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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Strahlungsdetektionsvorrichtung und insbesondere, aber nicht
ausschließlich
eine Strahlungsdetektionsvorrichtung mit einem Lichtaufnahmeabschnitt
mit großer
Fläche,
die für
medizinische Röntgenuntersuchungen
und dergleichen verwendet wird.
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Herkömmlich wurden bisher röntgenempfindliche
Filme für
medizinische und industrielle Röntgenuntersuchungen
verwendet, Abbildungssysteme mit einer Strahlendetektorvorrichtung
verbreiten sich jedoch wegen ihrer Zweckmäßigkeit und der Speicherbarkeit
der aufgenommenen Ergebnisse immer mehr. Solche Abbildungssysteme
für Strahlen machen
von einer Strahlendetektorvorrichtung mit einer Vielzahl von Pixeln
Gebrauch, um durch die Strahlung erzeugte zweidimensionale Abbildungsdaten
als elektrisches Signal aufnehmen zu können, wobei das so erhaltene
Signal mit einer Verarbeitungseinheit zur Darstellung auf einem
Monitor verarbeitet wird. Eine typische Strahlungsdetektorvorrichtung
ist so aufgebaut, daß ein
Szintillator an ein- oder zweidimensional angeordneten Photodetektoren
angebracht ist, um die einfallende Strahlung in Licht umzuwandeln,
das dann erfaßt
wird.
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CsI, ein typisches Szintillatormaterial,
ist hygroskopisch und löst
sich durch die Aufnahme von Wasserdampf (Feuchtigkeit) an Luft auf.
Als Folge verschlechtern sich die Eigenschaften des Szintillators,
insbesondere die Auflösung,
immer mehr.
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Aus der japanischen Patent-Offenlegungsschrift
Nr. 5-196742 ist eine Strahlungsdetektorvorrichtung mit einem Aufbau
bekannt, der den Szintillator gegen Feuchtigkeit schützen soll.
Bei diesem Aufbau wird eine wasserundurchlässige und feuchtigkeitsdichte
Barriere auf der Oberseite der Szintillatorschicht ausgebildet,
wodurch der Szintillator gegen Feuchtigkeit geschützt ist.
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Bei diesem Aufbau ist es jedoch schwierig, die
feuchtigkeitsdichte Barriere am äußeren Umfangsabschnitt
der Szintillatorschicht mit dem Substrat der Strahlungsdetektorvorrichtung
in engen Kontakt zu bringen. Insbesondere bei einer Strahlungsdetektorvorrichtung
mit einer großen
Fläche,
wie sie für
Röntgenuntersuchungen
der Brust und dergleichen verwendet wird, besteht wegen der Länge des äußeren Umfangsabschnitts
die Gefahr des Ablösens
der feuchtigkeitsdichten Barriere. Die hermetische Abdichtung der
Szintillatorschicht kann daher schadhaft werden. Beim Eindringen
von Feuchtigkeit in die Szintillatorschicht ergibt sich das Problem
der Verschlechterung der Eigenschaften der Szintillatorschicht.
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Die obige Druckschrift beschreibt
auch ein Verfahren zum Herstellen einer feuchtigkeitsdichten Schicht
für die
feuchtigkeitsfeste Barriere, bei dem ein Silikon-Vergußmaterial oder dergleichen
im flüssigen
Zustand auf die Szintillatorschicht aufgebracht oder in ein Fensterelement
eingebracht wird, das an der lichtaufnehmenden Seite der Strahlungsdetektorvorrichtung
angeordnet wird und dann auf die Szintillatorschicht aufgebracht
wird, bevor die feuchtigkeitsdichte Schicht trocknet, wodurch die
feuchtig keitsdichte Schicht befestigt wird. Dabei ist es jedoch schwierig,
die feuchtigkeitsdichte Schicht gleichmäßig auf der Szintillatorschicht
aufzubringen, da diese eine unregelmäßige Oberflächenform hat, wodurch die Adhäsion schlecht
ist. Dieses Problem tritt besonders bei Strahlungsdetektorvorrichtungen
mit großer Fläche auf.
