画素２０のセンサ部２４には、各画素２０にバイアス電圧を印加するために、共通配線２９が信号配線２６の配線方向に設けられている。共通配線２９を介して図示を省略した電源からバイアス電圧が印加される。

図２には、図１に示した放射線検出装置１０の平面図を示す。また、図３には、図２に示した放射線検出装置１０のＡ−Ａ線断面図を示す。なお、図２では、蛍光体層８２の記載は省略している。

図３に示すように、放射線検出装置１０の画素２０は、無アルカリガラス等からなる絶縁性の基板４０上に、走査配線２８、ゲート電極４２、及び画素２０が形成されている。ＴＦＴ２２のゲート電極４２は、走査配線２８に接続されている（図２参照）。走査配線２８、及びゲート電極４２が形成された配線層（以下、この配線層を「第１信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜を用いて形成されているが、これらに限定されるものではない。

この第１信号配線層上には、一面に絶縁膜４４が形成されており、ゲート電極４２上に位置する部位がＴＦＴ２２におけるゲート絶縁膜として作用する。この絶縁膜４４は、例えば、ＳｉＮ_Ｘ等からなっており、例えば、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）成膜により形成される。

絶縁膜４４上のゲート電極４２上には、半導体活性層４６が島状に形成されている。この半導体活性層４６は、ＴＦＴ２２のチャネル部であり、例えば、アモルファスシリコン膜からなる。

これらの上層には、ソース電極４８及びドレイン電極５０が形成されている。このソース電極４８及びドレイン電極５０が形成された配線層には、ソース電極４８及びドレイン電極５０とともに、信号配線２６が形成されている。画素２０のＴＦＴ２２のソース電極４８は信号配線２６に接続されている。ソース電極４８、ドレイン電極５０、及び信号配線２６が形成された配線層（以下、この配線層を「第２信号配線層」ともいう）は、Ａｌ若しくはＣｕ、又はＡｌ若しくはＣｕを主体とした積層膜が用いて形成されるが、これらに限定されるものではない。ソース電極４８及びドレイン電極５０と半導体活性層４６との間には不純物添加アモルファスシリコン等による不純物添加半導体層（図示省略）が形成されている。なお、ＴＦＴ２２は後述する下部電極５８により収集、蓄積される電荷の極性によってソース電極４８とドレイン電極５０とが逆になる。

なお、以下では、第１信号配線層及び第２信号配線層を総称する場合は、ＴＦＴ配線層９０という。

これら第２信号配線層を覆い、基板４０上の画素２０が設けられた領域のほぼ全面（ほぼ全領域）には、ＴＦＴ２２や信号配線２６を保護するために、ＴＦＴ保護膜層５２が形成されている。このＴＦＴ保護膜層５２は、例えば、ＳｉＮ_Ｘ等からなっており、例えば、ＣＶＤ成膜により形成される。

このＴＦＴ保護膜層５２上には、塗布型の第１平坦化膜５４が形成されている。この第１平坦化膜５４は、低誘電率（比誘電率εｒ＝２〜４）の感光性の有機材料により例えば、１μｍ〜１０μｍ、好ましくは、１μｍ〜５μｍの膜厚で形成されている。このような有機材料としては、例えば、ポジ型感光性アクリル系樹脂：メタクリル酸とグリシジルメタクリレートとの共重合体からなるベースポリマーに、ナフトキノンジアジド系ポジ型感光剤を混合した材料等が挙げられる。

第１平坦化膜５４は、平坦化膜としての機能を有しており、下層の段差が平坦化される効果を有する。また、第１平坦化膜５４は、第１平坦化膜５４上層と下層に配置される金属間の容量を低く抑える効果も有する。第１平坦化膜５４には、コンタクトホール５９が形成されている。

第１平坦化膜５４上には、コンタクトホール５９を埋めつつ、画素２０が形成された画素領域を覆う状態にセンサ部２４の下部電極５８が形成されている。下部電極５８は、コンタクトホール５９を介して、ＴＦＴ２２のドレイン電極５０と接続されている。下部電極５８は、後述する半導体層６０が１μｍ前後と厚い場合には導電性があれば材料に制限がほとんどない。このため、Ａｌ系材料、及びＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）等導電性の金属を用いて形成すればよい。

