JP7353191B2

JP7353191B2 - 放射線検出モジュール、および放射線検出器

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Publication number: JP7353191B2
Application number: JP2020003422A
Authority: JP
Inventors: 博之會田; 弘堀内
Original assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2020-01-14
Filing date: 2020-01-14
Publication date: 2023-09-29
Anticipated expiration: 2040-01-14
Also published as: CN113126137A; JP2021110666A

Description

本発明の実施形態は、放射線検出モジュール、および放射線検出器に関する。

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線を蛍光に変換するシンチレータと、蛍光を電気信号に変換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さらに設ける場合もある。

また、水蒸気などに起因する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。例えば、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）などを含む場合には、水蒸気などによる特性劣化が大きくなるおそれがある。そのため、Ｘ線検出器には、シンチレータと反射層を覆う防湿部がさらに設けられている。

ここで、Ｘ線検出器が大気圧よりも減圧された環境に置かれる場合がある。そのため、防湿部により画された空間の内部に空気などのガスがあると、Ｘ線検出器が大気圧よりも減圧された環境に置かれた際に、ガスが膨張して防湿部が破損するおそれがある。そこで、防湿部により画された空間の内部の圧力は、大気圧よりも低くなっている。

また、シンチレータの上端、あるいは、反射層の上端に局部的に凸部が生じる場合がある。例えば、真空蒸着法を用いてシンチレータを形成した際に、局部的に高さの高い結晶が形成される場合がある。また、反射層を形成した際に、不純物や異物の混入などにより反射層の厚みが局部的に厚くなり、局部的に凸部が生じる場合がある。

防湿部により画された空間の内部の圧力は大気圧よりも低くなっているので、防湿部は、大気圧により、シンチレータ側に押し付けられる。そのため、シンチレータの上端、あるいは、反射層の上端に局部的な凸部があると、凸部が押されて、シンチレータに局部的な応力が発生し易くなる。
そこで、シンチレータに局部的な応力が発生するの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２００９－１２８０２３号公報

本発明が解決しようとする課題は、シンチレータに局部的な応力が発生するのを抑制することができる放射線検出モジュール、および放射線検出器を提供することである。

実施形態に係る放射線検出モジュールは、複数の光電変換部を有するアレイ基板と、前記複数の光電変換部の上に設けられたシンチレータと、前記シンチレータの上方を覆い、前記シンチレータの上端の局部的な凸部を収納する収納部を有する防湿部と、を備えている。前記シンチレータの内部の空隙の雰囲気、および、前記収納部と、前記シンチレータの前記凸部と、の間の雰囲気は、大気圧よりも減圧されている。

本実施の形態に係るＸ線検出器およびＸ線検出モジュール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。Ｘ線検出器のブロック図である。（ａ）、（ｂ）は、比較例に係る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。他の実施形態に係る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。他の実施形態に係る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。

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、放射線検出器は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、放射線検出器の用途は、一般医療に限定されるわけではない。

図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器１およびＸ線検出モジュール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１においては、保護層２ｆ、反射層６、防湿部７、および封止部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１２を設け、支持板１２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１２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、および封止部８を設けることができる。
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を有することができる。
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することができる。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ることができる。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べることができる。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を設けることができる。
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。蓄積キャパシタ２ｂ３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。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極、ドレイン電極及びソース電極を有することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極は、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極は、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極は、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続することができる。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、グランドに接続することができる。なお、光電変換素子２ｂ１のアノード側と蓄積キャパシタ２ｂ３は、バイアスラインに接続することもできる。

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ることができる。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つと電気的に接続することができる。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つを電気的に接続することができる。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することができる。

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ることができる。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つと電気的に接続することができる。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つを電気的に接続することができる。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することができる。
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を覆うことができる。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、基板２ａ上の複数の光電変換部２ｂが設けられた領域（有効画素領域Ａ）を覆うように設けることができる。
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）などを含むものとすることができる。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ることができる。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の上に設けられている。反射層６は、シンチレータ５の上端５ｂと、防湿部７との間に設けられている。反射層６は、少なくともシンチレータ５の上端５ｂを覆っている。反射層６は、シンチレータ５の側端５ａ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の上に塗布し、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の上に成膜することで反射層６を形成することができる。

防湿部７は、空気中に含まれる水分により、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ることができる。防湿部７は、シンチレータ５の上方、および反射層６の上方を覆うことができる。

