JP2012202784A - 放射線撮影装置及び製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】封止剤の収縮によるシンチレータの剥離を防止する。
【解決手段】シンチレータ３４が設けられた支持基板３３の庇状部３３ａと、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填されてシンチレータ３４の外周を封止している封止剤４６との間に、低粘着テープからなる応力緩和部４７が設けられている。応力緩和部４７は、封止剤４６が硬化時に収縮した際に、庇状部３３ａから少なくとも一部が剥がれ、封止材４６の収縮によって支持基板３３に発生する応力を緩和する。これにより、支持基板３３には大きな応力が発生しないので、支持基板３３の応力を原因とするシンチレータ３４の端部の剥離を防止することができる。
【選択図】図３
【解決手段】シンチレータ３４が設けられた支持基板３３の庇状部３３ａと、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填されてシンチレータ３４の外周を封止している封止剤４６との間に、低粘着テープからなる応力緩和部４７が設けられている。応力緩和部４７は、封止剤４６が硬化時に収縮した際に、庇状部３３ａから少なくとも一部が剥がれ、封止材４６の収縮によって支持基板３３に発生する応力を緩和する。これにより、支持基板３３には大きな応力が発生しないので、支持基板３３の応力を原因とするシンチレータ３４の端部の剥離を防止することができる。
【選択図】図３
Description
本発明は、照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた放射線撮影装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、シンチレータの周囲を封止剤によって封止した放射線撮影装置及び製造方法に関する。
照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた間接変換方式の放射線検出器を用いて、照射された放射線により表される放射線画像を撮影できるようにした放射線撮影装置が実用化されている。
シンチレータには、ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩと呼ぶ）等を蒸着することにより、複数の柱状結晶からなるシンチレータ層を構成したものがある。柱状結晶からなるシンチレータでは、柱状結晶内で発生した光は、柱状結晶のライトガイド効果によって柱状結晶中を進行し、シンチレータから射出される光の散乱が抑制されるので、照射された放射線を画像として検出する際に、画像の鮮鋭度の低下を抑制することができる。センサパネルは、ガラス等からなるセンサ基板上に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）アクティブマトリクス回路とＰＤ（Photodiode）等からなる画素をマトリクス状に配置した光センサを設けたものであり、シンチレータから放射された光は光センサによって検出される。
間接変換方式の放射線検出器には、センサパネル上にシンチレータを蒸着した直接蒸着方式と、支持基板にシンチレータを蒸着したシンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせた貼り合せ方式とがある。柱状結晶からなるシンチレータは、蒸着初期の層は十分に柱状結晶化されない。そのため、センサパネルに蒸着初期の層が近接する直接蒸着方式に比べ、シンチレータの柱状結晶化された先端部がセンサパネルに貼り合わされる貼り合せ方式の方が高画質となる。
図１２に示すように、貼り合せ方式の放射線検出器１９には、シンチレータ３４の蒸着時の耐熱性を考慮して、支持基板３３に例えば金属板（例えば、Ａｌ基板）等を用いたものがある。また、支持基板３３にシンチレータ３４を蒸着する際に、支持基板３３の外周を枠状の治具で支え、あるいはシンチレータ３４の蒸着範囲を規制する蒸着マスクが使用されることにより、支持基板３３には、シンチレータ３４の外周から外側に張り出した庇状部３３ａを有するものがある。
ＣｓＩ等からなるシンチレータ３４は、潮解性を有するため、防湿性を有する保護膜３５によって被覆されている。しかし、放射線撮影装置では、シンチレータ３４が潮解しても交換が難しいため、より封止性の高い封止構造が必要とされている。例えば、貼り合せ方式のシンチレータパネル２４では、シンチレータ３４の両面が支持基板３３とセンサパネル２３とによって挟まれているため、シンチレータ３４の外周を封止剤４６によって封止することにより、封止効果の高い封止構造を得ることができる。
上述した貼り合せ方式の放射線検出器では、支持基板とセンサ基板との熱膨張係数差によって放射線検出器に反りが発生し、あるいはシンチレータがセンサパネルから剥がれることがあった。これを防止するため、特許文献１では、支持基板とシンチレータとの間に、支持基板に生じた応力を緩和する応力緩和層が設けられている。また、特許文献２では、シンチレータを被覆している保護膜の端縁の厚みをその他の部分よりも厚くして、熱膨張係数差によって生じた応力を軽減させている。
貼り合せ方式の放射線検出器１９において、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥離することがあった。シンチレータ３４の端部の剥離がセンサパネル２３の光センサ４３の有効検出エリアに達すると、図１３に示すように、放射線画像１００の端縁に黒点状の画像欠陥１０１が表れてしまう。
シンチレータ３４の端部が剥離する原因について調査したところ、封止剤４６の硬化時の収縮が原因であることが分った。封止剤４６として、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を使用した場合、封止剤４６は、紫外線が照射されて硬化する際に収縮し、支持基板３３の庇状部３３ａを引っ張って弾性変形させてしまう。そして、庇状部３３ａの弾性変形によって支持基板３３に生じた応力の反作用により、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれていることが分った。封止剤４６の収縮によるシンチレータ３４の端部の剥離は、特許文献１の応力緩和層や、特許文献２の保護膜では防ぐことはできない。
本発明は、上記問題を解決するため、封止剤の収縮によるシンチレータの剥離を防止することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影装置は、シンチレータパネル、センサパネル、封止剤、応力緩和部を備えている。シンチレータパネルは、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータを支持するとともにシンチレータの外側に張り出した庇状部を有する支持基板とを備えている。センサパネルは、シンチレータにより変換された光を検出する光センサを有し、シンチレータと貼り合わされている。封止剤は、庇状部とセンサパネルとの間に充填されてシンチレータの外周を封止している。応力緩和部は、庇状部と封止剤との貼合せ界面、またはセンサパネルと封止剤との貼合せ界面のいずれか一方に配置されており、封止剤の硬化時の収縮による応力を緩和している。
