JP7282922B2 - 放射線画像撮影装置の製造方法 - Google Patents

放射線画像撮影装置の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
JP7282922B2
JP7282922B2 JP2021567578A JP2021567578A JP7282922B2 JP 7282922 B2 JP7282922 B2 JP 7282922B2 JP 2021567578 A JP2021567578 A JP 2021567578A JP 2021567578 A JP2021567578 A JP 2021567578A JP 7282922 B2 JP7282922 B2 JP 7282922B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
fixing plate
conversion layer
flexible cable
radiation detector
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021567578A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021132396A1 (ja
JPWO2021132396A5 (ja
Inventor
晴康 中津川
信一 牛倉
宗貴 加藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Fujifilm Corp
Original Assignee
Fujifilm Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Fujifilm Corp filed Critical Fujifilm Corp
Publication of JPWO2021132396A1 publication Critical patent/JPWO2021132396A1/ja
Publication of JPWO2021132396A5 publication Critical patent/JPWO2021132396A5/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP7282922B2 publication Critical patent/JP7282922B2/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14643Photodiode arrays; MOS imagers
    • H01L27/14658X-ray, gamma-ray or corpuscular radiation imagers
    • H01L27/14663Indirect radiation imagers, e.g. using luminescent members
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01TMEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
    • G01T1/00Measuring X-radiation, gamma radiation, corpuscular radiation, or cosmic radiation
    • G01T1/16Measuring radiation intensity
    • G01T1/20Measuring radiation intensity with scintillation detectors
    • G01T1/2018Scintillation-photodiode combinations
    • G01T1/20184Detector read-out circuitry, e.g. for clearing of traps, compensating for traps or compensating for direct hits
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01LSEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L27/00Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate
    • H01L27/14Devices consisting of a plurality of semiconductor or other solid-state components formed in or on a common substrate including semiconductor components sensitive to infrared radiation, light, electromagnetic radiation of shorter wavelength or corpuscular radiation and specially adapted either for the conversion of the energy of such radiation into electrical energy or for the control of electrical energy by such radiation
    • H01L27/144Devices controlled by radiation
    • H01L27/146Imager structures
    • H01L27/14683Processes or apparatus peculiar to the manufacture or treatment of these devices or parts thereof

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Health & Medical Sciences (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Molecular Biology (AREA)
  • Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
  • Toxicology (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)

