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JP2012052965A - Radiation detector and method for producing the same - Google Patents

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JP2012052965A
JP2012052965A JP2010197044A JP2010197044A JP2012052965A JP 2012052965 A JP2012052965 A JP 2012052965A JP 2010197044 A JP2010197044 A JP 2010197044A JP 2010197044 A JP2010197044 A JP 2010197044A JP 2012052965 A JP2012052965 A JP 2012052965A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
layer
moisture
radiation detector
substrate
adhesive layer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Abandoned
Application number
JP2010197044A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Katsuhisa Honma
克久 本間
Hiroyuki Aida
博之 會田
Yuichi Shinba
勇一 榛葉
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Canon Electron Tubes and Devices Co Ltd
Original Assignee
Toshiba Corp
Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp, Toshiba Electron Tubes and Devices Co Ltd filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP2010197044A priority Critical patent/JP2012052965A/en
Publication of JP2012052965A publication Critical patent/JP2012052965A/en
Abandoned legal-status Critical Current

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  • Conversion Of X-Rays Into Visible Images (AREA)
  • Measurement Of Radiation (AREA)
  • Apparatus For Radiation Diagnosis (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a radiation detector which minimizes a substrate size and lengthwise and crosswise dimensions of a body with respect to a practical-use pixel area while ensuring excellent moistureproof performance.SOLUTION: A radiation detector comprises; an array substrate 12 which includes a pixel area where a plurality of photoelectric conversion elements are provided and an internal wiring layer 6 drawn from the pixel area; a scintillator layer 13 provided on the pixel area of the array substrate 12; a connecting part 5 connected with the internal wiring layer 6 around the array substrate 12 and also with an external wiring 9; a moistureproof layer 15 formed in a hat shape having a flange part 15a to cover the scintillator layer 13; and an adhesive layer 16 for bonding the flange part 15a and the array substrate 12. The adhesive layer 16 bonds at least a part of the flange part 15a and the array substrate 12 at the upper part of the connecting part 5.

Description

本発明は、放射線を検出する放射線検出器及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a radiation detector for detecting radiation and a method for manufacturing the same.

新世代のX線診断用検出器として、アクティブマトリクスを用いた平面形の放射線検出器が開発されている。この放射線検出器に照射されたX線を検出することにより、X線撮影像、あるいはリアルタイムのX線画像がデジタル信号として出力される。   A planar radiation detector using an active matrix has been developed as a new generation X-ray diagnostic detector. By detecting the X-rays applied to the radiation detector, an X-ray image or a real-time X-ray image is output as a digital signal.

放射線検出器は、一般に、X線を可視光すなわち蛍光に変換するシンチレータ層と、この蛍光をアモルファスシリコン(a−Si)フォトダイオード、あるいはCCD(Charge Coupled Device)などの光電変換素子で信号電荷に変換する光電変換部と、シンチレータ層などを外部雰囲気から保護して湿度などによる特性の劣化を抑える防湿構造とを備えている。   In general, a radiation detector uses a scintillator layer that converts X-rays into visible light, that is, fluorescence, and converts this fluorescence into signal charges using a photoelectric conversion element such as an amorphous silicon (a-Si) photodiode or a CCD (Charge Coupled Device). A photoelectric conversion unit for conversion and a moisture-proof structure that protects the scintillator layer and the like from the external atmosphere and suppresses deterioration of characteristics due to humidity or the like are provided.

上記防湿構造として、ポリパラキシリレン(以下、「パリレン」と記す)のCVD膜を用いる方法がある(例えば、特許文献1参照)。   As the moisture-proof structure, there is a method using a CVD film of polyparaxylylene (hereinafter referred to as “parylene”) (for example, see Patent Document 1).

しかしながら、パリレンCVD膜を用いる方法の場合、少なくとも実用的な膜厚範囲(例えば20μm)では透湿バリア性が不十分な場合が多い。   However, in the case of a method using a parylene CVD film, the moisture permeability barrier property is often insufficient at least in a practical film thickness range (for example, 20 μm).

