JP2006189377A - Scintillator panel, radiation detector, and radiation detection system - Google Patents
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Abstract
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。 The present invention relates to a scintillator panel, a radiation detection apparatus, a manufacturing method thereof, and a radiation imaging system used for medical diagnostic equipment, non-destructive inspection equipment, and the like, and more particularly to a scintillator panel, radiation detection equipment, and radiation used for X-ray photography. The present invention relates to an imaging system. In the present specification, description will be made assuming that the category of radiation includes electromagnetic waves such as X-rays and γ-rays.
近年、少なくとも大面積の平面に形成された光電変換素子の表面にX線を照射することによって発光する蛍光体層を積層したデジタル放射線検出装置が商品化されている。 In recent years, digital radiation detection devices in which a phosphor layer that emits light by irradiating X-rays on the surface of a photoelectric conversion element formed on at least a large area plane has been commercialized.
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(「センサーパネル」とも言う)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(「直接蒸着タイプ」又は「直接タイプ」等とも言う)が知られている。 Among these digital radiation detection devices, as disclosed in Patent Document 1, as a highly sensitive and sharp device, a photoelectric conversion element portion in which a plurality of electric elements such as photosensors and TFTs are two-dimensionally arranged A radiation detector (“direct vapor deposition type” or “direct vapor deposition type”) that directly forms a phosphor layer for converting radiation into light that can be detected by a photoelectric conversion element on a photodetector (also referred to as “sensor panel”). Also known as "direct type").
図7に、特許文献1に記載された直接タイプの放射線検出装置の概略断面図を示す。図7において、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パッシベーション膜を示し、これら要素によってセンサーパネル106が構成される。センサーパネル106上には、光電変換素子部103に対応するように蛍光体層(シンチレータ層)107が形成されている。さらに、シンチレータ層107の上面及び側面を被覆し、センサーパネル106の表面に接するように蛍光体保護層109が形成されている。また更に、蛍光体保護層109上に、蛍光体層107にて発せられた光を光電変換素子部102に向けて反射するよう反射層110が設けられ、更に反射層110を保護する反射層保護層111が設けられている。また、センサーパネル106に接し、蛍光体保護層109、反射層110、反射層保護層111からなる保護部材112の端面に封止樹脂113が設けられている。
FIG. 7 is a schematic cross-sectional view of a direct type radiation detection apparatus described in Patent Document 1. In FIG. 7, 101 is a glass substrate, 102 is a photoelectric conversion element portion comprising a photosensor and TFT using amorphous silicon, 103 is a wiring portion, 104 is an electrode extraction portion (electrode pad portion), 105 is silicon nitride or the like. A passivation film is shown, and the
また、特許文献2等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支持基板に形成したシンチレータパネルを貼り合わせてなる放射線検出装置(「貼り合わせタイプ」又は「間接タイプ」等とも言う)が知られている。 Further, as disclosed in Patent Document 2 and the like, a plurality of photosensors and electrical elements such as TFTs (Thin Film Transistors) are arranged on a photodetector including a photoelectric conversion element portion that is two-dimensionally arranged. , A radiation detection device (also referred to as “bonding type” or “indirect type”) formed by bonding a scintillator panel in which a phosphor layer for converting radiation into light that can be detected by a photoelectric conversion element is formed on a support substrate It has been known.
