JP6704672B2

JP6704672B2 - Radiation detector module and radiation detector

Info

Publication number: JP6704672B2
Application number: JP2015003130A
Authority: JP
Inventors: 勇一榛葉
Original assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Current assignee: Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date: 2015-01-09
Filing date: 2015-01-09
Publication date: 2020-06-03
Anticipated expiration: 2035-01-09
Also published as: JP2016128764A

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器用モジュール、および放射線検出器に関する。 Embodiments of the present invention relate to a radiation detector module and a radiation detector.

放射線検出器に組み込まれる放射線検出器用モジュールには、ガラスなどの透光性材料から形成された基板と、基板の上にマトリクス状に設けられた複数の光電変換部と、複数の光電変換部を覆い、放射線を可視光すなわち蛍光に変換するシンチレータ層と、シンチレータ層の上に設けられた反射層と、シンチレータ層および反射層を覆う防湿体などが設けられている。
シンチレータ層は、複数の光電変換部が設けられた領域（有効画素領域）を覆うように設けられている。
ここで、真空蒸着法を用いてシンチレータ層を形成すると、シンチレータ層の周縁部分に、傾斜部が形成される。傾斜部の厚み寸法は、シンチレータ層の外側に向かうに従い漸減している。そのため、傾斜部は、シンチレータ層の中央領域にある部分に比べて厚みが薄くなる。そのため、有効画素領域の上方、あるいは、有効画素領域に近接した位置に傾斜部があると感度特性が悪化するおそれがある。
この場合、有効画素領域から外側に離れた位置に傾斜部を設ければ、感度特性が悪化するのを抑制することができる。しかしながら、有効画素領域から外側に離れた位置に傾斜部を設けるようにすると、放射線検出器用モジュールが大きくなり放射線検出器の小型化が図れなくなるおそれがある。
また、シンチレータ層全体を覆うように反射層を設ければ、反射層を形成する際に、シンチレータ層の傾斜部を超えて基板の表面にまで反射層が形成されてしまうおそれがある。基板の表面にまで反射層が形成されると、防湿体を基板に接着した際の接着強度が低下するおそれがある。この場合、基板の表面にまで反射層が形成されることを考慮して防湿体の接着位置を外側に設定すると、放射線検出器用モジュールが大きくなり放射線検出器の小型化が図れなくなるおそれがある。
そのため、有効画素領域に近接した位置にシンチレータ層の傾斜部があっても感度特性を向上させることができ、且つ、放射線検出器用モジュールの小型化、ひいては放射線検出器の小型化を図ることができる放射線検出器用モジュール、および放射線検出器の開発が望まれていた。 The radiation detector module incorporated in the radiation detector includes a substrate formed of a translucent material such as glass, a plurality of photoelectric conversion units provided in a matrix on the substrate, and a plurality of photoelectric conversion units. A scintillator layer that covers and converts radiation into visible light, that is, fluorescence, a reflective layer provided on the scintillator layer, a moisture barrier that covers the scintillator layer and the reflective layer, and the like are provided.
The scintillator layer is provided so as to cover a region (effective pixel region) in which the plurality of photoelectric conversion units are provided.
Here, when the scintillator layer is formed by using the vacuum deposition method, the inclined portion is formed in the peripheral portion of the scintillator layer. The thickness dimension of the inclined portion gradually decreases toward the outside of the scintillator layer. Therefore, the inclined portion has a smaller thickness than the portion in the central region of the scintillator layer. Therefore, if there is an inclined portion above the effective pixel area or at a position close to the effective pixel area, the sensitivity characteristic may deteriorate.
In this case, if the inclined portion is provided at a position distant from the effective pixel region to the outside, it is possible to suppress deterioration of the sensitivity characteristic. However, if the inclined portion is provided at a position distant from the effective pixel region to the outside, the radiation detector module becomes large and the radiation detector may not be downsized.
Further, if the reflective layer is provided so as to cover the entire scintillator layer, when the reflective layer is formed, the reflective layer may be formed beyond the inclined portion of the scintillator layer even on the surface of the substrate. If the reflective layer is formed even on the surface of the substrate, the adhesive strength when the moistureproof body is bonded to the substrate may be reduced. In this case, if the bonding position of the moisture-proof body is set to the outside in consideration of the fact that the reflective layer is formed even on the surface of the substrate, the radiation detector module may become large and the radiation detector may not be downsized.
Therefore, it is possible to improve the sensitivity characteristics even if the scintillator layer has a slanted portion in a position close to the effective pixel region, and it is possible to reduce the size of the radiation detector module and thus the size of the radiation detector. Development of a module for a radiation detector and a radiation detector has been desired.

特許第５３１７６７５号公報Patent No. 5317675

本発明が解決しようとする課題は、有効画素領域に近接した位置にシンチレータ層の傾斜部があっても感度特性を向上させることができ、且つ、小型化を図ることができる放射線検出器用モジュール、および放射線検出器を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to improve the sensitivity characteristics even if the scintillator layer has an inclined portion in a position close to the effective pixel region, and to reduce the size of the radiation detector module, And to provide a radiation detector.

