JP2005156545A - 放射線検出装置、その製造方法、および放射線撮像システム - Google Patents

Abstract

【課題】蛍光体端部封止およびフレキシブル回路基板の端子部端部封止での欠陥発生をなくし、封止工程時間を短縮し、画素領域を拡大し、画像欠陥をなくし、耐久性を高める。
【解決手段】 放射線検出装置は、光電変換素子部１０２およびその外周部に配置される電極取り出し部１０４を有するセンサーパネル１００と、電極取り出し部１０４を介してセンサーパネル１００に接続されるフレキシブル回路基板２と、光電変換素子部１０２上に形成される蛍光体層１１２を有する蛍光板１１０と、フレキシブル回路基板２の電極取り出し部１０４側の端子部２ａの接続部および蛍光体層１１２の端部をセンサーパネル１００上で覆う封止樹脂とを有する。封止樹脂は、互いに異なる第１の封止樹脂１２および第２の封止樹脂１３を有する。第１の封止樹脂１２は、蛍光体層１１２の端部を被覆し、第２の封止樹脂１３は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの接続部を被覆する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置、その製造方法、および放射線撮像システムに関し、特に、Ｘ線撮影等に用いられるシンチレータパネル、放射線検出装置および放射線撮像システムに関する。なお、本明細書においては、放射線の範疇に、Ｘ線、γ線などの電磁波も含むものとして説明する。

従来、Ｘ線蛍光体層が内部に備えられた蛍光スクリーンと両面塗布剤とを有するＸ線フィルムシステムが一般的にＸ線写真撮影に使用されてきた。しかし、最近、Ｘ線蛍光体層と２次元光検出器とを有するデジタル放射線検出装置の画像特性が良好であること、また、データーがデジタルデーターであるためネットワーク化したコンピュータシステムに取り込むことによってデーターの共有化が図られる利点があることから、デジタル放射線検出装置について盛んに研究開発が行われ、種々の特許出願も行われている。

これらデジタル放射線検出装置の中でも、高感度で高鮮鋭な装置として、特許文献１、２に開示されているように、複数のフォトセンサー及びＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）等の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を形成した支持板を張り合わせてなる放射線検出装置が知られている。また、特許文献３に開示されているように、複数のフォトセンサー及びＴＦＴ等の電気素子が２次元に配置されている光電変換素子部からなる光検出器上に放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を直接形成してなる放射線検出装置が知られている。

図９は、従来の放射線検出装置を示す断面図である。図９中、１０１はガラス基板、１０２はアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴからなる光電変換素子部、１０３は配線部、１０４は電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は窒化シリコン等よりなる保護層を示し、これら要素１０１〜１０５によってセンサーパネル１００が構成される。さらに、センサーパネル１００上には、光電変換素子部１０２に対応するように形成された蛍光体支持基板１１１と蛍光体層１１２からなる蛍光板（「シンチレータパネル」とも呼ぶ）１１０が接着剤または粘着剤１１３を介してセンサーパネル１００に貼り合わされている。電極取り出し部１０４上には、検出用集積回路ＩＣ（図示しない）が実装されたフレキシブル回路基板２の端子部２ａに異方導電性接着剤３が形成され、パネルと接着剤とが熱圧着によって貼りあわされている。この端子部２ａの端部（接続部）と蛍光板１１０の端部との間の電極取り出し部１０４上は、封止剤（封止樹脂）１により封止される。
特開２０００−９８４５号公報 特開平９−１４５８４５号公報 特開２０００−２８４０５３号公報

これら従来例においては、図９に示すように、フレキシブル回路基板２の端子部２ａは、端子に予め設けられた異方導電性接着剤３を介して電極取り出し部１０４に熱圧着されてセンサーパネル１００に設けられている。フレキシブル回路基板２の端子部２ａに予め設けられている異方導電性接着剤３は、熱圧着時に接着剤端部が端子端部からはみ出すことのないように端子部２ａの端部よりやや内側に位置するように配置されている（図９参照）。

従って、従来例においては、フレキシブル回路基板２の端子部２ａを封止すべく封止樹脂を端子上から塗布する際に、異方導電性接着剤３と端子部２ａの端部下の段差によって形成された隙間部分に樹脂が流れ込みにくく、ボイド部１１が発生する場合がある（図９参照）。

このような配線部に接して形成されたボイド部（空隙）１１においては、樹脂層から透過してきた水分が水層を形成し、こうした水層が塩化物等腐食成分を溶かしてイオン化し、電極取り出し部１０４上の剥き出しの配線を腐食させる恐れがある。従って、隙間部に空隙が発生した場合は、この空隙が消滅するまで樹脂が隙間部に流れ込むのを待つ、または隙間部に樹脂をさらに流し込み空隙を樹脂ともに流しだす等が必要であったため、封止工程に時間がかかるという問題があった。

