JP2011128085A - 放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 撮影の自由度を向上することができる放射線撮像装置を実現することを目的とする。
【解決手段】 放射線撮像装置は、光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルと、センサーパネルの有効画素領域上及び周辺領域上に配置されたシンチレータ層と、シンチレータ層上に配置されたシンチレータ保護層と、を有し、シンチレータ層は、有効画素領域上及び周辺領域上にそれぞれ複数の柱状結晶を有し、周辺領域上の複数の柱状結晶の間に配置され、有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように配置された樹脂を有し、有効画素領域上の複数の柱状結晶は、センサーパネルと、シンチレータ保護層と、樹脂とで囲われている。
【選択図】 図１

Description

本発明は、放射線撮像装置、放射線撮像システム及び放射線撮像装置の製造方法に関する。

従来の放射線撮像装置として、シンチレータ層の上部および側面並びに基板のシンチレータ層外周部を覆う有機膜及びアルミニウム膜を蒸着によって形成したものがある（特許文献１参照。）。また、従来の放射線撮像装置には、光検出器配列の上に有効部分のまわりに配置され、シンチレータの外側側壁を囲む包囲リングと、包囲リングに気密に結合され、シンチレータ上に張りわたされた包囲リングカバーとを備えたものがある（特許文献２参照。）。また、従来の放射線撮像装置として、膜面方向に隣り合う柱状結晶が界面を介して隙間なく接触して結合されている蛍光体膜部と、光電変換素子部とをそなえたものがある（特許文献３参照。）。

特開２０００−２８４０５３号公報 特開平５−２４２８４１号公報 特開２００８−０３２４０７号公報

蒸着によって形成されるシンチレータ層は、特許文献１のシンチレータ層に示されるように、シンチレータ層が形成される基板の中央部に比べて周辺部の方が膜厚が小さくなっている。そして、シンチレータ層として主に使用されるＣｓＩは、空気中に含まれる水蒸気を吸湿して溶解するため、シンチレータ層の表面を超える領域にわたって有機又は無機の保護層で覆って保護している。

特許文献２の装置は、シンチレータの外側側壁と間隔を空けて包囲リングが配置されているため、大型であった。

特許文献３の装置は、蛍光体膜の隣り合う柱状結晶が隙間なく接触した集合体を構成しているため、柱状結晶内で発生した光が隣の柱状結晶に広がることから鮮鋭度が低下する。

放射線撮像装置は、撮影できる領域（有効画素領域）と有効領域の外側に撮影できない領域（周辺領域）を有するが、一般にシンチレータ層の膜厚が小さくなっている部分は有効画素領域外に形成される。

このような構成によって、撮影の自由度が低下していた。

本発明は、このような従来の構成が有していた問題を解決しようとするものであり、撮影の自由度を向上することができる放射線撮像装置を実現することを目的とする。

そして、本発明は上記目的を達成するために、本発明に係る放射線撮像装置は、光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルと、前記センサーパネルの前記有効画素領域上及び前記周辺領域上に配置されたシンチレータ層と、前記シンチレータ層上に配置されたシンチレータ保護層と、を有し、前記シンチレータ層は、前記有効画素領域上及び前記周辺領域上にそれぞれ複数の柱状結晶を有し、
前記周辺領域上の複数の柱状結晶の間に配置され、前記有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように配置された樹脂を有し、前記有効画素領域上の複数の柱状結晶は、前記センサーパネルと、前記シンチレータ保護層と、前記樹脂とで囲われている構成としたものである。

また、本発明に係る放射線撮像装置の製造方法は、光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルを準備する工程と、前記センサーパネルの前記有効画素領域上及び前記周辺領域上に複数の柱状結晶を有するシンチレータ層を形成する工程と、前記センサーパネルの前記周辺領域上の複数の柱状結晶の間に樹脂を塗布する工程と、前記有効画素領域上及び前記周辺領域上を覆うシンチレータ保護層を形成する工程と、を有する構成としたものである。

