JP2017003273A - 防湿体、および放射線検出器 - Google Patents
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Abstract
【課題】熱応力による反りの発生を抑制することができる防湿体、および放射線検出器を提供することである。
【解決手段】実施形態に係る防湿体は、平面形状が長方形の表面部と、筒状を呈し、一方の端部が前記表面部の周縁に設けられた周面部と、を有している。
前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と交差している。
【選択図】図２
【解決手段】実施形態に係る防湿体は、平面形状が長方形の表面部と、筒状を呈し、一方の端部が前記表面部の周縁に設けられた周面部と、を有している。
前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と交差している。
【選択図】図２
Description
本発明の実施形態は、防湿体、および放射線検出器に関する。
Ｘ線検出器などの放射線検出器には、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層、蛍光を信号電荷に変換する光電変換素子を有するアレイ基板、および、制御回路や増幅・変換回路を有する信号処理部などが設けられている。
また、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ層の上に反射層をさらに設ける場合もある。
ここで、水蒸気などに起因する解像度特性の劣化を抑制するために、シンチレータ層と反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。特に、シンチレータ層が、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）：Ｔｌ（タリウム）や、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム）などからなる場合には、湿度などによる解像度特性の劣化が大きくなるおそれがある。
そのため、高い防湿性能を得られる構造として、ハット形状を呈し、シンチレータ層と反射層を覆う金属製の防湿体が提案されている。
シンチレータ層と反射層をハット形状の防湿体で覆い、防湿体のつば（鍔）部をアレイ基板の基板と接着すれば、高い防湿性能を得ることができる。
また、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ層の上に反射層をさらに設ける場合もある。
ここで、水蒸気などに起因する解像度特性の劣化を抑制するために、シンチレータ層と反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。特に、シンチレータ層が、ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）：Ｔｌ（タリウム）や、ＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム）などからなる場合には、湿度などによる解像度特性の劣化が大きくなるおそれがある。
そのため、高い防湿性能を得られる構造として、ハット形状を呈し、シンチレータ層と反射層を覆う金属製の防湿体が提案されている。
シンチレータ層と反射層をハット形状の防湿体で覆い、防湿体のつば（鍔）部をアレイ基板の基板と接着すれば、高い防湿性能を得ることができる。
ところが、アレイ基板の基板は、ガラスなどから形成されている。
そのため、金属製の防湿体とガラス製の基板とが接着された状態で、環境温度などが変化すると、材料の熱膨張率の差に応じて熱応力が発生する。
熱応力が発生すると、アレイ基板と防湿体の接合体が反る場合がある。アレイ基板と防湿体の接合体が反ると、アレイ基板への配線作業や、筐体内部への取り付け作業などが困難となるおそれがある。また、アレイ基板と防湿体の接合体が反ると、防湿体と基板との接着部分が剥がれるなどして、防湿性能が著しく低下するおそれもある。
この場合、アレイ基板と防湿体が大きくなる程、熱応力による反りが大きくなる。
そのため、熱応力による反りの発生を抑制することができる防湿体、および放射線検出器の開発が望まれていた。
そのため、金属製の防湿体とガラス製の基板とが接着された状態で、環境温度などが変化すると、材料の熱膨張率の差に応じて熱応力が発生する。
熱応力が発生すると、アレイ基板と防湿体の接合体が反る場合がある。アレイ基板と防湿体の接合体が反ると、アレイ基板への配線作業や、筐体内部への取り付け作業などが困難となるおそれがある。また、アレイ基板と防湿体の接合体が反ると、防湿体と基板との接着部分が剥がれるなどして、防湿性能が著しく低下するおそれもある。
この場合、アレイ基板と防湿体が大きくなる程、熱応力による反りが大きくなる。
そのため、熱応力による反りの発生を抑制することができる防湿体、および放射線検出器の開発が望まれていた。
本発明が解決しようとする課題は、熱応力による反りの発生を抑制することができる防湿体、および放射線検出器を提供することである。
実施形態に係る防湿体は、平面形状が長方形の表面部と、筒状を呈し、一方の端部が前記表面部の周縁に設けられた周面部と、を有している。
前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と交差している。
前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と交差している。
以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図１においては、反射層６、防湿体７などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出器１の模式平面図である。
