(57)【要約】放射線検出器は、可撓性を有する基板と、基板の表面に設けられ、光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素と、基板に積層され、複数のコーナ部を有するシンチレータと、を含む。シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、基板の内側に配置されている。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
可撓性を有する基板と、
前記基板の表面に設けられ、光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素と、
前記基板に積層され、複数のコーナ部を有するシンチレータと、
を含み、
前記シンチレータの前記コーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、前記基板の内側に配置されている
放射線検出器。
【請求項２】
前記シンチレータの前記コーナ部の各々は、面取りされている
請求項１に記載の放射線検出器。
【請求項３】
前記シンチレータの前記コーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺と交差する少なくとも１つの辺を有する
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項４】
前記シンチレータの前記コーナ部の各々の外縁が丸みを帯びた形状である
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項５】
前記シンチレータは、前記複数の画素の各々を覆っている
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器。
【請求項６】
請求項１または請求項２に記載の放射線検出器と、
前記光電変換素子の各々によって生成され、前記複数の画素の各々に蓄積された電荷の読み出しを行う読み出し部と、
前記複数の画素の各々から読み出された電荷に基づいて画像データを生成する生成部と、
を含む放射線画像撮影装置。
【請求項７】
可撓性を有する基板の表面に、光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素を形成する工程と、
複数のコーナ部を有し、前記コーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、前記基板の内側に配置されているシンチレータを、前記基板に積層する工程と、
を含む
放射線検出器の製造方法。
【請求項８】
前記シンチレータを前記基板に積層する工程は、
前記シンチレータの外形に対応した形状の開口部を有するマスクを、前記基板の上に配置する工程と、
前記基板の、前記開口部から露出した部分に前記シンチレータの材料物質を堆積させる工程と、
を含む請求項７に記載の製造方法。
【請求項９】
前記シンチレータを前記基板に積層する工程は、
前記シンチレータの外形に対応した形状の開口部を有するマスクを、前記基板とは別の基板上に配置する工程と、
前記別の基板の、前記開口部から露出した部分に前記シンチレータの材料物質を堆積させて前記シンチレータを得る工程と、
前記別の基板に形成された前記シンチレータを、前記基板に貼り付ける工程と、
含む請求項７に記載の製造方法。
【請求項１０】
前記シンチレータを前記基板に積層する工程は、
シンチレータシートを、前記シンチレータの外形に応じた形状に加工して前記シンチレータを得る工程と、
前記シンチレータシートの加工により得られた前記シンチレータを、前記基板に貼り付ける工程と、
を含む請求項７に記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の技術は、放射線検出器、放射線画像撮影装置及び放射線検出器の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
放射線画像撮影装置に関する技術として、以下の技術が知られている。例えば特開２０１５−０６４２８４号公報（特許文献１）には、多角形の板形状をしたシンチレータ本体及びシンチレータ本体の少なくとも１つの角部から外側に突出した突出部を有し、放射線を可視光に変換するシンチレータと、シンチレータを支持する基板と、シンチレータ本体及び突出部の表面を覆い、周縁部が基板に密着されたシンチレータ保護膜と、を備える放射線画像検出装置が記載されている。【０００３】
一方、特開２００３−０７５５９４号公報（特許文献２）には、２枚のシート状剛性体とその間に設けられた枠体とによって形成された密閉空間に少なくとも蛍光体層が収容されていて、枠体の内側隅部が曲線形状もしくは各角度が９０度以上の多角形状であることを特徴とする放射線像変換パネルが記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
放射線画像撮影装置に用いられる放射線検出器として、基板と、基板の表面に設けられた光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素と、基板に積層されたシンチレータと、を含むものが知られている。近年、放射線検出器を構成する基板の材料として、樹脂フィルム等の可撓性を有する材料が用いられている。基板が可撓性を有する場合、シンチレータのコーナ部は、シンチレータの他の部分と比較して、基板との接触面積が小さいので、コーナ部において剥離が生じやすい。【０００５】
開示の技術は、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線上または延長線よりも基板の外側に配置されている場合と比較して、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