これに対して、AL箔等のハット状の防湿層を周辺部で基板と接着封止して防湿性能を保つ方法(例えば、特許文献2参照)がある。   On the other hand, there is a method of keeping moisture-proof performance by bonding and sealing a hat-shaped moisture-proof layer such as an AL foil with a substrate at the periphery (see, for example, Patent Document 2).

この方法は、シンチレータを覆う形にAL合金などの防湿層を形成してその周辺部に鍔(つば)部を設け、鍔部を基板と接着シールするものである。この方法に拠れば、アルミ合金箔や有機/無機積層膜などの防湿層材料の選定とハット状の形状により、実質的に透湿を無視できるレベルの防湿層でシンチレータの大部分を覆う構造が可能となる。加えて、ハット状防湿層の鍔の部分を接着部として用いることで、接着層と基板との間は薄い接着層(透湿断面積を小さく抑えられる)として、かつ接着層の幅を鍔の部分の幅程度まで広く確保することができる。しかもハット状防湿層自体は必要以上に厚くする必要がないため、X線や放射線の吸収によるロスも極めて小さく抑えられる。例えば、アルミ合金や無機膜/有機膜積層防湿層ではではピンホールを生じない程度の厚み(概ね30μm程度以上)があれば防湿性は十分である。従って、接着層からの透湿率を最小限に抑えてなおかつX線ロスも小さい、高い検出能力の放射線検出器が実現可能である。   In this method, a moisture-proof layer made of an AL alloy or the like is formed so as to cover the scintillator, and a collar portion is provided around the periphery, and the collar portion is bonded and sealed to the substrate. According to this method, a structure that covers most of the scintillator with a moisture-proof layer that can substantially ignore moisture permeation by selecting a moisture-proof layer material such as an aluminum alloy foil or an organic / inorganic laminated film and a hat-like shape. It becomes possible. In addition, by using the ridge portion of the hat-shaped moisture-proof layer as an adhesive portion, the adhesive layer and the substrate are thinly bonded (the moisture permeable cross-sectional area can be reduced), and the width of the adhesive layer is reduced. It is possible to secure a wide area up to the width of the portion. Moreover, since the hat-shaped moisture-proof layer itself does not need to be thicker than necessary, loss due to absorption of X-rays and radiation can be suppressed to a very small level. For example, an aluminum alloy or an inorganic / organic laminated moisture barrier layer has sufficient moisture resistance if it has a thickness that does not cause pinholes (approximately 30 μm or more). Therefore, it is possible to realize a radiation detector with a high detection capability that minimizes the moisture permeability from the adhesive layer and has a small X-ray loss.

上記透湿率に関して近似式を使って説明すると、防湿構造全体の透湿率は概略以下の(1)式で表せる。   The moisture permeability of the entire moisture-proof structure can be expressed by the following equation (1).

Q(Total)=Q(防湿層)+Q(接着層)・・・(1)
また、Q(接着層)は、さらに以下の(2)式で表せる。
Q (Total) = Q (Moisture-proof layer) + Q (Adhesive layer) (1)
Further, Q (adhesive layer) can be further expressed by the following formula (2).

Q(接着層)=P(接着層)・S(接着層)/W(接着層)
=P(接着層)・L(接着層)・T(接着層)/W(接着層)
・・・(2)
(Q:透湿率、P:透湿係数、S:透湿断面積、W:幅、L:周長、T:接着層厚み)
接着層材質の透湿係数Pを低減する手法としては、接着層に用いる接着剤にAlやタルクなどの無機フィラー材を添加する方法が有効である。フィラーは、接着層の中で透湿パスを制限して実効的な透湿断面積を低下し、透湿距離を延長する。
Q (adhesive layer) = P (adhesive layer) · S (adhesive layer) / W (adhesive layer)
= P (adhesive layer), L (adhesive layer), T (adhesive layer) / W (adhesive layer)
... (2)
(Q: moisture permeability, P: moisture permeability coefficient, S: moisture permeability cross section, W: width, L: circumference, T: adhesive layer thickness)
As a technique for reducing the moisture permeability coefficient P of the adhesive layer material, an effective method is to add an inorganic filler material such as Al 2 O 3 or talc to the adhesive used for the adhesive layer. The filler restricts the moisture-permeable path in the adhesive layer, reduces the effective moisture-permeable cross-sectional area, and extends the moisture-permeable distance.

