WO2018020555A1 - Scintillator sensor substrate and method for producing scintillator sensor substrate - Google Patents
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- G01T1/20—Measuring radiation intensity with scintillation detectors
Definitions
- the present invention relates to a scintillator sensor substrate and a method of manufacturing the scintillator sensor substrate.
- the flat panel detector of the indirect conversion system converts incident X-rays into fluorescence of visible light by a scintillator, and the intensity of light incident by a photoelectric conversion element array in which photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) are arranged in an array. Convert to the amount of charge. Then, the charge of the photoelectric conversion element array is converted into a current signal by a TFT transistor paired with each photoelectric conversion element, and further converted into a digital signal according to the amount of current and output.
- photoelectric conversion elements for example, photodiodes
- the scintillator for example, CsI (Tl) is vacuum deposited on the entire surface of the TFT / PD sensor substrate. Since the vapor deposited, for example, CsI (Tl) grows into a columnar crystal, and the crystal structure serves as a light guide tube to efficiently guide the scintillation light generated therein to the PD, the brightness above a certain level, image sharpening The degree is realized.
- the vacuum deposition with a scintillator film thickness of several hundred ⁇ m requires high-precision deposition rate control, temperature control of the crucible, and the like.
- the scintillator may come off from the sensor substrate due to bending stress when it is bent, or may be broken.
- the present invention has been made in view of the above, and provides a scintillator sensor substrate that can be easily manufactured and that can maintain sharpness and that is adaptable to bending and the like, and a method of manufacturing a scintillator sensor substrate. is there.
- the scintillator sensor substrate is a scintillator sensor substrate in which a photodetector array having a plurality of photodetectors is formed on the substrate.
- the scintillator sensor substrate includes a plurality of scintillator blocks provided for each photo detector.
- the scintillator blocks may be arranged independently of each other.
- the arrangement may be made to be that the scintillator blocks are arranged via a predetermined separation distance or in a state where they are in contact with each other at the bottom of the scintillator block.
- the shape of the scintillator block may be set such that the scintillator blocks do not physically interfere with each other in a state where a predetermined deflection occurs in the substrate.
- the scintillator block may have a mountain shape or a truncated cone shape.
- a reflective and moisture-proof layer may be laminated so as to cover the scintillator layer in which a plurality of scintillator blocks are formed.
- an aluminum film sheet may be laminated so as to cover a scintillator layer in which a plurality of scintillator blocks are formed, and a PET film sheet may be laminated on the aluminum film sheet.
- a process of forming a photodetector array having a plurality of photodetectors on a substrate a process of forming scintillator powder into a paste, and coating or printing paste-like scintillator powder in a predetermined shape, Drying to form a scintillator block for each photo detector to form a plurality of scintillator blocks.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
- FIG. 2 is a schematic plan view of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
- FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
- FIG. 4 is a cross-sectional view of the scintillator sensor substrate of the second embodiment.
- FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the second embodiment.
- a photodiode is used as an example of the photoelectric conversion element, but any other element having a photoelectric conversion function may be used.
- FIG. 1 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a first embodiment.
- the scintillator sensor substrate 10 can be roughly divided into a glass substrate 11, a TFT array 12 formed of a plurality of TFTs 12A on the glass substrate, and a photodiode array formed on the glass substrate 11 through the insulating film layer 13. 14 and a scintillator layer 15 in which scintillator blocks 15A are formed independently of each other at positions facing the photodiodes 14A that constitute the photodiode array 14, and reflection / moisture-proof covering the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 And a layer 16.
- the scintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape.
- the dimensions of the scintillator block 15A are, for example, a height of 100 to 300 ⁇ m and a diameter of 120 ⁇ m or more at the bottom. Further, the separation distance d between adjacent scintillator blocks 15A is, for example, 20 ⁇ m or less.
- FIG. 2 is a schematic plan view of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
- a part of the scintillator block 15A is a perspective view for easy understanding of the arrangement relationship.
- the photodiodes 14A are disposed at the intersections of the gate lines GL and the readout lines ROL, and scintillator blocks corresponding to the respective arrangement positions of the respective photodiodes 14A. 15A is formed.
- the scintillator block 15A is represented by a double circle in order to visually represent that the scintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape.
- the reason why the scintillator block 15A has a mountain-like shape or a truncated cone shape is that a plurality of scintillator blocks are produced when deflection within the assumed range occurs such that the glass substrate 11 is convex downward in FIG. This is to prevent the upper ends of the 15A from interfering with each other.
- the angle ⁇ shown in FIG. 1 is set to a sufficient angle so that the scintillator blocks 15A do not interfere with each other even when the glass substrate 11 is bent to be downwardly convex in FIG. For example, the upper ends of the plurality of scintillator blocks 15A do not interfere with each other.
- the scintillator blocks 15A can be prevented from interfering with each other to cause wrinkles or peeling of the scintillator blocks 15A.
- the scintillator block 15A is independent of each other, it is possible to improve the sharpness by suppressing the incident scintillation light SL to be incident on the other photodiodes 14A corresponding to the other scintillator block 15A. There is.
- the scintillator block 15A of the present embodiment has gaps between crystal grain boundaries as compared with a scintillator in which columnar crystals are lined up as in a conventional vapor deposition method or in a state in which a conventional scintillator powder is solidified by pressure. The (vacuum part) decreases or disappears.
- the scintillator bulk density increases and the light emission point relatively increases, and the portion of the refractive index changing from crystal ⁇ void ⁇ crystal during propagation of the scintillation light SL decreases, so the scintillation light SL generated as a whole is large.