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Die EP-Al-0528676 beschreibt eine
Strahlungsabbildungsvorrichtung mit einem Szintillator, der auf
ein Photodetektorarray aufgepaßt
ist, wobei eine Feuchtigkeitsbarriere über mindestens dem Abschnitt
des Szintillators angeordnet ist, der der einfallenden Strahlung
ausgesetzt ist.
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Angesichts dieser Probleme ist es
wünschenswert,
eine Strahlungsdetektorvorrichtung mit einer gleichmäßigen Schutzschicht
zu schaffen, die leicht herzustellen ist und die den Szintillator
gegen Feuchtigkeit schützt.
Auch soll ein Verfahren zur Herstellung einer solchen Vorrichtung
geschaffen werden.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung
wird eine Strahlungsdetektorvorrichtung geschaffen, wie sie im Patentanspruch
1 beschrieben ist.
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Die Vorrichtung kann umfassen: (1)
Ein Lichtaufnahmeeinrichtungsarray, in dem eine Anzahl von Lichtaufnahmeeinrichtungen
ein- oder zweidimensional auf einem Substrat angeordnet ist, um
einen Lichtaufnahmeabschnitt zu bilden, wobei eine Anzahl von Anschlußflächen, die
elektrisch mit den Lichtaufnahmeeinrichtungen in den Zeilen und
Spalten des Lichtaufnahmeabschnitts verbunden sind, außerhalb
des Lichtaufnahmeabschnitts angeordnet ist; (2) eine Szintillatorschicht,
die auf den Lichtaufnahmeeinrichtungen angeordnet ist, um Strahlung
in sichtbares Licht umzuwandeln; (3) eine strahlungsdurchlässige, feuchtigkeitsfeste
Schutzschicht, die wenigstens die Szintillatorschicht abdeckt und
die wenigstens den Anschlußflächenabschnitt
des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays frei läßt; und (4) eine Kunstharzbeschichtung,
die am Umfangsabschnitt der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht aufgebracht ist,
um den Rand der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht mit dem Lichtaufnahmeeinrichtungsarray
zu verbinden.
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Die Szintillatorschicht wandelt einfallende Strahlung
in sichtbares Licht um. Wenn dieses sichtbare Licht von den ein-
oder zweidimensional angeordneten Lichtaufnahmeeinrichtungen erfaßt wird, wird
ein elektrisches Signal erhalten, das dem Bild der einfallenden
Strahlung entspricht. Die Szintillatorschicht hat die Eigenschaft,
durch die Aufnahme von Feuchtigkeit schlechter zu werden. Da die
Szintillatorschicht jedoch durch die feuchtigkeitsfeste Schutzschicht
abgedeckt ist und der Rand der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht
mit der Kunstharzbeschichtung beschichtet ist, ist die Szintillatorschicht
vollständig hermetisch
abgedichtet und von der äußeren Atmosphäre isoliert
und damit gegen die Feuchtigkeit in der Luft geschützt. Der
Anschlußflächenabschnitt
für die Verbindung
mit einer externen Schaltung bleibt dabei frei.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Herstellen einer Strahlungsdetektorvorrichtung
wie in Patentanspruch 3 beschrieben geschaffen.
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Das Verfahren kann umfassen: (1)
Den Schritt des Ausbildens eines Lichtaufnahmeabschnitts durch ein-
oder zweidimensionales Anordnen einer Anzahl von Lichtaufnahmeeinrichtungen auf
einem Substrat und Abscheiden einer Szintillatorschicht zum Umwandeln
einer Strahlung in sichtbares Licht auf den Lichtaufnahmeeinrichtungen
eines Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays, wobei eine Anzahl von Anschlußflächen, die
elektrisch mit den Lichtaufnahmeeinrichtungen in den Zeilen und
Spalten des Lichtaufnahmeabschnitts verbunden sind, außerhalb des
Lichtaufnahmeabschnitts angeordnet ist; (2) den Schritt des Ausbildens
einer strahlungsdurchlässigen,
feuchtigkeitsfesten Schutzschicht derart, daß das Lichtaufnahmeeinrichtungsarray
als Ganzes eingeschlossen ist; (3) den Schritt des Abschneidens und
Entfernens wenigstens des Teils der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht,
der außerhalb
der Szintillatorschicht liegt und der die Anschlußflächen bedeckt,
um wenigstens den Teil des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays im Bereich
mit den Anschlußflächen freizulegen;
und (4) den Schritt des Beschichtens des Umfangsabschnitts der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht
mit einem Kunstharz, um den Rand der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht
mit der Lichtaufnahmeeinrichtung zu verbinden.