本発明の放射線撮像装置は、周辺領域を狭くすることができるため、撮影の自由度が向上した放射線撮像装置を提供できる。

本発明に係る放射線撮像装置の実施形態を示す平面図及び断面図である。 図１の放射線撮像装置の一実施例を示す部分断面図である。 図１の放射線撮像装置の一実施例を示す部分断面図である。 本発明に係る放射線撮像装置の製造方法の一実施例を示す部分断面図である。 本発明に係る放射線撮像装置の製造方法の一実施例を示す部分断面図である。 図５の放射線撮像装置の製造方法によって形成された放射線撮像装置の平面図である。 本発明に係る放射線撮像装置の一実施例を示す部分断面図である。 本発明による撮像装置の放射線撮像システムへの応用例を示す構成図である。

以下、本発明の実施の形態を図１〜図８に基づいて説明する。

図１は、本実施例を示す放射線撮像装置であり、図１（ａ）は平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＸ−Ｘ’線に沿った断面図である。

図１（ａ）及び図１（ｂ）に示すように、放射線撮像装置は、センサーパネル１と、センサーパネル１の周辺部に配置された周辺回路２と、シンチレータ層３と、シンチレータ保護層４を有する。シンチレータ層３は、センサーパネル１とシンチレータ保護層４の間に配置されている。

図１（ａ）の破線内の領域Ａは放射線撮像装置の撮影可能な領域である有効画素領域である。領域Ａには複数の画素１５が配置されている。破線とシンチレータ保護層４の外周部との間は封止領域Ｂである。

図１（ｂ）に示すように、封止領域Ｂは、アクティブマトリクスアレイ上に配置されたシンチレータ層３の周辺部であり、外部の水蒸気によって潮解し易いシンチレータ層を保護するための封止部である。周辺領域Ｃは領域Ａの外側であり撮影できない領域である。

図２は、図１（ｂ）の破線Ｐを拡大した部分断面図であり、図２（ａ）はシンチレータ層３が実質的に均一な膜厚である構成を示し、図２（ｂ）はシンチレータ層３が有効画素領域Ａの膜厚より周辺領域Ｃの膜厚が小さい構成を示している。センサーパネル１は基板１１と、基板上に配置されたアクティブマトリクスアレイ１２に対応する配線１３、第１の絶縁層１４、画素に含まれる光電変換素子１６、第２の絶縁層１７、保護層１８を有する。画素は光電変換素子１６と不図示のスイッチ素子を含み、スイッチ素子は配線１３に接続されている。光電変換素子１６の光電変換によって得られる信号電荷は、スイッチ素子、配線１３を介して周辺回路２に転送される。配線１３と周辺回路は接続部材２１によって接続されている。シンチレータ層３は複数の柱状結晶を有し、保護層１８上に配置されている。シンチレータ層３の封止領域Ｂは封止部材５によって封止されている。図２（ａ）で示したシンチレータ層３は、例えば有効画素領域Ａと封止領域Ｂを合わせた領域よりも広い領域に蒸着により形成した後、封止領域Ｂより外側に形成された柱状結晶を剥離させることで形成できる。図２（ｂ）で示したシンチレータ層３は、封止領域Ｂから外側、すなわち周辺領域Ｃをマスクした状態で蒸着により形成できる。本発明は、有効画素領域Ａの外側にあるシンチレータ層３の外縁部を封止部としたことで、シンチレータ保護層４の領域を低減して周辺領域Ｃを狭くすることができ、放射線撮像装置の小型化が実現できる。また、図２（ｂ）の構成の場合、シンチレータ層３の外縁部の膜厚が有効画素領域Ａのシンチレータ層３の膜厚より小さい部分を有するため、封止部の外部と接する側面の面積が小さくなり、より耐湿性が向上する。この領域Ａの外側にあるシンチレータ層３部分を封止部としたことで、シンチレータ保護層４の領域を低減して周辺領域Ｃを狭くすることができ、放射線撮像装置の小型化が実現できる。

