JP2024027374A - 放射線撮像装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】シンチレータの特性の劣化を抑制するのに有利な技術を提供する。【解決手段】センサ基板とシンチレータとが結合部材によって結合された放射線撮像装置の製造方法であって、支持基板の上に、水分の透過を抑制するための防湿層を含む機能層を形成する工程と、前記機能層が配された前記支持基板の上にシンチレータを形成する工程と、前記支持基板から前記シンチレータのうち少なくとも一部を前記機能層と共に分離する分離工程と、を含む。【選択図】図３
Description
本発明は、放射線撮像装置の製造方法に関する。
医療画像診断や非破壊検査において放射線撮像装置が広く使用されている。特許文献１には、シンチレータ形成用の基板にシンチレータを形成した後に、形成されたシンチレータをセンサ基板に固着させ、次いで、シンチレータ形成用の基板をシンチレータから分離させることが示されている。特許文献１によれば、シンチレータ形成用の基板を放射線撮像装置に使用しないため、放射線の透過性や光の反射性などを考慮せず、基板の材料としてシンチレータの形成に適した材料を選択することができる。
特許文献１に示される工程において、シンチレータを形成した後に、シンチレータの上面および側面が外気に曝されうる。さらに、シンチレータからシンチレータ形成用の基板を分離させた際に、シンチレータのうち、それまでシンチレータ形成用の基板に接していた面も外気に曝されうる。シンチレータは、外気に含まれる水分によって潮解してしまう可能性があり、シンチレータの外気に曝される面が多くなると、シンチレータの特性がより劣化してしまう可能性がある。
本発明は、シンチレータの特性の劣化を抑制するのに有利な技術を提供することを目的とする。
上記課題に鑑みて、本発明の実施形態に係る放射線撮像装置の製造方法は、センサ基板とシンチレータとが結合部材によって結合された放射線撮像装置の製造方法であって、支持基板の上に、水分の透過を抑制するための防湿層を含む機能層を形成する工程と、前記機能層が配された前記支持基板の上にシンチレータを形成する工程と、前記支持基板から前記シンチレータのうち少なくとも一部を前記機能層と共に分離する分離工程と、を含むことを特徴とする。
本発明によれば、シンチレータの特性の劣化を抑制するのに有利な技術を提供することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
また、本開示における放射線には、放射線崩壊によって放出される粒子（光子を含む）の作るビームであるα線、β線、γ線などの他に、同程度以上のエネルギを有するビーム、例えばＸ線や粒子線、宇宙線なども含みうる。
図１～図７（ａ）、７（ｂ）を参照して、本開示の実施形態による放射線撮像装置および放射線撮像装置の製造方法について説明する。図１は、本開示の放射線撮像装置１００の構成例を示す平面図である。図２は、図１に示されるＡ－Ａ’間の断面図である。図３（ａ）～３（ｆ）は、放射線撮像装置１００を製造する工程例を示す断面図である。
放射線撮像装置１００は、複数の画素が配されたセンサ領域２０３を備えるセンサ基板１０２とシンチレータ２０１とが結合部材２０２によって結合されている。センサ領域２０３に配された複数の画素のそれぞれは、光電変換素子や光電変換素子で生じた電荷に応じた信号を取り出すためのスイッチ素子（例えば、ＴＦＴ）などを含みうる。光電変換素子は、シンチレータ２０１で放射線から変換された光に感度を有し、入射する光に応じた電荷を生成する。センサ領域２０３には、複数の画素が行および列を構成するように配列されうる。
センサ基板１０２は、ガラスなどで構成される絶縁性の基台の上にセンサ領域２０３を配置して構成してもよい。また、例えば、センサ基板１０２に可撓性を有するポリイミドなどの樹脂製の基台を用いてもよい。また、センサ基板１０２は、シリコン基板にセンサ領域２０３が形成されていてもよい。その場合、それぞれセンサ領域２０３が配された複数のシリコン基板が１つの基台に固定され、センサ基板１０２を構成していてもよい。
センサ基板１０２の表面またはセンサ領域２０３の表面に、センサ保護層が配されていてもよい。センサ保護層には、窒化シリコンや酸化チタン、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが用いられてもよい。また、センサ保護層には、ポリフェニレンサルファイド樹脂、フッ素樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂などが用いられてもよい。さらに、センサ保護層には、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂およびそれらを含む合成物などが用いられてもよい。ただし、センサ保護層は、シンチレータ２０１によって放射線から変換された光をセンサ領域２０３に通過させるために、シンチレータ２０１で生じる光の波長に対して高い透過率を有する材料によって構成される。
センサ基板１０２の外周には、放射線撮像装置１００から信号を取り出すための接続端子１０３が配される。接続端子１０３は、リジット基板であってもよいし、フレキシブル基板であってもよい。接続端子１０３には、適当な配線パターンが配されうる。
