(57)【要約】【課題】光電変換素子基板周辺にアクリル系の樹脂を塗布することでアルミフィルム板を蛍光体上に貼り合わせる際に起きる熱収縮によるストレスを防ぐ。【解決手段】光電変換素子が２次元アレー状に形成されたガラス基板（光電変換素子基板）１０１と、ガラス基板１０１上に配置された蛍光体１０３とを有する放射線撮像装置の製造方法は、ガラス基板１０１上に蛍光体１０３を貼り合わせる工程と、ガラス基板１０１上の蛍光体１０３周囲を囲う外周部にアクリル系樹脂１０４をその厚さが該蛍光体１０４の厚さよりも大きくなる状態で突起状に塗布する工程と、突起状に塗布されたアクリル系樹脂１０４をゲル状にする工程と、ゲル状にされた突起状のアクリル系樹脂１０４上と蛍光体１０３上に同時に軟性のシリコン系樹脂を用いてアルミフィルム板を貼り合わせる工程と、アクリル系樹脂１０４とシリコン系樹脂を熱硬化させる工程とを有する。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁基板上に光電変換素子を２次元アレー状に配置した光電変換素子基板と、該光電変換素子基板上に配置され、放射線を光に変換する蛍光体とを有する放射線撮像装置の製造方法において、
前記光電変換素子基板上に前記蛍光体を貼り合わせる工程と、
前記光電変換素子基板上の前記蛍光体周囲を囲う外周部にアクリル系樹脂をその厚さが該蛍光体の厚さよりも大きくなる状態で突起状に塗布する工程と、
前記突起状に塗布されたアクリル系樹脂をゲル状にする工程と、
前記ゲル状にされた前記突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に同時に軟性のシリコン系樹脂を用いてアルミフィルム板を貼り合わせる工程と、
前記アクリル系樹脂と前記シリコン系樹脂を熱硬化させる工程とを有することを特徴とする放射線撮像装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マトリックス状に配列された光電変換素子を有する光電変換装置を利用する撮影装置に関するものである。また、人体用のＸ線撮像装置に利用した場合には特に有効な手段となる。
【０００２】
【従来の技術】
従来のＸ線撮像装置は、フィルム上にＸ線を可視光に変換する蛍光体を載せていたが、この構成では現像に時間が掛かり、フィルムが高コストになってしまうといった問題があった。これに対し、近年では、水素化アモルファスシリコン（以下、「ａ−Ｓｉ」と記す）に代表される光電変換半導体材料の開発により、光電変換素子及び信号処理部とを大面積の基板に形成し、情報の読み取り原稿と等倍の光学系で読み取る密着型センサの開発がめざましい（例えば、特許文献１参照）。
特に、ａ−Ｓｉは、光電変換材料としてだけでなく、薄膜電界効果型トランジスタ（以下、「ＴＦＴ」と記す）としても用いることができるので、光電変換半導体層とＴＦＴの半導体層とを同時に形成することができる。また、ａ−Ｓｉは、同時に形成するＴＦＴ等のスイッチ素子および容量素子とは相性が良く、同一膜構成のため共通な膜として同時に形成可能であり、さらに光電変換装置を高Ｓ／Ｎ化、低コスト化することができる。さらに、ａ−Ｓｉは、容量素子のコンデンサも中間層に絶縁層を含んでおり、良好な特性で形成でき、複数の光電変換素子で得られた光情報の値を簡単な構成で出力できる高機能の光電変換装置を提供できる。
【０００３】
このような特徴及び効果により、ａ−Ｓｉに代表される光電変換半導体材料を用いると、低コスト、大面積、高機能、高特性のＸ線撮像装置を提供できるという効果もある。この効果は、Ｘ線撮像装置に限らず、光電変換装置を用いたファクシミリやスキャナ等でも同様である。
【０００４】
近年では、２×２のマトリクス状に配置された光電変換基板から１枚の大版パネルとして、数多くの工程を削減し、作業性の効率を上げつつある。
【０００５】
【特許文献１】
特開平０８−１１６０４４号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来例では、大面積である１枚の光電変換素子基板上にＸ線を可視光に変換する蛍光体を貼り合わせ、さらにその蛍光体上に吸湿から保護するアルミフィルム板を貼り合わせる際に、熱硬化型の接着剤樹脂を使用していた。これによれば、光電変換素子基板全体に接着剤による熱収縮によって、ストレスがかかってしまい、外周からの蛍光体剥がれ、もしくは、マトリクス状に配列されたスイッチ素子等の成膜された素子の破壊といった問題発生の恐れがあった。
【０００７】
