JP2024060648A - 放射線画像検出器及び放射線画像検出器の製造方法 - Google Patents

放射線画像検出器及び放射線画像検出器の製造方法 Download PDF

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宜人 山本
由紀乃 土井
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Abstract

【課題】画像ムラがより抑制された放射線画像を生成できるようにする。【解決手段】放射線画像検出器1は、硬質基板上に光電変換素子31fが配列された素子基板31と、放射線を光に変換して光電変換素子31fに照射するシンチレーター33と、シンチレーター33と素子基板31とを接着する接着層(光学接着層32)と、を備え、接着層の厚さは、5μm以上で且つ50μm以下であり、シンチレーター33は、素子基板31側の表面に突起部33cを有し、突起部33cの高さHは、接着層の厚さ未満である。【選択図】図3

Description

本発明は、放射線画像検出器及び放射線画像検出器の製造方法に関する。
従来、入射した放射線をシンチレーターで可視光等の光に変換し、変換された光を、基板上に二次元状に配列されたフォトダイオード等の複数の光電変換素子で検出する放射線検出部を用いた放射線画像検出器(Flat Panel Detector(FPD)ともいう。)が知られている。放射線画像検出器では、光電変換素子で入射した光を電荷に変換し、発生した電荷を取り出すことで、被写体に照射された放射線に担持された情報を電気信号として検出する。
ところで、上記シンチレーターの製造において、シンチレーターを構成する蛍光体を形成する際に、当該蛍光体表面において周囲の正常箇所と比べて突出した突起部が生じてしまう場合がある。
当該突起部が生じたシンチレーターと、ガラス基板上に光電変換素子が配列された素子基板とを貼り合わせると、ガラス基板は撓まないため、突起部を起点とした貼りムラが発生する。そして、当該貼りムラにより放射線画像検出器で生成される放射線画像に画像ムラが発生する恐れがある。
蛍光体表面における突起部に関して、特許文献1には、以下の放射線画像変換パネルの製造方法が記載されている。
具体的には、蛍光体層表面をレーザーアブレーション法により蛍光体層の層厚方向に部分的に除去させることにより突出部(突起部)のみを平坦化させる。又は、1対の加熱ローラー又は加圧ローラー間に蛍光体プレートを通過させるカレンダー処理により、突出部(突起部)のみを平坦化させる。
また、特許文献2には、蛍光体層表面における凸部(突起部)をガラス板及びローラーにより押しつぶす、または工具を蛍光体層表面に沿って移動させて凸部を取り除いて平坦化させることが記載されている。
特許第4517945号公報 特開2006-335887号公報
しかしながら、上記のように突起部を平坦化させる平坦化処理を施したとしても、突起部を完全に平坦化することは難しい。そのため、平坦化処理後のシンチレーターと、ガラス基板上に光電変換素子が配列された素子基板とを貼り合わせた場合に、残った突起部による貼りムラを抑制することができず、依然として画像ムラが生じてしまうおそれがあった。
本発明の課題は、画像ムラがより抑制された放射線画像を生成できる放射線画像検出器及び放射線画像検出器の製造方法を提供することである。
上記課題を解決するため、請求項1に記載の放射線画像検出器は、
硬質基板上に光電変換素子が配列された素子基板と、
放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレーターと、
前記シンチレーターと前記素子基板とを接着する接着層と、
を備え、
前記接着層の厚さは、5μm以上で且つ50μm以下であり、
前記シンチレーターは、前記素子基板側の表面に突起部を有し、
前記突起部の高さは、前記接着層の厚さ未満である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の放射線画像検出器において、
前記シンチレーターを覆う保護膜を備える。
請求項3に記載の発明は、請求項1または2に記載の放射線画像検出器において、
前記突起部の高さは、前記接着層の厚さの80%未満である。
請求項4に記載の発明は、請求項1または2に記載の放射線画像検出器において、
前記突起部の高さは、前記接着層の厚さの60%未満である。
請求項5に記載の発明は、請求項1または2に記載の放射線画像検出器において、
前記突起部は、平坦化処理された後の突起部である。
請求項6に記載の発明は、請求項1または2に記載の放射線画像検出器において、
前記接着層は流動性を有し、前記接着層の粘度は、20Pa・s以上である。
請求項7に記載の発明は、請求項1または2に記載の放射線画像検出器において、
前記接着層がシート状であり、前記接着層の硬度は、ショア硬さ(Aタイプ)がA20以下である。
請求項8に記載の放射線画像検出器の製造方法は、
請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
前記突起部に板を載せて加圧することにより平坦化処理する平坦化工程を含む。
請求項9に記載の放射線画像検出器の製造方法は、
請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