ここで、複数の柱状結晶を含むシンチレータ５には、その体積の１０％～４０％程度の空隙が存在する。また、航空機などで輸送される場合のように、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場合がある。この場合、シンチレータ５の空隙に空気などのガスがあると、Ｘ線検出器１が大気圧よりも減圧された環境に置かれた際に、ガスが膨張して防湿部７が破損するおそれがある。そのため、Ｘ線検出器１においては、防湿部７により画された空間の内部の圧力が、大気圧よりも低くなるようにしている。例えば、大気圧よりも減圧された環境において防湿部７と封止部８とを接合すれば、防湿部７により画された空間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。

また、封止部８の内部に気泡や空隙があったり、封止部８と防湿部７の間に隙間やリークパスがあったり、封止部８とアレイ基板２の間に隙間やリークパスがあったりする場合がある。この場合、大気圧よりも減圧された環境において防湿部７と封止部８とを接合し、その後、これらを大気圧環境に戻した際に、隙間やリークパスなどを介して大気が内部に侵入する場合がある。大気が内部に侵入すると、防湿部７とシンチレータ５とが密着せず、防湿部７の表面にしわが発生したり、張りが無くなったりする。そのため、隙間やリークパスなどがあることを目視にて容易に知ることができる。隙間やリークパスなどがある製品の寿命は短くなるおそれがあるが、この様な製品を検査において容易に発見し除去することができる。そのため、Ｘ線検出器１の品質を向上させることが容易となる。

防湿部７は、例えば、金属を含むシートとすることができる。金属は、例えば、アルミニウムを含む金属、銅を含む金属、マグネシウムを含む金属、タングステンを含む金属、ステンレス、コバール材などとすることができる。この場合、金属を含む防湿部７とすれば、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は、樹脂膜、金属膜、および無機膜の少なくとも二種が積層された積層シートとすることもできる。
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、前述した金属を含むものとすることができる。金属膜は、例えば、スパッタリング法、ラミネート法などを用いて形成することができる。無機膜は、例えば、酸化珪素、酸化アルミニウムなどを含む膜とすることができる。無機膜は、例えば、スパッタリング法などを用いて形成することができる。

この場合、金属膜がシンチレータ５側に設けられるようにすることが好ましい。この様にすれば、樹脂膜や無機膜により金属膜を覆うことができるので、外力などにより金属膜が傷つくのを抑制することができる。また、金属膜が樹脂膜よりも内側（シンチレータ５側）に設けられていれば、樹脂層を介した透湿でシンチレータ５の特性が劣化するのを抑制することができる。

一般的には、樹脂の線膨張係数は、金属の線膨張係数よりも大きいため、樹脂膜の厚みを厚くし過ぎると、熱応力によるアレイ基板２の反りが発生しやすくなる。そのため、金属膜と樹脂膜を含む積層シートとする場合には、樹脂膜の厚みは、金属膜の厚み以下とすることが好ましい。

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の厚みを厚くすると、防湿部７に吸収されるＸ線の量が多くなる。一方、防湿部７の厚みを薄くすると、剛性が低下して破損しやすくなる。

例えば、防湿部７の厚みを１０μｍ未満にすると、防湿部７の剛性が低くなりすぎて、外力などによるダメージによりピンホールが生じ、リークが発生するおそれがある。防湿部７の厚みが５０μｍを超えると、防湿部７の剛性が高くなり過ぎて、変形による熱応力の緩和が生じにくくなり、アレイ基板２の反りが発生しやすくなる。また、前述した隙間やリークパスの確認が困難となるおそれがある。そのため、防湿部７の厚みは、１０μｍ以上、５０μｍ以下とすることが好ましい。

例えば、防湿部７は、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のアルミニウム箔とすることができる。アルミニウム箔の厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下であれば、厚みが１００μｍのアルミニウム箔に比べてＸ線の透過量を２０％～３０％程度多くすることができる。また、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のアルミニウム箔とすれば、前述したリークの発生を抑制することができ、且つ、前述した隙間やリークパスの確認が容易となる。また、熱応力によるアレイ基板２の反りを抑制することができる。

ここで、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、医療に用いられるＸ線検出器１の場合には、照射されるＸ線の強度が小さくなり、防湿部７を透過するＸ線の強度が非常に小さくなるおそれがある。本実施の形態に係る防湿部７は、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下のシートとしているので、照射されるＸ線の強度が小さい場合であってもＸ線画像の撮影が可能となる。

