(57)【要約】【課題】放射線検出器の製造方法を工夫することによって欠損画素の発生が抑制された放射線検出器を提供する。【解決手段】本発明のＸ線検出器１０は、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化したエポキシ樹脂層５を備えている。常温硬化型エポキシ樹脂の注入作業と脱泡作業を行うには、樹脂の粘度は低い方がよい。しかしながら、粘度の低い樹脂は、硬化するのに時間がかかりすぎてしまい、これがアモルファスセレン層１の変質を招く。そこで、本発明の構成は、エポキシ樹脂を速やかに硬化させる目的で、エポキシ樹脂を硬化させる温度を限定している。【選択図】図１
2011216769.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（Ａ）キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、前記画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、
（Ｂ）放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、
（Ｃ）キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、
（Ｄ）前記高抵抗膜を介して前記アモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層と、
（Ｅ）前記アモルファスセレン層、前記高抵抗膜、前記電極層を外部と電気的に絶縁させる絶縁樹脂層と、
（Ｆ）絶縁性の補助板とがこの順に積層され、
（Ｇ）前記絶縁樹脂層は、前記アモルファスセレン層、前記高抵抗膜の側端をも覆うとともに、絶縁樹脂層は、常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２０時間後のショア硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以上になる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させたものであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
（Ａ）キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積する前記画素が２次元的に配列され、前記画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、
（Ｂ）放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、
（Ｃ）キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、
（Ｄ）前記高抵抗膜を介して前記アモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層と、
（Ｅ）前記アモルファスセレン層、前記高抵抗膜、前記電極層を外部と電気的に絶縁させる絶縁樹脂層と、
（Ｆ）絶縁性の補助板とがこの順に積層され、
（Ｈ）前記絶縁樹脂層は、前記アモルファスセレン層、前記高抵抗膜の側端をも覆うとともに、絶縁樹脂層は、常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２４時間経過した時点でのガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させたものであることを特徴とする放射線検出器。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器において、
前記絶縁樹脂層に用いられる前記常温硬化型エポキシ樹脂の粘度は、１Ｐａ・ｓ以下であり、前記常温硬化型エポキシ樹脂の硬化温度は３０℃以上、４２℃以下であることを特徴とする放射線検出器。
【請求項４】
（α）電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、前記画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、前記高抵抗膜を介して前記アモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層とをこの順に積層する積層ステップと、
（β）硬化前の常温硬化型エポキシ樹脂で前記電極層を覆う樹脂被覆ステップと、
（γ）前記電極層を覆うように絶縁性の補助板を配置する補助板配置ステップと、
（δ）前記常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２０時間後のショア硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以上になる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させることにより、前記常温硬化型エポキシ樹脂が硬化した絶縁樹脂層を前記電極層と前記補助板との間に生成する硬化ステップとを備えることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項５】