1対の加熱ローラーまたは加圧ローラー間に前記シンチレーターを通過させることにより前記突起部を平坦化処理する平坦化工程を含む。
請求項10に記載の放射線画像検出器の製造方法は、
請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
前記突起部を切り取るまたは削ることにより平坦化処理する平坦化工程を含む。
本発明によれば、画像ムラがより抑制された放射線画像を生成できる。
本実施形態に係る放射線画像検出器の外観斜視図である。 図1の放射線画像検出器のII-II線に沿う断面の概略図である。 第1実施形態における放射線検出部の構成を示すII-II線に沿う断面の概略図である。 素子基板表面の構成を示す平面図である。 蛍光体が柱状構造を有するシンチレーターの構成およびそのシンチレーター基板への貼付を説明する模式図である。 蛍光体の柱状構造表面に突起部が形成された状態を示す模式図である。 平坦化工程を示す模式図である。 平坦化工程を示す模式図である。 平坦化処理を施したシンチレーターの模式図である。 突起部の大きさと突起部の高さと貼りムラの関係の一例を示す図である。 第2実施形態における放射線検出部の構成を示すII-II線に沿う断面の概略図である。 第3実施形態における放射線検出部の構成を示すII-II線に沿う断面の概略図である。
以下、図を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。ただし、発明の範囲は、図示例に限定されない。
<第1実施形態>
[1.放射線検出器の構成]
まず、本実施形態に係る放射線画像検出器1の構成について説明する。
放射線画像検出器1は、受けた放射線に応じた放射線画像を生成する。
図1は、本実施形態に係る放射線画像検出器1の外観斜視図であり、図2は、図1のII-II線に沿う断面の概略図である。
なお、以下では、放射線画像検出器1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、図1~図3、図5、図11、及び図12では、放射線画像検出器1の筐体2における放射線が入射する面X側を紙面上側に向け、筐体2における放射線が入射する面Xとは反対側の面Y側を紙面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。
一方、図6~図9では、面X側を紙面下側に向け、面Y側を紙面上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。
放射線画像検出器1の筐体2は、カーボン板やプラスチックなど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、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、放射線検出部3が配置されている。
また、放射線検出部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)などの各種の電子部品8等が配設されたPCB基板9、緩衝部材10等が取り付けられている。
図3に、放射線検出部3のみの図1のII-II線に沿う断面の概略図を示す。
放射線検出部3は、素子基板31、接着層である光学接着層32、シンチレーター33、シンチレーター基板34、防湿層35等を備える。
本実施形態では、素子基板31は、硬質基板で構成され、当該硬質基板上に配列された光電変換素子等を有する。
本実施形態における硬質基板とは、突起部を有するシンチレーター33と、当該硬質基板上に光電変換素子が配列された素子基板31とを貼り合わせた場合に、シンチレーター33は撓み、且つ硬質基板が撓まないことにより、突起部を起点とした貼りムラが発生するような硬度の基板である。
硬質基板は、例えばガラス基板である。以下、硬質基板をガラス基板として説明する。
なお、素子基板31は、放射線や紫外線などの光を透過する、ガラス基板以外の基板で構成されていてもよい。ガラス基板以外の硬質基板としては、例えば樹脂製の基板がある。成膜下ポリイミドフィルムの光電変換素子と反対側の面にPMMA(Poly Methyl Methacrylate)、PET(Polyethyleneterephthalate)、PC(Polycarbonate)他の樹脂製の硬質基板を貼り合わせた構成や、樹脂製の硬質基板のかわりにSUS、アルミ等の金属板やカーボン板を貼り合わせた構成などがある。
図4は、素子基板31表面の構成を示す平面図である。素子基板31の表面31a(すなわち、光学接着層32を介してシンチレーター33に対向する側の面)上には、複数の走査線31bと複数の信号線31c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31dが、複数の信号線31cと平行に配置されており、本実施形態では、各バイアス線31dは、素子基板31上の一方側の端部で1本の結線31eにより結束されている。
また、素子基板31の表面31a上で複数の走査線31bと複数の信号線31cにより区画された各小領域Rには、光電変換素子31f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31は、その表面31aに複数の光電変換素子31f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31fはそれぞれバイアス線31dに接続されており、本実施形態では、図示しないバイアス電源からバイアス線31dを介して光電変換素子31fにバイアス電圧が印加されるように構成されている。