Description

本発明は、放射線画像撮影装置の製造方法に関する。
従来、医療診断を目的とした放射線撮影を行う放射線画像撮影装置が知られている。このような放射線画像撮影装置には、被写体を透過した放射線を検出し放射線画像を生成するための放射線検出器が用いられている。
放射線検出器としては、放射線を光に変換するシンチレータ等の変換層と、変換層で変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板と、を備えたものがある。このような放射線検出器のセンサ基板の基材として、可撓性の基材を用いたものが知られている(例えば、特開2018-155699号公報参照)。可撓性の基材を用いることにより、放射線画像撮影装置を軽量化でき、また、被写体の撮影が容易となる場合がある。
ところで、可撓性の基材を用いた放射線画像撮影装置の製造中に、可撓性の基材を用いた基板を撓ませることがある。フレキシブルケーブルが接続された状態の基板を撓ませた場合、フレキシブルケーブルによって基板等に不具合が生じる場合がある。
本開示は、製造中に基板が撓んだ場合に、基板に接続されたフレキシブルケーブルによって生じる不具合を抑制することができる、放射線画像撮影装置の製造方法を提供する。
本開示の第1の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、支持体に、可撓性の基材を設け、基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板を形成する工程と、基材の画素が設けられた面に、放射線を光に変換する変換層を設ける工程と、回路部に接続されるフレキシブルケーブルの一端を、基板に接続する工程と、変換層の、基板側の面と反対側の面に、固定板を設ける工程と、フレキシブルケーブルを固定板に固定する工程と、変換層及び固定板が設けられた基板を、支持体から剥離する工程と、を備える。
本開示の第2の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、支持体に、可撓性の基材を設け、基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板を形成する工程と、放射線を光に変換する変換層を、固定板に形成する工程と、基材の画素が設けられた面に、固定板と反対側の面とを対向させた状態で変換層を設ける工程と、回路部に接続されるフレキシブルケーブルの一端を、基板に接続する工程と、フレキシブルケーブルを固定板に固定する工程と、変換層及び固定板が設けられた基板を、支持体から剥離する工程と、を備える。
また、本開示の第3の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様または第2の態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、フレキシブルケーブルを、固定板の変換層が設けられた面と反対側の面に固定する。
また、本開示の第4の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様または第2の態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、フレキシブルケーブルを、固定板の変換層が設けられた面に固定する。
また、本開示の第5の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様から第4の態様のいずれか1態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、基板を、支持体から剥離する工程の前に、回路部とフレキシブルケーブルとを電気的に接続する工程と、固定板の変換層が設けられた面と反対側の面に、回路部を固定する工程と、をさらに備える。
また、本開示の第6の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様から第5の態様のいずれか1態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、変換層を、基材の画素が設けられた面に減圧封止法により密着させることで、基材の画素が設けられた面に変換層を設ける。
また、本開示の第7の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様から第6の態様のいずれか1態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、基板を支持体から剥離した後、基板の変換層が設けられた面と反対側の面に、基材よりも剛性が高い補強基板を設ける工程をさらに備える。
また、本開示の第8の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第7の態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、補強基板を天板とする筐体に、基板、変換層、固定板、及び回路部を収納する工程をさらに備える。
また、本開示の第9の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様から第7の態様のいずれか1態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、放射線が照射される側から順に、基板、変換層、固定板、及び回路部の配置順で筐体に収納する工程をさらに備える。
また、本開示の第10の態様の放射線画像撮影装置の製造方法は、第1の態様から第9の態様のいずれか1態様の放射線画像撮影装置の製造方法において、固定板の材料の主成分は、カーボンである。
本開示によれば、製造中に基板が撓んだ場合に、基板に接続されたフレキシブルケーブルによって生じる不具合を抑制することができる。
実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態の放射線検出器の一例を基材の第1の面側からみた平面図である。 実施形態の放射線検出器の一例の平面図である。 図2Aに示した第1実施形態の放射線検出器のA-A線断面図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の一例の断面図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第1実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線検出器のA-A線断面図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の一例の断面図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第2実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第3実施形態の放射線検出器のA-A線断面図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の一例の断面図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の一例を説明する図である。 第3実施形態の放射線画像撮影装置の製造方法の他の例を説明する図である。 変形例1の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例2の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例3の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例4の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例5の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例6の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例6の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例7の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例7の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例7の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例7の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例7の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例8の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例9の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例10の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例11の放射線検出器のA-A線断面図である。 変形例12の放射線画像撮影装置の断面図である。 変形例12の放射線画像撮影装置の断面図である。 変形例13の放射線画像撮影装置の断面図である。 変形例13の放射線画像撮影装置の断面図である。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。なお、本実施形態は本発明を限定するものではない。
[第1実施形態]
本実施形態の放射線検出器は、被写体を透過した放射線を検出して被写体の放射線画像を表す画像情報を出力する機能を有する。本実施形態の放射線検出器は、センサ基板と、放射線を光に変換する変換層と、を備えている(図2B、放射線検出器10のセンサ基板12及び変換層14参照)。本実施形態のセンサ基板12が、本開示の基板の一例である。
まず、図1を参照して本実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の構成の一例の概略を説明する。図1は、本実施形態の放射線画像撮影装置における電気系の要部構成の一例を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態の放射線画像撮影装置1は、放射線検出器10、制御部100、駆動部102、信号処理部104、画像メモリ106、及び電源部108を備える。
放射線検出器10は、センサ基板12と、放射線を光に変換する変換層(図2B参照)と、を備える。センサ基板12は、可撓性の基材11と、基材11の第1の面11Aに設けられた複数の画素30と、を備えている。なお、以下では、複数の画素30について、単に「画素30」という場合がある。本実施形態における第1の面11Aが、本開示における基材の画素が設けられた面の一例である。また、本実施形態における基材11の第1の面11Aと反対側の第2の面11Bが、本開示における基材の画素が設けられた面と反対側の面の一例である。
図1に示すように本実施形態の各画素30は、変換層が変換した光に応じて電荷を発生して蓄積するセンサ部34、及びセンサ部34にて蓄積された電荷を読み出すスイッチング素子32を備える。本実施形態では、一例として、薄膜トランジスタ(TFT:Thin Film Transistor)をスイッチング素子32として用いている。そのため、以下では、スイッチング素子32を「TFT32」という。本実施形態では、センサ部34及びTFT32が形成され、さらに平坦化された層として基材11の第1の面11Aに画素30が形成された層が設けられる。
画素30は、センサ基板12の画素領域35に、一方向(図1の横方向に対応する走査配線方向、以下「行方向」ともいう)及び行方向に対する交差方向(図1の縦方向に対応する信号配線方向、以下「列方向」ともいう)に沿って二次元状に配置されている。図1では、画素30の配列を簡略化して示しているが、例えば、画素30は行方向及び列方向に1024個×1024個配置される。
また、放射線検出器10には、画素30の行毎に備えられた、TFT32のスイッチング状態(オン及びオフ)を制御するための複数の走査配線38と、画素30の列毎に備えられた、センサ部34に蓄積された電荷が読み出される複数の信号配線36と、が互いに交差して設けられている。複数の走査配線38の各々は、それぞれフレキシブルケーブル112A(図2B参照)を介して、駆動部102に接続されることにより、駆動部102から出力される、TFT32を駆動してスイッチング状態を制御する駆動信号が、複数の走査配線38の各々に流れる。また、複数の信号配線36の各々が、それぞれフレキシブルケーブル112B(図2B参照)を介して、信号処理部104に接続されることにより、各画素30から読み出された電荷が、電気信号として信号処理部104に出力される。信号処理部104は、入力された電気信号に応じた画像データを生成して出力する。なお、本実施形態においてフレキシブルケーブル112に関して「接続」という場合、電気的な接続を意味する。
信号処理部104には後述する制御部100が接続されており、信号処理部104から出力された画像データは制御部100に順次出力される。制御部100には画像メモリ106が接続されており、信号処理部104から順次出力された画像データは、制御部100による制御によって画像メモリ106に順次記憶される。画像メモリ106は所定の枚数分の画像データを記憶可能な記憶容量を有しており、放射線画像の撮影が行われる毎に、撮影によって得られた画像データが画像メモリ106に順次記憶される。
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)100A、ROM(Read Only Memory)とRAM(Random Access Memory)等を含むメモリ100B、及びフラッシュメモリ等の不揮発性の記憶部100Cを備えている。制御部100の一例としては、マイクロコンピュータ等が挙げられる。制御部100は、放射線画像撮影装置1の全体の動作を制御する。
なお、本実施形態の放射線画像撮影装置1では、画像メモリ106及び制御部100等は、制御基板110に形成されている。
また、各画素30のセンサ部34には、各画素30にバイアス電圧を印加するために、共通配線39が信号配線36の配線方向に設けられている。共通配線39が、センサ基板12の外部のバイアス電源(図示省略)に接続されることにより、バイアス電源から各画素30にバイアス電圧が印加される。
電源部108は、制御部100、駆動部102、信号処理部104、画像メモリ106、及び電源部108等の各種素子や各種回路に電力を供給する。なお、図1では、錯綜を回避するために、電源部108と各種素子や各種回路を接続する配線の図示を省略している。
さらに、放射線検出器10について詳細に説明する。図2Aは、本実施形態の放射線検出器10を、基材11の第1の面11A側からみた平面図の一例である。図2Bは、図2Aにおいて折りたたまれているフレキシブルケーブル112を展開した状態の放射線検出器10を、基材11の第1の面11A側からみた平面図の一例である。また、図3は、図2における放射線検出器10のA-A線断面図の一例である。
基材11は、可撓性を有し、例えば、PI(PolyImide:ポリイミド)等のプラスチックを含む樹脂シートである。基材11の厚みは、材質の硬度、及びセンサ基板12の大きさ、すなわち第1の面11Aまたは第2の面11Bの面積等に応じて、所望の可撓性が得られる厚みであればよい。可撓性を有する例としては、矩形状の基材11単体の場合に、基材11の1辺を固定した状態で、固定した辺より10cm離れた位置で基材11の自重による重力で2mm以上、基材11が垂れ下がる(固定した辺の高さよりも低くなる)ものを指す。基材11が樹脂シートの場合の具体例としては、厚みが5μm~125μmのものであればよく、厚みが20μm~50μmのものであればより好ましい。
なお、基材11は、画素30の製造に耐え得る特性を有しており、本実施形態では、アモルファスシリコンTFT(a-Si TFT)の製造に耐え得る特性を有している。このような、基材11が有する特性としては、300℃~400℃における熱膨張率(CTE:Coefficient of Thermal Expansion)が、アモルファスシリコン(a-Si)ウェハと同程度(例えば、±5ppm/K)であることが好ましく、具体的には、基材11の300℃~400℃における熱膨張率が20ppm/K以下であることが好ましい。また、基材11の熱収縮率としては、厚みが25μmの状態において400℃における熱収縮率が0.5%以下であることが好ましい。また、基材11の弾性率は、300℃~400℃間の温度領域において、一般的なPIが有する転移点を有さず、500℃における弾性率が1GPa以上であることが好ましい。
また、本実施形態の基材11は、自身による後方散乱線を抑制するために、平均粒子径が0.05μm以上、2.5μm以下の、後方散乱線を吸収する無機の微粒子を含む微粒子層を有することが好ましい。なおこのような無機の微粒子としては、樹脂性の基材11の場合、原子番号が、基材11である有機物を構成する原子よりも大きく、かつ30以下である無機物を用いることが好ましい。このような微粒子の具体例としては、原子番号が14のSiの酸化物であるSiO、原子番号が12のMgの酸化物であるMgO、原子番号が13のAlの酸化物であるAl、及び原子番号が22のTiの酸化物であるTiO等が挙げられる。このような特性を有する樹脂シートの具体例としては、XENOMAX(登録商標)が挙げられる。
なお、本実施形態における上記の厚みについては、マイクロメーターを用いて測定した。熱膨張率については、JIS K7197:1991に則して測定した。なお測定は、基材11の主面から、15度ずつ角度を変えて試験片を切り出し、切り出した各試験片について熱膨張率を測定し、最も高い値を基材11の熱膨張率とした。熱膨張率の測定は、MD(Machine Direction)方向およびTD(Transverse Direction)方向のそれぞれについて、-50℃~450℃において10℃間隔で行い、(ppm/℃)を(ppm/K)に換算した。熱膨張率の測定には、MACサイエンス社製 TMA4000S装置を用い、サンプル長さを10mm、サンプル幅を2mm、初荷重を34.5g/m 昇温速度を5℃/min、及び雰囲気をアルゴンとした。
所望の可撓性を有する基材11としては、樹脂シート等、樹脂製のものに限定されない。例えば、基材11は、厚みが比較的薄いガラス基板等であってもよい。基材11がガラス基板の場合の具体例としては、一般に、一辺が43cm程度のサイズでは、厚さが0.3mm以下ならば可撓性を有しているため、厚さが0.3mm以下のものであれば所望のガラス基板であってもよい。