図３は、アレイ基板２および防湿体７の模式側面図である。
図４は、図３におけるＡ部の模式断面図である。
図５は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図６は、Ｘ線検出器１の回路図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図１においては、反射層６、防湿体７などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出器１の模式平面図である。
図３は、アレイ基板２および防湿体７の模式側面図である。
図４は、図３におけるＡ部の模式断面図である。
図５は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図６は、Ｘ線検出器１の回路図である。
放射線検出器であるＸ線検出器１は、放射線画像であるＸ線画像を検出するＸ線平面センサである。Ｘ線検出器１は、例えば、一般医療用途などに用いることができる。ただし、Ｘ線検出器１の用途は、一般医療用途に限定されるわけではない。
図１〜図４に示すように、Ｘ線検出器１には、アレイ基板２、信号処理部３、画像伝送部４、シンチレータ層５、反射層６、防湿体７、および接着層８が設けられている。
アレイ基板２は、Ｘ線検出器１が収納される筐体に設けられた支持板１０１の一方の面に取り付けられている。
アレイ基板２のシンチレータ層５が設けられる側とは反対側の面は、支持板１０１に接触している。
信号処理部３および画像伝送部４は、支持板１０１のアレイ基板２が取り付けられる側とは反対側に取り付けられている。
アレイ基板２は、Ｘ線検出器１が収納される筐体に設けられた支持板１０１の一方の面に取り付けられている。
アレイ基板２のシンチレータ層５が設けられる側とは反対側の面は、支持板１０１に接触している。
信号処理部３および画像伝送部４は、支持板１０１のアレイ基板２が取り付けられる側とは反対側に取り付けられている。
アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、および保護層２ｆを有する。
基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の表面に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、長方形状を呈し、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とで画された領域に設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。 なお、１つの光電変換部２ｂは、１つの画素（pixel）に対応する。
基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の表面に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、長方形状を呈し、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とで画された領域に設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。 なお、１つの光電変換部２ｂは、１つの画素（pixel）に対応する。
光電変換部２ｂには、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２が設けられている。
また、光電変換素子２ｂ１において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる（図６を参照）。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、長方形状を呈し、薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。
また、光電変換素子２ｂ１において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる（図６を参照）。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、長方形状を呈し、薄膜トランジスタ２ｂ２の下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。
光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、光電変換素子２ｂ１により蛍光から変換された電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ２ｂ２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。
図６に示すように、薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ソース電極２ｂ２ｂ及びドレイン電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、光電変換素子２ｂ１により蛍光から変換された電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ２ｂ２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。
図６に示すように、薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ソース電極２ｂ２ｂ及びドレイン電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。
