JP2011058831A - 放射線検出器及びその製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】蛍光を電気信号に変換する光電変換素子21を有する基板12と、光電変換素子21上に形成され、放射線を蛍光に変換するシンチレータ層13と、シンチレータ層13を覆うように形成される導電性の防湿層15と、防湿層15と基板12とを接着する接着層16を備え、接着層16に、無機材質又は樹脂材質からなるスペーサと、無機材質からなるフィラーとの少なくとも1つを含める。
【選択図】図2
Description
図1は本実施の形態に係る放射線検出器の斜視図、図2はその放射線検出器の断面図を示すものである。
アレイ基板12は、シンチレータ層13によりX線から可視光に変換された蛍光を電気信号に変換するもので、ガラス基板10、このガラス基板10上にマトリクス状に形成された画素17、行方向に沿って配設された複数の制御線(又はゲートライン)18、列方向に沿って配設された複数の信号線(又はシグナルライン)19、各制御線18が電気的に接続された図示しない制御回路と、各信号線19が電気的に接続された図示しない増幅/変換部を備えている。
シンチレータ層13は、入射するX線を可視光すなわち蛍光に変換するもので、例えばヨウ化セシウム(CsI):タリウム(Tl)、あるいはヨウ化ナトリウム(NaI):タリウム(Tl)等により真空蒸着法で柱状構造に形成したもの、あるいは酸硫化ガドリニウム(Gd2O2S)蛍光体粒子をバインダ材と混合し、アレイ基板12上に塗布して焼成および硬化し、ダイサによりダイシングするなどで溝部を形成して四角状に形成したものなどがある。
シンチレータ層13上に形成される反射層14は、フォトダイオードと反対側に発せられた蛍光を反射して、フォトダイオードに到達する蛍光光量を増大させるものである。
防湿層15は、シンチレータ層13や反射層14を外部雰囲気から保護して、湿度などによる特性劣化を抑えるためのものである。
接着層16は、添加剤を含有した接着剤を鍔部33に塗布することによって形成される。接着剤としては後述するように、エポキシ系でカチオン重合型の紫外線(UV)硬化接着剤を用いることが好ましい。
スペーサの材質としては、後述する実施例1の結果からも明らかなように、円柱状のSiO2、球形状のSiO2、球形状の樹脂等が好ましい。
円柱状スペーサの含有率に関して、スペーサの平均的な間隔とスペーサの直径との関係で評価する。接着貼り合せ条件(加圧力など)により多少異なるが、後述する実施例2(図4)の結果からも明らかなように、スペーサの平均的な間隔がスペーサの直径に対して概ね20倍以内であれば金属等の導電性防湿層と基板との接触リスクを避けられ得る。
スペーサは接着層の厚みを一定以上に確保して均一化する役割を担うが、添加率が高過ぎると、スペーサ同士の重なりや分散性の不均一が生じ易くなる。この場合には、重なり部分やスペーサの粗密により、浮遊容量のバラつきや局所的な基板へのダメージなどの不具合に繋がる。特に、スペーサの材質がAl2O3やSiO2などの無機材質の場合、基板保護膜の破壊や基板の配線へのダメージなど信頼性上の問題を招く。
後述する実施例4の結果からも明らかなように、スペーサ添加の無いものでは、接着条件によっては、例えば図6に示すように接着層16が1μm以下となり極端に薄くなっている箇所が散見される。
後述する実施例5の図9の結果からも明らかなように、フィラーとして樹脂材質を用いたものでは接着層16の厚み増大に伴い解像度劣化が顕著に生じる。これに対して、SiO2などの無機材質を添加したものは、実用上の接着層16厚でほとんど解像度の劣化が生じず、高温高湿試験の信頼性も高い。このため、フィラーとしては、SiO2やAl2O3、或いはタルク(珪酸塩化合物)などの無機材質で、数μmから数十μmサイズのものを添加することが好ましい。
後述する実施例6の図10の結果からも明らかなように、フィラーの体積充填率が30%程度以上になると透湿係数の改善が顕著になる。また、製造上の観点から70%程度以下が好ましい。フィラー材質に関しては、他の一般的な酸化物や窒化物などのセラミック材料系、メタル系などが、実質的に水分を透過しないので同様な効果が得られると考えられる。
放射線検出器の検出能力を示すDQE(=SNR(out)2/SNR(in)2)は、シンチレータ膜のDQEと光電変換素子を形成する基板(フォトダイオードとTFTと配線など)のDQEと、アンプ以降の信号回路のDQEの積になる。
ここで、
εa・・・接着層の実効誘電率
Da・・・接着層の奥行き
Wa・・・接着層部の信号線又は制御線の線幅
Ta・・・接着層の平均的な厚み
εf・・・膜部の(シンチレータ膜と場合により反射膜なども合せた)実効誘電率
Lf・・・膜部の信号線又は制御線の長さ
Wf・・・膜部の信号線又は制御線の線幅
Tf・・・膜部の信号線又は制御線から導電性防湿層までの平均距離(平均厚み)
また、後述する実施例7の図11、12の結果からも、Da・Wa/Taの値が、概ねLf・Wf/Tfと同等レベル以上になると、ノイズ量の増大が顕著になっている。
上述したように導電性防湿層15と信号線19又は制御線18との間の浮遊容量はノイズ特性への影響が大きいが、容量の一定成分の影響に関しては、撮像前の暗状態で信号電荷量を予め測定して、放射線測定時(明状態)で差し引きする方法が一般的に採用されている。