（α）電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、前記画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、前記高抵抗膜を介して前記アモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層とをこの順に積層する積層ステップと、
（β）硬化前の常温硬化型エポキシ樹脂で前記電極層を覆う樹脂被覆ステップと、
（γ）前記電極層を覆うように絶縁性の補助板を配置する補助板配置ステップと、
（ε）前記常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２４時間経過した時点でのガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させることにより、前記常温硬化型エポキシ樹脂が硬化した前記絶縁樹脂層を前記電極層と前記補助板との間に生成する硬化ステップとを備えることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項６】
請求項４または請求項５に記載の放射線検出器の製造方法において、
前記樹脂被覆ステップは、前記電極層と前記補助板との隙間に前記常温硬化型エポキシ樹脂を流し込むことにより、前記補助板配置ステップの後に行われることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項７】
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法において、
前記硬化ステップは、前記補助板を加熱しながら行われることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項８】
請求項４ないし請求項６のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法において、
前記硬化ステップは、放射線検出器全体を加熱しながら行われることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【請求項９】
請求項４ないし請求項８のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法において、
前記硬化ステップに用いられる前記常温硬化型エポキシ樹脂の粘度は、１Ｐａ・ｓ以下であり、前記常温硬化型エポキシ樹脂の硬化温度は３０℃以上、４２℃以下であることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線をイメージングする放射線検出器および放射線検出器の製造方法に係り、特に、欠損画素の増加を抑制することにより、耐久性が向上した放射線検出器および放射線検出器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線をイメージングする放射線検出器は、医療分野をはじめ様々な分野で用いられる。この放射線検出器の具体的な構成について説明する。従来の放射線検出器６０は、図１３に示すように、放射線を電子・正孔のキャリア対に変換するアモルファスセレン層５１と、アモルファスセレン層５１の両面を覆うように積層された高抵抗膜５２，５７と、高抵抗膜５７に接して設けられたガラス製のアクティブマトリックス基板５４と、高抵抗膜５２に積層された電極層５３と、アモルファスセレン層５１，高抵抗膜５２，および電極層５３を覆うように設けられた絶縁樹脂層５５と、絶縁樹脂層５５を覆うように設けられたガラス板５６とを備えている（特許文献１参照）。
【０００３】
このよう放射線検出器６０は、両面がガラスの板で覆われている。こうすることで、放射線検出器６０が温度変化により反り返ることがなくなり、放射線検出器６０の内部がクラックすることが防がれる。
【０００４】
高抵抗膜５２は、電極層５３からの電荷の注入を阻止するキャリア選択性の役割だけでなく、絶縁樹脂層５５からアモルファスセレン層５１を隔離する役割を担っている。絶縁樹脂層５５に含まれるアミンなどの化合物がアモルファスセレン層５１に浸透すると、アモルファスセレン層５１が変質（結晶化）し、放射線検出器６０に欠損画素を発生させてしまう。絶縁樹脂層５５とアモルファスセレン層５１との間に設けられているキャリア選択性の高抵抗膜５２が十分な耐性を有していれば、変質の原因となる絶縁樹脂層５５に含まれる化合物がアモルファスセレン層５１に浸透することを防止することができる（特許文献２，特許文献３，特許文献４参照）。
【０００５】
絶縁樹脂層５５は、電極層５３を電気的に遮蔽する目的で設けられている。こうすることで電極層５３の周縁部から発生する沿面放電が防がれる。この絶縁樹脂層５５の従来の製造方法について説明する。従来の絶縁樹脂層５５を製造するには、まず、絶縁樹脂層５５以外の各部を予め製造しておく。そして、図１４に示すように、ガラス板５６を固定する枠材５９に設けられた穴から硬化前の樹脂をガラス板５６と電極層５３との間の隙間に充填する。樹脂が硬化すると、絶縁樹脂層５５が完成となる。絶縁樹脂層５５は、エポキシ樹脂からなる（特許文献５参照）。
【０００６】
製造に使用されるエポキシ樹脂の硬化前の粘度が高いと、エポキシ樹脂の内部に入り込んだ空気を十分に抜くことができず、硬化前のエポキシ樹脂は、空気の泡を含んだまま上述の隙間に充填されてしまう。絶縁樹脂層５５に空気の泡が混入することは放射線検出器６０の製造において望ましいことではない。
