CN101861528B - 放射线检测器及其制造方法 - Google Patents

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Abstract

一种放射线检测器(11)，其包括：基板(12)，该基板(12)具有光电变换元件(21)；闪烁层(13)，该闪烁层(13)形成于该基板(12)上，并将放射线变换成荧光的；防湿体(15)，该具有至少包括所述闪烁层(13)的深度并在周边具有檐部(33)；以及粘接层(34)，该粘接层(34)对所述基板(12)与所述防湿体(15)的檐部(33)进行粘接密封。

Description

放射线检测器及其制造方法
技术领域
本发明涉及对放射线进行检测的放射线检测器及其制造方法。
背景技术
作为新一代X射线诊断用检测器，开发出使用有源矩阵的平面形的X射线检测器。通过对照射到该X射线检测器上的X射线进行检测，从而输出X射线摄影图像或实时的X射线图像作为数字信号。此外，该X射线检测器中，通过闪烁层将X射线变换成可见光、即荧光，并用非晶硅(a-Si)光电二极管或CCD(Charge Coupled Device，电荷耦合器件)等光电变换元件将该荧光变换成信号电荷，从而获得图像。
闪烁层一般使用碘化铯(CsI)+钠(Na)、碘化铯(CsI)+铊(T1)、碘化钠(NaI)、或氧硫化钆(Gd2O2S)等作为材料，通过切割等形成槽、或用蒸镀法进行沉积以形成柱状构造，从而能提高分辨率特性。作为闪烁层的材料有上述各种材料，可根据用途和所需要的特性来区分使用。
此外，为了提高闪烁层的荧光的利用效率来改善灵敏度特性，有在闪烁层上形成反射层的方法。即、用反射层来反射在闪烁层上发光的荧光中朝向与光电变换元件侧的相反侧的荧光，从而使到达光电变换元件侧的荧光增大。
作为反射层的示例，已知有将银合金或铝等荧光反射率高的金属层成膜在闪烁层上的方法、或涂布形成由TiO2等光散射性物质和粘合剂树脂构成的光漫反射性的反射层的方法等。而且，不在闪烁层上形成，而使具有铝等金属表面的反射板与闪烁层密接来反射闪烁光的方式也正在实用化。
此外，用于保护闪烁层、反射层或反射板等免受外部气氛的影响从而来抑制因湿度等引起的特性变差的防湿构造在将放射线检测器制成实用的产品方面成为了重要的组成因素。特别是当用对于湿度的劣变程度高的材料的CsI+Tl膜或CsI+Na膜制成闪烁层时，要求高防湿性能。
作为现有的防湿构造，有使用覆盖闪烁层的聚对苯二亚甲基的CVD膜作为防湿层的方法(例如参照日本专利特许第3077941号公报(第3～4页、第1～2图))，和用粘接剂将围住闪烁层周围的包围构件粘接在基板上，并且用粘接剂将盖粘接在包围构件上从而对闪烁层进行密封的结构等(例如参照日本专利特开平5-242841号公报(第3～5页、图1))。
发明内容
然而，现有的防湿构造中存在如下问题。
使用聚对苯二亚甲基的CVD膜作为防湿层的方法中，在至少可实用性的膜厚度范围(例如20μm)内，很多情况下透湿阻挡性不充分。作为具体例，为了确认防湿性能，试制在玻璃基板上使用CsI+Tl膜(膜厚为600μm)作为闪烁层、聚对苯二亚甲基的CVD膜(膜厚为20μm)作为防湿层的样品，并调查了高温高湿试验下亮度和分辨率的变化，以下对其结果进行简要说明。
作为亮度和分辨率的测定方法，从闪烁层侧照射X射线，并从玻璃基板侧用CCD照相机将焦点调至玻璃基板与闪烁层的界面来观察X射线图像。亮度是相对于富士胶片感光纸(HG-H2Back)的相对亮度，分辨率是从分辨率图像测定2Lp/mm的CTF(Contrast Transfer Function，对比传递函数)而作为各自的指标。
这样制成的样品在60℃-90％RH的高温高湿寿命试验下，亮度变化小，但分辨率的劣变严重，24H内CTF(2Lp/mm)的值下降到初期的80％左右。作为分辨率下降的现象分析，通过SEM对形态进行观察之后，结果可知，在初期独立性强的CsI+Tl膜的柱状结构会在高温高湿试验下的分辨率劣变了的样品中发生柱间的融合。可以想到柱间的融合会使光导向效果降低，从而引起分辨率下降。
接着，用粘接剂将围住闪烁层的周围的包围构件粘接在基板上，并且用粘接剂将盖粘接在包围构件上从而来对闪烁层进行密封的结构中，包围构件一般是金属等刚性物质，因基板与包围构件之间、以及盖与包围构件之间的热膨胀率的差别，在冷热循环或热冲击等可靠性试验下粘接部分容易产生裂纹、剥离，防湿性能显著下降。此外，由于在包围构件上下进行粘接、密封，通过树脂的粘接剂的透湿量与为一个粘接部情况相比显著增大。
