KR102146033B1 - 방사선 검출기 - Google Patents

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Abstract

본 발명의 실시형태에 따른 방사선 검출기는 복수의 광전 변환 소자를 갖는 어레이 기판과, 상기 복수의 광전 변환 소자 위에 설치되고, 입사한 방사선을 형광으로 변환하는 신틸레이터와, 상기 어레이 기판의 상기 신틸레이터가 설치되는 측과는 반대측에 설치된 회로 기판과, 상기 어레이 기판에 설치된 복수의 배선과 상기 회로 기판에 설치된 복수의 배선을 전기적으로 접속하는 플렉시블 프린트 기판과, 상기 방사선의 입사 방향에서 본 경우에 상기 신틸레이터의 아래쪽에 위치하도록 상기 플렉시블 프린트 기판에 설치된 반도체 소자를 구비하고 있다.

Description

방사선 검출기
본 발명의 실시형태는 방사선 검출기에 관한 것이다.
방사선 검출기의 일종에 X선 검출기가 있다. X선 검출기에는 입사한 X선을 형광으로 변환하는 신틸레이터, 형광을 신호 전하로 변환하는 광전 변환부가 복수 설치된 어레이 기판, 판독 회로나 증폭·변환 회로가 설치된 회로 기판, 복수의 광전 변환부와 판독 회로나 증폭·변환 회로를 전기적으로 접속하는 플렉시블 프린트 기판 등이 설치되어 있다.
또한, 근래에는 X선 검출기의 박형화나 경량화가 진행되어 X선 검출기의 운반이 가능해졌거나 X선 화상을 촬영하기 위한 필름 매체가 장착된 카세트(Cartridge)와 X선 검출기를 치환하는 것이 가능해졌다.
여기서, 회로 기판은 어레이 기판의 X선의 입사측과는 반대측에 설치된다. 그리고, 플렉시블 프린트 기판의 한쪽 단부는 어레이 기판의 둘레 가장자리 영역에 접속된다. 플렉시블 프린트 기판의 다른 쪽 단부는 회로 기판의 둘레 가장자리 영역에 접속된다. 이 때문에, 플렉시블 프린트 기판은 어레이 기판이나 회로 기판의 둘레 가장자리 근방에 설치되게 된다.
이와 같은 플렉시블 프린트 기판에 반도체 소자가 실장되는 경우가 있다.
그런데, 플렉시블 프린트 기판은 어레이 기판이나 회로 기판의 둘레 가장자리 근방에 설치되어 있기 때문에, 단순히 반도체 소자를 실장하면 X선이 반도체 소자에 거의 직접 입사할 우려가 있다. X선이 반도체 소자에 거의 직접 입사하면 반도체 소자가 고장날 우려가 있다.
이 경우, 반도체 소자의 X선의 입사측에 납이나 구리 등으로 이루어지는 차폐판을 설치하면 반도체 소자에 입사하는 X선의 X선량을 저감시킬 수 있다. 그러나, 차폐판을 설치하면 구조의 복잡화나 X선 검출기의 두께 치수나 중량의 증대 등을 초래하게 된다. 이 때문에, X선 검출기의 박형화나 경량화를 도모할 수 없게 될 우려가 있다.
그래서, 차폐판을 설치하지 않고 플렉시블 프린트 기판에 설치된 반도체 소자에 입사하는 X선의 X선량을 억제할 수 있는 기술의 개발이 요망되고 있었다.
일본 공개특허공보 2003-14862호 일본 공개특허공보 2002-116261호
본 발명이 해결하려는 과제는 플렉시블 프린트 기판에 설치된 반도체 소자에 입사하는 X선의 X선량을 억제할 수 있는 방사선 검출기를 제공하는 것이다.
실시형태에 따른 방사선 검출기는 복수의 광전 변환 소자를 갖는 어레이 기판과, 상기 복수의 광전 변환 소자 위에 설치되고, 입사한 방사선을 형광으로 변환하는 신틸레이터와, 상기 어레이 기판의 상기 신틸레이터가 설치되는 측과는 반대측에 설치된 회로 기판과, 상기 어레이 기판에 설치된 복수의 배선과 상기 회로 기판에 설치된 복수의 배선을 전기적으로 접속하는 플렉시블 프린트 기판과, 상기 방사선의 입사 방향에서 본 경우에 상기 신틸레이터의 아래쪽에 위치하도록 상기 플렉시블 프린트 기판에 설치된 반도체 소자를 구비하고 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 X선 검출기(1)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 A부의 모식 확대도이다.
