JP3696084B2

JP3696084B2 - Ｘ線平面検出装置

Info

Publication number: JP3696084B2
Application number: JP2000393222A
Authority: JP
Inventors: 真一山田; 武史宮城; 晃金野; 公平鈴木
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-25
Filing date: 2000-12-25
Publication date: 2005-09-14
Anticipated expiration: 2019-06-30
Also published as: JP2001249185A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばＸ線診断装置等のＸ線を用いて画像を撮像する装置のＸ線検出手段として設けて好適なＸ線平面検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えばＣアームやΩアームの両端部にＸ線発生部及びＸ線検出部を対向配置したＸ線診断装置が知られている。前記Ｘ線検出部としては、イメージインテンシファイア（Ｉ．Ｉ．）及びテレビジョンカメラ装置によりＸ線像の取り込みを行うＩ．Ｉ．−ＴＶ系が広く知られているのであるが、装置の軽量化等を図る目的から、近年においては、半導体素子で形成された複数のＸ線検出素子を２次元的に配列してＸ線像の取り込みを行うＸ線平面検出器が、前記Ｉ．Ｉ．−光学系に代わって設けられつつある。このＸ線平面検出器としては、「直接変換型」のＸ線平面検出器及び「間接変換型」のＸ線平面検出器が知られている。
【０００３】
「直接変換型」のＸ線平面検出器は、図７（ａ）に示すようにガラス支持台１００上にＸ線検出系１０１と、例えばアモルファス・セレンで形成されたＸ線変換系１０２を積層することで形成されている。この「直接変換型」のＸ線平面検出器は、アモルファス・セレンでＸ線量に対応する電荷を直接的に形成し、この電荷をＸ線検出系１０１が画像データとして出力するようになっている。
【０００４】
「間接変換型」のＸ線平面検出器は、図７（ｂ）に示すようにガラス支持台１００上にＸ線検出系１０１と、例えばシンチレータで形成されたＸ線変換系１０２を積層することで形成されている。この「間接変換型」のＸ線平面検出器は、シンチレータでＸ線を光に変換し、Ｘ線検出系１０１でこのＸ線に対応する光の光量に応じた電荷を形成し、これを画像データとして出力するようになっている。
【０００５】
図８は、「直接変換型」及び「間接変換型」の各Ｘ線平面検出器のＸ線変換系（アモルファス・セレン１０２或いはシンチレータ１０３）の下層に位置するＸ線検出系１０１を模式的に示した図である。この図８からわかるように各Ｘ線平面検出器のＸ線検出系１０１は、複数のＸ線検出素子１１０を２次元的に配列すると共に、該各Ｘ線検出素子１１０に蓄積された電荷を読み出すための選択信号ライン１１３と、各Ｘ線検出素子１１０から読み出された電荷を転送するための信号ライン１１４と、信号ライン１１４を介して転送された電荷を所定の利得で増幅し、これを画像データとして出力する読み出し回路１１５とを接続して構成されている。
【０００６】
さらに詳しくは、「間接変換型」のＸ線平面検出器のＸ線検出系１０１を例にとって説明すると、図９は、このＸ線検出系１０１の回路図なのであるが、この図からわかるようにＸ線検出系１０１を構成する複数のＸ線検出素子１１０は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１１１、電荷蓄積用コンデンサ１１２及びフォトダイオード１１３を有している。ＴＦＴ１１１のゲートは、選択信号ライン１１４を介してゲートパルスジェネレータ１２０に接続されており、ドレインは読み出し信号ライン１１５を介して読み出し回路１２１に接続されており、また、ソースは電荷蓄積用コンデンサ１１３に接続されている。
【０００７】