- the high brightness can be maintained by increasing the effective transmittance when passing through the crystal grains of.
- FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
- the glass substrate 11 is prepared, the TFT array 12 is formed on the glass substrate 11 in the same manner as in the usual semiconductor manufacturing process, the insulating film layer 13 is formed, and the photodiode array 14 is formed on the insulating film layer 13. It forms (step S11).
- the scintillator powder is kneaded using a predetermined solvent to form a paste (step S12).
- a predetermined solvent to form a paste.
- any scintillator powder capable of maintaining desired brightness and sharpness can be applied.
- CsI (Tl) [thallium activated cesium iodide]
- CsI (Na) sodium activated cesium iodide
- NaI (Tl) thallium activated sodium iodide
- the obtained scintillator paste is applied onto the photodiode array 14 using a screen mask, or printed and laminated by an inkjet method to form the photodiode array 14 as shown in FIGS. 1 and 2.
- the scintillator block 15A is formed in a state independent of each of the positions corresponding to the respective photodiodes 14A (step S13). In this case, the scintillator blocks 15A may be in contact with each other at the bottom or may overlap with each other.
- step S14 the solvent in the paste is removed by vacuum heating and drying (step S14).
- the scintillator layer 15 in which the scintillator blocks 15A are formed independently of each other is formed.
- a reflective / moisture-proof layer 16 made of a metal material covering the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 is formed by vapor deposition or the like to form the scintillator sensor substrate 10 (step S15).
- the generated scintillation light SL is basically retained in the scintillator layer 15 and enters the corresponding photodiode 14A.
- the light receiving surface of the photodiode 14A protrudes from the bottom surface of the scintillator block 15A, but the scintillation light SL emitted from the bottom surface side of the scintillator block 15A is substantially all corresponding photodiode 14A. It is supposed to be incident on
- FIG. 4 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a second embodiment.
- the scintillator sensor substrate 30 can be roughly divided into a glass substrate 11, a TFT array 12 formed on the glass substrate 11, a photodiode array 14 formed on the glass substrate 11 via an insulating film layer 13, and a photodiode
- the scintillator block 15A is vacuum bonded to the insulating layer 13 or the scintillator layer 15 so as to cover the scintillator layer 15 formed independently of each other at positions facing the photodiodes 14A constituting the array 14, respectively.
- It comprises an aluminum (Al) film sheet 21 functioning as a layer, and a PET film sheet 22 vacuum-adhered on the aluminum film sheet 21 and functioning as a moisture-proof layer.
- FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the second embodiment.
- the glass substrate 11 is prepared, the TFT array 12 is formed on the glass substrate 11 in the same manner as in the usual semiconductor manufacturing process, the insulating film layer 13 is formed, and the photodiode array 14 is formed on the insulating film layer 13. It forms (step S11).
- the scintillator powder is kneaded using a predetermined solvent, and a scintillator paste (step S12) obtained by applying paste is applied onto the photodiode array 14 using a screen mask, or an inkjet method Then, the scintillator block 15A is formed in the same manner as in the first embodiment by printing and stacking (step S13).
- the scintillator layer 15 in which the scintillator blocks 15A are formed independently of each other is formed, so the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 is covered.
- the aluminum (Al) film sheet 21 is vacuum attached and formed as a reflective layer (step S16).
- a PET film sheet 22 is vacuum attached on the aluminum film sheet 21 to form a moisture-proof layer, thereby forming a scintillator sensor substrate 30 (step S17).
- each scintillator block 15A is appropriately set to the bottom of the adjacent scintillator block 15A, the scintillator The scintillation light SL leaking from the side of the block 15A can be suppressed from entering the photodiode 14A other than the photodiode 14A to which the scintillator block 15A corresponds, and the sharpness can be maintained high.
- the scintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape, but it may be a shape that does not interfere with each other when deflection occurs in the glass substrate 11.
- a polygonal pyramidal shape such as a quadrangular pyramidal shape or a polygonal pyramid shape or a hemispherical shape.
- the scintillator blocks 15A are disposed independently of each other, but may be in contact or partially overlap at the bottom as long as the sharpness can be maintained high.
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Abstract
In this scintillator sensor substrate, a photodetector array having a plurality of photodetectors is formed on a substrate. Because the scintillator sensor substrate is provided with a plurality of scintillator blocks that are formed independently from each other and are provided for each of the photodetectors, the scintillator sensor substrate is easy to produce and is capable of maintaining sharpness and adapting to bending, and the like.
Description
本発明は、シンチレータセンサ基板及びシンチレータセンサ基板の製造方法に関する。
The present invention relates to a scintillator sensor substrate and a method of manufacturing the scintillator sensor substrate.
近年、医療、工業用のＸ線撮影では、感光フィルムが用いられてきたが、リアルタイム性や維持管理費の観点から放射線イメージセンサを備えた放射線イメージングシステムが普及してきている。
In recent years, a photosensitive film has been used in medical and industrial X-ray imaging, but a radiation imaging system provided with a radiation image sensor has become widespread from the viewpoint of real time performance and maintenance and management costs.
このような放射線イメージングシステムに適用可能な放射線イメージセンサとしては、様々考えられるが、一例として、フラットパネルディテクタが挙げられる（例えば、特許文献１参照）。
従来、フラットパネルディテクタとしては、シンチレータを用いた間接変換方式が知られている。 There are various conceivable radiation image sensors applicable to such a radiation imaging system, but one example is a flat panel detector (see, for example, Patent Document 1).
Conventionally, as a flat panel detector, an indirect conversion method using a scintillator is known.