また一方、蛍光板１１０は、端部からの水分の浸入を防ぐ、蛍光板１１０の強度補強、蛍光体層１１２のセンサーパネル１００または蛍光体支持基板１１１からのはがれを防ぐ等の目的で封止剤（封止樹脂）１が設けられているが、蛍光体層１１２が蛍光体粒子からなる場合は、おおよそ５μｍ〜５０μｍの蛍光体粒子５０％〜７０％、蛍光体粒子の結合剤としてバインダー樹脂１％〜１０％、さらに粒子間の空隙（空孔）が存在している。蛍光体層１１２は、Ｘ線照射により蛍光体が発する光をできるだけ効率的に光電変換素子に導き高い特性を得るために、蛍光体粒子間をバインダー樹脂で埋めることなく空隙として形成している。

従来においては、蛍光板１１０の端部に封止剤１を塗布する際に、蛍光体層１１２の蛍光体粒子間の空孔に封止剤１が染み出す場合があった（図９の染み込み部１０参照）。この場合、蛍光体層１１２に染み出した封止剤１の樹脂は蛍光体層１１２の空孔を埋めてしまうため、Ｘ線撮影を行う際に、蛍光体粒子が発光した光がその空孔を埋めた樹脂に吸収されたり、その空孔を埋めた樹脂によって異なる屈折率領域が生じ光の進行が妨げられたりするなどにより、蛍光体層１１２の端部に集中して特徴的な画像欠陥が発生する恐れがあった。

従って、蛍光板１１０の端部には染み込みが発生しても、欠陥が画素領域に侵入することのないようセンサーパネル１００の蛍光板１１０の外周部に相当する領域に封止樹脂対策領域（少なくとも３ｍｍから５ｍｍ程度）を設けねばならず、撮影領域（画素領域）を拡大したいという要求があっても、該対策領域より画素領域を広げられないという問題があった。

本発明の目的は、蛍光板端部封止、およびフレキシブル回路基板の端子部端部封止における欠陥発生をなくすことにより、封止工程時間を短縮すると共に、画素領域の拡大を可能にし、画像欠陥のない高品位で耐久性の高い放射線検出装置およびその製造方法を提供することにある。

本発明の放射線検出装置およびその製造方法は、２次元に配置された光電変換素子と外周部に電極パッド部をそなえたセンサーパネルと、該光電変換素子上に形成された蛍光体層を備え該電極取り出し部（電極パッド部）に接続されたフレキシブル回路基板の端子とセンサーパネル、および蛍光体層端部とセンサーパネルが樹脂によって密閉されている放射線検出装置において、該蛍光体層端部を被覆する第１の封止樹脂と該端子接続部端部を被覆する第２の封止樹脂とが異なることを特徴とする。

本発明はこのような着想の元で完成されたものである。

すなわち、本発明に係る放射線検出装置は、基板上に１次元又は２次元状に配置される複数の光電変換素子を有する光電変換部と、前記基板の外周部に配置される電極取り出し部と、を有するセンサーパネルと、前記電極取り出し部と接続部を介して電気的に接続されるフレキシブル回路基板と、前記光電変換部上に配置され、且つ、放射線を前記光電変換素子が感知可能な光に変換する蛍光体層を有する蛍光板と、前記蛍光体層の端部と前記接続部の端部を前記センサーパネル上で被覆する封止部と、を有する放射線検出装置において、前記封止部は、前記蛍光体層の端部を被覆する第１の封止樹脂と、前記接続部を被覆し、前記第１の封止樹脂と接する第２の封止樹脂と、を有することを特徴とする。

本発明に係る放射線検出装置において、１）前記第１の封止樹脂と前記第２の封止樹脂が互いに異なる材料で形成される、２）前記第１の封止樹脂と前記第２の封止樹脂が互いに異なる色の材料で形成されてなる、前記第１の封止樹脂は黒色系の樹脂で形成されてなる、３）前記封止部は、前記第１の封止樹脂および前記第２の封止樹脂と接する第３の封止樹脂を更に有することが可能である。

本発明に係る放射線検出装置の製造方法は、基板上に１次元又は２次元状に配置される複数の光電変換素子を有する光電変換部と、前記基板の外周部に配置される電極取り出し部を有するセンサーパネルと、前記電極取り出し部と接続部を介して電気的に接続されるフレキシブル回路基板と、前記光電変換部上に配置され、且つ、放射線を前記光電変換素子が感知可能な光に変換する蛍光体層を有する蛍光板と、前記接続部と前記蛍光体層の端部とを前記センサーパネル上で被覆する封止部と、を有する放射線検出装置の製造方法において、前記封止部を形成する工程は、第１の封止樹脂材料で前記蛍光体層の端部を被覆する工程と、第２の封止樹脂材料で前記接続部の端部を被覆する工程と、を有し、前記第１の封止樹脂材料と前記第２の封止樹脂材料とが接していることを特徴とする。