【０００７】
そこで、絶縁樹脂層５５を製造するに際し、エポキシ樹脂として、硬化前の粘度が低いものを選択すれば製造に都合がよい。硬化前の低粘度のエポキシ樹脂に真空脱泡処理を施して、硬化前のエポキシ樹脂をガラス板５６と電極層５３との間の隙間に充填するようにすれば、絶縁樹脂層５５に空気の泡が混入することがない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００２−３１１１４４号公報
【特許文献２】特開２００２−００９２６８号公報
【特許文献３】特開２００２−１１６２５９号公報
【特許文献４】特開２０００−２３０９８１号公報
【特許文献５】特開２００５−２８３２６０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来の放射線検出器および放射線検出器の製造方法には、次のような問題点がある。
すなわち、粘度の低いエポキシ樹脂を放射線検出器６０の製造に用いると、エポキシ樹脂が硬化するまでに時間がかかりすぎてしまい、これが放射線検出器６０の性能に影響してしまう。
【００１０】
粘度の低いエポキシ樹脂の硬化には、時間がかかり、例えば硬化に３日程度が必要である。この様にガラス板５６と電極層５３との間の隙間に硬化前のエポキシ樹脂が存している時間が長いと、アミン化合物がアモルファスセレン層５１に到達する可能性が増大する。発明者は、エポキシ樹脂の硬化時間の長さとアモルファスセレン層５１の変質のしやすさの関係を調査し、アミン化合物の浸透は、アモルファスセレン層５１の異常成長突起が存する部分において顕著であることを突き止めた。
【００１１】
アモルファスセレン層５１の異常成長突起について説明する。図１５は、アモルファスセレン層５１の断面図である。アモルファスセレン層５１は、どの部分でも同じ厚さを有していることが理想である。しかしながら、図１５の（ａ）の矢印の部分では、アモルファスセレン層５１が高抵抗膜５２に向けて突出している。アモルファスセレン層５１を製造する上で、このような異常成長突起の発生を完全に抑制することは難しい。高抵抗膜５２は、異常成長突起を有したままのアモルファスセレン層５１に積層されることになる。
【００１２】
図１５においては、高抵抗膜５２は、電子移動剤を添加したポリカーボネート膜５２ａとＳｂ２Ｓ３膜５２ｂとの二層からなっている。図１６は、アモルファスセレン層５１の異常成長突起の頭頂部の拡大図である。写真に黒い筋として表れているポリカーボネート膜５２ａは、異常成長突起の頭頂部に向かうに従って肉薄となっている。これはポリカーボネート膜５２ａを生成する際に、ポリカーボネートが異常成長突起の頭頂部から流れ落ちてしまったことに起因している。高抵抗膜５２が肉薄となっている部分があると、そこから絶縁樹脂層５５由来のアミン化合物がアモルファスセレン層５１に浸透しやすくなる。
【００１３】
図１７は、アモルファスセレン層５１の異常成長突起の付け根の拡大図である。この部分は、図１５の（ｂ）に相当している。図１７の矢印の部分では、Ｓｂ２Ｓ３膜５２ｂに亀裂が生じている。すなわち、異常成長突起の付け根においては、Ｖ型となっているアモルファスセレン層５１を覆うようにＳｂ２Ｓ３膜５２ｂがＶ型に成長するので、その部分のＳｂ２Ｓ３膜５２ｂは簡単にクラックしてしまう。クラックによりＳｂ２Ｓ３膜５２ｂに穴が開くと、そこから絶縁樹脂層５５由来のアミン化合物がアモルファスセレン層５１に浸透しやすくなる。
【００１４】
図１８は、アモルファスセレン層５１の異常成長突起の付け根において、Ｓｂ元素の分布を示している。写真は、図１７と同じ部分を示しており、写真にはＶ型のＳｂ２Ｓ３膜５２ｂが写り込んでいる。このＳｂ２Ｓ３膜５２ｂをよく観察すると、２つの矢印の部分でＳｂの密度が低下している部分が存在することに気がつく。この２つの矢印の部分でＳｂ２Ｓ３膜５２ｂのクラックが生じている可能性が高い。
【００１５】
図１９は、図１５の（ｂ）に示されるアモルファスセレン層５１の異常成長突起の付け根において、窒素元素の分布を示している。写真は、図１７と同じ部分を示しており、写真にはＹ型の窒素が高密度な部分が写り込んでいる。つまり、絶縁樹脂層５５に含まれているアミン化合物はＳｂ２Ｓ３膜５２ｂのクラックしている部分からポリカーボネート膜５２ａに漏れ出し、ポリカーボネート膜５２ａを通じてアモルファスセレン層５１の内部に浸透していると考えられる。
【００１６】
このように、粘度の低いエポキシ樹脂を放射線検出器６０の製造に用いると、エポキシ樹脂が硬化するまでに時間がかかりすぎてしまい、絶縁樹脂層５５由来のアミン化合物がアモルファスセレン層５１の異常成長突起の存する部分から漏れ出してしまう。これにより、アモルファスセレン層５１が部分的に変質（結晶化）し、部分的に暗電流が増大するので、放射線検出器６０に欠損画素が発生してしまう。アミン化合物によるアモルファスセレン層５１の結晶化は、アミン化合物の浸透量と時間に依存するため、アミン化合物の浸透量が多い放射線検出器６０を使用すると、時間とともに欠損画素が増加してしまう。
【００１７】
本発明はこの様な事情に鑑みてなされたものであって、その目的は、放射線検出器の製造方法を工夫することによって欠損画素の発生が抑制された放射線検出器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
本発明は上述の課題を解決するために次のような構成をとる。