一方、半導体層６０の膜厚が薄い場合（０．２μｍ〜０．５μｍ前後）、半導体層６０で光の吸収が十分でないため、ＴＦＴ２２への光照射によるリーク電流の増加を防ぐため、遮光性メタルを主体とする合金、もしくは積層膜とすることが好ましい。

下部電極５８上には、フォトダイオードとして機能する半導体層６０が形成されている。本実施の形態では、半導体層６０として、基板側からｎ＋層、ｉ層、及びｐ＋層（ｎ＋アモルファスシリコン、アモルファスシリコン、ｐ＋アモルファスシリコン、いずれも図示省略）を積層したＰＩＮ構造のフォトダイオードを採用している。ｉ層は、光が照射されることにより電荷（一対の自由電子と自由正孔）が発生する。ｎ＋層及びｐ＋層は、コンタクト層として機能し、下部電極５８及び後述する上部電極６２とｉ層を電気的に接続する。

各半導体層６０上には、それぞれ個別に上部電極６２が形成されている。上部電極６２には、例えば、ＩＴＯやＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：酸化亜鉛インジウム）などの光透過性の高い材料を用いている。本実施の形態の放射線検出装置１０のセンサ部２４は、上部電極６２や半導体層６０、及び下部電極５８を含んでいる。

第１平坦化膜５４上には、半導体層６０により形成された凹凸を平坦化するための第２平坦化膜６４が形成されている。本実施の形態では、第２平坦化膜６４は、第１平坦化膜５４と同じ材料、かつ同じ厚さで形成している。これに限らず、第２平坦化膜６４は、第１平坦化膜５４と異なる材料、及び厚さであってもよい。なお、第２平坦化膜６４の材質、及び厚さは、第１平坦化膜５４と同様のものを適用することができる。

本実施の形態の放射線検出装置１０では、第２平坦化膜６４上に、センサ部２４の側面及び上部電極６２の端部を覆う状態に、保護膜６６が形成されている。

このようにして形成されたＴＦＴ基板１４が開示の技術の基板の一例に対応している。ＴＦＴ基板１４上には、開示の技術の第１の保護層の一例である、表面有機膜７０が形成されている。表面有機膜７０は、例えば、ポリイミドが好適に用いられる。表面有機膜７０の膜厚は、例えば、１μｍ〜１００μｍが好ましい。

本実施の形態では、ＴＦＴ基板１４上に表面有機膜７０が形成されたものを光電変換基板１２という。

光電変換基板１２上には、蛍光体層８２が形成されている。本実施の形態では、蛍光体層８２としてシンチレータを用いている。シンチレータとしては、吸収可能な波長領域の光を発生できるような、比較的広範囲の波長領域を有した蛍光を発生するシンチレータが望ましい。このようなシンチレータとしては、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣａＷＯ_４、ＹＴａＯ_４：Ｎｂ、ＢａＦＸ：Ｅｕ（ＸはＢｒまたはＣｌ）、または、ＬａＯＢｒ：Ｔｍ、及びＧＯＳ（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｐｒ）等がある。具体的には、放射線としてＸ線を用いて撮像する場合、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を含むものが好ましく、Ｘ線照射時の発光スペクトルが４００ｎｍ〜７００ｎｍにあるＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）やＣｓＩ：Ｎａを用いることが特に好ましい。なお、ＣｓＩ：Ｔｌの可視光域における発光ピーク波長は５６５ｎｍである。また、シンチレータとしてＣｓＩを含むシンチレータを用いる場合、真空蒸着法で短冊状の柱状結晶構造として形成したものを用いることが好ましい。また、蛍光体層８２の厚さとしては、１００μｍ〜８００μｍが好ましい。

蛍光体層８２上には、開示の技術の樹脂の一例である接着層８４を介して、開示の技術の第２の保護層の一例である防湿保護層８６が形成されている。接着層８４は、流動性を有する状態からストレス（刺激）を与えることにより硬化する樹脂であれが限定されないが、光硬化樹脂や、ホットメルト樹脂を用いることが好ましい。光硬化樹脂としては、通常は流動性を有する状態であり、可視光もしくは紫外線等の不可視光により硬化する樹脂を用いることができる。具体例としては、ウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、及びエポキシアクリレート等が挙げられる。