基板１１はガラスや樹脂などの絶縁性基板が用いられる。

光電変換素子１６は、アモルファスシリコンなどを用いたＭＩＳ型、ＰＩＮ型或いはＴＦＴ型の光電変換素子が用いられる。スイッチ素子は、ＴＦＴやダイオードスイッチが用いられる。光電変換素子とスイッチ素子は、積層して配置されていても平面に配置されていても良い。

第１の絶縁層は、無機又は有機の絶縁膜やそれらを複数組み合わせた積層の絶縁層が用いられる。無機絶縁膜としては、ＳｉＮｘ等が用いられ、スイッチ素子の保護膜として一般的に用いられている。有機絶縁膜としては、アクリル系樹脂、ポリイミド系樹脂、シロキサン系樹脂が用いられる。光電変換素子とスイッチ素子とが積層構造の場合、第１の絶縁層は光電変換素子とスイッチ素子との間に配置される。

第２の絶縁層は、無機又は有機の絶縁膜が用いられる。無機絶縁膜としては、ＳｉＮｘ等が用いられる。有機絶縁膜としては、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマー、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリサルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂が用いられる。有機絶縁膜としては更に、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。

保護層１８は、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコーン樹脂等が用いられる。第２の絶縁層及び保護層は、シンチレータ層３によって放射線から変換された光が通過することから、シンチレータ層３が放出する光の波長において高い透過率を示すものが望ましい。

接続部材２１は、半田や異方性導電接着フィルム（ＡＣＦ）が用いられる。

周辺回路２はフレキシブル配線板が用いられ、ＩＣなどの電子部品が実装されたフレキシブル配線板も用いられる。

シンチレータ層３は、放射線を光電変換素子１６が感知可能な光に変換するものであり、センサーパネル１の有効画素領域上と周辺領域上に形成された柱状結晶３１を複数有する。複数の柱状結晶３１を有するシンチレータ層３は、柱状結晶３１内で発生した光が柱状結晶３１の内部を伝搬するので光散乱が少ないため、良好な解像度が得られる。柱状結晶３１を有するシンチレータ層３の材料としては、ハロゲン化アルカリを主成分とする材料が好適に用いられる。例えば、ＣｓＩ：Ｔｌ、ＣｓＩ：Ｎａ、ＣｓＢｒ：Ｔｌ、ＮａＩ：Ｔｌ、ＬｉＩ：Ｅｕ、ＫＩ：Ｔｌ等が用いられる。ＣｓＩ：Ｔｌの場合は、ＣｓＩとＴｌＩを同時に蒸着することで形成できる。なお、シンチレータ層の膜厚が小さくなっている部分は、輝度が低下する傾向にある。

封止部材５は、防湿性の高い材料、水分透過性の低い材料であることが好ましく、エポキシ系樹脂やアクリル系樹脂等の樹脂材料が好適に用いられ、シリコーン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系の樹脂も用いることができる。封止部材５を配置する位置は、シンチレータ層３の周辺部が好ましく、より好ましくは、有効画素領域Ａの平均膜厚の８割以下となっているシンチレータ層３の外縁が好ましい。シンチレータ層３の膜厚が周辺部で小さくなっている方が良い理由は、封止部の外部と接する側面の面積が小さくなり、より耐湿性が向上するからである。そして、シンチレータ層の輝度が低下している部分を封止部として利用するからである。封止部材５は、図３（ａ）で示すように、樹脂５１と、樹脂５１に均一に添加された光吸収部材５２とで構成してもよい。すなわち、樹脂は５１、内部に光吸収部材５２を含む構成を有する。光吸収部材５２は、カーボンブラック、アイボリーブラック、マルスブラック、ピーチブラック、ランプブラック等の無機顔料やアニリンブラック等の有機顔料の粒子が用いられる。光吸収部材５２は、上述の材料から選択された１以上の材料を含む。また、封止部材５は、図３（ｂ）で示すように、樹脂５１と、樹脂５１に均一に添加された光反射部材５３とで構成してもよい。すなわち、樹脂は５１、内部に光反射部材５３を含む構成を有する。光反射部材５３は、酸化チタンや酸化亜鉛の粒子が用いられる。このような樹脂と光吸収部材或いは光反射部材を有する封止部材の構成により、シンチレータ層３の周辺から有効画素領域Ａに入射するような外光を低減することができるため、放射線撮像装置は良好な画質の画像を得ることができる。