このような「間接変換型」のＸ線平面検出器では、フォトダイオード１１３が、前記シンチレータ１０３で変換された光に基づいて電荷を形成し、これを電荷蓄積用コンデンサ１１２に供給する。ゲートパルスジェネレータ１２０は、選択信号ライン１１４を介して各Ｘ線検出素子１１０のＴＦＴ１１１にゲート電圧を印加することで該各ＴＦＴ１１１をオン駆動する。これにより、電荷蓄積用コンデンサ１１２に蓄積された電荷が読み出し信号ライン１１５上に読み出され、読み出し回路１２１を介して画像データとして出力される。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、このような「直接変換型」及び「間接変換型」の各Ｘ線平面検出器は、ガラス支持台１００上にＸ線変換系１０２，１０３を蒸着して形成されるのであるが、この蒸着の際に発生する水分により図１０に示すようにガラス支持台１００に反りを生ずる問題があった。また、製造工程中にガラス支持台１００に反りが生じなくても、製品完成後に湿気等により、ガラス支持台１００とＸ線変換系１０２，１０３との膨張率の違いからガラス支持台１００に反りを生ずる問題があった。
【０００９】
ガラス支持台１００は、Ｘ線平面検出器の小型軽量化を図るために年々薄型化する傾向にある。例えばアモルファス・セレンの厚みは１ｍｍ程度であるのに対し、ガラス支持台１００の厚みは０．７ｍｍと、蒸着されるアモルファス・セレンの厚みよりも薄くなっている。このため、このようなガラス支持台１００に反りを生ずる問題は、年々、より顕著となっている。
【００１０】
さらに、湿気等によりＸ線平面検出器内に水分が浸透すると、カビが発生したり、機器が劣化する問題もある。
【００１１】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、ガラス支持台に反りを生ずる不都合、あるいはＸ線平面検出器内に水分が浸透してカビが発生し、また、機器が劣化する不都合を防止することができるようなＸ線平面検出装置の提供を目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上述の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、第１のガラス支持台と第２のガラス支持台を貼り合わせた基板と、入射したＸ線のＸ線量に対応する電荷を形成するＸ線変換系と、前記Ｘ線変換系で形成された電荷に基づいた画像データを出力するＸ線検出系とを備え、前記Ｘ線検出系を前記第１のガラス支持台上に形成した後で前記第１のガラス支持台と前記第２のガラス支持台をシリコン系接着剤を用いて貼り合わせ、さらに前記Ｘ線検出系上に前記Ｘ線変換系を形成することを特徴とするものである。
【００１３】
また、請求項２に記載の発明は、第１のガラス支持台と第２のガラス支持台を貼り合わせた基板と、入射したＸ線を光に変換するＸ線変換系と、前記Ｘ線変換系で変換された光の光量に応じた電荷を形成し、前記電荷に基づいた画像データを出力するＸ線検出系とを備え、前記Ｘ線検出系を前記第１のガラス支持台上に形成した後で前記第１のガラス支持台と前記第２のガラス支持台をシリコン系接着剤を用いて貼り合わせ、さらに前記Ｘ線検出系上に前記Ｘ線変換系を形成することを特徴とするものである。
【００１４】
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の発明において、水分の透過を抑える防湿手段を、前記Ｘ線変換系を前記Ｘ線検出系上に形成した後に該Ｘ線変換系上に設けることを特徴とするものである。
【００１５】
【発明の実施の形態】
〔第１の実施の形態〕
［全体の構成］
本発明に係るＸ線平面検出装置は、図１に示すような直接変換型のＸ線平面検出器に適用することができる。図１は、この第１の実施の形態となる直接変換型のＸ線平面検出器の断面を示しているのであるが、この図１からわかるように当該第１の実施の形態の直接変換型のＸ線平面検出器は、ガラス支持台１上に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）や電荷蓄積用コンデンサ等を有する複数のＸ線検出素子２を２次元的に配列して形成すると共に、この各Ｘ線検出素子２上に例えばアモルファス・セレン等のフォトコンダクタ３を蒸着すると共に、このフォトコンダクタ３上に上部電極４を形成し、その上から防湿部材５でコーティング処理を施すことで形成されている。
