JP2012200373A - Radiographic apparatus and its manufacturing method - Google Patents
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Abstract
【課題】封止剤の収縮による支持基板への応力発生を防止する。
【解決手段】センサパネル23とシンチレータパネル24との貼り合せ面の外周に、シンチレータパネル24の支持基板33に接触しないように第1の封止剤46を充填する。また、支持基板33の庇状部33aとセンサパネル23との間で第1の封止材46の外側に、第1の封止剤46よりも硬化時の収縮率が小さな第2の封止剤47を充填する。庇状部33aとセンサパネル23とで挟まれた狭い領域内の奥間で隙間なく封止剤を充填できるようにするため、センサパネル23の上面に、封止剤の流動を阻止するための第1の流止め部48及び第2の流止め部49を設ける。
【選択図】図3An object of the present invention is to prevent generation of stress on a support substrate due to shrinkage of a sealing agent.
A first sealant 46 is filled on the outer periphery of a bonding surface of a sensor panel 23 and a scintillator panel 24 so as not to contact a support substrate 33 of the scintillator panel 24. In addition, a second seal having a smaller shrinkage rate during curing than the first sealant 46 is provided outside the first sealant 46 between the flange-shaped portion 33a of the support substrate 33 and the sensor panel 23. Agent 47 is filled. To prevent the sealant from flowing on the upper surface of the sensor panel 23 so that the sealant can be filled without a gap in the back of the narrow region sandwiched between the flange 33a and the sensor panel 23. A first flow stop portion 48 and a second flow stop portion 49 are provided.
[Selection] Figure 3
Description
本発明は、照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた放射線撮影装置及び製造方法に関し、更に詳しくは、シンチレータの周囲を封止剤によって封止した放射線撮影装置及び製造方法に関する。 The present invention relates to a radiation imaging apparatus and a manufacturing method including a scintillator that converts irradiated radiation into light and a sensor panel that detects light converted by the scintillator, and more specifically, a sealant around the scintillator. The present invention relates to a radiographic apparatus and a manufacturing method that are sealed by the above.
照射された放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータによって変換された光を検出するセンサパネルとを備えた間接変換方式の放射線検出器を用いて、照射された放射線により表される放射線画像を撮影できるようにした放射線撮影装置が実用化されている。 Taking a radiation image represented by the irradiated radiation using a radiation detector of an indirect conversion system that includes a scintillator that converts the irradiated radiation into light and a sensor panel that detects the light converted by the scintillator Radiation imaging devices that can be used have been put into practical use.
シンチレータには、ヨウ化セシウム(以下、CsIと呼ぶ)等を蒸着することにより、複数の柱状結晶からなるシンチレータ層を構成したものがある。柱状結晶からなるシンチレータでは、柱状結晶内で発生した光は、柱状結晶のライトガイド効果によって柱状結晶中を進行し、シンチレータから射出される光の散乱が抑制されるので、照射された放射線を画像として検出する際に、画像の鮮鋭度の低下を抑制することができる。センサパネルは、ガラス等からなるセンサ基板上に、TFT(Thin Film Transistor)アクティブマトリクス回路とPD(Photodiode)等からなる画素をマトリクス状に配置した光センサを設けたものであり、シンチレータから放射された光は光センサによって検出される。 Some scintillators constitute a scintillator layer composed of a plurality of columnar crystals by vapor-depositing cesium iodide (hereinafter referred to as CsI) or the like. In a scintillator composed of columnar crystals, light generated in the columnar crystals travels in the columnar crystals due to the light guide effect of the columnar crystals, and scattering of light emitted from the scintillators is suppressed, so the irradiated radiation is imaged. , It is possible to suppress a decrease in the sharpness of the image. A sensor panel is a sensor substrate made of glass or the like, on which a photosensor having TFT (Thin Film Transistor) active matrix circuits and PD (Photodiode) pixels arranged in a matrix is provided and is emitted from a scintillator. The detected light is detected by an optical sensor.
間接変換方式の放射線検出器には、センサパネル上にシンチレータを蒸着した直接蒸着方式と、支持基板にシンチレータを蒸着したシンチレータパネルとセンサパネルとを貼り合わせた貼り合せ方式(例えば、特許文献1参照)とがある。柱状結晶からなるシンチレータは、蒸着初期の層は十分に柱状結晶化されない。そのため、センサパネルに蒸着初期の層が近接する直接蒸着方式に比べ、シンチレータの柱状結晶化された先端部がセンサパネルに貼り合わされる貼り合せ方式の方が高画質となる。 The indirect conversion type radiation detector includes a direct vapor deposition method in which a scintillator is vapor-deposited on a sensor panel, and a bonding method in which a scintillator panel in which a scintillator is vapor-deposited on a support substrate is bonded to a sensor panel (for example, see Patent Document 1). ) In the scintillator composed of columnar crystals, the layer at the initial stage of vapor deposition is not sufficiently columnar crystallized. For this reason, the bonding method in which the columnar crystallized tip portion of the scintillator is bonded to the sensor panel has higher image quality than the direct evaporation method in which the initial layer of deposition is close to the sensor panel.
図11に示すように、貼り合せ方式の放射線検出器19には、シンチレータ34の蒸着時の耐熱性を考慮して、支持基板33に例えば金属板(例えば、Al基板)等を用いたものがある。また、支持基板33にシンチレータ34を蒸着する際に、支持基板33の外周を枠状の治具で支え、あるいはシンチレータ34の蒸着範囲を規制する蒸着マスクが使用されることにより、支持基板33には、シンチレータ34の外周から外側に張り出した庇状部33aを有するものがある。
As shown in FIG. 11, the bonding
CsI等からなるシンチレータ34は、潮解性を有するため、防湿性を有する保護膜35によって被覆されている。しかし、放射線撮影装置では、シンチレータ34が潮解しても交換が難しいため、より封止性の高い封止構造が必要とされている。例えば、貼り合せ方式のシンチレータパネル24では、シンチレータ34の両面が支持基板33とセンサパネル23とによって挟まれているため、シンチレータ34の外周を封止部28によって封止することにより、封止効果の高い封止構造を得ることができる。また、特許文献2には、シンチレータの外周を封止する第1の封止樹脂と、センサパネルの電極取出し部を被覆し、かつ第1の封止樹脂と接する第2の封止樹脂とを備えた放射線検出装置が開示されている。
Since the
上述した構成の放射線検出器19において、シンチレータ34の端部がセンサパネル23から剥離することがあった。シンチレータ34の端部の剥離がセンサパネル23の光センサ43の有効検出エリアに達すると、図12に示すように、放射線画像100の端縁に黒点状の画像欠陥101が表れてしまう。
In the
シンチレータ34の端部が剥離する原因について調査したところ、封止部28の硬化時の収縮が原因であることが分った。封止部28として、例えば、紫外線硬化型のアクリル系樹脂を使用した場合、封止部28は、紫外線が照射されて硬化する際に収縮し、支持基板33の庇状部33aを引っ張って弾性変形させてしまう。そして、庇状部33aの弾性変形によって支持基板33に応力が発生し、この応力の反作用によって、シンチレータ34の端部がセンサパネル23から剥がれていることが分った。
When the cause of the peeling of the end of the
上記問題を解決するため、特許文献1のように、封止剤が支持基板に接触しないように封止することも考えられるが、支持基板に接触するように封止剤を充填する場合と比べ、防湿能力が低下してしまう。また、特許文献2のように2種類の封止剤を用いても、支持基板の応力抑制に対する効果は得られない。 In order to solve the above problem, it is conceivable to seal the sealing agent so as not to contact the support substrate as in Patent Document 1, but compared to the case where the sealing agent is filled so as to contact the support substrate. The moisture-proof ability will be reduced. Moreover, even if it uses 2 types of sealing agents like patent document 2, the effect with respect to the stress suppression of a support substrate is not acquired.
本発明は、上記問題を解決するため、封止剤の収縮による支持基板への応力発生を防止することを目的とする。 In order to solve the above problems, an object of the present invention is to prevent generation of stress on a support substrate due to shrinkage of a sealing agent.
上記課題を解決するために、本発明の放射線撮影装置は、放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータを支持するとともにシンチレータの外側に張り出した庇状部を有する支持基板とを備えたシンチレータパネルと、シンチレータにより変換された光を検出する光センサを有し、シンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、シンチレータとセンサパネルとが貼り合わされた面の外周を封止する第1の封止剤と、庇状部とセンサパネルとの間に充填されてシンチレータの外周を封止する第2封止剤とを備えている。 In order to solve the above-mentioned problems, a radiation imaging apparatus of the present invention includes a scintillator panel that includes a scintillator that converts radiation into light, and a support substrate that supports the scintillator and has a hook-shaped portion that protrudes outside the scintillator. A sensor panel that detects light converted by the scintillator, a sensor panel that is bonded to the scintillator, a first sealing agent that seals an outer periphery of a surface where the scintillator and the sensor panel are bonded, And a second sealant that is filled between the shape part and the sensor panel and seals the outer periphery of the scintillator.
