JP6953186B2 - 放射線検出器 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、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、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板、制御回路および信号検出回路を有する回路部、アレイ基板の制御ラインと回路部の制御回路とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板、および、アレイ基板のデータラインと回路部の信号検出回路とを電気的に接続するフレキシブルプリント基板などが設けられている。

ここで、制御回路に設けられたゲートドライバと、信号検出回路に設けられた積分アンプ、選択回路、およびＡＤコンバータとが、アレイ基板の近傍に設けられていれば、ノイズの影響を抑制することができる。そのため、ゲートドライバが設けられた半導体素子と、積分アンプ、選択回路、およびＡＤコンバータが設けられた半導体素子とが、フレキシブルプリント基板に設けられる場合がある。
この場合、これらの半導体素子が、放射線を蛍光に変換するシンチレータなどの下方に設けられていれば、これらの半導体素子に入射する放射線の量を抑制することができる。そのため、半導体素子に設けられた回路が放射線により破壊されるのを抑制することができる。

ところが、近年においては、放射線検出器の小型化を図るために、アレイ基板の小型化、すなわち、平面視におけるアレイ基板の寸法を小さくすることが求められている。そのため、半導体素子をシンチレータなどの下方に設けることが困難となってきている。
この場合、半導体素子のパッケージに遮蔽板を設ければ、回路に入射する放射線の量を抑制することができる。しかしながら、半導体素子のパッケージに遮蔽板を設ければ、半導体素子の構造の複雑化や製造コストの増大を招くことになる。
そこで、フレキシブルプリント基板に設けられた半導体素子に入射する放射線の量を抑制することができる技術の開発が望まれていた。

特開２００６−２０２７９１号公報

本発明が解決しようとする課題は、フレキシブルプリント基板に設けられた半導体素子に入射する放射線の量を抑制することができる放射線検出器を提供することである。

実施形態に係る放射線検出器は、放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板と、前記アレイ基板の、前記放射線の入射側とは反対側に設けられた基板と、前記アレイ基板に設けられた複数の配線と、前記基板に設けられた複数の配線と、を電気的に接続するフレキシブルプリント基板と、前記フレキシブルプリント基板に設けられた半導体素子と、を備えている。前記基板は、前記放射線の入射側の面、前記放射線の入射側とは反対側の面、および、前記基板の内部の少なくともいずれかに設けられた第１の遮蔽部、および、前記基板の内部に設けられた少なくとも１つの第２の遮蔽部の少なくともいずれかを有している。前記放射線の入射側から見た場合に、前記半導体素子は、前記複数の検出部が設けられた領域の外側に設けられ、前記半導体素子の少なくとも一部分は、前記第１の遮蔽部、および、前記第２の遮蔽部の少なくともいずれかと重なっている。

本実施の形態に係るＸ線検出器を例示するための模式断面図である。 図１におけるＡ部の模式拡大図である。 検出モジュールを例示するための模式斜視図である。 アレイ基板の回路図である。 検出モジュールのブロック図である。 比較例に係るＸ線検出器を例示するための模式断面図である。 （ａ）は、他の実施形態に係る遮蔽部を例示するための模式断面図である。（ｂ）は、（ａ）において遮蔽部をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。 （ａ）は、遮蔽部を例示するための模式断面図である。（ｂ）は、（ａ）において遮蔽部をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。 （ａ）は、遮蔽部を例示するための模式断面図である。（ｂ）は、（ａ）において遮蔽部をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。

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線平面センサには、大きく分けて直接変換方式と間接変換方式がある。
直接変換方式は、入射Ｘ線により光導電膜内部に発生した光導電電荷を高電界により電荷蓄積用の蓄積キャパシタに直接導く方式である。
間接変換方式は、Ｘ線をシンチレータにより蛍光（可視光）に変換し、蛍光をフォトダイオードなどの光電変換素子により電荷に変換し、電荷を蓄積キャパシタに導く方式である。

