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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Strahlungsdetektor, der für Strahlungsbildaufnahmen benutzt
wird, und ein Herstellungsverfahren desselben, einen kompakten Dentalstrahlungsdetektor,
der beim Einführen
in eine orale Kavität
benutzt wird, und ein Herstellungsverfahren desselben.
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Allgemeiner Stand der Technik
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Röntgenbildsensoren,
die anstelle eines röntgenempfindlichen
Films ein CCD benutzen, erfreuen sich als medizinische Röntgendiagnosevorrichtungen
zunehmender Beliebtheit. Bei einem solchen Strahlungsabbildungssystem
erfasst eine Strahlungsdetektionseinrichtung, die mehrere Pixel aufweist,
zweidimensionale Bilddaten, wobei sie Strahlung als elektrisches
Signal verwendet, wobei dieses Signal von einem Prozessor verarbeitet
und auf einem Bildschirm dargestellt wird.
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Als
ein Dentalstrahlungsdetektor, der beim Einführen in eine orale Kavität benutzt
wird, ist ein Strahlungsdetektor bekannt, der in
JP 10-282 243 A offenbart
ist. Bei diesem Strahlungsdetektor ist eine faseroptische Platte
(FOP) mit einem Szintillator auf der Licht aufnehmenden Fläche eines
CCD angeordnet. Der Strahlungsdetektor weist einen Mechanismus auf,
um mit Hilfe des Szintillators einfallende Strahlung in Licht zu
konvertieren, das Licht mit Hilfe der FOP zu dem CCD zu führen, und
das Licht zu detektieren.
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EP-A2-1003226 ,
veröffentlicht
nach dem Prioritätsdatum
dieser Anmeldung, beschreibt eine Vorrichtung zum Ausrichten der
Aufbringung eines Szintillationsmaterials auf einer Festkörper-Strahlungsdetektormatrix
mit einer Abdeckmaskenanordnung, die dazu konfiguriert ist, eine
Abdeckmaskenanordnung formschlüssig
auf einer Detektormatrix und einer darunter liegenden Trägeranordnung
anzuordnen, um eine pas sende Ausrichtung der Maske in Bezug auf die
Matrix bereitzustellen, so dass der aktive Abschnitt der Detektormatrix
mit einem Szintillationsmaterial beschichtet werden kann, ohne dass
das Szintillationsmaterial auf den Kleberabschnitt und den elektrischen
Kontaktabschnitt der Detektormatrix gelangt.
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EP-A1-1002887 ,
ebenfalls nach dem Prioritätsdatum
dieser Anmeldung veröffentlicht,
beschreibt ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Herstellen einer
Leuchtschicht.
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Offenbarung der Erfindung
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Ein
Dentalstrahlungsdetektor, der beim Einführen in eine orale Kavität benutzt
wird, erfordert einen größeren Abbildungsbereich,
während
gleichzeitig der Detektor insgesamt kleiner und dünner ausgebildet
sein muss. Bei den genannten Vorrichtungen ist die dünnere Gestaltung
durch die Anwesenheit der FOP eingeschränkt. Wie in
WO98/36291 offenbart, ist eine Möglichkeit
zur dünneren
Gestaltung des Detektors vorgesehen, indem ein Szintillator direkt
auf der Licht aufnehmenden Fläche
eines Abbildungselements ausgebildet wird. Wird allerdings ein Licht
aufnehmender Abschnitt auf der gesamten Licht aufnehmenden Fläche ausgebildet,
ist es schwierig, den Szintillator gleichmäßig auf dem gesamten Licht
aufnehmenden Abschnitt auszubilden, wodurch die Ausgabeleistung
und die Auflösung
von Endabschnitten abnehmen. So ist es schwierig, einen großen Abbildungsbereich
zu erzielen.
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Es
ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Strahlungsdetektor
bereitzustellen, der sowohl einen kleinen, dünnen Aufbau als auch einen großen Abbildungsbereich
erzielen kann, und der leicht herstellbar ist, sowie ein Herstellungsverfahren desselben.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Strahlungsdetektor nach Anspruch 1
bereitgestellt.
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Gemäß einem
anderen Aspekt der Erfindung ist ein Strahlungsdetektor-Herstellungsverfahren nach
Anspruch 5 bereitgestellt.
