JP2016173267A - Radiation detection assembly, radiation detection system, formation method of scintillator layer, and manufacturing method of radiation detection assembly - Google Patents

Radiation detection assembly, radiation detection system, formation method of scintillator layer, and manufacturing method of radiation detection assembly Download PDF

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Tomotaka Komatsu
知貴 小松
陽平 石田
Yohei Ishida
陽平 石田
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a technology capable of improving detection quantum efficiency of a radiation detection assembly.SOLUTION: A radiation detection assembly comprises a sensor panel having a pixel array containing a plurality of photoelectric conversion elements, and a scintillator layer in which a plurality of columnar crystals for converting a radiation into light are arranged so as to cover the whole area of the pixel array. The scintillator layer includes a first part, and a second part positioned between the first part and the sensor panel. Each of the plurality of columnar crystals extends in a first direction in the first part, and extends in a second direction which is different from the first direction in the second part.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明は、放射線検出装置、放射線検出システム並びにシンチレータ層の形成方法及び放射線検出装置の製造方法に関する。   The present invention relates to a radiation detection apparatus, a radiation detection system, a scintillator layer forming method, and a radiation detection apparatus manufacturing method.

シンチレータ層とセンサパネルとを有し、シンチレータ層で放射線から変換された光をセンサパネルで検出する放射線検出装置が知られている。このような放射線検出装置では、入射した放射線の利用効率、すなわち検出量子効率(Detective Quantum Efficiency:DQE)の向上が求められている。特許文献1は、シンチレータ層が柱状結晶のシンチレータで形成された放射線検出装置を提案する。このシンチレータ層では、DQEを向上するために、センサパネルの中央の位置において柱状結晶がセンサパネルの表面に直交する方向に延び、その他の位置において柱状結晶がセンサパネルの中心に向かって傾斜している。   A radiation detection apparatus having a scintillator layer and a sensor panel and detecting light converted from radiation by the scintillator layer with a sensor panel is known. Such a radiation detection apparatus is required to improve the utilization efficiency of incident radiation, that is, the detection quantum efficiency (DQE). Patent Document 1 proposes a radiation detection apparatus in which a scintillator layer is formed of a columnar crystal scintillator. In this scintillator layer, in order to improve DQE, the columnar crystal extends in a direction perpendicular to the surface of the sensor panel at the center position of the sensor panel, and the columnar crystal is inclined toward the center of the sensor panel at other positions. Yes.

特開2009−236704号公報JP 2009-236704 A

特許文献1の放射線検出装置では、センサパネルの中央部分において、シンチレータの柱状結晶がセンサパネルの表面に直交している。そのため、センサパネルの表面に対して直交する方向から入射した放射線の一部が柱状結晶の隙間を通り抜けてしまい、十分な検出量子効率が得られない。本発明は、放射線検出装置の検出量子効率を向上する技術を提供することを目的とする。   In the radiation detection apparatus of Patent Document 1, the columnar crystal of the scintillator is orthogonal to the surface of the sensor panel at the center portion of the sensor panel. Therefore, part of the radiation incident from the direction orthogonal to the surface of the sensor panel passes through the gaps between the columnar crystals, and sufficient detection quantum efficiency cannot be obtained. An object of this invention is to provide the technique which improves the detection quantum efficiency of a radiation detection apparatus.

上記課題に鑑みて、複数の光電変換素子を含む画素アレイを有するセンサパネルと、放射線を光に変換する複数の柱状結晶が前記画素アレイの全域を覆うように配されたシンチレータ層とを備え、前記シンチレータ層は、第1部分と、前記第1部分と前記センサパネルとの間に位置する第2部分とを含み、前記複数の柱状結晶のそれぞれは、前記第1部分において第1方向に延在しており、前記第2部分において前記第1方向とは異なる第2方向に延在していることを特徴とする放射線検出装置が提供される。   In view of the above problems, a sensor panel having a pixel array including a plurality of photoelectric conversion elements, and a scintillator layer in which a plurality of columnar crystals that convert radiation into light are arranged so as to cover the entire area of the pixel array, The scintillator layer includes a first portion and a second portion located between the first portion and the sensor panel, and each of the plurality of columnar crystals extends in the first direction in the first portion. There is provided a radiation detection apparatus, characterized in that the second part extends in a second direction different from the first direction.

上記手段により、放射線検出装置の検出量子効率を向上する技術が提供される。   By the above means, a technique for improving the detection quantum efficiency of the radiation detection apparatus is provided.

一部の実施形態に係る放射線検出装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the radiation detection apparatus which concerns on some embodiment. 他の一部の実施形態に係る放射線検出装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the radiation detection apparatus which concerns on other one part embodiment. 一部の実施形態に係るシンチレータ層の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the scintillator layer which concerns on some embodiment. 他の一部の実施形態に係るシンチレータ層の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the scintillator layer which concerns on some other embodiment. 一部の実施形態に係るシンチレータ層の形成方法を説明する図。The figure explaining the formation method of the scintillator layer concerning some embodiments. 他の一部の実施形態に係る放射線検出装置の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the radiation detection apparatus which concerns on other one part embodiment. 他の一部の実施形態に係るシンチレータ層の構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the scintillator layer which concerns on some other embodiment. 一部の実施形態に係る放射線検出システムの構成例を説明する図。The figure explaining the structural example of the radiation detection system which concerns on some embodiment.

添付の図面を参照しつつ本発明の実施形態について以下に説明する。様々な実施形態を通じて同様の要素には同一の参照符号を付し、重複する説明を省略する。また、各実施形態は適宜変更、組み合わせが可能である。本発明の一部の実施形態は、例えば医療画像診断機器や非破壊検査機器等に用いられる放射線検出装置に関し、これらの放射線検出装置は例えば放射線撮像に用いられる。本明細書において、放射線は、X線、アルファ線、ベータ線、ガンマ線、中性子線などを含む。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings. Throughout the various embodiments, similar elements are given the same reference numerals, and redundant descriptions are omitted. In addition, each embodiment can be appropriately changed and combined. Some embodiments of the present invention relate to a radiation detection apparatus used in, for example, a medical diagnostic imaging apparatus, a nondestructive inspection apparatus, and the like, and these radiation detection apparatuses are used in, for example, radiation imaging. In this specification, radiation includes X-rays, alpha rays, beta rays, gamma rays, neutron rays and the like.

<放射線検出装置100の構成例>
図1を参照して、本発明の一部の実施形態に係る放射線検出装置100の構成例について説明する。図1(a)は放射線検出装置100の平面図であり、図1(b)は図1(a)のA−A線における放射線検出装置100の断面図である。説明のために、図1(a)では、図1(b)に示されている構成要素の一部が省略されている。また、図1(a)では、筐体110を透過的に示すとともに、シンチレータ層131の縁を破線で示す。
<Configuration Example of Radiation Detection Device 100>
With reference to FIG. 1, the structural example of the radiation detection apparatus 100 which concerns on some embodiment of this invention is demonstrated. 1A is a plan view of the radiation detection apparatus 100, and FIG. 1B is a cross-sectional view of the radiation detection apparatus 100 taken along line AA in FIG. For the sake of explanation, some of the components shown in FIG. 1B are omitted in FIG. In FIG. 1A, the housing 110 is shown transparently, and the edge of the scintillator layer 131 is shown by a broken line.

放射線検出装置100は、とりわけ、筐体110と、センサパネル120と、シンチレータパネル130と、回路基板170とを有する。センサパネル120と、シンチレータパネル130と、回路基板170とは筐体110に格納されている。シンチレータパネル130は、筐体110を通じて入射した放射線を、センサパネル120が検出可能な波長帯の電磁波(例えば、可視光)に変換する。放射線は、放射線検出装置100に対して、シンチレータパネル130側(図1(b)における上側)から照射される。すなわち、放射線検出装置100はいわゆる表面照射型の放射線検出装置である。センサパネル120は、特定の波長帯の電磁波(例えば、可視光など)を電気信号に変換する。回路基板170には、センサパネル120を駆動する駆動回路や、センサパネル120から電気信号を読み出す読出回路等の信号処理回路が配置されている。   The radiation detection apparatus 100 includes a housing 110, a sensor panel 120, a scintillator panel 130, and a circuit board 170, among others. The sensor panel 120, the scintillator panel 130, and the circuit board 170 are stored in the housing 110. The scintillator panel 130 converts radiation incident through the housing 110 into electromagnetic waves (for example, visible light) in a wavelength band that can be detected by the sensor panel 120. Radiation is applied to the radiation detection apparatus 100 from the scintillator panel 130 side (upper side in FIG. 1B). That is, the radiation detection apparatus 100 is a so-called surface irradiation type radiation detection apparatus. The sensor panel 120 converts electromagnetic waves in a specific wavelength band (for example, visible light) into electrical signals. The circuit board 170 is provided with a signal processing circuit such as a drive circuit for driving the sensor panel 120 and a readout circuit for reading an electrical signal from the sensor panel 120.

センサパネル120には、例えばCMOS(相補型金属酸化膜半導体)センサが用いられる。センサパネル120は既存の構成であってもよく、以下ではその一例を簡単に説明する。センサパネル120は、1つのセンサ基台121と、複数のセンサ基板122とを有する。各センサ基板122は、複数の画素が行列状(マトリクス状)に配された画素アレイを有する。各画素は、半導体基板126に形成された光電変換素子123及びスイッチング素子(不図示)により構成される。光電変換素子123は、半導体基板126内の不純物領域によって形成される。スイッチング素子は例えばMOSトランジスタであり、半導体基板126に形成された2つの不純物領域と、これらの間の部分を覆うゲート電極によって形成される。これらの複数の画素によって画素アレイが構成される。画素アレイはセンサ保護層124によって覆われている。センサ保護層124は、センサ基板122の外部からの影響から画素アレイを保護する。センサ保護層124は例えばポリイミド等の樹脂で形成される。センサ基板122の面のうち光電変換素子123が配されている側の面(図1(b)において上側の面)を受光面と呼ぶ。同様に、センサパネルの面のうち光電変換素子123が配されている側の面を受光面と呼ぶ。   For the sensor panel 120, for example, a CMOS (complementary metal oxide semiconductor) sensor is used. The sensor panel 120 may have an existing configuration, and an example thereof will be briefly described below. The sensor panel 120 includes one sensor base 121 and a plurality of sensor substrates 122. Each sensor substrate 122 has a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix (matrix). Each pixel includes a photoelectric conversion element 123 and a switching element (not shown) formed on the semiconductor substrate 126. The photoelectric conversion element 123 is formed by an impurity region in the semiconductor substrate 126. The switching element is, for example, a MOS transistor, and is formed by two impurity regions formed in the semiconductor substrate 126 and a gate electrode that covers a portion between them. A plurality of these pixels constitute a pixel array. The pixel array is covered with a sensor protective layer 124. The sensor protection layer 124 protects the pixel array from the influence from the outside of the sensor substrate 122. The sensor protective layer 124 is formed of a resin such as polyimide. Of the surfaces of the sensor substrate 122, the surface on which the photoelectric conversion element 123 is disposed (the upper surface in FIG. 1B) is referred to as a light receiving surface. Similarly, the surface of the sensor panel on which the photoelectric conversion element 123 is disposed is referred to as a light receiving surface.

複数のセンサ基板122はセンサ基台121の一方の面の上に隙間なく配列されており、その結果、複数のセンサ基板122の画素アレイが一体の画素アレイを形成する。複数のセンサ基板122の画素アレイによって形成された一体の画素アレイをセンサパネル120の画素アレイと呼ぶ。センサ基台121と、各センサ基板122の裏面(受光面とは反対側の面)とは、例えば接着剤によって互いに固定されている。   The plurality of sensor substrates 122 are arranged on one surface of the sensor base 121 without a gap, and as a result, the pixel arrays of the plurality of sensor substrates 122 form an integrated pixel array. An integrated pixel array formed by the pixel arrays of the plurality of sensor substrates 122 is referred to as a pixel array of the sensor panel 120. The sensor base 121 and the back surface (surface opposite to the light receiving surface) of each sensor substrate 122 are fixed to each other by an adhesive, for example.