(1)防湿層15の材料としてAL箔など導電性があり高い防湿性能を有するものを使用し、かつ接着層16での透湿を最小限に押さえることで、CsI:Tl膜など湿度による特性劣化を生じるX線変換膜を保護することができる。
[スペーサとフィラーの有無と特性との関係]
先ず、TFTマトリックスの上にa−Siフォトダイオードの光電変換素子21を積層した構造である約13インチ□サイズのアレイ基板12を用意した。このアレイ基板12の周辺部への引き出しリードとしては、TFT駆動のための制御線18、X線画像に対応する電荷を読み出す信号線19、及び、フォトダイオードを動作させるためのバイアス電圧を加えるためのバイアス線がある。また、X線画像を取得するアクティブエリア20から、アレイ基板12周辺部に配列されたTABパッド部に各々のリード配線が形成され、最表層には保護膜26として0.2〜0.3μm程度の無機膜と2μm程度の有機膜が形成されている。
[円柱状スペーサの含有率と短絡率との関係]
アレイ基板12全体をAL蒸着膜で被覆し、その上にALハット防湿層を一定条件で接着層を介して接着貼り合せ、基板のAL膜とALハットとの導通を測定した。また、本実施例では接着層の添加剤としてスペーサ径が16μmの円柱状SiO2を用い、スペーサの平均間隔は、スペーサの含有比率を変えることにより制御した。
[球状スペーサの含有率と短絡率との関係]
基板全体をAL蒸着膜で被覆し、その上にALハット防湿層を一定条件で接着層を介して接着貼り合せ、基板のAL膜とALハットとの導通を測定した。また、本実施例では接着層の添加剤としてスペーサ径が20μmの球状樹脂を用い、スペーサの平均間隔は、スペーサの含有比率を変えることにより制御した。
[スペーサの添加の有無と接着部断面のSEM観察結果]
スペーサを添加していない接着剤を用いた場合と、適正な材質・形状・添加量のスペーサを添加した接着剤を用いた場合とで、アレイ基板12とALハット防湿層15を接着した接着部16を断面SEM観察した結果をそれぞれ図6、図7に示す。
[フィラー材質と高温高湿後の解像度維持率との関係]
フィラーの材質と高温高湿後の解像度維持率との関係について調べた。
評価結果を図9に示す。
[フィラー材の体積充填率と透湿係数との関係]
フィラー材の体積充填率を変えた場合の60℃−90%RHの透湿係数との関係を測定した。
Tspl=ηspl・S/tspl・・・(3)
ここで、Ttotal・・・PEフィルム+接着層 積層膜の透湿率(g/日:60℃−90%RH)
TPE・・・PEフィルム単体の透湿率(g/m2/日:60℃−90%RH)
Tspl・・・接着層の透湿率(g/m2/日:60℃−90%RH)
ηspl・・・接着層の透湿係数(g・mm/m2/日)
S・・・カップ法測定時の透湿断面積(m2)
tspl・・・接着層の厚さ(mm)
図10に、フィラー材の体積充填率を変えた場合の60℃−90%RHの透湿係数との関係を測定した結果を示す。
[式(1)とノイズ特性との関係]
(1)式において実際に接着層に関するパラメータ(Da、Wa、Ta)を振った試作でノイズ特性を測定した。
[接着剤の種類による防湿特性の比較]
接着部16のリード配線幅が60μmであるアレイ基板12とALハット状防湿層15を用い、接着剤として、ラジカル重合型のUV硬化接着剤、カチオン重合型のUV硬化接着剤、及び加熱硬化型接着剤を用いた場合におけるサンプルの特性を比較した。
Claims (11)
- 蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を有する基板と、前記光電変換素子上に形成され、放射線を前記蛍光に変換するシンチレータ層と、前記シンチレータ層を覆うように形成される導電性の防湿層と、前記防湿層と前記基板とを接着する接着層を備える放射線検出器において、
前記接着層は、無機又は樹脂の材質からなり前記防湿層と前記基板との間隔を規定するスペーサと、無機材質からなり透湿性を抑制するフィラーとの少なくとも1つを含むことを特徴とする放射線検出器。 - 前記スペーサの形状は円柱状であり、かつ前記スペーサ同士の平均間隔が前記スペーサの直径に対して20倍以内であることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。
- 前記スペーサの形状は球形であり、かつ前記スペーサ同士の平均間隔が前記スペーサの直径に対して20倍以内であることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。
- 前記スペーサは、前記接着層全体に占める体積充填率が10vol%以下であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項記載の放射線検出器。
- 前記基板には、少なくとも、前記各光電変換素子からの電気信号を前記基板の外縁部に引き出すために所定のピッチ間隔で形成されたリード配線が設けられ、かつ、前記接着層における前記スペーサ同士の平均間隔は、前記リード配線のピッチ間隔以下であることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項記載の放射線検出器。
- 前記無機材質のフィラーの体積充填率が30vol%以上70vol%以下であることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項記載の放射線検出器。