本実施形態では、光電変換素子31fとして、放射線の照射を受けたシンチレーター33から出力された光の照射を受けると光エネルギー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ー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、各小領域Rには、各光電変換素子31fにつき1つの薄膜トランジスタ(Thin Film Transistor)31gが設けられている。薄膜トランジスタ31gのソース電極が光電変換素子31fの1つの電極と、薄膜トランジスタ31gのドレイン電極が信号線31cと、薄膜トランジスタ31gのゲート電極が走査線31bとそれぞれ接続されている。
光学接着層32は、図3に示すように、素子基板31とシンチレーター33の間に設けられ、素子基板31とシンチレーター33とを貼り合わせている。
光学接着層32は、光学接着剤からなる。
光学接着剤としては、例えばオレフィン系、アミド系、エステル系、スチレン系、アクリル系、ウレタン系、ビニル系、ポリカーボネート、もしくはABS樹脂(アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン共重合樹脂)を主成分とする熱可塑性樹脂等が挙げられる。
また、光学接着層32が厚くなりすぎると、放射線画像検出器1で生成される放射線画像の鮮鋭性が大きく低下してしまう。しかし、光学接着層32が極端に薄いと、接着力が小さくなり、且つシンチレーター33の後述する突起部33cによる貼りムラを抑制できない可能性がある。そのため、光学接着層32の厚さは、5~50μmの範囲内とするのが好ましい。
また、光学接着層32の厚さを上記範囲内とすることで、MFT(Modulated Transfer Function)を向上させることができる。
また、光学接着層32として流動性のある光学接着剤を使用する場合、素子基板31とシンチレーター33とを貼り合わせる前に光学接着剤が流動しすぎないように、光学接着剤の粘度は、10Pa・s以上が好ましい。また、光学接着剤を素子基板31とシンチレーター33の間において広範囲に均一に塗布するために、光学接着剤の粘度は、1000Pa・s以下が好ましい。
また、光学接着層32としてシート状の光学接着剤を使用する場合、光学接着剤の硬度は、ショア硬さ(Aタイプ)がA20以下のものが好ましい。これにより、シンチレーター33の後述する蛍光体33aの柱状結晶が光学接着層32内部に入り込みやすく、且つ取り扱いしやすくなる。
シンチレーター33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、シンチレーター33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ている。蛍光体としては、例えば、タリウム賦活ヨウ化セシウム(CsI:Tl)、ナトリウム賦活ヨウ化セシウム(CsI:Na)、テルビウム賦活酸硫化ガドリニウム(GOS)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。
シンチレーター33は、矩形板状に形成されており、シンチレーター基板34に貼り付けられている。
また、シンチレーター33は、図3に示すように、光学接着層32を介して、素子基板31の複数の光電変換素子31fが配置された範囲より大きい範囲を覆っている。
また、シンチレーター33の素子基板31側の面が有する4つの角部(四隅)は、角部の破損を防ぐために面取り(C面取り、R面取り等)されていてもよい。シンチレーター33の面取りされた角部では、光電変換素子31fが配置された範囲を覆っていなくともよい。
本実施形態では、シンチレーター基板34は、可撓性を有する材料で矩形板状に形成されている。
上記「可撓性を有する材料」の具体例としては、ポリエチレンナフタレート、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリカーボネート、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、アラミド、ポリスルホン、ポリエーテルスルホン、フッ素樹脂、ポリテトラフルオロエチレン(PTFE)、又はこれらの複合材料が挙げられる。特に、上記材料のうち、ポリイミド、ポリアミド、ポリエーテルイミド、PTFE、又はこれらの複合材料を用いると、耐熱性を向上させることができるため好ましい。
防湿層35は、シンチレーター33が湿気を吸収してしまうのを防ぐ。
防湿層35は、湿気を通過させない性質を有する材料でシート状に形成されている。
本実施形態に係る防湿層35は、金属、無機材料及び有機材料のうちの少なくともいずれかの材料で形成されている。
金属の具体例としては、例えば、アルミニウム、銀、クロム、銅、ニッケル、チタン、マグネシウム、ロジウム、鉛、白金、金等が挙げられる。
無機材料の具体例としては、例えば、上記金属の酸化物、Al23、SiO2、ITO(Indium Tin Oxide)、SiN等が挙げられる。
有機材料の具体例としては、例えば、フッ素樹脂、PVA、PVDC、PMMA、ポリアクリロニトリル(PAN)、PLA樹脂(ポリ乳酸)、ポリパラキシレン等が挙げられる。