本発明の目的は、光電変換素子基板周辺にアクリル系の樹脂を塗布することで、アルミフィルム板を蛍光体上に貼り合わせる際に起きる、熱収縮によるストレスを防ぐ為の信頼性向上を図ることにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決する方法として、本発明は、光電変換素子にスイッチ素子が接続された画素を基板上に、２次元的に複数個備えて構成される光電変換素子基板とその上にＸ線を可視光に変換する蛍光体において、光電変換素子基板の外周にアクリル系樹脂を突起状に塗布することを特徴とし、そのアクリル系樹脂をプリキュアでゲル状にした状態で、蛍光体の上に貼り合わせる。また、アルミフィルム板を軟性であるシリコン系樹脂を使用して、突起状のアクリル系樹脂と蛍光体に貼り合わせ、熱硬化させることを特徴とするものである。
【０００９】
なお、放射線とは、Ｘ線やα，β，γ線等をいい、光は、光電変換素子により検出可能な波長領域の電磁波であり、可視光を含む。波長変換体は、放射線を波長の長い電磁波に変換するもので、放射線を光に変える蛍光体等のシンチレータを含む。
【００１０】
本発明は、このような着想に基づき完成されたものである。
【００１１】
すなわち、本発明に係る放射線撮像装置の製造方法は、絶縁基板上に光電変換素子を２次元アレー状に配置した光電変換素子基板と、該光電変換素子基板上に配置され、放射線を光に変換する蛍光体とを有する放射線撮像装置の製造方法において、前記光電変換素子基板上に前記蛍光体を貼り合わせる工程と、前記光電変換素子基板上の前記蛍光体周囲を囲う外周部にアクリル系樹脂をその厚さが該蛍光体の厚さよりも大きくなる状態で突起状に塗布する工程と、前記突起状に塗布されたアクリル系樹脂をゲル状にする工程と、前記ゲル状にされた前記突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に同時に軟性のシリコン系樹脂を用いてアルミフィルム板を貼り合わせる工程と、前記アクリル系樹脂と前記シリコン系樹脂を熱硬化させる工程とを有することを特徴とする。
【００１２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。
【００１３】
［第１実施形態］
本実施形態は、放射線撮像装置として医療用等のＸ線撮像装置に適用したものである。図１は、本実施形態のＸ線撮像装置の平面図を示す。図１中のＡで示す切り抜き部分は、図を分かりやすくするためのものである。図２は、図１中のＢ−Ｂ’線に沿った拡大した断面図である。
【００１４】
図１及び図２において、１０１は、光電変換素子（図示しない）が形成されている例えば水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）センサ基板を成すガラス基板である。１０２は、そのガラス基板１０１に形成されている光電変換素子を工程流動中に機械的衝撃または大気からの水分を保護するための有機材料（ＰＩ）からなる保護膜である。１０３は、Ｘ線（放射線）を可視光（光）に変換する蛍光体であり、本実施形態では例えば粒子結晶であるＧＯＳを使用している。ＧＯＳのほかに、柱状結晶のＣｓＩを使用してもよい。蛍光体１０３は、保護膜１０２上にアクリル系の粘着剤にて貼り合わせており、蛍光体１０３の上面をローラーでプレス圧着している。
【００１５】
また、１０４は、本発明の特徴とするアクリル系樹脂であり、ガラス基板１０１の外周に突起状に塗布する。アクリル系樹脂１０４の硬化方法として、熱硬化型の樹脂を使用し、ドライファン又は炉に入れて硬化させる。その他にＵＶ硬化型の樹脂を使用しても良い。
【００１６】
また、１０５は、シリコン系樹脂であり、保護膜１０２と蛍光体１０３の密着強度をあげるため、またアクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の間にできた空房を埋めるために滴下する。
【００１７】
さらに、１０６は、アルミフィルム板（アルミフィルム材料の金属板）であり、蛍光体１０３及びガラス基板１０１上に形成された光電変換素子の吸湿を防ぐために蛍光体１０３上に貼りあわせる。アルミフィルム板１０６を蛍光体１０３上に貼り合わせる際に使用する接着材料は、軟性であるシリコン系の樹脂を使用する。
【００１８】
次に、本実施形態のＸ線撮像装置の製造方法を説明する。
【００１９】
まず、光電変換素子が形成されたガラス基板１０１上に保護膜（ＰＩ）１０２を塗布する。この保護膜１０２を硬化させた後、この保護膜１０２上に、厚さ３００μｍから４００μｍの蛍光体１０３をアクリル系の粘着剤にて貼り合わせる。光電変換素子基板１０１上に形成された保護膜１０２と蛍光体１０３の密着強度を強化するためにアクリル系の樹脂を使用する。
【００２０】
次いで、アクリル系樹脂１０４をガラス基板１０１の外周に突起状に塗布する。図３は、光電変換素子基板１０１上に蛍光体１０３を貼り合わせ、その基板１０１上の蛍光体１０３外周にアクリル系樹脂１０４が塗布された状態の断面図を示す。