実施形態に係る放射線検出器用モジュールは、複数の光電変換素子が設けられた基板と、前記複数の光電変換素子が設けられた有効画素領域の上、および前記有効画素領域の外側の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層の上に設けられ、前記蛍光を前記有効画素領域側に反射する反射層と、を備えている。
前記シンチレータ層は、複数の柱状結晶の集合体である。前記有効画素領域の外側の上に設けられた前記シンチレータ層の周端面は、前記シンチレータ層の外側に向かうに従い、前記基板との間の距離が小さくなるように傾斜している。前記反射層の前記シンチレータ層側は、前記有効画素領域の上方において、前記複数の柱状結晶同士の間に入り込んでいる。前記反射層の周端部は、前記シンチレータ層の前記周端面の上に設けられている。
The radiation detector module according to the embodiment is provided on a substrate provided with a plurality of photoelectric conversion elements, on an effective pixel area provided with the plurality of photoelectric conversion elements , and on an outer side of the effective pixel area. A scintillator layer that converts radiation into fluorescence and a reflection layer that is provided on the scintillator layer and that reflects the fluorescence to the effective pixel region side.
The scintillator layer is an aggregate of a plurality of columnar crystals. The peripheral end surface of the scintillator layer provided on the outer side of the effective pixel region is inclined so that the distance from the substrate becomes smaller toward the outer side of the scintillator layer. The scintillator layer side of the reflective layer extends between the plurality of columnar crystals above the effective pixel region . The peripheral end portion of the reflective layer is provided on the peripheral end surface of the scintillator layer.

本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１、およびＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。It is a schematic perspective view for illustrating the X-ray detector module 11 and the X-ray detector 1 according to the present embodiment. Ｘ線検出器１のブロック図である。3 is a block diagram of the X-ray detector 1. FIG. 本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１の周端部近傍を例示するための模式断面図である。FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating the vicinity of the peripheral end portion of the X-ray detector module 11 according to the present embodiment. Ｘ線検出器用モジュール１１の回路図である。It is a circuit diagram of the module 11 for X-ray detectors. （ａ）は、防湿体７を例示するための模式平面図である。（ｂ）は、防湿体７を例示するための模式側面図である。(A) is a schematic plan view for illustrating the moisture-proof body 7. (B) is a schematic side view for illustrating the moisture-proof body 7. 比較例に係るＸ線検出器用モジュール１１０の周端部近傍を例示するための模式断面図である。It is a schematic cross section for illustrating the peripheral end part neighborhood of module 110 for X-ray detectors concerning a comparative example.

以下、図面を参照しつつ、実施の形態について例示をする。なお、各図面中、同様の構成要素には同一の符号を付して詳細な説明は適宜省略する。
本実施の形態に係る放射線検出器用モジュール、および放射線検出器は、Ｘ線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてＸ線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「Ｘ線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。 Embodiments will be exemplified below with reference to the drawings. In the drawings, the same components are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be appropriately omitted.
The radiation detector module and the radiation detector according to the present embodiment can be applied to various radiations such as γ-rays as well as X-rays. Here, as an example, description will be given by taking a case relating to X-rays as a typical one of radiations. Therefore, by replacing “X-ray” in the following embodiments with “other radiation”, it can be applied to other radiation.

また、放射線検出器であるＸ線検出器１は、例えば、一般医療用途などに用いることができるが、放射線検出（Ｘ線検出）を行うものであれば用途に限定はない。
また、各図中の矢印Ｘ、Ｙ、Ｚは互いに直交する三方向を表している。例えば、基板２ａの主面に対して垂直な方向をＺ方向としている。また、基板２ａの主面に対して平行な平面内の１つの方向をＹ方向とし、Ｚ方向とＹ方向とに垂直な方向をＸ方向としている。 The X-ray detector 1, which is a radiation detector, can be used, for example, in general medical applications, but the application is not limited as long as it performs radiation detection (X-ray detection).
In addition, arrows X, Y, and Z in each drawing represent three directions orthogonal to each other. For example, the direction perpendicular to the main surface of the substrate 2a is the Z direction. Further, one direction in a plane parallel to the main surface of the substrate 2a is the Y direction, and the direction perpendicular to the Z direction and the Y direction is the X direction.

図１は、本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１、およびＸ線検出器１を例示するための模式斜視図である。
なお、図１においては、煩雑となるのを避けるために反射層６、防湿体７などを省いて描いている。
図２は、Ｘ線検出器１のブロック図である。
図３は、本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１の周端部近傍を例示するための模式断面図である。
図４は、Ｘ線検出器用モジュール１１の回路図である。
図５（ａ）は、防湿体７を例示するための模式平面図である。図５（ｂ）は、防湿体７を例示するための模式側面図である。 FIG. 1 is a schematic perspective view for illustrating an X-ray detector module 11 and an X-ray detector 1 according to this embodiment.
In FIG. 1, the reflection layer 6, the moistureproof body 7, and the like are omitted in order to avoid complication.
FIG. 2 is a block diagram of the X-ray detector 1.
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating the vicinity of the peripheral end portion of the X-ray detector module 11 according to the present embodiment.
FIG. 4 is a circuit diagram of the X-ray detector module 11.
FIG. 5A is a schematic plan view for illustrating the moistureproof body 7. FIG. 5B is a schematic side view for illustrating the moistureproof body 7.

まず、本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１について説明する。
図３に示すように、Ｘ線検出器用モジュール１１には、アレイ基板２、シンチレータ層５、反射層６、防湿体７、および接着部８が設けられている。 First, the X-ray detector module 11 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 3, the X-ray detector module 11 is provided with an array substrate 2, a scintillator layer 5, a reflective layer 6, a moistureproof body 7, and an adhesive portion 8.

アレイ基板２は、シンチレータ層５によりＸ線から変換された蛍光（可視光）を電気信号に変換する。
アレイ基板２は、基板２ａ、光電変換部２ｂ、制御ライン（又はゲートライン）２ｃ１、データライン（又はシグナルライン）２ｃ２、配線パッド２ｄ１、配線パッド２ｄ２、および保護層２ｆを有する。 The array substrate 2 converts fluorescence (visible light) converted from X-rays by the scintillator layer 5 into an electric signal.
The array substrate 2 includes a substrate 2a, a photoelectric conversion unit 2b, a control line (or gate line) 2c1, a data line (or signal line) 2c2, a wiring pad 2d1, a wiring pad 2d2, and a protective layer 2f.