なお、第1の封止剤は、支持基板に接触していないことが好ましい。また、第1の封止剤が支持基板と接触する場合には、その接触幅は0.5mm以下であることが好ましい。 Note that the first sealant is preferably not in contact with the support substrate. Moreover, when the 1st sealing agent contacts a support substrate, it is preferable that the contact width is 0.5 mm or less.
第2の封止剤の収縮率は、第1の封止剤の収縮率の20〜40%程度であることが好ましい。このような条件を満たす第1の封止剤としては、例えば、紫外線硬化型アクリル樹脂を用いることができる。また、第2の封止剤としては、例えばエポキシ樹脂を用いることができる。 The shrinkage rate of the second sealant is preferably about 20 to 40% of the shrinkage rate of the first sealant. As the first sealant that satisfies such conditions, for example, an ultraviolet curable acrylic resin can be used. Moreover, as a 2nd sealing agent, an epoxy resin can be used, for example.
第1の封止剤と第2の封止剤とは、フィラー充填率が異なった同じ樹脂であってもよい。この場合、第2の封止剤のフィラー充填率は、第1の封止剤のフィラー充填率よりも高いことが好ましい。 The first sealing agent and the second sealing agent may be the same resin with different filler filling rates. In this case, it is preferable that the filler filling rate of the second sealing agent is higher than the filler filling rate of the first sealing agent.
シンチレータが、支持基板からセンサパネルに向かって立設された複数の柱状結晶からなる場合には、第1の封止剤によって柱状結晶の先端側が封止されていることが好ましい。また、本発明は、センサパネルがシンチレータパネルの放射線照射側に配置されており、シンチレータにセンサパネルを透過した放射線が照射される構成に用いることができる。 In the case where the scintillator is composed of a plurality of columnar crystals erected from the support substrate toward the sensor panel, it is preferable that the tip side of the columnar crystals is sealed with the first sealant. In addition, the present invention can be used in a configuration in which the sensor panel is disposed on the radiation irradiation side of the scintillator panel and the scintillator is irradiated with radiation that has passed through the sensor panel.
本発明の放射線撮影装置の製造方法は、支持基板上に設けられて放射線を光に変換するシンチレータと、シンチレータにより変換された光を検出する光センサを備えたセンサパネルとを貼り合わせる工程と、シンチレータとセンサパネルとが貼り合わされた面の外周を第1の封止剤によって封止する工程と、第1の封止剤を硬化させる工程と、シンチレータの外側に張り出した支持基板の庇状部とセンサパネルとの間に第1の封止剤よりも硬化時の収縮率が小さい第2の封止剤を充填してシンチレータの外周を封止する工程と、第2の封止剤を硬化させる工程とを備えたものである。第1の封止剤は、支持基板に接触していないことが好ましい。また、また、第1の封止剤が支持基板と接触する場合には、その接触幅は0.5mm以下であることが好ましい。 The manufacturing method of the radiation imaging apparatus of the present invention includes a step of bonding a scintillator provided on a support substrate and converting radiation into light, and a sensor panel including an optical sensor that detects light converted by the scintillator; A step of sealing the outer periphery of the surface on which the scintillator and the sensor panel are bonded together with a first sealant, a step of curing the first sealant, and a hook-like portion of the support substrate that protrudes to the outside of the scintillator Filling the second sealant with a smaller shrinkage than the first sealant between the sensor and the sensor panel to seal the outer periphery of the scintillator, and curing the second sealant And a step of causing the The first sealant is preferably not in contact with the support substrate. Moreover, when the 1st sealing agent contacts a support substrate, it is preferable that the contact width is 0.5 mm or less.
センサパネルのシンチレータに対する貼り合せ面に、第1の封止剤の流動を阻止する第1の流止め部を設けてもよい。また、センサパネルの貼り合せ面に、第2の封止剤の流動を阻止する第2の流止め部を設けてもよい。第1の流止め部及び第2の流止め部の高さは、50μm以上であることが好ましい。 You may provide the 1st flow stop part which prevents the flow of a 1st sealing agent in the bonding surface with respect to the scintillator of a sensor panel. Moreover, you may provide the 2nd flow stop part which blocks | prevents the flow of a 2nd sealing agent in the bonding surface of a sensor panel. It is preferable that the heights of the first flow stop portion and the second flow stop portion are 50 μm or more.
また、第1の流止め部及び第2の流止め部の高さを50μm以下とする場合には、第1の流止め部及び第2の流止め部と第1の封止剤及び第2の封止剤との接触角が50度以上であることが好ましい。 Further, when the height of the first and second flow stop portions is 50 μm or less, the first flow stop portion and the second flow stop portion, the first sealant, and the second The contact angle with the sealant is preferably 50 degrees or more.
本発明によれば、第1の封止剤の硬化時の収縮が支持基板に影響を与えることがなく、第2の封止剤の収縮率は第1の封止剤よりも小さいので、支持基板に大きな応力が発生することはない。したがって、支持基板に発生した応力により、シンチレータがセンサパネルから剥離するのを防止することができる。 According to the present invention, the shrinkage during curing of the first sealant does not affect the support substrate, and the shrinkage rate of the second sealant is smaller than that of the first sealant. No great stress is generated on the substrate. Therefore, it is possible to prevent the scintillator from being peeled off from the sensor panel due to the stress generated in the support substrate.
図1に示すように、本発明に係る放射線撮影装置10は、全体形状がおよそ箱形で、矩形状の上面が放射線の照射面11とされた筐体12を備えている。筐体12は、放射線を透過させる材料からなり、照射面11が設けられている天板13以外の部分は、例えばABS樹脂等から構成され、天板13は例えばカーボン等から構成されている。これにより、天板13による放射線の吸収を抑制しつつ、天板13の強度が確保される。なお、筐体12は、放射線により感光材料に画像を記録する構成を備えた旧来のカセッテと同サイズであり、当該カセッテに代えて使用できるようになっている。
As shown in FIG. 1, a