図8に、特許文献2に記載された間接タイプの放射線検出装置の概略断面図を示す。図8において、反射層110、反射層保護層(蛍光体下地層)114が設けられた支持基板115の反射層110が形成された表面側に蛍光体層(シンチレータ層)107が設けられて、更に蛍光体層107の表面及び側面と、支持基板115を被覆して蛍光体保護層109が設けられ、シンチレータパネル116を構成している。蛍光体層107が形成されている側のシンチレータパネル116とセンサーパネル106とが接着剤(不図示)を介して貼り合わされて、放射線検出装置を構成している。蛍光体保護層109は、ポリパラキシリレン製樹脂などの有機膜が好適に用いられる。
しかしながら、特許文献1に記載されているような直接タイプの放射線検出装置において、センサーパネル106上に蛍光体層107を形成した際に、蛍光体層に欠陥が発生した場合、欠陥不良部分が蛍光体層112だけであってもセンサーパネル100ごとに不良品として処分していた。特に、蒸着によって形成されるCsI:Na、およびCsI:Tl等のハロゲン化アルカリからなる柱状結晶構造を有する蛍光体からなる蛍光体層は、蛍光体層の形成時に異常成長(スプラッシュ)欠陥が発生する場合がある。そのため、放射線検出装置の製造工程における歩留りが低下し、また、放射線検出装置の高コスト化の原因となっている。
However, in the direct type radiation detection apparatus as described in Patent Document 1, when a defect occurs in the
また、特許文献2に記載されているような間接タイプの放射線検出装置においては、蛍光体層107の欠陥、特に柱状結晶構造を有する蛍光体層107に発生する恐れがある異常成長(スプラッシュ)欠陥が発生した場合、欠陥部分が光電変換素子部102や配線部103を圧迫したり傷つけたりする恐れがあり、更には光電変換素子部102を破壊してしまう恐れがあった。
Further, in the indirect type radiation detection apparatus as described in Patent Document 2, defects in the
また、更に間接タイプの放射線検出装置においては、シンチレータパネル116とセンサーパネル106とが有機膜からなる蛍光体保護層109や接着剤(不図示)を介して貼り合わされているため、蛍光体層107から光電変換素子部102までの距離が不均一になる恐れがあり、貼り合わせ工程における困難性の原因となっている。また、蛍光体層107として柱状結晶構造を有する蛍光体からなる蛍光体層107を用いる場合には、結晶構造の耐衝撃性が低いために、貼り合わせ工程において柱状結晶構造が破壊される恐れがあり、貼り合わせ工程における困難性の原因となっている。
Further, in the indirect type radiation detection apparatus, since the
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が形成された表面を有するセンサーパネルと、支持部材の第1表面上に配された、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少なくとも有するシンチレータパネルと、を含む放射線検出装置において、前記シンチレータパネルと前記センサーパネルとが、前記第1表面に相対する前記支持部材の第2表面と前記センサーパネルの前記表面とが対向して貼り合わされて構成されることを特徴とするものである。 A radiation detection apparatus according to the present invention includes a sensor panel having a surface on which a photoelectric conversion unit having a plurality of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a substrate is formed, and a first surface of a support member A scintillator panel having at least a phosphor layer that converts radiation into light that can be sensed by the photoelectric conversion element, wherein the scintillator panel and the sensor panel include the first surface. The second surface of the support member and the surface of the sensor panel facing each other are bonded to each other so as to face each other.
また、本発明に係るシンチレータパネルは、支持部材の第1表面上に配された、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と、前記蛍光体層の表面及び側面と前記第1表面の一部を被覆する蛍光体保護層と、を有するシンチレータパネルにおいて、
前記蛍光体保護層上に接して配された反射層と、を有することを特徴とするものである。
The scintillator panel according to the present invention includes a phosphor layer that is disposed on the first surface of the support member and converts radiation into light that can be sensed by the photoelectric conversion element, and the surface and side surfaces of the phosphor layer. A scintillator panel having a phosphor protective layer covering a part of the first surface;
And a reflective layer disposed in contact with the phosphor protective layer.
また、本発明に係る放射線検出装置及びシンチレータパネルは、少なくとも前記蛍光体層の表面及び側面と前記第1表面の一部を被覆する蛍光体保護層と、該蛍光体保護層に接して配された反射層と、を更に有することを特徴とするものである。 In addition, the radiation detection apparatus and scintillator panel according to the present invention are disposed in contact with the phosphor protective layer, a phosphor protective layer covering at least a surface and a side surface of the phosphor layer, and a part of the first surface. And a reflective layer.
本発明によれば、センサーパネルとシンチレータパネルとの貼り合わせを、シンチレータパネルの支持基板側の表面によって行われるため、蛍光体層に異常成長欠陥が発生した場合にもセンサーパネルの光電変換素子部を破壊することなく放射線検出装置を構成することが可能となる。 According to the present invention, since the bonding of the sensor panel and the scintillator panel is performed by the surface of the scintillator panel on the support substrate side, even when an abnormal growth defect occurs in the phosphor layer, the photoelectric conversion element portion of the sensor panel It is possible to configure the radiation detection apparatus without destroying.
また、本発明によれば、センサーパネルとシンチレータパネルとの貼り合わせを、シンチレータパネルの支持基板側の表面によって行われるため、センサーパネルとシンチレータパネルとの距離が平坦な支持基板表面によって制御されるため、センサーパネルとシンチレータパネルとの距離が面内で均一に制御することが容易となり、解像度のよい放射線検出装置を容易に作製することが可能となる。 Further, according to the present invention, the sensor panel and the scintillator panel are bonded together by the surface of the scintillator panel on the support substrate side, so that the distance between the sensor panel and the scintillator panel is controlled by the flat support substrate surface. Therefore, it becomes easy to uniformly control the distance between the sensor panel and the scintillator panel in the plane, and it becomes possible to easily manufacture a radiation detection apparatus with good resolution.