図2A~図3に示すように、複数の画素30は、基材11の第1の面11Aに設けられている。本実施形態では、基材11の第1の面11Aにおける画素30が設けられた領域を画素領域35としている。
また、基材11の第1の面11Aには、粘着層70によって変換層14が設けられている。変換層14は、蛍光体を含み、放射線を光に変換する機能を有する。本実施形態では、変換層14の一例としてCsI(ヨウ化セシウム)を蛍光体として含むシンチレータを用いている。このようなシンチレータとしては、例えば、X線照射時の発光スペクトルが400nm~700nmであるCsI:Tl(タリウムが添加されたヨウ化セシウム)やCsI:Na(ナトリウムが添加されたヨウ化セシウム)を含むことが好ましい。なお、CsI:Tlの可視光域における発光ピーク波長は565nmである。
本実施形態の変換層14は、基材11側とは反対側に設けられている固定板50の第1の面50Aに直接、形成される。例えば、上記のように変換層14がCsIを含むシンチレータの場合、固定板50を基板とする気相堆積法により、固定板50に直接、変換層14が形成される。また、本実施形態と異なり、変換層14が、例えば、GOS(GdS:Tb)等の蛍光体を含むシンチレータの場合、蛍光体を分散させた樹脂等のバインダを、固定板50に塗布することにより、固定板50に直接、変換層14が形成される。なお、変換層14にCsIを用いる場合の方が、GOSを用いる場合に比べて、放射線から可視光への変換効率が高くなる。
固定板50は、詳細を後述する放射線画像撮影装置1の製造方法において、センサ基板12を支持体400(図5A~図5F等参照)から剥離する前に、フレキシブルケーブル112を固定するための基板である。また、本実施形態の固定板50は、駆動基板200、信号処理基板300、及び制御基板110を支持するための基台である。本実施形態の駆動基板200、信号処理基板300、及び制御基板110の少なくとも1つが、本開示の回路部の一例である。以下、駆動基板200、信号処理基板300、及び制御基板110を総称する場合、「回路部」という。具体的には、固定板50の第2の面50Bに、フレキシブルケーブル112によって画素30と接続された駆動基板200、信号処理基板300、及び制御基板110の各々が固定される(図4も参照)。固定板50の材料としては、例えば、Mg、Al、及びLiの少なくとも一つを含む金属、及びカーボン等が好ましく、カーボンを主成分として含む材料がより好ましい。
固定板50は、回路部を支持する観点からは、曲げ剛性が高いことが好ましく、少なくとも基材11よりも曲げ剛性が高いことが好ましい。なお、曲げ弾性率が低くなると曲げ剛性も低くなり、所望の曲げ剛性を得るためには、固定板50の厚みを厚くしなくてはならず、放射線検出器10全体の厚みが増大してしまう。適切な剛性が得られ、かつ放射線検出器10全体の厚みを考慮すると、固定板50に用いる材料は、曲げ弾性率が1000MPa以上、40000MPa以下であることが好ましい。また、固定板50の曲げ剛性は、36000Pacm以上、2240000Pacm以下であることが好ましい。
また、固定板50の厚さは、上述した所望の曲げ弾性率、及び曲げ剛性が得られる厚さであればよいが、放射線検出器10全体の厚さを考慮すると、固定板50の厚さは、0.1mm以上、0.25mm以下であることが好ましい。また、一例として、本実施形態の固定板50の大きさ、具体的には、基材11の第1の面11Aと対向する第1の面50Aの面積は、基材11の第1の面11Aと同一としている。なお、本実施形態において「同一」及び「同じ」とは、誤差とみなせる範囲も含んで同一であることをいう。
図3に示すように、本実施形態の変換層14は、その外縁に向けて厚さが徐々に薄くなる傾斜を有して形成される。以下において、製造誤差及び測定誤差を無視した場合の厚さが略一定とみなせる、変換層14の中央領域を中央部14Aという。また、変換層14の中央部14Aの平均厚さに対して例えば90%以下の厚さを有する、変換層14の外周領域を周縁部14Bという。すなわち、変換層14は、周縁部14Bにおいて固定板50に対して傾斜した傾斜面を有する。なお、以下では、説明の便宜上、変換層14を基準として上または下という場合、固定板50に接する側を「下」といい、センサ基板12と対向する側を「上」という。例えば、変換層14の周縁部14Bにおける傾斜面は、変換層14の上側から下側に向けて徐々に広がる状態に傾斜している。
また、図3に示すように、本実施形態の変換層14の上には、接着層64、及び保護層65が設けられている。
接着層64は変換層14の表面全体を覆っている。接着層64の端部は、固定板50の第1の面50Aにまで延在している。すなわち、接着層64は、その端部において固定板50に接着している。接着層64は、保護層65を変換層14に固定する機能を有する。接着層64は、光透過性を有していることが好ましい。接着層64の材料として、例えば、アクリル系粘着剤、ホットメルト系粘着剤、及びシリコーン系接着剤を用いることが可能である。アクリル系粘着剤としては、例えば、ウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、及びエポキシアクリレート等が挙げられる。ホットメルト系粘着剤としては、例えば、EVA(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)、EAA(エチレンとアクリル酸の共重合樹脂)、EEA(エチレン-エチルアクリレート共重合樹脂)、及びEMMA(エチレン-メタクリル酸メチル共重合体)等の熱可塑性プラスチックが挙げられる。接着層64の厚さは、2μm以上、7μm以下であることが好ましい。接着層64の厚さを2μm以上とすることで、保護層65を変換層14上に固定する効果を十分に発揮することができる。また、接着層64の厚さを7μm以下とすることで、MTF(Modulation Transfer Function)及びDQE(Detective Quantum Efficiency)の低下を抑制することが可能となる。
保護層65は、変換層14の全体を覆うとともに、その端部が固定板50の第1の面50Aの一部を覆う状態に設けられている。保護層65は、変換層14への水分の浸入を防止する防湿膜として機能する。保護層65の材料として、例えば、PET(Polyethylene Terephthalate:ポリエチレンテレフタレート)、PPS(PolyPhenylene Sulfide:ポリフェニレンサルファイド)、OPP(Oriented PolyPropylene:二軸延伸ポリプロピレンフィルム)、PEN(PolyEthylene Naphthalate:ポリエチレンナフタレート)、PI等の有機材料を含む有機膜や、パリレン(登録商標)を用いることができる。また、保護層65として、樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜を用いてもよい。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット(登録商標)のシートが挙げられる。
また、図3に示すように、センサ基板12と固定板50との間が、封止部材72によって封止されている。具体的には、センサ基板12と固定板50との間の、変換層14の周縁部14Bに対応する領域、及びさらにその外側の領域において、変換層14(保護層65)、センサ基板12、及び固定板50によって形成された空間に封止部材72が設けられている。また、図3に示すように、封止部材72は、端子113及びフレキシブルケーブル112の上には設けられていない。封止部材72の材料は特に限定されず、例えば、樹脂を用いることが可能である。このように、センサ基板12と固定板50との間に形成された空間に、封止部材72を充填することで、放射線検出器10の曲げ剛性を高くすることができる。また、変換層14がセンサ基板12から剥離するのを抑制することができる。
また、図3に示すように、本実施形態の放射線検出器10のセンサ基板12における、基材11の第2の面11B側には、粘着剤42を介して補強基板40が設けられている。
補強基板40は、基材11の強度を補強する機能を有する。本実施形態の補強基板40は、基材11よりも曲げ剛性が高く、変換層14と対向する面に対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化(変形)が、基材11の第2の面11Bに対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化よりも小さい。補強基板40の素材としては、例えば、カーボンやプラスチック等が挙げられる。なお、補強基板40は、複数の素材を含んでいてもよく、例えば、プラスチックと、カーボンとの積層体であってもよい。
なお具体的には、補強基板40の曲げ剛性は、基材11の曲げ剛性の100倍以上であることが好ましい。また、本実施形態の補強基板40の厚みは、基材11の厚みよりも厚い。例えば、基材11として、XENOMAX(登録商標)を用いる場合、補強基板40の厚みは0.2mm~0.25mm程度が好ましい。
具体的には、本実施形態の補強基板40は、曲げ弾性率が150MPa以上、2500MPa以下の素材を用いることが好ましい。補強基板40は、基材11の撓みを抑制する観点からは、基材11よりも曲げ剛性が高いことが好ましい。なお、曲げ弾性率が低くなると曲げ剛性も低くなり、所望の曲げ剛性を得るためには、補強基板40の厚みを厚くしなくてはならず、放射線検出器10全体の厚みが増大してしまう。上述の補強基板40の材料を考慮すると、140000Pacmを越える曲げ剛性を得ようとする場合、補強基板40の厚みが、比較的厚くなってしまう傾向がある。そのため、適切な剛性が得られ、かつ放射線検出器10全体の厚みを考慮すると、補強基板40に用いる素材は、曲げ弾性率が150MPa以上、2500MPa以下であることがより好ましい。また、補強基板40の曲げ剛性は、540Pacm以上、140000Pacm以下であることが好ましい。
また、本実施形態の補強基板40の熱膨張率は、変換層14の材料の熱膨張率に近い方が好ましく、より好ましくは、変換層14の熱膨張率に対する補強基板40の熱膨張率の比(補強基板40の熱膨張率/変換層14の熱膨張率)が、0.5以上、2以下であることが好ましい。このような補強基板40の熱膨張率としては、30ppm/K以上、80ppm/K以下であることが好ましい。例えば、変換層14がCsI:Tlを材料とする場合、熱膨張率は、50ppm/Kである。この場合、変換層14に比較的近い材料としては、熱膨張率が60ppm/K~80ppm/KであるPVC(Polyvinyl Chloride:ポリ塩化ビニル)、熱膨張率が70ppm/K~80ppm/Kであるアクリル、熱膨張率が65ppm/K~70ppm/KであるPET、熱膨張率が65ppm/KであるPC(Polycarbonate:ポリカーボネート)、及び熱膨張率が45ppm/K~70ppm/Kであるテフロン(登録商標)等が挙げられる。さらに、上述した曲げ弾性率を考慮すると、補強基板40の材料としては、PET、及びPCの少なくとも一方を含む材料であることがより好ましい。
補強基板40は、弾力性の観点からは、降伏点を有する材料を含むことが好ましい。なお、本実施形態において「降伏点」とは、材料を引っ張った場合に、応力が一旦、急激に下がる現象をいい、応力とひずみとの関係を表す曲線上で、応力が増えずにひずみが増える点のことをいい、材料について引っ張り強度試験を行った際の応力-ひずみ曲線における頂部を指す。降伏点を有する樹脂としては、一般的に、硬くて粘りが強い樹脂、及び柔らかくて粘りが強く、かつ中程度の強度の樹脂が挙げられる。硬くて粘りが強い樹脂としては、例えば、PC等が挙げられる。また、柔らかくて粘りが強く、かつ中程度の強度の樹脂としては、例えば、ポリプロピレン等が挙げられる。
本実施形態の補強基板40を、プラスチックを材料とした基板とした場合、上述した理由から熱可塑性の樹脂であることが好ましく、PC、PET、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、ナイロン、ポリプロピレン、ABS(Acrylonitrile Butadiene Styrene)、エンプラ、及びポリフェニレンエーテルの少なくとも一つが挙げられる。なお、補強基板40は、これらのうち、ポリプロピレン、ABS、エンプラ、PET、及びポリフェニレンエーテルの少なくとも一つであることが好ましく、スチロール、アクリル、ポリアセターゼ、及びナイロンの少なくとも一つであることがより好ましく、PC及びPETの少なくとも一つであることがさらに好ましい。
一方、図2Bに示すように、基材11の外縁部には複数(図2Bでは、16個)の端子113が設けられている。端子113としては、異方性導電フィルム等が用いられる。図2B及び図3に示すように、複数の端子113の各々には、フレキシブルケーブル112が電気的に接続されている。具体的には、図2Bに示すように、基材11の一辺に設けられた複数(図2Bでは8個)の端子113の各々に、フレキシブルケーブル112Aが熱圧着されている。フレキシブルケーブル112Aは、いわゆるCOF(Chip on Film)であり、フレキシブルケーブル112Aには、駆動IC(Integrated Circuit)210が搭載されている。駆動IC210は、フレキシブルケーブル112Aに含まれる複数の信号線に接続されている。なお、本実施形態では、フレキシブルケーブル112A及び後述するフレキシブルケーブル112Bについて、各々を区別せずに総称する場合、単に「フレキシブルケーブル112」という。
フレキシブルケーブル112Aにおける、センサ基板12の端子113と電気的に接続された一端と反対側の他端は、駆動基板200に電気的に接続される。一例として、本実施形態では、フレキシブルケーブル112Aに含まれる複数の信号線(図示省略)は、駆動基板200に熱圧着されることにより、駆動基板200に搭載された回路及び素子等(図示省略)と電気的に接続される。なお、駆動基板200とフレキシブルケーブル112Aとを電気的に接続する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、コネクタにより、電気的に接続する形態としてもよい。このようなコネクタとしては、ZIF(Zero Insertion Force)構造のコネクタや、Non-ZIF構造のコネクタ等が挙げられる。
本実施形態の駆動基板200は、可撓性のPCB(Printed Circuit Board)基板であり、いわゆるフレキシブル基板である。また、駆動基板200に搭載される回路部品(図示省略)は主にデジタル信号の処理に用いられる部品(以下、「デジタル系部品」という)である。デジタル系部品は、後述するアナログ系部品よりも、比較的面積(大きさ)が小さい傾向がある。デジタル系部品の具体例としては、デジタルバッファ、バイパスコンデンサ、プルアップ/プルダウン抵抗、ダンピング抵抗、及びEMC(Electro Magnetic Compatibility)対策チップ部品、及び電源IC等が挙げられる。なお、駆動基板200は、必ずしもフレキシブル基板でなくてもよく、非可撓性のリジッド基板であってもよいし、リジッドフレキ基板を用いてもよい。
図2A及び図3に示すように、駆動基板200は、固定板50に固定される。一例として、本実施形態では、駆動基板200を固定板50の第2の面50Bにネジ止めすることにより、駆動基板200を固定板50に固定する。なお、駆動基板200を固定板50に固定する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、粘着剤によって、駆動基板200を固定板50に固定してもよい。
本実施形態では、駆動基板200と、フレキシブルケーブル112Aに搭載された駆動IC210とにより、駆動部102が実現される。なお、駆動IC210には、駆動部102を実現する各種回路及び素子のうち、駆動基板200に搭載されているデジタル系部品と異なる回路が含まれる。
一方、フレキシブルケーブル112Aが電気的に接続された基材11の一辺と交差する辺に設けられた複数(図2Bでは8個)の端子113の各々には、フレキシブルケーブル112Bが電気的に接続されている。フレキシブルケーブル112Bは、フレキシブルケーブル112Aと同様に、いわゆるCOF(Chip on Film)であり、フレキシブルケーブル112Bには、信号処理IC310が搭載されている。信号処理IC310は、フレキシブルケーブル112Bに含まれる複数の信号線(図示省略)に接続されている。
フレキシブルケーブル112Bにおける、センサ基板12の端子113と電気的に接続された一端と反対側の他端は、信号処理基板300に電気的に接続される。一例として、本実施形態では、フレキシブルケーブル112Bに含まれる複数の信号線は、信号処理基板300に熱圧着されることにより、信号処理基板300に搭載された回路及び素子等(図示省略)と接続される。なお、信号処理基板300とフレキシブルケーブル112Bとを電気的に接続する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、コネクタにより、電気的に接続する形態としてもよい。このようなコネクタとしては、ZIF(Zero Insertion Force)構造のコネクタや、Non-ZIF構造のコネクタ等が挙げられる。また、フレキシブルケーブル112Aと駆動基板200とを電気的に接続する方法と、フレキシブルケーブル112Bと信号処理基板300とを電気的に接続する方法は、同様で有ってもよいし、異なっていてもよい。例えば、フレキシブルケーブル112Aと駆動基板200とは、熱圧着により電気的に接続し、フレキシブルケーブル112Bと信号処理基板300とはコネクタにより電気的に接続する形態としてもよい。
本実施形態の信号処理基板300は、上述した駆動基板200と同様に、可撓性のPCB基板であり、いわゆるフレキシブル基板である。信号処理基板300に搭載される回路部品(図示省略)は主にアナログ信号の処理に用いられる部品(以下、「アナログ系部品」という)である。アナログ系部品の具体例としては、チャージアンプ、アナログデジタルコンバータ(ADC)、デジタルアナログコンバータ(DAC)、及び電源IC等が挙げられる。また、本実施形態の回路部品は、比較的部品サイズが大きい電源周りのコイル、及び平滑用大容量コンデンサも含む。なお、信号処理基板300は、必ずしもフレキシブル基板でなくてもよく、非可撓性のリジッド基板であってもよいし、リジッドフレキ基板を用いてもよい。
図2A及び図3に示すように、信号処理基板300は、固定板50に固定される。一例として、本実施形態では、信号処理基板300を固定板50の第2の面50Bにネジ止めすることにより、信号処理基板300を固定板50に固定する。なお、信号処理基板300を固定板50に固定する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、粘着剤によって、信号処理基板300を固定板50に固定してもよい。
