JP6749038B2 - 放射線検出器、及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器、及びそ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線検出器においては、Ｘ線をシンチレータ層により可視光すなわち蛍光に変換し、この蛍光をアモルファスシリコン(ａ−Ｓｉ)フォトダイオード、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）、ＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）センサーなどの光電変換素子を用いて信号電荷に変換することで画像を取得している。
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、シンチレータ層上に反射層をさらに設ける場合もある。
ここで、シンチレータ層と反射層は、水蒸気などに起因する特性の劣化を抑制するために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）膜やＣｓＩ：Ｎａ（ナトリウム）膜などからなる場合には、湿度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、ポリパラキシリレンからなる膜でシンチレータ層と反射層を覆ったり、シンチレータ層の周囲を囲う包囲部材と包囲部材上に設けられたカバーとを用いたりしてシンチレータ層を封止する技術が提案されている。

また、さらに高い防湿性能を得られる構造として、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）部をアレイ基板と接着する構造が提案されている。
ハット形状の防湿体を用いる場合には、防湿体のつば部とアレイ基板との間に介在させる接着剤の量を多くし、且つ、つば部とアレイ基板を接着する際の加圧力を一定以上に大きくすれば、つば部とアレイ基板との密着性を確保し、かつ高い信頼性を得ることができる。
ところが、接着剤の塗布量を多くし、且つ、つば部とアレイ基板を接着する際の加圧力を一定以上に大きくすれば、防湿体のつば部から外側に食み出す接着剤の量が多くなり、防湿体の近傍においてフレキシブルプリント基板などの接続が困難となるおそれがある。また、防湿体のつば部から外側に食み出す接着剤の量が多くなると、アレイ基板を最終的な製品寸法に切断する際に、接着剤の食み出しにより形成された接着層の食み出し部分が切断に用いるブレードと干渉するおそれもある。
また、近年においては、Ｘ線検出器の小型化や軽量化などのために、防湿体のつば部の寸法を小さくすることが望まれている。そのため、防湿体のつば部から外側に接着剤が食み出すのを抑制することがさらに困難となるおそれがある。

特開２０１３−１１４９０号公報 特開２０１２−３７４５４号公報

本発明が解決しようとする課題は、防湿体のつば部から外側に接着剤が食み出すのを抑制することができる放射線検出器及びそ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器は、複数の光電変換素子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、前記シンチレータ層の外側に位置する環状のつば部を有し、前記シンチレータ層を覆う防湿体と、前記つば部と、前記アレイ基板と、の間に設けられた接着層と、を備えている。
前記つば部の前記アレイ基板と対向する面は、平板状、または、前記アレイ基板側に突出する曲面であり、前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における内周端は、前記アレイ基板と距離を空けて設けられている。前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における外周端と、前記アレイ基板と、の間の距離は、前記内周端と、前記アレイ基板と、の間の距離よりも長い。

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。 （ａ）は、Ｘ線検出器１の模式断面図である。（ｂ）は、（ａ）におけるＡ部の拡大図である。 （ａ）は、防湿体の模式正面図である。（ｂ）は、防湿体の模式側面図である。 つば部７ｃの形態と、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷとの関係を例示するためのグラフ図である。 （ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係るつば部７ｃａ、７ｃｂを例示するための模式断面図である。 接着の様子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。

（Ｘ線検出器）
まず、本発明の実施形態に係るＸ線検出器１について例示をする。
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や防湿体７などを省いて描いている。
図２（ａ）は、Ｘ線検出器１の模式断面図である。
図２（ｂ）は、図２（ａ）におけるＡ部の拡大図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図２（ａ）、（ｂ）においては、信号処理部３、画像伝送部４などを省いて描いている。
図３（ａ）は、防湿体の模式正面図である。
図３（ｂ）は、防湿体の模式側面図である。