また、(2)式から分かる通り、接着層からの透湿率を抑えるために、接着層の幅W(接着層)の値を大きく取ることが望ましい。具体的には、例えば5mm程度の接着層幅W(接着層)を確保できるように、基板内のシンチレータ層エリア(実用アクティブエリア)と周辺回路への配線及びその接続部との間隔を取る必要がある。実用上では、防湿層の鍔部と基板との位置ズレマージンや接着材の食み出しも考慮した接着層エリアを確保する必要が有り、鍔部が5mmの設計の場合でも、その両端に夫々3mm(2〜4mm)程度は最低限の余裕代を持たせる必要がある。さらに、この接着層領域は、制御線側と信号線側との両方に必要であり、また設計により夫々基板の両側に配線及びその接続部を有する場合も多い。その場合には、接着層に対して確保するエリアも基板の夫々両側に設ける必要がある。   Further, as can be seen from the equation (2), in order to suppress the moisture permeability from the adhesive layer, it is desirable to increase the value of the width W (adhesive layer) of the adhesive layer. Specifically, for example, it is necessary to provide a space between the scintillator layer area (practical active area) in the substrate, the wiring to the peripheral circuit, and the connection portion so that an adhesive layer width W (adhesive layer) of about 5 mm can be secured. There is. In practical use, it is necessary to secure an adhesive layer area that takes into account the positional deviation margin between the flange portion of the moisture-proof layer and the substrate and the protrusion of the adhesive material. About 3 mm (2 to 4 mm) needs to have a minimum margin. Further, the adhesive layer region is necessary on both the control line side and the signal line side, and there are many cases where the wiring and the connection portion thereof are provided on both sides of the substrate depending on the design. In that case, it is necessary to provide areas to be secured for the adhesive layer on both sides of the substrate.

これらの点を合わせると、例えば基板の上下左右に夫々11mm程度、接着層およびそのマージン代に供するエリアが必要となる。このため、実用画素領域に対して基板のサイズがその分大きくなり、筐体の寸法も接着層の領域に相当するサイズ分だけ縦横寸法を大きく確保する必要がある。   When these points are combined, for example, an area of about 11 mm on the top, bottom, left and right of the substrate is required for the adhesive layer and its margin. For this reason, the size of the substrate is increased correspondingly with respect to the practical pixel region, and it is necessary to ensure the vertical and horizontal dimensions of the housing by the size corresponding to the region of the adhesive layer.

図13に、AL箔等のハット状の防湿層を設けた放射線検出器の具体的な寸法例を示す。   FIG. 13 shows a specific dimension example of a radiation detector provided with a hat-shaped moisture-proof layer such as an AL foil.

この放射線検出器50では、表面に信号線や制御線などの内部配線層6が形成されたアレイ基板12の表面に、シンチレータ層13、反射膜14が順に積層され、さらにこれらを覆うように形成されたALハットの防湿層15が鍔部15aで接着層16によりアレイ基板12と接着されている。また、アレイ基板12の表面に設けられた内部配線層6の先端部にはTABパッド7が形成されており、異方性導電フィルム(ACF)層8を介してFPC配線層9と接続されている。   In this radiation detector 50, a scintillator layer 13 and a reflective film 14 are sequentially laminated on the surface of an array substrate 12 on which internal wiring layers 6 such as signal lines and control lines are formed, and are formed so as to cover them. The AL hat moisture-proof layer 15 is bonded to the array substrate 12 by the adhesive layer 16 at the flange portion 15a. A TAB pad 7 is formed at the tip of the internal wiring layer 6 provided on the surface of the array substrate 12 and is connected to the FPC wiring layer 9 through an anisotropic conductive film (ACF) layer 8. Yes.