シンチレータ保護層４は、外部からシンチレータ層３に水分が侵入すること防止する防湿保護機能及び外部からの衝撃によるシンチレータ層の破壊を防止する衝撃保護機能を有する。シンチレータ保護層４は、複数の画素を覆い、封止部材上に延在して配置されている。シンチレータ保護層４は、一層構造や複層構造を有する。一層構造は、反射層のみである。複層構造のうち、二層構造は、例えばシンチレータ層側から樹脂層、反射層の積層構造が用いられ、三層構造は、例えばシンチレータ層側から第１の樹脂層、反射層、第２の樹脂層の積層構造が用いられる。柱状結晶構造のシンチレータ層を用いる場合、シンチレータ保護層４のシンチレータ層側の樹脂層４１の厚さは２０〜２００μｍが好ましい。樹脂層４１の厚さが２０μｍ以下の場合、シンチレータ層３の表面の凹凸の被覆が不十分となる可能性があり、防湿保護機能が低下する可能性がある。一方、樹脂層４１の厚さが２００μｍ以上の場合、取得される画像の解像度及びＭＴＦ（Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ Ｔｒａｎｓｆｅｒ Ｆａｎｃｔｉｏｎ）が低下する可能性がある。なぜなら、シンチレータ層３で発生した光もしくは反射層４２で反射された光が樹脂層４１の隣接する部材との界面で反射することによって散乱が増加するからである。樹脂層４１の材料としては、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの一般的な有機封止材料や、ＣＶＤ蒸着で形成するポリパラキシリレンの有機膜、ホットメルト樹脂等が用いられるが、特に水分透過率の低い樹脂が望ましい。

ここで、ホットメルト樹脂を説明する。ホットメルト樹脂は、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化されるものである。ホットメルト樹脂は、加熱溶融状態で、他の有機材料、および無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たないものである。また、ホットメルト樹脂は極性溶媒、溶剤、および水を含んでいないので、シンチレータ層３（例えば、ハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有するシンチレータ層）に接触してもシンチレータ層を溶解しない。そのため、ホットメルト樹脂は、シンチレータ保護層４の特に樹脂層４１として使用され得る。ホットメルト樹脂は、熱可塑性樹脂を溶剤に溶かし溶媒塗布法によって形成された溶剤揮発硬化型の接着性樹脂とは異なる。またエポキシ等に代表される化学反応によって形成される化学反応型の接着性樹脂とも異なる。ホットメルト樹脂材料は主成分であるベースポリマー（ベース材料）の種類によって分類され、ポリオレフィン系、ポリエステル系、ポリアミド系等を用いることができる。シンチレータ保護層４の樹脂層４１としては、防湿性が高く、またシンチレータ層が発生する可視光線を透過する光透過性が高いことが重要である。シンチレータ保護層４の樹脂層４１として必要とされる防湿性を満たすホットメルト樹脂としてポリオレフィン系樹脂、ポリエステル系樹脂が好ましい。この中で、吸湿率が低い材料はポリオレフィン樹脂である。そして、光透過性の高い樹脂も、ポリオレフィン系樹脂である。したがってシンチレータ保護層４の樹脂層４１としてポリオレフィン系樹脂をベースにしたホットメルト樹脂が特に好ましい。ポリオレフィン樹脂は、エチレン−酢酸ビニル共重合体、エチレン−アクリル酸共重合体、エチレン−アクリル酸エステル共重合体、エチレン−メタクリル酸共重合体、エチレン−メタクリル酸エステル共重合体および、アイオノマー樹脂から選ばれる少なくとも１種を主成分として含有することが好ましい。エチレン酢酸ビニル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはヒロダイン７５４４（ヒロダイン工業製）がある。エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはＯ−４１２１（倉敷紡績製）がある。エチレン−メタクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはＷ−４１１０（倉敷紡績製）がある。エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはＨ−２５００（倉敷紡績製）がある。エチレン−アクリル酸共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはＰ−２２００（倉敷紡績製）がある。エチレン−アクリル酸エステル共重合体を主成分とするホットメルト樹脂としてはＺ−２（倉敷紡績製）等を用いることができる。シンチレータ層３は、樹脂層４１及び封止部材である樹脂で覆われた構成となる。そして、シンチレータ層３を覆う樹脂は、シンチレータ層の上部からセンサーパネル側へと有効画素領域上の複数の柱状結晶の間及び周辺領域上の複数の柱状結晶の間に伸びて配置されている。したがって、シンチレータ層と樹脂との厚み方向の重なりは、周辺領域上の方が有効画素領域上より厚くなっている。このような構成を放射線撮像装置が有しているため、外部からの水蒸気からシンチレータ層を保護することができる。

