JP2017111082A - Radiation detector and manufacturing method of the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明の実施形態は、放射線検出器及びその製造方法に関する。 Embodiments described herein relate generally to a radiation detector and a manufacturing method thereof.
放射線検出器の一例にX線検出器がある。X線検出器には、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、X線を可視光すなわち蛍光に変換するシンチレータ層と、シンチレータ層を覆う防湿体などが設けられている。
また、蛍光の利用効率を高めて感度特性を改善するために、シンチレータ層の上に反射層をさらに設ける場合もある。
An example of the radiation detector is an X-ray detector. The X-ray detector includes a substrate made of a light-transmitting material such as glass, a plurality of photoelectric conversion units provided in a matrix on the substrate, and covers the plurality of photoelectric conversion units so that X-rays are visible. A scintillator layer that converts light, that is, fluorescence, and a moisture-proof body that covers the scintillator layer are provided.
In some cases, a reflective layer is further provided on the scintillator layer in order to improve the use efficiency of fluorescence and improve sensitivity characteristics.
ここで、水蒸気などに起因する解像度特性の劣化を抑制するために、シンチレータ層と反射層は、外部雰囲気から隔離する必要がある。特に、シンチレータ層が、CsI(ヨウ化セシウム):Tl(タリウム)やCsI:Na(ナトリウム)などからなる場合には、湿度などによる解像度特性の劣化が大きくなるおそれがある。
そのため、シンチレータ層と反射層をハット形状の防湿体で覆い、防湿体のつば(鍔)部を基板と接合する技術が提案されている。
シンチレータ層と反射層をハット形状の防湿体で覆い、防湿体のつば部を基板と接合すれば、高い防湿性能を得ることができる。
Here, the scintillator layer and the reflective layer need to be isolated from the external atmosphere in order to suppress degradation of resolution characteristics due to water vapor or the like. In particular, when the scintillator layer is made of CsI (cesium iodide): Tl (thallium), CsI: Na (sodium), or the like, resolution characteristics may be deteriorated due to humidity or the like.
For this reason, a technique has been proposed in which the scintillator layer and the reflective layer are covered with a hat-shaped moisture-proof body, and the collar portion of the moisture-proof body is joined to the substrate.
If the scintillator layer and the reflective layer are covered with a hat-shaped moisture-proof body and the collar portion of the moisture-proof body is joined to the substrate, high moisture-proof performance can be obtained.
この場合、ハット形状の防湿体のつば部と基板との間の封止性を確保し、且つ高い信頼性を得るためには、防湿体のつば部の幅寸法を長くすることが好ましい。
ところが、防湿体のつば部の幅寸法を長くすると、その幅寸法に応じた余分なスペースが必要となる。また、防湿体のつば部から外側にはみ出す接着剤の量を制御することは困難である。さらに、フレキシブルプリント基板と電気的に接続される配線パッドは、接着剤がはみ出すことを考慮してさらに外側に設ける必要がある。
そのため、防湿体のつば部の幅寸法を長くし、且つ接着剤がはみ出す領域を確保しようとすると、有効画素エリアの周辺に設けることが必要となる領域の寸法が増加し、ひいてはX線検出器の寸法の増加や重量の増加を招くおそれがある。
In this case, in order to ensure the sealing performance between the flange portion of the hat-shaped moisture-proof body and the substrate and to obtain high reliability, it is preferable to increase the width dimension of the collar portion of the moisture-proof body.
However, when the width dimension of the collar portion of the moisture-proof body is increased, an extra space corresponding to the width dimension is required. In addition, it is difficult to control the amount of adhesive that protrudes outward from the collar portion of the moisture-proof body. Further, the wiring pads that are electrically connected to the flexible printed board need to be provided on the outer side in consideration of the adhesive protruding.
Therefore, if the width dimension of the collar portion of the moisture-proof body is increased and an area where the adhesive protrudes is to be secured, the dimension of the area that needs to be provided around the effective pixel area increases, and thus the X-ray detector. There is a risk of causing an increase in the size and weight.
また、シンチレータ層を囲む包囲リングを設け、包囲リングの上面にカバーを接着する構造が提案されている。
この場合、包囲リングの上面とカバーとの封止性を確保し、且つ高い信頼性を得るためには、包囲リングの幅寸法を長くすることが好ましい。
ところが、包囲リングの幅寸法を長くすると、有効画素エリアの周辺に設けることが必要となる領域の寸法が増加し、ひいてはX線検出器の寸法の増加や重量の増加を招くおそれがある。
また、この様な構造では、高い防湿性能を得ることが難しい。
Further, a structure has been proposed in which an encircling ring surrounding the scintillator layer is provided and a cover is bonded to the upper surface of the encircling ring.
In this case, in order to ensure the sealing property between the upper surface of the surrounding ring and the cover and to obtain high reliability, it is preferable to increase the width dimension of the surrounding ring.
However, when the width of the surrounding ring is increased, the size of the region that needs to be provided around the effective pixel area increases, which may increase the size and weight of the X-ray detector.
Further, with such a structure, it is difficult to obtain high moisture-proof performance.
本発明が解決しようとする課題は、省スペース化と防湿性能の向上とを図ることができる放射線検出器及びその製造方法を提供することである。 The problem to be solved by the present invention is to provide a radiation detector capable of saving space and improving moisture-proof performance and a method for manufacturing the same.
実施形態に係る放射線検出器は、複数の光電変換素子を有するアレイ基板と、前記複数の光電変換素子の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、前記アレイ基板の上に設けられ、平面視において枠状を呈し、前記シンチレータ層を囲む基部と、前記基部の上に前記基部と一体に設けられ、前記基部から前記シンチレータ層に向けて突出するオーバーハング部と、前記シンチレータ層の上方を覆い、周縁部近傍が少なくとも前記オーバーハング部の上面に接合された防湿体と、を備えている。 The radiation detector according to the embodiment is provided on an array substrate having a plurality of photoelectric conversion elements, a scintillator layer that is provided on the plurality of photoelectric conversion elements and converts radiation into fluorescence, and on the array substrate. A base portion that surrounds the scintillator layer in plan view, an overhang portion that is provided integrally with the base portion on the base portion, and protrudes from the base portion toward the scintillator layer, and the scintillator layer A moisture-proof body that covers the upper part and has a peripheral edge portion joined to at least the upper surface of the overhang portion.
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。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、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。
Hereinafter, embodiments will be illustrated with reference to the drawings. In addition, in each drawing, the same code | symbol is attached | subjected to the same component and detailed description is abbreviate | omitted suitably.
Moreover, the radiation detector according to the embodiment of the present invention can be applied to various types of radiation such as γ rays in addition to X-rays. Here, as an example, a case of X-rays as a representative example of radiation will be described as an example. Therefore, by replacing “X-ray” in the following embodiments with “other radiation”, the present invention can be applied to other radiation.