以下に、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。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
<第1の実施形態>
以下に、図1から図3を用いて、本発明における第1の実施形態を詳細に説明する。図1は、本発明における放射線検出装置の模式的平面図を示す。図2は、図1のA−A’における放射線検出装置の概略断面図を示す。また、図3には、本発明における放射線検出装置の端部を拡大した断面図を示す。
<First Embodiment>
Hereinafter, the first embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIGS. 1 to 3. FIG. 1 is a schematic plan view of a radiation detection apparatus according to the present invention. FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the radiation detection apparatus taken along the line AA ′ of FIG. Moreover, in FIG. 3, sectional drawing which expanded the edge part of the radiation detection apparatus in this invention is shown.
図1から図3において、1は絶縁性基板、2は光電変換素子部、3は配線部、4は電極取り出し部、5は第1の保護層、6は第2の保護層である。これら各要素1から6によってセンサーパネル7が構成される。また、8は蛍光体層、9は蛍光体保護層、10は反射層、11は反射層保護層、15は支持基板である。これら要素9から11により蛍光体保護部材12を構成し、さらに各要素8、12及び15によってシンチレータパネル16が構成される。また、13は封止樹脂、14は接着剤である。センサーパネル7の光電変換素子部2が設けられている側の表面と、シンチレータパネル16の支持基板15が設けられている側の表面とを、例えば接着剤14を介して貼り合わせることにより放射線検出装置が構成されている。更に、センサーパネル7とシンチレータパネル16の接着界面、支持基板15と蛍光体保護部材12の界面及び蛍光体保護部材12の側面を封止するように封止樹脂13が設けられている。
1 to 3, 1 is an insulating substrate, 2 is a photoelectric conversion element portion, 3 is a wiring portion, 4 is an electrode extraction portion, 5 is a first protective layer, and 6 is a second protective layer. These elements 1 to 6 constitute a sensor panel 7. Further, 8 is a phosphor layer, 9 is a phosphor protective layer, 10 is a reflective layer, 11 is a reflective layer protective layer, and 15 is a support substrate. The phosphor protective member 12 is constituted by these elements 9 to 11, and the
センサーパネル7は各要素1から6によって構成される。絶縁性基板1はガラス基板が好適に用いられる。光電変換素子部2は、ガラス基板1上に設けられ、フォトセンサー(光電変換素子)とスイッチ素子からなる画素である。フォトセンサーには、アモルファスシリコンなどにより形成されたPIN型フォトダイオード、MIS型フォトセンサーなどが好適に用いられる。また、スイッチ素子には、アモルファスシリコンやポリシリコンなどにより形成された薄膜トランジスタ(TFT)などが好適に用いられる。配線部3は絶縁性基板1上に形成され、電極取り出し部4に接続される駆動回路もしくは読み出し回路と光電変換素子部2とを電気的に接続する。第1の保護層5は、光電変換素子部2及び配線部3を被覆して保護するものであり、蛍光体層8から発せられる光を透過する材料が好適に用いられる。例えば、窒化シリコンや酸化シリコンなどの無機材料により形成される。第2の保護層6は第1の保護層5を被覆して光電変換素子部2及び配線部3に影響される第1の保護層5上の表面形状を平坦にするために用いられるものであり、例えばポリイミド、アクリル、変性アクリル樹脂、ポリスルフォン、ポリアリレート、ポリカーボネート、ポリブチレンテレフタレート、ポリエチレンテレフタレート等の透明な有機樹脂が好適に用いられる。
The sensor panel 7 is constituted by the elements 1 to 6. A glass substrate is preferably used as the insulating substrate 1. The photoelectric conversion element unit 2 is a pixel that is provided on the glass substrate 1 and includes a photosensor (photoelectric conversion element) and a switch element. As the photosensor, a PIN photodiode formed of amorphous silicon or the like, an MIS photosensor, or the like is preferably used. As the switch element, a thin film transistor (TFT) formed of amorphous silicon or polysilicon is preferably used. The
