(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも光電変換素子を有する基板と、蛍光体シートとを張り合わせて形成する放射線検出装置において、
前記蛍光体シートと前記基板の光電変換素子形成面とが大気圧より低い状態に保持されて該大気圧によって密着しているとともに、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面を封止部材で封止したことを特徴とする放射線検出装置。
【請求項２】
前記基板と前記蛍光体シートの周辺部にのみ密着シール部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の放射線検出装置。
【請求項３】
上記密着シール部材は、熱硬化性樹脂であることを特徴とする請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項４】
上記密着シール部材は、弾性部材であることを特徴とする請求項２記載の放射線検出装置。
【請求項５】
上記弾性部材は、上記基板周辺部に形成された切欠部内に配置されたことを特徴とする請求項４記載の放射線検出装置。
【請求項６】
上記弾性部材は、上記切欠部内で移動可能なように遊び空間を有して配置されることを特徴とする請求項４記載の放射線検出装置。
【請求項７】
前記蛍光体シートのベースシートは、合成樹脂シートであることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の放射線検出装置。
【請求項８】
少なくとも光電変換素子を有する基板と、蛍光体シートとを張り合わせて形成する放射線検出装置の製造方法において、
前記蛍光体シートと前記基板の光電変換素子形成面とが大気圧より低い状態に保持されて該大気圧によって密着しつつ、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面を封止部材で封止することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
【請求項９】
前記基板と、前記蛍光体シートとを張り合わせる工程と、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面に封止部材を設けて封止する工程と、を有し、前記張り合わせる工程と前記封止する工程の少なくともいずれかの工程を真空容器内にて行うことを特徴とする請求項８に記載の放射線検出装置の製造方法。
【請求項１０】
前記基板の前記光電変換素子形成面と前記蛍光体シートの一表面とを張り合わせる工程と、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面の一部に封止部材を設ける工程と、前記設ける工程後、真空容器内にて真空引きする工程と、前記真空引きする工程後、前記端面に封止部材を設けて封止する工程と、を有することを特徴とする請求項８記載の放射線検出装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線検出装置とその製造方法に関し、特に、α線、β線、γ線、Ｘ線等の放射線を可視光に変換する蛍光体と、この可視光を検出する光電変換素子と、駆動部を有する放射線検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、放射線検出装置は、さまざまな分野で利用されてきている。放射線の中でも特にＸ線を利用した放射線検出装置は、医療機器、化学分析機器、非破壊検査機器で盛んな応用展開がなされている。実用化されている装置としては、胸部、胃部Ｘ線診断装置、Ｘ線断層撮影装置、循環器系Ｘ線診断装置、Ｘ線透過装置、Ｘ線回折装置、Ｘ線非破壊検査装置、Ｘ線残留応力分析装置が挙げられる。
【０００３】
これらの装置における検出部としては、Ｘ線フィルムを使ったもの、ガス検出器を使ったもの、蛍光体とフォトマルを組み合わせたもの、イメージインテンシファイヤーとフィルムカメラやテレビカメラを組み合わせたもの等が一般的であった。
【０００４】
近年、装置の小型化、画像処理と組み合わせるためのデジタル化のために、蛍光体と固体の光電変換素子を組み合わせた検出器の開発が進んでいる。フィルムに置き代わるものとしてイメージングプレート、アナログテレビカメラに替わるものとしてＣＣＤの固体撮像素子を使ったもの等が脚光を浴びている。これらでは検出した画像はデジタル信号として取り込まれるので、画像データの解析や画像処理が容易であり、放射線検出装置の高性能化を実現している。