以下においては、一例として、間接変換方式のＸ線検出器１を例示するが、本発明は、直接変換方式のＸ線検出器にも適用することができる。
すなわち、Ｘ線検出器は、Ｘ線を電気的な情報に変換する複数の検出部を有するものであれば良い。検出部は、例えば、Ｘ線を直接的またはシンチレータと協働して検出するものとすることができる。
また、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が、用途に限定はない。

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断面図である。
図２は、図１におけるＡ部の模式拡大図である。
図３は、検出モジュール１０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３においては反射層６、防湿体７を省いて描いている。
図４は、アレイ基板２の回路図である。
図５は、検出モジュール１０のブロック図である。
図１〜図５に示すように、Ｘ線検出器１には、検出モジュール１０、筐体２０、および支持部３０が設けられている。
検出モジュール１０には、アレイ基板２、回路部３、画像処理部４、シンチレータ５、反射層６、および防湿体７が設けられている。

検出モジュール１０は、筐体２０の内部に設けられている。
アレイ基板２は、シンチレータ５によりＸ線から変換された蛍光（可視光）を信号電荷に変換する。
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、および保護層２ｆなどを有する。
なお、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、光電変換部２ｂが、Ｘ線をシンチレータ５と協働して検出する検出部となる。

なお、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２などの数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透光性材料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。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の主面に複数設けられている。光電変換部２ｂは、矩形状を呈したものとすることができる。光電変換部２ｂは、平面視において、複数の制御ライン２ｃ１と、複数のデータライン２ｃ２と、により画された複数の領域のそれぞれに設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。複数の光電変換部２ｂが設けられた領域は、有効画素領域となる。光電変換部２ｂは、対応する制御ライン２ｃ１と対応するデータライン２ｃ２とに電気的に接続されている。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において変換した電荷が供給される蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる（図４を参照）。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、矩形平板状を呈し、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、蓄積キャパシタ２ｂ３への電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。

図４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。また、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、グランドに接続される。

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、回路部３に設けられた回路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、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、回路部３に設けられた回路と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、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、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２などを覆うように設けられている。
保護層２ｆ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、および樹脂材料などとすることができる。

回路部３は、アレイ基板２の、Ｘ線の入射側とは反対側に設けられている。
図５に示すように、回路部３は、制御回路３ａ、信号検出回路３ｂ、および基板３ｃを有する。
制御回路３ａ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。
制御回路３ａは、複数のゲートドライバ３ａａと行選択回路３ａｂとを有する。
ゲートドライバ３ａａ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３ａｂ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３ａａに制御信号Ｓ１を入力する。制御信号Ｓ１は、例えば、画像処理部４などから行選択回路３ａｂに入力される。
例えば、制御回路３ａ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２ｂ３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３ｂは、複数の積分アンプ３ｂａ、複数の選択回路３ｂｂ、および複数のＡＤコンバータ３ｂｃなどを有する。
１つの積分アンプ３ｂａ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３ｂａ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３ｂａ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３ｂｂ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３ｂａ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３ｂｂは、読み出しを行う積分アンプ３ｂａ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３ｂｃ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、画像処理部４に入力される。

基板３ｃは、アレイ基板２の、Ｘ線の入射側とは反対側に設けられている。
フレキシブルプリント基板２ｅ１は、アレイ基板２に設けられた複数の制御ライン２ｃ１と、基板３ｃに設けられた複数の配線と、を電気的に接続する。
フレキシブルプリント基板２ｅ２は、アレイ基板２に設けられた複数のデータライン２ｃ２と、基板３ｃに設けられた複数の配線と、を電気的に接続する。
また、基板３ｃは、遮蔽部３ｃ１（第１の遮蔽部の一例に相当する）、および、遮蔽部３ｃ２（第２の遮蔽部の一例に相当する）の少なくともいずれかを有する。遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃの、Ｘ線の入射側の面、およびＸ線の入射側とは反対側の面の少なくともいずれかに設けられている。遮蔽部３ｃ２は、基板３ｃの内部に少なくとも１つ設けられている。
なお、基板３ｃに関する詳細は後述する。