本发明基于上述问题发明而成，其目的在于提供一种防湿性能优良且对冷热循环或热冲击等温度变化的可靠性也高的放射线检测器及其制造方法。
本发明的放射线检测器包括：基板，该基板具有光电变换元件；闪烁层，该闪烁层形成于该基板上且将放射线变换成荧光；防湿体，该防湿体具有至少包括所述闪烁层的深度且在周边具有檐部；以及粘接层，该粘接层对所述基板和所述防湿体的檐部进行粘接密封。
此外，本发明的放射线检测器的制造方法在减压状态下对所述放射线检测器的防湿体和基板进行粘接密封。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的放射线检测器的剖视图。
图2A是表示放射线检测器的防湿体的主视图。
图2B是表示放射线检测器的防湿体的侧视图。
图3是放射线检测器的立体图。
图4是表示每个防湿构造种类经过60℃-90％RH高温高湿试验后的分辨率维持率的图。
图5是表示粘接层的材料的透湿系数与防湿效果的关系的图。
图6是表示粘接层的W/T比率与防湿性能的关系的图。
图7是表示防湿体的材质与分辨率维持率的关系的图。
图8是表示层叠构造的防湿体的层叠次数与透湿率的关系的图。
图9是表示防湿体有无荧光吸收层与分辨率的关系的图。
图10是表示有无反射层与亮度和分辨率的关系的图。
图11是减压加压装置的剖视图。
图12是表示每个粘接剂种类经过60℃-90％RH高温高湿试验后的分辨率维持率的图。
图13是表示本发明一实施方式的放射线检测器的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图对本发明一实施方式进行说明。
图1表示放射线检测器的剖视图，图2A和图2B表示放射线检测器的防湿体的主视图和侧视图，图3表示放射线检测器的立体图。
符号11是作为放射线检测器的X射线检测器，该X射线检测器11为对放射线图像、即X射线图像进行检测的X射线平面传感器，例如用于一般的医疗用途等。此外，该X射线检测器11包括：阵列基板12，该阵列基板12作为将荧光变换成电信号的基板、即光电变换基板；闪烁层13，该闪烁层13作为X射线变换部，设于该阵列基板12的作为一主面的表面上并将入射的X射线变换成荧光；反射层14，该反射层14设在该闪烁层13上并将来自闪烁层13的荧光向阵列基板12侧反射；以及帽状的防湿体15，该防湿体15作为防湿构造，设在阵列基板12上来覆盖闪烁层13和反射层14，并使闪烁层13和反射层14免受外部气体和湿度的影响。
此外，阵列基板12将被闪烁层13从X射线变换成可见光的荧光变换成电信号，包括：玻璃基板16；近似矩形的多个光电变换部17，这些光电变换部17设在该玻璃基板16上从而起到光传感器的作用；多条控制线(或栅极线)18，这些控制线(或栅极线)18沿行方向配置；多条数据线(或信号线)19，这些数据线(或信号线)19沿列方向配置；未图示的控制电路，该控制电路与各控制线18电连接；以及未图示的放大/变换部，该放大/变换部与各数据线19电连接。
在阵列基板12上，将分别具有相同结构的像素20形成为矩阵状，并且在各像素20内分别配设有作为光电变换元件的光电二极管21。这些光电二极管21配设于闪烁层13的下部。
各像素20包括：薄膜晶体管(TFT)22，该薄膜晶体管(TFT)22作为开关元件，并与光电二极管21电连接；未图示的蓄积电容，该蓄积电容作为电荷蓄积部，对经光电二极管21变换的信号电荷进行蓄积。然而，蓄积电容不是必需的，有时候光电二极管21的电容可兼用作蓄积电容。
各薄膜晶体管22起到使荧光向光电二极管21入射所产生的电荷积累和释放的开关功能。使用作为具有结晶性的半导体材料、即非晶半导体的非晶硅(a-Si)、或使用作为多结晶半导体的多晶硅(P-Si)等半导体材料来构成各薄膜晶体管22的一部分。此外，薄膜晶体管22分别具有栅极电极23、源极电极24以及漏极电极25。该漏极电极25与光电二极管21和蓄积电容电连接。蓄积电容形成为矩形平板状，并与各光电二极管21的下部相对设置。
控制线18在各像素20间沿行方向配设，并与相同行的各像素20的薄膜晶体管22的栅极电极23电连接。
数据线(信号线)19在各像素20间沿列方向配设，并与相同列的各像素20的薄膜晶体管22的源极电极24电连接。
控制电路控制各薄膜晶体管22的动作状态、即控制开启和关闭，安装于阵列基板12的表面的沿行方向的侧缘。
放大/变换部例如具有：多个电荷放大器，这些电荷放大器分别与各数据线19对应配设；并联/串联变换器，该并联/串联变换器与这些电荷放大器电连接；以及模数变换器，该模数变换器与该并联/串联变换器电连接。