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Das
heißt,
der Strahlungsdetektor der vorliegenden Erfindung wird hergestellt,
indem der Szintillator durch Aufdampfen auf dem Licht aufnehmenden Abschnitt
des Festkörper-Abbildungselements
aufgebracht wird, z.B. durch Aufdampfen, nachdem das Festkörper-Abbildungselement
auf der Tragefläche des
Substrats fixiert wurde. In diesem Fall werden die Halteabschnitt
des Substrats dazu benutzt, die Fläche des Licht aufnehmenden
Abschnitts in Richtung der Aufdampfkammer vorspringen zu lassen.
Auf diese Weise wird beim Ausbilden des Szintillators auf dem Licht
aufnehmenden Abschnitt kein vorspringender Abschnitt ausgebildet,
der zu einem Hindernis werden könnte.
Dies kann die Auflösung
auch in einer Peripherieregion sicherstellen, und eine große Fläche für den effektiven
Licht aufnehmenden Abschnitt ermöglichen.
Die FOP wird nicht benutzt, was eine dünnere Gestaltung des Detektors
erleichtert.
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Die
Halteabschnitte können
streifenförmig sein,
um sich an die Seitenwand des Substrats anzupassen, oder die Oberflächen dieser
Halteabschnitte können
fortlaufend bündig
mit der Tragefläche
abschließen.
Dies erleichtert die Herstellung des Substrats, und das Anordnen
des Festkörper-Abbildungselements
auf dem Substrat.
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Kurze Beschreibung der Figuren
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine
Seitenansicht desselben, und
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3 ist
eine perspektivische Ansicht eines Substrats, das für die Vorrichtung
benutzt wird;
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4 bis 6 sind
Seiten- und perspektivische Ansichten, die einige Schritte des Herstellungsverfahrens
des Strahlungsdetektors der vorliegenden Erfindung zeigen;
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7 und 8 sind
Schnittansichten eines Aufdampfsubstrathalters, der in dem Herstellungsverfahren
benutzt wird;
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9 bis 13 sind
Seiten- und perspektivische Ansichten, die die Schritte nach 6 zeigen;
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14 und 15 sind
jeweils eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung vor dem Ausbilden der Schicht eines Szintillators
in einer anderen Ausführungsform;
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16 und 17 sind
jeweils eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung vor dem Ausbilden der Schicht eines Szintillators
in wieder einer anderen Ausführungsform;
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18 und 19 sind
jeweils eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung vor dem Ausbilden der Schicht eines Szintillators
in einer weiteren Ausführungsform;
und
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20 und 21 sind
jeweils eine Draufsicht und eine perspektivische Ansicht eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung vor dem Ausbilden der Schicht eines Szintillators
in wieder einer anderen Ausführungsform.
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Beste Art der Ausführung der
Erfindung
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Bevorzugte
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sollen nun unter Bezugnahme auf die begleitenden
Figuren im Detail beschrieben werden. Um das Verständnis der
Erläuterung
zu erleichtern, bezeichnen, wo immer möglich, in allen Figuren gleiche
Bezugszeichen gleiche Bauteile, und eine wiederholte Erläuterung
wird vermieden. Die Größe und Form
jeder Figur müssen
nicht immer der tatsächlichen
Auslegung entsprechen. Einige Bauteile wurden zum besseren Verständnis übertrieben
dargestellt.
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1 ist
eine perspektivische Ansicht, die eine Ausführungsform eines Strahlungsdetektors
der vorliegenden Erfindung zeigt, 2 ist eine
Schnittansicht desselben. Ein Strahlungsdetektor 100 dieser
Ausführungsform
ist aufgebaut, indem ein Festkörper-Abbildungselement 2 auf
einem Keramiksubstrat 1 angeordnet ist. Das Substrat 1 weist
in der Mitte der Oberfläche
eine Tragefläche 10 auf,
an der das Festkörper-Abbildungselement 2 angeordnet
ist. Mehrere Elektroden-Pads 11 sind entlang einer Seite der
Tragefläche 10 reihenförmig angeordnet.
