(57)【要約】【目的】シンチレータの防湿層端部の構成の簡略化を図ることができる放射線撮像装置を提供すること。【構成】基板の表面２次元的に配列された受光素子アレイとその外周部に配置されたボンディングパット部と、受光素子アレイを覆うように形成された保護層と、前記保護層上部に形成されたシンチレータ層と、前記シンチレータ層を覆った防湿層を有する放射線撮像装置において、前記受光素子アレイと前記ボンディングパッド部の間の上部にある前記保護層の膜厚が、前記受光素子アレイ上部の前記保護層の膜厚より厚いことを特徴とする。ここで、前記受光素子アレイと前記ボンディングパット部の間の上部にある前記保護層の膜厚は１０μｍ以上あることを特徴とする。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の表面２次元的に配列された受光素子アレイとその外周部に配置されたボンディングパット部と、受光素子アレイを覆うように形成された保護層と、前記保護層上部に形成されたシンチレータ層と、前記シンチレータ層を覆った防湿層を有する放射線撮像装置において、
前記受光素子アレイと前記ボンディングパッド部の間の上部にある前記保護層の膜厚が、前記受光素子アレイ上部の前記保護層の膜厚より厚いことを特徴とする放射線撮像装置。
【請求項２】
前記受光素子アレイと前記ボンディングパット部の間の上部にある前記保護層の膜厚が１０μｍ以上あることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項３】
前記保護層が、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）の何れか１つから成ることを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【請求項４】
前記保護層をスリットコート法によりコーティングしたことを特徴とする請求項１記載の放射線撮像装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、放射線撮像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
医療、工業用のＸ線撮影では、従来、Ｘ線感光フィルムが用いられてきたが、利便性や撮影結果の保存性の面から放射線検出素子を用いた放射線イメージングシステムが普及してきている。このような放射線イメージングシステムにおいては、複数の画素を有する放射線検出素子を用いて放射線による２次元画像データを電気信号として取得し、この信号を処理装置により処理してモニタ上に表示している。代表的な放射線検出素子は、１次元或は２次元に配列された光検出器上にシンチレータを配し、入射する放射線をシンチレータで光に変換して検出する仕組みになっている。
【０００３】
典型的なシンチレータ材料であるＣｓＩは、吸湿性材料であり、空気中の水蒸気（湿気）を吸収して溶解する。この結果、シンチレータの特性、特に解像度が劣化するという問題があった。
【０００４】
シンチレータを湿気から保護する構造としては、特開２０００−２８４０５３号公報に開示された技術が知られている。
【０００５】
図３（Ａ）はこの技術を示したものである。
【０００６】
この技術では、受光素子アレイ１０２／保護層１０３上に形成したシンチレータ１０５の上部及び側面に有機膜１０８／無機膜１０９／有機膜１１０の３層防湿層９９を形成し湿気から保護している。
【０００７】
３層防湿層９９形成前に受光素子アレイ１０２とボンディングパッド部１０４の間にシリコン樹脂から成る樹脂枠１０７を形成し、その後、３層防湿層９９形成し、樹脂枠１０７上から切断し、ボンディングパット部１０４の３層防湿層９９を剥離している。３層防湿層９９は厚さが２０μｍあり、剛性が強いため、切断せずに剥離を行うとシンチレータ１０５上及びその近傍の３層防湿層９９まで剥がしてしまうため、樹脂枠１０７上から切断を行う。
【０００８】
この切断した３層防湿層９９のエッジには被服樹脂１１３を塗り、３層防湿層９９の剥がれを防止し、更に端部から侵入する湿気に対して湿を行っている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