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。

図１、図２（ａ）、および図２（ｂ）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、シンチレータ層５によりＸ線から変換された可視光（蛍光）を電気信号に変換する。
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、配線パッド２ｄ１、２ｄ２、および保護層２ｅ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、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、矩形状を呈し、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図示しない蓄積キャパシタを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が図示しない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、蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射することで生じ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。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極、ソース電極及びドレイン電極を有している。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と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極は、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のドレイン電極は、対応する光電変換素子２ｂ１と図示しない蓄積キャパシタ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、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２ｆ１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２ｆ１に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた図示しない制御回路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２ｆ２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２ｆ２に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた図示しない増幅・変換回路とそれぞれ電気的に接続されている。

保護層２ｅ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。

信号処理部３は、基板２ａの光電変換部２ｂが設けられる側とは反対側に設けられている。
信号処理部３には、図示しない制御回路と、図示しない増幅回路とが設けられている。 図示しない制御回路は、各薄膜トランジスタ２ｂ２の動作、すなわちオン状態およびオフ状態を制御する。例えば、図示しない制御回路は、フレキシブルプリント基板２ｆ１と配線パッド２ｄ１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、光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２が受信できるようになる。
図示しない増幅回路は、データライン２ｃ２と配線パッド２ｄ２とフレキシブルプリント基板２ｆ２とを介して、各光電変換部２ｂからの画像データ信号Ｓ２を順次受信する。そして、図示しない増幅回路は、受信した画像データ信号Ｓ２を増幅する。

画像伝送部４は、配線４ａを介して、信号処理部３の図示しない増幅回路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、信号処理部３により順次増幅された画像データ信号Ｓ２を直列信号に順次変換し、さらにデジタル信号に順次変換する。そして、画像伝送部４は、順次変換されたデジタル信号に基づいて、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。なお、直列信号への変換やデジタル信号への変換は、信号処理部３において行うようにしてもよい。

シンチレータ層５は、光電変換素子２ｂ１の上に設けられ、入射するＸ線を可視光に変換する。シンチレータ層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）を覆うように設けられている。
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。この場合、真空蒸着法などを用いて、柱状結晶の集合体が形成されるようにすることができる。

また、シンチレータ層５は、例えば、酸硫化ガドリニウム（Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ）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。

なお、図２（ａ）、（ｂ）に例示をしたシンチレータ層５は、ヨウ化セシウム：タリウムからなる蒸着膜の場合である。そのため、シンチレータ層５は、柱状結晶の集合体となっている。この場合、シンチレータ層５の厚み寸法は、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、最表面で８〜１２μｍ程度とすることができる。

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を覆うように設けられている。なお、反射層６は、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）の面を覆うように設けられていてもよい。
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ができる。また、反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）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２（ａ）、（ｂ）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上に塗布し、これを乾燥させることで形成したものである。

防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ層５または反射層６の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。
図２（ａ）、図２（ｂ）、図３（ａ）、および図３（ｂ）に示すように、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することができる。
防湿体７は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂層と無機材料（アルミニウムなどの軽金属、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などのセラミック系材料）の層が積層された低透湿防湿材料などから形成することができる。
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の厚み寸法を大きくしすぎるとＸ線の吸収が多くなりすぎる。防湿体７の厚み寸法を小さ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。

表面部７ａは、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）に対向している。
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の周縁から基板２ａに向けて延びている。
表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の内部には、シンチレータ層５と反射層６が設けられる。なお、反射層６が設けられない場合には、表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の内部には、シンチレータ層５が設けられる。表面部７ａおよび周面部７ｂと、反射層６またはシンチレータ層５との間には隙間があってもよいし、表面部７ａおよび周面部７ｂと、反射層６またはシンチレータ層５とが接触していてもよい。

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の平面形状は、環状となっている。
つば部７ｃの、アレイ基板２と対向する面における外周端７ｃ１とアレイ基板２との間の距離（Ｔ０＋Ｔ）は、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離Ｔ０よりも長い。図２（ａ）、（ｂ）に例示をしたつば部７ｃの場合には、つば部７ｃは、防湿体７の外側になるに従いアレイ基板２から離れる方向に傾斜している。
つば部７ｃは、接着層８を介して、基板２ａの、光電変換部２ｂが設けられる側の面と接着されている。
すなわち、防湿体７は、シンチレータ層５の外側に位置する環状のつば部７ｃを有し、少なくともシンチレータ層を覆う。