Diese Elektroden-Pads 11 sind über Leitungen 13,
die sich durch das Substrat 1 erstrecken, mit externen
Elektrodenverbindungsanschlüssen 12 an
der Unterseite des Substrats 1 elektrisch verbunden. Der
Strahlungsdetektor weist außerdem
Halteabschnitte 14 und 15 auf, die seitlich von
zwei gegenüberliegenden Seitenwänden 1a und 1b vorspringen,
zwischen denen die Tragefläche 10 angeordnet
ist. Diese Halteabschnitte 14 und 15 weisen eine
Trapezform auf, wobei eine Seite an dem Substrat 1 länger ist,
wenn sie von der Seite des Strahlungsdetektors 100 betrachtet
wird, auf die Licht fällt.
Oberflächen 14a und 15a dieser
Halteabschnitte 14 und 15 schließend fortlaufend
bündig
mit der Tragefläche 10 ab.
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Das
Festkörper-Abbildungselement 2 besteht
aus einem CCD-Bildsensor,
und ein Abschnitt, an dem fotoelektrische Konversionselemente 21 angeordnet
sind, bildet einen Licht aufnehmenden Abschnitt. Jedes fotoelektrische
Konversionselement 21 ist über eine Signalleitung (nicht
dargestellt) mit jeweils einem entsprechenden Elektroden-Pad von Elektroden-Pads 22 elektrisch
verbunden, die an einer Seite des Festkörper-Abbildungselements 2 angeordnet
sind. Das Festkörper-Abbildungselement 2 ist
derart an der Tragefläche 10 des
Substrats 1 montiert, dass einander entsprechende Elektroden-Pads 11 und 22 nahe
beieinander angeordnet sind. Einander entsprechende Elektroden-Pads 11 und 22 sind durch
Leitungen 4 elektrisch miteinander verbunden.
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Ein
säulenförmiger Szintillator 3,
der einfallende Strahlung in Licht in einem Wellenband konvertiert,
das von dem fotoelektrischen Konversionselement 21 erfasst
wird, ist durch Aufdampfen am Licht aufnehmenden Abschnitt des Festkörper-Abbildungselements 2 ausgebildet.
Der Szintillator 3 kann aus verschiedenen Materialien hergestellt
sein, und kann vorzugsweise Ti-dotiertes CsI mit einer hohen Emissionseffizienz
anwenden.
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Die
Schutzschicht 5 deckt die Flächen des Festkörper-Abbildungselements 2 und
des Substrats 1 ab. Die Schutzschicht 5 lässt Röntgenstrahlen durch,
und hält
Wasserdampf ab. Die Schutzschicht 5 ist durch Stapeln einer
ersten elektrisch isolierenden organischen Schicht 51,
einer dünnen
Metallschicht 52 und einer zweiten elektrisch isolierenden organischen
Schicht 53 auf dem Substrat 1 ausgebildet.
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Die
erste und zweite elektrisch isolierende organische Schicht 51 und 53 sind
vorzugsweise aus einem Poly-para-xylylen-Harz (Parylene, erhältlich von
Three Bond Co., Ltd.), und insbesondere aus Poly-para-chlorxylylen
(Parylene C, ebenfalls erhältlich von
Three Bond Co., Ltd.) hergestellt. Die Parylene-Überzugsschicht lässt kaum
Wasserdampf und Gas durch. Diese Schicht ist auch als dünne Schicht hoch
abweisend, chemisch hoch beständig,
und elektrisch hoch isolierend. Außerdem ist die Parylene-Beschichtung
für Strahlung
und sichtbares Licht durchlässig.
Diese Eigenschaften eignen sich für die organische Schichten 51 und 53.
Die dünne
Metallschicht 52 kann eine dünne Metallschicht aus Gold, Silber,
Aluminium usw. sein. Die dünne
Metallschicht 52 dient als ein Spiegel, der die Detektionsempfindlichkeit
des Detektors erhöht,
indem er Licht reflektiert, das von dem Szintillator 3 abgegeben
wird, also Licht, das sich nicht in Richtung des Festkörper-Abbildungselements 2 bewegt,
sondern in der Strahlungseinfallsebene.