応力緩和部は、封止剤の収縮により、庇状部またはセンサパネルから少なくとも一部が剥離するようになっている。このような応力緩和部と庇状部またはセンサパネルとの密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、このような応力緩和部の一例として、低粘着テープを用いてもよい。
また、封止剤の硬化時の収縮により、封止剤の少なくとも一部が応力緩和部から剥離するように構成してもよい。このような応力緩和部と封止剤との密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。また、このような応力緩和部の一例として、離型剤を用いてもよい。
本発明は、センサパネルがシンチレータパネルの放射線照射側に配置され、シンチレータには、センサパネルを透過した放射線が照射されるように構成された放射線撮影装置に用いてもよい。
本発明の放射線撮影装置の製造方法は、放射線を光に変換するシンチレータが設けられた支持基板からシンチレータの外側に張り出した庇状部と、シンチレータにより変換された光を検出する光センサを備えたセンサパネルの光センサの外周とのいずれか一方に、応力緩和部を設ける工程と、シンチレータとセンサパネルの光センサが設けられている面とを貼り合わせる工程と、庇状部とセンサパネルとの間にシンチレータの外周を封止する封止剤を充填する工程と、封止剤を硬化させる工程とを備えている。応力緩和部は、封止剤の硬化時の収縮による応力を緩和する。
応力緩和部は、封止剤の収縮によって庇状部またはセンサパネルから少なくとも一部が剥離するようになっている。このような応力緩和部と、庇状部またはセンサパネルとの密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。
また、封止剤の硬化時の収縮により、封止剤の少なくとも一部が応力緩和部から剥離するように構成してもよい。このような応力緩和部と封止剤との密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることが好ましい。
本発明によれば、封止剤の硬化時の収縮によって生じる応力が応力緩和部によって緩和されるので、支持基板に大きな応力は発生しない。したがって、支持基板に発生した応力の反作用を原因とするシンチレータの端部の剥離を防止することができる。
図１に示すように、本発明に係る放射線撮影装置１０は、全体形状がおよそ箱形で、矩形状の上面が放射線の照射面１１とされた筐体１２を備えている。筐体１２は、放射線を透過させる材料からなり、照射面１１が設けられている天板１３以外の部分は、例えばＡＢＳ樹脂等から構成され、天板１３は例えばカーボン等から構成されている。これにより、天板１３による放射線の吸収を抑制しつつ、天板１３の強度が確保される。なお、筐体１２は、放射線により感光材料に画像を記録する構成を備えた旧来のカセッテと同サイズであり、当該カセッテに代えて使用できるようになっている。
放射線撮影装置１０の照射面１１には、複数個のＬＥＤからなり、放射線撮影装置１０の動作モード(例えば「レディ状態」や「データ送信中」等)やバッテリの残容量等の動作状態を表示するための表示部１６が設けられている。なお、表示部１６は、ＬＥＤ以外の発光素子で構成してもよいし、液晶ディスプレイや有機ＥＬディスプレイ等の表示手段で構成してもよい。また、表示部１６は、照射面１１以外の部位に設けてもよい。
放射線撮影装置１０の筐体１２内には、照射面１１に対面するように、被撮影者の体を透過した放射線を検出するために、パネル状の放射線検出器１９が配置されている。また、筐体１２の内部には、照射面１１の短手方向に沿った一端側に、マイクロコンピュータを含む各種の電子回路や、充電可能かつ着脱可能なバッテリ(二次電池)を収容するケース２０が配置されている。放射線検出器１９を含む放射線撮影装置１０の各種電子回路は、ケース２０内に収容されたバッテリから供給される電力によって作動する。筐体１２内のうちケース２０の照射面１１側には、ケース２０内に収容された各種電子回路が放射線の照射に伴って損傷することを回避するため、鉛板等からなる放射線遮蔽部材が配設されている。
放射線検出器１９は、放射線が照射される方向に沿って、照射面１１側からセンサパネル２３、シンチレータパネル２４及び補強板２５が積層された構成を有している。図２に示すように、センサパネル２３とシンチレータパネル２４との間、及びシンチレータパネル２４と補強板２５との間は、第１の接着層２６と、第２の接着層２７とによってそれぞれ貼り合わされている。シンチレータパネル２４の外周には、シンチレータを湿気などから保護する封止部２８が設けられている。センサパネル２３は、天板１３の内面に全面に亘って接着剤により貼り付けられている。筐体１２内の底面には、制御基板２９が配置されている。制御基板２９とセンサパネル２３とは、フレキシブルケーブル３０を介して電気的に接続されている。
図３は、放射線検出器１９の端縁側の断面図であり、図２に対して上下を反転させた状態が図示されている。シンチレータパネル２４は、支持基板３３と、支持基板３３上に蒸着により設けられたシンチレータ３４と、支持基板３３とシンチレータ３４との外周を覆う保護膜３５とから構成されている。支持基板３３とシンチレータ３４との間には、支持基板３３とシンチレータ３４との密着性を改善するシンチレータ下地層３６が設けられている。
シンチレータ３４は、被撮影者の体を透過して筐体１２の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過して照射された放射線を吸収して光を放出する。一般に、シンチレータとしては、例えばＣｓＩ：Ｔｌ(タリウムを添加したヨウ化セシウム）)や、ＣｓＩ：Ｎａ(ナトリウム賦活ヨウ化セシウム)、ＧＯＳ(Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ)等の材料を用いることができる。
本実施形態では、シンチレータ３４として、支持基板３３にＣｓＩ：Ｔｌを蒸着することにより、放射線入射側かつセンサパネル２３側に複数の柱状結晶３８からなる柱状結晶領域を形成し、支持基板３３側に非柱状結晶３９からなる非柱状結晶領域を形成している。柱状結晶３８は、その平均径が柱状結晶３８の長手方向に沿っておよそ均一である。また、シンチレータ３４は、支持基板３３上に蒸着によって形成されることから、柱状結晶３８の成長速度は、蒸着源からの距離に応じて異なる。したがって、シンチレータ３４の端縁形状は、支持基板３３からの高さが徐々に低くなるようなテーパー状となる。
シンチレータ３４で発生した光は、柱状結晶３８のライトガイド効果によって柱状結晶３８内を進行し、センサパネル２３へ射出される。その際に、センサパネル２３側へ射出される光の拡散が抑制されるので、放射線撮影装置１０によって検出される放射線画像のボケが抑制される。また、シンチレータ３４の深部(非柱状結晶領域)に到達した光は、非柱状結晶３９によってセンサパネル２３側へ反射されるので、センサパネル２３に入射される光量(シンチレータ３４で発光された光の検出効率)が向上する。
なお、シンチレータ３４の放射線入射側に位置する柱状結晶領域の厚みをｔ１とし、シンチレータ３４の支持基板３３側に位置する非柱状結晶領域の厚みをｔ２としたときに、ｔ１とｔ２が下記の関係式（１）を満たすことが好ましい。シンチレータ３４の膜厚は、例えば６５０μｍ程度である。
０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５・・・（１）
０．０１≦（ｔ２／ｔ１）≦０．２５・・・（１）
