JP2015121425A - 放射線検出装置、放射線検出システム、及び、放射線検出装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】放射線検出装置の特性や耐久性の低下を回避する仕組みを提供する。
【解決手段】入射した光を電気信号に変換する光電変換素子１１２が行列状に複数形成されたセンサ基板１１１と、光電変換素子１１２の上方を覆うように形成され、光電変換素子１１２の行方向及び列方向のうちの少なくともいずれか一方向における光電変換素子間が非形成領域となっており、放射線を前記光に変換するシンチレータ１１４と、シンチレータ１１４の上面上に形成され、シンチレータ１１４から出射した光のうちの光電変換素子１１２とは逆方向に出射した光を光電変換素子１１２の方向に反射させる反射層１１６と、反射層１１６の上面に固定された固定部１１７Ａとシンチレータ１１４の前記非形成領域に少なくとも形成された湾曲部１１７Ｂとを備える保護層１１７−１を設ける。
【選択図】図２

Description

本発明は、入射した放射線を検出する放射線検出装置、放射線検出システム、及び、放射線検出装置の製造方法に関するものである。特に、本発明に係る放射線検出装置は、医療画像診断装置や非破壊検査装置等に用いて好適なものである。なお、本明細書においては、Ｘ線の他、α線、β線、γ線等も、放射線に含まれるものとする。

放射線の量をデジタル化した電気信号として取り出して画像化する手法であるデジタル・ラジオグラフィ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｒａｄｉｏｇｒａｐｈｙ：ＤＲ）において、撮影環境の多様化に伴い、可撓性を有する湾曲可能な放射線検出装置が求められている。

可撓性を有する放射線検出装置としては、以下のようなものが提案されている。下記の特許文献１には、放射線検出装置を湾曲させることで収納を可能にし、必要に応じて収納部の放射線検出装置を出し入れすることにより、長時間の使用や放射線の連続照射に伴う放射線検出装置の性能低下を回避する手法が開示されている。また、下記の特許文献１では、放射線の入射により蛍光（可視光）を発する蛍光体であるシンチレータとして区画切断されたヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を用い、保護層として伸縮可能な弾性材料（例えばゴム）を用いている。そして、下記の特許文献１では、このような構成により、湾曲時の伸縮に伴うシンチレータの破損を防止するようにしている。

特開２０１１−２２７０４５号公報

しかしながら、特許文献１の手法では、保護層として伸縮可能な弾性材料を使用しているため、例えばヨウ化セシウムのように湿度により劣化するシンチレータを用いる際には、防湿保護性能が不十分である。特に、保護層が伸びる方向に放射線検出装置が湾曲した状態では、防湿性能が低下するといった問題がある。

即ち、従来の技術では、放射線検出装置の特性や耐久性が低下するという問題があった。

本発明は、このような問題点に鑑みてなされたものであり、放射線検出装置の特性や耐久性の低下を回避する仕組みを提供することを目的とする。

本発明の放射線検出装置は、入射した放射線を検出する放射線検出装置であって、入射した光を電気信号に変換する光電変換素子が行列状に複数形成された基板と、前記光電変換素子の上方を覆うように形成され、前記光電変換素子の行方向および列方向のうちの少なくともいずれか一方向における前記光電変換素子間が非形成領域となっており、前記放射線を前記光に変換するシンチレータと、前記シンチレータの上面上に形成され、前記シンチレータから出射した光のうちの前記光電変換素子とは逆方向に出射した光を前記光電変換素子の方向に反射させる反射層と、前記反射層の上面に固定された固定部と前記シンチレータの前記非形成領域に少なくとも形成された湾曲部とを備える保護層とを有する。
また、本発明は、上述した放射線検出装置を含む放射線検出システム、及び、上述した放射線検出装置の製造方法も含む。

本発明によれば、放射線検出装置の特性や耐久性の低下を回避することができる。

本発明の実施形態に係る放射線検出装置の概略構成の一例を示す平面概略図である。 図１に示すセンサパネルのＡ−Ａ'断面の一例を示す断面概略図である。 図１に示すセンサパネルのＢ−Ｂ'断面の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の外観の一例を示す外観概略図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置において、センサパネルの断面、及び、センサパネルの平面における他の一例を示す概略図である。 本発明の実施形態における実施例１を示し、放射線検出装置の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。 図６−１に引き続き、本発明の実施形態における実施例１を示し、放射線検出装置の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施形態における実施例２を示し、放射線検出装置の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施形態における実施例３を示し、放射線検出装置の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。 本発明の実施形態における実施例６を示し、放射線検出装置を放射線検出システムへ適用した一例を示す概略図である。

以下に、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（実施形態）について説明する。

図１は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００の概略構成の一例を示す平面概略図である。図１に示すように、本実施形態に係る放射線検出装置１００は、センサパネル１１０と、外部配線部１２０と、信号処理回路基板１３０を有して構成されている。

本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００は、被検体を透過して入射した放射線を検出して、被検体の放射線画像データを生成する装置である。また、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００（例えばセンサパネル１１０）は、可撓性を有し湾曲可能に構成されている。