本発明に係る放射線検出装置の製造方法は、前記接続部の端部を被覆する工程として１）前記第１の封止樹脂材料と異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆する、２）前記第１の封止樹脂材料と異なる材料の前記第２の封止樹脂材料で被覆する、３）前記第１の封止樹脂材料と粘度の異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆する、４）前記第１の封止樹脂材料とチキソ性の異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆する、５）前記第１の封止樹脂材料より低い粘度の前記第２の封止樹脂材料で被覆する、６）前記第１の封止樹脂材料より低いチキソ性の前記第２の封止樹脂材料で被覆することが可能である。

本発明に係る放射線撮像システムは、上記いずれかに記載の放射線検出装置と、前記放射線撮像装置からの信号を画像として処理する信号処理手段と、前記信号処理手段からの信号を記録する記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示する表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送する伝送処理手段と、前記放射線を発生させる放射線源とを備えたことを特徴とする。

本発明によれば、以下の効果がある。

（１）第１の封止樹脂と第２の封止樹脂を接して形成することによって、電極取り出し部を封止し、電極取り出し部、蛍光体層、接続部及びセンサーパネルに対する防湿性を向上させることが可能である。

（２）蛍光体層端部の欠陥の発生を防止し、また耐久の応力で蛍光体層端部に蛍光体支持基板またはセンサーパネルからの剥がれが生じることがない。

（３）フレキシブル回路基板の端子部の電極配線部に封止樹脂を形成する工程時間の短縮が可能である。

（４）蛍光体層の端部に欠陥がなく、センサーパネル上に封止樹脂対策領域を設ける必要がないため、画素領域を蛍光体層の寸法まで拡大することが可能である。

以上のように、高品位で耐久性の高い放射線検出装置が得られた。

以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。

図１は、本発明の放射線検出装置の要部を示す断面図である。図２は、本発明の放射検出装置のセンサーパネル全体を含む断面図である。図３は、本発明の放射検出装置のセンサーパネル全体を含む平面図である。図４（ａ）〜（ｃ）は、本発明の放射線検出装置の製造方法を示す断面図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、本発明の放射線検出装置の製造方法を示す平面図である。

図１、図２、及び図３に示す放射線検出装置において、１０１はガラス基板、１０２はガラス基板１０１上に２次元状に形成され且つアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴからなる画素に対応する光電変換素子部、１０３はガラス基板１０１上に形成され且つ光電変換素子部１０２に接続される配線部、１０４は配線部１０３に接続される電極取り出し部（電極パッド部）、１０５は光電変換素子部１０２および配線部１０３を覆い且つ窒化シリコン等よりなる保護層（第１の保護層）をそれぞれ示し、これら各要素１０１〜１０５によってセンサーパネル（「２次元光検出器」、「光電変換パネル」等とも呼ぶ）１００が構成される。保護層１０５上には、さらに樹脂膜等で形成される光電変換素子の剛性保護層（図示しない第２の保護層）を設けてもよい。

また、上記放射線検出装置には、図１、図２、及び図３に示すように、センサーパネル１００の光電変換素子部１０２に対応するように形成された蛍光体支持基板１１１と、その蛍光体支持基板１１１上に形成される蛍光体層１１２とを有する蛍光板（「シンチレータパネル」とも呼ぶ）１１０が、接着剤または粘着剤１１３を介してセンサーパネル１００に貼り合わされている。また、センサーパネル１００の電極取り出し部１０４には、検出用集積回路ＩＣが実装されたフレキシブル回路基板２の端子部２ａが異方導電性接着剤（接続部）３を介して熱圧着によって貼り合わされている。

蛍光体層１１２は、例えば粒子結晶構造をもつ蛍光体から構成される。この場合、使用する蛍光体ペーストに混合される蛍光体の粉体としては、ＣａＷＯ４、Ｇｄ２Ｏ２Ｓ：Ｔｂ、ＢａＳＯ４：Ｐｂなどの従来知られている蛍光体材料が使用できる。蛍光体層１１２としては、平均粒子径５〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍの蛍光体が望ましい。また、蛍光体ペーストに混合されている有機材料としては、従来、スクリーン印刷で使われている有機材料が使用でき、バインダー樹脂としては、ニトロセルロース、酢酸セルロース、エチルセルロース、ポリビニルブチラール、ポリエステル、塩化ビニル、酢酸ビニル、アクリル樹脂、ポリウレタンなどの、従来知られている樹脂が使用できる。また、有機溶剤としては、例えば、エタノール、メチルエチルケトン、酢酸ブチル、酢酸エチル、キシレン、ブチルカルビトール、テルピネオールなどの、従来知られているものが使用できる。

上記構成の放射線検出装置において、電極取り出し部１０４に接続されたフレキシブル回路基板２の端子部２ａとセンサーパネル１００、および蛍光体層１１２の端部とセンサーパネル１１０がそれぞれ封止樹脂（封止剤）によって密閉される。この封止樹脂は、第１の封止樹脂１２および第２の封止樹脂１３を有し、第１の封止樹脂１２は、蛍光体層１１２端部を被覆し、第２の封止樹脂１３は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ端部を被覆しており、第１の封止樹脂１２及び第２の封止樹脂１３は互いに接している。

