(57)【要約】【課題】  共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続を良好に維持することができる放射線検出器を提供する。【解決手段】  X線検出器１では、共通電極１８と電圧供給パッド１５とを電気的に接続するために、共通電極１８と電圧供給パッド１５とに、導電性樹脂からなる接続部材１９が掛け渡されている。これにより、光導電層１７の側面１７ｂが傾斜面であっても、傾斜面上には共通電極１８が形成されないため、共通電極１８の部分的な剥離を防止することができる。従って、共通電極１８と電圧供給パッド１５との電気的な接続を良好に維持することが可能となるばかりか、剥離した電極片がダストとなってX線検出器１に様々な悪影響を及ぼすのを防止することが可能となる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
放射線を検出するための放射線検出器であって、
複数の画素電極が基板の一方の面上に１次元又は２次元に配列されてなる信号読出し基板と、
前記基板の一方の面と直交する方向から見て前記画素電極を含むように前記信号読出し基板の一方の面上に形成された光導電層と、
前記基板の一方の面と直交する方向から見て前記画素電極を含み且つ前記光導電層の一方の面に含まれるように前記光導電層の一方の面上に形成された共通電極と、
前記信号読出し基板に形成された電圧供給パッドと、を備え、
前記共通電極と前記電圧供給パッドとには、導電性樹脂からなる接続部材が掛け渡されていることを特徴とする放射線検出器。
【請求項２】
前記接続部材は、前記光導電層の側面に接触していることを特徴とする請求項１記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記接続部材は、硬化時の収縮率が２％以下の導電性樹脂からなることを特徴とする請求項１又は２記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記光導電層は、結晶性の材料からなることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項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、X線等の放射線を検出するための放射線検出器に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の放射線検出器として、直接変換型と称されるものが知られている。直接変換型の放射線検出器とは、例えば、複数の画素電極が基板上に２次元に配列されてなる信号読出し基板と、信号読出し基板上に形成された光導電層と、光導電層上に形成された共通電極とを備えるものである。このような放射線検出器では、信号読出し基板上に形成された電圧供給パッドまで共通電極の縁部の一部が引き延ばされることで、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続が図られるのが一般的である（例えば、特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開２０００−２４１５５６号公報
【特許文献２】特開２００２−３０３６７６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上述したような放射線検出器には、次のような問題が存在する。すなわち、マスクを用いて信号読出し基板上に光導電層を堆積する際には、信号読出し基板にマスクを接触させておくと、信号読出し基板からマスクを剥離すると同時に光導電層の縁部も剥離してしまうため、信号読出し基板からマスクを離間させておく必要がある。これにより、光導電層を形成するための材料の一部がマスク下に回り込み、その結果、光導電層の側面が傾斜面となる。このような傾斜面上に共通電極の縁部の一部が形成されると、共通電極が部分的に剥離し易くなり、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続が良好に維持されないばかりか、剥離した電極片がダストとなって放射線検出器に様々な悪影響を及ぼすおそれがある。
【０００４】