反射層４２は、シンチレータ層３が放射線を変換して発した光のうち、光電変換素子１６と反対側に進行した光を反射して光電変換素子１６に導くことにより、光利用効率を向上させる機能を有するものである。また、反射層４２は、シンチレータ層３が発生した光以外の外部からの光線が光電変換素子に入射することを抑制する。反射層４２は、金属箔または金属薄膜を用いることが好ましく、厚さは１〜１００μｍが好ましい。反射層４２が１μｍより薄い場合、遮光性能の低下の可能性や、反射層４２の形成時にピンホール欠陥が発生することによる防湿性能の低下の可能性がある。一方、反射層４２の厚さが１００μｍ以上の場合、放射線の吸収量が大きくなるため、シンチレータ層の発光量の低下による画質の低下の可能性がある。また、画質を維持するために放射線量を増大した場合には、被撮影者の被爆する線量の増加の可能性がある。更にまた、反射層がシンチレータ層３をその表面形状に沿って覆うことが困難となる可能性があり、反射性能及び防湿性能の低下の可能性がある。反射層４２の材料としては、銀、銀合金、アルミニウム、アルミ合金、金、銅などの金属材料を用いることができるが、一般的には反射率が良く安価なアルミニウムが用いられる。

樹脂層４３は、反射層４２の保護層として用いられる。樹脂層４３の材料としてはポリエチレンテレフタレート樹脂が用いられる。

図４は、本実施例の放射線撮像装置の製造方法を示す部分断面図である。

図４（ａ）はセンサーパネルを準備する工程である。センサーパネル１はガラスからなる基板１１と、基板上に配置された、配線１３、ＳｉＮｘからなる第１の絶縁層１４、画素に含まれるＰＩＮ型の光電変換素子１６、ＳｉＮｘからなる第２の絶縁層１７、ポリイミド樹脂からなる保護層１８を有する。画素は、光電変換素子１６と、光電変換素子に接続された不図示のスイッチ素子としてのＴＦＴとを含み、ＴＦＴは配線１３に接続されている。

図４（ｂ）はセンサーパネル上に、複数の柱状結晶を有するシンチレータ層を形成する工程である。シンチレータ層３は、蒸着装置によってセンサーパネル上に形成する。シンチレータ層３の形成面の外側は、不図示のマスクで覆ってシンチレータ層３となる材料を蒸着する。シンチレータ層３の材料はＣｓＩ：Ｔｌである。シンチレータ層３の膜厚は、有効画素領域Ａで約５００μｍであり、封止領域Ｂでは、有効画素領域Ａの平均膜厚の８割以下の部分を有する。また、シンチレータ層３は、柱状結晶構造を有し、柱状の結晶の各々は隣接する柱状の結晶とは少なくとも一部で隙間を有している。この隙間によって放射線撮像装置は解像度が良好な画像を得ることができる。