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Da die strahlungsdurchlässige, feuchtigkeitsfeste
organische Schutzschicht derart ausgebildet ist, daß sie das
Lichtaufnahmeeinrichtungsarray als Ganzes umgibt, ist die Adhäsion zwischen
der Szintillatorschicht und der organischen Schicht verbessert,
so daß eine
gleichmäßige Schicht
entsteht. Da die gleichmäßige feuchtigkeitsfeste
Schutzschicht vom Anschlußflächenabschnitt
entfernt wird, nachdem sie dort ausgebildet wurde, wird der Anschlußflächenabschnitt
sicher freigelegt. Da außerdem
die feuchtigkeitsfeste Schutzschicht längs des Randabschnitts, der
hinsichtlich des freiliegenden Abschnitts als Grenze wirkt, mit
einem Kunstharz beschichtet wird, kommt der Rand der feuchtigkeitsfesten
Schutzschicht mit der Oberfläche
des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays darunter in engen Kontakt, wodurch
die Szintillatorschicht unter der feuchtigkeitsfesten Schutzschicht
eingeschlossen ist.
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1 ist
eine Aufsicht auf eine Strahlungsdetektorvorrichtung, während 2 eine vergrößerte Schnittansicht
längs der
Linie A-A ist;
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3 bis 10 sind Darstellungen der
Herstellungsschritte für
die Strahlungsdetektorvorrichtung der 1 und 2; und
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11 ist
eine Aufsicht auf eine andere Ausgestaltung einer Strahlungsdetektorvorrichtung,
während
die 12 eine vergrößerte Schnittansicht
davon längs
der Linie B-B ist.
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Im folgenden werden Ausführungsformen der
vorliegenden Erfindung anhand der Zeichnungen erläutert. Um
das Verständnis
der Erläuterung
zu erleichtern, bezeichnen in allen Zeichnungen soweit möglich die
gleichen Bezugszeichen dieselben Teile, und wiederholte Erläuterungen
werden vermieden. Auch sind die Abmessungen und Formen in den einzelnen
Zeichnungen nicht immer identisch mit denen bei der Ausführung, sondern
zeigen Teile übertrieben deutlich,
um das Verständnis
zu erleichtern.
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Die 1 ist
eine Aufsicht auf eine Strahlungsdetektorvorrichtung und die 2 eine vergrößerte Schnittansicht
des äußeren Umfangsabschnitts davon
längs der
Linie A-A.
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Zuerst wird der Aufbau anhand der 1 und 2 erläutert.
Auf einem isolierenden Substrat 1 etwa aus Glas zum Beispiel
sind zweidimensional Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 zum Ausführen einer photoelektrischen
Umwandlung angeordnet und bilden einen Lichtaufnahmeabschnitt. Jede
Lichtaufnahmeeinrichtung 2 wird von einer Photodiode (PD) aus
amorphen Silizium oder einem Dünnfilmtransistor
(TFT) gebildet. Die Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 sind in
den einzelnen Reihen und Spalten miteinander über Signalleitungen 3 zum
Auslesen der Signale elektrisch verbunden. Eine Anzahl von Anschlußflächen 4 zum
Herausführen
der Signale zu einer externen Schaltung (nicht gezeigt) ist längs äußeren umlaufenden
Seiten, d. h. zwei benachbarten Seiten, des Substrats 1 angeordnet
und elektrisch mit der entsprechenden Anzahl von Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 über die
Signalleitungen 3 verbunden. Auf den Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 und
den Signalleitungen 3 ist eine isolierende Passivierungsschicht 5 ausgebildet.
Vorzugsweise wird für
die Passivierungsschicht 5 Siliziumnitrid oder Siliziumoxid
verwendet. Die Anschlußflächen 4 liegen
dagegen frei, um die Verbindung mit der externen Schaltung herstellen
zu können.