開示の技術の第１の態様に係る放射線検出器は、可撓性を有する基板と、基板の表面に設けられ、光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素と、基板に積層され、複数のコーナ部を有するシンチレータと、を含み、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、基板の内側に配置されている。【０００７】
開示技術の第２の態様に係る放射線検出器において、シンチレータのコーナ部の各々は、面取りされている。【０００８】
開示技術の第３の態様に係る放射線検出器において、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺と交差する少なくとも１つの辺を有する。【０００９】
開示技術の第４の態様に係る放射線検出器において、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が丸みを帯びた形状である。【００１０】
開示技術の第５の態様に係る放射線検出器において、シンチレータは、複数の画素の各々を覆っている。【００１１】
開示技術の第６の態様に係る放射線画像撮影装置は、第１乃至第５の態様のいずれかに係る放射線検出器と、光電変換素子の各々によって生成され、複数の画素の各々に蓄積された電荷の読み出しを行う読み出し部と、複数の画素の各々から読み出された電荷に基づいて画像データを生成する生成部と、を含む。【００１２】
開示技術の第７の態様に係る放射線検出器の製造方法は、可撓性を有する基板の表面に、光電変換素子をそれぞれ含む複数の画素を形成する工程と、複数のコーナ部を有し、コーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、基板の内側に配置されているシンチレータを、基板に積層する工程と、を含む。【００１３】
開示技術の第８の態様に係る製造方法において、シンチレータを基板に積層する工程は、シンチレータの外形に対応した形状の開口部を有するマスクを、基板の上に配置する工程と、基板の、開口部から露出した部分にシンチレータの材料物質を堆積させる工程と、を含む。【００１４】
開示技術の第９の態様に係る製造方法において、シンチレータを基板に積層する工程は、シンチレータの外形に対応した形状の開口部を有するマスクを、上記基板とは別の基板上に配置する工程と、上記別の基板の、開口部から露出した部分にシンチレータの材料物質を堆積させてシンチレータを得る工程と、上記別の基板に形成されたシンチレータを、基板に貼り付ける工程と、含む。【００１５】
開示技術の第１０の態様に係る製造方法において、シンチレータを基板に積層する工程は、シンチレータシートを、シンチレータの外形に応じた形状に加工してシンチレータを得る工程と、シンチレータシートの加工により得られたシンチレータを、基板に貼り付ける工程と、を含む。
【発明の効果】
【００１６】
開示の技術の第１の態様によれば、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線上または延長線よりも基板の外側に配置されている場合と比較して、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減することができる。【００１７】
開示の技術の第２の態様によれば、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。【００１８】
開示の技術の第３の態様によれば、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。【００１９】
開示の技術の第４の態様によれば、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。【００２０】
開示の技術の第５の態様によれば、複数の画素の各々を有効に機能させることができる。【００２１】
開示の技術の第６の態様によれば、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減することができる。【００２２】
開示の技術の第７の態様によれば、シンチレータのコーナ部の各々の外縁が、当該コーナ部を共有する各辺の延長線上または延長線よりも基板の外側に配置されている場合と比較して、シンチレータが基板から剥離するリスクを低減することができる。【００２３】
開示の技術の第８の態様に係る製造方法は、例えば、気相成長法により基板上にシンチレータを直接形成する場合に適用することができる。【００２４】
開示の技術の第９の態様に係る製造方法は、例えば、気相成長法により別の基板上に形成したシンチレータを用いる場合に適用することができる。【００２５】
開示の技術の第１０の態様に係る製造方法は、例えばシンチレータシートを用いる場合に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す斜視図である。
【図２】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す断面図である。
【図３】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す平面図である。
【図４】図３における一点鎖線で囲んだ領域の拡大図である。
【図５】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の電気的構成の一例を示す図である。
【図６Ａ】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｂ】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｃ】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｄ】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図６Ｅ】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の製造方法の一例を示す断面図である。