(第1の実施形態)
まず、第1の実施形態に係るX線検出器1について例示をする。
図1は、第1の実施形態に係るX線検出器1を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図1においては、反射層6、防湿体7、接合層8、壁体9などを省いて描いている。
図2は、X線検出器1の模式断面図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図2においては、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、信号処理部3、画像伝送部4などを省いて描いている。
放射線検出器であるX線検出器1は、放射線画像であるX線画像を検出するX線平面センサである。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。ただし、X線検出器1の用途は、一般医療用途に限定されるわけではない。
(First embodiment)
First, the
FIG. 1 is a schematic perspective view for illustrating the
In order to avoid complication, in FIG. 1, the
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the
In FIG. 2, the control line (or gate line) 2c1, the data line (or signal line) 2c2, the
The
図1および図2に示すように、X線検出器1には、アレイ基板2、信号処理部3、画像伝送部4、シンチレータ層5、反射層6、防湿体7、接合層8、および壁体9が設けられている。
アレイ基板2は、基板2a、光電変換部2b、制御ライン2c1、データライン2c2、および保護層2fを有する。
As shown in FIGS. 1 and 2, the
The
基板2aは、板状を呈し、無アルカリ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、制御ライン2c1とデータライン2c2とで画された領域に設けられている。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。
The
A plurality of
The
One
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、光電変換素子2b1において変換した信号電荷を蓄積する図示しない蓄積キャパシタを設けることができる。図示しない蓄積キャパシタは、例えば、矩形平板状を呈し、各薄膜トランジスタ2b2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が図示しない蓄積キャパシタを兼ねることができる。
Each of the plurality of
In addition, a storage capacitor (not shown) that stores the signal charge converted in the photoelectric conversion element 2b1 can be provided. The storage capacitor (not shown) has, for example, a rectangular flat plate shape and can be provided under each thin film transistor 2b2. However, depending on the capacitance of the photoelectric conversion element 2b1, the photoelectric conversion element 2b1 can also serve as a storage capacitor (not shown).
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、ソース電極及びドレイン電極を有している。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極は、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のドレイン電極は、対応する光電変換素子2b1と図示しない蓄積キャパシタとに電気的に接続される。
The photoelectric conversion element 2b1 can be, for example, a photodiode.
The thin film transistor 2b2 performs switching between accumulation and emission of electric charges generated when fluorescence enters the photoelectric conversion element 2b1. The thin film transistor 2b2 can include a semiconductor material such as amorphous silicon (a-Si) or polysilicon (P-Si). The thin film transistor 2b2 has a gate electrode, a source electrode, and a drain electrode. The gate electrode of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding control line 2c1. The source electrode of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding data line 2c2. The drain electrode of the thin film transistor 2b2 is electrically connected to the corresponding photoelectric conversion element 2b1 and a storage capacitor (not shown).
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、例えば、行方向に延びている。
1つの制御ライン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のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部3に設けられた図示しない制御回路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. For example, the control line 2c1 extends in the row direction.
One control line 2c1 is electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d1 provided near the periphery of the
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、例えば、行方向に直交する列方向に延びている。
1つのデータライン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のうちの1つと電気的に接続されている。1つの配線パッド2d2には、フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線のうちの1つが電気的に接続されている。フレキシブルプリント基板2e2に設けられた複数の配線の他端は、信号処理部3に設けられた図示しない増幅・変換回路とそれぞれ電気的に接続されている。
A plurality of data lines 2c2 are provided in parallel with each other at a predetermined interval. The data line 2c2 extends, for example, in the column direction orthogonal to the row direction.
One data line 2c2 is electrically connected to one of a plurality of wiring pads 2d2 provided near the periphery of the
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を覆うように設けられている。
保護層2fは、窒化ケイ素(SiN)やアクリル系樹脂などの絶縁性材料から形成することができる。
The
The
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には、図示しない制御回路と、図示しない増幅・変換回路とが設けられている。
図示しない制御回路は、各薄膜トランジスタ2b2の動作、すなわち各薄膜トランジスタ2b2のオン状態およびオフ状態を制御する。例えば、図示しない制御回路は、フレキシブルプリント基板2e1と配線パッド2d1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、光電変換部2bからの画像データ信号S2が受信できるようになる。
The
The
A control circuit (not shown) controls the operation of each thin film transistor 2b2, that is, the on state and the off state of each thin film transistor 2b2. For example, a control circuit (not shown) sequentially applies the control signal S1 to each control line 2c1 via the flexible printed board 2e1, the wiring pad 2d1, 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 image data signal S2 from the
図示しない増幅・変換回路は、例えば、複数の電荷増幅器、並列/直列変換器、およびアナログ−デジタル変換器を有している。
複数の電荷増幅器は、各データライン2c2にそれぞれ電気的に接続されている。
複数の並列/直列変換器は、複数の電荷増幅器にそれぞれ電気的に接続されている。
複数のアナログ−デジタル変換器は、複数の並列/直列変換器にそれぞれ電気的に接続されている。
図示しない複数の電荷増幅器は、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2e2とを介して、各光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信する。
An amplification / conversion circuit (not shown) includes, for example, a plurality of charge amplifiers, a parallel / serial converter, and an analog-digital converter.
The plurality of charge amplifiers are electrically connected to each data line 2c2.
The plurality of parallel / serial converters are electrically connected to the plurality of charge amplifiers, respectively.
The plurality of analog-digital converters are electrically connected to the plurality of parallel / serial converters, respectively.
A plurality of charge amplifiers (not shown) sequentially receive the image data signal S2 from each
そして、図示しない複数の電荷増幅器は、受信した画像データ信号S2を順次増幅する。
図示しない複数の並列/直列変換器は、増幅された画像データ信号S2を順次直列信号に変換する。
図示しない複数のアナログ−デジタル変換器は、直列信号に変換された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換する。
A plurality of charge amplifiers (not shown) sequentially amplify the received image data signal S2.
A plurality of parallel / serial converters (not shown) sequentially convert the amplified image data signal S2 into a serial signal.
A plurality of analog-digital converters (not shown) sequentially convert the image data signal S2 converted into a serial signal into a digital signal.