制御ライン２ｃ１は、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、Ｘ方向（例えば、行方向）に延びている。
１本の制御ライン２ｃ１は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１本の配線の一端が電気的に接続されている。この配線の他端は、信号処理部３に設けられた制御回路３１と電気的に接続されている。
１本の制御ライン２ｃ１は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板２ｅ１に設けられた複数の配線のうちの１本の配線の一端が電気的に接続されている。この配線の他端は、信号処理部３に設けられた制御回路３１と電気的に接続されている。
データライン２ｃ２は、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。データライン２ｃ２は、Ｘ方向に直交するＹ方向（例えば、列方向）に延びている。
１本のデータライン２ｃ２は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１本の配線の一端が電気的に接続されている。この配線の他端は、信号処理部３に設けられた増幅・変換回路３２と電気的に接続されている。
制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２は、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
１本のデータライン２ｃ２は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２のうちの１つと電気的に接続されている。１つの配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板２ｅ２に設けられた複数の配線のうちの１本の配線の一端が電気的に接続されている。この配線の他端は、信号処理部３に設けられた増幅・変換回路３２と電気的に接続されている。
制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２は、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
また、複数の光電変換素子２ｂ１と電気的に接続される図示しないバイアスラインを設けることもできる。
図示しないバイアスラインは、例えば、データライン２ｃ２と同じ方向に延びるものとすることができる。
図示しないバイアスラインは、例えば、データライン２ｃ２と同じ方向に延びるものとすることができる。
保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２を覆うように設けられている。
保護層２ｆは、窒化ケイ素（ＳｉＮ）やアクリル系樹脂などの絶縁性材料から形成することができる。
保護層２ｆは、窒化ケイ素（ＳｉＮ）やアクリル系樹脂などの絶縁性材料から形成することができる。
信号処理部３には、制御回路３１と、増幅・変換回路３２とが設けられている。
制御回路３１は、複数のゲートドライバ３１ａと行選択回路３１ｂとを有する。
ゲートドライバ３１ａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を印加する。
行選択回路３１ｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ３１ａに外部からの制御信号Ｓ１を送る。
例えば、制御回路３１は、フレキシブルプリント基板２ｅ１と制御ライン２ｃ１とを介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次印加する。制御ライン２ｃ１に印加された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、光電変換素子２ｂ１からの信号電荷（画像データ信号Ｓ２）が受信できるようになる。
制御回路３１は、複数のゲートドライバ３１ａと行選択回路３１ｂとを有する。
ゲートドライバ３１ａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を印加する。
行選択回路３１ｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ３１ａに外部からの制御信号Ｓ１を送る。
例えば、制御回路３１は、フレキシブルプリント基板２ｅ１と制御ライン２ｃ１とを介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次印加する。制御ライン２ｃ１に印加された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、光電変換素子２ｂ１からの信号電荷（画像データ信号Ｓ２）が受信できるようになる。
増幅・変換回路３２は、複数の電荷増幅器３２ａと、複数の並列−直列変換器３２ｂを有する。
電荷増幅器３２ａは、フレキシブルプリント基板２ｅ２と配線パッド２ｄ２とを介してデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。
並列−直列変換器３２ｂは、切り換えスイッチを介して電荷増幅器３２ａに電気的に接続されている。
図示しないアナログ−デジタル変換器は、並列−直列変換器３２ｂに電気的に接続されている。
電荷増幅器３２ａは、フレキシブルプリント基板２ｅ２と配線パッド２ｄ２とを介してデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。
並列−直列変換器３２ｂは、切り換えスイッチを介して電荷増幅器３２ａに電気的に接続されている。