【図７】開示の技術の実施形態に係るシンチレータの形成に用いるマスクの平面図である。
【図８】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の構成の一例を示す平面図である。
【図９】開示の技術の実施形態に係る放射線検出器の構成の一例を示す断面図である。
【図１０Ａ】開示の技術の実施形態に係るシンチレータシートの平面図である。
【図１０Ｂ】開示の技術の実施形態に係るシンチレータシートを切断することにより得られるシンチレータの平面図である。
【図１１Ａ】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の部分的な構成の一例を示す平面図である。
【図１１Ｂ】開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置の部分的な構成の一例を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２７】
以下、開示の技術の実施形態の一例を、図面を参照しつつ説明する。なお、各図面において同一または等価な構成要素および部分には同一の参照符号を付与している。
【００２８】
図１は、開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０の構成の一例を示す斜視図である。放射線画像撮影装置１０は、可搬型の電子カセッテの形態を有する。放射線画像撮影装置１０は、放射線検出器３０（FPD: Flat Panel Detectors）と、制御ユニット１２と、支持板１６と、放射線検出器３０、制御ユニット１２及び支持板１６を収容する筐体１４と、を含んで構成されている。
【００２９】
筐体１４は、例えば、Ｘ線等の放射線の透過性が高く、軽量で耐久性の高い炭素繊維強化樹脂（カーボンファイバー）により構成されたモノコック構造を有する。筐体１４の上面は、放射線源（図示せず）から出射され、被写体（図示せず）を透過した放射線が入射する放射線入射面１５とされている。筐体１４内には、放射線入射面１５側から順に、放射線検出器３０、支持板１６が配置されている。
【００３０】
支持板１６は、信号処理等を行う集積回路チップが搭載された回路基板１９（図２参照）を支持しており、筐体１４に固定されている。制御ユニット１２は、筐体１４内の端部に配置されている。制御ユニット１２は、バッテリ（図示せず）及び制御部２９（図５参照）を含んで構成されている。
【００３１】
図２は、放射線画像撮影装置１０の構成の一例を示す断面図である。放射線検出器３０は、可撓性を有する基板３４と、基板３４の表面に設けられ、光電変換素子３６（図５参照）をそれぞれ含む複数の画素４１と、基板３４に積層されたシンチレータ３２と、基板３４を支持する支持部材６０と、を有する。
【００３２】
基板３４は、可撓性を有するフレキシブル基板である。本明細書において、基板３４が可撓性を有するとは、矩形状の基板３４の４辺のうち１辺を固定したときに、基板３４の重量により、基板３４の固定辺から１０ｃｍ離れた部位の高さが、固定辺の高さよりも２ｍｍ以上低くなることを意味する。例えば、基板３４の材料として、樹脂基板、金属箔基板、厚さ０．１ｍｍ程度の薄ガラスを用いることができ、特に高耐熱性ポリイミドフィルムであるＸｅｎｏｍａｘ（登録商標）等の樹脂フィルムを好適に用いることができる。複数の画素４１は、それぞれ、基板３４の第１の面Ｓ１上に設けられている。
【００３３】
シンチレータ３２は、基板３４の第１の面Ｓ１の側に積層されている。シンチレータ３２は、照射された放射線を光に変換する蛍光体を含む。シンチレータ３２は、一例としてＣｓＩ：Ｔｌ（タリウムが添加されたヨウ化セシウム）を含む柱状結晶の集合体によって構成されている。ＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶は、例えば気相成長法によって基板３４上に直接形成することができる。なお、基板３４とは別の基板に形成したＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶を、基板３４に貼り付けてもよい。また、シンチレータ３２の材料としてＧｄ２Ｏ２Ｓ:Ｔｂ（テルビウムが添加された酸硫化ガドリニウム）を用いることができる。複数の画素４１を構成する光電変換素子３６（図５参照）の各々は、シンチレータ３２から発せられた光に基づいて電荷を生成する。本明細書において、基板３４上の複数の画素４１が設けられた領域を、アクティブエリア４０と称する。
【００３４】
シンチレータ３２の、基板３４との接触面とは反対側の面Ｓ３及び面Ｓ３と交差する面Ｓ４は、反射膜５０によって覆われている。反射膜５０は、シンチレータ３２から発せられた光を基板３４側に反射させる機能を有する。反射膜５０の材料として、例えば、Ａｌ２Ｏ３を用いることができる。反射膜５０は、シンチレータ３２の面Ｓ３及び面Ｓ４を覆い且つシンチレータ３２の周辺部において基板３４上をも覆っている。なお、反射膜５０が設けられていなくても放射線画像撮影装置１０において所望の画質の放射線画像を得ることができる場合には、反射膜５０を省略することが可能である。
【００３５】
反射膜５０の表面は、封止膜５１によって覆われている。封止膜５１は、反射膜５０を介してシンチレータ３２の面Ｓ３及び面Ｓ４を覆い且つシンチレータ３２の周辺部において基板３４上をも覆っている。封止膜５１は、シンチレータ３２を封止することで、シンチレータ３２への水分の侵入を防ぐ防湿機能を有する。封止膜５１の材料として、ポリエチレンテレフタレート、ポリフェニレンサルファイド、ポリエチレンナフタレート等の樹脂を用いることができる。