シンチレータパネル130は、シンチレータ層131と、シンチレータ基台132と、シンチレータ保護層135とを有する。シンチレータ層131は、例えば主成分であるヨウ化セシウム(CsI)に賦活剤としてタリウム(Tl)を添加して得られるCsI:Tl等のシンチレータによって構成される。これに代えて、例えばハロゲン化アルカリを主成分とする材料によってシンチレータが構成されてもよい。シンチレータ層131のうち一方の面(図1(b)において上側の面)はシンチレータ基台132に接している。シンチレータ層131のうちシンチレータ基台132に接していない面は、シンチレータ保護層135によって覆われている。シンチレータ保護層135は、シンチレータ層131を湿気等から保護する機能を有する。シンチレータ保護層135の材料として、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機樹脂やポリパラキシリレン等の有機膜、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系等のホットメルト樹脂などが用いられる。   The scintillator panel 130 includes a scintillator layer 131, a scintillator base 132, and a scintillator protection layer 135. The scintillator layer 131 is composed of, for example, a scintillator such as CsI: Tl obtained by adding thallium (Tl) as an activator to cesium iodide (CsI) as a main component. Instead of this, the scintillator may be made of, for example, a material mainly composed of an alkali halide. One surface (upper surface in FIG. 1B) of the scintillator layer 131 is in contact with the scintillator base 132. A surface of the scintillator layer 131 that is not in contact with the scintillator base 132 is covered with a scintillator protection layer 135. The scintillator protection layer 135 has a function of protecting the scintillator layer 131 from moisture and the like. Examples of the material for the scintillator protective layer 135 include organic resins such as silicone resin, acrylic resin, and epoxy resin, organic films such as polyparaxylylene, and hot-melt resins such as polyester, polyolefin, and polyamide.

シンチレータ基台132は、ガラス基板133と反射層134とを有する。反射層134はガラス基板133とシンチレータ層131との間に配される。反射層134は、シンチレータ層131で変換された光のうちシンチレータ基台132へ向けて進む成分を、センサパネル120へ向けて反射する。   The scintillator base 132 has a glass substrate 133 and a reflective layer 134. The reflective layer 134 is disposed between the glass substrate 133 and the scintillator layer 131. The reflection layer 134 reflects the component that travels toward the scintillator base 132 out of the light converted by the scintillator layer 131 toward the sensor panel 120.

センサパネル120の受光面と、シンチレータパネル130のうちシンチレータ基台132とは反対側の面(図1(b)において下側の面)とは、結合部材140によって互いに固定されている。結合部材140は、例えばアクリル系の透明な粘着材や、硬化した接着剤である。   The light receiving surface of the sensor panel 120 and the surface of the scintillator panel 130 opposite to the scintillator base 132 (the lower surface in FIG. 1B) are fixed to each other by a coupling member 140. The coupling member 140 is, for example, an acrylic transparent adhesive material or a cured adhesive.

各センサ基板122は、その一辺に配線接続部125を更に有する。配線接続部125には配線部材150の一端が取り付けられている。配線部材150の他端は、回路基板170に取り付けられている。配線部材150によって、センサ基板122の画素アレイと回路基板170の信号処理回路とが互いに電気的に接続される。   Each sensor substrate 122 further has a wiring connection part 125 on one side thereof. One end of a wiring member 150 is attached to the wiring connection portion 125. The other end of the wiring member 150 is attached to the circuit board 170. The wiring array 150 electrically connects the pixel array of the sensor substrate 122 and the signal processing circuit of the circuit substrate 170 to each other.

センサパネル120とシンチレータパネル130との結合部分は、封止部材160によって封止されている。封止部材160は、センサパネル120及びシンチレータパネル130の全周を覆うような枠形状を有する。封止部材160はさらに、配線接続部125と配線部材150との結合部分を覆う。封止部材160は、センサパネル120とシンチレータパネル130との結合部分を湿気等から保護する機能を有する。封止部材160の材料として、水分透過率の低い材料、例えば、エポキシ系樹脂、アクリル系樹脂等が用いられる。   A joint portion between the sensor panel 120 and the scintillator panel 130 is sealed by a sealing member 160. The sealing member 160 has a frame shape that covers the entire circumference of the sensor panel 120 and the scintillator panel 130. The sealing member 160 further covers a joint portion between the wiring connection portion 125 and the wiring member 150. The sealing member 160 has a function of protecting a joint portion between the sensor panel 120 and the scintillator panel 130 from moisture or the like. As the material of the sealing member 160, a material having a low moisture permeability, for example, an epoxy resin, an acrylic resin, or the like is used.

<放射線検出装置200の構成例>
図2を参照して、本発明の他の一部の実施形態に係る放射線検出装置200の構成例について説明する。図2(a)は放射線検出装置200の平面図であり、図2(b)は図2(a)のB−B線における放射線検出装置200の断面図である。説明のために、図2(a)では、図2(b)に示されている構成要素の一部が省略されている。また、図2(a)では、筐体110を透過的に示すとともに、シンチレータ層131の縁を破線で示す。
<Configuration Example of Radiation Detection Device 200>
With reference to FIG. 2, the structural example of the radiation detection apparatus 200 which concerns on other one part embodiment of this invention is demonstrated. 2A is a plan view of the radiation detection apparatus 200, and FIG. 2B is a cross-sectional view of the radiation detection apparatus 200 taken along line BB in FIG. 2A. For the sake of explanation, some of the components shown in FIG. 2B are omitted in FIG. In FIG. 2A, the casing 110 is shown transparently and the edge of the scintillator layer 131 is shown by a broken line.

放射線検出装置200は、センサパネル120の代わりにセンサパネル220を有する点で放射線検出装置100とは異なり、他の構成要素は同じであってもよい。センサパネル220も既存の構成であってもよく、以下ではその一例を簡単に説明する。センサパネル220は、複数の画素が行列状(マトリクス状)に配された画素アレイを有する。各画素は、単一の絶縁基板221の上に形成された光電変換素子222及びスイッチング素子(不図示)により構成される。光電変換素子222は、アモルファスシリコンによって形成される。スイッチング素子は例えばTFTであり、アモルファスシリコンによって形成される。これらの複数の画素によって画素アレイが構成される。画素アレイはセンサ保護層124によって覆われている。センサパネル220の面のうち光電変換素子222が配されている側の面(図2(b)において上側の面)を受光面と呼ぶ。センサパネル220は、その4つの辺のそれぞれに複数の配線接続部125を更に有する。配線接続部125には配線部材150の一端が取り付けられている。   The radiation detection apparatus 200 is different from the radiation detection apparatus 100 in that it includes a sensor panel 220 instead of the sensor panel 120, and other components may be the same. The sensor panel 220 may also have an existing configuration, and an example thereof will be briefly described below. The sensor panel 220 has a pixel array in which a plurality of pixels are arranged in a matrix (matrix). Each pixel includes a photoelectric conversion element 222 and a switching element (not shown) formed on a single insulating substrate 221. The photoelectric conversion element 222 is formed of amorphous silicon. The switching element is a TFT, for example, and is formed of amorphous silicon. A plurality of these pixels constitute a pixel array. The pixel array is covered with a sensor protective layer 124. Of the surfaces of the sensor panel 220, the surface on which the photoelectric conversion element 222 is disposed (the upper surface in FIG. 2B) is referred to as a light receiving surface. The sensor panel 220 further includes a plurality of wiring connection portions 125 on each of the four sides. One end of a wiring member 150 is attached to the wiring connection portion 125.

センサパネル220は、センサパネル120とは異なり、センサ基板122を貼り合わせるためのセンサ基台121を必要としない。そのため、放射線を、放射線検出装置200に対してセンサパネル220側(図2(b)における下側)から照射してもよい。すなわち、放射線検出装置200はいわゆる裏面照射型の放射線検出装置であってもよい。   Unlike the sensor panel 120, the sensor panel 220 does not require the sensor base 121 for attaching the sensor substrate 122. Therefore, the radiation may be applied to the radiation detection apparatus 200 from the sensor panel 220 side (the lower side in FIG. 2B). That is, the radiation detection apparatus 200 may be a so-called back-illuminated radiation detection apparatus.

<シンチレータ層131の構成例>
図3を参照して、放射線検出装置100、200の有するシンチレータ層131の構成例について詳細に説明する。図3(a)は、図1(b)の一部分の拡大図である。シンチレータ層131は、シンチレータの複数の柱状結晶303によって構成される。柱状結晶303は、例えば、CsI:Tl、CsI:Na、CsBr:Tl、NaI:Tl、LiI:Eu、KI:Tl等の材料をシンチレータ基台132に蒸着することによって形成される。柱状結晶303はそれぞれ、放射線を光に変換する。図3(a)に示されるようなシンチレータ層131の断面は、例えばSEM(走査型電子顕微鏡)により観察される。このような断面において、複数の柱状結晶303の断面は様々な大きさ・形状を有し、様々な間隔で並びうる。しかし、図3(a)では説明を簡単にするために、複数の柱状結晶303の大きさ・形状が同一であり、一定の間隔で並んでいるものとして説明する。
<Configuration example of scintillator layer 131>
With reference to FIG. 3, the structural example of the scintillator layer 131 which the radiation detection apparatuses 100 and 200 have is demonstrated in detail. FIG. 3A is an enlarged view of a part of FIG. The scintillator layer 131 is composed of a plurality of columnar crystals 303 of the scintillator. The columnar crystal 303 is formed by evaporating a material such as CsI: Tl, CsI: Na, CsBr: Tl, NaI: Tl, LiI: Eu, KI: Tl on the scintillator base 132, for example. Each of the columnar crystals 303 converts radiation into light. The cross section of the scintillator layer 131 as shown in FIG. 3A is observed by, for example, an SEM (scanning electron microscope). In such a cross section, the cross-sections of the plurality of columnar crystals 303 have various sizes and shapes, and can be arranged at various intervals. However, in FIG. 3 (a), in order to simplify the description, it is assumed that the plurality of columnar crystals 303 have the same size and shape, and are arranged at regular intervals.

複数の柱状結晶303は、センサパネル120の画素アレイの全域を覆うように配されている。シンチレータ層131は、第1部分301と第2部分302とを含む複数の層で構成された積層構造を有する。以下の実施形態ではシンチレータ層131が2層で形成されている例を扱うが、シンチレータ層131は3層以上で形成されてもよい。第2部分302は第1部分301とセンサパネル120との間に位置する。柱状結晶303のうち第1部分301に含まれる部分を柱状結晶303の第1柱状部分と呼び、柱状結晶303のうち第2部分302に含まれる部分を柱状結晶303の第2柱状部分と呼ぶ。   The plurality of columnar crystals 303 are arranged so as to cover the entire area of the pixel array of the sensor panel 120. The scintillator layer 131 has a stacked structure including a plurality of layers including a first portion 301 and a second portion 302. In the following embodiment, an example in which the scintillator layer 131 is formed of two layers is handled, but the scintillator layer 131 may be formed of three or more layers. The second portion 302 is located between the first portion 301 and the sensor panel 120. Of the columnar crystal 303, a portion included in the first portion 301 is referred to as a first columnar portion of the columnar crystal 303, and a portion of the columnar crystal 303 included in the second portion 302 is referred to as a second columnar portion of the columnar crystal 303.

複数の柱状結晶303の第1柱状部分は、画素アレイの全域にわたってセンサパネル120の表面の法線304の方向に延在している。また、複数の柱状結晶303の第2柱状部分は、法線304から同じ方向(図3(a)の左方向)に傾斜しており、画素アレイの全域にわたって同一の方向305に延在している。このように複数の柱状結晶303が配されることによって、法線304の方向から放射線検出装置100に入射した放射線のうち柱状結晶303に当たらずに直接センサパネル120に到達する成分を低減できる。さらに、複数の柱状結晶303は、これらの隙間が、センサパネル120の平面視において、複数の柱状結晶303の何れかに重なるように配されてもよい。これによって、柱状結晶303に当たらずに直接センサパネル120に到達する放射線の成分をさらに低減できる。また、複数の柱状結晶303の第1柱状部分と第2柱状部分とが互いに異なる方向に延在しているので、法線304に対して斜めに入射した放射線も複数の柱状結晶303の何れかの部分で変換できる。   The first columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 extend in the direction of the normal line 304 on the surface of the sensor panel 120 over the entire area of the pixel array. Further, the second columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 are inclined in the same direction (left direction in FIG. 3A) from the normal line 304 and extend in the same direction 305 over the entire area of the pixel array. Yes. By arranging the plurality of columnar crystals 303 in this way, it is possible to reduce the component that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystals 303 out of the radiation incident on the radiation detection apparatus 100 from the direction of the normal line 304. Furthermore, the plurality of columnar crystals 303 may be arranged such that these gaps overlap with any of the plurality of columnar crystals 303 in the plan view of the sensor panel 120. Thereby, the component of the radiation that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystal 303 can be further reduced. In addition, since the first columnar portion and the second columnar portion of the plurality of columnar crystals 303 extend in different directions, the radiation incident obliquely with respect to the normal line 304 is any of the plurality of columnar crystals 303. The part can be converted.

図3(a)に示す断面は、法線304と、柱状結晶303の第2柱状部分が延在する方向305を通る直線とによって張られる平面に一致する。この平面は、画素アレイの行又は列に平行であってもよいし、行及び列のそれぞれに対して傾斜していてもよい。本実施形態では、この平面は、画素アレイの行に平行であるとする。すなわち、柱状結晶303は、法線304と、画素アレイの行とによって張られる平面に平行に延在する。   The cross section shown in FIG. 3A corresponds to a plane stretched by the normal line 304 and a straight line passing through the direction 305 in which the second columnar portion of the columnar crystal 303 extends. This plane may be parallel to the rows or columns of the pixel array or may be inclined with respect to each of the rows and columns. In the present embodiment, this plane is assumed to be parallel to the rows of the pixel array. That is, the columnar crystal 303 extends parallel to a plane stretched by the normal line 304 and the row of the pixel array.