ハット形状の防湿体７を用いるものとすれば、高い防湿性能を得ることが可能となる。この場合、防湿体７はアルミニウムなどから形成されるため、水蒸気の透過は極めて少ないものとなる。

接着層８は、つば部７ｃと、アレイ基板２の、光電変換部２ｂが設けられる側の面との間に設けられている。接着層８は、接着剤８ａが硬化することで形成されたものである。 接着層８を形成する際に用いる接着剤８ａは、透湿係数と、防湿体７と基板２ａとの接着性を考慮して選択する。接着剤８ａは、例えば、紫外線硬化型のエポキシ系接着剤や、熱硬化型のエポキシ系接着剤などとすることができる。

ここで、基板２ａの、接着剤８ａが接触する領域には、制御ライン２ｃ１やデータライン２ｃ２などの遮光性部材が設けられている場合がある。そのため、紫外線硬化型の接着剤を用いる場合には、照射ムラがある場合でも適切な硬化を行うことができるものを選択することが好ましい。照射ムラがある場合でも適切な硬化を行うことができる紫外線硬化型の接着剤としては、例えば、カチオン重合により硬化反応が進むエポキシ系紫外線硬化型の接着剤などを例示することができる。
また、接着層８の透湿率（水蒸気の透過率）を低減させるためには、透湿係数ができるだけ小さい材料を選定することが好ましい。
例えば、エポキシ系の接着剤に無機材質のタルク（滑石：Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０（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。

ここで、ハット形状を呈する防湿体７において、つば部７ｃとアレイ基板２との密着性を十分に確保し、かつ高い信頼性を担保する為には、つば部７ｃとアレイ基板２との間に介在させる接着剤８ａの量を多めにし、且つ、つば部７ｃとアレイ基板２とを接着する際の加圧力を一定以上に大きくすることが好ましい。

しかしながら、このような２つの条件を満足させると、必然的に接着剤８ａがつば部７ｃの外側に食み出すことになる。そのため、アレイ基板２上のつば部７ｃの周辺に余剰な接着剤８ａが食み出すことで、接着層８の食み出し（広がり）部分が形成されることになる。接着層８の食み出し部分が、配線パッド２ｄ１、２ｄ２に到達すると、配線パッド２ｄ１、２ｄ２へのフレキシブルプリント基板２ｆ１、２ｆ２の接続ができなくなるおそれがある。また、アレイ基板２の、配線パッド２ｄ１、２ｄ２が設けられていない側においても、接着層８の食み出し部分が形成されると、アレイ基板２を最終的な製品寸法に切断する際に、接着層８の食み出し部分が切断に用いるブレードに干渉するおそれがある。

この場合、つば部７ｃの外周端７ｃ１と配線パッド２ｄ１、２ｄ２との間の距離、あるいは、つば部７ｃの外周端７ｃ１とアレイ基板２の周端（カット端）との間の距離を長くすれば、これらの不具合が発生するのを抑制することができる。しかしながら、この様にすると、アレイ基板２が大きくなるので、Ｘ線検出器１の小型化や軽量化などが図れなくなる。

すなわち、防湿体７の周辺に設けることが必要となる領域の寸法は、Ｘ線検出器１の機能とは関係がないので、Ｘ線検出器１が余分に大きくなるおそれがある。Ｘ線検出器１が余分に大きくなれば、Ｘ線検出器１の重量も余分に増大する。特に、小型化と軽量化が要求される可搬型（ポータブル）のＸ射線検出器１などにおいては、大きなデメリットとなるおそれがある。

一方、接着層８の食み出し部分を小さくするために、接着剤８ａの量を減らしたり、つば部７ｃとアレイ基板２とを接着する際の加圧力を小さくしたりすれば、つば部７ｃとアレイ基板２との密着性が全体的あるいは部分的に低下して、高温高湿環境や冷熱環境において接着層８が剥離するなどの不具合が生じるおそれがある。