次いで、放射線撮像装置１００の製造の工程について説明する。まず、シンチレータ２０１を形成するための支持基板３０１が準備される。また、並行してセンサ基板１０２が準備されてもよい。支持基板３０１は、剛性が高い材料で構成されうる。支持基板３０１には、例えば、ガラスや石英などの透明性が高い材料が用いられてもよい。支持基板３０１は、シンチレータ２０１を形成する際の蒸着工程の熱に耐えられる材料であれば、ＰＥＴやポリウレタン、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの樹脂材料であってもよい。また、支持基板３０１には、ベリリウムやマグネシウム、アルミニウム、チタン、鉄、また、それらを主成分として含む合金などが用いられてもよい。
準備された支持基板３０１の上に、図３（ａ）に示されるように、水分の透過を抑制するための防湿層１１１を含む機能層１０１が形成される。防湿層１１１として、例えば、シリコン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂などの有機材料、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系などのホットメルト樹脂などが用いられてもよい。水分透過率が低い樹脂、例えば、ポリパラキシリレンなどの有機層や、ポリオレフィン系樹脂に代表されるホットメルト樹脂が、防湿層１１１として効果的である。また、防湿層１１１として、金属原子と酸素原子と疎水性官能基とを含む保護膜が用いられてもよい。
防湿層１１１（機能層１０１）を形成した後に、図３（ｂ）に示されるように、機能層１０１が配された支持基板３０１の上にシンチレータ２０１が形成される。シンチレータ２０１は、シンチレータ２０１に入射した放射線をセンサ基板１０２に配された画素が感度を有する光に変換する。シンチレータ２０１は、ハロゲン化アルカリ金属化合物を含む針状結晶構造を有していてもよい。ハロゲン化アルカリ金属化合物を主成分とする針状結晶構造を有するシンチレータ２０１は、例えば、賦活剤としてタリウムが添加されたヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｔｌ）であってもよい。しかしながらこれに限られることはなく、シンチレータ２０１は、ナトリウム賦活化ヨウ化セシウム（ＣｓＩ：Ｎａ）、臭化セシウム（ＣｓＢｒ）などであってもよい。しかしながら、これに限られることはなく、他の材料が用いられてもよい。シンチレータ２０１は、蒸着法を用いて支持基板３０１の上に形成されてもよい。また、昇華法、プラズマ堆積法、噴霧法、溶媒の蒸発を伴う液体媒体中での成長など、いかなる方法でシンチレータ２０１が形成されてもよい。
次いで、図３（ｃ）に示されるように、シンチレータ２０１を覆うように結合部材２０２が形成され、図３（ｄ）に示されるように、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２とシンチレータ２０１とが結合される。結合部材２０２には、各種の樹脂材料が使用できる。結合部材２０２は、熱可塑性の樹脂であってもよい。例えば、結合部材２０２に、ポリエステル系、ポリオレフィン系、ポリアミド系などのホットメルト樹脂などが用いられてもよい。例えば、熱圧着によって、結合部材２０２を介してシンチレータ２０１とセンサ基板１０２とが結合されてもよい。
図３（ｃ）に示されるように、シンチレータ２０１が、機能層１０１および結合部材２０２によって封止されていてもよい。その場合、水分透過率を下げるために、機能層１０１と結合部材２０２との外縁部を熱圧着し、結合部材２０２の厚さが薄くなっていてもよい。機能層１０１と結合部材２０２とを密着させることによって、外気からの水分の透過を抑制できる。
センサ基板１０２とシンチレータ２０１とを結合部材２０２を用いて結合する結合工程の後に、図３（ｅ）に示される分離工程が行われる。分離工程は、支持基板３０１からシンチレータ２０１を機能層１０１と共に分離する工程である。分離工程において、図３（ｅ）に示されるように、機能層１０１と支持基板３０１との界面で分離が行われてもよい。この場合、分離工程が、支持基板３０１と機能層１０１との界面の接着力を低下させる工程を含んでいてもよい。例えば、分離工程が、レーザリフトオフ法を用いて行われてもよい。支持基板３０１と機能層１０１との界面の接着力を低下させる構成の他の例については、分離層５０１として後述する。
ここで、支持基板３０１に機能層１０１を形成した後に、シンチレータ２０１を形成する効果について説明する。支持基板３０１に機能層１０１を形成せずにシンチレータ２０１を形成し、図３（ｅ）に示される分離工程を行った場合、シンチレータ２０１の支持基板３０１に接していた面が、外気に曝されてしまう可能性がある。ハロゲン化アルカリ金属化合物を主成分とする材料をシンチレータ２０１に用いた場合、シンチレータ２０１が外気に曝されると、シンチレータ２０１が潮解してしまう可能性がある。シンチレータ２０１が潮解した場合、放射線撮像装置１００の解像度が低下してしまう可能性がある。一方、本実施形態において、シンチレータ２０１を支持基板３０１上に形成する前に、支持基板３０１上に防湿層１１１を含む機能層１０１が配される。そのため、分離工程の後に、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、機能層１０１によって覆われ露出しない。