各柱状結晶303の第1柱状部分及び第2柱状部分のそれぞれは、端部を除いて、一定の幅を有する。柱状結晶303のうちシンチレータ基台132側の端部とは、例えば、シンチレータ基台132に接した部分である。柱状結晶303を蒸着により形成した場合に、この端部は柱状結晶303が成長を開始した部分である。柱状結晶303のうちセンサパネル120側の端部とは、例えば、柱状結晶303の頂点に向かって幅が細くなる部分である。柱状結晶303を蒸着により形成した場合に、この端部は柱状結晶303が成長を終了した部分である。柱状結晶303のうち両端部を除いた部分を主要部分と呼ぶ。   Each of the first columnar portion and the second columnar portion of each columnar crystal 303 has a certain width except for the end portion. The end on the scintillator base 132 side of the columnar crystal 303 is, for example, a part in contact with the scintillator base 132. When the columnar crystal 303 is formed by vapor deposition, this end portion is a portion where the columnar crystal 303 starts growing. The end of the columnar crystal 303 on the sensor panel 120 side is, for example, a portion whose width becomes narrower toward the apex of the columnar crystal 303. When the columnar crystal 303 is formed by vapor deposition, this end is a portion where the columnar crystal 303 has finished growing. A portion excluding both ends of the columnar crystal 303 is referred to as a main portion.

複数の柱状結晶303の配置を詳細に説明するために、図3(a)及び図3(b)に示すように各種パラメータを規定する。以下の規定は、後述する他の構成例についても同様に当てはまる。図3(b)は、図3(a)に示された柱状結晶303のうち、互いに隣接する2つの柱状結晶303A、303Bに着目し、xy平面に配置した図である。説明のために、図3(b)には、2つの柱状結晶303A、303Bのうちの第2柱状部分のみを示す。   In order to describe the arrangement of the plurality of columnar crystals 303 in detail, various parameters are defined as shown in FIGS. 3 (a) and 3 (b). The following rules apply similarly to other configuration examples described later. FIG. 3B is a diagram in which two columnar crystals 303A and 303B adjacent to each other among the columnar crystals 303 shown in FIG. 3A are arranged on the xy plane. For explanation, FIG. 3B shows only the second columnar portion of the two columnar crystals 303A and 303B.

・シンチレータ層131の第1部分301及び第2部分302の膜厚をそれぞれ、t_sc1及びt_sc2とする。この膜厚は、法線304に沿った第1部分301及び第2部分302の厚さである。本実施形態では、柱状結晶303の主要部分の膜厚をシンチレータ層131の厚さと呼ぶ。柱状結晶303の主要部分は柱状結晶303全体の大部分を占めるので、t_sc1及びt_sc2はシンチレータ層131の第1部分301及び第2部分302全体の膜厚にほぼ等しい。   The film thicknesses of the first portion 301 and the second portion 302 of the scintillator layer 131 are t_sc1 and t_sc2, respectively. This film thickness is the thickness of the first portion 301 and the second portion 302 along the normal line 304. In the present embodiment, the thickness of the main part of the columnar crystal 303 is referred to as the thickness of the scintillator layer 131. Since the main portion of the columnar crystal 303 occupies most of the entire columnar crystal 303, t_sc1 and t_sc2 are substantially equal to the film thicknesses of the first portion 301 and the second portion 302 of the scintillator layer 131.

・複数の柱状結晶303の第1柱状部分及び第2柱状部分の平均傾斜角度をそれぞれ、θ_sc1及びθ_sc2とする。柱状結晶303の各部分の傾斜角度とは、柱状結晶303の各部分が延在する方向と、法線304とのなす角のことである。複数の柱状結晶303の第1柱状部分は、第1部分301の全域にわたって同じ方向に延在しているが、その方向にばらつきを有することがある。そこで、複数の柱状結晶303の第1柱状部分の傾斜角度の平均値をθ_sc1とする。複数の柱状結晶303の第2柱状部分の平均傾斜角度θ_sc2についても同様である。θ_sc1及びθ_sc2の算出に用いられる柱状結晶303は、例えばSEM観察領域内の代表的な柱状結晶303(例えば、50本の柱状結晶303)であってもよい。図3の例では、θ_sc1=0°であり、θ_sc2>0°である。   The average tilt angles of the first columnar portion and the second columnar portion of the plurality of columnar crystals 303 are θ_sc1 and θ_sc2, respectively. The inclination angle of each part of the columnar crystal 303 is an angle formed by the normal line 304 and the direction in which each part of the columnar crystal 303 extends. The first columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 extend in the same direction over the entire area of the first portion 301, but the directions may vary. Therefore, the average value of the inclination angles of the first columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 is defined as θ_sc1. The same applies to the average inclination angle θ_sc2 of the second columnar portions of the plurality of columnar crystals 303. The columnar crystals 303 used for calculating θ_sc1 and θ_sc2 may be, for example, representative columnar crystals 303 (for example, 50 columnar crystals 303) in the SEM observation region. In the example of FIG. 3, θ_sc1 = 0 ° and θ_sc2> 0 °.

・光電変換素子123の幅をw_pixとする。本実施形態では、光電変換素子123の幅は、法線304と、第2部分302において柱状結晶303が延在する方向305を通る直線とによって張られる平面において測定される。これに代えて、光電変換素子123の幅は、画素アレイの行方向について測定されてもよいし、列方向について測定されてもよい。画素アレイを構成する光電変換素子123が複数種類の幅を有するならば、それらの光電変換素子123のうちの代表的なものの幅をw_pixとしてもよい。光電変換素子123が半導体基板内の不純物領域によって形成される場合に、電荷蓄積領域として機能する不純物領域の幅をw_pixとしてもよい。   The width of the photoelectric conversion element 123 is w_pix. In the present embodiment, the width of the photoelectric conversion element 123 is measured on a plane stretched by the normal line 304 and a straight line passing through the direction 305 in which the columnar crystal 303 extends in the second portion 302. Alternatively, the width of the photoelectric conversion element 123 may be measured in the row direction of the pixel array or may be measured in the column direction. If the photoelectric conversion elements 123 constituting the pixel array have a plurality of types of widths, the width of a representative one of the photoelectric conversion elements 123 may be w_pix. When the photoelectric conversion element 123 is formed of an impurity region in the semiconductor substrate, the width of the impurity region functioning as a charge storage region may be w_pix.

・光電変換素子123のピッチをp_pixとする。光電変換素子123のピッチは、互いに隣接する2つの光電変換素子123の中心間の距離である。本実施形態では、光電変換素子123のピッチは、法線304と、第2部分302において柱状結晶303が延在する方向305を通る直線とによって張られる平面において測定される。これに代えて、光電変換素子123のピッチは、画素アレイの行方向について測定されてもよいし、列方向について測定されてもよい。互いに隣接する2つの光電変換素子123の幅が、光電変換素子123の組ごとに複数種類の値を取り得るならば、それらの値のうちの代表的なものをp_pixとしてもよい。   -Let the pitch of the photoelectric conversion element 123 be p_pix. The pitch of the photoelectric conversion elements 123 is a distance between the centers of the two adjacent photoelectric conversion elements 123. In the present embodiment, the pitch of the photoelectric conversion elements 123 is measured on a plane stretched by the normal line 304 and a straight line passing through the direction 305 in which the columnar crystal 303 extends in the second portion 302. Instead of this, the pitch of the photoelectric conversion elements 123 may be measured in the row direction of the pixel array, or may be measured in the column direction. If the width of two photoelectric conversion elements 123 adjacent to each other can take a plurality of types of values for each set of photoelectric conversion elements 123, a representative one of these values may be p_pix.

・複数の柱状結晶303の第1柱状部分及び第2柱状部分の平均間隔をそれぞれ、p_sc1及びp_sc2とする。一般に、互いに隣接する2つの柱状結晶303の第1柱状部分の間隔は、柱状結晶303のペアごとに異なりうる。そこで、例えば、シンチレータ層131の1枚のSEM断面図における、互いに隣接する2つの柱状結晶303の第1柱状部分の間隔の平均値をp_sc1とする。互いに隣接する2つの柱状結晶303の各部分の間隔とは、SEM断面図においてそれぞれの柱状結晶303の各部分の中心を通り、柱状結晶303が延在する方向に延びる2本の直線の間の距離のことである。   The average intervals between the first columnar portions and the second columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 are p_sc1 and p_sc2, respectively. In general, the interval between the first columnar portions of two columnar crystals 303 adjacent to each other can be different for each pair of columnar crystals 303. Therefore, for example, an average value of the interval between the first columnar portions of two columnar crystals 303 adjacent to each other in one SEM sectional view of the scintillator layer 131 is defined as p_sc1. The interval between each part of two columnar crystals 303 adjacent to each other is defined as an interval between two straight lines that pass through the center of each part of each columnar crystal 303 in the SEM sectional view and extend in the direction in which the columnar crystal 303 extends. It is distance.

・柱状結晶303の第1柱状部分及び第2柱状部分の平均柱径をそれぞれ、w_sc1及びw_sc2とする。一般に、柱状結晶303の第1柱状部分の柱径は、柱状結晶303ごとに異なりうる。さらに、SEM断面図が柱状結晶303の中心からどの程度ずれた位置で柱状結晶303の第1柱状部分を切断するかによって、SEM断面図で観察される柱状結晶303の第1柱状部分の柱径も異なり得る。そこで、例えば、シンチレータ層131の1枚のSEM断面図における、複数の柱状結晶303の第1柱状部分の柱径の平均値をw_sc1とする。平均値の算出に用いられる複数の柱状結晶303は、例えば、1枚のSEM断面図で観察される柱状結晶303のうち、柱径が大きいものから順に所定の割合で(例えば、上位20%を)選択したものであってもよい。このように平均値を算出することによって、中心から離れた位置をSEM断面図が通り、それ故SEM断面図では小さな柱径を有するものとして観察される柱状結晶303の影響を緩和できる。柱状結晶303の第2柱状部分の平均柱径w_sc2についても同様である。   The average column diameters of the first columnar portion and the second columnar portion of the columnar crystal 303 are w_sc1 and w_sc2, respectively. In general, the column diameter of the first columnar portion of the columnar crystal 303 can be different for each columnar crystal 303. Further, the diameter of the first columnar portion of the columnar crystal 303 observed in the SEM sectional view depends on how much the SEM sectional view is displaced from the center of the columnar crystal 303 at which the first columnar portion of the columnar crystal 303 is cut. Can also be different. Therefore, for example, the average value of the column diameters of the first columnar portions of the plurality of columnar crystals 303 in one SEM cross-sectional view of the scintillator layer 131 is set to w_sc1. The plurality of columnar crystals 303 used for calculating the average value are, for example, the columnar crystals 303 observed in one SEM cross-sectional view at a predetermined ratio in descending order of the column diameter (for example, the top 20%). ) It may be selected. By calculating the average value in this way, the SEM cross section passes through a position away from the center, and therefore, the influence of the columnar crystal 303 observed as having a small column diameter in the SEM cross section can be mitigated. The same applies to the average column diameter w_sc2 of the second columnar portion of the columnar crystal 303.

続いて、様々な実施形態において、上述のパラメータが満たす関係について説明する。一部の実施形態では、
p_pix ≧ t_sc2 × tan(θ_sc2) …(1)
を満たす。この不等式の右辺は、センサパネル120の受光面に対する1本の柱状結晶303の第2柱状部分の正射影の長さである。この不等式は、1本の柱状結晶303の第2柱状部分の正射影の長さが画素ピッチを超えないことを意味する。
Subsequently, in various embodiments, a relationship that the above-described parameters satisfy will be described. In some embodiments,
p_pix ≧ t_sc2 × tan (θ_sc2) (1)
Meet. The right side of this inequality is the length of the orthogonal projection of the second columnar portion of one columnar crystal 303 with respect to the light receiving surface of the sensor panel 120. This inequality means that the length of the orthogonal projection of the second columnar portion of one columnar crystal 303 does not exceed the pixel pitch.