放射線撮影装置10の照射面11には、複数個のLEDからなり、放射線撮影装置10の動作モード(例えば「レディ状態」や「データ送信中」等)やバッテリの残容量等の動作状態を表示するための表示部16が設けられている。なお、表示部16は、LED以外の発光素子で構成してもよいし、液晶ディスプレイや有機ELディスプレイ等の表示手段で構成してもよい。また、表示部16は、照射面11以外の部位に設けてもよい。
The
放射線撮影装置10の筐体12内には、照射面11に対面するように、被撮影者の体を透過した放射線を検出するために、パネル状の放射線検出器19が配置されている。また、筐体12の内部には、照射面11の短手方向に沿った一端側に、マイクロコンピュータを含む各種の電子回路や、充電可能かつ着脱可能なバッテリ(二次電池)を収容するケース20が配置されている。放射線検出器19を含む放射線撮影装置10の各種電子回路は、ケース20内に収容されたバッテリから供給される電力によって作動する。筐体12内のうちケース20の照射面11側には、ケース20内に収容された各種電子回路が放射線の照射に伴って損傷することを回避するため、鉛板等からなる放射線遮蔽部材が配設されている。
A panel-shaped
放射線検出器19は、放射線が照射される方向に沿って、照射面11側からセンサパネル23、シンチレータパネル24及び補強板25が積層された構成を有している。図2に示すように、センサパネル23とシンチレータパネル24との間、及びシンチレータパネル24と補強板25との間は、第1の接着層26と、第2の接着層27とによってそれぞれ貼り合わされている。シンチレータパネル24の外周には、シンチレータを湿気などから保護する封止部28が設けられている。センサパネル23は、天板13の内面に全面に亘って接着剤により貼り付けられている。筐体12内の底面には、制御基板29が配置されている。制御基板29とセンサパネル23とは、フレキシブルケーブル30を介して電気的に接続されている。
The
図3は、放射線検出器19の端縁側の断面図であり、図2に対して上下を反転させた状態が図示されている。シンチレータパネル24は、支持基板33と、支持基板33上に蒸着により設けられたシンチレータ34と、支持基板33とシンチレータ34との外周を覆う保護膜35とから構成されている。支持基板33とシンチレータ34との間には、支持基板33とシンチレータ34との密着性を改善するシンチレータ下地層36が設けられている。
FIG. 3 is a cross-sectional view of the edge side of the
シンチレータ34は、被撮影者の体を透過して筐体12の照射面11に照射され、天板13及びセンサパネル23を透過して照射された放射線を吸収して光を放出する。一般に、シンチレータとしては、例えばCsI:Tl(タリウムを添加したヨウ化セシウム))や、CsI:Na(ナトリウム賦活ヨウ化セシウム)、GOS(Gd2O2S:Tb)等の材料を用いることができる。
The
本実施形態では、シンチレータ34として、支持基板33にCsI:Tlを蒸着することにより、放射線入射側かつセンサパネル23側に複数の柱状結晶38からなる柱状結晶領域を形成し、支持基板33側に非柱状結晶39からなる非柱状結晶領域を形成している。柱状結晶38は、その平均径が柱状結晶38の長手方向に沿っておよそ均一である。また、シンチレータ34は、支持基板33上に蒸着によって形成されることから、柱状結晶38の成長速度は、蒸着源からの距離に応じて異なる。したがって、シンチレータ34の端縁形状は、支持基板33からの高さが徐々に低くなるようなテーパー状となる。
In this embodiment, as the
シンチレータ34で発生した光は、柱状結晶38のライトガイド効果によって柱状結晶38内を進行し、センサパネル23へ射出される。その際に、センサパネル23側へ射出される光の拡散が抑制されるので、放射線撮影装置10によって検出される放射線画像のボケが抑制される。また、シンチレータ34の深部(非柱状結晶領域)に到達した光は、非柱状結晶39によってセンサパネル23側へ反射されるので、センサパネル23に入射される光量(シンチレータ34で発光された光の検出効率)が向上する。
The light generated by the
なお、シンチレータ34の放射線入射側に位置する柱状結晶領域の厚みをt1とし、シンチレータ34の支持基板33側に位置する非柱状結晶領域の厚みをt2としたときに、t1とt2が下記の関係式(1)を満たすことが好ましい。シンチレータ34の膜厚は、例えば650μm程度である。
0.01≦(t2/t1)≦0.25・・・(1)
When the thickness of the columnar crystal region located on the radiation incident side of the
0.01 ≦ (t2 / t1) ≦ 0.25 (1)
柱状結晶領域の厚みt1と非柱状結晶領域の厚みt2とが上記関係式を満たすことで、発光効率が高く光の拡散を防止する領域(柱状結晶領域)と、光を反射する領域(非柱状結晶領域)とのシンチレータ34の厚み方向に沿った比率が好適な範囲となる。これにより、シンチレータ34の発光効率、シンチレータ34で発光された光の検出効率、及び、放射線画像の解像度が向上する。なお、非柱状結晶領域の厚みt2が厚過ぎると発光効率の低い領域が増え、放射線撮影装置10の感度の低下に繋がることから、(t2/t1)は0.02以上かつ0.1以下の範囲であることがより好ましい。
When the thickness t1 of the columnar crystal region and the thickness t2 of the non-columnar crystal region satisfy the above relational expression, a region (columnar crystal region) that has high luminous efficiency and prevents light diffusion, and a region that reflects light (noncolumnar shape) The ratio along the thickness direction of the
上記構成のシンチレータ34において、シンチレータ34中の柱状結晶形成領域におけるCsIの充填率には適切な範囲があり、柱状結晶形成領域の厚みにも依存するが、例えば70〜85%程度が最適である。すなわち、CsIの充填率が過小(例えば70%未満)になるとシンチレータ34の発光量の低下が顕著になる一方、CsIの充填率が過大に(例えば85%よりも高く)なると、或る厚み以上では隣り合う柱状結晶が接触し始めるために、柱状結晶中を進行する光の一部が接触している他の柱状結晶へ移る現象(この現象はクロストークともいう)が生ずることで、シンチレータ34への放射線照射量のパターンに対してシンチレータ34からの光の射出光量のパターンが変化し、放射線検出精度の低下(照射された放射線を画像として検出する場合は検出画像の鮮鋭度の低下)が引き起こされる。従って、放射線検出の感度及び精度を確保するために、隣り合う柱状結晶の間には適当な大きさの隙間を設ける必要がある。
In the
支持基板33は、シンチレータ34の蒸着時に高温になるため、その材質には耐熱性の高い材料が望ましく、低コストという観点から選択すると、例えばアルミニウム等の金属が好適である。支持基板33の外縁には、シンチレータ34の外側に張り出した庇状部33aが設けられている。この庇状部33aは、支持基板33にCsI等を蒸着する際に支持基板33を保持するためにシンチレータ34が蒸着されなかった領域、あるいはシンチレータ34の蒸着範囲を規制する蒸着マスクによってシンチレータ34が蒸着されなかった領域であり、シンチレータ34のセンサパネル23に対する貼り合せ面から、支持基板33の端部までの範囲をいう。支持基板33の厚みは、材質にアルミニウムを用いた場合で例えば500μm程度である。なお、支持基板33が長手方向に反りにくくなるようにするため、圧延方向が長手方向に沿うように、支持基板33を構成してもよい。
Since the
保護膜35、及びシンチレータ下地層36には、大気中の水分に対してバリア性を有する材料が用いられ、例えば熱CVD法、プラズマCVD法等の気相重合で得られる有機膜が用いられる。有機膜としては、ポリパラキシリレン製樹脂の熱CVD法によって形成された気相重合膜、または含フッ素化合物不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜不飽和炭化水素モノマーのプラズマ重合膜が用いられる。また有機膜と無機膜の積層構造を用いることも出来、無機膜の材料としては、例えば、窒化珪素(SiNx)膜、酸化珪素(SiOx)膜、酸窒化珪素(SiOxNy)膜、Al2O3等が好適である。なお、保護膜35と第1の接着層26との密着性向上を図るため、保護膜35に大気圧プラズマ処理を施してもよい。
For the
センサパネル23は、シンチレータ34の光射出側から射出された光を検出するものであり、平板状で平面視における外形形状が矩形状とされたセンサ基板42と、センサ基板42のシンチレータ34と貼り合わされる面に設けられた光センサ43とを備えている。光センサ43の光を適正に検出可能な有効検出エリア43a(図4参照)は、シンチレータ34によって放射された光を確実に検出できるように、シンチレータ34のセンサパネル23への貼り合せ面よりも小さくされている。センサ基板42には、光センサ43を構成するフォトダイオード(PD:PhotoDiode)を、例えばアモルファスシリコンの蒸着によって形成するため、耐熱性を有するガラス基板が用いられている。センサ基板42の厚みは、例えば700μm程度である。
The
なお、本実施形態では、シンチレータパネル24の放射線照射面側にセンサパネル23が配置されているが、シンチレータとセンサパネルとをこのような位置関係で配置する方式は、「表面読取方式(ISS:Irradiation Side Sampling)」と称する。シンチレータは、放射線入射側がより強く発光するので、シンチレータの放射線入射側に光検出部を配置する表面読取方式(ISS)は、シンチレータの放射線入射側と反対側に光検出部を配置する「裏面読取方式(PSS:Penetration Side Sampling)」よりも光検出部とシンチレータの発光位置とが接近することから、撮影によって得られる放射線画像の分解能が高く、また光検出部の受光量が増大することで、結果として放射線撮影装置の感度が向上する。
In this embodiment, the