画像伝送部4は、配線4aを介して、信号処理部3の図示しない増幅・変換回路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、図示しない複数のアナログ−デジタル変換器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線画像を構成する。構成された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。
The
シンチレータ層5は、複数の光電変換素子2b1の上に設けられ、入射するX線を可視光すなわち蛍光に変換する。
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。
シンチレータ層5の厚み寸法は、例えば、600μm程度とすることができる。柱状結晶の柱(ピラー)の太さ寸法は、例えば、最表面で8μm〜12μm程度とすることができる。
The
The
The thickness dimension of the
ここで、真空蒸着法を用いてシンチレータ層5を形成する際には、シンチレータ層5を形成する領域とほぼ同じ大きさの開口部を有する蒸着マスクが用いられる。そのため、真空蒸着時のシャドウ効果により、シンチレータ層5の周縁部分に、傾斜部5aが形成される(図2を参照)。
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。傾斜部5aの厚み寸法が変化すると、厚み寸法の変化に応じて発光輝度やDQE(Detective Quantum Efficiency)の変化が生じる。そのため、傾斜部5aが、有効画素領域Aの上にあると、傾斜部5aがある領域における画像品質が低下するおそれがある。そのため、シンチレータ層5の傾斜部5aは、有効画素領域Aの外側に位置するようにすることが好ましい。
Here, when the
The thickness dimension of the
また、シンチレータ層5は、例えば、酸硫化ガドリニウム(Gd2O2S)などを用いて形成することもできる。この場合、例えば、以下のようにしてシンチレータ層5を形成することができる。まず、酸硫化ガドリニウムからなる粒子をバインダ材と混合する。次に、混合された材料を、有効画素領域Aを覆うように塗布する。次に、塗布された材料を焼成する。解像度特性を特に重視する場合には、次に、ブレードダイシング法などを用いて、焼成された材料に溝部を形成する。この際、複数の光電変換部2bごとに四角柱状のシンチレータ層5が設けられるように、マトリクス状の溝部を形成することができる。溝部には、大気(空気)、あるいは酸化防止用の窒素ガスなどの不活性ガスが満たされるようにすることができる。また、溝部が真空状態となるようにしてもよい。これらの溝部により柱状シンチレータ間の光学的なクロストークが低減するので(ライトガイド効果)、解像度特性の改善が図れる。
The
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、光電変換部2bが設けられた側とは反対側に向かう光を反射させて、光電変換部2bに向かうようにする。
The
反射層6は、シンチレータ層5のX線の入射側を覆っている。
反射層6は、例えば、酸化チタン(TiO2)などからなる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。また、反射層6は、例えば、銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ層5上に成膜することで形成することもできる。また、反射層6は、例えば、表面が銀合金やアルミニウムなどの光反射率の高い金属からなる板を用いて形成することもできる。
The
The
なお、図2に例示をした反射層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のX線の入射側に塗布し、これを乾燥させることで形成したものである。
この場合、反射層6の厚み寸法は、120μm程度とすることができる。
なお、反射層6は、必ずしも必要ではなく、必要に応じて設けるようにすればよい。
以下においては、反射層6が設けられる場合を例示する。
The
In this case, the thickness dimension of the
The
Below, the case where the
防湿体7は、空気中に含まれる水蒸気により、反射層6の特性やシンチレータ層5の特性が劣化するのを抑制するために設けられている。
防湿体7は、シンチレータ層5および反射層6の上方を覆っている。この場合、防湿体7と反射層6の上面との間に隙間があってもよいし、防湿体7と反射層6の上面が接触するようにしてもよい。
例えば、大気圧よりも減圧された環境において、防湿体7と、壁体9(オーバーハング部9b)の上面とを接合すれば、大気圧により防湿体7と反射層6の上面が接触する。
The moisture-
The moisture-
For example, if the moisture-
防湿体7の周縁部近傍は壁体9(オーバーハング部9b)の上面に接合されている。
防湿体7は、膜状体、箔状体、および薄板のいずれかとすることができる。
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、あるいは、樹脂膜と無機材料(アルミニウムやアルミニウム合金などの金属、SiO2、SiON、Al2O3などのセラミック系材料)からなる膜とが積層された低透湿防湿膜(水蒸気バリアフィルム)などから形成することができる。
この場合、実効的な透湿係数がほとんどゼロであるアルミニウムやアルミニウム合金などを用いて防湿体7を形成すれば、防湿体7を透過する水蒸気をほぼ完全になくすことができる。
The vicinity of the periphery of the moisture-
The moisture-
The moisture-
The moisture-
In this case, if the moisture-
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線の吸収が大きくなりすぎる。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用いて形成することができる。
Further, the thickness dimension of the moisture-
The moisture-
接合層8は、オーバーハング部9bと、防湿体7との間に設けられ、防湿体7の周縁近傍と壁体9とを接合している。接合層8は、一定範囲内であれば、オーバーハング部9bより外側(壁体9の外面)または内側(反射層6やシンチレータ層5の上部など)まで覆うこともできる。
接合層8は、例えば、遅延硬化型接着剤、自然(常温)硬化型接着剤、および加熱硬化型接着剤のいずれかが硬化することで形成されたものとすることができる。
また、接合層8は、後述する無機材料からなるフィラー材や吸湿材をさらに含むことができる。接合層8に無機材料からなるフィラー材や吸湿材を含めるようにすれば、空気中に含まれる水蒸気が接合層8を透過してシンチレータ層5に到達するのを抑制することができる。
The
The
Further, the
壁体9は、基部9aおよびオーバーハング部9bを有する。
基部9aは、平面視において枠状を呈し、シンチレータ層5を囲んでいる。基部9aは、シンチレータ層5よりは外側であって、配線パッド2d1、2d2が設けられる領域よりは内側に設けられている。基部9aは、アレイ基板2の上に設けられ、アレイ基板2と密着している。
オーバーハング部9bは、基部9aの上に設けられている。オーバーハング部9bは、基部9aと一体に設けられている。オーバーハング部9bは、基部9aからシンチレータ層5に向けて突出している。オーバーハング部9bは、シンチレータ層5の傾斜部5aの上に設けられた反射層6と密着している。なお、反射層6が設けられていない場合には、オーバーハング部9bは、シンチレータ層5の周端面5a1と密着している。
The
The
The
オーバーハング部9bをシンチレータ層5の傾斜部5aの上にかかる様に設ける事は、傾斜部5aの上部空間を有効に利用して、防湿性や信頼性を高める事に繋がる。
オーバーハング部9bを設けるようにすれば、基部9aとシンチレータ層5の傾斜部5aとの間を埋めることができるので、空気中に含まれる水蒸気がシンチレータ層5に到達するのを抑制することができる。また、防湿体7と壁体19との接合面積を大きくできることから、防湿体7と壁体19との接合界面からの水蒸気の侵入が抑えられるので、防湿性能を高める事ができる。更に、防湿体7と壁体19との接合強度も面積の増大分だけ大きくなるので、環境温度の変化などで構成部材間の熱膨張差に起因して生じる冷熱ストレスに対しても耐性が強くなる。
一方、オーバーハング部9bを設けるようにしても、基部9aとシンチレータ層5の傾斜部5との間の距離には変わりはない。そのため、有効画素エリアAの周辺に設ける領域の寸法は影響されない。
オーバーハング部9bを形成しても、有効画素エリアAの寸法には影響を与えない。かつ、X線検出器1のサイズが大きくなる事もない。その上、防湿性と信頼性のより高い防湿構造を提供する事ができる。
Providing the
If the
On the other hand, even if the
Even if the
また、オーバーハング部9bを設けるようにすれば、接合層8が設けられる領域を確保することが容易となる。この場合、オーバーハング部9bの上面は、平坦であることが好ましい。オーバーハング部9bの上面が平坦であれば、オーバーハング部9bと防湿体7との封止性を確保し、且つ高い信頼性を得ることが容易となる。
If the
基部9aおよびオーバーハング部9bは、同じ材料から形成することができる。基部9aおよびオーバーハング部9bを同じ材料から形成すれば、基部9aとオーバーハング部9bとの間に界面が形成されるのを抑制することができる。基部9aとオーバーハング部9bとの間に界面が形成されていなければ、界面を介して壁体9の内側に、空気中に含まれる水蒸気が侵入するのを防止することができる。また、基部9aとオーバーハング部9bの接合強度を高めることができる。
The
基部9aおよびオーバーハング部9bは、透湿係数が低い材料から形成することができる。基部9aおよびオーバーハング部9bは、例えば、無機材料からなるフィラー材と、樹脂(例えば、エポキシ系樹脂など)を含むものとすることができる。
この場合、無機材料は、例えば、ケイ酸塩鉱物、酸化ケイ素、酸化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、炭化ケイ素、炭化アルミニウム、少なくともケイ素と酸素とを含む複合化合物、アルミニウム、および、アルミニウムより比重の小さい金属などとすることができる。
ケイ酸塩鉱物は、例えば、タルク(滑石:Mg3Si4O10(OH)2)とすることができる。
少なくともケイ素と酸素とを含む複合化合物は、例えば、Si−O−N、Si−O−C、Si−Al−O、Si−Al−O−Nなどとすることができる。
The
In this case, the inorganic material is, for example, a silicate mineral, silicon oxide, aluminum oxide, silicon nitride, aluminum nitride, silicon carbide, aluminum carbide, a composite compound containing at least silicon and oxygen, aluminum, and a specific gravity higher than aluminum. It can be a small metal.
The silicate mineral can be, for example, talc (talc: Mg 3 Si 4 O 10 (OH) 2 ).
The composite compound containing at least silicon and oxygen can be, for example, Si—O—N, Si—O—C, Si—Al—O, Si—Al—O—N, or the like.