ここで、本放射線検出器50では、アレイ基板12のX線画像を取得することができる画素エリア(アクティブエリア)を、X方向Y方向ともに夫々約440mmとし、シンチレータ層13を形成するCsI蒸着エリアも、蒸着時の位置ズレマージンや回り込みを考慮して446mm□としている。   Here, in this radiation detector 50, the pixel area (active area) from which the X-ray image of the array substrate 12 can be acquired is about 440 mm in both the X direction and the Y direction, and the CsI vapor deposition area in which the scintillator layer 13 is formed. In addition, it is set to 446 mm □ in consideration of a positional deviation margin and wraparound at the time of vapor deposition.

また、シンチレータ層13を蒸着するエリアの外側に、ALハットの鍔部15aを接着する為の接着層16のエリアとして、鍔部の幅5mmと、これに加えて鍔部とアレイ基板との製造時の位置ズレマージン及び接着材の食み出しマージンを見込んで、内側に2mm、外側に4mmの余裕代を確保している。   In addition, as an area of the adhesive layer 16 for bonding the AL hat collar 15a to the outside of the area where the scintillator layer 13 is deposited, the width of the collar 5 mm, and in addition to this, manufacture of the collar and the array substrate In consideration of the time misalignment margin and the adhesive protrusion protrusion margin, a margin of 2 mm on the inside and 4 mm on the outside is secured.

これらの余裕代は、ALハット鍔部15aとアレイ基板12との製造時の位置ズレマージン、接着材の食み出しに対するマージン分である。内側の余裕代の方が小さい理由は2点ある。1点目は、ALハット鍔部15a外側の接着材の食み出しがTABパッド7のエリアには絶対許されないのに対して、内側のシンチレータ層13側に少し染み出しても許容できる点、2点目は、防湿層15のALハット自体がシンチレータ層13(例えばCsI:Tl蒸着膜の裾野)に多少かかっても許容できるためである。   These margins are a margin of positional deviation at the time of manufacturing the AL hat flange 15a and the array substrate 12, and a margin for protrusion of the adhesive. There are two reasons why the inner margin is smaller. The first point is that the protrusion of the adhesive on the outer side of the AL hat collar 15a is never allowed in the area of the TAB pad 7, but it can be allowed to ooze out slightly on the inner scintillator layer 13 side, The second point is that the AL hat itself of the moisture-proof layer 15 is acceptable even if it is slightly applied to the scintillator layer 13 (for example, the base of the CsI: Tl deposited film).

これら必要寸法を考慮して、TABパッド7内側端までの防湿エリア外寸は468mm□となり、そのエリアに接する外側の領域から2mmのTABパッド7を配している。   Considering these necessary dimensions, the outer dimension of the moisture-proof area up to the inner edge of the TAB pad 7 is 468 mm □, and the 2 mm TAB pad 7 is arranged from the outer area in contact with the area.

この放射線検出器50では、TABパッド7領域より外側は約3mmの間を取ってアレイ基板12の端面が来るようにカットされている。これらの結果、パネルサイズは478mm□となっている。   In this radiation detector 50, the outer side of the TAB pad 7 region is cut so that the end face of the array substrate 12 comes about 3 mm apart. As a result, the panel size is 478 mm □.

このような構造を有する放射線検出器50は、図14に示す手順で製造される。   The radiation detector 50 having such a structure is manufactured by the procedure shown in FIG.

先ず、図14(a)に示すように、防湿層15として、周囲に5mmの鍔部15aを有するALハットを用い、ALハットを専用のトレイ31に重し32を載せた状態で逆さまにセットする。   First, as shown in FIG. 14 (a), as a moisture-proof layer 15, an AL hat having a flange portion 15a of 5 mm around is used, and the AL hat is set upside down with a dedicated tray 31 and a 32 placed thereon. To do.

次に、鍔部15aをアセトンで清浄化した後に、図示しないディスペンサー装置を用いて図14(b)に示すように加熱硬化型の接着シール材33を1mg/mm程度の量で鍔部15a一周にわたって塗布する。ここで、接着シール材33は、その粘度は約300Pa・secの高粘度タイプを用いることができる。   Next, after cleaning the collar portion 15a with acetone, the thermosetting adhesive sealing material 33 is wound around the collar portion 15a by an amount of about 1 mg / mm as shown in FIG. Apply over. Here, the adhesive seal material 33 can be a high viscosity type having a viscosity of about 300 Pa · sec.