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、つば部７ｃの外周端７ｃ１とアレイ基板２との間の距離（Ｔ０＋Ｔ）が、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離Ｔ０よりも長くなるようにしている。

次に、この様な形態を有するつば部７ｃの作用、効果について説明する。
つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離をＴ０（ｍｍ）、つば部７ｃの外周端７ｃ１とアレイ基板２との間の距離を（Ｔ０＋Ｔ）（ｍｍ）、アレイ基板２の厚み方向におけるつば部７ｃの内周端７ｃ２と外周端７ｃ１との間の距離をＴ（ｍｍ）、接着層８の幅寸法をＷ（ｍｍ）、接着剤８ａの塗布量をｍ（ｍｇ／ｍｍ）、接着剤８ａの密度をρ（ｍｇ／ｍｍ^３）とする。

図２（ａ）、（ｂ）に例示をしたものの様に、つば部７ｃの内側にも外側にも接着剤８ａの食み出しが無い場合には、接着層８の体積Ｖ（つば部の周囲長方向の単位長さ当たり）は以下のように算出することができる。
Ｖ＝Ｗ・（Ｔ０＋（Ｔ０＋Ｔ））／２＝Ｗ・（２Ｔ０＋Ｔ）／２・・・（１）
接着層８の厚みの変動は、Ｔ０の変動（ΔＴ０とする）に相当するので、Ｔ０の変動ΔＴ０に対する接着層８の、防湿体７のつば部７ｃとアレイ基板２との間の部分に相当する体積の変動ΔＶ（つば部の周囲長方向の単位長さ当たり）は、以下のように算出することができる。
ΔＶ＝Ｗ・ΔＴ０・・・（２）
この接着層８の、防湿体７のつば部７ｃとアレイ基板２との間の部分に相当する体積の変動ΔＶ分に相当する接着剤８ａが、つば部７ｃの外周端７ｃ１から外側に食み出したとした場合を試算する。その際、接着層８の、つば部７ｃの外周端７ｃ１側の厚み（Ｔ０＋Ｔ）と概ね同程度の厚みで接着剤８ａがつば部７ｃの外側に食み出すと考えることができる。
この場合、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷは、以下のように算出することができる。
ΔＷ＝ΔＶ／（Ｔ０＋Ｔ）・・・（３）
（３）式に（２）式を代入すると以下のようになる。
ΔＷ＝Ｗ・ΔＴ０／（Ｔ０＋Ｔ）・・・（４）
（４）式から分かるように、接着層８の厚みの最小値であるＴ０の変動ΔＴ０に対して、分母の（Ｔ０＋Ｔ）の値を大きくするほど、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷは小さくなる。

ここで、上下方向から加圧して、防湿体７（つば部７ｃ）とアレイ基板２とを接着する際には、Ｔ０の値を制御する。そのため、Ｔ０＋Ｔの値を大きくするには、Ｔの値を大きくすることが有効となる。すなわち、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷを小さくするためには、Ｔの値を大きくすることが有効となる。

この様に、つば部７ｃの内周端７ｃ２付近の接着層８の厚みに対して、つば部７ｃの外周端７ｃ１の付近の接着層８の厚みを厚くすれば、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷを効果的に抑制することができる。
ここで、つば部７ｃの内周端７ｃ２付近の接着層８の厚み（Ｔ０）自体も厚くして、接着層の厚み全体を一定以上に厚くしてしまう方法でも、接着層８の食み出し幅ΔＷの抑制には同様な効果が期待できる。しかしながらこの方法は、接着の信頼性の面からは望ましくない。その理由は、例えば保管環境における温度変化などによって、防湿体７とアレイ基板２との熱膨張差に起因する応力が生じる場合に、接着層８の厚みによって防湿体７とアレイ基板２との間にかかるトルク（力のモーメント）が大きくなる為である。その結果、接着層８の内部での破壊（凝集破壊）や、防湿体７と接着層８の界面での剥離、或いは接着層８とアレイ基板２との界面での破壊が生じ易くなってしまう。この影響を抑えるためには、特に熱膨張差に起因する応力が集中し易いつば部７ｃの内周端７ｃ２付近の厚みを大きくしない事が重要となる。

