JP2010190610A - 放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】基板間に減圧された内部空間が形成された放射線検出パネルの生産性を向上させることが可能な放射線検出パネルの製造方法を提供する。
【解決手段】放射線検出パネル3の製造方法は、複数の光電変換素子15が配列された第1の基板4を載置する第1基板載置工程(S1)と、光電変換素子15の全周に接着剤22を配置する接着剤配置工程(S2)と、接着剤22を介して、シンチレータ6が形成された第2の基板5を、シンチレータ6と光電変換素子15とが対向するように載置する第2基板載置工程(S3)と、第1、第2の基板4、5と接着剤22とで形成される内部空間Cを減圧して、第1、第2の基板4、5を貼り合わせる減圧貼り合わせ工程(S5)とを有し、第2基板載置工程(S3)で第2の基板5を載置した際、第1の基板4や第2の基板5と接着剤22との間に間隙Gが形成されるように接着剤22の粘度やチクソ比が調整されている。
【選択図】図12
【解決手段】放射線検出パネル3の製造方法は、複数の光電変換素子15が配列された第1の基板4を載置する第1基板載置工程(S1)と、光電変換素子15の全周に接着剤22を配置する接着剤配置工程(S2)と、接着剤22を介して、シンチレータ6が形成された第2の基板5を、シンチレータ6と光電変換素子15とが対向するように載置する第2基板載置工程(S3)と、第1、第2の基板4、5と接着剤22とで形成される内部空間Cを減圧して、第1、第2の基板4、5を貼り合わせる減圧貼り合わせ工程(S5)とを有し、第2基板載置工程(S3)で第2の基板5を載置した際、第1の基板4や第2の基板5と接着剤22との間に間隙Gが形成されるように接着剤22の粘度やチクソ比が調整されている。
【選択図】図12
Description
本発明は、放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法に関する。
基板上にフォトダイオード等の複数の光電変換素子を二次元状に配列し、光電変換素子の放射線入射側にシンチレータを配置した放射線検出パネルを用いた放射線画像検出器(Flat Panel Detector(FPD)ともいう。)が開発されている。このような放射線画像検出器は、通常、放射線検出パネルに照射された放射線をシンチレータで可視光等の他の波長の光に変換し、変換した光を光電変換素子に入射させて素子内で電荷を発生させ、発生した電荷を取り出すことで、放射線情報を変換して最終的に電気信号として検出するように構成される。
放射線検出パネルとしては、例えば特許文献1に示されるように、基板の一方の面上に形成された光電変換素子等を被覆するように透明な樹脂等が塗布されて平坦化層(シンチレータ下地層)が形成され、その上方、すなわちその放射線入射側にシンチレータが配置される。その際、シンチレータとして、図23に示すように、例えばCsI:Tl等の母体材料内に発光中心物質が付活された蛍光体102を柱状に成長させて柱状結晶とし、そのような柱状結晶が多数形成されてなるシンチレータ101が用いられる場合があり、その場合、シンチレータ101は、通常、柱状構造の軸方向が、図示しない基板表面に直交するように配置される。
このように配置されると、放射線の照射を受けたシンチレータ101の各蛍光体102の内部で光が発生し、あたかも光ファイバのように光がそれぞれ蛍光体102の柱状結晶内を軸方向に伝播して鋭角状の先端Paから出力され、蛍光体102の柱状結晶の直下に位置する図示しない光電変換素子に的確に入射する。そのため、蛍光体102内で発生した光の軸方向に直交する方向への拡散が抑制され、得られた放射線画像の鮮鋭性が向上するという利点がある。
ところで、特許文献1では、図24に示すように、柱状結晶構造の蛍光体102を有するシンチレータ101を支持基板103(以下、シンチレータ基板103という。)上に形成しておき、そのシンチレータ基板103と、光電変換素子104が形成された基板105(以下、素子基板105という。)とを、シンチレータ101の蛍光体102の鋭角状の先端Paと光電変換素子104とが対向する状態で貼り合わせて放射線検出パネル100を形成する技術が記載されている。なお、図24の例では、光電変換素子104等は表面が平坦化された平坦化層106で被覆されており、また、107は信号線等の配線を表す。
そして、シンチレータ101の蛍光体102の鋭角状の先端Pa側をホットメルト樹脂108で被覆してシンチレータ保護層を形成しておき、ホットメルト樹脂108の接着性を活用してシンチレータ101と平坦化層106とを接着することで素子基板105とシンチレータ基板103とを貼り合わせることが提案されている。
しかし、このように、ホットメルト樹脂108や新たに塗布される接着剤109を介してシンチレータ101と平坦化層106とを貼り合わせた場合、シンチレータ101の蛍光体102の各柱状結晶の長さが均一でなかったり、ホットメルト樹脂108の厚さが均一でなかったり、或いは接着剤109が均一に塗布されない等して、蛍光体102の鋭角状の先端Paと光電変換素子104との距離Lが全体的に必ずしも一様でない状態に形成される場合がある。
このように、蛍光体102の鋭角状の先端Paと光電変換素子104との距離Lが一様でないと、距離Lが短い部分では、蛍光体102の鋭角状の先端Paから出力された光がさほど拡散されないうちに光電変換素子104に入射されるため、画像の鮮鋭性が高くなるが、距離Lが長い部分では、蛍光体102の先端Paから出力された光の一部が柱状結晶の軸方向に直交する方向に拡散されて直下の光電変換素子104に入射されない割合が増えるため、その部分では画像の鮮鋭性が低下する。そのため、得られた放射線画像の鮮鋭性が、放射線画像の各部分ごとにまちまちになり、一様でなくなってしまうという問題があった。
この問題は、シンチレータ101の蛍光体102を上記のような柱状結晶状に形成する場合だけでなく、図25に示すように、層状に形成した場合でも同様である。すなわち、例えば、層状に形成されたシンチレータ101の蛍光体102と光電変換素子104や平坦化層106との間に塗布される接着剤109が均等な厚さで塗布されていない等の理由で、蛍光体102の光電変換素子104側の先端(端面)Pbと光電変換素子104との距離Lに長短が生じると、蛍光体102から光電変換素子104に出力される光の拡散の度合いが距離Lによって変わるため、得られる放射線画像の鮮鋭性が、放射線画像の各部分ごとにまちまちになり、一様でなくなる場合があった。
この問題を解決するためには、シンチレータ101の蛍光体102の先端Pa、Pbと光電変換素子104との距離Lが放射線検出パネル100の全域で一様となるように放射線検出パネル100を形成することが必要である。
これを実現する方法としては、例えば、ホットメルト樹脂108や接着剤109等を用いずに、シンチレータ101の蛍光体102の先端Pa、Pbと平坦化層106とが直接当接する状態、或いは、蛍光体102の先端Pa、Pbと平坦化層106との間に厚さが均一のフィルム等が介在する状態に素子基板105とシンチレータ基板103とを対向させる方法が考えられる。
そして、例えば、素子基板105とシンチレータ基板103との間の内部空間を減圧し、大気圧で外側から内部空間側に素子基板105とシンチレータ基板103とが押圧されるように構成することで、シンチレータ101の蛍光体102の先端Pa、Pbが平坦化層106に当接し、或いは、フィルム等を介して平坦化層106に当接する状態が維持される。そして、蛍光体102の先端Pa、Pbと光電変換素子104との距離Lを、放射線検出パネル100の全域において常時一様に保つことが可能となり、放射線画像の鮮鋭性が画像全域で一様になる状態が維持される。
