JP2020041948A - 放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】防湿部の信頼性を向上させることができる放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法を提供することである。【解決手段】実施形態に係る放射線検出モジュールは、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と、前記シンチレータの上面に対峙する表面部と、前記表面部の周縁に設けられ前記シンチレータの側面に対峙する周面部と、前記周面部の前記表面部側とは反対側の端部に設けられ前記アレイ基板に対峙するつば部と、を有する防湿部と、前記つば部と前記アレイ基板との間に設けられた第１の接合部と、前記つば部の、前記アレイ基板側とは反対側の面と、前記アレイ基板と、に密着する保持部と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法に関する。

放射線検出器の一例にＸ線検出器がある。Ｘ線検出器には、Ｘ線を可視光すなわち蛍光に変換するシンチレータと、蛍光を信号電荷に変換する複数の光電変換部を有するアレイ基板と、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、シンチレータの上に反射層を設ける場合もある。
ここで、水分などに起因する解像度特性の劣化を抑制するために、シンチレータと反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。この場合、シンチレータが、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、水分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、シンチレータと反射層をアルミニウムなどの金属からなるハット形状の防湿部で覆い、防湿部のつば（鍔）部をアレイ基板と接着する技術が提案されている。

ここで、Ｘ線検出器が航空機などにより搬送される場合には、Ｘ線検出器が、大気圧よりも低い圧力の環境に置かれることになる。この場合、ハット形状の防湿部の内部の圧力が大気圧となっていると、防湿部が膨らんでアレイ基板が破損するおそれがある。そのため、大気圧よりも減圧された環境において防湿体のつば部とアレイ基板とを接着し、防湿部の内部の圧力が大気圧よりも低くなるようにしている。
ところが、防湿部の内部の圧力が大気圧よりも低くなっていると、Ｘ線検出器が大気圧の環境に置かれた場合に、防湿部が、シンチレータと反射層に押し付けられる。この際、防湿部が変形することでつば部とアレイ基板との接着が剥がれたり、接着部分にリークパスが生じたりする場合がある。
すなわち、防湿部の信頼性が低下するおそれがある。
そこで、防湿部の信頼性を向上させることができる技術の開発が望まれていた。

特開２０１０−２８６４４７号公報 特開２０１７−１８７４２４号公報

本発明が解決しようとする課題は、防湿部の信頼性を向上させることができる放射線検出モジュール、放射線検出器、および放射線検出器の製造方法を提供することである。

実施形態に係る放射線検出モジュールは、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と、前記シンチレータの上面に対峙する表面部と、前記表面部の周縁に設けられ前記シンチレータの側面に対峙する周面部と、前記周面部の前記表面部側とは反対側の端部に設けられ前記アレイ基板に対峙するつば部と、を有する防湿部と、前記つば部と前記アレイ基板との間に設けられた第１の接合部と、前記つば部の、前記アレイ基板側とは反対側の面と、前記アレイ基板と、に密着する保持部と、を備えている。

本実施の形態に係るＸ線検出器を例示するための模式斜視図である。 Ｘ線検出モジュールを例示するための模式断面図である。 （ａ）は、防湿部の模式正面図である。（ｂ）は、防湿部の模式側面図である。 Ｘ線検出器のブロック図である。 Ｘ線検出器が大気圧の環境に置かれた場合に、防湿部に作用する外力を例示するための模式断面図である。 本実施の形態に係る接着部を例示するための模式断面図である。 他の実施形態に係る接着部を例示するための模式断面図である。 （ａ）、（ｂ）は、接着部１８の形成を例示するための模式工程断面図である。

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（放射線検出モジュール）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、以下に例示をするＸ線検出器１（Ｘ線検出モジュール１０）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、一般医療に限定されるわけではない。

（Ｘ線検出器１およびＸ線検出モジュール１０）
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、保護層２ｆ、反射層６、防湿部７、および接着部８などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出モジュール１０を例示するための模式断面図である。
図３（ａ）は、防湿部７の模式正面図である。
図３（ｂ）は、防湿部７の模式側面図である。
図４は、Ｘ線検出器１のブロック図である。

図１および図２に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出モジュール１０、および回路基板１１が設けられている。また、Ｘ線検出器１には、図示しない筐体を設けることができる。筐体の内部には、Ｘ線検出モジュール１０、および回路基板１１を設けることができる。例えば、筐体の内部に板状の支持板を設け、支持板のＸ線の入射側の面にはＸ線検出モジュール１０を設け、支持板のＸ線の入射側とは反対側の面には回路基板１１を設けることができる。