一部の実施形態では、
p_pix−w_pix ≧ t_sc2×tan(θ_sc2) …(2)
を満たす。この不等式の左辺は、互いに隣接する2つの光電変換素子123の間の隙間部分の幅である。従って、この不等式は、1本の柱状結晶303の第2柱状部分の正射影の長さが光電変換素子123の間の隙間部分の幅を超えないことを意味する。不等式(2)を満たす場合に、1本の柱状結晶303の第2柱状部分の正射影が複数の光電変換素子123にまたがることがない。柱状結晶303で放射線から変換された光は、当該柱状結晶303に沿って進む。そのため、センサパネル120の受光面の同じ位置に向けて照射された放射線であっても、シンチレータ層131のどの高さで光に変換されるかによって、当該光が受光面に到達する位置が異なる。不等式(2)を満たすことによって、放射線から光に変換されたシンチレータ層131の高さに起因して当該光が複数の光電変換素子123にまたがることを抑制できる。
In some embodiments,
p_pix−w_pix ≧ t_sc2 × tan (θ_sc2) (2)
Meet. The left side of this inequality is the width of the gap between the two adjacent photoelectric conversion elements 123. Therefore, this inequality means that the length of the orthogonal projection of the second columnar portion of one columnar crystal 303 does not exceed the width of the gap portion between the photoelectric conversion elements 123. When the inequality (2) is satisfied, the orthogonal projection of the second columnar portion of the single columnar crystal 303 does not extend over the plurality of photoelectric conversion elements 123. The light converted from radiation by the columnar crystal 303 travels along the columnar crystal 303. Therefore, the position where the light reaches the light receiving surface differs depending on the height of the scintillator layer 131 even if the radiation is irradiated toward the same position on the light receiving surface of the sensor panel 120. . By satisfying the inequality (2), it is possible to suppress the light from straddling the plurality of photoelectric conversion elements 123 due to the height of the scintillator layer 131 converted from radiation to light.

一部の実施形態では、
t_sc2×sin(θ_sc2) > p_sc2−wa_sc2 …(3)
を満たす。図3(b)を参照してこの式の意味を説明する。図3(b)のx軸はセンサパネル120の受光面に平行であり、y軸は当該受光面に直交する。柱状結晶303aの第2柱状部分の主要部分のうちx成分が最大となる点を原点Oに置く。この場合に、柱状結晶303aの第2柱状部分の主要部分のうちx成分が最小となる点Pの座標は、(−t_sc2×tan(θ_sc2)−w_sc2/cos(θ_sc2),t_sc2)となる。また、柱状結晶303aの左側に隣接する柱状結晶303bの第2柱状部分の主要部分のうちx成分が最大となる点Qの座標は、(−p_sc2/cos(θ_sc2),0)となる。センサパネル120の平面視において柱状結晶303aの第2柱状部分と柱状結晶303bの第2柱状部分とが互いに重なる部分を有するためには、点Pのx成分が点Qのx成分よりも小さければよい。この条件が不等式(3)である。従って、不等式(3)を満たすようにシンチレータ層131を形成すれば、法線304の方向からシンチレータ層131に入射した放射線が柱状結晶303に当たらずに受光面に到達することを抑制できる。
In some embodiments,
t_sc2 × sin (θ_sc2)> p_sc2-wa_sc2 (3)
Meet. The meaning of this equation will be described with reference to FIG. The x axis in FIG. 3B is parallel to the light receiving surface of the sensor panel 120, and the y axis is orthogonal to the light receiving surface. The point where the x component is the maximum among the main portions of the second columnar portion of the columnar crystal 303a is placed at the origin O. In this case, the coordinates of the point P at which the x component is minimum in the main part of the second columnar part of the columnar crystal 303a are (−t_sc2 × tan (θ_sc2) −w_sc2 / cos (θ_sc2), t_sc2). In addition, the coordinate of the point Q where the x component is maximum in the main part of the second columnar part of the columnar crystal 303b adjacent to the left side of the columnar crystal 303a is (−p_sc2 / cos (θ_sc2), 0). In order for the second columnar portion of the columnar crystal 303a and the second columnar portion of the columnar crystal 303b to overlap each other in plan view of the sensor panel 120, if the x component of the point P is smaller than the x component of the point Q Good. This condition is inequality (3). Therefore, if the scintillator layer 131 is formed so as to satisfy the inequality (3), it is possible to prevent the radiation incident on the scintillator layer 131 from the direction of the normal 304 from reaching the light receiving surface without hitting the columnar crystal 303.

<シンチレータ層131の他の構成例>
続いて、図4を参照して、放射線検出装置100、200の有するシンチレータ層131の他の構成例について詳細に説明する。図4(a)及び図4(b)はそれぞれ、図1(b)の一部分の拡大図である。図4(a)のシンチレータ層131は、シンチレータの複数の柱状結晶403によって構成される。また、図4(b)のシンチレータ層131は、シンチレータの複数の柱状結晶453によって構成される。以下に別途説明する点を除いて、柱状結晶303についての上述の説明は、柱状結晶403、453についても同様に当てはまる。
<Another configuration example of the scintillator layer 131>
Next, with reference to FIG. 4, another configuration example of the scintillator layer 131 included in the radiation detection apparatuses 100 and 200 will be described in detail. 4 (a) and 4 (b) are enlarged views of a part of FIG. 1 (b). The scintillator layer 131 in FIG. 4A is composed of a plurality of columnar crystals 403 of the scintillator. Further, the scintillator layer 131 in FIG. 4B is composed of a plurality of columnar crystals 453 of the scintillator. Except as otherwise described below, the above description of the columnar crystal 303 applies to the columnar crystals 403 and 453 as well.

複数の柱状結晶403は、センサパネル120の画素アレイの全域を覆うように配されている。複数の柱状結晶403の第1柱状部分は、法線304から同じ方向(図4(a)の右方向)に傾斜しており、画素アレイの全域にわたって同一の方向401に延在している。また、複数の柱状結晶403の第2柱状部分は、画素アレイの全域にわたって法線304の方向に延在している。このように複数の柱状結晶403が配されることによって、法線304の方向から放射線検出装置100に入射した放射線のうち柱状結晶403に当たらずに直接センサパネル120に到達する成分を低減できる。さらに、複数の柱状結晶403は、これらの隙間が、センサパネル120の平面視において、複数の柱状結晶403の何れかに重なるように配されてもよい。これによって、柱状結晶403に当たらずに直接センサパネル120に到達する放射線の成分をさらに低減できる。図4(a)の例では、θ_sc1>0°であり、θ_sc2=0°である。   The plurality of columnar crystals 403 are arranged so as to cover the entire area of the pixel array of the sensor panel 120. The first columnar portions of the plurality of columnar crystals 403 are inclined in the same direction (right direction in FIG. 4A) from the normal line 304 and extend in the same direction 401 over the entire area of the pixel array. Further, the second columnar portions of the plurality of columnar crystals 403 extend in the direction of the normal line 304 over the entire area of the pixel array. By arranging the plurality of columnar crystals 403 in this way, it is possible to reduce the component that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystal 403 out of the radiation incident on the radiation detection apparatus 100 from the direction of the normal line 304. Furthermore, the plurality of columnar crystals 403 may be arranged such that these gaps overlap with any of the plurality of columnar crystals 403 in plan view of the sensor panel 120. Thereby, the component of the radiation that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystal 403 can be further reduced. In the example of FIG. 4A, θ_sc1> 0 ° and θ_sc2 = 0 °.

図4(a)に示す断面は、法線304と、柱状結晶403の第1柱状部分が延在する方向401を通る直線とによって張られる平面に一致する。この平面は、画素アレイの行又は列に平行であってもよいし、行及び列のそれぞれに対して傾斜していてもよい。本実施形態では、この平面は、画素アレイの行に平行であるとする。すなわち、柱状結晶403は、法線304と、画素アレイの行とによって張られる平面に平行に延在する。   The cross section shown in FIG. 4A coincides with a plane stretched by the normal line 304 and a straight line passing through the direction 401 in which the first columnar portion of the columnar crystal 403 extends. This plane may be parallel to the rows or columns of the pixel array or may be inclined with respect to each of the rows and columns. In the present embodiment, this plane is assumed to be parallel to the rows of the pixel array. That is, the columnar crystal 403 extends parallel to a plane stretched by the normal line 304 and the row of the pixel array.

図4(a)のシンチレータ層131は、
p_pix ≧ t_sc1 × tan(θ_sc1) …(4)
p_pix−w_pix ≧ t_sc1×tan(θ_sc1) …(5)
t_sc1×sin(θ_sc1) > p_sc1−wa_sc1 …(6)
のうちの少なくとも1つの不等式を満たしてもよい。不等式(4)〜(6)は、不等式(1)〜(3)にそれぞれ対応する。
The scintillator layer 131 in FIG.
p_pix ≧ t_sc1 × tan (θ_sc1) (4)
p_pix−w_pix ≧ t_sc1 × tan (θ_sc1) (5)
t_sc1 × sin (θ_sc1)> p_sc1-wa_sc1 (6)
May satisfy at least one inequality. Inequalities (4) to (6) correspond to inequalities (1) to (3), respectively.

続いて、図4(b)に示すシンチレータ層131について説明する。複数の柱状結晶453は、センサパネル120の画素アレイの全域を覆うように配されている。複数の柱状結晶453の第1柱状部分は、法線304から同じ方向(図4(b)の右方向)に傾斜しており、画素アレイの全域にわたって同一の方向401に延在している。また、複数の柱状結晶453の第2柱状部分は、法線304から同じ方向(図4(b)の左方向)に傾斜しており、画素アレイの全域にわたって同一の方向402に延在している。このように複数の柱状結晶453が配されることによって、法線304の方向から放射線検出装置100に入射した放射線のうち柱状結晶453に当たらずに直接センサパネル120に到達する成分を低減できる。さらに、複数の柱状結晶453は、これらの隙間が、センサパネル120の平面視において、複数の柱状結晶453の何れかに重なるように配されてもよい。これによって、柱状結晶453に当たらずに直接センサパネル120に到達する放射線の成分をさらに低減できる。図4(b)の例では、θ_sc1>0°であり、θ_sc2>0°である。θ_sc1=θ_sc2であってもよいし、θ_sc1>θ_sc2であってもよいし、θ_sc1<θ_sc2であってもよい。   Next, the scintillator layer 131 shown in FIG. The plurality of columnar crystals 453 are arranged so as to cover the entire area of the pixel array of the sensor panel 120. The first columnar portions of the plurality of columnar crystals 453 are inclined in the same direction (the right direction in FIG. 4B) from the normal line 304, and extend in the same direction 401 over the entire area of the pixel array. Further, the second columnar portions of the plurality of columnar crystals 453 are inclined in the same direction (leftward in FIG. 4B) from the normal line 304 and extend in the same direction 402 over the entire area of the pixel array. Yes. By arranging the plurality of columnar crystals 453 in this way, it is possible to reduce the component that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystals 453 out of the radiation incident on the radiation detection apparatus 100 from the direction of the normal line 304. Furthermore, the plurality of columnar crystals 453 may be arranged such that these gaps overlap with any of the plurality of columnar crystals 453 in plan view of the sensor panel 120. Thereby, the component of the radiation that reaches the sensor panel 120 directly without hitting the columnar crystal 453 can be further reduced. In the example of FIG. 4B, θ_sc1> 0 ° and θ_sc2> 0 °. θ_sc1 = θ_sc2, θ_sc1> θ_sc2, or θ_sc1 <θ_sc2 may be satisfied.

図4(b)に示す断面は、法線304と、柱状結晶453の第1柱状部分が延在する方向401を通る直線とによって張られる平面に一致する。さらに、柱状結晶453の第2柱状部分が延在する方向402を通る直線もこの平面に平行である。この平面は、画素アレイの行又は列に平行であってもよいし、行及び列のそれぞれに対して傾斜していてもよい。本実施形態では、この平面は、画素アレイの行に平行であるとする。すなわち、柱状結晶453は、法線304と、画素アレイの行とによって張られる平面に平行に延在する。   The cross section shown in FIG. 4B corresponds to a plane stretched by the normal line 304 and a straight line passing through the direction 401 in which the first columnar portion of the columnar crystal 453 extends. Furthermore, a straight line passing through the direction 402 in which the second columnar portion of the columnar crystal 453 extends is also parallel to this plane. This plane may be parallel to the rows or columns of the pixel array or may be inclined with respect to each of the rows and columns. In the present embodiment, this plane is assumed to be parallel to the rows of the pixel array. That is, the columnar crystal 453 extends parallel to a plane stretched by the normal line 304 and the row of the pixel array.

