JP2002158343A - 放射線検出装置及びその製造方法 - Google Patents
放射線検出装置及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 安定材料である化合物半導体材料を用いて、
大面積化を安定的に且つ低価格で実現し、更に均一な大
面積特性、特に４０ｃｍ×４０ｃｍ以上の大面積化を実
現する放射線検出装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 放射線を電荷に変換する複数のＧａＡｓ
基板２と、電荷を蓄積し転送するＴＦＴ基板１とを備え
た放射線検出装置において、複数のＧａＡｓ基板２を、
ＴＦＴ基板１上に形成すると共に、ＴＦＴ基板１に隣接
するＧａＡｓ基板２の端面の画素を、対応するＴＦＴ基
板１の同一画素に対し導電性接着剤２４を介して一括に
電気的に接続する。
大面積化を安定的に且つ低価格で実現し、更に均一な大
面積特性、特に４０ｃｍ×４０ｃｍ以上の大面積化を実
現する放射線検出装置及びその製造方法を提供する。 【解決手段】 放射線を電荷に変換する複数のＧａＡｓ
基板２と、電荷を蓄積し転送するＴＦＴ基板１とを備え
た放射線検出装置において、複数のＧａＡｓ基板２を、
ＴＦＴ基板１上に形成すると共に、ＴＦＴ基板１に隣接
するＧａＡｓ基板２の端面の画素を、対応するＴＦＴ基
板１の同一画素に対し導電性接着剤２４を介して一括に
電気的に接続する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｘ線、γ線などの
放射線を検出する放射線検出装置及びその製造方法に関
し、特に、医療画像診断装置、非破壊検査装置、放射線
を用いた分析装置などに応用される放射線検出装置及び
その製造方法に関する。
放射線を検出する放射線検出装置及びその製造方法に関
し、特に、医療画像診断装置、非破壊検査装置、放射線
を用いた分析装置などに応用される放射線検出装置及び
その製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、Ｘ線、γ線などの放射線を検出す
る放射線検出装置としては、放射線を可視光に変換し、
その変換光をａ−Ｓｉ薄膜を用いた光電変換素子（例え
ばＰＩＮ型フォトダイオード）により検出する間接型放
射線検出装置がある。この種の間接型放射線検出装置が
利用される理由としては、液晶技術の進歩により、ＴＦ
Ｔ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）及びセ
ンサの大面積化が可能になった背景と、従来より使用さ
れているＧＯＳ蛍光体の組み合わせにより、安定的に大
画面の放射線検出装置を作成できる利点があるためであ
る。
る放射線検出装置としては、放射線を可視光に変換し、
その変換光をａ−Ｓｉ薄膜を用いた光電変換素子（例え
ばＰＩＮ型フォトダイオード）により検出する間接型放
射線検出装置がある。この種の間接型放射線検出装置が
利用される理由としては、液晶技術の進歩により、ＴＦ
Ｔ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）及びセ
ンサの大面積化が可能になった背景と、従来より使用さ
れているＧＯＳ蛍光体の組み合わせにより、安定的に大
画面の放射線検出装置を作成できる利点があるためであ
る。
【０００３】最近では、高感度化の要求に答えるべく、
ＧＯＳ蛍光体の代わりにＣｓＩ蛍光体を用いた放射線検
出装置が開発されているという状況がある。ＣｓＩ蛍光
体を用いた放射線検出装置が開発されている理由は、従
来のＧＯＳ蛍光体がＧＯＳ粒子を有機樹脂などでシート
状に形成したものであるのに対して、ＣｓＩ蛍光体は柱
状結晶構造を示し、直接センサ基板に形成したり、或い
は基板に形成したものを貼り合わせるという方法で製造
できるためである。
ＧＯＳ蛍光体の代わりにＣｓＩ蛍光体を用いた放射線検
出装置が開発されているという状況がある。ＣｓＩ蛍光
体を用いた放射線検出装置が開発されている理由は、従
来のＧＯＳ蛍光体がＧＯＳ粒子を有機樹脂などでシート
状に形成したものであるのに対して、ＣｓＩ蛍光体は柱
状結晶構造を示し、直接センサ基板に形成したり、或い
は基板に形成したものを貼り合わせるという方法で製造
できるためである。
【０００４】ＣｓＩ蛍光体においては、内部で発光した
光が柱状結晶内を伝播し、その結果、光散乱が低減さ
れ、厚膜で構成することが可能な構造となり、高感度を
達成できると推定されている。図１４は発光強度とその
光散乱度合いを模式的に示した図である。
光が柱状結晶内を伝播し、その結果、光散乱が低減さ
れ、厚膜で構成することが可能な構造となり、高感度を
達成できると推定されている。図１４は発光強度とその
光散乱度合いを模式的に示した図である。
【０００５】上述のように、間接型放射線検出装置は安
定的に製造され利用されているが、特性上、例えば感度
的には十分と言える状況ではない。例えば感度を上げる
ためには、単純に蛍光体の厚膜化が必要となるが、図１
４に示したように、同時に散乱光も増加し、空間分解能
が低下し、場合によっては蛍光体内の光吸収のため、感
度低下も引き起こすと言った欠点が出る。そこで、感度
と分解能の最適化を行い膜厚を設定している。これは、
簡単に言えば、光学損失、散乱のため厚膜化ができない
ことである。
定的に製造され利用されているが、特性上、例えば感度
的には十分と言える状況ではない。例えば感度を上げる
ためには、単純に蛍光体の厚膜化が必要となるが、図１
４に示したように、同時に散乱光も増加し、空間分解能
が低下し、場合によっては蛍光体内の光吸収のため、感
度低下も引き起こすと言った欠点が出る。そこで、感度
と分解能の最適化を行い膜厚を設定している。これは、
簡単に言えば、光学損失、散乱のため厚膜化ができない
ことである。
【０００６】そこで、更なる高感度化を目指して、例え
ばＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２７０８ Ｐ５１１〜Ｐ５２２に
