JP2002048872A - 放射線検出器 - Google Patents
放射線検出器Info
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- G01T1/16—Measuring radiation intensity
- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
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- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 シンチレータの耐久性を確保し、特につなぎ
目付近における解像度低下を予防し得る構成の放射線検
出器を提供する。 【解決手段】 基台１上に固体撮像素子２ａ、２ｂの受
光部を隣り合わせて配置して、接着樹脂１１により固定
し、それらの受光部上に隙間２５をも一括して覆うとと
ともに平滑な表面を有するよう透明膜３を形成したうえ
で、その平滑な表面上にシンチレータ４層を形成してい
る。
目付近における解像度低下を予防し得る構成の放射線検
出器を提供する。 【解決手段】 基台１上に固体撮像素子２ａ、２ｂの受
光部を隣り合わせて配置して、接着樹脂１１により固定
し、それらの受光部上に隙間２５をも一括して覆うとと
ともに平滑な表面を有するよう透明膜３を形成したうえ
で、その平滑な表面上にシンチレータ４層を形成してい
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は放射線検出器に関
し、特に大面積の放射線画像を撮像するために複数のイ
メージセンサを並べて構成した放射線検出器に関する。
し、特に大面積の放射線画像を撮像するために複数のイ
メージセンサを並べて構成した放射線検出器に関する。
【０００２】
【従来の技術】医療用のＸ線診断装置としてＸ線感光フ
ィルムに代えてＣＣＤを用いたＸ線イメージセンサが普
及してきている。このような放射線イメージングシステ
ムにおいては、複数の画素を有する放射線検出素子を用
いて放射線による２次元画像データを電気信号として取
得し、この信号を処理装置により処理して、モニタ上に
表示している。代表的な放射線検出素子は、１次元ある
いは２次元に配列された光検出器上にシンチレータを配
して、入射する放射線をシンチレータで光に変換して、
検出する仕組みになっている。
ィルムに代えてＣＣＤを用いたＸ線イメージセンサが普
及してきている。このような放射線イメージングシステ
ムにおいては、複数の画素を有する放射線検出素子を用
いて放射線による２次元画像データを電気信号として取
得し、この信号を処理装置により処理して、モニタ上に
表示している。代表的な放射線検出素子は、１次元ある
いは２次元に配列された光検出器上にシンチレータを配
して、入射する放射線をシンチレータで光に変換して、
検出する仕組みになっている。
【０００３】この種の放射線検出素子は、大画面化する
ほど製造時の歩留まりが劣化する。その解決策として、
胸部のレントゲン撮影等に用いる大画面の撮像装置を製
作する際には、特開平9-153606号公報に開示されている
ように複数の検出素子を並べて大画面化する技術が知ら
れている。同公報には、実際の撮像画面より小さい受光
画面の素子を組み合わせることで、素子あたりの歩留ま
りの低下を防止し、製作コストを低減すると記載されて
いる。
ほど製造時の歩留まりが劣化する。その解決策として、
胸部のレントゲン撮影等に用いる大画面の撮像装置を製
作する際には、特開平9-153606号公報に開示されている
ように複数の検出素子を並べて大画面化する技術が知ら
れている。同公報には、実際の撮像画面より小さい受光
画面の素子を組み合わせることで、素子あたりの歩留ま
りの低下を防止し、製作コストを低減すると記載されて
いる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、このよ
うに複数の検出素子を並べて大画面化した場合、隣接す
る検出素子との境界部分（つなぎ目部分）からシンチレ
ータがはく離しやすいという問題点がある。これは、つ
なぎ目付近における解像度の低下や、シンチレータの全
面はく離という問題を引き起こすおそれがある。
うに複数の検出素子を並べて大画面化した場合、隣接す
