KR20180124028A - 방사선 검출기의 제조 방법 - Google Patents
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Abstract
방사선 검출기의 제조 방법은 복수의 광전 변환 소자를 포함하는 센서 패널의 주면상에, 복수의 주상 결정을 포함하는 신틸레이터층을 기상 퇴적법에 의해서 형성하는 제1 공정과, 신틸레이터층을 둘러싸도록 주면상에 수지 프레임을 형성함과 아울러, 수지 프레임의 외주를 따라서 수지 프레임에 접하도록 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재를 배치하는 제2 공정과, 보호판을 수지 프레임에 접착시킴으로써, 신틸레이터층을 실링하는 제3 공정과, 수지 프레임을 경화시키는 제4 공정을 포함한다.
Description
본 발명의 일 측면은 방사선 검출기의 제조 방법에 관한 것이다.
특허 문헌 1에는 X선 이미징 시스템에 이용되는 검출기 어레이가 기재되어 있다. 이 검출기 어레이는 유리 기판상에 마련된 검출기 소자와, 검출기 소자상에 형성된 주상(柱狀) 결정으로 이루어지는 신틸레이터와, 신틸레이터상에 배치된 가시광을 반사하는 시트를 가지고 있다. 신틸레이터 및 시트는 유리 기판에 고정되는 커버에 의해서 실링되어 있다. 예를 들면, 커버와 유리 기판은, 에폭시 실란트를 이용하여 접착되는 금속 프레임에 의해서 실링된다. 금속 프레임은 신틸레이터로부터 이격되어 신틸레이터를 둘러싸고 있다.
일반적으로, CsI 등에 의해서 형성되는 주상 결정으로 이루어지는 신틸레이터층은, 조해성(潮解性)을 가진다. 그 때문에, 신틸레이터층을 프레임 몸체로 둘러싼 구성을 가지는 방사선 검출기에서는, 프레임 몸체 내측의 영역의 방습성을 높게 유지하는 것이 바람직하다.
본 발명의 일 측면은 신틸레이터층의 방습성을 높일 수 있는 방사선 검출기의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.
일 형태의 방사선 검출기의 제조 방법은, 복수의 광전 변환 소자를 포함하는 센서 패널의 주면(主面)상에, 복수의 주상 결정을 포함하는 신틸레이터층을 기상(氣相) 퇴적법에 의해서 형성하는 제1 공정과, 신틸레이터층을 둘러싸도록 주면상에 수지 프레임(resin frame)을 형성함과 아울러, 수지 프레임의 외주(外周)를 따라서 수지 프레임에 접하도록 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재를 배치하는 제2 공정과, 보호판을 수지 프레임에 접착시킴으로써, 신틸레이터층을 실링하는 제3 공정과, 수지 프레임을 경화시키는 제4 공정을 포함한다.
이러한 방사선 검출기의 제조 방법에 의하면, 신틸레이터층을 둘러싸도록, 내측에 수지 프레임이 배치되고, 수지 프레임의 외측에 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재가 배치되게 된다. 무기 고형 재료는 방습성을 가지고 있으므로, 프레임 부재를 통한 투습(透濕)은 생기지 않는다. 따라서, 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재가 수지 프레임의 외주에 접함으로써, 수지 프레임을 통한 투습을 억제할 수 있다. 따라서, 신틸레이터층의 방습성을 높일 수 있다.
또, 일 형태에 있어서는, 수지 프레임은 제1 수지 프레임과 제2 수지 프레임을 포함하고, 제2 공정에서는 신틸레이터층을 둘러싸도록 제1 수지 프레임을 형성하고, 제1 수지 프레임의 외주를 따라서 제1 수지 프레임에 접하도록 프레임 부재를 배치하고, 신틸레이터층을 둘러싸도록 제1 수지 프레임상에 제2 수지 프레임을 형성해도 된다. 제2 공정의 후에 행해지는 제3 공정에서는, 수지 프레임이 프레임 부재보다도 높게 형성되어 있을 필요가 있다. 프레임 부재가 배치된 후에 제2 수지 프레임을 형성함으로써, 제2 수지 프레임의 높이가 프레임 부재보다도 높게 형성되어 있는 것을 확인하기 쉽다.
또, 일 형태에 있어서는, 제2 공정에서는, 프레임 부재를 배치한 후로서, 제2 수지 프레임을 형성하기 전에, 제1 수지 프레임을 경화시켜도 된다. 이 구성에 의하면, 제2 수지 프레임을 형성할 때 프레임 부재의 위치가 어긋나는 것이 억제된다.
또, 일 형태에 있어서는, 제1 공정과 제2 공정의 사이에, 중간층에 의해서 신틸레이터층의 표면 및 측면을 피복하는 제5 공정을 추가로 포함해도 된다. 이 구성에 의하면, 수지 프레임이 신틸레이터층의 주변 부분에 직접 접촉하여 신틸레이터층의 주변 부분에 용제가 침투하는 것을 억제할 수 있다.
또, 일 형태에 있어서는, 제2 공정에서는 중간층과 접하도록 수지 프레임을 형성해도 된다. 이 구성에 의하면, 수지 프레임 내의 영역에 있어서의 신틸레이터층의 유효 영역을 크게 할 수 있다. 또한, 유효 영역이란 주면에 있어서의 신틸레이터층이 형성된 영역이다.