つまり、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、外気に曝されることを抑制することができる。結果として、シンチレータ２０１の特性の劣化を抑制し、放射線撮像装置１００の解像度の低下が抑制できる。また、水分は、センサ基板１０２のセンサ領域２０３に配された画素の特性を劣化させる原因にもなりうる。水分に起因するセンサ基板１０２の特性の劣化として、配線パターンなどに用いられる金属の腐食が挙げられる。本実施形態において、シンチレータ２０１として、水分によって潮解しない材料が用いられている場合であっても、機能層１０１によってシンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面からの水分の侵入を抑制できる。結果として、シンチレータ２０１を形成する前の機能層１０１の形成は、放射線撮像装置１００の信頼性の向上にもつながりうる。
機能層１０１に含まれる防湿層１１１は、上述の材料が用いられうる。しかしながら、それに限られることはなく、極端に外気中の水分を吸収しシンチレータ２０１との界面に水分を供給する材料でなく、上述の各工程を実施できる材料であれば、防湿層１１１として、いかなる材料が用いられてもよい。
次いで、図３（ｆ）に示されるように、封止部材１０４が配されてもよい。封止部材１０４には、シンチレータ２０１の防湿性を向上させるために、水分透過率の低い樹脂が用いられてもよい。例えば、エポキシ樹脂が、封止部材１０４に用いられてもよい。また、機能層１０１と結合部材２０２との封止性能や後述するシンチレータ２０１を覆う保護層４０１（図４に示される）の防湿性能によって、封止部材１０４に使用される樹脂が変更されてもよい。機能層１０１と結合部材２０２との封止能が高い場合や保護層４０１の防湿性能が高い場合、封止部材１０４に、シリコン系やアクリル系、エポキシ樹脂の中でも弾性のある材料など比較的、透湿性がある樹脂を使用することもできる。
図３（ｆ）に示される放射線撮像装置１００において、機能層１０１が放射線撮像装置１００の外部に対して露出する。そのため、機能層１０１は、外気からの水分の侵入を抑制する防湿機能の他に、衝撃による破壊を抑制する衝撃保護機能を有しうる。上述のような樹脂などを用いた防湿層１１１を含む機能層１０１が配されることによって、シンチレータ２０１が放射線撮像装置１００の外部に対して露出している場合と比較して、シンチレータ２０１が衝撃から保護されることは明らかである。
次に、図４（ａ）～４（ｇ）を用いて、上述の放射線撮像装置１００の変形例および製造工程の変形例について説明する。図４（ａ）～４（ｇ）は、本実施形態の放射線撮像装置１００を製造する工程例を示す図である。
図４（ａ）、４（ｂ）に示される工程は、上述の図３（ａ）、３（ｂ）に示される工程と同様でありうる。つまり、支持基板３０１の上にシンチレータ２０１を形成する前に、防湿層１１１を含む機能層１０１が形成され、機能層１０１が形成された支持基板３０１の上にシンチレータ２０１が形成される。
本実施形態において、シンチレータ２０１を形成した後に、図４（ｃ）に示されるように、シンチレータ２０１を覆うように保護層４０１が形成される。保護層４０１は、シンチレータ２０１が吸湿し潮解してしまうことを抑制する機能（例えば、防湿性や耐湿性）を有しうる。図４（ｃ）に示されるように、シンチレータ２０１が、機能層１０１および保護層４０１によって封止されていてもよい。
保護層４０１の材料として、上述の防湿層１１１と同様の材料が用いられうる。保護層４０１は、シンチレータ２０１に対して、外気からの水分の侵入を抑制する防湿機能の他に、衝撃による破壊を抑制する衝撃保護機能を実現しうる。保護層４０１は、シンチレータ２０１とセンサ領域２０３との間に配されるため、保護層４０１内での光の散乱を考慮する必要がある。そのため、保護層４０１の膜厚は、１０ｎｍ～５０μｍ程度であってもよい。
保護層４０１は、上述の図３（ｂ）に示されるシンチレータ２０１を形成した後に形成されてもよい。保護層４０１の形成後に、図３（ｃ）に示されるような結合部材２０２が形成されてもよい。保護層４０１を形成した後に、結合部材２０２を形成することによって、結合部材２０２として用いられる材料の自由度が向上しうる。
保護層４０１を形成した後に、図４（ｄ）に示されるように、支持基板３０１からシンチレータ２０１を機能層１０１と共に分離する分離工程が行われる。本実施形態においても、分離工程の後に、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、機能層１０１によって覆われ露出しない。そのため、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、外気に曝されることを抑制することができる。結果として、シンチレータ２０１の特性の劣化が抑制できる。
図３（ｅ）に示される分離工程と比較して、図４（ｄ）に示される分離工程は、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２とシンチレータ２０１とを結合する結合工程の前に行われる。そのため、機能層１０１として、シンチレータ２０１を支持する剛性を備える材料および膜厚が選択されうる。