Ｘ線検出モジュール１０には、アレイ基板２、シンチレータ５、反射層６、防湿部７、および接着部８が設けられている。
アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、データライン（又はシグナルライン）２ｃ２、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２および保護層２ｆを有する。
なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２の数などは例示をしたものに限定されるわけではない。

基板２ａは、板状を呈し、無アルカリガラスなどのガラスから形成されている。基板２ａの平面形状は、四角形とすることができる。基板２ａの厚みは、例えば、０．７ｍｍ程度とすることができる。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の面側に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、矩形状を呈し、制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２とにより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、Ｘ線画像の１つの画素（pixel）に対応する。

複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、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を設けることができる。蓄積キャパシタは、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ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、蓄積キャパシタへの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、ゲート電極２ｂ２ａ、ドレイン電極２ｂ２ｂ及びソース電極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のドレイン電極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のソース電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタとに電気的に接続される。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタは、グランドに接続することができる。

制御ライン２ｃ１は、所定の間隔をあけて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、例えば、行方向に延びている。
１つの制御ライン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つが電気的に接続されている。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他端は、回路基板１１に設けられた読み出し回路１１ａとそれぞれ電気的に接続されている。

データライン２ｃ２は、所定の間隔をあ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、例えば、行方向に直交する列方向に延びている。
１つのデータライン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つが電気的に接続されている。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他端は、回路基板１１に設けられた信号検出回路１１ｂとそれぞれ電気的に接続されている。
制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２は、例えば、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。

保護層２ｆは、第１層２ｆ１および第２層２ｆ２を有する。第１層２ｆ１は、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２を覆っている。第２層２ｆ２は、第１層２ｆ１の上に設けられている。
第１層２ｆ１および第２層２ｆ２は、絶縁性材料から形成することができる。絶縁性材料は、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂などとすることができる。

シンチレータ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５は、基板２ａ上の複数の光電変換素子２ｂ１が設けられた領域（有効画素領域Ａ）を覆うように設けられている。
シンチレータ５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、ヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいは臭化セシウム（ＣｓＢｒ）：ユーロピウム（Ｅｕ）などを用いて形成することができる。シンチレータ５は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ５が形成される。シンチレータ５の厚みは、例えば、６００μｍ程度とすることができる。

なお、真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成する際には、開口を有するマスクが用いられる。この場合、アレイ基板２上の開口に対峙する位置（有効画素領域Ａの上）にシンチレータ５が形成される。また、蒸着による膜は、マスクの表面にも形成される。そして、マスクの開口の近傍においては、膜は、開口の内部に徐々に張り出すように成長する。開口の内部に膜が張り出すと、開口の近傍において、アレイ基板２への蒸着が抑制される。そのため、図１および図２に示すように、シンチレータ５の周縁近傍は、外側になるに従い厚みが漸減している。

また、シンチレータ５は、例えば、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ／Ｔｂ、又はＧＯＳ）などを用いて形成することもできる。この場合、複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ５が設けられるように、マトリクス状の溝部を設けることができる。

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、光電変換部２ｂに向かうようにする。
ただし、反射層６は、必ずしも必要ではなく、Ｘ線検出モジュール１０に求められる感度特性などに応じて設けるようにすればよい。
以下においては、一例として、反射層６が設けられている場合を説明する。

反射層６は、シンチレータ５のＸ線の入射側に設けられている。反射層６は、少なくともシンチレータ５の上面５ａを覆っている。反射層６は、シンチレータ５の側面５ｂをさらに覆うこともできる。
例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などからなる光散乱性粒子と、樹脂と、溶媒とを混合した材料をシンチレータ５上に塗布し、これを乾燥することで反射層６を形成することができる。
また、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５上に成膜することで反射層６を形成することができる。
また、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シートや、光散乱性粒子を含む樹脂シートなどをシンチレータ５上に接合することで反射層６とすることもできる。

防湿部７は、空気中に含まれている水分により、反射層６の特性やシンチレータ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。
防湿部７は、シンチレータ５の上方、および、アレイ基板２上のシンチレータ５が設けられた領域の周囲を覆っている。
例えば、反射層６が設けられる場合には、防湿部７は、反射層６、反射層６から露出するシンチレータ５の側面５ｂ、および、アレイ基板２上のシンチレータ５が設けられた領域の周囲を覆っている。
例えば、反射層６が設けられない場合には、防湿部７は、シンチレータ５の上面５ａ、シンチレータ５の側面５ｂ、および、アレイ基板２上のシンチレータ５が設けられた領域の周囲を覆っている。