図示しないアナログ−デジタル変換器は、並列−直列変換器３２ｂに電気的に接続されている。
電荷増幅器３２ａは、光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２を順次受信する。
そして、電荷増幅器３２ａは、受信した画像データ信号Ｓ２を順次増幅する。
並列−直列変換器３２ｂは、増幅された画像データ信号Ｓ２を順次直列信号に変換する。
図示しないアナログ−デジタル変換器は、直列信号に変換された画像データ信号Ｓ２をデジタル信号に順次変換する。
そして、電荷増幅器３２ａは、受信した画像データ信号Ｓ２を順次増幅する。
並列−直列変換器３２ｂは、増幅された画像データ信号Ｓ２を順次直列信号に変換する。
図示しないアナログ−デジタル変換器は、直列信号に変換された画像データ信号Ｓ２をデジタル信号に順次変換する。
画像伝送部４は、配線４ａを介して、信号処理部３の増幅・変換回路３２と電気的に接続されている。なお、画像伝送部４は、信号処理部３と一体化されていてもよい。
画像伝送部４は、図示しない複数のアナログ−デジタル変換器によりデジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２に基づいて、Ｘ線画像を構成する。構成されたＸ線画像のデータは、画像伝送部４から外部の機器に向けて出力される。
画像伝送部４は、図示しない複数のアナログ−デジタル変換器によりデジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２に基づいて、Ｘ線画像を構成する。構成されたＸ線画像のデータは、画像伝送部４から外部の機器に向けて出力される。
シンチレータ層５は、複数の光電変換素子２ｂ１の上に設けられ、入射するＸ線を可視光すなわち蛍光に変換する。
シンチレータ層５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。
シンチレータ層５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。
シンチレータ層５は、柱状結晶の集合体となっている。
柱状結晶の集合体からなるシンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法などを用いて形成することができる。
シンチレータ層５の厚み寸法は、例えば、６００μｍ程度とすることができる。柱状結晶の柱（ピラー）の太さ寸法は、例えば、最表面で８μｍ〜１２μｍ程度とすることができる。
柱状結晶の集合体からなるシンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法などを用いて形成することができる。
シンチレータ層５の厚み寸法は、例えば、６００μｍ程度とすることができる。柱状結晶の柱（ピラー）の太さ寸法は、例えば、最表面で８μｍ〜１２μｍ程度とすることができる。
また、シンチレータ層５は、例えば、酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ２Ｏ２Ｓ）などを用いて形成することもできる。この場合、例えば、以下のようにしてシンチレータ層５を形成することができる。まず、酸硫化ガドリニウムからなる粒子をバインダ材と混合する。次に、混合された材料を、基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域を覆うように塗布する。次に、塗布された材料を焼成する。次に、ブレードダイシング法などを用いて、焼成された材料に溝部を形成する。この際、複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ層５が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。溝部には、大気（空気）、あるいは酸化防止用の窒素ガスなどの不活性ガスが満たされるようにすることができる。また、溝部が真空状態となるようにしてもよい。
反射層６は、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために設けられている。すなわち、反射層６は、シンチレータ層５において生じた蛍光のうち、光電変換部２ｂが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光が光電変換部２ｂに向かうようにする。
反射層６は、シンチレータ層５のＸ線の入射側を覆っている。
反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの光散乱性粒子を含む樹脂をシンチレータ層５上に塗布することで形成することができる。また、反射層６は、例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ層５上に成膜することで形成することもできる。
また、反射層６は、例えば、表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる板を用いて形成することもできる。
反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ２）などの光散乱性粒子を含む樹脂をシンチレータ層５上に塗布することで形成することができる。また、反射層６は、例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ層５上に成膜することで形成することもできる。
また、反射層６は、例えば、表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる板を用いて形成することもできる。
なお、図４に例示をした反射層６は、酸化チタンからなるサブミクロン粉体と、バインダ樹脂と、溶媒を混合して作成した材料をシンチレータ層５のＸ線の入射側に塗布し、これを乾燥させることで形成したものである。