記載されているように、ａ−Ｓｅ膜を用いた直接型放射
線検出装置が開発されている。直接型放射線検出装置
は、放射線を直接電気信号に変換させるａ−Ｓｅ半導体
薄膜を、ＴＦＴ基板に直接形成し接続したものである。
直接型放射線検出装置は、間接型放射線検出装置に比べ
て光学的損失がなく、また、発生した電荷を電界により
引き出すため、十分厚膜化することができる。そのた
め、直接型放射線検出装置を採用すれば、一層、高感度
な検出装置が実現できると考えられている。
ばＳＰＩＥ Ｖｏｌ．２７０８ Ｐ５１１〜Ｐ５２２に
記載されているように、ａ−Ｓｅ膜を用いた直接型放射
線検出装置が開発されている。直接型放射線検出装置
は、放射線を直接電気信号に変換させるａ−Ｓｅ半導体
薄膜を、ＴＦＴ基板に直接形成し接続したものである。
直接型放射線検出装置は、間接型放射線検出装置に比べ
て光学的損失がなく、また、発生した電荷を電界により
引き出すため、十分厚膜化することができる。そのた
め、直接型放射線検出装置を採用すれば、一層、高感度
な検出装置が実現できると考えられている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来例においては次のような問題点があった。現在、
直接型材料として最も注目されているａ−Ｓｅ半導体薄
膜は、材料的な環境安全性に欠け、高温時の構造変化な
ど本質的な問題を抱えている。更に、高電圧を印加する
必要があるため、放射線検出装置としての実現には、何
らかの装置側での対応が必要となると考えられている。
その結果、高価格化、大型化、取り扱い時における煩雑
化を引き起こす可能性がある。
た従来例においては次のような問題点があった。現在、
直接型材料として最も注目されているａ−Ｓｅ半導体薄
膜は、材料的な環境安全性に欠け、高温時の構造変化な
ど本質的な問題を抱えている。更に、高電圧を印加する
必要があるため、放射線検出装置としての実現には、何
らかの装置側での対応が必要となると考えられている。
その結果、高価格化、大型化、取り扱い時における煩雑
化を引き起こす可能性がある。
【０００８】このような状況で、ａ−Ｓｅ半導体薄膜に
対して、環境安全性に優れた化合物半導体が直接放射線
検出材料として研究開発されている。例えばセンサ技術
１９８６年１０月号Ｐ９３〜９８に記載されているよう
に、放射線センサ材料として、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓなど
が注目されている。一般に、この種の材料は、電離エネ
ルギが数ｅＶ程度であり、上述のａ−Ｓｅ薄膜の５０ｅ
Ｖに対して１桁小さいといった特徴がある。即ち、単純
に感度が１０倍向上するとも言える。
対して、環境安全性に優れた化合物半導体が直接放射線
検出材料として研究開発されている。例えばセンサ技術
１９８６年１０月号Ｐ９３〜９８に記載されているよう
に、放射線センサ材料として、ＣｄＴｅ、ＧａＡｓなど
が注目されている。一般に、この種の材料は、電離エネ
ルギが数ｅＶ程度であり、上述のａ−Ｓｅ薄膜の５０ｅ
Ｖに対して１桁小さいといった特徴がある。即ち、単純
に感度が１０倍向上するとも言える。
【０００９】また、この種の化合物半導体を用いた研究
開発例としては、６ｃｍ2のＣｄＴｅ化合物半導体セン
サをＣＭＯＳ読み出し回路にＩｎバンプで接続し、Ｘ線
センサとしたものがある（１９９７／ＳＰＩＥ Ｖｏ
ｌ．３０３２ Ｐ５１３〜Ｐ５１９参照）。更に、Ｃｄ
Ｔｅセンサをａ−Ｓｉ ＴＦＴアレーと導電性樹脂で電
気接続した構成の１０ｍｍ×７７ｍｍサイズのセンサが
発表されている（ＡＭ−ＬＣＤ‘９９Ａｍｐ２−２参
照）。
開発例としては、６ｃｍ2のＣｄＴｅ化合物半導体セン
サをＣＭＯＳ読み出し回路にＩｎバンプで接続し、Ｘ線
センサとしたものがある（１９９７／ＳＰＩＥ Ｖｏ
ｌ．３０３２ Ｐ５１３〜Ｐ５１９参照）。更に、Ｃｄ
Ｔｅセンサをａ−Ｓｉ ＴＦＴアレーと導電性樹脂で電
気接続した構成の１０ｍｍ×７７ｍｍサイズのセンサが
発表されている（ＡＭ−ＬＣＤ‘９９Ａｍｐ２−２参
照）。
【００１０】このように、現在、種々の化合物半導体セ
ンサが実現されているが、化合物半導体基板は、実用化
されているものとして、最大４インチ程度である。その
ため、化合物半導体センサとして、４０ｃｍ×４０ｃｍ
というサイズの大面積化を実現する技術は未だ達成され
ておらず、応用範囲も限られたものとなっているという
問題があった。
ンサが実現されているが、化合物半導体基板は、実用化
されているものとして、最大４インチ程度である。その
ため、化合物半導体センサとして、４０ｃｍ×４０ｃｍ
というサイズの大面積化を実現する技術は未だ達成され
ておらず、応用範囲も限られたものとなっているという
問題があった。
【００１１】本発明の目的は、安定材料である化合物半
導体材料を用いて、大面積化を安定的に且つ低価格で実
現し、更に均一な大面積特性、特に４０ｃｍ×４０ｃｍ
以上の大面積化を実現する放射線検出装置及びその製造
方法を提供するものである。
導体材料を用いて、大面積化を安定的に且つ低価格で実
現し、更に均一な大面積特性、特に４０ｃｍ×４０ｃｍ
以上の大面積化を実現する放射線検出装置及びその製造
方法を提供するものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】本発明は、放射線を電荷
に変換する複数のセンサ基板と、前記電荷を蓄積し転送
するＴＦＴ基板とを備えた放射線検出装置において、前
記複数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基板上に配置される
と共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端
面の画素は、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し
一括に電気的に接続されていることを特徴とする。
に変換する複数のセンサ基板と、前記電荷を蓄積し転送
するＴＦＴ基板とを備えた放射線検出装置において、前