本実施形態では、信号処理基板300と、フレキシブルケーブル112Bに搭載された信号処理IC310とにより、信号処理部104が実現される。なお、信号処理IC310には、信号処理部104を実現する各種回路及び素子のうち、信号処理基板300に搭載されているアナログ系部品と異なる回路が含まれる。
なお、図2A及び図2Bでは、駆動基板200及び信号処理基板300が各々、複数(2つずつ)設けられている形態について説明したが、駆動基板200及び信号処理基板300の数は、図2A及び図2Bに示した数に限定されない。例えば、駆動基板200及び信号処理基板300の少なくとも一方を、1つの基板とした形態であってもよい。
一方、図3に示すように、本実施形態の放射線検出器10では、フレキシブルケーブル112を端子113に熱圧着することにより、フレキシブルケーブル112が端子113に電気的に接続される。なお、図3は、フレキシブルケーブル112Bと放射線検出器10との電気的な接続に関する構造の一例を示す図であるが、本実施形態のフレキシブルケーブル112Aと放射線検出器10との電気的に接続に関する構造も、図3に例示した形態と同様である。
さらに、放射線画像撮影装置1について詳細に説明する。図4は、本実施形態の放射線画像撮影装置1の断面図の一例である。本実施形態の放射線画像撮影装置1は、基材11の第2の面11B側から放射線が照射されるISS(Irradiation Side Sampling)方式の放射線画像撮影装置である。
上記の放射線検出器10を用いた放射線画像撮影装置1は、図4に示すように、筐体120に収納された状態で使用される。図4に示すように、筐体120内には、放射線検出器10と、信号処理基板300、駆動基板200(図4では図示省略)、電源部108、及び制御基板110(図4では図示省略)とが放射線の入射方向に並んで設けられている。放射線検出器10は、被写体を透過した放射線が照射される筐体120の照射面120A側の天板に、基材11の第2の面11B側が対向する状態に配置されている。より具体的には、筐体120の照射面120A側の天板に、センサ基板12における基材11の第2の面11Bに設けられた補強基板40が対向する状態に配置されている。
上述したように、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された信号処理基板300は、固定板50の第2の面50Bに固定されている。また、図4では記載が省略されているが、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された駆動基板200も、固定板50の第2の面50Bに固定されている。さらに、駆動基板200及び信号処理基板300と電気的に接続される制御基板110も、固定板50の第2の面50Bに固定されている。
信号処理基板300、駆動基板200、及び制御基板110の各々は、電源線114により、電源部108と接続されている。
筐体120は、軽量であり、放射線、特にX線の吸収率が低く、且つ高剛性であることが好ましく、弾性率が十分に高い材料により構成されることが好ましい。筐体120の材料として、曲げ弾性率が10000MPa以上である材料を用いることが好ましい。筐体120の材料として、20000~60000MPa程度の曲げ弾性率を有するカーボンまたはCFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics)を好適に用いることができる。
放射線画像撮影装置1による放射線画像の撮影においては、筐体120の照射面120Aに被写体からの荷重が印加される。筐体120の剛性が不足する場合、被写体からの荷重によりセンサ基板12に撓みが生じ、画素30が損傷する等の不具合が発生するおそれがある。10000MPa以上の曲げ弾性率を有する材料からなる筐体120内部に、放射線検出器10が収納されることで、被写体からの荷重によるセンサ基板12の撓みを抑制することが可能となる。
なお、筐体120は、筐体120の照射面120Aと、その他の部分とで、異なる材料で形成されていてもよい。例えば、照射面120Aに対応する部分は、上記のように放射線の吸収率が低く、且つ高剛性であり、弾性率が十分に高い材料で形成し、その他の部分は、照射面120Aに対応する部分と異なる材料、例えば、照射面120Aの部分よりも弾性率が低い材料で形成してもよい。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法について図5A~図5Hを参照して説明する。
図5Aに示すように、センサ基板12を形成するために、基材11に比べて厚さの厚いガラス基板等の支持体400に、剥離層402を介して、基材11が形成される。例えば、ラミネート法により基材11を形成する場合、支持体400上に、基材11となるシートを貼り合わせる。基材11の第2の面11Bが剥離層402に接する。なお、基材11を形成する方法は、本実施形態に限定されず、例えば、塗布法で基材11を形成する形態であってもよい。
さらに、基材11の第1の面11Aの画素領域35に、画素30が形成される。なお、本実施形態では、一例として、基材11の第1の面11Aに、SiN等を用いたアンダーコート層(図示省略)を介して、画素30が形成される。
また、図5Bに示すように、固定板50の第1の面50Aに、変換層14が形成される。本実施形態では、固定板50の第1の面50Aに直接、真空蒸着法、スパッタリング法、及びCVD(Chemical Vapor Deposition)法等の気相堆積法によって柱状結晶としてCsIの変換層14が形成される。この場合、変換層14における固定板50の第1の面50Aと接する側が、柱状結晶の成長方向基点側となる。
また、本実施形態の放射線検出器10と異なり、変換層14としてCsIに替わり、GOS(GdS:Tb)等を用いてもよい。この場合、例えば、固定板50に、GOSを分散させた樹脂を塗布することにより、変換層14が形成される。また、固定板50に形成された変換層14の上に、接着層64を介して保護層65を設ける。
なお、上記図5Aを用いて説明したセンサ基板12を形成する工程、及び図5Bを用いて説明した変換層14を形成する工程の順序は問わず、いずれの工程を先に行ってもよいし、両工程を並行して行ってもよい。
次に、図5Cに示すように、基材11の第1の面11Aに、変換層14を設ける。本実施形態では、上述したように、粘着層70により、変換層14の上側、より具体的には、変換層14の固定板50と接する側と反対側が、基材11の第1の面11Aと対向する状態で、粘着層70により、変換層14を基材11の第1の面11Aに設ける。
また、固定板50とセンサ基板12との間を、封止部材72によって封止する。封止部材72によって固定板50とセンサ基板12との間を封止する方法は特に限定されない。例えば、センサ基板12に変換層14を設けた後、センサ基板12と変換層14(保護層65)との間に形成された空間に、流動性を有する封止部材72を注入し、封止部材72を硬化させてもよい。
また、図5Dに示すように、フレキシブルケーブル112の一端を、センサ基板12に電気的に接続する。具体的には、まず、基材11の第1の面11Aに、端子113を形成する。さらに、端子113に、駆動IC210または信号処理IC310が搭載されたフレキシブルケーブル112を熱圧着させて、端子113とフレキシブルケーブル112とを電気的に接続する。これにより、センサ基板12にフレキシブルケーブル112が電気的に接続される。
なお、上記図5Cを用いて説明した封止部材72によって封止する工程、及び図5Dを用いて説明したフレキシブルケーブル112をセンサ基板12に接続する工程の順序は問わず、いずれの工程を先に行ってもよい。すなわち、センサ基板12にフレキシブルケーブル112を電気的に接続した後、封止部材72によって、センサ基板12と固定板50との間を封止してもよい。
次に、図5Eに示すように、フレキシブルケーブル112の他端を、固定板50の第2の面50Bに固定する。具体的には、フレキシブルケーブル112Aの他端を、駆動基板200に電気的に接続する。また、フレキシブルケーブル112Bの他端を、信号処理基板300に電気的に接続する。さらに、センサ基板12に接続されたフレキシブルケーブル112を固定板50の第2の面50B側に折り返し、駆動基板200及び信号処理基板300の各々を、固定板50の第2の面50Bにネジ止めにより固定する。駆動基板200及び信号処理基板300の各々が固定板50の第2の面50Bに固定されることにより、フレキシブルケーブル112の他端が固定板50の第2の面50Bに固定される。
この後、図5Fに示すように、フレキシブルケーブル112の他端が、固定板50の第2の面50Bに固定された状態で、放射線検出器10を支持体400から剥離する。メカニカル剥離により剥離を行う場合、図5Fに示した一例では、センサ基板12の基材11における、フレキシブルケーブル112が接続された辺と対向する辺を剥離の起点とし、起点となる辺からフレキシブルケーブル112が接続された辺に向けて徐々にセンサ基板12を支持体400から、図5Fに示した矢印D方向に引きはがすことにより、メカニカル剥離を行い、フレキシブルケーブル112がセンサ基板12に接続された状態の放射線検出器10が得られる。
なお、剥離の起点とする辺は、センサ基板12を平面視した場合における、最長の辺と交差する辺が好ましい。換言すると、剥離により撓みが生じる撓み方向Yに沿った辺は、最長の辺であることが好ましい。一例として、本実施形態では図5Fに示すように、剥離の起点を、フレキシブルケーブル112Bが電気的に接続された辺と対向する辺としている。
次に、図5Gに示すように、基材11の第2の面11Bに、粘着剤42を設けた補強基板40を貼り合わせることで、本実施形態の放射線検出器10が製造される。
さらに、図5Hに示すように、放射線検出器10を、基材11(補強基板40)が、照射面120Aと対向する状態で筐体120に収納する。このようにして、本実施形態の放射線画像撮影装置1が製造される。
このように、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法は、支持体400に、可撓性の基材11を設け、基材11の画素領域35に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素30が設けられたセンサ基板12を形成する工程を備える。また、本製造方法は、放射線を光に変換する変換層14を、固定板50に形成する工程と、基材11の画素30が設けられた第1の面11Aに、固定板50と反対側の面とを対向させた状態で変換層14を設ける工程と、を備える。さらに、本製造方法は、駆動基板200及び信号処理基板300の少なくとも一方を含む回路部に接続されるフレキシブルケーブル112の一端を、センサ基板12に固定する工程と、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する工程と、変換層14及び固定板50が設けられたセンサ基板12を、支持体400から剥離する工程と、を備える。
放射線画像撮影装置1の製造工程において、センサ基板12を支持体400から剥離する場合、基材11が撓み易いためセンサ基板12が撓む。センサ基板12が撓んだ際に、フレキシブルケーブル112が引っ張られることがある。例えば、フレキシブルケーブル112には、駆動IC210または信号処理IC310が搭載されているため、これらのICの重さに応じて、フレキシブルケーブル112が引っ張られることがある。また、フレキシブルケーブル112の他端が駆動基板200または信号処理基板300等の回路部に接続されている場合、これら回路部の重さに応じて、フレキシブルケーブル112が引っ張られ易くなる。フレキシブルケーブル112が引っ張られた場合、センサ基板12に接続されているフレキシブルケーブル112の位置がずれてしまうことがある。このように、センサ基板12に対してフレキシブルケーブル112の位置がずれてしまうと、フレキシブルケーブル112と端子113との接続に不具合が生じる懸念がある。また、フレキシブルケーブル112が引っ張られることにより、端子113近傍のセンサ基板12の端部が歪むことがある。そのため、フレキシブルケーブル112をリワークしたり、放射線画像撮影装置1を製造し直したりする場合がある。
これに対して、上述したように本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法では、センサ基板12を支持体400から剥離する前に、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する。そして、フレキシブルケーブル112が固定板50に固定された状態で、センサ基板12を支持体400から剥離する。フレキシブルケーブル112が固定板50に固定されているため、センサ基板12から支持体400を剥離する際に、フレキシブルケーブル112が引っ張られるのを抑制することができる。そのため、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法によれば、放射線画像撮影装置1の製造中にセンサ基板12が撓んだ場合に、センサ基板12に接続されたフレキシブルケーブル112によって生じる不具合を抑制することができる。
また、本実施形態の放射線画像撮影装置1によれば、固定板50により曲げ剛性を高くすることができ、所望の曲げ剛性を得ることができるため、耐衝撃性を向上させることができる。また、放射線画像撮影装置1によれば、回路部を固定する固定板を、固定板50とは別途に設ける場合に比べて、軽量化することができ、また薄型化することができる。このように、本実施形態の放射線画像撮影装置1によれば、曲げ剛性を高くし、かつ軽量化することができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。なお、本実施形態の放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10における、第1実施形態の放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
図6は、本実施形態の放射線画像撮影装置1における放射線検出器10のA-A線断面図の一例である。本実施形態の放射線検出器10は、センサ基板12の基材11上に、変換層14が形成されている。そのため、図6に示すように、本実施形態の変換層14は、下側(センサ基板12側)の面積の方が、上側(固定板50側)の面積よりも大きい。すなわち、変換層14の周縁部14Bにおける傾斜面が、変換層14の下側から上側に向けて徐々に広がる状態に傾斜している。
図6に示すように、本実施形態の放射線検出器10は、変換層14と、第1実施形態において上述した接着層64及び保護層65との間に、粘着層60及び反射層62が設けられている。
粘着層60は、変換層14の中央部14A及び周縁部14Bを含む変換層14の表面全体を覆っている。粘着層60は、反射層62を変換層14上に固定する機能を有する。粘着層60は、光透過性を有していることが好ましい。粘着層60の材料として、接着層64の材料と同じ材料を用いることが可能であるが、粘着層60が有する接着力は、接着層64が有する接着力よりも小さくてもよい。粘着層60の材料として、例えば、アクリル系粘着剤、ホットメルト系粘着剤、及びシリコーン系接着剤を用いることが可能である。アクリル系粘着剤としては、例えば、ウレタンアクリレート、アクリル樹脂アクリレート、及びエポキシアクリレート等が挙げられる。ホットメルト系粘着剤としては、例えば、EVA(エチレン・酢酸ビニル共重合樹脂)、EAA(エチレンとアクリル酸の共重合樹脂)、EEA(エチレン-エチルアクリレート共重合樹脂)、及びEMMA(エチレン-メタクリル酸メチル共重合体)等の熱可塑性プラスチックが挙げられる。粘着層60の厚さは、2μm以上7μm以下であることが好ましい。粘着層60の厚さを2μm以上とすることで、反射層62を変換層14上に固定する効果を十分に発揮することができる。更に、変換層14と反射層62との間に空気層が形成されるリスクを抑制することができる。変換層14と反射層62との間に空気層が形成されると、変換層14から発せられた光が、空気層と変換層14との間、及び空気層と反射層62との間で反射を繰り返す多重反射を生じるおそれがある。また、粘着層60の厚さを7μm以下とすることで、MTF及びDQEの低下を抑制することが可能となる。
反射層62は、粘着層60の表面全体を覆っている。反射層62は、変換層14で変換された光を反射する機能を有する。反射層62は有機系材料によって構成されていることが好ましい。反射層62の材料として、例えば、白PET、TiO 、Al 、発泡白PET、ポリエステル系高反射シート、及び鏡面反射アルミ等を用いることができる。反射層62の厚さは、10μm以上、40μm以下であることが好ましい。
本実施形態の接着層64は反射層62の表面全体を覆っている。接着層64の端部は、センサ基板12の表面にまで延在している。すなわち、接着層64は、その端部においてセンサ基板12に接着している。接着層64は、反射層62及び保護層65を変換層14に固定する機能を有する。なお、接着層64が有する接着力は、粘着層60が有する接着力よりも大きいことが好ましい。
本実施形態の保護層65は、接着層64の表面全体を覆っている。すなわち、保護層65は、変換層14の全体を覆うとともに、その端部がセンサ基板12の一部を覆う状態に設けられている。また、図6に示すように、本実施形態の固定板50は、粘着層71によって、変換層14の上面に設けられている。
図7は、本実施形態の放射線画像撮影装置1の断面図の一例である。本実施形態の放射線画像撮影装置1も、基材11の第2の面11B側から放射線が照射されるISS方式の放射線画像撮影装置である。
本実施形態の放射線検出器10を用いた放射線画像撮影装置1は、図7に示すように、筐体120に収納された状態で使用される。図7に示すように、筐体120内には、放射線検出器10と、信号処理基板300、駆動基板200(図7では図示省略)、電源部108、及び制御基板110(図7では図示省略)とが放射線の入射方向に並んで設けられている。放射線検出器10は、被写体を透過した放射線が照射される筐体120の照射面120A側の天板に、基材11の第2の面11B側が対向する状態に配置されている。
上述したように、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された信号処理基板300は、固定板50の第2の面50Bに固定されている。また、図7では記載が省略されているが、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された駆動基板200も、固定板50の第2の面50Bに固定されている。さらに、駆動基板200及び信号処理基板300と電気的に接続される制御基板110も、固定板50の第2の面50Bに固定されている。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法について図8A~図8Hを参照して説明する。