図4(b)のシンチレータ層131は、不等式(1)〜(6)のうちの少なくとも1つを満たしてもよい。また、柱状結晶453の第1柱状部分と第2柱状部分とは、法線304から互いに反対側に傾斜してもよいし、同じ側に傾斜してもよい。柱状結晶453の第1柱状部分と第2柱状部分とが互いに反対側に傾斜しているとは、センサパネル120の平面視においてこれらのなす角が90°よりも小さいことをいう。柱状結晶453の第1柱状部分と第2柱状部分とが互いに同じ側に傾斜しているとは、センサパネル120の平面視においてこれらのなす角が90°よりも大きいことをいう。ここで、センサパネル120の平面視において第1柱状部分と第2柱状部分とのなす角とは、第1柱状部分と第2柱状部分との結合部を中心として測定した角度のことをいう。センサパネル120の平面視において第1柱状部分と第2柱状部分とのなす角は、0°であってもよいし、180°であってもよいし、0°よりも大きく180°よりも小さい値(例えば90°)であってもよい。   The scintillator layer 131 in FIG. 4B may satisfy at least one of the inequalities (1) to (6). Further, the first columnar portion and the second columnar portion of the columnar crystal 453 may be inclined to the opposite sides from the normal line 304 or may be inclined to the same side. The fact that the first columnar portion and the second columnar portion of the columnar crystal 453 are inclined to opposite sides means that the angle formed by these in a plan view of the sensor panel 120 is smaller than 90 °. The fact that the first columnar portion and the second columnar portion of the columnar crystal 453 are inclined to the same side means that the angle formed by these in a plan view of the sensor panel 120 is greater than 90 °. Here, in the plan view of the sensor panel 120, the angle formed by the first columnar portion and the second columnar portion refers to an angle measured around the coupling portion between the first columnar portion and the second columnar portion. The angle formed by the first columnar portion and the second columnar portion in plan view of the sensor panel 120 may be 0 °, 180 °, or greater than 0 ° and smaller than 180 °. It may be a value (for example, 90 °).

<シンチレータ層131の形成方法>
続いて、図5を参照して、シンチレータ層131の形成方法について説明する。シンチレータ層131は、例えば蒸着装置500を用いて形成される。蒸着装置500は、回転盤501と、回転盤回転部502と、ホルダ回転部503と、傾斜機構504と、基板ホルダ505と、蒸着源506とを有する。回転盤回転部502は、回転盤501の表面の法線に平行な直線を回転軸507として回転盤501を回転可能である。ホルダ回転部503の一端は回転盤501に取り付けられており、他端は傾斜機構504を介して基板ホルダ505を保持可能である。ホルダ回転部503は、回転盤回転部502の回転軸507に平行な直線を回転軸508として基板ホルダ505を回転可能である。傾斜機構504は、基板ホルダ505がホルダ回転部503の回転軸508に対して任意の角度に傾斜した状態で基板ホルダ505を保持可能である。基板ホルダ505は、シンチレータが蒸着される基板を保持する。蒸着源506はシンチレータの材料を供給する。
<Method for Forming Scintillator Layer 131>
Subsequently, a method of forming the scintillator layer 131 will be described with reference to FIG. The scintillator layer 131 is formed using the vapor deposition apparatus 500, for example. The vapor deposition apparatus 500 includes a rotating disk 501, a rotating disk rotating unit 502, a holder rotating unit 503, an inclination mechanism 504, a substrate holder 505, and a vapor deposition source 506. The turntable rotating unit 502 can rotate the turntable 501 using a straight line parallel to the normal line of the surface of the turntable 501 as a rotation axis 507. One end of the holder rotating unit 503 is attached to the turntable 501, and the other end can hold the substrate holder 505 via the tilt mechanism 504. The holder rotating unit 503 can rotate the substrate holder 505 using a straight line parallel to the rotating shaft 507 of the rotating disk rotating unit 502 as a rotating shaft 508. The tilt mechanism 504 can hold the substrate holder 505 in a state where the substrate holder 505 is tilted at an arbitrary angle with respect to the rotation shaft 508 of the holder rotating unit 503. The substrate holder 505 holds the substrate on which the scintillator is deposited. The deposition source 506 supplies a scintillator material.

回転盤回転部502及びホルダ回転部503はそれぞれ、独立して回転盤501及び基板ホルダ505を回転できる。回転盤回転部502の回転軸507とホルダ回転部503の回転軸508とは互いにずれた位置にある。回転盤回転部502が回転盤501を回転すると、それに伴い、回転盤501に取り付けられている基板ホルダ505も回転軸507を中心として回転する。また、ホルダ回転部503が基板ホルダ505を回転すると、基板ホルダ505が回転軸508を中心として回転する。ホルダ回転部503が基板ホルダ505を一定の速度で回転してもよいし、速度を一定周期で変化させて回転してもよい。   The turntable rotation unit 502 and the holder rotation unit 503 can independently rotate the turntable 501 and the substrate holder 505, respectively. The rotating shaft 507 of the rotating disk rotating unit 502 and the rotating shaft 508 of the holder rotating unit 503 are shifted from each other. When the turntable rotating unit 502 rotates the turntable 501, the substrate holder 505 attached to the turntable 501 also rotates around the rotation shaft 507. Further, when the holder rotating unit 503 rotates the substrate holder 505, the substrate holder 505 rotates about the rotation axis 508. The holder rotating unit 503 may rotate the substrate holder 505 at a constant speed, or may be rotated while changing the speed at a constant period.

図3(a)に示される複数の柱状結晶303で構成されたシンチレータ層131を形成する方法を説明する。まず、シンチレータ基台132を基板ホルダ505に取り付ける。取り付け後のシンチレータ基台132の表面の法線509と、ホルダ回転部503の回転軸508とのなす角をθ_subとおく。まず、θ_sub>0°(すなわち、シンチレータ基台132がホルダ回転部503の回転軸508に対して傾斜した状態)となるように傾斜機構504で基板ホルダ505を保持する。この状態で、装置内を真空にして蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、回転盤回転部502及びホルダ回転部503でそれぞれ回転盤501及び基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第1部分301が形成される。その後、回転盤回転部502による回転盤501の回転を止め、蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、ホルダ回転部503で基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第2部分302が形成される。   A method for forming the scintillator layer 131 composed of a plurality of columnar crystals 303 shown in FIG. First, the scintillator base 132 is attached to the substrate holder 505. An angle formed between the normal line 509 of the surface of the scintillator base 132 after the attachment and the rotation shaft 508 of the holder rotation unit 503 is set as θ_sub. First, the substrate holder 505 is held by the tilt mechanism 504 so that θ_sub> 0 ° (that is, the scintillator base 132 is tilted with respect to the rotation shaft 508 of the holder rotating unit 503). In this state, while the inside of the apparatus is evacuated and the columnar crystal material is supplied from the vapor deposition source 506, the rotating disk rotating unit 502 and the holder rotating unit 503 rotate the rotating disk 501 and the substrate holder 505, respectively. As a result, the first portion 301 of the scintillator layer 131 is formed. After that, the rotation of the rotating disk 501 by the rotating disk rotating unit 502 is stopped, and the substrate holder 505 is rotated by the holder rotating unit 503 while the columnar crystal material is supplied from the vapor deposition source 506. As a result, the second portion 302 of the scintillator layer 131 is formed.

続いて、図4(a)に示される複数の柱状結晶403で構成されたシンチレータ層131を形成する方法を説明する。まず、シンチレータ基台132を基板ホルダ505に取り付け、θ_sub>0°(すなわち、シンチレータ基台132がホルダ回転部503の回転軸508に対して傾斜した状態)となるように傾斜機構504で基板ホルダ505を保持する。その後、回転盤回転部502による回転盤501の回転を行わず、装置内を真空にして蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、ホルダ回転部503で基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第1部分301が形成される。その後、蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、回転盤回転部502及びホルダ回転部503でそれぞれ回転盤501及び基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第2部分302が形成される。   Next, a method for forming the scintillator layer 131 composed of a plurality of columnar crystals 403 shown in FIG. First, the scintillator base 132 is attached to the substrate holder 505, and the substrate holder is moved by the tilt mechanism 504 so that θ_sub> 0 ° (that is, the scintillator base 132 is tilted with respect to the rotation shaft 508 of the holder rotating unit 503). 505 is held. Thereafter, the substrate holder 505 is rotated by the holder rotating unit 503 while the rotating plate 501 is not rotated by the rotating plate rotating unit 502 and the inside of the apparatus is evacuated and the columnar crystal material is supplied from the vapor deposition source 506. . As a result, the first portion 301 of the scintillator layer 131 is formed. Thereafter, while the columnar crystal material is being supplied from the vapor deposition source 506, the rotating plate 501 and the holder rotating unit 503 rotate the rotating plate 501 and the substrate holder 505, respectively. As a result, the second portion 302 of the scintillator layer 131 is formed.

続いて、図4(b)に示される複数の柱状結晶453で構成されたシンチレータ層131を形成する方法を説明する。まず、シンチレータ基台132を基板ホルダ505に取り付け、θ_sub>0°(すなわち、シンチレータ基台132がホルダ回転部503の回転軸508に対して傾斜した状態)となるように傾斜機構504で基板ホルダ505を保持する。その後、装置内を真空にして蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、回転盤回転部502及びホルダ回転部503でそれぞれ回転盤501及び基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第1部分301が形成される。その後、ホルダ回転部503の回転軸508に対するシンチレータ基台132の傾斜状態(すなわち、傾斜の方向と傾斜角度との少なくとも何れか)を変更する。変更後も、θ_sub>0°(すなわち、シンチレータ基台132がホルダ回転部503の回転軸508に対して傾斜した状態)となるようにする。そして、引き続き、蒸着源506から柱状結晶の材料を供給している間に、回転盤回転部502及びホルダ回転部503でそれぞれ回転盤501及び基板ホルダ505を回転する。これによって、シンチレータ層131の第2部分302が形成される。   Next, a method for forming the scintillator layer 131 composed of a plurality of columnar crystals 453 shown in FIG. 4B will be described. First, the scintillator base 132 is attached to the substrate holder 505, and the substrate holder is moved by the tilt mechanism 504 so that θ_sub> 0 ° (that is, the scintillator base 132 is tilted with respect to the rotation shaft 508 of the holder rotating unit 503). 505 is held. After that, while the inside of the apparatus is evacuated and the columnar crystal material is supplied from the vapor deposition source 506, the rotating disk rotating unit 502 and the holder rotating unit 503 rotate the rotating disk 501 and the substrate holder 505, respectively. As a result, the first portion 301 of the scintillator layer 131 is formed. Thereafter, the inclination state of the scintillator base 132 with respect to the rotation shaft 508 of the holder rotating unit 503 (that is, at least one of the inclination direction and the inclination angle) is changed. Even after the change, θ_sub> 0 ° (that is, the scintillator base 132 is inclined with respect to the rotating shaft 508 of the holder rotating unit 503). Subsequently, while the columnar crystal material is being supplied from the vapor deposition source 506, the rotating plate 501 and the holder rotating unit 503 rotate the rotating plate 501 and the substrate holder 505, respectively. As a result, the second portion 302 of the scintillator layer 131 is formed.

柱状結晶303、403、453が上述したパラメータを有するように、回転盤回転部502及びホルダ回転部503の回転速度、当該回転速度の変動、基板ホルダ505の傾斜角度θ_sub、蒸着源506からの材料の供給量などが適宜調整される。このように形成されたシンチレータ層131とセンサパネル120又は220とを既存の方法で組み合わせることによって、放射線検出装置100又は200が製造される。   The rotation speed of the rotating disk rotating unit 502 and the holder rotating unit 503, the fluctuation of the rotating speed, the tilt angle θ_sub of the substrate holder 505, and the material from the evaporation source 506 so that the columnar crystals 303, 403, and 453 have the parameters described above. The supply amount is adjusted as appropriate. The radiation detection device 100 or 200 is manufactured by combining the scintillator layer 131 and the sensor panel 120 or 220 formed in this way by an existing method.

<放射線検出装置600の構成例>
図6(a)を参照して、本発明の一部の他の実施形態に係る放射線検出装置600の構成例について説明する。放射線検出装置600の平面図は図1(a)に示される放射線検出装置100の平面図と同様のため、図示を省略する。図6(a)は図1(a)のA−A線における放射線検出装置600の断面図である。
<Configuration Example of Radiation Detection Device 600>
With reference to Fig.6 (a), the structural example of the radiation detection apparatus 600 which concerns on some other embodiment of this invention is demonstrated. The plan view of the radiation detection apparatus 600 is the same as the plan view of the radiation detection apparatus 100 shown in FIG. FIG. 6A is a cross-sectional view of the radiation detection apparatus 600 taken along line AA in FIG.

放射線検出装置600は、シンチレータパネル130の代わりにシンチレータ部630を有する点で放射線検出装置100とは異なり、他の点は放射線検出装置100と同じであってもよい。シンチレータ部630は、筐体110を通じて入射した放射線を、センサパネル120が検出可能な波長帯の電磁波(例えば、可視光)に変換する。   The radiation detection apparatus 600 is different from the radiation detection apparatus 100 in that it includes a scintillator unit 630 instead of the scintillator panel 130, and the other points may be the same as the radiation detection apparatus 100. The scintillator unit 630 converts the radiation incident through the housing 110 into electromagnetic waves (for example, visible light) in a wavelength band that can be detected by the sensor panel 120.