上記第１および第２の封止樹脂１２、１３としては、一般に透水率の低い材料を加工、形成することにより封止樹脂として用いられており、本実施形態においても一般的な封止材料を使用することができ、使用される部位により好適な材料を選定することができる。特に、蛍光体層１１２端部を被覆する第１の封止樹脂１２は、蛍光体層１１２の端部剥がれ破壊を防止することを目的とし、またフレキシブル回路基板２の端子部２ａ端部を被覆する第２の封止樹脂１３は、電極配線部および端子部２ａの密閉を目的とし、それぞれシリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ウレタン樹脂等の一般的な封止材料を用いることができ、そのうちでも特に水分透過率の低い材料が望ましい。

次に、図４（ａ）〜（ｃ）および図５（ａ）〜（ｃ）を参照して、図１および図２に示す放射線検出装置の製造方法を説明する。

まず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、蛍光板１１０が貼り合わされたセンサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に、異方導電性接着剤３の熱圧着によりフレキシブル回路基板２の端子部２ａ端部が接続される。

次いで、図４（ｂ）および図５（ｂ）に示すように、蛍光体層１１２の端部を覆うように第１の封止樹脂１２を形成する。

ここで、蛍光体支持基板１１１に形成された蛍光体層１１２は、その蛍光体粒子間が点接触している部分がバインダー樹脂によって補強されているに過ぎず、極めてはがれ応力に対して脆い構造となっている。このため、蛍光体層１１２の端部を覆う第１の封止樹脂１２は、蛍光体支持基板１１１と蛍光体層１１２、および接着剤１１３を一括してセンサーパネル１００に接合することにより蛍光体層１１２のはがれ防止及び蛍光体層１１２の強度補強をすることが重要な機能である。また、蛍光体層１１２の端部においては、蛍光体粒子間に空隙（空孔）が存在している。この蛍光体粒子の粒子径は５〜５０ミクロン、空孔の大きさは数ミクロンから数十ミクロンである。

そこで、第１の封止樹脂１２は、蛍光体層１１２と接してその蛍光体粒子の空孔に深く滲入していかない材料であればよく、蛍光体粒子の空孔の度合いによってその空孔への滲入深さは１ｍｍ以下、好ましくは３００μｍ以下が望ましい。すなわち、第１の封止樹脂１２に使用する材料としては、粘度が高く流動性が低い、表面張力が高く蛍光体粒子の空孔に滲入しにくい材料が望ましい。特に、チキソ性の高い材料は、塗布時には流動し且つ端部に形成した後に流動しにくくなるので好適な材料である（図４（ｂ）参照）。このように蛍光体層１１２の蛍光体粒子の空孔に滲入しにくい材料は、形状保持能力が高く、蛍光体層１１２の端部に第１の封止樹脂１２となる材料を塗布した際にフレキシブル回路基板２の端子部２ａに樹脂が流れ込むことがない。ゆえに、第１の封止樹脂１２によって、蛍光体層１１２の端部の空孔への滲入なしに蛍光体支持基板１１１、蛍光体層１１２、およびセンサーパネル１００を一体で強固に封止することができる。

このように蛍光体への封止樹脂の滲入がなくなると、その分、蛍光板１１０側の蛍光体層１１２が成す蛍光体サイズに対しセンサーパネル１００側の光電変換素子部１０２が成す画素サイズを拡大することができる。そうすると、蛍光体層１１２の端部と光電変換素子部１０２が成す画素との間の距離が近接してくるので、蛍光体層１１２の端部に対する光の遮断が特に重要となってくる。そこで、第１の封止樹脂１３としては、蛍光体層１１２から外部への漏れ光を防止し、かつ、外部からの光を遮断する目的で、封止樹脂に色の付いた樹脂、特に黒い樹脂（黒色系の材料）を使用することが好ましい。

また、蛍光板１１０の蛍光体支持基板１１１全体を、あるいは蛍光板１１０全体を覆うように防湿保護層（図示しない）を設ける場合は、防湿保護層、蛍光体支持基板１１１、蛍光体層１１２、粘着剤１１３の端部をセンサーパネル１００と一体化して強固に封止することができる。蛍光体支持基板１１１は、樹脂からなる場合が一般的であるため、例えばアルミなどの金属箔層を粘着材および接着剤などで蛍光板１１０に張り合わせると、蛍光体層１１２の防湿効果が飛躍的に向上するので望ましい。

次に、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、電極取り出し部１０４上のフレキシブル回路基板２の端子部２ａに第２の封止樹脂１３を設ける。

一般的に、このような電極取り出し部１０４にフレキシブル回路基板２の端子部２ａを熱圧着した場合、端子部２ａ下部とセンサーパネル１００間の隙間の大きさは、おおよそ５〜１００ミクロンとなる。該隙間に入りやすいように、第２の封止樹脂１３の材料は、粘度が低いものが好ましい。または、第２の封止樹脂１３の材料は、表面張力が低く隙間を濡らしながら塗布形成されていく材料が望ましい。また、特にチキソ性の低い樹脂材料は、パネル上に塗布後にも徐々に隙間に流動し端部隙間に入り込んでいくので好適な材料である。