Im folgenden werden das Substrat und der Schaltungsabschnitt auf
dem Substrat als Lichtaufnahmeeinrichtungsarray 6 bezeichnet.
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Auf dem Lichtaufnahmeabschnitt des
Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 ist ein Szintillator 7 mit
einem säulenförmigen Aufbau
zum Umwandeln einer einfallenden Strahlung in sichtbares Licht angeordnet.
Für den
Szintillator 7 können
zwar verschiedene Materialien verwendet werden, vorzugsweise wird
jedoch wegen des günstigen EmissionswirkungsgradesT1-dotiertes
CsI oder dergleichen verwendet. Auf den Szintillator 7 auflaminiert
ist eine erste organische Schicht 8, eine anorganische
Schicht 9 und eine zweite organische Schicht 10,
wobei diese Schichten jeweils für
Röntgenstrahlen
durchlässig
sind, aber Wasserdampf nicht durchlassen und damit eine Schutzschicht 11 bilden.
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Für
die erste organische Schicht 8 und die zweite organische
Schicht 10 wird vorzugsweise ein Poly-Para-Xylylenharz
(hergestellt von der Three Bond Co., Ltd., Handelsnahme: Parylene),
insbesondere etwa Poly-Para-Chloroxylylen (hergestellt von der gleichen
Firme; Handelsname: Parylene C) verwendet. Eine Beschichtung aus
Parylene ergibt ausgezeichnete Eigenschaften für die organischen Schichten 8, 10,
zum Beispiel eine sehr geringe Durchlässigkeit für Wasserdampf und Gase, hohe wasserabstoßende Eigenschaften
und eine hohe chemische Widerstandsfähigkeit, ausgezeichnete elektrische
Isolationseigenschaften auch als dünne Schicht, und sie ist transparent
für Strahlung
und sichtbares Licht. Die Einzelheiten für eine Beschichtung mit Parylene
sind in den Three Bond Technical News (ausgegeben am 23. September
1992) beschrieben, und ihre Eigenschaften werden hier angegeben.
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Parylene kann durch chemische Abscheidung
aus der Gasphase (CVD) aufgebracht werden, wobei es im Vakuum aus
der Gasphase auf einem Träger
abgeschieden wird wie bei der Vakuum-Gasphasenabscheidung von Metallen.
Dieses Verfahren umfaßt
den Schritt des thermischen Zersetzens von p-Xylol als Ausgangsmaterial
und schnelles Abkühlen
des sich ergebenden Produkts in einem organischen Lösungsmittel
wie Toluol oder Benzol, um Di-Para-Xylylen zu erhalten, das als
Dimer bekannt ist; den Schritt des thermischen Zersetzend dieses Dimers,
um ein stabiles Para-Xylylengasradikal zu erzeugen; und den Schritt
des Absorbierens und Polymerisierens des so erzeugten Gases auf
einem Material zur Ausbildung einer Poly-Para-Xylylenschicht mit
einem Molekulargewicht von etwa 500.000 durch Polymerisation.
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Der Druck zum Zeitpunkt der Parylen-Gasphasenabscheidung
beträgt
13,3 bis 26,7 Pa (0,1 bis 0,2 Torr), was höher ist als der Druck bei der
Metall-Gasphasenabscheidung, 0,133 Pa (0,001 Torr). Bei der Gasphasenabscheidung
bedeckt eine monomolekulare Schicht das ganze zu beschichtende Material,
woraufhin dann weiter Parylen durch die Gasphasenabscheidung aufgebracht
wird. Folglich kann eine dünne
Schicht mit einer Dicke von nur 0,2 μm gleichmäßig und ohne kleine Löcher in
der Schicht aufgebracht werden. Daher läßt sich auch eine Beschichtung
an spitzwinkligen Abschnitten, Kantenabschnitten und in engen Spalten
in der Größenordnung
von Mikrometern erreichen, was mit flüssigen Materialien unmöglich ist.
Auch kann die Beschichtung bei einer Temperatur aufgebracht werden,
die in der Nähe
der Raumtemperatur liegt, ohne daß eine Wärmebehandlung oder dergleichen
bei der Beschichtung erforderlich ist. Folglich treten kaum mechanische
Spannungen oder thermische Verzerrungen beim Aushärten auf,
und die Beschichtung weist auch eine ausgezeichnete Stabilität auf. Die
Beschichtung kann auch auf fast jedem festen Material aufgebracht
werden.