【００３６】
本実施形態において、放射線画像撮影装置１０は、放射線の入射側に基板３４を配置する、表面読取方式（ISS: Irradiation Side Sampling）による撮影方式を採用している。表面読取方式を採用することで、放射線の入射側にシンチレータ３２を配置する、裏面読取方式（PSS: Penetration Side Sampling）を採用した場合と比較して、シンチレータ３２における強発光位置と画素４１との間の距離を短くすることができ、その結果、放射線画像の解像度を高めることができる。なお、放射線画像撮影装置１０は、裏面読取方式を採用するものであってもよい。
【００３７】
支持板１６は、シンチレータ３２の放射線入射側とは反対側に配置されている。支持板１６とシンチレータ３２との間には、隙間が設けられている。支持板１６は、筐体１４の側部に固定されている。支持板１６のシンチレータ３２側とは反対側の面には、回路基板１９が設けられている。回路基板１９には、画像データを生成する信号処理部２６や、信号処理部２６により生成された画像データを記憶する画像メモリ２８等が搭載されている。
【００３８】
回路基板１９と基板３４とは、フレキシブルプリント基板（ＦＰＣ：Flexible Printed Circuit）やＴＣＰ（Tape Carrier Package）またはＣＯＦ（Chip On Film）２０にプリントされた配線を介して電気的に接続されている。ＣＯＦ２０上には、画素４１から読み出された電荷を電気信号に変換するチャージアンプ２４が搭載されている。回路基板１９と基板３４とを電気的に接続する、図２において図示されていない別のフレキシブルプリント基板上には、ゲート線駆動部２２（図５参照）が搭載されている。
【００３９】
支持部材６０は、基板３４の第１の面Ｓ１とは反対側の第２の面Ｓ２の側に積層されている。支持部材６０は、基板３４がシンチレータ３２を支持するのに必要な剛性を、基板３４に付与する役割を担う。すなわち、支持部材６０を設けることで、支持部材６０を設けない場合と比較して、シンチレータ３２の重量による基板３４の撓みが抑制される。
【００４０】
支持部材６０の材料として、例えば、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリサルフォン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、フェノール樹脂、ポリテトラフルオロエチレン、ポリクロロトリフルオロエチレン、シリコーン樹脂、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ポリカーボネート等の樹脂を用いることができる。また、支持部材６０の材料として、アルミニウム、鉄、またはこれらの合金等の金属を用いることもできる。また、支持部材６０の材料として、樹脂及び金属を積層した積層体を用いることもできる。支持部材６０の、基板３４との接触面とは反対側の面Ｓ５は、接着層１８を介して筐体１４の内壁に貼り付けられている。
【００４１】
図３は、筐体１４、基板３４、アクティブエリア４０及びシンチレータ３２の位置関係及びこれらの外形の一例を示す平面図である。
【００４２】
筐体１４及び基板３４の外形は、例えば矩形である。基板３４は、筐体１４との間にクリアランスＡ１を有して筐体１４の内部に収容されている。すなわち、基板３４の各辺と、筐体１４の内壁との間には間隙が設けられている。これにより、例えば、放射線画像撮影装置１０が落下するなどして放射線画像撮影装置１０に衝撃が加わった場合において、筐体１４が変形した場合でも、基板３４及び基板３４に搭載されている各部材が破損するリスクを抑制することができる。
【００４３】
基板３４のアクティブエリア４０の全体は、シンチレータ３２によって覆われている。すなわち、シンチレータ３２は、複数の画素４１の各々を覆っている。シンチレータ３２のサイズは、基板３４のサイズよりも小さく、シンチレータ３２の全体が基板３４と接している。本実施形態において、シンチレータ３２は、４つのコーナ部３２Ｃ１、３２Ｃ２、３２Ｃ３、３２Ｃ４と、４つの辺３２Ｌ１、３２Ｌ２、３２Ｌ３、３２Ｌ４とを有する。辺３２Ｌ１と辺３２Ｌ２とがコーナ部３２Ｃ１を共有し、辺３２Ｌ２と辺３２Ｌ３とがコーナ部３２Ｃ２を共有し、辺３２Ｌ３と辺３２Ｌ４とがコーナ部３２Ｃ３を共有し、辺３２Ｌ４と辺３２Ｌ１とがコーナ部３２Ｃ４を共有している。なお、辺３２Ｌ１と辺３２Ｌ２とがコーナ部３２Ｃ１を共有しているとは、コーナ部３２Ｃ１の一端に辺３２Ｌ１が接続され、コーナ部３２Ｃ１の他端に辺３２Ｌ２が接続されていることを意味する。他のコーナ部３２Ｃ２〜３２Ｃ４についても同様である。
【００４４】
ここで、図４は、図３における一点鎖線で囲んだコーナ部３２Ｃ１の周辺の領域Ｒの拡大図である。以下の説明においては、コーナ部３２Ｃ１について説明するが、他のコーナ部３２Ｃ２、３２Ｃ３、３２Ｃ４についても同様である。シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１は、面取りされており、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１の外縁３２Ｅは、当該コーナ部３２Ｃ１を共有する辺３２Ｌ１及び辺３２Ｌ２の延長線３２ｂよりも、基板３４の内側（中央側）に配置されている。換言すれば、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１の外縁３２Ｅは、当該コーナ部３２Ｃ１を共有する辺３２Ｌ１及び辺３２Ｌ２の延長線３２ｂから後退した位置に配置されている。なお、コーナ部３２Ｃ１の外縁３２Ｅとは、当該コーナ部３２Ｃ１を共有する辺３２Ｌ１及び辺３２Ｌ２に接続された、これらの辺３２Ｌ１及び辺３２Ｌ２に対して屈曲または湾曲したシンチレータ３２の縁である。図４に示すコーナ部３２Ｃ１以外の他のコーナ部３２Ｃ２、３２Ｃ３、３２Ｃ４についても同様である。