図３（ａ）、（ｂ）に示すように、防湿部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。
防湿部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。

表面部７ａは、シンチレータ５の上面５ａと対峙している。
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の周縁からアレイ基板２側に向けて延びている。周面部７ｂは、表面部７ａの周縁に設けられシンチレータ５の側面５ｂと対峙している。

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、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に設けられアレイ基板２と対峙している。

ハット形状の防湿部７とすれば、剛性を高めることができる。
また、防湿部７をアレイ基板２に接着する際に、表面部７ａおよび周面部７ｂからなる立体形状を利用して位置決めを行うことができる。
そのため、防湿部７をアレイ基板２の表面に接着する際の作業性や接着精度を向上させることができる。

防湿部７（表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃ）は、透湿係数の小さい材料から形成することができる。
防湿部７は、例えば、金属材料を含むものとすることができる。
防湿部７は、例えば、銅を含む金属、アルミニウムを含む金属、ステンレス、コバール材などの金属材料から形成することができる。防湿部７は、例えば、樹脂膜と金属膜とが積層された積層膜から形成することもできる。この場合、樹脂膜は、例えば、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、テフロン（登録商標）、低密度ポリエチレン、高密度ポリエチレン、弾性ゴムなどから形成されたものとすることができる。金属膜は、例えば、銅を含む金属、アルミニウムを含む金属、ステンレス、コバール材などの金属材料から形成されたものとすることができる。
この場合、実効的な透湿係数がほとんどゼロである金属材料を用いて防湿部７を形成すれば、防湿部７を透過する水分をほぼ完全になくすことができる。

また、防湿部７の厚みは、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、防湿部７の厚みを厚くしすぎるとＸ線の吸収が大きくなりすぎる。防湿部７の厚みを薄くしすぎると剛性が低下して破損しやすくなる。防湿部７は、例えば、厚みが０．１ｍｍのアルミニウム箔を用いて形成することができる。

接着部８は、防湿部７のつば部７ｃとアレイ基板２とを接着している。
接着部８は、例えば、紫外線硬化型接着剤、遅延硬化型接着剤（紫外線照射後に一定の時間をおいて硬化反応が顕在化する紫外線硬化型接着剤）、自然（常温）硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤、および、熱可塑性樹脂のいずれか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、接着部８は、無機材料からなるフィラーを含んでいてもよい。無機材料からなるフィラーが接着部８に含まれていれば、接着部８の透湿係数を小さくすることができる。そのため、水分が接着部８を透過するのを抑制することができる。
なお、接着部８に関する詳細は後述する。

図１に示すように、回路基板１１は、アレイ基板２の、シンチレータ５が設けられる側とは反対側に設けられている。回路基板１１は、Ｘ線検出モジュール１０（アレイ基板２）と電気的に接続されている。
図４に示すように、回路基板１１には、読み出し回路１１ａおよび信号検出回路１１ｂが設けられている。なお、これらの回路を１つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。

読み出し回路１１ａは、薄膜トランジスタ２ｂ２のオン状態とオフ状態を切り替える。 読み出し回路１１ａは、複数のゲートドライバ１１ａａと行選択回路１１ａｂとを有する。
行選択回路１１ａｂには、Ｘ線検出器１の外部に設けられた図示しない画像処理部などから制御信号Ｓ１が入力される。行選択回路１１ａｂ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１１ａａに制御信号Ｓ１を入力する。
ゲートドライバ１１ａａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を入力する。
例えば、読み出し回路１１ａは、フレキシブルプリント基板２ｅ１を介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次入力する。制御ライン２ｃ１に入力された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、蓄積キャパシタからの電荷（画像データ信号Ｓ２）が受信できるようになる。

信号検出回路１１ｂは、複数の積分アンプ１１ｂａ、複数の選択回路１１ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ１１ｂｃを有している。
１つの積分アンプ１１ｂａは、１つのデータライン２ｃ２と電気的に接続されている。積分アンプ１１ｂａ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、積分アンプ１１ｂａは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路１１ｂｂへ出力する。この様にすれば、所定の時間内にデータライン２ｃ２を流れる電流の値（電荷量）を電圧値に変換することが可能となる。すなわち、積分アンプ１１ｂａは、シンチレータ５において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換する。

選択回路１１ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ１１ｂａを選択し、電位情報へと変換された画像データ信号Ｓ２を順次読み出す。
ＡＤコンバータ１１ｂｃは、読み出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。デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、配線を介して、Ｘ線検出器１の外部に設けられた画像処理部に入力される。なお、デジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２は、無線により画像処理部に送信されるようにしてもよい。