一般に高分子に水が含有された場合、高分子と水素結合し高次構造を形成して結合水となるが、結合水は樹脂内に取り込まれている時は腐食作用を起こす原因となることはない。しかし、樹脂にボイドや割れ目からなる空隙があると、この空隙に水分が到達し自由に動き回ることのできる自由水として水層を形成し、この空隙が配線部との境界に存在する場合においては、水分が腐食の原因となる。従って、腐食防止の封止樹脂の形成という観点では、透湿率の低い封止材料を用いることは、このような空隙に到達する水分を減らすという意味では効果があるが、配線部と封止樹脂の境界に空隙を存在させないことが最も重要である。また、剥き出しの配線部と接するのでハロゲン等の不純物をできるだけ含有しないことが望ましい。

上記説明のように、第１の封止樹脂１２と第２の封止樹脂１３を接して形成することによって、電極取り出し部１０４を封止し、電極取り出し部１０４、蛍光体層１１２、接続部３及びセンサーパネル１００に対する防湿性を向上させることが可能である。また、蛍光体層１１２端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａ端部の封止樹脂は、極めて異なる特性を要求されていることから、同材料で双方の要求特性を満足することは難しく、各部位の目的別に応じて異なる特性（例えば、粘度、チキソ性、表面張力）を有する材料から形成される第１および第２の封止樹脂１２、１３で構成している。第１および第２の封止樹脂１２、１３となる材料の好ましい特性例として、樹脂粘度に関する特性（粘度、チキソ性、および表面張力）の比較表を以下の表１に示す。

樹脂粘度に関する特性は、上記のような項目があり、例えばチキソ性の高い樹脂であれば粘度が低くても蛍光体粒子の空孔に滲入することはなく、同様にチキソ性が低くても粘度が高ければ同様に蛍光体の空孔に滲入することはない。

なお、上記実施形態では、各部位の目的別に第１および第２の封止樹脂１２、１３を形成しているが、図６に示すように、これら封止樹脂１２、１３の上に第３の封止樹脂１４を形成して３層構造にすることも可能である。

図６の例では、第１の封止樹脂１２は、上記と同様に、蛍光体層１１２の端部封止部に形成され、主に蛍光体粒子間の空孔に滲入せず、かつ蛍光体のはがれ応力にたいする補強を目的とする補強樹脂を形成する。

また、第２の封止樹脂１３は、上記と同様に、電極取り出し部１０４上に形成されたフレキシブル回路基板の端子部とその下に形成されている異方性導電性接着剤３の間に形成された隙間を漏れなく樹脂で充填することを目的とする空間充填能力の高い樹脂を形成する。

さらに、第３の封止樹脂１４は、蛍光体補強樹脂としての第１の封止樹脂１２と端子部空隙充填樹脂としての第２の封止樹脂１３を覆うように形成し双方の部位に水分が侵入しないように透湿率の低く防湿を目的とする樹脂を形成することができる。このように各部位に要求されたもっとも重要な性質を各々満足する異なる樹脂を形成することにより封止効果の高い封止部を形成することが可能である。

なお、本実施形態では、センサーパネル（２次元光検出器）１００として、ガラス基板上にアモルファスシリコンを用いたフォトセンサーとＴＦＴからなる光電変換素子部１０２を形成した場合について説明したが、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサ等を２次元状に配置した撮像素子を形成した半導体単結晶基板上に下地層および蛍光体層１１２を配置することで
放射線検出装置を構成することができる。

次に、本発明の放射線検出装置の実施例およびその比較例を説明する。

まず、図４（ａ）および図５（ａ）に示すように、センサーパネル１００を形成し、のセンサーパネル上に蛍光板１１０を貼り合わせ、その周辺部にフレキシブル回路基板２を接続した。

具体的には、ガラス基板１０１上の非晶質シリコンから成る半導体薄膜上にフォトセンサーとＴＦＴからなる光電変換素子部（光検出素子（画素））１０２および配線部１０３を形成し、その上にＳｉＮＸからなる保護膜（第１の保護層）１０５と電極取り出し部１０４とを形成し、さらにポリイミド樹脂を硬化した図示しない保護層（第２の保護層）を形成して、センサーパネル１００を作製した。

次いで、保護層１０５の表面に、酸化チタン含有のポリエチレンテレフタレートシートからなる蛍光体支持基板１１１に酸化硫化ガドリニウム蛍光体とポリビニルブチラールをバインダー樹脂とする蛍光体層１１２を塗布し、さらにアクリル粘着剤１１３を形成して蛍光板１１０を得た。

次いで、得られた蛍光板１１０をアクリル粘着剤１１３でセンサーパネル１００に貼り合わせた。なお、センサーパネル１００の画素領域は、蛍光体サイズに対して、蛍光体貼
り合わせ公差＋０．５ｍｍまで拡大した。また、センサーパネル１００上の電極取り出し部１０４に、異方導電性接着剤３を介してフレキシブル回路基板２の端子部２ａを熱圧着した。さらに、蛍光板１１０全体を覆うように、防湿保護層として、ポリエチレンテレフ
タレートとＡｌが積層されたシートをアクリル粘着剤で貼り合わせた。