この場合、タルクは、低硬度の無機材質であり、滑り性が高い。そのため、タルクを高い濃度で含有させても、基部9aおよびオーバーハング部9bが脆くなることがない。
また、タルクからなるフィラー材の粒径が、数μmから数十μm程度となるようにサイズや粒径分布を適正化すれば、タルクの濃度を高めることができる。
タルクの濃度を高めれば、樹脂のみの場合と比較して透湿係数を1ケタ程度低くすることができる。
In this case, talc is an inorganic material with low hardness and high slipperiness. Therefore, even if talc is contained at a high concentration, the
Moreover, the density | concentration of a talc can be raised if the size and particle size distribution are optimized so that the particle size of the filler material which consists of talc may be about several micrometers to several tens of micrometers.
If the concentration of talc is increased, the moisture permeability coefficient can be reduced by about one digit as compared with the case of using only resin.
また、基部9aおよびオーバーハング部9bは、吸湿材と、樹脂(例えば、エポキシ系樹脂など)を含むものとすることもできる。
基部9aおよびオーバーハング部9bを形成するための材料は、例えば、吸湿材である塩化カルシウムと、樹脂(例えば、エポキシ系樹脂など)と、溶媒を混合して作成したものとすることができる。
この場合、例えば、密度が2.1g/cc程度、単位重量当たりの吸湿容量が27%程度となるようにすることができる。
Further, the
The material for forming the
In this case, for example, the density can be about 2.1 g / cc, and the moisture absorption capacity per unit weight can be about 27%.
また、オーバーハング部9bは、X線を蛍光に変換する蛍光体材料(第1の蛍光体材料の一例に相当する)と、樹脂(例えば、エポキシ系樹脂など)を含むものとすることもできる。なお、基部9aは、蛍光体材料を含んでいてもよいし、蛍光体材料を含んでいなくてもよい。基部9aが蛍光体材料を含んでいない場合であっても、基部9aに含まれる樹脂とオーバーハング部9bに含まれる樹脂とが同じであれば、基部9aとオーバーハング部9bの間に界面が形成されるのを抑制することができる。
また、蛍光体材料を含むオーバーハング部9bとする場合には、オーバーハング部9bの一部は、平面視において傾斜部5aと重なる様にする。また、シンチレータ層5の傾斜部5aの上に反射層6を設けないようにする。すなわち、オーバーハング部9bと傾斜部5aとの間に反射層6を設けないようにする(例えば、図7を参照)。
Further, the
Further, when the
蛍光体材料は、X線を蛍光に変換できるものであれば特に限定はない。
蛍光体材料は、例えば、ヨウ化セシウム:タリウム、ヨウ化ナトリウム:タリウム、酸硫化ガドリニウム:テルビウム(Tb)、硫化亜鉛(ZnS):銅(Cu)などとすることができる。なお、オーバーハング部9bに含まれる蛍光体材料は、シンチレータ層5に含まれる蛍光体材料(第2の蛍光体材料の一例に相当する)と異なるものであってもよいし、同じものであってもよい。ただし、オーバーハング部9bに含まれる蛍光体材料は、シンチレータ層5に含まれる蛍光体材料と同じとすることが好ましい。この様にすれば、発光輝度の差やX線エネルギーによる特性差を小さくすることが容易となる。
The phosphor material is not particularly limited as long as it can convert X-rays into fluorescence.
Examples of the phosphor material include cesium iodide: thallium, sodium iodide: thallium, gadolinium oxysulfide: terbium (Tb), and zinc sulfide (ZnS): copper (Cu). The phosphor material included in the
前述したように、シンチレータ層5の傾斜部5aにおいては、発光輝度が低下する。オーバーハング部9bに蛍光体材料が含まれていれば、傾斜部5aにおいて低下した発光輝度を、オーバーハング部9bにおいて生じた蛍光の発光輝度により補うことができる。そのため、オーバーハング部9bに蛍光体材料を含めるようにすれば、シンチレータ層5の傾斜部5aは、有効画素領域Aの上に位置するようにすることができる(例えば、図7を参照)。その結果、有効画素エリアAの周辺に設けることが必要となる領域の寸法を小さくすることができる。
As described above, the light emission luminance is reduced in the
ここで、シンチレータ層5の中央領域と、オーバーハング部9bと傾斜部5aとが設けられた領域とでは、発光輝度が同等にならない場合もある。
また、反射層6がオーバーハング部9bの全体を覆うか一部を覆うか、或いは覆わないかにより反射層6の周縁端の内側と外側とで一定の輝度差が生じる。
Here, in the central region of the
In addition, a certain luminance difference is generated between the inner side and the outer side of the peripheral edge of the
しかしながら、前述した画像伝送部4において、X線画像を構成する際に輝度差により生じた感度差を補正する電気的な処理(画像補正、感度補正)を行うことができる。
そのため、シンチレータ層5の中央領域と、オーバーハング部9bと傾斜部5aとが設けられた領域とにおける輝度差が所定の範囲内であれば、画像品質上の問題は生じない。
However, in the
Therefore, if the luminance difference between the central region of the
また、シンチレータ層5は、複数の柱状結晶の集合体からなる。そのため、シンチレータ層5においては、発光の拡がりが抑制されるので、解像度特性が向上する。
一方、オーバーハング部9bは、柱状結晶を有していないので、シンチレータ層5に比べて発光の拡がりが大きくなるおそれがある。そのため、オーバーハング部9bと傾斜部5aとが設けられた領域は、シンチレータ層5の中央領域に比べて解像度特性が悪くなるおそれがある。
しかしながら、一般的には、重要な検出は有効画素領域Aの中央領域において行われ、有効画素領域Aの周縁領域(オーバーハング部9bと傾斜部5aとが設けられた領域)においては撮影領域の輪郭を判断することなどが行われる。すなわち、有効画素領域Aの周縁領域においては高精細な画像を必要とする重要な検出が行われることは考えにくく、有効画素領域Aの周縁領域における解像度特性が若干低下する程度であれば、実用上問題がない。
つまり、シンチレータ層5の中央領域と、オーバーハング部9bと傾斜部5aとが設けられた領域とで解像度特性に所定の範囲内の差が生じたとしても実用上問題がない。
The
On the other hand, since the
However, in general, important detection is performed in the central area of the effective pixel area A, and in the peripheral area of the effective pixel area A (area where the
That is, there is no practical problem even if there is a difference in resolution characteristics within a predetermined range between the central region of the
本発明者らの得た知見によれば、オーバーハング部9bに含まれる蛍光体材料の割合を、体積充填率で40%以上とすれば、輝度や解像度特性に実用上の問題が発生することはない。この場合、オーバーハング部9bに含まれる蛍光体材料の割合を、体積充填率で60%以上とすればより望ましい。
According to the knowledge obtained by the present inventors, if the ratio of the phosphor material contained in the
また、焼結体などからなる蛍光体材料は、一般的な樹脂と比較すれば透湿係数が低い材料が多い。そのため、蛍光体材料を含む基部9aおよびオーバーハング部9bを設けるようにすれば、樹脂材料のみを含む基部9aおよびオーバーハング部9bの場合に比べて、透湿係数を低下させることができる。透湿係数を低下させることができれば、空気中に含まれる水蒸気が基部9aおよびオーバーハング部9bを透過してシンチレータ層5に到達するのを抑制することができる。そのため、空気中に含まれる水蒸気により、シンチレータ層5の特性が劣化するのを抑制することができる。
In addition, many phosphor materials made of a sintered body have a low moisture permeability coefficient compared to general resins. Therefore, if the