【０００５】
しかしながら、イメージングプレートでは動画を出すことができず、ＣＣＤカメラ方式では、イメージングインテンシファイヤーがかさばり、小型化が難しいなどの問題が指摘されている。特に医療器では大面積対応の放射線検出器が必要である。例えば胸部Ｘ線透過装置では、４６ｃｍ角の大面積を必要とする。そこで大面積な放射線を検出しながら、装置自体はコンパクト、しかも動画対応の放射線検出装置の開発が進められている。例えば光電変換素子として水素化アモルファスシリコンの高感度光電変換素子を使えば、大面積化は容易である。しかもこの素子と蛍光体を組み合わせれば、大面積の放射線を一対一で、縮小光学系や、イメージインテンシファイヤー等を介さず高感度に直接検出できるので、大面積、コンパクト、動画対応の放射線検出装置を実現することができる。例えば特願平５−３３１６９０号において開示された２次元光電変換装置と、蛍光体を組み合わせることが考えられる。
【０００６】
この大面積放射線検出装置では、蛍光体を塗った蛍光体シートと光電変換素子を有する基板を、従来の方法によれば接着剤で全面接着していることが多かった。図１１に従来の放射線検出器の断面図を示す。１１０１はガラス基板、１１０２は光電変化素子等がある層、１１０３はポリイミドなどの不純物防止層、１１０４はエポキシ系接着剤、１１０５は蛍光体保護膜、１１０６は蛍光体、１１０７はベースシートである。Ｐ’”は蛍光体シートである。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
放射線検出装置の大面積化、蛍光体と光電変換素子の一体化に伴い、いくつかの問題が生じてきた。ガラス基板と、蛍光体シートや接着剤との熱膨張係数の差が無視できなくなり、蛍光体シートに割れが生じたり、基板がたわんだりする問題が持ち上がった。
【０００８】
基板全面に均一な接着剤層を形成することが難しく、蛍光体シートの平面度を均一に保つことが困難であり、接着剤中の不純物が蛍光体や下地のデバイスに悪影響を与えるといった問題があった。そのために保護膜をさらに追加せねばならず、蛍光体シートと基板の間によけいなものがさらに加わる結果となる。
【０００９】
ベースシートは、適度な強度と均一な平面性を出すために、１ｍｍ近い厚さのものを用いねばならず、一般に蛍光体内で発生した光の反射板を兼ねて、Ｘ線透過率の高いアルミ板を用いることが多く、そのため放射線検出装置全体の重量が重くなる傾向があった。
【００１０】
また、蛍光体シートの保護膜、接着剤層など、光電変換素子と蛍光体との間に無駄な間隙が生じ、光の利用効率が落ち、ここでの散乱により、像のボケが生じる問題があった。特に医療器では、人体への放射線の照量をできるだけ減らしたいという要求があり、また放射線から光への蛍光体での変換効率は１０％程度であるので、可能な限り光を有効利用したいという条件下では、この効率低下は重大な問題である。
【００１１】
さらに、蛍光体に吸湿性があり、水分を吸うと劣化するものが多く、接着剤の吸湿性と絡んでデバイスに悪影響を与える場合が多かった。
【００１２】
すなわち、上述したように、放射線検出装置の大面積化、蛍光体と光電変換素子の一体化に伴って、以下のような問題が生じてきた。
［１］ガラス基板と、蛍光体シートや接着剤との熱膨張係数の差による、蛍光体シートの割れ、基板のたわみが生じる問題；
［２］基板全面に均一な接着剤層を形成することが難しく、蛍光体シートの平面度を均一に保つことが困難；
［３］接着剤中の不純物が蛍光体や下地のデバイスに悪影響を与える；
［４］そのために、保護膜をさらに追加すると、蛍光体シートと基板の間によけいなものがさらに加わる結果となる；
［５］ベースシートにアルミ板を用いると、放射線検出装置全体の重量が重くなる；
［６］ベースシートを、従来の方法で完全密着させようとすると、蛍光体シートの保護膜、接着剤層など、光電変換素子と蛍光体との間に無駄な間隙が生じ、光の利用効率が落ち、ここでの散乱により、像のボケが生じる；
［７］蛍光体に吸湿性があり、水分を吸うと劣化するものが多く、接着剤の吸湿性と絡んでデバイスに悪影響を与える場合が多かった；
［発明の目的］