▲１▼この技術によれば、シンチレータ形成後、３層防湿層９９形成前に樹脂枠１０７を形成している。そのため、潮解性のシンチレータ１０５を露出した状態で樹脂枠１０７を形成しており、シンチレータの潮解やゴミの付着が発生する（ＣｓＩ等のハロゲン化アルカリ金属から成るシンチレータは、潮解してしまうため洗浄ができない）。
【００１０】
▲２▼樹脂枠１０７及び被服樹脂１１３と２度に渡り、３層防湿層９９のエッジに樹脂を塗っており、工程が煩雑である。
【００１１】
▲３▼シンチレータ、特にＣｓＩの場合、一般に真空蒸着方法により形成する。ＣｓＩの蒸着は、図３（Ｂ）のようにセンサーパネル１００の端部を基板ホルダー１１４で固定する。保護層１０３は１〜５μｍと薄いため、基板ホルダー１１４がボンディングパッド部１０４に接触する。その際、基板ホルダー１０４がボンディングパッド部１０４に擦れてキズになる。又、センサーパネル１００に基板ホルダー１１４を取り付ける際、更には取り外す際、静電気が発生し受光素子アレイを破壊する。
【００１２】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、シンチレータの防湿層端部の構成の簡略化を図ることができる放射線撮像装置を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、基板の表面２次元的に配列された受光素子アレイとその外周部に配置されたボンディングパット部と、受光素子アレイを覆うように形成された保護層と、前記保護層上部に形成されたシンチレータ層と、前記シンチレータ層を覆った防湿層を有する放射線撮像装置において、前記受光素子アレイと前記ボンディングパッド部の間の上部にある前記保護層の膜厚が、前記受光素子アレイ上部の前記保護層の膜厚より厚いことを特徴とする。
【００１４】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記受光素子アレイと前記ボンディングパット部の間の上部にある前記保護層の膜厚が１０μｍ以上あることを特徴とする。
【００１５】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記保護層が、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）の何れか１つから成ることを特徴とする。
【００１６】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記保護層をスリットコート法によりコーティングしたことを特徴とする
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１８】
図２（Ａ）〜（Ｄ）は課題を解決するための手段を示したものである。
【００１９】
図２（Ａ）に示すように、受光素子アレイ１０２の保護層１０３をコーティングする際、受光素子アレイ１０２とボンディングパッド部１０４の間の保護層１０３を厚くし、樹脂枠の代わりとする。
【００２０】
この際、受光素子アレイ１０２上部の保護層１０３の膜厚を厚くすると、受光素子アレイ１０２とシンチレータ１０５の間の距離が長くなり、シンチレータからの光が広がってしまうため、解像力が低下してしまう。そのため、受光素子アレイ１０２上部の保護層１０３の膜厚は薄くし、受光素子アレイ１０２とボンディングパッド部１０４の間でその上部にある保護層１０３の膜厚のみを厚くする。
【００２１】
受光素子アレイ１０２とボンディングパッド部１０４の間で、その上部にある保護層１０３の膜厚としては１０μｍ以上が良い。この部分の保護層を樹脂枠の代替とするため、切断時に貫通せずに切り込みが入れられなければならない。
【００２２】
＜保護層の形成方法＞
図２（Ｂ）に示すように、長方形若しくは正方形に保護層を塗り、且つ、端部のみが厚く、更に一括で形成するにはスリットコート法が良い。
【００２３】
図２（Ｃ），（Ｄ）でスリットコート法による保護層形成方法について説明する。
【００２４】
先ず、スリットの移動方向１１６の端部厚さを変えるには、図２（Ｃ）のように内側を塗るスリット幅Ａｌ１１１と外周部の厚塗りをする部分のスリット幅Ｂ１１２を変える。
【００２５】