記複数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基板上に配置される
と共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端
面の画素は、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し
一括に電気的に接続されていることを特徴とする。
【００１３】また、本発明は、放射線を電荷に変換する
複数のセンサ基板と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ
基板とを備えた放射線検出装置の製造方法において、前
記複数のセンサ基板を、前記ＴＦＴ基板上に形成すると
共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端面
の画素を、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し一
括に導電性接着剤を介して電気的に接続することを特徴
とする。
複数のセンサ基板と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ
基板とを備えた放射線検出装置の製造方法において、前
記複数のセンサ基板を、前記ＴＦＴ基板上に形成すると
共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端面
の画素を、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し一
括に導電性接着剤を介して電気的に接続することを特徴
とする。
【００１４】また、本発明の放射線検出装置は、図５を
参照しつつ説明すれば、放射線を電荷に変換する複数の
センサ基板（２）と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ
基板（１）とを備えた放射線検出装置において、前記複
数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基板上に配置されると共
に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端面の
画素は、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し導電
性接着剤（２４）を介して一括に電気的に接続されてい
る。
参照しつつ説明すれば、放射線を電荷に変換する複数の
センサ基板（２）と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ
基板（１）とを備えた放射線検出装置において、前記複
数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基板上に配置されると共
に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端面の
画素は、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し導電
性接着剤（２４）を介して一括に電気的に接続されてい
る。
【００１５】［作用］本発明の放射線検出装置は、複数
のセンサ基板を、ＴＦＴ基板上に配置すると共に、ＴＦ
Ｔ基板に隣接するセンサ基板の端面の画素を、対応する
ＴＦＴ基板の同一画素に一括に電気接続する構成とす
る。そのため、大面積の放射線検出装置を実現すること
ができる。
のセンサ基板を、ＴＦＴ基板上に配置すると共に、ＴＦ
Ｔ基板に隣接するセンサ基板の端面の画素を、対応する
ＴＦＴ基板の同一画素に一括に電気接続する構成とす
る。そのため、大面積の放射線検出装置を実現すること
ができる。
【００１６】また、複数のセンサ基板の隣接部の画素に
対応するＴＦＴ基板の画素を、ダミー画素として形成す
ると共に、一定電位に印加する。そのため、大面積の放
射線検出装置を実現することができる。
対応するＴＦＴ基板の画素を、ダミー画素として形成す
ると共に、一定電位に印加する。そのため、大面積の放
射線検出装置を実現することができる。
【００１７】また、複数のセンサ基板を、ＴＦＴ基板の
中心とセンサ基板の中心が略一致するように配置する、
即ち、センサ基板のサイズ又はタイリング方法を組み合
わせる手法をとるため、仮に、出力補正するライン又は
画素があったとしても、ライン又は画素を重要領域から
除去することで、高信頼性を有する放射線検出装置を実
現することができる。
中心とセンサ基板の中心が略一致するように配置する、
即ち、センサ基板のサイズ又はタイリング方法を組み合
わせる手法をとるため、仮に、出力補正するライン又は
画素があったとしても、ライン又は画素を重要領域から
除去することで、高信頼性を有する放射線検出装置を実
現することができる。
【００１８】また、ＴＦＴ基板に隣接するセンサ基板の
端面を、画素内部に設ける、即ち、センサ基板端面の電
界強度分布をセンサ基板内と同様にする。そのため、セ
ンサ基板端面が画素内で切断されている放射線検出装置
を実現することができる。
端面を、画素内部に設ける、即ち、センサ基板端面の電
界強度分布をセンサ基板内と同様にする。そのため、セ
ンサ基板端面が画素内で切断されている放射線検出装置
を実現することができる。
【００１９】
【発明の実施の形態】［第１実施形態］次に、本発明の
第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
第１実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００２０】（１）構成の説明 本発明の第１実施形態では、放射線検出装置におけるＸ
線直接変換材料としてＧａＡｓ基板を利用した場合につ
いて述べる。
線直接変換材料としてＧａＡｓ基板を利用した場合につ
いて述べる。
【００２１】図１は第１実施形態の放射線検出装置にお
ける１画素の模式的断面図である。図１において、１は
ＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板、３はＴＦＴ、４は蓄積
容量である。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極及び
電荷収集電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを
電気的に接続する導電性接着剤、８はＴＦＴ３及び蓄積
容量４に接続されている接合電極である。
ける１画素の模式的断面図である。図１において、１は
ＴＦＴ基板、２はＧａＡｓ基板、３はＴＦＴ、４は蓄積
容量である。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極及び
電荷収集電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１とを
電気的に接続する導電性接着剤、８はＴＦＴ３及び蓄積
容量４に接続されている接合電極である。
【００２２】ＧａＡｓ基板２は、ＴＦＴ基板１の上部に
導電性接着剤７を介して電気的に接続されている。Ｇａ
Ａｓ基板２は、放射線を電荷に変換する。ＴＦＴ基板１
は、ＧａＡｓ基板２で変換された電荷を蓄積する蓄積容
量４と、電荷を転送するＴＦＴ１と、ＴＦＴ１の駆動配
線Ｖｇ（図３参照）と、信号配線Ｓｉｇ（図３参照）と
を備えている。ＧａＡｓ基板２は、共通電極５により一
定電位が印加されており、入射Ｘ線量に従い発生した電
荷を電界に従い電荷収集電極６に収集し、ＴＦＴ基板１
の蓄積容量４に蓄積する。
導電性接着剤７を介して電気的に接続されている。Ｇａ
Ａｓ基板２は、放射線を電荷に変換する。ＴＦＴ基板１
は、ＧａＡｓ基板２で変換された電荷を蓄積する蓄積容
量４と、電荷を転送するＴＦＴ１と、ＴＦＴ１の駆動配
線Ｖｇ（図３参照）と、信号配線Ｓｉｇ（図３参照）と
を備えている。ＧａＡｓ基板２は、共通電極５により一
定電位が印加されており、入射Ｘ線量に従い発生した電
荷を電界に従い電荷収集電極６に収集し、ＴＦＴ基板１
の蓄積容量４に蓄積する。
【００２３】図２は第１実施形態の放射線検出装置にお
ける１画素の等価回路図である。図２において、ＳはＧ
ａＡｓセンサ部、ＲはＧａＡｓ基板２の１画素とＴＦＴ
基板１の１画素との接合抵抗、ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容
量である。図示のように、ＧａＡｓセンサ部Ｓで発生し
た電荷は、蓄積容量Ｃに蓄積され、ＴＦＴ・ＴをＯＮす
ることにより読み出される。
ける１画素の等価回路図である。図２において、ＳはＧ
ａＡｓセンサ部、ＲはＧａＡｓ基板２の１画素とＴＦＴ
基板１の１画素との接合抵抗、ＴはＴＦＴ、Ｃは蓄積容
量である。図示のように、ＧａＡｓセンサ部Ｓで発生し
た電荷は、蓄積容量Ｃに蓄積され、ＴＦＴ・ＴをＯＮす
ることにより読み出される。
【００２４】図３は第１実施形態の放射線検出装置にお
けるＴＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。図３
において、ＴｉｊはＴＦＴ、Ｃｉｊは蓄積容量、Ｒｉｊ
はＧａＡｓ基板との接合電極、Ｖｇ１〜３はＴＦＴ駆動
配線、Ｓｉｇ．１〜３は信号配線である。各蓄積容量Ｃ
ｉｊに蓄積された信号情報は、ＴＦＴ駆動配線ｖｇ１〜
３より順次ＯＮされ、信号配線Ｓｉｇ．１〜３より読み
出される。
けるＴＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。図３
において、ＴｉｊはＴＦＴ、Ｃｉｊは蓄積容量、Ｒｉｊ
はＧａＡｓ基板との接合電極、Ｖｇ１〜３はＴＦＴ駆動
配線、Ｓｉｇ．１〜３は信号配線である。各蓄積容量Ｃ
ｉｊに蓄積された信号情報は、ＴＦＴ駆動配線ｖｇ１〜
３より順次ＯＮされ、信号配線Ｓｉｇ．１〜３より読み
出される。
【００２５】第１実施形態の放射線検出装置は、複数の
ＧａＡｓ基板をＴＦＴ基板に接合する構成であり、一例
を図４に示す。
ＧａＡｓ基板をＴＦＴ基板に接合する構成であり、一例
を図４に示す。
【００２６】図４は第１実施形態の放射線検出装置にお
ける、ＧａＡｓ基板を例えば４基板、ＴＦＴ基板に接続
した場合の模式的平面図である。図４において、１１〜
１４はＧａＡｓ基板、１５はＴＦＴ基板である。また、
図４の矢視Ａ−Ａ線に沿う模式的断面図を図５に示し、
図４の中心Ｂ部の模式的平面図を図６に示す。
ける、ＧａＡｓ基板を例えば４基板、ＴＦＴ基板に接続
した場合の模式的平面図である。図４において、１１〜
１４はＧａＡｓ基板、１５はＴＦＴ基板である。また、
図４の矢視Ａ−Ａ線に沿う模式的断面図を図５に示し、
図４の中心Ｂ部の模式的平面図を図６に示す。
【００２７】図５において、１はＴＦＴ基板、２はＧａ
Ａｓ基板である。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極
及び電荷収集電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１
とを電気的に接続する導電性接着剤、８はＴＦＴ３及び
蓄積容量４に接続されている接合電極である。図中Ｐは
画素ピッチである。
Ａｓ基板である。５及び６はＧａＡｓ基板２の共通電極
及び電荷収集電極、７はＧａＡｓ基板２とＴＦＴ基板１
とを電気的に接続する導電性接着剤、８はＴＦＴ３及び
蓄積容量４に接続されている接合電極である。図中Ｐは
画素ピッチである。
【００２８】ＧａＡｓ基板２の端面の電荷収集電極２
１、２２は、概ね１／２の信号が得られるように画素設
計されており、それぞれＧａＡｓ基板２の端面の画素が
対応するＴＦＴ基板１の同一画素の接合電極２３に対
し、一括に導電性接着剤２４を介して電気接続されてい
る。この場合、導電性接着剤２４がセンサ基板端面へ回
り込むような状態で接着して電気接続することにより、
センサ基板間及びＴＦＴ基板との接続がより確実に達成
することができる。
１、２２は、概ね１／２の信号が得られるように画素設
計されており、それぞれＧａＡｓ基板２の端面の画素が
対応するＴＦＴ基板１の同一画素の接合電極２３に対