基板２ａは、板状を呈し、ガラスなどの透光性材料から形成されている。
光電変換部２ｂは、基板２ａの一方の表面に複数設けられている。
光電変換部２ｂは、矩形状を呈し、複数の制御ライン２ｃ１と複数のデータライン２ｃ２とにより画された複数の領域のそれぞれに設けられている。複数の光電変換部２ｂは、マトリクス状に並べられている。
なお、１つの光電変換部２ｂは、１つの画素（pixel）に対応する。
複数の光電変換部２ｂが設けられた領域が、有効画素領域Ａとなる。（図３を参照） The substrate 2a has a plate shape and is made of a translucent material such as glass.
A plurality of photoelectric conversion units 2b are provided on one surface of the substrate 2a.
The photoelectric conversion unit 2b has a rectangular shape and is provided in each of a plurality of regions defined by a plurality of control lines 2c1 and a plurality of data lines 2c2. The plurality of photoelectric conversion units 2b are arranged in a matrix.
Note that one photoelectric conversion unit 2b corresponds to one pixel.
The area in which the plurality of photoelectric conversion units 2b are provided becomes the effective pixel area A. (See Figure 3)

複数の光電変換部２ｂのそれぞれには、光電変換素子２ｂ１と、スイッチング素子である薄膜トランジスタ（ＴＦＴ；Thin Film Transistor）２ｂ２が設けられている。
また、図４に示すように、光電変換素子２ｂ１において変換した信号電荷を蓄積する蓄積キャパシタ２ｂ３を設けることができる。蓄積キャパシタ２ｂ３は、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ２ｂ２のそれぞれの下に設けることができる。ただし、光電変換素子２ｂ１の容量によっては、光電変換素子２ｂ１が蓄積キャパシタ２ｂ３を兼ねることができる。 A photoelectric conversion element 2b1 and a thin film transistor (TFT) 2b2 that is a switching element are provided in each of the plurality of photoelectric conversion units 2b.
Further, as shown in FIG. 4, a storage capacitor 2b3 that stores the signal charges converted in the photoelectric conversion element 2b1 can be provided. The storage capacitor 2b3 has, for example, a rectangular flat plate shape, and can be provided below each thin film transistor 2b2. However, depending on the capacity of the photoelectric conversion element 2b1, the photoelectric conversion element 2b1 can also serve as the storage capacitor 2b3.

光電変換素子２ｂ１は、例えば、フォトダイオードなどとすることができる。
薄膜トランジスタ２ｂ２は、蛍光が光電変換素子２ｂ１に入射することで生じた電荷の蓄積および放出のスイッチングを行う。薄膜トランジスタ２ｂ２は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）やポリシリコン（Ｐ−Ｓｉ）などの半導体材料を含むものとすることができる。薄膜トランジスタ２ｂ２は、ゲート電極２ｂ２ａ、ソース電極２ｂ２ｂ及びドレイン電極２ｂ２ｃを有している。薄膜トランジスタ２ｂ２のゲート電極２ｂ２ａは、対応する制御ライン２ｃ１と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のソース電極２ｂ２ｂは、対応するデータライン２ｃ２と電気的に接続される。薄膜トランジスタ２ｂ２のドレイン電極２ｂ２ｃは、対応する光電変換素子２ｂ１と蓄積キャパシタ２ｂ３とに電気的に接続される。 The photoelectric conversion element 2b1 can be, for example, a photodiode or the like.
The thin film transistor 2b2 performs switching of accumulation and emission of charges generated by the fluorescence entering the photoelectric conversion element 2b1. The thin film transistor 2b2 may include a semiconductor material such as amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (P-Si). The thin film transistor 2b2 has a gate electrode 2b2a, a source electrode 2b2b, and a drain electrode 2b2c. The gate electrode 2b2a of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding control line 2c1. The source electrode 2b2b of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding data line 2c2. The drain electrode 2b2c of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding photoelectric conversion element 2b1 and storage capacitor 2b3.

制御ライン２ｃ１は、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。制御ライン２ｃ１は、Ｘ方向（例えば、行方向）に延びている。
複数の制御ライン２ｃ１は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ１のそれぞれと電気的に接続されている。複数の配線パッド２ｄ１には、フレキシブルプリント基板１２ａに設けられた複数の配線の一端がそれぞれ電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板１２ａに設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた制御回路３１とそれぞれ電気的に接続されている。 A plurality of control lines 2c1 are provided in parallel with each other at a predetermined interval. The control line 2c1 extends in the X direction (for example, the row direction).
The plurality of control lines 2c1 are electrically connected to the respective wiring pads 2d1 provided near the peripheral edge of the substrate 2a. One end of each of the plurality of wirings provided on the flexible printed board 12a is electrically connected to each of the plurality of wiring pads 2d1. The other ends of the plurality of wirings provided on the flexible printed board 12a are electrically connected to the control circuit 31 provided in the signal processing unit 3, respectively.

データライン２ｃ２は、所定の間隔を開けて互いに平行に複数設けられている。データライン２ｃ２は、Ｘ方向に直交するＹ方向（例えば、列方向）に延びている。
複数のデータライン２ｃ２は、基板２ａの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド２ｄ２とそれぞれ電気的に接続されている。複数の配線パッド２ｄ２には、フレキシブルプリント基板１２ｂに設けられた複数の配線の一端がそれぞれ電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板１２ｂに設けられた複数の配線の他端は、信号処理部３に設けられた増幅・変換回路３２とそれぞれ電気的に接続されている。
制御ライン２ｃ１とデータライン２ｃ２は、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。 A plurality of data lines 2c2 are provided in parallel with each other with a predetermined interval. The data line 2c2 extends in the Y direction (for example, the column direction) orthogonal to the X direction.
The plurality of data lines 2c2 are electrically connected to the plurality of wiring pads 2d2 provided near the peripheral edge of the substrate 2a. One end of each of the plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 12b is electrically connected to each of the plurality of wiring pads 2d2. The other ends of the plurality of wirings provided on the flexible printed circuit board 12b are electrically connected to the amplification/conversion circuit 32 provided in the signal processing unit 3, respectively.
The control line 2c1 and the data line 2c2 can be formed by using a low resistance metal such as aluminum or chromium.