次にシンチレータパネル16は、支持基板15上に蛍光体層8を形成し、さらに蛍光体層8の表面及び側面を被覆し、且つ、支持基板15の蛍光体層8が形成された第1表面と接するように蛍光体保護層9を形成することによって得られる。また、蛍光体保護層9上に反射層10を、更に反射層10を被覆する反射層保護層11を設けることが望ましい。蛍光体層8は、放射されるX線等の放射線により発光する材料が好ましく、Gd2O2S:Tbに代表される粒子状結晶とバインダー樹脂からなるシンチレータや、CsI:Tlに代表される柱状結晶構造を有するシンチレータが好適に用いられる。特に、アモルファスシリコンからなるフォトセンサーが良好に吸収する波長領域の光を発する柱状結晶構造を有するアルカリハライド:付活剤からなるシンチレータが好適に用いられ、CsI:Tlの他に、CsI:Na,NaI:Tl,LiI:Eu,KI:Tl等が好適に用いられる。蛍光体保護層9は、蛍光体層8の防湿保護の目的で設けられているものであって、該目的にかなうものであればいずれの材料でもよいが、特に、耐湿性が高く、蛍光体発光波長領域で透過率が高く、薄層に形成しやすい樹脂材料が望ましい。例えば、CVD法によって形成可能なポリパラキシリレン等の有機膜や、シート成型されたホットメルト樹脂シート、または、粘着材シート等を用いることが望ましい。特に、水や溶剤を含まない、室温で固体であり、100%不揮発性の熱可塑性材料からなる接着性樹脂と定義され、樹脂温度が上昇すると溶融し、樹脂温度が低下すると固化し、加熱溶融状態で、他の有機材料、および無機材料に接着性をもち、常温で固体状態となり接着性を持たず、極性溶媒、溶剤、および水を含んでいないホットメルト樹脂は、加熱して溶融し冷却して固化させることによって簡便に蛍光体保護層を形成することができ望ましい。さらに蛍光体保護層9上に、蛍光体層8より発する光をセンサーパネル7へと反射するための反射層10が形成される。反射層10は、蛍光体層8からの光を反射し、且つ、外部からの水分の浸入を防止する材料が望ましく、特に金属材料が望ましい。具体的には、Al、Ag、Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt及びAu等の反射率の高い金属が望ましい。さらに、反射層10には、剛性保護の目的で樹脂(不図示)からなる反射層保護層11を積層することが望ましい。反射層保護層11は蛍光体保護層9で用いられた材料が好適に用いられる。蛍光体保護層9または反射層保護層11は、支持基板15を被覆するように形成されていてもよいが、その際には、支持基板15及び接着剤14の厚さと蛍光体保護層9または反射層保護層11との膜厚の合計が解像度に悪影響を及ぼさないように考慮されなければならない。
Next, the
ここで、支持基板15について説明する。支持基板15は、蛍光体層8によって発せられた光を効率よく光電変換素子部2に伝達しなければならない。そのため、まず支持基板15には蛍光体層8によって発せられた光を80%以上透過する特性が求められる。更に蛍光体層8によって発生された光が光電変換素子部2に到達するには支持基板15と接着剤14を透過するため、これらの合計の厚さを光電変換素子部2の1画素サイズ以下にする必要がある。ここで接着剤14は接着剤として機能するためには5μmから50μmの厚さが必要とされるため、先に述べた光電変換素子部2の1画素分の厚さから接着剤14が接着剤として機能するための厚さを引いた厚さが支持基板15の厚さとして用いられる。ここで、一般に光電変換素子部2の1画素のサイズは10〜200μmが用いられている。また更に、支持基板が蛍光体層8の形成工程及びシンチレータパネル16とセンサーパネル7との貼りあわせ工程において破損しない機械的強度が必要とされる。そのような機械的強度を得るためには、支持基板15の厚さは少なくとも20μm以上の厚さが必要とされる。したがって、支持基板15の厚さは20μmから195μmが好適に用いられる。また、アルカリハライド:付活剤からなる蛍光体層8が用いられる場合、蛍光体層8の形成時の真空蒸着時に必要とされる熱、及び蛍光体層8の発光量を向上させるための活性化の際の熱処理工程に必要とされる熱は少なくとも支持基板15は100℃以上であるため、上記熱処理時に与えられる熱、100〜120℃の耐熱性が求められる。上記必要とされる厚さを満たし、さらに上記必要とされる耐熱性を満たす支持基板15の材料としては、ポリイミド、ポリスルフォン、ポリエーテルスルフォン、ポリアリレート(全芳香族ポリエステル)、ポリカーボネート、ポリアミドイミド、ポリエーテルイミド、変性アクリル樹脂が好適に用いられる。
Here, the
センサーパネル7の光電変換素子部2が設けられている側の表面と、シンチレータパネル16の支持基板15が設けられている側の表面とを、例えば接着剤14を介して貼り合わせることにより放射線検出装置が構成されている。接着剤14は、シンチレータパネル16の支持基板15の蛍光体層8が設けられた第1表面と相対する第2表面と、センサーパネル7の光電変換素子部2が設けられている側の表面との間に設けられ、アクリル系樹脂接着剤やシリコン系樹脂接着剤、またはホットメルト樹脂などが好適に用いられる。更に、センサーパネル7とシンチレータパネル16の接着界面、支持基板15と蛍光体保護部材12の界面及び蛍光体保護部材12の側面を封止するように封止樹脂13が設けられている。
Radiation detection is performed by bonding the surface of the sensor panel 7 on the side where the photoelectric conversion element portion 2 is provided and the surface of the
図3に、本発明における放射線検出装置の端部を拡大した断面図を示す。ここで、蛍光体層8は一般的にはその端部において厚さが薄くなる膜厚特性を有するため、蛍光体層8は光電変換素子部2が集合した有効画素領域上では概略同等な膜厚を有するよう形成されるように、有効画素領域より大きく設けられる必要がある。そのため支持基板15は有効画素領域よりも大きなものが用いられる。また、支持基板15が電極取り出し部4に重ならないように設けられなければならない。
FIG. 3 shows an enlarged cross-sectional view of the end of the radiation detection apparatus according to the present invention. Here, since the phosphor layer 8 generally has a film thickness characteristic that the thickness is reduced at the end portion, the phosphor layer 8 is a substantially equivalent film on the effective pixel region where the photoelectric conversion element portions 2 are assembled. It is necessary to provide a larger area than the effective pixel region so as to have a thickness. Therefore, the