- 前記シンチレータ層と前記防湿層との間に、反射膜を設けたことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項記載の放射線検出器。
- 前記接着層の平均厚みと平均奥行幅を、下記式を満たすように形成することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項記載の放射線検出器。
εa・Da・Wa/Ta<εf・Lf・Wf/Tf
(εa:接着層の実効誘電率、Da:接着層の平均奥行幅、Ta:接着層の平均厚み、Wa:接着層の下部にあるリード配線の線幅、εf:シンチレータ層を含む基板上の膜部の実効誘電率、Lf:膜部の信号線又は制御線の長さ、Wf:膜部の信号線又は制御線の線幅、Tf:膜部の信号線又は制御線から防湿層までの平均距離) - 基板上に、蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を形成する第1の工程と、
前記光電変換部素子上に、放射線を前記蛍光に変換するシンチレータ層を配置する第2の工程と、
前記シンチレータ層を覆うように導電性の防湿層を形成し、前記防湿層と前記基板とを接着層で封止して、前記シンチレータ層を外部の湿気から保護する第3の工程と、を備える放射線検出器の製造方法において、
前記第3の工程は、紫外線硬化型の接着剤を前記防湿層又は前記基板の接着部に塗布し、前記防湿層と前記基板とを減圧状態下で密着させた後、更に紫外線照射して前記接着剤をUV硬化させることを特徴とする放射線検出器の製造方法。 - 基板上に、蛍光を電気信号に変換する光電変換素子を形成する第1の工程と、
前記光電変換部素子上に、放射線を前記蛍光に変換するシンチレータ層を配置する第2の工程と、
前記シンチレータ層を覆うように導電性の防湿層を形成し、前記防湿層と前記基板とを接着層で封止して、前記シンチレータ層を外部の湿気から保護する第3の工程と、を備える放射線検出器の製造方法において、
前記第3の工程は、熱硬化型の接着剤を前記防湿層又は前記基板の接着部に塗布し、前記防湿層と前記基板とを減圧状態下で密着させた状態で前記接着剤を加熱硬化させることを特徴とする放射線検出器の製造方法。 - 前記接着剤としてカチオン重合により硬化反応が進む紫外線硬化型接着剤を用い、リード配線を具備する前記基板の裏面側から紫外線照射して硬化反応を生じさせることを特徴とする請求項9記載の放射線検出器の製造方法。
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---|---|
JP (1) | JP5650898B2 (ja) |
Cited By (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013019691A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
JP2013019690A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
US20130048863A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Fujifilm Corporation | Photoelectric conversion substrate, radiation detector, radiographic image capture device, and manufacturing method of radiation detector |
JP2013118220A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 画像検出器 |
JP2013246063A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびその製造方法 |
JP2014059246A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびその製造方法 |
JP2015021898A (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-02 | 株式会社東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
JP2015108533A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 放射線検出器の製造方法及び放射線検出器 |
WO2015194361A1 (ja) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 株式会社 東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
CN112292616A (zh) * | 2018-06-22 | 2021-01-29 | 富士胶片株式会社 | 放射线检测器及放射线图像摄影装置 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186532A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-09 | Canon Inc | 光センサー |
JP2007059798A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