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Das
Herstellungsverfahren des Strahlungsdetektors 100 gemäß der vorliegenden
Erfindung soll nun unter Bezugnahme auf 3 bis 13 detailliert
erläutert
werden. Zunächst
wird das Substrat 1 vorbereitet, wie in 3 gezeigt.
Die externen Elektrodenverbindungsanschlüsse 12 werden auf
der Unterseite des Substrats 1 angeordnet, während die Elektroden-Pads 11 auf
der Oberfläche
des Substrats 1 angeordnet werden, wie oben beschrieben. Von
der Seite der Tragefläche 10 aus
betrachtet weist das Substrat 1 eine Form auf, bei der
zwei schmale Trapeze (die Halteabschnitte 14 und 15)
so ausgebildet sind, dass ihre längeren
Seiten an den zwei gegenüberliegenden
Seiten des rechteckigen Substrats befestigt sind.
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Das
Festkörper-Abbildungselement 2 ist
so an der Tragefläche 10 montiert,
dass die Licht aufnehmende Fläche
des fotoelektrischen Konversionselements 21 nach oben gewandt
ist, derart, dass die Elektroden-Pads 22 den Elektroden-Pads 11 des Substrats 1 zugewandt
sind (siehe 4). Dabei erleichtert das Positionieren
des Festkörper-Abbildungselements 2 mit
Hilfe der Seitenwände 1a und 1b des
Substrats 1 und der entsprechenden Seitenwände des
Festkörper-Abbildungselements 2 das
Fixieren des Festkörper-Abbildungselements 2.
Sodann werden die Elektroden-Pads 11 und 22 über die Leitungen 4 durch
Drahtanschlüsse
elektrisch verbunden (siehe 5 und 6).
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Als
nächstes
wird das Substrat 1, auf dem das Festkörper-Abbildungselement 2 montiert
ist, in einen Aufdampfsubstrathalter 200 eingesetzt. 7 und 8 zeigen
Schnittansichten nach dem Einsetzen. Indem nun die entsprechenden
Halteabschnitte 14 und 15 durch 200d des
Aufdampfsubstrathalters 200 abgestützt werden, wie in 7 gezeigt,
wird das Substrat 1 in einer Lagerungsposition 200c gelagert
und abgestützt.
Wie in 7 und 8 gezeigt, ist die Einfallfläche 2a des
Festkörper-Abbildungselements 2 nahe
einer Aufdampfseitenfläche 200a des Aufdampfsubstrathalters
an geordnet, und vorzugsweise derart angeordnet, dass die Einfallfläche 2a in Richtung
einer Aufdampfkammer 201 vorspringt. Dieser Aufbau ist
implementierbar, da die Oberflächen 14a und 15a der
Halteabschnitte 14 und 15 bündig mit der Tragefläche 10 abschließen, und
an einer tieferen Position liegen als die Einfallfläche 2a des
Festkörper-Abbildungselements 2.
Ein Abdeckungsabschnitt 200a, der auf der Seite der Elektroden-Pads 11 des
Aufdampfsubstrathalters 200 ausgebildet ist, deckt die
Elektroden-Pads 11 und 22 und die Leitungen 4 ab.
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Der
Aufdampfsubstrathalter 200 wird in diesem Zustand in die
Aufdampfvorrichtung eingesetzt, und Ti-dotiertes CsI wird durch
Vakuumaufdampfen in säulenförmigen Kristallen
in einer Dicke von etwa 200 μm
auf den Licht aufnehmenden Abschnitt der Einfallfläche 2a des
Festkörper-Abbildungselements 2 aufgedampft,
wodurch die Schicht eines Szintillators 3 gebildet wird
(siehe 9 und 10). Nur der Abdeckungsabschnitt 200a springt
entlang der Einfallfläche 2a um
den Licht aufnehmenden Abschnitt an der Einfallfläche 2a des
Festkörper-Abbildungselements 2,
das in der Aufdampfsubstrathalterung 200 angeordnet ist,
in Richtung der Vakuumaufdampfkammer 201 vor. Daher kann
die Schicht des Szintillators 3 mit im Wesentlichen gleichmäßiger Dicke
am Umfangsabschnitt des Licht aufnehmenden Abschnitts ausgebildet
werden, mit Ausnahme der Seite mit dem Elektroden-Pad 22.