センサパネル１１０は、被検体（例えば患者）を透過して入射したＸ線等の放射線を光（可視光）に変換するシンチレータ１１４と、シンチレータ１１４からの光（可視光）を電気信号に変換するものであってセンサ基板の上面に行列状（マトリクス状）に複数形成された光電変換素子を含む光電変換素子アレイとを組み合わせた装置である。ここで、光電変換素子アレイは、例えば、各光電変換素子に対応して設けられ、当該各光電変換素子に蓄積された電気信号（電荷）を外部配線部１２０に転送するためのスイッチング素子を含み構成されている。この際、例えば、１つの光電変換素子及び１つのスイッチング素子と、当該１つの光電変換素子上のシンチレータ１１４とから、１つの画素が構成されている。即ち、センサパネル１１０には、入射した放射線を電気信号に変換する画素が行列状に複数形成されている。

また、センサパネル１１０のシンチレータ１１４は、光電変換素子の行方向及び列方向のうちの少なくともいずれか一方向における光電変換素子間が非形成領域となっている。本発明の実施形態では、この非形成領域をシンチレータ切断部（空隙部）１１５と称する。図１に示す例では、シンチレータ切断部（空隙部）１１５は、センサパネル１１０の湾曲方向を光電変換素子の行方向とすると、当該湾曲方向と交差する方向である光電変換素子の列方向に設けられている。即ち、図１に示す例では、シンチレータ１１４は、センサパネル１１０の湾曲方向と交差する方向に設けられたシンチレータ切断部（空隙部）１１５によって分離されている。また、センサパネル１１０では、シンチレータ１１４を覆うように、保護層形成領域１１７ＫＹが存在している。

信号処理回路基板１３０は、外部配線部１２０を介して受信した各光電変換素子からの電気信号の信号処理を行い、被検体の放射線画像データを生成する。

次に、図１に示すセンサパネル１１０のＡ−Ａ'断面及びＢ−Ｂ'断面について説明する。

まず、図１に示すセンサパネル１１０のＡ−Ａ'断面について説明する。図２は、図１に示すセンサパネル１１０のＡ−Ａ'断面の一例を示す断面概略図である。ここで、図２（ａ）に、センサパネル１１０のＡ−Ａ'断面における第１の例を示し、図２（ｂ）に、センサパネル１１０のＡ−Ａ'断面における第２の例を示す。また、図２（ａ）及び図２（ｂ）には、センサパネル１１０の他に、図１に示す外部配線部１２０も図示している。また、以下の説明では、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０を「センサパネル１１０−１」と称し、図２（ｂ）に示すセンサパネル１１０を「センサパネル１１０−２」と称する。

まず、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１について説明する。図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、センサ基板１１１の上面には、行列状（マトリクス状）に光電変換素子１１２が複数形成されている。このセンサ基板１１１は、可撓性を有し湾曲可能な材料で形成されている。例えば、センサ基板１１１は、ＰＥＴ（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ ｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）基板等のプラスチック基板が好適に用いられる。また、十分な可撓性が得られるのであれば、センサ基板１１１として、薄層化したガラス基板を用いてもよい。この場合、センサ基板１１１としてガラス基板を用いる際には、破損防止の目的で、補強フィルムを、ガラス基板の光電変換素子形成面（上面）とは反対側の面（下面）に設置することが好ましい。

また、図２では不図示であるが、各光電変換素子１１２に対応してスイッチング素子が設けられている。また、光電変換素子１１２やスイッチング素子（不図示）としては、センサ基板１１１の湾曲に耐えられるものとして、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）半導体や非晶質酸化物半導体（例えばＩｎ−Ｇａ−Ｚｎ−Ｏ系の非晶質酸化物半導体）、有機半導体（例えばフタロシアニン化合物、ペンタセン化合物、ポリチオフェン化合物等）、カーボンナノチューブ等の材料が好適に用いられる。また、これらの材料は、後述するシンチレータ１１４の形成工程において変質や破壊されないようなものが好適に選定される。

また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、センサ基板１１１における光電変換素子１１２の形成面上（上面上）には、光電変換素子１１２等を保護する目的で、センサ保護層１１３が形成されている。具体的に、センサ保護層１１３は、シンチレータ１１４の構成材料とセンサ基板１１１又は光電変換素子１１２等の構成材料とが反応して腐食等の劣化を引き起こす場合に、必要となる。このセンサ保護層１１３は、例えば、有機材料で形成されている。

また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、センサ保護層１１３上には、各光電変換素子１１２の上方を覆うように、シンチレータ１１４が形成されている。また、光電変換素子間には、シンチレータ切断部（空隙部）１１５が設けられており、当該シンチレータ切断部（空隙部）１１５により、シンチレータ１１４が分離されている。具体的に、図２（ａ）に示すように、シンチレータ１１４は、画素ピッチｐに対して等間隔に配置されるように分離されている。このように分離されたシンチレータ１１４は、センサ基板１１１の湾曲時の圧縮又は引張応力によっても、センサ保護層１１３との界面での剥離やシンチレータ圧縮による破壊が発生しない。図２に示すシンチレータ１１４の形成方法としては、所望の形状で形成可能であれば形成方法は特に問わないが、例えばレーザー切断等の方法が好適に用いられる。このレーザー切断を行う場合には、例えば炭酸ガス（ＣＯ₂）レーザー等が好適に用いられる。