図4に、本発明におけるシンチレータパネル16とセンサーパネル7の貼り合わせ工程を説明する概略断面図を示す。図4を用いて本発明における貼り合わせ工程を説明する。
In FIG. 4, the schematic sectional drawing explaining the bonding process of the
まず、センサーパネル7の第2の保護層6の表面上に接着剤14を準備する。次に、シンチレータパネル16が湾曲しないように保持し、シンチレータパネル7の蛍光体層8が形成された支持基板15の第1表面と相対する第2の表面側を、センサーパネル7の光電変換素子部2が形成された側の表面と対向するように位置決めをしてセンサーパネル7上の接着剤14の上に重ねる。次に、シンチレータパネル16とセンサーパネル7を接着剤14を介して重ねた状態で、真空プレス装置20の加熱ステージ23上にセットし、真空プレス装置20内を700mmHg程度に排気して接着剤14とシンチレータパネル16との間に存在する気泡を除去する。次にダイヤフラムゴムからなるプレス部材21によって加圧し、さらに加熱ステージ23を所定の温度に加温して保持する。その後加温をとめて接着剤14が硬化する温度まで冷却し、接着剤14が硬化した後に真空プレス装置20から取り出す。以上の工程によりセンサーパネル7とシンチレータパネル16とが接着剤14を介して貼り合わされた放射線検出装置が得られる。
First, the adhesive 14 is prepared on the surface of the second
本実施形態において、真空プレス装置20を用いた貼り合わせ工程を説明したが、これに限定されるものではなく、例えばシンチレータパネル16上からロールラミネートを用いて加圧することによって接着してもよい。
In the present embodiment, the bonding process using the vacuum press device 20 has been described. However, the present invention is not limited to this, and for example, bonding may be performed by applying pressure from above the
<第2の実施形態>
図5を用いて、本発明における第2の実施形態を詳細に説明する。図5は、第2の実施形態における放射線検出装置の概略断面図を示す。本実施形態において、第1の実施形態との相違点は、支持基板15と蛍光体層8との間に蛍光体下地層17を設けた点である。その他の構成要素及び形成方法は第1の実施形態と同様であるため、詳細な説明は割愛する。
<Second Embodiment>
The second embodiment of the present invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of the radiation detection apparatus according to the second embodiment. The present embodiment is different from the first embodiment in that a phosphor base layer 17 is provided between the
蛍光体下地層17は、蛍光体層8がアルカリハライド:不活剤からなる柱状結晶構造を有するものである際に好適に設けられる。例えばCsI:Tlを蛍光体層8として用いた場合、蒸着開始表面が充分な平坦性を有していないと、異常成長(スプラッシュ)欠陥の原因となることがある。また、CsI:Tlは水分による潮解性を有しているため、シンチレータパネル16の外部からの水分の侵入を防止することが必要とされる。更にCsI:Tlと支持基板15の表面の密着性が悪いと、蛍光体層8が支持基板15から剥離してしまう恐れがある。上記問題を解決するために、支持基板15と蛍光体層8との間に蛍光体下地層17を設けることが好ましい。蛍光体下地層17の厚さは、0.1μmから20μmの厚さが望ましい。また、蛍光体下地層17の材料としては、ポリパラキシリレン、ポリジクロロパラキシリレン、ポリテトラクロロポリパラキシリレン等の有機膜、エチレンやスチレンをモノマーとするプラズマ重合法によって形成される有機膜、などの光透過性が高く且つ透湿性が低い有機膜を用いることが好ましい。また、SiO2,SiN,TiO2,MgF2などの光透過性が高く且つ透湿性が低い無機膜を用いることが可能である。
The phosphor underlayer 17 is suitably provided when the phosphor layer 8 has a columnar crystal structure made of an alkali halide: an inactive agent. For example, when CsI: Tl is used as the phosphor layer 8, if the deposition start surface does not have sufficient flatness, it may cause abnormal growth (splash) defects. Further, since CsI: Tl has deliquescence due to moisture, it is necessary to prevent moisture from entering from the outside of the
<実施例1>
以下に、図1から4に基づく第1の実施形態に示された放射線検出装置の実施例を具体的に示す。
<Example 1>
Examples of the radiation detection apparatus shown in the first embodiment based on FIGS. 1 to 4 will be specifically described below.