本発明の目的は、蛍光体シートの割れ、基板のたわみがなく、蛍光体シートの平面度が均一で、接着剤中の不純物が蛍光体や下地のデバイスに悪影響を与えることがなく、装置全体の重量が重くならず、光電変換素子と蛍光体との間に無駄な間隙が生じず、光の利用効率が高く、散乱による像のボケが生じることなく、耐湿性が高い放射線検出装置及びその製造方法を実現することにある。
【００１３】
すなわち、接着剤を用いること、及びアルミベースシートを用いることにより生じる様々な問題を解決することが、本発明の目的であるとも言える。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、少なくとも光電変換素子を有する基板と、蛍光体シートとを張り合わせて形成する放射線検出装置において、
前記蛍光体シートと前記基板の光電変換素子形成面とが大気圧より低い状態に保持されて該大気圧によって密着しているとともに、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面を封止部材で封止したことを特徴とする放射線検出装置を提供するものである。
【００１５】
また、前記基板と前記蛍光体シートの周辺部にのみ密着シール部材を設けたことを特徴とし、
また、上記密着シール部材は、熱硬化性樹脂であることを特徴とし、
また、上記密着シール部材は、弾性部材であることを特徴とし、
また、上記弾性部材は、上記基板周辺部に形成された切欠部内に配置されたことを特徴とし、
また、上記弾性部材は、上記切欠部内で移動可能なように遊び空間を有して配置されることを特徴とし、
また、前記蛍光体シートのベースシートは、ポリイミドシートや、ポリエチレンシート等の合成樹脂シートであることを特徴とする放射線検出装置でもある。
【００１６】
更にまた、本発明は、少なくとも光電変換素子を有する基板と、蛍光体シートとを張り合わせて形成する放射線検出装置の製造方法において、前記蛍光体シートと前記基板の光電変換素子形成面とが大気圧より低い状態に保持されて該大気圧によって密着しつつ、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面を封止部材で封止することを特徴とする放射線検出装置の製造方法を、上記課題を解決するための手段とするものである。
【００１７】
また、前記基板と、前記蛍光体シートとを張り合わせる工程と、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面に封止部材を設けて封止する工程と、を有し、前記張り合わせる工程と前記封止する工程の少なくともいずれかの工程を真空容器内にて行うことを特徴とし、
また、前記基板の前記光電変換素子形成面と前記蛍光体シートの一表面とを張り合わせる工程と、少なくとも前記蛍光体シートと前記基板の端面の一部に封止部材を設ける工程と、前記設ける工程後、真空容器内にて真空引きする工程と、前記真空引きする工程後、前記端面に封止部材を設けて封止する工程と、を有することを特徴とする放射線検出装置の製造方法でもある。
【００１８】
【発明の実施の形態】
［作用］
本発明の上記手段によれば、大気圧によって基板と蛍光体シートとを密着させ、接着剤等の密着シール部材は、張り合わせた基板の周辺部だけに存在するため、接着剤層を介せず、基板と蛍光体シートの機能領域を直接密着させることができる。
【００１９】
また、外周部を封止剤で封止することで、上述した密着シール部材なしでも、大気圧により、基板と蛍光体シートを密着させることができる。
【００２０】
［実施形態１］
図１に本発明になる放射線検出装置の第１の実施形態として、２次元の放射線検出装置の基板と蛍光体シートの端面からの断面図を示す。１０１はガラス基板、１０２は光電変換素子等の層（光電変換素子、薄膜トランジスタ等は省略してある）、１０３は蛍光体、１０４は蛍光体のベースシート、Ｐは蛍光体シート、１０５は熱硬化性樹脂、１０６は封止剤を示す。Ａは大気圧であり、これにより、蛍光体シートは光電変換素子等の層上に密着させられている様子を示す。
【００２１】