柱状結晶領域の厚みｔ１と非柱状結晶領域の厚みｔ２とが上記関係式を満たすことで、発光効率が高く光の拡散を防止する領域(柱状結晶領域)と、光を反射する領域(非柱状結晶領域)とのシンチレータ３４の厚み方向に沿った比率が好適な範囲となる。これにより、シンチレータ３４の発光効率、シンチレータ３４で発光された光の検出効率、及び、放射線画像の解像度が向上する。なお、非柱状結晶領域の厚みｔ２が厚過ぎると発光効率の低い領域が増え、放射線撮影装置１０の感度の低下に繋がることから、(ｔ２／ｔ１)は０．０２以上かつ０．１以下の範囲であることがより好ましい。
上記構成のシンチレータ３４において、シンチレータ３４中の柱状結晶形成領域におけるＣｓＩの充填率には適切な範囲があり、柱状結晶形成領域の厚みにも依存するが、例えば７０〜８５％程度が最適である。すなわち、ＣｓＩの充填率が過小(例えば７０％未満)になるとシンチレータ３４の発光量の低下が顕著になる一方、ＣｓＩの充填率が過大に(例えば８５％よりも高く)なると、或る厚み以上では隣り合う柱状結晶が接触し始めるために、柱状結晶中を進行する光の一部が接触している他の柱状結晶へ移る現象(この現象はクロストークともいう)が生ずることで、シンチレータ３４への放射線照射量のパターンに対してシンチレータ３４からの光の射出光量のパターンが変化し、放射線検出精度の低下(照射された放射線を画像として検出する場合は検出画像の鮮鋭度の低下)が引き起こされる。従って、放射線検出の感度及び精度を確保するために、隣り合う柱状結晶の間には適当な大きさの隙間を設ける必要がある。
支持基板３３は、シンチレータ３４の蒸着時に高温になるため、その材質には耐熱性の高い材料が望ましく、低コストという観点から選択すると、例えばアルミニウム等の金属が好適である。支持基板３３の外縁には、シンチレータ３４の外側に張り出した庇状部３３ａが設けられている。この庇状部３３ａは、支持基板３３にＣｓＩ等を蒸着する際に支持基板３３を保持するためにシンチレータ３４が蒸着されなかった領域、あるいはシンチレータ３４の蒸着範囲を規制する蒸着マスクによってシンチレータ３４が蒸着されなかった領域であり、シンチレータ３４のセンサパネル２３に対する貼り合せ面から、支持基板３３の端部までの範囲をいう。支持基板３３の厚みは、材質にアルミニウムを用いた場合で例えば５００μｍ程度である。なお、支持基板３３が長手方向に反りにくくなるようにするため、圧延方向が長手方向に沿うように、支持基板３３を構成してもよい。
保護膜３５、及びシンチレータ下地層３６には、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、例えば熱ＣＶＤ法、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。有機膜としては、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、Ａｌ２Ｏ３等が好適である。なお、第１の接着層２６と保護膜３５との密着性向上を図るため、保護膜３５に大気圧プラズマ処理を施してもよい。
センサパネル２３は、シンチレータ３４の光射出側から射出された光を検出するものであり、平板状で平面視における外形形状が矩形状とされたセンサ基板４２と、センサ基板４２のシンチレータ３４と貼り合わされる面に設けられた光センサ４３とを備えている。センサ基板４２には、光センサ４３を構成するフォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)を、例えばアモルファスシリコンの蒸着によって形成するため、耐熱性を有するガラス基板が用いられている。センサ基板４２の厚みは、例えば７００μｍ程度である。
なお、本実施形態では、シンチレータパネル２４の放射線照射面側にセンサパネル２３が配置されているが、シンチレータとセンサパネルとをこのような位置関係で配置する方式は、「表面読取方式（ＩＳＳ：Irradiation Side Sampling)」と称する。シンチレータは、放射線入射側がより強く発光するので、シンチレータの放射線入射側に光検出部を配置する表面読取方式（ＩＳＳ）は、シンチレータの放射線入射側と反対側に光検出部を配置する「裏面読取方式(ＰＳＳ：Penetration Side Sampling)」よりも光検出部とシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、また光検出部の受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置の感度が向上する。
センサパネル２３とシンチレータパネル２４とは、第１の接着層２６によって貼り合わされている。また、シンチレータパネル２４の支持基板３３にはアルミニウム板が用いられ、センサパネル２３のセンサ基板４２にはガラス基板が用いられている。更に、放射線検出器１９は、その動作中に高温になるため、支持基板３３とセンサ基板４２には熱膨張が発生する。アルミニウムとガラスとでは、アルミニウムの熱膨張係数が３０ＰＰＭ程度であるのに対し、ガラスの熱膨張係数は３ＰＰＭ程度と大きな差があるため、従来の放射線検出器では反りが発生し、あるいは反りによってシンチレータがセンサパネルから剥離することがあった。本実施形態では、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による放射線検出器１９の反り等を防止するため、支持基板３３に補強板２５を貼り合わせている。
補強板２５には、センサ基板４２と同程度の熱膨張係数を有し、かつ適度な剛性を有する材質が好ましく、例えばカーボン基板が好適である。補強板２５として用いるカーボン基板には、単位体積あたりの硬度が高いピッチ系の炭素繊維を使用したカーボン基板を用いるのが好ましい。また、図１に示すように、放射線検出器１９は長方形であるため、長手方向に反りが発生しやすい。したがって、放射線検出器１９の長手方向の反りを抑制するため、カーボン基板は、炭素繊維の繊維方向が長手方向に沿っていることが好ましい。更に、補強板２５の剛性と重量との兼ね合いから、カーボン基板の厚みは、例えば５ｍｍ以下が好ましく、より好ましくは０．５ｍｍ以上５ｍｍ以下が好適である。
センサパネル２３とシンチレータ３４とを貼り合わせている第１の接着層２６には、硬化型の接着剤ではなく、貼り合せ後も弾力性が維持される粘着剤が用いられている。これによれば、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による応力を第１の接着層２６によって吸収または分散させることにより、シンチレータ３４のセンサパネル２３からの剥離を防止することができる。また、粘着剤からなる第１の接着層２６は、シンチレータ３４及びセンサパネル２３の表面の凹凸に合わせて塑性変形して両者を貼り合わせるので、シンチレータ３４及びセンサパネル２３との貼り合せ面に空隙が生じることによる放射線画像の欠陥を防止することができる。更に、本実施形態では、第１の接着層２６として、予め厚みが一定に設けられた粘着シートを用いているので、シンチレータ３４とセンサパネル２３との距離を一定に保つことができる。
粘着シートには、ゲル分率５０％以下の高分子成分を含む軟らかいものが好ましい。これは、支持基板３３とセンサ基板４２との熱膨張係数差による応力を吸収または分散するとともに、粘着剤の塑性変形量を大きくして、シンチレータ３４及びセンサパネル２３の表面の凹凸形状に追従させるためである。また、粘着シートのガラス転移点は、０°Ｃ以下であることが好ましい、これは、粘着シートに室温で適度な硬さを付与し、ハンドリングを容易にするためである。これらの条件を満たす粘着シートを弾性率によって表すと、例えば、２３°Ｃの環境下における貯蔵弾性率が５×１０５Ｐａ〜５×１０４Ｐａであり、損失弾性率が２×１０５Ｐａ〜２×１０４Ｐａである粘着シートが相当する。