또, 일 형태에 있어서는, 수지 프레임은 자외선 경화 수지를 포함해도 된다. 자외선 경화 수지는 경화에 걸리는 시간이 짧기 때문에, 제조 시간의 단축을 도모할 수 있다.
또, 일 형태에 있어서는, 프레임 부재는 유리 로드(rod)여도 된다. 유리 로드를 이용함으로써, 프레임 부재를 수지 프레임의 외측에 용이하게 배치할 수 있다.
일 형태의 방사선 검출기의 제조 방법에 의하면, 신틸레이터층이 형성되어 있는 영역의 방습성을 높일 수 있다.
도 1은 일 실시 형태에 따른 방사선 검출기의 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방사선 검출기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 방사선 검출기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 방사선 검출기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 비교예에 따른 방사선 검출기를 나타내는 단면도이다.
도 2는 도 1에 도시된 방사선 검출기의 평면도이다.
도 3은 도 1에 도시된 방사선 검출기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 4는 도 1에 도시된 방사선 검출기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
도 5는 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 6은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 7은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 8은 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 9는 변형예에 따른 방사선 검출기를 설명하기 위한 모식도이다.
도 10은 비교예에 따른 방사선 검출기를 나타내는 단면도이다.
이하, 일 실시 형태에 따른 실시 형태에 대해서 도면을 참조하면서 구체적으로 설명한다. 편의상, 실질적으로 동일한 요소에는 동일한 부호를 부여하고, 그 설명을 생략하는 경우가 있다. 이하에 설명하는 방사선 검출기는, X선 등의 방사선을 가시광 등의 신틸레이션광으로 변환하여 검출한다. 이러한 방사선 검출기는 예를 들면, 맘모그래피(Mammography) 장치, 흉부 검사 장치, CT 장치, 치과 구내 촬영 장치, 방사선 카메라 등에 있어서, 방사선 이미징용 디바이스로서 이용할 수 있다.
도 1은 본 실시 형태에 따른 방사선 검출기의 단면도이다. 도 2는 도 1에 도시된 방사선 검출기의 평면도이다. 또한, 도 2에서는 보호판이 생략되어 있다. 도 1, 2에 도시되는 것처럼, 방사선 검출기(1A)는 센서 패널(2), 신틸레이터층(3), 중간층(5), 수지 프레임(6), 프레임 부재(7), 및 보호판(8)을 구비하고 있다.
센서 패널(2)은 예를 들면 사각형 판 모양이고, 주면(2s)과, 주면(2s)상에 형성된 복수의 광전 변환 소자(10)를 가진다. 보다 구체적으로는, 센서 패널(2)은 주면(2s)을 포함하는 판 모양의 베이스부(2p)를 가지고 있다. 또, 광전 변환 소자(10)는 주면(2s)을 따라서 2차원 모양으로 배열되어 있다. 주면(2s) 및 광전 변환 소자(10)상에는, 패시베이션막(passivation) 또는 평탄화막 등의 막부(膜部, 11)가 형성되어 있다.
신틸레이터층(3)은 X선 등의 방사선의 입사에 따라서, 가시광 등의 신틸레이션광을 발생시킨다. 신틸레이터층(3)은 막부(11)를 통해서, 주면(2s) 및 광전 변환 소자(10)상에 마련되어 있다. 신틸레이터층(3)은 광전 변환 소자(10)에 광학적으로 결합되어 있다. 따라서, 광전 변환 소자(10)는 신틸레이터층(3)에서 발생한 신틸레이션광을 입력받아, 신틸레이션광에 따른 전기 신호를 출력한다. 전기 신호는 도시하지 않은 배선 등에 의해 외부로 취출된다. 이것에 의해, 방사선 검출기(1)는 방사선을 검출한다.
신틸레이터층(3)은, 예를 들면, 주면(2s)에 교차(예를 들면 직교)하는 방향에서 볼 때, 주면(2s)의 사각형 모양의 에어리어에 형성되어 있다. 신틸레이터층(3)의 외연부(外緣部)에는, 경사부가 마련되어 있다. 경사부에서는, 신틸레이터층(3)의 중심으로부터 가장자리를 향하는 방향으로 신틸레이터층(3)의 두께 H1이 감소한다. 따라서, 신틸레이터층(3)의 전체적인 단면 형상은, 예를 들면 사다리꼴 모양이다. 즉, 신틸레이터층(3)은 주면(2s)을 따라서 형성되는 표면(상면)(3a)과, 표면(3a)의 주위에 형성되는 경사진 측면(3b)을 가진다.
신틸레이터층(3)의 두께 H1(상기의 경사부 이외의 두께)은, 예를 들면 600μm 정도이다. 신틸레이터층(3)은 신틸레이터 재료의 복수의 주상 결정을 포함하고 있다. 신틸레이터 재료는, 예를 들면, CsI：Tl와 같은 CsI를 주성분으로 하는 재료이다.