また、ホットメルト樹脂としては、通常は固体であり、熱を加えることにより流動性を有する状態に変化する樹脂を用いることができる。具体例としては、ＥＶＡ（エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂）、ＥＡＡ（エチレンとアクリル酸の共重合樹脂）、ＥＥＡ（エチレン−エチルアクリレート共重合樹脂）、及びＥＭＭＡ（エチレン−メタクリル酸メチル共重合体）等の熱可塑性プラスチックが挙げられる。

また、光硬化樹脂やホットメルト樹脂に限らず、流動性を有する状態を経て硬化するものであればよい。例えば、熱硬化性樹脂であってもよい。なお、流動性を有する状態における粘度としては、１００Ｐａ・Ｓ〜１００００Ｐａ・Ｓが好ましい。

接着層８４の厚さとしては、５μｍ〜５０μｍが好ましい。

防湿保護層８６は、放射線検出装置１０を湿気等から保護する機能を有する。図３では、防湿保護層８６を単層で記載したが、本実施の形態では、具体例として、有機膜による保護層と反射層とを有する二層の防湿保護層８６を用いている。接着層８４に接する側に保護層が設けられている。保護層としては、接着層８４よりも融点が高い有機膜を用いることができる。具体例としては、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）、ＯＰＰ（二軸延伸ポリプロピレン）、ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート）、ＰＩ（ポリイミド）等を用いることができる。

また、放射線検出装置１０の最上層となる反射層は、Ａｌや、Ａｌの合金、及びＡｇ等を用いることができる。

防湿保護層８６の厚さとしては、１０μｍ〜２００μｍが好ましい。

図４に、放射線検出装置１０を、蛍光体層８２が設けられた側から平面視した平面図を示す。また、図５に、図４に示した放射線検出装置１０のＢ−Ｂ断面図を示す。

光電変換基板１２（ＴＦＴ基板１４）上の中央の一部の領域に蛍光体層８２が設けられている。蛍光体層８２は、ＴＦＴ基板１４の画素２０が形成された領域（画素領域）を覆う状態に形成されている。蛍光体層８２の大きさ（光電変換基板１２表面上の大きさ）は、具体的には、４３．２ｃｍ×４３．２ｃｍ、３５．６ｃｍ×４３．２ｃｍ、２７．９ｃｍ×３０．５ｃｍ、及び２５．４ｃｍ×３０．５ｃｍ等が挙げられる。

光電変換基板１２上の蛍光体層８２の外縁端部から光電変換基板１２の端部までの間に、封止領域９２が設けられている。封止領域９２は、蛍光体層８２の周囲を取り囲んでいる。封止領域９２は、蛍光体層８２を防湿保護層８６により封止するために防湿保護層８６が覆う光電変換基板１２上の領域をいう。なお、封止領域９２は例えば、設計上予め定めておく場合に加えて、防湿保護層８６による封止を行う際に、接着層８４及び防湿保護層８６が流動したことにより実質的に設けられた領域も含む。また、以下では、封止領域９２の、蛍光体層８２に近い端部を内周といい、光電変換基板１２（ＴＦＴ基板１４）の端部に近い端部を外周という。

溝部８０は、封止領域９２内に設けられている。蛍光体層８２端部の接着層８４により形成される液だまりを抑制する観点から、溝部８０は、蛍光体層８２外縁（以下、端部という）に近い位置に設けられていることが好ましい。より好ましくは、光電変換基板１２の端部よりも、蛍光体層８２の端部に近い位置に設けられていることが好ましい。さらに好ましくは、封止領域９２の外周よりも封止領域９２の内周に近い位置に設けられていることが好ましい。

なお、溝部８０が封止領域９２外に設けられている場合、接着層８４が外部（外気）に接する領域が増加してしまい、外部に接する領域から水分が侵入する懸念がある。そのため、溝部８０は、封止領域９２内に設けられている。

また、溝部８０は、光電変換基板１２の端部と平行に設けられている。なお、ここで平行とは、設計上の誤差等によるずれは無視するものとしている。光電変換基板１２の端部と交差する方向に溝部８０が設けられている場合、溝部８０部分の防湿性能が悪化する場合がある。その結果、放射線検出装置１０の防湿性能が悪化する懸念がある。そのため、溝部８０は、光電変換基板１２の端部と平行であることが好ましい。

蛍光体層８２の端部から封止領域９２の外周までの距離（幅）の具体例としては、１ｍｍ〜１０ｍｍが挙げられる。溝部８０の幅としては、封止領域９２の幅の２５％〜７５％であることが好ましい。より好ましくは、封止領域９２の幅の５０％前後である。