すなわち、本発明に係る放射線検出器は、（Ａ）キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、（Ｂ）放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、（Ｃ）キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、（Ｄ）高抵抗膜を介してアモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層と、（Ｅ）アモルファスセレン層、高抵抗膜、電極層を外部と電気的に絶縁させる絶縁樹脂層と、（Ｆ）絶縁性の補助板とがこの順に積層され、（Ｇ）絶縁樹脂層は、アモルファスセレン層、高抵抗膜の側端をも覆うとともに、絶縁樹脂層は、常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２０時間後のショア硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以上になる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させたものであることを特徴とするものである。
【００１９】
また、本発明に係る放射線検出器は、（Ａ）キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、（Ｂ）放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、（Ｃ）キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、（Ｄ）高抵抗膜を介してアモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層と、（Ｅ）アモルファスセレン層、高抵抗膜、電極層を外部と電気的に絶縁させる絶縁樹脂層と、（Ｆ）絶縁性の補助板とがこの順に積層され、（Ｈ）絶縁樹脂層は、アモルファスセレン層、高抵抗膜の側端をも覆うとともに、絶縁樹脂層は、常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２４時間経過した時点でのガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させたものであることを特徴とするものである。
【００２０】
また、本発明に係る放射線検出器の製造方法は、（α）電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、高抵抗膜を介してアモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層とをこの順に積層する積層ステップと、（β）硬化前の常温硬化型エポキシ樹脂で電極層を覆う樹脂被覆ステップと、（γ）電極層を覆うように絶縁性の補助板を配置する補助板配置ステップと、（δ）常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２０時間後のショア硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以上になる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させることにより、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化した絶縁樹脂層を電極層と補助板との間に生成する硬化ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００２１】
また、本発明に係る放射線検出器の製造方法は、（α）電荷を蓄積する画素が２次元的に配列され、画素の各々から信号を読み出すマトリックス基板と、放射線の入射によりキャリアを発生させるアモルファスセレン層と、キャリアを選択的に透過させる高抵抗膜と、高抵抗膜を介してアモルファスセレン層にバイアス電圧を印加する電極層とをこの順に積層する積層ステップと、（β）硬化前の常温硬化型エポキシ樹脂で電極層を覆う樹脂被覆ステップと、（γ）電極層を覆うように絶縁性の補助板を配置する補助板配置ステップと、（ε）常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の調合後から２４時間経過した時点でのガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなる程度に高い温度であるとともに、アモルファスセレンの結晶化が起こらない程度に低い温度で硬化させることにより、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化した絶縁樹脂層を電極層と補助板との間に生成する硬化ステップとを備えることを特徴とするものである。
【００２２】