중간층(5)은 신틸레이터층(3)의 표면(3a)의 전면을 피복함과 아울러, 측면(3b)의 전면을 피복한다. 즉, 중간층(5)의 주연(周緣)은 센서 패널(2)의 주면(2s)에 접촉하고 있고, 중간층(5)의 주연과 주면(2s)의 사이에 간극은 생겨 있지 않다. 중간층(5)은, 예를 들면 자외선 경화 수지 등에 포함되는 용제가 신틸레이터층(3)에 침투하는 것을 억제한다. 또, 중간층(5)은, 예를 들면, 신틸레이션광에 대한 반사 또는 흡수 등의 광 기능을 가진다. 즉, 중간층(5)은 신틸레이터층(3)에서 발생한 신틸레이션광에 대한 광 반사층 또는 광 흡수층이다.
수지 프레임(6)은 센서 패널(2)의 주면(2s)에 교차하는 방향에서 볼 때 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록, 주면(2s)상에 마련되어 있다. 수지 프레임(6)은, 예를 들면 사각형 링 모양이다. 주면(2s)으로부터의 수지 프레임(6)의 높이 H2는, 주면(2s)으로부터의 신틸레이터층(3)의 높이 H1보다도 크다. 수지 프레임(6)은 주면(2s)과 보호판(8)의 사이에 개재되어 주면(2s)과 보호판(8)을 서로 접합시킨다. 본 실시 형태에서는, 수지 프레임(6)은 신틸레이터층(3)을 피복하고 있는 중간층(5)에 접해 있다. 보다 구체적으로는, 중간층(5)의 외주연(外周緣)과 수지 프레임(6)의 내주연(內周緣)이 접해 있다. 환언하면, 신틸레이터층(3)은 중간층(5)을 통해서 수지 프레임(6)에 접하도록 주위에 연장되어 있다. 수지 프레임(6)은 예를 들면 자외선 경화성을 가지는 에폭시 수지 등으로 이루어지는 투습성이 낮은 수지이다.
또한, 도 1에 도시되는 것처럼, 수지 프레임(6)은 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)에 의해서 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 마찬가지의 자외선 경화 수지에 의해서 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)을 형성하고 있다. 그 때문에, 도면에서는 제1 수지 프레임(6a)과 제2 수지 프레임(6b)을 모식적으로 나눠 그리고 있지만, 경화 후는 제1 수지 프레임(6a)과 제2 수지 프레임(6b)이 일체로 되어 있다.
프레임 부재(7)는 수지 프레임(6)의 외주를 따라서 수지 프레임(6)에 접한 상태로, 주면(2s)상에 재치되어 있다. 프레임 부재(7)는 무기 고형 재료에 의해서 형성되어 있다. 본 실시 형태에서는, 프레임 부재(7)는 유리를 원재료로 한 4개의 유리 로드(7a)에 의해서 구성되어 있다. 4개의 유리 로드(7a)는, 모두 같은 지름 D의 원주상(圓柱狀)을 이루고 있고, 서로 같은 형상으로 되어 있다. 유리 로드(7a)의 지름 D는, 주면(2s)으로부터의 신틸레이터층(3)의 높이 H1보다도 크며, 예를 들면 1mm 정도이다. 4개의 유리 로드(7a)는 서로의 단부끼리가 접촉함으로써 사각형 링 모양을 이루는 프레임 부재(7)를 구성하고 있다(도 2 참조). 프레임 부재(7)의 내연(內緣)측은, 수지 프레임(6)의 외주를 따라서 수지 프레임(6)에 접해 있다. 한편, 프레임 부재(7)의 외연측은 수지 프레임(6)으로부터 노출되어 있다. 즉, 프레임 부재(7)의 내연측의 일부는 수지 프레임(6)에 매설(埋設)되어 있고, 프레임 부재(7)의 외연측의 잔부(殘部)는 수지 프레임(6)으로부터 노출되어 있다.
보호판(8)은, 예를 들면, 주면(2s)을 따라서 연장되는 사각형 평판 모양이다. 일례로서, 주면(2s)을 따른 방향에 대해서, 보호판(8)의 사이즈는, 프레임 부재(7)의 사이즈보다도 크고, 또한 센서 패널(2)의 사이즈보다도 작다. 또한, 프레임 부재(7)의 사이즈란, 프레임 부재(7)에 있어서의 주면(2s)을 따라서 서로 대향하는 부분의 외연끼리의 간격이다. 보호판(8)의 두께는, 예를 들면 0.5mm 이상 2.0mm 이하 정도이다. 보호판(8)은, 예를 들면, 유리, 금속, 또는 카본을 포함하는 재료에 의해서 형성되어 있고, 일례로서, 유리판, 알루미늄판, CFRP(Carbon Fiber Reinforced Plastics) 판 등이다. 보호판(8)은 방사선을 투과한다.
보호판(8)은 중간층(5)에 의해서 피복된 신틸레이터층(3)의 표면(3a)에 대향한 상태로 수지 프레임(6)에 접착되어 있다. 센서 패널(2)의 주면(2s)으로부터 보호판(8)까지의 거리(높이 H2)는, 유리 로드의 지름 D와 대략 동일하게 되어 있다. 보호판(8)은 주면(2s)에 교차하는 방향에서 볼 때, 신틸레이터층(3), 중간층(5), 수지 프레임(6) 및 프레임 부재(7)를 덮도록 배치되어 있다. 보호판(8), 주면(2s) 및 수지 프레임(6)은, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)이 배치되는 실링된 공간을 형성한다. 또, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)과 보호판(8)은 이격되어 배치되어 있다. 즉, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)과 보호판(8)의 사이에는 공간 S가 형성되어 있다.