センサパネル23とシンチレータパネル24とは、第1の接着層26によって貼り合わされている。また、シンチレータパネル24の支持基板33にはアルミニウム板が用いられ、センサパネル23のセンサ基板42にはガラス基板が用いられている。更に、放射線検出器19は、その動作中に高温になるため、支持基板33とセンサ基板42には熱膨張が発生する。アルミニウムとガラスとでは、アルミニウムの熱膨張係数が30PPM程度であるのに対し、ガラスの熱膨張係数は3PPM程度と大きな差があるため、従来の放射線検出器では反りが発生し、あるいは反りによってシンチレータがセンサパネルから剥離することがあった。本実施形態では、支持基板33とセンサ基板42との熱膨張係数差による放射線検出器19の反り等を防止するため、支持基板33に補強板25を貼り合わせている。
The
補強板25には、センサ基板42と同程度の熱膨張係数を有し、かつ適度な剛性を有する材質が好ましく、例えばカーボン基板が好適である。補強板25として用いるカーボン基板には、単位体積あたりの硬度が高いピッチ系の炭素繊維を使用したカーボン基板を用いるのが好ましい。また、図1に示すように、放射線検出器19は長方形であるため、長手方向に反りが発生しやすい。したがって、放射線検出器19の長手方向の反りを抑制するため、カーボン基板は、炭素繊維の繊維方向が長手方向に沿っていることが好ましい。更に、補強板25の剛性と重量との兼ね合いから、カーボン基板の厚みは、例えば5mm以下が好ましく、より好ましくは0.5mm以上5mm以下が好適である。
The reinforcing
センサパネル23とシンチレータ34とを貼り合わせている第1の接着層26には、硬化型の接着剤ではなく、貼り合せ後も弾力性が維持される粘着剤が用いられている。これによれば、支持基板33とセンサ基板42との熱膨張係数差による応力を第1の接着層26によって吸収または分散させることにより、シンチレータ34のセンサパネル23からの剥離を防止することができる。また、粘着剤からなる第1の接着層26は、シンチレータ34及びセンサパネル23の表面の凹凸に合わせて塑性変形して両者を貼り合わせるので、シンチレータ34及びセンサパネル23との貼り合せ面に空隙が生じることによる放射線画像の欠陥を防止することができる。更に、本実施形態では、第1の接着層26として、予め厚みが一定に設けられた粘着シートを用いているので、シンチレータ34とセンサパネル23との距離を一定に保つことができる。
For the first
粘着シートには、ゲル分率50%以下の高分子成分を含む軟らかいものが好ましい。これは、支持基板33とセンサ基板42との熱膨張係数差による応力を吸収または分散するとともに、粘着剤の塑性変形量を大きくして、シンチレータ34及びセンサパネル23の表面の凹凸形状に追従させるためである。また、粘着シートのガラス転移点は、0°C以下であることが好ましい、これは、粘着シートに室温で適度な硬さを付与し、ハンドリングを容易にするためである。これらの条件を満たす粘着シートを弾性率によって表すと、例えば、23°Cの環境下における貯蔵弾性率が5×105Pa〜5×104Paであり、損失弾性率が2×105Pa〜2×104Paである粘着シートが相当する。
The pressure-sensitive adhesive sheet is preferably a soft material containing a polymer component having a gel fraction of 50% or less. This absorbs or disperses the stress due to the difference in thermal expansion coefficient between the
また、粘着シートとセンサパネル23との接着力、及び粘着シートとシンチレータ34との接着力が、それぞれ23°Cのときの値に対して、50°Cのときの値が半分以上であることが好ましい。これにより、温度が上昇しても粘着シートの接着力が極端に低下することがないため、高温の環境下における製品耐久性を向上させることができる。
Further, the adhesive force between the pressure-sensitive adhesive sheet and the
更に、粘着シートとしては、ボールタックナンバーが1〜6であることが望ましい。ボールタックナンバーとは、いわゆる接着層のべたつきの度合を表しており、数値が大きいほどべたつきが大きくなる。本実施形態では、センサパネル23とシンチレータパネル24との貼り合せ工程において貼り合せミスが発生したときに、センサパネル23とシンチレータパネル24とをいったん剥離して、再度貼り合せを行なうことが予定されているため、べたつきの少ない粘着シートを使用することが好ましい。
Furthermore, as an adhesive sheet, it is desirable that a ball tack number is 1-6. The ball tack number represents the degree of stickiness of the so-called adhesive layer, and stickiness increases as the value increases. In the present embodiment, when a bonding error occurs in the bonding process between the
また、粘着シートは、その厚みが15μm以上、50μm以下であり、より好ましくは30μm程度である。これは、第1の接着層26が薄すぎると、応力緩和及び凹凸追従の効果が得られず、厚すぎると第1の接着層26による放射線吸収により放射線画像の先鋭度が低下するからである。以上のような粘着シートとしては、アクリル系粘着シートが好ましい。透明度及び接着力が高いからである。
The pressure-sensitive adhesive sheet has a thickness of 15 μm or more and 50 μm or less, more preferably about 30 μm. This is because if the first
支持基板33と補強板25とを貼り合わせている第2の接着層27には、第1の接着層26と同様に、粘着シートが用いられている。第2の接着層27は、第1の接着層26と同様に、支持基板33と補強板25との熱膨張係数差による応力を吸収または分散し、シンチレータ34がセンサパネル23から剥がれるのを防止している。第2の接着層27の厚みは、接着強度、応力緩和効果等を考慮して50μm以上500μm以下程度が好ましい。
As with the first
なお、第2の接着層27を構成する粘着シートは、長手方向に分割された複数枚のサイズの小さな粘着シートから構成してもよい。これによれば、粘着シートを支持基板33に貼り付ける際に、支持基板33と粘着シートとの間に気泡が残りにくくなり、貼り付け性が向上する。また、支持基板33及び補強板25が湾曲した際の応力を緩和し、シンチレータ34の剥離を防止することができる。
In addition, you may comprise the adhesive sheet which comprises the 2nd
封止部28は、第1の封止剤46、第2の封止剤47から構成されている。第1の封止剤46は、防湿性が高く、かつ硬化時の収縮率が比較的高い樹脂からなり、シンチレータ34とセンサパネル23とが貼り合わされた面の外周を、庇状部33aに接触しないように封止している。第2の封止剤47は、第1の封止剤46よりも硬化時の収縮率が低い樹脂からなり、庇状部33aとセンサパネル23との間に充填されてシンチレータ34の外周を封止している。
The sealing
従来の放射線検出器では、シンチレータ34の外周を封止する封止剤に、防湿性は高いものの、硬化時の収縮率が比較的高い樹脂のみを用いていた。そのため、封止剤の収縮によって支持基板33の庇状部33aが引っ張られて弾性変形し、この弾性変形により支持基板33に生じた応力の反作用によって、シンチレータ34の端部がセンサパネル23から剥離することがあった。
In the conventional radiation detector, only a resin having a relatively high shrinkage rate at the time of curing is used as the sealant for sealing the outer periphery of the
本実施形態では、収縮率の高い第1の封止剤46は、支持基板33に触れないように充填し、第1の封止剤46よりも収縮率の小さな第2の封止剤47によって庇状部33aとセンサパネル23との間を封止しているので、支持基板33に大きな応力が発生することはない。したがって、本実施形態の放射線検出器19では、支持基板33に生じた応力によってシンチレータ34がセンサパネル23から剥離するのを防止することができる。また、シンチレータ34のセンサパネル23に対する貼り合せ面側は、柱状結晶38の先端側となるため湿気に弱いが、この部分は防湿性の高い第1の封止剤46によって適切に防湿することができる。更に、第1の封止剤46の外側を第2の封止剤47によって封止しているので、シンチレータ34全体を適切に防湿することができる。
In the present embodiment, the
第1の封止剤46には、例えば、紫外線硬化型のアクリル樹脂(体積収縮率5〜10%程度)を用いるのが好ましい。紫外線硬化型のアクリル樹脂は、体積収縮率は比較的大きいが、高い防湿性を得ることができる。また、第2の封止剤47には、紫外線硬化型アクリル樹脂よりも防湿性は劣るものの、紫外線硬化型アクリル樹脂よりも体積収縮率が小さな樹脂として、例えば、エポキシ樹脂(体積収縮率2%程度)を用いるのが好ましい。これにより、第2の封止剤47の収縮率は、第1の封止剤46の収縮率の20〜40程度となる。
For the
また、第1及び第2の封止剤46、47ともに同じ樹脂を使用し、これに混入するフィラーの充填率を異ならせることによって収縮率に差をもたせてもよい。例えば、第1及び第2の封止剤46、47に紫外線硬化型アクリル樹脂を用いる場合、第2の封止剤47のフィラー充填率を第1の封止剤46よりも高くすることにより、第2の封止剤47の収縮率を第1の封止剤46よりも低くすることができる。
Further, the same resin may be used for both the first and
第1の封止剤46と第2の封止剤47とは、硬化時の収縮率が異なるため、同時に硬化させることはできない。第1の封止剤46と第2の封止剤47とを同時に硬化させると、収縮率の差異により、第1の封止剤46と第2の封止剤47との間に空隙が生じる可能性があるためである。また、十分な防湿性能を得るには、支持基板33の庇状部33aとセンサパネル23とで挟まれた空間の奥まで封止剤を充填する必要があるが、庇状部33aの長さ、庇状部33a表面の濡れ性、封止剤粘度によっては、庇状部33aの奥まで適切に封止剤を注入するのが難しくなる。
Since the