本実施の形態に係るＸ線検出器１においては、つば部７ｃの外周端７ｃ１とアレイ基板２との間の距離（Ｔ０＋Ｔ）が、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離Ｔ０よりも長くなっている。そのため、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷを効果的に抑制することができる。
接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷが小さくなれば、防湿体７の周辺に設けることが必要となる領域の寸法を小さくすることができるので、Ｘ線検出器１の小型化や軽量化を図ることができる。

図４は、つば部７ｃの形態と、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷとの関係を例示するためのグラフ図である。
表１は、つば部７ｃの形態と、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷとの関係を例示するための表である。

図４および表１は、接着剤８ａの食み出し幅の変動ΔＷを実験により求めた結果である。 ハット形状の防湿体７は、厚みが０．１ｍｍのアルミニウム箔から形成した。つば部７ｃの幅寸法は２ｍｍとした。「傾斜したつば部」は、後述するつば部７ｃｂである（図５（ｂ）を参照）。なお、つば部７ｃｂは、外周端７ｃ１から０．５ｍｍのところから距離Ｔが変化するものとした。「水平なつば部７ｃ」は、Ｔ＝０ｍｍとしたものである。
接着剤８ａの密度ρは１．４（ｍｇ／ｍｍ^３）とし、接着剤８ａの塗布量ｍは０．４（ｍｇ／ｍｍ）とした。接着剤８ａは、エポキシ系紫外線硬化型接着剤とした。
つば部７ｃとアレイ基板２とを接着する際の加圧力は、概ね０．１ＭＰａ程度とした。

図４および表１から分かるように、「傾斜したつば部」とすれば、接着剤８ａの食み出し幅の絶対値とバラつきを大幅に少なくすることができる。

ここで、Ｔ０＝０ｍｍ、すなわち、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２とが接触すると、保護層２ｅが破損して、つば部７ｃと、制御ライン２ｃ１またはデータライン２ｃ２とが接触し、短絡が生じるおそれがある。
そのため、つば部７ｃの内周端７ｃ２は、アレイ基板２と距離を空けて設けられる。すなわち、Ｔ０は０ｍｍを超えるものとする。

この場合、Ｔ０を小さくすれば接着剤８ａがつば部７ｃの内側方向に流動して食み出す際の抵抗が大きくなるので、接着剤８ａはつば部７ｃの外周端７ｃ１から外側に食み出しすくなる。接着剤８ａがつば部７ｃの外周端７ｃ１から外側に食み出しやすくなると、接着剤８ａの食み出し幅の絶対値やバラつきが大きくなるおそれがある。
一方、Ｔ０を大きくすれば前述した抵抗が小さくなるので、接着剤８ａはつば部７ｃの内周端７ｃ２からシンチレータ層５側に食み出しやすくなる。この場合、接着剤８ａがつば部７ｃの内周端７ｃ２からシンチレータ層５側に食み出しても特に不都合はない。

そのため、Ｔ０は所定の値以上とすることが好ましい。
本発明者の得た知見によれば、Ｔ０≧５μｍとすることが好ましい。また、１０μｍ≦Ｔ０≦３０μｍとすれば、短絡の発生と、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出しをより効果的に抑制することができる。

また、前述したように、Ｔを大きくすれば、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出しを効果的に抑制することができる。
ところが、Ｔを極端に大きくしすぎると、Ｔ０を一定範囲内に小さく抑えていたとしても、高温高湿環境や冷熱環境において、接着層８が剥がれやすくなる。そのため、Ｔ≦５００μｍとすることが好ましい。

図５（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係るつば部７ｃａ、７ｃｂを例示するための模式断面図である。
前述したつば部７ｃは平板状であったが、図５（ａ）に示すように曲面を有するつば部７ｃａとすることもできる。
また、前述したつば部７ｃは内周端７ｃ２から距離Ｔが変化したが、図５（ｂ）に示すように内周端７ｃ２と外周端７ｃ１の間の任意の位置から距離Ｔが変化するようにしてもよい。
すなわち、つば部７ｃは、アレイ基板２までの距離が一定の領域を有していてもよい。
この様に、つば部７ｃの外周端７ｃ１とアレイ基板２との間の距離Ｔ１が、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離Ｔ０よりも長くなっていればよい。

