(57)【要約】      （修正有）【課題】熱膨張による特性劣化を抑制したＸ線検出器を提供する。【解決手段】Ｘ線光導電体層４との熱膨張率差がＸ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３との熱膨張率差よりも小さい金属板25を、ＴＦＴ回路基板３のＸ線光導電体層４と反対側に接合する。Ｘ線検出器１の使用時、製造後、あるいは保管時などの温度変化により発生するＸ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３側との界面での熱膨張率差による応力を抑制して、ＴＦＴ回路基板３を構成する保持基板11の破損や、Ｘ線光導電体層４の特性変化、クラックの発生による破損などを抑制でき、熱膨張による特性劣化を抑制できる。【選択図】図２
2007093545.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
入射する放射線を所定の信号に変換する信号変換層と、
この信号変換層より小さい熱膨張率を有し、この信号変換層に接合され、この信号変換層にて変換された信号を検出する検出体を備えた回路基板と、
この回路基板の前記信号変換層と反対側の主面に接合され、前記信号変換層との熱膨張率差が、前記信号変換層と前記回路基板との熱膨張率差よりも小さい熱膨張率調整体と
を具備したことを特徴とした放射線検出器。
【請求項２】
信号変換層は、入射する放射線を電気信号に変換する放射線光導電体層である
ことを特徴とした請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
放射線光導電体層は、セレン(Ｓｅ)、ヨウ化鉛(ＰｂＩ2)、ヨウ化水銀(ＨｇＩ２)および臭化タリウム(ＴｌＢｒ)のいずれかを主原料としている
ことを特徴とした請求項２記載の放射線検出器。
【請求項４】
信号変換層は、入射する放射線を光に変換する入力蛍光膜である
ことを特徴とした請求項１記載の放射線検出器。
【請求項５】
入力蛍光膜は、ヨウ化セシウム(ＣｓＩ)、ヨウ化ナトリウム(ＮａＩ)、酸硫化ガドリニウム(Ｇｄ2Ｏ2Ｓ)および有機物のいずれかを主原料としている
ことを特徴とした請求項４記載の放射線検出器。
【請求項６】
回路基板と熱膨張率調整体とは、検出体の配設範囲の全てを接合範囲としている
ことを特徴とした請求項１ないし５いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項７】
熱膨張率調整体は、アルミニウム(Ａｌ)、亜鉛(Ｚｎ)、銅(Ｃｕ)、鉛(Ｐｂ)、リチウム(Ｌｉ)、マグネシウム(Ｍｇ)、銀(Ａｇ)および錫(Ｓｎ)のいずれかを主成分としている
ことを特徴とした請求項１ないし６いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項８】
回路基板は、使用時および保管時の所定の温度範囲において、内部に圧縮応力が加えられた状態である
ことを特徴とした請求項１ないし７いずれか一記載の放射線検出器。
【請求項９】
回路基板と熱膨張率調整体とは、使用時および保管時の所定の温度範囲の最高温度以上の温度雰囲気にて接合された
ことを特徴とした請求項１ないし８いずれか一記載の放射線検出器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、入射する放射線を所定の信号に変換する信号変換層と、この信号変換層にて変換された信号を検出する回路基板とを備えた放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