る検出素子との境界部分（つなぎ目部分）からシンチレ
ータがはく離しやすいという問題点がある。これは、つ
なぎ目付近における解像度の低下や、シンチレータの全
面はく離という問題を引き起こすおそれがある。
【０００５】そこで本発明は、シンチレータの耐久性を
確保し、特につなぎ目付近における解像度低下を予防し
得る構成の放射線検出器を提供することを課題とする。
確保し、特につなぎ目付近における解像度低下を予防し
得る構成の放射線検出器を提供することを課題とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
本発明に係る放射線検出器は、(1)基板と、複数の光電
変換素子を基板上の少なくともその１辺近傍に２次元に
配列して形成した受光部とを有する複数の撮像基板と、
(2)これら複数の撮像基板の各受光部を隣り合わせて並
べて載置する基台と、(3)複数の撮像素子の受光部全体
を一括して覆う表面の平坦な透明膜と、(4)この透明膜
上に直接形成されているシンチレータと、を備えている
ことを特徴とする。本発明に係る放射線検出器として
は、例えば、撮像基板２枚の連結、あるいは、撮像基板
４枚を縦横２枚ずつ連結する構成が考えられる。
本発明に係る放射線検出器は、(1)基板と、複数の光電
変換素子を基板上の少なくともその１辺近傍に２次元に
配列して形成した受光部とを有する複数の撮像基板と、
(2)これら複数の撮像基板の各受光部を隣り合わせて並
べて載置する基台と、(3)複数の撮像素子の受光部全体
を一括して覆う表面の平坦な透明膜と、(4)この透明膜
上に直接形成されているシンチレータと、を備えている
ことを特徴とする。本発明に係る放射線検出器として
は、例えば、撮像基板２枚の連結、あるいは、撮像基板
４枚を縦横２枚ずつ連結する構成が考えられる。
【０００７】このシンチレータの厚さとしては、１００
μｍ〜１０００μｍであることが望ましい。
μｍ〜１０００μｍであることが望ましい。
【０００８】複数の撮像基板間に形成される隙間は５０
μｍ以下で、かつ透明膜の厚さは２μｍ〜３０μｍであ
ることが望ましい。または、上記隙間として５０μｍ〜
７０μｍで、かつ透明膜の厚さとして５μｍ〜３０μｍ
であってもよい。
μｍ以下で、かつ透明膜の厚さは２μｍ〜３０μｍであ
ることが望ましい。または、上記隙間として５０μｍ〜
７０μｍで、かつ透明膜の厚さとして５μｍ〜３０μｍ
であってもよい。
【０００９】本発明によれば、複数の撮像基板の各受光
部を隣り合わせて並べることで、大きな撮像面積を有す
る受光部が形成される。そして、この受光部上に一括し
て透明膜を形成してその表面を平坦なものとし、その膜
上に直接シンチレータを形成しているので、均一なシン
チレータを形成することができ、均一な画像特性を有す
る検出器が得られる。さらにシンチレータが平坦な膜上
に形成されることでそのはがれが効果的に防止される。
部を隣り合わせて並べることで、大きな撮像面積を有す
る受光部が形成される。そして、この受光部上に一括し
て透明膜を形成してその表面を平坦なものとし、その膜
上に直接シンチレータを形成しているので、均一なシン
チレータを形成することができ、均一な画像特性を有す
る検出器が得られる。さらにシンチレータが平坦な膜上
に形成されることでそのはがれが効果的に防止される。
【００１０】これらの撮像基板は光電変換素子に電気的
に接続されている回路部を有していることが好ましい。
このようにすると、信号読出し用の回路を別途形成する
必要がなく、製造が容易になり、シンチレータ形成後の
取り扱いも簡単になる。
に接続されている回路部を有していることが好ましい。
このようにすると、信号読出し用の回路を別途形成する
必要がなく、製造が容易になり、シンチレータ形成後の
取り扱いも簡単になる。
【００１１】このシンチレータを覆って密封する保護膜
をさらに備えていることが好ましい。シンチレータが吸
湿材料や強度の低い材料からなる場合、保護膜で密封す
ることで、耐久性が確保される。
をさらに備えていることが好ましい。シンチレータが吸
湿材料や強度の低い材料からなる場合、保護膜で密封す
ることで、耐久性が確保される。
【００１２】
【発明の実施の形態】以下、添付図面を参照して本発明
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。また、各図面における寸法、形状は実際