［作用・効果］上述の放射線検出器は、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化した絶縁樹脂層を備えている。常温硬化型エポキシ樹脂の注入作業と脱泡作業を行うには、樹脂の粘度は低い方がよい。しかしながら、粘度の低い樹脂は、硬化するのに時間がかかりすぎてしまい、これがアモルファスセレン層の変質を招く。具体的には、エポキシ樹脂が放出する化合物によりアモルファスセレン層が結晶化してしまう。そこで、本発明は、エポキシ樹脂を速やかに硬化させる目的で、エポキシ樹脂を硬化させる温度を限定している。その温度とは具体的には、エポキシ樹脂の硬化が速くなり始める温度よりも高く、アモルファスセレン層の変質が起き始める温度よりも低い。この様にすることで、アモルファスセレン層を熱によっても、エポキシ樹脂が放出する化合物によっても変質しない放射線検出器を提供できる。エポキシ樹脂の硬化に選択しうる温度の下限値は、樹脂の硬化開始からのショア硬度を基準に決定してもよいし、ガスクロマトグラフィー分析おけるアミン系化合物の検出量を基準に決定してもよい。
【００２３】
また、上述の放射線検出器において、絶縁樹脂層に用いられる常温硬化型エポキシ樹脂の粘度は、１Ｐａ・ｓ以下であり、常温硬化型エポキシ樹脂の硬化温度は３０℃以上、４２℃以下であればより望ましい。
【００２４】
また、上述の放射線検出器の製造方法において、硬化ステップに用いられる常温硬化型エポキシ樹脂の粘度は、１Ｐａ・ｓ以下であり、常温硬化型エポキシ樹脂の硬化温度は３０℃以上、４２℃以下であればより望ましい。
【００２５】
［作用・効果］上述の構成は、本発明の構成をより具体的に表したものとなっている。エポキシ樹脂の粘度が１Ｐａ・ｓ以下であれば、エポキシ樹脂に含まれる空気の泡を十分に除去することができ、注入・滴下の方法で容易に絶縁樹脂層の形成が可能である。また、常温硬化型エポキシ樹脂の硬化温度は３０℃以上、４２℃以下であればアモルファスセレン層の変質は確実に抑制される。
【００２６】
また、上述の放射線検出器の製造方法において、樹脂被覆ステップは、電極層と補助板との隙間に常温硬化型エポキシ樹脂を流し込むことにより、補助板配置ステップの後に行われればより望ましい。
【００２７】
［作用・効果］上述の構成は、放射線検出器の製造方法におけるより具体的な構成を示すものである。樹脂被覆ステップを補助板配置ステップの後に行うようにすればより確実に放射線検出器が製造できる。
【００２８】
また、上述の放射線検出器の製造方法において、硬化ステップは、補助板を加熱しながら行われればより望ましい。
【００２９】
また、上述の放射線検出器の製造方法において、硬化ステップは、放射線検出器全体を加熱しながら行われればより望ましい。
【００３０】
［作用・効果］上述の構成は、放射線検出器の製造方法におけるより具体的な構成を示すものである。硬化ステップにおける常温硬化型エポキシ樹脂の加熱方法の具体例としては、補助板を加熱するようにしてもよいし、放射線検出器全体を加熱するようにしてもよい。いずれの方法によっても、常温硬化型エポキシ樹脂は、確実に加熱される。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する断面図である。
【図２】実施例１に係るＸ線検出器の構成を説明する模式図である。
【図３】実施例１に係るＸ線検出器の製造方法を説明するフローチャートである。
【図４】実施例１に係るＸ線検出器の製造方法を説明する模式図である。
【図５】実施例１に係るＸ線検出器の製造方法を説明する模式図である。
【図６】実施例１に係るＸ線検出器の製造方法を説明する模式図である。
【図７】実施例１に係る硬化に要する時間と温度との関係を示すグラフである。
【図８】従来構成に係るガスクロマトグラフィー分析の結果である。
【図９】従来構成に係るガスクロマトグラフィー分析の結果である。
【図１０】実施例１に係るガスクロマトグラフィー分析の結果である。
【図１１】実施例１に係るＸ線検出器の効果を説明するグラフである。
【図１２】本発明の１変形例に係るＸ線検出器の製造方法を説明する断面図である。
【図１３】従来構成のＸ線検出器の構成を説明する断面図である。
【図１４】従来構成のＸ線検出器の製造方法を説明する断面図である。
【図１５】従来構成の技術的課題を説明する断面写真である。
【図１６】従来構成の技術的課題を説明する断面写真である。
【図１７】従来構成の技術的課題を説明する断面写真である。
【図１８】従来構成の技術的課題を説明する断面組成分析写真である。
【図１９】従来構成の技術的課題を説明する断面組成分析写真である。
【実施例１】
【００３２】
次に、本発明の最良の形態である、各実施例に係る放射線検出器の構成について説明する。なお、以降の説明におけるＸ線は、本発明における放射線の一例である。
【００３３】
＜Ｘ線検出器の全体構成＞
実施例１に係るＸ線検出器１０は、図１（ａ）に示すように、キャリアの移動によって誘起される電荷を蓄積して読み出すアクティブマトリックス基板４と、Ｘ線をキャリア対に変換するアモルファスセレン層１と、第２高抵抗膜２と、共通電極３と、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化して構成されるエポキシ樹脂層５と、ガラスで構成される補助板６とを有している。また、Ｘ線検出器１０は、アクティブマトリックス基板４，第１高抵抗膜７，アモルファスセレン層１，第２高抵抗膜２，共通電極３，エポキシ樹脂層５，および補助板６の順に積層された構成となっている。Ｘ線検出器は、本発明の放射線検出器に相当する。エポキシ樹脂層５は、本発明の絶縁樹脂層に相当し、第２高抵抗膜２は、本発明の高抵抗膜に相当する。また、共通電極３は、本発明の共通電極に相当する。図１（ａ）と図１（ｂ）とは、補助板６を固定する枠材９の有無が異なる。
【００３４】