다음에, 방사선 검출기(1A)의 제조 공정에 대해 설명한다. 도 3 및 도 4는 방사선 검출기의 제조 공정을 나타내는 도면이다.
먼저, 복수의 광전 변환 소자(10)가 주면(2s)상에 형성된 센서 패널(2)을 준비한다(도 3의 (a)). 이어서, 도 3의 (b)에 도시되는 것처럼, 센서 패널(2)의 주면(2s)상에, 복수의 주상 결정을 포함하는 신틸레이터층(3)을 기상 퇴적법에 의해서 형성한다(제1 공정). 이 공정에서는, 예를 들면, 형광체 재료(예를 들면 CsI：Tl, CsBr：Eu 등)를 센서 패널(2)의 주면(2s)상에 진공 증착함으로써, 주면(2s)상에 형광체의 주상 결정을 성장시켜, 신틸레이터층(3)을 형성한다. 이것에 의해, 단면에서 볼 때 표면(3a) 및 측면(3b)을 가지는 사다리꼴 모양을 이루는 신틸레이터층(3)이 형성된다.
이어서, 도 3의 (c)에 도시되는 것처럼, 중간층(5)에 의해서 신틸레이터층(3)의 표면(3a) 및 측면(3b)을 피복한다(제5 공정). 구체적으로는, 예를 들면, 신틸레이션광에 대한 반사 또는 흡수 등의 광 기능을 가지는 안료(顔料)와 바인더 수지로 이루어지는 도포제를 준비한다. 신틸레이션광을 반사하는 안료로서는, 예를 들면 이산화 티탄, 산화 이트륨, 산화 아연, 산화 알류미늄 등의 백색 안료를 들 수 있다. 또, 신틸레이션광을 흡수하는 안료로서는, 예를 들면 카본 블랙, 사삼산화철 등의 흑색 안료를 들 수 있다. 또, 바인더 수지로서는, 아크릴계 유기 수지, 우레탄, 에폭시, 불소, 페놀, 폴리이미드, 폴리비닐 알코올, 폴리에틸렌, 폴리에스테르, 폴리카보네이트, 폴리우레탄계 유기 수지 등을 들 수 있다. 그리고, 신틸레이터층(3)의 표면(3a) 및 측면(3b)의 전체에 대해서, 도포제를 도포하여, 수지층을 형성한다. 그 다음에, 이 수지층을 건조시켜 경화시킴으로써 중간층(5)을 제작할 수 있다. 중간층(5)을 작성한 후에, 소성(燒成) 등에 의해서 신틸레이터층(3)을 활성화해도 된다.
이어서, 도 3의 (d)에 도시되는 것처럼, 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록 주면(2s)상에 제1 수지 프레임(6a)을 형성한다(제2 공정). 제1 수지 프레임(6a)은, 예를 들면 에폭시 수지, 아크릴 수지, 우레탄 수지 등의 자외선 경화 수지이다. 이 공정에서는, 제1 수지 프레임(6a)의 형성 위치를 신틸레이터층(3)에 가까이 하기 위해서, 중간층(5)과 접하도록 제1 수지 프레임(6a)을 형성한다. 예를 들어 도시예와 같이, 중간층(5)의 외주연과 제1 수지 프레임(6a)의 내주연이 접하도록 제1 수지 프레임(6a)을 배치할 수 있다. 형성하는 제1 수지 프레임(6a)의 높이 H3은, 사용하는 수지의 점도(粘度)에 의해서 결정할 수 있다. 예를 들면, 제1 수지 프레임(6a)의 높이 H3을 신틸레이터층(3)의 높이 H1의 절반보다도 높게 할 수 있다.
이어서, 도 4의 (a)에 도시되는 것처럼, 제1 수지 프레임(6a)의 외주를 따라서 제1 수지 프레임(6a)에 접하도록 프레임 부재(7)를 배치한다(제2 공정). 이 공정에서는, 예를 들면, 주면(2s)상에 배치된 유리 로드(7a)를 제1 수지 프레임(6a)의 외측으로부터 제1 수지 프레임(6a)을 향해서 이동시킴으로써, 유리 로드(7a)를 제1 수지 프레임(6a)에 접촉시킨다. 4개의 유리 로드(7a)를 서로의 단부끼리가 접촉하도록 배치함으로써 사각형 링 모양을 이루는 프레임 부재(7)를 형성한다(도 2 참조). 이어서, 프레임 부재(7)가 형성된 후에, 제1 수지 프레임(6a)을 경화시킨다(제4 공정). 본 실시 형태에서는, 경화 전의 제1 수지 프레임(6a)에 대해서 자외선을 조사함으로써, 제1 수지 프레임(6a)을 경화시킨다. 이것에 의해서, 유리 로드(7a)가 제1 수지 프레임(6a)에 고정된다.