防湿層35のシンチレーター基板34に当接する部分は、図示しない接着層を介してシンチレーター基板34に貼り付けられ、シンチレーター基板34の面X側の面を覆っている。
また、防湿層35の周縁部は、図示しない接着層を介して、素子基板31の表面31aに貼り付けられている。これにより、防湿層35は、シンチレーター基板34、シンチレーター33、及び光学接着層32の全側面(側面の全周)と、素子基板31の表面31aの一部を覆っている。
[2.放射線検出器の製造方法]
次に、本発明に係る放射線画像検出器1の製造方法について説明する。
特に、シンチレーター33の形成方法、及びシンチレーター33に形成された突起部33cに平坦化処理を施す平坦化工程について説明する。
シンチレーター33は、図5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33bの上に、例えば気相成長法により蛍光体33aを成長させて形成される。つまり、シンチレーター33は蛍光体33aの柱状結晶からなる。気相成長法としては、蒸着法やスパッタ法などが好ましく用いられる。
いずれの手法においても、蛍光体33aを支持膜33b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。
本実施形態では、このようにして蛍光体33aが柱状結晶として形成されたシンチレーター33は、蛍光体33aの柱状結晶の鋭角状の先端Paが紙面下側、すなわち前述した光学接着層32側を向くように、その支持膜33bがシンチレーター基板34の表面34aに貼付される。このようにして、シンチレーター33は、シンチレーター基板34で支持されている。
しかしながら、支持膜33bの上に蛍光体33aを成長させる際に、図6に示すような、周囲の正常箇所と比べて突出した突起部33cが生じてしまう場合がある。これは、加熱溶融した蛍光体33aから突沸が発生したり、あるいは、製造過程において支持膜33bの上にキズやゴミなどが付着するなど、支持膜33bの上や成長中の蛍光体33a表面の当該異物を核として、その周囲に比べて蛍光体33aの柱状結晶が部分的に異常な成長を起こすことに因るものである。
なお、図6に示すシンチレーター33の模式図は、図5に示すシンチレーター33の模式図と紙面において上下が反転されるように描かれている。
そして、このような突起部33cが形成されたシンチレーター33を、光学接着層32を介してガラス基板で構成された素子基板31に貼り合わせると、突起部33cによりシンチレーター33は撓むが、ガラス基板で構成された素子基板31は撓まない。そのため、素子基板31とシンチレーター33との間に、突起部33cを起点とした貼りムラが生じる。これにより、放射線画像検出器1で生成される放射線画像において、画像ムラが生じる。
また、素子基板31と、突起部33cが形成されたシンチレーター33とを貼り合わせる際、突起部33cの周辺において気泡が混入してしまう。この気泡によりシンチレーター33で発光した光が乱反射され、放射線画像検出器1で生成される放射線画像の解像度が低下する。
そこで、支持膜33bの上に蛍光体33aの柱状結晶を形成した際に上記突起部33cが形成された場合、素子基板31とシンチレーター33を貼り合わせる前に、突起部33cに平坦化処理を施す平坦化工程を実行する。
図7及び図8に、突起部33cに平坦化処理を施す平坦化工程を示す。
板100は、ヨウ化セシウム(CsI)よりも硬く、且つ平面性の良好な剛性板である。板100の材質として、ガラス、金属、プラスチック等が用いられる。
ローラー200は、例えば金属や樹脂製のローラーである。
平坦化工程において、まず、図7に示すように、板100を、シンチレーター33の突起部33cが生じている側上に配置する。つまり、板100を、蛍光体33aの柱状結晶上に配置する。
そして、図8に示すように、板100の上部を(板100の紙面上側から)加圧しながらローラー200を矢印方向にころがすことで、突起部33cに圧力をかける。これにより、突起部33cは、上部からの圧力で結晶構造を崩しながら中に押しこまれる。つまり、突起部33cは当該圧力により押しつぶされる。この場合、突起部33cにかかる圧力は、例えば、200g/cmである。
なお、平坦化工程において、ローラー200を用いずに、板100の上部を加圧することで突起部33cに圧力(例えば、200g/cm)をかけて、突起部33cを押しつぶしてもよい。
また、平坦化工程において、加熱ローラーまたは加圧ローラーを用いて行ういわゆるカレンダー処理により、突起部33cに平坦化処理を施してもよい。この場合、1対の加熱ローラー又は加圧ローラー間にシンチレーター33を通過させることで、シンチレーター33上の突起部33cは押しつぶされ、蛍光体33aの表面を平坦化させることが可能である。
また、平坦化工程において、上記のように突起部33cを押しつぶさずに、CsIよりも硬い工具等により正常箇所の蛍光体33a表面に沿って、突起部33cを取り除く、または削ってもよい。また、レーザー照射により突起部33cを取り除く、または削ってもよい。
図9に平坦化処理を施したシンチレーター33の模式図を示す。
本実施形態では、平坦化工程において平坦化処理を施したシンチレーター33の突起部33c(平坦化処理後の突起部33c)の高さHが光学接着層32の厚さ未満となるようにする。