【００２１】
ここでのアクリル系樹脂１０４の塗布方法としては、ディスペンサーを使用して、同じ量を保つために、一定の圧力で吐出している。アクリル系樹脂１０４の突起の厚さは、蛍光体１０３の厚さよりもおよそ１００μｍ高くなるように、厚さ４００μｍから５００μｍで塗布することが望ましい。塗布後はゲル状にするため、３０℃から６０℃の温度条件で１時間から４時間プリキュアを行う。プリキュア後は、シリコン系樹脂１０５をゲル状のアクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の間に塗布する。
【００２２】
上記工程後、アルミフィルム板１０６を蛍光体１０３上にシリコン系の樹脂にて貼り合わせる。図４は、蛍光体１０３上にアルミフィルム板１０６を貼り合わせた状態の断面図を示す。
【００２３】
このときの接着材料であるシリコン系の樹脂は、例えばアルミフィルム板１０６の蛍光体貼り合わせ面に塗布しておく。このようにアルミフィルム板１０６を蛍光体１０３上に貼り合わせる際の接着材料として軟性であるシリコン系の樹脂を使用することで、樹脂の収縮による光電変換素子へのストレスを防ぐことができる。
【００２４】
次いで、アルミフィルム板１０６の上面よりローラーによるプレス圧着を行なう。これにより、ゲル状の突起であるアクリル系樹脂１０４がアルミフィルム板１０６によって押し潰される状態になり、その結果、両界面が密着する。さらに、ローラーによるプレス圧着によって、シリコン系樹脂１０５が隙間満遍なく広がり、これによりアルミフィルム板１０６と蛍光体１０３の密着強度も増すようになる。
【００２５】
その後、アクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３上にアルミフィルム板１０６を貼り合わせた状態で、それぞれの樹脂の完全硬化を行ない、そのうちアクリル系樹脂１０４の硬度は、ロックウェルＭ９０〜１００に硬化させ、またアルミフィルム板１０６に塗布したシリコン系の樹脂の硬度は、ロックウェルＭ８０〜９０に硬化させる。
【００２６】
従って、本実施形態によれば、軟性であるシリコン系樹脂の方が熱収縮が少ないため、光電変換素子が形成されたガラス基板１０１及び蛍光体１０３へのストレスを低減することができる。
【００２７】
［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態を説明する。本実施形態のＸ線撮像装置は、上記第１実施形態の図１、図２に示す構成及び図３、図４に示す製造工程のうち、図３に示す製造工程が相違する。
【００２８】
図１及び図２において、１０１は、光電変換素子が形成されている例えば水素化アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）センサ基板を成すガラス基板であり、１０２は、光電変換素子を工程流動中に機械的衝撃または大気からの水分を保護するための、有機材料からなる保護膜である。１０３は、Ｘ線を可視光に変換する蛍光体であり、粒子結晶であるＧＯＳを使用している。ＧＯＳのほかに、柱状結晶のＣｓＩを使用してもよい。蛍光体１０３は、保護膜１０２上にアクリル系の粘着剤にて貼り合わせており、蛍光体１０３の上面をローラーでプレス圧着している。１０４は本発明の特徴とするアクリル系の樹脂であり、１０１ガラス基板の外周に突起状に塗布する。アクリル系樹脂１０４の硬化方法として、熱硬化型の樹脂を使用し、ドライファン又は、炉に入れて硬化させる。その他にＵＶ硬化型の樹脂を使用しても良い。１０５はシリコン系の樹脂であり、保護膜１０２と蛍光体１０３の密着強度をあげるため、またアクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の間にできた空房を埋めるために滴下する。１０６はアルミフィルム材料の金属板であり、蛍光体１０３及びガラス基板１０１上に形成された光電変換素子の吸湿を防ぐために蛍光体１０３上に貼りあわせる。貼り合わせる接着材料は軟性であるシリコン系の樹脂を使用する。
【００２９】
次に、本実施形態のＸ線撮像装置の製造方法を説明する。
【００３０】
図３は、光電変換素子基板１０１上に蛍光体１０３とその基板１０１外周にアクリル系の樹脂１０４が塗布された断面図を示す。
【００３１】
図３において、まず、光電変換素子が形成されたガラス基板１０１上に保護膜１０２を塗布する。保護膜１０２を硬化させた後、厚さ３００μｍから４００μｍの蛍光体１０３をアクリル系の粘着剤にて保護膜１０２上に貼り合わせる。このときの接着剤として、光電変換素子が形成されたガラス基板１０１上の保護膜１０２と蛍光体１０３の密着強度を強化するためにアクリル系の樹脂を使用する。