また、上記防湿層15が形成されるアレイ基板12は以下のようにして準備する。   The array substrate 12 on which the moisture-proof layer 15 is formed is prepared as follows.

先ず、表面に所定の内部配線層6及びTABパッド7を形成したアレイ基板12上に、シンチレータ層13としてCsI:Tl膜を約600μmの膜厚で蒸着する。この際、蒸着時のマスク冶具とアレイ基板12との位置ずれを見込んでも上記の画素エリア(アクティブエリア)を完全に覆うように、蒸着マスクの開口寸法は約444mm□とされる。実際には蒸着マスク寸法に対して上下左右で夫々1mm程度の回り込みがあるので、先に述べたように概ね446mm□程度のCsI:Tl膜蒸着エリアを見込む設計とされる。   First, a CsI: Tl film is deposited as a scintillator layer 13 to a thickness of about 600 μm on an array substrate 12 having a predetermined internal wiring layer 6 and TAB pad 7 formed on the surface. At this time, the opening size of the vapor deposition mask is set to about 444 mm □ so that the pixel area (active area) is completely covered even if a positional deviation between the mask jig and the array substrate 12 during vapor deposition is expected. Actually, there is a wraparound of about 1 mm in the vertical, horizontal and horizontal directions with respect to the vapor deposition mask dimension, so that the design is designed to allow for a CsI: Tl film deposition area of about 446 mm □ as described above.

次に、シンチレータ層13上に、TiOの細粒を樹脂バインダと混合したタイプの反射膜14を約100μmの膜厚で形成する。反射膜14の特性(蛍光反射率や反射膜内部での蛍光の広がりなど)は、輝度優先や解像度優先などの用途により選択できる。また、用途によっては反射膜14を省く場合や、反射膜14の代わりに蛍光吸収膜を形成して、輝度を犠牲にしても解像度の良い特性を求める場合もある。 Next, a reflective film 14 of a type in which fine particles of TiO 2 are mixed with a resin binder is formed on the scintillator layer 13 with a film thickness of about 100 μm. The characteristics of the reflective film 14 (fluorescence reflectance, the spread of fluorescence inside the reflective film, etc.) can be selected according to applications such as priority on luminance and resolution. Depending on the application, the reflective film 14 may be omitted, or a fluorescent absorption film may be formed instead of the reflective film 14 to obtain characteristics with good resolution even at the expense of luminance.

次に、図14(c)に示すように、減圧チャンバ34内で、シンチレータ層13を形成したアレイ基板12(反射膜14は図示されていない)を治具35を用いて逆さまにした状態で防湿層15と対向させてセットする。   Next, as shown in FIG. 14C, the array substrate 12 on which the scintillator layer 13 is formed (the reflective film 14 is not shown) is turned upside down using a jig 35 in the decompression chamber 34. Set facing the moisture-proof layer 15.

さらに、図14(d)に示すように、加圧板37を用いて図示しないエアシリンダによる加圧により貼り合せ、密着させる鍔部への圧力が概ね2kgf/cmになる荷重を加えて密着させる。 Further, as shown in FIG. 14 (d), the pressure plate 37 is used for adhesion by applying pressure by an air cylinder (not shown) and the pressure applied to the collar portion to be adhered is approximately 2 kgf / cm 2 for adhesion. .

その後、ある程度の加重を加えた状態で60℃の加熱オーブン内にて約3時間加熱する。   Then, it heats for about 3 hours in a 60 degreeC heating oven in the state which applied a certain amount of weight.

このようにして、ALハットの鍔部15aは、図13に示すように、アレイ基板12の接着層16エリアに接着された状態で収まるものとなる。   In this way, the collar portion 15a of the AL hat is accommodated in a state where it is adhered to the adhesive layer 16 area of the array substrate 12, as shown in FIG.