これらを勘案し、本実施形態では、シンチレータパネル24とセンサパネル23との貼り合せ工程を以下のような手順で行なっている。図4(A)に示すように、センサパネル23のシンチレータパネル24に対する貼り合せ面上に、光センサ43の外周を取り囲むように配置された第1の流止め部48と、第1の流止め部48の外周に配置された第2の流止め部49とを形成する。第1及び第2の流止め部48、49は、センサパネル23の表面から突出された突条体であり、第1及び第2の封止剤46、47の充填時に、第1及び第2の封止剤46、47が流れ出るのを防ぐ機能を有している。
Considering these, in the present embodiment, the bonding process of the
図4(B)に示すように、次の工程では、センサパネル23の上に第1の接着層26によってシンチレータパネル24が貼り合わされる。同図(C)に示すように、次の工程では、支持基板33の庇状部33aに触れないように、シンチレータ34とセンサパネル23との貼り合せ面の外周に第1の封止剤46が充填される。第1の封止剤46は、流動性を有するが、第1の流止め部48によってその流動が阻止されるため、適切に充填することが可能である。
As shown in FIG. 4B, in the next step, the
シンチレータ34の外周に充填された第1の封止剤46は、紫外線の照射によって硬化される。第1の封止剤46を構成する紫外線硬化型アクリル樹脂は、硬化時に体積が収縮するが、第1の封止剤46は庇状部33aに触れていないので、支持基板33に応力が発生することはない。
The
図4(D)に示すように、次の工程では、支持基板33の庇状部33aとセンサパネルとの間に第2の封止剤47が充填される。第2の封止剤47も第1の封止剤46と同様に流動性を有するが、第2の流止め部49によってその流動が阻止されるため、適切に充填することが可能である。
As shown in FIG. 4D, in the next step, the
シンチレータ34の外周に充填された第2の封止剤47は、第1の封止剤46と同様に硬化される。第2の封止剤47にエポキシ樹脂を用いた場合には、第2の封止剤47は加熱により硬化される。このように、収縮率の異なる第1の封止剤46と第2の封止剤47とを別々に硬化させるので、第1の封止剤46と第2の封止剤47との間に収縮率差による空隙が生じることはない。また、第2の封止剤47の硬化時にも体積は収縮するが、その収縮率は第1の封止剤46よりも小さいので、支持基板33に大きな応力は発生しない。
The
第1及び第2の流止め部48、49としては、第1及び第2の封止剤46、47とともに封止構造を担い、かつセンサパネル23の光センサ43に影響を及ぼさない必要があるため、防湿性及び絶縁性を有する材質が用いられることが好ましい。
The first and second flow stop
第1及び第2の流止め部48、49として、例えば、防湿絶縁剤(例えば、日立化成、TE−4200等)を用いる場合には、この防湿絶縁材の表面の濡れ性、封止剤の粘度等を考慮して、第1及び第2の流止め部48、49の高さを50μm以上、より好ましくは100μm以上、例えば200μm程度とすることが好ましい。また、第1及び第2の流止め部48、49として、例えばアクリル系の粘着テープ(例えば、日東電工、N−380等)を用いてもよい。この場合、粘着テープと、封止剤として用いられる紫外線硬化型アクリル樹脂との濡れ性を考慮し、第1及び第2の流止め部48、49の高さを80μm程度とするのが好ましい。
For example, when using a moisture-proof insulating agent (for example, Hitachi Chemical, TE-4200, etc.) as the first and second flow stop
また、第1及び第2の流止め部48、49の封止剤に対する濡れ性によっては、第1及び第2の流止め部48、49の高さを50μm以下にすることもできる。この場合、第1及び第2の流止め部48、49と封止剤との接触角が50度以上、より好ましくは80以上となるような材質によって第1及び第2の流止め部48、49を形成する必要がある。
Further, depending on the wettability of the first and second flow stop
次に、センサパネル23の光センサ43について説明する。図6に示すように、光センサ43は、フォトダイオード(PD:PhotoDiode)等からなる光電変換部55、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)56、及び蓄積容量57を備えた画素部58からなり、画素部58は、センサ基板42上にマトリクス状に複数形成されている。また、センサパネル23のうち、放射線の到来方向と反対側の面には、センサ基板42上を平坦にするための平坦化層59が形成されている。上述したように、センサパネル23は、接着層60によって天板13に貼り付けられている。
Next, the
光電変換部55は、下部電極55aと上部電極55bとの間に、シンチレータ34から放出された光を吸収し、吸収した光に応じた電荷を発生する光電変換膜55cが配置されて構成されている。なお、下部電極55aは、シンチレータ34から放出された光を光電変換膜55cに入射させる必要があるため、少なくともシンチレータ34の発光波長に対して透明な導電性材料で構成することが好ましく、具体的には、可視光に対する透過率が高く、抵抗値が小さい透明導電性酸化物(TCO;Transparent Conducting Oxide)を用いることが好ましい。
The
なお、下部電極55aとしてAuなどの金属薄膜を用いることもできるが、90%以上の光透過率を得ようとすると抵抗値が増大し易くなるため、TCOの方が好ましい。例えば、ITO、IZO、AZO、FTO、SnO2、TiO2、ZnO2等を用いることが好ましく、プロセス簡易性、低抵抗性、透明性の観点からITOが最も好ましい。なお、下部電極55aは、全画素部共通の一枚構成としてもよいし、画素部毎に分割してもよい。
Although a metal thin film such as Au can be used as the
光電変換膜55cを構成する材料は、光を吸収して電荷を発生する材料であればよく、例えば、アモルファスシリコンや有機光電変換材料等を用いることができる。光電変換膜55cをアモルファスシリコンで構成した場合、シンチレータ34から放出された光を広い波長域に亘って吸収するように構成することができる。アモルファスシリコンからなる光電変換膜55cの形成には、蒸着を行う必要があるため、センサ基板42には、耐熱性を有するガラス基板を用いるのが好ましい。
The material constituting the
TFT56は、ゲート電極、ゲート絶縁膜及び活性層(チャネル層)が積層され、更に活性層上にソース電極とドレイン電極が所定の間隔を隔てて形成されている。活性層は、例えばアモルファスシリコンや非晶質酸化物、有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかにより形成することができるが、活性層を形成可能な材料はこれらに限定されるものではない。
In the
図7に示すように、光センサ43には、一定方向(行方向)に沿って延設され個々のTFT56をオンオフさせるための複数本のゲート配線63と、前記一定方向と交差する方向(列方向)に沿って延設され、蓄積容量57(及び光電変換部55の下部電極55aと上部電極55bの間)に蓄積された電荷をオン状態のTFT56を介して読み出すための複数本のデータ配線64が設けられている。
As shown in FIG. 7, the
センサパネル23の個々のゲート配線63はゲート線ドライバ67に接続されており、個々のデータ配線64は信号処理部68に接続されている。被撮影者の体を透過した放射線(被撮影者の体の画像情報を担持した放射線)が放射線撮影装置10に照射されると、シンチレータ34のうち照射面11上の各位置に対応する部分からは、前記各位置における放射線の照射量に応じた光量の光が放出され、個々の画素部58の光電変換部55では、シンチレータ34のうちの対応する部分から放出された光の光量に応じた大きさの電荷が発生され、この電荷が個々の画素部58の蓄積容量57(及び光電変換部55の下部電極55aと上部電極55bの間)に蓄積される。
上記のようにして個々の画素部58の蓄積容量57に電荷が蓄積されると、個々の画素部58のTFT56は、ゲート線ドライバ67からゲート配線63を介して供給される信号により行単位で順にオンされ、TFT56がオンされた画素部58の蓄積容量57に蓄積されている電荷は、アナログの電気信号としてデータ配線64を伝送されて信号処理部68に入力される。従って、個々の画素部58の蓄積容量57に蓄積された電荷は行単位で順に読み出される。
When charges are accumulated in the
信号処理部68は、個々のデータ配線64毎に設けられた増幅器及びサンプルホールド回路を備えており、個々のデータ配線64を伝送された電気信号は増幅器で増幅された後にサンプルホールド回路に保持される。また、サンプルホールド回路の出力側にはマルチプレクサ、A/D(アナログ/デジタル)変換器が順に接続されており、個々のサンプルホールド回路に保持された電気信号はマルチプレクサに順に(シリアルに)入力され、A/D変換器によってデジタルの画像データへ変換される。
The
信号処理部68には画像メモリ71が接続されており、信号処理部68のA/D変換器から出力された画像データは画像メモリ71に順に記憶される。画像メモリ71は複数フレーム分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ71に順次記憶される。
An
画像メモリ71は、放射線撮影装置10全体の動作を制御する制御部73と接続されている。制御部73は、マイクロコンピュータを含んで構成されており、CPU73a、ROM及びRAMを含むメモリ73b、HDD(Hard Disk Drive)やフラッシュメモリ等からなる不揮発性の記憶部73cを備えている。
The
また、制御部73には無線通信部75が接続されている。無線通信部75は、IEEE(Institute of Electrical and Electronics Engineers)802.11a/b/g/n等に代表される無線LAN(Local Area Network)規格に対応しており、無線通信による外部機器との間での各種情報の伝送を制御する。制御部73は、無線通信部75を介してコンソール79(図8参照)と無線通信が可能とされており、コンソール79との間で各種情報の送受信が可能とされている。
In addition, a