シンチレータ部630は、シンチレータ層631と、シンチレータ保護層632とを有する。シンチレータ層631は、例えば主成分であるヨウ化セシウム(CsI)に賦活剤としてタリウム(Tl)を添加して得られるCsI:Tl等のシンチレータによって構成される。これに代えて、例えばハロゲン化アルカリを主成分とする材料によってシンチレータが構成されてもよい。シンチレータ層631のうち一方の面(図6(a)において下側の面)はセンサパネル120に接している。シンチレータ層631のうちセンサパネル120に接していない面は、シンチレータ保護層632によって覆われている。シンチレータ保護層632は、シンチレータ層631を湿気等から保護する機能を有する。シンチレータ保護層632の材料として、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機樹脂やポリパラキシリレン等の有機膜、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系等のホットメルト樹脂や、アルミシートなどが用いられる。シンチレータ保護層632は、シンチレータ層631の側に白色PET(ポリエチレンテレフタラート)フィルムなどの反射層を有してもよい。シンチレータ保護層632は、シンチレータ層631の側面から、センサパネル120の表面のうちシンチレータ層631の周囲の部分を更に覆う。そのため、放射線検出装置600は封止部材160を有していなくてもよい。   The scintillator portion 630 includes a scintillator layer 631 and a scintillator protection layer 632. The scintillator layer 631 is made of, for example, a scintillator such as CsI: Tl obtained by adding thallium (Tl) as an activator to cesium iodide (CsI) as a main component. Instead of this, the scintillator may be made of, for example, a material mainly composed of an alkali halide. One surface (the lower surface in FIG. 6A) of the scintillator layer 631 is in contact with the sensor panel 120. A surface of the scintillator layer 631 that is not in contact with the sensor panel 120 is covered with a scintillator protection layer 632. The scintillator protection layer 632 has a function of protecting the scintillator layer 631 from moisture and the like. Examples of the material for the scintillator protective layer 632 include organic resins such as silicone resins, acrylic resins, and epoxy resins, organic films such as polyparaxylylene, hot melt resins such as polyesters, polyolefins, and polyamides, and aluminum sheets. Is used. The scintillator protective layer 632 may have a reflective layer such as a white PET (polyethylene terephthalate) film on the scintillator layer 631 side. The scintillator protection layer 632 further covers a portion of the surface of the sensor panel 120 around the scintillator layer 631 from the side surface of the scintillator layer 631. Therefore, the radiation detection apparatus 600 may not have the sealing member 160.

<放射線検出装置650の構成例>
図6(b)を参照して、本発明の一部の他の実施形態に係る放射線検出装置650の構成例について説明する。放射線検出装置650の平面図は図2(a)に示される放射線検出装置200の平面図と同様のため、図示を省略する。図6(b)は図2(a)のB−B線における放射線検出装置650の断面図である。図6(b)に示される放射線検出装置650は、放射線検出装置600のセンサパネル120の代わりに放射線検出装置200のセンサパネル220を有する点で放射線検出装置600と異なり、他の点は放射線検出装置600と同じであってもよい。
<Configuration Example of Radiation Detection Device 650>
With reference to FIG.6 (b), the structural example of the radiation detection apparatus 650 which concerns on some other embodiment of this invention is demonstrated. The plan view of the radiation detection device 650 is the same as the plan view of the radiation detection device 200 shown in FIG. FIG. 6B is a cross-sectional view of the radiation detection apparatus 650 taken along the line BB in FIG. The radiation detection apparatus 650 shown in FIG. 6B is different from the radiation detection apparatus 600 in that the sensor panel 220 of the radiation detection apparatus 200 is provided instead of the sensor panel 120 of the radiation detection apparatus 600. It may be the same as device 600.

<シンチレータ層631の構成例>
図7を参照して、放射線検出装置600、650の有するシンチレータ層631の構成例について詳細に説明する。図7(a)は、図6(a)の一部分の拡大図である。図7(a)に示されるシンチレータ層631は、シンチレータの複数の柱状結晶703によって構成される。柱状結晶703は、例えば、CsI:Tl、CsI:Na、CsBr:Tl、NaI:Tl、LiI:Eu、KI:Tl等の材料をセンサパネル120に蒸着することによって形成される。柱状結晶703はそれぞれ、放射線を光に変換する。
<Configuration Example of Scintillator Layer 631>
With reference to FIG. 7, the structural example of the scintillator layer 631 which the radiation detection apparatuses 600 and 650 have is demonstrated in detail. FIG. 7A is an enlarged view of a part of FIG. The scintillator layer 631 shown in FIG. 7A is composed of a plurality of columnar crystals 703 of the scintillator. The columnar crystal 703 is formed by evaporating a material such as CsI: Tl, CsI: Na, CsBr: Tl, NaI: Tl, LiI: Eu, KI: Tl on the sensor panel 120, for example. Each of the columnar crystals 703 converts radiation into light.

複数の柱状結晶703は、センサパネル120の画素アレイの全域を覆うように配されている。シンチレータ層631は、第1部分701と第2部分702とを含む複数の層で構成された積層構造を有する。以下の実施形態ではシンチレータ層631が2層で形成されている例を扱うが、シンチレータ層631は3層以上で形成されてもよい。第2部分702は第1部分701とセンサパネル120との間に位置する。柱状結晶703のうち第1部分701に含まれる部分を柱状結晶703の第1柱状部分と呼び、柱状結晶703のうち第2部分702に含まれる部分を柱状結晶703の第2柱状部分と呼ぶ。柱状結晶703はセンサパネル120から遠い方の端部が成長終了部である点で図4(a)の柱状結晶403とは異なり、他の点では柱状結晶403と同じであってもよい。そこで、柱状結晶703について重複する説明を省略する。   The plurality of columnar crystals 703 are arranged so as to cover the entire area of the pixel array of the sensor panel 120. The scintillator layer 631 has a stacked structure including a plurality of layers including a first portion 701 and a second portion 702. In the following embodiment, an example in which the scintillator layer 631 is formed of two layers is handled, but the scintillator layer 631 may be formed of three or more layers. The second portion 702 is located between the first portion 701 and the sensor panel 120. Of the columnar crystal 703, a portion included in the first portion 701 is referred to as a first columnar portion of the columnar crystal 703, and a portion of the columnar crystal 703 included in the second portion 702 is referred to as a second columnar portion of the columnar crystal 703. The columnar crystal 703 is different from the columnar crystal 403 of FIG. 4A in that the end far from the sensor panel 120 is the growth end portion, and may be the same as the columnar crystal 403 in other points. Therefore, redundant description of the columnar crystal 703 is omitted.

図7(b)は、図6(a)の一部分の拡大図である。図7(b)に示されるシンチレータ層631は、シンチレータの複数の柱状結晶713によって構成される。柱状結晶713はセンサパネル120から遠い方の端部が成長終了部である点で図3(a)の柱状結晶303とは異なり、他の点では柱状結晶303と同じであってもよい。そこで、柱状結晶713について重複する説明を省略する。   FIG. 7B is an enlarged view of a part of FIG. The scintillator layer 631 shown in FIG. 7B is composed of a plurality of columnar crystals 713 of the scintillator. The columnar crystal 713 is different from the columnar crystal 303 in FIG. 3A in that the end far from the sensor panel 120 is the growth end portion, and may be the same as the columnar crystal 303 in other points. Therefore, a duplicate description of the columnar crystal 713 is omitted.

図7(c)は、図6(a)の一部分の拡大図である。図7(c)に示されるシンチレータ層631は、シンチレータの複数の柱状結晶723によって構成される。柱状結晶723はセンサパネル120から遠い方の端部が成長終了部である点で図4(b)の柱状結晶453とは異なり、他の点では柱状結晶453と同じであってもよい。そこで、柱状結晶723について重複する説明を省略する。   FIG. 7C is an enlarged view of a part of FIG. The scintillator layer 631 shown in FIG. 7C is composed of a plurality of columnar crystals 723 of the scintillator. The columnar crystal 723 is different from the columnar crystal 453 of FIG. 4B in that the end far from the sensor panel 120 is a growth end portion, and may be the same as the columnar crystal 453 in other points. Therefore, a duplicate description of the columnar crystal 723 is omitted.

図7(a)に示す断面は、法線704と、柱状結晶703の第1柱状部分が延在する方向705を通る直線とによって張られる平面に一致する。この平面は、画素アレイの行又は列に平行であってもよいし、行及び列のそれぞれに対して傾斜していてもよい。本実施形態では、この平面は、画素アレイの行に平行であるとする。すなわち、柱状結晶703は、法線704と、画素アレイの行とによって張られる平面に平行に延在する。   The cross section shown in FIG. 7A coincides with a plane stretched by the normal line 704 and a straight line passing through the direction 705 in which the first columnar portion of the columnar crystal 703 extends. This plane may be parallel to the rows or columns of the pixel array or may be inclined with respect to each of the rows and columns. In the present embodiment, this plane is assumed to be parallel to the rows of the pixel array. That is, the columnar crystal 703 extends parallel to a plane stretched by the normal line 704 and the row of the pixel array.

各柱状結晶703の第1柱状部分及び第2柱状部分のそれぞれは、端部を除いて、一定の幅を有する。柱状結晶703のうちセンサ基板122側の端部とは、例えば、センサ基板122に接した部分である。柱状結晶703を蒸着により形成した場合に、この端部は柱状結晶703が成長を開始した部分である。柱状結晶703のうちシンチレータ保護層632側の端部とは、例えば、柱状結晶703の頂点に向かって幅が細くなる部分である。柱状結晶703を蒸着により形成した場合に、この端部は柱状結晶703が成長を終了した部分である。柱状結晶703のうち両端部を除いた部分を主要部分と呼ぶ。   Each of the first columnar portion and the second columnar portion of each columnar crystal 703 has a certain width except for the end portion. The end on the sensor substrate 122 side of the columnar crystal 703 is, for example, a portion in contact with the sensor substrate 122. When the columnar crystal 703 is formed by vapor deposition, this end is a portion where the columnar crystal 703 has started to grow. The end portion on the scintillator protection layer 632 side of the columnar crystal 703 is, for example, a portion whose width becomes narrower toward the apex of the columnar crystal 703. When the columnar crystal 703 is formed by vapor deposition, this end portion is a portion where the columnar crystal 703 has finished growing. A portion excluding both ends of the columnar crystal 703 is referred to as a main portion.

<放射線検出装置100の第1実施例>
図1の放射線検出装置100の第1実施例について以下に説明する。センサ保護層124の材料はポリイミドであり、その厚さは5μmである。光電変換素子123の幅w_pixは220μmであり、光電変換素子123のピッチp_pixは220μmである。シンチレータ層131は図3(a)に示すような柱状結晶303によって構成される。柱状結晶303の材料はCsI:Tlである。シンチレータ層131は、θ_sc1=0°、θ_sc2=20°、t_sc1=400μmを満たす。このようなシンチレータ層131は以下のようにして形成される。図5の蒸着装置500に、θ_sub=30°となるようにシンチレータ基台132を取り付ける。回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層131の第1部分301を形成する。その後、回転盤回転部502による回転速度を0rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層131の第2部分302を形成する。シンチレータ保護層135として、厚さが10μmのポリパラキシリレンを用いる。結合部材140として、厚さ25umのアクリル系透明粘着材を用いる。封止部材160として、エポキシ系の樹脂を用いる。
<First Example of Radiation Detection Device 100>
A first embodiment of the radiation detection apparatus 100 of FIG. 1 will be described below. The material of the sensor protective layer 124 is polyimide, and the thickness thereof is 5 μm. The width w_pix of the photoelectric conversion element 123 is 220 μm, and the pitch p_pix of the photoelectric conversion element 123 is 220 μm. The scintillator layer 131 is composed of a columnar crystal 303 as shown in FIG. The material of the columnar crystal 303 is CsI: Tl. The scintillator layer 131 satisfies θ_sc1 = 0 °, θ_sc2 = 20 °, and t_sc1 = 400 μm. Such a scintillator layer 131 is formed as follows. The scintillator base 132 is attached to the vapor deposition apparatus 500 of FIG. 5 so that θ_sub = 30 °. The first portion 301 of the scintillator layer 131 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm. Thereafter, the second portion 302 of the scintillator layer 131 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 0 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm. As the scintillator protective layer 135, polyparaxylylene having a thickness of 10 μm is used. As the coupling member 140, an acrylic transparent adhesive having a thickness of 25 um is used. An epoxy resin is used as the sealing member 160.