【００４５】
なお、シンチレータ３２の面取りとは、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の先端の角を除去し、各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４に角面または丸面を形成することを意味する。シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４における面取りの角度（すなわち、各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅと延長線３２ｂとの角度）φは、典型的には４５°であるが、これに限定されるものではない。シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４を面取りすることで、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４における屈曲部の角度θ１、θ２を、それぞれ鈍角とすることができる。
【００４６】
アクティブエリア４０の端部と、シンチレータ３２の対応する辺との間の距離をＢとし、シンチレータ３２の面取り寸法をＣとすると、下記の（１）式を満たすことが好ましい。下記の（１）式を満たすことで、シンチレータの各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４を面取りしてもアクティブエリア４０の全体をシンチレータ３２で覆うことが可能となる。
Ｃ＜２Ｂ  ・・・（１）
【００４７】
また、シンチレータ３２の各辺３２Ｌ１〜３２Ｌ４と、基板３２の対応する辺との間の距離をＤとし、アクティブエリア４０の端部と、筐体１４との間の距離をＬとすると、下記の（２）式を満たすことが好ましい。下記の（２）式は、基板３２と筐体１４との間のクリアランスがゼロよりも大きいことを意味する。また、（１）式及び（２）式より、（３）式を導くことができる。
Ｌ−Ｂ−Ｄ＞０  ・・・（２）
Ｃ＜２Ｂ＜２（Ｌ−Ｄ）  ・・・（３）
【００４８】
図５は、放射線画像撮影装置１０の電気的構成の一例を示す図である。基板３４の第１の面Ｓ１には、複数の画素４１がマトリクス状に配置されている。画素４１の各々は、シンチレータ３２から発せられた光に基づいて電荷を発生させる光電変換素子３６と、光電変換素子３６において生成された電荷を読み出す際にオン状態とされるスイッチング素子としてのＴＦＴ（Thin Film Transistor）４２とを含んでいる。光電変換素子３６は、例えば、アモルファスシリコンによって構成されるフォトダイオードであってもよい。
【００４９】
基板３４の第１の面Ｓ１には、画素４１の配列に沿って一方向（行方向）に伸びるゲート線４３と、ゲート線４３の伸びる方向と交差する方向（列方向）に伸びる信号線４４が設けられている。画素４１の各々は、ゲート線４３と信号線４４との各交差部に対応して設けられている。
【００５０】
ゲート線４３の各々は、ゲート線駆動部２２に接続されている。ゲート線駆動部２２は、制御部２９から供給される制御信号に基づいて、画素４１に蓄積された電荷の読み出しを行う。信号線４４の各々は、チャージアンプ２４に接続されている。チャージアンプ２４は複数の信号線４４の各々に対応して設けられている。チャージアンプ２４は、画素４１から読み出された電荷に基づいて電気信号を生成する。チャージアンプ２４の出力端子は、信号処理部２６に接続されている。信号処理部２６は、制御部２９から供給される制御信号に基づいて、チャージアンプ２４から供給される電気信号に対して所定の処理を施すことで、画像データを生成する。信号処理部２６には、画像メモリ２８が接続されている。画像メモリ２８は、制御部２９から供給される制御信号に基づいて信号処理部２６によって生成された画像データを記憶する。
【００５１】
制御部２９は、有線または無線の通信部（図示せず）を介して、放射線源と接続されたコンソール（図示せず）と通信して、ゲート線駆動部２２、信号処理部２６及び画像メモリ２８を制御することで、放射線画像撮影装置１０の動作を制御する。制御部２９は、例えばマイクロコンピュータを含んで構成されていてもよい。なお、ゲート線駆動部２２は、開示の技術における読み出し部の一例である。信号処理部２６は、開示の技術における生成部の一例である。
【００５２】
以下に、放射線画像撮影装置１０の動作の一例について説明する。放射線源（図示せず）から出射され被写体を透過した放射線が放射線画像撮影装置１０の放射線入射面１５から入射すると、シンチレータ３２は、放射線を吸収して可視光を発する。画素４１を構成する光電変換素子３６は、シンチレータ３２から発せられた光を電荷に変換する。光電変換素子３６によって生成された電荷は、対応する画素４１に蓄積される。光電変換素子３６によって生成された電荷の量は、対応する画素４１の画素値に反映される。
【００５３】
放射線画像を生成する場合、ゲート線駆動部２２は、制御部２９から供給される制御信号に基づいて、ゲート線４３を介してゲート信号をＴＦＴ４２に供給する。ＴＦＴ４２は、このゲート信号により行単位でオン状態とされる。ＴＦＴ４２がオン状態とされることにより画素４１に蓄積された電荷が信号線４４に読み出され、チャージアンプ２４に供給される。チャージアンプ２４は、信号線４４に読み出された電荷に基づいて電気信号を生成し、これを信号処理部２６に供給する。
【００５４】