これにより、素子基板31とシンチレーター33とを貼り合わせる際に、平坦化処理を施した突起部33cを光学接着層32内に収めることができる。そのため、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部33cを起点とした貼りムラを抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡を少なくできる。
平坦化処理後の突起部33cの高さHは、光学顕微鏡やレーザー顕微鏡により測定する。具体的には、突起部33c上端に焦点を合わせた位置(図9に示すHa)と、正常箇所の蛍光体33aの先端Paに焦点を合わせた位置(図9に示すHb)との高さの差分により測定する。
また、突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい場合、平坦化処理後の突起部33cの高さHを光学接着層32の厚さの80%未満とすることで、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラを抑制できる。
これは、突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい場合、突起部33cが光学接着層32内に埋まりにくく、貼りムラが発生しやすいためである。
なお、突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積の形状は、矩形や円形状に限らない。突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積の形状がどのような形状であっても、所定の面積に従って上記効果が得られる。
図10に、突起部33cの大きさ(突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積)と、平坦化処理後の突起部33cの高さH(光学接着層32の厚さ比)と、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラの関係の一例を示す。
図10に示す例において、判定「A」以上(「A」及び「AA」)は、放射線画像検出器1で生成される放射線画像の画像品質レベルが所定基準値以上であり、例えば、診断に利用できるレベルであることを示す。また、判定「B」は、放射線画像検出器1で生成される放射線画像の画像品質レベルが上記所定基準値未満であり、例えば、診断に利用できないレベルであることを示す。
図10に示すように、平坦化処理後の突起部33cの高さHを光学接着層32の厚さ未満とすると判定「A」以上であり、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラを抑制できる。つまり、放射線画像検出器1で生成される放射線画像を診断に利用できる画像品質レベルとすることができる。
また、突起部33cの大きさが1.5mm□以上である場合、平坦化処理後の突起部33cの高さHを光学接着層32の厚さの80%未満とすると判定「AA」であり、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラをより抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡をより少なくできる。
なお、図10に示す例において、1.5mm□は、一辺1.5mmの正方形を示す。同様に、2mm□は、一辺2mmの正方形を示す。
また、突起部33cの大きさが2mm□以上である場合、平坦化処理後の突起部33cの高さHを光学接着層32の厚さの60%未満とすると貼りムラ「無し」であり、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラをより抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡をより少なくできる。
<第2実施形態>
次に、本発明の第2実施形態について説明する。以下では、第1実施形態と異なる点を主に説明する。
図11に、第2実施形態の放射線検出部3のみの図1のII-II線に沿う断面の概略図を示す。
第2実施形態の放射線検出部3は、図11に示すように、さらに保護膜36を備える。
保護膜36は、シンチレーター33の耐湿性を向上させる。
保護膜36は、図11に示すように、シンチレーター33の光学接着層32に当接する面(面X(または面Y)に平行な面のうちの光学接着層32側の面)、及びシンチレーター33の側面(面X(または面Y)に垂直な面)を覆っている。
保護膜36は、例えば、ポリパラキシリレン膜である。
第2実施形態の平坦化工程は、光学接着層32により素子基板31と保護膜36を貼り合わせる前に実施される。つまり、保護膜36を介して素子基板31とシンチレーター33を貼り合わせる前に実施される。
第2実施形態の平坦化工程では、平坦化処理後の保護膜36の光学接着層32に向かう面(表面)において周囲の正常箇所と比べて突出した突起部の高さが光学接着層32の厚さ未満となるようにする。保護膜36表面における突起部は、保護膜36の中に混入した異物によって生じた突起部、または上記第1実施形態において説明したシンチレーター33の突起部33cによる突起部である。
これにより、保護膜36を介して素子基板31とシンチレーター33を貼り合わせる場合においても、平坦化処理後の保護膜36上の突起部を光学接着層32内に収めることができる。そのため、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部を起点とした貼りムラを抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡を少なくできる。