図8Aに示すように、第1実施形態において図5Aを参照して説明したのと同様に、センサ基板12を形成するために、基材11に比べて厚さの厚いガラス基板等の支持体400に、剥離層402を介して、基材11が形成される。
また、図8Bに示すように、センサ基板12の画素領域35の上に、変換層14が形成される。本実施形態では、基材11の第1の面11Aの画素領域35を覆う領域に、直接、真空蒸着法、スパッタリング法、及びCVD(Chemical Vapor Deposition)法等の気相堆積法によって柱状結晶としてCsIの変換層14が形成される。この場合、変換層14における画素30と接する側が、柱状結晶の成長方向基点側となる。
また、センサ基板12に形成された変換層14の上に、粘着層60を介して反射層62を設ける。さらに、反射層62上に、接着層64を介して保護層65を設ける。
なお、本実施形態の放射線検出器10と異なり、変換層14としてCsIに替わり、GOS(GdS:Tb)等を用いる場合、例えば、基材11の第1の面11AにGOSを分散させた樹脂を塗布することにより、変換層14が形成される。
また、基材11の第1の面11Aにおける変換層14を形成する領域を含む領域に、変換層14の熱膨張率と、基材11の熱膨張率との差を緩衝させる機能を有する緩衝層(図示省略)を形成した後、緩衝層上に、変換層14を形成することが好ましく、変換層14の熱膨張率と、基材11の熱膨張率との差が大きいほど、緩衝層を設けることが好ましい。例えば、基材11に、上記XENOMAX(登録商標)を用いる場合、他の材質に比べて、変換層14の熱膨張率との差が大きくなるため、緩衝層を設けることが好ましい。このような緩衝層としては、PI膜や、パリレン(登録商標)膜が用いられる。
次に、図8Cに示すように、変換層14のセンサ基板12側の面と反対側の面に固定板50を設ける。具体的には、変換層14の周囲を、封止部材72によって封止する。また、封止部材72及び変換層14上に、粘着層71を介して固定板50を設ける。なお、粘着層71が設けられた固定板50を変換層14上に貼り合わせてから、固定板50(粘着層71)と、基材11の第1の面11A、及び変換層14で囲われる空間に、封止部材72を充填することにより、封止部材72による封止を行ってもよい。
また、図8Dに示すように、第1実施形態において図5Dを参照して説明したのと同様に、フレキシブルケーブル112の一端を、センサ基板12に電気的に接続する。なお、上記図8Cを用いて説明した固定板50を設ける工程、及び図8Dを用いて説明したフレキシブルケーブル112をセンサ基板12に接続する工程の順序は問わず、いずれの工程を先に行ってもよい。すなわち、センサ基板12にフレキシブルケーブル112を電気的に接続した後、変換層14の上に固定板50を設けてもよい。
次に、図8Eに示すように、第1実施形態において図5Eを参照して説明したのと同様に、フレキシブルケーブル112の他端を、固定板50の第2の面50Bに固定する。この後、図8Fに示すように、第1実施形態において図5Fを参照して説明したのと同様に、フレキシブルケーブル112の他端が、固定板50の第2の面50Bに固定された状態で、放射線検出器10を支持体400から剥離する。これにより、フレキシブルケーブル112がセンサ基板12に接続された状態の放射線検出器10が得られる。
次に、図8Gに示すように、第1実施形態において図5Gを参照して説明したのと同様に、基材11の第2の面11Bに、粘着剤42を設けた補強基板40を貼り合わせることで、本実施形態の放射線検出器10が製造される。
さらに、図8Hに示すように、放射線検出器10を、基材11(補強基板40)が、照射面120Aと対向する状態で筐体120に収納する。このようにして、本実施形態の放射線画像撮影装置1が製造される。
このように、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法は、支持体400に、可撓性の基材11を設け、基材11の画素領域35に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素30が設けられたセンサ基板12を形成する工程を備える。また、本製造方法は、基材11の画素30が設けられた第1の面11Aに、放射線を光に変換する変換層14を設ける工程と、駆動基板200及び信号処理基板300の少なくとも一方を含む回路部に接続されるフレキシブルケーブル112の一端を、センサ基板12に接続する工程と、を備える。さらに、本製造方法は、変換層14の、センサ基板12側の面と反対側の面に、固定板50を設ける工程と、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する工程と、変換層14及び固定板50が設けられたセンサ基板12を、支持体400から剥離する工程と、を備える。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法においても、第1実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法と同様に、センサ基板12を支持体400から剥離する前に、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する。そして、フレキシブルケーブル112が固定板50に固定された状態で、センサ基板12を支持体400から剥離する。従って、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法によれば、放射線画像撮影装置1の製造中にセンサ基板12が撓んだ場合に、センサ基板12に接続されたフレキシブルケーブル112によって生じる不具合を抑制することができる。
[第3実施形態]
次に、第3実施形態について説明する。なお、本実施形態の放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10における、第1実施形態の放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10と同様の構成については、詳細な説明を省略する。
第1及び第2実施形態ではISS方式の放射線画像撮影装置1の製造方法について説明した。これに対し、本実施形態では、変換層14側から放射線が照射されるPSS(Penetration Side Sampling)方式の放射線画像撮影装置1の製造方法について説明する。
図9は、本実施形態の放射線画像撮影装置1における放射線検出器10のA-A線断面図の一例である。図9に示すように本実施形態の放射線検出器10は、固定板50に信号処理基板300等の回路部が固定されない点で、第2実施形態の放射線検出器10(図6参照)と異なっている。
このように、本実施形態の固定板50は、放射線画像撮影装置1の製造工程において、フレキシブルケーブル112が固定されるが、信号処理基板300等の回路部は固定されない。そのため、本実施形態の固定板50は、大きさ及び材料等において、第2実施形態の放射線検出器10における固定板50と異なっていてもよい。
一例として本実施形態の放射線検出器10では、固定板50として、センサ基板12の曲げ剛性を補強する補強基板を用いる。補強基板として機能する固定板50は、上述した補強基板40と同様の、曲げ弾性率、及び曲げ剛性を有していることが好ましい。従って、固定板50の材料としては、補強基板40と同様の材料を適用することができる。
図10は、本実施形態の放射線画像撮影装置1の断面図の一例である。本実施形態の放射線画像撮影装置1は、上述したように、変換層14側から放射線が照射されるPSS方式の放射線画像撮影装置である。
本実施形態の放射線検出器10を用いた放射線画像撮影装置1は、図10に示すように、筐体120に収納された状態で使用される。図10に示すように、筐体120内には、放射線検出器10と、信号処理基板300、駆動基板200(図10では図示省略)、電源部108、及び制御基板110(図10では図示省略)とが放射線の入射方向に並んで設けられている。放射線検出器10は、被写体を透過した放射線が照射される筐体120の照射面120A側の天板に、固定板50の第2の面50B側が対向する状態に配置されている。
図10に示すように、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された信号処理基板300は、固定板52に固定されている。また、図10では記載が省略されているが、センサ基板12とフレキシブルケーブル112Bにより電気的に接続された駆動基板200も、固定板52に固定されている。さらに、図10では記載が省略されているが、駆動基板200及び信号処理基板300と電気的に接続される制御基板110も、固定板52に固定されている。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法について図11A~図11Dを参照して説明する。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法では、支持体400上にセンサ基板12を形成する工程から、フレキシブルケーブル112の一端を、センサ基板12に電気的に接続する工程までは、第2実施形態の図8A~図8Dと同様の工程であるため、説明を省略する。
本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法では、その後、図11Aに示すように、フレキシブルケーブル112の他端を、固定板50の第2の面50Bに固定する。本工程において固定板50に固定したフレキシブルケーブル112は、後に固定板50から取り外すため、フレキシブルケーブル112の固定板50への固定は、いわば仮固定である。そのため、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する方法は、次の工程(図11B参照)中は、容易に固定が外れることなく、かつ所望のタイミングで、フレキシブルケーブル112を容易に固定板50から外すことができる方法が好ましい。
この後、図11Bに示すように、第1実施形態において図5Fを参照して説明したのと同様に、フレキシブルケーブル112の他端が、固定板50の第2の面50Bに固定された状態で、放射線検出器10を支持体400から剥離する。これにより、フレキシブルケーブル112がセンサ基板12に接続された状態の放射線検出器10が得られる。
次に、図11Cに示すように、第1実施形態において図5Gを参照して説明したのと同様に、基材11の第2の面11Bに、粘着剤42を設けた補強基板40を貼り合わせる。
また、固定板50の第2の面50Bに固定されているフレキシブルケーブル112の他端を固定板50から外すことで、本実施形態の放射線検出器10が製造される。
さらに、図11Dに示すように、固定板52に、信号処理基板300等の回路部を固定する。また、図11Dに示すように、放射線検出器10を、固定板50の第2の面50Bが、照射面120Aと対向する状態で筐体120に収納する。このようにして、本実施形態の放射線画像撮影装置1が製造される。
このように、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法においても、第1及び第2実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法と同様に、センサ基板12を支持体400から剥離する前に、フレキシブルケーブル112を固定板50に固定する。そして、フレキシブルケーブル112が固定板50に固定された状態で、センサ基板12を支持体400から剥離する。従って、本実施形態の放射線画像撮影装置1の製造方法によれば、放射線画像撮影装置1の製造中にセンサ基板12が撓んだ場合に、センサ基板12に接続されたフレキシブルケーブル112によって生じる不具合を抑制することができる。
なお、放射線画像撮影装置1の製造方法において、固定板50にフレキシブルケーブル112を固定する態様は、上記図11Aを参照して説明した態様に限定されない。例えば、図12に示すように、固定板50の第1の面50Aにフレキシブルケーブル112の他端を固定する態様としてもよい。
なお、上記各実施形態の放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10は、例えば、以下の変形例1~変形例12に示す形態としてもよい。なお、変形例1~変形例12の各々を適宜、組み合わせた形態としてもよく、また変形例1~変形例12に限定されるものでもない。
(変形例1)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、固定板50に関する変形例の一例について、図13を参照して説明する。図13には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図2A~図3に示した放射線検出器10は、固定板50の面積が基材11の面積と同一であった。一方、図13に示した本変形例の放射線検出器10は、固定板50の面積が基材11の面積よりも大きい。具体的には、固定板50の第1の面50Aの面積が、基材11の第1の面11Aの面積よりも大きい。なお、具体的な固定板50の面積は、放射線検出器10を収納する筐体120の内部の大きさ等に応じて定めることができる。また、図13に示すように、固定板50の端部が、基材11、すなわちセンサ基板12の端部よりも外側に位置している。
このように固定板50の面積を基材11の面積よりも大きくすることにより、例えば、放射線画像撮影装置1を落下させる等して、筐体120に衝撃が加わり筐体120の側面(照射面120Aと交差する面)が凹んだ場合に、筐体120の側面に固定板50が干渉する。一方、センサ基板12は、固定板50よりも面積が小さいため、筐体120の側面に干渉し難くなる。従って、本変形例の放射線検出器10によれば、放射線画像撮影装置1に加わる衝撃がセンサ基板12に与える影響を抑制することができる。
なお、固定板50により放射線画像撮影装置1に加わる衝撃がセンサ基板12に与える影響を抑制する観点からは、図13に示すように、固定板50の端部の少なくとも一部が、基材11の端部よりも外部に突出していればよい。例えば、本変形例と異なり、固定板50の面積が基材11の面積よりも小さい場合であっても、基材11の端部よりも外部に突出する固定板50の端部が、筐体120の側面に干渉するため、本変形例と同様に、衝撃がセンサ基板12に与える影響を抑制することができる。
(変形例2)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、固定板50に関する変形例の一例について、図14を参照して説明する。図14には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図2A~図3に示した放射線検出器10は、固定板50の面積が基材11の面積と同一であった。一方、図14に示した本変形例の放射線検出器10は、固定板50の面積が基材11の面積よりも小さい。具体的には、固定板50の第1の面50Aの面積が、基材11の第1の面11Aの面積よりも小さい。図14に示した例では、端子113と対向する位置には、固定板50が設けられていない。すなわち、本変形例の放射線検出器10における固定板50の面積は、基材11の面積から端子113が設けられた領域の面積を減算した値よりも小さい。
リワークとは、不具合や位置ずれ等により、基材11(センサ基板12)に電気的に接続したフレキシブルケーブル112や部品を取り外して、新たに接続し直すことをいう。このように、固定板50の面積を基材11の面積よりも小さくすることにより、固定板50の端部に邪魔されずに、リワークを行うことができるため、フレキシブルケーブル112のリワークを容易にすることができる。
(変形例3)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、補強基板40に関する変形例の一例について、図15を参照して説明する。図15には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図2A~図3に示した放射線検出器10は、補強基板40の面積が基材11の面積と同一であった。一方、図15に示した本変形例の放射線検出器10は、補強基板40の面積が基材11の面積よりも大きい。なお、具体的な固定板50の面積は、放射線検出器10を収納する筐体120の内部の大きさ等に応じて定めることができる。また、図15に示すように、補強基板40の端部が、基材11、すなわちセンサ基板12の端部よりも外側に位置している。
なお、図15に示した放射線検出器10は、上記変形例1の放射線検出器10と同様に、固定板50の面積も、基材11の面積よりも大きく、固定板50の端部が、センサ基板12の端部よりも外側に位置している。一例として本変形例の放射線検出器10では、固定板50の端部と、補強基板40の端部との位置を同一としており、センサ基板12から突出する固定板50の長さと、補強基板40の長さとを同一としている。
このように補強基板40の面積を基材11の面積よりも大きくすることにより、例えば、放射線画像撮影装置1を落下させる等して、筐体120に衝撃が加わり筐体120の側面(照射面120Aと交差する面)が凹んだ場合に、筐体120の側面に補強基板40が干渉する。一方、センサ基板12自体は、補強基板40よりも面積が小さいため、筐体120の側面に干渉し難くなる。従って、本変形例の放射線検出器10によれば、放射線画像撮影装置1に加わる衝撃がセンサ基板12に与える影響を抑制することができる。
(変形例4)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、補強基板40に関する変形例の一例について、図16を参照して説明する。図16には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図3に示した放射線検出器10は、補強基板40を備える。一方、図16に示した本変形例の放射線検出器10は、補強基板40及び粘着剤42を備えていない。このように補強基板40を備えないことにより、放射線検出器10を軽量化することができるため、放射線画像撮影装置1をより軽量化することができる。