分離工程の後に、図４（ｅ）に示されるように、結合部材２０２が配されたセンサ基板１０２が準備され、図４（ｆ）に示されるように、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２とシンチレータ２０１とが結合される。図４（ｅ）に示される工程では、センサ基板１０２の上に結合部材２０２が配されているが、保護層４０１の上に結合部材２０２を配し、センサ基板１０２とシンチレータ２０１とを結合してもよい。
センサ基板１０２とシンチレータ２０１とを結合する際に、図４（ｇ）に示されるように、機能層１０１および保護層４０１も、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２に結合されてもよい。機能層１０１および保護層４０１が、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２に結合されることによって、放射線撮像装置１００の外縁部の封止性能が向上しうる。
次に、図５（ａ）～５（ｇ）を用いて、上述の放射線撮像装置１００の変形例および製造工程の変形例について説明する。図５（ａ）～５（ｇ）は、本実施形態の放射線撮像装置１００を製造する工程例を示す図である。
上述の実施形態では、機能層１０１が防湿層１１１の単層構造である場合について説明した。しかしながら、これに限られることはない。機能層１０１は、シンチレータ２０１が発する光を反射する反射層を備えていてもよい。また、例えば、機能層１０１は、シンチレータ２０１との間の密着力を向上させるための密着層を備えていてもよい。さらに、例えば、機能層１０１は、支持基板３０１との間の分離を容易にするための分離層を備えていてもよい。機能層１０１は、防湿層１１１の他に、反射層、密着層および分離層のうち少なくとも１つをさらに含む積層構造を備えていてもよい。また、反射層、密着層、分離層の何れかが、防湿層１１１の機能を有していてもよい。例えば、反射層と密着層との積層構造が、反射層と防湿層１１１との積層構造と等価であってもよいし、防湿層１１１と密着層との積層構造と等価であってもよい。
本実施形態において、まず、図５（ａ）に示されるように、支持基板３０１の上に分離層５０１が形成される。次いで、図５（ｂ）に示されるように、反射層５０２および密着層５０３が形成される。上述のように、分離層５０１、反射層５０２、密着層５０３の何れかが、防湿層１１１として機能してもよい。また、例えば、反射層５０２と密着層５０３との組合せが、防湿層１１１として機能してもよい。上述したように、極端に外気中の水分を吸収しシンチレータ２０１との界面に水分を供給する材料でなければ、防湿層１１１として機能しうる。また、分離層５０１と反射層５０２との間や反射層５０２と密着層５０３との間など、機能層１０１を構成するそれぞれの層の間に接着剤などを用いた結合層（接着層）が配されていてもよい。
分離層５０１には、例えば、可撓性のフィルムなどの基台の支持基板３０１の側に、支持基板３０１との間で分離が容易になるような接着剤などの結合層が配された構造体が用いられうる。分離層５０１の基台の支持基板３０１の側に配される結合層として、例えば、熱や電気によって密着力が低下する材料や、ＵＶや紫外線の照射によって密着力が低下する材料、レーザの照射によってアブレーションされ密着力が低下する材料などが用いられる。分離層５０１の基台には、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミドなどの耐熱性を有する材料が用いられうる。これらの材料を用いた分離層５０１の基台は、例えば、分離層５０１の結合層を形成した支持基板３０１上に、基台の材料を塗布し硬化することによって形成されうる。また、シート状の分離層５０１を支持基板３０１に貼り合わせることによって、支持基板３０１の上に分離層５０１が形成されてもよい。
反射層５０２は、例えば、アルミニウムなどの金属層であってもよい。反射層５０２は、支持基板３０１の上に蒸着法やスパッタ法を用いて形成されてもよい。また、例えば、金属層が形成されたフィルムを支持基板３０１に貼り合わせることによって、支持基板３０１の上に反射層５０２が形成されてもよい。
密着層５０３として、シンチレータ２０１との密着力が高くなる材料が選択できる。密着層５０３に、窒化シリコンや酸化チタン、フッ化リチウム、酸化アルミニウム、酸化マグネシウムなどが用いられてもよい。また、密着層５０３に、ポリフェニレンサルファイド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、液晶ポリマー、ポリエーテルニトリル樹脂、ポリスルホン樹脂、ポリエーテルサルホン樹脂、ポリアリレート樹脂などが用いられてもよい。さらに、密着層５０３に、ポリアミドイミド樹脂、ポリエーテルイミド樹脂、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、シリコン樹脂、アクリル樹脂およびそれらを含む合成物などが用いられてもよい。機能層１０１は、シンチレータ２０１の形成前だけでなく、例えば、支持基板３０１からシンチレータ２０１を分離する分離工程の後に、追加で形成されてもよい。
機能層１０１を形成した後に、図５（ｃ）に示されるように、シンチレータ２０１が形成される。シンチレータ２０１を形成した後に、上述の保護層４０１が形成されてもよい。