画像処理部４は、回路部３の信号検出回路３ｂと電気的に接続されている。
画像処理部４は、複数のＡＤコンバータ３ｂｃ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線画像を合成する。合成されたＸ線画像のデータは、画像処理部４から外部の機器に向けて出力される。
図３に例示をしたように、画像処理部４は、回路部３と一体化することができる。例えば、基板３ｃに、回路部３を構成する回路と、画像処理部４を構成する回路とを設けることができる。なお、画像処理部４と回路部３とを別々に設け、配線を介して画像処理部４と回路部３とを電気的に接続してもよい。

シンチレータ５は、複数の光電変換部２ｂ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、有効画素領域（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とすることができる。この場合、柱状結晶の太さは、最表面で３μｍ〜８μｍ程度とすることができる。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、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、例えば、以下のようにしてシンチレータ５を形成することができる。まず、テルビウム賦活硫酸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、有効画素領域を覆うように混合された材料を塗布する。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。

図２に示すように、反射層６は、シンチレータ５の表面側（Ｘ線の入射面側）を覆うように設けられている。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。
反射層６は、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形成することができる。
なお、反射層６は、必ずしも必要ではなく、Ｘ線検出器１に求められる解像度などの特性に応じて設けるようにすればよい。

図２に示すように、防湿体７は、反射層６およびシンチレータ５を覆うように設けられている。防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ５の特性と反射層６の特性が劣化するのを抑制するために設けられる。

防湿体７は、ハット形状を呈し、例えば、アルミニウム合金などから形成することができる。防湿体７は、例えば、厚みが５０μｍ〜１００μｍ程度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。ハット形状を呈する防湿体７のつば部は、接着層８を介して、基板２ａの周縁領域に設けられる。

図１に示すように、筐体２０は、カバー部２１、入射窓２２、および基部２３を有する。
カバー部２１は、箱状を呈し、Ｘ線の入射側、およびＸ線の入射側とは反対側に開口部を有している。軽量化を考慮して、カバー部２１は、例えば、アルミニウム合金などを用いて形成することができる。また、カバー部２１は、例えば、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリカーボネイト樹脂、炭素繊維強化プラスチック（ＣＦＲＰ；Carbon-Fiber-Reinforced Plastic）などを用いて形成することもできる。

入射窓２２は、板状を呈し、カバー部２１の、Ｘ線の入射側の開口部を塞ぐように設けられている。入射窓２２は、Ｘ線を透過させる。入射窓２２は、Ｘ線吸収率の低い材料を用いて形成されている。入射窓２２は、例えば、炭素繊維強化プラスチックなどを用いて形成することができる。

基部２３は、板状を呈し、カバー部２１の、Ｘ線の入射側とは反対側の開口部を塞ぐように設けられている。基部２３の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。基部２３の材料は、例えば、カバー部２１の材料と同様とすることができる。

図１に示すように、支持部３０は、支持板３１と支持体３２とを有する。
支持板３１は、板状を呈し、筐体２０の内部に設けられている。支持板３１の入射窓２２側の面には、アレイ基板２が設けられている。支持板３１の基部２３側の面には、回路部３と画像処理部４が設けられている。支持板３１の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。ただし、Ｘ線検出器１の軽量化を考慮すると、支持板３１の材料は、比重の小さい材料とすることが好ましい。支持板３１の材料は、例えば、アルミニウム合金などの軽金属、炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂などとすることができる。

支持体３２は、柱状を呈し、筐体２０の内部に設けられている。支持体３２は、支持板３１と基部２３との間に設けることができる。支持体３２と支持板３１の固定、および、支持体３２と基部２３の固定は、例えば、ネジなどの締結部材を用いて行うことができる。支持体３２の材料は、ある程度の剛性を有するものであれば特に限定はない。支持体３２の材料は、例えば、アルミニウム合金などの軽金属、炭素繊維強化プラスチックなどの樹脂などとすることができる。なお、支持体３２の形態、配設位置、数などは例示をしたものに限定されるわけではない。例えば、支持体３２は、板状を呈し、カバー部２１の内側面から突出するように設けることもできる。すなわち、支持体３２は、筐体２０の内部において、支持板３１を支持することができるものであればよい。