従来、フラットパネルディテクタとしては、シンチレータを用いた間接変換方式が知られている。 There are various conceivable radiation image sensors applicable to such a radiation imaging system, but one example is a flat panel detector (see, for example, Patent Document 1).
Conventionally, as a flat panel detector, an indirect conversion method using a scintillator is known.
間接変換方式のフラットパネルディテクタは、入射したＸ線をシンチレータにより可視光の蛍光に変換し、光電変換素子（例えば、フォトダイオード）をアレイ状に配置した光電変換素子アレイにより入射した光の強弱を電荷量の大小に変換する。
そして、光電変換素子アレイの電荷は、各光電変換素子と一対になったＴＦＴトランジスタにより電流信号に変換され、さらに電流量に応じたディジタル信号に変換されて出力される。 The flat panel detector of the indirect conversion system converts incident X-rays into fluorescence of visible light by a scintillator, and the intensity of light incident by a photoelectric conversion element array in which photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) are arranged in an array. Convert to the amount of charge.
Then, the charge of the photoelectric conversion element array is converted into a current signal by a TFT transistor paired with each photoelectric conversion element, and further converted into a digital signal according to the amount of current and output.
そして、光電変換素子アレイの電荷は、各光電変換素子と一対になったＴＦＴトランジスタにより電流信号に変換され、さらに電流量に応じたディジタル信号に変換されて出力される。 The flat panel detector of the indirect conversion system converts incident X-rays into fluorescence of visible light by a scintillator, and the intensity of light incident by a photoelectric conversion element array in which photoelectric conversion elements (for example, photodiodes) are arranged in an array. Convert to the amount of charge.
Then, the charge of the photoelectric conversion element array is converted into a current signal by a TFT transistor paired with each photoelectric conversion element, and further converted into a digital signal according to the amount of current and output.
ところで、従来の２次元画像取得用のシンチレータセンサ基板では、ＴＦＴ／ＰＤセンサ基板上の全面に、シンチレータ、例えばＣｓＩ（Ｔｌ）、が真空蒸着されている。蒸着された、例えばＣｓＩ（Ｔｌ）、は柱状結晶に成長し、該結晶構造がその内部で発生したシンチレーション光を効率よくＰＤまで導く導光管の役目を果たす為、一定以上の輝度、画像鮮鋭度を実現している。
シンチレータ膜厚数百μｍの真空蒸着には、高精度の蒸着レートコントロール、坩堝の温度コントロール等が必要とされる。
また、曲げ可能なフレキシブルセンサ基板に対しては、曲げた時の曲げ応力によるシンチレータのセンサ基板からの剥がれ、割れ等が懸念されていた。 By the way, in the conventional scintillator sensor substrate for acquiring a two-dimensional image, the scintillator, for example, CsI (Tl) is vacuum deposited on the entire surface of the TFT / PD sensor substrate. Since the vapor deposited, for example, CsI (Tl) grows into a columnar crystal, and the crystal structure serves as a light guide tube to efficiently guide the scintillation light generated therein to the PD, the brightness above a certain level, image sharpening The degree is realized.
The vacuum deposition with a scintillator film thickness of several hundred μm requires high-precision deposition rate control, temperature control of the crucible, and the like.
In addition, with respect to a bendable flexible sensor substrate, there has been a concern that the scintillator may come off from the sensor substrate due to bending stress when it is bent, or may be broken.
シンチレータ膜厚数百μｍの真空蒸着には、高精度の蒸着レートコントロール、坩堝の温度コントロール等が必要とされる。
また、曲げ可能なフレキシブルセンサ基板に対しては、曲げた時の曲げ応力によるシンチレータのセンサ基板からの剥がれ、割れ等が懸念されていた。 By the way, in the conventional scintillator sensor substrate for acquiring a two-dimensional image, the scintillator, for example, CsI (Tl) is vacuum deposited on the entire surface of the TFT / PD sensor substrate. Since the vapor deposited, for example, CsI (Tl) grows into a columnar crystal, and the crystal structure serves as a light guide tube to efficiently guide the scintillation light generated therein to the PD, the brightness above a certain level, image sharpening The degree is realized.
The vacuum deposition with a scintillator film thickness of several hundred μm requires high-precision deposition rate control, temperature control of the crucible, and the like.
In addition, with respect to a bendable flexible sensor substrate, there has been a concern that the scintillator may come off from the sensor substrate due to bending stress when it is bent, or may be broken.
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、容易に製造可能で、鮮鋭度を維持でき曲げなどに対しても適応可能なシンチレータセンサ基板及びシンチレータセンサ基板の製造方法を提供することにある。
The present invention has been made in view of the above, and provides a scintillator sensor substrate that can be easily manufactured and that can maintain sharpness and that is adaptable to bending and the like, and a method of manufacturing a scintillator sensor substrate. is there.
上述した課題を解決し、目的を達成するために、シンチレータセンサ基板は、基板に複数のフォトディテクタを有するフォトディテクタアレイが形成されたシンチレータセンサ基板である。
そして、シンチレータセンサ基板は、フォトディテクタ毎に設けられた複数のシンチレータブロックを備えている。 In order to solve the problems described above and achieve the purpose, the scintillator sensor substrate is a scintillator sensor substrate in which a photodetector array having a plurality of photodetectors is formed on the substrate.
The scintillator sensor substrate includes a plurality of scintillator blocks provided for each photo detector.
そして、シンチレータセンサ基板は、フォトディテクタ毎に設けられた複数のシンチレータブロックを備えている。 In order to solve the problems described above and achieve the purpose, the scintillator sensor substrate is a scintillator sensor substrate in which a photodetector array having a plurality of photodetectors is formed on the substrate.