画像処理部は、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。なお、画像処理部は、回路基板１１と一体化することもできる。

次に、接着部８についてさらに説明する。
Ｘ線検出器１は、航空機などにより搬送される場合がある。この様な場合には、Ｘ線検出器１が、大気圧よりも低い圧力の環境に置かれることになる。ここで、防湿部７の内部の圧力が大気圧となっていると、Ｘ線検出器１の外部の圧力が大気圧よりも低くなった際に、防湿部７が膨らんでアレイ基板２（基板２ａ）が破損するおそれがある。そのため、防湿部７の内部の圧力は、大気圧よりも低くなっている。防湿部７の内部の圧力は、例えば、０．７ａｔｍ以下とすることが好ましい。この場合、例えば、チャンバの内部の圧力を大気圧よりも低くし、チャンバの内部において防湿体７のつば部７ｃとアレイ基板２とを接着すれば、防湿部７の内部の圧力が大気圧よりも低くなるようにすることができる。なお、防湿部７の内部の圧力は、防湿部７とアレイ基板２により囲まれた空間の圧力である。

ところが、防湿部７の内部の圧力が大気圧よりも低くなっていると、Ｘ線検出器１が大気圧の環境に置かれた場合に、防湿部７が、シンチレータ５と反射層６に押し付けられる。

図５は、Ｘ線検出器１が大気圧の環境に置かれた場合に、防湿部７に作用する外力を例示するための模式断面図である。
大気圧よりも低い圧力の環境においては、防湿部７とシンチレータ５との間、防湿部７と反射層６との間には隙間がある。そのため、Ｘ線検出器１が大気圧の環境に置かれた場合には、これらの隙間が小さくなる方向に防湿部７が変形する。

この場合、図５に示すように、周面部７ｂの表面部７ａ側の端部の近傍には、反射層６の周縁部分や、シンチレータ５の周縁部分が設けられている。そのため、例えば、表面部７ａに外力Ｆ１が加わると、表面部７ａが内側に向けて変形した際に、反射層６の周縁部分などと周面部７ｂとが接触しやすくなる。反射層６の周縁部分などと周面部７ｂとが接触すると、この接触部分を支点として、周面部７ｂが回転する方向の力が発生する。すなわち、周面部７ｂが梃子となり、つば部７ｃが接着部１０８から剥がれる方向の力Ｆ２が発生する。力Ｆ２が発生すると、つば部７ｃが接着部１０８から剥がれたり、接着部１０８にリークパスが生じたりするおそれがある。つば部７ｃが接着部１０８から剥がれたり、接着部１０８にリークパスが生じたりすると、空気中に含まれている水分が防湿部７の内部に侵入しやすくなる。

図６は、本実施の形態に係る接着部８を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、接着部８は、第１の接合部８ａおよび保持部８ｂを有している。
第１の接合部８ａは、つば部７ｃとアレイ基板２との間に設けられている。第１の接合部８ａは、つば部７ｃとアレイ基板２とに密着している。つば部７ｃは、主に、第１の接合部８ａによりアレイ基板２に接合されている。

保持部８ｂは、防湿部７（つば部７ｃ）の外側に設けられ、第１の接合部８ａと接続されている。保持部８ｂは、第１の接合部８ａと一体に形成することもできる。
保持部８ｂは、アレイ基板２に密着している。
また、保持部８ｂは、つば部７ｃの、アレイ基板２側とは反対側の面７ｃ１に密着している。保持部８ｂは、面７ｃ１の周縁の近傍に密着させることができる。また、保持部８ｂは、つば部７ｃの面７ｃ１と端面７ｃ２に密着させることもできる。
すなわち、保持部８ｂは、少なくともつば部７ｃの面７ｃ１とアレイ基板２とに密着している。そのため、保持部８ｂは、つば部７ｃを保持することができる。

保持部８ｂが設けられていれば、力Ｆ２が発生したとしても、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れるのを抑制することができる。すなわち、保持部８ｂが設けられていれば、つば部７ｃが第１の接合部８ａから剥がれたり、第１の接合部８ａにリークパスが生じたりするのを抑制することができる。そのため、防湿部７の信頼性を向上させることができる。

この場合、平面視において（防湿部７をＸ線の入射側から見て）、保持部８ｂは、少なくともつば部７ｃの外周縁の一部の領域に設けられていればよい。ただし、保持部８ｂがつば部７ｃの外周縁の全領域に設けられていれば、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れるのをより確実に抑制することができる。例えば、保持部８ｂは、つば部７ｃの外周縁に沿って設けることが好ましい。