のものとは必ずしも同一ではなく、理解を容易にするた
め誇張している部分がある。
の好適な実施の形態について詳細に説明する。説明の理
解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に
対しては可能な限り同一の参照番号を附し、重複する説
明は省略する。また、各図面における寸法、形状は実際
のものとは必ずしも同一ではなく、理解を容易にするた
め誇張している部分がある。
【００１３】図１は、本発明に係る放射線検出器の一実
施形態を示す斜視図であり、図２はその断面図、図３は
図２の一部拡大図である。この実施形態の放射線検出器
１００は、セラミック製の基台１上に４枚の撮像基板で
ある固体撮像素子２ａ〜２ｄを２×２枚並べて載置した
ものであり、各固体撮像素子２ａ〜２ｄは、接着樹脂１
１によって基台１に固定されている。
施形態を示す斜視図であり、図２はその断面図、図３は
図２の一部拡大図である。この実施形態の放射線検出器
１００は、セラミック製の基台１上に４枚の撮像基板で
ある固体撮像素子２ａ〜２ｄを２×２枚並べて載置した
ものであり、各固体撮像素子２ａ〜２ｄは、接着樹脂１
１によって基台１に固定されている。
【００１４】各固体撮像素子２は、例えば結晶Ｓｉ製の
基板２０上に、光電変換を行う光電変換素子２１を２次
元上に配列することで構成されている。この光電変換素
子２１は、フォトダイオード（ＰＤ）やトランジスタか
らなる。この光電変換素子２１の配列された部分を以
下、受光部と呼ぶ。各光電変換素子２１は図示していな
い信号ラインによって固体撮像素子２の隣り合う二辺に
配置された電極パッド２２のうち対応する電極パッド２
２とシフトレジスタ２３を介して電気的に接続されてい
る。そして、各固体撮像素子２ａ〜２ｄは、受光部が隣
り合うように、言い換えると、電極パッド２２が外側に
来るように配置されている。このようにすることで、各
固体撮像素子２の受光部をできるだけ接近させて配置す
ることができ、それぞれの受光部間の隙間をできるだけ
小さくして画像の得られない不感領域を狭くすることが
できる。
基板２０上に、光電変換を行う光電変換素子２１を２次
元上に配列することで構成されている。この光電変換素
子２１は、フォトダイオード（ＰＤ）やトランジスタか
らなる。この光電変換素子２１の配列された部分を以
下、受光部と呼ぶ。各光電変換素子２１は図示していな
い信号ラインによって固体撮像素子２の隣り合う二辺に
配置された電極パッド２２のうち対応する電極パッド２
２とシフトレジスタ２３を介して電気的に接続されてい
る。そして、各固体撮像素子２ａ〜２ｄは、受光部が隣
り合うように、言い換えると、電極パッド２２が外側に
来るように配置されている。このようにすることで、各
固体撮像素子２の受光部をできるだけ接近させて配置す
ることができ、それぞれの受光部間の隙間をできるだけ
小さくして画像の得られない不感領域を狭くすることが
できる。
【００１５】固体撮像素子２ａ〜２ｄ上には、それらの
受光部と隣接する受光部間の隙間２５を一括して覆うよ
うにして光電変換素子２１が感度を有する波長帯の光を
透過する透明膜３が形成されている。透明膜３として
は、表面の平坦性に優れ、光透過特性の良好な樹脂、例
えば、ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。この透
明膜３上には、入射した放射線を光電変換素子２１が感
度を有する波長帯の光に変換する柱状構造のシンチレー
タ４が形成されている。シンチレータ４には、各種の材
料を用いることができるが、発光効率が良いTlドープの
CsI等が好ましい。
受光部と隣接する受光部間の隙間２５を一括して覆うよ
うにして光電変換素子２１が感度を有する波長帯の光を
透過する透明膜３が形成されている。透明膜３として
は、表面の平坦性に優れ、光透過特性の良好な樹脂、例
えば、ポリイミド樹脂を用いることが好ましい。この透
明膜３上には、入射した放射線を光電変換素子２１が感
度を有する波長帯の光に変換する柱状構造のシンチレー
タ４が形成されている。シンチレータ４には、各種の材
料を用いることができるが、発光効率が良いTlドープの
CsI等が好ましい。
【００１６】さらに、このシンチレータ４を覆って各固
体撮像素子２の電極パッド２２とシフトレジスタ２３と