図２（ａ）は、放射線検出装置の１画素分の平面図を示す。図２（ｂ）は、（ａ）のＡ−Ｂの断面図を示す。１０１はガラス基板、２０２はクロムメタルにより形成したＭＩＳ型光センサの下電極、２０３は薄膜トランジスタのゲート電極、２０４は水素化アモルファス窒化シリコン層、２０５は水素化アモルファスシリコン層、２０６はＮ+ 型マイクロクリスタルシリコン層、２０７は薄膜トランジスタのソース、２０８はドレイン電極、２０９は表面保護層として水素化アモルファス窒化シリコン層、１０３は蛍光体、１０４はベースシートである。Ａは大気圧である。本発明で用いる光電変換素子は薄膜トランジスタ、配線マトリクスと同一層構成になっており、同一のプロセスにより、同一基板上に形成することができる。それゆえ大面積基板を少ない工程で処理できるので、歩留よく作成することができる。
【００２２】
外部から蛍光体シートに入射したＸ線は、ここで光に変換され、この光をこの光電変換素子で検出する。本発明によれば、図１又は図２に示されるように、蛍光体１０３と光電変換素子Ｓ１１の間には５０００Åの保護層２０９が有るのみであり、蛍光体で発生した光は効率よく光電変換素子に到達する。また蛍光体シートＰは１μｍ以内の精度で光電変換素子等の層上に密着させることができる。また蛍光体シートガラス基板１０１は端面を封止剤１０６で完全封止され、外部からの水分等の侵入を防いでいる。また蛍光体シートと光電変換素子等の層の間には、張り合わせ部を除いて、接着剤等の不純物を含むものがいっさい存在しないので、蛍光体の劣化はもちろん、光電変換素子等の下地デバイスの劣化等もほとんど生じなかった。
【００２３】
蛍光体シートＰは、本実施形態の場合５μｍ程度の蛍光体粉末（ＣａＷＯ4 ）２２２をポリビニルアルコール水溶液に混ぜてスラリーとし、これをポリイミドシート上に塗布後、乾燥して作成した。膜厚は２００μｍとした。
【００２４】
本実施例では、ベースシートとして、ポリイミドシートを用いたが、Ｘ線を透過するポリエチレンシートなどの合成樹脂シートを用いることもできる。また、光の利用効率を上げるために、予め１０００Å程度のアルミを蒸着した樹脂シートを利用しても良い。
【００２５】
図３は、この放射線検出装置１画素の等価回路を示す。光電変換素子としてＭＩＳ型光センサＳ１１、光電変換素子駆動部としての駆動薄膜トランジスタＴ１１で構成されている。さらにＳＩＧは信号配線である。ｇｎ（ｎ＝１）は駆動薄膜トランジスタのゲート線、Ｄ、ＧはそれぞれＭＩＳセンサの上電極、下電極を示す。Ｃｇｓ，Ｃｇｄは駆動用薄膜トランジスタのゲート電極とソース電極、ドレイン電極との重なりによる容量である。光によりＳ１１で発生した電荷は、薄膜トランジスタを通して、Ｃｇｓ，Ｃｇｄに蓄えられたのち、不図示の読み出し回路で、この電荷を読み出す。ここでは１ビットについての場合であるが、実際にはこのＣｇｓ，Ｃｇｄは、このゲート線につながった他の薄膜トランジスタのものとの合計である。このように蓄積容量はＣｇｓ，Ｃｇｄを利用している。
【００２６】
この本実施形態で用いられる光電変換素子は、特願平５−３３１６９０号において開示された光電変換素子と同じ原理によるものである。以下にその概略を述べる。
【００２７】
図４（ａ），（ｂ）はそれぞれリフレッシュモード、光電変換モードの動作を示す光電変換素子のエネルギーバンド図である。図中の１〜５は各層の厚さ方向の状態を示している。
【００２８】
リフレッシュモード（ａ）において、Ｄ電極はＧ電極に対して負の電位が与えられているために、水素化アモルファスシリコン層３内の黒丸で示されたホールは電界によりＤ電極に導かれる。同時に白丸で示された電子は水素化アモルファスシリコン層３に注入される。このとき一部のホールと電子はＮ+ 型マイクロクリスタルシリコン層２、水素化アモルファスシリコン層３中において再結合して消滅する。充分に長い時間この状態が続けば、水素化アモルファスシリコン層３内のホールは水素化アモルファスシリコン層３から掃き出される。
【００２９】
この状態で光電変換モード（ｂ）になると、Ｄ電極はＧ電極に対して正の電位が与えられるために、水素化アモルファスシリコン層３中の電子は瞬時にＤ電極に導かれる。しかしホールに対してＮ+ 型マイクロクリスタルシリコン層２が注入阻止層として働くために、水素化アモルファスシリコン層３中に導かれることはない。この状態で水素化アモルファスシリコン層３内に光が入射すると、光は吸収され電子、ホール対が発生する。この電子は電界により電極に導かれ、ホールは水素化アモルファスシリコン層３内を移動し水素化アモルファス窒化シリコン層４の界面に達するが、ここで阻止され水素化アモルファスシリコン層３内に留まることになる。このとき電子はＤ電極に移動し、ホールは水素化アモルファスシリコン層３内の水素化アモルファス窒化シリコン層４界面に移動するため、素子内の電気的中性を保つために、電流がＧ電極から流れる。この電流は光により発生した電子、ホール対に対応するので、入射した光に比例する。この光電変換素子は高感度であり、かつ広いダイナミックレンジがとれるなど、放射線検出用として、特に有望なものである。