また、粘着シートとセンサパネル２３との接着力、及び粘着シートとシンチレータ３４との接着力が、それぞれ２３°Ｃのときの値に対して、５０°Ｃのときの値が半分以上であることが好ましい。これにより、温度が上昇しても粘着シートの接着力が極端に低下することがないため、高温の環境下における製品耐久性を向上させることができる。
更に、粘着シートとしては、ボールタックナンバーが１〜６であることが望ましい。ボールタックナンバーとは、いわゆる接着層のべたつきの度合を表しており、数値が大きいほどべたつきが大きくなる。本実施形態では、センサパネル２３とシンチレータパネル２４との貼り合せ工程において貼り合せミスが発生したときに、センサパネル２３とシンチレータパネル２４とをいったん剥離して、再度貼り合せを行なうことが予定されているため、べたつきの少ない粘着シートを使用することが好ましい。
また、粘着シートは、その厚みが１５μｍ以上、５０μｍ以下であり、より好ましくは３０μｍ程度である。これは、第１の接着層２６が薄すぎると応力緩和及び凹凸追従の効果が得られず、厚すぎると第１の接着層２６による放射線吸収により放射線画像の先鋭度が低下するからである。以上のような粘着シートとしては、アクリル系粘着シートが好ましい。透明度及び接着力が高いからである。
支持基板３３と補強板２５とを貼り合わせている第２の接着層２７には、第１の接着層２６と同様に、粘着シートが用いられている。第２の接着層２７は、第１の接着層２６と同様に、支持基板３３と補強板２５との熱膨張係数差による応力を吸収または分散し、シンチレータ３４がセンサパネル２３から剥がれるのを防止している。第２の接着層２７の厚みは、接着強度、応力緩和効果等を考慮して５０μｍ以上５００μｍ以下程度が好ましい。
なお、第２の接着層２７を構成する粘着シートは、長手方向に分割された複数枚のサイズの小さな粘着シートから構成してもよい。これによれば、粘着シートを支持基板３３に貼り付ける際に、支持基板３３と粘着シートとの間に気泡が残りにくくなり、貼り付け性が向上する。また、支持基板３３及び補強板２５が湾曲した際の応力を緩和し、シンチレータ３４の剥離を防止することができる。
封止部２８は、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填された封止剤４６と、支持基板３３の保護膜３５と封止剤４６との間に配置された応力緩和部４７とから構成されている。封止剤４６は、防湿性が高い樹脂、例えば紫外線硬化型のアクリル樹脂からなり、支持基板３３とセンサパネル２３との間でシンチレータ３４の外周を封止している。これにより、シンチレータ３４は、保護膜３５によって封止されるだけでなく、支持基板３３とセンサパネル２３とによって両面が保護され、その外周が封止剤４６によって封止されているので、高い封止効果を得ることができる。
応力緩和部４７は、例えば、ＰＥＴフィルム等からなる基材に低粘着剤が塗布された低粘着テープによって構成されており、支持基板３３のシンチレータ３４が形成されている面の庇状部３３ａに貼り付けられている。封止剤４６は、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填された際に、支持基板３３には直接接触せずに応力緩和部４７に接着される。
封止剤４６に用いられる紫外線硬化型のアクリル系樹脂は、庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に充填された後に、紫外線の照射によって硬化され、硬化時に体積が収縮する。そのため、従来の放射線検出器では、封止剤４６の収縮によってセンサパネル２３よりも剛性の低い支持基板３３の庇状部３３ａが引っ張られて弾性変形し、支持基板３３に生じた応力の反作用により、シンチレータ３４の端部がセンサパネル２３から剥がれることがあった。
これに対し、本実施形態では、封止剤４６が支持基板３３ではなく応力緩和部４７に接している。そのため、図３のＡ部拡大図である図４に示すように、封止剤４６の体積が収縮すると、応力緩和部４７の少なくとも一部が低粘着剤４７ａの部分で支持基板３３から剥がれてしまう。これにより、支持基板３３には封止剤４６の収縮による応力が発生しないので、シンチレータ３４がセンサパネル２３から剥がれることはない。また、応力緩和部４７が部分的に剥がれても、湿気に弱い柱状結晶３８の先端側は封止剤４６によって封止されているので、シンチレータ３４が潮解することもない。
なお、低粘着テープからなる応力緩和部４７と保護膜３５との密着力は、封止剤４６の収縮によって応力緩和部４７が適切に支持基板３３から剥がれるようにするため、２Ｎ／１０ｍｍ以下が望ましく、より望ましくは１Ｎ／１０ｍｍ以下である。
本実施形態のシンチレータパネル２４とセンサパネル２３との貼り合せ工程は、以下のような手順で行なわれる。図５（Ａ）及び図６に示すように、シンチレータパネル２４は、支持基板３３のシンチレータ３４が形成されている面の庇状部３３ａに、全周にわたって応力緩和部４７が設けられる。応力緩和部４７に低粘着テープを用いる場合には、低粘着テープが低粘着剤を利用して庇状部３３ａに貼り付けられる。
図５（Ｂ）に示すように、次の工程では、センサパネル２３の上に第１の接着層２６によってシンチレータパネル２４が貼り合わされる。同図（Ｃ）に示すように、次の工程では、支持基板３３の庇状部３３ａとセンサパネル２３との間に封止剤４６が充填され、封止剤４６は応力緩和部４７に接着される。シンチレータ３４の外周に充填された封止剤４６は、紫外線の照射によって硬化される。封止剤４６を構成する紫外線硬化型アクリル樹脂は、硬化時に体積が収縮するが、応力緩和部４７が封止剤４６は庇状部３３ａに触れていないので、支持基板３３に応力が発生することはない。
次に、センサパネル２３の光センサ４３について説明する。図７に示すように、光センサ４３は、フォトダイオード(ＰＤ：PhotoDiode)等からなる光電変換部５５、薄膜トランジスタ(ＴＦＴ：Thin Film Transistor)５６、及び蓄積容量５７を備えた画素部５８からなり、画素部５８は、センサ基板４２上にマトリクス状に複数形成されている。また、センサパネル２３のうち、放射線の到来方向と反対側の面には、センサ基板４２上を平坦にするための平坦化層５９が形成されている。上述したように、センサパネル２３は、接着層６０によって天板１３に貼り付けられている。
光電変換部５５は、下部電極５５ａと上部電極５５ｂとの間に、シンチレータ３４から放出された光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する光電変換膜５５ｃが配置されて構成されている。なお、下部電極５５ａは、シンチレータ３４から放出された光を光電変換膜５５ｃに入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ３４の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物（TCO;Transparent Conducting Oxide）を用いることが好ましい。