以上に説明したように、基部9aおよびオーバーハング部9bには、無機材料からなるフィラー材、吸湿材、および蛍光体材料の少なくともいずれかが含まれていればよい。
また、基部9aおよびオーバーハング部9bを形成するための材料には、エポキシ化亜麻仁油などのエポキシ化植物油をさらに加えることもできる。エポキシ化植物油を加えれば、可撓性を有する基部9aおよびオーバーハング部9bを形成することができる。可撓性を有する基部9aおよびオーバーハング部9bとすれば、基部9aとアレイ基板2との間、オーバーハング部9bとシンチレータ層5との間に熱応力が発生したとしても、その柔軟性により剥がれが生じるのを抑制することができる。
As described above, the
Moreover, epoxidized vegetable oils, such as an epoxidized linseed oil, can also be further added to the material for forming the
基部9aを形成する際には、基部9aを形成するための材料をシンチレータ層5を囲むようにアレイ基板2上に枠状に塗布する。オーバーハング部9bを形成する際には、オーバーハング部9bを形成するための材料を基部9aの上に塗布する。材料の塗布は、例えば、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。なお、基部9aおよびオーバーハング部9bの形成に関する詳細は後述する。
When forming the
図3は、他の実施形態に係る壁体19を例示するための模式断面図である。
図3に示すように、壁体19は、基部9aおよびオーバーハング部9b1を有する。基部9aとオーバーハング部9b1は、一体化されている。
オーバーハング部9b1は、基部9aの上に設けられている。オーバーハング部9b1は、基部9aからシンチレータ層5に向けて突出している。オーバーハング部9b1の材料は、前述したオーバーハング部9bの材料と同じとすることができる。オーバーハング部9b1は、シンチレータ層5の傾斜部5aの上に設けられた反射層6と密着している。なお、反射層6が設けられていない場合には、オーバーハング部9b1は、シンチレータ層5の周端面5a1と密着している。
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view for illustrating a
As shown in FIG. 3, the
The overhang portion 9b1 is provided on the
ただし、オーバーハング部9b1とアレイ基板2との間には、隙間19aが設けられている。隙間19aは、平面視において枠状を呈するように連続的に設けることもできるし、断続的に設けることもできる。隙間19aを設けるようにすれば、オーバーハング部9b1と傾斜部5aの上に設けられた反射層6との密着面積(反射層6が設けられていない場合には、オーバーハング部9b1と周端面5a1との密着面積)を小さくすることができる。そのため、オーバーハング部9b1とシンチレータ層5との間に熱応力が発生したとしても、剥がれが生じるのを抑制することができる。
However, a
オーバーハング部9b1を形成する際に粘度の高い材料を基部9aの上に塗布すれば、塗布された材料がアレイ基板2側に流れるのを抑制することができる。そのため、オーバーハング部9bを形成するための材料の粘度を適宜調整することで、オーバーハング部9b1および隙間19aを形成することができる。
If a material having a high viscosity is applied onto the
図4は、他の実施形態に係る壁体29を例示するための模式断面図である。
図4に示すように、壁体29は、基部9aおよびオーバーハング部9b2を有する。基部9aとオーバーハング部9b2は、一体化されている。
オーバーハング部9b2は、基部9aの上に設けられている。オーバーハング部9b2は、基部9aからシンチレータ層5に向けて突出している。オーバーハング部9b2の材料は、前述したオーバーハング部9bの材料と同じとすることができる。
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view for illustrating a
As shown in FIG. 4, the
The overhang portion 9b2 is provided on the
オーバーハング部9b2と、シンチレータ層5の傾斜部5aの上に設けられた反射層6との間には、隙間29aが設けられている。なお、反射層6が設けられていない場合には、オーバーハング部9b2と、シンチレータ層5の周端面5a1との間には、隙間29aが設けられている。
A
隙間29aは、連続的に設けることもできるし、断続的に設けることもできる。すなわち、オーバーハング部9b2と傾斜部5aとは全く接触していなくてもよいし、一部が密着していてもよい。
隙間29aを設けるようにすれば、オーバーハング部9b2と傾斜部5aの上に設けられた反射層6との密着面積(反射層6が設けられていない場合には、オーバーハング部9b2と周端面5a1との密着面積)を小さくすることができる。そのため、環境温度等の変化によってオーバーハング部9b2とシンチレータ層5との間に熱膨張差により生じる応力が発生するのを防止する事ができる。その結果、シンチレータ層5が損傷したり、壁体29やシンチレータ層5が基板2aから剥がれたりするのを抑制することができる。
The
If the
オーバーハング部9b2を形成する際に粘度の高い材料を基部9aの上に塗布すれば、塗布された材料がアレイ基板2側に流れるのを抑制することができる。この場合、1回の塗布量を少なくすれば(1回の塗布で形成される層の厚み寸法を小さくすれば)、オーバーハング部9b2の形状と外形寸法の制御が容易となる。そのため、オーバーハング部9bを形成するための材料の粘度、1回の塗布量、および塗布回数を適宜調整することで、オーバーハング部9b2および隙間29aを形成することができる。
If a material having a high viscosity is applied on the
図5は、他の実施形態に係る防湿体17を例示するための模式断面図である。
図5に示すように、防湿体17の周縁近傍には、基板2a側に向けて突出する屈曲部17aが設けられている。
屈曲部17aは、防湿体17の周縁を囲むように設けられている。
屈曲部17aは、接合層8を介して、オーバーハング部9bの上面に接合されている。 屈曲部17aを有する防湿体17とすれば、剛性を高めることができる。
また、防湿体17をオーバーハング部9bの上面に接合する際に、オーバーハング部9bの上面に設けられた凹部に、屈曲部17aをはめ込むことで位置決めを行うこともできる。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view for illustrating a moisture-
As shown in FIG. 5, a
The
The
Further, when the moisture-
そのため、防湿体17をオーバーハング部9bの上面に接合する際の作業性や接合精度を向上させることができる。
また、屈曲部17aを設けるようにすれば、接合面積を大きくすることができる。そのため、接合強度の向上や防湿性能の向上を図ることができる。
Therefore, it is possible to improve workability and joining accuracy when joining the moisture-
Further, if the
図6は、他の実施形態に係る防湿体27を例示するための模式断面図である。
図6に示すように、防湿体27には、エンボス状の応力吸収部27aが設けられている。応力吸収部27aのシンチレータ層5側とは反対側の面(X線が入射する側の面)27a1は、防湿体27のシンチレータ層5側とは反対側の面27bから突出している。
応力吸収部27aのシンチレータ層5側の面27a2は、防湿体7のシンチレータ層5側の面27cから面27a1と同じ方向に突出している。
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view for illustrating a moisture-
As shown in FIG. 6, the
The surface 27a2 on the
応力吸収部27aの肉厚寸法は、防湿体27の応力吸収部27a以外の部分の肉厚寸法とほぼ同じとなっている。
すなわち、応力吸収部27aは、防湿体27の一方の面27bの一部が凸状に形成され、面27bが凸状に形成された部分において、防湿体27の他方の面27cが凹状に形成されたものである。
The thickness dimension of the
That is, in the
応力吸収部27aは、例えば、アルミニウム箔やアルミニウム合金箔にプレス刻印金型によるプレス加工(エンボス加工)を施すことで形成することができる。
なお、樹脂膜と無機材料からなる膜とが積層された低透湿防湿膜であっても、プレス刻印金型によるプレス加工(エンボス加工)を施すことで応力吸収部27aを形成することができる。
The
Even in the case of a low moisture permeation and moisture proof film in which a resin film and a film made of an inorganic material are laminated, the
応力吸収部27aの高さ寸法は、防湿体27の応力吸収部27a以外の部分の肉厚寸法よりも大きくすることができる。例えば、防湿体27の応力吸収部27a以外の部分の肉厚寸法を0.1mm程度、応力吸収部27aの高さ寸法を、0.5mm程度とすることができる。
応力吸収部27aの幅寸法には特に限定はない。応力吸収部27aの幅寸法は、後述する熱応力の大きさや、防湿体27の大きさなどに応じて適宜決定することができる。
The height dimension of the
There is no limitation in particular in the width dimension of the