JP2007071836A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Canon Inc | 放射線検出装置及び放射線撮像システム |
JP2007285709A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Canon Inc | 放射線撮像装置の製造方法及び放射線撮像システム |
JP2009128023A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd | 放射線検出器及びその製造方法 |
-
2009
- 2009-09-07 JP JP2009205887A patent/JP5650898B2/ja active Active
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH11186532A (ja) * | 1997-12-22 | 1999-07-09 | Canon Inc | 光センサー |
JP2007059798A (ja) * | 2005-08-26 | 2007-03-08 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
JP2007071836A (ja) * | 2005-09-09 | 2007-03-22 | Canon Inc | 放射線検出装置及び放射線撮像システム |
JP2007285709A (ja) * | 2006-04-12 | 2007-11-01 | Canon Inc | 放射線撮像装置の製造方法及び放射線撮像システム |
JP2009128023A (ja) * | 2007-11-20 | 2009-06-11 | Toshiba Electron Tubes & Devices Co Ltd | 放射線検出器及びその製造方法 |
Cited By (13)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013019691A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
JP2013019690A (ja) * | 2011-07-07 | 2013-01-31 | Toshiba Corp | 放射線検出器 |
US20130048863A1 (en) * | 2011-08-26 | 2013-02-28 | Fujifilm Corporation | Photoelectric conversion substrate, radiation detector, radiographic image capture device, and manufacturing method of radiation detector |
US8829447B2 (en) * | 2011-08-26 | 2014-09-09 | Fujifilm Corporation | Photoelectric conversion substrate, radiation detector, radiographic image capture device, and manufacturing method of radiation detector |
US8735886B2 (en) | 2011-12-01 | 2014-05-27 | Mitsubishi Electric Corporation | Image detector |
JP2013118220A (ja) * | 2011-12-01 | 2013-06-13 | Mitsubishi Electric Corp | 画像検出器 |
JP2013246063A (ja) * | 2012-05-28 | 2013-12-09 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびその製造方法 |
JP2014059246A (ja) * | 2012-09-19 | 2014-04-03 | Toshiba Corp | 放射線検出器およびその製造方法 |
JP2015021898A (ja) * | 2013-07-22 | 2015-02-02 | 株式会社東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
JP2015108533A (ja) * | 2013-12-04 | 2015-06-11 | 株式会社東芝 | 放射線検出器の製造方法及び放射線検出器 |
WO2015194361A1 (ja) * | 2014-06-16 | 2015-12-23 | 株式会社 東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
JP2016003907A (ja) * | 2014-06-16 | 2016-01-12 | 株式会社東芝 | 放射線検出器及びその製造方法 |
CN112292616A (zh) * | 2018-06-22 | 2021-01-29 | 富士胶片株式会社 | 放射线检测器及放射线图像摄影装置 |
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