도 3은 검출부(10)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
도 4는 어레이 기판(2)의 회로도이다.
도 5는 검출부(10)의 블록도이다.
도 6의 (a), (b)는 반도체 소자(3aa1)가 실장된 플렉시블 프린트 기판(2e1)을 예시하기 위한 모식도이다.
도 7의 (a), (b)는 반도체 소자(3b1)가 실장된 플렉시블 프린트 기판(2e2)을 예시하기 위한 모식도이다.
도 8의 (a), (b)는 비교예에 따른 반도체 소자의 배치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
이하, 도면을 참조하면서 실시형태에 대해 예시한다. 또한, 각 도면 중 동일한 구성 요소에는 동일한 부호를 붙이며 상세한 설명은 적절히 생략한다.
또한, 본 발명의 실시형태에 따른 방사선 검출기는 X선 외에도 γ선 등의 각종 방사선에 적용시킬 수 있다. 여기서는 일례로서 방사선 중의 대표적인 것으로서 X선에 관련된 경우를 예로 들어 설명한다. 따라서, 이하의 실시형태의 「X선」을 「다른 방사선」으로 치환함으로써 다른 방사선에도 적용시킬 수 있다.
도 1은 본 실시형태에 따른 X선 검출기(1)를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 2는 도 1에서의 A부의 모식 확대도이다.
도 3은 검출부(10)를 예시하기 위한 모식 사시도이다.
또한, 복잡해지는 것을 피하기 위해 도 3에서는 반사층(6), 방습체(7)를 생략하고 있다.
도 4는 어레이 기판(2)의 회로도이다.
도 5는 검출부(10)의 블록도이다.
방사선 검출기인 X선 검출기(1)는 방사선 화상인 X선 화상을 검출하는 X선 평면 센서이다. X선 검출기(1)는 예를 들면, 일반 의료 등에 사용할 수 있다. 단, X선 검출기(1)의 용도는 일반 의료에 한정되는 것은 아니다.
도 1 내지 도 5에 나타내는 바와 같이 X선 검출기(1)에는 검출부(10), 케이스(20) 및 지지부(30)가 설치되어 있다.
검출부(10)에는 어레이 기판(2), 회로 기판(3), 화상 구성부(4), 신틸레이터(5), 반사층(6) 및 방습체(7)가 설치되어 있다.
검출부(10)는 케이스(20)의 내부에 설치되어 있다.
어레이 기판(2)은 신틸레이터(5)에 의해 X선으로부터 변환된 형광(가시광)을 신호 전하로 변환한다.
어레이 기판(2)은 기판(2a), 광전 변환부(2b), 제어 라인(또는 게이트 라인)(2c1), 데이터 라인(또는 시그널 라인)(2c2) 및 보호층(2f) 등을 갖는다.
또한, 광전 변환부(2b), 제어 라인(2c1) 및 데이터 라인(2c2) 등의 수는 예시한 것에 한정되는 것은 아니다.
기판(2a)은 판형상을 나타내고, 무알칼리 유리 등의 투광성 재료로 형성되어 있다.
광전 변환부(2b)는 기판(2a)의 한쪽 표면에 복수 설치되어 있다.
광전 변환부(2b)는 직사각형상을 나타내고, 제어 라인(2c1)과 데이터 라인(2c2)에 의해 구획된 영역에 설치되어 있다. 복수의 광전 변환부(2b)는 매트릭스 형상으로 늘어서 있다. 또한, 1개의 광전 변환부(2b)는 1개의 화소(pixel)에 대응한다.
복수의 광전 변환부(2b)의 각각에는 광전 변환 소자(2b1)와, 스위칭 소자인 박막 트랜지스터(TFT; Thin Film Transistor)(2b2)가 설치되어 있다.