이어서, 도 4의 (b)에 도시되는 것처럼, 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록 제1 수지 프레임(6a)상에 제2 수지 프레임(6b)을 형성한다(제2 공정). 이 공정에서는, 예를 들면, 제1 수지 프레임(6a)의 형성에 이용된 자외선 경화 수지와 같은 자외선 경화 수지를 이용할 수 있다. 제1 수지 프레임(6a)상에, 제1 수지 프레임(6a)과 마찬가지로 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록 제2 수지 프레임(6b)을 형성한다. 이때, 제2 수지 프레임(6b)에 있어서의 주면(2s)과 반대측의 단부는, 프레임 부재(7)보다도 높은 위치로 되어 있다. 도시예와 같이, 제1 수지 프레임(6a)상에 제2 수지 프레임(6b)을 형성함과 아울러, 유리 로드(7a)상에 제2 수지 프레임(6b)을 형성해도 된다. 또, 이 공정에서는, 주면(2s)으로부터의 제2 수지 프레임(6b)의 높이 H4를 중간층(5)의 높이 H5보다도 높게 형성한다. 프레임 부재(7)의 내주면은, 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)에 의해서 덮인다. 한편, 프레임 부재(7)의 외주면은 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)으로부터 노출되어 있다.
이어서, 도 4의 (c)에 도시되는 것처럼, 보호판(8)을 수지 프레임(6)에 접착함으로써, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)을 실링한다(제3 공정). 이 공정에서는, 경화 전의 제2 수지 프레임(6b)의 전체 둘레(全周)에 접하도록 보호판(8)을 배치한다. 이때, 보호판(8)을 센서 패널(2)측으로 압압(押壓)하는 것, 또는, 보호판(8)의 자중(自重)에 의해서, 제2 수지 프레임(6b)이 변형된다. 이것에 의해, 센서 패널(2)의 주면(2s)으로부터 보호판(8)까지의 거리(높이 H2)는, 프레임 부재의 높이(유리 로드의 지름 D)와 대략 동일하게 된다. 제2 수지 프레임(6b)과 보호판(8)을 접착함으로써, 주면(2s), 수지 프레임(6) 및 보호판(8)으로 실링된 공간이 형성된다.
이어서, 제2 수지 프레임(6b)을 경화시킨다(제4 공정). 본 실시 형태에서는, 경화 전의 제2 수지 프레임(6b)에 대해서 자외선을 조사함으로써, 제2 수지 프레임(6b)을 경화시킨다. 이것에 의해서, 보호판(8)이 제2 수지 프레임(6b)에 고정된다. 즉, 보호판(8)이 수지 프레임(6)을 통해서 주면(2s)상에 고정되어, 방사선 검출기(1A)가 완성된다.
이상 설명한 방사선 검출기의 제조 방법에 의하면, 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록, 내측에 수지 프레임(6)이 배치되고, 수지 프레임(6)의 외측에 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재(7)가 배치되게 된다. 무기 고형 재료는 방습성을 가지고 있으므로, 프레임 부재(7)를 통한 투습은 생기지 않는다. 따라서, 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재(7)가 수지 프레임(6)의 외주에 접함으로써, 수지 프레임(6)을 통한 투습을 억제할 수 있다. 따라서, 신틸레이터층(3)의 방습성을 높일 수 있다.
또, 수지 프레임(6) 및 프레임 부재(7)를 배치하는 공정에서는, 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록 제1 수지 프레임(6a)을 형성하고, 제1 수지 프레임(6a)의 외주를 따라서 제1 수지 프레임(6a)에 접하도록 프레임 부재(7)를 배치하고 있다. 그리고, 신틸레이터층(3)을 둘러싸도록 제1 수지 프레임(6a)상에 제2 수지 프레임(6b)을 형성하고 있다. 보호판(8)을 접착하는 공정에서는, 수지 프레임(6)이 프레임 부재(7)보다도 높게 형성되어 있을 필요가 있다. 프레임 부재(7)가 배치된 후에 제2 수지 프레임(6b)을 형성함으로써, 제2 수지 프레임(6b)의 높이가 프레임 부재(7)보다도 높게 형성되어 있는 것을 확인하기 쉽다.
또, 수지 프레임(6) 및 프레임 부재(7)를 배치하는 공정에서는, 프레임 부재(7)를 배치한 후로서, 제2 수지 프레임(6b)을 형성하기 전에, 제1 수지 프레임(6a)을 경화시키고 있다. 이 구성에 의하면, 제2 수지 프레임(6b)을 형성할 때 프레임 부재(7)의 위치가 어긋나는 것이 억제된다.
또, 수지 프레임(6)을 형성하기 전에 중간층(5)에 의해서 신틸레이터층(3)의 표면(3a) 및 측면(3b)을 피복하고 있다. 이 구성에 의하면, 수지 프레임(6)에 포함되는 용제가 신틸레이터층(3)에 침투하는 것을 방지할 수 있다.
또, 수지 프레임(6) 및 프레임 부재(7)를 배치하는 공정에서는, 중간층(5)과 접하도록 수지 프레임(6)을 형성하고 있다. 이 구성에 의하면, 수지 프레임(6) 내의 영역에 있어서의 신틸레이터층(3)의 유효 영역을 크게 할 수 있다.
또, 수지 프레임(6)을 형성하는 재료로서 자외선 경화 수지를 포함하고 있다. 자외선 경화 수지는 경화에 걸리는 시간이 짧기 때문에, 제조 시간의 단축을 도모할 수 있다. 또, 본 실시 형태에서는, 프레임 부재(7)로서 유리 로드(7a)가 이용되고 있다. 이 경우, 자외선이 유리 로드(7a)를 투과함으로써, 수지 프레임(6)을 형성하는 자외선 경화 수지에 대해서, 자외선을 효율적으로 조사할 수 있다. 또, 유리 로드(7a)를 이용함으로써, 프레임 부재(7)를 수지 프레임(6)의 외측에 용이하게 배치할 수 있다.