し、一括に導電性接着剤２４を介して電気接続されてい
る。この場合、導電性接着剤２４がセンサ基板端面へ回
り込むような状態で接着して電気接続することにより、
センサ基板間及びＴＦＴ基板との接続がより確実に達成
することができる。
【００２９】図７は第１実施形態の放射線検出装置にお
けるＧａＡｓ基板２の端面画素の等価回路図である。２
つのセンサ画素から１つのＴＦＴ画素に接続されてお
り、得られる信号出力は、概ねＧａＡｓ基板２内部の画
素と同等出力である。
けるＧａＡｓ基板２の端面画素の等価回路図である。２
つのセンサ画素から１つのＴＦＴ画素に接続されてお
り、得られる信号出力は、概ねＧａＡｓ基板２内部の画
素と同等出力である。
【００３０】上記図６において、８はＴＦＴ基板の接合
電極、１１〜１４はＧａＡｓ基板（同図では輪郭のみ図
示するものとする）、７はＧａＡｓ基板とＴＦＴ基板と
の接続を行うための導電性接着剤である。また、ＴＦＴ
基板の中央部にある接合電極３１は、ＧａＡｓ基板１１
〜１４が集合する画素であり、それぞれのＧａＡｓ基板
１１〜１４の端部の画素は、概ね１／４の信号が得られ
るように設計されている。
電極、１１〜１４はＧａＡｓ基板（同図では輪郭のみ図
示するものとする）、７はＧａＡｓ基板とＴＦＴ基板と
の接続を行うための導電性接着剤である。また、ＴＦＴ
基板の中央部にある接合電極３１は、ＧａＡｓ基板１１
〜１４が集合する画素であり、それぞれのＧａＡｓ基板
１１〜１４の端部の画素は、概ね１／４の信号が得られ
るように設計されている。
【００３１】図８は第１実施形態の放射線検出装置にお
けるＧａＡｓ基板２の端部画素の等価回路図である。各
ＧａＡｓ基板端部の画素のそれぞれの信号が、同一ＴＦ
Ｔ画素に接続されており、得られる信号出力は、概ねＧ
ａＡｓ基板内部の画素と同等出力である。
けるＧａＡｓ基板２の端部画素の等価回路図である。各
ＧａＡｓ基板端部の画素のそれぞれの信号が、同一ＴＦ
Ｔ画素に接続されており、得られる信号出力は、概ねＧ
ａＡｓ基板内部の画素と同等出力である。
【００３２】上述したように、ＧａＡｓ基板をＴＦＴ基
板上に配置する場合、ＧａＡｓ基板端部の画素をＴＦＴ
基板の同一接続電極に接続することにより、画像上継ぎ
目のない、又は、補正が簡略な画像読み取りが可能とな
る。
板上に配置する場合、ＧａＡｓ基板端部の画素をＴＦＴ
基板の同一接続電極に接続することにより、画像上継ぎ
目のない、又は、補正が簡略な画像読み取りが可能とな
る。
【００３３】尚、第１実施形態では、ＧａＡｓ基板を４
基板配置した場合を例に挙げているが、勿論、ＧａＡｓ
基板を１６基板又はそれ以上配置してもよい。
基板配置した場合を例に挙げているが、勿論、ＧａＡｓ
基板を１６基板又はそれ以上配置してもよい。
【００３４】（２）動作の説明 次に、本発明の第１実施形態の動作について図５、図９
〜図１１を参照して詳細に説明する。
〜図１１を参照して詳細に説明する。
【００３５】上記のように構成された第１実施形態の放
射線検出装置の作用効果について、つまり、ＴＦＴ基板
の１画素に対して、センサ基板の端面又は端部の画素が
複数、電気的に接続されている構造が高品位画像を可能
とする理由について述べる。
射線検出装置の作用効果について、つまり、ＴＦＴ基板
の１画素に対して、センサ基板の端面又は端部の画素が
複数、電気的に接続されている構造が高品位画像を可能
とする理由について述べる。
【００３６】ＧａＡｓ基板をタイリングする場合、セン
サ基板切断時のマージン、及び貼り合わせ時のマージン
などが必要となり、ＧａＡｓ基板間を完全につなぎ合わ
せるのは困難と考えられる。そこで、本発明者らは、Ｔ
ＦＴ基板のＧａＡｓ基板のつなぎ目に対応する画素間の
距離を広げたＴＦＴ基板とセンサ基板をタイリングした
構成を考案している。
サ基板切断時のマージン、及び貼り合わせ時のマージン
などが必要となり、ＧａＡｓ基板間を完全につなぎ合わ
せるのは困難と考えられる。そこで、本発明者らは、Ｔ
ＦＴ基板のＧａＡｓ基板のつなぎ目に対応する画素間の
距離を広げたＴＦＴ基板とセンサ基板をタイリングした
構成を考案している。
【００３７】図９は本発明者らが先に提案した放射線検
出装置の従来構造を示す模式的断面図である。図９にお
いて、１０１はセンサ基板端面又は端部の画素、１０２
は上述のマージンを考慮したスペースである。
出装置の従来構造を示す模式的断面図である。図９にお
いて、１０１はセンサ基板端面又は端部の画素、１０２
は上述のマージンを考慮したスペースである。
【００３８】また、図１０はこの時のセンサ基板端面又
は端部の画素の電気力線を示す模式図である。電気力線
は、センサ基板端面又は端部まで広がり、電気特性は、
ＧａＡｓ基板内部の画素とは異なった特性を示し、出力
補正が必要となる。言い換えれば、それぞれのセンサ基
板端面又は端部の画素１０１と上述のスペース１０２の
画像データ、即ち、２画素以上３画素以下の画素を補正
することになり、画像品位的には不十分となる。
は端部の画素の電気力線を示す模式図である。電気力線
は、センサ基板端面又は端部まで広がり、電気特性は、
ＧａＡｓ基板内部の画素とは異なった特性を示し、出力
補正が必要となる。言い換えれば、それぞれのセンサ基
板端面又は端部の画素１０１と上述のスペース１０２の
画像データ、即ち、２画素以上３画素以下の画素を補正
することになり、画像品位的には不十分となる。
【００３９】一方、上記図５に示した基本構成であれ
ば、不要なスペース１０２を考慮せず、且つ、電気力線
の分布はＧａＡｓ基板端面又は端部の画素を除き基板内
で均一となる。
ば、不要なスペース１０２を考慮せず、且つ、電気力線
の分布はＧａＡｓ基板端面又は端部の画素を除き基板内
で均一となる。
【００４０】図１１はこの時のＧａＡｓ基板端面又は端
部の画素の電気力線を示す模式図である。即ち、センサ
基板のつなぎ目に対応する画素のみ、場合により補正す
ることで、実質的につなぎ目のない高画像品位の放射線
検出装置を実現することができる。
部の画素の電気力線を示す模式図である。即ち、センサ
基板のつなぎ目に対応する画素のみ、場合により補正す