本実施の形態の溝部８０は、図５に示すように、表面有機膜７０に設けられている。より詳しくは、溝部８０は、表面有機膜７０を貫通し、第２平坦化膜６４の表面に達している。

次に、放射線検出装置１０の製造方法について説明する。

図６は、放射線検出装置１０の製造工程の流れの一例を説明したフローチャートである。

まず、ステップＳ１００では、基板準備工程を行う。基板準備工程では、ＴＦＴ基板１４を準備する。予め製造されている放射線検出装置１０を準備してもよいし、基板４０を用いて以下のように製造してもよい。

ＴＦＴ基板１４を製造する場合は、まず、基板４０上に、ＴＦＴ２２を形成する。

次に、ＴＦＴ２２が形成された基板４０上に、ＴＦＴ保護膜層５２を形成し、さらに第１平坦化膜５４を形成する。

次に、第１平坦化膜５４にコンタクトホール５９を形成する。コンタクトホール５９を埋めつつ下部電極５８を形成し、さらに半導体層６０、及び上部電極６２を形成する。このようにして、センサ部２４を形成する。

次に、下部電極５８、半導体層６０、及び上部電極６２により形成された凹凸を平坦化するために、第２平坦化膜６４を形成する。

次に、上部電極６２上に共通配線２９を形成する。

次に、第２平坦化膜６４、上部電極６２、及び共通配線２９の全面に保護膜６６を形成する。

ＴＦＴ基板１４が準備できると、次のステップＳ１０２では、表面有機膜形成工程により、ＴＦＴ基板１４上に、表面有機膜７０を形成する。なお、ステップＳ１０２の工程を省略し、予め製造されている光電変換基板１２を準備してもよい。なお、ステップＳ１００及びＳ１０２が開示の技術の準備工程の一例に対応している。

次のステップＳ１０４では、溝部形成工程により、溝部８０を形成する。本実施の形態では、溝部８０は、表面有機膜７０を加工することにより形成する。例えば、表面有機膜７０の加工は、フォトリソグラフィ工程を用いることにより数μｍ単位で精度良く加工することができる。

具体的方法としては、予め溝部８０をカッティングした表面有機膜７０（ポリイミド等のフィルム）を貼り合わせる方法が挙げられる。また例えば、該当部分をマスキングした後に、結晶性ポリマー等による表面保護プロセスを実施後、エッチングを行う方法等が挙げられる。

次のステップＳ１０６では、蛍光体層形成工程により、光電変換基板１２上に、蛍光体層８２を形成する。蛍光体層８２の形成方法としては、真空蒸着が挙げられる。

次のステップＳ１０８では、防湿保護層形成工程により、蛍光体層８２及び封止領域９２を覆う状態に、接着層８４を介して防湿保護層８６を形成する。

接着層８４が光硬化樹脂の場合は、蛍光体層８２及び封止領域９２に接着層８４を塗布後、ＴＦＴ基板１４の基板４０側から光を照射することにより、接着層８４を硬化させて、防湿保護層８６を接着させる。また、接着層８４がホットメルト樹脂の場合は、蛍光体層８２を接着層８４及び防湿保護層８６で覆った後、加熱及び加圧を行い、接着層８４を溶融させ、防湿保護層８６を接着させる。

いずれにしても、接着層８４により防湿保護層８６を接着する際に、接着層８４が流動性を有する状態になることで溝部８０内に接着層８４が流れ込み、溝部８０内部を埋める。なお、溝部８０内部全体を埋めなくてもよく、少なくとも溝部８０内部に接着層８４が入りこめばよい。接着層８４は、例えば溝部８０内部の一部を埋めている状態でもよい。溝部８０内部に接着層８４が入り込むことにより、蛍光体層８２端部に接着層８４の液だまりが形成されてしまうことを抑制することができる。

このようにして、本実施の形態の放射線検出装置１０が製造される。

なお、本実施の形態では、表面有機膜７０を貫通し、表面有機膜７０の表面に達するまで溝部８０を形成しているが、これに限らない。例えば、図７に示すように、表面有機膜７０、第２平坦化膜６４、及び第１平坦化膜５４を貫通し、ＴＦＴ保護膜層５２の表面に達するまで、溝部８０を形成してもよい。このように形成する場合は、上記ステップＳ１０４の溝部形成工程において、ＴＦＴ保護膜層５２の表面に至るまで、エッチングを行えばよい。