이상, 일 실시 형태에 대해 도면을 참조하여 상술했지만, 구체적인 구성은 이 실시 형태로 한정되는 것은 아니다. 예를 들면, 실시 형태에 있어서의 각 요소의 배치, 형상 등은, 일례로서, 이것으로 한정되는 것은 아니다. 이하, 본 발명의 일 형태에 있어서의 각 변형예에 대해서, 주로 상기 실시 형태와 상위(相違)한 점에 대해 설명하고, 동일한 요소나 부재에 대해서는 동일한 부호를 부여하고 자세한 설명을 생략한다. 또한, 이하의 설명에 있어서 참조하는 도 5~도 7에서는, 수지 프레임(6)이 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)에 의해서 형성되어 있는 경우에도, 제1 수지 프레임(6a) 및 제2 수지 프레임(6b)이 일체로 된 수지 프레임(6)으로서 그리고 있다.
도 5의 (a) 및 (b)는 프레임 부재의 형상에 대한 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 5에서는, 수지 프레임의 근방만을 나타내고, 신틸레이터층 및 중간층을 생략하고 있다. 도 5의 (a)에 도시하는 것처럼, 프레임 부재(7)를 구성하는 유리 로드(7b)의 형상을 사각 주상으로 해도 된다. 또, 도 5의 (b)에 도시하는 것처럼, 프레임 부재(7)를 구성하는 유리 로드(7c)의 형상을 육각 주상으로 해도 된다. 각(角)주상의 유리 로드(7b, 7c)는 구르기 어렵기 때문에, 유리 로드(7b, 7c)의 위치 결정을 행하기 쉽다. 또, 유리 로드(7b, 7c)의 바닥면 및 상면이 센서 패널(2) 및 보호판(8)에 대해서 면으로 접촉될 수 있으므로, 형상의 안정성을 유지하기 쉽다.
도 6의 (a)~(c)는 수지 프레임이 배치되는 위치가 상이한 변형예를 나타내는 단면도이다. 상기의 각 실시 형태에서는, 수지 프레임(6)의 내연과 중간층(5)의 외연이 접하도록 수지 프레임(6)을 형성하는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않는다. 도 6의 (a)에 도시하는 것처럼, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)의 외주연으로부터 이격시켜 수지 프레임(6)을 형성해도 된다. 또, 도 6의 (b)에 도시하는 것처럼, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)의 경사면에 접하도록 수지 프레임(6)을 형성해도 된다. 또, 도 6의 (c)에 도시하는 것처럼, 신틸레이터층(3) 및 중간층(5)의 상면에 접하도록 수지 프레임(6)을 형성해도 된다.
도 7의 (a)~(c)는 보호판의 사이즈가 상이한 변형예를 나타내는 단면도이다. 상기 실시 형태에서는, 프레임 부재(7)보다도 크고, 센서 패널(2)보다도 작은 보호판(8)을 예시했지만 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 도 7의 (a)에 도시하는 것처럼, 주면(2s)을 따른 방향에 대해 센서 패널(2)의 크기와 대략 같은 크기의 보호판(8)이어도 된다. 또, 도 7의 (b)에 도시하는 것처럼, 주면(2s)을 따른 방향에 대해 프레임 부재(7)의 외연보다도 작고 프레임 부재(7)의 내연보다도 큰 보호판(8)이어도 된다. 이 예에서는, 보호판(8)이 유리 로드(7a)의 중심보다도 외측까지 연장되어 있다. 또, 도 7의 (c)에 도시하는 것처럼, 주면(2s)을 따른 방향에 대해 프레임 부재(7)의 내연과 대략 같은 크기의 보호판(8)이어도 된다. 이 경우, 수지 프레임(6)이 보호판(8)보다도 외측까지 연장되어 있다.
도 8의 (a)~(c)는 중간층(5)의 형상에 대한 변형예를 나타내는 단면도이다. 도 8에서는 수지 프레임(6), 프레임 부재(7) 및 보호판(8)을 생략하고 있다. 수지 프레임(6), 프레임 부재(7) 및 보호판(8)의 배치 등은, 각 실시 형태 및 각 변형 예의 구성을 채용해도 된다. 도 8의 (a)에 도시하는 것처럼, 중간층(5)을 신틸레이터층(3)의 표면(3a) 및 측면(3b)뿐만이 아니라, 센서 패널(2)의 주면(2s)상에 있어서의 신틸레이터층(3)의 주위의 부분까지 연장시키도 된다. 이 경우, 중간층(5)에 의해서, 보다 확실하게 신틸레이터층(3)을 피복할 수 있다. 또, 도 8의 (b)에 도시하는 것처럼, 중간층(5)을 신틸레이터층(3)의 측면(3b)에 있어서의 상하 방향의 중간 위치까지 연장시키도 된다. 이 경우, 중간층(5)은 주면(2s)으로부터 이격되어 있다. 또, 도 8의 (c)에 도시하는 것처럼, 중간층(5)에 의해서 신틸레이터층(3)의 표면(3a)만을 피복해도 된다. 또, 도 8의 (d)에 도시하는 것처럼, 중간층(5)을 대신하여 용제의 침투를 억제하는 기능을 가지는 시트(105)에 의해서 신틸레이터층(3)을 피복해도 된다. 이 경우, 시트(105)에 의해서 신틸레이터층(3)의 표면(3a)만을 피복해도 된다. 도 8의 (b)~(d)에 도시하는 것처럼, 신틸레이터층(3)의 측면(3b)이 노출되어 있는 경우에는, 도 6의 (a)에 도시하는 것처럼, 신틸레이터층(3)의 외주연으로부터 이격시켜 수지 프레임(6)을 형성해도 된다.