(変形例5)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、封止部材72に関する変形例の一例について、図17を参照して説明する。図17には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図2A~図3に示した放射線検出器10は、センサ基板12と固定板50との間を封止する封止部材72が、端子113及びフレキシブルケーブル112の上には設けられていない。一方、図17に示した本変形例の放射線検出器10は、センサ基板12及び固定板50の端部まで、センサ基板12と固定板50との間の空間が封止部材72により封止されている。具体的には、センサ基板12及び固定板50の端部に至るまでの、固定板50、変換層14(保護層65)、及びセンサ基板12で囲われる空間に、封止部材72が充填されている。図17に示すように、端子113及びフレキシブルケーブル112の上にも封止部材72が設けられており、端子113及びフレキシブルケーブル112が、封止部材72によって覆われている。
このように、センサ基板12と固定板50との端部まで、センサ基板12と固定板50との間を封止部材72により封止することで、放射線検出器10のより端部まで、曲げ剛性を高くすることができる。また、変換層14がセンサ基板12から剥離するのを抑制することができる。さらに、端子113及びフレキシブルケーブル112を封止部材72が覆うため、フレキシブルケーブル112が端子113から剥離するのを抑制することができる。
(変形例6)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、封止部材72に関する変形例の一例について、図18A及び図18Bを参照して説明する。図18A及び図18Bには、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
上記図2A~図3に示した放射線検出器10は、センサ基板12と固定板50との間を封止する封止部材72を備える。一方、図18Aに示した本変形例の放射線検出器10は、封止部材72を備えていない。すなわち、センサ基板12と固定板50との間が、空いたままとなっている。このように封止部材72を備えないことにより、放射線検出器10を軽量化することができるため、放射線画像撮影装置1をより軽量化することができる。
また、図18Bに示すように、接着層64及び保護層65の端部は、封止部材78によって封止されていてもよい。封止部材78は、固定板50の第1の面50Aから保護層65の表面に亘る領域であり、且つ画素領域35を覆わない領域に設けられていることが好ましい。封止部材78の材料として、樹脂を用いることができ、特に熱可塑性樹脂が好ましい。具体的には、アクリル糊、及びウレタン系の糊等を封止部材72として用いることができる。接着層64及び保護層65の端部を封止部材78によって封止することで、接着層64及び保護層65の剥離を抑制することができる。
(変形例7)
第1~第3実施形態に対する本変形例について、図19A~図19Eを参照して説明する。図19A~図19Eには、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
図19Aに示した本変形例の放射線検出器10は、固定板50の端部が、支持部材74によって支持されている。すなわち、支持部材74の一端は、フレキシブルケーブル112、または基材11の第1の面11Aに接続され、支持部材74の他端は、接着層76を介して固定板50の第1の面50Aの端部に接続されている。なお、支持部材74は、センサ基板12の外周部全体に設けられていてもよいし、外周の一部分に設けられていてもよい。このようにセンサ基板12との間に空間を形成しつつ延伸する固定板50の端部を支持部材74によって支持することで、変換層14がセンサ基板12から剥離するのを抑制することができる。また、フレキシブルケーブル112及び端子113の上に支持部材74を設けることにより、フレキシブルケーブル112が端子113から剥離するのを抑制することができる。
なお、図19Bに示すように、支持部材74、固定板50、変換層14(保護層65)、及びセンサ基板12で囲われる空間全体に封止部材72を充填して、封止部材72により封止してもよい。一方、図19Cに示すように、放射線検出器10が、封止部材72を備えない形態としてもよい。
また、図19Dに示すように、支持部材74を設ける位置を、センサ基板12外としてもよい。図19Dに示した放射線検出器10は、上記変形例3の放射線検出器10と同様に、補強基板40及び固定板50の面積が基材11よりも大きく、補強基板40及び固定板50の端部が、基材11の端部よりも外側に位置している。支持部材74の一端は、補強基板40またはフレキシブルケーブル112に接続され、支持部材74の他端は、接着層76を介して固定板50の第1の面50Aの端部に接続されている。
また、図19Eに示すように、支持部材74を設ける位置を、フレキシブルケーブル112及び端子113が設けられた領域外のみとしてもよい。図19Eでは、基材11の第1の面11Aにおける、端子113が設けられた領域よりも内部の領域において、固定板50の端部が、支持部材74によって支持されている形態を示している。図19Eに示した例では、支持部材74の一端は、基材11の第1の面11Aに接続され、支持部材74の他端は、接着層76を介して固定板50の第1の面50Aの端部に接続されている。このように、フレキシブルケーブル112及び端子113の上に支持部材74を設けないことにより、フレキシブルケーブル112のリワークを容易にすることができる。
(変形例8)
第1実施形態に対する本変形例について、図20を参照して説明する。図20には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
図20に示すように、本変形例の放射線検出器10は、固定板50と変換層14との間に、反射層68が設けられている。反射層68は、固定板50の第1の面50A全体を覆っている。反射層68は、変換層14で変換された光を反射する機能を有する。反射層68の材料としては、金属、または金属酸化物を含む樹脂材料によって構成されていることが好ましい。反射層68の材料としては、例えば、白PET、TiO、Al、発泡白PET、及び鏡面反射アルミ等を用いることができる。白PETとは、PETに、TiOや硫酸バリウム等の白色顔料を添加したものであり、発泡白PETとは、表面が多孔質になっている白PETである。また、反射層68の材料としては、樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜を用いてもよい。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット(登録商標)のシートが挙げられる。反射層68の厚さは、10μm以上、40μm以下であることが好ましい。このように、固定板50と変換層14との間に、反射層68を備えることにより、変換層14で変換された光を、効率的にセンサ基板12の画素30に導くことができる。
(変形例9)
第1実施形態に対する本変形例について、図21を参照して説明する。図21には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
図21に示すように、本変形例の放射線検出器10の変換層14及び固定板50は、防湿膜66で覆われている。具体的には、固定板50に形成された変換層14を一体とし、その全体が防湿膜66で覆われている。
防湿膜66としては、例えば、パリレン(登録商標)膜、ポリエチレンテレフタレート等の絶縁性のシート、及び樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜等が用いられる。樹脂フィルムと金属フィルムとの積層膜としては、例えば、アルペット(登録商標)のシートが挙げられる。このように、固定板50及び変換層14の全体を防湿膜66で覆うことにより、特に、放射線画像撮影装置1の製造工程において、固定板50に形成された変換層14をセンサ基板12に設けるまでの間、変換層14を単独で扱う場合の防湿性を高めることができる。
(変形例10)
第1実施形態に対する本変形例について、図22を参照して説明する。図22には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
図22には、製造方法における基材11の第1の面11Aに変換層14を設ける工程が、図5Cを参照して説明した方法とは異なる方法により製造された放射線検出器10が示されている。また、図22に示した放射線検出器10の製造方法では、フレキシブルケーブル112をセンサ基板12に電気的に接続するタイミングが、図5Dを参照して説明したタイミングと異なる。
図22に示した放射線検出器10の製造方法では、基材11の第1の面11Aに変換層14を設ける前に、基材11の第1の面11Aに端子113を形成し、さらに、端子113とフレキシブルケーブル112とを電気的に接続する。さらに、支持部材74をフレキシブルケーブル112の上に設ける。なお、支持部材74は、固定板50の第1の面50Aに設けてもよい。また、固定板50に形成された変換層14の周縁部14Bから固定板50の第1の面50Aに亘る領域に、未硬化状態の封止部材72を設けておく。固定板50に形成され、未硬化の封止部材72が設けられた状態の変換層14を、基材11の第1の面11Aに配置する。
この状態で、基材11、固定板50、封止部材72、及び支持部材74で形成される内部空間79を、減圧用ポンプ等を用いて、例えば、0.2気圧~0.5気圧等の大気圧よりも低い圧力に減圧する。このように、基材11、固定板50、封止部材72、及び支持部材74で形成される内部空間79を大気圧よりも低くすることにより、大気圧で外部から内部空間79側に、基材11(センサ基板12)と固定板50とが押圧される。本変形例の放射線検出器10の製造方法では、このようにして、基材11の第1の面11Aに変換層14が設けられる。
本変形例の放射線検出器10では、基材11と固定板50とが大気圧で押圧されることにより、基材11の第1の面11Aに変換層14が設けられるため、図22に示すように、粘着層70を設けなくても、変換層14と基材11とが密着する。
(変形例11)
第3実施形態に対する本変形例について、図23を参照して説明する。図23には、上記図3に示した放射線検出器10のA-A線断面図に相当する、本変形例の放射線検出器10の断面図の一例を示す。
図23に示した本変形例の放射線検出器10は、変換層14の上面全体を覆う、補強基板82が、粘着剤80を介して変換層14上に設けられている。補強基板82は、センサ基板12の曲げ剛性を補強する機能を有する。そのため、補強基板82は、基材11よりも曲げ剛性が高く、変換層14と対向する面に対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化(変形)が、基材11の第1の面11Aに対して垂直方向に加えられる力に対する、寸法変化よりも小さい。また、本変形例の補強基板82の厚みは、基材11の厚みよりも厚い。具体的には、補強基板82としては、上述した補強基板40と同様の、曲げ弾性率、及び曲げ剛性を有していることが好ましい。従って、補強基板82の材料としては、補強基板40と同様の材料を適用することができる。
また、本変形例の補強基板82は、外周部が、変換層14の周縁部14Bにおける傾斜に沿うように折り曲げられており、且つ接着層64及び保護層65が基材11の第1の面11Aを覆う部分、及びその外側の基材11の第1の面11A上をも覆っている。すなわち、接着層64及び保護層65の端部が、補強基板82によって封止されている。補強基板82のセンサ基板12上に延在する部分は、粘着剤80を介し基材11の第1の面11Aに接着されている。
本変形例の放射線検出器10では、変換層14の上面を補強基板82が覆うため、センサ基板12の曲げ剛性を向上させることができる。また、本変形例の放射線検出器10では、接着層64及び保護層65の端部を補強基板82によって覆うため、保護層65の剥離を抑制することができる。
なお、補強基板82が基材11の第1の面11Aを覆う領域、すなわち補強基板82がセンサ基板12上に延在する領域は、図23に示した形態に限定されない。例えば、センサ基板12(基材11)の外縁となる端部までの領域としてもよい。
(変形例12)
第1~第3実施形態に対する本変形例では、放射線画像撮影装置1における放射線検出器10の収納状態の変形例について、図24A及び図24Bを参照して説明する。図24A及び図24Bは、本変形例の放射線画像撮影装置1の断面図の一例である。
上記図4に示した放射線画像撮影装置1は、筐体120の照射面120A側の天板と、補強基板40との間に空間が設けられていた。一方、図24Aに示した本変形例の放射線画像撮影装置1は、筐体120の照射面120A側の天板の内壁面に、補強基板40が接している。この場合、放射線検出器10と筐体120の内壁面とは、接着層を介して接着されていてもよいし、接着層を介さずに単に接触しているだけでもよい。このように放射線検出器10と筐体120の内壁面とが接していることにより、放射線検出器10の剛性がより確保される。
また、図24Bに示した本変形例の放射線画像撮影装置1では、補強基板40が、筐体120の照射面120A側の天板として採用される。この場合、図24Bに示すように、補強基板40の面積は、センサ基板12の面積よりも大きく、補強基板40の端部は、センサ基板12の端部よりも外部に突出している。図24Bに示した放射線画像撮影装置1では、照射面120A側の天板部分に開口状態を有する筐体120の開口部分に、補強基板40を嵌め込むことにより、放射線検出器10が、筐体120の内部に収納される。このように放射線検出器10の補強基板40を筐体120の天板として用いることにより、筐体120の厚さ、より具体的には放射線が透過する方向の厚さを、より小さくすることができ、放射線画像撮影装置1の薄型化が図れる。また、筐体120自体の天板が不要となるため、放射線画像撮影装置1を、より軽量化することができる。
(変形例13)
第3実施形態に対する本変形例では、放射線画像撮影装置1における放射線検出器10の収納状態の変形例について、図25A及び図25Bを参照して説明する。図25A及び図25Bは、本変形例の放射線画像撮影装置1の断面図の一例である。
図25Aに示した本変形例の放射線画像撮影装置1は、放射線検出器10、制御基板110、及び電源部108が図中横方向に並置されている構成が例示されている。なお、図25Aでは、駆動基板200及び信号処理基板300については図示を省略している。
図25Aに示すように、筐体120内には、放射線検出器10を透過した放射線が出射される側にシート116がさらに設けられている。シート116としては、例えば、銅製のシートが挙げられる。銅製のシートは入射される放射線によって2次放射線を発生し難く、よって、後方、すなわち変換層14側への散乱を防止する機能を有する。なお、シート116は、少なくとも変換層14の放射線が出射する側の面全体を覆い、また、変換層14全体を覆うことが好ましい。
なお、図25Aでは、電源部108及び制御基板110の両方を放射線検出器10の一方の側、具体的には、矩形状の画素領域35の一方の辺の側に設けた形態を示したが、電源部108及び制御基板110を設ける位置は図25Aに示した形態に限定されない。例えば、電源部108及び制御基板110を、画素領域35の対向する2辺の各々に分散させて設けてもよいし、隣接する2辺の各々に分散させて設けてもよい。
また、図25Bに示す例のように、放射線検出器10、制御基板110、及び電源部108を、センサ基板12及び変換層14が積層された方向と交差する方向に並べて配置する場合、電源部108及び制御基板110の各々が設けられている筐体120の部分と、放射線検出器10が設けられている筐体120の部分とで、筐体120の厚みが異なっていてもよい。
図25A及び図25Bに示す例のように、電源部108及び制御基板110の各々の方が、放射線検出器10よりも厚みを有している場合が多い。このような場合、図25Bに示す例のように、電源部108及び制御基板110の各々が設けられている筐体120の部分の厚みよりも、放射線検出器10が設けられている筐体120の部分の厚みの方が薄くてもよい。なお、このように、電源部108及び制御基板110の各々が設けられている筐体120の部分と、放射線検出器10が設けられている筐体120の部分とで、厚みを異ならせる場合、両部分の境界部に段差が生じていると境界部120Bに接触した被検者に違和感等を与える懸念があるため、境界部120Bの形態は傾斜を有する状態とすることが好ましい。また、電源部108及び制御基板110の各々が収納される筐体120の部分と、放射線検出器10が収納される筐体120の部分とを異なる材質で形成してもよい。
本変形例の放射線画像撮影装置1によれば、放射線検出器10の厚さに応じた極薄型の放射線画像撮影装置1を構成することができる。
なお、放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10及びその製造方法は、図1~図25Bを参照して説明した形態に限定されるものではない。例えば、上記図1に示したように画素30がマトリクス状に2次元配列されている態様について説明したがこれに限らず、例えば、1次元配列であってもよいし、ハニカム配列であってもよい。また、画素の形状も限定されず、矩形であってもよいし、六角形等の多角形であってもよい。さらに、画素領域35の形状も限定されないことはいうまでもない。
その他、上記実施形態及び各変形例における放射線画像撮影装置1及び放射線検出器10等の構成や製造方法等は一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内において状況に応じて変更可能であることはいうまでもない。
2019年12月27日出願の日本国特許出願2019-239569号の開示は、その全体が参照により本明細書に取り込まれる。
本明細書に記載された全ての文献、特許出願、及び技術規格は、個々の文献、特許出願、及び技術規格が参照により取り込まれることが具体的かつ個々に記された場合と同程度に、本明細書中に参照により取り込まれる。
1 放射線画像撮影装置
10 放射線検出器
11 基材、11A 第1の面、11B 第2の面
12 センサ基板
14 変換層、14A 中央部、14B 周縁部
30 画素
32 TFT(スイッチング素子)
34 センサ部
35 画素領域
36 信号配線
38 走査配線
39 共通配線
40、82 補強基板
42、80 粘着剤
50 固定板、50A 第1の面、50B 第2の面
52 固定板
60 粘着層
62 反射層
64 接着層
65 保護層
66 防湿膜
68 反射層
70、71 粘着層
72 封止部材
74 支持部材
76 接着層
78 封止部材
79 内部空間
100 制御部、100A CPU、100B メモリ、100C 記憶部
102 駆動部
104 信号処理部
106 画像メモリ
108 電源部
110 制御基板
112、112A、112B フレキシブルケーブル
113 端子
114 電源線
116 シート
120 筐体、120A 照射面、120B 境界部
200 駆動基板
210 駆動IC
300 信号処理基板
310 信号処理IC
400 支持体
402 剥離層