【００１６】
防湿部材５は防湿性樹脂となっており、例えばスリーボンド社製のポッティング剤（型番１２３０）等を使用することができる。この防湿部材５は、例えば下層部に水分を０．０１％以下しか透過させない厚さとなっている。
【００１７】
［製造工程］
このような防湿部材５を用いたコーティング処理は、以下のように行われる。まず、ガラス支持台１上に複数のＸ線検出素子２を２次元的に配列して形成すると共に、ガラス支持台１上の縁側に各Ｘ線検出素子２で形成された画像データを取り出すための外部接続用電極６を形成する。
【００１８】
次に、各Ｘ線検出素子２上にフォトコンダクタ３を蒸着し、このフォトコンダクタ３上に上部電極４を形成すると共に、フォトコンダクタ３と外部接続用電極６とを物理的に区切る堰部７（せき部）を設ける。そして、ガラス支持台１を地面に対して水平な状態で回転させると共に、この回転の中心に防湿部材５を点滴する。
【００１９】
これにより、回転するガラス支持台１の中心からガラス支持台１の縁側に向かう力である遠心力が発生し、ガラス支持台１に点滴された防湿部材５が、いわゆるスピンコーティングによりガラス支持台１の外側に向かって押し広げられながら塗布されることとなる。堰部７は、この遠心力により押し広げられる防湿部材４を、外部接続用電極６の直前で堰止める。なお、この堰部７は、防湿部材４が、ある程度凝固した段階で取り除かれる。
【００２０】
これにより、フォトコンダクタ３上に均一な厚さで防湿部材４を塗布することができ、また、堰部７により外部接続用電極６にまで防湿部材４が流れ込む不都合を防止することができる。
【００２１】
［第１の実施の形態の効果］
以上の説明から明らかなように、当該第１の実施の形態のＸ線平面検出器は、ガラス支持台１上に形成されたＸ線検出素子２やフォトコンダクタ３を、防湿部材５によりコーティング処理している。このため、湿気等により、Ｘ線検出素子２やフォトコンダクタ３等の下層部に水分が浸透する不都合を防止することができる。従って、下層部に水分が浸透することで、ガラス支持台１とフォトコンダクタ３との膨張率の違いからガラス支持台１に反りを生じたり、カビが発生したり、また、機器が劣化する等の不都合を防止することができる。
【００２２】
また、防湿部材５のコーティング処理は、スピンコーティングで行うようになっているため、防湿部材５を均一な厚さで塗布することを可能とすることができる。また、フォトコンダクタ３と外部接続用電極６とを物理的に区切る堰部７を設けたうえでスピンコーティング処理を行うことにより、スピンコーティング処理により外部接続用電極６が設けられた領域にまで防湿部材５が流れる込む不都合を防止したうえで当該Ｘ線平面検出器を製造することができる。
【００２３】
［第１の実施の形態の変形例］
なお、以上の第１の実施の形態は、本発明に係るＸ線平面検出装置を直接変換型のＸ線平面検出器に適用した例であったが、本発明は、間接変換型のＸ線平面検出器に適用してもよい。
【００２４】
この場合、間接変換型のＸ線平面検出器は、図２に示すようにガラス支持板１上に薄膜トランジスタ１０やフォトダイオード１１等からなるＸ線検出素子２、及び例えばシンチレータ等のＸ線−光変換部材１２を設け、前記堰部７によりＸ線−光変換部材１２と外部接続用電極６とを物理的に区切ったうえで、前記スピンコーティングにより防湿部材５をコーティング処理する。
【００２５】
これにより、湿気等により、Ｘ線検出素子２やＸ線−光変換部材１２等の下層部に水分が浸透する不都合を防止することができ、該下層部に水分が浸透することにより、カビが発生したり、機器が劣化する不都合を防止することができる等、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
【００２６】
〔第２の実施の形態〕
次に、本発明の第２の実施の形態の説明をする。上述の第１の実施の形態は、防湿部材５をコーティング処理することで下層部に浸透する水分を防止するものであったが、この第２の実施の形態は、防湿部材５の代わりにカバーガラスをフォトコンダクタ３或いはＸ線−光変換部材１２に積層して設けるようにしたものである。なお、この第２の実施の形態と上述の第１の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、この第２の実施の形態の説明では、この差異の説明のみ行い、重複説明は省略することとする。