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CsI
ist hoch hygroskopisch, und wenn CsI freiliegt, absorbiert es Wasserdampf
aus der Luft und löst
sich auf. Um den Szintillator zu schützen, wird, wie in 11 gezeigt,
das gesamte Substrat 1 mit dem Festkörper-Abbildungselement 2,
das den Szintillator 3 trägt, durch chemisches Aufdampfen
(CVD – Chemical
Vapor Deposition) mit einer 10 μm
dicken Parylene-Schicht abgedeckt, und bildet so eine erste organische
Schicht 51.
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Genauer
ausgedrückt,
erfolgt die Beschichtung durch Aufdampfen in Vakuum, ähnlich wie
beim Vakuumaufdampfen eines Metalls. Dieser Vorgang umfasst den
Schritt, ein Di-paraxylylen-Monomer, das als ein Rohmaterial dient,
thermisch zu zersetzen, und das Produkt in einem organischen Lösungsmittel,
z.B. Toluen oder Genzen, abzulöschen,
um Di-paraxylylen zu erhalten, das als Dimer bezeichnet wird, den
Schritt, das Dimer thermisch zu zersetzen, um ein stabiles radikales
para-xylylen-Gas zu erzeugen, und den Schritt, das erzeugte Gas
in einem Rohmaterial zu absorbieren und zu polymerisieren, um durch
Polymerisierung eine Poly-para-xylylen-Schicht mit einer Molekülmasse von
etwa 500.000 zu bilden.
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Zwischen
den CsI-Säulenkristallen
liegt ein Spalt vor, doch in diesen Spalt dringt bis zu einem gewissen
Maße Parylene
ein. Die erste organische Schicht 51 gelangt in dichten
Kontakt mit der Schicht des Szintillators 3, und dichtet
den Szintillator 3 stark ab. Die erste organische Schicht 51 wird
nicht nur auf den Elektroden-Pads 11 und 22 ausgebildet,
sondern auch um die Leitungen 4 herum, die diese verbinden, und
deckt die Leitungen 4 ab. Dieser Aufbau erhöht die Haftfestigkeit
und mechanische Festigkeit der Leitungen 4, so dass die
Leitungen in nachfolgenden Schritten leicht bearbeitet werden können. Durch
Parylene-Beschichtung kann eine präzise dünne Beschichtung gleichmäßiger Dicke
auf der gewellten Schichtfläche
des Szintillators 3 ausgebildet werden. Die CVD-Ausbildung
von Parylene kann bei Raumtemperatur mit einem geringen Vakuum als
beim Metallaufdampfen erfolgen, wobei sich Parylene außerdem leicht
verarbeiten lässt.
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Wie
in 12 gezeigt, wird durch Aufdampfen eine 0,15 μm dicke Al-Schicht
auf der Einfallfläche
der ersten organischen Schicht 51 gebildet, und so eine
dünne Metallschicht 52 ausgebildet.
Beim Ausbilden der dünnen
Metallschicht 52 wird vorzugsweise vor der Schicht des
Szintillators 3 eine geeignete Maske (nicht dargestellt)
angeordnet, um die dünne
Metallschicht nur unmittelbar über
der Schicht des Szintillators 3 auf der ersten organischen
Schicht 51 auszubilden. Auch wenn die Maske angeordnet ist,
können
beim Aufdampfen geringe Mengen von Metalldampf aus der Maske herausströmen. Besonders
in einem kleinen Zwischenraum zwischen dem Licht aufnehmenden Abschnitt
und dem Elektroden-Pad
ist es schwierig, die dünne
Metallschicht 52 nur unmittelbar auf der Schicht des Szintillators 3 auszubilden.
Das Metall kann auf die Leitungen 4 und die Elektroden-Pads 11 und 22 gelangen.
Gemäß dieser
Ausbildungsform wird die dünne
Metallschicht nicht direkt auf den Leitungen 4 und den
Elektroden-Pads 11 und 22 ausgebildet, da die
Leitungen und die Elektroden-Pads 11 und 22 von
der ersten organischen Schicht 51 bedeckt sind. Ein Kurzschluss der
Leitungen 4 und der Elektroden-Pads 11 und 22 durch
die dünne
Metallschicht 52 kann effektiv vermieden werden.