Claims (10)

  1. 支持体に、可撓性の基材を設け、前記基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板を形成する工程と、
    前記基材の前記画素が設けられた面に、前記放射線を光に変換する変換層を設ける工程と、
    回路部に接続されるフレキシブルケーブルの一端を、前記基板に接続する工程と、
    前記変換層の、前記基板側の面と反対側の面に、固定板を設ける工程と、
    前記フレキシブルケーブルを前記固定板に固定する工程と、
    前記フレキシブルケーブルを前記固定板に固定した後、前記フレキシブルケーブルが前記固定板に固定された状態で、前記変換層及び前記固定板が設けられた前記基板を、前記支持体から剥離する工程と、
    を備えた放射線画像撮影装置の製造方法。
  2. 支持体に、可撓性の基材を設け、前記基材の画素領域に、放射線から変換された光に応じて発生した電荷を蓄積する複数の画素が設けられた基板を形成する工程と、
    前記放射線を光に変換する変換層を、固定板に形成する工程と、
    前記基材の前記画素が設けられた面に、前記変換層の前記固定板と反対側の面を対向させた状態で前記変換層を設ける工程と、
    回路部に接続されるフレキシブルケーブルの一端を、前記基板に接続する工程と、
    前記フレキシブルケーブルを前記固定板に固定する工程と、
    前記変換層及び前記固定板が設けられた前記基板を、前記支持体から剥離する工程と、
    を備えた放射線画像撮影装置の製造方法。
  3. 前記フレキシブルケーブルを、前記固定板の前記変換層が設けられた面と反対側の面に固定する、
    請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  4. 前記フレキシブルケーブルを、前記固定板の前記変換層が設けられた面に固定する、
    請求項1または請求項2に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  5. 前記基板を、前記支持体から剥離する工程の前に、
    前記回路部と前記フレキシブルケーブルとを電気的に接続する工程と、
    前記固定板の前記変換層が設けられた面と反対側の面に、前記回路部を固定する工程と、
    をさらに備えた請求項3に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  6. 前記変換層を、前記基材の前記画素が設けられた面に減圧封止法により密着させることで、前記基材の前記画素が設けられた面に前記変換層を設ける、
    請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  7. 前記基板を前記支持体から剥離した後、前記基板の前記変換層が設けられた面と反対側の面に、前記基材よりも剛性が高い補強基板を設ける工程をさらに備えた、
    請求項1から請求項6のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  8. 前記補強基板を天板とする筐体に、前記基板、前記変換層、前記固定板、及び前記回路部を収納する工程をさらに備えた、
    請求項7に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  9. 前記放射線が照射される側から順に、前記基板、前記変換層、前記固定板、及び前記回路部の配置順で筐体に収納する工程をさらに備えた、
    請求項1から請求項7のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
  10. 前記固定板の材料は、カーボンを含む、
    請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の放射線画像撮影装置の製造方法。
JP2021567578A 2019-12-27 2020-12-23 放射線画像撮影装置の製造方法 Active JP7282922B2 (ja)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2019239569 2019-12-27
JP2019239569 2019-12-27
PCT/JP2020/048289 WO2021132396A1 (ja) 2019-12-27 2020-12-23 放射線画像撮影装置の製造方法