【００３２】
次いで、アクリル系樹脂１０４をガラス基板１０１外周を突起状に塗布する。その塗布方法としては、ディスペンサーを使用して、同じ量を保つために、一定の圧力で吐出している。アクリル系樹脂１０４の突起の厚さは、蛍光体１０３の厚さよりも、およそ１００μｍ高くなるように厚さ４００μｍから５００μｍで塗布することが望ましい。塗布後はゲル状にするため、３０℃から６０℃の温度条件で１時間から４時間プリキュアを行なう。プリキュア後は、シリコン系の樹脂１０５をゲル状のアクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の間に塗布する。
【００３３】
図５は、上記工程後、蛍光体１０３上にアルミフィルム板１０６を貼り合わせる前の断面図を示す。
【００３４】
図５に示すように、アルミフィルム板１０６の蛍光体貼り合わせ面にスリットコーターによる塗布装置を使用して、シリコン系の樹脂５０１を塗布する。スリットコーターの塗布条件で、図５に示す突起５０１１の状態にすることができるため、これによりアクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の隙間にはめ込むことができる。
【００３５】
図４は、上記工程後、蛍光体１０３上にアルミフィルム板１０６を貼り合わせた断面図を示す。
【００３６】
図４に示すように、アルミフィルム板１０６を蛍光体１０３上にシリコン系の樹脂にて貼り合わせる。軟性であるシリコン系の樹脂を使用することで、樹脂の収縮による光電変換素子へのストレスを防ぐことができる。
【００３７】
次いで、アルミフィルム板１０６に対しその上面よりローラーによるプレス圧着を行なう。これにより、ゲル状の突起であるアクリル系樹脂１０４がアルミフィルム板１０６によって押し潰される状態になり、両界面が密着する。さらにローラーによるプレス圧着によって、アクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の隙間にはめ込まれたシリコン系樹脂が隙間満遍なく広がることで、アルミフィルム板１０６と蛍光体１０３の密着強度が増す。
【００３８】
その後、アクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３上にアルミフィルム板１０６を貼り合わせた状態で、それぞれの樹脂の完全硬化を行ない、そのうちアクリル系樹脂１０４の硬度は、ロックウェルＭ９０〜１００に硬化させ、またアルミフィルム板１０６に塗布したシリコン系樹脂の硬度は、ロックウェルＭ８０〜９０に硬化させる。
【００３９】
従って、本実施形態においても、上記第１実施形態と同様に、軟性であるシリコン系樹脂の方が熱収縮が少ないため、光電変換素子が形成されたガラス基板１０１及び蛍光体１０３へのストレスを低減することができる。
【００４０】
上記効果に加え、本実施形態によれば、アルミフィルム板１０６の蛍光体貼り合わせ面にシリコン系樹脂を塗布する際にその突起部を形成するので、アクリル系樹脂１０４と蛍光体１０３の隙間に別途シリコン系樹脂をはめ込む工程が削減できる利点もある。
【００４１】
図６は、本発明による放射線撮像装置を用いた放射線撮像システム（Ｘ線診断システム）への応用例を示したものである。
【００４２】
図８に示す放射線撮像システムにおいて、Ｘ線チューブ６０５０で発生したＸ線６０６０は患者あるいは被験者６０６１の胸部６０６２を透過し、光電変換素子の上部に蛍光体を実装した放射線撮像装置６０４０に入射する。この入射したＸ線には患者６０６１の体内部の情報が含まれている。Ｘ線の入射に対応して放射線検出装置６０４０の蛍光体は発光し、これを放射線検出装置６０４０の光電変換素子にて光電変換して、電気的情報を得る。この情報はディジタルに変換されイメージプロセッサ６０７０により画像処理され制御室のディスプレイ６０８０で観察できる。
【００４３】
また、この情報は電話回線６０９０等の伝送手段により遠隔地へ転送でき、別の場所のドクタールームなどディスプレイ６０８１に表示もしくは光ディスク等の保存手段に保存することができ、遠隔地の医師が診断することも可能である。またフィルムプロセッサ６１００によりフィルム６１１０に記録することもできる。
【００４４】
以上本発明の実施形態について説明したが、本発明の好適な実施の態様を以下のとおり列挙する。