なお、下部電極５５ａとしてＡｕなどの金属薄膜を用いることもできるが、９０％以上の光透過率を得ようとすると抵抗値が増大し易くなるため、ＴＣＯの方が好ましい。例えば、ＩＴＯ、ＩＺＯ、ＡＺＯ、ＦＴＯ、ＳｎＯ２、ＴｉＯ２、ＺｎＯ２等を用いることが好ましく、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からＩＴＯが最も好ましい。なお、下部電極５５ａは、全画素部共通の一枚構成としてもよいし、画素部毎に分割してもよい。
光電変換膜５５ｃを構成する材料は、光を吸収して電荷を発生する材料であればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料等を用いることができる。光電変換膜５５ｃをアモルファスシリコンで構成した場合、シンチレータ３４から放出された光を広い波長域に亘って吸収するように構成することができる。アモルファスシリコンからなる光電変換膜５５ｃの形成には、蒸着を行う必要があるため、センサ基板４２には、耐熱性を有するガラス基板を用いるのが好ましい。
ＴＦＴ５６は、ゲート電極、ゲート絶縁膜及び活性層(チャネル層)が積層され、更に活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を隔てて形成されている。活性層は、例えばアモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかにより形成することができるが、活性層を形成可能な材料はこれらに限定されるものではない。
図８に示すように、光センサ４３には、一定方向(行方向)に沿って延設され個々のＴＦＴ５６をオンオフさせるための複数本のゲート配線６３と、前記一定方向と交差する方向(列方向)に沿って延設され、蓄積容量５７(及び光電変換部５５の下部電極５５ａと上部電極５５ｂの間)に蓄積された電荷をオン状態のＴＦＴ５６を介して読み出すための複数本のデータ配線６４が設けられている。
センサパネル２３の個々のゲート配線６３はゲート線ドライバ６７に接続されており、個々のデータ配線６４は信号処理部６８に接続されている。被撮影者の体を透過した放射線(被撮影者の体の画像情報を担持した放射線)が放射線撮影装置１０に照射されると、シンチレータ３４のうち照射面１１上の各位置に対応する部分からは、前記各位置における放射線の照射量に応じた光量の光が放出され、個々の画素部５８の光電変換部５５では、シンチレータ３４のうちの対応する部分から放出された光の光量に応じた大きさの電荷が発生され、この電荷が個々の画素部５８の蓄積容量５７(及び光電変換部５５の下部電極５５ａと上部電極５５ｂの間)に蓄積される。
上記のようにして個々の画素部５８の蓄積容量５７に電荷が蓄積されると、個々の画素部５８のＴＦＴ５６は、ゲート線ドライバ６７からゲート配線６３を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、ＴＦＴ５６がオンされた画素部５８の蓄積容量５７に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線６４を伝送されて信号処理部６８に入力される。従って、個々の画素部５８の蓄積容量５７に蓄積された電荷は行単位で順に読み出される。
信号処理部６８は、個々のデータ配線６４毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線６４を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、Ａ／Ｄ(アナログ／デジタル)変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、Ａ／Ｄ変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
信号処理部６８には画像メモリ７１が接続されており、信号処理部６８のＡ／Ｄ変換器から出力された画像データは画像メモリ７１に順に記憶される。画像メモリ７１は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ７１に順次記憶される。
画像メモリ７１は、放射線撮影装置１０全体の動作を制御する制御部７３と接続されている。制御部７３は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、ＣＰＵ７３ａ、ＲＯＭ及びＲＡＭを含むメモリ７３ｂ、ＨＤＤ(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部７３ｃを備えている。
また、制御部７３には無線通信部７５が接続されている。無線通信部７５は、ＩＥＥＥ(Institute of Electrical and Electronics Engineers)８０２．１１ａ／ｂ／ｇ／ｎ等に代表される無線ＬＡＮ(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。制御部７３は、無線通信部７５を介してコンソール７９(図９参照)と無線通信が可能とされており、コンソール７９との間で各種情報の送受信が可能とされている。
また、放射線撮影装置１０には電源部７６が設けられており、上述した各種電子回路(ゲート線ドライバ６７や信号処理部６８、画像メモリ７１、無線通信部７５、制御部７３等)は電源部７６と各々接続され(図示省略)、電源部７６から供給された電力によって作動する。電源部７６は、放射線撮影装置１０の可搬性を損なわないように、前述のバッテリ(二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種電子回路へ電力を供給する。ゲート線ドライバ６７、信号処理部６８、画像メモリ７１、制御部７３、無線通信部７５及び電源部７６は、上述したケース２０内、もしくは制御基板２９に設けられている。
図９に示すように、コンソール７９はコンピュータからなり、装置全体の動作を司るＣＰＵ８０、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたＲＯＭ８１、各種データを一時的に記憶するＲＡＭ８２、及び、各種データを記憶するＨＤＤ８３を備え、これらはバスを介して互いに接続されている。またバスには、通信Ｉ／Ｆ部８４及び無線通信部８５が接続され、ディスプレイ８６がディスプレイドライバ８７を介して接続され、更に、操作パネル８８が操作入力検出部８９を介して接続されている。
通信Ｉ／Ｆ部８４は接続端子８４ａ、通信ケーブル９１及び放射線発生装置９２の接続端子９２ａを介して放射線発生装置９２と接続されている。コンソール７９(のＣＰＵ８０)は、放射線発生装置９２との間での曝射条件等の各種情報の送受信を通信Ｉ／Ｆ部８４経由で行う。無線通信部８５は放射線撮影装置１０の無線通信部７５と無線通信を行う機能を備えており、コンソール７９(のＣＰＵ８０)は放射線撮影装置１０との間で、画像データ等の各種情報の送受信を無線通信部８５経由で行う。また、ディスプレイドライバ８７はディスプレイ８６への各種情報を表示させるための信号を生成・出力し、コンソール７９(のＣＰＵ８０)はディスプレイドライバ８７を介して操作メニューや撮影された放射線画像等をディスプレイ８６に表示させる。また、操作パネル８８は複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される。操作入力検出部８９は操作パネル８８に対する操作を検出し、検出結果をＣＰＵ８０へ通知する。