そこで、本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続を良好に維持することができる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】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器は、放射線を検出するための放射線検出器であって、複数の画素電極が基板の一方の面上に１次元又は２次元に配列されてなる信号読出し基板と、基板の一方の面と直交する方向から見て画素電極を含むように信号読出し基板の一方の面上に形成された光導電層と、基板の一方の面と直交する方向から見て画素電極を含み且つ光導電層の一方の面に含まれるように光導電層の一方の面上に形成された共通電極と、信号読出し基板に形成された電圧供給パッドと、を備え、共通電極と電圧供給パッドとには、導電性樹脂からなる接続部材が掛け渡されていることを特徴とする。
【０００６】
この放射線検出器では、共通電極と電圧供給パッドとを電気的に接続するために、共通電極と電圧供給パッドとに、導電性樹脂からなる接続部材が掛け渡されている。これにより、光導電層の側面が傾斜面であっても、傾斜面上には共通電極が形成されないため、共通電極の部分的な剥離を防止することができ、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続を良好に維持することが可能となる。
【０００７】
本発明に係る放射線検出器においては、接続部材は、光導電層の側面に接触していることが好ましい。これにより、接続部材の据わりが良くなるため、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続の安定性を向上させることができる。
【０００８】
本発明に係る放射線検出器においては、接続部材は、硬化時の収縮率が２％以下の導電性樹脂からなることが好ましい。これにより、硬化時の導電性樹脂の収縮によって接続部材に発生する応力が低くなるため、光導電層の一方の面上に形成された共通電極が接続部材に引っ張られて部分的に剥離するのを防止することができる。なお、硬化時の収縮率とは、硬化前/後における寸法差を、硬化前の寸法に対しての百分率で表した値である。
【０００９】
本発明に係る放射線検出器においては、光導電層は、結晶性の材料からなることが好ましい。これにより、入射するX線に対する光導電層の感度を向上させることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、共通電極と電圧供給パッドとの電気的な接続を良好に維持することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図において同一又は相当部分には同一符号を付し、重複する説明を省略する。
【００１２】
図１〜図３に示されるように、X線検出器（放射線検出器）１は、前方（図２及び図３において上方）から入射したX線を検出するためのものであり、信号読出し基板２を備えている。信号読出し基板２は、ガラスからなる矩形状の基板３の前面（一方の面）３ａに画定された矩形状の有効画素領域Ｒに、多数の画素ユニット４が２次元マトリックス状に配列されて構成されている。基板３の前面３ａにおける有効画素領域Ｒの外側の領域には、基板３の一辺に沿って複数のボンディングパッド５が形成されており、更に、同領域には、基板３の対向する二辺のそれぞれに沿って複数のボンディングパッド６が形成されている。
【００１３】
図４に示されるように、各画素ユニット４は、電荷を収集するための画素電極７、画素電極７に収集された電荷を蓄積するための蓄積キャパシタ８、及び蓄積キャパシタ８に蓄積された電荷を読み出すためのスイッチング素子９を有している。これにより、信号読出し基板２においては、多数の画素電極７が基板３の前面３ａに２次元マトリックス状に配列されることになる。なお、スイッチング素子９は、例えば薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）であり、基板３がシリコンからなる場合には、例えばＣ−ＭＯＳトランジスタである。
【００１４】
各スイッチング素子９は、信号線１１によってボンディングパッド５と電気的に接続されており、更に、スイッチング素子９のＯＮ／ＯＦＦを行うゲートドライバ１２とフレキシブルプリント基板（ＦＰＣ）等によって電気的に接続されている。また、各蓄積キャパシタ８は、スイッチング素子９を介して信号線１３によってボンディングパッド６と電気的に接続されており、更に、蓄積キャパシタ８に蓄積された電荷を増幅するチャージアンプ１４とＦＰＣ等によって電気的に接続されている。
【００１５】