シンチレータ１１４は、入射した放射線を光電変換素子１１２が検知可能な波長の光に変換する機能を有する。例えば、シンチレータ１１４としては、タリウム（Ｔｌ）が微量添加されたヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）に代表される針状結晶シンチレータが好適に用いられる。

また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、シンチレータ１１４の上面上には、反射層１１６が形成されている。この反射層１１６は、シンチレータ１１４から出射した光のうち、光電変換素子１１２とは逆方向に出射した光を、光電変換素子１１２の方向に反射されるものである。この反射層１１６を設けることにより、光利用効率を上げることができる。また、反射層１１６としては、ＡｌやＡｇ等の高反射金属材料が好適に用いられる。また、例えば、反射層１１６は、不図示の接着層を介してシンチレータ１１４の上面上に形成されていてもよい。また、シンチレータ１１４の分離処理と同様に、反射層１１６も分離処理されている。この反射層１１６の分離方法としては、所望の形状が得られるのであれば分離方法は特に問わないが、例えばシンチレータの分離処理と同様にレーザーによる切断等を行うことが好ましい。また、マスクを用いて、シンチレータ１１４となるＣｓＩパターン上に選択的に反射層１１６を形成してもよい。

また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、反射層１１６の上面上には、センサパネル１１０−１（例えばセンサ基板１１１）の湾曲等に基づく外的要因からシンチレータ１１４等を保護するための保護層１１７−１が形成されている。この保護層１１７−１は、反射層１１６の上面に固定された固定部１１７Ａと、シンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に少なくとも形成された湾曲部１１７Ｂとを備えて構成されている。この際、保護層の固定部１１７Ａは、例えば不図示の接着剤により反射層１１６と接着して反射層１１６の上面に固定される態様であってもよい。また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１では、保護層の湾曲部１１７Ｂが、反射層１１６の上面に対して凸型構造で形成された例を示している。

保護層１１７−１としては、湾曲、屈曲、伸長等で防湿性能が変化若しくは劣化しない要件を満たすものが求められる。この要件を満たすために、保護層１１７−１としては、引張弾性率が１００ＭＰａ以上である材料で形成されていることが好ましい。この範囲の引張弾性率を有する材料を使用することで、保護層１１７−１は、十分な防湿性能を確保することができる。なお、引張弾性率が１００ＭＰａ未満である材料の場合には、例えば保護層を伸長した際に当該保護層を構成する材料の分子構造が変化し、水分透過性が向上してしまい防湿性能が低下する懸念が生じる。

具体的に、上述した要件を満たす保護層１１７−１の材料として、例えば、アルミニウム箔、マグネシウム箔、銅箔等の金属フィルム等を用いることができる。

また、上述した要件を満たす保護層１１７−１の材料として、例えば、水蒸気透過性が低い高分子フィルム等を用いることもできる。この際、高分子フィルムとしては、例えば、ポリ塩化ビニル（ＰＶＣ）、ポリ塩化ビニリデン（ＰＶＤＣ）、ポリパラキシリレン（パリレン）等の塩素系樹脂や、ポリフッ化ビニル（ＰＶＦ）、三フッ化塩化エチレン（ＰＣＴＦＥ）、ポリフッ化ビニリデン（ＰＶＤＦ）、フッ化エチレンポリマー（ＦＥＰ）、パーフルオロアルコシキル（ＰＦＡ）等のフッ素系樹脂、ポリ尿素等の樹脂が好適に用いられる。

この際、保護層１１７−１を構成する各フィルムの水蒸気透過率は１０ｇ／ｍ²・ｄａｙ以下であることが好ましく、更に、５ｇ／ｍ²・ｄａｙ以下であることがより好ましい。また、保護層１１７−１は、防湿性能を維持できる厚みが必要であり、このため、厚みが１２ｕｍ以上であることが好ましく、更に、２５ｕｍ以上であることがより好ましい。
また、保護層１１７−１として、防湿性の高いフィルムを、基台となるフィルムに貼り合わせて形成してもよい。例えば、保護層１１７−１として、Ａｌ箔等の金属フィルムをＰＥＴフィルムに接合して形成してもよい。

また、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１において、シンチレータ１１４の形成領域外に位置する保護層１１７−１の端部をセンサ基板１１１に接着させて、保護層１１７−１の端部を封止する封止部１１８が設けられている。この封止部１１８による封止処理は、水蒸気透過性の低い樹脂（例えばエポキシ系樹脂やアクリル系樹脂）による樹脂封止や、圧着による封止等で行われる。

次いで、図２（ｂ）に示すセンサパネル１１０−２について説明する。図２（ｂ）に示すセンサパネル１１０−２において、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１と同様の構成については同じ符号を付しており、ここではその説明を省略する。また、図２（ｂ）に示すセンサパネル１１０−２の以下の説明においては、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１と異なる部分についてのみ説明を行う。