信号処理部２６は、複数のサンプルホールド回路、マルチプレクサ、アナログデジタル変換器（いずれも図示せず）を備えている。複数のサンプルホールド回路は、複数の信号線４４の各々に対応して設けられている。チャージアンプ２４から供給された電気信号は、サンプルホールド回路で保持される。個々のサンプルホールド回路で保持された電気信号は、マルチプレクサを介してアナログデジタル変換器に入力され、デジタル信号に変換される。信号処理部２６は、アナログデジタル変換器によって生成されたデジタル信号と画素４１の位置情報とを対応付けたデータを画像データとして生成し、画像データを画像メモリ２８に供給する。画像メモリ２８は、信号処理部２６によって生成された画像データを記憶する。
【００５５】
以下に、放射線検出器３０の製造方法について説明する。図６Ａ〜図６Ｅは、放射線検出器３０の製造方法の一例を示す断面図である。
【００５６】
はじめに、基板３４の第１の面Ｓ１に複数の画素４１を形成する（図６Ａ）。なお、基板３４を支持するための支持体（図示せず）により基板３４を支持した状態で、画素４１の形成を行ってもよい。
【００５７】
次に、基板３４の第１の面Ｓ１とは反対側の第２の面Ｓ２に支持部材６０を貼り付ける（図６Ｂ）。
【００５８】
次に、基板３４の第１の面Ｓ１上にマスク７０を形成する（図６Ｃ）。ここで、図７は、マスク７０の構成の一例を示す平面図である。図７に示すように、マスク７０は後の工程において形成されるシンチレータ３２の外形に対応する形状の開口部７１を有する。
【００５９】
次に、基板３４の第１の面Ｓ１における、マスク７０の開口部７１から露出している部分に、シンチレータ３２を形成する（図６Ｄ）。シンチレータ３２は、例えば気相成長法を用いて、ＴｌをドープしたＣｓＩの柱状結晶を、基板３４上に直接成長させることにより形成することができる。シンチレータ３２を形成する際にマスク７０を用いることで、シンチレータ３２の外形は、マスク７０の開口部７１の形状に応じた形状となる。すなわち、シンチレータの各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４は面取りされ、図４に示すように、例えば、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１の外縁３２Ｅは、当該コーナ部３２Ｃ１を共有する辺３２Ｌ１及び辺３２Ｌ２の延長線３２ｂよりも、基板３４の内側（中央側）に配置される。シンチレータ３２の形成後、マスク７０を除去する。
【００６０】
次に、シンチレータ３２の、基板３４との接触面とは反対側の面Ｓ３及び面Ｓ３と交差する面Ｓ４を覆う反射膜５０を形成する。続いて、反射膜５０を覆う封止膜５１を形成する（図６Ｅ）。反射膜５０及び封止膜５１を含む積層膜は、シンチレータ３２の周辺部において基板３４上をも覆うように形成される。
【００６１】
基板が可撓性を有する場合、例えば、放射線検出器の製造工程において、基板をハンドリングする際に、基板に撓みが生じやすく、シンチレータが基板から剥離するおそれがある。特に、シンチレータのコーナ部は、シンチレータの他の部分と比較して、基板との接触面積が小さいので、コーナ部において剥離が生じやすい。開示の技術の実施形態に係る放射線検出器３０及び放射線画像撮影装置１０によれば、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４が面取りされ、各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４を共有する各辺の延長線よりも、基板３４の内側（中央側）に配置されている。従って、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁が、当該コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４を共有する各辺の延長線上または延長線よりも基板の外側に配置されている場合と比較して、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４における基板３４との接触面積を大きくすることができ、シンチレータ３２が基板３４から剥離するリスクを低減させることができる。
【００６２】
また、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４が面取りされることで、面取りされない場合と比較して、反射膜５０及び封止膜５１を含む積層膜の、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４を覆う部分における折れの発生を抑制することができる。更に、反射膜５０及び封止膜５１を含む積層膜の、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の近傍における、基板３４との接触面積を大きくすることができる。これにより、反射膜５０及び封止膜５１を含む積層膜がシンチレータ３２から剥離するリスクを抑制することができ、また、上記積層膜の破れ等の破損の発生を抑制することができる。
【００６３】
ここで、図８は、基板として可撓性を有さないガラス基板を使用した場合の基板の外縁Ｅ２及びこの場合のシンチレータの外縁Ｅ４と、開示の技術の実施形態に係る基板３４の外縁Ｅ１及びシンチレータ３２の外縁Ｅ３と併せて示した図である。開示の技術の実施形態に係る放射線画像撮影装置１０によれば、基板３４が樹脂フィルム等の可撓性を有する材料によって構成されているので、基板３４と筐体１４との間のクリアランスＡ１を、ガラス基板を用いる場合のクリアランスＡ２よりも小さくすることができる。開示の技術の実施形態に係る基板３４のサイズを、ガラス基板のサイズよりも大きくすることができる。従って、開示の技術の実施形態に係るシンチレータ３２のサイズを、ガラス基板を使用する場合のシンチレータのサイズよりも大きくすることができる。従って、開示の技術の実施形態に係る放射線検出器３０及び放射線画像撮影装置１０によれば、シンチレータ３２のコーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４が面取りされるものの、アクティブエリア４０の全体を、シンチレータ３２で覆うことが可能である。これにより、複数の画素４１の各々を有効に機能させることができ、放射線画像撮影装置１０により得られる放射線画像の全体に亘り高画質を得ることができる。