The scintillator sensor substrate includes a plurality of scintillator blocks provided for each photo detector.
この場合において、シンチレータブロックは、互いに独立して配置されているようにしてもよい。
In this case, the scintillator blocks may be arranged independently of each other.
また、独立して配置とは、シンチレータブロック同士が所定の離間距離を介して配置され、あるいは、シンチレータブロックの底面部で接した状態で配置されていることであるようにしてもよい。
Further, the arrangement may be made to be that the scintillator blocks are arranged via a predetermined separation distance or in a state where they are in contact with each other at the bottom of the scintillator block.
さらにまた、シンチレータブロックの形状は、基板に所定の撓みが生じた状態においてシンチレータブロック同士が物理的に干渉しない形状とされているようにしてもよい。
Furthermore, the shape of the scintillator block may be set such that the scintillator blocks do not physically interfere with each other in a state where a predetermined deflection occurs in the substrate.
また、シンチレータブロックは、山型形状あるいは円錐台形状とされているようにしてもよい。
In addition, the scintillator block may have a mountain shape or a truncated cone shape.
さらに、複数のシンチレータブロックが形成されたシンチレータ層を覆うように反射・防湿層が積層されているようにしてもよい。
Furthermore, a reflective and moisture-proof layer may be laminated so as to cover the scintillator layer in which a plurality of scintillator blocks are formed.
さらにまた、複数のシンチレータブロックが形成されたシンチレータ層を覆うようにアルミフィルムシートが積層され、アルミフィルムシートにＰＥＴフィルムシートが積層されているようにしてもよい。
Furthermore, an aluminum film sheet may be laminated so as to cover a scintillator layer in which a plurality of scintillator blocks are formed, and a PET film sheet may be laminated on the aluminum film sheet.
また、シンチレータセンサ基板の製造方法は、基板に複数のフォトディテクタを有するフォトディテクタアレイを形成する過程と、シンチレータ粉末をペースト状にする過程と、ペースト状のシンチレータ粉末を所定形状に塗布あるいは印刷して、乾燥してフォトディテクタ毎にシンチレータブロックを形成して、複数のシンチレータブロックを形成する過程と、を備える。
In the method of manufacturing a scintillator sensor substrate, a process of forming a photodetector array having a plurality of photodetectors on a substrate, a process of forming scintillator powder into a paste, and coating or printing paste-like scintillator powder in a predetermined shape, Drying to form a scintillator block for each photo detector to form a plurality of scintillator blocks.
次に図面を参照して実施形態について詳細に説明する。
以下の説明においては、光電変換素子としてフォトダイオードを例としているが光電変換機能をもつ適切な素子であれば他のものでもよい。 Embodiments will now be described in detail with reference to the drawings.
In the following description, a photodiode is used as an example of the photoelectric conversion element, but any other element having a photoelectric conversion function may be used.
以下の説明においては、光電変換素子としてフォトダイオードを例としているが光電変換機能をもつ適切な素子であれば他のものでもよい。 Embodiments will now be described in detail with reference to the drawings.
In the following description, a photodiode is used as an example of the photoelectric conversion element, but any other element having a photoelectric conversion function may be used.
［１］第１実施形態
図１は、第１実施形態のシンチレータセンサ基板の断面図である。
シンチレータセンサ基板１０は、大別すると、ガラス基板１１と、ガラス基板上に複数のＴＦＴ１２Ａを備えて形成されたＴＦＴアレイ１２と、ガラス基板１１に絶縁膜層１３を介して形成されたフォトダイオードアレイ１４と、フォトダイオードアレイ１４を構成しているフォトダイオード１４Ａに対向する位置にそれぞれシンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５と、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆う反射・防湿層１６と、を備えている。 [1] First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a first embodiment.
Thescintillator sensor substrate 10 can be roughly divided into a glass substrate 11, a TFT array 12 formed of a plurality of TFTs 12A on the glass substrate, and a photodiode array formed on the glass substrate 11 through the insulating film layer 13. 14 and a scintillator layer 15 in which scintillator blocks 15A are formed independently of each other at positions facing the photodiodes 14A that constitute the photodiode array 14, and reflection / moisture-proof covering the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 And a layer 16.
図１は、第１実施形態のシンチレータセンサ基板の断面図である。
シンチレータセンサ基板１０は、大別すると、ガラス基板１１と、ガラス基板上に複数のＴＦＴ１２Ａを備えて形成されたＴＦＴアレイ１２と、ガラス基板１１に絶縁膜層１３を介して形成されたフォトダイオードアレイ１４と、フォトダイオードアレイ１４を構成しているフォトダイオード１４Ａに対向する位置にそれぞれシンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５と、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆う反射・防湿層１６と、を備えている。 [1] First Embodiment FIG. 1 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a first embodiment.
The
上記構成においてシンチレータブロック１５Ａは、山型形状あるいは円錐台形状をしている。また、シンチレータブロック１５Ａの寸法としては、例えば、高さ１００～３００μｍ、底部の直径１２０μｍ以上となっている。さらに隣接するシンチレータブロック１５Ａ間の離間距離ｄは、例えば、２０μｍ以下となっている。
In the above configuration, the scintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape. The dimensions of the scintillator block 15A are, for example, a height of 100 to 300 μm and a diameter of 120 μm or more at the bottom. Further, the separation distance d between adjacent scintillator blocks 15A is, for example, 20 μm or less.