次に、図４（ｂ）に示すように、蛍光体層１１２の端部および保護層端部を被覆するように、第１の封止樹脂１２の材料として、半流動性シリコーン樹脂（ＴＳＥ３２５３ 黒色樹脂 粘度 １４０００ｃＰ ＧＥ東芝シリコーン社製）をディスペンサー塗布した。この樹脂は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ側には流動することなく蛍光体層１１２の端部にのみ形成された。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．６ｍｍで形成された。

続いて、図４（ｃ）および図５（ｃ）に示すように、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ端部に、第２の封止樹脂１３の材料として、流動性シリコーン樹脂（ＴＥＳ３２５ 粘度 ４０００ｃＰ ＧＥ東芝シリコーン社製）を同様に塗布したところ、塗布後３０秒で端子部２ａ下部の隙間に空隙が発生することなく塗布できた。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．４ｍｍで形成された。

次いで、上記第１および第２の封止樹脂１２、１３を塗布したセンサーパネル１００を恒温槽で温度８０℃、１５時間（ｈ）の硬化条件で一括して硬化させた。

以上のようにして、実施例１の放射線検出装置を得た。

実施例１と同様にして、センサーパネル１００に、蛍光体層１１２、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。

次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに同時に第１お
よび第２の封止樹脂１２、１３を形成した（図４（ｂ）及び（ｃ）、図５（ｂ）及び（ｃ）参照）。

すなわち、蛍光体層１１２の端部および保護層端部を被覆するように、第１の封止樹脂１２の材料として、半流動性アクリル樹脂（ＸＶＬ−１４ 粘度 １２０００ｃＰ 協立化学社製）をディスペンサー塗布した。この樹脂は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ側には流動することなく、蛍光体層１１２の端部にのみ形成された。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、ＵＶ（ultraviolet：紫外線）照射装置にて、ＵＶ光（パワー ４５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

続いて、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの端部に、第２の封止樹脂１３の材料として、流動性アクリル樹脂（ＴＦ−３３４８−１５Ｆ２Ｇ 粘度 ５８００ｃＰ 日立化成社製）を同様に塗布したところ、塗布後３０秒で端子部２ａの下部の隙間に空隙が発生することなく塗布できた。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、ＵＶ照射装置にて、ＵＶ光（パワー １５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

以上のようにして、実施例２の放射線検出装置を得た。

実施例１と同様にして、センサーパネル１００に、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。

次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに同時に第１および第２の封止樹脂１２、１３を形成した（図４（ｂ）及び（ｃ）、図５（ｂ）及び（ｃ）参照）。

すなわち、蛍光体層１１２の端部および保護層端部を被覆するように、第１の封止樹脂１２の材料として、半流動性シリコーン樹脂（ＸＥ１４−Ｂ５７７８ 粘度 １７００ｃＰ ＧＥ東芝シリコーン社製）をディスペンサー塗布した。この樹脂は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ側には流動することなく、蛍光体層１１２の端部にのみ形成された。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．６ｍｍで形成された。

続いて、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの端部に、第２の封止樹脂１３の材料として、流動性シリコーン樹脂（ＸＥ５８４４ 粘度 ２１００ｃＰ ＧＥ東芝シリコーン社製）を同様に塗布したところ、塗布直後の樹脂の高さはセンサーパネル１００から１．５ｍｍであったが、３０秒経過後の樹脂の高さはセンサーパネル１００から０．８ｍｍに変化し、これにより端子部２ａの下部の隙間に空隙が発生することなく塗布できた。この樹脂は、デスペンサー塗布によって変形流動後に自己形状保持能力を即回復しており、これにより第１の封止樹脂１２の材料として用いた半流動性シリコーン樹脂（ＸＥ１４−Ｂ５７７８）は、第２の封止樹脂１３の材料として用いた流動性シリコーン樹脂（ＸＥ５８４４）よりもチキソ性が高いことを確認した。

次いで、上記第１および第２の封止樹脂１２、１３を塗布したセンサーパネル１００を恒温槽で温度３０℃、１０時間（ｈ）の硬化条件で一括して硬化させた。

以上のようにして、実施例３の放射線検出装置を得た。

実施例１と同様にして、センサーパネル１００に、蛍光体層１１２、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた。（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。

次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに第１および第２の封止樹脂１２、１３を形成した。（図４（ｂ）及び（ｃ）、図５（ｂ）及び（ｃ）参照）
すなわち、蛍光体層１１２の端部および保護層端部を被覆するように第１の封止樹脂１２の材料として半流動性アクリル樹脂（ＸＶＬ−１４ 粘度 １２０００ｃＰ 協立化学社製）をディスペンサー塗布した。この樹脂はフレキシブル回路基板２の端子部２ａ側には流動することなく、蛍光体層１１２の端部にのみ形成された。この樹脂はセンサーパネル１００から高さ１．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、ＵＶ（ultraviolet：紫外線）照射装置にて ＵＶ光（パワー ４５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