ることで、実質的につなぎ目のない高画像品位の放射線
検出装置を実現することができる。
【００４１】［第２実施形態］次に、本発明の第２実施
形態について図面を参照して詳細に説明する。
形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４２】（１）構成の説明 本発明の第２の実施形態では、隣接するＧａＡｓ基板端
面の画素から、ＴＦＴ基板の同一接続電極に接続される
画素が一定電位に接続されている構成について述べる。
面の画素から、ＴＦＴ基板の同一接続電極に接続される
画素が一定電位に接続されている構成について述べる。
【００４３】図１２は第２実施形態の放射線検出装置に
おけるＴＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。図
１２において、ＴｉｊはＴＦＴ、Ｃｉｊは蓄積容量、Ｒ
ｉｊはＧａＡｓ基板との接合電極、Ｖｇ１〜３はＴＦＴ
駆動配線、Ｓｉｇ．１〜３は信号配線である。第２実施
形態は、ＴＦＴ駆動配線Ｖｇ２及び信号配線Ｓｉｇ．２
を一定電位に固定し、同一接続電極にＧａＡｓ基板の端
面画素を接続する構成としたものである。ＧａＡｓ基板
とＴＦＴ基板の接続方法は、第１実施形態の図５及び図
６に示した方法と同様に行われる。
おけるＴＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。図
１２において、ＴｉｊはＴＦＴ、Ｃｉｊは蓄積容量、Ｒ
ｉｊはＧａＡｓ基板との接合電極、Ｖｇ１〜３はＴＦＴ
駆動配線、Ｓｉｇ．１〜３は信号配線である。第２実施
形態は、ＴＦＴ駆動配線Ｖｇ２及び信号配線Ｓｉｇ．２
を一定電位に固定し、同一接続電極にＧａＡｓ基板の端
面画素を接続する構成としたものである。ＧａＡｓ基板
とＴＦＴ基板の接続方法は、第１実施形態の図５及び図
６に示した方法と同様に行われる。
【００４４】（２）動作の説明 次に、本発明の第２実施形態の動作について図１０〜図
１１を参照して詳細に説明する。
１１を参照して詳細に説明する。
【００４５】第２実施形態では、特に、画素ピッチが１
００μ以下の微細ピッチとなる場合、ＧａＡｓ基板の端
部又は端面の画素が、概ね１／４出力又は１／２出力と
なるような設計が困難となる。この時、第１実施形態と
同様に電気接続しても、得られる出力が、ＧａＡｓ基板
の内部画素と比較して大きく低下する。そこで、ＴＦＴ
基板の対象画素の接続電極を一定電位にすることで対応
することも可能である。
００μ以下の微細ピッチとなる場合、ＧａＡｓ基板の端
部又は端面の画素が、概ね１／４出力又は１／２出力と
なるような設計が困難となる。この時、第１実施形態と
同様に電気接続しても、得られる出力が、ＧａＡｓ基板
の内部画素と比較して大きく低下する。そこで、ＴＦＴ
基板の対象画素の接続電極を一定電位にすることで対応
することも可能である。
【００４６】上述したように、図１１はＧａＡｓ端面に
電荷収集電極を配置した構造の電気力線の模式図、図１
０はＧａＡｓ基板端面に電荷収集電極を配置していない
構造の電気力線の模式図である。このように、ＧａＡｓ
端面の電荷収集電極があることにより、ＧａＡｓ基板の
端面部の連続性が確保できることになる。
電荷収集電極を配置した構造の電気力線の模式図、図１
０はＧａＡｓ基板端面に電荷収集電極を配置していない
構造の電気力線の模式図である。このように、ＧａＡｓ
端面の電荷収集電極があることにより、ＧａＡｓ基板の
端面部の連続性が確保できることになる。
【００４７】即ち、ＧａＡｓ基板の端部又は端面に対応
するＴＦＴ基板の接合電極に、一定電位を印加し、更
に、ＧａＡｓ基板の端部又は端面の第１列の画素を、ダ
ミー画素にすることにより、第２列の画素が端面から受
ける影響を抑えることができ、特性均一性の高いセンサ
を得ることができる。
するＴＦＴ基板の接合電極に、一定電位を印加し、更
に、ＧａＡｓ基板の端部又は端面の第１列の画素を、ダ
ミー画素にすることにより、第２列の画素が端面から受
ける影響を抑えることができ、特性均一性の高いセンサ
を得ることができる。
【００４８】［第３実施形態］次に、本発明の第３実施
形態について図面を参照して詳細に説明する。
形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００４９】（１）構成の説明 本発明の第３実施形態では、ＧａＡｓ基板の配置が異な
る場合について述べる。第３実施形態では、ＧａＡｓ基
板の中心をＴＦＴ基板の中心を合致させた構成、言い換
えれば、ＴＦＴ基板の１つの接合電極にＧａＡｓ基板４
基板の端部画素が接続されている構成を、特に、重要と
されている領域から排除した構成としたものである。第
３実施形態では、特に、中央部を重要領域と考えたもの
である。
る場合について述べる。第３実施形態では、ＧａＡｓ基
板の中心をＴＦＴ基板の中心を合致させた構成、言い換
えれば、ＴＦＴ基板の１つの接合電極にＧａＡｓ基板４
基板の端部画素が接続されている構成を、特に、重要と
されている領域から排除した構成としたものである。第
３実施形態では、特に、中央部を重要領域と考えたもの
である。
【００５０】図１３は第３実施形態の放射線検出装置の
模式的平面図である。図１３において、４１〜４７はＧ
ａＡｓ基板、１５はＴＦＴ基板である。
模式的平面図である。図１３において、４１〜４７はＧ
ａＡｓ基板、１５はＴＦＴ基板である。
【００５１】（２）動作の説明 次に、本発明の第３実施形態の動作について図１３を参
照して詳細に説明する。
照して詳細に説明する。
【００５２】第３実施形態では、ＧａＡｓ基板４１の配
置をＴＦＴ基板１５の中央へ移動して作成することによ
り、出力補正するライン又は画素を最重要領域から除去
することが可能となる。即ち、仮に、出力補正するライ
ン又は画素があったとしても、ライン又は画素を重要領
域から除去することで、高信頼性を有する放射線検出装
置を実現することができる。
置をＴＦＴ基板１５の中央へ移動して作成することによ
り、出力補正するライン又は画素を最重要領域から除去
することが可能となる。即ち、仮に、出力補正するライ