図２は、第１実施形態のシンチレータセンサ基板の平面模式図である。
図２において、配置関係の理解の容易のため、シンチレータブロック１５Ａの一部を透視図としている。 FIG. 2 is a schematic plan view of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
In FIG. 2, a part of thescintillator block 15A is a perspective view for easy understanding of the arrangement relationship.
図２において、配置関係の理解の容易のため、シンチレータブロック１５Ａの一部を透視図としている。 FIG. 2 is a schematic plan view of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
In FIG. 2, a part of the
図２に示すように、シンチレータセンサ基板１０は、ゲートラインＧＬと読出ラインＲＯＬの交差する位置にフォトダイオード１４Ａが配置されており、それぞれのフォトダイオード１４Ａの配置位置のそれぞれに対応してシンチレータブロック１５Ａが形成されている。
As shown in FIG. 2, in the scintillator sensor substrate 10, the photodiodes 14A are disposed at the intersections of the gate lines GL and the readout lines ROL, and scintillator blocks corresponding to the respective arrangement positions of the respective photodiodes 14A. 15A is formed.
図２において、シンチレータブロック１５Ａを二重円で表現しているのは、シンチレータブロック１５Ａが山型形状あるいは円錐台形状をしていることを視覚的に表現するためである。
In FIG. 2, the scintillator block 15A is represented by a double circle in order to visually represent that the scintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape.
ここで、シンチレータブロック１５Ａが山型形状あるいは円錐台形状をしている理由は、ガラス基板１１が図１中下方に凸となるように想定範囲内のたわみが生じた場合に、複数のシンチレータブロック１５Ａの上端同士が互いに干渉（当接）しないようにするためである。
Here, the reason why the scintillator block 15A has a mountain-like shape or a truncated cone shape is that a plurality of scintillator blocks are produced when deflection within the assumed range occurs such that the glass substrate 11 is convex downward in FIG. This is to prevent the upper ends of the 15A from interfering with each other.
より詳細には、ガラス基板１１が撓んで、図１において、下方に凸状態となった場合でもシンチレータブロック１５Ａが互いに干渉しないように、図１に示す角度θが十分な角度に設定されていれば、複数のシンチレータブロック１５Ａの上端同士が互いに干渉（当接）しない。
More specifically, in FIG. 1, the angle θ shown in FIG. 1 is set to a sufficient angle so that the scintillator blocks 15A do not interfere with each other even when the glass substrate 11 is bent to be downwardly convex in FIG. For example, the upper ends of the plurality of scintillator blocks 15A do not interfere with each other.
従って、ガラス基板１１にたわみが生じた場合でも、シンチレータブロック１５Ａが互いに干渉して罅が入ったり、シンチレータブロック１５Ａが剥がれたりするのを抑制できる。
Therefore, even when the glass substrate 11 is bent, the scintillator blocks 15A can be prevented from interfering with each other to cause wrinkles or peeling of the scintillator blocks 15A.
またシンチレータブロック１５Ａは、互いに独立しているので発生したシンチレーション光ＳＬが他のシンチレータブロック１５Ａに対応する他のフォトダイオード１４Ａに入射するのを抑制して鮮鋭度を向上させることが可能となっている。
Further, since the scintillator block 15A is independent of each other, it is possible to improve the sharpness by suppressing the incident scintillation light SL to be incident on the other photodiodes 14A corresponding to the other scintillator block 15A. There is.
また、本実施形態のシンチレータブロック１５Ａは、従来の蒸着法のように柱状結晶が立ち並んだ状態や、従来のシンチレータ粉末を圧力により固化させた状態のシンチレータと比較して結晶粒界間の空隙部（真空部）が少なくなる、あるいは、無くなる。
In addition, the scintillator block 15A of the present embodiment has gaps between crystal grain boundaries as compared with a scintillator in which columnar crystals are lined up as in a conventional vapor deposition method or in a state in which a conventional scintillator powder is solidified by pressure. The (vacuum part) decreases or disappears.
このため、シンチレータ嵩密度が上がり相対的に発光ポイントが増え、シンチレーション光ＳＬの伝搬に際して、結晶→空隙部→結晶と屈折率が変化する部分が少なくなるので、全体として発生したシンチレーション光ＳＬが多くの結晶粒中を通過する際の実効的な透過率が上がることにより高輝度が維持できる。
For this reason, the scintillator bulk density increases and the light emission point relatively increases, and the portion of the refractive index changing from crystal → void → crystal during propagation of the scintillation light SL decreases, so the scintillation light SL generated as a whole is large. The high brightness can be maintained by increasing the effective transmittance when passing through the crystal grains of.
次に第１実施形態のシンチレータセンサ基板１０の製造方法の概略を説明する。
図３は、第１実施形態のシンチレータセンサ基板の製造工程説明図である。
まず、ガラス基板１１を準備し、ガラス基板１１上に通常の半導体製造工程と同様に、ＴＦＴアレイ１２を形成し、さらに絶縁膜層１３を形成し、絶縁膜層１３上にフォトダイオードアレイ１４を形成する（ステップＳ１１）。 Next, an outline of a method of manufacturing thescintillator sensor substrate 10 of the first embodiment will be described.
FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
First, theglass substrate 11 is prepared, the TFT array 12 is formed on the glass substrate 11 in the same manner as in the usual semiconductor manufacturing process, the insulating film layer 13 is formed, and the photodiode array 14 is formed on the insulating film layer 13. It forms (step S11).