また、複数の光電変換素子２ｂ１と電気的に接続される図示しないバイアスラインを設けることもできる。
図示しないバイアスラインは、例えば、データライン２ｃ２と同じ方向に延びるものとすることができる。 Further, a bias line (not shown) electrically connected to the plurality of photoelectric conversion elements 2b1 may be provided.
The bias line (not shown) can extend in the same direction as the data line 2c2, for example.

保護層２ｆは、光電変換部２ｂ、制御ライン２ｃ１、およびデータライン２ｃ２などを覆っている。
保護層２ｆは、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂材料の少なくとも１種を含む。
酸化物絶縁材料は、例えば、酸化シリコン、酸化アルミニウムなどである。
窒化物絶縁材料は、例えば、窒化シリコン、窒化アルミニウムなどである。
酸窒化物絶縁材料は、例えば、酸窒化シリコンなどである。
樹脂材料は、例えば、アクリル系樹脂などである。 The protective layer 2f covers the photoelectric conversion unit 2b, the control line 2c1, the data line 2c2, and the like.
The protective layer 2f includes at least one of an oxide insulating material, a nitride insulating material, an oxynitride insulating material, and a resin material, for example.
The oxide insulating material is, for example, silicon oxide or aluminum oxide.
The nitride insulating material is, for example, silicon nitride or aluminum nitride.
The oxynitride insulating material is, for example, silicon oxynitride.
The resin material is, for example, acrylic resin.

シンチレータ層５は、複数の光電変換部２ｂ（有効画素領域Ａ）の上に設けられ、入射したＸ線を蛍光すなわち可視光に変換する。
シンチレータ層５は、例えば、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）：タリウム（Ｔｌ）、あるいはヨウ化ナトリウム（ＮａＩ）：タリウム（Ｔｌ）などを用いて形成することができる。この場合、真空蒸着法などを用いて、シンチレータ層５を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ層５が形成される。
ここで、真空蒸着法などを用いてシンチレータ層５を形成すると、図３に示すように、シンチレータ層５の周縁部分に、傾斜部５ａが形成される。傾斜部５ａの厚み寸法は、シンチレータ層５の外側に向かうに従い漸減している。そのため、傾斜部５ａは、シンチレータ層５の中央領域にある部分に比べて厚みが薄くなる。
傾斜部５ａの側面、すなわち、シンチレータ層５の周端面５ａ１は、シンチレータ層５の外側に向かうに従いシンチレータ層５の中心から離れる方向に傾斜している。
平面視において（Ｚ方向から見て）、シンチレータ層５の周端面５ａ１は、有効画素領域Ａの外側に設けられている。 The scintillator layer 5 is provided on the plurality of photoelectric conversion units 2b (effective pixel area A), and converts incident X-rays into fluorescence, that is, visible light.
The scintillator layer 5 can be formed using, for example, cesium iodide (CsI):thallium (Tl), sodium iodide (NaI):thallium (Tl), or the like. In this case, if the scintillator layer 5 is formed using a vacuum vapor deposition method or the like, the scintillator layer 5 composed of an aggregate of a plurality of columnar crystals is formed.
Here, when the scintillator layer 5 is formed by using the vacuum deposition method or the like, the inclined portion 5a is formed in the peripheral portion of the scintillator layer 5, as shown in FIG. The thickness dimension of the inclined portion 5a gradually decreases toward the outside of the scintillator layer 5. Therefore, the inclined portion 5a has a smaller thickness than the portion in the central region of the scintillator layer 5.
The side surface of the inclined portion 5a, that is, the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5 is inclined in a direction away from the center of the scintillator layer 5 toward the outside of the scintillator layer 5.
In plan view (viewed from the Z direction), the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5 is provided outside the effective pixel area A.

反射層６は、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために設けられている。すなわち、反射層６は、シンチレータ層５において生じた蛍光のうち、有効画素領域Ａ側とは反対側に向かう光を反射させて、有効画素領域Ａ側に向かうようにする。
反射層６は、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）に設けられている。
この場合、反射層６の周端部６ａは、シンチレータ層５の周端面５ａ１の上に設けられている。反射層６の周端部６ａは、周端面５ａ１の基板２ａ側の端部５ａ１ａと、周端面５ａ１の基板２ａ側とは反対側の端部５ａ１ｂとの間に設けられている。
なお、傾斜部５ａと有効画素領域Ａの位置関係と、傾斜部５ａと反射層６の位置関係に関する詳細は後述する。 The reflective layer 6 is provided in order to improve the utilization efficiency of fluorescence and improve the sensitivity characteristic. That is, the reflection layer 6 reflects the light, which is emitted from the scintillator layer 5 and is directed toward the side opposite to the effective pixel region A side, and is directed toward the effective pixel region A side.
The reflective layer 6 is provided on the front surface side of the scintillator layer 5 (on the X-ray incident surface side).
In this case, the peripheral end portion 6 a of the reflective layer 6 is provided on the peripheral end surface 5 a 1 of the scintillator layer 5. The peripheral end portion 6a of the reflective layer 6 is provided between the peripheral end surface 5a1 of the substrate 2a side end portion 5a1a and the peripheral end surface 5a1 of the peripheral end surface 5a1 opposite to the substrate 2a side end portion 5a1b.
Details of the positional relationship between the inclined portion 5a and the effective pixel area A and the positional relationship between the inclined portion 5a and the reflective layer 6 will be described later.