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Für
die anorganische Schicht 9 können verschiedene Materialien
wie solche verwendet werden, die transparent, undurchlässig oder
reflektierend für sichtbares
Licht sind, solange sie für
Röntgenstrahlen
durchlässig
sind. Es können
oxidierte Schichten aus Si, Ti, und Cr und dünne Metallschichten aus Gold,
Silber, Aluminium und dergleichen verwendet werden. Insbesondere
wird vorzugsweise eine Schicht verwendet, die sichtbares Licht reflektiert,
da sie verhindert, daß das
im Szintillator 7 erzeugte Fluoreszenzlicht nach außen dringt,
wodurch die Empfindlichkeit gesteigert wird. Es wird ein Beispiel
unter Verwendung von Al beschrieben, das sich leicht aufbringen
läßt. Al neigt
zwar an Luft zur Korrosion, die anorganische Schicht 9 ist
jedoch gegen Korrosion geschützt,
da sie zwischen der ersten organischen Schicht 8 und der
zweiten organischen Schicht 10 liegt.
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Der äußere Umfang der Schutzschicht 11 erstreckt
sich bis zur Innerseite der Anschlußflächen 4 zwischen dem äußeren Umfang
des Lichtaufnahmeabschritts und dem Lichtaufnahmeeinrichtungsarray 6,
wodurch die Anschlußflächen 4 für die Verbindung mit
der externen Schaltung frei bleiben. Die Schutzschicht 11 wird
durch die oben genannte Parylene-Beschichtung im CVD-Verfahren aufgebracht, weshalb
sie die ganze Oberfläche
des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 bedeckt. Um die Anschlußflächen 4 freizulegen,
ist es daher erforderlich, daß die
durch die Parylene-Beschichtung ausgebildete Schutzschicht 11 innerhalb
der Anschlußflächen 4 abgeschnitten
und der äußere Teil
der Schutzschicht 11 entfernt wird. Dabei neigt die Schutzschicht 11 jedoch
dazu, sich am äußeren Umfangsabschnitt,
in dem sie abgeschnitten wird, abzulösen. Der äußere Umfangsabschnitt der Schutzschicht 11 und
der Abschnitt der Passivierungsschicht 5 des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 am äußeren Umfang
werden daher abgedeckt und mit einem Beschichtungsharz 12 beschichtet.
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Für
das Beschichtungsharz 12 wird vorzugsweise ein Harz verwendet,
das an der Schutzschicht 11 und an der Passivierungsschicht 5 gut
haftet, wie zum Beispiel WORLD ROCK No. 801-SET2 (Typ 70.000 cP),
hergestellt von der Kyoritsu Chemical Industries Co., Ltd., das
ein Acrylkleber ist. Dieser Harzkleber härtet bei einer UV-Bestrahlung
mit 100 mW/cm2 in etwa 20 Sekunden aus.
Die ausgehärtete Schicht
ist weich, weist jedoch eine ausreichende Festigkeit auf, seine
Beständigkeit
gegen Feuchtigkeit, Wasser, galvanische Korrosion und Migration
ist ausgezeichnet, es haftet gut an verschiedenen Materialien wie
insbesondere Glas, Kunststoff und dergleichen und besitzt daher
günstige
Eigenschaften für das
Beschichtungsharz 12.
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Anhand der 3 bis 10 wird
nun der Herstellungsprozeß erläutert. Wie
in der 4 gezeigt, werden
durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren säulenförmige Kristalle aus T1-dotierten
CsI in einer Dicke von 600 μm
auf die Lichtaufnahmeoberfläche des
Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 der 3 aufgebracht und so die Szintillatorschicht 7 ausgebildet.
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CsI, das die Szintillatorschicht 7 bildet,
ist stark hygroskopisch, so daß es
sich, wenn es nicht abgedeckt wird, durch die Aufnahme von Wasserdampf
aus der Luft auflöst.