図３は、第１実施形態のシンチレータセンサ基板の製造工程説明図である。
まず、ガラス基板１１を準備し、ガラス基板１１上に通常の半導体製造工程と同様に、ＴＦＴアレイ１２を形成し、さらに絶縁膜層１３を形成し、絶縁膜層１３上にフォトダイオードアレイ１４を形成する（ステップＳ１１）。 Next, an outline of a method of manufacturing the
FIG. 3 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the first embodiment.
First, the
これと並行して、シンチレータ粉末を所定の溶媒を用いて混練し、ペースト状にする（ステップＳ１２）。
この場合において、用いるシンチレータ粉末としては、アルカリハライド系シンチレータ粉末の他、所望の輝度、鮮鋭度が維持できるシンチレータ粉末であれば適用が可能である。 At the same time, the scintillator powder is kneaded using a predetermined solvent to form a paste (step S12).
In this case, as the scintillator powder to be used, in addition to the alkali halide scintillator powder, any scintillator powder capable of maintaining desired brightness and sharpness can be applied.
この場合において、用いるシンチレータ粉末としては、アルカリハライド系シンチレータ粉末の他、所望の輝度、鮮鋭度が維持できるシンチレータ粉末であれば適用が可能である。 At the same time, the scintillator powder is kneaded using a predetermined solvent to form a paste (step S12).
In this case, as the scintillator powder to be used, in addition to the alkali halide scintillator powder, any scintillator powder capable of maintaining desired brightness and sharpness can be applied.
具体的には、ＣｓＩ（Ｔｌ）［タリウム活性化ヨウ化セシウム］、ＣｓＩ（Ｎａ）［ナトリウム活性化ヨウ化セシウム］、ＮａＩ（Ｔｌ）［タリウム活性化ヨウ化ナトリウム］等が挙げられる。
Specifically, CsI (Tl) [thallium activated cesium iodide], CsI (Na) [sodium activated cesium iodide], NaI (Tl) [thallium activated sodium iodide] and the like can be mentioned.
続いて得られたシンチレータペーストをスクリーンマスクを使ってフォトダイオードアレイ１４上に塗布し、あるいは、インクジェット方式で印刷、積層して、図１及び図２に示した様にフォトダイオードアレイ１４を構成しているフォトダイオード１４Ａのそれぞれに対応する位置にそれぞれ独立した状態でシンチレータブロック１５Ａを形成する（ステップＳ１３）。
この場合において、各シンチレータブロック１５Ａは、底部で互いに接したり、多少重なり合っても構わない。 Subsequently, the obtained scintillator paste is applied onto thephotodiode array 14 using a screen mask, or printed and laminated by an inkjet method to form the photodiode array 14 as shown in FIGS. 1 and 2. The scintillator block 15A is formed in a state independent of each of the positions corresponding to the respective photodiodes 14A (step S13).
In this case, thescintillator blocks 15A may be in contact with each other at the bottom or may overlap with each other.
この場合において、各シンチレータブロック１５Ａは、底部で互いに接したり、多少重なり合っても構わない。 Subsequently, the obtained scintillator paste is applied onto the
In this case, the
次に真空加熱乾燥することによりペースト中の溶媒を除去する（ステップＳ１４）。
これにより、シンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５が形成される。
続いて、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆う金属材料製の反射・防湿層１６を蒸着などにより形成してシンチレータセンサ基板１０とする（ステップＳ１５）。 Next, the solvent in the paste is removed by vacuum heating and drying (step S14).
Thereby, thescintillator layer 15 in which the scintillator blocks 15A are formed independently of each other is formed.
Subsequently, a reflective / moisture-proof layer 16 made of a metal material covering the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 is formed by vapor deposition or the like to form the scintillator sensor substrate 10 (step S15).
これにより、シンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５が形成される。
続いて、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆う金属材料製の反射・防湿層１６を蒸着などにより形成してシンチレータセンサ基板１０とする（ステップＳ１５）。 Next, the solvent in the paste is removed by vacuum heating and drying (step S14).
Thereby, the
Subsequently, a reflective / moisture-
このように構成したシンチレータセンサ基板１０によれば、発生したシンチレーション光ＳＬは、基本的にシンチレータ層１５内に留められ、対応するフォトダイオード１４Ａに入射することとなる。
According to the scintillator sensor substrate 10 configured as described above, the generated scintillation light SL is basically retained in the scintillator layer 15 and enters the corresponding photodiode 14A.
なお、図２において、シンチレータブロック１５Ａの底面よりフォトダイオード１４Ａの受光面がはみ出た状態となっているが、シンチレータブロック１５Ａの底面側より出射されたシンチレーション光ＳＬは、ほぼ全て対応するフォトダイオード１４Ａに入射することとなっている。
In FIG. 2, the light receiving surface of the photodiode 14A protrudes from the bottom surface of the scintillator block 15A, but the scintillation light SL emitted from the bottom surface side of the scintillator block 15A is substantially all corresponding photodiode 14A. It is supposed to be incident on
［２］第２実施形態
図４は、第２実施形態のシンチレータセンサ基板の断面図である。
図４において、図１の第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
シンチレータセンサ基板３０は、大別すると、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に形成されたＴＦＴアレイ１２と、ガラス基板１１に絶縁膜層１３を介して形成されたフォトダイオードアレイ１４と、フォトダイオードアレイ１４を構成しているフォトダイオード１４Ａに対向する位置にそれぞれシンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５と、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆うように真空貼り付けされ、反射層として機能するアルミ（Ａｌ）フィルムシート２１と、アルミフィルムシート２１上に真空貼り付けされ、防湿層として機能するＰＥＴフィルムシート２２と、を備えている。 [2] Second Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a second embodiment.