阵列基板12的表面上形成有树脂制的保护层26。
此外，闪烁层13将入射的X射线变换成可见光、即荧光，例如是由碘化铯(CsI)+钠(Na)、或碘化铯(CsI)+铊(Tl)等用真空蒸镀法形成柱状构造，或是将氧硫化钆(Gd2O2S)荧光体粒子与粘接材混合、涂布在阵列基板12上进行烧成和硬化、通过利用切割器进行切割等来形成槽部从而形成为四棱柱状等。这些柱之间也可封入有大气、或防氧化用的氮气(N2)等惰性气体，或也可为真空状态。此外，在如下所示的各实施例中，闪烁层13使用如下结构：使用CsI：Tl的蒸镀膜、膜厚度为大约600μm，CsI+Tl的柱状构造结晶的柱(pillar)的粗细在最外表面为8～12μm左右。
此外，帽状的防湿体15形成有与闪烁层13的表面相对的表面部31，从该表面部31的周边开始形成具有包括闪烁层13的深度的周面部32，并从该周面部32的前端侧开始形成朝周边突出的檐部33。檐部33为从防湿体15的周边突出的环状，形成为与阵列基板12的表面平行，通过粘接层34粘接密封于阵列基板12。该防湿体15是否与反射层14接触均可，通常在与反射层14之间存在缝隙35。
此外，以下表示各实施例。各实施例中，作为最终的X射线检测器11，如前所述在阵列基板12上依次形成闪烁层13和反射层14，而且，全部配上周边电路和监视器等来观察X射线图像，对各种试制品进行这些操作需要大量的费用和时间。为了避开这个困难且对高温高湿试验下闪烁层13的亮度和分辨率的变化、即防湿构造的防湿性能进行简易评价，适当使用如下方法：在代替阵列基板12的无像素和布线图案的玻璃基板上形成CsI+Tl的闪烁层13，并在该闪烁层13上形成反射层14，继而形成防湿体15来测定亮度和分辨率(CTF)特性。该方法中的亮度和分辨率特性采用如下方法：从防湿体15侧入射X射线，并从玻璃基板侧将焦点调到玻璃基板和闪烁层13的界面上，用CCD照相机拍摄X射线图像。这种利用CCD照相机进行的简易评价方法，虽说不是不能使用阵列基板12，但若使用阵列基板12则像素和布线图案会造成防碍，从而使从基板背面用CCD照相机所进行的图像观察(在后述实施例中部分使用并不是不可能)变得非常困难，因此使用没有任何图案的玻璃基板。此外，作为本发明的重要特性的分辨率(CTF)也能用这种简易方法进行充分的评价。此外，作为X射线辐射质量条件为在70KVp下与RQA-5同等条件，亮度是相对于作为标准的感光纸(富士胶片株式会社HG-H2Back)的相对亮度，分辨率是通过图像处理来求出分辨率图像的2Lp/mm的CTF(Contrast Transfer Function，对比传递函数)的值＝CTF(2Lp/mm)％。
首先，对第1实施例进行说明。
闪烁层13为在四边形尺寸为40mm的玻璃基板上用真空蒸镀法形成四边形尺寸为25mm的CsI+Tl膜(600μm)，此外，反射层14是将混合了TiO2的亚微粉体与粘合剂树脂和溶剂的涂抹液涂布在闪烁层13上并干燥而形成。防湿体15是将厚度为80μm的Al合金箔冲压成形至在周边部具有5mm宽的檐部33的结构而制成帽状。在防湿体15的檐部33用涂布器(dispenser)涂布一圈粘接层34，并与形成了闪烁层13和反射层14的玻璃基板贴合。粘接层34一般用市场上贩卖的加热硬化型粘接剂、紫外线硬化型粘接剂两者制成。
作为比较用，试制了在防止构造上使用聚对苯二亚甲基的CVD膜(膜厚度20μm)，以及将围住闪烁层13周围的铝框的下表面与玻璃基板粘接、并且铝框上表面与1mm厚的铝板粘接的结构。粘接剂的材质与本实施例相同。
将这些样品提供到60℃-90％RH高温高湿试验中，并跟踪亮度和分辨率的变化。其结果是，如图4所示，使用了聚对苯二亚甲基的CVD膜的样品在24小时的时刻作为分辨率指标的CTF(2Lp/mm)的值下降到初期的2/3左右。与此相对的是，使用了防湿体15的样品即使经过了500小时，CTF(2Lp/mm)的值也基本与初期值相同。在用铝框和铝板形成防湿构造的样品中，与使用了防湿体15的样品相比，CTF的下降增大到2倍左右。此外，由于防湿构造中使用了1mm的铝板，因此亮度和DQE(0Lp/mm)的值大约为相当于X射线吸收的大约9％的量这样的较低值。