また、放射線撮影装置10には電源部76が設けられており、上述した各種電子回路(ゲート線ドライバ67や信号処理部68、画像メモリ71、無線通信部75、制御部73等)は電源部76と各々接続され(図示省略)、電源部76から供給された電力によって作動する。電源部76は、放射線撮影装置10の可搬性を損なわないように、前述のバッテリ(二次電池)を内蔵しており、充電されたバッテリから各種電子回路へ電力を供給する。ゲート線ドライバ67、信号処理部68、画像メモリ71、制御部73、無線通信部75及び電源部76は、上述したケース20内、もしくは制御基板29に設けられている。
The
図8に示すように、コンソール79はコンピュータからなり、装置全体の動作を司るCPU80、制御プログラムを含む各種プログラム等が予め記憶されたROM81、各種データを一時的に記憶するRAM82、及び、各種データを記憶するHDD83を備え、これらはバスを介して互いに接続されている。またバスには、通信I/F部84及び無線通信部85が接続され、ディスプレイ86がディスプレイドライバ87を介して接続され、更に、操作パネル88が操作入力検出部89を介して接続されている。
As shown in FIG. 8, the
通信I/F部84は接続端子84a、通信ケーブル91及び放射線発生装置92の接続端子92aを介して放射線発生装置92と接続されている。コンソール79(のCPU80)は、放射線発生装置92との間での曝射条件等の各種情報の送受信を通信I/F部84経由で行う。無線通信部85は放射線撮影装置10の無線通信部75と無線通信を行う機能を備えており、コンソール79(のCPU80)は放射線撮影装置10との間で、画像データ等の各種情報の送受信を無線通信部85経由で行う。また、ディスプレイドライバ87はディスプレイ86への各種情報を表示させるための信号を生成・出力し、コンソール79(のCPU80)はディスプレイドライバ87を介して操作メニューや撮影された放射線画像等をディスプレイ86に表示させる。また、操作パネル88は複数のキーを含んで構成され、各種の情報や操作指示が入力される。操作入力検出部89は操作パネル88に対する操作を検出し、検出結果をCPU80へ通知する。
The communication I /
放射線発生装置92は、放射線源94と、コンソール79との間で曝射条件等の各種情報の送受信を行う通信I/F部95と、コンソール79から受信した曝射条件(この曝射条件には管電圧、管電流の情報が含まれている)に基づいて放射線源94を制御する線源制御部96とを備えている。
The
次に本実施形態の作用を説明する。放射線撮影装置10を使用して放射線画像の撮影を行う場合、撮影者(例えば放射線技師等)は、被撮影者の撮影対象部位と撮影台との間に、照射面11側を上方へ向けた放射線撮影装置10を挿入し、向きや位置等を調整する準備作業を行う。
Next, the operation of this embodiment will be described. When taking a radiographic image using the
撮影者は、準備作業が完了すると、操作パネル88を操作して撮影開始を指示する。これにより、コンソール79では、曝射開始を指示する指示信号を放射線発生装置92へ送信し、放射線発生装置92は放射線源94から放射線を射出させる。放射線源94から射出された放射線は、被撮影者の体を透過して放射線撮影装置10の照射面11に照射され、天板13及びセンサパネル23を透過してシンチレータ34の照射/光射出面に照射される。シンチレータ34は照射/光射出面に照射された放射線を吸収し、吸収した放射線量に応じた光量の光を射出する。
When the preparatory work is completed, the photographer operates the operation panel 88 to instruct the start of photographing. As a result, the
センサパネル23は、画素部58に照射された光を画像として検出し、画像メモリ71に画像データを記憶する。CPU73aは、画像メモリ71に記憶された画像データを無線通信部75によってコンソール79へ送信する。コンソール79のCPU80は、放射線撮影装置10から受信した画像データを、RAM82を介してHDD83に記憶する。また、CPU80は、ディスプレイドライバ87を介して、HDD83に記憶されている画像データからなる放射線画像をディスプレイ86に表示させる。
The
放射線撮影装置10では、第1の封止剤46及び第2の封止剤47が硬化時に収縮するが、収縮率の高い第1の封止剤46は、支持基板33に接触しておらず、第2の封止剤47の収縮率は第1の封止剤46よりも小さいので、支持基板33に大きな応力は発生しない。したがって、支持基板33に生じた応力により、シンチレータ34がセンサパネル23から剥離することもない。また、湿気に弱い柱状結晶38の先端側を防湿性の高い第1の封止剤46によって封止し、湿気に比較的強い非柱状結晶39側を第2の封止剤47で封止するので、シンチレータ34全体を適切に防湿することができる。
In the
上記実施形態では、第1の封止剤46は、庇状部33aに接触しないようにシンチレータ34の外周を封止しているが、図9に示すように、第1の封止剤46の収縮が支持基板33に応力を与えない程度であれば、第1の封止剤46が庇状部33aに接触していてもよい。これによれば、シンチレータ34の外周全域を防湿性の高い第1の封止剤46で封止することができるので、封止能力が向上する。第1の封止剤46と庇状部33aとの接触幅は、第1の封止剤46に紫外線硬化型アクリル樹脂を用いた場合で、例えば0.5mm以下であることが好ましい。なお、この接触幅は、庇状部33aの長さ、支持基板33の厚み等によっても異なるため、0.5mm以下に限定されるものではない。
In the above embodiment, the
また、上記実施形態では、第1の流止め部48とともに第2の流止め部49を用いたが、封止剤の充填にさほどの困難性が生じない場合には、第2の流止め部49、または第1の流止め部48及び第2の流止め部49の両方を省略してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 2nd flow stop
また、上記実施形態では、センサパネル23の全周にわたって第1及び第2の流止め部48、49を設けているが、例えば、図10に示すように、センサ基板42の直交する2辺に近接するように光センサ43を配置し、センサ基板42の残った2辺から制御基板29に接続されるフレキシブルケーブル30を引き出すようにしたセンサパネル23を用いる場合には、センサ基板42の端縁によって封止剤の流動を阻止することができるので、光センサ43が近接されている辺の流止め部のみを省略してもよい。
Moreover, in the said embodiment, although the 1st and 2nd flow stop
また、上記実施形態では、光電変換部55の光電変換膜55cをアモルファスシリコンによって構成したが、光電変換膜55cは、有機光電変換材料を含む材料で構成してもよい。この場合、主に可視光域で高い吸収を示す吸収スペクトルが得られ、光電変換膜55cによるシンチレータ34から放出された光以外の電磁波の吸収が殆ど無くなるので、X線やγ線等の放射線が光電変換膜55cで吸収されることで発生するノイズを抑制できる。また、有機光電変換材料からなる光電変換膜55cは、インクジェットヘッド等の液滴吐出ヘッドを用いて有機光電変換材料をセンサ基板42上に付着させることで形成させることができ、センサ基板42に対して耐熱性は要求されない。このため、ガラス以外の材質からなるセンサ基板を用いることもできる。
Moreover, in the said embodiment, although the photoelectric converting
光電変換膜55cを有機光電変換材料で構成した場合、光電変換膜55cで放射線が殆ど吸収されないので、放射線が透過するようにセンサパネル23が配置される表面読取方式(ISS)において、センサパネル23を透過することによる放射線の減衰を抑制することができ、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。従って、光電変換膜55cを有機光電変換材料で構成することは、特に表面読取方式(ISS)に好適である。
When the
光電変換膜55cを構成する有機光電変換材料は、シンチレータ34から放出された光を最も効率良く吸収するために、その吸収ピーク波長が、シンチレータ34の発光ピーク波長と近いほど好ましい。有機光電変換材料の吸収ピーク波長とシンチレータ34の発光ピーク波長とが一致することが理想的であるが、双方の差が小さければシンチレータ34から放出された光を十分に吸収することが可能である。具体的には、有機光電変換材料の吸収ピーク波長と、シンチレータ34の放射線に対する発光ピーク波長との差が10nm以内であることが好ましく、5nm以内であることがより好ましい。
The organic photoelectric conversion material constituting the
このような条件を満たすことが可能な有機光電変換材料としては、例えばキナクリドン系有機化合物及びフタロシアニン系有機化合物が挙げられる。例えばキナクリドンの可視域における吸収ピーク波長は560nmであるため、有機光電変換材料としてキナクリドンを用い、シンチレータ34の材料としてCsI(Tl)を用いれば、上記ピーク波長の差を5nm以内にすることが可能となり、光電変換膜55cで発生する電荷量をほぼ最大にすることができる。
Examples of organic photoelectric conversion materials that can satisfy such conditions include quinacridone-based organic compounds and phthalocyanine-based organic compounds. For example, since the absorption peak wavelength in the visible region of quinacridone is 560 nm, if quinacridone is used as the organic photoelectric conversion material and CsI (Tl) is used as the material of the
放射線検出パネルに適用可能な光電変換膜55cについて具体的に説明する。放射線検出パネルにおける電磁波吸収/光電変換部位は、電極55a、55bと、該電極55a,55bに挟まれた光電変換膜55cを含む有機層である。この有機層は、より具体的には、電磁波を吸収する部位、光電変換部位、電子輸送部位、正孔輸送部位、電子ブロッキング部位、正孔ブロッキング部位、結晶化防止部位、電極、及び、層間接触改良部位等を積み重ねるか、若しくは混合することで形成することができる。
The