【００６４】
図９は、開示の技術の実施形態に係る放射線検出器３０の断面図である。シンチレータ３２を気相成長法によって形成すると、図９に示すように、シンチレータ３２の端部の面Ｓ４は傾斜面となる。上記のように、開示の技術の実施形態に係る放射線検出器３０によれば、ガラス基板を使用する場合と比較して、基板３４のサイズを大きくすることができる。従って、シンチレータ３２の面Ｓ４の傾斜角度αを、ガラス基板を使用する場合と比較して小さくすることができる。これにより、反射膜５０及び封止膜５１を含む積層膜をシンチレータ３２の表面に形成する際の、上記積層膜とシンチレータ３２との位置あわせ精度を、ガラス基板を使用する場合と比較して緩和することができる。
【００６５】
なお、図９に示すように、シンチレータ３２の傾斜している面Ｓ４と重なる位置に画素４１を配置してもよい。この場合、シンチレータ３２の傾斜部の画素４１を覆う部分の厚さが、シンチレータ３２の平坦部における厚さＴの７０％以上であることが好ましい。これにより、複数の画素４１の各々を有効に機能させることができ、放射線画像撮影装置１０により得られる放射線画像の全体に亘り高画質を得ることができる。
【００６６】
なお、上記の実施形態では、気相成長法によりシンチレータ３２を基板３４上に直接成長させる場合について例示したが、この態様に限定されるものではない。例えば、気相成長法により、基板３４とは別の基板に形成したシンチレータ３２を、基板３４に貼り付けてもよい。この場合、シンチレータ３２の外形に対応した形状の開口部を有するマスクを、基板３４とは別の基板上に配置し、上記別の基板の、マスクの開口部から露出した部分にＣｓＩ：Ｔｌの柱状結晶を成長させることで、上記別の基板上にシンチレータ３２を形成する。その後、別の基板に形成されたシンチレータ３２を基板３４に貼り付ける。
【００６７】
Ｇｄ２Ｏ２Ｓ:Ｔｂ等の柱状結晶構造を有さない材料からなるシンチレータは、シンチレータシートの状態で提供されることが一般的である。シンチレータ３２の材料として、シンチレータシートを用いる場合、図１０Ａに示すように、シンチレータ３２の外形に応じた切断線Ｌｃに沿って、シンチレータシート３２Ｓを切断する。これにより、図１０Ｂに示すように各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４が面取りされたシンチレータ３２をシンチレータシート３２Ｓから切り出す。その後、シンチレータシート３２Ｓから切り出されたシンチレータ３２を基板３４に貼り付ける。
【００６８】
また、上記の実施形態では、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４における面取りの形態として、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向に伸びる１つの辺を含む形態を例示したが、この形態に限定されるものではない。例えば、図１１Ａに示すように、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向に伸びる２つの辺を有していてもよい。また、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向の伸びる３つ以上の辺を有していてもよい。シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を挟む各辺と交差する少なくとも１つの辺を有することで、シンチレータ３２は上記少なくとも１つの辺において基板３２と接することができ、シンチレータ３２が基板３４から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。
【００６９】
また、図１１Ｂに示すように、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが丸みを帯びた形状であってもよい。この場合、外縁３２Ｅは、円または楕円の弧に相当する形状であってもよいし、円または楕円以外の曲線形状であってもよい。シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅを、丸みを帯びた形状とすることで、シンチレータ３２は、上記丸みを帯びた外縁３２Ｅにおいて基板３４と接することができ、シンチレータ３２が基板３４から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。
【００７０】
ここで、アクティブエリア４０の端部と、シンチレータ３２の対応する辺との間の距離をＢとし、シンチレータ３２の各辺３２Ｌ１〜３２Ｌ４と、基板３２の対応する辺との間の距離をＤとし、アクティブエリア４０の端部と、筐体１４との間の距離をＬとすると、下記の（４）式を満たすことが好ましい。下記の（４）式は、基板３２と筐体１４との間のクリアランスがゼロよりも大きいことを意味する。
Ｌ−Ｂ−Ｄ＞０  ・・・（４）
【００７１】
また、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅにおける曲率半径をＲとすると、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の頂部Ｐを通り且つアクティブエリア４０の端部と平行な仮想線Ｑと、シンチレータの各辺３２Ｌ１〜３２Ｌ４との距離Ｆは、下記の（５）式によって示される。また、Ｂ＞Ｆであるから、（６）式を導くことができる。更に、（４）式及び（６）式から（７）式を導くことができる。
Ｆ＝Ｒ−Ｒ／√２  ・・・（５）
Ｂ＞Ｒ−Ｒ／√２  ・・・（６）
Ｒ＜（２＋√２）Ｂ＜（２＋√２）×（Ｌ−Ｄ）  ・・・（７）
【００７２】