新世代のＸ線診断用画像検出器として、アクティブマトリクスを用いたＸ線画像検出器が大きな注目を集めている。このようなＸ線画像検出器は、平面状に形成され、Ｘ線を当てることでＸ線撮影像またはリアルタイムのＸ線画像がデジタル信号として出力される。そして、このようなＸ線画像検出器は、固体検出器であることから、画質性能あるいは安定性の面でも極めて期待が大きく、多数の研究開発がなされてきた。
【０００３】
実用化の最初の用途として、比較的大きな線量で、静止画像を収集する胸部あるいは一般撮影用に開発され、近年商品化されている。より高性能で、透視線量下で毎秒３０コマ以上のリアルタイム動画を実現させる必要がある循環器、消化器分野への応用に対しても、近い将来に商品化が予想される。このような動画用途に対しては、Ｓ／Ｎの改善や微小信号のリアルタイム処理技術などが重要な開発項目となっている。
【０００４】
ところで、平面検出器には、大きく分けて直接方式と間接方式との二通りの方式がある。
【０００５】
直接方式は、入射Ｘ線をａ−Ｓｅなどの光導電膜により直接電荷信号に変換し、この変換した信号電荷を電荷蓄積用キャパシタに蓄積する方式である（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
一方、間接方式は、シンチレータ層により入射Ｘ線を受けて、一旦可視光に変換し、この可視光をａ−ＳｉフォトダイオードやＣＣＤにより信号電荷に変換して電荷蓄積用キャパシタに導く方式である（例えば、特許文献２参照。）。
【０００７】
Ｘ線画像検出器では、現在間接方式が大半を占めているものの、将来における構成の科への可能性は直接方式の方が高いとされている。
【０００８】
直接方式では、入射Ｘ線を直接電荷信号に変換するＸ線光導電材料が必要となり、これは半導体の一種である。平面検出器の主な用途としては、人体を透過させその情報を医療用として使用する場合が多く、人体を充分にカバーできるだけの大きさを必要とする。このため、通常使用される大きさとしては一辺４０ｃｍ程度の検出器がよく用いられている。このとき、直接方式のＸ線画像検出器を実現しようとすると、それ以上の大きさを有するＴＦＴ回路基板の上にＸ線光導電膜を均一に形成しなければならない。
【０００９】
また、入射Ｘ線を充分に検出するためには、重金属で構成された大きな比重を有する材料を用いても、数百μｍの厚みを有するＸ線光導電膜が必要となる。すなわち、一辺が４０ｃｍもの大きさを有する半導体膜を、ＴＦＴ回路基板上に形成することが必要になる。
【００１０】
Ｘ線光導電材料は、半導体の一種なので、その結晶構造や組成によって特性が大きく変化してしまう可能性が非常に高い。また、通常の半導体材料の特性は単結晶において最高の特性が得られるものの、Ｘ線画像検出器の大きさをカバーできるだけの半導体単結晶材料は実現されていない。そこで、直接方式のＸ線画像検出器を実現するには、ＴＦＴ回路基板の上にＸ線光導電膜を直接形成することが必要になる。
【００１１】
通常のＸ線画像検出器のＴＦＴ回路基板は、液晶表示装置の製造プロセスを流用して製造されている。このため、Ｘ線光導電膜と直接接触する画素電極には、アルミニウム、あるいはＩＴＯが多く用いられ、それら画素電極を取り囲むように酸化ケイ素(ＳｉＯ2)の絶縁膜もＸ線光導電膜に接触する構造となっている。
【００１２】
このＴＦＴ回路基板の上にＸ線光導電膜を形成する際に、通常数百μｍにもなるＸ線光導電膜を形成するのに、真空蒸着などを用いて、Ｘ線を効率よく電荷信号に変化する特性を有する材料、例えばヨウ化鉛(ＰｂＩ2)やヨウ化ビスマス(ＢｉＩ3)を膜状に形成した後、このＸ線光導電膜に電荷を供給する役割を有する上部電極を形成してＸ線画像検出器の基本的な構成が完成する。
【００１３】