以上の防湿構造形成後に、実装工程によりTABパッド7にFPC配線層9の接続電極部を異方性導電フィルム(ACF)層8を介して熱圧着し、さらに筐体に組み込んで回路基板と接続して動作する状態としている。   After the above moisture-proof structure is formed, the connecting electrode portion of the FPC wiring layer 9 is thermocompression bonded to the TAB pad 7 through the anisotropic conductive film (ACF) layer 8 in the mounting process, and further incorporated into the housing and connected to the circuit board. And is in a state of operating.

米国特許第6262422号明細書US Pat. No. 6,262,422 特開2009−128023号公報JP 2009-128023 A

しかしながら、上記の構造を有する放射線検出器50では、例えばアレイ基板12の上下左右に夫々11mm程度、接着層16およびそのマージン代に供するエリアが必要となる。このため、実用画素領域に対して基板のサイズがその分大きくなり、筐体の寸法も接着層16の領域に相当するサイズ分だけ縦横寸法を大きく確保しなければならない。   However, in the radiation detector 50 having the above-described structure, for example, about 11 mm on the top, bottom, left, and right of the array substrate 12 are required for the adhesive layer 16 and an area for the margin. For this reason, the size of the substrate is increased correspondingly with respect to the practical pixel area, and the dimensions of the housing must be ensured to be large by the size corresponding to the area of the adhesive layer 16.

本発明はこれらの点に鑑みてなされたものであり、優れた防湿性能を確保しつつ、実用画素領域に対して基板サイズや筐体の縦横寸法を最小限に抑えた放射線検出器及びその製造方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of these points, and while ensuring excellent moisture-proof performance, a radiation detector in which the substrate size and the vertical and horizontal dimensions of the housing are minimized with respect to the practical pixel region, and its manufacture It aims to provide a method.

上述の目的を達成するため、本発明の放射線検出器は、蛍光を電気信号に変換する光電変換素子が複数設けられた画素エリアと前記画素エリアから引出される内部配線層とを備える基板と、前記基板の前記画素エリア上に設けられ入射する放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、前記基板の周囲で前記内部配線層に接続されるとともに外部配線と接続する接続部と、前記シンチレータ層を覆うべく鍔部を有するハット状に形成され前記シンチレータ層を外部の湿気から保護する防湿層と、前記防湿層の前記鍔部及び前記基板を接着する接着層とを備える放射線検出器において、前記接着層は、前記接続部の上方で前記鍔部の少なくとも一部と前記基板とを接着していることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, a radiation detector of the present invention comprises a substrate comprising a pixel area provided with a plurality of photoelectric conversion elements for converting fluorescence into an electrical signal, and an internal wiring layer drawn from the pixel area; A scintillator layer provided on the pixel area of the substrate for converting incident radiation into fluorescence, a connection portion connected to the internal wiring layer and connected to an external wiring around the substrate, and covering the scintillator layer In the radiation detector comprising: a moisture-proof layer that is formed in a hat shape having a flange portion to protect the scintillator layer from external moisture; and an adhesive layer that bonds the flange portion of the moisture-proof layer and the substrate. Is characterized in that at least a part of the flange is bonded to the substrate above the connecting portion.

また、上述の目的を達成するため、本発明の放射線検出器の製造方法は、鍔部を有するハット状に防湿層を形成する工程と、前記鍔部の少なくとも一部に接着材を塗布する工程と、光電変換素子が複数設けられた画素エリアと前記画素エリアから引出される内部配線層とを備える基板を用意し、シンチレータ層を前記基板の前記画素エリア上に設けるとともに、前記基板の周囲で前記内部配線層に接続された接続部において外部配線を接続する工程と、前記接続部の上方で前記鍔部の少なくとも一部と前記基板とを減圧雰囲気下で前記接着材を介して貼り合わせる工程と、を備えることを特徴とする。   In order to achieve the above-mentioned object, the method for manufacturing a radiation detector according to the present invention includes a step of forming a moisture-proof layer in a hat shape having a collar portion, and a step of applying an adhesive to at least a part of the collar portion. And a substrate comprising a pixel area provided with a plurality of photoelectric conversion elements and an internal wiring layer drawn from the pixel area, and a scintillator layer is provided on the pixel area of the substrate, and around the substrate. A step of connecting an external wiring at a connection portion connected to the internal wiring layer, and a step of bonding at least a part of the flange portion and the substrate above the connection portion via the adhesive in a reduced pressure atmosphere And.