ここで、図６に示すように、アレイ基板２の面に平行な方向における、保持部８ｂの外側面８ｂ１とつば部７ｃの端面７ｃ２との間の距離をＷ１とする。また、アレイ基板２の面に垂直な方向における、保持部８ｂの頂部とつば部７ｃの面７ｃ１との間の距離をＨとする。
距離Ｗ１が小さくなり過ぎると、保持部８ｂの強度が小さくなるので、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れやすくなる。一方、距離Ｗ１を大きくしすぎると、防湿部７の外側に必要となるスペースが大きくなる。そのため、Ｘ線検出モジュール１０の小型化が図れなくなるおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、「０．１ｍｍ≦Ｗ１≦１．０ｍｍ」とすることが好ましい。この様にすれば、保持部８ｂの強度が適切なものとなるようにすることができる。また、防湿部７の外側に必要となるスペースを小さくすることができるので、Ｘ線検出モジュール１０の小型化が容易となる。

また、距離Ｈが小さくなり過ぎると、保持部８ｂの強度が小さくなるので、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れやすくなる。一方、距離Ｈを大きくしすぎると、保持部８ｂの頂部が筐体などに干渉するおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、「０．２ｍｍ≦Ｈ≦０．９ｍｍ」とすることが好ましい。この様にすれば、保持部８ｂの強度が適切なものとなるようにすることができる。また、保持部８ｂの頂部が筐体などに干渉するのを抑制することができる。

図７は、他の実施形態に係る接着部１８を例示するための模式断面図である。
図７に示すように、接着部１８は、第１の接合部８ａ、保持部８ｂ、および第２の接合部８ｃを有している。
第２の接合部８ｃは、防湿部７（つば部７ｃ）の内側に設けられ、第１の接合部８ａと接続されている。第２の接合部８ｃは、第１の接合部８ａと一体に形成することもできる。また、第１の接合部８ａ、保持部８ｂ、および第２の接合部８ｃを一体に形成することもできる。

第２の接合部８ｃは、アレイ基板２に密着している。
また、第２の接合部８ｃは、周面部７ｂの、アレイ基板２側の面７ｂ１に密着している。
そのため、周面部７ｂは、第２の接合部８ｃによりアレイ基板２に接合されている。
第２の接合部８ｃが設けられていれば、周面部７ｂ、ひいてはつば部７ｃが第１の接合部８ａから離れるのを抑制することが容易となる。すなわち、第２の接合部８ｃが設けられていれば、つば部７ｃが第１の接合部８ａから剥がれたり、第１の接合部８ａにリークパスが生じたりするのを抑制することが容易となる。また、第２の接合部８ｃが設けられていれば、第１の接合部８ａにリークパスが発生したとしても、リークパスが成長して防湿部７の内部に繋がるのを抑制することができる。そのため、防湿部７の信頼性をさらに向上させることができる。

この場合、平面視において（防湿部７をＸ線の入射側から見て）、第２の接合部８ｃは、少なくとも周面部７ｂの外周縁の一部の領域に設けられていればよい。ただし、第２の接合部８ｃが周面部７ｂの外周縁の全領域に設けられていれば、周面部７ｂ、ひいてはつば部７ｃが第１の接合部８ａから離れるのをより確実に抑制することができる。例えば、第２の接合部８ｃは、周面部７ｂの外周縁に沿って設けることが好ましい。

ここで、図７に示すように、アレイ基板２の面に平行な方向における、第２の接合部８ｃの内側面８ｃ２とアレイ基板２との接続位置と、つば部７ｃと周面部７ｂとの接続位置との間の距離をＷ２とする。
距離Ｗ２が小さくなり過ぎると、第２の接合部８ｃと周面部７ｂとの接合強度が小さくなるので、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れやすくなる。一方、距離Ｗ２を大きくしすぎると、第２の接合部８ｃとシンチレータ５が接触して、シンチレータ５の特性が劣化するおそれがある。
本発明者の得た知見によれば、「０．１ｍｍ≦Ｗ２≦１．０ｍｍ」とすることが好ましい。この様にすれば、第２の接合部８ｃと周面部７ｂとの接合強度が適切なものとなるようにすることができる。また、第２の接合部８ｃとシンチレータ５が接触するのを抑制することができるので、シンチレータ５の特性が劣化するのを抑制することができる。

（Ｘ線検出モジュール１０の製造方法、およびＸ線検出器１の製造方法）
まず、基板２ａの上に、制御ライン２ｃ１、データライン２ｃ２、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２、光電変換部２ｂ、および保護層２ｆなどを順次形成してアレイ基板２を製造する。アレイ基板２は、例えば、半導体製造プロセスを用いて製造することができる。なお、アレイ基板２の製造には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。