また、もう一方の方式である間接方式のＸ線画像検出器でも、入射Ｘ線を充分に検出するために重金属で構成された比較的大きな比重を有する材料による蛍光体からなる数百μｍの厚みを有するＸ線入力膜を必要とする。この間接方式に用いるＴＦＴ回路基板も、直接方式と同様の液晶表示装置の製造プロセスを流用して製造される。したがって、このようにして製造されたＴＦＴ回路基板の上にＸ線入力蛍光膜を形成することとなり、現在多く用いられているのは、ヨウ化セシウム(ＣｓＩ)から構成される蛍光物質をＴＦＴ回路基板上に真空蒸着を用いて厚膜を形成する方法と、酸硫化ガドリニウム(Ｇｄ2Ｏ2Ｓ)や灰重石(ＣａＷＯ4)を樹脂中に分散させた構造を有する増感紙をＴＦＴ回路基板表面に貼り合わせる方法、または、他の基板上に真空蒸着により形成したヨウ化セシウム膜をＴＦＴ回路基板の表面に貼り合わせる手法などである。
【特許文献１】特開２００２−２１４３５１号公報（第３−４頁、図１）
【特許文献２】特許第３０３４５８７号公報（第２頁、第２図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
上述したように、上記従来のＸ線画像検出器では、主にガラス基板上に形成されるＴＦＴ回路基板と、Ｘ線光導電膜あるいはＸ線入力蛍光膜が有する熱膨張率に大きな差が生じる。
【００１５】
例えば、一般的なＴＦＴ回路基板に用いられているガラス基板では、膨張により回路が破損したりしないように、熱膨張率が５ppm/℃程度に設定されており、ＴＦＴ回路基板の高精度化に伴い、さらに熱膨張率が低くなることが予想される。
【００１６】
これに対して、代表的なＸ線光導電材料であるセレン(Ｓｅ)では、熱膨張率が４４ppm/℃、ヨウ化鉛(ＰｂＩ2)では、４０ppm/℃、ヨウ化水銀(ＨｇＩ2)では５４ppm/℃、臭化タリウム(ＴｌＢｒ)では、５１ppm/℃に達している。
【００１７】
また、間接方式のＸ線画像検出器に用いられる入力蛍光膜の熱膨張率でも、ヨウ化セシウムが４９ppm/℃となっている。さらに、増感紙を用いる場合でも、増感紙の主成分が樹脂であるため、熱膨張率がこの樹脂の値に近くなり、数十〜１００ppm/℃前後の値をとることが予想される。
【００１８】
上記に示すように、ＴＦＴ回路基板上に密着するＸ線光導電材料もしくはＸ線入力蛍光膜との間に大きな熱膨張率の差がある状態では、Ｘ線画像検出器の使用もしくは保管中に起こりうる温度変化により、ＴＦＴ回路基板とＸ線光導電体もしくは入力蛍光膜との界面に大きな応力が発生し、また増感紙などを密着する場合には熱膨張率差によりＴＦＴ表面を「こする」状態になることが予想される。
【００１９】
そして、ＴＦＴ回路基板表面に応力が発生することで、ＴＦＴ回路内部にその応力が伝わり、半導体で構成されるＴＦＴの特性が変化したり、内部配線が断線や短絡をしたりする危険性が考えられる。
【００２０】
また、ＴＦＴ回路基板表面に直接形成されるＸ線光導電膜内部の半導体特性が変化することも予想される。
【００２１】
さらには、同様のことが、ＴＦＴ回路基板上に直接形成されるＸ線入力蛍光膜にも当てはまり、この入力蛍光膜の解像度を大きく左右する空隙が変化し特性変化を起こす。
【００２２】
そして、両者ともに応力によりＸ線光導電膜もしくはＸ線入力蛍光膜のＴＦＴ回路基板からの剥離や亀裂が発生し易くなり、製品特性に好ましくない影響を与えるおそれがあると予想される。
【００２３】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、熱膨張による特性劣化を抑制した放射線検出器を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２４】
本発明は、入射する放射線を所定の信号に変換する信号変換層と、この信号変換層より小さい熱膨張率を有し、この信号変換層に接合され、この信号変換層にて変換された信号を検出する検出体を備えた回路基板と、この回路基板の前記信号変換層と反対側の主面に接合され、前記信号変換層との熱膨張率差が、前記信号変換層と前記回路基板との熱膨張率差よりも小さい熱膨張率調整体とを具備したものである。