放射線発生装置９２は、放射線源９４と、コンソール７９との間で曝射条件等の各種情報の送受信を行う通信Ｉ／Ｆ部９５と、コンソール７９から受信した曝射条件(この曝射条件には管電圧、管電流の情報が含まれている)に基づいて放射線源９４を制御する線源制御部９６とを備えている。
次に本実施形態の作用を説明する。放射線撮影装置１０を使用して放射線画像の撮影を行う場合、撮影者(例えば放射線技師等)は、被撮影者の撮影対象部位と撮影台との間に、照射面１１側を上方へ向けた放射線撮影装置１０を挿入し、向きや位置等を調整する準備作業を行う。
撮影者は、準備作業が完了すると、操作パネル８８を操作して撮影開始を指示する。これにより、コンソール７９では、曝射開始を指示する指示信号を放射線発生装置９２へ送信し、放射線発生装置９２は放射線源９４から放射線を射出させる。放射線源９４から射出された放射線は、被撮影者の体を透過して放射線撮影装置１０の照射面１１に照射され、天板１３及びセンサパネル２３を透過してシンチレータ３４の照射／光射出面に照射される。シンチレータ３４は照射／光射出面に照射された放射線を吸収し、吸収した放射線量に応じた光量の光を射出する。
センサパネル２３は、画素部５８に照射された光を画像として検出し、画像メモリ７１に画像データを記憶する。ＣＰＵ７３ａは、画像メモリ７１に記憶された画像データを無線通信部７５によってコンソール７９へ送信する。コンソール７９のＣＰＵ８０は、放射線撮影装置１０から受信した画像データを、ＲＡＭ８２を介してＨＤＤ８３に記憶する。また、ＣＰＵ８０は、ディスプレイドライバ８７を介して、ＨＤＤ８３に記憶されている画像データからなる放射線画像をディスプレイ８６に表示させる。
図３及び図４に示すように、放射線撮影装置１０では、封止剤４６が硬化時に収縮する際に、応力緩和部４７の少なくとも一部が支持基板３３から剥離するので、支持基板３３に大きな応力は発生しない。したがって、支持基板３３に生じた応力により、シンチレータ３４がセンサパネル２３から剥離することもない。また、応力緩和部４７が部分的に剥がれても、湿気に弱い柱状結晶３８の先端側は封止剤４６によって封止されているので、シンチレータ３４が潮解することはない。
上記実施形態では、応力緩和部４７を支持基板３３と封止剤４６との貼合せ界面に配置したが、図１０に示すように、応力緩和部４７をセンサパネル２３と封止剤４６との貼合せ界面に配置してもよい。このような構成においても、封止剤４６の硬化収縮時に応力緩和部４７がセンサパネル２３から剥がれるので、支持基板３３に大きな応力は発生せず、シンチレータ３４の端部の剥離を防止することができる。
なお、本実施形態では、応力緩和部４７がシンチレータ３４の柱状結晶３８の先端側で剥離するため、シンチレータ３４の封止能力が低下することが懸念されるが、その場合、シンチレータ３４の先端部分を避けて応力緩和部４７を設けることにより、シンチレータ３４の先端側は封止材４６により封止されるので、シンチレータ３４の先端部の劣化を防止することができる。なお、応力緩和部４７とセンサパネル２３との密着力は、上記実施形態と同様に２Ｎ／１０ｍｍ以下が望ましく、より望ましくは１Ｎ／１０ｍｍ以下である。
また、上記各実施形態では、応力緩和部４７に低粘着テープを使用したが、応力緩和部４７として、フッ素系樹脂やシリコーン系樹脂、油脂等からなる離型剤を用いてもよい。また、離型剤からなる応力緩和部４７は、上記各実施形態と同様に、支持基板３３と封止剤４６との貼合せ界面、またはセンサパネル２３と封止剤４６との貼合せ界面のいずれかに配置してもよい。離型剤からなる応力緩和部４７は、例えば、離型剤の支持基板３３あるいはセンサパネル２３への塗布によって形成することができる。
応力緩和部４７として離型剤を用いた場合、支持基板３３またはセンサパネル２３と、これらに塗布された応力緩和部４７とは強固に接着し、封止剤４６は応力緩和部４７から剥がれやすくなる。したがって、図１１に示すように、封止剤４６が収縮したときには、応力緩和部４７から封止剤４６が剥離するので、上記各実施形態と同様に、支持基板３３に大きな応力は発生せず、シンチレータ３４の端部の剥離を防止することができる。なお、離型剤からなる応力緩和部４７と、保護膜３５またはセンサパネル２３との密着力は、上記各実施形態と同様に、２Ｎ／１０ｍｍ以下が望ましく、より望ましくは１Ｎ／１０ｍｍ以下である。
また、上記実施形態では、光電変換部５５の光電変換膜５５ｃをアモルファスシリコンによって構成したが、光電変換膜５５ｃは、有機光電変換材料を含む材料で構成してもよい。この場合、主に可視光域で高い吸収を示す吸収スペクトルが得られ、光電変換膜５５ｃによるシンチレータ３４から放出された光以外の電磁波の吸収が殆ど無くなるので、Ｘ線やγ線等の放射線が光電変換膜５５ｃで吸収されることで発生するノイズを抑制できる。また、有機光電変換材料からなる光電変換膜５５ｃは、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドを用いて有機光電変換材料をセンサ基板４２上に付着させることで形成させることができ、センサ基板４２に対して耐熱性は要求されない。このため、ガラス以外の材質からなるセンサ基板を用いることもできる。
光電変換膜５５ｃを有機光電変換材料で構成した場合、光電変換膜５５ｃで放射線が殆ど吸収されないので、放射線が透過するようにセンサパネル２３が配置される表面読取方式（ＩＳＳ）において、センサパネル２３を透過することによる放射線の減衰を抑制することができ、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。従って、光電変換膜５５ｃを有機光電変換材料で構成することは、特に表面読取方式(ＩＳＳ)に好適である。
光電変換膜５５ｃを構成する有機光電変換材料は、シンチレータ３４から放出された光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ３４の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ３４の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ３４から放出された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ３４の放射線に対する発光ピーク波長との差が１０ｎｍ以内であることが好ましく、５ｎｍ以内であることがより好ましい。
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は５６０ｎｍであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ３４の材料としてＣｓＩ（Ｔｌ）を用いれば、上記ピーク波長の差を５ｎｍ以内にすることが可能となり、光電変換膜５５ｃで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
放射線検出パネルに適用可能な光電変換膜５５ｃについて具体的に説明する。放射線検出パネルにおける電磁波吸収／光電変換部位は、電極５５ａ、５５ｂと、該電極５５ａ,５５ｂに挟まれた光電変換膜５５ｃを含む有機層である。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び、層間接触改良部位等を積み重ねるか、若しくは混合することで形成することができる。