Publications (3)

Publication Number Publication Date
JPWO2021132396A1 JPWO2021132396A1 (ja) 2021-07-01
JPWO2021132396A5 JPWO2021132396A5 (ja) 2022-08-15
JP7282922B2 true JP7282922B2 (ja) 2023-05-29

Family

ID=76574319

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021567578A Active JP7282922B2 (ja) 2019-12-27 2020-12-23 放射線画像撮影装置の製造方法

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20220299662A1 (ja)
JP (1) JP7282922B2 (ja)
CN (1) CN114902079A (ja)
WO (1) WO2021132396A1 (ja)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052965A (ja) 2010-09-02 2012-03-15 Toshiba Corp 放射線検出器及びその製造方法
WO2019181569A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法
WO2019181639A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器及び放射線画像撮影装置
WO2019181570A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法
US20190333961A1 (en) 2017-01-06 2019-10-31 Carestream Health, Inc. Detach and reattach of a flexible polyimide based x-ray detector

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2012052965A (ja) 2010-09-02 2012-03-15 Toshiba Corp 放射線検出器及びその製造方法
US20190333961A1 (en) 2017-01-06 2019-10-31 Carestream Health, Inc. Detach and reattach of a flexible polyimide based x-ray detector
WO2019181569A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法
WO2019181639A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器及び放射線画像撮影装置
WO2019181570A1 (ja) 2018-03-19 2019-09-26 富士フイルム株式会社 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
JPWO2021132396A1 (ja) 2021-07-01
US20220299662A1 (en) 2022-09-22
WO2021132396A1 (ja) 2021-07-01
CN114902079A (zh) 2022-08-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210003515A1 (en) Radiation detector and radiographic imaging device
TWI805714B (zh) 放射線檢測器、放射線圖像攝影裝置以及製造方法
TWI821460B (zh) 放射線檢測器、放射線圖像攝影裝置及製造方法
JP7451787B2 (ja) 放射線画像撮影装置
JP7230202B2 (ja) 放射線検出器及び放射線画像撮影装置
JP7282922B2 (ja) 放射線画像撮影装置の製造方法
JP7208941B2 (ja) 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線検出器の製造方法
JP7332784B2 (ja) 放射線検出器、及び放射線画像撮影装置
JP7303368B2 (ja) 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線検出器の製造方法
JP7358615B2 (ja) 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び放射線検出器の製造方法
JP7261777B2 (ja) 放射線画像撮影装置の製造方法及び搬送治具
WO2021033663A1 (ja) 放射線検出器の製造方法
WO2022065317A1 (ja) 放射線検出器及び放射線検出器の製造方法
JP7125502B2 (ja) 放射線検出器、放射線画像撮影装置、及び製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20220616

A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20220616

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20230207

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20230323

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20230425

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20230517

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 7282922

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150