図１〜図３に示されるように、基板３の前面３ａにおける有効画素領域Ｒの外側の領域には、有効画素領域Ｒを挟んでボンディングパッド５と対向するように電圧供給パッド１５が形成されている。そして、基板３の前面３ａには、画素電極７、ボンディングパッド５，６及び電圧供給パッド１５の前面が露出し、且つ信号線１１，１３等が埋設されるように、絶縁性の平坦化膜１６が形成されている。
【００１６】
信号読出し基板２の前面（一方の面）２ａには、前方（すなわち、基板３の前面３ａと直交する方向）から見て有効画素領域Ｒを含むように（すなわち、全ての画素電極７を含むように）、金属ハロゲン化物、例えばヨウ化鉛からなる結晶性の光導電層１７が形成されており、各画素電極７と電気的に接続されている。光導電層１７は、前方から見て有効画素領域Ｒを含む矩形状の前面（一方の面）１７ａ、及び傾斜面である側面１７ｂを有する四角錐台状に形成されている。これは、マスクを用いて信号読出し基板２の前面２ａに光導電層１７を堆積する際には、前面２ａにマスクを接触させておくと、前面２ａからマスクを剥離すると同時に光導電層１７の縁部も剥離してしまうため、前面２ａからマスクを離間させておく必要があり、その結果、ヨウ化鉛の一部がマスク下に回り込むからである。
【００１７】
光導電層１７の前面１７ａには、前方から見て有効画素領域Ｒを含み（すなわち、全ての画素電極７を含み）且つ光導電層１７の前面１７ａに含まれるように、矩形状の共通電極１８が形成されている。より詳細には、共通電極１８は、光導電層１７の傾斜面である側面１７ｂには到らないように、光導電層１７の前面１７ａに形成されている。共通電極１８と電圧供給パッド１５とには、光導電層１７の側面１７ｂに接触するように、導電性樹脂からなる接続部材１９が掛け渡されている。これにより、共通電極１８と電圧供給パッド１５とが電気的に接続されることになる。なお、接続部材１９と共通電極１８との接点は、撮像領域を狭めることがないよう、有効画素領域Ｒ外（詳しくは、前方から見た場合に共通電極１８において有効画素領域Ｒを包囲する外縁領域）に配置されている。
【００１８】
信号読出し基板２の前面２ａには、電圧供給パッド１５の一部を開放するように包囲し且つ接続部材１９の全体を覆うように、電圧供給パッド１５、平坦化膜１６及び接続部材１９への接着性が良好な絶縁性樹脂、例えばＵＶ硬化型アクリル系樹脂（協立化学産業株式会社製  ＷＯＲＬＤ  ＲＯＣＫ  Ｎｏ．８０１−ＳＥＴ２等）からなる矩形環状の絶縁性凸部２１が形成されている。絶縁性凸部２１に包囲された電圧供給パッド１５の一部（開放部）には、半田付けにより或いは導電性接着剤で電圧供給線２２の一端が固定されている。これにより、電圧供給パッド１５と電圧電源２３とが電気的に接続されることになる。
【００１９】
更に、信号読出し基板２の前面２ａには、光導電層１７及び絶縁性凸部２１を包囲するように、平坦化膜１６への接着性が良好な絶縁性樹脂、例えば絶縁性凸部２１と同じＵＶ硬化型アクリル系樹脂からなる矩形環状の絶縁性凸部２４が形成されている。絶縁性凸部２４の内側の領域には、絶縁性凸部２１の内側の領域を除いて、光導電層１７及び共通電極１８を覆うように、絶縁性凸部２１，２４の頂部に至る保護層２５が形成されている。保護層２５は、無機膜２６が有機膜（絶縁性保護層）２７で挟まれることにより構成されている。無機膜２６は、Ｘ線の吸収が少なく、可視光を遮光する材料、例えばアルミニウムからなる。また、有機膜２７は、絶縁性を有し、耐湿性に優れた材料、例えばポリパラキシリレン樹脂（スリーボンド社製  商品名：パリレン等）からなる。よって、保護層２５は、無機膜２６と有機膜２７とが組み合わされることにより、可視光の遮断によるノイズの減少、絶縁性の確保による取扱いの容易性の向上、外部雰囲気中の水蒸気やガスの遮断による光導電層１７の特性の劣化の防止等の効果を奏することになる。
【００２０】
絶縁性凸部２１の内側には、電圧供給パッド１５と電圧供給線２２との固定部を外部雰囲気から封止するように、有機膜２７より絶縁性が高く、絶縁性凸部２１への接着性が良好な樹脂、例えばシリコーンゴム（ＧＥシリコーンズ社製  ＲＴＶ−１１等）からなる絶縁性封止部材２８が充填されている。絶縁性封止部材２８は、絶縁性凸部２１の頂部に至り、保護層２５の内側の縁部２５ａを覆っている。これにより、絶縁性封止部材２８は、有機膜２７の内側の縁部に接触することになる。なお、保護層２５の外側の縁部２５ｂが剥離するのを防止するために、絶縁性凸部２４の頂部には、絶縁性凸部２４及び有機膜２７への接着性が良好な材料、例えば絶縁性凸部２１と同じＵＶ硬化型アクリル系樹脂からなる絶縁性固定部材２９が矩形環状に配置され、保護層２５の外側の縁部２５ｂを覆っている。
【００２１】