この場合、反射層６の厚み寸法は、１２０μｍ程度とすることができる。
なお、反射層６は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
この場合、反射層６の厚み寸法は、１２０μｍ程度とすることができる。
なお、反射層６は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、反射層６の特性やシンチレータ層５の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。
防湿体７は、ハット形状を呈し、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば（鍔）部７ｃを有する。
防湿体７は、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃが一体成形されたものとすることができる。
防湿体７は、ハット形状を呈し、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば（鍔）部７ｃを有する。
防湿体７は、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃが一体成形されたものとすることができる。
防湿体７は、透湿係数の小さい材料から形成されている。
防湿体７は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属から形成することができる。
この場合、実効的な透湿係数がほとんどゼロであるアルミニウムやアルミニウム合金などの金属を用いて防湿体７を形成すれば、防湿体７を透過する水蒸気をほぼ完全になくすことができる。
防湿体７の材料は金属であれば特に限定はない。ただし、アルミニウムやアルミニウム合金はＸ線吸収係数が小さいため、Ｘ線吸収ロスを抑制することができる。また、アルミニウムやアルミニウム合金は、プレス成形における加工性に優れている。
そのため、防湿体７の材料は、アルミニウム、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかとすることが好ましい。
防湿体７は、例えば、アルミニウムやアルミニウム合金などの金属から形成することができる。
この場合、実効的な透湿係数がほとんどゼロであるアルミニウムやアルミニウム合金などの金属を用いて防湿体７を形成すれば、防湿体７を透過する水蒸気をほぼ完全になくすことができる。
防湿体７の材料は金属であれば特に限定はない。ただし、アルミニウムやアルミニウム合金はＸ線吸収係数が小さいため、Ｘ線吸収ロスを抑制することができる。また、アルミニウムやアルミニウム合金は、プレス成形における加工性に優れている。
そのため、防湿体７の材料は、アルミニウム、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかとすることが好ましい。
また、防湿体７の厚み寸法は、Ｘ線の吸収や剛性などを考慮して決定することができる。この場合、防湿体７の厚み寸法を長くしすぎるとＸ線の吸収が多くなりすぎる。防湿体７の厚み寸法を短くしすぎると剛性が低下して破損しやすくなる。
防湿体７は、例えば、厚み寸法が０．１ｍｍのアルミニウム箔をプレス成形して形成することができる。
防湿体７は、例えば、厚み寸法が０．１ｍｍのアルミニウム箔をプレス成形して形成することができる。
表面部７ａは、平面形状が長方形となっている。
表面部７ａは、シンチレータ層５の上方に設けられている。
表面部７ａは、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）に対峙している。
周面部７ｂは、筒状を呈し、一方の端部が表面部７ａの周縁に設けられている。
周面部７ｂは、表面部７ａの周縁を囲むように設けられている。周面部７ｂは、表面部７ａの周縁から基板２ａ側に向けて延びている。
周面部７ｂは、シンチレータ層５の側方に設けられている。
つば部７ｃは、環状を呈している。
つば部７ｃは、周面部７ｂの、表面部７ａ側とは反対側の端部を囲むように設けられている。つば部７ｃは、周面部７ｂの端部から外側に向けて延びている。
つば部７ｃは、接着層８を介してアレイ基板２（基板２ａ）と接着されている。
つば部７ｃは、必ずしも必要ではないが、つば部７ｃを設けるようにすれば、アレイ基板２との接着に対する信頼性を向上させることができる。また、つば部７ｃを設けるようにすれば、接着層８の幅寸法を長くすることができるので、防湿性能を向上させることができる。
表面部７ａは、シンチレータ層５の上方に設けられている。
表面部７ａは、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）に対峙している。
周面部７ｂは、筒状を呈し、一方の端部が表面部７ａの周縁に設けられている。
周面部７ｂは、表面部７ａの周縁を囲むように設けられている。周面部７ｂは、表面部７ａの周縁から基板２ａ側に向けて延びている。
周面部７ｂは、シンチレータ層５の側方に設けられている。
つば部７ｃは、環状を呈している。
つば部７ｃは、周面部７ｂの、表面部７ａ側とは反対側の端部を囲むように設けられている。つば部７ｃは、周面部７ｂの端部から外側に向けて延びている。
つば部７ｃは、接着層８を介してアレイ基板２（基板２ａ）と接着されている。
つば部７ｃは、必ずしも必要ではないが、つば部７ｃを設けるようにすれば、アレイ基板２との接着に対する信頼性を向上させることができる。また、つば部７ｃを設けるようにすれば、接着層８の幅寸法を長くすることができるので、防湿性能を向上させることができる。
表面部７ａと反射層６との間には隙間があってもよいし、表面部７ａと反射層６とが接触するようにしてもよい。