図４（ｃ）は封止部材を形成する工程である。本工程は、封止部材となる樹脂の塗布と硬化を行う。具体的には、まず、シールディスペンサーによって、シンチレータ層３の周辺部にエポキシ樹脂を塗布し、複数の柱状結晶の隙間へ樹脂を浸透させる。次に、エポキシ樹脂を窒素雰囲気下、１２０℃、６０分で硬化させる。封止部材５となる樹脂は、有効画素領域Ａには浸透しないように塗布を行うことが必要である。これは、有効画素領域Ａに樹脂５１が浸透することによって放射線撮像装置で得られる画像の解像度が低下することを防ぐためである。また、封止部材５となる樹脂は、有効画素領域Ａの平均膜厚の８割以下となっているシンチレータ層３の周辺部の部分に塗布することが好ましい。これは、周辺領域Ｃを小さくする効果を有する。図３（ａ）、図３（ｂ）で示される封止部材５を用いる場合は、予め樹脂に光吸収部材や光反射部材を分散させた混合材料をシンチレータ層３の周辺に塗布する。例えば、光吸収部材を用いる場合は、平均粒子径が約５００ｎｍのカーボンブラック粒子を均一に分散したエポキシ樹脂を準備した。また、光反射部材を用いる場合は、平均粒子径が約５００ｎｍの酸化チタン粒子を均一に分散したエポキシ樹脂を準備した。

図４（ｄ）はシンチレータ層上にシンチレータ保護層を形成する工程である。シンチレータ保護層４は、反射層４２となるアルミシート、樹脂層４３となるポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）を積層した後、樹脂層４１となるポリオレフィン樹脂のホットメルト樹脂を反射層４２にヒートローラーを用い転写接着して形成した。この３層のシンチレータ保護層をシンチレータ層３上に配置し、シンチレータ保護層全体を加熱加圧して樹脂層４１の溶着によりシンチレータ層３と固定する。より密着性を向上する場合は、シンチレータ保護層４の周辺部の封止部材５に対向する部分がバータイプの加熱圧着ヘッドで圧着されることが好ましい。加熱加圧処理は、圧力１〜１０ｋｇ／ｃｍ２、温度はホットメルト樹脂の溶融開始温度より１０〜５０℃以上の温度で１〜６０秒間行った。

その後、配線１３にＡＣＦを用いて周辺回路を接続した（不図示）。

このようにして作成した放射線撮像装置は、シンチレータ層３の有効画素領域Ａに対向する領域が、センサーパネル１、封止部材５、シンチレータ保護層４で保護される構造となる。そのため、水分等がシンチレータ層の有効画素領域Ａの部分へ侵入することを防止できた。更に、シンチレータ層の膜厚が小さくなっている部分を封止部とすることで周辺領域は小さくなったため、充分な有効画素領域を有し、小型の放射線撮像装置を得ることができた。

本実施例は、シンチレータ層の周辺部に封止部材が有効画素領域に浸入することを防止する連続体を形成したことが実施例１と異なる。本実施例の放射線撮像装置とその製造方法は以下の通りある。

図５（ａ）はセンサーパネルを準備する工程である。センサーパネル１は、基板１１上にアクティブマトリクスアレイ１２が形成されている。詳細は、実施例１の図４（ａ）とその説明と同様である。

図５（ｂ）はセンサーパネル上に、複数の柱状結晶を有するシンチレータ層を形成する工程である。シンチレータ層３は、センサーパネル１上に蒸着装置によって形成されている。詳細は、実施例１の図４（ｂ）とその説明と同様である。