도 9의 (a)~(e)는 프레임 부재의 형태에 대한 변형예를 나타내는 평면도이다. 도 9에서는, 보호판을 생략하여 나타내고 있다. 도 9의 (a)에 도시하는 것처럼, 유리 로드(7a)를 대신하여, 유리 로드(7a)보다도 짧은 유리 로드(7d)에 의해서 프레임 부재(7)를 형성해도 된다. 유리 로드(7d)의 길이는, 예를 들면 주면(2s)을 따른 중간층(5)의 한 변과 같은 정도의 길이이고, 주면(2s)을 따른 신틸레이터층의 한 변의 길이와 같은 정도의 길이이다. 이 변형예에서는, 4개의 유리 로드(7d)가 서로 이격되어 배치됨으로써, 모서리부가 없는 사각형 링 모양의 프레임 부재(7)를 형성하고 있다. 도 9의 (b)에 도시하는 것처럼, 유리 로드(7a)를 대신하여, 유리 로드(7d)보다도 짧은 유리 로드(7e)에 의해서 프레임 부재(7)를 형성해도 된다. 유리 로드(7e)의 길이는, 예를 들면 주면(2s)을 따른 중간층(5)의 한 변의 1/3 정도의 길이여도 된다. 이 변형예에서는, 9개의 유리 로드(7e)가 서로 이격되어 링 모양으로 배치됨으로써, 사각형 링 모양의 프레임 부재(7)를 형성하고 있다. 사각형 링 모양을 이루는 프레임 부재(7)의 한 변은, 3개의 유리 로드(7e)에 의해서 형성된다. 도 9의 (a) 및 (b)에 도시하는 것처럼, 프레임 부재(7)를 구성하는 유리 로드(7d, 7e)는 서로 이격되어도 된다.
또, 도 9의 (c)에 도시하는 것처럼, 4개의 유리 로드(7a)를 대신하여, 사각형 프레임 모양으로 형성된 단일의 유리 로드(7f)를 프레임 부재(7)로서 이용해도 된다. 또, 도 9의 (d)에 도시하는 것처럼, 유리 로드(7a)를 대신하여, L자 모양으로 형성된 한 쌍의 유리 로드(7g)에 의해서 프레임 부재(7)를 형성해도 된다. 이 변형예에서는, 2개의 유리 로드(7g)를 사각형 프레임 모양으로 배치함으로써 프레임 부재(7)를 형성하고 있다. 또, 도 9의 (e)에 도시하는 것처럼, 4개의 유리 로드(7a)를 대신하여, 모서리부가 만곡(灣曲)된 사각형 링 모양으로 형성된 단일의 유리 로드(7h)를 프레임 부재(7)로서 이용해도 된다.
또, 상기 실시 형태에서는, 평판 모양인 보호판을 예시했지만, 예를 들면, 휨을 가지는 평판 모양이어도 된다. 이 경우, 주면으로부터 보호판의 중앙 부분까지의 거리가, 주면으로부터 보호판의 주변 부분까지의 거리보다도 커지도록 휜 형상이어도 된다. 또, 주면으로부터 보호판의 중앙 부분까지의 거리가, 주면으로부터 보호판의 주변 부분까지의 거리보다도 작아지도록 휜 형상이어도 된다.
또, 프레임 부재가 유리 재료에 의해서 형성되어 있는 예를 나타냈지만, 이것으로 한정되지 않고, 예를 들면, 알루미늄 등의 금속 재료에 의해서 형성되어 있어도 된다.
또, 수지 프레임을 형성하는 수지 재료로서 자외선 경화 수지를 예시했지만, 이것으로 한정되지 않는다. 예를 들면, 수지 프레임은 열경화성 수지에 의해서 형성되어도 된다. 또, 제1 수지 프레임과 제2 수지 프레임은 서로 다른 재료에 의해서 형성되어도 된다.
또, 신틸레이터층 및 중간층과 보호판의 사이에 공간이 형성되어 있는 예를 나타냈지만, 예를 들면 당해 공간에는 탄성 재료로 이루어지는 충전재가 충전되어 있어도 된다.
또, 각 실시 형태 및 변형예에 있어서, 상호의 구성을 서로 채용할 수 있다. 예를 들면, 도 6, 도 7 등에 도시하는 변형예에 있어서, 유리 로드(7a)를 대신하여 유리 로드(7b, 7c)의 구성을 채용해도 된다.