スリット幅と塗布量の関係は、ポアズイユの法則により、塗布量はスリット幅の４乗に比例する。そのため、スリット幅を２倍にすると塗布量は１６倍になる。又、スリットの移動前後方向の厚さを変えるには、図２（Ｄ）のように、スリットの移動速度を厚塗り部分で遅くすれば良い。
【００２６】
移動速度と塗布量は反比例するため、図２（Ｄ）のように、塗布開始位置１１８と塗布終了位置１１９のスリット移動速度を遅くして塗る。又、これ以外に塗布圧力を変えることによっても端部の厚さをコントロールできる。
【００２７】
＜保護層の材料＞
保護層の材料として要求される特性は以下のものがある。
【００２８】
▲１▼耐熱性
シンチレータを形成後、アニール処理により不活剤を活性化する。その際のアニール温度は、約２００〜３００度である。そのため、保護層は２００〜３００度に耐ええる材料でなければならない。
【００２９】
▲２▼光透過性
保護層は、シンチレータと受光素子アレイとの間にあるため、シンチレータの発光を透過しなければならず、保護層に光の吸収があると、受光素子アレイの感度が低下してしまう。
【００３０】
受光素子アレイで検出できるようでなければならない。そのため、波長λ＝４００〜７００ｎｍの間で光透過率が９０％以上でなければならない。こられの特性を満たす材料としては、ポリサルホン（ＰＳＦ）、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）、ポリアリレート（ＰＡＲ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）、熱可塑性ポリイミド（ＰＩ）等が挙げられる。
【００３１】
＜実施例１＞
図１は実施例１を示したものである。
【００３２】
基板１０１上に光電変換を行う受光素子アレイ１０２が配置されている。この受光素子アレイ１０２は、アモルファスシリコン製のフォトダイオード（ＰＤ）や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）から構成されている。各行又は各列の受光素子の各々は信号読み出し線により電気的に接続されている。外部回路へ信号を取り出すためのボンディングパット部１０４は基板の外周部に配置されており、各受光素子と信号線を通し電気的に接続されている。
【００３３】
受光素子アレイ１０２の上部には、受光素子を外部から保護するための保護層が形成されており、これには、耐熱性２００℃以上で且つλ＝４００〜７００ｎｍでの光透過率９０％のポリイミド（ＰＩ）樹脂１２０を用いる。このポリイミド樹脂１２０は、受光素子アレイ１０２上部での厚さと受光素子アレイ１０２とボンディングパッド部１０４の間Ａ部１１５での厚さを変えている。受光素子アレイ１０２上部での膜厚は２μｍ、それに対しＡ部１１５の膜厚は３０μｍとしている。
【００３４】
このポリイミド樹脂１２０は、スリットコートで形成しており、スリット幅を受光素子アレイ１０２上部とＡ部とで変えており、受光素子アレイ１０２上部ではスリット幅を１００μｍとし、Ａ部では２００μｍにしている。これにより、スリット移動方向での端部の膜厚が変えられる。又、スリット移動速度を塗布開始位置及び終了位置（Ａ部１１５）では０．２ｍｍ／ｓｅｃ、受光素子エリア１０２上部では３ｍｍ／ｓｅｃで行っている。
【００３５】
次に、ポリイミド樹脂１２０上部にシンチレータを形成するが、基板ホルダー１１４でセンサーパネル１００を保持する。図１（Ｂ）はセンサーパネル１００を基板ホルダー１１４で保持した模式図である。このように基板ホルダー１１４の抑え部分がポリイミド樹脂１２０のＡ部１１５に当るように保持すると、基板ホルダー１１４とボンディングパッド部１０４との間に隙間ができ、擦れによるキズや静電気の発生を防げる。
【００３６】
シンチレータには、各種の材料を用いることができるが、発光効率の良いＴｌドープのＣｓＩ１２１が望ましく、これを真空蒸着法により、ポリイミド樹脂１２０上に形成する。その後、Ｔｌ活性化のため、２００度のアニール処理を行う。
【００３７】
続けて蛍光体の防湿層として、ポリパラキシリレン樹脂（スリーボンド社製、商品名パリレン、以下パリレン）１２２を化学蒸着法（ＣＶＤ）で約１０μｍ形成する。パリレンは、液状では不可能だった鋭角部やエッジ部、ミクロンオーダの狭い隙間へのコーティングが可能でＣｓＩ１２１の柱状結晶をピンホールなくコーティングすることが可能であり、又、可視光に対しても透明であるため、次工程で反射層を形成した際にも、パリレン１２２で光を吸収することはない。