次に、基板２ａ上の有効画素領域Ａを覆うようにシンチレータ５を形成する。
例えば、シンチレータ５は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ５が形成される。シンチレータ５の厚みは、Ｘ線検出器１に求められるＤＱＥ特性、感度特性、解像度特性などに応じて適宜変更することができる。シンチレータ５の厚みは、例えば、６００μｍ程度とすることができる。

また、発光物質とバインダ材とを混合し、混合された材料を有効画素領域Ａを覆うように塗布し、これを焼成し、焼成された材料にマトリクス状の溝部を形成して複数の光電変換部２ｂごとに四角柱状のシンチレータ５が設けられるようにしてもよい。

次に、シンチレータ５の上に反射層６を形成する。
例えば、反射層６は、複数の光散乱性粒子、樹脂、および溶媒を混合した塗布液をシンチレータ５上に塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。
光散乱性粒子は、例えば、ＴｉＯ_２，Ａｌ_２Ｏ_２、ＳｉＯ_２などを含むものとすることができる。光散乱性粒子の平均粒径は、例えば、サブミクロン程度とすることができる。
樹脂は、例えば、熱硬化性樹脂、あるいは、熱可塑性樹脂とすることができる。熱硬化性樹脂は、例えば、シリコーン系樹脂、エポキシ系樹脂などのとすることができる。熱可塑性樹脂は、例えば、アクリル等のメタクリル系樹脂、ブチラール系等のポリビニルアセタール系樹脂などとすることができる。
また、複数の光散乱性粒子を含む樹脂シートをシンチレータ５の上に貼り付けることもできる。複数の光散乱性粒子を含む樹脂シートは、例えば、ポリエステル樹脂に複数のＴｉＯ_２粒子を分散させたシートとすることができる。この場合、樹脂シートとシンチレータ５との間に隙間があると、隙間においてシンチレータ５からの蛍光が散乱してしまう。そのため、Ｘ線画像の解像度が低下するおそれがある。樹脂シートを用いる場合には、樹脂シートをシンチレータ５に押し付けるようにして接合させることが好ましい。

次に、シンチレータ５および反射層６にハット形状の防湿部７を被せ、防湿部７のつば部７ｃをアレイ基板２に接着する。
この場合、接着および接着剤の硬化は、大気圧以上の環境において行うことができる。環境の圧力は、例えば、０．３ａｔｍ以下とすることができる。接着剤は、例えば、紫外線硬化型接着剤、遅延硬化型接着剤、自然（常温）硬化型接着剤、加熱硬化型接着剤等とすることができる。また、接着剤には、無機材料からなるフィラーを含ませることもできる。

接着剤が硬化することで、前述した接着部８、１８が形成される。
以下においては、一例として、接着部１８を形成する場合を説明する。
図８（ａ）、（ｂ）は、接着部１８の形成を例示するための模式工程断面図である。
まず、図８（ａ）に示すように、凹部１００ａを有する板状の治具１００に防湿部７をセットする。この際、表面部７ａと周面部７ｂが、凹部１００ａの内部に収納される。治具１００の凹部１００ａが開口する面１００ｃには、つば部７ｃが載置される。
治具１００の外形寸法は、防湿部７の外形寸法とほぼ同じとすることができる。そのため、つば部７ｃの端面７ｃ２は、治具１００の外側面１００ｂのほぼ真上に位置する。また、面１００ｃの外周縁には、面取りまたは凹部を設けることができる。図８（ａ）、（ｂ）に例示をした治具１００の場合にはＲ面取り１００ｄが設けられている。面取りまたは凹部により形成される空間は、保持部８ｂを形成するための空間となる。また、面取りまたは凹部の形状や大きさを変えることで、保持部８ｂの形状や大きさを変化させることができる。
続いて、図８（ａ）に示すように、つば部７ｃに接着剤１８ａを塗布する。接着剤１８ａの塗布は、例えば、ディスペンサなどを用いて行うことができる。