続いて、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの端部に、第２の封止樹脂１３の材料として、流動性アクリル樹脂（ＴＦ−８１４７Ｂ 粘度 ２００ｃＰ 日立化成社製）を同様に塗布したところ、塗布後１０秒で端子下部の隙間に空隙が発生することなく塗布できた。この樹脂は、センサーパネルから高さ０．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、３０度にて２０分送風して樹脂を乾燥させた。

以上のようにして、実施例４の放射線検出装置を得た。

実施例２と同様にして、センサーパネル１００に、蛍光体層１１２、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた（図４（ａ）、図５（ａ）参照）。

次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに同時に第１および第２の封止樹脂１２、１３を形成した（図４（ｂ）、（ｃ）参照）。なお、第２の封止樹脂１３は、各フレキシブル回路基板２の端子ごとに個別にその外周端部を覆うように形成した（図７参照）。

すなわち、蛍光体層１１２の端部および保護層端部を被覆するように、第１の封止樹脂１２の材料として、半流動性アクリル樹脂（ＸＶＬ−１４ 粘度 １２０００ｃＰ 協立化学社製）をディスペンサー塗布した。この樹脂は、フレキシブル回路基板２の端子部２ａ側には流動することなく、蛍光体層１１２の端部にのみ形成された。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、ＵＶ（ultraviolet：紫外線）照射装置にて、ＵＶ光（パワー ４５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

続いて、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの端部に、第２の封止樹脂１３の材料として、流動性アクリル樹脂（ＴＦ−３３４８−１５Ｆ２Ｇ 粘度 ５８００ｃＰ 日立化成社製）を同様に塗布したところ、塗布後３０秒で端子部２ａの下部の隙間に空隙が発生することなく塗布できた。この樹脂は、センサーパネル１００から高さ１．５ｍｍで形成された。樹脂形成後、ＵＶ照射装置にて、ＵＶ光（パワー １５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

以上のようにして、実施例５の放射線検出装置を得た。

上記実施例１、２、３、４、５で得られた放射線検出装置に対し、耐久性を調査するため、温度６０℃、湿度９０％の環境で１０００時間（ｈ）放置した。放置後の放射線検出装置に対し、Ｘ線を照射して画像を取得し、得られた画像から蛍光体剥がれや破損による欠陥画像があるかないかを観察したところ、実施例１、２、３、４、５のいずれも欠陥は検出されなかった。

以上の実施例１、２、３、４、５の作製条件および試験結果を表２に示す。

(比較例１)
実施例１と同様にして、センサーパネル１００に、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた。次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに同時に封止樹脂（封止剤１）を形成した（図９参照）。

封止樹脂の材料としては、流動性アクリル樹脂（ＴＦ−１１５９ＥＢ−１４ 粘度 ２００ｃＰ 日立化成社製）を塗布した。塗布後、２３℃、２０分送風乾燥して硬化させた。

このようにして得られた比較例１の装置に対し、Ｘ線を照射して画像を取得し、得られた画像を調べたところ、蛍光体端部から封止樹脂が染み込んだことが原因と思われる画像欠陥が発生していることが確認された。装置を解体したところ、蛍光体端部から約５−１０ｍｍの幅で封止樹脂が蛍光体層の空孔に染み込んでいることが確認された
(比較例２)
実施例１と同様にして、センサーパネル１００に、フレキシブル回路基板２の端子部（電極端子）２ａを貼り合わせた。次いで、蛍光体層１１２の端部とフレキシブル回路基板２の端子部２ａに同時に封止樹脂（封止剤１）を形成した（図９参照）。

封止樹脂の材料としては、半流動性アクリル樹脂（ＸＶＬ−１４ 粘度 １２０００ｃＰ 協立化学社製）をディスペンサー塗布したところ、端子下部の空隙に封止樹脂が入り込まず空隙が発生した。発生した空隙の消滅を待たずに塗布後３０秒で、ＵＶ光（パワー ４５００ｍＪ／ｃｍ^２ １０秒照射）を照射して樹脂を硬化させた。

このようにして得られた比較例１の放射線検出装置に対し、耐久性を調査するため、温度６０℃、湿度９０％、１０００時間（ｈ）放置した。放置後の放射線検出装置に対し、Ｘ線を照射して画像を取得し、得られた画像から蛍光体剥がれや破損による欠陥画像があるかないかを観察したところ、フレキシブル回路基板２の端子部２ａの腐食が原因と思われる電極部破損による画像欠陥が発生していることが確認された。フレキシブル回路基板２の端子部２ａを解体して調査したところ、その端子端部にボイドが存在し、このボイド部分から腐食部が発見された。