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Wenn
beim Aufdampfen der dünnen
Metallschicht 52 keine Maske vorgesehen ist, wird die dünne Metallschicht 52 auf
den Leitungen 4 und den Elektroden-Pads 11 und 22 ausgebildet.
Die Leitungen 4 und die Elektroden-Pads 11 und 22 sind
jedoch von der ersten organischen Schicht abgedeckt 51, und
ein Kurzschluss kann verhindert werden. Die Feuchtigkeitsbeständigkeit
lässt sich
weiter steigern, indem die dünne
Metallschicht 52, welche über die erste organische Schicht 51 die
Leitungen und die Elektroden-Pads 11 und 22 abdeckt,
breit ausgebildet wird.
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Anschließend wird
wieder durch CVD Parylene in einer Dicke von 10 μm auf der gesamten Fläche des
Substrats aufgebracht, und so die zweite organische Schicht 53 ausgebildet
(siehe 13). Die zweite organische Schicht 53 verhindert
eine Kontamination, ein Abblättern
oder eine Oxidierung der dünnen
Metallschicht 52 durch Bearbeitung usw. Auf diese Weise
wird eine Schutzschicht 5 als mehrschichtiger Aufbau der
ersten organischen Schicht 51, der dünnen Me tallschicht 52 und
der zweiten organischen Schicht 53 gebildet.
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Wenn
die dünne
Metallschicht 52 über
die erste organische Schicht 51 auch auf den Leitungen 4 und
den Elektroden-Pads 11 und 22 ausgebildet ist, sind
die dünne
Schicht 52 und die zweite organische Schicht 53 nicht
nur auf den Elektroden-Pads 11 und 22 ausgebildet,
sondern auch auf den Leitungen 4, die diese verbinden,
und die Leitungen 4 sind so dreifach von der ersten organischen
Schicht 51 abgedeckt. Dieser Aufbau erhöht die Haftfestigkeit und die mechanische
Festigkeit der Leitungen 4. Wenn die dünne Metallschicht 52 unter
Benutzung einer Maske ausgebildet wird, wie oben beschrieben, sind
die Leitungen 4 und die Elektroden-Pads 11 und 22 durch die
erste und zweite organische Schicht 51 und 53 doppelt
beschichtet.
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Von
der so ausgebildeten Schutzschicht 5 wird die Schutzschicht 5 an
der Unterseite des Substrats 1 entfernt, um die externen
Elektrodenverbindungsanschlüsse 12 an
der Unterseite des Substrats 1 freizulegen. Auf diese Weise
wird der Strahlungsdetektor aus 1 und 2 erzielt.
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Der
Betrieb dieser Ausführungsform
soll unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben werden.
Röntgenstrahlen
(Strahlung), die von der Einfallfläche kommen, erreichen durch
die Schutzschicht 5 den Szintillator 3, d.h. durch
alle Schichten, nämlich
die zweite organische Schicht 53, die dünne Metallschicht 52 und
die erste organische Schicht 51. Die Röntgenstrahlen werden von dem
Szintillator 3 absorbiert, der Licht proportional zu der
Menge der Röntgenstrahlen
abstrahlt. Von dem abgestrahlten Licht dringt Licht in der entgegengesetzten
Richtung zur Einfallrichtung der Röntgenstrahlen durch die erste
organische Schicht 51, und wird von der dünnen Metallschicht 52 reflektiert.
Daher gelangt fast das gesamte Licht, das der Szintillator 3 er zeugt,
in das Festkörper-Abbildungselement 2.
Dies ermöglicht
in effizienter Weise eine hochempfindliche Messung.
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Bei
dem erfindungsgemäßen Strahlungsdetektor
kann die Schicht des Szintillators 3 in einer im Wesentlichen
gleichmäßigen Dicke
auf dem gesamten Licht aufnehmenden Abschnitt ausgebildet werden.
Daher kann die maximale effektive Pixelfläche erzielt werden, deren Ausgangskennlinien
im Wesentlichen gleichmäßig sind,
und der Licht aufnehmende Abschnitt kann auf dem gesamten Abbildungselement
ausgebildet werden. Wenn der Licht aufnehmende Abschnitt dem konventionellen
Abschnitt entspricht, kann der Detektor selbst verkleinert werden.