次いで、結合部材２０２を介してセンサ基板５０４とシンチレータ２０１とを結合する結合工程が行われる。図５（ｄ）に示される構成では、センサ基板５０４には、可撓性を有するポリイミドなどの樹脂製の基台が用いられている。この場合、センサ基板５０４は、フィルムセンサなどとも呼ばれうる。センサ基板５０４は、各製造工程におけるプロセス条件やハンドリング性を考慮し、図５（ｄ）に示されるように、支持基板５０６に支持されていてもよい。
図５（ｅ）に示されるように、センサ基板５０４とシンチレータ２０１とを結合した後に、分離工程が行われる。分離工程では、図５（ｆ）に示されるように、支持基板３０１と機能層１０１のうち分離層５０１との界面で分離が行われうる。例えば、レーザリフトオフ法を用いて分離層５０１から支持基板３０１が剥離されてもよい。また、図５（ｆ）に示されるように、センサ基板５０４と支持基板５０６との分離が行われてもよい。支持基板３０１がシンチレータ２０１（分離層５０１）から剥離された後に、支持基板５０６がセンサ基板５０４から剥離されてもよい。また、支持基板５０６がセンサ基板５０４から剥離された後に、支持基板３０１がシンチレータ２０１（分離層５０１）から剥離されてもよい。
次いで、図５（ｇ）に示されるように、結合部材２０２を介して機能層１０１とセンサ基板５０４とを結合することによって、シンチレータ２０１が封止される。本実施形態においても、分離工程の後に、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、機能層１０１によって覆われ露出しない。そのため、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、外気に曝されることを抑制することができる。結果として、シンチレータ２０１の特性の劣化が抑制できる。
次に、図６（ａ）～６（ｇ）を用いて、上述の放射線撮像装置１００の変形例および製造工程の変形例について説明する。図６（ａ）～６（ｇ）は、本実施形態の放射線撮像装置１００を製造する工程例を示す図である。
上述の各実施形態では、支持基板３０１の上に形成されたシンチレータ２０１の全体をセンサ基板１０２、５０４に転写する例が示されている。しかしながら、これに限られることはない。シンチレータ２０１は、図６（ｃ）に示されるように、一定の膜厚で形成される中央部６０１と膜厚が薄くなる周縁部６１１とを含みうる。そこで、シンチレータ２０１のうち膜厚がほぼ一定になる中央部６０１をセンサ基板１０２、５０４に転写してもよい。
まず、図６（ａ）に示されるように、上述の図３（ａ）、４（ａ）に示される工程と同様に、支持基板３０１の上に防湿層１１１を含む機能層１０１が形成される。機能層１０１は、上述のように分離層５０１、反射層５０２、密着層５０３などを備えていてもよい。次いで、図６（ｂ）に示されるように、上述の図３（ｂ）、４（ｂ）に示される工程と同様に、機能層１０１が形成された支持基板３０１の上にシンチレータ２０１が形成される。シンチレータ２０１を形成した後に、保護層４０１が形成されてもよい。
次いで、図６（ｃ）、６（ｄ）に示されるように、センサ基板１０２とシンチレータ２０１とを結合する結合工程が行われる。このとき、図６（ｃ）に示されるように、センサ基板１０２の上のシンチレータ２０１の中央部６０１と対向する位置にのみ結合部材２０２が配されてもよい。また、例えば、センサ基板１０２のシンチレータ２０１の対向する面のシンチレータ２０１の中央部６０１よりも大きい領域（例えば、全面）に結合部材２０２が配されてもよい。シンチレータ２０１の周縁部６１１は、膜厚が薄くなるため、結合部材２０２に接触しない可能性が高いためである。また、結合部材２０２は、シンチレータ２０１の上に配され、結合工程が実施されてもよい。シンチレータ２０１とセンサ基板１０２のセンサ領域２０３との位置合わせを行い、センサ基板１０２とシンチレータ２０１とが、結合部材２０２を介して結合される。このとき、シンチレータ２０１のうち一部（中央部６０１）がセンサ基板１０２と結合される。
次いで、機能層１０１のうちシンチレータ２０１の中央部６０１と支持基板３０１との間に配された部分１２１と、機能層１０１のうちシンチレータ２０１の周縁部６１１と支持基板３０１との間に配された部分１３１と、が切断される。機能層１０１のうち部分１２１と部分１３１との切断は、支持基板３０１からシンチレータ２０１を分離する分離工程の前に行われればよい。例えば、図６（ｂ）に示されるシンチレータ２０１の形成の工程の前に、機能層１０１の部分１２１と部分１３１との切断が行われていてもよい。機能層１０１の部分１２１と部分１３１との切断は、例えば、ブレード加工、レーザ加工などによって行われてもよい。
次に、図６（ｆ）に示されるように、分離工程が実施される。分離工程において、支持基板３０１からシンチレータ２０１のうち一部（中央部６０１）が分離され、かつ、シンチレータ２０１のうち他の一部（周縁部６１１）は支持基板３０１の上に残ることになる。同様に機能層１０１においても、部分１２１は、シンチレータ２０１のうち中央部６０１と共に支持基板３０１から分離され、部分１３１は、シンチレータ２０１のうち周縁部６１１と共に支持基板３０１の上に残ることになる。