図２（ｂ）に示すセンサパネル１１０−２では、保護層１１７−２の形状が、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１の保護層１１７−１とは異なっている。図２（ｂ）に示す保護層１１７−２は、反射層１１６の上面に固定された固定部１１７Ａと、シンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に少なくとも形成された湾曲部１１７Ｃとを備えて構成されている。具体的に、図２（ｂ）に示す保護層１１７−２では、保護層の湾曲部１１７Ｃが、反射層１１６の上面に対して凹型構造で形成された例を示している。即ち、図２（ｂ）に示す保護層１１７−２は、保護層の湾曲部の形状が、図２（ａ）に示す保護層１１７−１とは異なっている。その他、保護層１１７−２の構成材料等は、図２（ａ）に示す保護層１１７−１と同様である。

図２（ｂ）に示すように、保護層の湾曲部１１７Ｃが、シンチレータ１１４間であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５に入り込む場合には、その空隙部に入り込むのに十分な薄さを持った保護層１１７−２の厚みを設定する必要がある。具体的には、シンチレータ間ギャップ（シンチレータ切断部（空隙部）１１５の幅）をｄｓとし、保護層１１７−２の厚みをｔｆとした場合には、ｔｆ＜ｄｓ／２である必要がある。例えば、シンチレータ間ギャップｄｓが６０ｕｍである場合には、保護層１１７−２の厚みｔｆを３０ｕｍ未満とする必要がある。

なお、本実施形態に係る放射線検出装置１００は、例えば、センサ基板１１１の裏面側から被検体（例えば患者）を透過した放射線が入射する、いわゆる裏面照射型の装置として用いることが好適である。しかしながら、本発明においては、この態様に限定されるものではなく、本実施形態に係る放射線検出装置１００を、いわゆる表面照射型の装置として用いる態様であってもよい。

次いで、図１に示すセンサパネル１１０のＢ−Ｂ'断面について説明する。図３は、図１に示すセンサパネル１１０のＢ−Ｂ'断面の一例を示す断面概略図である。ここで、図３には、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１におけるＢ−Ｂ'断面の一例を示している。図３に示すセンサパネル１１０−１において、図２（ａ）に示すセンサパネル１１０−１と同様の構成については同じ符号を付しており、ここではその説明を省略する。

図３に示すように、図１に示すＢ−Ｂ'断面では、当該Ｂ−Ｂ'断面に沿ってシンチレータ１１４が形成されており、また、当該Ｂ−Ｂ'断面に沿って保護層の湾曲部１１７Ｂが形成されている。

図４は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００の外観の一例を示す外観概略図である。

図４に示す筐体において、把持部４０１は、ユーザである検査者が被検体の放射線撮影を行うときに、当該筐体を所定の設備に設置する際に把持する部分である。

図４に示す筐体において、湾曲部４０２は、可撓性を有する上述したセンサパネル１１０（更には外部配線部１２０）が設置される部分である。この湾曲部４０２は、図４に示すＸ方向に湾曲している。この湾曲部４０２にセンサパネル１１０を設置する際、例えば、図４に示す筐体の上側をセンサ基板１１１側にし、図４に示す筐体の下側を保護層１１７側にして設置する（センサ基板１１１を凸型に湾曲させる）。

図４に示す筐体において、固定部４０３は、信号処理回路基板１３０が設置され、更に、当該放射線検出装置１００の電源部（不図示）や、放射線画像データの送信等を行うデータ通信部（不図示）等が設置される部分である。

本実施形態に係る放射線検出装置１００においては、センサパネル１１０の湾曲方向を規制する必要がある。具体的には、センサパネル１１０を筐体の弧の内側の方向に湾曲させる必要がある。そのため、図４に示す筐体において、当該方向への湾曲のみに湾曲方向を規制するための湾曲方向規制部４０４を設ける。この湾曲方向規制部４０４による制限内であれば、湾曲方向は、一次元（図４に示すＸ方向のみ）であっても、２次元（図４に示すＸ方向及びＹ方向）であってもよい。このように湾曲方向を限定することで、シンチレータ１１４の損傷を防ぐことができる。

また、上述した２次元の湾曲を行う場合には、図５に示すセンサパネル１１０−３を形成することも考えられる。図５は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００において、センサパネル１１０の断面、及び、センサパネル１１０の平面における他の一例を示す概略図である。ここで、以下の説明では、図５に示すセンサパネル１１０を「センサパネル１１０−３」と称する。また、図５において、図１〜図３に示す構成と同様の構成については同じ符号を付しており、ここではその説明を省略する。

図５（ａ）は、図１に示すセンサパネル１１０のＡ−Ａ'断面（Ｂ−Ｂ'断面としてもよい）における第３の例を示している。図５（ａ）に示すセンサパネル１１０−３では、保護層１１７−３の形状が、図２に示す保護層１１７−１及び１１７−２と異なっている。図５（ａ）に示す保護層１１７−３は、反射層１１６の上面の一部領域に固定された固定部１１７Ｄと、当該固定部１１７Ｄ以外の湾曲部１１７Ｅとを備えて構成されている。この際、図５（ａ）に示す保護層の固定部１１７Ｄは、接着剤５０１により反射層１１６と接着して反射層１１６の上面の一部領域に固定されている。また、具体的に、図５（ａ）に示す保護層１１７−３では、保護層の固定部１１７Ｄは、分離して形成された各シンチレータ１１４の上面上にそれぞれ形成された反射層１１６のうちの一部の反射層１１６の上面上のみに形成されており（全部の反射層１１６の上面上には形成されていない）、保護層の湾曲部１１７Ｅは、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に加えて、前記一部の反射層１１６を除く他の反射層１１６の形成領域にも存在している。