また、上記第1実施形態と同様に、保護膜36表面における突起部の面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい場合、平坦化処理後の当該突起部の高さを光学接着層32の厚さの80%未満とする。
これにより、保護膜36表面における突起部の面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい場合でも、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラを抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡を少なくできる。
また、上記第1実施形態と同様に、保護膜36表面における突起部の面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい場合、平坦化処理後の当該突起部の高さを光学接着層32の厚さの60%未満とすることがより好ましい。
これにより、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラをより抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡をより少なくできる。
<第3実施形態>
次に、本発明の第3実施形態について説明する。以下では、第2実施形態と異なる点を主に説明する。
図12に、第3実施形態の放射線検出部3のみの図1のII-II線に沿う断面の概略図を示す。
第3実施形態の放射線検出部3は、図12に示すように、さらに反射層37と、帯電防止層38を備える。
反射層37は、蛍光体33aが発生させた光を反射させる。
反射層37は、金属(例えば銀、アルミニウム、ニッケル、銅等)で形成された膜であってもよいし、酸化チタン、酸化アルミニウム等の粒子が混錬された樹脂によってシート状に形成されたものであってもよい。
反射層37は、シンチレーター33とシンチレーター基板34との間に設けられ、シンチレーター33の面X側の面の全面を覆っている。
これにより、蛍光体33aで発生し、面X側に向かう方向(反射層37が存在する方向)へ向かう光が、反射層37で反射して素子基板31が存在する方向へ向かうようになる。その結果、蛍光体33aで発生した光がより多く光電変換素子31fに到達するようになり、放射線画像検出器1の感度が向上する。
帯電防止層38は、素子基板31のシンチレーター33が貼り付けられている面とは反対側の面(面Y側の面)の全面に設けられている。
帯電防止層38は、例えば、導電性のフィルムや、素子基板31の面Y側の面にITO等の膜を形成することによりなる。
放射線検出部3が帯電防止層38を備えることにより、素子基板31周りで静電気が発生することを的確に防止し、また、仮に静電気が発生してもそれを効果的に除去することが可能となる。
<効果>
以上のように、本実施形態の放射線画像検出器1は、硬質基板上に光電変換素子31fが配列された素子基板31と、放射線を光に変換して光電変換素子31fに照射するシンチレーター33と、シンチレーター33と素子基板31とを接着する接着層(光学接着層32)と、を備え、接着層の厚さは、5μm以上で且つ50μm以下であり、シンチレーター33は、素子基板31側の表面に突起部33cを有し、突起部33cの高さHは、接着層の厚さ未満である。
これにより、平坦化処理を施した突起部33cを光学接着層32内に収めることができる。そのため、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部33cを起点とした貼りムラを抑制できる。したがって、放射線画像検出器1において画像ムラが抑制された放射線画像を生成できる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1は、シンチレーター33を覆う保護膜36を備える。
したがって、保護膜36によりシンチレーター33の耐湿性を向上させることができる。
また、保護膜36を備える構成において生じた突起部が存在する場合においても、平坦化処理を施した突起部を光学接着層32内に収めることができる。そのため、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部を起点とした貼りムラを抑制できる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1において、突起部33cの高さHは、接着層の厚さの80%未満である。
これにより、突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい(例えば、1.5mm□以上)場合においても、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部を起点とした貼りムラを抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡を少なくできる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1において、突起部33cの高さHは、接着層の厚さの60%未満である。