本実施の形態に係るＸ線検出器１とすれば、つば部７ｃの外周端７ｃ１からの接着剤８ａの食み出しを最小限に抑えることができる。この場合、実質的に食み出し量をゼロにすることができる。
また、アレイ基板２の表面から上方向への接着剤８ａの食み出しも抑制することができるので、アレイ基板２を筺体に固定する際に不都合が発生するのを抑制することができる。
更に、防湿体７のつば部７ｃと接着層８の界面、及び接着層８とアレイ基板２との界面が良好な密着性を有しているので、高い防湿信頼性を得ることができる。

また、本実施の形態に係るＸ線検出器１によれば、６０℃−９０％高温高湿試験や、６０℃と−２０℃の繰り返しによる冷熱環境試験においても高い信頼性を得ることができた。

（Ｘ線検出器の製造方法）
次に、本発明の実施形態に係るＸ線検出器１の製造方法について例示をする。
Ｘ線検出器１は、例えば、以下のようにして製造することができる。
まず、基板２ａ上に光電変換部２ｂ、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、および保護層２ｅなどを順次形成してアレイ基板２を作成する。アレイ基板２は、例えば、半導体製造プロセスを用いて作成することができる。

次に、アレイ基板２上の複数の光電変換部２ｂが形成された領域を覆うようにシンチレータ層５を形成する。シンチレータ層５は、例えば、真空蒸着法などを用いて、ヨウ化セシウム：タリウムからなる膜を成膜することで形成することができる。この場合、シンチレータ層５の厚み寸法は、６００μｍ程度とすることができる。柱状結晶の柱の太さ寸法は、最表面で８〜１２μｍ程度とすることができる。

次に、シンチレータ層５を覆うようにして反射層６を形成する。反射層６は、例えば、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。

次に、以下のようにして、ハット形状の防湿体７をアレイ基板２上に接着し、防湿体７と接着層８によりシンチレータ層５と反射層６を封止する。
まず、防湿体７を形成する。
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。また、つば部７ｃの形態は、前述したものとすることができる。

続いて、つば部７ｃの表面（接着面）を清浄化し、清浄化したつば部７ｃの表面に所定の量の接着剤８ａを塗布する。接着剤８ａの塗布は、ディスペンサー装置を用いて行うことができる。なお、接着剤８ａは、アレイ基板２上に塗布してもよい。
すなわち、シンチレータ層５の外側に位置する環状のつば部７ｃ、若しくはつば部７ｃに対向するアレイ基板２上に接着剤を塗布する。
また、接着剤８ａを塗布する際には、後述する治具１００を用いることができる（図６を参照）。治具１００を用いる場合には、治具１００につば部７ｃを支持させる。

続いて、防湿体７をアレイ基板２上に接着する。
図６は、接着の様子を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、防湿体７をアレイ基板２上に接着する際には、治具１００を用いることができる。
まず、つば部７ｃとアレイ基板２とを近接させる。
この場合、治具１００をアレイ基板２に向けて移動させるか、若しくはアレイ基板２を治具１００に向けて移動させるようにすることができる。なお、治具１００とアレイ基板２の両方を移動させることもできる。
そして、治具１００とアレイ基板２との間の距離を制御することで、つば部７ｃの内周端７ｃ２は、アレイ基板２と距離を空けて設けられる。また、つば部７ｃの内周端７ｃ２とアレイ基板２との間の距離Ｔ０が前述したものとなるようにする。
アレイ基板２と防湿体７のつば部の外側端７ｃ１との距離がＴ０＋Ｔとなる様に、つば部７ｃを予め変形させておくことができる。また、治具１００の額縁部（防湿体７のつば部７ｃを受ける部分）の形状を、内側から外側に向かって図６に示すようにテーパー形状とし、接着後のアレイ基板２と防湿体のつば部７ｃの外側端７ｃ１との距離がＴ０＋Ｔとなる様に保持することもできる。
続いて、アレイ基板２の裏面側から所定量の紫外線を照射することで、接着剤８ａを硬化させる。この場合、アレイ基板２の表面には、制御ライン２ｃ１やデータライン２ｃ２などの遮光性部材が設けられているので、接着剤８ａの一部には紫外線が照射されない。そのため、前述したように、カチオン重合により硬化反応が進むエポキシ系紫外線硬化型の接着剤を用いることが好ましい。
また、紫外線の照射により一定の硬化が得られた後に、例えば、６０℃程度の加熱を行い、接着剤８ａの重合度を高めることもできる。
また、接着剤８ａに、例えば、タルクなどからなるフィラー材を一定量添加することで、接着層８自体の透湿係数を抑えて、防湿低能を高めることもできる。