上記有機層は、有機ｐ型化合物または有機ｎ型化合物を含有することが好ましい。有機ｐ型半導体(化合物)は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体(化合物)であり、電子を供与しやすい性質を有する有機化合物である。さらに詳しくは２つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物である。従って、ドナー性有機化合物としては、電子供与性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。有機ｎ型半導体(化合物)は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体(化合物)であり、電子を受容し易い性質を有する有機化合物である。更に詳しくは２つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物である。従って、アクセプター性有機化合物は、電子受容性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。
有機ｐ型半導体及び有機ｎ型半導体として適用可能な材料や、光電変換膜５５ｃの構成については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
また、光電変換部５５は、少なくとも電極対５５ａ,５５ｂと光電変換膜５５ｃを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくとも何れかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
電子ブロッキング膜は、上部電極５５ｂと光電変換膜５５ｃとの間に設けることができ、上部電極５５ｂと下部電極５５ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極５５ｂから光電変換膜５５ｃに電子が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。電子ブロッキング膜には電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜５５ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上電子親和力(Ｅａ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜５５ｃの材料のイオン化ポテンシャル(Ｉｐ)と同等のＩｐ、若しくはそれより小さいＩｐを有するものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部５５の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
正孔ブロッキング膜は、光電変換膜５５ｃと下部電極５５ａとの間に設けることができ、上部電極５５ｂと下部電極５５ａとの間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極５５ａから光電変換膜５５ｃに正孔が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。正孔ブロッキング膜には電子受容性有機材料を用いることができる。実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜５５ｃの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Ｗｆ)より１．３ｅＶ以上イオン化ポテンシャル(Ｉｐ)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜５５ｃの材料の電子親和力(Ｅａ)と同等のＥａ、若しくはそれより大きいＥａを有するものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開２００９−３２８５４号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部５５の光電変換効率の低下を防ぐため、１０ｎｍ以上２００ｎｍ以下が好ましく、より好ましくは３０ｎｍ以上１５０ｎｍ以下、特に好ましくは５０ｎｍ以上１００ｎｍ以下である。
なお、光電変換膜５５ｃで発生した電荷のうち、正孔が下部電極５５ａに移動し、電子が上部電極５５ｂに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けることは必須ではなく、何れかを設けておけば、或る程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
また、ＴＦＴ５６の活性層を形成可能な非晶質酸化物としては、例えば、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも１つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｏ系)が好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎのうちの少なくとも２つを含む酸化物(例えばＩｎ−Ｚｎ−Ｏ系、Ｉｎ−Ｇａ−Ｏ系、Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系)がより好ましく、Ｉｎ、Ｇａ及びＺｎを含む酸化物が特に好ましい。Ｉｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がＩｎＧａＯ３(ＺｎＯ)ｍ(ｍは６未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、ＩｎＧａＺｎＯ４がより好ましい。なお、活性層を形成可能な非晶質酸化物はこれらに限定されるものではない。
また、活性層を形成可能な有機半導体材料としては、例えば、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開２００９−２１２３８９号公報で詳細に説明されているため、説明を省略する。
ＴＦＴ５６の活性層を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかによって形成すれば、Ｘ線等の放射線を吸収せず、或いは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
また、活性層をカーボンナノチューブで形成した場合、ＴＦＴ５６のスイッチング速度を高速化することができ、また、ＴＦＴ５６における可視光域の光の吸収度合いを低下させることができる。なお、活性層をカーボンナノチューブで形成する場合、活性層にごく微量の金属性不純物が混入しただけでＴＦＴ５６の性能が著しく低下するため、遠心分離等により非常に純度の高いカーボンナノチューブを分離・抽出して活性層の形成に用いる必要がある。
なお、有機光電変換材料で形成した膜及び有機半導体材料で形成した膜は何れも十分な可撓性を有しているので、有機光電変換材料で形成した光電変換膜５５ｃと、活性層を有機半導体材料で形成したＴＦＴ５６と、を組み合わせた構成であれば、患者の体の重みが荷重として加わるセンサパネル２３の高剛性化は必ずしも必要ではなくなる。