本発明によれば、防湿性能に優れ、かつ実効画素エリアに対して基板のサイズを小さく抑えて筐体の縦横寸法を最小化することにより、防湿信頼性と軽量コンパクト性を兼ね備えた放射線検出器を提供することができる。   According to the present invention, the radiation detector has excellent moisture proof performance, and has both moisture proof reliability and lightweight compactness by minimizing the vertical and horizontal dimensions of the housing by minimizing the size of the substrate with respect to the effective pixel area. Can be provided.

本発明に係る放射線検出器の一実施の形態を示す斜視図。The perspective view which shows one Embodiment of the radiation detector which concerns on this invention. 同放射線検出器の断面図。Sectional drawing of the radiation detector. 同放射線検出器の模式断面図。The schematic cross section of the radiation detector. 同放射線検出器の製造方法を示す断面図であり、(a)はハット状に形成した防湿層を逆さまに準備した状態、(b)は防湿層の鍔部にシール材を塗布した状態、(c)は減圧チャンバ内に所定の層を形成したアレイ基板と防湿層とをセットした状態、(d)はアレイ基板と防湿層とをエアシリンダで加圧した状態。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the radiation detector, (a) is the state which prepared the moisture-proof layer formed in the hat shape upside down, (b) is the state which apply | coated the sealing material to the collar part of the moisture-proof layer, ( c) A state in which an array substrate having a predetermined layer formed in a decompression chamber and a moisture-proof layer are set, and (d) a state in which the array substrate and the moisture-proof layer are pressurized by an air cylinder. 本発明に係る放射線検出器の他の実施の形態を示す模式断面図。The schematic cross section which shows other embodiment of the radiation detector which concerns on this invention. 実施例1において60℃−90%RH加温加湿試験を行った場合の防湿性能の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of moisture-proof performance at the time of performing a 60 degreeC-90% RH heating humidification test in Example 1. FIG. 実施例2においてフィラー材(タルク)の添加率を変えて60℃−90%RH×500hの加温加湿試験を行った場合の防湿性能の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of moisture-proof performance at the time of changing the addition rate of a filler material (talc) in Example 2, and performing the heating humidification test of 60 degreeC-90% RH * 500h. 実施例3においてスペーサ材の有無による60℃−90%RH×500hの加温加湿試験後の防湿性能を比較した棒グラフ。The bar graph which compared the moisture-proof performance after the heating and humidification test of 60 degreeC-90% RH * 500h by the presence or absence of a spacer material in Example 3. FIG. 実施例4においてフィラー材(タルク)の体積充填率を変えた場合の透湿係数の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of the moisture permeability coefficient at the time of changing the volume filling rate of a filler material (talc) in Example 4. FIG. 実施例5において接着層のT/Wを変えた場合の防湿性能の変化を示すグラフ。The graph which shows the change of moisture proof performance at the time of changing T / W of an adhesive layer in Example 5. FIG. 実施例6において反射層の材質を変えた場合の防湿性能を比較した棒グラフ。The bar graph which compared the moisture-proof performance at the time of changing the material of a reflective layer in Example 6. FIG. 実施例7において製造方法の相違がマイクロフォニックに及ぼす影響を調べたオシロスコープ画像及び検出器全面の暗画像であり、(a)は大気圧での貼り合わせの場合、(b)は減圧下での貼り合わせの場合。The oscilloscope image which investigated the influence which the difference in a manufacturing method has in Example 7 on microphonic, and the dark image of the detector whole surface, (a) is the case of bonding at atmospheric pressure, (b) is under reduced pressure For pasting. 従来の放射線検出器の模式断面図。The schematic cross section of the conventional radiation detector. 従来の放射線検出器の製造方法を示す断面図であり、(a)はハット状に形成した防湿層を逆さまに準備した状態、(b)は防湿層の鍔部にシール材を塗布した状態、(c)は減圧チャンバ内に所定の層を形成したアレイ基板と防湿層とをセットした状態、(d)はアレイ基板と防湿層とをエアシリンダで加圧した状態。It is sectional drawing which shows the manufacturing method of the conventional radiation detector, (a) is the state which prepared the moisture-proof layer formed in the hat shape upside down, (b) is the state which apply | coated the sealing material to the collar part of the moisture-proof layer, (C) is a state in which an array substrate having a predetermined layer formed in a decompression chamber and a moisture-proof layer are set, and (d) is a state in which the array substrate and the moisture-proof layer are pressurized by an air cylinder.

