JP2008139124A

JP2008139124A - 放射線二次元検出器

Info

Publication number: JP2008139124A
Application number: JP2006324956A
Authority: JP
Inventors: Masatomo Kaino; 正知貝野
Original assignee: Shimadzu Corp
Current assignee: Shimadzu Corp
Priority date: 2006-11-30
Filing date: 2006-11-30
Publication date: 2008-06-19

Abstract

【課題】ＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜を放射線検出層とする大面積の放射線二次元検出器については、Ｃｄ等人体に有害な物質が含まれているので、使用中落下等の衝撃を受けた場合ＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜が破損して飛散し、その一部が人体に吸収されることは非常に危険である。またＴＦＴ基板と放射線検出基板のＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜を接続する接続バンプは長時間空気にふれると次第に酸化して劣化するおそれがある。さらに大面積のＴＦＴ基板は高価なので、放射線検出基板に何らかの不具合や劣化が発見された場合、放射線二次元検出器から取り出して再利用できるようにすることも必要である。
【解決手段】ＴＦＴ基板１に放射線検出基板２を覆うアルミニウム製のカバー１２を、ＴＦＴ基板１の耐熱温度より低い温度で軟化する熱可塑性接着剤１３により接着し、その中に不活性ガスを注入封止する。
【選択図】図１

Description

本発明は医療分野、工業分野等において使用される放射線二次元検出器に関する。

放射線固体検出器に用いられる放射線検出用半導体膜としては室温動作が可能で高感度のＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの単結晶がよく用いられる。ただし医療用分野等ではＸ線検出用のイメージインテンシファイアの代わりに用いられる関係上、大面積の放射線検出器が必要であり、そのためにベース基板上にＣｄＴｅ粉末材料またはＣｄＺｎＴｅ粉末材料を近接昇華法により堆積して放射線検出層を成膜する方法が考案されている（例えば特許文献１参照）。しかし近接昇華法では４００度Ｃ以上の成膜温度が必要になるが、ガラス基板上にＸＹマトリクス状の電極配線、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）、電化蓄積容量等が形成されたアクティブマトリクス基板（以下ＴＦＴ基板と呼ぶ）はＴＦＴの耐熱温度が約３００度Ｃのため、その上にＣｄＴｅやＣｄＺｎＴｅの放射線検出層を直接成膜することができない。そのためあらかじめＴＦＴ基板と放射線検出基板をそれぞれ形成した後、ＴＦＴ基板の電極上に画素ごとに独立して配置された導電性接続材から成る接続バンプ等により両基板を貼り合わせる方法が考案されている（例えば特許文献２参照）。
なお、堆積されたＣｄＴｅを主成分とする半導体膜及びＣｄＺｎＴｅ主成分とする半導体膜を、以下適宜、ＣｄＴｅ膜、及び、ＣｄＺｎＴｅ膜と称する。

図２に上記の方法で製造される放射線二次元検出器の構成例を示す。ここで図２（ａ）は放射線二次元検出器を上から見た平面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）のＡＡ断面図である。図２において１は上述のＴＦＴ基板であり、その上にアンプＩＣ、ゲートＩＣ、アンプ基板およびゲート基板（これらは本発明の内容に特に関係ないので図示しない）が実装されている。２は同じく上述の近接昇華法により成膜された放射線検出層を有する放射線検出基板であり、例えばガラス等により構成されるベース基板７に放射線検出層であるＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９が形成されている。そして研磨により平坦化された放射線検出基板２のＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９のベース基板７と反対側の面は、ＴＦＴ基板１にマトリクス状に形成された画素電極１０上に画素ごとに独立して配置された導電性接続材から成る接続バンプ１１により、隣接画素同士の電気的クロストークがない状態でＴＦＴ基板１と貼り合わせられている。
特開２００１−２４２２５５号公報特開２０００−３０７０９１号公報