ここで、光電変換部２ｂには薄膜トランジスタ２ｂ２が設けられている。電界効果トランジスタの一種である薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａに電圧を印加することでソース電極２ｂ２ｂとドレイン電極２ｂ２ｃとの間に流れる電流を制御する。そのため、薄膜トランジスタ２ｂ２は、バイポーラトランジスタなどに比べて入力インピーダンスが高くなる。すなわち、制御ライン２ｃ１に流れる電流が小さくなる。そのため、制御回路３ａと薄膜トランジスタ２ｂ２との間の配線長さが長くなると、制御信号Ｓ１にノイズが乗りやすくなり正確な制御が行えなくなるおそれがある。

また、人体に対して大量のＸ線照射を行うと健康への悪影響があるため、人体へのＸ線照射量は必要最低限に抑えられる。そのため、Ｘ線検出器１に入射するＸ線の強度は非常に弱いものとなり、薄膜トランジスタ２ｂ２から出力される画像データ信号Ｓ２（データライン２ｃ２に流れる電流）が微弱なものとなる。その結果、信号検出回路３ｂと薄膜トランジスタ２ｂ２との間の配線長さが長くなると、画像データ信号Ｓ２にノイズが乗りやすくなり正確な信号の読み取りができなくなるおそれがある。
そのため、配線長さを短くするために、制御回路３ａと信号検出回路３ｂは、アレイ基板２の近傍に設けることが好ましい。

この場合、制御回路３ａに設けられるゲートドライバ３ａａおよび行選択回路３ａｂの少なくともいずれかを半導体素子１３ａに設け、半導体素子１３ａをフレキシブルプリント基板２ｅ１に設ければ、制御回路３ａと薄膜トランジスタ２ｂ２との間の配線長さを短くすることができる。
また、信号検出回路３ｂに設けられる積分アンプ３ｂａ、選択回路３ｂｂ、およびＡＤコンバータ３ｂｃの少なくともいずれかを半導体素子１３ｂに設け、半導体素子１３ｂをフレキシブルプリント基板２ｅ２に設ければ、信号検出回路３ｂと薄膜トランジスタ２ｂ２との間の配線長さを短くすることができる。

ここで、半導体素子１３ａ、１３ｂに入射するＸ線の量が多くなると、半導体素子１３ａ、１３ｂに設けられた回路がＸ線により破壊されるおそれがある。
この場合、Ｘ線を蛍光に変換するシンチレータ５の下方に半導体素子１３ａ、１３ｂが設けられていれば、半導体素子１３ａ、１３ｂに入射するＸ線の量を少なくすることができる。
ところが、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２に半導体素子１３ａ、１３ｂを設けると、シンチレータ５の下方に半導体素子１３ａ、１３ｂを設けることが困難となる。 また、近年においては、Ｘ線検出器１の小型化を図るために、アレイ基板２の小型化、すなわち、平面視におけるアレイ基板２の寸法を小さくすることが求められている。そのため、半導体素子１３ａ、１３ｂをシンチレータ５の下方に設けることがさらに困難となってきている。

図６は、比較例に係るＸ線検出器を例示するための模式断面図である。
シンチレータ５は入射したＸ線を蛍光に変換するため、図６に示すように、入射したＸ線はシンチレータ５にほぼ吸収される。また、シンチレータ５を透過したＸ線は、支持板３１によって反射されたり、吸収されたりする。そのため、入射したＸ線の大部分は、シンチレータ５の下方に設けられた回路に到達しない。