そのためには、素子基板105とシンチレータ基板103との間のシンチレータ101等の周囲の部分に接着剤を配置して硬化させ、素子基板105とシンチレータ基板103と接着剤とで、外界から区画され密閉された内部空間を形成することが必要となる。そのための手法として、特許文献2では、シンチレータ101等の周囲に接着剤を塗布するが、その一部に開口部を設けておき、素子基板105とシンチレータ基板103を貼り合わせた後、開口部に封止剤を充填して開口部を閉鎖することが提案されている。
しかしながら、上記のように素子基板105とシンチレータ基板103との間の内部空間を減圧する場合、特許文献2に記載された手法では、素子基板105とシンチレータ基板103を貼り合わせた後に内部空間を減圧して開口部から空気を抜き、減圧環境下で、素子基板105とシンチレータ基板103との間にシリンジ等を挿入して開口部に封止剤を充填しなければならないが、この作業を行うことは必ずしも容易ではない。
また、放射線検出パネル100の製造工程に、開口部に封止剤を充填する工程が必要になるため、作業工程が増え、放射線検出パネル100やそれを用いた放射線画像検出器の生産性を低下させる場合があるといった問題を生じる。
そこで、素子基板105とシンチレータ基板103との間のシンチレータ101等の周囲の部分に接着剤を配置する場合、素子基板105またはシンチレータ基板103のいずれか一方に、最初からシンチレータ101等の周囲の部分にその全周にわたって開口部を設けない状態で接着剤を塗布し、他方を対向させて載置して減圧することで素子基板105とシンチレータ基板103との間の内部空間が減圧されるように構成できれば、開口部を封止剤で充填する手間を省くことが可能となるとともに、放射線検出パネル100やそれを用いた放射線画像検出器の生産性を向上させることが可能となる。
本発明は、上記の問題点を鑑みてなされたものであり、第1の基板(素子基板)と第2の基板(シンチレータ基板)との間に減圧された内部空間が形成された放射線検出パネルおよびそれを用いた放射線画像検出器の生産性を向上させることが可能な放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法を提供することを目的とする。
前記の問題を解決するために、本発明の放射線検出パネルの製造方法は、
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を、当該シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする。
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を、当該シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする。
本発明の放射線検出パネルの製造方法を、
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第2の基板を、前記シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第2の基板を、前記シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
本発明の放射線検出パネルの製造方法を、
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
前記第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を、当該複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
前記第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を、当該複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
本発明の放射線検出パネルの製造方法を、
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第1の基板を、前記複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第1の基板を、前記複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されているように構成してもよい。
また、本発明の放射線画像検出器の製造方法は、上記の本発明の放射線検出パネルの製造方法により製造された放射線検出パネルを用いて放射線画像検出器を製造することを特徴とする。
本発明のような方式の放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法によれば、粘度やチクソ比を適切に調整された接着剤をシンチレータや複数の光電変換素子の周囲の部分の全周にわたって配置することで、減圧環境下で放射線検出パネルの第1の基板(素子基板)と第2の基板(シンチレータ基板)とを貼り合わせて密着させ、かつ、第1の基板と第2の基板と接着剤とで区画された内部空間を確実に大気圧より減圧された状態に維持することが可能となる。
そのため、特許文献2に記載された手法のように、接着剤に設けた開口部に封止剤を充填するといった必ずしも容易でない工程が不要になるため、放射線検出パネルや放射線画像検出器の製造を容易に行うことが可能となるとともに、放射線検出パネルや放射線画像検出器の生産性を向上させることが可能となる。
また、製造された放射線画像検出器の放射線検出パネルでは、外気圧を利用してシンチレータの蛍光体の先端を適切に平坦化層に当接させる等して、シンチレータを損傷することなく、蛍光体の先端と光電変換素子との距離を放射線検出パネルの全域において一様とすることが可能となる。そのため、シンチレータの蛍光体の先端と光電変換素子等との距離の均一化を図ることが可能となり、放射線検出パネルの素子基板上の全ての光電変換素子において鮮鋭性が一様となり、画像全体において鮮鋭性が一様な放射線画像を検出することが可能となる。
さらに、シンチレータの蛍光体の先端と光電変換素子との距離が接近するようになるため、蛍光体の先端から出力される光が、放射線検出パネルの素子基板の面方向に拡散しないうちに光電変換素子に入射するようになり、各光電変換素子における鮮鋭性がさらに向上し、得られる画像における鮮鋭性を全体的に向上させることが可能となる。
以下、本発明に係る放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法の実施の形態について、図面を参照して説明する。
以下、放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法の実施形態について説明する前に、まず、それらの製造方法により製造される放射線検出パネルおよび放射線画像検出器について説明する。なお、以下では、図1に示すように、放射線画像検出器1や放射線検出パネル3における各部材の相対的な位置関係、特に上下関係について、放射線画像検出器1の筐体2の放射線入射面X側を上側に向け、筐体2における放射線入射面Xとは反対側の面Y側を下側に向けて配置した場合の位置関係に基づいて説明する。