図５（ｂ）は、図５（ａ）に示すセンサパネル１１０−３の平面概略図を示している。図５（ｂ）に示すように、保護層の固定部１１７Ｄは、分離して形成された各シンチレータ１１４のうちの一部のシンチレータ１１４の上方のみに形成されており（全部のシンチレータ１１４の上方には形成されていない）、保護層の湾曲部１１７Ｅは、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に加えて、前記一部のシンチレータ１１４を除く他のシンチレータ１１４の形成領域にも存在している。

上述した２次元の湾曲を行う場合において、保護層の固定部１１７Ｄを、全部のシンチレータ１１４の上方に設けてもよいが、図５に示すように、一定の間隔をおいて設ける方がより好適である。図５に示す保護層の固定部１１７Ｄによる固定方法を用いることで、保護層１１７−３の湾曲時の曲率が大きくなるため、より厚みの厚い保護層を使用することが可能となり、保護層材料の選択肢を増やすことができる。

以上説明した本発明の実施形態によれば、各シンチレータ１１４の上方に形成した保護層１１７において湾曲部を設けたので、センサパネル１１０を湾曲させて使用する場合であっても、放射線検出装置１００の特性や耐久性の低下を回避することができる。

次に、上述した本発明の実施形態を踏まえた実施例について説明する。

［実施例１］
まず、実施例１について説明する。図６−１及び図６−２は、本発明の実施形態における実施例１を示し、放射線検出装置１００の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。なお、図６−１及び図６−２に示す断面概略図は、図１に示すＡ−Ａ'断面を示したものであるものとする。

まず、図６−１（ａ）の工程では、可撓性を有し湾曲可能に構成されたセンサ基板１１１の上面に、行列状（マトリクス状）に複数の光電変換素子１１２を形成する。ここでは、センサ基板１１１として、厚みが０．５ｍｍ程度のＰＥＴ（ポリエチレンテレフタラート）からなる基板を用いる。また、光電変換素子１１２を形成する際には、スイッチング素子や配線部も形成するものとする。次いで、センサ基板１１１における光電変換素子１１２の形成面上（上面上）に、光電変換素子１１２等を保護する目的で、センサ保護層１１３を形成する。具体的に、まず、センサ基板１１１における上面上に、窒化ケイ素（ＳｉＮｘ）からなる無機保護層を形成し、その上部に、例えばスピンコート法等を用いて厚みが５ｕｍ程度のポリイミド樹脂からなる有機保護膜を形成して、センサ保護層１１３を形成する。ここで、例えば、光電変換素子１１２の配列周期（画素ピッチｐ）は、２００ｕｍ程度である。これらの光電変換素子１１２及びセンサ保護層１１３を形成する際には、湾曲による性能変化が最小となるように形成条件を選択して形成する。次いで、センサ保護層１１３上に、シンチレータ１１４を形成する。本実施例１では、シンチレータ１１４として、タリウム添加ヨウ化セシウム（以下、「ＣｓＩ：Ｔｌ」と称する）を用いる。ＣｓＩ：Ｔｌは、真空蒸着法を用いて形成する。具体的には、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）とヨウ化タリウム（ＴｌＩ）の共蒸着を行い、ＴｌドープＣｓＩ（ＣｓＩ：Ｔｌ）層を形成する。この際、厚みが２００ｕｍ程度となるように蒸着時間や蒸着速度を制御する。

続いて、図６−１（ｂ）の工程では、シンチレータ１１４の上面上に、反射層１１６を形成する。本実施例１では、反射層１１６として、厚みが１０ｕｍ程度のアクリル系樹脂からなる接着層（不図示）を介して、厚みが１２ｕｍ程度のＡｌ層（Ａｌ反射層）を形成する。Ａｌ反射層とＣｓＩ層との接着は、フィルムラミネータを用いる。その際、ＣｓＩ：Ｔｌの劣化を防止するため、Ｎ₂雰囲気化で接着を行う。

続いて、図６−１（ｃ）の工程では、光電変換素子１１２間の上方領域に存在するシンチレータ１１４及び反射層１１６の部分を除去して、各光電変換素子１１２の上方にシンチレータ１１４及び反射層１１６を残す。これにより、光電変換素子１１２間の上方領域には、シンチレータ切断部（空隙部）１１５が形成され、このシンチレータ切断部（空隙部）１１５によりシンチレータ１１４が分離される。ここで、図６−１（ｃ）に示すシンチレータ切断工程は、例えば、レーザーカットにより行われ、また、センサ基板１１１の湾曲方向と直交する方向に切断される。また、シンチレータ切断の間隔（レーザー照射間隔）は、光電変換素子１１２の配列周期である画素ピッチｐと同様に、２００ｕｍ程度の間隔である。また、シンチレータ切断部（空隙部）１１５の幅であるギャップＧは、１５ｕｍ〜２５ｕｍ程度である。