分離工程の後に、図６（ｇ）に示されるように、シンチレータ２０１の外縁部を覆うように封止部材１０４が形成され、シンチレータ２０１が封止される。本実施形態においても、分離工程の後に、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、機能層１０１によって覆われ露出しない。そのため、シンチレータ２０１の支持基板３０１の側に配されていた面が、外気に曝されることを抑制することができる。結果として、シンチレータ２０１の特性の劣化が抑制できる。
支持基板３０１からシンチレータ２０１のうち中央部６０１を分離するために、図６（ａ）～６（ｇ）を用いて説明した工程では、分離工程の前に、機能層１０１の部分１２１と部分１３１との切断が行われる。しかしながら、これに限られることはない。例えば、図７（ａ）に示されるように、機能層１０１が、支持基板３０１に形成されるシンチレータ２０１の中央部６０１に対応する位置に配されていてもよい。つまり、シンチレータ２０１のうち結合工程でセンサ基板１０２に結合されない周縁部６１１は、機能層１０１を介さずに支持基板３０１に接するように、機能層１０１およびシンチレータ２０１が、それぞれ支持基板３０１の上に形成されてもよい。次いで、図７（ｂ）に示されるように、分離工程において、支持基板３０１からシンチレータ２０１のうち中央部６０１および機能層１０１が分離され、かつ、シンチレータ２０１のうち周縁部６１１は支持基板３０１の上に残る。
図７（ａ）、７（ｂ）に示される工程は、機能層１０１を分離する工程がないため、放射線撮像装置１００を製造する工程数が削減できる。また、機能層１０１が支持基板３０１に接する分離層５０１を備える場合など、機能層１０１は、支持基板３０１から剥離しやすく、一方で、シンチレータ２０１のうち支持基板に３０１に接する周縁部６１１は、支持基板３０１に密着しうる。そのため、支持基板３０１からシンチレータ２０１のうち中央部６０１および機能層１０１を分離させ、かつ、シンチレータ２０１のうち周縁部６１１は支持基板３０１の上に残留させる分離工程が、より容易に実施できる。
図３～図７に示される放射線撮像装置１００の構造および製造工程は、それぞれ適当に組み合わせることが可能である。例えば、図３～５に示される構造および工程において、シンチレータ２０１のうち一部（例えば、中央部６０１）が、結合部材２０２を介してセンサ基板１０２に結合されるようにしてもよい。また、例えば、図５に示される製造工程において支持基板５０６に支持されるセンサ基板５０４が、図３、４、６、７に示される放射線撮像装置１００にそれぞれ適用されてもよい。
以下、図８を参照しながら上述の放射線撮像装置１００が組み込まれた放射線撮像システムを例示的に説明する。放射線撮像装置１００に放射線を照射するための放射線源であるＸ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は、患者又は被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、放射線撮像装置１００に入射する。この入射したＸ線に患者または被験者６０６１の体内部の情報が含まれる。放射線撮像装置１００において、Ｘ線６０６０の入射に対応してシンチレータ２０１が発光し、これが光電変換素子で光電変換され、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部としてのイメージプロセッサ６０７０によって画像処理され、制御室の表示部としてのディスプレイ６０８０で観察できる。
また、この情報は、電話回線６０９０などの伝送処理部によって遠隔地へ転送できる。これによって別の場所のドクタールームなどの表示部であるディスプレイ６０８１に表示し、遠隔地の医師が診断することも可能である。また、この情報は、光ディスクなどの記録媒体に記録することができ、またフィルムプロセッサ６１００によって記録媒体となるフィルム６１１０に記録することもできる。
本明細書の開示は、以下の放射線撮像装置の製造方法を含む。
（項目１）
センサ基板とシンチレータとが結合部材によって結合された放射線撮像装置の製造方法であって、
支持基板の上に、水分の透過を抑制するための防湿層を含む機能層を形成する工程と、
前記機能層が配された前記支持基板の上にシンチレータを形成する工程と、
前記支持基板から前記シンチレータのうち少なくとも一部を前記機能層と共に分離する分離工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
センサ基板とシンチレータとが結合部材によって結合された放射線撮像装置の製造方法であって、
支持基板の上に、水分の透過を抑制するための防湿層を含む機能層を形成する工程と、
前記機能層が配された前記支持基板の上にシンチレータを形成する工程と、
前記支持基板から前記シンチレータのうち少なくとも一部を前記機能層と共に分離する分離工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。
（項目２）
前記分離工程において、前記機能層と前記支持基板との界面で分離が行われることを特徴とする項目１に記載の製造方法。
前記分離工程において、前記機能層と前記支持基板との界面で分離が行われることを特徴とする項目１に記載の製造方法。
（項目３）
前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の後に行われることを特徴とする項目１または２に記載の製造方法。