上記有機層は、有機p型化合物または有機n型化合物を含有することが好ましい。有機p型半導体(化合物)は、主に正孔輸送性有機化合物に代表されるドナー性有機半導体(化合物)であり、電子を供与しやすい性質を有する有機化合物である。さらに詳しくは2つの有機材料を接触させて用いたときにイオン化ポテンシャルの小さい方の有機化合物である。従って、ドナー性有機化合物としては、電子供与性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。有機n型半導体(化合物)は、主に電子輸送性有機化合物に代表されるアクセプター性有機半導体(化合物)であり、電子を受容し易い性質を有する有機化合物である。更に詳しくは2つの有機化合物を接触させて用いたときに電子親和力の大きい方の有機化合物である。従って、アクセプター性有機化合物は、電子受容性を有する有機化合物であれば何れの有機化合物も使用可能である。 The organic layer preferably contains an organic p-type compound or an organic n-type compound. The organic p-type semiconductor (compound) is a donor organic semiconductor (compound) mainly represented by a hole transporting organic compound, and is an organic compound having a property of easily donating electrons. More specifically, an organic compound having a smaller ionization potential when two organic materials are used in contact with each other. Accordingly, any organic compound having an electron donating property can be used as the donor organic compound. The organic n-type semiconductor (compound) is an acceptor organic semiconductor (compound) mainly represented by an electron transporting organic compound, and is an organic compound having a property of easily accepting electrons. More specifically, the organic compound having the higher electron affinity when two organic compounds are used in contact with each other. Therefore, any organic compound can be used as the acceptor organic compound as long as it is an organic compound having an electron accepting property.
有機p型半導体及び有機n型半導体として適用可能な材料や、光電変換膜55cの構成については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
Since the materials applicable as the organic p-type semiconductor and the organic n-type semiconductor and the configuration of the
また、光電変換部55は、少なくとも電極対55a,55bと光電変換膜55cを含んでいればよいが、暗電流の増加を抑制するため、電子ブロッキング膜及び正孔ブロッキング膜の少なくとも何れかを設けることが好ましく、両方を設けることがより好ましい。
The
電子ブロッキング膜は、上部電極55bと光電変換膜55cとの間に設けることができ、上部電極55bと下部電極55aとの間にバイアス電圧を印加したときに、上部電極55bから光電変換膜55cに電子が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。電子ブロッキング膜には電子供与性有機材料を用いることができる。実際に電子ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜55cの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Wf)より1.3eV以上電子親和力(Ea)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜55cの材料のイオン化ポテンシャル(Ip)と同等のIp、若しくはそれより小さいIpを有するものが好ましい。この電子供与性有機材料として適用可能な材料については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
The electron blocking film can be provided between the
電子ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部55の光電変換効率の低下を防ぐため、10nm以上200nm以下が好ましく、より好ましくは30nm以上150nm以下、特に好ましくは50nm以上100nm以下である。
The thickness of the electron blocking film is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 30 nm or more and 150 nm or less, and particularly preferably, in order to surely exhibit the dark current suppressing effect and prevent a decrease in the photoelectric conversion efficiency of the
正孔ブロッキング膜は、光電変換膜55cと下部電極55aとの間に設けることができ、上部電極55bと下部電極55aとの間にバイアス電圧を印加したときに、下部電極55aから光電変換膜55cに正孔が注入されて暗電流が増加してしまうことを抑制することができる。正孔ブロッキング膜には電子受容性有機材料を用いることができる。実際に正孔ブロッキング膜に用いる材料は、隣接する電極の材料及び隣接する光電変換膜55cの材料等に応じて選択すればよく、隣接する電極の材料の仕事関数(Wf)より1.3eV以上イオン化ポテンシャル(Ip)が大きく、かつ、隣接する光電変換膜55cの材料の電子親和力(Ea)と同等のEa、若しくはそれより大きいEaを有するものが好ましい。この電子受容性有機材料として適用可能な材料については、特開2009−32854号公報において詳細に説明されているため説明を省略する。
The hole blocking film can be provided between the
正孔ブロッキング膜の厚みは、暗電流抑制効果を確実に発揮させると共に、光電変換部55の光電変換効率の低下を防ぐため、10nm以上200nm以下が好ましく、より好ましくは30nm以上150nm以下、特に好ましくは50nm以上100nm以下である。
The thickness of the hole blocking film is preferably 10 nm or more and 200 nm or less, more preferably 30 nm or more and 150 nm or less, particularly preferably, in order to surely exhibit the dark current suppressing effect and prevent a decrease in the photoelectric conversion efficiency of the
なお、光電変換膜55cで発生した電荷のうち、正孔が下部電極55aに移動し、電子が上部電極55bに移動するようにバイアス電圧を設定する場合には、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜の位置を逆にすれば良い。また、電子ブロッキング膜と正孔ブロッキング膜は両方設けることは必須ではなく、何れかを設けておけば、或る程度の暗電流抑制効果を得ることができる。
In the case where the bias voltage is set such that holes move to the
また、TFT56の活性層を形成可能な非晶質酸化物としては、例えば、In、Ga及びZnのうちの少なくとも1つを含む酸化物(例えばIn−O系)が好ましく、In、Ga及びZnのうちの少なくとも2つを含む酸化物(例えばIn−Zn−O系、In−Ga−O系、Ga−Zn−O系)がより好ましく、In、Ga及びZnを含む酸化物が特に好ましい。In−Ga−Zn−O系非晶質酸化物としては、結晶状態における組成がInGaO3(ZnO)m(mは6未満の自然数)で表される非晶質酸化物が好ましく、特に、InGaZnO4がより好ましい。なお、活性層を形成可能な非晶質酸化物はこれらに限定されるものではない。
Further, as the amorphous oxide capable of forming the active layer of the
また、活性層を形成可能な有機半導体材料としては、例えば、フタロシアニン化合物や、ペンタセン、バナジルフタロシアニン等が挙げられるが、これらに限定されるものではない。なお、フタロシアニン化合物の構成については、特開2009−212389号公報で詳細に説明されているため、説明を省略する。 Examples of the organic semiconductor material capable of forming an active layer include, but are not limited to, phthalocyanine compounds, pentacene, vanadyl phthalocyanine, and the like. In addition, about the structure of a phthalocyanine compound, since it demonstrates in detail by Unexamined-Japanese-Patent No. 2009-212389, description is abbreviate | omitted.