厚さ0.7mmのガラス基板1の表面における430mm×430mmの領域に、アモルファスシリコンからなるPIN型フォトダイオードとTFTによって構成される画素サイズ160μm×160μmの光電変換素子部2が2次元状に複数個形成され、また、PIN型フォトダイオードにバイアスを印加するバイアス配線、TFTに駆動信号を印加する駆動配線、TFTによって転送された信号電荷を出力する信号配線などのAlからなる配線部3が形成される。次に、光電変換素子部2及び配線部3を被覆して窒化シリコンからなる第1の保護層5を形成する。更に第1の保護層5上にポリイミドからなる第2の保護層6を形成し、電極取り出し部4となる領域上の第1及び第2の保護層を除去して電極取り出し部4を設ける。以上の工程によりセンサーパネル7が形成された。
In a region of 430 mm × 430 mm on the surface of a glass substrate 1 having a thickness of 0.7 mm, a plurality of photoelectric conversion element portions 2 each having a pixel size of 160 μm × 160 μm constituted by PIN photodiodes and TFTs made of amorphous silicon are two-dimensionally formed. In addition, a
次に、保持基板である石英ガラス上に紫外線により分解する接着剤を介して厚さ25μmのポリエーテルイミドからなる支持基板15を準備し、支持基板15の第1表面上にヨウ化セシウム(CsI)にタリウム(Tl)が添加された、柱状結晶構造のCsI:Tlを、真空蒸着法により成膜時間4時間で厚さ550μm形成した。Tlの添加濃度は0.1〜0.3mol%であった。CsI:Tlの柱状結晶の頂面側(蒸着終了表面側)の柱径は平均約5μmであった。形成されたCsI:Tlを200℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で2時間熱処理することによって、蛍光体層8を得た。次に、蛍光体層8の表面及び側面を被覆し、支持基板15の第1表面と接するように、ポリパラキシリレン製樹脂からなる蛍光体保護層9を、熱CVD法により厚さ50μm形成する。更に蛍光体保護層9上にAl:40μmからなる反射層10を設け、更にCVD法により形成されたポリパラキシリレン製樹脂:50μmからなる反射層保護層11を形成して、蛍光体保護部材12を得た。そして保持基板である石英ガラス上から紫外線を照射して接着剤を分解して支持基板15を剥離した。以上の工程によりシンチレータパネル16が形成された。
Next, a
次に、センサーパネル7の第2の保護層6上に厚さ20μmのホットメルト樹脂(溶融開始温度77℃)からなる接着剤14を準備する。次に、シンチレータパネル16が湾曲しないように保持し、シンチレータパネル16の蛍光体層8が形成された支持基板15の第1表面と相対する第2の表面側を、センサーパネル7の光電変換素子部2が形成された側の表面と対向するように位置決めをしてセンサーパネル7上の接着剤14の上に重ねる。次に、シンチレータパネル16とセンサーパネル7を接着剤14を介して重ねた状態で、真空プレス装置20の加熱ステージ23上にセットし、真空プレス装置20内を700mmHg程度に排気して接着剤14とシンチレータパネル16との間に存在する気泡を除去する。次にダイヤフラムゴムからなるプレス部材21によって加圧圧力5kg/cm2で加圧し、さらに加熱ステージ23を120℃に加温して保持する。その後加温をとめて40℃まで冷却し、接着剤14が硬化した後に真空プレス装置20から取り出す。さらに、センサーパネル7上の電極取り出し部4に、異方導電性接着剤(不図示)を介してフレキシブル回路基板(不図示)の端子部を熱圧着した。以上の工程によりセンサーパネル7とシンチレータパネル16とが接着剤14を介して貼り合わされた放射線検出装置が得られた。
Next, an adhesive 14 made of a hot-melt resin (melting start temperature 77 ° C.) having a thickness of 20 μm is prepared on the second
以上のようにして作製した放射線検出装置を、60℃、90%の温度、湿度試験槽に1000時間保存した。その結果、蛍光体層7の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層7の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
<実施例2>
以下に、図4及び図5に基づく第2の実施形態に示された放射線検出装置の実施例を具体的に示す。本実施例において、実施例1との相違点は、支持基板15と蛍光体層8との間に蛍光体下地層17を設けた点である。
<Example 2>
An example of the radiation detection apparatus shown in the second embodiment based on FIGS. 4 and 5 will be specifically described below. In the present embodiment, the difference from the first embodiment is that a phosphor base layer 17 is provided between the
