JP7199332B2 - 放射線検出モジュールの製造方法 - Google Patents
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Description
ここで、有効画素領域の上のみにシンチレータを形成することは難しい。そのため、シンチレータは、有効画素領域の外側の近傍にも設けられている。この場合、有効画素領域の外側にあるシンチレータにもX線が入射する場合がある。そのため、有効画素領域の外側にあるシンチレータにおいても蛍光が発生する場合がある。また、外部からの光がシンチレータに侵入する場合がある。
そこで、放射線画像の品質を向上させることができる技術の開発が望まれていた。
また、本発明の実施形態に係る放射線検出器は、X線のほかにもγ線などの各種放射線に適用させることができる。ここでは、一例として、放射線の中の代表的なものとしてX線に係る場合を例にとり説明をする。したがって、以下の実施形態の「X線」を「他の放射線」に置き換えることにより、他の放射線にも適用させることができる。
また、放射線検出器は、例えば、一般医療などに用いることができる。ただし、放射線検出器の用途は、一般医療に限定されるわけではない。
また、本明細書において、「平面視」とは、放射線検出器を、放射線の入射側から見た場合のことを言う。
図1は、本実施の形態に係るX線検出器1を例示するための模式斜視図である。
なお、煩雑となるのを避けるために、図1においては、保護層2f、反射部4、防湿部5、および接着部6などを省いて描いている。
図2は、X線検出モジュール10を例示するための模式断面図である。
図3は、X線検出器1のブロック図である。
アレイ基板2には、基板2a、光電変換部2b、制御ライン(又はゲートライン)2c1、データライン(又はシグナルライン)2c2、配線パッド2d1、配線パッド2d2および保護層2fを設けることができる。
なお、光電変換部2b、制御ライン2c1、およびデータライン2c2の数などは例示をしたものに限定されるわけではない。
光電変換部2bは、基板2aの一方の面側に複数設けることができる。光電変換部2bは、矩形状を呈し、制御ライン2c1とデータライン2c2とにより画された領域に設けることができる。複数の光電変換部2bは、マトリクス状に並べることができる。なお、1つの光電変換部2bは、例えば、X線画像の1つの画素(pixel)に対応する。
薄膜トランジスタ2b2は、蓄積キャパシタへの電荷の蓄積および放出のスイッチングを行うことができる。薄膜トランジスタ2b2は、ゲート電極2b2a、ドレイン電極2b2b及びソース電極2b2cを有することができる。薄膜トランジスタ2b2のゲート電極2b2aは、対応する制御ライン2c1と電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ2b2のドレイン電極2b2bは、対応するデータライン2c2と電気的に接続することができる。薄膜トランジスタ2b2のソース電極2b2cは、対応する光電変換素子2b1と蓄積キャパシタとに電気的に接続することができる。また、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタは、グランドに電気的に接続することができる。なお、光電変換素子2b1のアノード側と蓄積キャパシタは、図示しないバイアスラインに電気的に接続することもできる。
1つの制御ライン2c1は、基板2aの周縁近傍に設けられた複数の配線パッド2d1のうちの1つと電気的に接続することができる。1つの配線パッド2d1には、フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線のうちの1つを電気的に接続することができる。フレキシブルプリント基板2e1に設けられた複数の配線の他端は、回路基板11に設けられた読み出し回路11aとそれぞれ電気的に接続することができる。
制御ライン2c1、およびデータライン2c2は、例えば、アルミニウムやクロムなどの低抵抗金属を用いて形成することができる。
第1層2f1および第2層2f2は、絶縁性材料から形成することができる。絶縁性材料は、例えば、酸化物絶縁材料、窒化物絶縁材料、酸窒化物絶縁材料、および樹脂などとすることができる。
以下においては、一例として、反射部4が設けられる場合を説明する。
図3に示すように、回路基板11には、読み出し回路11aおよび信号検出回路11bを設けることができる。なお、これらの回路を1つの基板に設けることもできるし、これらの回路を複数の基板に分けて設けることもできる。
1つの積分アンプ11baは、1つのデータライン2c2と電気的に接続することができる。積分アンプ11baは、光電変換部2bからの画像データ信号S2を順次受信することができる。そして、積分アンプ11baは、一定時間内に流れる電流を積分し、その積分値に対応した電圧を選択回路11bbへ出力することができる。この様にすれば、所定の時間内にデータライン2c2を流れる電流の値(電荷量)を電圧値に変換することができる。すなわち、積分アンプ11baは、シンチレータ3において発生した蛍光の強弱分布に対応した画像データ情報を、電位情報へと変換することができる。