【発明の効果】
【００２５】
本発明によれば、信号変換層と熱膨張率調整体との熱膨張率差を、信号変換層と回路基板との熱膨張率差よりも小さくすることで、温度が上昇した際の回路基板と信号変換層との熱膨張率差による界面での応力を抑制し、特性劣化を抑制できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の第１の実施の形態の放射線検出器の構成を図１ないし図３を参照して説明する。
【００２７】
図１において、１は放射線検出器としてのＸ線画像検出器であるＸ線検出器で、この図１に示すＸ線検出器１は、直接方式のＸ線平面画像検知器である。そして、このＸ線検出器１の検出器部分は、図２および図３に示すように、マトリクス状に二次元的に配列された複数の画素２を有する回路基板としての光電変換基板であるＴＦＴ回路基板３を備えている。
【００２８】
そして、このＴＦＴ回路基板３の一主面である表面上には、入射する放射線としての入射Ｘ線Ｌを電気信号に変換する信号変換層としての放射線光導電体層であるＸ線光導電体層４が積層されて設けられている。このＸ線光導電体層４は、例えばＰＮ接合状態であり、ＴＦＴ回路基板３の表面と完全に接着された状態となっている。すなわち、このＸ線光導電体層４は、ＴＦＴ回路基板３上に直接形成されている。
【００２９】
ここで、このＸ線光導電体層４は、図１に示すように、Ｘ線画像を検出する重要な要素である放射線光導電膜としてのＸ線光導電膜５を備えている。このＸ線光導電膜５は、例えば重金属であり半導体的な性質を有するＸ線光導電物質として、熱膨張率４４ppm/℃のセレン(Ｓｅ)、熱膨張率４０ppm/℃のヨウ化鉛(ＰｂＩ2)、熱膨張率５４ppm/℃のヨウ化水銀(ＨｇＩ２)、あるいは、熱膨張率５１ppm/℃の臭化タリウム(ＴｌＢｒ)などのいずれかを主成分として含有し、これらＸ線光導電物質を所定の厚さにＴＦＴ回路基板３上に真空蒸着させることによって形成されている。さらに、このＸ線光導電膜５の一主面である表面上には、上部電極としてのバイアス電極層６が積層されて設けられ、検出体としての画素電極13のそれぞれ対向している。この結果、Ｘ線光導電体層４は、ＴＦＴ回路基板３よりも大きい熱膨張率を有している。
【００３０】
そして、ＴＦＴ回路基板３は、図２に示すように、矩形平板状の透光性を有するガラスなどで形成された絶縁基板としての保持基板11を備えている。ここで、この保持基板11は、主に熱膨張率を抑制したガラスにて構成されている。このため、この保持基板11は、引っ張り応力に極めて弱く、強固な固定手段により不用意に発生する引っ張り応力によって破損することを避けるために、一般的に、図示しないゴムなどの弾性体を介して周辺部にて緩く固定され、できる限り応力が加わらないように構成されている。
【００３１】
また、この保持基板11の一主面である表面上には、ＴＦＴ回路層12と画素電極13とが画素２毎に形成されている。この画素電極13は、ＴＦＴ回路基板３の最表面の大部分を覆うように配置されている。また、この画素電極13は、金属酸化物であるＩＴＯ(インジウム−錫混合酸化物)にて構成されている。
【００３２】
さらに、ＴＦＴ回路層12は、図３に示すように、スイッチング素子としての薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)14と、コンデンサである電荷蓄積用キャパシタ15を備えている。そして、画素電極13、薄膜トランジスタ14および電荷蓄積用キャパシタ15のそれぞれは、保持基板11上の画素２毎に形成されている。すなわち、これら画素電極13、薄膜トランジスタ14および電荷蓄積用キャパシタ15のそれぞれは、これらを１組とした格子状の配列を有しており、各組がＸ線画像の画素２に対応するように構成されている。