反射層６は、例えば、酸化チタン（ＴｉＯ_２）などの光散乱性粒子を含む樹脂をシンチレータ層５上に塗布することで形成することができる。
この場合、反射層６は、酸化チタンからなるサブミクロン粉体と、バインダ樹脂と、溶媒を混合して作成した材料をシンチレータ層５上に塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。 The reflective layer 6 can be formed, for example, by applying a resin containing light-scattering particles such as titanium oxide (TiO ₂ ) on the scintillator layer 5.
In this case, the reflective layer 6 can be formed by applying a material prepared by mixing a submicron powder made of titanium oxide, a binder resin, and a solvent onto the scintillator layer 5 and drying the material. ..

防湿体７は、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ層５および反射層６の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。
図５（ａ）、（ｂ）に示すように、防湿体７は、ハット形状を呈し、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば（鍔）部７ｃを有する。
防湿体７は、表面部７ａ、周面部７ｂ、および、つば部７ｃが一体成形されたものとすることができる。 The moisture-proof body 7 is provided to prevent the characteristics of the scintillator layer 5 and the reflective layer 6 from being deteriorated by water vapor contained in the air.
As shown in FIGS. 5A and 5B, the moisture-proof body 7 has a hat shape and has a surface portion 7a, a peripheral surface portion 7b, and a brim (flange) portion 7c.
The moistureproof body 7 can be formed by integrally molding the surface portion 7a, the peripheral surface portion 7b, and the brim portion 7c.

防湿体７は、透湿係数の小さい材料から形成することができる。
防湿体７は、例えば、アルミニウム、アルミニウム合金、樹脂層と無機材料（アルミニウムなどの軽金属、ＳｉＯ_２、ＳｉＯＮ、Ａｌ_２Ｏ_３などのセラミック系材料）層が積層された低透湿防湿材料などから形成することができる。
また、防湿体７の厚み寸法は、Ｘ線の吸収や剛性などを考慮して決定することができる。この場合、防湿体７の厚み寸法を大きくしすぎるとＸ線の吸収が多くなりすぎる。防湿体７の厚み寸法を小さくしすぎると剛性が低下して破損しやすくなる。
防湿体７は、例えば、厚み寸法が０．１ｍｍのアルミニウム箔をプレス成形して形成することができる。 The moisture-proof body 7 can be formed of a material having a low moisture permeability coefficient.
The moisture-proof body 7 is made of, for example, a low moisture-permeable moisture-proof material in which aluminum, an aluminum alloy, a resin layer and an inorganic material (light metal such as aluminum, ceramic-based material such as SiO ₂ , SiON, and Al ₂ O ₃ ) layer are laminated. Can be formed.
Further, the thickness dimension of the moisture-proof body 7 can be determined in consideration of absorption of X-rays, rigidity, and the like. In this case, if the thickness dimension of the moisture-proof body 7 is made too large, the absorption of X-rays becomes too large. If the thickness dimension of the moisture-proof body 7 is too small, the rigidity is lowered and the moisture-proof body 7 is easily damaged.
The moisture-proof body 7 can be formed by press-molding an aluminum foil having a thickness of 0.1 mm, for example.

表面部７ａは、シンチレータ層５の表面側（Ｘ線の入射面側）に対峙している。
周面部７ｂは、表面部７ａの周縁を囲むように設けられている。周面部７ｂは、表面部７ａの周縁から基板２ａ側に延びている。
表面部７ａおよび周面部７ｂにより形成された空間の内部には、シンチレータ層５と反射層６が設けられる。表面部７ａおよび周面部７ｂと、反射層６またはシンチレータ層５との間には隙間があってもよいし、表面部７ａおよび周面部７ｂと、反射層６またはシンチレータ層５とが接触していてもよい。 The surface portion 7a faces the front surface side of the scintillator layer 5 (the X-ray incident surface side).
The peripheral surface portion 7b is provided so as to surround the peripheral edge of the surface portion 7a. The peripheral surface portion 7b extends from the peripheral edge of the surface portion 7a toward the substrate 2a.
A scintillator layer 5 and a reflective layer 6 are provided inside the space formed by the surface portion 7a and the peripheral surface portion 7b. There may be a gap between the surface portion 7a and the peripheral surface portion 7b and the reflective layer 6 or the scintillator layer 5, or the surface portion 7a and the peripheral surface portion 7b are in contact with the reflective layer 6 or the scintillator layer 5. May be.

つば部７ｃは、周面部７ｂの表面部７ａ側とは反対側の端部を囲むように設けられている。つば部７ｃは、周面部７ｂの端部から外側に向けて延びている。つば部７ｃは、環状を呈し、基板２ａの光電変換部２ｂが設けられる側の面と平行となるように設けられている。
つば部７ｃは、接着層８を介して、アレイ基板２の周縁領域（有効画素領域Ａの外側）に接着されている。
ハット形状の防湿体７を用いるものとすれば、高い防湿性能を得ることが可能となる。この場合、防湿体７はアルミニウムなどから形成されるため、水蒸気の透過は極めて少ないものとなる。 The collar portion 7c is provided so as to surround the end portion of the peripheral surface portion 7b on the side opposite to the surface portion 7a side. The collar portion 7c extends outward from the end of the peripheral surface portion 7b. The collar portion 7c has an annular shape and is provided so as to be parallel to the surface of the substrate 2a on which the photoelectric conversion portion 2b is provided.
The brim portion 7c is adhered to the peripheral region (outside the effective pixel region A) of the array substrate 2 via the adhesive layer 8.
When the hat-shaped moistureproof body 7 is used, high moistureproof performance can be obtained. In this case, since the moistureproof body 7 is made of aluminum or the like, the transmission of water vapor is extremely small.