Um dies zu verhindern, wird, wie in der 5 gezeigt, mit einem CVD-Verfahren die
ganze Oberfläche
des Substrats mit Parylene in einer Dicke von 10 μm abgedeckt
und so die erste organische Schicht 8 ausgebildet. Zwischen den
säulenförmigen Kristallen
aus CsI bestehen zwar Lücken,
Parylen dringt jedoch in diese engen Spalten ein, so daß die erste
organische Schicht 8 mit der Szintillatorschicht 7 in
engen Kontakt kommt. Die Parylene-Beschichtung ergibt außerdem eine
präzise dünne Schicht
mit einer gleichförmigen
Dicke auf der Szintillatorschicht 7, die Unregelmäßigkeiten
aufweist. Da Parylene mittels CVD wie oben erwähnt bei einem geringeren Vakuum
wie bei der Metall-Gasphasenabscheidung und bei normaler Temperatur ausgebildet
werden kann, läßt sich
der Prozeß leicht ausführen.
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Dann wird, wie in der 6 gezeigt, eine Al-Schicht
mit einer Dicke von 0,15 μm
auf der Eingangsseite durch ein Gasphasenabscheidungsverfahren auf
die Oberfläche
der ersten organischen Schicht 8 auflaminiert und so die
anorganische Schicht 9 ausgebildet. Dann wird wieder mittels
CVD die ganze Oberfläche
des Substrats mit Parylene in einer Dicke von 10 μm bedeckt,
wie es in der 7 gezeigt
ist, wodurch die zweite organische Schicht 10 ausgebildet
wird. Diese zweite organische Schicht 10 verhindert, daß die anorganische
Schicht 9 korrodiert und sich dadurch verschlechtert.
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Die so ausgebildete Schutzschicht 11 wird mit
einem Excimerlaser oder dergleichen längs des äußeren Umfangs des Lichtaufnahmeabschnitts
an dem Teil innerhalb der Anschlußflächen 4 zwischen dem
Lichtaufnahmeabschnitt und dem äußeren Umfangsabschnitt
des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 wie in der 8 gezeigt geschnitten, woraufhin
von diesem Schnitt aus die unnötigen
Teile der Schutzschicht 11 an der Außenseite und der Rückseite
der Eingangsseite wie in der 9 gezeigt
entfernt werden, um die Anschlußflächen 4 für die Verbindung
mit der externen Schaltung freizulegen. Da die Passivierungsschicht 5 und
die erste organische Schicht 7, die die unterste Schicht
der Schutzschicht 11 bildet, nicht gut aneinander haften,
neigt die Schutzschicht 11 zum Ablösen, wenn der geschnittene äußere Umfangsabschnitt
so belassen wird wie er ist. Wie in der 10 gezeigt, werden daher der äußere Umfangsabschnitt
der Schutzschicht 11 und der Teil der Passivierungsschicht 5 darum
herum beschichtet und mit dem Beschichtungsharz 12 abgedeckt,
das dann durch UV-Bestrahlung ausgehärtet wird, wodurch die Schutzschicht 11 eng
an dem Lichtaufnahmeeinrichtungsarray 6 anliegt. Folglich
ist der Szintillator 7 hermetisch abgedichtet, so daß sich die
Auflösung
nicht aufgrund einer Feuchtigkeitsaufnahme verschlechtern kann.
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Anhand der 1 und 2 wird
nun die Arbeitsweise der Strahlungsdetektorvorrichtung erläutert. Ein
an der Eingangsseite einfallender Röntgenstrahl (einfallende Strahlung)
wird durch die Schutzschicht 11 aus der ersten organischen
Schicht 8, der anorganischen Schicht 9 und der
zweiten organischen Schicht 10 durchgelassen und erreicht
den Szintillator 7. Der Röntgenstrahl wird vom Szintillator 7 absorbiert,
der daraufhin proportional zur Dosis des Röntgenstrahls sichtbares Licht
emittiert. Von diesem emittierten sichtbaren Licht wird der Teil,
der gegen die Einfallsrichtung des Röntgenstrahls gerichtet ist, durch
die anorganische Schicht 9 reflektiert. Folglich fällt im wesentlichen
alles von dem sichtbaren Licht, das durch den Szintillator 7 erzeugt
wird, auf die Lichtaufnahmeeinrichtung 2 unterhalb des
Szintillators 7. Der Erfassungswirkungsgrad ist daher sehr hoch.