【００３０】
図５に放射線検出装置の全体回路図を示す。図５中、Ｓ１１〜Ｓ３３は光電変換素子を表している。ＳＴ１１〜ＳＴ３３は光センサ駆動用薄膜トランジスタである。Ｖｓは読みだし用電源、Ｖｇはリフレッシュ用電源であり、それぞれスイッチＳＷｓ，ＳＷｇを介して全光電変換素子Ｓ１１〜Ｓ３３の下電極Ｇに接続されている。スイッチＳＷｓはインバータを介して、スイッチＳＷｇは直接にリフレッシュ制御回路ＲＦに接続されており、リフレッシュ期間はスイッチＳＷｇがＯＮ、その他の期間はスイッチＳＷｓがＯＮするように制御されている。信号出力は信号配線ＳＩＧにより検出用集積回路ＩＣに接続されている。
【００３１】
図５では、９個の画素を３個のブロックに分け、１ブロックあたり３画素の出力を同時に転送し、この信号を検出用集積回路によって順次出力に変換して出力する。説明しやすいように９画素の２次元の放射線検出装置としたが、実際にはさらに高密度の画素構成となっている。たとえば画素サイズを１５０μｍ角の大きさで、４６ｃｍ角の放射線検出装置を作成した場合、画素数はおよそ１８０万画素となる。
【００３２】
本実施形態になる光電変換素子等を作成した基板と蛍光体シートを張り合わせる工程以降を図６に示す。図６において、
ａ）光電変換素子等を形成したガラス基板１０１上の周辺部の張り合わせ部１０５に、熱硬化樹脂をスクリーン印刷する。熱硬化樹脂の厚さは２５０μｍとしてある。接着剤としては、弾性があり、かつ接着力のあるものが好適である。つまり蛍光体シートと基板をしっかり接着しながら、熱膨張等の差をうまく吸収できる接着剤が好適である。熱硬化性樹脂としてフェノール、レゾルシノール、ユリア、メラニン、フラン、エポキシ、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂系などがあり、いずれを用いても本発明の主旨は実現できる。この張り合わせ部の幅は１ｍｍとしている。光電変換素子等は、この張り合わせ部の内側に形成されている。つぎに蛍光体シートＰを用意する。蛍光体シートＰの方も、同じ１ｍｍの幅で張り合わせ部をもっている。
【００３３】
ｂ）つぎに、この基板と蛍光体シートを、大気開放した真空容器６０４中のそれぞれのホルダー（不図示）にセットする。このとき光電変換素子等を形成したガラス基板と蛍光体シートが接触させた時うまく重なるように位置決めしておく。蛍光体シートは薄いポリイミドシートがベースシートになっているので、平面度がうまく出るように、注意してホルダーにセットする。
【００３４】
適度な剛性を有するベースシートを用いることで、大気圧により好適に密着させることができる。アルミシートなどの剛性の強いベースシートでは、逆に、基板に対して、大気圧で完全密着させることは難しい。
【００３５】
しかる後、真空容器を真空ポンプ（不図示）で真空引きする。この状態で樹脂の真空脱泡を行う。その後、蛍光体シートと光電変換素子等を形成したガラス基板を密着させるようにホルダーを移動させる。圧力Ｆを加えながら、ヒーターで熱Ｈを部分的に与え、樹脂に粘性を生じさせながら、圧着させる。
【００３６】
ｃ）冷却後、大気中に出すと、蛍光体シートＰは大気圧に押され、光電変換素子等を形成した基板上に完全密着される。この状態で光電変換素子等を形成したガラス基板１０１と蛍光体シートＰの端面をポリアミド樹脂１０６で封止する。封止剤としては弾力性のある熱可塑性樹脂等が好適である。熱可塑性樹脂として酢酸ビニル、アクリル、スチレン、セルロース、ポリアミド、アルキド、モノマータイプのシアノアクリレート系樹脂があるが、いずれを用いても本発明の主旨を実現することができる。
【００３７】
装置としては単一の真空容器のみをとりあげたが、実際の生産においては、複数の真空装置を組み合わせたものが好適である。また真空装置の外にホルダーを取り出せるようにしておき、複数枚の蛍光体シートと熱硬化性樹脂をつけた光電変換素子を形成したガラス基板を同時にセットし、これを真空装置内へ導入し、同時に複数枚処理することもできる。