ここで、基板2aの材料となる無アルカリガラスの熱膨張係数は、室温で約4ppm/deg程度である。
防湿体27の材料の一例であるアルミニウムの熱膨張係数は、室温で約24ppm/deg程度である。
そのため、周囲の温度が変化した際に、材料間の熱膨張量の差により熱応力が発生し、防湿体27と基板2aとの間に形成された構造体に応力が加わる。
具体的には、防湿体27と接合層8との界面、接合層8と壁体9との界面、壁体9と基板2aとの界面に応力が加わる。更には、これら界面に加わる応力により、壁体9および接合層8など各要素に対しても応力が加わる。
Here, the thermal expansion coefficient of the alkali-free glass used as the material of the
The thermal expansion coefficient of aluminum, which is an example of the material of the moisture-
Therefore, when the ambient temperature changes, a thermal stress is generated due to a difference in thermal expansion amount between the materials, and the stress is applied to the structure formed between the moisture-
Specifically, stress is applied to the interface between the moisture-
応力吸収部27aは弾性変形をすることができるので、熱膨張係数の差に基づく熱膨張量の差を吸収することができる。そのため、応力吸収部27aを設けるようにすれば、発生する熱応力を低減させることができる。
Since the
図7は、他の実施形態に係る反射層16を例示するための模式断面図である。
前述したように、基部9aおよびオーバーハング部9bは、蛍光体材料を含むものとすることができる。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view for illustrating a
As described above, the
基部9aおよびオーバーハング部9bが蛍光体材料を含むものである場合には、図7に示すように、基部9aおよびオーバーハング部9bの下方にまで有効画素領域Aを設けることができる。この様にすれば、有効画素エリアAの周辺に設けることが必要となる領域の寸法を小さくすることができる。
When the
この場合、反射層16は、シンチレータ層5、基部9a、およびオーバーハング部9bを覆うようにすることができる。なお、オーバーハング部9bが蛍光体材料を含み、基部9aが蛍光体材料を含まない場合には、反射層16は、シンチレータ層5およびオーバーハング部9bを覆うようにすることができる。
In this case, the
図8は、比較例に係るX線検出器51の模式断面図である。
図8に示すように、比較例に係るX線検出器51には、アレイ基板2、シンチレータ層5、反射層6、防湿体7、接合層8、充填部58、および壁体59が設けられている。また、図示は省略するが、X線検出器1と同様に、X線検出器51には信号処理部3および画像伝送部4が設けられている。
すなわち、比較例に係るX線検出器51には、前述した壁体9に代えて、充填部58および壁体59が設けられている。
充填部58は、反射層6により覆われたシンチレータ層5の側面と、壁体9の内面59aとの間に設けられている。
壁体59は、枠状を呈している。壁体9は、平面視において、シンチレータ層5よりは外側であって、配線パッド2d1、2d2が設けられる領域よりは内側に設けられている。
充填部58および壁体59の材料は、透湿係数が低いものとすることができる。充填部58および壁体59は、例えば、無機材料からなるフィラー材と、樹脂(例えば、エポキシ系樹脂など)を含む。
フィラー材は、例えば、タルクなどから形成されたものとすることができる。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of an
As shown in FIG. 8, the
That is, the
The filling
The
The material of the filling
The filler material can be formed from, for example, talc.
図9は、高温高湿環境下(60℃−90%RH)における透湿量の変化を例示するためのグラフ図である。
なお、図9は、材料の60℃−90%RHにおける透湿係数と、構成要素の形状寸法から透湿量の変化を試算した結果である。
また、図9中の「200」は、基部9aのみを設け、オーバーハング部9bを設けない場合である。なお、「200」は、無機材料からなるフィラー材を含まず、樹脂のみを含む基部9aが設けられた場合である。壁体9が基部9aのみの場合には、防湿体7と壁体9との接合面積は小さくなる。また、壁体9は無機材料からなるフィラー材を含まないので、壁体9の透湿係数が大きくなり、壁体9を透過する水蒸気の量(透湿量)が多くなる。
図9中の「210」は、図8に例示をしたX線検出器51の場合である。すなわち、「210」は、壁体9が充填部58と壁体59に分割された場合である。
図9中の「100」は、図2に例示をした基部9aおよびオーバーハング部9bが設けられた場合である。なお、「100」は、無機材料からなるフィラー材と、樹脂を含む基部9aおよびオーバーハング部9bが設けられた場合である。
図9中の「100」から分かるように、壁体9にオーバーハング部9bを設けて防湿体7と壁体9とのの接合面積を大きくし、更に無機材料からなるフィラー材を添加して壁体9自体の透湿係数を低減させるようにすれば、防湿構造全体としての透湿量の低減を図ることができる。
FIG. 9 is a graph for illustrating a change in moisture permeability under a high temperature and high humidity environment (60 ° C.-90% RH).
In addition, FIG. 9 is the result of having calculated the moisture permeability change from the moisture permeability coefficient at 60 ° C. to 90% RH of the material and the shape and dimensions of the constituent elements.
Further, “200” in FIG. 9 is a case where only the
“210” in FIG. 9 is the case of the
“100” in FIG. 9 is the case where the
As can be seen from “100” in FIG. 9, an
図10は、高温高湿環境下(60℃−90%RH)における解像度特性の変化を例示するためのグラフ図である。
なお、図10中の「200」は、基部9aのみを設け、オーバーハング部9bを設けない場合である。なお、「200」は、無機材料からなるフィラー材を含まず、樹脂のみを含む基部9aが設けられた場合である。
図10中の「210a」、「210b」、「210c」は、図8に例示をしたX線検出器51の場合である。
図10中の「100」は、図2に例示をした基部9aおよびオーバーハング部9bが設けられた場合である。なお、「100」は、無機材料からなるフィラー材と、樹脂を含む基部9aおよびオーバーハング部9bが設けられた場合である。
FIG. 10 is a graph for illustrating a change in resolution characteristics in a high-temperature and high-humidity environment (60 ° C.-90% RH).
Note that “200” in FIG. 10 is a case where only the
“210a”, “210b”, and “210c” in FIG. 10 correspond to the case of the
“100” in FIG. 10 is a case where the
また、輝度よりも、湿度に対してより敏感な解像度特性により評価することにした。
この場合、シンチレータ層5と反射層6とによって得られる解像度特性が、高温高湿環境下(60℃−90%RH)における保存時間の経過とともにどのように劣化するかで評価した。
解像度特性は、解像度チャートを各サンプルの表面側に配し、RQA−5相当のX線を照射して、裏面側から2Lp/mmのCTF(Contrast transfer function)を測定する方法で求めた。
図10中の「100」から分かるように、オーバーハング部9bを設けるようにすれば、解像度特性の劣化を格段に小さくすることができる。
In addition, the evaluation is based on resolution characteristics that are more sensitive to humidity than luminance.
In this case, it was evaluated how the resolution characteristics obtained by the
The resolution characteristics were obtained by a method in which a resolution chart was placed on the front side of each sample, X-ray equivalent to RQA-5 was irradiated, and a 2 Lp / mm CTF (Contrast transfer function) was measured from the back side.