次に、図８（ｂ）に示すように、治具１００とアレイ基板２との間の距離が所定の値となるようにする。例えば、治具１００をアレイ基板２側に移動させる。
つば部７ｃに塗布された接着剤１８ａがアレイ基板２に接触すると、接着剤１８ａがつば部７ｃとアレイ基板２との間に行き渡る。また、接着剤１８ａの一部は、つば部７ｃの外側および内側に流出する。つば部７ｃの外側に流出した接着剤１８ａは、Ｒ面取り１００ｄにより形成された空間に充填される。つば部７ｃの内側に流出した接着剤１８ａは、つば部７ｃと周面部７ｂとの接続位置の近傍の空間に充填される。つば部７ｃの外側および内側に流出する接着剤１８ａの量は、塗布する接着剤１８ａの量や接着剤１８ａの粘度などにより制御することができる。接着剤１８ａの粘度は、例えば、５００Ｐａ・ｓｅｃ程度とすることができる。また、接着剤１８ａの塗布位置により、第１の接合部８ａの大きさと、第２の接合部８ｃの大きさを制御することができる。例えば、つば部７ｃの端面７ｃ２側に接着剤１８ａを塗布することで接着部８を形成し、つば部７ｃの中央部分に接着剤１８ａを塗布することで接着部１８を形成することができる。
なお、接着剤１８ａの量、粘度、塗布位置などは、実験やシミュレーションを行うことで適宜決定することができる。

続いて、接着剤１８ａを硬化させる。接着剤１８ａの硬化方法は、接着剤１８ａの種類に応じて適宜変更することができる。例えば、紫外線硬化型接着剤の場合には、接着剤１８ａに紫外線を照射することで接着剤１８ａを硬化させることができる。この場合、アレイ基板２に設けられた基板２ａは、無アルカリガラスなどのガラスから形成されている。そのため、アレイ基板２を介して接着剤１８ａに紫外線を照射することができる。
接着剤１８ａが硬化することで接着部１８（８）が形成され、防湿部７（つば部７ｃ）がアレイ基板２に接着される。
次に、防湿部７が接着されたアレイ基板２を大気圧の環境に搬出する。すると、大気圧により、表面部７ａおよび周面部７ｂが、シンチレータ５及び反射層６に押し付けられる。この際、つば部７ｃが第１の接合部８ａから剥がれる方向の力Ｆ２が発生するが、接着部１８（８）には保持部８ｂが設けられているので、つば部７ｃが第１の接合部８ａから離れるのを抑制することができる。

次に、必要に応じて、保持部８ｂを補強することができる。例えば、保持部８ｂが途切れた部分や保持部８ｂの大きさが小さい部分に接着剤１８ａを塗布し、これを硬化させることで保持部８ｂを補強することができる。保持部８ｂの補強は、大気圧の環境で行うようにしてもよい。
以上の様にして、Ｘ線検出モジュール１０を製造することができる。

次に、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２を介して、アレイ基板２と回路基板１１を電気的に接続する。
その他、回路部品などを適宜実装する。

次に、図示しない筐体の内部にアレイ基板２、回路基板１１などを格納する。
そして、必要に応じて、光電変換素子２ｂ１の異常の有無や電気的な接続の異常の有無を確認する電気試験、Ｘ線画像試験などを行う。
以上のようにして、Ｘ線検出器１を製造することができる。
なお、製品の防湿信頼性や温度環境の変化に対する信頼性を確認するために、高温高湿試験、冷熱サイクル試験などを実施することもできる。

ここで、保持部８ｂが設けられておらず、第１の接合部８ａのみが設けられている場合には、防湿部７が接着されたアレイ基板２を大気圧の環境に搬出した際にリークが発生する場合がある。
一方、保持部８ｂが設けられている場合には、防湿部７が接着されたアレイ基板２を大気圧の環境に搬出した際にリークが発生するのをほぼ無くすことができた。またさらに、７０℃の環境に１時間滞在させる工程と、２０℃の環境に１時間滞在させる工程とを１００サイクル繰り返す冷熱サイクル試験を行ったとしても、リークが発生するのをほぼ無くすことができた。冷熱サイクル試験を行えば、防湿部７の熱膨張量とアレイ基板２の熱膨張量との差に基づく熱応力が接着部８（１８）に作用することになる。しかしながら、保持部８ｂが設けられていれば、熱応力が発生したとしてもリークが発生するのをほぼ無くすことができた。

以上に説明したように、本実施の形態に係るＸ線検出器１の製造方法は以下の工程を含むことができる。
複数の光電変換素子２ｂ１を有するアレイ基板２の上に、シンチレータ５を形成する工程。
大気圧よりも減圧された環境において、シンチレータ５にハット形状の防湿部７を被せ、防湿部７のつば部７ｃをアレイ基板２に接着する工程。
シンチレータ５にハット形状の防湿部７を被せ、防湿部７のつば部７ｃをアレイ基板２に接着する工程において、つば部７ｃのアレイ基板２側の面に接着剤を塗布し、つば部７ｃとアレイ基板２との間の距離を所定の値とする。そして、つば部７ｃの外側に接着剤を流出させる。そして、接着剤を硬化させることで、つば部７ｃとアレイ基板２との間に第１の接合部８ａを形成し、つば部７ｃの、アレイ基板２側とは反対側の面と、アレイ基板２と、に密着する保持部８ｂを形成する。