这样，由于使用具有包括闪烁层13的深度并且在周边具有檐部33的防湿体15，并用粘接层34对该防湿体15的檐部33与阵列基板12进行粘接密封，因此能实质上实现用达到忽略透湿的水平的防湿体15覆盖大部分闪烁层13的结构。除此之外，通过使用防湿体15的檐部33部分作为粘接部，从而不仅能将粘接层34与阵列基板12之间作为较薄的粘接层34来将透湿截面积抑制得较小，还能确保粘接层34的宽度扩展至檐部33的宽度左右。而且，防湿体15自身为Al合金或第五实施例中所说明的层叠构造的情况下，由于只要有不会产生针孔左右的厚度(大约为20～30μm以上)就足够了，因此能将因X射线吸收而引起的损失抑制得非常小。因此，能实现将粘接层34的透湿抑制在最小限度的、且因X射线的吸收而引起的损失也极小的、高检测能力的X射线检测器11。
在此，若对透湿率使用近似式进行说明，则包括防湿体15和粘接层34的防湿构造整体的透湿率可简略地用下式1表示。在此，当为本实施例的结构的情况下，式1的第一项Q(防湿体)表示来自占防湿构造大部分的防湿体15的透湿率，但该透湿率实质上可抑制在零水平。此外，在本实施例的结构中，式1的第二项Q(粘接层)也抑制成极低值。即、在续写式1的第二项Q(粘接层)的式2中，如先前所说明的那样，通过有效使用檐部33的部分来获得大的粘接层34的宽度W的值，此外在防湿体15的平坦的檐部33的部分与阵列基板12之间形成粘接层34，从而能将粘接层34的厚度T较小地抑制到所需最小限度。因此，能将T(粘接层34的厚度)/W(粘接层34的宽度)的值控制成极低值。
Q(Total)＝Q(防湿体)+Q(粘接层)…式1
Q(粘接层)＝P(粘接层)·S(粘接层)/W(粘接层)
＝P(粘接层)·L(粘接层)·T(粘接层)/W(粘接层)…式2
Q：透湿率
P：粘接层34的透湿系数
S：粘接层34的透湿截面积
W：粘接层34的宽度
L：粘接层34的周长
T：粘接层34的厚度
接着，对第2实施例进行说明。
在四边形尺寸为40mm的玻璃基板上形成四边形尺寸为25mm的CsI+Tl膜(厚度为600μm)。使用厚度为0.1mm的Al合金箔作为防湿体15。使用在树脂材料中添加了厚度不到粘接层厚度的Al2O3或SiO2等无机材料的填料材的粘接剂作为粘接层34。填料材为添加了代表性尺寸为数μm～数十μm的球状或鳞片状、杆状的物质，其材质或形状、含有比率等通过粘接剂制造商进行优化。一般而言，相同含有比率(重量含有率)的情况下，优选填料材的尺寸较小(不会发生二次凝聚的程度)且填充粒子的个数较多的填料材。此外，在维持粘接性能和涂布性且在不产生缝隙的范围内，填料材的含有比率越高则越能降低透湿系数。
本实施例的粘接层34所使用的粘接剂将在60℃-90％RH下的透湿系数较低地抑制为2g·mm/(m2·天)左右。作为比较例，使用市场上贩卖的密封材、相同条件下的透湿系数为环氧类15g·mm/(m2·天)、硅类25g·mm/(m2·天)。粘接层34的厚度在本实施例和比较例中均为270μm左右，宽度调整至大约5mm左右的同等水平。
如图5所示，60℃-90％RH×24h的高温高湿试验的结果为分辨率的下降与粘接剂的透湿系数值大致对应。即、透湿系数为2g·mm/(m2·天)的本实施例的分辨率维持率最高，透湿系数为15g·mm/(m2·天)的环氧类、透湿系数为25g·mm/(m2·天)的硅类的分辨率维持率依次降低。
填料材的效果是对粘接层34中的透湿道(path)加以限制从而能得到实质性的透湿截面积的下降和透湿距离的延长。这种效果能减低上述式2的透湿系数P(粘接层)的有效值。
接着，对第3实施例进行说明。
使用厚度为0.1mm的Al合金箔作为防湿体15。使用在树脂材料中添加了厚度不到粘接层厚度的Al2O3或SiO2等无机材料的填料材的粘接剂作为粘接层34，设定多种的、粘接层34的实质性平均宽度W和实质性平均厚度T来进行试制。
如图6所示，经过60℃-90％RH高温高湿试验后的分辨率的劣变速度(例如分辨率到达初期的90％左右的时间)在平均宽度W相同时与平均厚度T大致成比例增大(劣变快)。此外，在平均厚度T相同时劣化速度与平均宽度W大致成反比例降低。从这些结果来看，可以说在W＞＞T的区域内能实现特别是抑制分辨率劣变的防湿构造。具体而言，以W/T＞10为基准。
接着，对第4实施例进行说明。
使用Al合金A3004-H0箔作为防湿体15的材质。如图2A和图2B所示，防湿体15为用冲压机将厚度为0.1mm的薄材拉深加工成大约1m左右的深度，此外，在周边形成宽度为5mm左右的平坦部分(所粘接的部分)、即檐部33。
对防湿体15的加工所使用的A3004-H0箔(厚度为0.1mm)的60℃-90％RH透湿度进行测定后的结果为0.2g/m2/天以下(作为透湿系数，相当于0.02g·mm/m2/天以下)。作为形成防湿体的箔材，同样可使用Al(铝)或各种Al合金。