As can be seen from “100” in FIG. 10, if the
また、図9中の「210」から分かるように、壁体9を充填部58と壁体59に分割しても透湿率を抑制することができる。
しかしながら、壁体9を充填部58と壁体59に分割すれば、充填部58と壁体59を別々に製造することになる。この場合、壁体59は、形状を維持することが必要となるので、高粘度(例えば100〜400Pa・sec程度)の材料を用いて形成される。これは、ディスペンサー法などで材料を塗付した際に、高さを極力保持し、かつ横方向への広がりを抑える為に必要な条件である。一方、充填部58は、隙間なく充填されることが重要なポイントとなるので、低粘度(例えば0.1〜10Pa・sec程度)の材料を用いて形成される。ところが、低粘度の材料は、硬化時の体積収縮率が大きいものが多い。そのため、充填部58と壁体59の間の密着性が悪くなったり、隙間や気泡などが生じ易くなったりするおそれがある。
また、粘度や硬化方式(紫外線硬化、紫外線遅延硬化、加熱硬化、自然硬化など)などの他の製造性の違いから、壁体9と充填部58とが同一の材料系から形成されない場合も多い。例えば、壁体9のベース樹脂がエポキシ系樹脂、充填部58のベース樹脂がアクリル系樹脂となる場合などである。このような場合には、材料間における相溶性の低下を招き、界面の密着性が更に悪くなる可能性が高くなる。
これらの理由により、充填部58と壁体59の界面に剥がれや隙間などが生じた場合には、界面を介して水蒸気が侵入しやすくなる。
その結果、図10中の「210a」、「210b」、「210c」に示すように、解像度特性の変化(防湿性能)にばらつきが生じることになる。
また、界面の密着性が不十分である場合やばらつきがある場合には、加熱と冷却が繰り返される環境において、壁体9と充填部58との界面における剥がれが生じ易くなる。剥がれが生じれば、剥がれにより生じた隙間から水蒸気が容易に侵入する為、その後は急激な解像度の低下を招いてしまう。
Further, as can be seen from “210” in FIG. 9, the moisture permeability can be suppressed even when the
However, if the
Further, due to other differences in manufacturability such as viscosity and curing method (ultraviolet curing, ultraviolet delayed curing, heat curing, natural curing, etc.), the
For these reasons, when peeling or a gap occurs at the interface between the filling
As a result, as shown by “210a”, “210b”, and “210c” in FIG. 10, variations in resolution characteristics (moisture-proof performance) occur.
Further, when the interface adhesion is insufficient or varies, peeling at the interface between the
以上に説明したように、オーバーハング部9bを設けるようにすれば、オーバーハング部9bの上面に防湿体7、17、27を接合することができるので、壁体9の外側に防湿体7、17、27を接合するためのスペースを設ける必要がなくなる。
そのため、X線検出器1の小型化や軽量化などを図ることができる。
この場合、蛍光体材料を含むオーバーハング部9bとすれば、有効画素エリアAの周辺に設けることが必要となる領域の寸法をさらに小さくすることができる。また、蛍光体材料を含むオーバーハング部9bおよび基部9aとすれば、有効画素エリアAの周辺に設けることが必要となる領域の寸法を最小にすることができる。
また、オーバーハング部9bを設けるようにすれば、壁体9がオーバーハング部を持たない場合に比べて、防湿体7と壁体9全体との密着面積を大きくすることができる。その結果、防湿性能の向上、ひいては解像度特性の劣化の抑制を図ることもできる。また、防湿体7と壁体9全体との密着面積が大きい事は、環境温度が変化した場合に防湿体7とアレイ基板2との熱膨張差によって生じる応力に対しても、接着界面が大きい分だけ剥離し難くなる。従って、温度変化に対しても高い信頼性を得る事が出来る。
すなわち、オーバーハング部9bを設けるようにすれば、省スペース化と防湿性能と環境温度変化に対する信頼性の向上とを図ることができる。
As described above, if the
Therefore, the
In this case, if the
If the
That is, if the
(第2の実施形態)
次に、第2の実施形態に係るX線検出器1の製造方法について例示をする。
まず、アレイ基板2を作成する。
アレイ基板2は、例えば、基板2aの上に光電変換部2b、制御ライン2c1、データライン2c2、配線パッド2d1、配線パッド2d2、および保護層2fなどを順次形成することで作成することができる。
アレイ基板2は、例えば、半導体製造プロセスを用いて作成することができる。
(Second Embodiment)
Next, a method for manufacturing the
First, the
The
The
次に、アレイ基板2に設けられた複数の光電変換部2bの上に、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層5を形成する。
シンチレータ層5は、例えば、真空蒸着法などを用いて、ヨウ化セシウム:タリウムからなる膜を成膜することで形成することができる。この場合、シンチレータ層5の厚み寸法は、600μm程度とすることができる。柱状結晶の柱の太さ寸法は、最表面で8μm〜12μm程度とすることができる。
Next, a
The
次に、シンチレータ層5の表面側(X線の入射面側)の面を覆うように反射層6を形成する。
反射層6は、例えば、酸化チタンからなるサブミクロン粉体と、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。なお、基部9aおよびオーバーハング部9bが蛍光体材料を含むものである場合には、基部9aおよびオーバーハング部9bを形成した後に、シンチレータ層5、基部9aおよびオーバーハング部9bの上に反射層6を形成する。
Next, the
The
次に、アレイ基板2の上に、平面視において枠状を呈しシンチレータ層5を囲む基部9aを形成する。
基部9aは、例えば、フィラー材、樹脂、および溶媒を混合して作成した材料を、シンチレータ層5の周囲に塗布し、これを硬化させることで形成することができる。
材料の塗布は、例えば、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。
この場合、材料の塗布と、硬化とを複数回繰り返すことで、基部9aを形成することもできる。また、材料には、吸湿剤や蛍光体材料を混合させることもできる。
Next, a
The
Application | coating of material can be performed using a dispenser apparatus etc., for example.
In this case, the
次に、基部9aの上に、基部9aからシンチレータ層5に向けて突出するオーバーハング部9bを形成する。
オーバーハング部9bは、例えば、フィラー材、樹脂、および溶媒を混合して作成した材料を、基部9aの上に塗布し、これを硬化させることで形成することができる。
材料の塗布は、例えば、ディスペンサー装置などを用いて行うことができる。また、材料には、吸湿剤や蛍光体材料を混合させることもできる。
この場合、シンチレータ層5の周端面5a1と密着するようにオーバーハング部9bを形成することができる。
また、オーバーハング部9b2とシンチレータ層5の周端面5aとの間、および、オーバーハング部9b1とアレイ基板2との間の少なくともいずれかに隙間29a、19aが設けられるようにオーバーハング部9bを形成することもできる。
この場合、材料の粘度、1回の塗布量、および塗布回数を適宜調整することで、オーバーハング部9b2および隙間29aを形成することができる。
また、材料の粘度を適宜調整することで、オーバーハング部9b1および隙間19aを形成することができる。
Next, an
The
Application | coating of material can be performed using a dispenser apparatus etc., for example. Further, the material can be mixed with a hygroscopic agent or a phosphor material.