これにより、突起部33cの面X(または面Y)に平行な面積が比較的大きい(例えば、2mm□以上)場合、素子基板31とシンチレーター33との間における貼りムラをより抑制できる。また、素子基板31とシンチレーター33との間に混入する気泡をより少なくできる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1において、突起部33cは、平坦化処理された後の突起部である。
したがって、平坦化処理後に完全には平坦化されなかった突起部が存在する場合においても、素子基板31とシンチレーター33との間における突起部を起点とした貼りムラを抑制できる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1において、接着層は流動性を有し、接着層の粘度は、20Pa・s以上である。
したがって、素子基板31とシンチレーター33とを貼り合わせる前に、光学接着層32が流動しすぎることを防ぐことができる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1において、接着層がシート状であり、接着層の硬度は、ショア硬さ(Aタイプ)がA20以下である。
したがって、シンチレーター33を構成する蛍光体33aの柱状結晶が光学接着層32内部に入り込みやすく、且つ取り扱いしやすくなる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1の製造方法は、突起部に板100を載せて加圧することにより平坦化処理する平坦化工程を含む。
これにより、突起部を容易に平坦化させることができる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1の製造方法は、1対の加熱ローラーまたは加圧ローラー間にシンチレーター33を通過させることにより突起部を平坦化処理する平坦化工程を含む。
これにより、突起部を容易に平坦化させることができる。
また、本実施形態の放射線画像検出器1の製造方法は、突起部を切り取るまたは削ることにより平坦化処理する平坦化工程を含む。
これにより、突起部を容易に平坦化させることができる。
[その他]
なお、本発明が、上記の実施形態に限定されず、適宜変更可能であることは言うまでもない。例えば、突起部に施す平坦化処理は上記実施形態に示した例に限らず、他の方法により突起部を平坦化させてもよい。具体的には、レーザー、マイクロ波、プラズマ波等の光を利用して、突起部を局所的に溶融させることにより平坦化する。
1 放射線画像検出器
2 筐体
3 放射線検出部
31 素子基板
31a 表面
31b 走査線
31c 信号線
31d バイアス線
31e 結線
31f 光電変換素子
31g 薄膜トランジスタ
32 光学接着層(接着層)
33 シンチレーター
33a 蛍光体
33b 支持膜
33c 突起部
34 シンチレーター基板
34a 表面
35 防湿層
36 保護膜
37 反射層
38 帯電防止層
51 フレーム板
52 バック板
53 インジケータ
54 蓋
55 端子
56 電源スイッチ
7 基台
8 電子部品
9 PCB基板
10 緩衝部材
100 板
200 ローラー
Pa 先端

Claims (10)

  1. 硬質基板上に光電変換素子が配列された素子基板と、
    放射線を光に変換して前記光電変換素子に照射するシンチレーターと、
    前記シンチレーターと前記素子基板とを接着する接着層と、
    を備え、
    前記接着層の厚さは、5μm以上で且つ50μm以下であり、
    前記シンチレーターは、前記素子基板側の表面に突起部を有し、
    前記突起部の高さは、前記接着層の厚さ未満である、放射線画像検出器。
  2. 前記シンチレーターを覆う保護膜を備える、請求項1に記載の放射線画像検出器。
  3. 前記突起部の高さは、前記接着層の厚さの80%未満である、請求項1または2に記載の放射線画像検出器。
  4. 前記突起部の高さは、前記接着層の厚さの60%未満である、請求項1または2に記載の放射線画像検出器。
  5. 前記突起部は、平坦化処理された後の突起部である、請求項1または2に記載の放射線画像検出器。
  6. 前記接着層は流動性を有し、前記接着層の粘度は、20Pa・s以上である、請求項1または2に記載の放射線画像検出器。
  7. 前記接着層がシート状であり、前記接着層の硬度は、ショア硬さ(Aタイプ)がA20以下である、請求項1または2に記載の放射線画像検出器。
  8. 請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
    前記突起部に板を載せて加圧することにより平坦化処理する平坦化工程を含む放射線画像検出器の製造方法。
  9. 請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
    1対の加熱ローラーまたは加圧ローラー間に前記シンチレーターを通過させることにより前記突起部を平坦化処理する平坦化工程を含む放射線画像検出器の製造方法。
  10. 請求項1または2に記載の放射線画像検出器を製造する製造方法であって、
    前記突起部を切り取るまたは削ることにより平坦化処理する平坦化工程を含む放射線画像検出器の製造方法。
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