【００３８】
次に、反射層及び防湿層としてＡｌ（アルミニウム）１２３をパリレン１２２上に形成する。
【００３９】
更に、Ａｌ１２３上にパリレンを更にコーティングし、反射層の保護膜とする。
【００４０】
このように形成したパリレン１２２／Ａｌ１２３／パリレン１２４の３層防湿層９９をポリイミド樹脂１２０のＡ部１１５上から切断刃により切り込み１２５を入れる。この際、下層まで切り込みが入らないよう、刃の長さをＡ部１１５のポリイミド樹脂１２０の厚さ以下にする。
【００４１】
次に、切り込み１２５からボンディングパット部１０４上の３層防湿層９９を剥離する。剥離後、ボンディングパット部１０４にＴＣＰ（Ｔａｐｅ  Ｃａｒｒｉｅｒ  Ｐａｃｋａｇｅ）を接続し受光素子アレイからの電気信号を外部回路へ送る。
【００４２】
その後、３層保護層９９のエッジ部及びＴＣＰのエッジ部を覆うようにアクリル系樹脂により封止をする。これにより、３層保護層９９エッジ部からのＣｓＩへの湿気を防ぎ、且つ、３層保護層９９エッジ部及びＴＣＰの剥がれを防止できる。
【００４３】
＜実施例２＞
実施例２は、実施例１とほぼ同様で、保護層にポリイミド樹脂ではなく、ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）を使用した。ポリエーテルイミド（ＰＥＩ）樹脂も２００度以上の耐熱性があり、保護層としては、ポリイミド樹脂と同様に使用することができる。
【００４４】
＜実施例３＞
実施例３は、実施例１とほぼ同様であるが、保護層として耐熱性のあるポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）樹脂を使用している。又、受光素子アレイ上部でのポリエーテルサルホン樹脂の膜厚は５μｍ、それに対し端部での膜厚は７５μｍとする。
【００４５】
又、スリットコート形成時の条件は、受光素子アレイ上部ではスリット幅を１５０μｍとし、端部では３００μｍにしている。又、スリット移動速度を塗布開始位置及び終了部位置では、０．１ｍｍ／ｓｅｃ、受光素子エリア上部では１．６ｍｍ／ｓｅｃで行っている。
【００４６】
【発明の効果】
保護層形成時に端部を厚くすることにより、以下の効果があった。
【００４７】
▲１▼防湿層を切断するための、樹脂枠形成工程を削除できる。
【００４８】
▲２▼シンチレータ蒸着時にボンディングパット部が基板ホルダーに当らず、キズや静電気による不良発生が防げる。
【００４９】
▲３▼シンチレータ形成直後に防湿層が形成できるため、シンチレータと防湿層の間のゴミの挟み込みを防げ、且つ、潮解も防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例１を説明する図である。
【図２】本発明の実施例２を説明する図である。
【図３】従来例を説明する図である。
【符号の説明】
９９      ３層保護層
１００    センサーパネル
１０１    基板
１０２    受光素子アレイ
１０３    保護層
１０４    ボンディングパッド部
１０５    シンチレータ
１０７    樹脂枠
１０８    パリレン等から成る有機膜
１０９      Ａｌ等から成る無機膜
１１０    パリレン等から成る有機膜
１１１    スリット幅Ａ
１１２    スリット幅Ｂ
１１３    被服樹脂
１１４    基板ホルダー
１１５    受光素子アレイとボンディングパッド部の間Ａ部
１１６    スリット移動方向
１１７    受光素子アレイ上部位置
１１８    スリットコート開始位置
１１９    スリットコート終了位置
１２０    ポリイミド樹脂
１２１    ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）
１２２    パリレン
１２３    Ａｌ（アルミニウム）
１２４    パリレン
１２５    切り込み
１３０    スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004264239.tif 000005