【００２７】
すなわち、この第２の実施の形態のＸ線平面検出器は、図３に示すようにガラス支持板１上に設けられたフォトコンダクタ３（或いはＸ線−光変換部材１２）上に接着用樹脂１５を塗布し、この接着用樹脂１５を介してカバーガラス１６をフォトコンダクタ３に接着した構成となっている。
【００２８】
接着用樹脂１５の塗布は、刷毛等によりフォトコンダクタ３に塗布してもよいが、図３中点線で示すように堰部７でフォトコンダクタ３と外部接続用電極６とを物理的に区切ったうえで、スピンコーティングにより接着用樹脂１５を塗布するようにしてもよい。これにより、外部接続用電極６の領域に接着用樹脂１５が流れ込む不都合を防止したうえで、均一な厚みでフォトコンダクタ３上に接着用樹脂１５を塗布することができる。
【００２９】
カバーガラス１６は、水分の透過率がほとんど零に近いため、より協力な防湿効果を得ることができ、ガラス支持板１の反りや、下層部に水分が浸透することでカビが発生したり、機器が劣化する不都合を、より協力に防止することができる他、上述の第１の実施の形態と同じ効果を得ることができる。
【００３０】
〔第３の実施の形態〕
次に、本発明の第３の実施の形態の説明をする。この第３の実施の形態では、前記ガラス支持板１の代わりに、Ｘ線遮蔽部材が混入されたガラス支持板を設けたものである。なお、上述の各実施の形態と当該第３の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、この第３の実施の形態の説明ではこの差異の説明のみ行い、重複説明は省略することとする。
【００３１】
すなわち、この第３の実施の形態のＸ線平面検出器は、図４に示すように前記ガラス支持板１の代わりに、原子番号１５以上の元素である例えば「鉛（ＰＢ）」が混入されたガラス支持板１８が設けられている。
【００３２】
鉛は、Ｘ線を遮蔽する作用がある。このため、この鉛が混入されたガラス支持板１８を用いることにより、該ガラス支持板１８の裏側（Ｘ線の入射方向と反対の方向）に透過するＸ線を遮蔽することができる。本来、Ｘ線平面検出器を製造する場合、このＸ線平面検出器の裏側に透過するＸ線を遮蔽するために、該Ｘ線平面検出器の受像面と略同じ大きさの鉛板を必要とするのであるが、当該第３の実施の形態においては、この鉛板を省略可能とすることができ、Ｘ線平面検出器の構成の簡略化及び軽量化を可能とすることができる。
【００３３】
なお、この図４は、直接変換型のＸ線平面検出器（図１）の例であるが、この鉛が混入されたガラス支持板１８を設ける技術的思想は、図２に示した間接変換型のＸ線平面検出器（第１の実施の形態の変形例）及び図３に示した防湿用のカバーガラス１６を設けたＸ線平面検出器（第２の実施の形態）に適用しても当該第３の実施の形態と同じ効果を得ることができることは勿論である。
【００３４】
〔第４の実施の形態〕
次に、本発明の第４の実施の形態の説明をする。上述の各実施の形態は、防湿部材５やカバーガラス１６を設けることで下層部に浸透する水分を防止するものであったが、この第４の実施の形態は、ガラス支持板１に反り防止の処理を施すことで、該ガラス支持板１の反りを防止するようにしたものである。なお、上述の各実施の形態と当該第４の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、この第４の実施の形態の説明ではこの差異の説明のみ行い、重複説明は省略することとする。
【００３５】
すなわち、この第４の実施の形態のＸ線平面検出器は、図５に示すようにガラス支持板１と、反り防止用の第２のガラス支持板２１とを接着剤２０で張り合わせて例えば計１ｍｍの厚さとされた、いわゆる合わせガラス構造となっている。
【００３６】