アモルファスセレン層１は、比抵抗１０９Ωｃｍ以上（好ましくは１０１１Ωｃｍ以上）となっている高純度のアモルファスセレンで構成される。その積層方向の厚さは、０．２ｍｍ〜３．０ｍｍとなっている。このアモルファスセレン層１にＸ線が照射されると、正孔と電子のペアであるキャリア対が発生する。アモルファスセレン層１は、強い電場に置かれているので、キャリアは、それに伴って移動し、アクティブマトリックス基板４に形成された収集電極４ａに電荷が誘起される。
【００３５】
アクティブマトリックス基板４には、ガラス基板上にキャリア収集用の収集電極４ａが形成されている。収集電極４ａは、第１高抵抗膜７に接するとともに、アクティブマトリックス基板４の表面に２次元的に配列されている。この収集電極４ａは、図１に示すように、電荷蓄積用のコンデンサ４ｃに接続されている。コンデンサ４ｃは、収集電極４ａで収集された電荷が蓄積される。コンデンサ４ｃは、トランジスタ４ｔに接続されている。このトランジスタ４ｔは、コンデンサ４ｃに接続される入力端子の他に、電流制御用のゲートＧと、検出信号読み出し用の読み出し電極Ｐとを有している。トランジスタ４ｔのゲートＧがオンされると、コンデンサ４ｃに蓄積している電荷は読み出し電極Ｐに向けて流れる。
【００３６】
２次元的に配列されたトランジスタ４ｔは、縦横に格子状に伸びる配線に接続されている。すなわち、図２における縦方向に配列したトランジスタ４ｔの読み出し電極Ｐは、全て共通のアンプ電極Ｑ１〜Ｑ４のいずれかに接続されており、図２における横方向に配列したトランジスタ４ｔのゲートＧは、全て共通のゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４のいずれかに接続されている。ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４は、ゲートドライブ１３に接続され、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４は、アンプアレイ１４に接続される。
【００３７】
各コンデンサ４ｃに蓄積される電荷を読み出す構成について説明する。図２におけるコンデンサ４ｃの各々に電荷が蓄積されているものとする。ゲートドライブ１３は、ゲート制御電極Ｈ１を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。オンされた横に並んだ４つのトランジスタ４ｔは、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４を通じて、電荷（原信号）をアンプアレイ１４に伝達する。
【００３８】
次に、ゲートドライブ１３は、ゲート制御電極Ｈ２を通じてトランジスタ４ｔを一斉にオンする。この様に、ゲートドライブ１３は、ゲート制御電極Ｈ１〜Ｈ４を順番にオンしていく。その度ごとに行の異なるトランジスタ４ｔがオンされる。こうして、ＦＰＤ４は、コンデンサ４ｃの各々に蓄積された電荷を１行毎に読み出す構成となっている。
【００３９】
アンプアレイ１４には、アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４の各々に、信号を増幅するアンプが設けられている。アンプ電極Ｑ１〜Ｑ４からアンプアレイ１４に入力された原信号は、ここで所定の増幅率で増幅される。画像生成部１５は、アンプアレイ１４から出力された原信号を基にＸ線透視画像を生成する。
【００４０】
収集電極４ａ，コンデンサ４ｃ，およびトランジスタ４ｔは、Ｘ線を検出するＸ線検出素子を構成する。Ｘ線検出素子は、アクティブマトリックス基板４において、例えば３，０７２×３，０７２の縦横に並んだ２次元マトリックスを形成している。
【００４１】
共通電極３は、金で構成され、第２高抵抗膜２を介してアモルファスセレン層１にバイアス電圧を印加する目的で設けられている。図１に示すようにノード３ａに接続されている。ノード３ａに高電位が供給されることにより、共通電極３には、電位にして、例えば、１０ｋＶの正のバイアス電圧が印加されている。
【００４２】
第１高抵抗膜７，および第２高抵抗膜２は、例えばＳｂ２Ｓ３から構成され、電子、またはホールのうちのいずれかを選択的に通過させる膜である。その膜厚は、０．１μｍ〜５μｍ程度であり、比抵抗は１０９Ωｃｍ以上となっている。
【００４３】
絶縁性のエポキシ樹脂層５は、共通電極３を覆うように設けられている。エポキシ樹脂層５が共通電極３を覆うことで、共通電極３の高電位が封じ込められる。このエポキシ樹脂層５は、Ｘ線検出器１０の周縁部において、第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７の側端をも覆っている。したがって、Ｘ線検出器１０の周縁部において、エポキシ樹脂層５は、アクティブマトリックス基板４に接していることになる。つまり、共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７は、アクティブマトリックス基板４，およびエポキシ樹脂層５によって封止されている。言い換えれば、共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，および第１高抵抗膜７の側端は、エポキシ樹脂層５で覆われている。この様にすることで、共通電極３に印加される電圧により未封止の側端に沿って外部に放電する沿面放電を防ぐことができる。
【００４４】