또한, 도 4에 나타내는 바와 같이 광전 변환 소자(2b1)에서 변환한 신호 전하를 축적하는 축적 커패시터(2b3)를 설치할 수 있다. 축적 커패시터(2b3)는 예를 들면, 직사각형 평판 형상을 나타내고, 각 박막 트랜지스터(2b2) 아래에 설치할 수 있다. 단, 광전 변환 소자(2b1)의 용량에 따라서는 광전 변환 소자(2b1)가 축적 커패시터(2b3)를 겸할 수 있다.
광전 변환 소자(2b1)는 예를 들면, 포토 다이오드 등으로 할 수 있다.
박막 트랜지스터(2b2)는 축적 커패시터(2b3)에 대한 전하의 축적 및 방출의 스위칭을 행한다. 박막 트랜지스터(2b2)는 아모르퍼스 실리콘(a-Si)이나 폴리실리콘(P-Si) 등의 반도체 재료를 포함하는 것으로 할 수 있다. 박막 트랜지스터(2b2)는 게이트 전극(2b2a), 소스 전극(2b2b) 및 드레인 전극(2b2c)을 갖고 있다. 박막 트랜지스터(2b2)의 게이트 전극(2b2a)은 대응하는 제어 라인(2c1)과 전기적으로 접속된다. 박막 트랜지스터(2b2)의 소스 전극(2b2b)은 대응하는 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속된다. 박막 트랜지스터(2b2)의 드레인 전극(2b2c)은 대응하는 광전 변환 소자(2b1)와 축적 커패시터(2b3)에 전기적으로 접속된다. 또한, 광전 변환 소자(2b1)의 애노드측과 축적 커패시터(2b3)는 그라운드에 접속된다.
제어 라인(2c1)은 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 복수 설치되어 있다. 제어 라인(2c1)은 예를 들면, 행방향으로 연장되어 있다.
1개의 제어 라인(2c1)은 기판(2a)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 복수의 배선 패드(2d1) 중의 1개와 전기적으로 접속되어 있다. 1개의 배선 패드(2d1)에는 플렉시블 프린트 기판(2e1)에 설치된 복수의 배선 중의 1개가 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(2e1)에 설치된 복수의 배선의 타단은 회로 기판(3)에 설치된 판독 회로(3a)와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
데이터 라인(2c2)은 소정의 간격을 두고 서로 평행하게 복수 설치되어 있다. 데이터 라인(2c2)은 예를 들면, 행방향에 직교하는 열방향으로 연장되어 있다.
1개의 데이터 라인(2c2)은 기판(2a)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 복수의 배선 패드(2d2) 중의 1개와 전기적으로 접속되어 있다. 1개의 배선 패드(2d2)에는 플렉시블 프린트 기판(2e2)에 설치된 복수의 배선 중의 1개가 전기적으로 접속되어 있다. 플렉시블 프린트 기판(2e2)에 설치된 복수의 배선의 타단은 회로 기판(3)에 설치된 증폭·변환 회로(3b)와 각각 전기적으로 접속되어 있다.
제어 라인(2c1) 및 데이터 라인(2c2)은 예를 들면, 알루미늄이나 크롬 등의 저저항금속을 사용하여 형성할 수 있다
보호층(2f)은 광전 변환부(2b), 제어 라인(2c1) 및 데이터 라인(2c2)을 덮고 있다.
보호층(2f)은 예를 들면, 산화물 절연 재료, 질화물 절연 재료, 산질화물 절연 재료 및 수지 재료 중 적어도 1종을 포함한다.
회로 기판(3)은 어레이 기판(2)의 신틸레이터(5)가 설치되는 측과는 반대측에 설치되어 있다.
회로 기판(3)에는 판독 회로(3a) 및 증폭·변환 회로(3b)가 설치되어 있다.
판독 회로(3a)는 박막 트랜지스터(2b2)의 온상태와 오프 상태를 전환한다.
도 5에 나타내는 바와 같이 판독 회로(3a)는 복수의 게이트 드라이버(3aa)와 행선택 회로(3ab)를 갖는다.
행선택 회로(3ab)에는 화상 구성부(4) 등으로부터 제어 신호(S1)가 입력된다. 행선택 회로(3ab)는 X선 화상의 주사 방향을 따라 대응하는 게이트 드라이버(3aa)에 제어 신호(S1)를 입력한다.
게이트 드라이버(3aa)는 대응하는 제어 라인(2c1)에 제어 신호(S1)를 입력한다.