厚さ0.7mmのガラス基板1の表面における430mm×430mmの領域に、アモルファスシリコンからなるMIS型フォトセンサーとTFTによって構成される画素サイズ160μm×160μmの光電変換素子部2が2次元状に複数個形成され、また、MIS型フォトセンサーにバイアスを印加するバイアス配線、TFTに駆動信号を印加する駆動配線、TFTによって転送された信号電荷を出力する信号配線などのAlからなる配線部3が形成される。次に、光電変換素子部2及び配線部3を被覆して窒化シリコンからなる第1の保護層5を形成する。更に第1の保護層5上にポリイミドからなる第2の保護層6を形成し、電極取り出し部4となる領域上の第1及び第2の保護層を除去して電極取り出し部4を設ける。以上の工程によりセンサーパネル7が形成された。
In a region of 430 mm × 430 mm on the surface of a glass substrate 1 having a thickness of 0.7 mm, a plurality of photoelectric conversion element portions 2 each having a pixel size of 160 μm × 160 μm constituted by MIS type photosensors and TFTs made of amorphous silicon are two-dimensionally formed. In addition, a
次に、保持基板である石英ガラス上に紫外線により分解する接着剤を介して厚さ25μmのポリイミドからなる支持基板15を準備し、支持基板15の第1表面上にポリパラキシリレン製の有機膜からなる蛍光体下地層17を厚さ10μm形成する。次に形成された蛍光体下地層17上に、ヨウ化セシウム(CsI)にタリウム(Tl)が添加された、柱状結晶構造のCsI:Tlを、真空蒸着法により成膜時間4時間で厚さ550μm形成した。Tlの添加濃度は0.1〜0.3mol%であった。CsI:Tlの柱状結晶の頂面側(蒸着終了表面側)の柱径は平均約5μmであった。形成されたCsI:Tlを200℃の窒素雰囲気下のクリーンオーブン内で2時間熱処理することによって、蛍光体層8を得た。次に、蛍光体層8の表面及び側面を被覆し、蛍光体下地層17と接するように、ポリパラキシリレン製樹脂からなる蛍光体保護層9を、熱CVD法により厚さ50μm形成する。更に蛍光体保護層9上にAl:40μmからなる反射層10を設け、更にCVD法により形成されたポリパラキシリレン製樹脂:50μmからなる反射層保護層11を形成して、蛍光体保護部材12を得た。そして保持基板である石英ガラス上から紫外線を照射して接着剤を分解して支持基板15を剥離した。以上の工程によりシンチレータパネル16が形成された。
Next, a
次に、センサーパネル7の第2の保護層6上に厚さ20μmのホットメルト樹脂からなる接着剤14を準備する。次に、シンチレータパネル16が湾曲しないように保持し、シンチレータパネル7の蛍光体層8が形成された支持基板15の第1表面と相対する第2の表面側を、センサーパネル7の光電変換素子部2が形成された側の表面と対向するように位置決めをしてセンサーパネル7上の接着剤14の上に重ねる。次に、シンチレータパネル16とセンサーパネル7を接着剤14を介して重ねた状態で、真空プレス装置20の加熱ステージ23上にセットし、真空プレス装置20内を700mmHg程度に排気して接着剤14とシンチレータパネル16との間に存在する気泡を除去する。次にダイヤフラムゴムからなるプレス部材21によって加圧圧力5kg/cm2で加圧し、さらに加熱ステージ23を120℃に加温して保持する。その後加温をとめて40℃まで冷却し、接着剤14が硬化した後に真空プレス装置20から取り出す。さらに、センサーパネル7上の電極取り出し部4に、異方導電性接着剤(不図示)を介してフレキシブル回路基板(不図示)の端子部を熱圧着した。以上の工程によりセンサーパネル7とシンチレータパネル16とが接着剤14を介して貼り合わされた放射線検出装置が得られた。
Next, an adhesive 14 made of a hot-melt resin having a thickness of 20 μm is prepared on the second
以上のようにして作製した放射線検出装置を、60℃、90%の温度、湿度試験槽に1000時間保存した。その結果、蛍光体層7の位置ずれ、各層間の剥離等の外観不良は発生しなかった。また、蛍光体層7の、水や溶剤に起因する腐食及び潮解による発光強度の劣化も全く認められず、高信頼性の放射線検出装置が得られた。 The radiation detector produced as described above was stored in a 60 ° C., 90% temperature, humidity test tank for 1000 hours. As a result, the appearance defect such as the displacement of the phosphor layer 7 and peeling between the layers did not occur. Further, the phosphor layer 7 was not corroded due to water or a solvent, and the emission intensity was not deteriorated due to deliquescence, and a highly reliable radiation detection apparatus was obtained.