上記の構成のＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜を放射線検出層とする大面積の放射線二次元検出器については、放射線検出層にＣｄ等人体に有害な物質が含まれているので、使用中落下等の衝撃を受けた場合ＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜が破損して飛散し、有害物質が人体に吸収されることは非常に危険である。またＴＦＴ基板と放射線検出基板のＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜を接続する接続材料は長時間空気にふれると次第に酸化して劣化し、放射線二次元検出器の不具合に至るおそれがある。さらに大面積のＴＦＴ基板は高価なので、放射線二次元検出器はＴＦＴ基板以外のものに起因する不具合が発見された場合、ＴＦＴ基板を再利用できる構造であることが望ましい。本発明はこれらの問題を解決するためのものである。

請求項１記載の発明は上記の目的を達成するために、ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを主成分とする放射線検出用の半導体膜を有する放射線検出基板とマトリクス状に配置された複数の画素電極と前記画素電極に連接するスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板を異方導電性材料または画素ごとに独立して配置された導電性材料により貼り合わせ接続して構成される放射線二次元検出器において、前記放射線検出基板を密封するカバーを設けたことを特徴とする放射線二次元検出器を提供する。

請求項２記載の発明は上記の目的を達成するために、カバーをアクティブマトリクス基板に接着して放射線検出基板を密封する請求項１記載の放射線二次元検出器を提供する。

請求項３記載の発明は上記の目的を達成するために、接着は液化温度がアクティブマトリクス基板の耐熱温度より低い熱可塑性接着剤により行う請求項２記載の放射線二次元検出器を提供する。

請求項５記載の発明は上記の目的を達成するために、カバーとアクティブマトリクス基板により密封された空間に空気の代わりに不活性ガスを充填した請求項１〜請求項３記載の放射線二次元検出器を提供する。

本発明により放射線検出基板を覆うカバーを設け、熱可塑性接着剤でＴＦＴ基板に接着し、カバー内に不活性ガスを充填して密封することにより、放射線二次元検出器が落下等の衝撃を受けた場合でもＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜に含まれる人体に有害な物質の飛散を防止することができるとともに、接続材料の酸化による劣化を防ぐことができる。また熱可塑性接着剤を加熱して軟化させることによりカバーをＴＦＴ基板から取り外すことができるので、その後放射線検出基板との接続を引き剥がしてＴＦＴ基板を再利用することも可能である。

本発明の実施例について図１を用いて説明する。ここで図１（ａ）は本発明による放射線二次元検出器を上から見た平面図であり、図１（ｂ）は図１（ａ）のＡＡ断面図である。図１において１は上述のＴＦＴ基板であり、その上にアンプＩＣ、ゲートＩＣ、アンプ基板およびゲート基板（これらは本発明の内容に特に関係ないので図示しない）が実装されている。２は同じく上述の近接昇華法により成膜された放射線検出層を有する放射線検出基板であり、例えばガラス等により構成されるベース基板７に放射線検出層であるＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９が形成されている。そして研磨により平坦化された放射線検出基板２のＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９のベース基板７と反対側の面は、ＴＦＴ基板１にマトリクス状に形成された画素電極１０上に画素ごとに独立して配置された導電性接続材から成る接続バンプ１１により、隣接画素同士の電気的クロストークがない状態でＴＦＴ基板１と貼り合わせられている。

以上は背景技術の項で述べた大面積の放射線二次元検出器の構成と同じであるが、本発明による放射線二次元検出器においてはさらにＴＦＴ基板１に接続バンプ１１により接続された放射線検出基板２を覆う、放射線吸収が少なくかつ堅牢な材質、例えばアルミニウム等、により形成された底面のない直方体の箱状のカバー１２が、ＴＦＴ基板１の耐熱温度（約３００度Ｃ）より低い温度（例えば４０度Ｃ以上）で軟化する熱可塑性接着剤１３により、ＴＦＴ基板１に接着固定されている。