図７に示した放射線検出装置１０では、溝部８０の深さが、図５に示した放射線検出装置１０よりも深くなる。溝部８０の幅は、封止領域９２の幅により制限を受けるが、溝部８０の幅を図５に比べて広げることなく、溝部８０内部の大きさを大きくすることができるため、溝部８０内部に流れ込む接着層８４の量を多くすることができる。そのため、本実施の形態の放射線検出装置１０は、蛍光体層８２端部の接着層８４をより薄くすることができる。

［第２の実施の形態］

次に、第２の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の放射線検出装置１０は溝部８０が第１の実施の形態と異なるため、溝部８０について説明する。なお第１の実施の形態に係る放射線検出装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図８には、第１の実施の形態の図４のＢ−Ｂ断面に対応する断面図を示す。図８に示した本実施の形態の放射線検出装置１０では、溝部８０が、表面有機膜７０、第２平坦化膜６４、及び第１平坦化膜５４を貫通し、ＴＦＴ保護膜層５２の表面に達している。また、表面有機膜７０は、第２平坦化膜６４の上及び溝部８０内側の側壁を覆う状態に形成されている。

このように溝部８０を形成する場合は、放射線検出装置１０の製造工程のステップＳ１０２の表面有機膜形成工程において、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４の溝部８０に対応する部分にエッチングを行い第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を除去する。その後、光電変換基板１２上に表面有機膜７０を形成する。次に、溝部８０の底部にあたる部分にエッチングを行って表面有機膜７０を除去し、ＴＦＴ保護膜層５２表面を露出させるとよい。

なお、製造方法はこれに限らない。例えば、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を形成する毎に、順次、エッチングにより溝部８０に対応する部分を形成してもよい。具体的には、第１平坦化膜５４の形成後に溝部８０に対応する部分にエッチングを行って第１平坦化膜５４を除去する。さらに、第２平坦化膜６４を形成し、第２平坦化膜６４の形成後、溝部８０に対応する部分にエッチングを行って、第２平坦化膜６４を除去する。

図８に示した放射線検出装置１０では、溝部８０の深さが、図５に示した放射線検出装置１０よりも深くなるため、図７に示した放射線検出装置１０と同様に、溝部８０内部に流れ込む接着層８４の量を多くすることができる。そのため、本実施の形態の放射線検出装置１０は、蛍光体層８２端部の接着層８４をより薄くすることができる。また、本実施の形態の放射線検出装置１０は、図７に示した放射線検出装置１０に比べて、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４の表面を表面有機膜７０により保護することができる。

［第３の実施の形態］

次に、第３の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の放射線検出装置１０は溝部８０が上記各実施の形態と異なるため、溝部８０について説明する。なお第１の実施の形態に係る放射線検出装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図９には、第１の実施の形態の図４のＢ−Ｂ断面に対応する断面図を示す。図９に示した本実施の形態の放射線検出装置１０では、溝部８０が、表面有機膜７０、第２平坦化膜６４、及び第１平坦化膜５４を貫通し、ＴＦＴ保護膜層５２の表面に達している。

また、本実施の形態の放射線検出装置１０では、光電変換基板１２の封止領域９２外、より具体的には、溝部８０から光電変換基板１２の端部までの構成が、第１の実施の形態と異なっている。

図９に示すように、本実施の形態の放射線検出装置１０では、溝部８０から光電変換基板１２の端部には、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４が設けられておらず、ＴＦＴ保護膜層５２上には、表面有機膜７０が形成されている。

すなわち、本実施の形態の放射線検出装置１０では、表面有機膜７０は、溝部８０を境界とし、蛍光体層８２が設けられた一部領域では、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を覆う状態に形成されている。また、表面有機膜７０は、溝部８０からＴＦＴ基板１４端部までの領域では、ＴＦＴ保護膜層５２を覆う状態に形成されている。

このように溝部８０を形成する場合は、放射線検出装置１０の製造工程のステップＳ１０２の表面有機膜形成工程において、封止領域９２及び封止領域９２から光電変換基板１２の端部までの領域に対応する部分にエッチングを行い第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を除去する。その後、光電変換基板１２上に表面有機膜７０を形成する。次に、溝部８０の底部にあたる部分にエッチングを行い、ＴＦＴ保護膜層５２表面を露出させるとよい。