<応用例>
図6は、本発明による放射線検出装置を用いたX線診断システムへの応用例を示したものである。
<Application example>
FIG. 6 shows an application example to an X-ray diagnosis system using the radiation detection apparatus according to the present invention.
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、シンチレータ(蛍光体)を上部に実装した放射線検出装置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は発光し、これを光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディ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。
The X-ray 6060 generated by the
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により記録媒体となるフィルム6110に記録することもできる。 Further, this information can be transferred to a remote place by transmission processing means such as a telephone line 6090, and can be displayed on a display 6081 serving as a display means such as a doctor room in another place or stored in a recording means such as an optical disk. It is also possible for a doctor to make a diagnosis. Moreover, it can also record on the film 6110 used as a recording medium by the film processor 6100 used as a recording means.
本発明は、医療診断機器、非破壊検査機器等に用いられる、放射線検出装置やシンチレータパネルに用いられるものである。 The present invention is used for a radiation detection apparatus and a scintillator panel used for medical diagnostic equipment, non-destructive testing equipment, and the like.
1,101 基板
2,102 光電変換素子部
3,103 配線部
4,104 電極取り出し部
5,105 第1の保護層(パッシベーション膜)
6 第2の保護膜(平坦化膜)
7,106 センサーパネル
8,107 蛍光体層
9,109 蛍光体保護層
10,110 反射層
11,111 反射層保護層
12,112 蛍光体保護部材
13,113 封止樹脂
14, 接着剤
15,115 支持基板
16,116 シンチレータパネル
17,114 蛍光体下地層
20 真空プレス装置
21 プレス部材
22 ヒータ
23 加熱ステージ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1,101 Board | substrate 2,102 Photoelectric conversion element part 3,103 Wiring part 4,104 Electrode extraction part 5,105 1st protective layer (passivation film)
6 Second protective film (flattening film)
7, 106
Claims (10)
支持部材の第1表面上に配された、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少なくとも有するシンチレータパネルと、
を含む放射線検出装置において、
前記シンチレータパネルと前記センサーパネルとが、前記第1表面に相対する前記支持部材の第2表面と前記センサーパネルの前記表面とが対向して貼り合わされて構成されることを特徴とする放射線検出装置。 A sensor panel having a surface on which a photoelectric conversion unit having a plurality of photoelectric conversion elements arranged one-dimensionally or two-dimensionally on a substrate is formed;
A scintillator panel having at least a phosphor layer disposed on the first surface of the support member for converting radiation into light that can be sensed by the photoelectric conversion element;
In a radiation detection apparatus including:
The scintillator panel and the sensor panel are configured such that a second surface of the support member facing the first surface and the surface of the sensor panel are bonded to face each other. .
前記放射線検出装置からの信号を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ための記録手段と、
前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、
前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、
前記放射線を発生させるための放射線源とを具備することを特徴とする放射線検出システム。 The radiation detection apparatus according to any one of claims 1 to 5,
Signal processing means for processing signals from the radiation detection device;
Recording means for recording a signal from the signal processing means;
Display means for displaying a signal from the signal processing means;
Transmission processing means for transmitting a signal from the signal processing means;
A radiation detection system comprising: a radiation source for generating the radiation.
前記蛍光体保護層上に接して配された反射層と、を有することを特徴とするシンチレータパネル。 A phosphor layer disposed on the first surface of the support member that converts radiation into light that can be sensed by the photoelectric conversion element, and covers the surface and side surfaces of the phosphor layer and a part of the first surface. A scintillator panel having a phosphor protective layer,
A scintillator panel, comprising: a reflective layer disposed on and in contact with the phosphor protective layer.
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