接着層８は、つば部７ｃと、アレイ基板２との間に設けられている。接着層８は、例えば、紫外線硬化型の接着剤が硬化することで形成されたものである。
また、接着層８の透湿率（水蒸気の透過率）は、できるだけ小さくなるようにすることが好ましい。この場合、紫外線硬化型の樹脂に無機材質のタルク（滑石：Ｍｇ_３Ｓｉ_４Ｏ_１０（ＯＨ）_２）を７０重量％以上添加すれば、接着層８の透湿係数を大幅に低減させることができる。 The adhesive layer 8 is provided between the collar portion 7c and the array substrate 2. The adhesive layer 8 is formed, for example, by curing an ultraviolet curable adhesive.
Further, it is preferable that the moisture permeability (water vapor permeability) of the adhesive layer 8 be as small as possible. In this case, if the inorganic material talc (talc: Mg ₃ Si ₄ O ₁₀ (OH) ₂ ) is added to the ultraviolet curable resin in an amount of 70 wt% or more, the moisture permeability coefficient of the adhesive layer 8 can be significantly reduced. it can.

次に、傾斜部５ａと有効画素領域Ａの位置関係と、傾斜部５ａと反射層６の位置関係についてさらに説明する。
図６は、比較例に係るＸ線検出器用モジュール１１０の周端部近傍を例示するための模式断面図である。
図６に示すように、比較例に係るＸ線検出器用モジュール１１０にも、アレイ基板２、シンチレータ層１１５、反射層１１６、防湿体７、および接着部８が設けられている。 Next, the positional relationship between the inclined portion 5a and the effective pixel area A and the positional relationship between the inclined portion 5a and the reflective layer 6 will be further described.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for illustrating the vicinity of the peripheral end portion of the X-ray detector module 110 according to the comparative example.
As shown in FIG. 6, the X-ray detector module 110 according to the comparative example is also provided with the array substrate 2, the scintillator layer 115, the reflective layer 116, the moistureproof body 7, and the adhesive portion 8.

ただし、シンチレータ層１１５の傾斜部１１５ａの一部は、有効画素領域Ａの上に設けられている。
傾斜部１１５ａは、シンチレータ層１１５の外側に向かうに従い厚み寸法が漸減している。すなわち、傾斜部１１５ａは、シンチレータ層１１５の中央領域にある部分に比べて厚みが薄くなる。シンチレータ層１１５の厚みが薄くなると、蛍光の量が減る。
そのため、有効画素領域Ａの上方、あるいは、有効画素領域Ａに近接した位置に傾斜部１１５ａがあると、感度特性が悪化するおそれがある。 However, a part of the inclined portion 115 a of the scintillator layer 115 is provided on the effective pixel area A.
The thickness of the inclined portion 115a gradually decreases toward the outside of the scintillator layer 115. That is, the inclined portion 115a has a smaller thickness than the portion in the central region of the scintillator layer 115. As the scintillator layer 115 becomes thinner, the amount of fluorescence decreases.
Therefore, if the inclined portion 115a is located above the effective pixel area A or at a position close to the effective pixel area A, the sensitivity characteristic may be deteriorated.

この場合、有効画素領域Ａから外側に離れた位置に傾斜部１１５ａを設ければ、感度特性が悪化するのを抑制することができる。しかしながら、有効画素領域Ａから外側に離れた位置に傾斜部１１５ａを設けるようにすると、Ｘ線検出器用モジュール１１０が大きくなりＸ線検出器の小型化が図れなくなるおそれがある。 In this case, if the inclined portion 115a is provided at a position distant from the effective pixel area A to the outside, it is possible to suppress deterioration of the sensitivity characteristic. However, if the inclined portion 115a is provided at a position distant from the effective pixel region A to the outside, the X-ray detector module 110 becomes large and the X-ray detector may not be downsized.

また、シンチレータ層１１５全体を覆うように反射層１１６を設ければ、傾斜部１１５ａの周端面に向かう光を反射させることができるので、感度特性の悪化を抑制することができる。
しかしながら、反射層１１６は、光散乱性粒子とバインダ樹脂と溶媒を混合して作成した材料をシンチレータ層１１５上に塗布し、これを乾燥させることで形成する。すなわち、反射層１１６の材料は流動性を有する。そのため、反射層１１６を形成する際に、シンチレータ層１１５の傾斜部１１５ａを超えて基板２ａの表面にまで反射層１１６の材料が流出するおそれがある。基板２ａの表面にまで反射層１１６が形成されると、接着層８が反射層１１６の上に形成されることになるので、接着層８における接着強度が低下するおそれがある。この場合、基板２ａの表面にまで反射層１１６の材料が流出することを考慮して防湿体７の接着位置を外側に設定すると、基板２ａ、ひいてはＸ線検出器用モジュール１１０が大きくなりＸ線検出器の小型化が図れなくなるおそれがある。 Further, if the reflection layer 116 is provided so as to cover the entire scintillator layer 115, light traveling toward the peripheral end surface of the inclined portion 115a can be reflected, and thus deterioration of sensitivity characteristics can be suppressed.
However, the reflective layer 116 is formed by applying a material prepared by mixing the light-scattering particles, the binder resin, and the solvent onto the scintillator layer 115 and drying the applied material. That is, the material of the reflective layer 116 has fluidity. Therefore, when forming the reflective layer 116, the material of the reflective layer 116 may flow over the inclined portion 115a of the scintillator layer 115 to the surface of the substrate 2a. When the reflective layer 116 is formed even on the surface of the substrate 2a, the adhesive layer 8 is formed on the reflective layer 116, and therefore the adhesive strength of the adhesive layer 8 may be reduced. In this case, if the bonding position of the moistureproof body 7 is set to the outside in consideration of the fact that the material of the reflective layer 116 flows out to the surface of the substrate 2a, the substrate 2a, and by extension, the X-ray detector module 110 becomes large, and X-ray detection is performed. There is a risk that it will not be possible to reduce the size of the container.