In FIG. 4, the same parts as in the first embodiment of FIG. 1 are given the same reference numerals.
Thescintillator sensor substrate 30 can be roughly divided into a glass substrate 11, a TFT array 12 formed on the glass substrate 11, a photodiode array 14 formed on the glass substrate 11 via an insulating film layer 13, and a photodiode The scintillator block 15A is vacuum bonded to the insulating layer 13 or the scintillator layer 15 so as to cover the scintillator layer 15 formed independently of each other at positions facing the photodiodes 14A constituting the array 14, respectively. It comprises an aluminum (Al) film sheet 21 functioning as a layer, and a PET film sheet 22 vacuum-adhered on the aluminum film sheet 21 and functioning as a moisture-proof layer.
図４は、第２実施形態のシンチレータセンサ基板の断面図である。
図４において、図１の第１実施形態と同様の部分には同一の符号を付すものとする。
シンチレータセンサ基板３０は、大別すると、ガラス基板１１と、ガラス基板１１上に形成されたＴＦＴアレイ１２と、ガラス基板１１に絶縁膜層１３を介して形成されたフォトダイオードアレイ１４と、フォトダイオードアレイ１４を構成しているフォトダイオード１４Ａに対向する位置にそれぞれシンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５と、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆うように真空貼り付けされ、反射層として機能するアルミ（Ａｌ）フィルムシート２１と、アルミフィルムシート２１上に真空貼り付けされ、防湿層として機能するＰＥＴフィルムシート２２と、を備えている。 [2] Second Embodiment FIG. 4 is a cross-sectional view of a scintillator sensor substrate according to a second embodiment.
In FIG. 4, the same parts as in the first embodiment of FIG. 1 are given the same reference numerals.
The
次に第２実施形態のシンチレータセンサ基板１０の製造方法の概略を説明する。
図５は、第２実施形態のシンチレータセンサ基板の製造工程説明図である。
まず、ガラス基板１１を準備し、ガラス基板１１上に通常の半導体製造工程と同様に、ＴＦＴアレイ１２を形成し、さらに絶縁膜層１３を形成し、絶縁膜層１３上にフォトダイオードアレイ１４を形成する（ステップＳ１１）。 Next, an outline of a method of manufacturing thescintillator sensor substrate 10 of the second embodiment will be described.
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the second embodiment.
First, theglass substrate 11 is prepared, the TFT array 12 is formed on the glass substrate 11 in the same manner as in the usual semiconductor manufacturing process, the insulating film layer 13 is formed, and the photodiode array 14 is formed on the insulating film layer 13. It forms (step S11).
図５は、第２実施形態のシンチレータセンサ基板の製造工程説明図である。
まず、ガラス基板１１を準備し、ガラス基板１１上に通常の半導体製造工程と同様に、ＴＦＴアレイ１２を形成し、さらに絶縁膜層１３を形成し、絶縁膜層１３上にフォトダイオードアレイ１４を形成する（ステップＳ１１）。 Next, an outline of a method of manufacturing the
FIG. 5 is an explanatory view of the manufacturing process of the scintillator sensor substrate of the second embodiment.
First, the
これと並行して、シンチレータ粉末を所定の溶媒を用いて混練し、ペースト状にして得られたシンチレータペースト（ステップＳ１２）をスクリーンマスクを使ってフォトダイオードアレイ１４上に塗布し、あるいは、インクジェット方式で印刷、積層して、第１実施形態と同様にシンチレータブロック１５Ａを形成する（ステップＳ１３）。
At the same time, the scintillator powder is kneaded using a predetermined solvent, and a scintillator paste (step S12) obtained by applying paste is applied onto the photodiode array 14 using a screen mask, or an inkjet method Then, the scintillator block 15A is formed in the same manner as in the first embodiment by printing and stacking (step S13).
次に真空加熱乾燥することによりペースト中の溶媒を除去すると（ステップＳ１４）、シンチレータブロック１５Ａが互いに独立して形成されたシンチレータ層１５が形成されるので、絶縁膜層１３あるいはシンチレータ層１５を覆うようにアルミ（Ａｌ）フィルムシート２１を真空貼り付けして反射層として形成する（ステップＳ１６）。
Next, when the solvent in the paste is removed by vacuum heating and drying (Step S14), the scintillator layer 15 in which the scintillator blocks 15A are formed independently of each other is formed, so the insulating film layer 13 or the scintillator layer 15 is covered. As described above, the aluminum (Al) film sheet 21 is vacuum attached and formed as a reflective layer (step S16).
さらにアルミフィルムシート２１上にＰＥＴフィルムシート２２を真空貼り付けして防湿層として形成して、シンチレータセンサ基板３０とする（ステップＳ１７）。
Furthermore, a PET film sheet 22 is vacuum attached on the aluminum film sheet 21 to form a moisture-proof layer, thereby forming a scintillator sensor substrate 30 (step S17).
この場合において、シンチレータブロック１５Ａの離間距離ｄ（図１及び図４参照）又は各シンチレータブロック１５Ａの底部（底面部近傍）が隣接するシンチレータブロック１５Ａの底部との重なり具合を適宜設定すれば、シンチレータブロック１５Ａの側方から漏れ出るシンチレーション光ＳＬが当該シンチレータブロック１５Ａが対応するフォトダイオード１４Ａ以外の他のフォトダイオード１４Ａに入射するのを抑制でき、鮮鋭度を高く維持することができる。
In this case, if the separation distance d of the scintillator blocks 15A (see FIGS. 1 and 4) or the bottom (near the bottom) of each scintillator block 15A is appropriately set to the bottom of the adjacent scintillator block 15A, the scintillator The scintillation light SL leaking from the side of the block 15A can be suppressed from entering the photodiode 14A other than the photodiode 14A to which the scintillator block 15A corresponds, and the sharpness can be maintained high.