【００３３】
また、保持基板11上には、この保持基板11の行方向に沿った複数の制御ラインとしての制御電極16が配線されている。これら複数の制御電極16は、保持基板11上の各画素２間に位置し、この保持基板11の列方向に離間されて設けられている。そして、これら制御電極16には、薄膜トランジスタ14のゲート電極17が電気的に接続されている。
【００３４】
さらに、保持基板11上には、この保持基板11の列方向に沿った複数の読み出し電極18が配線されている。これら複数の読み出し電極18は、保持基板11上の各画素２間に位置し、この保持基板11の行方向に離間されて設けられている。そして、これら複数の読み出し電極18には、薄膜トランジスタ14のソース電極19が電気的に接続されている。また、この薄膜トランジスタ14のドレイン電極20は、電荷蓄積用キャパシタ15および画素電極13のそれぞれに電気的に接続されている。
【００３５】
一方、図１および図２に示すように、保持基板11上のＴＦＴ回路層12上には、島状の画素電極13が各画素２に対応するようにマトリクス状に積層されて設けられている。そして、この画素電極13を含むＴＦＴ回路層12上の全面とＸ線光導電膜５との界面、および、Ｘ線光導電膜５とバイアス電極層６との界面には、それぞれ図示しない金属酸化物薄膜層が形成され、Ｘ線光導電膜５の内部にＰＮ接合状態が実現されている。
【００３６】
そして、ＴＦＴ回路基板３の他主面である裏面側、すなわちＸ線光導電体層４と反対側の主面には、熱膨張率調整体としての金属板25が接着層26を介して接合されている。
【００３７】
この金属板25は、例えばアルミニウム(Ａｌ)で形成したブロック、すなわちアルミブロックであり、Ｘ線光導電体層４との熱膨張率差が、ＴＦＴ回路基板３とＸ線光導電膜５との熱膨張率差よりも小さくなるように形成されている。
【００３８】
すなわち、この金属板25は、例えばＴＦＴ回路基板３の保持基板11よりも大きい厚みおよび熱膨張率を有しており、保持基板11に接着されることでＴＦＴ回路基板３と金属板25との全体の熱膨張率をこの金属板25の熱膨張率に近づけることで、保持基板11よりも大きい熱膨張率を有するＸ線光導電体層４との熱膨張率差を抑制するように構成されている。なお、金属板25の厚み、熱膨張率などは、保持基板11の熱膨張率などの特性に応じて適宜設定する。
【００３９】
そして、この金属板25は、画素電極13の配設範囲である画素２全体の範囲、すなわち画像取得範囲の全てにおいて保持基板11に接着されている。
【００４０】
接着層26としては、例えばエポキシ、アクリルあるいはシリコーンなどの樹脂接着剤が用いられ、Ｘ線検出器１の使用時の温度(例えば０℃〜４０℃)、および、保管時の温度(例えば−２０℃〜６０℃)の範囲において、ＴＦＴ回路基板３の保持基板11に圧縮応力が常時加えられる状態となるように、この温度範囲の最高温度以上の温度雰囲気、例えば１００℃などの温度雰囲気にて加熱接着が行なわれる。
【００４１】
次に、上記第１の実施の形態の動作を説明する。
【００４２】
まず、Ｘ線検出器１のＸ線光導電体層４のＸ線光導電膜５中に外部からＸ線が入射すると、このＸ線光導電膜５内へと入射した入射Ｘ線Ｌは、このＸ線光導電膜５内で吸収されて励起される。
【００４３】
そして、この入射Ｘ線Ｌ自体のエネルギによって、Ｘ線光導電膜５の内部に電子ｅと正孔ｈとのペアが多数発生する。
【００４４】
このとき、バイアス電極層６と画素電極13との間に数百Ｖの電圧が印加されてバイアス電界を形成していることにより、Ｘ線光導電膜５内に発生した光導電電荷Ｑがバイアス電界によって移動する。
【００４５】