ン又は画素があったとしても、ライン又は画素を重要領
域から除去することで、高信頼性を有する放射線検出装
置を実現することができる。
【００５３】
【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、複
数のセンサ基板を、ＴＦＴ基板上に配置すると共に、Ｔ
ＦＴ基板に隣接するセンサ基板の端面の画素を、対応す
るＴＦＴ基板の同一画素に対し導電性接着剤を介して一
括に電気接続する構成としているため、大面積の放射線
検出装置を実現することができる。即ち、化合物半導体
基板などの基板サイズに限定があるものを大面積化する
場合、センサ基板のつなぎ目の画素を同一接続電極に接
続することにより、つなぎ目のない放射線検出装置を実
現することができる。
数のセンサ基板を、ＴＦＴ基板上に配置すると共に、Ｔ
ＦＴ基板に隣接するセンサ基板の端面の画素を、対応す
るＴＦＴ基板の同一画素に対し導電性接着剤を介して一
括に電気接続する構成としているため、大面積の放射線
検出装置を実現することができる。即ち、化合物半導体
基板などの基板サイズに限定があるものを大面積化する
場合、センサ基板のつなぎ目の画素を同一接続電極に接
続することにより、つなぎ目のない放射線検出装置を実
現することができる。
【００５４】また、複数のセンサ基板の隣接部の画素に
対応するＴＦＴ基板の画素を、ダミー画素として形成す
ると共に、一定電位に印加するため、大面積の放射線検
出装置を実現することができる。即ち、画素ピッチが細
かいセンサにおいても、センサ端面からの影響による出
力異常を解消することが可能な放射線検出装置を実現す
ることができる。
対応するＴＦＴ基板の画素を、ダミー画素として形成す
ると共に、一定電位に印加するため、大面積の放射線検
出装置を実現することができる。即ち、画素ピッチが細
かいセンサにおいても、センサ端面からの影響による出
力異常を解消することが可能な放射線検出装置を実現す
ることができる。
【００５５】また、複数のセンサ基板を、ＴＦＴ基板の
中心とセンサ基板の中心が略一致するように配置する、
即ち、センサ基板のサイズ又はタイリング方法を組み合
わせる手法をとるため、仮に、出力補正するライン又は
画素があったとしても、ライン又は画素を重要領域から
除去することで、高信頼性を有する放射線検出装置を実
現することができる。
中心とセンサ基板の中心が略一致するように配置する、
即ち、センサ基板のサイズ又はタイリング方法を組み合
わせる手法をとるため、仮に、出力補正するライン又は
画素があったとしても、ライン又は画素を重要領域から
除去することで、高信頼性を有する放射線検出装置を実
現することができる。
【００５６】また、ＴＦＴ基板に隣接するセンサ基板の
端面を、画素内部に設ける、即ち、センサ基板端面の電
界強度分布をセンサ基板内と同様にするため、センサ基
板端面が画素内で切断されている放射線検出装置を実現
することができる。
端面を、画素内部に設ける、即ち、センサ基板端面の電
界強度分布をセンサ基板内と同様にするため、センサ基
板端面が画素内で切断されている放射線検出装置を実現
することができる。
【図１】本発明の第１実施形態の放射線検出装置の１画
素の模式的断面図である。
素の模式的断面図である。
【図２】本発明の第１実施形態の放射線検出装置の１画
素の等価回路図である。
素の等価回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態の放射線検出装置のＴＦ
Ｔ基板の３×３画素の等価回路図である。
Ｔ基板の３×３画素の等価回路図である。
【図４】本発明の第１実施形態の放射線検出装置のＧａ
Ａｓ基板をＴＦＴ基板に接続した場合の模式的平面図で
ある。
Ａｓ基板をＴＦＴ基板に接続した場合の模式的平面図で
ある。
【図５】図４の矢視Ａ−Ａ線に沿う模式的断面図であ
る。
る。
【図６】図４のＢ部の模式的平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態の放射線検出装置の端面
画素の等価回路図である。
画素の等価回路図である。
【図８】本発明の第１実施形態の放射線検出装置の端部
画素の等価回路図である。
画素の等価回路図である。
【図９】従来例の放射線検出装置の１画素の模式的断面
図である。
図である。
【図１０】本発明の第１及び第２実施形態の放射線検出
装置のＧａＡｓ基板端面又は端部の画素の電気力線を示
す模式図である。
装置のＧａＡｓ基板端面又は端部の画素の電気力線を示
す模式図である。
【図１１】本発明の第１及び第２実施形態の放射線検出
装置のＧａＡｓ基板端面又は端部の画素の電気力線を示
す模式図である。
装置のＧａＡｓ基板端面又は端部の画素の電気力線を示
す模式図である。
【図１２】本発明の第２実施形態の放射線検出装置のＴ
ＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。
ＦＴ基板の３×３画素の等価回路図である。
【図１３】本発明の第３実施形態の放射線検出装置の模
式的平面図である。
式的平面図である。
【図１４】発光強度とその光散乱度合いの関係を示す説
明図である。
明図である。
１ ＴＦＴ基板 ２ ＧａＡｓ基板 ３ ＴＦＴ ４ 蓄積容量 ２４ 導電性接着剤
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０４Ｎ 5/32 Ｈ０１Ｌ 31/00 Ａ Ｆターム(参考） 2G088 EE01 EE30 FF02 FF04 GG21 JJ05 JJ09 JJ33 JJ37 LL12 4M118 AA01 AA10 AB01 BA05 BA19 CA14 CB02 EA20 FB03 FB09 FB13 FB16 GA10 HA26 HA29 5C024 AX11 AX16 CX41 CY47 5F088 AB07 BA20 BB03 BB07 EA04 EA08 JA09 KA03 LA07
Claims (12)
- 【請求項１】 放射線を電荷に変換する複数のセンサ基