図1は、本実施形態に係る放射線画像検出器の外観斜視図であり、図2は、図1のA−A線に沿う断面図である。図1や図2に示すように、放射線画像検出器1は、放射線検出パネル3が筐体2内に収納されて構成されている。
筐体2は、カーボン板やプラスチック等の材料で形成されている。なお、図1や図2では、筐体2がフレーム板51とバック板52とで形成された、いわゆる弁当箱型である場合が示されているが、筐体2を角筒状に形成した、いわゆるモノコック型とすることも可能である。また、筐体2の側面部分には、LED等で構成されたインジケータ53や蓋54、外部の装置と接続される端子55、電源スイッチ56等が配置されている。
筐体2の内部には、図2に示すように、第1の基板4(以下、素子基板4という。)、第2の基板5(以下、シンチレータ基板5という。)、シンチレータ6等を備えた放射線検出パネル3が配置されている。また、放射線検出パネル3の下方には、図示しない鉛の薄板等を介して基台7が配置され、基台7には、CPU(Central Processing Unit)やRAM(Random Access Memory)等の各種の電子部品8等が配設されたPCB基板9や緩衝部材10等が取り付けられている。
本実施形態では、素子基板4はガラス基板で構成されている。図3は、素子基板4表面の構成を示す平面図である。素子基板4の表面(すなわちシンチレータ6(図2参照)に対向する側の面)4a上には、複数の走査線11と複数の信号線12とが互いに交差するように配設されている。また、複数のバイアス線13が、複数の信号線12と平行に配置されており、本実施形態では、各バイアス線13は、素子基板4上の一方側の端部で1本の結線14により結束されている。
また、素子基板4の表面4a上で複数の走査線11と複数の信号線12により区画された各小領域Rには、光電変換素子15がそれぞれ設けられている。このように、本実施形態では、素子基板(第1の基板)4は、その表面4aに複数の光電変換素子が二次元状に配列されて形成されている。また、光電変換素子15はそれぞれバイアス線13に接続されており、本実施形態では、図示しない逆バイアス電源からバイアス線13を介して光電変換素子15に逆バイアス電圧が印加されるようになっている。
本実施形態では、光電変換素子15として、放射線の照射を受けたシンチレータ6から出力された光の照射を受けると光エネルギを吸収して内部に電子正孔対を発生させることで光エネルギを電荷に変換するフォトダイオードが用いられている。また、図4の拡大図に示すように、各領域Rには、各光電変換素子15につき1つの薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor。以下、TFTという。)16が設けられており、TFT16のソース電極16sが光電変換素子15の1つの電極と、ドレイン電極16dが信号線12と、ゲート電極16gが走査線11とそれぞれ接続されている。
本実施形態の放射線検出パネル3では、図3に示すように、上記のように構成された素子基板4の表面4a上には、走査線11や信号線12、結線14の端部がそれぞれ入出力端子(パッドともいう)18に接続されている。
また、図5に示すように、各入出力端子18には、COF(Chip On Film)19が異方性導電接着フィルム(Anisotropic Conductive Film)や異方性導電ペースト(Anisotropic Conductive Paste)等の異方性導電性接着材料20を介して圧着されている。また、COF19は、素子基板4の裏面4b側に引き回されており、裏面4b側でPCB基板9とCOF19とが圧着されて接続されるようになっている。
また、図5に示すように、素子基板4の表面4aの複数の光電変換素子15等が形成された部分には、複数の光電変換素子15等による表面の凹凸を平坦化し、図5では図示を省略するシンチレータ6が光電変換素子15に対向するように配置された際にその下地とするために、複数の光電変換素子15等を被覆するように透明な樹脂等が塗布されて平坦化層21が形成されている。
本実施形態では、平坦化層21は、透明の(すなわちシンチレータ6の蛍光体6aから出力される光を透過する)アクリル系の感光性樹脂で形成されている。なお、図5では、シンチレータ6のほか、電子部品8等の図示が省略されている。
シンチレータ6(図2参照)は、入射した放射線を別の波長の光に変換するものであり、蛍光体を主たる成分とする。具体的には、本実施形態では、シンチレータ6として、X線等の放射線が入射すると、波長が300nm〜800nmの電磁波、すなわち、可視光を中心として紫外光から赤外光にわたる光を出力するものが用いられるようになっている。蛍光体としては、例えばCsI:Tl等の母体材料内に発光中心物質が付活されたものが好ましく用いられる。
シンチレータ6は、本実施形態では、図23に示したシンチレータ100と同様に、図6の拡大図に示すように、例えば、セルロースアセテートフィルム、ポリエステルフィルム、ポリエチレンテレフタレートフィルム等の各種高分子材料により形成された支持膜6bの上に、例えば気相成長法により蛍光体6aを成長させて形成されたものであり、蛍光体6aの柱状結晶からなっている。気相成長法としては、蒸着法やスパッタ法等が好ましく用いられる。
いずれの手法においても、蛍光体6aを支持膜6b上に独立した細長い柱状結晶として気相成長させることができる。蛍光体6aの各柱状結晶は、支持膜6b付近では太く、先端(図6中では下側の端部)Paに向かうに従って細くなっていき、先端Paは鋭角状の略円錐形状となるように成長して形成される。
本実施形態では、このようにして蛍光体6aが柱状結晶として形成されたシンチレータ6は、蛍光体6aの柱状結晶の鋭角状の先端Paが下側、すなわち前述した素子基板4の複数の光電変換素子15側を向くように、その支持膜6bがシンチレータ基板(第2の基板)5の下方側の表面5aに貼付されるようになっている。このようにして、シンチレータ6は、シンチレータ基板5で支持されるようになっている。
本実施形態では、シンチレータ基板5はガラス基板で構成されているが、この他にも、例えばPET(polyethylene terephthalate)等の樹脂板や樹脂フィルム等で構成することも可能である。
図7は、図2における放射線検出パネルの端部部分の拡大図である。なお、図7において、放射線検出パネル3の各部材の相対的な大きさや厚さ、部材間の間隔等は、必ずしも実際の放射線検出パネル3の構造を反映していない。
図7に示すように、放射線検出パネル3は、シンチレータ基板5が、シンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paが複数の光電変換素子15や平坦化層21に対向するように配置されて形成されている。
また、素子基板4とシンチレータ基板5との間隙部分であってシンチレータ6や複数の光電変換素子15の周囲の部分には、その全周にわたって接着剤22が配置されており、素子基板4とシンチレータ基板5とは接着剤22によって接着されている。また、素子基板4とシンチレータ基板5との間の部分には、それらと接着剤22とにより、外部から区画された内部空間Cが形成されている。
素子基板4とシンチレータ基板5とが接着剤22によりシンチレータ6や複数の光電変換素子15の周囲の部分の全周にわたって接着しているため、シンチレータ6や光電変換素子15等を含む内部空間Cは密閉されている。また、内部空間Cは、その内部圧力が大気圧より低くなるように、その内部が減圧されて形成されている。また、シンチレータ6は湿気があると劣化する場合があるため、減圧されている内部空間Cの内部の空気がドライエアやAr等の不活性ガスで置換されていればより好ましい。