すると、電子ｅあるいは正孔ｈのいずれかが光導電電荷Ｑとして画素電極13へと移動して到達する。
【００４６】
この後、これら各画素電極13へと移動して流入した光導電電荷Ｑは、これら各画素電極13に接続された薄膜トランジスタ14のゲート電極17が駆動状態、すなわちオン状態となるまで、これら各画素電極13に接続された電荷蓄積用キャパシタ15へと移動して保持されて蓄積される。
【００４７】
このとき、制御電極16の一つをオン状態にすると、このオン状態となった制御電極16に接続された横一行の薄膜トランジスタ14がオン状態となる。
【００４８】
そして、このオン状態となったそれぞれの薄膜トランジスタ14に接続された電荷蓄積用キャパシタ15に蓄積された光導電電荷Ｑが読み出し電極18へと出力される。
【００４９】
この結果、Ｘ線画像の特定の行の画素２に対応する信号が出力されるため、オンする制御電極16の駆動を順々に変えて制御することにより、全てのＸ線画像の画素に対応する信号を出力でき、この出力信号をデジタル画像信号に変換することによって、この画像情報を外部に映像信号すなわちＸ線画像として出力できる。
【００５０】
ここで、このようなＸ線検出器１の動作により、周囲の電気機器が発する熱により温度上昇が発生し、また、Ｘ線検出器１の保管や運搬時には、動作時以上の温度変化が予想され、このような温度変化により、ＴＦＴ回路基板３とＸ線光導電体層４とには応力が発生する。
【００５１】
このとき、特にＴＦＴ回路基板３の熱膨張率よりも、Ｘ線光導電体層４の熱膨張率の方が大きいため、ＴＦＴ回路基板３に引っ張り応力が発生し、ＴＦＴ回路基板３を構成するガラス製の保持基板11が破損するおそれがある。
【００５２】
また、ＴＦＴ回路基板３上に直接形成する必要があるＸ線光導電体層４においては、一般的にＴＦＴ回路基板３を加熱した状態で真空蒸着法などによりＸ線光導電物質にてＸ線光導電膜５を形成することが求められ、このような製造プロセス後に室温に戻すと、上記熱膨張率差により、極めて大きな応力が発生する。
【００５３】
このとき、この応力は機械的に弱いＸ線光導電体層４に集中し、半導体物質であるＸ線光導電体層４の特性変化、あるいはクラックの発生による破損などを引き起こすおそれがある。
【００５４】
そこで、上記第１の実施の形態では、Ｘ線光導電体層４との熱膨張率差がこのＸ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３との熱膨張率差よりも小さい金属板25を、ＴＦＴ回路基板３を構成する保持基板11のＸ線光導電体層４と反対側に接合して、Ｘ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３側との熱膨張率差を小さくする、すなわち改善する構成とした。
【００５５】
具体的に、例えば保持基板11の厚みを０．７ｍｍ、熱膨張率を３．８ppm/℃、ヤング率を８４ＧＰａとするのに対して、金属板25の厚みを１０ｍｍ、熱膨張率を２３．１ppm/℃、ヤング率を７３ＧＰａなどとすることで、ＴＦＴ回路基板３側、すなわち保持基板11と金属板25との全体の熱膨張率を２２．４ppm/℃と、金属板25の熱膨張率に近づけることができ、例えばＸ線光導電体層４の材質としてヨウ化鉛を使用した場合のＸ線光導電体層４の横方向熱膨張率(４０ppm/℃)に対して、従来技術では保持基板11単体の熱膨張率(３．８ppm/℃)と１０倍以上の開きがあったものの、本実施の形態の構成では２倍以下の開きに改善されている。
【００５６】