前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の後に行われることを特徴とする項目１または２に記載の製造方法。
（項目４）
前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記機能層は、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記一部と共に前記支持基板から分離される第１部分と、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記他の一部と共に前記支持基板の上に残る第２部分と、を含み、
前記分離工程の前に、前記機能層のうち前記第１部分と前記第２部分とを分離する工程をさらに含むことを特徴とする項目３に記載の製造方法。
前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記機能層は、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記一部と共に前記支持基板から分離される第１部分と、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記他の一部と共に前記支持基板の上に残る第２部分と、を含み、
前記分離工程の前に、前記機能層のうち前記第１部分と前記第２部分とを分離する工程をさらに含むことを特徴とする項目３に記載の製造方法。
（項目５）
前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部および前記機能層が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記シンチレータのうち前記他の一部は、前記機能層を介さずに前記支持基板に接していることを特徴とする項目３に記載の製造方法。
前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部および前記機能層が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記シンチレータのうち前記他の一部は、前記機能層を介さずに前記支持基板に接していることを特徴とする項目３に記載の製造方法。
（項目６）
前記シンチレータを形成した後に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする項目１乃至５の何れか１項目に記載の製造方法。
前記シンチレータを形成した後に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする項目１乃至５の何れか１項目に記載の製造方法。
（項目７）
前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の前に行われることを特徴とする項目１または２に記載の製造方法。
前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の前に行われることを特徴とする項目１または２に記載の製造方法。
（項目８）
前記シンチレータを形成した後かつ前記結合工程の前に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする項目７に記載の製造方法。
前記シンチレータを形成した後かつ前記結合工程の前に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする項目７に記載の製造方法。
（項目９）
前記シンチレータが、前記機能層および前記結合部材によって封止されていることを特徴とする項目１乃至８の何れか１項目に記載の製造方法。
前記シンチレータが、前記機能層および前記結合部材によって封止されていることを特徴とする項目１乃至８の何れか１項目に記載の製造方法。
（項目１０）
前記機能層が、前記シンチレータが発する光を反射する反射層、前記シンチレータとの間の密着力を向上させるための密着層、および、前記支持基板との間の分離を容易にするための分離層のうち少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする項目１乃至９の何れか１項目に記載の製造方法。
前記機能層が、前記シンチレータが発する光を反射する反射層、前記シンチレータとの間の密着力を向上させるための密着層、および、前記支持基板との間の分離を容易にするための分離層のうち少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする項目１乃至９の何れか１項目に記載の製造方法。
（項目１１）
前記機能層が、積層構造を備えることを特徴とする項目１０に記載の製造方法。
前記機能層が、積層構造を備えることを特徴とする項目１０に記載の製造方法。
（項目１２）
前記分離工程が、前記支持基板と前記機能層との界面の接着力を低下させる工程を含むことを特徴とする項目１乃至１１の何れか１項目に記載の製造方法。
前記分離工程が、前記支持基板と前記機能層との界面の接着力を低下させる工程を含むことを特徴とする項目１乃至１１の何れか１項目に記載の製造方法。
（項目１３）