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In den einzelnen Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 wird
entsprechend der Lichtmenge des sichtbaren Lichts durch die photoelektrische
Umwandlung ein elektrisches Signal erzeugt und eine vorgegebene
Zeitspanne gespeichert. Da die Lichtmenge des sichtbaren Lichts,
das die Lichtaufnahmeeinrichtung 2 erreicht, der Dosis
des einfallenden Röntgenstrahls entspricht,
entspricht auch das in jeder Lichtaufnahmeeinrichtung 2 gespeicherte
elektrische Signal der Dosis des einfallenden Röntgenstrahls, so daß ein Bildsignal
erhalten wird, das dem Röntgenbild
entspricht. Die in den Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 gespeicherten
Bildsignale werden sequentiell über
die Signalleitungen 3 an den Anschlußflächen 4 ausgelesen,
nach außen übertragen
und in einer vorgegebenen Verarbeitungsschaltung verarbeitet, so
daß das Röntgenbild
angezeigt werden kann.
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Die vorstehende Erläuterung
bezieht sich auf eine Schutzschicht 11 mit einem Aufbau,
in dem sich die anorganische Schicht 9 zwischen der ersten
und der zweiten organischen Schicht 8, 10 aus
Parylene befindet, die erste organische Schicht 8 und die
zweite organische Schicht 10 können jedoch auch aus verschiedenen
Materialien sein. Wenn für die
anorganische Schicht 9 ein Material verwendet wird, das nicht
korrodiert, kann die zweite organische Schicht 10 auch
weggelassen werden.
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Es wurde zwar ein Beispiel beschrieben,
bei dem das Beschichtungsharz 12 außerhalb des Teils des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 mit
den Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 auf der Passivierungsschicht 5 ausgebildet
wird, es ist jedoch schwierig, die Harzbeschichtung 12 am Übergang
zwischen der Lichtaufnahmeeinrichtung 2 und der Anschlußfläche 4 auszubilden,
wenn diese nahe beieinander liegen. Zum sicheren Freilegen der Anschlußfläche 4 und
zum sicheren Beschichten des Umfangs der Schutzschicht 11 mit
dem Beschichtungsharz 12 wird vorzugsweise die Position
des Beschichtungsharzes 12 zur Lichtaufnahmeeinrichtung 2 hin
verschoben. Dazu wird der Szintillator 7 nicht auf der
ganzen Oberfläche
der Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 ausgebildet, sondern nur
auf den Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 im wirkungsvollen
Abtastbereich ohne die Pixel in der Nähe der Anschlußflächen 4.
Nach dem Ausbilden der Schutzschicht 11 auf der ganzen Schicht
des Szintillators 7 wird die Schutzschicht 11 auf
den Pixeln der Lichtaufnahmeeinrichtungen 2, deren Oberseite
nicht mit dem Szintillator 7 bedeckt sind, mit dem Beschichtungsharz 12 bedeckt.
Da dabei die Pixel in der Nähe
der Anschlußflächen 4 mit dem
Beschichtungsharz 12 bedeckt sind oder an der Vorderseite
nicht mit den Szintillator 7 bedeckt sind, ist die Empfindlichkeit
gegenüber
der Strahlung hier geringer. Im Ergebnis können diese Pixel nicht verwendet
werden, wodurch sich die Anzahl der effektiven Pixel und die effektive
Abtastfläche
der Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 verringert. Wenn die Lichtaufnahmeeinrichtungen 2 einen
großen
Schirm bilden und insgesamt eine große Anzahl von Pixeln enthalten,
ist jedoch der Anteil der ineffektiven Pixel klein und, abhängig von
der Ausgestaltung der Einrichtungen, kann sich der Vorteil ergeben,
daß die
Herstellung einfacher wird.
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Anhand der 11 und 12 wird
nun eine andere Ausgestaltung der Strahlungsdetektorvorrichtung
erläutert.