【００３８】
本実施形態の構成、方法で４６ｃｍ角の大面積放射線検出装置を作ったところ、前記した問題は何等生じなかった。
【００３９】
［実施形態２］
図７に、本発明になる放射線検出装置の第２の実施形態として、２次元の放射線検出装置の基板と蛍光体シートの端面からの断面図を示す。７０１はガラス基板、７０２は光電変換素子等の層（光電変換素子、薄膜トランジスタ等は省略してある）、７０３は蛍光体、７０４は蛍光体のベースシート、Ｐ′は蛍光体シート、７０５は切り欠き部、７０６は封止剤を示す。Ａは大気圧であり、これにより、蛍光体シートは光電変換素子等の層上に密着させられている様子を示す。
【００４０】
本発明によれば、蛍光体と光電変換素子の間には５０００Åの保護層が有るのみであり、蛍光体で発生した光は効率良く光電変換素子に到達する。また蛍光体シートは１μｍ以内の精度で光電変換素子等の層上に密着させることができる。また蛍光体シートとガラス基板は端面を封止剤７０６で完全封止され、外部からの水分等の侵入を防いでいる。また蛍光体シートと光電変換素子等の層の間には、張り合わせ部を除いて、接着剤等の不純物を含むものがいっさい存在しないので、蛍光体の劣化はもちろん、光電変換素子等の下地デバイスの劣化等もほとんど生じなかった。
【００４１】
本実施形態になる光電変換素子等を作成した基板と蛍光体シートを張り合わせる工程以降を図８に示す。光電変換素子等を形成したガラス基板、蛍光体シートは実施形態１と同様のものを用いた。図８において、
ａ）周辺部に溝状の切り欠き部７０５を有する光電変換素子等を形成したガラス基板７０１と、この切り欠き部の中に設置する弾力部材７０３と蛍光体シートを用意する。弾力部材としてはゴム系のポリマーを用いる。切り欠き部の幅は１０００μｍ、深さは１００μｍとし、精密レーザー加工機等を用いて作成した。この切り欠き部の中に、弾力部材を厚膜スクリーン印刷し、硬化させる。厚さは５００μｍとした。光電変換素子等は、この張り合わせ部の内側に形成されている。また蛍光体シートの方も、同じ幅で張り合わせ部をもっている。切り欠き部の大きさや弾力部材の大きさは、張り合わせ部の幅や、出来上がりの蛍光体シートの周辺部でのたわみをどこまで許すか等の条件で、適宜選定できる。本実施形態では、かなり厳しい条件とした。
【００４２】
ｂ）つぎにこの光電変換素子を形成したガラス基板と蛍光体シートを、大気開放した真空容器７０５中のそれぞれのホルダー（不図示）にセットする。このとき基板と蛍光体シートが接触させた時うまく重なるように位置決めしておく。蛍光体シートは薄いポリイミドシートがベースシートになっているので、平面度がうまく出るように、注意してホルダーにセットする。
【００４３】
本実施例では、ベースシートとして、ポリイミドシートを用いたが、Ｘ線を透過するポリエチレンシートなどの合成樹脂シートを用いることもできる。また、光の利用効率を上げるために、予め１０００Å程度のアルミを蒸着した樹脂シートを利用しても良い。
【００４４】
適度な剛性を有するベースシートを用いることで、大気圧により好適に密着させることができる。アルミシートなどの剛性の強いベースシートでは、逆に、基板に対して、大気圧で完全密着させることは難しい。
【００４５】
しかる後、真空容器を真空ポンプ（不図示）で真空引きする。その後、蛍光体シートと光電変換素子を形成した基板を密着させるようにホルダーを移動させる。圧力Ｇを加え、弾力部材を押しつぶしながら、圧着させる。
【００４６】
ｃ）冷却後、大気中に出すと、蛍光体シートは大気圧に押され、基板上に完全密着される。この状態で光電変換素子等を形成したガラス基板と蛍光体シートの端面をポリアミド系の熱可塑性樹脂７０６で封止する。熱可塑性樹脂としては、酢酸ビニル、アクリル、スチレン、セルロース、ポリアミド、アルキド、モノマータイプのシアノアクリレート系樹脂があるが、いずれを用いても本発明の主旨を実現することができる。
【００４７】
本実施形態においては、ガラス基板の切り欠き部７０２に、遊びの部分（潤滑部）があり、ここで蛍光体シートと基板の熱膨張の差を完全に吸収することができる。
【００４８】
この切り欠き部を設けなくても、弾力部材を基板上にうまく配置することができ、弾力部材が効果的に熱膨張の差を吸収できる構造にすれば、より簡素な構造で、本発明の効果を実現することができる。