そこで、本実施の形態に係るＸ線検出器用モジュール１１においては、シンチレータ層５の周端面５ａ１を有効画素領域Ａの外側に設け、反射層６の周端部６ａを、周端面５ａ１の上に設けるようにしている。
Ｘ線検出器モジュール１１の小型化のためには、シンチレータ層５の周端面５ａ１が、有効画素領域Ａに近接し、かつ、周端面５ａ１の幅寸法(平面視における端部５ａ１ｂと端部５ａ１ａとの間の距離)を小さくする事が望ましい。
前述したように、シンチレータ層５は、複数の柱状結晶の集合体となっている。そして、柱状結晶同士の間には隙間がある。この場合、流動性を有する反射層６の材料を周端面５ａ１の上に塗布すると、塗布された反射層６の材料の一部は、柱状結晶同士の間に入り込む。そのため、反射層６は、シンチレータ層５の周端面５ａ１において、複数の柱状結晶同士の間にも設けられている。
シンチレータ層５の周端面５ａ１において、流動性を有する反射層６の材料に対する流出抵抗が高くなるので、反射層６の周端部６ａを、周端面５ａ１の上に設けるようにしても、塗布された反射層６の材料がシンチレータ層５の傾斜部５ａを超えて基板２ａの表面にまで流出するのを抑制することができる。
その結果、シンチレータ層５と接着層８との間の距離が長くなるのを抑制することができる。 Therefore, in the X-ray detector module 11 according to the present embodiment, the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5 is provided outside the effective pixel region A, and the peripheral end portion 6a of the reflective layer 6 is disposed on the peripheral end surface 5a1. I am trying to provide it.
In order to reduce the size of the X-ray detector module 11, the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5 is close to the effective pixel region A, and the width dimension of the peripheral end surface 5a1 (the end portion 5a1b and the end portion 5a1a in plan view). It is desirable to reduce the distance between
As described above, the scintillator layer 5 is an aggregate of a plurality of columnar crystals. And, there is a gap between the columnar crystals. In this case, when the material of the reflective layer 6 having fluidity is applied onto the peripheral end surface 5a1, a part of the applied material of the reflective layer 6 enters between the columnar crystals. Therefore, the reflective layer 6 is also provided between the plurality of columnar crystals on the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5.
At the peripheral end surface 5a1 of the scintillator layer 5, the outflow resistance to the material of the reflective layer 6 having fluidity becomes high, so even if the peripheral end portion 6a of the reflective layer 6 is provided on the peripheral end surface 5a1, it is applied. It is possible to suppress the material of the reflective layer 6 from flowing over the inclined portion 5a of the scintillator layer 5 to the surface of the substrate 2a.
As a result, it is possible to prevent the distance between the scintillator layer 5 and the adhesive layer 8 from increasing.

そして、反射層６の周端部６ａが、周端面５ａ１の上に設けられていれば、周端面５ａ１に向かう光を有効画素領域Ａ側に反射させることができる。
そのため、有効画素領域Ａに近接した位置に傾斜部５ａがあっても、感度特性が悪化するのを抑制することができる。
その結果、有効画素領域Ａに近接した位置にシンチレータ層５の傾斜部５ａがあっても感度特性を向上させることができ、且つ、Ｘ線検出器用モジュール１１の小型化、ひいてはＸ線検出器１の小型化を図ることができる。 Then, if the peripheral end portion 6a of the reflective layer 6 is provided on the peripheral end surface 5a1, it is possible to reflect the light traveling toward the peripheral end surface 5a1 to the effective pixel region A side.
Therefore, even if the inclined portion 5a is located close to the effective pixel area A, it is possible to prevent the sensitivity characteristic from deteriorating.
As a result, the sensitivity characteristic can be improved even if the inclined portion 5a of the scintillator layer 5 is located at a position close to the effective pixel area A, and the X-ray detector module 11 is downsized, and thus the X-ray detector 1 is provided. Can be miniaturized.

次に、図１、図２に戻って、本実施の形態に係るＸ線検出器１について説明する。
図１に示すように、Ｘ線検出器１には、Ｘ線検出器用モジュール１１、信号処理部３、および画像伝送部４が設けられている。
信号処理部３は、基板２ａの光電変換部２ｂが設けられる側とは反対側に設けられている。
信号処理部３は、Ｘ線検出器用モジュール１１に設けられた複数の光電変換素子２ｂ１からの画像データ信号をデジタル信号に変換する。 Next, returning to FIGS. 1 and 2, the X-ray detector 1 according to the present embodiment will be described.
As shown in FIG. 1, the X-ray detector 1 is provided with an X-ray detector module 11, a signal processing unit 3, and an image transmitting unit 4.
The signal processing unit 3 is provided on the side of the substrate 2a opposite to the side on which the photoelectric conversion unit 2b is provided.
The signal processing unit 3 converts the image data signal from the plurality of photoelectric conversion elements 2b1 provided in the X-ray detector module 11 into a digital signal.

信号処理部３には、制御回路３１と、増幅・変換回路３２とが設けられている。
図２に示すように、制御回路３１は、複数のゲートドライバ３１ａと行選択回路３１ｂとを有する。
ゲートドライバ３１ａは、対応する制御ライン２ｃ１に制御信号Ｓ１を印加する。
行選択回路３１ｂは、Ｘ線画像の走査方向に従って、対応するゲートドライバ３１ａに外部からの制御信号Ｓ１を送る。
例えば、制御回路３１は、フレキシブルプリント基板１２ａと制御ライン２ｃ１とを介して、制御信号Ｓ１を各制御ライン２ｃ１毎に順次印加する。制御ライン２ｃ１に印加された制御信号Ｓ１により薄膜トランジスタ２ｂ２がオン状態となり、光電変換素子２ｂ１からの信号電荷（画像データ信号Ｓ２）が受信できるようになる。 The signal processing unit 3 is provided with a control circuit 31 and an amplification/conversion circuit 32.
As shown in FIG. 2, the control circuit 31 has a plurality of gate drivers 31a and a row selection circuit 31b.
The gate driver 31a applies the control signal S1 to the corresponding control line 2c1.
The row selection circuit 31b sends a control signal S1 from the outside to the corresponding gate driver 31a according to the scanning direction of the X-ray image.
For example, the control circuit 31 sequentially applies the control signal S1 to each control line 2c1 via the flexible printed board 12a and the control line 2c1. The thin film transistor 2b2 is turned on by the control signal S1 applied to the control line 2c1, and the signal charge (image data signal S2) from the photoelectric conversion element 2b1 can be received.