このため、Ｘ線検出器１の使用時、製造後、あるいは保管時などの温度変化により発生するＸ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３側との界面での熱膨張率差による応力を抑制して、ＴＦＴ回路基板３を構成する保持基板11の破損や、Ｘ線光導電体層４の特性変化、クラックの発生による破損などを抑制でき、特性劣化を抑制でき、この結果、直接方式のＸ線検出器１に容易に対応できるとともに、Ｘ線検出器１を高性能かつ信頼性が高い製品とすることが可能となる。
【００５７】
さらに、直接方式のＸ線検出器１において、Ｘ線光導電体層４は、ＴＦＴ回路基板３との電気的接続が必要不可欠であるため、Ｘ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３とは完全に接着した状態であることが重要であるから、Ｘ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３側との熱膨張率差による応力が、これらの界面に作用し易くなっているので、上述のように構成することで、この界面での熱膨張率差による応力を確実に抑制できる。
【００５８】
特に、ＴＦＴ回路基板３を構成するガラス製の保持基板11は、この保持基板11上に形成される各種回路をこの保持基板11の熱膨張から保護したり、この回路の今後一層の高精度化がなされたりすることで、熱膨張率を可能な限り抑制する必要があるから、重金属で構成され一般的にガラスより熱膨張率が大きいＸ線光導電体層４との熱膨張率差が大きくなる傾向があるため、上述のようにＸ線光導電体層４とＴＦＴ回路基板３側との熱膨張率差を改善することで、このような回路の保護、および、高精度化にも容易に対応できる。
【００５９】
また、上記構成では、構造的に弱いガラス製の保持基板11に熱応力が発生するが、ＴＦＴ回路基板３の保持基板11と金属板25とを接合する際に、その後に想定される使用時、保管時およびＴＦＴ回路基板３の製造プロセスでの所定の温度範囲、例えば−２０℃〜６０℃の最高温度である６０℃以上の温度、例えば１００℃の雰囲気で加熱接着することで、この保持基板11と金属板25との接合工程以降において、保持基板11には常に圧縮応力が加わる状態を実現でき、一般的に圧縮応力に強く引っ張り応力に弱いガラス製の保持基板11が熱応力により破損することを、より確実に抑制できる。
【００６０】
さらに、Ｘ線検出器１による画像取得範囲の全てをＴＦＴ回路基板３と金属板25との接合範囲とすることで、画像取得範囲全体を熱応力に対して保護できる。
【００６１】
またさらに、金属板25としてアルミブロックを用いることで、金属板25の熱膨張率を高く設定できるとともに、金属板25の重量を軽くでき、かつ、金属板25を安価に製造できる。
【００６２】
次に、第２の実施の形態を図４ないし図６を参照して説明する。なお、上記第１の実施の形態と同様の構成および作用については、同一符号を付してその説明を省略する。
【００６３】
この第２の実施の形態は、上記第１の実施の形態のＸ線光導電体層４に代えて、信号変換層としての入力蛍光膜28が設けられた間接方式のＸ線検出器１を示している。
【００６４】
この入力蛍光膜28は、熱膨張率が比較的大きい、例えばヨウ化セシウム(ＣｓＩ)、ヨウ化ナトリウム(ＮａＩ)、酸硫化ガドリニウム(Ｇｄ2Ｏ2Ｓ)、あるいは有機物などを主原料とし、ＴＦＴ回路基板３の表面に直接形成されている。
【００６５】
そして、金属板25は、入力蛍光膜28との熱膨張率差が、ＴＦＴ回路基板３と入力蛍光膜28との熱膨張率差よりも小さくなるように設定されている。
【００６６】
また、ＴＦＴ回路基板３には、上記第１の実施の形態の画素電極13に代えて、検出体としてのフォトダイオード29が設けられている。すなわち、このフォトダイオード29と電荷蓄積用キャパシタ15との並列回路が、フォトダイオード29のカソード側にて薄膜トランジスタ14のドレイン電極20に電気的に接続されている。
【００６７】