接着剤22は、例えば、加熱することにより硬化する熱硬化型の接着剤や、光を照射すると硬化する光硬化型の接着剤が好ましく用いられる。熱硬化型の接着剤としては、例えば、エポキシ系の熱硬化性樹脂を用いた接着剤やさらに硬化促進剤等が添加された接着剤等を用いることが可能である。また、光硬化型の接着剤としては、光開始剤や光重合性化合物等を含むエポキシ系やアクリル系等の紫外線硬化型樹脂等を用いることが可能である。
なお、接着剤22に求められる特性については、後で詳しく述べる。また、以下では、接着剤22として紫外線硬化型の接着剤を用いた場合について説明するが、本発明はこれに限定されるものではない。
本実施形態では、接着剤22中には、図8(A)に示すような断面円形状の棒状のスペーサS(Sa)や、図8(B)に示すような球形状のスペーサS(Sb)が含まれている。その際、図9に示すように、内部空間Cが減圧されている。そのため、外気圧により素子基板4やシンチレータ基板5を介して接着剤22を押し潰す方向に外力が加わるが、スペーサSの直径が小さすぎると、接着剤22やスペーサSによって素子基板4とシンチレータ基板5との間隔を維持することができなくなり、素子基板4とシンチレータ基板5とが接近する可能性がある。
そして、外力で素子基板4とシンチレータ基板5とが接近すると、素子基板4やシンチレータ基板5を介してシンチレータ6と光電変換素子15や平坦化層21との間に強く働いてしまうため、シンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paが平坦化層21等に強く押し付けられて損傷してしまう場合がある。蛍光体6aの鋭角状の先端Paが損傷すると、得られた放射線画像の鮮鋭性が低下する。
また、逆に、スペーサSの直径が大きすぎると、接着剤22に近い部分ではシンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paが平坦化層21から離れてしまい、シンチレータ6と光電変換素子15との距離が遠くなる。しかし、接着剤22から遠いシンチレータ部分では、外気圧により蛍光体6aの先端Paが平坦化層21の表面に当接するため、シンチレータ6と光電変換素子15との距離が近くなる。そのため、シンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paと光電変換素子15との距離が放射線検出パネル3の全域で一様でなくなり、得られる放射線画像の鮮鋭性が損なわれてしまう。
そこで、スペーサSとしては、図10に示すように、その直径が、シンチレータ6の厚さや平坦化層21の厚さ、すなわちシンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paが平坦化層21の表面に当接するように配置された場合の素子基板4とシンチレータ基板5との間隔と略同一であるようなスペーサを用いることが好ましい。
また、このようなスペーサSを用いることで、外気圧を利用してシンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paを適切に平坦化層21に当接させて、シンチレータ6を損傷することなく、蛍光体6aの鋭角状の先端Paと光電変換素子15との距離を、放射線検出パネル3の全域において一様とすることが可能となる。また、そのため、画像全体において鮮鋭性が一様な放射線画像を得ることが可能となる。
なお、本実施形態では、シンチレータ6の蛍光体6aが、上記のように柱状結晶構造を有する場合について説明したが、シンチレータ6の蛍光体6aは必ずしも柱状結晶構造を有するものである必要はなく、本発明は、例えば図11に示したように、蛍光体6aが層状に形成されたシンチレータ6*を用いる場合にも同様に適用することが可能である。
この場合、シンチレータ6*は、例えばGOS(Gd2O2S:Tb)等で構成された蛍光体6aをシンチレータ基板5に塗布して層状に形成される。そして、シンチレータ6*が光電変換素子15に対向するようにシンチレータ基板5が素子基板4上に載置され、素子基板4とシンチレータ基板5とが接着剤22で接着される。そして、内部空間Cが減圧されて密閉される。
このように構成すれば、上記の実施形態の場合と同様に、外気圧により、内部空間Cの内部でシンチレータ6*の蛍光体6aの光電変換素子15側の先端(端面)Pbが平坦化層21に対して全面的に当接させるようになる。そのため、蛍光体6aの先端Pbと光電変換素子15との距離を放射線検出パネル3の全域において一様とすることが可能となり、放射線検出パネル3の素子基板4上の全ての光電変換素子15において鮮鋭性が一様となり、画像全体において鮮鋭性が一様な放射線画像を検出することが可能となる。
以上のように、上記の実施形態や図11に示した放射線検出パネル3では、素子基板4とシンチレータ基板5と接着剤22とで区画され密閉された内部空間Cが、大気圧より減圧されているため、外気圧を利用して、シンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbを適切に平坦化層21に当接させて、シンチレータ6、6*を損傷することなく、蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離を放射線検出パネル3の全域において均一にすることが可能となる。
また、シンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離が均一となるため、放射線検出パネル3の素子基板4上の全ての光電変換素子15において鮮鋭性が一様となり、画像全体において鮮鋭性が一様な放射線画像を検出することが可能となる。
さらに、シンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbと平坦化層21とが接着剤等を介さずに当接するため、蛍光体の先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離が接近する。そのため、蛍光体の先端Pa、Pbから出力される光が放射線検出パネル3の素子基板4の面方向に拡散しないうちに光電変換素子15に入射するようになり、各光電変換素子15における鮮鋭性がさらに向上し、得られる画像における鮮鋭性を全体的に向上させることが可能となる。
一方、前述したように、図7に示したシンチレータ6において蛍光体6aの各柱状結晶の長さが均一でなかったり、図11に示したシンチレータ6*において蛍光体6aの厚さが均一でない場合が生じ得る。なお、図11では、スペーサSの図示が省略されている。
しかし、このような場合でも、素子基板蛍光体6aの柱状結晶の鋭角状の先端Paや層状の蛍光体6aの先端Pbと光電変換素子15や平坦化層21の表面とが全面的に当接するように素子基板4やシンチレータ基板5が外気圧により押圧される。そのため、蛍光体6aの各柱状結晶の長さが均一でなかったり、蛍光体6aの厚さが均一でない場合でも、放射線検出パネル3は上記の機能を有するようになる。
その際、素子基板4やシンチレータ基板5が図7や図11に示したように平板状にならず、蛍光体6aの柱状結晶の長さの不均一さや厚さの不均一さに応じて素子基板4やシンチレータ基板5が波打ったり凹凸を生じたりする場合がある。しかし、放射線画像検出器1の放射線検出パネル3の素子基板4やシンチレータ基板5が波打ったり凹凸を生じたりしても、通常、放射線検出パネル3で検出される放射線画像に影響が生じることはない。