図１１Ａ及び図１１Ｂに示す各形態においても、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅは、当該コーナ部を共有する各辺の延長線よりも、基板３４の内側（中央側）に配置される。従って、シンチレータが基板から剥離するリスクを、開示の技術を適用しない場合と比較して低減することが可能である。
【００７３】
日本出願特願２０１８−０３４５５５号の開示はその全体が参照により本明細書に取り込まれる。
【００７４】
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、および技術規格は、個々の文献、特許出願、および技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
【符号の説明】
【００７５】
１０  放射線画像撮影装置
１２  制御ユニット
１４  筐体
１５  放射線入射面
１６  支持板
１８  接着層
１９  回路基板
２０  ＣＯＦ
２２  ゲート線駆動部
２４  チャージアンプ
２６  信号処理部
２８  画像メモリ
２９  制御部
３０  放射線検出器
３２  シンチレータ
３２Ｃ  コーナ部
３２Ｅ  外縁
３２Ｓ  シンチレータシート
３２ａ  辺
３２ｂ  延長線
３４  基板
３６  光電変換素子
４０  アクティブエリア
４１  画素
４２  ＴＦＴ
４３  ゲート線
４４  信号線
５０  反射膜
５１  封止膜
６０  支持部材
７０  マスク
７１  開口部
α  傾斜角度
θ１、θ２、θ３、φ  角度
Ａ１、Ａ２  クリアランス
Ｌｃ  切断線
Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５  面
【図１】
2019167648.tif 000003
【図２】
2019167648.tif 000004
【図３】
2019167648.tif 000005
【図４】
2019167648.tif 000006
【図５】
2019167648.tif 000007
【図６Ａ】
2019167648.tif 000008
【図６Ｂ】
2019167648.tif 000009
【図６Ｃ】
2019167648.tif 000010
【図６Ｄ】
2019167648.tif 000011
【図６Ｅ】
2019167648.tif 000012
【図７】
2019167648.tif 000013
【図８】
2019167648.tif 000014
【図９】
2019167648.tif 000015
【図１０Ａ】
2019167648.tif 000016
【図１０Ｂ】
2019167648.tif 000017
【図１１Ａ】
2019167648.tif 000018
【図１１Ｂ】
2019167648.tif 000019
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月14日(2020.8.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００４７】
また、シンチレータ３２の各辺３２Ｌ１〜３２Ｌ４と、基板３４の対応する辺との間の距離をＤとし、アクティブエリア４０の端部と、筐体１４との間の距離をＬとすると、下記の（２）式を満たすことが好ましい。下記の（２）式は、基板３４と筐体１４との間のクリアランスがゼロよりも大きいことを意味する。また、（１）式及び（２）式より、（３）式を導くことができる。
Ｌ−Ｂ−Ｄ＞０  ・・・（２）
Ｃ＜２Ｂ＜２（Ｌ−Ｄ）  ・・・（３）
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００６８
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００６８】
また、上記の実施形態では、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４における面取りの形態として、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向に伸びる１つの辺を含む形態を例示したが、この形態に限定されるものではない。例えば、図１１Ａに示すように、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向に伸びる２つの辺を有していてもよい。また、シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する方向の伸びる３つ以上の辺を有していてもよい。シンチレータ３２の各コーナ部３２Ｃ１〜３２Ｃ４の外縁３２Ｅが、当該コーナ部を共有する各辺と交差する少なくとも１つの辺を有することで、シンチレータ３２は上記少なくとも１つの辺において基板３４と接することができ、シンチレータ３２が基板３４から剥離するリスクを低減させる効果を促進できる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００７０
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００７０】
ここで、アクティブエリア４０の端部と、シンチレータ３２の対応する辺との間の距離をＢとし、シンチレータ３２の各辺３２Ｌ１〜３２Ｌ４と、基板３４の対応する辺との間の距離をＤとし、アクティブエリア４０の端部と、筐体１４との間の距離をＬとすると、下記の（４）式を満たすことが好ましい。下記の（４）式は、基板３４と筐体１４との間のクリアランスがゼロよりも大きいことを意味する。
Ｌ−Ｂ−Ｄ＞０  ・・・（４）
【国際調査報告】
2019167648.tif 000020
2019167648.tif 000021
2019167648.tif 000022
2019167648.tif 000023