［실시예］
도 10은 비교예에 따른 방사선 검출기(91)를 나타내는 단면도이다. 이 방사선 검출기(91)는 센서 패널(2), 신틸레이터층(3), 중간층(5), 수지 프레임(6) 및 보호판(8)을 구비하고 있고, 프레임 부재(7)를 구비하지 않은 점에서만 상기 실시 형태의 방사선 검출기(1A)와 상위하다. 본 실시예에서는 프레임 부재(7)를 가지는 방사선 검출기(1A)와 프레임 부재(7)를 갖지 않은 방사선 검출기(91)를 샘플로 하여, 프레임 부재(7)의 유무에 의한 방습 성능의 차이에 대해 시험했다. 시험에서는, 온도를 50℃, 상대 습도를 90%로 조정한 항온조(恒溫槽) 내에 각 샘플을 배치하고, X선 특성(해상도, 발광량)의 추이를 계측했다. 해상도의 계측 결과를 표 1에 나타낸다. 또, 발광량의 계측 결과를 표 2에 나타낸다.
| 시간(hour) | 0 | 27 | 48 | 96 | 164 | 260 | 332 | 428 | 596 | 832 | 1168 | ||||||||||
| 프레임 부재 |
없음 | 100% | 101% | 100% | 99% | 99% | 94% | 90% | 80% | 64% | 42% | - | |||||||||
| 있음 | 100% | 99% | 100% | 98% | 99% | 100% | 99% | 98% | 99% | 98% | 97% | ||||||||||
| 시간(hour) | 0 | 27 | 48 | 96 | 164 | 260 | 332 | 428 | 596 | 832 | 1168 | ||||||||||
| 프레임 부재 |
없음 | 100% | 99% | 99% | 99% | 97% | 92% | 88% | 85% | 78% | 80% | - | |||||||||
| 있음 | 100% | 99% | 99% | 100% | 100% | 98% | 98% | 99% | 96% | 97% | 95% | ||||||||||
표 1에서는, 초기의 CTF(해상도：Contrast Transfer Function)를 100%로 했을 때의, 각 시간 경과시의 CTF의 상대치를 나타내고 있다. 또, 표 2에서는, 초기의 신틸레이터층의 발광량을 100%로 했을 때의, 각 시간 경과시의 발광량의 상대치를 나타내고 있다. 어느 결과로부터도, 프레임 부재를 구비하고 있지 않은 경우에 비해, 프레임 부재를 구비하고 있는 경우에는, 방사선 검출기의 성능의 큰 저하는 볼 수 없었다. 이러한 결과로부터, 프레임 부재를 가짐으로써, 방사선 검출기에 있어서의 신틸레이터층의 방습성을 높일 수 있는 것이 확인되었다.
[산업상의 이용 가능성]
일 형태의 방사선 검출기의 제조 방법에 의하면, 신틸레이터층이 형성되어 있는 영역의 방습성을 높일 수 있다.
1A…방사선 검출기
2…센서 패널
3…신틸레이터층 5…중간층
6…수지 프레임 6a…제1 수지 프레임
6b…제2 수지 프레임 7…프레임 부재
7a…유리 로드 8…보호판
3…신틸레이터층 5…중간층
6…수지 프레임 6a…제1 수지 프레임
6b…제2 수지 프레임 7…프레임 부재
7a…유리 로드 8…보호판
Claims (7)
- 복수의 광전 변환 소자를 포함하는 센서 패널의 주면상에, 복수의 주상 결정을 포함하는 신틸레이터층을 기상 퇴적법에 의해서 형성하는 제1 공정과,
상기 신틸레이터층을 둘러싸도록 상기 주면상에 수지 프레임을 형성함과 아울러, 상기 수지 프레임의 외주를 따라서 상기 수지 프레임에 접하도록 무기 고형 재료로 이루어지는 프레임 부재를 배치하는 제2 공정과,
보호판을 상기 수지 프레임에 접착시킴으로써, 상기 신틸레이터층을 실링하는 제3 공정과,
상기 수지 프레임을 경화시키는 제4 공정을 포함하는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 1에 있어서,
상기 수지 프레임은 제1 수지 프레임과 제2 수지 프레임을 포함하고,
상기 제2 공정에서는, 상기 신틸레이터층을 둘러싸도록 상기 제1 수지 프레임을 형성하고, 상기 제1 수지 프레임의 외주를 따라서 상기 제1 수지 프레임에 접하도록 상기 프레임 부재를 배치하고, 상기 신틸레이터층을 둘러싸도록 상기 제1 수지 프레임상에 상기 제2 수지 프레임을 형성하는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 2에 있어서,
상기 제2 공정에서는, 상기 프레임 부재를 배치한 후로서, 상기 제2 수지 프레임을 형성하기 전에, 상기 제1 수지 프레임을 경화시키는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 1 내지 청구항 3 중 어느 한 항에 있어서,
상기 제1 공정과 상기 제2 공정의 사이에, 중간층에 의해서 상기 신틸레이터층의 표면 및 측면을 피복하는 제5 공정을 추가로 포함하는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 4에 있어서,
상기 제2 공정에서는, 상기 중간층과 접하도록 상기 수지 프레임을 형성하는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 1 내지 청구항 5 중 어느 한 항에 있어서,
상기 수지 프레임은 자외선 경화 수지를 포함하는 방사선 검출기의 제조 방법. - 청구항 1 내지 청구항 6 중 어느 한 항에 있어서,
상기 프레임 부재는 유리 로드인 방사선 검출기의 제조 방법.
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