板と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ基板とを備えた
放射線検出装置において、 前記複数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基板上に配置され
ると共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の
端面の画素は、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対
し一括に電気的に接続されていることを特徴とする放射
線検出装置。 - 【請求項２】 前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基
板の端面の画素と、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素
との間における前記一括電気的接続は、隣接する前記セ
ンサ基板間に導電性接着剤が充填されることによる接続
であることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装
置。 - 【請求項３】 前記複数のセンサ基板の隣接部の画素に
対応する前記ＴＦＴ基板の画素は、ダミー画素として形
成されると共に、一定電位に印加されていることを特徴
とする請求項１記載の放射線検出装置。 - 【請求項４】 前記複数のセンサ基板は、前記ＴＦＴ基
板の中心と前記センサ基板の中心が略一致するように配
置されることを特徴とする請求項１記載の放射線検出装
置。 - 【請求項５】 前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基
板の端面は、画素内部に存在することを特徴とする請求
項１記載の放射線検出装置。 - 【請求項６】 前記センサ基板を構成する放射線直接変
換材料は、ＧａＡｓ等の化合物半導体材料であることを
特徴とする請求項１〜５の何れかに記載の放射線検出装
置。 - 【請求項７】 放射線を電荷に変換する複数のセンサ基
板と、前記電荷を蓄積し転送するＴＦＴ基板とを備えた
放射線検出装置の製造方法において、 前記複数のセンサ基板を、前記ＴＦＴ基板上に形成する
と共に、前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基板の端
面の画素を、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素に対し
一括に導電性接着剤を介して電気的に接続することを特
徴とする放射線検出装置の製造方法。 - 【請求項８】 前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ基
板の端面の画素と、対応する前記ＴＦＴ基板の同一画素
との間における前記一括電気的接続を、隣接する前記セ
ンサ基板間に導電性接着剤を充填することで行うことを
特徴とする請求項７記載の放射線検出装置の製造方法。 - 【請求項９】 前記複数のセンサ基板の隣接部の画素に
対応する前記ＴＦＴ基板の画素を、ダミー画素として形
成すると共に、一定電位に印加することを特徴とする請
求項７記載の放射線検出装置の製造方法。 - 【請求項１０】 前記複数のセンサ基板を、前記ＴＦＴ
基板の中心と前記センサ基板の中心が略一致するように
配置することを特徴とする請求項７記載の放射線検出装
置の製造方法。 - 【請求項１１】 前記ＴＦＴ基板に隣接する前記センサ
基板の端面を、画素内部に設けることを特徴とする請求
項７記載の放射線検出装置の製造方法。 - 【請求項１２】 前記センサ基板を構成する放射線直接
変換材料として、ＧａＡｓ等の化合物半導体材料を用い
たことを特徴とする請求項７〜１１の何れかに記載の放
射線検出装置の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354585A JP2002158343A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 放射線検出装置及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2000354585A JP2002158343A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 放射線検出装置及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002158343A true JP2002158343A (ja) | 2002-05-31 |
Family
ID=18827144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000354585A Pending JP2002158343A (ja) | 2000-11-21 | 2000-11-21 | 放射線検出装置及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002158343A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322908A (ja) * | 2004-05-04 | 2005-11-17 | General Electric Co <Ge> | 食違い配置の検出区域を有するモノリシックｘ線検出器 |
-
2000
- 2000-11-21 JP JP2000354585A patent/JP2002158343A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005322908A (ja) * | 2004-05-04 | 2005-11-17 | General Electric Co <Ge> | 食違い配置の検出区域を有するモノリシックｘ線検出器 |
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