ところが、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２に半導体素子１３ａ、１３ｂを設けると、Ｘ線検出器をＸ線の入射側から見た場合に、半導体素子１３ａ、１３ｂがシンチレータ５の外方に設けられることになる。この場合、半導体素子１３ａ、１３ｂの上方には、基板２ａ、支持板３１、および基板３ｃが設けられるが、シンチレータ５に比べてＸ線の透過量は多くなる。そのため、半導体素子１３ａ、１３ｂに入射するＸ線の量が多くなるおそれがある。

この場合、半導体素子１３ａ、１３ｂのパッケージに金属製の遮蔽板を設ければ、半導体素子１３ａ、１３ｂに設けられた回路に入射するＸ線の量を抑制することができる。また、半導体素子１３ａ、１３ｂの、Ｘ線の入射側に金属製のカバーなどを設ければ、半導体素子１３ａ、１３ｂに設けられた回路に入射するＸ線の量を抑制することができる。そのため、これらの様にすれば、半導体素子１３ａ、１３ｂに設けられた回路がＸ線により破壊されるのを抑制することができる。
ところが、半導体素子１３ａ、１３ｂのパッケージに遮蔽板を設ければ、半導体素子１３ａ、１３ｂの構造の複雑化や製造コストの増大を招くことになる。また、金属製のカバーなどを設ければ、組立作業の煩雑化や製造コストの増大を招くことになる。

そこで、図２に示すように、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、基板３ｃに遮蔽部３ｃ１を設けるようにしている。
遮蔽部３ｃ１は、半導体素子１３ａ、１３ｂの上方（Ｘ線の入射側）に設けられている。Ｘ線の入射側から見て、半導体素子１３ａ、１３ｂは、遮蔽部３ｃ１と重なっている。この場合、少なくとも半導体素子１３ａ、１３ｂの回路部が遮蔽部３ｃ１と重なっていればよい。ただし、Ｘ線の入射側から見て、半導体素子１３ａ、１３ｂが遮蔽部３ｃ１の内側に設けられるようにすることが好ましい。

遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃのＸ線の入射側の面、および、基板３ｃのＸ線の入射側とは反対側の面の少なくともいずれかに設けることができる。ただし、遮蔽部３ｃ１の数が多くなれば、基板３ｃを透過するＸ線の量を少なくすることができる。そのため、図２に示すように、基板３ｃの両側の面に遮蔽部３ｃ１を設けることが好ましい。

遮蔽部３ｃ１の材料は、Ｘ線の透過を抑制できるものであれば特に限定はない。遮蔽部３ｃ１の材料は、例えば、金属とすることができる。例えば、Ｘ線の波長が０．０７ｎｍである場合には、銅のＸ線の吸収係数はガラスエポキシ樹脂のＸ線の吸収係数の約３０倍となる。Ｘ線の波長が０．１５ｎｍである場合には、銅のＸ線の吸収係数はガラスエポキシ樹脂のＸ線の吸収係数の約３倍となる。

また、遮蔽部３ｃ１の厚みにも特に限定はないが、厚みを厚くすればＸ線の透過を抑制することが容易となる。
ただし、遮蔽部３ｃ１と基板３ｃを別々に作成し、これらを接着剤や締結部材を用いて接合すれば、組立作業の煩雑化や製造コストの増大を招くことになる。

そのため、遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃに設けられる配線などと同時に形成することが好ましい。例えば、遮蔽部３ｃ１の形状を膜状とし、遮蔽部３ｃ１の厚みを配線などの厚みと同程度とすることができる。また、遮蔽部３ｃ１の材料を配線などの材料と同じとすることができる。すなわち、遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃに設けられた配線の材料を含むものとすることができる。
遮蔽部３ｃ１の材料は、例えば、銅、銅合金、半田などとすることができる。

本実施の形態に係るＸ線検出器１によれば、フレキシブルプリント基板２ｅ１、２ｅ２に設けられた半導体素子１３ａ、１３ｂに入射するＸ線の量を抑制することができる。また、遮蔽部３ｃ１が、基板３ｃに設けられる配線などと同時に形成されるので、組立作業の容易化や製造コストの低減を図ることができる。
なお、半導体素子１３ａおよび半導体素子１３ｂが設けられる場合を例示したが、本発明は、半導体素子１３ａおよび半導体素子１３ｂの少なくともいずれかが設けられる場合に適用することができる。