【００４９】
また本実施形態の大きな特徴として、劣化したり、傷のついた蛍光体シートを容易に取り外すことができるという点がある。弾力部材は接着性がないので、封止剤さえ取り除けば、蛍光体シートを容易に基板からはがすことができる。蛍光体シートは傷つき易く、長時間のＸ線の露光で劣化してしまっても、比較的安価な蛍光体シートのみ交換すればよいので、非常に経済的な放射線検出装置となる。
【００５０】
装置としては単一の真空容器のみをとりあげたが、実際の生産においては、複数の真空装置を組み合わせたものが好適である。また真空装置の外にホルダーを取り出せるようにしておき、複数枚の蛍光体シートと弾力部材をつけた光電変換素子を形成したガラス基板を同時にセットし、これを真空装置内へ導入し、同時に複数枚処理することもできる。
【００５１】
本実施形態の構成、方法で４６ｃｍ角の大面積放射線検出装置を作ったところ、前記した問題は何等生じなかった。
【００５２】
［実施形態３］
図９に、本発明になる放射線検出装置の第３の実施形態として、２次元の放射線検出装置の基板と蛍光体シートの端面からの断面図を示す。９０１はガラス基板、９０２は光電変換素子等の層（光電変換素子、薄膜トランジスタ等は省略してある）、９０３は蛍光体、９０４は蛍光体のベースシート、Ｐ″は蛍光体シート、９０５は封止剤を示す。Ａは大気圧であり、これにより、蛍光体シートＰ″は、光電変換素子等の層上に密着させられている様子を示す。本発明によれば、蛍光体と光電変換素子の間には５０００Åの保護層が有るのみであり、蛍光体で発生した光は効率良く光電変換素子に到達する。また蛍光体シートは１μｍ以内の精度で光電変換素子等の層上に密着させることができる。また蛍光体シートとガラス基板は端面を封止剤９０５で完全封止され、外部からの水分等の侵入を防いでいる。また蛍光体シートＰ″と光電変換素子等の層９０２の間には、接着剤等の不純物を含むものがいっさい存在しないので、蛍光体の劣化はもちろん、光電変換素子等の下地デバイスの劣化等もほとんど生じなかった。
【００５３】
本実施形態になる光電変換素子等を作成した基板と蛍光体シートを張り合わせる工程以降を製造装置とともに図１０に示す。本実施形態では全工程が真空容器内で行われる。
【００５４】
図１０は３つの真空容器Ａ，Ｂ，Ｃを３つのゲートバルブＧ１，Ｇ２，Ｇ３でつないだロードロック式の製造装置を示す。
【００５５】
まず光電変換素子等を形成したガラス基板９０１、蛍光体シートＰ″を用意する。これらは実施形態１と同じものである。ただし張り合わせ部の幅は５ｍｍとしてある。この光電変換素子等を形成したガラス基板９０１と蛍光体シートＰ″を、大気開放した真空容器Ａ中のそれぞれのホルダー（不図示）にセットする。このとき基板と蛍光体シートを接触させた時、うまく重なるように位置決めしておく。蛍光体シートＰ″は薄いポリイミドシートがベースシートになっているので、平面度がうまく出るように、注意してホルダーにセットする。
【００５６】
本実施例では、ベースシートとして、ポリイミドシートを用いたが、Ｘ線を透過するポリエチレンシートなどの合成樹脂シートを用いることもできる。また、光の利用効率を上げるために、予め１０００Å程度のアルミを蒸着した樹脂シートを利用しても良い。
【００５７】
適度な剛性を有するベースシートを用いることで、大気圧により好適に密着させることができる。アルミシートなどの剛性の強いベースシートでは、逆に、基板に対して、大気圧で完全密着させることは難しい。
【００５８】
しかる後、真空容器を真空ポンプ（不図示）で真空引きする。その後、蛍光体シートと基板を密着させるようにホルダーを移動させ、圧力を加えながら、圧着させる。
【００５９】
次に基板９０１と蛍光体シートＰ″を圧着させたまま、真空容器Ｂへ移動させる。真空容器Ｂ内には、ディッピング槽１００４が設けてあり、その中に封止剤９０５として、真空脱泡された熱硬化性のエポキシ樹脂が入っている。熱硬化性樹脂としてフェノール、レゾルシノール、ユリア、メラニン、フラン、エポキシ、不飽和ポリエステル、シリコーン樹脂系などがあり、いずれを用いても本発明の主旨は実現できる。また熱膨張の差を吸収しやすい、つまり弾力性のある熱可塑性樹脂を用いることは好適である。熱可塑性樹脂として酢酸ビニル、アクリル、スチレン、セルロース、ポリアミド、アルキド、モノマータイプのシアノアクリレート系樹脂があるが、いずれを用いても本発明の主旨を実現することができる。圧着された基板９０１と蛍光体シートＰ″は、面に垂直な軸の回りに回転することができる。またこの軸は、上下方向に移動させることができる。まず圧着した基板９０１と蛍光体シートＰ″の１端面を下側水平に維持したまま下降させ、この端面をディッピング槽につける。しかる後、引き上げ、この部分に熱を加え硬化させる。しかる後、基板９０１と蛍光体シートＰ″を９０°回転させ、つぎの端面を下側水平に保つ。第１端面と同様に樹脂を着け封止する。この工程を各端面について繰り返す。