このＸ線検出器１は、予め電荷蓄積用キャパシタ15に蓄積された電荷によりフォトダイオード29に逆バイアス電圧が印加された状態となっており、この状態において、入力蛍光膜28に外部から入射した入射Ｘ線Ｌにより蛍光が発生し、この蛍光がフォトダイオード29に入射することでフォトダイオード29内部にキャリアが発生し、この蛍光の強度に応じた光電流が流れ、電荷蓄積用キャパシタ15に蓄えられた電荷を減少させ、この電荷の変化が制御電極16の電位を変更することで、この制御電極16に接続された薄膜トランジスタ14がオン状態となり、読み出し電極18を通じて外部に出力される。
【００６８】
そして、この第２の実施の形態においても、入力蛍光膜28との熱膨張率差がこの入力蛍光膜28とＴＦＴ回路基板３との熱膨張率差よりも小さい金属板25を、ＴＦＴ回路基板３の入力蛍光膜28と反対側に接合し、入力蛍光膜28とＴＦＴ回路基板３側との熱膨張率差を改善することで、上記第１の実施の形態と同様の作用効果を奏することが可能になり、間接方式のＸ線検出器１にも容易に対応できる。
【００６９】
特に、間接方式の入力蛍光膜28においては、Ｘ線画像情報を有する蛍光をＴＦＴ回路基板３に入射させる際に、その画像伝達ロスを極限まで低減することが求められるため、入力蛍光膜28とＴＦＴ回路基板３とは密着状態であることが重要であるから、入力蛍光膜28とＴＦＴ回路基板３側との熱膨張率差による応力が、これらの界面に作用し易くなっているので、上述のように構成することで、この界面での熱膨張率差による応力を確実に抑制できる。
【００７０】
なお、上記第２の実施の形態において、入力蛍光膜28は、例えば重金属で構成され一般的にガラスよりも熱膨張率が大きいＸ線光導電材料やＸ線蛍光体、またＸ線蛍光体粉末などを樹脂によって板状に形成した増感紙をＴＦＴ回路基板３に密着させる構成とすることも可能であり、上記熱膨張率調整体をＴＦＴ回路基板３に接合する構成は、このようなＸ線検出器全般に対して有効な技術である。
【００７１】
また、上記各実施の形態において、金属板25としては、アルミブロックに代えて、熱膨張率が比較的大きいもの、例えば熱膨張率３０ppm/℃の亜鉛(Ｚｎ)、熱膨張率１７ppm/℃の銅(Ｃｕ)、熱膨張率２９ppm/℃の鉛(Ｐｂ)、熱膨張率４７ppm/℃のリチウム(Ｌｉ)、熱膨張率２６ppm/℃のマグネシウム(Ｍｇ)、熱膨張率１９ppm/℃の銀(Ａｇ)、あるいは、熱膨張率２２ppm/℃の錫(Ｓｎ)などを用いることも可能である。
【００７２】
同様に、熱膨張率調整体としては、Ｘ線光導電体層４との熱膨張率差が、ＴＦＴ回路基板３とＸ線光導電体層４との熱膨張率差よりも小さくなるように選択すれば、金属板に限らず、例えば合成樹脂板なども適宜使用できる。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】本発明の第１の実施の形態の放射線検出器を示す縦断面図である。
【図２】同上放射線検出器を示す分解斜視図である。
【図３】同上放射線検出器を示す平面図である。
【図４】本発明の第２の実施の形態の放射線検出器を示す縦断面図である。
【図５】同上放射線検出器を示す分解斜視図である。
【図６】同上放射線検出器を示す平面図である。
【符号の説明】
【００７４】
１    放射線検出器としてのＸ線検出器
３    回路基板としてのＴＦＴ回路基板
４    信号変換層としての放射線光導電体層であるＸ線光導電体層
13    検出体としての画素電極
25    熱膨張率調整体としての金属板
28    信号変換層としての入力蛍光膜
29    検出体としてのフォトダイオード
【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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