［３］実施形態の変形例
以上の各実施形態においては、シンチレータブロック１５Ａを山型形状あるいは円錐台形状としていたが、ガラス基板１１にたわみが発生した場合に、互いに干渉し合わない形状であれば、四角錐台形状等の多角錐台形状あるいは多角錐形状等の形状、若しくは、半球形状等とすることも可能である。
また以上の説明においては、シンチレータブロック１５Ａが互いに独立して配置されていたが、鮮鋭度を高く維持できる限り、その底面部において接していたり、一部重なり合っていたりしていてもよい。 [3] Modifications of the Embodiments In the above-described embodiments, thescintillator block 15A has a mountain shape or a truncated cone shape, but it may be a shape that does not interfere with each other when deflection occurs in the glass substrate 11. For example, it is also possible to use a polygonal pyramidal shape such as a quadrangular pyramidal shape or a polygonal pyramid shape or a hemispherical shape.
In the above description, the scintillator blocks 15A are disposed independently of each other, but may be in contact or partially overlap at the bottom as long as the sharpness can be maintained high.
以上の各実施形態においては、シンチレータブロック１５Ａを山型形状あるいは円錐台形状としていたが、ガラス基板１１にたわみが発生した場合に、互いに干渉し合わない形状であれば、四角錐台形状等の多角錐台形状あるいは多角錐形状等の形状、若しくは、半球形状等とすることも可能である。
また以上の説明においては、シンチレータブロック１５Ａが互いに独立して配置されていたが、鮮鋭度を高く維持できる限り、その底面部において接していたり、一部重なり合っていたりしていてもよい。 [3] Modifications of the Embodiments In the above-described embodiments, the
In the above description, the scintillator blocks 15A are disposed independently of each other, but may be in contact or partially overlap at the bottom as long as the sharpness can be maintained high.
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。
While certain embodiments of the present invention have been described, these embodiments have been presented by way of example only, and are not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, substitutions, and modifications can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and the gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalent scope thereof.
Claims (8)
- 基板に複数のフォトディテクタを有するフォトディテクタアレイが形成されたシンチレータセンサ基板において、
前記フォトディテクタ毎に設けられた複数のシンチレータブロックを備えたシンチレータセンサ基板。 In a scintillator sensor substrate in which a photodetector array having a plurality of photodetectors is formed on the substrate,
A scintillator sensor substrate comprising a plurality of scintillator blocks provided for each of the photodetectors. - 前記シンチレータブロックは、互いに独立して配置されている、
請求項１記載のシンチレータセンサ基板。 The scintillator blocks are arranged independently of one another.
The scintillator sensor substrate according to claim 1. - 前記独立して配置とは、前記シンチレータブロック同士が所定の離間距離を介して配置され、あるいは、前記シンチレータブロックの底面部で接した状態で配置されていることである、
請求項２記載のシンチレータセンサ基板。 The arrangement independently is that the scintillator blocks are arranged via a predetermined separation distance, or arranged in a state in which they are in contact with each other at the bottom of the scintillator block.
The scintillator sensor substrate according to claim 2. - 前記シンチレータブロックの形状は、前記基板に所定の撓みが生じた状態において前記シンチレータブロック同士が物理的に干渉しない形状とされている、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載のシンチレータセンサ基板。 The shape of the scintillator block is set such that the scintillator blocks do not physically interfere with each other in a state in which a predetermined bending occurs in the substrate.
The scintillator sensor substrate according to any one of claims 1 to 3. - 前記シンチレータブロックは、山型形状あるいは円錐台形状とされている、
請求項４記載のシンチレータセンサ基板。 The scintillator block has a mountain shape or a truncated cone shape.
The scintillator sensor substrate according to claim 4. - 複数の前記シンチレータブロックが形成されたシンチレータ層を覆うように反射・防湿層が積層されている、
請求項１乃至請求項５のいずれか一項記載のシンチレータセンサ基板。 A reflective and moisture-proof layer is laminated so as to cover a scintillator layer in which a plurality of the scintillator blocks are formed.
The scintillator sensor substrate according to any one of claims 1 to 5. - 複数の前記シンチレータブロックが形成されたシンチレータ層を覆うようにアルミフィルムシートが積層され、
前記アルミフィルムシートにＰＥＴフィルムシートが積層されている、
請求項１乃至請求項３のいずれか一項記載のシンチレータセンサ基板。 An aluminum film sheet is laminated so as to cover the scintillator layer in which a plurality of the scintillator blocks are formed,
A PET film sheet is laminated on the aluminum film sheet,
The scintillator sensor substrate according to any one of claims 1 to 3. - 基板に複数のフォトディテクタを有するフォトディテクタアレイを形成する過程と、
シンチレータ粉末をペースト状にする過程と、
前記ペースト状のシンチレータ粉末を所定形状に塗布あるいは印刷して、乾燥し前記フォトディテクタ毎にシンチレータブロックを形成して、複数のシンチレータブロックを形成する過程と、
を備えたシンチレータセンサ基板の製造方法。 Forming a photodetector array having a plurality of photodetectors on a substrate;
Making scintillator powder into paste form,
Applying or printing the paste-like scintillator powder in a predetermined shape, and drying the scintillator powder to form scintillator blocks for each of the photodetectors, thereby forming a plurality of scintillator blocks;
Method of manufacturing a scintillator sensor substrate comprising:
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