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Jedes
fotoelektrische Konversionselement 2 erzeugt durch fotoelektrische
Konversion ein elektrisches Signal, das der Menge an einfallendem
Licht entspricht, und akkumuliert das Signal für einen vorbestimmten Zeitraum.
Die Lichtmenge entspricht der Menge einfallender Röntgenstrahlen.
Das heißt,
das elektrische Signal, das in jedem fotoelektrischen Konversionselement 2 akkumuliert
wird, entspricht der Menge einfallender Röntgenstrahlen, so dass ein Bildsignal
erzielt werden kann, das einem Röntgenstrahlenbild
entspricht. Das Bildsignal, das in dem fotoelektrischen Konversionselement 2 akkumuliert wurde,
wird von einer Signalleitung (nicht dargestellt), und schließlich über den
Elektroden-Pad 22, die Leitung 4, den Elektroden-Pad 11 und
die Leitung 13 von dem Elektrodenanschluss 12 ausgegeben. Das
Bildsignal wird nach außen übertragen,
und von einem vorbestimmten Verarbeitungsschaltkreis verarbeitet,
um ein Röntgenbild
anzuzeigen.
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Die
Benutzung dieses Aufbaus kann die Dicke des Strahlungsdetektors
auf etwa 2,5 mm senken, was nahezu die Hälfte der Dicke von 5 mm eines Strahlungsdetektors
mit einer üblichen
FOP (faseroptischen Platte) ist. Der Szintillator kann gleichmäßig auf
dem Licht aufnehmenden Abschnitt des Fest körper-Abbildungselements ausgebildet
sein, wobei der Licht aufnehmende Abschnitt auf dem gesamten Abbildungselement
ausgebildet ist. Auf diese Weise ist der verkleinerte Strahlungsdetektor
mit dem größten Licht
aufnehmenden Abschnitt implementierbar. Als Ergebnis kann der kompakte
Bereich (etwa 90 des Stands der Technik) auf der Seite der Einfallfläche des
Strahlungsdetektors implementiert werden, während für den Licht aufnehmenden Abschnitt
nahezu dieselbe Fläche
sichergestellt werden kann wie beim Stand der Technik (
JP 10-282243 A ). Dies ist
für einen
Dentalstrahlungsdetektor, der beim Einführen in eine orale Kavität benutzt
wird, äußerst vorteilhaft.
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In
der vorstehenden Beschreibung weist der Strahlungsdetektor einen
Aufbau mit der Schutzschicht 5 auf. Wenn allerdings ein
anderes Schutzmittel benutzt wird, d.h. wenn der Strahlungsdetektor in
einer Situation mit Feuchtigkeitsbeständigkeit benutzt wird, oder
wenn feuchtigkeitsbeständiges
Material als Szintillator benutzt wird, benötigt der Strahlungsdetektor
keine Schutzschicht 5. Auch wenn die Schutzschicht 5 vorgesehen
ist, kann der Strahlungsdetektor verschiedene Aufbauvarianten aufweisen, z.B.
einen Ein – schichtaufbau
aus einer organischen oder anorganischen Schicht, oder einen Mehrschichtaufbau
aus einer Kombination derselben. Das Festkörper-Abbildungselement 2 kann
aus einem amorphen Siliziumfotodioden-(PD)-Array und einem Dünnschichttransistor
(TFT) ausgebildet sein, oder es kann sich um einen MOS-Bildsensor
handeln.
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Im
Folgenden sollen andere Ausführungsformen
des Strahlungsdetektors gemäß der vorliegenden
Erfindung beschrieben werden. Zum leichteren Verständnis soll
jede Ausführungsform
beschrieben werden, indem der Zustand vor dem Ausbilden eines Szintillators
gezeigt wird. In einer Ausführungsform, die
in 14 und 15 gezeigt
ist, sind insgesamt sechs Halteabschnitte 14 bis 19 in
drei Paaren entlang drei Seitenwänden 1a bis 1c eines
Substrats 1 ausgebildet, mit Ausnahme der Seite der Elektroden-Pads 11.