次に、本実施形態に係る放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法について、図12や図22に示すフローチャートに基づいて説明する。
なお、以下では、蛍光体6aが柱状結晶構造を有するシンチレータ6を用いた放射線検出パネル3や放射線画像検出器1の製造方法について説明するが、蛍光体6aが層状に形成されたシンチレータ6*を用いた放射線検出パネル3や放射線画像検出器1の製造方法についても同様に説明され、本発明が適用される。
放射線検出パネル3の製造方法は、大きく2つの方法に大別されるが、まず、図12に示したフローチャートに従って、素子基板(第1の基板)4上にシンチレータ基板(第2の基板)5を載置するようにして放射線検出パネル3を製造する方法について説明する。
本実施形態では、放射線検出パネル3の製造において、図13に示すような基台31とフィルム32と蓋部材33とを有するチャンバ30が用いられる。チャンバ30の基台31と蓋部材33の各側面には、Oリング状のシール部材34a、34bがそれぞれ配設されており、基台31のシール部材34aと蓋部材33のシール部材34bで上下からフィルム32を挟持するようにしてフィルム32を密封状に固定するようになっている。
基台31の底部は平面状に形成されており、図示しない開口部を介して減圧用ポンプ35が取り付けられている。また、フィルム32は、紫外線を透過し、伸縮性を有する素材で形成されている。また、本実施形態では、蓋部材33の内部には紫外線照射装置36が取り付けられている。さらに、本実施形態では、蓋部材33には、図示しない開口部を介してポンプ37が取り付けられている。なお、蓋部材33については、ポンプ37を設ける代わりに単なる開口部を設けるように構成することも可能である。
放射線検出パネル3の製造においては、まず、表面4a(図3等参照)に複数の光電変換素子15が二次元状に配列され、平坦化層21等が形成された素子基板(第1の基板)4をチャンバ30の基台31上に載置する(第1基板載置工程:図12のステップS1)。そして、図14や図15に示すように、素子基板4の複数の光電変換素子15や平滑化層21の周囲の部分の全周に、スペーサSとともに接着剤22を配置する(接着剤配置工程:ステップS2)。
なお、図15では、スペーサS等の図示が省略されている。また、第1基板載置工程と接着剤配置工程とは順番が逆でもよい。すなわち、予め素子基板4の複数の光電変換素子15の周囲の部分の全周にスペーサSとともに接着剤22を配置しておき(接着剤配置工程)、接着剤22が配置された素子基板4をチャンバ30の基台31上に載置する(第1基板載置工程)ように構成することも可能である。
続いて、図16に示すように、チャンバ30の基台31上に載置された素子基板4の上方から、シンチレータ基板(第2の基板)5を、シンチレータ6が光電変換素子15に対向するように素子基板4上に載置する(第2基板載置工程:ステップS3)。
なお、本実施形態のように、接着剤22が配置された素子基板4上にシンチレータ基板5を載置する代わりに、図17に示すように、接着剤22をシンチレータ基板(第2の基板)5のシンチレータ6の周囲の部分の全周に配置しておき(接着剤配置工程)、それを素子基板4上に載置する(第2基板載置工程)ように構成することも可能である。
また、素子基板4上にシンチレータ基板5を載置(第2基板載置工程)した後、接着剤22を素子基板4とシンチレータ基板5との間隙部分に挿入するようにしてシンチレータ6の周囲の部分の全周に配置する(接着剤配置工程)ようにすることも可能である。
続いて、図13に示したように、基台31上に載置された放射線検出パネル3のシンチレータ基板5の上方側からシンチレータ基板5を被覆するようにフィルム32が載置され(フィルム載置工程:ステップS4)、その上方からチャンバ30の蓋部材33が取り付けられる。
ここで、前述したように、素子基板4とシンチレータ基板5と接着剤22とで外部から区画された内部空間C内の湿気(水蒸気)を排除するために、チャンバ30内の空気、或いは少なくとも放射線検出パネル3を含むフィルム32の下方の空間(以下、下方空間R1という。)内の空気をドライエアや不活性ガスで置換するように構成してもよい。
そして、減圧用ポンプ35を駆動して、放射線検出パネル3を含むフィルム32の下方空間R1を減圧することで、放射線検出パネル3の内部空間C(図7等参照)を大気圧より低い圧力(例えば0.2気圧〜0.5気圧)に減圧していく。
その際、チャンバ30の蓋部材33とフィルム32との間の空間(以下、上方空間R2という。図13参照)は大気圧のままであるため、チャンバ30の下方空間R1を減圧していくと、図18に示すように、放射線検出パネル3のシンチレータ基板5の上方からフィルム32が張り付くようになり、放射線検出パネル3は、フィルム32を介して上方から上方空間R2の大気圧とシンチレータ基板5の自重等で押圧されて、素子基板4とシンチレータ基板5とが貼り合わされる(減圧貼り合わせ工程:ステップS5)。
ところで、前述したように、第2基板載置工程(ステップS3)の終了時点で、シンチレータ基板(第2の基板)5は接着剤22を介して素子基板(第1の基板)4上に載置されるが、その際、その状態で、接着剤22が素子基板4やシンチレータ基板5と隙間なく密着してしまうと、上記のように接着剤22はシンチレータ6や光電変換素子15の周囲の部分の全周にわたって配置されているため、内部空間Cが、内部圧力が大気圧の状態で密閉される。
そして、この状態でフィルム32が載置され、フィルム32の下方空間R1が減圧されると、外部は減圧されるが、内部空間Cの内部は大気圧であるため、図19に示すように、内部空間Cの空気が接着剤22によるシールを破って外部に噴出される。そのため、接着剤22によるシールが破壊してしまい、接着不良を生じてしまう。
また、接着剤22によるシールが破壊された部分で内部空間Cと外部とつなぐ気体の流路が形成されてしまうため、外部を大気圧に戻すと内部空間Cに外気が流入する。そのため、湿気(水蒸気)を含む外気が流入して、シンチレータ6が劣化する等の不具合が生じてしまう。
そこで、本実施形態では、接着剤22を介してシンチレータ基板(第2の基板)5を素子基板(第1の基板)4上に載置した際に(第2基板載置工程(ステップS3)の終了時点で)、図20に示すように、シンチレータ基板5と接着剤22との間或いは素子基板4と接着剤22との間の少なくとも一方に間隙Gが形成されるような接着剤22が用いられるようになっている。
そして、減圧貼り合わせ工程(ステップS5)で外部(下方空間R1)が減圧される際に、内部空間C内の気体が間隙Gを通って排出されて内部空間Cも減圧されるとともに、放射線検出パネル3がフィルム32を介して上方から上方空間R2の大気圧とシンチレータ基板5の自重等でその厚さ方向に押圧されて素子基板4とシンチレータ基板5とが貼り合わされる際に、接着剤22と素子基板4やシンチレータ基板5とが密着して間隙Gがなくなることで、内部空間Cが所定の圧力(例えば0.2気圧〜0.5気圧)に減圧された状態で密閉されるようになっている。