また、センサ基板４２は、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであればよい。ここで、ＴＦＴ５６の活性層を構成する非晶質酸化物や、光電変換部５５の光電変換膜５５ｃを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、センサ基板４２としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、合成樹脂製の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、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）等の可撓性基板を用いることができる。このような合成樹脂製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。なお、センサ基板４２には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
なお、アラミドは２００度以上の高温プロセスを適用できるため、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバＩＣの自動実装にも対応できる。また、アラミドはＩＴＯ（indium tin oxide）やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて基板を薄型化できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層してセンサ基板４２を形成してもよい。
また、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）と透明樹脂とを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
ス基板等と比べてセンサ基板４２を薄型化できる。
ス基板等と比べてセンサ基板４２を薄型化できる。
センサ基板４２としてガラス基板を用いた場合、センサパネル２３全体としての厚みは、例えば０．７ｍｍ程度になるが、センサ基板４２として光透過性を有する合成樹脂からなる薄型の基板を用いることにより、センサパネル２３全体としての厚みを、例えば０．１ｍｍ程度に薄型化できると共に、センサパネル２３に可撓性をもたせることができる。また、センサパネル２３に可撓性をもたせることで、放射線撮影装置１０の耐衝撃性が向上し、放射線撮影装置１０に衝撃が加わった場合にも破損し難くなる。また、プラスチック樹脂や、アラミド、バイオナノファイバ等は何れも放射線の吸収が少なく、センサ基板４２をこれらの材料で形成した場合、センサ基板４２による放射線の吸収量も少なくなるため、表面読取方式(ＩＳＳ)によりセンサパネル２３を放射線が透過する構成であっても、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
上記実施形態では、ＩＳＳ方式の放射線検出装置を例に説明したが、本発明は、ＰＳＳ方式の放射線検出装置にも適用が可能である。また、放射線検出器をカセッテサイズの筐体に組み込む例について説明したが、立位型、臥位型の撮影装置や、マンモグラフィ装置に組み込むことも可能である。その他、上記の実施形態で説明した本発明に係る放射線撮影装置の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。
１０ 放射線撮影装置
１９ 放射線検出器
２３ センサパネル
２４ シンチレータパネル
２５ 補強板
２６ 第１の接着層
２７ 第２の接着層
２８ 封止部
３３ 支持基板
３３ａ 庇状部
３４ シンチレータ
４２ センサ基板
４３ 光センサ
４６ 封止剤
４７ 応力緩和部
１９ 放射線検出器
２３ センサパネル
２４ シンチレータパネル
２５ 補強板
２６ 第１の接着層
２７ 第２の接着層
２８ 封止部
３３ 支持基板
３３ａ 庇状部
３４ シンチレータ
４２ センサ基板
４３ 光センサ
４６ 封止剤
４７ 応力緩和部
Claims (13)
- 放射線を光に変換するシンチレータと、前記シンチレータを支持するとともに前記シンチレータの外側に張り出した庇状部を有する支持基板とを備えたシンチレータパネルと、
前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサを有し、前記シンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、
前記庇状部と前記センサパネルとの間に充填されて前記シンチレータの外周を封止する封止剤と、
前記庇状部と前記封止剤との貼合せ界面、または前記センサパネルと前記封止剤との貼合せ界面のいずれか一方に配置され、前記封止剤の硬化時の収縮による応力を緩和する応力緩和部と、を備えたことを特徴とする放射線撮影装置。 - 前記応力緩和部は、前記封止剤の収縮により、前記庇状部または前記センサパネルから少なくとも一部が剥離することを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
- 前記応力緩和部と、前記庇状部または前記センサパネルとの密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項２記載の放射線撮影装置。
- 前記応力緩和部として、低粘着テープを用いたことを特徴とする請求項２または３記載の放射線撮影装置。
- 前記封止剤は、硬化時の収縮により前記応力緩和部から少なくとも一部が剥離することを特徴とする請求項１記載の放射線撮影装置。
- 前記応力緩和部と前記封止剤との密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項５記載の放射線撮影装置。
- 前記応力緩和部として、離型剤を用いたことを特徴とする請求項５または６記載の放射線撮影装置。
- 前記センサパネルは、前記シンチレータパネルの放射線照射側に配置されており、前記シンチレータには、前記センサパネルを透過した放射線が照射されることを特徴とする請求項１〜７いずれか記載の放射線撮影装置。
- 放射線を光に変換するシンチレータが設けられた支持基板から前記シンチレータの外側に張り出した庇状部と、前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサを備えたセンサパネルの前記光センサの外周とのいずれか一方に、応力緩和部を設ける工程と、
前記シンチレータと前記センサパネルの前記光センサが設けられている面とを貼り合わせる工程と、
前記庇状部と、前記センサパネルとの間に、前記シンチレータの外周を封止する封止剤を充填する工程と、
前記封止剤を硬化させる工程とを備え、
前記応力緩和部は、前記封止剤の硬化時の収縮による応力を緩和することを特徴とする放射線撮影装置の製造方法。 - 前記応力緩和部は、前記封止剤の収縮により、前記庇状部または前記センサパネルから少なくとも一部が剥離することを特徴とする請求項９記載の放射線撮影装置の製造方法。
- 前記応力緩和部と、前記庇状部または前記センサパネルとの密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１０記載の放射線撮影装置の製造方法。
- 前記封止剤は、硬化時の収縮により前記応力緩和部から少なくとも一部が剥離することを特徴とする請求項９記載の放射線撮影装置の製造方法。
- 前記応力緩和部と前記封止剤との密着力は、２Ｎ／１０ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１２記載の放射線撮影装置の製造方法。
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