の間まで広がり、シンチレータ４を密封する保護膜５が
形成されている。この保護膜５は、Ｘ線透過性で、水蒸
気を遮断するものであり、例えば、ポリパラキシリレン
樹脂（スリーボンド社製、商品名パリレン）、特にポリ
パラクロロキシリレン（同社製、商品名パリレンＣ）を
用いることが好ましい。パリレンによるコーティング膜
は、水蒸気及びガスの透過が極めて少なく、撥水性、耐
薬品性も高いほか、薄膜でも優れた電気絶縁性を有し、
放射線、可視光線に対して透明であるなど保護膜５にふ
さわしい優れた特徴を有している。
体撮像素子２の電極パッド２２とシフトレジスタ２３と
の間まで広がり、シンチレータ４を密封する保護膜５が
形成されている。この保護膜５は、Ｘ線透過性で、水蒸
気を遮断するものであり、例えば、ポリパラキシリレン
樹脂（スリーボンド社製、商品名パリレン）、特にポリ
パラクロロキシリレン（同社製、商品名パリレンＣ）を
用いることが好ましい。パリレンによるコーティング膜
は、水蒸気及びガスの透過が極めて少なく、撥水性、耐
薬品性も高いほか、薄膜でも優れた電気絶縁性を有し、
放射線、可視光線に対して透明であるなど保護膜５にふ
さわしい優れた特徴を有している。
【００１７】次に、図４〜図８を用いて本発明に係る放
射線検出器の製造工程を具体的に説明する。最初に図４
に示されるような構造の固体撮像素子２を４枚用意す
る。そして、平坦な表面を有する基台１の表面上に各固
体撮像素子２ａ〜２ｄをそれらの受光部が隣接するよ
う、言い換えると各電極パッド２２部分が外側に配列さ
れるように光電変換素子２１の受光面を表にして縦横に
２枚ずつ並べて載置して接着樹脂１１によって基台１へ
と固定する（図５参照）。
射線検出器の製造工程を具体的に説明する。最初に図４
に示されるような構造の固体撮像素子２を４枚用意す
る。そして、平坦な表面を有する基台１の表面上に各固
体撮像素子２ａ〜２ｄをそれらの受光部が隣接するよ
う、言い換えると各電極パッド２２部分が外側に配列さ
れるように光電変換素子２１の受光面を表にして縦横に
２枚ずつ並べて載置して接着樹脂１１によって基台１へ
と固定する（図５参照）。
【００１８】次に、各電極パッド２２部分をマスキング
したうえで、受光部全体上（その間に形成された隙間２
５部分を含む）にポリイミドを塗布したうえで、硬化さ
せることにより約５μｍの厚さを有する透明膜３を形成
する（図６参照）。こうして、透明膜３により固体撮像
素子２ａ〜２ｄ間の隙間を塞ぐとともに、素子同士の表
面位置に段差がある場合でも透明膜３の表面を平滑に形
成することができる。
したうえで、受光部全体上（その間に形成された隙間２
５部分を含む）にポリイミドを塗布したうえで、硬化さ
せることにより約５μｍの厚さを有する透明膜３を形成
する（図６参照）。こうして、透明膜３により固体撮像
素子２ａ〜２ｄ間の隙間を塞ぐとともに、素子同士の表
面位置に段差がある場合でも透明膜３の表面を平滑に形
成することができる。
【００１９】次に、こうして形成された透明膜３上にTl
をドープしたCsIを真空蒸着法によって厚さ約400μｍの
柱状結晶として成長させることによりシンチレータ４層
を形成する（図７参照）。このシンチレータ４層は、固
体撮像素子４ａ〜４ｄの全受光部の上に形成されること
になる。また、シンチレータ４層が形成される土台とな
る透明膜３の表面が前述したように平滑な状態であるた
め、隙間を含む受光部全体にわたって均一なシンチレー
タ４層を形成することが可能である。
をドープしたCsIを真空蒸着法によって厚さ約400μｍの
柱状結晶として成長させることによりシンチレータ４層
を形成する（図７参照）。このシンチレータ４層は、固
体撮像素子４ａ〜４ｄの全受光部の上に形成されること
になる。また、シンチレータ４層が形成される土台とな
る透明膜３の表面が前述したように平滑な状態であるた
め、隙間を含む受光部全体にわたって均一なシンチレー
タ４層を形成することが可能である。
【００２０】CsIは、吸湿性が高く、露出したままにし
ておくと空気中の水蒸気を吸湿して溶解してしまうの
で、その保護のため、CVD（化学的蒸着）法によりシン
チレータ４が形成された固体撮像素子２ａ〜２ｄを基台
１ごと厚さ10μｍのパリレンで包み込み、保護膜５を形
成する（図８参照）。
ておくと空気中の水蒸気を吸湿して溶解してしまうの
で、その保護のため、CVD（化学的蒸着）法によりシン