また、防湿部７の厚みを薄くすると防湿部７の剛性が低下する。そのため、つば部などを設けて立体的な防湿部とすると、例えば、金属箔をプレス成形する際に亀裂などが生じ易くなる。図２に示すように、シート状を呈する防湿部７の周縁近傍は、封止部８の外面８ａに接合される。そのため、予め防湿部７を立体形状に加工する必要はなく、シート状を呈する防湿部７をそのまま封止部８の外面８ａに接合することができる。その結果、防湿部７の厚みを１０μｍ以上、５０μｍ以下としても、防湿部７に亀裂などが発生するのを抑制することができる。

また、防湿部７の周縁近傍を加熱することで、防湿部７の周縁近傍と封止部８を接合することができる。この場合、防湿部７の周縁近傍の温度と、封止部８の温度が低下すると、防湿部７の周縁近傍と封止部８との間に熱応力が発生する。防湿部７の周縁近傍と封止部８との間に熱応力が発生すると、防湿部７の周縁近傍と封止部８との間に剥離が生じるおそれがある。剥離が生じると防湿性能が著しく低下するおそれがある。防湿部７の厚みは１０μｍ以上、５０μｍ以下としているので、熱応力が発生した際に防湿部７が延びやすくなる。そのため、熱応力を緩和させることができるので、防湿部７の周縁近傍と封止部８との間に剥離が生じるのを抑制することができる。

図２に示すように、封止部８は、シンチレータ５の側端５ａとアレイ基板２に接合されている。この場合、封止部８は、シンチレータ５の側端５ａと密着させることができる。シンチレータ５が複数の柱状結晶の集合体となっている場合には、シンチレータ５の側端５ａに凹凸が形成されている。封止部８の一部が、シンチレータ５の側端５ａの凹凸の内部に設けられていれば、封止部８とシンチレータ５との接合強度を大きくすることができる。封止部８は、アレイ基板２と密着させることができる。封止部８とアレイ基板２とが密着していれば、大気に含まれている水分などが、封止部８とアレイ基板２との間を透過してシンチレータ５に到達するのを抑制することができる。

封止部８の外面８ａの形状は、外側に突出する曲面とすることができる。この様にすれば、封止部８の外面８ａとシンチレータ５の側端５ａとの間の距離Ｌを長くすることができる。そのため、大気に含まれている水分などが、封止部８の内部を透過してシンチレータ５に到達するのを抑制することができる。

また、封止部８の外面８ａの形状が外側に突出する曲面となっていれば、防湿部７の周縁近傍を封止部８の外面８ａに倣わせるのが容易となる。そのため、防湿部７を封止部８に密着させるのが容易となる。また、防湿部７をなだらかに変形させることができるので、防湿部７の厚みを薄くしても防湿部７に亀裂などが発生するのを抑制することができる。

また、封止部８の高さは、シンチレータ５の高さ以下とすることが好ましい。封止部８の高さがシンチレータ５の高さ以下となっていれば、防湿部７となるシートを無理なく変形させることができるので防湿部７にシワ、破断、ピンホールなどが発生するのを抑制することができる。

封止部８は、熱可塑性樹脂を主成分として含むものとすることができる。封止部８が熱可塑性樹脂を主成分として含んでいれば、加熱により、アレイ基板２、シンチレータ５、および防湿部７と接合することができる。ここで、例えば、封止部８が紫外線硬化樹脂を主成分として含んでいれば、封止部８を、アレイ基板２、シンチレータ５、および防湿部７と接合する際に紫外線を照射する必要がある。ところが、防湿部７は金属などを含んでいるため紫外線を透過させることができない。また、防湿部７が紫外線を透過するものとすると、紫外線によりシンチレータ５が変色し、発生した蛍光が吸収されるおそれがある。
これに対し、封止部８は、熱可塑性樹脂を主成分として含んでいるので、加熱により容易に接合を行うことができる。また、シンチレータ５が紫外線により変色することもない。また、封止部８の加熱と冷却に要する時間は短くてすむので、製造時間の短縮、ひいては製造コストの低減を図ることができる。

熱可塑性樹脂は、例えば、ナイロン、ＰＥＴ（Polyethyleneterephthalate）、ポリウレタン、ポリエステル、ポリ塩化ビニル、ＡＢＳ（Acrylonitrile Butadiene Styrene），アクリル、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリプロピレンなどとすることができる。この場合、ポリエチレンの水蒸気透過係数は０．０６８ｇ・ｍｍ／ｄａｙ・ｍ^２であり、ポリプロピレンの水蒸気透過係数は０．０４ｇ・ｍｍ／ｄａｙ・ｍ^２である。そのため、封止部８が、ポリエチレンおよびポリプロピレンの少なくともいずれかを主成分として含んでいれば、封止部８の内部を透過してシンチレータ５に到達する水分を大幅に少なくすることができる。