ここで、上記のように、シンチレータ基板(第2の基板)5が接着剤22を介して素子基板(第1の基板)4上に載置された第2基板載置工程(ステップS3)の終了時点で、素子基板4やシンチレータ基板5と接着剤22との間に間隙Gが形成され、しかも、減圧時には素子基板4やシンチレータ基板5と接着剤22とが隙間なく密着するようにするためには、接着剤22が如何なる特性を有することが必要かという点について、発明者らは接着剤22の特性を種々変化させて実験を行った。
その結果、接着剤22の成分等を変えても特段の違いは見られなかったが、接着剤22が上記の条件を満たすか否かは、その粘度やチクソ比(チクソ度、チクソ指数ともいう。)に依存するという知見が得られた。なお、チクソ比は、ロータ回転数50rpmで測定したときの粘度に対するロータ回転数0.5rpmで測定したときの粘度の比として算出される。
実験では、接着剤22として光硬化型の接着剤を用い、含有させるフィラー(SiO)等の粘度調整剤やチクソ性付与剤の含有量を変えて粘度とチクソ比をそれぞれ調整した。なお、接着剤22の粘度やチクソ比を変化させる方法としては、この他に、例えば、接着剤22を構成する樹脂の分子量を変えたり、複数の種類の異なる分子量の樹脂を用い、その配合を変えたりすることでも変化させることが可能であり、その場合も結果は同様であった。また、接着剤22として熱硬化型の接着剤を用いた場合も同様の結果が得られた。
また、実験では、調整した接着剤22を、1辺120mmのガラス基板の端縁部分に幅2mm、高さ1.2mmになるように塗布して塗布時点での実際の高さを測定し、接着剤22の上方から所定の荷重になるように重りを載せたガラス基板を載置し、5分後のガラス基板間の上下方向の距離を測定した。そして、5分後のガラス基板間の距離を塗布時点での実際の高さで除算して、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率を計算した。
これは、上記のように圧力をかけた場合に、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が30%より大きくなるような接着剤22では上記の条件を満足することができず、上記の実験条件で5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が30%以下になり、さらに好ましくは20%以下となるような粘度やチクソ比を有する接着剤であれば上記の条件を満たすことができるという知見に基づく。なお、5分後のシール厚みの変化率の下限値は、特に限定されるものではなく、接着剤としての機能を果たす限り低いほど好ましい。
表1に、接着剤22に対する単位面積あたりの荷重(すなわち圧力)を種々変化させ、接着剤22の粘度を変化させた場合のシール厚みの変化率を示し、表2に、接着剤22のチクソ比を変化させた場合のシール厚みの変化率を示す。
なお、放射線検出パネル3において、接着剤22にかかる単位面積あたりの荷重(すなわち、上記のように放射線検出パネル3を製造する場合にはシンチレータ基板5が接着剤22に及ぼす荷重)は最大でも20[g/cm2]であり、上記の各実験結果において荷重を30[g/cm2]とした場合における値は、あくまで参照のための値である。
表1から、接着剤22にかかる単位面積あたりの荷重が20[g/cm2]以下の範囲で、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が30%以下になるためには、接着剤22の粘度が少なくとも300[Pa・s]以上であることが必要であり、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が20%以下のより好ましい状態になるためには接着剤22の粘度が500[Pa・s]以上であることが必要であることが分かる。
また、表2からは、接着剤22にかかる単位面積あたりの荷重が20[g/cm2]以下の範囲で、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が30%以下になるためには、接着剤22のチクソ比が少なくとも1.5以上であることが必要であり、5分後のシール厚み(接着剤22の高さ)の変化率が20%以下のより好ましい状態になるためには接着剤22のチクソ比が2.0以上であることが必要であることが分かる。
そのため、本実施形態では、接着剤22の粘度が300[Pa・s]以上、より好ましくは500[Pa・s]以上となるように調整され、或いは、接着剤22のチクソ比が1.5以上、より好ましくは2.0以上となるように調整されるようになっている。
そして、このように調整された接着剤22が用いられているため、減圧貼り合わせ工程(ステップS5)では、下方空間R1(図18参照)が減圧される際に、内部空間C内の気体が間隙G(図20参照)を通って排出されて内部空間Cも減圧されるとともに、放射線検出パネル3がフィルム32を介して上方から上方空間R2の大気圧とシンチレータ基板5の自重等でその厚さ方向に押圧されて素子基板4とシンチレータ基板5とが貼り合わされる際に、接着剤22と素子基板4やシンチレータ基板5とが密着して間隙Gがなくなることで、内部空間Cが所定の圧力(例えば0.2気圧〜0.5気圧)に減圧された状態で密閉される。
なお、接着剤22に前述したようなスペーサSが含まれていれば、外気圧による外力でシンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paが平坦化層21等に強く押し付けられて損傷してしまったり、蛍光体6aの鋭角状の先端Paが平坦化層21等の表面から浮き上がったりしてしまうことを防止することが可能となる。
また、その際、チャンバ30の蓋部材33側のポンプ37を駆動させてチャンバ30の上方空間R2を適度に加圧して、放射線検出パネル3の素子基板4とシンチレータ基板5とを確実に貼り合わせるように構成することも可能であり、チャンバ30の上方空間R2の圧調整は適宜行われる。
なお、前述したように、チャンバ30の蓋部材33にポンプ37を設ける代わりに単なる開口部を設けた場合でも、チャンバ30の上方空間R2の内部圧力が大気圧に維持されるため、放射線検出パネル3を加圧して素子基板4とシンチレータ基板5とを確実に貼り合わせることが可能となる。
本実施形態では、減圧環境下で素子基板4とシンチレータ基板5とが接着剤22を介して貼り合わされると(減圧貼り合わせ工程:ステップS5)、続いて、図18に示したように貼り合わされた放射線検出パネル3に対して、チャンバ30の蓋部材33に設けられた紫外線照射装置36から紫外線を照射して、接着剤22を硬化させて、素子基板4とシンチレータ基板5とを確実に貼り合わせるようになっている(接着剤硬化工程:図12のステップS6)。
なお、前述したように、本実施形態では、シンチレータ基板5やフィルム32が紫外線を透過する材料で形成されているため、紫外線照射装置36から照射された紫外線は、接着剤22に到達して、接着剤22を確実に硬化させることが可能となる。しかし、シンチレータ基板5を透過した紫外線が、シンチレータ6や光電変換素子15等に到達すると、それらに悪影響を及ぼす場合がある。
そのため、それを防止するために、図21に示すように、シンチレータ基板5とシンチレータ6との間に、光(紫外線)を遮光する遮光層23を形成することが好ましい。なお、遮光層23は、シンチレータ基板5とシンチレータ6との間ではなく、或いはシンチレータ基板5とシンチレータ6との間に設けるとともに、シンチレータ基板5のシンチレータ6が設けられた面とは反対側の面側に形成することも可能である。