図５（ｃ）はシンチレータ層の周辺部に連続体を形成する工程である。シンチレータ層３の有効画素領域に対応する部分の外周部を加熱し、柱状結晶を溶融して連続体を形成した。例えば、レーザー照射やプラズマ照射、イオンビーム照射によって、シンチレータ層３の局部への加熱、溶融が行われる。図５（ｃ）は、レーザー光の照射による連続体３２の形成を示しており、加熱、溶融された複数の柱状結晶は、温度が下がった後、一体化して環状の結晶体となり隙間のない多結晶又は単結晶となる。すなわち、連続体は、連続した高密度領域の結晶となっており、このような構成は、圧縮、研磨などによる機械的に、あるいは熱によって結晶を変形させて隙間を少なくするようなエネルギーを付与することで得られる。連続した高密度領域の結晶を形成するための特に好ましい方法は、結晶を加熱するエネルギー付与の手段である。連続体３２の形成領域は、図６の符号３２で示される部分であり、有効画素領域Ａの外側を囲う部分である。シンチレータ層３の連続体３２は、柱状結晶よりも外部からの衝撃に強いため、特にシンチレータ層３の端部からの剥がれが有効画素領域Ａに到達することを低減することができる。

図５（ｄ）は封止部材を形成する工程である。本工程は、封止部材としての樹脂の塗布と硬化を行う。本工程が実施例１と異なる点は、連続体３２の外側に封止部材を塗布することである。ここで、連続体３２は、封止樹脂５が有効画素領域に浸入することを低減するためのブロック層として機能する。具体的には、連続体３２は、周辺領域上の複数の柱状結晶に比べて、結晶の配置が高密度領域となっている。ブロック層として機能するには、連続体３２は、連続した高密度領域の結晶となっていれば良く、例えば、環状に配置された結晶や、コの字などの複数の高密度領域の結晶が有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように配置されていても良い。したがって、連続体３２によって封止樹脂５が有効画素領域に浸入することを低減でき、画質の低下を抑制することができる。なお、封止樹脂５が配置された周辺領域上の複数の柱状結晶は、連続した高密度領域の結晶の周囲に配置されていることになる。封止部材５は、図７（ａ）及び図７（ｂ）に示すとおり、実施例１と同様に樹脂や樹脂と光吸収部材又は光反射部材を混合した混合材料を用いることができる。したがって、外光がセンサーパネルに入射することによる画像への影響を低減できる。

図５（ｅ）はシンチレータ層上にシンチレータ保護層を形成する工程である。シンチレータ保護層４は、３層構造であり、シンチレータ層３上に形成される。詳細は、実施例１の図４（ｄ）と同様である。

その後、配線１３にＡＣＦを用いて周辺回路を接続した（不図示）。

このようにして作成した放射線撮像装置は、シンチレータ層３の有効画素領域Ａに対向する領域が、センサーパネル１、封止部材５、シンチレータ保護層４で保護される構造となる。そのため、水分等がシンチレータ層の有効画素領域Ａの部分へ侵入することを防止できた。また、塗布した硬化前の樹脂５１がシンチレータ層３の有効画素領域に浸入することを、シンチレータ層３に形成された連続体３２によって防止することできたので画質の低下が抑制された。更に、シンチレータ層の膜厚が小さくなっている部分を封止部とすることで周辺領域は小さくなったため、充分な有効画素領域を有し、小型の放射線撮像装置を得ることができた。

図８は本発明に係わるＸ線撮像装置のＸ線診断システム（放射線撮像システム）への応用例を示した図である。Ｘ線チューブ６０５０（放射線源）で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、センサーパネルとセンサーパネル上のシンチレーターを実装した放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレーターは発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタル信号に変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。なお、放射線撮像システムは、放射線撮像装置と、放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段とを少なくとも有する。

また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００により記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。

１ センサーパネル
１１ 基板
１２ アクティブマトリクスアレイ
Ａ 有効画素領域
Ｂ 封止領域
Ｃ 周辺領域
２ 周辺回路
３ シンチレータ層
４ シンチレータ保護層
５ 封止部材

Claims (14)