また、封止部８は、無機材料を用いたフィラーをさらに含むことができる。無機材料を用いたフィラーが封止部８に含まれていれば、水分の透過をさらに抑制することができる。無機材料は、例えば、タルク、グラファイト、雲母、カオリン（カオリナイトを主成分とする粘土）などとすることができる。フィラーは、例えば、扁平な形態を有するものとすることができる。外部から封止部８の内部に侵入した水分は、無機材料を用いたフィラーによって拡散が妨げられるので、水分が封止部８を通過する速度を減少させることができる。そのため、シンチレータ５に到達する水分の量を少なくすることができる。

また、少なくとも封止部８の外面８ａは、撥水性を有するものとすることが好ましい。封止部８の外面８ａが撥水性を有していれば、封止部８の内部に水分が侵入するのを抑制することができる。例えば、封止部８の外面８ａに撥水剤を塗布することができる。また、封止部８が、ポリエチレンおよびポリプロピレンの少なくともいずれかを主成分として含んでいれば、撥水性を有する封止部８とすることができる。

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ることができる。回路基板１１は、Ｘ線検出モジュール１０（アレイ基板２）と電気的に接続することができる。
図３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を設けることができる。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とを有することができる。
行選択回路１１ａｂには、Ｘ線検出器１の外部に設けられた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を有することができる。
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することができる。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、防湿部７についてさらに説明する。
図４（ａ）、（ｂ）は、比較例に係るＸ線検出モジュール１１０、１１０ａを例示するための模式断面図である。なお、Ｘ線検出モジュール１１０、１１０ａに設けられている防湿部１７は、後述する収納部７ａを有していない。

図４（ａ）に示すように、シンチレータ５を形成した際に、シンチレータ５の上端５ｂに局部的に凸部５ｂ１が生じる場合がある。例えば、真空蒸着法を用いてシンチレータ５を形成した際に、局部的に高さの高い結晶が形成される場合がある。なお、図４（ａ）に例示をしたＸ線検出モジュール１１０には反射層６が設けられているが、反射層６が設けられていない場合も同様である（図５を参照）。

また、図４（ｂ）に示すように、反射層６を形成した際に、反射層６の厚みが局部的に厚くなり、凸部６ａが生じる場合がある。例えば、不純物や異物の混入により局部的に厚みの厚い部分が生じる場合がある。なお、図４（ｂ）に例示をしたＸ線検出モジュール１１０ａには複数の柱状結晶を含むシンチレータ５が設けられているが、テルビウム賦活硫酸化ガドリニウムなどを含む四角柱状のシンチレータ５が設けられている場合も同様である。

前述したように、防湿部１７により画された空間の内部の圧力は大気圧よりも低くなっているので、防湿部１７は、大気圧により、シンチレータ５の上端５ｂ、あるいは、反射層６の上端に押し付けられる。そのため、シンチレータ５の上端５ｂおよび反射層６の上端の少なくともいずれかに局部的な凸部があると、局部的な凸部が押されて、シンチレータ５に局部的な応力Ｆが発生し易くなる。シンチレータ５に局部的な応力Ｆが発生すると、例えば、シンチレータ５の結晶などに障害が発生するおそれがある。

この場合、シンチレータ５の形成条件を厳格にしたり、反射層６への不純物や異物の混入をさらに抑制したりすれば、局部的な凸部の形成を抑制することができる。しかしながら、これらのようにしても、局部的な凸部の形成を完全に無くすことは難しい。また、Ｘ線検出モジュール１の製造コストの増大を招くおそれもある。

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出モジュール１０においては、図２に示すように、防湿部７に収納部７ａを設けるようにしている。収納部７ａは、防湿部７の、シンチレータ５側の面に開口している。また、収納部７ａは、防湿部７の、シンチレータ５側とは反対側の面に突出している。この様な収納部７ａは、例えば、防湿部７の面を局部的に押圧して、防湿部７を局部的に塑性変形させることで形成することができる。