以上のように構成されたX線検出器１の動作について説明する。図４に示されるように、前方から光導電層１７にX線が入射すると、光導電層１７ではX線が吸収されて、吸収されたX線量に比例する電荷が生成される。このとき、共通電極１８には、電圧電源２３によってバイアス電圧Ｖｂ（５００Ｖ〜１０００Ｖ程度の高電圧）が印加されているため、光導電層１７で生成された電荷は、光導電層１７中を電界に沿って移動し、画素電極７に収集されて蓄積キャパシタ８に蓄積される。そして、ゲートドライバ１２によって各スイッチング素子９のＯＮ／ＯＦＦが順次行われ、各蓄積キャパシタ８に蓄積されていた電荷がチャージアンプ１４に順次読み出されて増幅されることにより、２次元X線画像が得られる。
【００２２】
以上説明したように、X線検出器１では、共通電極１８と電圧供給パッド１５とを電気的に接続するために、共通電極１８と電圧供給パッド１５とに、導電性樹脂からなる接続部材１９が掛け渡されている。これにより、光導電層１７の側面１７ｂが傾斜面であっても、傾斜面上には共通電極１８が形成されないため、共通電極１８の部分的な剥離を防止することができる。
【００２３】
これにより、具体的には次のような問題が解決される。
【００２４】
すなわち、従来のように接続部材１９を金属膜で形成した場合には、光導電層１７の側面１７ｂが傾斜面となっているために、側面１７ｂに形成された金属膜の膜厚と、平坦化膜１６上において側面１７ｂの端部から電圧供給パッド１５に到る平坦部分に形成された金属膜の膜厚とに違いが生じる。そのため、特に金属膜の膜厚を厚くした場合には、膜厚変化部分や膜厚の厚い部分に内部応力等のストレスがかかり易く、剥離等が生じ易い。
【００２５】
また、Ｘ線検出器１では、金属ハロゲン化物、例えばヨウ化鉛からなる結晶性の光導電層１７が用いられているために、Ｘ線に対する感度が高い反面、接続部材１９と光導電層１７との接触面となる傾斜面である側面１７ｂも、前方から見て有効画素領域Ｒを含む前面１７ａと同様に様々な結晶方位を持った多結晶体で構成されている。そのため、その表面形態は凹凸を有し平坦ではないので、従来のように接続部材１９を金属膜で形成した場合には、膜厚が不均一になり易く、特に膜厚を薄くした場合には、断線を起こし易い。
【００２６】
更に、金属膜は、その接触部材との熱膨張率の違いからも破損するおそれがある。
【００２７】
以上のように、接続部材１９を金属膜で形成した場合、膜厚を厚くしても薄くしても電気的な接続を良好に維持するのは難しい。
【００２８】
その一方で、X線検出器１によれば、接続部材１９に導電性樹脂が用いられているため、樹脂成分の有する弾性が内部応力等のストレスの影響を抑える。従って、共通電極１８と電圧供給パッド１５との電気的な接続を良好に維持することが可能となるばかりか、剥離した電極片がダストとなってX線検出器１に様々な悪影響を及ぼすのを防止することが可能となる。
【００２９】
また、X線検出器１では、接続部材１９が光導電層１７の側面１７ｂに接触している。これにより、接続部材１９の据わりが良くなるため、共通電極１８と電圧供給パッド１５との電気的な接続の安定性を向上させることができる。
【００３０】
また、X線検出器１では、接続部材１９が、硬化時の収縮率が２％以下の導電性樹脂から形成されている。これにより、硬化時の導電性樹脂の収縮によって接続部材１９に発生する応力が低くなるため、光導電層１７の前面１７ａに形成された共通電極１８が接続部材１９に引っ張られて部分的に剥離するのを防止することができる。なお、導電性樹脂とは、例えば金属粉やカーボン粉を含む樹脂（銀ペースト等）であり、接続部材１９の材料としては、「福田金属箔粉工業株式会社製  導電性ペースト  シルコート  ＧＬ−１０」等が好適である。
【００３１】
更に、X線検出器１では、光導電層１７が結晶性の材料から形成されている。これにより、入射するX線に対する光導電層１７の感度を向上させることができる。
【００３２】
次に、上述したX線検出器１の製造方法について説明する。
【００３３】
まず、図５に示されるように、電圧供給パッド１５が形成された信号読出し基板２の前面２ａに、前方から見て有効画素領域Ｒを含むように（すなわち、全ての画素電極７を含むように）光導電層１７を形成する。続いて、図６に示されるように、光導電層１７の前面１７ａに、前方から見て有効画素領域Ｒを含むように（すなわち、全ての画素電極７を含むように）共通電極１８を形成する。
【００３４】