前記分離工程が、レーザリフトオフ法を用いて行われることを特徴とする項目１乃至１２の何れか１項目に記載の製造方法。
前記分離工程が、レーザリフトオフ法を用いて行われることを特徴とする項目１乃至１２の何れか１項目に記載の製造方法。
（項目１４）
前記シンチレータが、ハロゲン化アルカリ金属化合物を含む針状結晶構造を有することを特徴とする項目１乃至１３の何れか１項目に記載の製造方法。
前記シンチレータが、ハロゲン化アルカリ金属化合物を含む針状結晶構造を有することを特徴とする項目１乃至１３の何れか１項目に記載の製造方法。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
１００：放射線撮像装置、１０１：機能層、１０２：センサ基板、２０１：シンチレータ、２０２：結合部材、３０１：支持基板
Claims (14)
- センサ基板とシンチレータとが結合部材によって結合された放射線撮像装置の製造方法であって、
支持基板の上に、水分の透過を抑制するための防湿層を含む機能層を形成する工程と、
前記機能層が配された前記支持基板の上にシンチレータを形成する工程と、
前記支持基板から前記シンチレータのうち少なくとも一部を前記機能層と共に分離する分離工程と、
を含むことを特徴とする製造方法。 - 前記分離工程において、前記機能層と前記支持基板との界面で分離が行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の後に行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 - 前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記機能層は、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記一部と共に前記支持基板から分離される第１部分と、前記分離工程において前記シンチレータのうち前記他の一部と共に前記支持基板の上に残る第２部分と、を含み、
前記分離工程の前に、前記機能層のうち前記第１部分と前記第２部分とを切断する工程をさらに含むことを特徴とする請求項３に記載の製造方法。 - 前記結合工程において、前記シンチレータのうち一部が前記センサ基板と結合され、
前記分離工程において、前記支持基板から前記シンチレータのうち前記一部および前記機能層が分離され、かつ、前記シンチレータのうち他の一部は前記支持基板の上に残り、
前記シンチレータのうち前記他の一部は、前記機能層を介さずに前記支持基板に接していることを特徴とする請求項３に記載の製造方法。 - 前記シンチレータを形成した後に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 - 前記結合部材を介して前記センサ基板と前記シンチレータとを結合する結合工程をさらに含み、
前記分離工程が、前記結合工程の前に行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。 - 前記シンチレータを形成した後かつ前記結合工程の前に、前記シンチレータを覆うように保護層を形成する工程をさらに含み、
前記シンチレータが、前記機能層および前記保護層によって封止されていることを特徴とする請求項７に記載の製造方法。 - 前記シンチレータが、前記機能層および前記結合部材によって封止されていることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 前記機能層が、前記シンチレータが発する光を反射する反射層、前記シンチレータとの間の密着力を向上させるための密着層、および、前記支持基板との間の分離を容易にするための分離層のうち少なくとも１つをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 前記機能層が、積層構造を備えることを特徴とする請求項１０に記載の製造方法。
- 前記分離工程が、前記支持基板と前記機能層との界面の接着力を低下させる工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 前記分離工程が、レーザリフトオフ法を用いて行われることを特徴とする請求項１に記載の製造方法。
- 前記シンチレータが、ハロゲン化アルカリ金属化合物を含む針状結晶構造を有することを特徴とする請求項１乃至１３の何れか１項に記載の製造方法。
Priority Applications (4)
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Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2022130123A JP2024027374A (ja) | 2022-08-17 | 2022-08-17 | 放射線撮像装置の製造方法 |
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Family Applications (1)
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|---|---|---|---|
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