对该防湿体15加以应用，使用添加填料材的紫外线硬化型粘接剂试制了粘接层厚度为数十μm且粘接层宽度为大约5mm的粘接层34。如图7所示，通过与为比较用而试制的树脂制防湿体(聚酯膜厚度为0.1mm透湿系数＝7.4g·mm/m2/天左右)进行比较，可知本实施例的60℃-90％RH下的特性维持率非常好。
从防湿性能方面来看，防湿体15的Al或Al合金箔的厚度只要为大约20μm以上就没有问题，但若考虑到针孔风险等，则优选为30μm左右以上。另一方面，若防湿体15的Al或Al合金的厚度过厚，则因X射线吸收而引起的损失也变大。虽然也与X射线检测器11的用途和X射线的能量有关，但在相当于RQA-5的X射线的情况下，只要厚度为大约0.2mm以下便能将X射线吸收抑制为2％左右以下。在检测到乳房X线拍摄(mammography)用途等低能量X射线的情况下，优选为在确保防湿性的范围内尽可能地抑制厚度。
防湿体15不限定于Al合金的箔，用Al和Al合金中的任一种材料、在采用箔和薄板中的任一种形态下均可得到相同的效果。
接着，对第5实施例进行说明。
使用将作为树脂材料的PET与Al2O3(实际上用Al2Ox均相同)进行层叠后的层叠膜作为防湿体15。该防湿体15的制造，例如在脱模性(日文：離形性)好的帽形状的模具上用反复进行树脂材料的喷涂、干燥和Al2O3的溅射成膜的方法来增加层叠数而形成。
设定多种的、PET的厚度和Al2O3的溅射膜厚度以及它们的层叠次数来对防湿性能进行比较。防湿性能是根据倒杯法来对60℃-90％RH下的透湿率进行测定。
如图8所示，在PET层和Al2O3层的厚度相同的情况下，透湿率随层叠次数的增加而降低，并最终逐渐在测定限度的下限以下固定。本例中，在10μm的PET基材上对成膜了的3μm的Al2O3的溅射膜进行层叠。作为层叠次数，无机膜的总数为大约3层以上时，透湿度的减低特别大。
在层叠次数相同的情况下，PET和Al2O3的层厚的增大而使透湿系数降低。此外，在试制的层厚范围内，当各种材料的总厚度相同时，PET及Al2O3的单层厚度薄，从而层叠次数多的情况下，透湿系数低。增加层叠的次数和厚度从而使透湿系数降低可以认为由于单纯地增大了各层的总透湿阻力。总厚度相同而层叠次数多的情况下，可以认为由于各层的针孔和微小的渗漏通道(日文：リ一クパス)在层叠的各层之间被分割，因此将透湿系数抑制得更低。
将层叠膜用于防湿体15，在粘接层34使用添加填料材的紫外线硬化型粘接剂的试制品中，层叠膜整体的透湿率越大，分辨率的劣变越快。另一方面，若Al2O3或SiO2等无机膜的总厚度变大，则因X射线吸收而引起的损失也增大，因此例如在相当于RQA-5的X射线照射条件的情况下，作为无机膜的总厚度，优选为大约0.2mm以下。
树脂材料不限定于PET，只要成形性和无机膜的附着性上没有问题，则一样能使用各种树脂材料。此外，无机膜不限定于Al2O3，一样能使用SiOx或Si-O-N、Si-Al-O-N、其它电子设备的防湿层或保护层所使用的薄膜材料。即、防湿体15能使用Si或Al等轻元素的氧化膜、氮化膜、或氧氮化膜等无机膜、或使用Al或Al合金等轻金属薄膜与树脂材料的层叠构造。
接着，对第6实施例进行说明。
如第5实施例那样，在与树脂材料层叠的无机膜上使用Al或Al合金的薄膜的情况下，将从阵列基板12的信号线连接的电路布线的接地电位与防湿体15电连接的情况与未连接的情况进行了比较。由于该比较评价伴随着噪声测定，因此在使用了实际的阵列基板12的试制品中进行实施。使用相当于四边形尺寸为9英寸的基板作为阵列基板12，蒸镀厚度大约600μm的CsI+Tl膜作为闪烁层13。阵列基板12上承载有Al合金的防湿体15以对闪烁层13整体进行覆盖，用紫外线硬化型粘接剂对该防湿体15的檐部33进行粘接密封。防湿体15与电路布线的接地电位的电连接使用屏蔽线(shield line)，防湿体15的Al合金与屏蔽线的电连接用导电性糊料。
对阵列基板12的噪声特性进行调查后的结果是，防湿体15与阵列基板12的电路的接地进行电连接后的样品与没有连接的样品相比，得到了噪声低的特性。这是由于，防湿体15起到对阵列基板12整体进行覆盖的屏蔽体(shield)的作用，表示出对电磁噪声从外部的侵入加以抑制的效果。
本实施例中，虽然将电路的接地与防湿体15电连接，但电路侧不限定于接地，与固定电位电连接可得到相同的效果。
接着，对第7实施例进行说明。
虽然根据防湿体15的材质不同其程度也不同，但由防湿体15产生的荧光的反射在提高亮度特性的同时降低分辨率特性。特别是在防湿体15的材质为Al或Al合金等金属材质的情况下，受防湿体15的材质的影响大。在X射线检测器11的用途等方面，一般较为理想的是，即使抑制亮度也要使分辨率特性优先。