続いて、図６−１（ｄ）の工程では、反射層１１６の上面に接着剤５０１を塗布する。接着剤５０１として、熱硬化性のエポキシ樹脂、例えばＡＥ−９０１−ＤＡ（味の素ファインテクノ社製）を用いれば、温度を６０℃程度に加熱することで接着可能である。

続いて、図６−２（ｅ）の工程では、センサ基板１１１を凸型に湾曲させる。具体的に、本実施例１では、センサ基板１１１を曲率Ｒ＝４５０ｍｍ程度で凸型に湾曲させる。この際、湾曲方向は、シンチレータ切断部（空隙部）１１５の形成方向と交差する方向（本実施例１では直交する方向）である。

続いて、図６−２（ｆ）の工程では、センサ基板１１１を湾曲させた状態で接着剤５０１を介して反射層１１６の上面上に保護層１１７を設置する。ここで、保護層１１７としては、厚みが１２ｕｍ程度のＡｌフィルムの両面に、それぞれ、厚みが１２ｕｍのＰＥＴフィルムを形成したものを用いる。保護層１１７を設置した後、次いで、温度が６０℃程度で時間が３０分程度の加熱条件でセンサ基板１１１を加熱し、接着剤５０１を硬化させる。この加熱処理により、接着剤５０１を介して、反射層１１６と保護層１１７が接着される。

続いて、図６−２（ｇ）の工程では、センサ基板１１１の湾曲状態を解除して、反射層１１６の上面に接着剤５０１で固定された保護層の固定部１１７Ａを形成するとともに、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に少なくとも保護層の湾曲部１１７Ｂを形成する。これにより、保護層の固定部１１７Ａと保護層の湾曲部１１７Ｂとを有する保護層１１７−１が形成される。次いで、保護層１１７−１の端部を封止する封止部１１８を形成する。ここで、本実施例１では、封止部１１８として、例えば、接着剤５０１と同様に、熱硬化性のエポキシ樹脂（ＡＥ−９０１−ＤＡ）を用いて、図６−２（ｇ）に示すような封止処理を行う。このような処理を行うことにより、シンチレータ１１４を外気環境から遮断する保護膜構造を有するセンサパネル１１０が形成される。

その後、外部配線部１２０や信号処理回路基板１３０、更には、電源部やデータ通信部等を設置し、更にその後、センサパネル１１０を含めこれらを図４に示す匡体に設置して、実施例１における放射線検出装置１００を完成させる。

このようにして形成された放射線検出装置１００において、被検体の放射線画像データを生成すると、高精細な放射線画像が得られる。また、放射線検出装置１００により得られた放射線画像では、画像ムラや極端な出力変動等の画素異常、欠陥等も生じない。さら、温度が５０℃程度で湿度が９０％ＲＨ程度の環境下で湿度耐久試験を実施した結果、１０日間を経過しても、シンチレータ１１４の発光量や鮮鋭度の低下は見られなかった。また、センサパネル１１０を１０００回繰り返して湾曲させた後でも、出力低下や画素異常、欠陥等は見られず、良好な放射線画像を得ることができた。

［実施例２］
次に、実施例２について説明する。実施例２は、上述した実施例１における放射線検出装置１００の製造方法を一部変更した例である。具体的には、実施例１における保護層１１７−１の形成方法を変更したものである。

図７は、本発明の実施形態における実施例２を示し、放射線検出装置１００の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。なお、図７に示す断面概略図は、図１に示すＡ−Ａ'断面を示したものであるものとする。

本実施例２では、まず、図６−１（ａ）〜図６−１（ｄ）の工程を経る。

続いて、図７（ａ）の工程では、２００ｕｍ程度のピッチで形成された、高さが１００ｕｍ程度の凹状の型７０１に、実施例１で用いた保護層１１７−１を吸着させる。この状態で位置合わせを行い、凹状の型７０１の凹部以外の部分と接着剤５０１を塗布した部分とが接触するようにして、保護層１１７−１を反射層１１６が形成されたシンチレータ１１４の上方に設置する。

続いて、図７（ｂ）の工程では、実施例１と同様の方法により、接着剤５０１を熱硬化させる。その後、凹状の型７０１を取り外す。これにより、反射層１１６の上面に接着剤５０１で固定された保護層の固定部１１７Ａが形成されるとともに、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に少なくとも保護層の湾曲部１１７Ｂが形成される。次いで、保護層１１７−１の端部を封止する封止部１１８を形成する。

その後、実施例１と同様の方法により、放射線検出装置１００を作製する。

本実施例２の製造方法で形成した放射線検出装置１００は、実施例１と同様に、良好な特性及び耐久性を備えたものとなる。

［実施例３］
次に、実施例３について説明する。実施例３は、上述した実施例１における放射線検出装置１００の製造方法を一部変更した例である。具体的には、実施例１における保護層１１７−１の形成方法を変更したものである。