この合わせガラスの製造工程は、ガラス支持板１上にＸ線検出素子２を形成した後、フォトコンダクタ３の蒸着前に行うようになっている。このため、フォトコンダクタ３の蒸着は、ガラス支持板１と第２のガラス支持板２１とを張り合わせた後に行われるわけであるが、例えばこのフォトコンダクタ３としてアモルファス・セレンを蒸着する場合は、２００°Ｃの高温が各ガラス支持板１，２１にかかる。従って、各ガラス支持板１，２１の張り合わせに用いる接着剤は、この２００°Ｃの高温に耐えうるものが必要となる。当該実施の形態においては、接着剤２０として、例えばスリーボンド社製のシリコン系接着剤（型番１２２０Ｃ）等を使用している。
【００３７】
これにより、各ガラス支持板１，２１を張り合わせた後にフォトコンダクタ３の蒸着処理を行うことができる。フォトコンダクタ３の蒸着処理においては、高温となるため水分が発生しガラス支持板１に反りを生ずる虞があるが、このような合わせガラス構造とすることにより、フォトコンダクタ３の蒸着処理により発生した水分でガラス支持板１及び第２のガラス支持板２１に反りが生ずる不都合を防止することができる。
【００３８】
また、フォトコンダクタ３の蒸着処理を行った後に、各ガラス支持板１，２１を張り合わせてもよいが、この場合、フォトコンダクタ３の蒸着処理でガラス支持板１に反りを生じ、不良品が発生する虞がある。このため、フォトコンダクタ３の蒸着処理前に合わせガラス工程を行うことにより、フォトコンダクタ３の蒸着処理によるガラス支持板の反りを略々確実に防止することができ、製造歩留まりの向上を図ることができる。
【００３９】
なお、このような合わせガラス工程後にフォトコンダクタ３を蒸着処理し上部電極４を設け、この上から図５中点線で示すように防湿部材５をコーティング処理してもよい。これにより、当該Ｘ線平面検出器の製造中は、合わせガラス工程によりガラス支持板が反る不都合を防止することができ、また、Ｘ線平面検出器の製造後は、防湿部材５及び合わせガラス構造によりガラス支持板が反る不都合を防止することができる。
【００４０】
また、この第４の実施の形態は、図１に示した直接変換型のＸ線平面検出器（第１の実施の形態）を例にとって説明したが、この合わせガラス工程は、図２に示した間接変換型のＸ線平面検出器（第１の実施の形態の変形例）及び図３に示した防湿用のカバーガラス１６を設けたＸ線平面検出器（第２の実施の形態）において行っても当該第４の実施の形態と同じ効果を得ることができることは勿論である。
【００４１】
〔第５の実施の形態〕
次に、本発明の第５の実施の形態の説明をする。この第５の実施の形態は、前記第２のガラス支持板２１に代わりにＸ線遮蔽部材が混入されたガラス支持板を設けたものである。なお、上述の各実施の形態と当該第５の実施の形態とでは、この点のみが異なる。このため、この第５の実施の形態の説明ではこの差異の説明のみ行い、重複説明は省略することとする。
【００４２】
すなわち、この第５の実施の形態のＸ線平面検出器は、図６に示すように前記第２のガラス支持板２１の代わりに、原子番号１５以上の元素である例えば「鉛（ＰＢ）」が混入された第２のガラス支持板２５を用いて前記合わせガラス構造としている。
【００４３】
これにより、当該Ｘ線平面検出器の製造中及び製造後におけるガラス支持板の反りを強力に防止することができるうえ、Ｘ線平面検出器の裏側に透過するＸ線を遮蔽することができ、該Ｘ線平面検出器の裏側にＸ線遮蔽用として設ける鉛板を省略可能として当該Ｘ線平面検出器の構成の簡略化及び軽量化を可能とすることができる。
【００４４】
なお、この図６は、直接変換型のＸ線平面検出器（図１）の例であるが、この鉛が混入されたガラス支持板２５を用いて合わせガラス構造のガラス支持板を形成する技術的思想は、図２に示した間接変換型のＸ線平面検出器（第１の実施の形態の変形例）及び図３に示した防湿用のカバーガラス１６を設けたＸ線平面検出器（第２の実施の形態）に適用しても当該第５の実施の形態と同じ効果を得ることができることは勿論である。
【００４５】
さらに、合わせガラスとする各ガラス支持板を、両方とも原子番号１５以上の元素を混入したガラス支持板として合わせガラス構造としてもよい。これにより、Ｘ線平面検出器の裏側に透過するＸ線を、より強力に遮蔽可能とすることができる。
【００４６】
以上説明した本発明の実施の形態によるＸ線平面検出装置によれば、製造中及び製造後における湿気等の水分により、基板に反りを生ずる不都合を防止することができる。
【００４７】
また、Ｘ線平面検出装置内に水分が浸透してカビが発生し、また、機器が劣化する不都合を防止することができる。