そしてカバー１２には開閉可能な２個のバルブ（図示しない）が設けられており、それぞれのバルブは開閉されることによりカバー１２とＴＦＴ基板１により囲まれる空間と外部との空気の流通を許可または禁止することができるので、放射線二次元検出器の組み立て時にカバー１２を熱可塑性接着剤１３によりＴＦＴ基板１に接着固定した後、一方のバルブにポンプ（図示しない）を、他方のバルブに不活性ガスの入ったボンベ（図示しない）をゴム管（図示しない）等により接続し、両方のバルブを開いた状態でポンプを作動させて内部の空気を排出する。その後ボンベ自身に取り付けられているバルブを開いて不活性ガスをカバー１２とＴＦＴ基板１により囲まれる空間に注入し充満させた後、両方のバルブを閉じる。さらにボンベ自身に取り付けられているバルブを閉じ、ポンプを停止させ、ゴム管等を取り外す。

以上によりＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９を含む放射線検出基板２がＴＦＴ基板１に接着固定されたアルミニウム製の箱状のカバー１２に覆われるので、放射線二次元検出器が落下等の衝撃を受けた場合でもＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜９に含まれる人体に有害な物質の飛散を防止することができるとともに、カバー１２内に不活性ガスが注入封止されることにより、接続バンプ１１の酸化による劣化を防ぐことができる。またカバー１２は熱可塑性接着剤１３によりＴＦＴ基板１に接着固定されているため、例えばホットプレート（図示しない）の上に放射線二次元検出器をＴＦＴ基板１がホットプレートの加熱面に接するように載せて加熱し、熱可塑性接着剤１３を軟化させることによりカバー１２をＴＦＴ基板１から取り外すことができるので、放射線検出基板２等ＴＦＴ基板１以外に何らかの不具合が発見された場合、ＴＦＴ基板１を放射線検出基板２から引き剥がして再利用することが可能である。

上記の実施例ではカバー１２の材質をアルミニウムとしたが、放射線吸収が少なくかつ落下等の衝撃により容易には破損しない堅牢な材質であればこれにこだわるものではなく、樹脂、カーボン、ゴム等他の材質であってもよい。

上記の実施例ではカバー１２の形状を直方体としたが、ＴＦＴ基板１とともに放射線検出基板２を密封して覆う形状であればどのような形でもよい。

上記の実施例ではＴＦＴ基板１にマトリクス状に形成された画素電極１０上に画素ごとに独立して配置された導電性接続材から成る接続バンプ１１により放射線検出基板２をＴＦＴ基板１と接続したが、隣接画素同士の電気的クロストークがない状態で接続されるのであれば、画素ごとに独立して配置された導電性接続材から成る接続バンプ１１の代わりに、各画素が接続面に対して法線方向にのみ導通を得ることができる異方導電性材料により接続してもよい。

本発明の放射線二次元検出器の実施例を説明するための図である。従来の放射線二次元検出器の構成を説明するための図である。

符号の説明

１：ＴＦＴ基板
２：放射線検出基板
７：ベース基板
９：ＣｄＴｅ膜またはＣｄＺｎＴｅ膜
１０：画素電極
１１：接続バンプ
１２：カバー
１３：熱可塑性接着剤

Claims

ＣｄＴｅ又はＣｄＺｎＴｅを主成分とする放射線検出用の半導体膜を有する放射線検出基板とマトリクス状に配置された複数の画素電極と前記画素電極に連接するスイッチング素子とを有するアクティブマトリクス基板を異方導電性材料または画素ごとに独立して配置された導電性材料により貼り合わせ接続して構成される放射線二次元検出器において、前記放射線検出基板を密封するカバーを設けたことを特徴とする放射線二次元検出器。
カバーをアクティブマトリクス基板に接着して放射線検出基板を密封することを特徴とする請求項１記載の放射線二次元検出器。
接着は液化温度がアクティブマトリクス基板の耐熱温度より低い熱可塑性接着剤により行うことを特徴とする請求項２記載の放射線二次元検出器。
放射線検出基板が密封された空間に空気の代わりに不活性ガスを充填したことを特徴とする請求項１〜請求項３記載の放射線二次元検出器。