【００６０】
しかる後、封止した基板と蛍光体シートを真空容器Ｃに移し、冷却取り出しを行う。冷却後、大気中に出すと、蛍光体シートは大気圧に押され、基板上に完全密着される。本実施形態においては、封止工程のみで本発明の主旨を実現でき、簡素な製造工程となる。また大量の基板を処理することも容易である。
【００６１】
本実施形態においては、一組の基板と蛍光体シートの張り合わせについて述べたが、真空装置の外にホルダーを取り出せるようにしておき、複数枚の蛍光体シートと弾力部材をつけた光電変換素子を形成したガラス基板を同時にセットし、これを真空装置内へ導入し、同時に複数枚処理することもできる。また端面を同一真空容器内で封止したが、３端面のみをあらかじめ封止した基板と蛍光体シートを真空容器内で、真空引き後密着させ、樹脂封止する方法も可能である。処理枚数、生産の規模等により適宜行えばよい。
【００６２】
本実施形態の構成、方法で４６ｃｍ角の大面積放射線検出装置を作ったところ、前記した問題は何等生じなかった。
【００６３】
【発明の効果】
本発明によれば、接着剤を介さず、基板と蛍光体シートを、大気圧によって密着させるため、蛍光体シートの割れ、基板のたわみがなく、蛍光体シートの平面度が均一で、接着剤中の不純物が蛍光体や下地のデバイスに悪影響を与えることがなく、装置全体の重量が重くならず、光電変換素子と蛍光体との間に無駄な間隙が生じず、光の利用効率が高く、散乱による像のボケが生じることなく、耐湿性が高い放射線検出装置及びその製造方法を実現することができる。
【００６４】
すなわち、従来の接着剤を用いること、及びアルミベースシートを用いることにより生じる様々な問題を解決することができるという効果を得ることができる。
【００６５】
従って、本発明になる構成と製造方法をとることにより、大面積、コンパクト、高信頼性な放射線検出装置を作製することができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明になる第１の実施形態の断面図である。
【図２】本発明になる放射線検出装置の１画素の平面図（ａ）、Ａ−Ｂ断面図（ｂ）でである。
【図３】本発明になる放射線検出装置の１画素の等価回路図である。
【図４】本発明になる放射線検出装置における光電変換素子の動作原理を示すエネルギーバンド図である。
【図５】本発明になる放射線検出装置の全体回路図である。
【図６】本発明になる放射線検出装置の第１の実施形態の製造工程図である。
【図７】本発明になる第２の実施形態の断面図である。
【図８】本発明になる放射線検出装置の第２の実施形態の製造工程図である。
【図９】本発明になる第３の実施形態の断面図である。
【図１０】本発明になる放射線検出装置の第３の実施形態の製造工程図である。
【図１１】従来の放射線検出装置の断面図である。
【符号の説明】
１０１，７０１，９０１，１１０１    ガラス基板
１０２，７０２，９０２，１１０２    光電変換素子等を含む層
１０３，９０３，１１０６    蛍光体
１０４，７０４，９０４，１１０７    ベースシート
１０５    密着シール部材（熱硬化性樹脂）
１０６，７０６，９０５    封止剤
Ｐ，Ｐ’，Ｐ”，Ｐ’”    蛍光体シート
２０２    画素電極
２０３    ゲート電極
２０４    水素化アモルファス窒化シリコン層
２０５    水素化アモルファスシリコン層
２０６    Ｎ+ 型マイクロクリスタルシリコン層
２０８    ソース電極
２０９    ドレイン電極
７０３    弾力部材
７０５    切欠部
【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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