【００４８】
〔本発明の他の適用例〕
最後に、上述の各実施の形態は本発明の一例である。このため、本発明は上述の各実施の形態に限定されることはなく、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば各実施の形態以外であっても設計等に応じて種々の変更が可能であることは勿論である。
【００４９】
【発明の効果】
本発明に係るＸ線平面検出装置は、基板に反りを生ずる不都合を防止することができ、また、機器が劣化する不都合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した第１の実施の形態となる直接変換型のＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図２】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した前記第１の実施の形態の変形例となる間接変換型のＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図３】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した第２の実施の形態となるＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図４】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した第３の実施の形態となるＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図５】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した第４の実施の形態となるＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図６】本発明に係るＸ線平面検出装置を適用した第５の実施の形態となるＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図７】直接変換型のＸ線平面検出器及び間接変換型のＸ線平面検出器の要部の断面図である。
【図８】従来のＸ線平面検出器の要部の構造を説明するための斜視図である。
【図９】従来のＸ線平面検出器の要部の回路図である。
【図１０】水分によりＸ線平面検出器のガラス支持板に反りを生ずる問題点を説明するための図である。
【符号の説明】
１…ガラス支持板、２…Ｘ線検出素、３…フォトコンダクタ、４…上部電極、５…防湿部材、６…外部接続用電極、７…堰部（せき部）、１０…薄膜トランジスタ、１１…フォトダイオード、１２…Ｘ線−光変換部材、１５…接着用樹脂、１６…防湿用のカバーガラス、１８…鉛が混入されたガラス支持板、２０…接着剤、２１…第２のガラス支持板、２５…鉛が混入された第２のガラス支持板

Claims

第１のガラス支持台と第２のガラス支持台を貼り合わせた基板と、
入射したＸ線のＸ線量に対応する電荷を形成するＸ線変換系と、
前記Ｘ線変換系で形成された電荷に基づいた画像データを出力するＸ線検出系とを備え、
前記Ｘ線検出系を前記第１のガラス支持台上に形成した後で前記第１のガラス支持台と前記第２のガラス支持台をシリコン系接着剤を用いて貼り合わせ、さらに前記Ｘ線検出系上に前記Ｘ線変換系を蒸着処理により形成することを特徴とするＸ線平面検出装置。
第１のガラス支持台と第２のガラス支持台を貼り合わせた基板と、
入射したＸ線を光に変換するＸ線変換系と、
前記Ｘ線変換系で変換された光の光量に応じた電荷を形成し、前記電荷に基づいた画像データを出力するＸ線検出系とを備え、
前記Ｘ線検出系を前記第１のガラス支持台上に形成した後で前記第１のガラス支持台と前記第２のガラス支持台をシリコン系接着剤を用いて貼り合わせ、さらに前記Ｘ線検出系上に前記Ｘ線変換系を蒸着処理により形成することを特徴とするＸ線平面検出装置。
水分の透過を抑える防湿手段を、前記Ｘ線変換系を前記Ｘ線検出系上に形成した後に該Ｘ線変換系上に設けることを特徴とする請求項１または請求項２記載のＸ線平面検出装置。