例えば、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、大気圧により表面部７ａと反射層６とを接触させることができる。
例えば、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、大気圧により表面部７ａと反射層６とを接触させることができる。
Ｘ線検出器１を飛行機輸送する場合には、Ｘ線検出器１が大気圧よりも減圧された環境に置かれることになる。
そのため、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、飛行機輸送中における減圧による破損などを防止することができる。
また、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、防湿体７が大気圧により加圧されるので、つば部７ｃの周縁にあるバリのスプリングバックにより接着層８が損傷するのを防止することができる。すなわち、接着層８の信頼性を向上させることができる。
そのため、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、飛行機輸送中における減圧による破損などを防止することができる。
また、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体７とアレイ基板２とを接着すれば、防湿体７が大気圧により加圧されるので、つば部７ｃの周縁にあるバリのスプリングバックにより接着層８が損傷するのを防止することができる。すなわち、接着層８の信頼性を向上させることができる。
接着層８は、つば部７ｃと、アレイ基板２との間に設けられている。接着層８は、紫外線硬化型の接着剤が硬化することで形成されたものとすることができる。
また、接着層８の透湿率（水蒸気の透過率）は、できるだけ小さくなるようにすることが好ましい。この場合、紫外線硬化型の接着剤に無機材質のタルク（滑石：Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）を７０重量％以上添加すれば、接着層８の透湿係数を大幅に低減させることができる。
また、接着層８の透湿率（水蒸気の透過率）は、できるだけ小さくなるようにすることが好ましい。この場合、紫外線硬化型の接着剤に無機材質のタルク（滑石：Ｍｇ３Ｓｉ４Ｏ１０（ＯＨ）２）を７０重量％以上添加すれば、接着層８の透湿係数を大幅に低減させることができる。
次に、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りについて説明する。
前述したように、アレイ基板２の基板２ａは無アルカリガラスなどから形成されている。
一方、防湿体７は、アルミニウムなどの金属から形成されている。
そのため、金属製の防湿体７とガラス製の基板２ａとが接着された状態で、環境温度などが変化すると、材料の熱膨張率の差に応じて熱応力が発生する。
熱応力が発生すると、アレイ基板２と防湿体７の接合体が反る場合がある。アレイ基板２と防湿体７の接合体が反ると、アレイ基板２にフレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２などを電気的に接続したり、Ｘ線検出器１を筐体の内部に取り付けたりするのが困難となるおそれがある。また、アレイ基板２と防湿体７の接合体が反ると、接着層８が剥がれるなどして、防湿性能が著しく低下するおそれもある。
この場合、アレイ基板２と防湿体７が大きくなる程、熱応力による反りが大きくなる。
前述したように、アレイ基板２の基板２ａは無アルカリガラスなどから形成されている。
一方、防湿体７は、アルミニウムなどの金属から形成されている。
そのため、金属製の防湿体７とガラス製の基板２ａとが接着された状態で、環境温度などが変化すると、材料の熱膨張率の差に応じて熱応力が発生する。
熱応力が発生すると、アレイ基板２と防湿体７の接合体が反る場合がある。アレイ基板２と防湿体７の接合体が反ると、アレイ基板２にフレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２などを電気的に接続したり、Ｘ線検出器１を筐体の内部に取り付けたりするのが困難となるおそれがある。また、アレイ基板２と防湿体７の接合体が反ると、接着層８が剥がれるなどして、防湿性能が著しく低下するおそれもある。
この場合、アレイ基板２と防湿体７が大きくなる程、熱応力による反りが大きくなる。
また、ハット形状の防湿体７とすれば、平板状の防湿体と比べて剛性が大きくなる。
防湿体７の剛性が大きくなれば、外力に対して延び難くなるので、熱応力を緩和させることが難しくなる。
そのため、ハット形状を呈し、金属からなる防湿体７とすれば、高い防湿性能を得ることができるが、熱応力によりアレイ基板２と防湿体７の接合体が反りやすくなるという新たな課題が生じることになる。
防湿体７の剛性が大きくなれば、外力に対して延び難くなるので、熱応力を緩和させることが難しくなる。
そのため、ハット形状を呈し、金属からなる防湿体７とすれば、高い防湿性能を得ることができるが、熱応力によりアレイ基板２と防湿体７の接合体が反りやすくなるという新たな課題が生じることになる。
ここで、図２に示すように、防湿体７の平面形状は長方形となる。
そのため、防湿体７には、短手方向側７ｄと、短手方向側７ｄよりも長さの長い長手方向側７ｅがある。例えば、図２に例示をした防湿体７は、Ｘ方向に延びる側が短手方向側７ｄとなり、Ｙ方向に延びる側が長手方向側７ｅとなる。
そのため、防湿体７には、短手方向側７ｄと、短手方向側７ｄよりも長さの長い長手方向側７ｅがある。例えば、図２に例示をした防湿体７は、Ｘ方向に延びる側が短手方向側７ｄとなり、Ｙ方向に延びる側が長手方向側７ｅとなる。