図７（ａ）は、他の実施形態に係る遮蔽部３ｃ１を例示するための模式断面図である。 図７（ｂ）は、図７（ａ）において遮蔽部３ｃ１をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。
図７（ａ）、（ｂ）に示すように、基板３ｃは、複数の基板３ｃａが積層された多層基板とすることができる。そして、基板３ｃａのＸ線の入射側の面、および、基板３ｃａのＸ線の入射側とは反対側の面の少なくともいずれかに遮蔽部３ｃ１を設けることができる。この場合、複数の基板３ｃａは接着剤などを用いて接合することができる。
すなわち、遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃの内部にさらに設けることができる。
この様にすれば、基板３ｃの内部にも遮蔽部３ｃ１を設けることができる。すなわち、３つ以上の遮蔽部３ｃ１を設けることができる。そのため、半導体素子１３ａ、１３ｂに入射するＸ線の量をさらに抑制することができる。
なお、図７（ａ）、（ｂ）においては、基板３ｃのＸ線の入射側の面、基板３ｃのＸ線の入射側とは反対側の面、および、基板３ｃの内部に遮蔽部３ｃ１が設けられる場合を例示したが、基板３ｃの内部のみに遮蔽部３ｃ１が設けられるようにしてもよい。
すなわち、遮蔽部３ｃ１は、基板３ｃのＸ線の入射側の面、基板３ｃのＸ線の入射側とは反対側の面、および、基板３ｃの内部の少なくともいずれかに設けられていればよい。

図８（ａ）は、遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２を例示するための模式断面図である。
図８（ｂ）は、図８（ａ）において遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。
図８（ａ）、（ｂ）に示すように、少なくとも１つの遮蔽部３ｃ２をさらに設けることができる。
遮蔽部３ｃ２は、ビアとすることができる。遮蔽部３ｃ２の厚み（高さ）には特に限定はないが、遮蔽部３ｃ２の厚みを厚くすれば、基板３ｃを透過するＸ線の量を少なくすることができる。そのため、遮蔽部３ｃ２は、基板３ｃの厚み方向を貫通したものとすることが好ましい。また、遮蔽部３ｃ２の断面形状は、例えば、円形や四角形などとすることができる。ただし、加工性を考慮すると、遮蔽部３ｃ２の断面形状は、円形とすることが好ましい。遮蔽部３ｃ２の数や配置には特に限定はないが、遮蔽部３ｃ２の数を多くしたり、遮蔽部３ｃ２同士の間の寸法を短くすれば、基板３ｃを透過するＸ線の量を少なくすることができる。

遮蔽部３ｃ２の材料は、Ｘ線の透過を抑制できるものであれば特に限定はない。ただし、遮蔽部３ｃ２の材料が遮蔽部３ｃ１の材料と同じであれば、遮蔽部３ｃ２の形成が容易となる。
遮蔽部３ｃ１よりも厚い遮蔽部３ｃ２を設ければ、遮蔽部３ｃ２が設けられた位置におけるＸ線の透過をさらに抑制することができる。

遮蔽部３ｃ２は、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、遮蔽部３ｃ１を有する基板３ｃａを複数積層して積層基板を形成する。次に、ドリル加工などにより積層基板に孔をあける。次に、電解メッキや無電解メッキなどにより孔の内部に金属を埋め込むことで遮蔽部３ｃ２を形成する。以上の様にして、遮蔽部３ｃ２を形成することができる。