また、シンチレータ５にハット形状の防湿部７を被せ、防湿部７のつば部７ｃをアレイ基板２に接着する工程において、つば部７ｃの内側に接着剤をさらに流出させる。そして、接着剤を硬化させることで、周面部７ｂの、アレイ基板２側の面と、アレイ基板２と、に密着する第２の接合部８ｃをさらに形成することもできる。

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、２ｂ１ 光電変換素子、５ シンチレータ、６ 反射層、７ 防湿部、７ａ 表面部、７ｂ 周面部、７ｃ つば部、８ 接着部、８ａ 第１の接合部、８ｂ 保持部、８ｃ 第２の接合部、１０ Ｘ線検出モジュール、１１ 回路基板、１８ 接着部、１００ 治具

Claims (10)

1. 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と、
   前記シンチレータの上面に対峙する表面部と、前記表面部の周縁に設けられ前記シンチレータの側面に対峙する周面部と、前記周面部の前記表面部側とは反対側の端部に設けられ前記アレイ基板に対峙するつば部と、を有する防湿部と、
   前記つば部と前記アレイ基板との間に設けられた第１の接合部と、
   前記つば部の、前記アレイ基板側とは反対側の面と、前記アレイ基板と、に密着する保持部と、
   を備えた放射線検出モジュール。
2. 前記保持部は、前記第１の接合部と一体に形成されている請求項１記載の放射線検出モジュール。
3. 前記周面部の、前記アレイ基板側の面と、前記アレイ基板と、に密着する第２の接合部をさらに備えた請求項１または２に記載の放射線検出モジュール。
4. 前記第２の接合部は、前記第１の接合部と一体に形成されている請求項３記載の放射線検出モジュール。
5. 前記アレイ基板の面に平行な方向における、前記保持部の外側面と、前記つば部の端面との間の距離をＷ１とした場合に、以下の式を満足する請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
   ０．１ｍｍ≦Ｗ１≦１．０ｍｍ
6. 前記アレイ基板の面に垂直な方向における、前記保持部の頂部と、前記つば部の、前記アレイ基板側とは反対側の面との間の距離をＨとした場合に、以下の式を満足する請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
   ０．２ｍｍ≦Ｈ≦０．９ｍｍ
7. 前記アレイ基板の面に平行な方向における、前記第２の接合部の内側面と前記アレイ基板との接続位置と、前記つば部と前記周面部との接続位置との間の距離をＷ２とした場合に、以下の式を満足する請求項３〜６のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
   ０．１ｍｍ≦Ｗ２≦１．０ｍｍ
8. 請求項１〜７のいずれか１つに記載の放射線検出モジュールと、
   前記放射線検出モジュールと電気的に接続された回路基板と、
   を備えた放射線検出器。
9. 複数の光電変換素子を有するアレイ基板の上に、シンチレータを形成する工程と、
   大気圧よりも減圧された環境において、前記シンチレータにハット形状の防湿部を被せ、前記防湿部のつば部を前記アレイ基板に接着する工程と、
   を備え、
   前記防湿部は、前記シンチレータの上面に対峙する表面部と、前記表面部の周縁に設けられ前記シンチレータの側面に対峙する周面部と、前記周面部の前記表面部側とは反対側の端部に設けられ前記アレイ基板に対峙する前記つば部とを有し、
   前記防湿部のつば部を前記アレイ基板に接着する工程において、前記つば部の前記アレイ基板側の面に接着剤を塗布し、前記つば部と前記アレイ基板との間の距離を所定の値とすることで前記つば部の外側に前記接着剤を流出させ、前記接着剤を硬化させることで、前記つば部と前記アレイ基板との間に第１の接合部を形成し、前記つば部の、前記アレイ基板側とは反対側の面と、前記アレイ基板と、に密着する保持部を形成する放射線検出器の製造方法。
10. 前記防湿部のつば部を前記アレイ基板に接着する工程において、
    前記つば部の内側に前記接着剤をさらに流出させ、前記接着剤を硬化させることで、前記周面部の、前記アレイ基板側の面と、前記アレイ基板と、に密着する第２の接合部をさらに形成する請求項９記載の放射線検出器の製造方法。

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