一般的に、外力が一定であるとすると、長さが長くなるほど撓み（反り）も大きくなる。そのため、熱応力が一定であるとすると、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りは、防湿体７の短手方向側７ｄにおける反りよりも大きくなる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りを小さくすれば、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りを小さくすれば、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りを小さくするには、防湿体７の長手方向側７ｅにおける熱応力を小さくすればよい。
この場合、剛性を小さくすれば、外力に対して延びやすくなるので熱応力を緩和させることができる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性が小さくなるようにすれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反り、ひいてはアレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
この場合、剛性を小さくすれば、外力に対して延びやすくなるので熱応力を緩和させることができる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性が小さくなるようにすれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反り、ひいてはアレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
本発明者らの得た知見によれば、材料の圧延方向に起因する剛性の異方性を利用すれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を小さくすることができる。
例えば、アルミニウム合金などを圧延すると、材料の延びなどにより、圧延方向に平行な方向と、圧延方向に交差する方向とで剛性に違いが生ずる。そのため、この剛性の異方性を利用すれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を小さくすることができる。
例えば、アルミニウム合金などを圧延すると、材料の延びなどにより、圧延方向に平行な方向と、圧延方向に交差する方向とで剛性に違いが生ずる。そのため、この剛性の異方性を利用すれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を小さくすることができる。
この場合、材料の圧延方向１００に交差する方向に延びる面は、剛性が小さくなる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向が、材料の圧延方向１００と交差するようにすれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を小さくすることができる。
例えば、表面部７ａの長辺が延びる方向は、表面部７ａにおける材料の圧延方向１００と交差しているようにすればよい。
防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性が小さくなれば、熱応力を緩和させることができるので、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反り、ひいてはアレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向が、材料の圧延方向１００と交差するようにすれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を小さくすることができる。
例えば、表面部７ａの長辺が延びる方向は、表面部７ａにおける材料の圧延方向１００と交差しているようにすればよい。
防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性が小さくなれば、熱応力を緩和させることができるので、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反り、ひいてはアレイ基板２と防湿体７の接合体における反りを小さくすることができる。
この場合、防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度を変化させることで、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を変化させることができる。
例えば、図２に示すように、表面部７ａの長辺が延びる方向が、表面部７ａにおける材料の圧延方向１００と直交していれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を最小にすることができる。
例えば、図２に示すように、表面部７ａの長辺が延びる方向が、表面部７ａにおける材料の圧延方向１００と直交していれば、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を最小にすることができる。
この場合、防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度を変化させれば、それに応じて、防湿体７の短手方向側７ｄが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度も変化する。