共通電極１８を形成した後、図７に示されるように、共通電極１８と電圧供給パッド１５とを電気的に接続するために、共通電極１８と電圧供給パッド１５とに接続部材１９を掛け渡す。続いて、図８に示されるように、信号読出し基板２の前面２ａに、電圧供給パッド１５の一部を包囲するように絶縁性凸部２１を形成すると共に、信号読出し基板２の前面２ａに、光導電層１７及び絶縁性凸部２１を包囲するように絶縁性凸部２４を形成する。
【００３５】
絶縁性凸部２１，２４を形成した後、図９に示されるように、光導電層１７、共通電極１８、電圧供給パッド１５、絶縁性凸部２１，２４及び信号読出し基板２を覆うように保護層２５を形成する。
続いて、図１０に示されるように、絶縁性凸部２１に沿って環状に切込み２１ａを入れることにより切込み２１ａの内側の保護層２５を剥離して、絶縁性凸部２１に包囲された電圧供給パッド１５の一部を露出させる。また、絶縁性凸部２４に沿って環状に切込み２４ａを入れることにより切込み２４ａの外側の保護層２５を剥離する。
【００３６】
保護層２５の所定の部分を剥離した後、図２に示されるように、電圧供給パッド１５と電圧電源２３とを電気的に接続するために、露出させられた電圧供給パッド１５の一部に電圧供給線２２を固定する。続いて、絶縁性凸部２１の内側に絶縁性封止部材２８を充填して保護層２５の内側の縁部２５ａを覆うと共に、絶縁性凸部２４の頂部に絶縁性固定部材２９を矩形環状に配置して保護層２５の外側の縁部２５ｂを覆うことにより、X線検出器１を完成させる。
【００３７】
以上のX線検出器１の製造方法によれば、画素電極７から読み出される電気信号にノイズが発生するのを抑制することができるX線検出器１を容易且つ確実に製造することが可能となる。
【００３８】
本発明は、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００３９】
例えば、本発明に係る放射線検出器は、X線検出器に限定されず、波長領域の異なる電磁波（γ線等）や、その他の光を検出するためのものであってもよい。
【００４０】
また、信号読出し基板は、複数の画素電極が基板の前面に２次元に配列されてなるものに限定されず、複数の画素電極が基板の前面に１次元に配列されてなるものであってもよい。
【００４１】
また、光導電層は、信号読出し基板の前面に直接形成される場合に限定されず、信号読出し基板と光導電層との間に電荷注入阻止層等の中間層を形成してもよい。同様に、共通電極と光導電層との間にも、電荷注入阻止層等の中間層を形成してもよい。
【００４２】
また、光導電層は、ヨウ化鉛やヨウ化水銀、ヨウ化ビスマス等の金属ハロゲン化物に限定されず、放射線の入射により導電性を示し、結晶性を有する他の材料を用いてもよい。
【００４３】
また、各絶縁性凸部や絶縁性封止部材に用いる材料は、絶縁性やそれぞれの接触部材への接着性等の条件を満たせば、共通の材料であってもよいし、異なる材料であってもよい。
【００４４】
また、図１１に示されるように、絶縁性凸部２１の頂部に絶縁性固定部材３１を矩形環状に配置して保護層２５の内側の縁部２５ａを覆うことにより、保護層２５の内側の縁部２５ａが剥離するのを防止してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明に係る放射線検出器の一実施形態の平面図である。
【図２】図１に示されたII−II線に沿っての断面図である。
【図３】図１に示されたIII−III線に沿っての断面図である。
【図４】図１に示された放射線検出器の概念図である。
【図５】図１に示された放射線検出器の第１の製造工程を示す断面図である。
【図６】図１に示された放射線検出器の第２の製造工程を示す断面図である。
【図７】図１に示された放射線検出器の第３の製造工程を示す断面図である。
【図８】図１に示された放射線検出器の第４の製造工程を示す断面図である。
【図９】図１に示された放射線検出器の第５の製造工程を示す断面図である。
【図１０】図１に示された放射線検出器の第６の製造工程を示す断面図である。
【図１１】本発明に係る放射線検出器の他の実施形態の断面図である。
【符号の説明】
【００４６】
１…X線検出器（放射線検出器）、２…信号読出し基板、２ａ…前面（一方の面）、３…基板、３ａ…前面（一方の面）、７…画素電極、１５…電圧供給パッド、１７…光導電層、１７ａ…前面（一方の面）、１７ｂ…側面、１８…共通電極、１９…接続部材。
【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】
2007205935.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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