使用厚度为0.1mm的Al作为防湿体15，在该防湿体15的至少内侧、即与闪烁层13相对的面上设置吸收荧光的荧光吸收层。作为荧光吸收层，试制了实施作为黑化处理的黑防蚀铝处理(日文：黒アルマイト処理)的防湿体和配置光吸收片的防湿体。作为比较例，使用无荧光吸收层的防湿体。
从如图9所示的结果可知对防湿体15实施了黑防蚀铝处理的X射线检测器11和对防湿体15使用了光吸收片的X射线检测器11与没有荧光吸收层的X射线检测器相比，虽然亮度有所降低，但分辨率特性优良。
作为荧光吸收层，能进行黑化或吸收荧光的色调的着色、或是能使用黑色或吸收荧光的色调的片材，可得到相同的效果。
接着，对第8实施例进行说明。
在玻璃基板上蒸镀厚度为600μm的CsI+Tl膜。继而在其上部形成厚度大约100μm的由亚μm尺寸的TiO2粉体和粘合剂树脂构成的反射层14。防湿体15为使用厚度为0.1mm的A3004-H0的Al合金制。作为比较例，在不带反射层14的情况下形成防湿体15。
如图10所示，本实施例的设有反射层14的X射线检测器11与比较例相比，得到亮度特性优良、分辨率特性也优良的良好结果。通过将反射层14与CsI+Tl膜的闪烁层13密接而形成，从而没有闪烁层13与反射层14的缝隙，可以认为具有将因缝隙引起的荧光散射和反射光向远方扩展抑制成最小限度的效果。因此，通过反射层14不仅得到高亮度，还将分辨率的下降抑制成最小限度。作为比较，在没有这样与闪烁层13密接的反射层14的情况下，由于防湿体15所产生的反射光通过闪烁层13与防湿体15的缝隙35朝远方扩展，因此导致分辨率的下降。
接着，参照图13对第9实施例和第10实施例进行说明。
使用厚度为600μm的CsI+Tl膜作为闪烁层13。制成将由上述TiO2粉末和粘合剂树脂构成的反射层14密接形成在闪烁层13上的实施例和没有反射层14的实施例。在这些实施例的反射层14上或闪烁层13上承载有硅树脂类的缓冲片48(厚度为0.2mm)。而且，将A3004-H0的Al合金制的防湿体15承载成对闪烁层(和反射膜14)进行覆盖，用紫外线硬化型粘接剂粘接其檐部33与阵列基板12。对应于有无反射层14的各实施例，比较例分别制成不包括缓冲片48。
作为可靠性试验，实施了减压循环试验(在1个大气压与0.5个大气压之间重复100次)和热冲击试验(-15℃×30分/45℃×30分30个周期)，分解调查的结果发现：在具有缓冲片48的各实施例中，内部的膜(闪烁层13或反射层14)未产生裂纹等异常，而在比较例中则分别产生了细微的裂纹。
通过插入本实施例的缓冲片48，减缓了在减压试验时因防湿体15的变形而产生的冲击，此外，可以想到，由于缓冲片48在热冲击试验时起到绝热层的作用，因此抑制了反射层14和闪烁层13的急剧温度变化，从而防止裂纹等的产生。
接着，对第11实施例进行说明。
在形成防湿体15之前的制造工序相同，但在形成防湿体15时，使用图11所示的减压加压装置41从而在减压状态下进行粘接密封。
该减压加压装置41包括：腔室42，该腔室42可减压；下部平台43，该下部平台43配置于该腔室42内；以及上部平台44，该上部平台44能与该下部平台43打开、关闭，在下部平台43上夹着缓冲垫片(cushion sheet)45配置有环状的贴合夹具46和在该贴合夹具46内侧配置的高度调整片47。
此外，首先将厚度为0.1mm的A3004-H0的帽状的防湿体15倒置在贴合夹具46上，对周边的檐部33涂布粘接剂，形成有闪烁层13和反射层14的阵列基板12也倒置在该防湿体15上。
接着，对腔室42内进行减压后，在下部平台43与上部平台44之间将防湿体15和阵列基板12合为一体并加压。此时的加压的压力在周边的粘接部分上每1cm为10N(大约0.1Kg)，并保持数十秒的时间。
此后，在将腔室42向大气开放、解除加压之后，以不破坏防湿体15内部的减压状态的方式将防湿体15取出，使粘接部分露出，并用紫外线灯照射紫外线来使粘接剂硬化。紫外线的照射量在360nm的紫外线的累计照射量为7J/cm2左右的条件下进行。而且，80℃的烘箱中实施大约1小时的加热处理来促进硬化。
作为减压的条件，在0.1～0.9个大气压内，以0.1个大气压为单位来改变减压条件，从而试制多种样品。
对于所制成的样品，防湿体15内部的缝隙容积通过将从外形求出的防湿体15内部的容积减去闪烁层13和反射层14等内部填充物的体积来求得。此外，在将周围减压至0.1个大气压以下时的防湿体15内部的缝隙容积通过将A3004-H0的帽状的防湿体15膨胀到最大限度时的容积减去闪烁层13和反射层14等内部填充物的体积来求得。