なお、製造方法はこれに限らない。例えば、第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を形成する毎に、順次、エッチングにより封止領域９２及び封止領域９２から光電変換基板１２の端部までの領域に対応する部分を除去してもよい。具体的には、第１平坦化膜５４の形成後に、封止領域９２及び封止領域９２から光電変換基板１２の端部までに対応する部分にエッチングを行い、第１平坦化膜５４を除去する。さらに、第２平坦化膜６４を形成し、第２平坦化膜６４の形成後に、封止領域９２及び封止領域９２から光電変換基板１２の端部までに対応する部分にエッチングを行い、第２平坦化膜６４を除去する。

なお、図９に示した放射線検出装置１０では、溝部８０から光電変換基板１２の端部には第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４を設けていないがこれに限らない。第１平坦化膜５４及び第２平坦化膜６４の一方のみを設けなくても（除去しても）よい。

図９に示した放射線検出装置１０では、表面有機膜７０の、蛍光体層８２の下部に対応する領域と封止領域９２との間で段差が生じることになり、溝部８０の蛍光体層８２側の部分が、上記各実施の形態に比べて傾斜を有する。この傾斜を接着層８４を介して防湿保護層８６で封止するため、傾斜の部分における接着層８４をより薄くすることができる。これにより、本実施の形態の放射線検出装置１０は、水分の侵入をより抑制し、防湿保護層８６による封止をより確実にすることができる。

［第４の実施の形態］

次に、第４の実施の形態について説明する。なお、本実施の形態の放射線検出装置１０は溝部８０の形状が上記各実施の形態と異なるため、溝部８０について説明する。なお第１の実施の形態に係る放射線検出装置１０と同様の部分については、同一符号を付して、詳細な説明を省略する。

図１０には、本実施の形態の放射線検出装置１０を、蛍光体層８２が設けられた側から平面視した平面図を示す。第１の実施の形態の放射線検出装置１０では、溝部８０は、蛍光体層８２を取り囲んでいた（図４参照）。これに対して本実施の形態の放射線検出装置１０では、溝部８０が、蛍光体層８２の外周の辺に沿って、光電変換基板１２の端部と平行に形成されている。具体的には、図１０に示すように蛍光体層８２が、矩形状であるため、蛍光体層８２の４つの辺に沿って４つの溝部８０が、光電変換基板１２の端部と平行に設けられている。なお、ここで平行とは、設計上の誤差等によるずれは無視するものとしている。

溝部８０の蛍光体層８２の辺に沿った長さは、蛍光体層８２の辺と同様であることが好ましい。また、蛍光体層８２の封止領域９２の幅方向の位置は、第１の実施の形態（図４参照）と同様である。一方、蛍光体層８２の辺に沿った方向の位置は、各蛍光体層８２の辺と溝部８０の端部の辺が面一になることが好ましい（図１０の破線参照）。なお、蛍光体層８２の辺と溝部８０の端部が面一になるとは、設計上の誤差等によるずれは無視するものとしている。

図１０に示すように放射線検出装置１０を形成することにより、溝部８０を設ける光電変換基板１２上の領域の大きさを上記各実施の形態の放射線検出装置１０に比べて小さくすることができる。

以上説明したように、上記各実施の形態の放射線検出装置１０では、光電変換基板１２上の封止領域９２内に、溝部８０が設けられている。溝部８０は、光電変換基板１２上に形成された蛍光体層８２の周囲、または外縁の周に沿った位置に設けられている。防湿保護層８６は、接着層８４を介して蛍光体層８２及び封止領域９２を覆う状態に設けられている。

接着層８４は、流動性を有する状態を経て硬化することにより、接着剤として機能する。防湿保護層８６を接着する場合に、流動性を有する状態を経るため、溝部８０の内部に流れ込み、溝部８０内部の少なくとも一部を埋める。