増幅・変換回路３２は、複数の積分増幅器３２ａと、複数のＡ／Ｄ変換器３２ｂを有する。
積分増幅器３２ａは、データライン２ｃ２と配線パッド２ｄ２とフレキシブルプリント基板１２ｂとを介して、各光電変換素子２ｂ１からの画像データ信号Ｓ２を増幅し出力する。積分増幅器３２ａから出力された画像データ信号Ｓ２は、並列／直列変換されてＡ／Ｄ変換器３２ｂに入力される。
Ａ／Ｄ変換器３２ｂは、入力された画像データ信号Ｓ２（アナログ信号）をデジタル信号に変換する。 The amplification/conversion circuit 32 has a plurality of integration amplifiers 32a and a plurality of A/D converters 32b.
The integrating amplifier 32a amplifies and outputs the image data signal S2 from each photoelectric conversion element 2b1 via the data line 2c2, the wiring pad 2d2, and the flexible printed board 12b. The image data signal S2 output from the integrating amplifier 32a is parallel/serial-converted and input to the A/D converter 32b.
The A/D converter 32b converts the input image data signal S2 (analog signal) into a digital signal.

図１に示すように、画像伝送部４は、配線４ａを介して、信号処理部３の増幅・変換回路３２と電気的に接続されている。なお、画像伝送部４は、信号処理部３と一体化されていてもよい。
画像伝送部４は、複数のＡ／Ｄ変換器３２ｂによりデジタル信号に変換された画像データ信号Ｓ２に基づいて、Ｘ線画像を合成する。合成されたＸ線画像のデータは、画像伝送部４から外部の機器に向けて出力される。
その他、Ｘ線検出器１は、Ｘ線検出器用モジュール１１、信号処理部３、および画像伝送部４を収納する図示しない筐体などを備えることができる。 As shown in FIG. 1, the image transmission unit 4 is electrically connected to the amplification/conversion circuit 32 of the signal processing unit 3 via the wiring 4a. The image transmission unit 4 may be integrated with the signal processing unit 3.
The image transmission unit 4 synthesizes an X-ray image based on the image data signal S2 converted into a digital signal by the plurality of A/D converters 32b. The combined X-ray image data is output from the image transmission unit 4 to an external device.
In addition, the X-ray detector 1 may include a housing (not shown) that houses the X-ray detector module 11, the signal processing unit 3, and the image transmission unit 4.

以上、本発明のいくつかの実施形態を例示したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更などを行うことができる。これら実施形態やその変形例は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。また、前述の各実施形態は、相互に組み合わせて実施することができる。 Although some embodiments of the present invention have been illustrated above, these embodiments are presented as examples and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and their modifications are included in the scope and gist of the invention, and are also included in the invention described in the claims and the scope equivalent thereto. Further, the above-described respective embodiments can be implemented in combination with each other.

１Ｘ線検出器、２アレイ基板、２ａ基板、２ｂ光電変換部、２ｂ１光電変換素子、２ｃ１制御ライン、２ｃ２データライン、２ｄ１配線パッド、２ｄ２配線パッド、３信号処理部、４画像伝送部、５シンチレータ層、５ａ傾斜部、５ａ１周端面、５ａ１ａ端部、５ａ１ｂ端部、６反射層、６ａ周端部、７防湿体、８接着部、１１Ｘ線検出器用モジュール 1 X-ray detector, 2 array substrate, 2a substrate, 2b photoelectric conversion unit, 2b1 photoelectric conversion element, 2c1 control line, 2c2 data line, 2d1 wiring pad, 2d2 wiring pad, 3 signal processing unit, 4 image transmission unit, 5 Scintillator layer, 5a inclined part, 5a1 peripheral end face, 5a1a end part, 5a1b end part, 6 reflective layer, 6a peripheral end part, 7 moisture barrier, 8 adhesive part, 11 X-ray detector module

Claims

A substrate provided with a plurality of photoelectric conversion elements,
A scintillator layer provided on the effective pixel area provided with the plurality of photoelectric conversion elements , and on the outside of the effective pixel area, and converting radiation into fluorescence.
A reflection layer provided on the scintillator layer and reflecting the fluorescence toward the effective pixel region side,
Equipped with
The scintillator layer is an aggregate of a plurality of columnar crystals,
The peripheral end surface of the scintillator layer provided on the outer side of the effective pixel region is inclined so that the distance between the substrate and the outer side of the scintillator layer becomes smaller ,
The scintillator layer side of the reflective layer is located between the plurality of columnar crystals above the effective pixel region ,
The radiation detector module, wherein the peripheral edge portion of the reflective layer is provided on the peripheral edge surface of the scintillator layer.

The radiation detector module according to claim 1, wherein the peripheral end surface of the scintillator layer is provided outside the effective pixel region in a plan view.

The module for a radiation detector according to claim 1 , wherein the scintillator layer side of the reflective layer is also inserted between the plurality of columnar crystals on the peripheral end surface of the scintillator layer.

A radiation detector module according to any one of claims 1 to 3,
A signal processing unit that converts image data signals from a plurality of photoelectric conversion elements provided in the radiation detector module into digital signals,
An image transmission unit that synthesizes a radiation image based on the digital signal,
Radiation detector equipped with.