チレータ４が形成された固体撮像素子２ａ〜２ｄを基台
１ごと厚さ10μｍのパリレンで包み込み、保護膜５を形
成する（図８参照）。
【００２１】具体的には、金属の真空蒸着と同様に真空
中で蒸着によるコーティングを行うもので、原料となる
ジパラキシリレンモノマーを熱分解して、生成物をトル
エン、ベンゼンなどの有機溶媒中で急冷しダイマーと呼
ばれるジパラキシリレンを得る工程と、このダイマーを
熱分解して、安定したラジカルパラキシリレンガスを生
成させる工程と、発生したガスを素材上に吸着、重合さ
せて分子量約５０万のポリパラキシリレン膜を重合形成
させる工程からなる。
中で蒸着によるコーティングを行うもので、原料となる
ジパラキシリレンモノマーを熱分解して、生成物をトル
エン、ベンゼンなどの有機溶媒中で急冷しダイマーと呼
ばれるジパラキシリレンを得る工程と、このダイマーを
熱分解して、安定したラジカルパラキシリレンガスを生
成させる工程と、発生したガスを素材上に吸着、重合さ
せて分子量約５０万のポリパラキシリレン膜を重合形成
させる工程からなる。
【００２２】CsIの柱状結晶の間には隙間があるが、パ
リレンはこの狭い隙間にある程度入り込むので、保護膜
５は、シンチレータ４層に密着し、シンチレータ４を密
封する。このパリレンコーティングにより、凹凸のある
シンチレータ４層表面に均一な厚さの精密薄膜コーティ
ングを形成することができる。また、パリレンのCVD形
成は、金属蒸着時よりも真空度が低く、常温で行うこと
ができるため、加工が容易である。
リレンはこの狭い隙間にある程度入り込むので、保護膜
５は、シンチレータ４層に密着し、シンチレータ４を密
封する。このパリレンコーティングにより、凹凸のある
シンチレータ４層表面に均一な厚さの精密薄膜コーティ
ングを形成することができる。また、パリレンのCVD形
成は、金属蒸着時よりも真空度が低く、常温で行うこと
ができるため、加工が容易である。
【００２３】この後で形成した保護膜５に電極パッド２
２とシフトレジスタ２３との間に沿って切れ目を入れ、
外側の保護膜５をはがすことで、電極パッド２２を露出
させて図１〜図３に示される放射線検出器１００を得
る。
２とシフトレジスタ２３との間に沿って切れ目を入れ、
外側の保護膜５をはがすことで、電極パッド２２を露出
させて図１〜図３に示される放射線検出器１００を得
る。
【００２４】続いて、本実施形態の動作を図１〜図３に
より、説明する。入射面側から入射したＸ線（放射線）
は、保護膜５を透過してシンチレータ４に達する。この
Ｘ線は、シンチレータ４で吸収され、Ｘ線の光量に比例
した所定の波長の光が放射される。放射された光は透明
膜３を透過して各々の光電変換素子２１へと到達する。
各々の光電変換素子２１では、光電変換により、到達し
た光の光量に対応する電気信号が生成されて一定時間蓄
積される。この光の光量は入射するＸ線の光量に対応し
ているから、つまり、各々の光電変換素子２１に蓄積さ
れている電気信号は、入射するＸ線の光量に対応するこ
とになり、Ｘ線画像に対応する画像信号が得られる。光
電変換素子２１に蓄積されたこの画像信号は、図示して
いない信号ラインからシフトレジスタ２３を介して各電
極パッド２２から順次出力されて外部へと転送され、こ
れを所定の処理回路で処理することにより、モニター上
にＸ線像を表示することができる。
より、説明する。入射面側から入射したＸ線（放射線）
は、保護膜５を透過してシンチレータ４に達する。この
Ｘ線は、シンチレータ４で吸収され、Ｘ線の光量に比例
した所定の波長の光が放射される。放射された光は透明
膜３を透過して各々の光電変換素子２１へと到達する。
各々の光電変換素子２１では、光電変換により、到達し
た光の光量に対応する電気信号が生成されて一定時間蓄
積される。この光の光量は入射するＸ線の光量に対応し
ているから、つまり、各々の光電変換素子２１に蓄積さ
れている電気信号は、入射するＸ線の光量に対応するこ
とになり、Ｘ線画像に対応する画像信号が得られる。光
電変換素子２１に蓄積されたこの画像信号は、図示して
いない信号ラインからシフトレジスタ２３を介して各電
極パッド２２から順次出力されて外部へと転送され、こ
れを所定の処理回路で処理することにより、モニター上
にＸ線像を表示することができる。
【００２５】前述したように、本発明によれば、各固体
撮像素子２の受光部を近接して配置することが可能であ