図８は、本発明の実施形態における実施例３を示し、放射線検出装置１００の製造方法における各工程の一例を示す断面概略図である。なお、図８に示す断面概略図は、図１に示すＡ−Ａ'断面を示したものであるものとする。

本実施例３では、まず、図６−１（ａ）〜図６−１（ｄ）の工程を経る。

続いて、図８（ａ）の工程では、センサ基板１１１を凸型に湾曲させる。具体的な湾曲方法については、実施例１の図６−２（ｅ）の工程で説明した湾曲方法と同様の方法を採用することができる。

続いて、図８（ｂ）の工程では、センサ基板１１１を湾曲させた状態で接着剤５０１を介して反射層１１６の上面上に保護層１１７−２を設置する。保護層１１７−２を設置する際、センサ基板１１１側は減圧し且つセンサ基板１１１と反対側は加圧しながら保護層フィルムを形成することにより、図８（ｂ）に示すように、シンチレータ切断部（空隙部）１１５に保護層フィルムの一部を侵入させることができる。保護層１１７−２を設置した後、次いで、温度が６０℃程度で時間が３０分程度の加熱条件でセンサ基板１１１を加熱し、接着剤５０１を硬化させる。この加熱処理により、接着剤５０１を介して、反射層１１６と保護層１１７−２が接着される。

続いて、図８（ｃ）の工程では、センサ基板１１１の湾曲状態を解除して、反射層１１６の上面に接着剤５０１で固定された保護層の固定部１１７Ａと、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に少なくとも形成された保護層の湾曲部１１７Ｃとを有する保護層１１７−２が形成される。次いで、保護層１１７−１の端部を封止する封止部１１８を形成する。

その後、実施例１と同様の方法により、放射線検出装置１００を作製する。

本実施例３の製造方法で形成した放射線検出装置１００は、実施例１と同様に、良好な特性及び耐久性を備えたものとなる。

［実施例４］
次に、実施例４について説明する。実施例４は、上述した実施例１における放射線検出装置１００の保護層１１７の材質を変更した例である。

具体的に、本実施例４では、保護層１１７を、Ａｌに替えて三フッ化塩化エチレン（ｐｏｌｙｃｈｌｏｒｏｒｏ ｔｒｉｆｌｕｏｒｏｅｔｈｙｌｅｎｅ：ＰＣＴＦＥ）のフィルムを用いる。この際、ＰＣＴＦＥフィルムの厚みは、２５ｕｍ程度である。本実施例４における放射線検出装置１００の製造方法では、シンチレータ１１４の上面上に形成した反射層１１６の上面に塗布された接着剤５０１を介して、Ａｌフィルムに替えてＰＣＴＦＥフィルムからなる保護層１１７を反射層１１６の上面に固定する。その後、保護層１１７の端部を封止部１１８で封止する。これにより、保護層１１７は、反射層１１６の上面に固定された保護層の固定部と、当該反射層１１６の上面以外の領域に形成された保護層の湾曲部とを有するものとなる。

その後、実施例１と同様の方法により、放射線検出装置１００を作製する。

本実施例４の製造方法で形成した放射線検出装置１００は、実施例１と同様に、良好な特性及び耐久性を備えたものとなる。

［実施例５］
次に、実施例５について説明する。実施例５は、上述した実施例１における放射線検出装置１００の製造方法を一部変更した例である。具体的には、実施例１におけるシンチレータ１１４の切断方法及び保護層１１７の設置方法を変更したものである。

実施例１と同様の方法で反射層１１６を形成した後、シンチレータ１１４及び反射層１１６のブロックが行列状（マトリクス状）に区画配設するようにレーザー切断を行う。各シンチレータ１１４のサイズは、例えば、２００ｕｍ×２００ｕｍとなるよう設定する。その後、区画配設した反射層１１６の上面に接着剤５０１を塗布する。この際、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、接着剤５０１を塗布するブロックの周囲のブロックには、接着剤５０１を塗布しないようにする。これにより、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、保護層の固定部１１７Ｄは、分離して形成された各シンチレータ１１４のうち、接着剤５０１を塗布したブロックのシンチレータ１１４の上方のみに形成される。また、保護層の湾曲部１１７Ｅは、シンチレータ１１４の非形成領域であるシンチレータ切断部（空隙部）１１５の領域に加えて、接着剤５０１を塗布したブロック以外の他のブロックのシンチレータ１１４の形成領域にも存在する。

このようにして形成された放射線検出装置１００は、２次元方向に柔軟に湾曲可能なものとなる。

［実施例６］
実施例６は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００を放射線検出システムへ適用した例である。

図９は、本発明の実施形態における実施例６を示し、放射線検出装置１００を放射線検出システムへ適用した一例を示す概略図である。具体的に、図９では、放射線としてＸ線を用いた例を示している。

図９に示すように、Ｘ線ルームにおいて、Ｘ線チューブ９１０で発生したＸ線９１１は、例えば被検体である患者Ｈの胸部ＨＫを透過し、本発明の実施形態に係る放射線検出装置１００に入射する。この放射線検出装置１００に入射したＸ線９１１には、患者Ｈの体内情報が含まれている。Ｘ線９１１の入射に対応してシンチレータ１１４は光に変換し、この光を光電変換素子１１２が光電変換して電気信号を得る。この電気信号は、例えば信号処理回路基板１３０における信号処理によりデジタル信号に変換されて、Ｘ線画像データが生成され、コントロールルームのイメージプロセッサ９２０に入力される。