シンチレータ５の局部的な凸部５ｂ１、反射層６の局部的な凸部６ａは、ランダムな位置に形成されるので、収納部７ａの位置を予め設定することは困難である。そのため、例えば、Ｘ線検出モジュール１０毎に、凸部５ｂ１の位置や、凸部６ａの位置を計測し、得られた位置情報に基づいて収納部７ａを形成することができる。この際、凸部５ｂ１の形状や大きさ、凸部６ａの形状や大きさなども併せて計測し、形状や大きさに関する情報に基づいて収納部７ａの形状や大きさを変化させることもできる。

前述したように、防湿部１７は、大気圧により、シンチレータ５側に押し付けられるので、収納部７ａの内壁の少なくとも一部と、凸部５ｂ１や凸部６ａが接触する場合がある。しかしながら、凸部５ｂ１や凸部６ａが収納部７ａの内部に収納されていれば、前述した局部的な応力Ｆを緩和させることができる。

なお、凸部５ｂ１や凸部６ａの高さＨが低い場合には、局部的な応力Ｆが小さくなるので、収納部７ａを省くこともできる。この場合、高さＨが防湿部７の厚みＴ以上となった場合には、収納部７ａを設けることが好ましい。高さＨが防湿部７の厚みＴ未満の場合には、収納部７ａを省くこともできるし、収納部７ａを設けることもできる。

図５は、他の実施形態に係るＸ線検出モジュール１０ａを例示するための模式断面図である。
前述したように、反射層６が省かれる場合がある。反射層６が省かれている場合にも、図５に示すように、シンチレータ５を形成した際に、局部的に高さの高い結晶が形成される場合がある。この様な場合にも、シンチレータ５の局部的な凸部５ｂ１を収納部７ａの内部に収納すれば、前述した局部的な応力Ｆを緩和させることができる。

図６は、他の実施形態に係るＸ線検出モジュール１０ｂを例示するための模式断面図である。
シンチレータ５を形成した際に、局部的に高さの高い結晶が形成されなかった場合もある。しかしながら、反射層６を形成した際に、例えば、不純物や異物の混入により、反射層６に局部的な凸部６ａが生じる場合がある。この様な場合にも、反射層６の局部的な凸部６ａを収納部７ａの内部に収納すれば、前述した局部的な応力Ｆを緩和させることができる。

すなわち、収納部７ａは、シンチレータ５の凸部５ｂ１、反射層６の凸部６ａ、および、シンチレータ５の凸部５ｂ１と、反射層６のシンチレータ５の凸部５ｂ１を覆う部分、のいずれかを収納することができる。

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。

１Ｘ線検出器、２アレイ基板、２ａ基板、２ｂ光電変換部、５シンチレータ、５ｂ上端、５ｂ１凸部、６反射層、６ａ凸部、７防湿部、７ａ収納部、８封止部、１０Ｘ線検出モジュール、１０ａＸ線検出モジュール、１０ｂＸ線検出モジュール、１１回路基板

Claims

複数の光電変換部を有するアレイ基板と、
前記複数の光電変換部の上に設けられたシンチレータと、
前記シンチレータの上方を覆い、前記シンチレータの上端の局部的な凸部を収納する収納部を有する防湿部と、
を備え、
前記シンチレータの内部の空隙の雰囲気、および、前記収納部と、前記シンチレータの前記凸部と、の間の雰囲気は、大気圧よりも減圧されている放射線検出モジュール。
前記シンチレータの上端と、前記防湿部と、の間に設けられた反射層をさらに備え、
前記収納部には、前記シンチレータの前記凸部と、前記反射層の、前記シンチレータの前記凸部を覆う部分と、が収納されるため、
前記収納部と、前記反射層の、前記シンチレータの前記凸部を覆う部分と、の間の雰囲気は、大気圧よりも減圧されている請求項１記載の放射線検出モジュール。
複数の光電変換部を有するアレイ基板と、
前記複数の光電変換部の上に設けられたシンチレータと、
前記シンチレータの上に設けられた反射層と、
前記反射層の上方を覆い、前記反射層の上端の局部的な凸部を収納する収納部を有する防湿部と、
を備え、
前記シンチレータの内部の空隙の雰囲気、および、前記収納部と、前記反射層の上端の局部的な前記凸部と、の間の雰囲気は、大気圧よりも減圧されている放射線検出モジュール。
前記防湿部は、シート状を呈し、厚みが１０μｍ以上、５０μｍ以下である請求項１～３のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
前記防湿部は、樹脂膜、金属膜、および無機膜の少なくとも二種が積層された積層シート、または、金属を含むシートである請求項１～４のいずれか１つに記載の放射線検出モジュール。
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。