将这些样品提供到减压试验中的结果是，A3004-H0的帽状的防湿体15根据周围的减压程度而膨胀。在膨胀到最大限度以上的减压状态下，对防湿体15的周边的粘接层34施加对应于内外压力差的力。作为通常所要求的条件，必须是即使在假定为航空器的输送等的0.5个大气压左右的减压状态与大气压之间反复也能确保粘接层34的可靠性。将1个大气压与0.5个大气压的减压循环重复20次的试验的结果是：在减压密封时的减压条件为大约0.5个大气压以下进行密封的样品中的粘接层34没有破坏。此外，在该条件下减压进行密封的样品中，防湿体15内部的缝隙35的容积在1.0个大气压(通过大气压与内部构造密接的状态)下与将防湿体15周围减压到0.1个大气压时(膨胀到最大限度时)相比为大约1/2以下。
接着，对第12实施例进行说明。
该实施例中，由于需要从具有像素和布线图案的基板背面照射紫外线来对紫外线硬化型密封材料的硬化状况进行评价，因此使用在周边部具有控制线18和数据线19的电路布线的阵列基板12。形成CsI+Tl膜(膜厚为600μm)的闪烁层13、反射层14的部位与之前的实施例相同。防湿体15使用厚度为0.1mm的A3004-H0的帽状的Al合金箔，并使用阳离子聚合型环氧类紫外线硬化型粘接剂(长濑化学工业(日文：長瀬ケムテツク)XNR-5516ZHVB-1)、此外作为比较例使用自由基聚合型丙烯酸类紫外线硬化型粘接剂和加热硬化型粘接剂(长濑化学工业(日文：長瀬ケムテツク)T832/R101B-1)来粘接密封在阵列基板12上。
粘接剂用涂布器对防湿体15的檐部33涂布规定量之后与阵列基板12合为一体。在对粘接部分施加压力来保持密接的状态下，紫外线硬化型粘接剂照射相当于各自的推荐条件的紫外线量。由于紫外线无法从防湿体15侧透过，因此从阵列基板12的背面侧照射紫外线。在紫外线照射后，为了促进硬化反应，实施60℃-3H的加热处理。在对粘接部分施加压力来保持密接的状态下，加热硬化型粘接剂根据推荐条件实施80℃-1H的加热处理。
在使用加热硬化型粘接剂的样品中，回到室温时，在阵列基板12的面上出现了翘曲成凹型的现象。由于在加热状态为80℃的情况下将Al合金箔的防湿体与阵列基板粘接固定，因此在回到室温时的温度差下，可以认为翘曲成凹型的现象是因阵列基板12的玻璃基板16与Al合金箔和粘接剂的环氧树脂的热膨胀率之差而产生的。顺带说一下，试制中所使用的锥形(日文：コ一ニング)1737玻璃基板(厚度为0.7mm)的热膨胀率为大约3.8ppm/deg，Al合金箔的热膨胀率为24ppm/deg，环氧树脂的热膨胀率为约24ppm/deg。四边形尺寸为45mm并具有60℃的温度差的情况下产生大约0.55mm的膨胀差。翘曲量随着位置不同而不同，在阵列基板12的周边部产生最大约1mm以上的缝隙。这些缝隙或在后续工序中的基板周边的TAB焊接时导致FPC与Pad的焊接位置偏差、或安装时在阵列基板12的背面产生缝隙而导致散热特性恶化。
另一方面，2种紫外线硬化型粘接剂在室温下进行了紫外线硬化之后，进行60℃×3h的加热处理，此后回到室温时基本不会发生翘曲。此外，没有进行加热处理的样品当然也不会发生翘曲。
接着，如图12所示，实施60℃-90％RH的高温高湿试验后作为密封性的比较的结果是：使用了紫外线硬化型粘接剂中的阳离子聚合型环氧类粘接剂和加热硬化型环氧类粘接剂的样品具有优良的分辨率(CTF)维持度，使用了自由基聚合型丙烯酸类粘接剂的样品则可以看到由透湿引起的分辨率(CTF)劣变。由于阳离子聚合类紫外线硬化型粘接剂一般不存在停止反应，因此硬化反应也会传到因阵列基板12的布线电路图案而成为紫外线照射的阴影的部分，不管是否有阵列基板12的布线电路图案，紫外线硬化均整体地完成。另一方面，在自由基聚合类紫外线硬化型粘接剂中，由于存在停止反应，因此在具有电路布线图案的阵列基板12中，在紫外线无法到达的布线的阴影部分无法进行桥接反应，从而推定无法得到充分的密封性和防湿性能。
另外，通过带有像素和布线图案的阵列基板12的CTF(2Lp/mm)测定为通过像素图案的缝隙的X射线图像测定，但可以通过将具有分辨率图表的X射线图像除以没有分辨率图表的X射线图像等图像处理来进行测定。与没有像素和布线电路图案的玻璃基板上的情况不同，CTF的绝对值为偏离值，但由于经过高温高湿试验后的CTF的劣变特性将相对于初期的维持率(相对值)作为研究问题，因此对这样的劣变特性的评价而言没有特别的问题。