すなわち、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を変化させれば、それに応じて、防湿体７の短手方向側７ｄにおける剛性、ひいては、防湿体７の短手方向側７ｄにおける反りが変化する。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りと、防湿体７の短手方向側７ｄにおける反りとのバランスを考慮して、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りがより小さくなるようにすることもできる。
例えば、実験やシミュレーションを行い、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りが最も小さくなるような「防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度」を求めることもできる。
すなわち、防湿体７の長手方向側７ｅにおける剛性を変化させれば、それに応じて、防湿体７の短手方向側７ｄにおける剛性、ひいては、防湿体７の短手方向側７ｄにおける反りが変化する。
そのため、防湿体７の長手方向側７ｅにおける反りと、防湿体７の短手方向側７ｄにおける反りとのバランスを考慮して、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りがより小さくなるようにすることもできる。
例えば、実験やシミュレーションを行い、アレイ基板２と防湿体７の接合体における反りが最も小さくなるような「防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度」を求めることもできる。
次に、防湿体７の製造について例示をする。
防湿体７は、例えば、アルミニウム合金などの軽金属を圧延して形成した箔状のロール材から製造することができる。
防湿体７の製造では、まず、このロール材を所定の大きさに裁断し、長方形の金属板７３を作成する。
この際、有効画素エリア（複数の光電変換部２ｂが設けられた領域）の寸法を考慮して金属板７３の寸法が決定される。
また、金属板７３の長辺が延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度が、予め求められた「防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度」となるようにする。
防湿体７は、例えば、アルミニウム合金などの軽金属を圧延して形成した箔状のロール材から製造することができる。
防湿体７の製造では、まず、このロール材を所定の大きさに裁断し、長方形の金属板７３を作成する。
この際、有効画素エリア（複数の光電変換部２ｂが設けられた領域）の寸法を考慮して金属板７３の寸法が決定される。
また、金属板７３の長辺が延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度が、予め求められた「防湿体７の長手方向側７ｅが延びる方向と、材料の圧延方向１００との間の角度」となるようにする。
次に、金属板７３をプレス成形して、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃとなる部分１７ｃを一体成形する。
図７は、プレス成形を例示するための模式断面図である。
図７に示すように、第１面７１側から部分１７ｃ側に押し込む方向に金属板７３をプレスして、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃとなる部分１７ｃを一体成形する。
その後、つば部７ｃとなる部分１７ｃを裁断してつば部７ｃを形成する。
以上の様にして、防湿体７を製造することができる。
図７は、プレス成形を例示するための模式断面図である。
図７に示すように、第１面７１側から部分１７ｃ側に押し込む方向に金属板７３をプレスして、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃとなる部分１７ｃを一体成形する。
その後、つば部７ｃとなる部分１７ｃを裁断してつば部７ｃを形成する。
以上の様にして、防湿体７を製造することができる。
以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。
１ Ｘ線検出器、２ アレイ基板、２ａ 基板、２ｂ 光電変換部、３ 信号処理部、４ 画像伝送部、５ シンチレータ層、６ 反射層、７ 防湿体、７ａ 表面部、７ｂ 周面部、７ｃ つば部、７ｄ 短手方向側、７ｅ 長手方向側、８ 接着層、１００ 圧延方向
Claims (6)
- 平面形状が長方形の表面部と、
筒状を呈し、一方の端部が前記表面部の周縁に設けられた周面部と、
を有し、
前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と交差している防湿体。 - 前記表面部の長辺が延びる方向は、前記表面部における材料の圧延方向と直交している請求項１記載の防湿体。
- 前記表面部と、前記周面部と、が一体に形成されている請求項１または２に記載の防湿体。
- 前記表面部および前記周面部は、アルミニウム、およびアルミニウム合金の少なくともいずれかを含む請求項１〜３のいずれか１つに記載の防湿体。
- 環状を呈し、前記周面部の他方の端部に設けられたつば部をさらに有し、
前記表面部と、前記周面部と、前記つば部と、が一体に形成されている請求項１〜４のいずれか１つに記載の防湿体。 - 基板と、前記基板の一方の面側に設けられた複数の光電変換素子と、を有するアレイ基板と、
前記複数の光電変換素子の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、
請求項１〜５のいずれか１つに記載の防湿体と、
を備え、
前記防湿体の表面部は、前記シンチレータ層の上方に設けられ、
前記防湿体の周面部は、前記シンチレータ層の側方に設けられている放射線検出器。
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