［実施態様１］  絶縁基板上に光電変換素子を２次元アレー状に配置した光電変換素子基板と、該光電変換素子基板上に配置され、放射線を光に変換する蛍光体とを有する放射線撮像装置の製造方法において、前記光電変換素子基板上に前記蛍光体を貼り合わせる工程と、前記光電変換素子基板上の前記蛍光体周囲を囲う外周部にアクリル系樹脂をその厚さが該蛍光体の厚さよりも大きくなる状態で突起状に塗布する工程と、前記突起状に塗布されたアクリル系樹脂をゲル状にする工程と、前記ゲル状にされた前記突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に同時に軟性のシリコン系樹脂を用いてアルミフィルム板を貼り合わせる工程と、前記アクリル系樹脂と前記シリコン系樹脂を熱硬化させる工程とを備えたことを特徴とした放射線撮像装置の製造方法。
［実施態様２］  前記アルミフィルム板を貼り合わせる工程は、前記突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に同時に貼り合わされた該アルミフィルム板をその上面からプレス圧着する工程を有することを特徴とする実施態様１に記載の放射線撮像装置の製造方法。
［実施態様３］  前記アルミフィルム板を貼り合わせる工程は、前記ゲル状にされた突起状のアクリル系樹脂と前記蛍光体との隙間にシリコン系樹脂をはめ込み、該シリコン系樹脂がはめ込まれた突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に同時にシリコン系樹脂を用いてアルミフィルム板を貼り合わせることを特徴とする実施態様１又は２に記載の放射線撮像装置の製造方法。
［実施態様４］  前記アルミフィルム板を貼り合わせる工程は、アルミフィルム板の蛍光体貼り付け面上にシリコン系樹脂を塗布し、該シリコン系樹脂のうち前記突起状アクリル系樹脂と前記蛍光体との隙間を臨む対向位置に突起部を形成し、該突起部を前記隙間にはめ込むようにして前記突起状のアクリル系樹脂上と前記蛍光体上に前記アルミフィルム板を貼り合わせることを特徴とする実施態様１又は２に記載の放射線撮像装置の製造方法。
［実施態様５］  絶縁基板上に光電変換素子を２次元アレー状に配置した光電変換素子基板と、該光電変換素子基板上に配置され、放射線を光に変換する蛍光体と、該蛍光体上に配置されるアルミフィルム板とを有する放射線撮像装置において、前記光電変換素子基板と前記アルミフイルム板間の蛍光体周囲を囲う外周部に配置されたアクリル系樹脂と、軟性のシリコン系樹脂とを介して、前記蛍光体と前記アルミフィルム板とが互いに貼り合わされていることを特徴とする放射線撮像装置。
［実施態様６］  前記アクリル系樹脂と前記蛍光体との隙間にシリコン系樹脂がはめ込まれていることを特徴とする実施態様５に記載の放射線撮像装置。
［実施態様７］  実施態様５又は６に記載の放射線撮像装置と、前記放射線検出装置からの信号を処理する信号処理手段と、該信号処理手段からの信号を記録するための記録手段と、前記信号処理手段からの信号を表示するための表示手段と、前記信号処理手段からの信号を伝送するための伝送処理手段と、前記放射線を発生させるための放射線源とを備えたことを特徴とする放射線撮像システム。
【００４５】
【発明の効果】
以上説明したように、蛍光体とアルミフィルム板の貼り合わせの際に、軟性のシリコン系樹脂を使用することで、ガラス基板全体に熱収縮によるストレスを防ぐことができる。アルミフィルム板と光電変換素子基板外周に塗布したアクリル系樹脂を使用することで、アルミフィルム板との密着強度が上がり、信頼性が向上し、歩留りを向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係るＸ線撮像装置（放射線撮像装置）の平面図である。
【図２】図１中のＢ−Ｂ’線に沿った拡大断面図である。
【図３】光電変換素子基板上に蛍光体と基板外周にアクリル系の樹脂が塗布された状態を説明する断面図である。
【図４】蛍光体上にアルミフィルムを貼り合わせた状態を説明する断面図である。
【図５】蛍光体上にアルミフィルム板を貼り合わせる前の状態を説明する断面図である。
【図６】本発明による放射線検出装置を適用したＸ線撮像システムの全体構成を示す図である。
【符号の説明】
１０１  ガラス基板
１０２  保護膜
１０３  蛍光体
１０４  アクリル系樹脂
１０５  シリコン系樹脂
１０６  アルミフィルム板
５０１  シリコン系樹脂
５０１１  突起
【図１】
2004335580.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2004335580.tif 000006
【図５】
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【図６】
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