根据本实施例的结构和制造方法，可得到阵列基板12不会发生翘曲且防湿可靠性高的X射线检测器11。
工业上的实用性
根据本发明的放射线检测器，由于使用具有至少包括闪烁层的深度且在周边具有檐部的防湿体，并用粘接层对该防湿体的檐部与基板进行粘接密封，因此能实质上实现用达到忽略透湿的水平的防湿体覆盖大部分闪烁层的结构，除此之外，通过使用防湿体的檐部部分作为粘接部，从而不仅能将粘接层与阵列基板之间作为较薄的粘接层来将透湿截面积抑制得较小，还能确保将粘接层的宽度扩展至檐部的宽度左右。而且，由于不需要使防湿体自身过厚，因此能将因放射线吸收而引起的损失也抑制得极小。因此，能实现将来自粘接层的透湿抑制成最小限度而使可靠性高的、且也使因放射线的吸收而引起的损失小的、检测能力高的放射线检测器。
根据本发明的放射线检测器的制造方法，除了所述放射线检测器的效果之外，由于在减压状态下对防湿体与基板进行粘接密封，因此对于例如航空器的输送等所引起的周围的减压，也能确保防湿体与基板的粘接密封的可靠性。

Claims (12)

1.一种放射线检测器(11)，其特征在于，包括：
基板(12)，该基板(12)具有光电变换元件(21)；
闪烁层(13)，该闪烁层(13)形成于该基板(12)上，并将放射线变换成荧光；
防湿体(15)，该防湿体(15)由Al或Al合金的箔或薄板、或者轻元素的无机膜和轻金属薄膜中的任一种与树脂材料的层叠膜所形成，具有至少包括所述闪烁层(13)的深度并在周边具有檐部(33)；以及
粘接层(34)，该粘接层(34)在所述防湿体(15)的檐部(33)涂布一圈，其宽度扩展至所述檐部(33)的宽度左右，以对所述基板(12)与所述防湿体(15)的檐部(33)进行粘接密封。
2.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
粘接层(34)在树脂材料中含有厚度不到粘接层(34)厚度的填料材。
3.如权利要求1或2所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在粘接层(34)中，粘接层(34)的实质性平均厚度T与实质性平均宽度W满足W/T＞10的关系。
4.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
防湿体(15)与形成于基板(12)上的电路布线(18、19)的至少一部分电连接。
5.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在防湿体(15)的闪烁层(13)一侧的面上设有吸收荧光的荧光吸收层。
6.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在闪烁层(13)与防湿体(15)之间具有将荧光向基板(12)一侧反射的反射层(14)。
7.如权利要求6所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在反射层(14)与防湿体(15)之间具有缓冲片(48)。
8.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在闪烁层(13)与防湿体(15)之间具有缓冲片(48)。
9.如权利要求1所述的放射线检测器(11)，其特征在于，
在1个大气压下的防湿体(15)内部的缝隙容积与将防湿体(15)周围减压到0.1个大气压以下时的防湿体(15)内部的缝隙容积之比为1/2以下。
10.一种放射线检测器(11)的制造方法，其特征在于，
在权利要求1至8中任一项所述的放射线检测器(11)的制造方法中，在减压状态下对防湿体(15)与基板(12)进行粘接密封。
11.如权利要求10所述的放射线检测器(11)的制造方法，其特征在于，
对于粘接层(34)，至少对在防湿体(15)的檐部(33)和与檐部(33)粘接的基板(12)一侧的面中的任一方涂布紫外线硬化型粘接剂，在使这些防湿体(15)的檐部(33)与基板(12)密接之后，以照射紫外线来使粘接剂在室温下硬化、或者在照射紫外线来使粘接剂在室温下硬化后加热从而使其进一步硬化中的任一种方式，来进行硬化。
12.如权利要求11所述的放射线检测器(11)的制造方法，其特征在于，
粘接层(34)使用通过阳离子聚合进行硬化反应的紫外线硬化型粘接剂，并从具有电路布线的基板(12)一侧照射紫外线来发生硬化反应。
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