放射線検出装置100の第1実施例について特性評価を行った。具体的には、IEC(国際電気標準会議) 62220−1、61267で規定される基準線質RQA5を用いて、DQE及びMTF(変調伝達関数、ModulationTransferFunction)を測定した。放射線検出装置100のシンチレータパネル130側(図1(b)の上側)から、受光面に直交するように放射線を照射したところ、DQEが0.73(0lp/mm)となり、MTFが0.32(2lp/mm)となった。   The characteristics of the first embodiment of the radiation detection apparatus 100 were evaluated. Specifically, DQE and MTF (Modulation Transfer Function) were measured using the reference quality RQA5 defined by IEC (International Electrotechnical Commission) 62220-1, 61267. When radiation was irradiated from the scintillator panel 130 side (upper side of FIG. 1B) of the radiation detection apparatus 100 so as to be orthogonal to the light receiving surface, the DQE was 0.73 (0 lp / mm), and the MTF was 0.32. (2 lp / mm).

<放射線検出装置の比較例>
比較例の放射線検出装置についても同様の特性評価を行った。比較例の放射線検出装置は、θ_sc1=θ_sc2=0°(すなわち、柱状結晶が受光面に直交する)点のみが上記の放射線検出装置100の第1実施例とは異なる。比較例の放射線検出装置では、DQEが0.69(0lp/mm)、MTFが0.32(2lp/mm)となった。すなわち、放射線検出装置100の第1実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQEの観点で優れている。
<Comparative example of radiation detector>
The same characteristic evaluation was performed for the radiation detection apparatus of the comparative example. The radiation detection apparatus of the comparative example differs from the first embodiment of the radiation detection apparatus 100 only in that θ_sc1 = θ_sc2 = 0 ° (that is, the columnar crystal is orthogonal to the light receiving surface). In the comparative radiation detection apparatus, DQE was 0.69 (0 lp / mm), and MTF was 0.32 (2 lp / mm). That is, the first embodiment of the radiation detection apparatus 100 is superior in terms of DQE to the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置100の第2実施例>
図1の放射線検出装置100の第2実施例について以下に説明する。放射線検出装置100の第1実施例との相違点は、シンチレータ層131が図4(b)に示すような柱状結晶453によって構成される点であり、その他の構成は第1実施例と同様である。柱状結晶453の材料はCsI:Tlである。シンチレータ層131は、θ_sc1=20°、θ_sc2=20°、t_sc1=400μmを満たす。このようなシンチレータ層131は以下のようにして形成される。図5の蒸着装置500に、θ_sub=30°となるようにシンチレータ基台132を取り付ける。回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層131の第1部分301を形成する。その後、シンチレータ基台132の傾斜方向を反対側にする。シンチレータ基台132の傾斜角度をθ_sub=30°とする。引き続き、回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層131の第1部分302を形成する。
<Second Embodiment of Radiation Detection Device 100>
A second embodiment of the radiation detection apparatus 100 of FIG. 1 will be described below. The difference of the radiation detection apparatus 100 from the first embodiment is that the scintillator layer 131 is constituted by a columnar crystal 453 as shown in FIG. 4B, and the other configuration is the same as that of the first embodiment. is there. The material of the columnar crystal 453 is CsI: Tl. The scintillator layer 131 satisfies θ_sc1 = 20 °, θ_sc2 = 20 °, and t_sc1 = 400 μm. Such a scintillator layer 131 is formed as follows. The scintillator base 132 is attached to the vapor deposition apparatus 500 of FIG. 5 so that θ_sub = 30 °. The first portion 301 of the scintillator layer 131 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm. Thereafter, the inclination direction of the scintillator base 132 is set to the opposite side. The inclination angle of the scintillator base 132 is θ_sub = 30 °. Subsequently, the first portion 302 of the scintillator layer 131 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm.

放射線検出装置100の第2実施例について、放射線検出装置100の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.75(0lp/mm)となり、MTFが0.31(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQEの観点で優れている。   The second embodiment of the radiation detection apparatus 100 was evaluated for characteristics similar to those of the first embodiment of the radiation detection apparatus 100. As a result, the DQE was 0.75 (0 lp / mm) and the MTF was 0.31 (2 lp / mm mm). That is, this example is superior in terms of DQE to the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置200の第1実施例>
図2の放射線検出装置200の第1実施例について以下に説明する。センサ保護層124の材料はポリイミドであり、その厚さは5μmである。絶縁基板221はガラス基板であり、その厚さは0.3mmである。光電変換素子123の幅w_pixは150μmであり、光電変換素子123のピッチp_pixは170μmである。シンチレータパネル130の構成は、放射線検出装置100の第1実施例と同様である。
<First Example of Radiation Detection Device 200>
A first embodiment of the radiation detection apparatus 200 of FIG. 2 will be described below. The material of the sensor protective layer 124 is polyimide, and the thickness thereof is 5 μm. The insulating substrate 221 is a glass substrate and has a thickness of 0.3 mm. The width w_pix of the photoelectric conversion element 123 is 150 μm, and the pitch p_pix of the photoelectric conversion element 123 is 170 μm. The configuration of the scintillator panel 130 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 100.

放射線検出装置200の第1実施例について特性評価を行った。具体的には、IEC 62220−1、61267で規定される基準線質RQA5を用いて、DQE及びMTFを測定した。放射線検出装置200のセンサパネル220側(図2(b)の下側)から、受光面に直交するように放射線を照射したところ、DQEが0.71(0lp/mm)となり、MTFが0.39(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQE及びMTFの観点で優れている。   The characteristics of the first embodiment of the radiation detection apparatus 200 were evaluated. Specifically, DQE and MTF were measured using reference quality RQA5 defined by IEC 62220-1, 61267. When radiation was irradiated from the sensor panel 220 side (the lower side of FIG. 2B) of the radiation detection apparatus 200 so as to be orthogonal to the light receiving surface, DQE was 0.71 (0 lp / mm), and the MTF was 0.00. 39 (2 lp / mm). That is, this example is superior in terms of DQE and MTF than the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置200の第2実施例>
図2の放射線検出装置200の第2実施例について以下に説明する。センサパネル220の構成は放射線検出装置200の第1実施例と同様である。シンチレータパネル130の構成は、放射線検出装置100の第2実施例と同様である。
<Second Embodiment of Radiation Detection Device 200>
A second embodiment of the radiation detection apparatus 200 of FIG. 2 will be described below. The configuration of the sensor panel 220 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 200. The configuration of the scintillator panel 130 is the same as that of the second embodiment of the radiation detection apparatus 100.

放射線検出装置200の第2実施例について、放射線検出装置200の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.72(0lp/mm)となり、MTFが0.38(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQE及びMTFの観点で優れている。   When the same characteristic evaluation as that of the first example of the radiation detection apparatus 200 was performed on the second example of the radiation detection apparatus 200, the DQE was 0.72 (0 lp / mm), and the MTF was 0.38 (2 lp / mm). mm). That is, this example is superior in terms of DQE and MTF than the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置600の第1実施例>
図6(a)の放射線検出装置600の第1実施例について以下に説明する。センサパネル120の構成は放射線検出装置100の第1実施例と同様である。シンチレータ層631は図7(a)に示すような柱状結晶703によって構成される。柱状結晶703の材料はCsI:Tlである。シンチレータ層631は、θ_sc1=20°、θ_sc2=0°、t_sc2=400μmを満たす。このようなシンチレータ層631は以下のようにして形成される。図5の蒸着装置500に、θ_sub=30°となるようにセンサパネル120を取り付ける。回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層631の第2部分702を形成する。その後、回転盤回転部502による回転速度を0rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層631の第1部分701を形成する。シンチレータ保護層632として、厚さが10μmのポリパラキシリレンを用いる。
<First Example of Radiation Detection Device 600>
A first embodiment of the radiation detection apparatus 600 of FIG. 6A will be described below. The configuration of the sensor panel 120 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 100. The scintillator layer 631 is composed of columnar crystals 703 as shown in FIG. The material of the columnar crystal 703 is CsI: Tl. The scintillator layer 631 satisfies θ_sc1 = 20 °, θ_sc2 = 0 °, and t_sc2 = 400 μm. Such a scintillator layer 631 is formed as follows. The sensor panel 120 is attached to the vapor deposition apparatus 500 of FIG. 5 so that θ_sub = 30 °. The second portion 702 of the scintillator layer 631 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 at 30 rpm. Thereafter, the first portion 701 of the scintillator layer 631 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 0 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm. As the scintillator protective layer 632, polyparaxylylene having a thickness of 10 μm is used.

放射線検出装置600の第1実施例について、放射線検出装置100の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.72(0lp/mm)となり、MTFが0.33(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQE及びMTFの観点で優れている。   When the same characteristic evaluation as that of the first example of the radiation detection apparatus 100 was performed on the first example of the radiation detection apparatus 600, the DQE was 0.72 (0 lp / mm) and the MTF was 0.33 (2 lp / mm). mm). That is, this example is superior in terms of DQE and MTF than the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置600の第2実施例>
図6(a)の放射線検出装置600の第2実施例について以下に説明する。センサパネル120の構成は放射線検出装置100の第1実施例と同様である。シンチレータ層631は図7(c)に示すような柱状結晶723によって構成される。柱状結晶723の材料はCsI:Tlである。シンチレータ層631は、θ_sc1=20°、θ_sc2=20°、t_sc2=400μmを満たす。このようなシンチレータ層631は以下のようにして形成される。図5の蒸着装置500に、θ_sub=30°となるようにセンサパネル120を取り付ける。回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層631の第2部分702を形成する。その後、シンチレータ基台132の傾斜方向を反対側にする。シンチレータ基台132の傾斜角度をθ_sub=30°とする。引き続き、回転盤回転部502による回転速度を30rpm、ホルダ回転部503による回転速度を30rpmとしてシンチレータ層631の第1部分701を形成する。シンチレータ保護層632として、厚さが10μmのポリパラキシリレンを用いる。
<Second Embodiment of Radiation Detection Device 600>
A second embodiment of the radiation detection apparatus 600 of FIG. 6A will be described below. The configuration of the sensor panel 120 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 100. The scintillator layer 631 is composed of columnar crystals 723 as shown in FIG. The material of the columnar crystal 723 is CsI: Tl. The scintillator layer 631 satisfies θ_sc1 = 20 °, θ_sc2 = 20 °, and t_sc2 = 400 μm. Such a scintillator layer 631 is formed as follows. The sensor panel 120 is attached to the vapor deposition apparatus 500 of FIG. 5 so that θ_sub = 30 °. The second portion 702 of the scintillator layer 631 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 at 30 rpm. Thereafter, the inclination direction of the scintillator base 132 is set to the opposite side. The inclination angle of the scintillator base 132 is θ_sub = 30 °. Subsequently, the first portion 701 of the scintillator layer 631 is formed by setting the rotation speed by the rotating disk rotation unit 502 to 30 rpm and the rotation speed by the holder rotation unit 503 to 30 rpm. As the scintillator protective layer 632, polyparaxylylene having a thickness of 10 μm is used.

放射線検出装置600の第2実施例について、放射線検出装置100の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.76(0lp/mm)となり、MTFが0.31(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQEの観点で優れている。   When the same characteristic evaluation as that of the first example of the radiation detection apparatus 100 was performed on the second example of the radiation detection apparatus 600, the DQE was 0.76 (0 lp / mm), and the MTF was 0.31 (2 lp / mm). mm). That is, this example is superior in terms of DQE to the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置650の第1実施例>
図6(b)の放射線検出装置650の第1実施例について以下に説明する。センサパネル220の構成は放射線検出装置200の第1実施例と同様である。シンチレータ部630の構成は、放射線検出装置600の第1実施例と同様である。
<First Example of Radiation Detection Device 650>
A first embodiment of the radiation detection apparatus 650 in FIG. 6B will be described below. The configuration of the sensor panel 220 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 200. The configuration of the scintillator unit 630 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 600.

放射線検出装置650の第1実施例について、放射線検出装置200の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.72(0lp/mm)となり、MTFが0.38(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQE及びMTFの観点で優れている。   When the same characteristic evaluation as that of the first example of the radiation detection apparatus 200 was performed on the first example of the radiation detection apparatus 650, the DQE was 0.72 (0 lp / mm), and the MTF was 0.38 (2 lp / mm). mm). That is, this example is superior in terms of DQE and MTF than the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出装置650の第2実施例>
図6(b)の放射線検出装置650の第2実施例について以下に説明する。センサパネル220の構成は放射線検出装置200の第1実施例と同様である。シンチレータ部630の構成は、放射線検出装置600の第2実施例と同様である。
<Second Embodiment of Radiation Detection Device 650>
A second embodiment of the radiation detection apparatus 650 in FIG. 6B will be described below. The configuration of the sensor panel 220 is the same as that of the first embodiment of the radiation detection apparatus 200. The configuration of the scintillator section 630 is the same as that of the second embodiment of the radiation detection apparatus 600.

放射線検出装置650の第2実施例について、放射線検出装置650の第1実施例と同様の特性評価を行ったところ、DQEが0.72(0lp/mm)となり、MTFが0.39(2lp/mm)となった。すなわち、この実施例は、比較例の放射線検出装置よりもDQE及びMTFの観点で優れている。   When the same characteristic evaluation as that of the first example of the radiation detection apparatus 650 was performed on the second example of the radiation detection apparatus 650, the DQE was 0.72 (0 lp / mm), and the MTF was 0.39 (2 lp / mm). mm). That is, this example is superior in terms of DQE and MTF than the radiation detection apparatus of the comparative example.