り、さらに、その表面上に均一なシンチレータ４層を形
成しているので、それぞれの受光部の間のつなぎ目部分
に生ずる不感領域を狭くすることができ、解像度の劣化
も防止できる。また、つなぎ目部分も含めて透明膜３に
より覆われ、その上にシンチレータ４が形成されている
ので、シンチレータ４のはく離現象を効果的に防止で
き、耐久性が確保できる。そして、受光画面の小さい素
子を組み合わせることで、大画面の素子を製作する場合
に比べて素子あたりの歩留まりの低下を防止することが
でき、製作コストの低減も図れる。
撮像素子２の受光部を近接して配置することが可能であ
り、さらに、その表面上に均一なシンチレータ４層を形
成しているので、それぞれの受光部の間のつなぎ目部分
に生ずる不感領域を狭くすることができ、解像度の劣化
も防止できる。また、つなぎ目部分も含めて透明膜３に
より覆われ、その上にシンチレータ４が形成されている
ので、シンチレータ４のはく離現象を効果的に防止で
き、耐久性が確保できる。そして、受光画面の小さい素
子を組み合わせることで、大画面の素子を製作する場合
に比べて素子あたりの歩留まりの低下を防止することが
でき、製作コストの低減も図れる。
【００２６】本発明者らはこの透明膜３によって素子間
の隙間を充填することでシンチレータ４のはく離を抑制
する効果を検証するため、固体撮像素子のペアを４種類
用意し、各素子を並べて素子間の隙間を一方が狭く、他
方が広くなるように配置することで隙間を位置により異
ならせて配置したうえで、各素子組の表面にポリイミド
を塗布して硬化させることで、それぞれに所定の厚みの
透明膜を形成して、その後シンチレータ４としてCsIを4
00μｍ蒸着した後、境界部分におけるシンチレータ４の
はく離の有無を調べた。表１にその結果を示す。
の隙間を充填することでシンチレータ４のはく離を抑制
する効果を検証するため、固体撮像素子のペアを４種類
用意し、各素子を並べて素子間の隙間を一方が狭く、他
方が広くなるように配置することで隙間を位置により異
ならせて配置したうえで、各素子組の表面にポリイミド
を塗布して硬化させることで、それぞれに所定の厚みの
透明膜を形成して、その後シンチレータ４としてCsIを4
00μｍ蒸着した後、境界部分におけるシンチレータ４の
はく離の有無を調べた。表１にその結果を示す。
【００２７】
【表１】
【００２８】隙間が７０μｍの場合でも５μｍ厚の透明
膜を形成することでシンチレータ４をはく離することな
く蒸着できることが確認された。
膜を形成することでシンチレータ４をはく離することな
く蒸着できることが確認された。
【００２９】この結果から隙間が５０μｍ以下の場合、
透明膜の厚さを２μｍ以上とし、隙間が５０μｍより大
きく７０μｍ以下の場合、透明膜の厚さを５μｍ以上と
することでシンチレータの剥離が防止できる。また、透
明膜が厚すぎると透明膜中でイメージが散乱して解像度
が低下してしまうので、透明膜の厚さは３０μｍ以下で
あることが好ましい。
透明膜の厚さを２μｍ以上とし、隙間が５０μｍより大
きく７０μｍ以下の場合、透明膜の厚さを５μｍ以上と
することでシンチレータの剥離が防止できる。また、透
明膜が厚すぎると透明膜中でイメージが散乱して解像度
が低下してしまうので、透明膜の厚さは３０μｍ以下で
あることが好ましい。
【００３０】尚、隙間が１００μｍと大きくなると隙間
に入り込んだ透明膜の量が多くなり、透明膜の硬化時の
収縮により隙間部分で透明膜にわずかながら凹みができ
てしまうのでシンチレータの剥離が生じてしまってい
る。さらに隙間は大きければ大きいほどデッドスペース
が増大することになり、極力小さいほど良い。これらの
ことから隙間は７０μｍ以下に押さえることが好まし
い。
に入り込んだ透明膜の量が多くなり、透明膜の硬化時の
収縮により隙間部分で透明膜にわずかながら凹みができ
てしまうのでシンチレータの剥離が生じてしまってい
る。さらに隙間は大きければ大きいほどデッドスペース
が増大することになり、極力小さいほど良い。これらの
ことから隙間は７０μｍ以下に押さえることが好まし
い。
【００３１】なお、上述した隙間の大きさと透明膜の厚
さの関係は、シンチレータの厚さは１００μｍ〜１００
０μｍの範囲において満たされるものである。
さの関係は、シンチレータの厚さは１００μｍ〜１００
０μｍの範囲において満たされるものである。
【００３２】図９は、本発明に係る放射線検出器の第２