Die 11 ist eine Aufsicht
auf die Strahlungsdetektorvorrichtung dieser Ausführung, während die 12 eine vergrößerte Schnittansicht davon
längs der
Linie B-B ist. Da der Grundaufbau dieser Vorrichtung im wesentlichen
der gleiche ist wie in den 1 und 2, werden im folgenden nur
die Unterschiede dazu erläutert.
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Bei dem Aufbau der 11 und 12 wird
die Schutzschicht 11 auf der ganzen Oberfläche des Lichtaufnahmeeinrichtungsarrays 6 auf
der Lichtaufnahmeseite und der Rückseite
ausgebildet, und es werden nur die Abschnitte mit dem Anschlußflächenarray 4 freigelassen.
Das Beschichtungsharz 12 ist längs der Grenzen (Ränder) der
Schutzschicht 11 derart aufgebracht, daß es den freiliegenden Abschnitt
mit dem Anschlußflächenarray 4 umgibt.
Da der Anschlußflächenabschnitt 4 sicher
freigelegt wird und die Schutzschicht 11 sicher mit Hilfe
des Beschichtungsharzes 12 an dem Lichtaufnahmearray 6 haftet,
ist die Szintillatorschicht 7 hermetisch abgedichtet, wodurch
verhindert wird, daß sie
sich aufgrund einer Feuchtigkeitsaufnahme verschlechtert.
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Mit dieser Anordnung kann die Länge des Randabschnitts
verringert werden, der als Grenzbereich wirkt, in dem sich die Schutzschicht
ablösen kann,
insbesondere bei CCD- oder MOS-Typ-Abbildungsvorrichtungen, bei
denen der Anschlußflächenabschnitt 4 klein
ist.
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Die vorstehende Erläuterung
bezieht sich auf sogenannte Strahlungsdetektorvorrichtungen vom Oberflächeneingangstyp,
bei dem die Strahlung von der Szintillatorseite auf die Lichtaufnahmeeinrichtungen
einfällt,
die vorliegende Erfindung kann jedoch auch bei den sogenannten Strahlungsdetektorvorrichtungen
vom Rückseiteneingangstyp
verwendet werden. Eine Strahlungsdetektorvorrichtung vom Rückseiteneingangstyp
kann als Strahlungsdetektorvorrichtung für hochenergetische Strahlung
verwendet werden.
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Wie beschrieben wird zum Schutz eines stark
hygroskopischen Szintillators eine Schutzschicht aus Parylene oder
dergleichen auf dem Szintillator ausgebildet, und die Ränder der
Schutzschicht werden mit einer Harzbeschichtung aus Acryl oder dergleichen
mit dem Lichtaufnahmeeinrichtungsarray verbunden, wodurch die Szintillatorschicht
hermetisch abgedichtet ist.
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Da an den Rändern der Schutzschicht keine Ablösung auftritt,
ist insbesondere die Beständigkeit gegen
Feuchtigkeit erhöht.
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Bei der Herstellung wird die Schutzschicht ausgebildet
und dann werden die unnötigen
Teile davon entfernt, wodurch sich die Schutzschicht leichter gleichmäßig ausbilden
läßt als wenn
die Schutzschicht nur auf den erforderlichen Abschnitten ausgebildet
wird, wobei doch die Anschlußflächen sicher frei
liegen. Da die Schutzschicht auch in die Spalten zwischen den abgeschiedenen
säulenförmigen Kristallen
in der Szintillatorschicht eindringt, ist die Adhäsion zwischen
der Schutzschicht und der Szintillatorschicht erhöht.
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Die beschriebenen Strahlungsdetektorvorrichtungen
sind bei größflächigen Stralungsabbildungssystemen
insbesondere für
medizinische und industrielle Röntgenuntersuchungen
anwendbar. Sie können
bei der Röntgenuntersuchung
der Brust anstelle der Röntgenfilme
verwendet werden, die gegenwärtig
allgemein verwendet werden.
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Es ist anzumerken, daß die vorliegende
Erfindung nicht auf die beschriebenen Ausführungsformen beschränkt ist.
Es sind verschiedenen Modifikationen und Variationen an diesen beschriebenen Ausführungsformen
möglich,
ohne daß der
Umfang der vorliegenden Erfindung verlassen wird, der sich aus den
Patentansprüchen
ergibt.