以上のようにして、素子基板4とシンチレータ基板5とが接着剤22を介して減圧環境下で貼り合わされて内部空間Cが密閉され、接着剤22が硬化されて素子基板4とシンチレータ基板5とを貼り合わせると、製造された放射線検出パネル3を大気圧中に移しても内部空間Cには外気が流入しない。
また、内部空間Cの減圧状態が維持されるため、素子基板4やシンチレータ基板5が外気圧で厚さ方向に押圧される。そのため、図7や図11等に示したように、放射線検出パネル3を、シンチレータ6の蛍光体6aの鋭角状の先端Paやシンチレータ6*の層状の蛍光体6aの先端Pbが、素子基板4上に形成された複数の光電変換素子15やそれを被覆する平坦化層21の表面に当接する状態に形成することが可能となる。
そのため、シンチレータ6、6*を損傷することなく、蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離を放射線検出パネル3の全域において均一にすることが可能となり、前述した有効な機能を有する放射線検出パネル3を製造することが可能となる。
次に、放射線画像検出器1の製造においては、図22のフローチャートに示すように、上記のようにして放射線検出パネル3の製造工程(ステップS10)が終了すると、続いて、前述したように、シンチレータ6のシンチレータ基板5と貼り合わされた素子基板4上に形成された入出力端子18(図5参照)に、異方性導電接着フィルムを貼付したり異方性導電ペーストを塗布する等してCOF19を圧着し(COF圧着工程:ステップS11)、さらに、入出力端子18とCOF19との通電を検査する(COF通電検査工程:ステップS12)。
続いて、COF19が素子基板4の裏面4b(図5参照)側に引き回されてPCB基板9とCOF19とが圧着されて接続され(PCB基板圧着工程:ステップS13)、素子基板4等における金属製の部材の露出部分等の腐食する可能性がある部分に対して腐食防止のためにシリコンゴムや樹脂を塗布する(腐食防止工程:ステップS14)。
そして、上記のようにしてCOF19やPCB基板9等が取り付けられた放射線検出パネル3に図示しない支持台や基台等が固定されてモジュール化された後(モジュール形成工程:ステップS15)、最終的にモジュール化された放射線検出パネル3が筐体2(図1等参照)内に収納されて(モジュール収納工程:ステップS16)、放射線画像検出器1が製造される。
以上のように、本実施形態に係る放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法によれば、粘度やチクソ比を適切に調整された接着剤22をシンチレータ6や複数の光電変換素子15の周囲の部分の全周にわたって配置することで、減圧環境下で放射線検出パネル3の素子基板(第1の基板)4とシンチレータ基板(第2の基板)5とを貼り合わせて密着させ、かつ、素子基板4とシンチレータ基板5と接着剤22とで区画された内部空間Cを確実に大気圧より減圧された状態に維持することが可能となる。
そのため、特許文献2に記載された手法のように、接着剤に設けた開口部に封止剤を充填するといった必ずしも容易でない工程が不要になるため、放射線検出パネル3や放射線画像検出器1の製造を容易に行うことが可能となるとともに、放射線検出パネル3や放射線画像検出器1の生産性を向上させることが可能となる。
また、製造された放射線画像検出器1の放射線検出パネル3では、外気圧を利用してシンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbを適切に平坦化層21に当接させて、シンチレータ6、6*を損傷することなく、蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離を放射線検出パネル3の全域において一様とすることが可能となる。
そのため、シンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15等との距離の均一化を図ることが可能となり、放射線検出パネル3の素子基板4上の全ての光電変換素子15において鮮鋭性が一様となり、画像全体において鮮鋭性が一様な放射線画像を検出することが可能となる。
さらに、シンチレータ6、6*の蛍光体6aの先端Pa、Pbと、光電変換素子15や平坦化層21とが、接着剤等を介さずに当接するため、蛍光体6aの先端Pa、Pbと光電変換素子15との距離が接近するようになる。
そのため、蛍光体6aの先端Pa、Pbから出力される光が、放射線検出パネル3の素子基板4の面方向に拡散しないうちに光電変換素子15に入射するようになり、各光電変換素子15における鮮鋭性がさらに向上し、得られる画像における鮮鋭性を全体的に向上させることが可能となる。
なお、本実施形態では、図18等に示したように、チャンバ30の基台31上に放射線検出パネル3の素子基板4を載置し、その上方からシンチレータ基板5を載置して、シンチレータ基板5の上方側からシンチレータ基板5を被覆するように載置されたフィルム32の下方空間R1内を減圧して素子基板4とシンチレータ基板5とを貼り付ける場合について説明した。
しかし、素子基板4とシンチレータ基板5と接着剤22とで区画された内部空間Cを減圧しつつ、放射線検出パネル3にその厚さ方向に大気圧程度の荷重を加えた状態を形成することが可能な方法であれば、上記のようなフィルム32を用いる方法に限定されない。
また、本実施形態の場合とは逆に、チャンバ30の基台31上に放射線検出パネル3のシンチレータ基板5を載置し、その上方から素子基板4を載置するようにして、放射線検出パネル3を製造し、放射線画像検出器1を製造するように構成することも可能である。
この場合、図12に示したフローチャートでは、第1基板載置工程(ステップS1)と第2基板載置工程(ステップS3)の順番が入れ替わる。また、図13以降に示した各図では、チャンバ30内での素子基板4およびシンチレータ基板5(およびそれに伴う光電変換素子15やシンチレータ6等)の上下関係が入れ替わる。
その際、シンチレータ基板5をチャンバ30の基台31に載置した後にシンチレータ6の周囲の部分の全周にわたって接着剤22を配置したり、予めシンチレータ基板5のシンチレータ6の周囲の部分の全周にわたって接着剤22を配置した後に接着剤22が配置されたシンチレータ基板5をチャンバ30の基台31上に載置したり、或いは、チャンバ30の基台31に載置されたシンチレータ基板5の上方から、接着剤22が複数の光電変換素子15の周囲の部分の全周にわたって配置された素子基板4を載置するように構成してもよいことは、上記の実施形態と同様である。
また、その場合、図18に示した状態(なお、素子基板4がシンチレータ基板5の上側に存在する。)で、紫外線照射装置36から紫外線を照射して接着剤22を硬化して素子基板4とシンチレータ基板5とを貼り合わせる場合には、素子基板4を透過した紫外線がシンチレータ6や光電変換素子15等に悪影響を及ぼす可能性がある。
そこで、それを防止するために、図21に示したシンチレータ基板5の場合と同様に、素子基板4と光電変換素子15等との間に紫外線を遮光する遮光層を形成することが好ましい。また、遮光層を、光電変換素子15等が設けられた素子基板4の面とは反対側の面側に形成してもよいことは、上記の実施形態と同様である。
一方、接着剤22として熱硬化型の接着剤が用いられる場合には、例えば、チャンバ30内に図示しない加熱装置を予め設けておき、接着剤22を介して素子基板4とシンチレータ基板5とが減圧状態で貼り合わされた後、その加熱装置で接着剤22を加熱して硬化させるように構成される。
1 放射線画像検出器
3 放射線検出パネル