の実施形態を示す平面図である。コの図に示されるよう
に、２枚の撮像基板である固体撮像素子２ａ、２ｂを連
結して大画面の放射線検出器を製造してもよい。さら
に、３枚以上の固体撮像素子を一列に並べて大画面化し
たり、２×ｍ列あるいはｍ×ｎ列並べて大画面化しても
構わない。固体撮像素子を２×ｍ列（ただしｍは３以上
の整数）並べる場合は、少なくとも四隅に配置される以
外の固体撮像素子２’は、少なくとも３辺の境界部分ま
で受光部２１が配置されている構造（図１０参照）を有
している必要がある。また、固体撮像素子をｍ×ｎ列
（ただしｍ、ｎとも３以上の整数）並べる場合は、さら
に中央部分に配置される固体撮像素子２”は、表面全体
に受光部２１が配置される構造（図１１参照）を有して
いる必要がある。この場合、電極パッドは背面に設け
て、基台１を貫通する配線を利用して信号を読み出すこ
とが好ましい。
の実施形態を示す平面図である。コの図に示されるよう
に、２枚の撮像基板である固体撮像素子２ａ、２ｂを連
結して大画面の放射線検出器を製造してもよい。さら
に、３枚以上の固体撮像素子を一列に並べて大画面化し
たり、２×ｍ列あるいはｍ×ｎ列並べて大画面化しても
構わない。固体撮像素子を２×ｍ列（ただしｍは３以上
の整数）並べる場合は、少なくとも四隅に配置される以
外の固体撮像素子２’は、少なくとも３辺の境界部分ま
で受光部２１が配置されている構造（図１０参照）を有
している必要がある。また、固体撮像素子をｍ×ｎ列
（ただしｍ、ｎとも３以上の整数）並べる場合は、さら
に中央部分に配置される固体撮像素子２”は、表面全体
に受光部２１が配置される構造（図１１参照）を有して
いる必要がある。この場合、電極パッドは背面に設け
て、基台１を貫通する配線を利用して信号を読み出すこ
とが好ましい。
【００３３】以上の説明では、保護膜５としてパリレン
製の単一膜構造の保護膜について説明してきたが、パリ
レン膜の表面にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属薄膜からなる
反射膜を設ければ、シンチレータ３から放射された光を
光電変換素子２１へと戻すことで、輝度の高い画像を得
ることができる。この金属薄膜の保護のため、さらにそ
の表面にパリレン膜等を施してもよい。シンチレータ３
として防湿性の材料を使用した場合や、装置全体を防湿
性の保護ケース内に収容するような場合は、保護膜５を
設けなくともよい。
製の単一膜構造の保護膜について説明してきたが、パリ
レン膜の表面にＡｌ、Ａｇ、Ａｕ等の金属薄膜からなる
反射膜を設ければ、シンチレータ３から放射された光を
光電変換素子２１へと戻すことで、輝度の高い画像を得
ることができる。この金属薄膜の保護のため、さらにそ
の表面にパリレン膜等を施してもよい。シンチレータ３
として防湿性の材料を使用した場合や、装置全体を防湿
性の保護ケース内に収容するような場合は、保護膜５を
設けなくともよい。
【００３４】また、本発明における透明膜とは可視光を
透過するという意味での透明膜を意味するのではなく、
透明膜が設けられる撮像基板の光電変換素子が感度を有
する光を透過性質を有することを意味する。したがっ
て、例えば可視光中の特定の波長帯に感度を有する光電
変換素子を利用する場合は、その感度域外の可視光に対
しては不透明であってもよく、可視光ではなく赤外線や
紫外線等に感度を有する光電変換素子を利用する場合
は、感度を有する光を透過すれば可視光に対しては不透
明であっても構わない。さらに、感度帯域の一部に対し
ては不透明であってもよい。
透過するという意味での透明膜を意味するのではなく、
透明膜が設けられる撮像基板の光電変換素子が感度を有
する光を透過性質を有することを意味する。したがっ
て、例えば可視光中の特定の波長帯に感度を有する光電
変換素子を利用する場合は、その感度域外の可視光に対
しては不透明であってもよく、可視光ではなく赤外線や
紫外線等に感度を有する光電変換素子を利用する場合
は、感度を有する光を透過すれば可視光に対しては不透
明であっても構わない。さらに、感度帯域の一部に対し
ては不透明であってもよい。
【００３５】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数の撮像基板を並べて受光部を隣り合わせて並べ、それ
らの受光部全体を一括して透明膜によって覆ったうえで