예를 들면, 판독 회로(3a)는 플렉시블 프린트 기판(2e1)과 제어 라인(2c1)을 개재하여 제어 신호(S1)를 각 제어 라인(2c1)마다 순차적으로 입력한다. 제어 라인(2c1)에 입력된 제어 신호(S1)에 의해 박막 트랜지스터(2b2)가 온상태가 되어, 광전 변환 소자(2b1)로부터의 신호 전하(화상 데이터 신호(S2))를 수신할 수 있게 된다.
증폭·변환 회로(3b)는 복수의 적분 증폭기(3ba), 복수의 병렬-직렬 변환 회로(3bb) 및 복수의 아날로그-디지털 변환 회로(3bc)를 갖고 있다.
적분 증폭기(3ba)는 데이터 라인(2c2)과 전기적으로 접속되어 있다.
병렬-직렬 변환 회로(3bb)는 전환 스위치를 개재하여 적분 증폭기(3ba)와 전기적으로 접속되어 있다.
아날로그-디지털 변환 회로(3bc)는 병렬-직렬 변환 회로(3bb)와 전기적으로 접속되어 있다.
적분 증폭기(3ba)는 광전 변환부(2b)로부터의 화상 데이터 신호(S2)를 순차적으로 수신한다.
그리고, 적분 증폭기(3ba)는 일정 시간 내에 흐르는 전류를 적분하고, 그 적분값에 대응한 전압을 병렬-직렬 변환 회로(3bb)에 출력한다. 이와 같이 하면 소정 시간 내에 데이터 라인(2c2)을 흐르는 전류의 값(전하량)을 전압값으로 변환하는 것이 가능해진다.
즉, 적분 증폭기(3ba)는 신틸레이터(5)에서 발생한 형광의 강약 분포에 대응한 화상 데이터 정보를 전위 정보로 변환한다.
병렬-직렬 변환 회로(3bb)는 전위 정보로 변환된 화상 데이터 신호(S2)를 순차적으로 직렬 신호로 변환한다.
아날로그-디지털 변환 회로(3bc)는 직렬 신호로 변환된 화상 데이터 신호(S2)를 디지털 신호로 순차적으로 변환한다.
화상 구성부(4)는 회로 기판(3)에 설치된 아날로그-디지털 변환 회로(3bc)와 전기적으로 접속되어 있다. 도 3에 예시한 바와 같이 화상 구성부(4)는 회로 기판(3)과 일체화할 수 있다. 또한, 화상 구성부(4)와 회로 기판(3)을 따로 설치하고, 배선을 개재하여 화상 구성부(4)와 회로 기판(3)을 전기적으로 접속해도 된다.
화상 구성부(4)는 X선 화상을 구성한다. 화상 구성부(4)는 아날로그-디지털 변환 회로(3bc)에 의해 디지털 신호로 변환된 화상 데이터 신호(S2)에 기초하여 X선 화상 신호를 작성한다. 작성된 X선 화상 신호는 화상 구성부(4)로부터 외부의 기기를 향해 출력된다.
신틸레이터(5)는 복수의 광전 변환 소자(2b1) 위에 설치되고, 입사한 X선을 형광, 즉 가시광으로 변환한다. 신틸레이터(5)는 기판(2a) 위의 복수의 광전 변환부(2b)가 설치된 영역(유효 화소 영역)을 덮도록 설치되어 있다.
신틸레이터(5)는 예를 들면, 요오드화세슘(CsI):탈륨(Tl) 또는 요오드화나트륨(NaI):탈륨(Tl) 등을 사용하여 형성할 수 있다. 이 경우, 진공 증착법 등을 이용하여 신틸레이터(5)를 형성하면 복수의 기둥 형상 결정의 집합체로 이루어지는 신틸레이터(5)가 형성된다.
또한, 신틸레이터(5)는 예를 들면, 옥시황화가돌리늄(Gd2O2S) 등을 사용하여 형성할 수도 있다. 이 경우, 복수의 광전 변환부(2b)마다 사각 기둥 형상의 신틸레이터(5)가 설치되도록 매트릭스 형상의 홈부를 형성할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 반사층(6)은 신틸레이터(5)의 표면측(X선의 입사면측)을 덮도록 설치되어 있다. 반사층(6)은 형광의 이용 효율을 높여 감도 특성을 개선하기 위해 설치된다. 반사층(6)은 예를 들면, 산화티탄(TiO2) 등의 광산란성 입자를 포함하는 수지를 신틸레이터(5) 위에 도포함으로써 형성할 수 있다.