In this case, the
Further, the
In this case, the overhang portion 9b2 and the
Moreover, the overhang part 9b1 and the
また、前述したシンチレータ層5を形成する工程において、真空蒸着法を用いて、シンチレータ層5の周縁部分に、厚み寸法がシンチレータ層5の外側に向かうに従い漸減する傾斜部5aを形成することができる。
そして、オーバーハング部9bを形成する工程において、X線を蛍光に変換する蛍光体材料と樹脂とを含み、平面視において一部が傾斜部5aと重なるオーバーハング部9bを形成することができる。
Further, in the step of forming the
In the step of forming the
次に、シンチレータ層5の上方を覆う防湿体7、27の周縁部近傍を、オーバーハング部9bの上面に接合する。または、オーバーハング部9b1の上面に防湿体17の周縁部近傍を接合する。この際、オーバーハング部9b1の上面に設けられた凹部に、屈曲部17aをはめ込むようにすることができる。また、オーバーハング部9b1が固まる前に、屈曲部17aをオーバーハング部9b1に押し付けるようにすることもできる。
Next, the vicinity of the periphery of the moisture-
例えば、オーバーハング部9b1の上面に紫外線硬化型接着剤を塗布し、紫外線硬化型接着剤の上に防湿体7、17、27を載せ、紫外線硬化型接着剤に紫外線を照射してこれを硬化させて接合層8を形成するとともに、防湿体7、17、27と、オーバーハング部9b1の上面とを接合する。この場合、紫外線硬化型接着剤は、紫外線照射後に遅延して硬化が進行する遅延硬化型接着剤とすることができる。
遅延硬化型接着剤を用いるようにすれば、紫外線照射後に、紫外線硬化型接着剤の上に防湿体7、17、27を載せればよいので、遮蔽物などがあって紫外線の照射が困難な場合にも接合を行うことができる。
なお、接着剤は、自然硬化型接着剤や加熱硬化型接着剤などであってもよい。
また、大気圧よりも減圧された環境(例えば、10KPa程度)において、防湿体7、17、27の周縁部近傍をオーバーハング部9b1の上面に接合することもできる。
For example, an ultraviolet curable adhesive is applied to the upper surface of the overhang portion 9b1, and moisture-
If a delayed curable adhesive is used, it is only necessary to place the moisture-
The adhesive may be a natural curable adhesive or a heat curable adhesive.
Further, in the environment where the pressure is reduced from the atmospheric pressure (for example, about 10 KPa), the vicinity of the peripheral portions of the moisture-
次に、フレキシブルプリント基板2e1、2e2を介して、アレイ基板2と信号処理部3を電気的に接続する。
また、配線4aを介して、信号処理部3と画像伝送部4を電気的に接続する。
その他、回路部品などを適宜実装する。
Next, the
Further, the
In addition, circuit components and the like are mounted as appropriate.
次に、図示しない筐体の内部にアレイ基板2、信号処理部3、画像伝送部4などを格納する。
そして、必要に応じて、光電変換素子2b1の異常の有無や電気的な接続の異常の有無を確認する電気試験、X線画像試験などを行う。
以上のようにして、X線検出器1を製造することができる。
なお、製品の防湿信頼性や温度環境変化に対する信頼性を確認するために、高温高湿試験、冷熱サイクル試験などを実施することもできる。
Next, the
Then, as necessary, an electrical test, an X-ray image test, and the like are performed to check whether the photoelectric conversion element 2b1 is abnormal or not.
The
In addition, in order to confirm the moisture-proof reliability of the product and the reliability against changes in the temperature environment, a high-temperature and high-humidity test, a cooling / heating cycle test, and the like can also be performed.
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。 As mentioned above, although several embodiment of this invention was illustrated, these embodiment is shown as an example and is not intending limiting the range of invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, changes, and the like can be made without departing from the spirit of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and equivalents thereof. Further, the above-described embodiments can be implemented in combination with each other.
1 X線検出器、2 アレイ基板、2a 基板、2b 光電変換部、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、6 反射層、7 防湿体、9 壁体、9a 基部、9b オーバーハング部、9b1 オーバーハング部、9b2 オーバーハング部、19 壁体、19a 隙間、29 壁体、29a 隙間 1 X-ray detector, 2 array substrate, 2a substrate, 2b photoelectric conversion unit, 3 signal processing unit, 4 image transmission unit, 5 scintillator layer, 5a inclined portion, 5a1 circumferential end surface, 6 reflective layer, 7 moisture barrier, 9 wall Body, 9a base, 9b overhang, 9b1 overhang, 9b2 overhang, 19 wall, 19a gap, 29 wall, 29a gap
Claims (18)
前記複数の光電変換素子の上に設けられ、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、
前記アレイ基板の上に設けられ、平面視において枠状を呈し、前記シンチレータ層を囲む基部と、
前記基部の上に前記基部と一体に設けられ、前記基部から前記シンチレータ層に向けて突出するオーバーハング部と、
前記シンチレータ層の上方を覆い、周縁部近傍が少なくとも前記オーバーハング部の上面に接合された防湿体と、
を備えた放射線検出器。 An array substrate having a plurality of photoelectric conversion elements;
A scintillator layer that is provided on the plurality of photoelectric conversion elements and converts radiation into fluorescence;
A base provided on the array substrate, having a frame shape in plan view and surrounding the scintillator layer;
An overhang portion provided integrally with the base portion on the base portion and projecting from the base portion toward the scintillator layer;
A moisture-proof body that covers an upper portion of the scintillator layer and a peripheral edge portion is bonded to at least the upper surface of the overhang portion;
Radiation detector equipped with.
前記オーバーハング部の少なくとも一部は、平面視において前記傾斜部と重なっている請求項1記載の放射線検出器。 The scintillator layer has an inclined portion that gradually decreases in the peripheral portion toward the outer side of the scintillator layer,
The radiation detector according to claim 1, wherein at least a part of the overhang portion overlaps the inclined portion in plan view.
前記第2の蛍光体材料は、前記第1の蛍光体材料と異なる請求項5記載の放射線検出器。 The scintillator layer includes a second phosphor material that converts radiation into fluorescence;
The radiation detector according to claim 5, wherein the second phosphor material is different from the first phosphor material.
前記第2の蛍光体材料は、前記第1の蛍光体材料と同じである請求項5記載の放射線検出器。 The scintillator layer includes a second phosphor material that converts radiation into fluorescence;
The radiation detector according to claim 5, wherein the second phosphor material is the same as the first phosphor material.
前記アレイ基板の上に、平面視において枠状を呈し前記シンチレータ層を囲む基部を形成する工程と、
前記基部の上に、前記基部から前記シンチレータ層に向けて突出するオーバーハング部を形成する工程と、
前記シンチレータ層の上方を覆う防湿体の周縁部近傍を、少なくとも前記オーバーハング部の上面に接合する工程と、
を備えた放射線検出器の製造方法。 Forming a scintillator layer for converting radiation into fluorescence on the plurality of photoelectric conversion elements provided on the array substrate;
On the array substrate, forming a base that surrounds the scintillator layer in a frame shape in plan view;
Forming an overhang portion projecting from the base portion toward the scintillator layer on the base portion;
Bonding the vicinity of the periphery of the moisture-proof body covering the upper side of the scintillator layer to at least the upper surface of the overhang portion;
A method of manufacturing a radiation detector comprising:
前記オーバーハング部を形成する工程においては、少なくともその一部が平面視において前記傾斜部と重なる前記オーバーハング部を形成する請求項12記載の放射線検出器の製造方法。 In the step of forming the scintillator layer, on the peripheral portion of the scintillator layer, an inclined portion that gradually decreases as the thickness dimension goes to the outside of the scintillator layer,
The method of manufacturing a radiation detector according to claim 12, wherein in the step of forming the overhang portion, the overhang portion is formed so that at least a part thereof overlaps the inclined portion in plan view.
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