その上にシンチレータを形成しているので、均一なシン
チレータが形成され、良好な画像特性が得られるととも
に、シンチレータのはく離が効果的に防止される。
数の撮像基板を並べて受光部を隣り合わせて並べ、それ
らの受光部全体を一括して透明膜によって覆ったうえで
その上にシンチレータを形成しているので、均一なシン
チレータが形成され、良好な画像特性が得られるととも
に、シンチレータのはく離が効果的に防止される。
【図１】本発明に係る放射線検出器の一実施形態を示す
斜視図である。
斜視図である。
【図２】図１の放射線検出器の断面図である。
【図３】図２の一部拡大図である。
【図４】図１の検出器の製造工程を説明する図である。
【図５】図４の工程の続きを説明する図である。
【図６】図５の工程の続きを説明する図である。
【図７】図６の工程の続きを説明する図である。
【図８】図７の工程の続きを説明する図である。
【図９】本発明に係る放射線検出器の別の実施形態を示
す平面図である。
す平面図である。
【図１０】本発明に係る放射線検出器の別の実施形態に
用いられる撮像基板を示す平面図である。
用いられる撮像基板を示す平面図である。
【図１１】本発明に係る放射線検出器のさらに別の実施
形態に用いられる撮像基板を示す平面図である。
形態に用いられる撮像基板を示す平面図である。
１…基台、２…固体撮像素子、３…透明膜、４…シンチ
レータ、５…保護膜、１１…接着樹脂、２０…基板、２
１…光電変換素子、２２…電極パッド、２３…シフトレ
ジスタ、２５…隙間。
レータ、５…保護膜、１１…接着樹脂、２０…基板、２
１…光電変換素子、２２…電極パッド、２３…シフトレ
ジスタ、２５…隙間。
Claims (8)
- 【請求項１】 基板と、複数の光電変換素子を前記基板
上の少なくともその１辺近傍に２次元に配列して形成し
た受光部とを有する複数の撮像基板と、 前記複数の撮像基板を各受光部を隣り合わせて並べて載
置する基台と、 前記複数の撮像素子の受光部全体を一括して覆う表面の
平坦な透明膜と、 前記透明膜上に直接形成されているシンチレータと、 を備えている放射線検出器。 - 【請求項２】 前記シンチレータの厚さは１００μｍ〜
１０００μｍである請求項１に記載の放射線検出器。 - 【請求項３】 前記複数の撮像基板間に形成される隙間
は５０μｍ以下であり、かつ前記透明膜の厚さは２μｍ
〜３０μｍである請求項１又は２に記載の放射線検出
器。 - 【請求項４】 前記複数の撮像基板間に形成される隙間
は５０μｍ〜７０μｍであり、かつ前記透明膜の厚さは
５μｍ〜３０μｍである請求項１又は２に記載の放射線
検出器。 - 【請求項５】 前記撮像基板は前記光電変換素子に電気
的に接続されている回路部を有している請求項１〜４の
いずれかに記載の放射線検出器。 - 【請求項６】 前記撮像基板を２枚備えている請求項１
〜５のいずれかに記載の放射線検出器。 - 【請求項７】 前記撮像基板を４枚備えており、それら
が縦横に２枚ずつ連結されている請求項１〜５のいずれ
かに記載の放射線検出器。 - 【請求項８】 前記シンチレータを覆って密封する保護
膜をさらに備えている請求項１〜７のいずれかに記載の
放射線検出器。
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| AU2001276727A AU2001276727A1 (en) | 2000-08-03 | 2001-08-03 | Radioactive ray detector and method of manufacturing the detector |
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|---|---|---|---|
| JP2000235874A JP4447752B2 (ja) | 2000-08-03 | 2000-08-03 | 放射線検出器 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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| WO (1) | WO2002012919A1 (ja) |
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