4 素子基板(第1の基板)
4a 表面
5 シンチレータ基板(第2の基板)
5a 表面
6、6* シンチレータ
6a 蛍光体
15 光電変換素子
22 接着剤
23 遮光層
32 フィルム
C 内部空間
G 間隙
Pa 蛍光体の柱状結晶の鋭角状の先端
R1 下方空間
S スペーサ
3 放射線検出パネル
4 素子基板(第1の基板)
4a 表面
5 シンチレータ基板(第2の基板)
5a 表面
6、6* シンチレータ
6a 蛍光体
15 光電変換素子
22 接着剤
23 遮光層
32 フィルム
C 内部空間
G 間隙
Pa 蛍光体の柱状結晶の鋭角状の先端
R1 下方空間
S スペーサ
Claims (17)
- 表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を、当該シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする放射線検出パネルの製造方法。 - 表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を載置する第1基板載置工程と、
放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第2の基板を、前記シンチレータが前記複数の光電変換素子に対向するように前記第1の基板上に載置する第2基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第2基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第2の基板を前記第1の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする放射線検出パネルの製造方法。 - 放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
前記第2の基板の前記シンチレータの周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板を、当該複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする放射線検出パネルの製造方法。 - 放射線を光に変換するシンチレータが表面に形成された第2の基板を載置する第2基板載置工程と、
表面に複数の光電変換素子が二次元状に配列された第1の基板の前記複数の光電変換素子の周囲の部分の全周に接着剤を配置する接着剤配置工程と、
前記接着剤を介して、前記第1の基板を、前記複数の光電変換素子が前記シンチレータに対向するように前記第2の基板上に載置する第1基板載置工程と、
前記第1の基板、前記第2の基板および前記接着剤により形成される内部空間を減圧して、前記第1の基板と前記第2の基板とを貼り合わせる減圧貼り合わせ工程と、
を有し、
前記第1基板載置工程で、前記接着剤を介して前記第1の基板を前記第2の基板上に載置した際、前記第1の基板と前記接着剤との間、または前記第2の基板と前記接着剤との間に間隙が形成されるように少なくとも前記接着剤の粘度またはチクソ比が調整されていることを特徴とする放射線検出パネルの製造方法。 - 前記接着剤として、熱硬化型の接着剤が用いられることを特徴とする請求項1から請求項4のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記接着剤として、光硬化型の接着剤が用いられ、
前記第2の基板として、光透過性の材料で形成された基板が用いられ、
前記第2の基板と前記シンチレータとの間、または前記第2の基板の前記シンチレータが設けられた面とは反対側の面に、遮光層が形成されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の放射線検出パネルの製造方法。 - 前記接着剤は、その粘度が300[Pa・s]以上となるように調整されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記接着剤は、その粘度が500[Pa・s]以上となるように調整されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記接着剤は、そのチクソ比が1.5以上となるように調整されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記接着剤は、そのチクソ比が2.0以上となるように調整されていることを特徴とする請求項1から請求項6のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記減圧貼り合わせ工程では、前記第1の基板上の前記第2の基板または前記第2の基板上の前記第1の基板のさらに上側から被覆するようにフィルムを載置し、前記第1の基板および前記第2の基板を含む、前記フィルムの下方空間内を減圧して前記第1の基板と前記第2の基板との減圧貼り合わせを行うことを特徴とする請求項1から請求項10のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記減圧貼り合わせ工程の後、前記接着剤を硬化させる接着剤硬化工程を有することを特徴とする請求項1から請求項11のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記接着剤には、前記第1の基板と前記第2の基板との間隔を確保するためのスペーサが含まれていることを特徴とする請求項1から請求項12のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記スペーサは、前記シンチレータの厚さと略同一の直径を有する球形状、または前記シンチレータの厚さと略同一の直径を有する断面円形状の棒状に形成されていることを特徴とする請求項13に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記シンチレータは、蛍光体の柱状結晶で形成されていることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 前記シンチレータは、前記蛍光体の柱状結晶の鋭角状の先端が前記複数の光電変換素子に対向するように配置されることを特徴とする請求項15に記載の放射線検出パネルの製造方法。
- 請求項1から請求項16のいずれか一項に記載の放射線検出パネルの製造方法により製造された放射線検出パネルを用いて放射線画像検出器を製造することを特徴とする放射線画像検出器の製造方法。
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JP2009032775A JP2010190610A (ja) | 2009-02-16 | 2009-02-16 | 放射線検出パネルの製造方法および放射線画像検出器の製造方法 |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP5966925B2 (ja) * | 2010-09-07 | 2016-08-10 | コニカミノルタ株式会社 | 放射線画像検出器の製造方法 |
-
2009
- 2009-02-16 JP JP2009032775A patent/JP2010190610A/ja active Pending
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