コントロールルームにおいて、イメージプロセッサ９２０は、入力されたＸ線画像データに対して所定の画像処理を行った後、当該Ｘ線画像データに基づくＸ線画像をディスプレイ９３０に表示する。また、イメージプロセッサ９２０は、所定の画像処理後のＸ線画像データを、電話回線やＬＡＮ或いはインターネットなどのネットワーク９４０を介して、ドクタールームのフィルムプロセッサ９５０やディスプレイ９６０に送信する。

ドクタールームにおいて、ディスプレイ９６０には、イメージプロセッサ９２０から送信されたＸ線画像データに基づくＸ線画像が表示される。これにより、遠隔地の医師が患者Ｈの診断をすることも可能である。また、フィルムプロセッサ９５０は、イメージプロセッサ９２０から送信されたＸ線画像データを光ディスク等の記録媒体に保存したり、また、当該Ｘ線画像データに基づくＸ線画像をフィルム９７０に記録したりする。

なお、上述した本発明の実施形態は、いずれも本発明を実施するにあたっての具体化の例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。即ち、本発明はその技術思想、又はその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。

本発明の放射線検出装置は、医療用の放射線検出装置に加えて、非破壊検査装置等の医療分野以外の分野への応用も可能なものである。

１１０−１ センサパネル、１１１ センサ基板、１１２ 光電変換素子、１１３ センサ保護層、１１４ シンチレータ、１１５ シンチレータ切断部（空隙部）、１１６ 反射層、１１７−１ 保護層、１１７Ａ 保護層の固定部、１１７Ｂ 保護層の湾曲部、１１８ 封止部、１２０ 外部配線部

Claims (11)

1. 入射した放射線を検出する放射線検出装置であって、
   入射した光を電気信号に変換する光電変換素子が行列状に複数形成された基板と、
   前記光電変換素子の上方を覆うように形成され、前記光電変換素子の行方向および列方向のうちの少なくともいずれか一方向における前記光電変換素子間が非形成領域となっており、前記放射線を前記光に変換するシンチレータと、
   前記シンチレータの上面上に形成され、前記シンチレータから出射した光のうちの前記光電変換素子とは逆方向に出射した光を前記光電変換素子の方向に反射させる反射層と、
   前記反射層の上面に固定された固定部と前記シンチレータの前記非形成領域に少なくとも形成された湾曲部とを備える保護層と
   を有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 前記シンチレータは、前記基板の湾曲方向と交差する方向に設けられた前記非形成領域によって分離されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線検出装置。
3. 前記保護層の前記湾曲部は、前記反射層の上面に対して凸型構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
4. 前記保護層の前記湾曲部は、前記反射層の上面に対して凹型構造であることを特徴とする請求項１または２に記載の放射線検出装置。
5. 前記保護層は、引張弾性率が１００ＭＰａ以上の材料で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
6. 前記保護層は、金属フィルムで形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線検出装置。
7. 前記保護層は、高分子フィルムで形成されていることを特徴とする請求項５に記載の放射線検出装置。
8. 前記保護層の前記固定部は、前記分離して形成された各シンチレータの上面上にそれぞれ形成された前記反射層のうちの一部の反射層の上面上のみに形成されており、
   前記保護層の前記湾曲部は、前記一部の反射層を除く他の反射層の形成領域にも存在していることを特徴とする請求項２に記載の放射線検出装置。
9. 請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線検出装置と、
   前記放射線検出装置からの信号を処理するイメージプロセッサと
   を有することを特徴とする放射線検出システム。
10. 入射した放射線を検出する放射線検出装置の製造方法であって、
    入射した光を電気信号に変換する光電変換素子を基板に行列状に複数形成する工程と、
    前記光電変換素子の上方を覆うとともに、前記光電変換素子の行方向および列方向のうちの少なくともいずれか一方向における前記光電変換素子間を非形成領域とし、前記放射線を前記光に変換するシンチレータを形成する工程と、
    前記シンチレータの上面上に、前記シンチレータから出射した光のうちの前記光電変換素子とは逆方向に出射した光を前記光電変換素子の方向に反射させる反射層を形成する工程と、
    前記反射層の上面に固定された固定部と前記シンチレータの前記非形成領域に少なくとも形成される湾曲部とを備える保護層を形成する工程と
    を有することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
11. 前記保護層を形成する工程は、
    前記反射層の上面に接着剤を塗布する工程と、
    前記基板を湾曲させる工程と、
    前記基板を湾曲させた状態で前記接着剤を介して前記反射層の上面上に保護層を設置する工程と、
    前記基板の湾曲状態を解除して、前記反射層の上面に前記接着剤で固定された前記保護層の前記固定部を形成するとともに前記シンチレータの前記非形成領域に少なくとも前記保護層の前記湾曲部を形成する工程と、
    前記保護層の端部を封止する工程と
    を有することを特徴とする請求項１０に記載の放射線検出装置の製造方法。

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