補助板６は、絶縁性のガラス製の板であり、エポキシ樹脂層５に面している。その厚さは、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍとなっている。補助板６の熱膨張係数は、アクティブマトリックス基板４のそれと同程度となっている。この様にすることで、外気温の変化により補助板６とアクティブマトリックス基板４とは同じように伸縮することになる。すると、Ｘ線検出器１０全体が外気温の変化に応じて反り返ることがなくなり、各層のクラックを防止することができる。
【００４５】
スペーサ８は、角筒型で額縁状の形状をしており、一端の開口部がアクティブマトリックス基板４に当接しており、もう一端の開口部が補助板６もしくは、枠材９に当接している。枠材９とスペーサ８は一体のものでもよい。このように、スペーサ８と枠材９は、アクティブマトリックス基板４および補助板６を架橋するように設けられており、スペーサ８の開口の内部に共通電極３，第２高抵抗膜２，アモルファスセレン層１，第１高抵抗膜７，およびエポキシ樹脂層５が存している。
【００４６】
＜Ｘ線撮影装置の製造方法＞
次に、Ｘ線検出器の製造方法について説明する。実施例１に係るＸ線検出器１０を製造するには、図３に示すように、まず各層の積層が行われる（積層ステップＳ１）。そして、補助板６とスペーサ８が配置され（補助板配置ステップＳ２），補助板６と共通電極３との隙間に硬化前のエポキシ樹脂が注入される（樹脂被覆ステップＳ３）。最後にエポキシ樹脂の硬化が行われる（硬化ステップＳ４）。これらの各ステップの詳細について順を追って説明する。
【００４７】
＜積層ステップＳ１＞
アクティブマトリックス基板４の上面上に、第１高抵抗膜７，アモルファスセレン層１，第２高抵抗膜２，および共通電極３をこの順に積層する。各層の具体的な生成方法としては、真空蒸着法が使用できる。図４は、ここまでのステップが完了した時点を示している。
【００４８】
＜補助板配置ステップＳ２，樹脂被覆ステップＳ３＞
次に、共通電極３を覆うように補助板６を配置する。このとき、補助板６と、枠材９，スペーサ８とは予め接着しておく。補助板６と共通電極３との間には隙間が設けられている。そして、図５に示すように、アクティブマトリックス基板４を鉛直方向に対して傾斜させた状態で硬化前の常温硬化型エポキシ樹脂を枠材９に設けられた注入口から補助板６と共通電極３との間に設けられた隙間に注入する。このとき、共通電極３は、硬化前のエポキシ樹脂により被覆されることになる。また、各層とスペーサ８との間に設けられた隙間にも硬化前のエポキシ樹脂が進入する。アクティブマトリックス基板４を傾斜させた状態で保持するには、傾斜台２１が用いられる。
【００４９】
枠材９には２カ所の穴が開けられており、傾斜された補助板６の下側に硬化前のエポキシ樹脂の注入口が、上側に空気の抜け穴が設けられている。エポキシ樹脂は、注入口に挿通されたチューブを通過して上述の隙間に導入される。補助板６と共通電極３との間に設けられた隙間は、硬化前のエポキシ樹脂によって鉛直下側から順に充填されることになる。
【００５０】
このときに使用されるエポキシ樹脂について説明する。具体的なエポキシ樹脂の種類としては、ＨＵＮＴＳＭＡＮ社製のＡｒａｌｄｉｔｅ２０２０が用いられる。このエポキシ樹脂の粘度は、０．１５Ｐａ・ｓとなっている。エポキシ樹脂は注入される前に予め真空脱泡により、含有する空気の泡を除去しておく。エポキシ樹脂として上述のような粘度の低いものを選択すれば、エポキシ樹脂に含まれる空気の泡は確実に除かれることになる。
【００５１】
＜硬化ステップＳ４＞
エポキシ樹脂の充填の後、アクティブマトリックス基板４の傾斜を水平に戻して、エポキシ樹脂の硬化を行う。このとき、図６に示すように、補助板６を覆うようにヒータ２２を配置した状態でエポキシ樹脂を温めながら硬化させる。ヒータの設定温度は例えば３６℃が望ましい。３６℃は、アモルファスセレン層１が変質しはじる温度が４２℃よりも低い温度であり、エポキシ樹脂が急激に硬化し始める３０℃よりも高い温度となっている。
【００５２】
このエポキシ樹脂の硬化特性について説明する。図７は、エポキシ樹脂（Ａｒａｌｄｉｔｅ２０２０）が所定の硬度となるまでにかかる時間と、温度との関係をグラフ化したものである。四角のプロットは、各温度において、エポキシ樹脂が硬化によりショア硬度１０Ｎ／ｍｍ２となるまでにかかった時間をプロットしている。温度が高いほど硬化が速く進み、硬化にかかる時間が短くなるため、エポキシ樹脂に含まれるアミン系化合物が速やかに消費され、エポキシ樹脂からアモルファスセレン層１にアミン系化合物が浸透する危険性が少なくなる。実施例１で選択される温度は、主剤・硬化剤の二液調合後から２０時間後のエポキシ樹脂のショア硬度が１０Ｎ／ｍｍ２以上になる程度に高い温度が望ましい。すなわち、図７の矢印が示す範囲の温度であり、かつ、アモルファスセレン層の変質が起こらない４２℃以下の温度であることが望ましい。
【００５３】
エポキシ樹脂が硬化すれば、本発明のＸ線検出器１０は、完成となる。
【００５４】
＜ガスクロマトグラフィーの結果＞
次に、エポキシ樹脂が急速に硬化することによって、エポキシ樹脂からアミン系化合物の放出が抑制される様子をガスクロマトグラフィーの結果を参照して説明する。分析条件は、固相マイクロ抽出法によりエポキシ樹脂より発生したガスを捕集管によりトラップし、２５０℃で３分間に放出されたガスを用い、ＺＢ−１（ポリメチルシロキサン）カラムを用いて分画している。カラム温度は４０℃を４分間保った後、５℃／分のペースで２８０℃まで上げるようにして調整し、注入口の温度は２５０℃である。そして、ヘリウム圧力は１２０ｋＰａであり、サンプル時間は３分である。分析装置としては、島津ガスクロマトグラフ質量分析計ＧＣＭＳ−ＱＰ５０５０Ａを用いている。