次に、フレキシブルプリント基板２ｆ１、２ｅ２を介して、アレイ基板２と信号処理部３を電気的に接続する。
また、配線４ａを介して、信号処理部３と画像伝送部４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、信号処理部３、画像伝送部４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。

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、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、７ｃ１ 外周端、７ｃ２ 内周端、８ 接着層、８ａ 接着剤、１００ 治具

Claims (8)

1. 複数の光電変換素子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、
   前記シンチレータ層の外側に位置する環状のつば部を有し、前記シンチレータ層を覆う防湿体と、
   前記つば部と、前記アレイ基板と、の間に設けられた接着層と、
   を備え、
   前記つば部の前記アレイ基板と対向する面は、平板状、または、前記アレイ基板側に突出する曲面であり、
   前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における内周端は、前記アレイ基板と距離を空けて設けられ、
   前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における外周端と、前記アレイ基板と、の間の距離は、前記内周端と、前記アレイ基板と、の間の距離よりも長い放射線検出器。
2. 前記内周端と、前記アレイ基板と、の間の距離は、５μｍ以上である請求項１記載の放射線検出器。
3. 前記内周端と、前記アレイ基板と、の間の距離は、１０μｍ以上、３０μｍ以下である請求項１または２に記載の放射線検出器。
4. 前記アレイ基板の厚み方向における前記内周端と、前記外周端と、の間の距離は、５００μｍ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器。
5. 前記つば部は、前記アレイ基板までの距離が一定の領域を有する請求項１〜４のいずれか１つに記載の放射線検出器。
6. 前記防湿体は、アルミニウム、またはアルミニウム合金を含む請求項１〜５のいずれか１つに記載の放射線検出器。
7. 光電変換素子を有するアレイ基板上に、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層を形成する工程と、
   前記シンチレータ層を覆う防湿体に設けられ、前記シンチレータ層の外側に位置する環状のつば部、若しくは前記つば部に対向する前記アレイ基板上に接着剤を塗布する工程と、
   前記つば部と、前記アレイ基板と、を近接させる工程と、
   前記接着剤を硬化させる工程と、
   を備え、
   前記つば部は、前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における外周端と、前記アレイ基板と、の間の距離が、前記つば部の前記アレイ基板と対向する面における内周端と、前記アレイ基板と、の間の距離よりも長くなる形態を有し、
   前記つば部の前記アレイ基板と対向する面は、平板状、または、前記アレイ基板側に突出する曲面であり、
   前記つば部と、前記アレイ基板と、を近接させる工程において、前記内周端は、前記アレイ基板と距離を空けて設けられる放射線検出器の製造方法。
8. 前記接着剤を塗布する工程において、治具に前記つば部を支持させ、
   前記つば部と、前記アレイ基板と、を近接させる工程において、前記治具を前記アレイ基板に向けて移動させる、前記アレイ基板を前記治具に向けて移動させる、および、前記治具を前記アレイ基板に向けて移動させるとともに前記アレイ基板を前記治具に向けて移動させる、のいずれかを行う請求項７記載の放射線検出器の製造方法。

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