<放射線検出システムの実施形態>
図8は、上述の放射線検出装置のX線診断システム(放射線検出システム)への応用例を示した図である。X線チューブ6050(放射線源)で発生した放射線としてのX線6060は、被験者又は患者6061の胸部6062を透過し、上述の何れかの放射線検出装置である検出装置6040に入射する。この入射したX線には患者6061の体内部の情報が含まれている。X線の入射に対応してシンチレータは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理部となるイメージプロセッサ6070により画像処理され制御室の表示部となるディスプレイ6080で観察できる。なお、放射線検出システムは、検出装置と、検出装置からの信号を処理する信号処理部とを少なくとも有する。
<Embodiment of radiation detection system>
FIG. 8 is a diagram showing an application example of the above-described radiation detection apparatus to an X-ray diagnosis system (radiation detection system). X-ray 6060 as radiation generated in the X-ray tube 6050 (radiation source) passes through the chest 6062 of the subject or patient 6061 and enters the detection device 6040 which is any of the above-described radiation detection devices. This incident X-ray includes information inside the body of the patient 6061. The scintillator emits light in response to the incidence of X-rays, and this is photoelectrically converted to obtain electrical information. This information is converted into a digital signal, image-processed by an image processor 6070 serving as a signal processing unit, and can be observed on a display 6080 serving as a display unit of a control room. The radiation detection system includes at least a detection device and a signal processing unit that processes a signal from the detection device.

また、この情報は電話回線6090等の伝送処理部により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示部となるディスプレイ6081に表示もしくは光ディスク等の記録部に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録部となるフィルムプロセッサ6100により記録媒体となるフィルム6110に記録することもできる。   This information can be transferred to a remote location by a transmission processing unit such as a telephone line 6090, displayed on a display 6081 serving as a display unit such as a doctor room in another location, or stored in a recording unit such as an optical disc. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. Moreover, it can also record on the film 6110 used as a recording medium by the film processor 6100 used as a recording part.

100、200、600、650:放射線検出装置、120、220:センサパネル、131、631:シンチレータ層、303、403、453、703、713、723:柱状結晶 100, 200, 600, 650: radiation detector, 120, 220: sensor panel, 131, 631: scintillator layer, 303, 403, 453, 703, 713, 723: columnar crystal

Claims (17)

複数の光電変換素子を含む画素アレイを有するセンサパネルと、
放射線を光に変換する複数の柱状結晶が前記画素アレイの全域を覆うように配されたシンチレータ層とを備え、
前記シンチレータ層は、第1部分と、前記第1部分と前記センサパネルとの間に位置する第2部分とを含み、
前記複数の柱状結晶のそれぞれは、前記第1部分において第1方向に延在しており、前記第2部分において前記第1方向とは異なる第2方向に延在していることを特徴とする放射線検出装置。
A sensor panel having a pixel array including a plurality of photoelectric conversion elements;
A plurality of columnar crystals that convert radiation into light, and a scintillator layer disposed so as to cover the entire area of the pixel array,
The scintillator layer includes a first portion and a second portion located between the first portion and the sensor panel;
Each of the plurality of columnar crystals extends in a first direction in the first portion, and extends in a second direction different from the first direction in the second portion. Radiation detection device.
前記複数の柱状結晶の隙間が、前記センサパネルの平面視において、前記複数の柱状結晶の少なくとも何れかに重なることを特徴とする請求項1に記載の放射線検出装置。   The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein gaps between the plurality of columnar crystals overlap at least one of the plurality of columnar crystals in a plan view of the sensor panel. 前記第1方向及び前記第2方向はそれぞれ、前記センサパネルの表面の法線に対して傾斜していることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線検出装置。   The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein each of the first direction and the second direction is inclined with respect to a normal line of a surface of the sensor panel. 前記第1方向及び前記第2方向は、前記センサパネルの表面の法線に対して互いに反対側にあることを特徴とする請求項3に記載の放射線検出装置。   The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the first direction and the second direction are opposite to each other with respect to a normal line of a surface of the sensor panel. 前記第1方向及び前記第2方向は、前記センサパネルの表面の法線に対して同じ側にあることを特徴とする請求項3に記載の放射線検出装置。   The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the first direction and the second direction are on the same side with respect to a normal line of a surface of the sensor panel. 前記柱状結晶のうち前記第1部分に含まれる第1柱状部分と、前記柱状結晶のうち前記第2部分に含まれる第2柱状部分とが前記センサパネルの平面視においてなす角は、0°よりも大きく180°よりも小さいことを特徴とする請求項3乃至5の何れか1項に記載の放射線検出装置。   The angle formed by the first columnar portion included in the first portion of the columnar crystal and the second columnar portion included in the second portion of the columnar crystal in a plan view of the sensor panel is from 0 °. The radiation detection apparatus according to claim 3, wherein the radiation detection apparatus is larger and smaller than 180 °. 前記第1方向は、前記センサパネルの表面の法線に対して傾斜しており、
前記第2方向は、前記センサパネルの表面の法線に平行であることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線検出装置。
The first direction is inclined with respect to the normal of the surface of the sensor panel;
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the second direction is parallel to a normal line of a surface of the sensor panel.
前記第1方向は、前記センサパネルの表面の法線に平行であり、
前記第2方向は、前記センサパネルの表面の法線に対して傾斜していることを特徴とする請求項1又は2に記載の放射線検出装置。
The first direction is parallel to the normal of the surface of the sensor panel;
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the second direction is inclined with respect to a normal line of a surface of the sensor panel.
前記複数の光電変換素子のピッチをp_pixとし、前記第1部分及び前記第2部分のうち柱状結晶が前記センサパネルの表面の法線に対して傾斜している層の厚さをt_scとし、前記傾斜している層に含まれる複数の柱状結晶が延在する方向と前記センサパネルの表面の法線とのなす角の平均をθ_scとした場合に、
p_pix ≧ t_sc × tan(θ_sc)
を満たすことを特徴とする請求項1乃至8の何れか1項に記載の放射線検出装置。
The pitch of the plurality of photoelectric conversion elements is p_pix, and the thickness of the layer in which the columnar crystal is inclined with respect to the normal of the surface of the sensor panel is t_sc among the first part and the second part, When the average angle between the direction in which the plurality of columnar crystals included in the inclined layer extends and the normal line of the surface of the sensor panel is θ_sc,
p_pix ≧ t_sc × tan (θ_sc)
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein:
前記複数の光電変換素子の1つの幅をw_pixとした場合に、
p_pix−w_pix ≧ t_sc×tan(θ_sc)
を満たすことを特徴とする請求項9に記載の放射線検出装置。
When one width of the plurality of photoelectric conversion elements is w_pix,
p_pix−w_pix ≧ t_sc × tan (θ_sc)
The radiation detection apparatus according to claim 9, wherein:
前記第1部分及び前記第2部分のうち柱状結晶が前記センサパネルの表面の法線に対して傾斜している層の厚さをt_scとし、前記傾斜している層に含まれる複数の柱状結晶が延在する方向と前記センサパネルの表面の法線とのなす角の平均をθ_scとし、前記傾斜している層における前記複数の柱状結晶の平均間隔をp_scとし、前記傾斜している層における前記複数の柱状結晶の平均柱径をw_scとした場合に、
t_sc×sin(θ_sc) > p_sc−w_sc
を満たすことを特徴とする請求項1乃至10の何れか1項に記載の放射線検出装置。
The thickness of the layer in which the columnar crystals of the first portion and the second portion are inclined with respect to the normal line of the surface of the sensor panel is t_sc, and the plurality of columnar crystals included in the inclined layer The average angle between the extending direction of the sensor panel and the normal of the surface of the sensor panel is θ_sc, the average interval between the plurality of columnar crystals in the inclined layer is p_sc, and the angle in the inclined layer is When the average column diameter of the plurality of columnar crystals is w_sc,
t_sc × sin (θ_sc)> p_sc−w_sc
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein:
前記センサパネルは、絶縁基板を備え、
前記複数の光電変換素子は、前記絶縁基板の上にアモルファスシリコンによって形成されていることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の放射線検出装置。
The sensor panel includes an insulating substrate,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are formed of amorphous silicon on the insulating substrate.
前記センサパネルは、半導体基板を備え、
前記複数の光電変換素子は、前記半導体基板内の不純物領域によって形成されていることを特徴とする請求項1乃至11の何れか1項に記載の放射線検出装置。
The sensor panel includes a semiconductor substrate,
The radiation detection apparatus according to claim 1, wherein the plurality of photoelectric conversion elements are formed by impurity regions in the semiconductor substrate.
請求項1乃至13の何れか1項に記載の放射線検出装置と、
前記放射線検出装置によって得られた信号を処理する信号処理手段と
を備えることを特徴とする放射線検出システム。
A radiation detection apparatus according to any one of claims 1 to 13,
A radiation detection system comprising: signal processing means for processing a signal obtained by the radiation detection apparatus.
蒸着装置を用いて基板にシンチレータ層を形成する方法であって、
前記蒸着装置は、
第1回転軸を中心に回転可能な回転盤と、
前記第1回転軸とは異なる位置にある第2回転軸を中心に回転可能であり、前記回転盤に取り付けられており、前記基板を保持可能な基板ホルダと、
蒸着源とを有し、
前記方法は、
前記基板が前記第2回転軸に対して傾斜するように前記基板ホルダで前記基板を保持する工程と、
前記蒸着源からシンチレータの材料を供給している間に、前記回転盤及び前記基板ホルダを回転する工程と、
前記蒸着源からシンチレータの材料を供給している間に、前記回転盤を回転せずに前記基板ホルダを回転する工程とを有することを特徴とする方法。
A method of forming a scintillator layer on a substrate using a vapor deposition device,
The vapor deposition apparatus includes:
A turntable rotatable about a first rotation axis;
A substrate holder that is rotatable about a second rotation shaft at a position different from the first rotation shaft, is attached to the turntable, and can hold the substrate;
A vapor deposition source,
The method
Holding the substrate with the substrate holder so that the substrate is inclined with respect to the second rotation axis;
Rotating the rotating plate and the substrate holder while supplying the scintillator material from the vapor deposition source;
And rotating the substrate holder without rotating the rotating disk while supplying the scintillator material from the vapor deposition source.
蒸着装置を用いて基板にシンチレータ層を形成する方法であって、
前記蒸着装置は、
第1回転軸を中心に回転可能な回転盤と、
前記第1回転軸とは異なる位置にある第2回転軸を中心に回転可能であり、前記回転盤に取り付けられており、前記基板を保持可能な基板ホルダと、
前記第2回転軸に対する前記基板の傾斜状態を変更する傾斜機構と、
蒸着源とを有し、
前記方法は、
前記基板ホルダで基板を保持する工程と、
前記蒸着源からシンチレータの材料を供給している間に、前記回転盤及び前記基板ホルダを回転する工程とを有し、
前記回転する工程の間に、前記第2回転軸に対する前記基板の傾斜状態を変更することを特徴とする方法。
A method of forming a scintillator layer on a substrate using a vapor deposition device,
The vapor deposition apparatus includes:
A turntable rotatable about a first rotation axis;
A substrate holder that is rotatable about a second rotation shaft at a position different from the first rotation shaft, is attached to the turntable, and can hold the substrate;
An inclination mechanism for changing an inclination state of the substrate with respect to the second rotation axis;
A vapor deposition source,
The method
Holding the substrate with the substrate holder;
A step of rotating the rotating disk and the substrate holder while supplying the material of the scintillator from the vapor deposition source,
A method of changing the tilt state of the substrate with respect to the second rotation axis during the rotating step.
センサパネルとシンチレータ層とを有する放射線検出装置の製造方法であって、
請求項15又は16に記載の方法で前記シンチレータ層を形成することを特徴とする製造方法。
A method of manufacturing a radiation detection apparatus having a sensor panel and a scintillator layer,
The method according to claim 15 or 16, wherein the scintillator layer is formed.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2019115024A1 (en) * 2017-12-11 2019-06-20 Koninklijke Philips N.V. Multilayer pixelated scintillator with enlarged fill factor

Cited By (5)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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CN111480095A (en) * 2017-12-11 2020-07-31 皇家飞利浦有限公司 Multi-layered pixelated scintillator with increased fill factor
JP2021505896A (en) * 2017-12-11 2021-02-18 コーニンクレッカ フィリップス エヌ ヴェKoninklijke Philips N.V. Pixelized multi-layer scintillator with high filling rate
US11209556B2 (en) 2017-12-11 2021-12-28 Koninklijke Philips N.V. Multilayer pixelated scintillator with enlarged fill factor
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