TFT56の活性層を非晶質酸化物や有機半導体材料、カーボンナノチューブ等のうちの何れかによって形成すれば、X線等の放射線を吸収せず、或いは吸収したとしても極めて微量に留まるため、ノイズの発生を効果的に抑制することができる。
If the active layer of the
また、活性層をカーボンナノチューブで形成した場合、TFT56のスイッチング速度を高速化することができ、また、TFT56における可視光域の光の吸収度合いを低下させることができる。なお、活性層をカーボンナノチューブで形成する場合、活性層にごく微量の金属性不純物が混入しただけでTFT56の性能が著しく低下するため、遠心分離等により非常に純度の高いカーボンナノチューブを分離・抽出して活性層の形成に用いる必要がある。
Further, when the active layer is formed of carbon nanotubes, the switching speed of the
なお、有機光電変換材料で形成した膜及び有機半導体材料で形成した膜は何れも十分な可撓性を有しているので、有機光電変換材料で形成した光電変換膜55cと、活性層を有機半導体材料で形成したTFT56と、を組み合わせた構成であれば、患者の体の重みが荷重として加わるセンサパネル23の高剛性化は必ずしも必要ではなくなる。
In addition, since the film | membrane formed with the organic photoelectric conversion material and the film | membrane formed with the organic-semiconductor material have sufficient flexibility, the
また、センサ基板42は、光透過性を有し且つ放射線の吸収が少ないものであればよい。ここで、TFT56の活性層を構成する非晶質酸化物や、光電変換部55の光電変換膜55cを構成する有機光電変換材料は、いずれも低温での成膜が可能である。従って、センサ基板42としては、半導体基板、石英基板、及びガラス基板等の耐熱性の高い基板に限定されず、合成樹脂製の可撓性基板、アラミド、バイオナノファイバを用いることもできる。具体的には、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンフタレート、ポリエチレンナフタレート等のポリエステル、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリエーテルスルホン、ポリアリレート、ポリイミド、ポリシクロオレフィン、ノルボルネン樹脂、ポリ(クロロトリフルオロエチレン)等の可撓性基板を用いることができる。このような合成樹脂製の可撓性基板を用いれば、軽量化を図ることもでき、例えば持ち運び等に有利となる。なお、センサ基板42には、絶縁性を確保するための絶縁層、水分や酸素の透過を防止するためのガスバリア層、平坦性あるいは電極等との密着性を向上するためのアンダーコート層等を設けてもよい。
In addition, the
なお、アラミドは200度以上の高温プロセスを適用できるため、透明電極材料を高温硬化させて低抵抗化でき、また、ハンダのリフロー工程を含むドライバICの自動実装にも対応できる。また、アラミドはITO(indium tin oxide)やガラス基板と熱膨張係数が近いため、製造後の反りが少なく、割れにくい。また、アラミドは、ガラス基板等と比べて基板を薄型化できる。なお、超薄型ガラス基板とアラミドを積層してセンサ基板42を形成してもよい。
Since aramid can be applied at a high temperature process of 200 ° C. or more, the transparent electrode material can be cured at a high temperature to reduce the resistance, and can be applied to automatic mounting of a driver IC including a solder reflow process. Moreover, since aramid has a thermal expansion coefficient close to that of ITO (indium tin oxide) or a glass substrate, there is little warping after manufacturing and it is difficult to break. In addition, aramid can make a substrate thinner than a glass substrate or the like. The
また、バイオナノファイバは、バクテリア(酢酸菌、Acetobacter Xylinum)が産出するセルロースミクロフィブリル束(バクテリアセルロース)と透明樹脂とを複合したものである。セルロースミクロフィブリル束は、幅50nmと可視光波長に対して1/10のサイズで、かつ、高強度、高弾性、低熱膨である。バクテリアセルロースにアクリル樹脂、エポキシ樹脂等の透明樹脂を含浸・硬化させることで、繊維を60〜70%も含有しながら、波長500nmで約90%の光透過率を示すバイオナノファイバが得られる。バイオナノファイバは、シリコン結晶に匹敵する低い熱膨張係数(3−7ppm)を有し、鋼鉄並の強度(460MPa)、高弾性(30GPa)で、かつフレキシブルであることから、ガラ
ス基板等と比べてセンサ基板42を薄型化できる。
The bionanofiber is a composite of a cellulose microfibril bundle (bacterial cellulose) produced by bacteria (Acetobacter Xylinum) and a transparent resin. The cellulose microfibril bundle has a width of 50 nm and a size of 1/10 of the visible light wavelength, and has high strength, high elasticity, and low thermal expansion. By impregnating and curing a transparent resin such as an acrylic resin or an epoxy resin in bacterial cellulose, a bio-nanofiber having a light transmittance of about 90% at a wavelength of 500 nm can be obtained while containing 60 to 70% of the fiber. Bionanofiber has a low coefficient of thermal expansion (3-7ppm) comparable to silicon crystals, and is as strong as steel (460MPa), highly elastic (30GPa), and flexible, compared to glass substrates, etc. The
センサ基板42としてガラス基板を用いた場合、センサパネル23全体としての厚みは、例えば0.7mm程度になるが、センサ基板42として光透過性を有する合成樹脂からなる薄型の基板を用いることにより、センサパネル23全体としての厚みを、例えば0.1mm程度に薄型化できると共に、センサパネル23に可撓性をもたせることができる。また、センサパネル23に可撓性をもたせることで、放射線撮影装置10の耐衝撃性が向上し、放射線撮影装置10に衝撃が加わった場合にも破損し難くなる。また、プラスチック樹脂や、アラミド、バイオナノファイバ等は何れも放射線の吸収が少なく、センサ基板42をこれらの材料で形成した場合、センサ基板42による放射線の吸収量も少なくなるため、表面読取方式(ISS)によりセンサパネル23を放射線が透過する構成であっても、放射線に対する感度の低下を抑えることができる。
When a glass substrate is used as the
上記実施形態では、ISS方式の放射線検出装置を例に説明したが、本発明は、PSS方式の放射線検出装置にも適用が可能である。また、放射線検出器をカセッテサイズの筐体に組み込む例について説明したが、立位型、臥位型の撮影装置や、マンモグラフィ装置に組み込むことも可能である。その他、上記の実施形態で説明した本発明に係る放射線撮影装置の構成は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において適宜変更可能であることは言うまでもない。 In the above embodiment, the ISS type radiation detection apparatus has been described as an example. However, the present invention can also be applied to a PSS type radiation detection apparatus. In addition, although the example in which the radiation detector is incorporated in the cassette-size housing has been described, it is also possible to incorporate the radiation detector in a standing type or a standing type imaging apparatus or a mammography apparatus. In addition, it is needless to say that the configuration of the radiation imaging apparatus according to the present invention described in the above embodiment is an example, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention.
10 放射線撮影装置
19 放射線検出器
23 センサパネル
24 シンチレータパネル
25 補強板
26 第1の接着層
27 第2の接着層
28 封止部
33 支持基板
33a 庇状部
34 シンチレータ
42 センサ基板
43 光センサ
46 第1の封止剤
47 第2の封止剤
48 第1の流止め部
49 第2の流止め部
DESCRIPTION OF
Claims (16)
前記シンチレータにより変換された光を検出する光センサを有し、前記シンチレータと貼り合わされたセンサパネルと、
前記シンチレータと前記センサパネルとが貼り合わされた面の外周を封止する第1の封止剤と、
前記庇状部と前記センサパネルとの間に充填されて前記シンチレータの外周を封止する第2封止剤と、を備え、
前記第2の封止剤は、前記第1の封止剤よりも硬化時の収縮率が小さいことを特徴とする放射線撮影装置。 A scintillator panel comprising: a scintillator that converts radiation into light; and a support substrate that supports the scintillator and has a hook-shaped portion projecting outside the scintillator;
A sensor panel that detects the light converted by the scintillator and is bonded to the scintillator;
A first sealant that seals the outer periphery of the surface on which the scintillator and the sensor panel are bonded;
A second sealant that is filled between the bowl-shaped portion and the sensor panel and seals the outer periphery of the scintillator,
The radiation imaging apparatus according to claim 2, wherein the second sealant has a smaller shrinkage rate during curing than the first sealant.
前記シンチレータと前記センサパネルとが貼り合わされた面の外周を第1の封止剤によって封止する工程と、
前記第1の封止剤を硬化させる工程と、
前記シンチレータの外側に張り出した前記支持基板の庇状部と前記センサパネルとの間に、前記第1の封止剤よりも硬化時の収縮率が小さい第2の封止剤を充填して前記シンチレータの外周を封止する工程と、
前記第2の封止剤を硬化させる工程と、を備えたことを特徴とする放射線撮影装置の製造方法。 A step of bonding a scintillator provided on a support substrate for converting radiation into light and a sensor panel including an optical sensor for detecting light converted by the scintillator;
Sealing the outer periphery of the surface where the scintillator and the sensor panel are bonded together with a first sealant;
Curing the first sealant;
Filling the sensor panel with a second sealant having a smaller shrinkage rate at the time of curing than the first sealant, between the flange portion of the support substrate and the sensor panel projecting outside the scintillator. Sealing the outer periphery of the scintillator;
And a step of curing the second sealant. A method of manufacturing a radiation imaging apparatus, comprising:
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|---|---|---|---|---|
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