ADコンバータ11bcは、読み出された画像データ信号S2をデジタル信号に順次変換することができる。デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、配線を介して画像処理部に入力することができる。なお、デジタル信号に変換された画像データ信号S2は、無線により画像処理部に送信されるようにしてもよい。
図4は、蛍光が発生する様子を例示するための模式断面図である。
図4に示すように、有効画素領域Aの上方に入射したX線100により発生した蛍光L1は、蛍光L1の下方に位置する光電変換部2b(光電変換素子2b1)に入射し、電荷に変換される。一方、有効画素領域Aの外側の上方に入射したX線101により発生した蛍光L2は、蛍光L2の下方に光電変換部2b(光電変換素子2b1)がない。そのため、蛍光L2は、電荷に変換されず散乱する。散乱した蛍光L2の一部は、シンチレータ3の側面3bや上面3aにおいて反射され、有効画素領域Aに照射される場合がある。
図1、図2、および図4に示すように、吸光部7は、シンチレータ3の上に設けることができる。平面視において、吸光部7は、有効画素領域Aの外側に設けることができる。例えば、吸光部7は、シンチレータ3の側面3bに設けることができる。また、反射部4が設けられる場合には、吸光部7は、平面視において、反射部4の外側に設けることができる。例えば、吸光部7は、シンチレータ3の上面3aにおける反射部4の外側、および、シンチレータ3の側面3bに設けることができる。
また、吸光部7は、シンチレータ3の表面に紫外線などを照射し、シンチレータ3の表面を、例えば、茶色などに変色させることで形成することもできる。
まず、基板2aの上に、制御ライン2c1、データライン2c2、配線パッド2d1、配線パッド2d2、光電変換部2b、および保護層2fなどを順次形成してアレイ基板2を製造する。アレイ基板2は、例えば、半導体製造プロセスを用いて製造することができる。なお、アレイ基板2の製造には既知の技術を適用することができるので詳細な説明は省略する。
例えば、シンチレータ3は、真空蒸着法を用いて形成することができる。真空蒸着法を用いてシンチレータ3を形成すれば、複数の柱状結晶の集合体からなるシンチレータ3が形成される。シンチレータ3の厚みは、X線検出器1に求められるDQE特性、感度特性、解像度特性などに応じて適宜変更することができる。シンチレータ3の厚みは、例えば、600μm程度とすることができる。
例えば、反射部4は、複数の光散乱性粒子、樹脂、および溶媒を混合した材料をシンチレータ3上に塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。また、例えば、光反射率の高い金属からなる層をシンチレータ3上に成膜したり、光散乱性粒子を含む樹脂シートなどをシンチレータ3上に接合したりして、反射部4を形成することもできる。
例えば、吸光部7は、平面視において、シンチレータ3の表面の、有効画素領域Aの外側に位置する領域に、顔料、樹脂、および溶媒を混合した材料を塗布し、これを乾燥させることで形成することができる。
また、吸光部7は、シンチレータ3の表面に紫外線などを照射し、シンチレータ3の表面を、例えば、茶色などに変色させることで形成することもできる。
以上の様にして、X線検出モジュール10を製造することができる。
その他、回路部品などを適宜実装する。
そして、必要に応じて、光電変換素子2b1の異常の有無や電気的な接続の異常の有無を確認する電気試験、X線画像試験などを行う。
以上のようにして、X線検出器1を製造することができる。
なお、製品の防湿信頼性や温度環境の変化に対する信頼性を確認するために、高温高湿試験、冷熱サイクル試験などを実施することもできる。
複数の光電変換部2bが設けられた領域(有効画素領域A)を覆い、平面視における寸法が、複数の光電変換部2bが設けられた領域よりも大きいシンチレータ3を形成する工程。
シンチレータ3の上に、可視光を吸収可能な吸光部7を形成する工程。
この場合、平面視において、吸光部7は、複数の光電変換部2bが設けられた領域の外側に形成される。
吸光部7を形成する際に、顔料を含む材料をシンチレータ3の表面に塗布することができる。
Claims (1)
- 複数の光電変換部が設けられた領域を覆い、平面視における寸法が、前記複数の光電変換部が設けられた領域よりも大きいシンチレータを形成する工程と、
前記シンチレータの上に、可視光を吸収可能な吸光部を形成する工程と、
を備え、
平面視において、前記吸光部は、前記複数の光電変換部が設けられた領域の外側に形成され、
前記吸光部を形成する際に、前記シンチレータの表面に紫外線を照射し、前記シンチレータの表面を変色させる放射線検出モジュールの製造方法。
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