以上の比較例１、２の作製条件および試験結果について表３に示す。

次に、応用例を説明する。

図８は、本発明による放射線検出装置のＸ線診断システムへの応用例を示したものである。

図８において、Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、図４に示したような放射線検出装置（イメージセンサ）６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応してシンチレーター（蛍光体層）は発光し、これをセンサーパネルの光電変換素子が光電変換して、電気的情報を得る。この情報はデジタルに変換され信号処理手段となるイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室の表示手段となるディスプレイ６０８０で観察できる。

また、この情報は電話回線６０９０等の伝送処理手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなど表示手段となるディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の記録手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。また記録手段となるフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。

以上説明したように、本発明は、医療用のＸ線センサ等に応用することが可能であるが、無破壊検査等のそれ以外の用途に応用した場合にも有効である。

本発明の実施形態に係る放射線検出装置の要部構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を示す断面図である。 本発明の実施形態に係る放射線検出装置の全体構成を示す平面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置の製造方法を示す断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の実施形態に係る放射線検出装置の製造方法を示す平面図である。 本発明の他の実施形態に係る放射線検出装置を示す断面図である。 本発明の他の実施形態に係る放射線検出装置を示す平面図である。 本発明の応用例に係る放射線撮影システムの構成を示す概念図である。 従来例の放射線検出装置を示す断面図である。

符号の説明

１ 封止剤（封止樹脂）
２ フレキシブル回路基板
２ａ 端子部（端子接続部）
３ 異方導電性接着剤
１０ 染み込み部
１１ ボイド部
１２ 第１の封止樹脂（封止層）
１３ 第２の封止樹脂（封止層）
１４ 第３の封止樹脂（封止層）
１００ センサーパネル
１０１ ガラス基板
１０２ 配線部
１０３ 光電変換素子部
１０４ 電極取り出し部（電極パッド部）
１０５ 保護層（第１の保護層）
１１０ 蛍光板
１１１ 蛍光体支持基板
１１２ 蛍光体
１１３ 粘着剤

Claims (13)

1. 基板上に１次元又は２次元状に配置される複数の光電変換素子を有する光電変換部と、
   前記基板の外周部に配置される電極取り出し部と、を有するセンサーパネルと、
   前記電極取り出し部と接続部を介して電気的に接続されるフレキシブル回路基板と、
   前記光電変換部上配置され、且つ、放射線を前記光電変換素子が感知可能な光に変換する蛍光体層を有する蛍光板と、
   前記蛍光体層の端部と前記接続部の端部とを前記センサーパネル上で被覆する封止部とを有する放射線検出装置において、
   前記封止部は、前記蛍光体層の端部を被覆する第１の封止樹脂と、前記接続部の端部を被覆し、前記第１の封止樹脂と接する第２の封止樹脂とを有することを特徴とする放射線検出装置。
2. 請求項１に記載の放射線検出装置において、前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂と異なる材料により形成されてなることを特徴とする放射線検出装置。
3. 請求項１に記載の放射線検出装置において、前記第２の封止樹脂は、前記第１の封止樹脂と異なる色の材料により形成されてなることを特徴とする放射線検出装置。
4. 請求項３に記載の放射線検出装置において、前記第１の封止樹脂は、黒色系の材料で形成されてなることを特徴とする放射線検出装置。
5. 請求項１に記載の放射線検出装置において、前記封止部は、前記第１の封止樹脂および前記第２の封止樹脂と接する第３の封止樹脂を更に有することを特徴とする放射線検出装置。
6. 基板上に１次元又は２次元状に配置される複数の光電変換素子を有する光電変換部と、
   前記基板の外周部に配置される電極取り出し部と、を有するセンサーパネルと、
   前記電極取り出し部と接続部を介して電気的に接続されるフレキシブル回路基板と、
   前記光電変換部上に配置され、且つ、放射線を前記光電変換素子が感知可能な光に変換する蛍光体層を有する蛍光板と、
   前記蛍光体層の端部と前記接続部の端部とを前記センサーパネル上で被覆する封止部とを有する放射線検出装置の製造方法において、
   前記封止部を形成する工程は、第１の封止樹脂材料で前記蛍光体層の端部を被覆する工程と、前記第１の封止樹脂材料と接している第２の封止樹脂材料で前記接続部を被覆する工程とを有することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
7. 請求項６に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料と異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
8. 請求項６に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料と異なる材料の前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
9. 請求項６に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料と粘度の異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
10. 請求項６に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料とチキソ性の異なる前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
11. 請求項９に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料より低い粘度の前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
12. 請求項１０に記載の放射線検出装置の製造方法において、前記接続部の端部を被覆する工程は、前記第１の封止樹脂材料より低いチキソ性の前記第２の封止樹脂材料で被覆することを特徴とする放射線検出装置の製造方法。
13. 請求項１に記載の放射線検出装置と、
    前記放射線撮像装置からの信号を画像として処理する信号処理手段と、
    前記信号処理手段からの信号を記録する記録手段と、
    前記信号処理手段からの信号を表示する表示手段と、
    前記信号処理手段からの信号を伝送する伝送処理手段と、
    前記放射線を発生させる放射線源とを有することを特徴とする放射線撮像システム。

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