도 2에 나타내는 바와 같이 방습체(7)는 반사층(6) 및 신틸레이터(5)를 덮도록 설치되어 있다. 방습체(7)는 공기 중에 포함되는 수증기에 의해 신틸레이터(5)의 특성과 반사층(6)의 특성이 열화하는 것을 억제하기 위해 설치된다.
방습체(7)는 모자 형상을 나타내고, 예를 들면, 알루미늄 합금 등으로 형성할 수 있다.
케이스(20)는 커버부(21), 입사창(22) 및 기부(基部)(23)를 갖는다.
커버부(21)는 상자 형상을 나타내고, X선의 입사측 및 X선의 입사측과는 반대측에 개구부를 갖고 있다.
경량화를 고려하여 커버부(21)는 예를 들면, 알루미늄 합금 등을 이용하여 형성할 수 있다. 또한, 커버부(21)는 예를 들면, 폴리페닐렌설파이드 수지, 폴리카보네이트 수지, 탄소 섬유 강화 플라스틱(CFRP; Carbon-Fiber-Reinforced Plastic) 등을 이용하여 형성할 수도 있다.
입사창(22)은 판형상을 나타내고, 커버부(21)의 X선의 입사측 개구부를 막도록 설치되어 있다. 입사창(22)은 X선을 투과시킨다. 입사창(22)은 X선 흡수율이 낮은 재료를 사용하여 형성되어 있다. 입사창(22)은 예를 들면, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등을 사용하여 형성할 수 있다.
기부(23)는 판형상을 나타내고, 커버부(21)의 X선의 입사측과는 반대측의 개구부를 막도록 설치되어 있다. 기부(23)의 재료는 어느 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정은 없다. 기부(23)의 재료는 예를 들면, 커버부(21)의 재료와 동일하게 할 수 있다.
지지부(30)는 지지판(31)과 지지체(32)를 갖는다.
지지판(31)은 판형상을 나타내고, 케이스(20)의 내부에 설치되어 있다. 지지판(31)의 입사창(22)측 면에는 어레이 기판(2)과 신틸레이터(5)가 설치되어 있다. 지지판(31)의 기부(23)측 면에는 회로 기판(3)과 화상 구성부(4)가 설치되어 있다.
지지판(31)의 재료는 어느 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정은 없다. 단, X선 검출기(1)의 경량화를 고려하면 지지판(31)의 재료는 비중이 작은 재료로 하는 것이 바람직하다. 지지판(31)의 재료는 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 경금속, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등의 수지 등으로 할 수 있다.
지지체(32)는 기둥 형상을 나타내고, 케이스(20)의 내부에 설치되어 있다. 지지체(32)는 지지판(31)과 기부(23) 사이에 설치할 수 있다. 지지체(32)와 지지판(31)의 고정 및 지지체(32)와 기부(23)의 고정은 예를 들면, 나사 등의 체결 부재를 이용하여 행할 수 있다. 지지체(32)의 재료는 어느 정도의 강성을 갖는 것이면 특별히 한정은 없다. 지지체(32)의 재료는 예를 들면, 알루미늄 합금 등의 경금속, 탄소 섬유 강화 플라스틱 등의 수지 등으로 할 수 있다.
또한, 지지체(32)의 형태, 배열 위치, 수 등은 예시한 것에 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 지지체(32)는 판형상을 나타내고, 커버부(21)의 내측면으로부터 돌출하도록 설치할 수도 있다. 즉, 지지체(32)는 케이스(20)의 내부에서 지지판(31)을 지지할 수 있는 것이면 된다.
여기서, 어레이 기판(2)에 설치된 제어 라인(2c1)은 수가 많고, 또한 피치 치수도 짧다. 이 때문에, 회로 기판(3)에 설치되는 배선의 피치 치수를 제어 라인(2c1)의 피치 치수에 맞추면 반도체 소자의 실장이 곤란해진다.
또한, 어레이 기판(2)에 설치된 데이터 라인(2c2)도 수가 많고, 또한 피치 치수도 짧다. 이 때문에, 회로 기판(3)에 설치되는 배선의 피치 치수를 데이터 라인(2c2)의 피치 치수에 맞추면 반도체 소자의 실장이 곤란해진다.