これにより、蛍光体層８２の端部に、接着層８４による液だまりが発生し、蛍光体層８２の端部部分の接着層８４層が厚くなることを抑制することができる。上記各実施の形態の放射線検出装置１０に対する比較例として、図１１に、溝部が設けられていない放射線検出装置における、蛍光体層の端部を含む断面図を示す。図１１に示した比較例の放射線検出装置１００では、上記各実施の形態の放射線検出装置１０と同様に、光電変換基板１１２上に表面有機膜１７０が形成され、光電変換基板１１２上に蛍光体層１８２が設けられている。また、比較例の放射線検出装置１００において、蛍光体層１８２及び封止領域１９２を覆う状態に接着層１８４を介して防湿保護層１８６が設けられている点は、上記各実施の形態の放射線検出装置１０と同様である。しかしながら、図１１の放射線検出装置１００と、上記各実施の形態の放射線検出装置１０（図５、７、８、９参照）を比較するとわかるように、比較例の放射線検出装置１００では、溝部８０が設けられていないため、蛍光体層１８２端部に、接着層１８４の液だまりが生じている。比較例の放射線検出装置１００では、このように液だまりが生じることにより、接着層１８４の厚さがますため、外部から水分が侵入しやすくなる。そのため、比較例の放射線検出装置１００の耐久性能が悪化する懸念がある。

これに対して、上記各実施の形態の放射線検出装置１０では、光電変換基板１２の封止領域９２内に溝部８０が設けられている。接着層８４を介して防湿保護層８６を接着する場合に、流動性を有する状態を経るため溝部８０の内部に流れ込むので、蛍光体層８２の端部に接着層８４による液だまりが発生するのを抑制することができる。また、溝部８０内部に接着層８４が流れ込むことにより、封止領域９２における接着層８４の厚さを薄くすることができる。従って、放射線検出装置１０外部からの水分の侵入を抑制することができ、放射線検出装置１０の耐久性能を向上させることができる。

なお、上記各実施の形態では、図１に示したように画素２０がマトリクス上に２次元配列されている場合について説明したが画素２０の配列はこれに限らず、例えば、１次元配列であってもよいし、ハニカム配列であってもよい。また、画素の形状も限定されず、矩形であってもよいし、六角形等の多角形であってもよい。

また、蛍光体層８２の形状等も上記各実施の形態に限らない。上記各実施の形態では、矩形状である場合について説明したが、例えば、その他の多角形状であってもよいし、円形状であってもよい。蛍光体層８２は、光電変換基板１２の画素２０が設けられた領域（画素領域）上面を覆う状態に設けられていればよい。

また、表面有機膜７０の材料も上記各実施の形態に限らない。例えば、表面有機膜７０の材料は、ポリパラキシリレン（パリレン：ユニオンカーバイト商標名）、ポリ尿素、ポリアミド等の結晶性ポリマー材料でも互換性はある。

その他、上記各実施の形態で説明した放射線検出装置１０等の構成及び動作等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。

日本出願２０１４−０７０５４３号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。

本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。

Claims

照射された放射線により発せられた光を受けて電荷を発生する画素が複数配列された基板と、
前記基板上に設けられた第１の保護層と、
前記第１の保護層上に設けられ、前記放射線を受けて前記光を発する蛍光体層と、
前記蛍光体層を、樹脂を介して覆う状態に形成される第２の保護層と、
を備え、
前記蛍光体層が設けられた領域を囲む封止領域内にて、前記蛍光体層の外周の辺の各々に沿って、前記樹脂が埋められた溝部が前記第１の保護層に形成されている、
放射線検出装置。
前記溝部は、前記蛍光体層を取り囲んでいる、
請求項１に記載の放射線検出装置。
前記溝部の長手方向端部は、前記蛍光体層の外周の辺のうち前記溝部の前記長手方向と直交する方向に沿って延在する辺の延長線上に形成されている、
請求項１に記載の放射線検出装置。
前記樹脂は、ストレスを与えることにより硬化する樹脂である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
前記樹脂は、ホットメルト樹脂、または光硬化樹脂である、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
前記溝部は、前記封止領域内の、該封止領域の外周よりも内周に近い位置に設けられている、
請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
前記溝部は、前記第１の保護層を貫通し、前記基板内に達している、
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
第１の保護層が形成された、照射された放射線により発せられた光を受けて電荷を発生する画素が複数配列された基板を準備する準備工程と、
前記放射線を受けて前記光を発する蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程に先立って、前記蛍光体層が設けられる領域を囲む封止領域内にて、前記蛍光体層の外周の辺の各々に沿って、前記第１の保護層に溝部を形成する溝部形成工程と、
前記第１の保護層上に、前記蛍光体層を形成する蛍光体層形成工程と、
前記蛍光体層を、樹脂を介して覆う状態に、第２の保護層を形成する第２保護層形成工程と、
を備えた放射線検出装置の製造方法。