図９（ａ）は、遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２を例示するための模式断面図である。 図９（ｂ）は、図９（ａ）において遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２をＸ線の入射側から見た場合の模式図である。
図９（ａ）、（ｂ）に示すように、少なくとも１つの遮蔽部３ｃ２は、基板３ｃａの厚み方向を貫通したものとすることができる。そして、基板３ｃをＸ線の入射側から見た場合に、複数の遮蔽部３ｃ２の少なくとも１つの位置が、他の遮蔽部３ｃ２の位置と異なるようになっている。
この様にすれば、基板３ｃをＸ線の入射側から見た場合に、複数の遮蔽部３ｃ２が占める面積を大きくすることができる。そのため、複数の遮蔽部３ｃ２の間を透過するＸ線の量を抑制することができる。

複数の遮蔽部３ｃ２は、例えば、以下のようにして形成することができる。まず、基板３ｃａの表面に遮蔽部３ｃ１を形成する。次に、ドリル加工などにより基板３ｃａに孔をあける。次に、電解メッキや無電解メッキなどにより孔の内部に金属を埋め込むことで遮蔽部３ｃ２を形成する。以上の様にして、遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２を有する基板３ｃａを複数作成する。次に、複数の基板３ｃａを積層して積層基板を形成する。すなわち、図９（ａ）、（ｂ）に例示をした基板３ｃは、ビルドアップ法を用いて形成することができる。

また、図８（ａ）、（ｂ）、図９（ａ）、（ｂ）においては、遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２が設けられる場合を例示したが、遮蔽部３ｃ１および遮蔽部３ｃ２のいずれかが設けられるようにしてもよい。
すなわち、Ｘ線の入射側から見た場合に、半導体素子１３ａ、１３ｂは、複数の光電変換部２ｂが設けられた領域の外側に設けられ、半導体素子１３ａ、１３ｂの少なくとも一部分が、遮蔽部３ｃ１、および、遮蔽部３ｃ２の少なくともいずれかと重なっていればよい。

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、２ｂ２ 薄膜トランジスタ、２ｃ１ 制御ライン、２ｃ２ データライン、２ｅ１ フレキシブルプリント基板、２ｅ２ フレキシブルプリント基板、３ 回路部、３ａ 制御回路、３ａａ ゲートドライバ、３ａｂ 行選択回路、３ｂ 信号検出回路、３ｂａ 積分アンプ、３ｂｂ 選択回路、３ｂｃ ＡＤコンバータ、３ｃ 基板、３ｃ１ 遮蔽部、３ｃ２ 遮蔽部、３ｃａ 基板、１０ 検出モジュール、１３ａ 半導体素子、１３ｂ 半導体素子、４ 画像処理部、５ シンチレータ、１３ａ 半導体素子、１３ｂ 半導体素子

Claims (4)

1. 放射線を直接的またはシンチレータと協働して検出する複数の検出部を有するアレイ基板と、
   前記アレイ基板の、前記放射線の入射側とは反対側に設けられた基板と、
   前記アレイ基板に設けられた複数の配線と、前記基板に設けられた複数の配線と、を電気的に接続するフレキシブルプリント基板と、
   前記フレキシブルプリント基板に設けられた半導体素子と、
   を備え、
   前記基板は、
   前記放射線の入射側の面、前記放射線の入射側とは反対側の面、および、前記基板の内部の少なくともいずれかに設けられた第１の遮蔽部、および、
   前記基板の内部に設けられた少なくとも１つの第２の遮蔽部の少なくともいずれかを有し、
   前記放射線の入射側から見た場合に、前記半導体素子は、前記複数の検出部が設けられた領域の外側に設けられ、前記半導体素子の少なくとも一部分は、前記第１の遮蔽部、および、前記第２の遮蔽部の少なくともいずれかと重なっている放射線検出器。
2. 前記第２の遮蔽部は、前記基板の厚み方向を貫通している請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記第２の遮蔽部は、複数設けられ、
   前記放射線の入射側から見た場合に、前記複数の第２の遮蔽部の少なくとも１つの位置が、他の前記第２の遮蔽部の位置と異なっている請求項１または２に記載の放射線検出器。
4. 前記第１の遮蔽部は、前記基板に設けられた複数の配線の材料を含んでいる請求項１〜３のいずれか１つに記載の放射線検出器。

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