그래서, 회로 기판(3)에 설치되는 배선의 피치 치수를 길게 하고, 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 있어서 어레이 기판(2)에서의 배선의 피치 치수와 회로 기판(3)에서의 배선의 피치 치수를 맞추도록 하고 있다.
또한, 전술한 게이트 드라이버(3aa)는 집적 회로로서 1개의 반도체 소자(3aa1)에 설치할 수 있다. 증폭·변환 회로(3b)도 집적 회로로서 1개의 반도체 소자(3b1)에 설치할 수 있다. 반도체 소자(3aa1, 3b1)는 회로 기판(3)에 실장할 수도 있지만, 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 실장하면 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 설치된 회로 기판(3)에 접속되는 배선의 수를 적게 할 수 있다.
이 때문에, 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 반도체 소자(3aa1, 3b1)가 실장되는 경우가 있다.
도 6의 (a), (b)는 반도체 소자(3aa1)가 실장된 플렉시블 프린트 기판(2e1)을 예시하기 위한 모식도이다.
도 6의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 플렉시블 프린트 기판(2e1)의 한쪽 단부는 어레이 기판(2)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 배선 패드(2d1)와 전기적으로 접속된다. 플렉시블 프린트 기판(2e1)의 다른 쪽 단부는 커넥터(2e1a)를 개재하여 회로 기판(3)의 배선과 전기적으로 접속된다.
또한, 반도체 소자(3aa1)는 플렉시블 프린트 기판(2e1)의 한쪽 면 위에 실장되어 있다.
도 7의 (a), (b)는 반도체 소자(3b1)가 실장된 플렉시블 프린트 기판(2e2)을 예시하기 위한 모식도이다.
도 7의 (a), (b)에 나타내는 바와 같이 플렉시블 프린트 기판(2e2)의 한쪽 단부는 어레이 기판(2)의 둘레 가장자리 근방에 설치된 배선 패드(2d2)와 전기적으로 접속된다. 플렉시블 프린트 기판(2e2)의 다른 쪽 단부는 커넥터(2e2a)를 개재하여 회로 기판(3)의 배선과 전기적으로 접속된다.
또한, 반도체 소자(3b1)는 플렉시블 프린트 기판(2e2)의 한쪽 면 위에 실장되어 있다.
플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 반도체 소자(3aa1, 3b1)를 실장하면 제조비용을 큰 폭으로 저감시킬 수 있다.
그런데, 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)은 어레이 기판(2)이나 회로 기판(3)의 둘레 가장자리 근방에 설치되어 있기 때문에, 단순히 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 반도체 소자(3aa1, 3b1)를 실장하면 X선이 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 거의 직접 입사할 우려가 있다. X선이 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 거의 직접 입사하면 반도체 소자(3aa1, 3b1)가 고장날 우려가 있다.
도 8의 (a), (b)는 비교예에 따른 반도체 소자의 배치를 예시하기 위한 모식 단면도이다.
도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)은 어레이 기판(2)이나 회로 기판(3)의 둘레 가장자리 근방에 설치되어 있다.
여기서, 회로 기판(3)은 주로 수지로 형성되어 있다. 지지판(31)은 경량화를 위해 알루미늄 합금 등의 경금속이나 수지 등으로 형성되어 있다. 기판(2a)은 무알칼리 유리 등으로 형성되어 있다. 방습체(7)는 알루미늄 합금 등으로 형성되어 있다. 커버부(21)는 알루미늄 합금 등으로 형성되어 있다. 입사창(22)은 탄소 섬유 강화 플라스틱 등으로 형성되어 있다.
이 때문에, 도 8의 (a)에 나타내는 바와 같이 X선 검출기(1)를 향해 조사된 X선은 이러한 요소를 투과하며 감쇠하지 않고 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 입사한다.