Jeder Halteabschnitt weist bei Betrachtung von einer Strahleneinfallseite
aus die Form eines halbkreisförmigen
Streifens auf. Die Oberflächen dieser
Halteabschnitte schließen
fortlaufend bündig mit
einer Tragefläche
ab.
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In
einer Ausführungsform,
die in 16 und 17 gezeigt
ist, weist ein Substrat 1 eine rechteckige Form auf, und
ein Festkörper-Abbildungselement 2 ist
nahezu in der Mitte der Oberfläche
des Substrats 1 angebracht. In diesem Fall entspricht ein gesamter
U-förmiger
Abschnitt 10x, der durch Schraffur angezeigt ist, ohne
den Teil zum Anbringen des Festkörper-Abbildungselements 2,
den Halteabschnitten 14 und 15 der Ausführungsform
aus 1 und 2.
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In
einer Ausführungsform,
die in 18 und 19 gezeigt
ist, ist die Form der Halteabschnitte 14 und 15 von
oben betrachtet dieselbe wie in der Ausführungsform aus 1 und 2,
mit der Ausnahme, dass die Oberflächen 14a und 15a der
Halteabschnitte 14 und 15 um eine Stufe tiefer
als eine Tragefläche 10 angeordnet
sind. In dieser Ausführungsform
liegen die Elektroden-Pads 22 eines Festkörper-Abbildungselements 2 von
der Unterseite einer Oberfläche 2a frei,
und stehen in Kontakt mit, sind fixiert an, und sind elektrisch
verbunden mit den Elektroden-Pads 11, die an der Tragefläche 10 eines Substrats 1 ausgebildet
sind. Daher müssen
keine Leitungen zum Verbinden dieser Elektroden-Pads benutzt werden,
was die Montage des Strahlungsdetektors vereinfacht.
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Eine
Ausführungsform,
die in 20 und 21 gezeigt
ist, entspricht in Bezug auf ihren Aufbau, bei dem ein Substrat 1 eine
rechteckige Form aufweist, und ein Festkörper-Abbildungselement 2 nahezu
in der Mitte der Oberfläche
des Substrats 1 angeordnet ist, der Ausführungsform
aus 16 und 17, mit
der Ausnahme, dass die zwei gegenüberliegenden Seitenwände des
Festkörper-Abbildungselements
an den Ver längerungen
der gegenüberliegenden
Seitenwände
des Substrats 1 angeordnet sind. Abschnitte 10x', die durch
Schraffur angezeigt sind, ohne den Teil zum Anbringen des Festkörper-Abbildungselements 2,
entsprechen den Halteabschnitten 14 und 15 der
Ausführungsform
aus 1 und 2. Die Abschnitte 10x' sind an den zwei
gegenüberliegenden
Seiten rechteckig.
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In
beiden Ausführungsformen
sind die Oberflächen
der Halteabschnitte niedriger als die Einfallfläche des Licht aufnehmenden
Abschnitts des montierten Festkörper-Abbildungselements.
Daher kann die Schicht des Szintillators gleichmäßig auf dem gesamten Licht
aufnehmenden Abschnitt ausgebildet werden, nachdem das Festkörper-Abbildungselement
auf dem Substrat 1 montiert wurde, und die Leitungen angeordnet
wurden. Die Halteabschnitte, d.h. die Abschnitte, die seitlich von
dem Festkörper-Abbildungselement
des Substrats vorspringen, sind wenigstens an den gegenüberliegenden
Seitenwänden ausgebildet,
d.h. an den zwei Seiten. Das Festkörper-Abbildungselement mit
dem Substrat kann beim Ausbilden des Szintillators präzise von
einem Aufdampfsubstrathalter gehalten werden, und die Licht aufnehmende
Fläche
kann so angeordnet sein, dass sie in Richtung einer Aufdampfkammer
vorspringt.
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Gewerbliche Anwendbarkeit
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Die
vorliegende Erfindung kann vorzugsweise als ein dünner und
kleiner Strahlungsdetektor und als ein Herstellungsverfahren desselben
benutzt werden, und insbesondere als ein kompakter Dentalstrahlungsdetektor,
der beim Einführen
in eine orale Kavität
benutzt wird, und als ein Herstellungsverfahren desselben.