【００５５】
図８は、主剤・硬化剤の二液調合後１日間２２℃で放置後のエポキシ樹脂から放出されたガス成分である。図８においては、Ｇ，Ｉで示すアミン系の化合物由来の高いピークが観察される。図９は、二液調合後３日間２２℃で放置後のエポキシ樹脂から放出されたガス成分である。図９においても、Ｇ，Ｈ，Ｉで示すアミン系の化合物由来のピークが観察され、２２℃では３日以上アミンが放出し続けていることがわかる。
【００５６】
図１０は、二液調合後１日間３５℃で放置後のエポキシ樹脂から放出されたガス成分である。図１０においては、Ｇで示すアミン系の化合物由来のピークは、かなり小さなものとなっている。具体的には、図１０のピーク番号７で示すアセトンや、ピーク番号１７の２−ブタン、ピーク番号１８の２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物のピークよりもＧで示すアミン系の化合物由来のピークが低くなっている。より正確には、ガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなっている。これに比べて、図８，図９では、Ｇ，Ｈ，Ｉで示すアミン系の化合物の検出量は、アセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも多くなっている。この様に、エポキシ樹脂の硬化温度に依存してエポキシ樹脂から放出されるアミン系化合物の量は、大きく変化するのである。エポキシ樹脂を加熱して速く硬化させた方がアミン系化合物の放出が抑制され、結果として、アモルファスセレン層１に到達するアミン系化合物の量が減少する。これにより、Ｘ線検出器１０の欠損画素の発生を抑制することができる。
【００５７】
最後に、実施例１の構成とした効果について説明する。図１１は、通常使用温度より高めの３５℃でＸ線検出器１０を使用して加速劣化試験を行った結果である。共通電極３には、１０ｋＶの電圧が印加されている。グラフ中の四角のプロットは従来の方法で製造されたＸ線検出器である。使用時間が１８００時間を超えたあたりから欠損画素が急激に増加している。グラフ中の菱形のプロットは実施例１の方法で製造されたＸ線検出器である。実施例１の方法によれば従来と比べて欠損画素の増加が抑制されていることが分かる。
【００５８】
以上のように、実施例１のＸ線検出器１０は、常温硬化型エポキシ樹脂が硬化したエポキシ樹脂層５を備えている。常温硬化型エポキシ樹脂の注入作業と脱泡作業を行うには、樹脂の粘度は低い方がよい。しかしながら、粘度の低い樹脂は、硬化するのに時間がかかりすぎてしまい、これがアモルファスセレン層１の変質を招く。具体的には、エポキシ樹脂が放出するアミン系化合物によりアモルファスセレン層１が結晶化してしまう。そこで、実施例１の構成は、エポキシ樹脂を速やかに硬化させる目的で、エポキシ樹脂を硬化させる温度を限定している。その温度とは具体的には、エポキシ樹脂の硬化が速くなり始める温度よりも高く、アモルファスセレン層１の変質が起き始める温度よりも低い。この様にすることで、アモルファスセレン層１を熱によっても、エポキシ樹脂が放出する化合物によっても変質しない放射線検出器を提供できる。エポキシ樹脂の硬化に選択しうる温度の下限値は、樹脂の硬化開始からのショア硬度を基準に決定してもよいし、後述のようにガスクロマトグラフィー分析おけるアミン系化合物の検出量を基準に決定してもよい。
【００５９】
本発明は、上述の構成に限られず、下記のような変形実施が可能である。
【００６０】
（１）上述の構成によれば、補助板６と枠材９とスペーサ８を接着配置してからエポキシ樹脂の注入を行っていたが、この工程を逆にしてもよい。すなわち、図１２に示すように、予め共通電極３を硬化前のエポキシ樹脂で被覆した後、補助板６をスペーサ８に当接させるようにしてＸ線検出器１０を製造してもよい。
【００６１】
（２）上述の構成によれば、ショア硬度を基準にエポキシ樹脂の硬化温度を決定していたが、本発明はこれに限られず、常温硬化型エポキシ樹脂を樹脂の硬化開始から２４時間後経過した時点でのガスクロマトグラフィー分析おいてアミン系化合物の検出量がアセトン、２−ブタン、２−メチルフラン等のアルコール以外の他の主要有機化合物の検出量よりも小さくなることを基準に硬化温度を決定してもよい。
【００６２】
（３）上述の構成によれば、補助板６を温めることでエポキシ樹脂を加熱していたが、Ｘ線検出器１０全体を炉内に投入することでＸ線検出器１０全体を温める構成としてもよい。
【００６３】
（４）本発明が検出する放射線はＸ線に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００６４】
１    アモルファスセレン層
２    第２高抵抗膜（高抵抗膜）
３    電極層（共通電極）
４    マトリックス基板
５    絶縁樹脂層（エポキシ樹脂層）
６    補助板
Ｓ１  積層ステップ
Ｓ２  補助板配置ステップ
Ｓ３  樹脂被覆ステップ
Ｓ４  硬化ステップ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2011216769.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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