이 경우, 도 8(b)에 나타내는 바와 같이 반도체 소자(3aa1, 3b1)의 X선의 입사측에 납이나 구리 등으로 이루어지는 차폐판(8)을 설치하면 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 입사하는 X선량을 저하시킬 수 있다. 그러나, 차폐판(8)을 설치하면 구조의 복잡화를 초래하게 된다. 또한, 충분한 X선 감쇠량을 얻기 위해서는 두께가 두꺼운 금속판이 필요하기 때문에, X선 검출기(1)의 두께 치수나 중량의 증대 등을 초래하게 된다. 이 때문에, X선 검출기(1)의 박형화나 경량화를 도모할 수 없게 될 우려가 있다.
그래서, 도 2에 나타내는 바와 같이 X선의 입사 방향에서 본 경우에 반도체 소자(3aa1, 3b1)는 신틸레이터(5)의 아래쪽에 위치하도록 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 설치되어 있다.
전술한 바와 같이 신틸레이터(5)에 입사한 X선의 대부분은 형광으로 변환된다. 이 때문에, 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 입사하는 X선량을 큰 폭으로 저감시킬 수 있다. 즉, 차폐판(8)을 설치하지 않고 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에 설치된 반도체 소자(3aa1, 3b1)에 입사하는 X선의 X선량을 억제할 수 있다. 그 결과, X선 검출기(1)의 박형화나 경량화를 도모하는 것이 용이해진다.
이 경우, 신틸레이터(5)의 형성 범위를 넓게 하고, 회로 기판(3)과 커넥터(2e1a, 2e2a)의 접속 위치를 케이스(20)의 중심측에 배치하여 반도체 소자(3aa1, 3b1)와 커넥터(2e1a, 2e2a)의 거리를 가능한 한 짧게 하는 것이 바람직하다.
단, 회로 기판(3) 위에서 커넥터(2e1a)와 커넥터(2e2a)가 겹치지 않도록 할 필요가 있다. 이 경우, 커넥터(2e1a)와 커넥터(2e2a)를 상하 방향으로 어긋나게 할 수도 있지만, X선 검출기(1)의 박형화를 도모할 수 없게 될 우려가 있다.
이 때문에, X선 검출기(1)의 설계 단계에서 신틸레이터(5)의 형성 범위, 회로 기판(3)과 커넥터(2e1a, 2e2a)의 접속 위치, 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)의 치수(길이), 플렉시블 프린트 기판(2e1, 2e2)에서의 반도체 소자(3aa1, 3b1)의 실장 위치 등을 고려하는 것이 바람직하다.
이상, 본 발명의 몇 가지 실시형태를 예시했지만, 이들 실시형태는 예로서 제시한 것으로, 발명의 범위를 한정하는 것은 의도하고 있지 않다. 이들 신규한 실시형태는 그 외의 각종 형태로 실시되는 것이 가능하고, 발명의 요지를 벗어나지 않는 범위에서 다양한 생략, 치환, 변경 등을 행할 수 있다. 이들 실시형태나 그 변형예는 발명의 범위나 요지에 포함됨과 함께 청구범위에 기재된 발명과 그 균등의 범위에 포함된다. 또한, 전술한 각 실시형태는 서로 조합하여 실시할 수 있다.

Claims (4)

  1. 복수의 광전 변환 소자를 갖는 어레이 기판과,
    상기 복수의 광전 변환 소자 위에 설치되고, 입사한 방사선을 형광으로 변환하는 신틸레이터와,
    상기 어레이 기판의 상기 신틸레이터가 설치되는 측과는 반대측에 설치된 회로 기판과,
    상기 어레이 기판에 설치된 복수의 배선과 상기 회로 기판에 설치된 복수의 배선을 전기적으로 접속하는 플렉시블 프린트 기판과,
    상기 방사선의 입사 방향에서 본 경우에 상기 신틸레이터의 아래쪽에 완전히 보이지 않게 위치하도록 상기 플렉시블 프린트 기판에 설치된 반도체 소자를 구비한, 방사선 검출기.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 어레이 기판에 설치된 배선은 제어 라인 또는 데이터 라인인, 방사선 검출기.
  3. 제 2 항에 있어서,
    상기 반도체 소자는 상기 제어 라인에 제어 신호를 입력하는 게이트 드라이버를 집적 회로로서 구비하고 있는, 방사선 검출기.
  4. 제 2 항에 있어서,
    상기 반도체 소자는 상기 데이터 라인으로부터의 화상 데이터 신호를 처리하는 증폭·변환 회로를 집적 회로로서 구비하고 있는, 방사선 검출기.
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