1. 光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルと、
   前記センサーパネルの前記有効画素領域上及び前記周辺領域上に配置されたシンチレータ層と、
   前記シンチレータ層上に配置されたシンチレータ保護層と、を有する放射線撮像装置であって、
   前記シンチレータ層は、前記有効画素領域上及び前記周辺領域上にそれぞれ複数の柱状結晶を有し、
   前記周辺領域上の複数の柱状結晶の間に配置され、前記有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように配置された樹脂を有し、
   前記有効画素領域上の複数の柱状結晶は、前記センサーパネルと、前記シンチレータ保護層と、前記樹脂とで囲われていることを特徴とする放射線撮像装置。
2. 前記シンチレータ層は、前記有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように前記周辺領域上に配置された連続した高密度領域の結晶を更に有し、
   前記周辺領域上の複数の柱状結晶は、前記連続した高密度領域の結晶の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の放射線撮像装置。
3. 前記シンチレータ保護層は、前記シンチレータ層上のみに配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の放射線撮像装置。
4. 前記樹脂は、内部に光吸収部材を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
5. 前記光吸収部材は、カーボンブラック、アイボリーブラック、マルスブラック、ピーチブラック、ランプブラック、アニリンブラックから選択された材料からなる粒子であることを特徴とする請求項４に記載の放射線撮像装置。
6. 前記樹脂は、内部に光反射部材を含むことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
7. 前記光反射部材は、酸化チタン又は酸化亜鉛からなる粒子であることを特徴とする請求項６に記載の放射線撮像装置。
8. 前記樹脂は、エポキシ系、アクリル系、シリコーン系、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系の樹脂のいずれかの材料からなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
9. 前記前記シンチレータ保護層は、銀、銀合金、アルミニウム、アルミ合金、金、銅のいずれかの金属を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の放射線撮像装置。
10. 光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルと、
    前記センサーパネルの前記有効画素領域上及び前記周辺領域上に配置されたシンチレータ層と、
    前記シンチレータ層を覆う樹脂と、を有する放射線撮像装置であって、
    前記シンチレータ層は、前記有効画素領域上及び前記周辺領域上にそれぞれ複数の柱状結晶を有し、
    前記シンチレータ層を覆う前記樹脂は、前記シンチレータ層の上部から前記センサーパネル側へと前記有効画素領域上の複数の柱状結晶の間及び前記周辺領域上の複数の柱状結晶の間に伸びており、前記シンチレータ層と前記樹脂との厚み方向の重なりは、前記周辺領域上の方が前記有効画素領域上より厚いことを特徴とする放射線撮像装置。
11. 請求項１又は１０に記載の放射線撮像装置と、
    前記放射線撮像装置からの信号を処理する信号処理手段と、を有する放射線撮像システム。
12. 光電変換素子を有する複数の画素が配置された有効画素領域と、有効画素領域を囲う周辺領域と、を有するセンサーパネルを準備する工程と、
    前記センサーパネルの前記有効画素領域上及び前記周辺領域上に複数の柱状結晶を有するシンチレータ層を形成する工程と、
    前記センサーパネルの前記周辺領域上の複数の柱状結晶の間に樹脂を塗布する工程と、
    前記有効画素領域上及び前記周辺領域上を覆うシンチレータ保護層を形成する工程と、を有する放射線撮像装置の製造方法。
13. 前記樹脂を塗布する工程の前に、前記周辺領域上の複数の柱状結晶を加熱する工程を有し、前記加熱する工程によって、前記有効画素領域上の複数の柱状結晶を囲うように前記周辺領域上に連続した高密度領域の結晶が形成され、前記周辺領域上の複数の柱状結晶は、前記連続した高密度領域の結晶の周囲に配置されていることを特徴とする請求項１２に記載の放射線撮像装置の製造方法。
14. 前記樹脂を塗布する工程において、前記樹脂は光吸収部材又は光反射部材が混合された混合材料であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の放射線撮像装置の製造方法。

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