以下、本発明の一実施の形態に係る放射線検出器について、図面を参照して説明する。   Hereinafter, a radiation detector according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

(放射線検出器の全体構造)
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。
(Overall structure of radiation detector)
FIG. 1 is a perspective view of a radiation detector according to the present embodiment, and FIG. 2 is a sectional view of the radiation detector.

放射線検出器10は、放射線像であるX線像を検出するX線平面センサであり、例えば、一般医療用途などに用いられている。   The radiation detector 10 is an X-ray plane sensor that detects an X-ray image that is a radiation image, and is used for general medical applications, for example.

この放射線検出器10は、図1及び図2に示すように、蛍光を電気信号に変換する光電変換基板としてのアレイ基板12、このアレイ基板12の一主面である表面上に設けられ入射するX線を蛍光に変換するX線変換部であるシンチレータ層13、このシンチレータ層13上に設けられシンチレータ層13からの蛍光をアレイ基板12側へ反射させる反射膜14、シンチレータ層13および反射膜14上に設けられ外気や湿度から保護する防湿層15、及び防湿層15とアレイ基板12とを接着する接着層16を備えている。   As shown in FIGS. 1 and 2, the radiation detector 10 is provided on an array substrate 12 as a photoelectric conversion substrate that converts fluorescence into an electrical signal, and is incident on a surface that is one main surface of the array substrate 12. A scintillator layer 13 which is an X-ray conversion unit for converting X-rays into fluorescence, a reflection film 14 provided on the scintillator layer 13 and reflecting the fluorescence from the scintillator layer 13 toward the array substrate 12, the scintillator layer 13 and the reflection film 14 There are provided a moisture-proof layer 15 provided on the top and protecting from the outside air and humidity, and an adhesive layer 16 that bonds the moisture-proof layer 15 and the array substrate 12 together.

(アレイ基板12)
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。
(Array substrate 12)
The array substrate 12 converts fluorescence converted from X-rays into visible light by the scintillator layer 13 into an electrical signal. The glass substrate 10, pixels 17 formed in a matrix on the glass substrate 10, and in the row direction A plurality of control lines (or gate lines) 18 arranged along, a plurality of signal lines (or signal lines) 19 arranged along the column direction, and each control line 18 are electrically connected (not shown) A control circuit and an amplification / conversion unit (not shown) to which each signal line 19 is electrically connected are provided.

また、各画素17内には、それぞれ光電変換素子としてのフォトダイオード21が配設されている。これらフォトダイオード21はシンチレータ層13の下部に配設されている。   In each pixel 17, a photodiode 21 is disposed as a photoelectric conversion element. These photodiodes 21 are disposed below the scintillator layer 13.

更に、各画素17は、フォトダイオード21に電気的に接続されたスイッチング素子としての薄膜トランジスタ(TFT)22、フォトダイオード21にて変換した信号電荷を蓄積する電荷蓄積部としての図示しない蓄積キャパシタを具備している。但し、蓄積キャパシタは、フォトダイオード21の容量が兼ねる場合もあり、必ずしも必要ではない。   Further, each pixel 17 includes a thin film transistor (TFT) 22 as a switching element electrically connected to the photodiode 21, and a storage capacitor (not shown) as a charge storage unit that stores the signal charge converted by the photodiode 21. is doing. However, the storage capacitor may also serve as the capacitance of the photodiode 21 and is not always necessary.

各薄膜トランジスタ22は、フォトダイオード21への蛍光の入射にて発生した電荷を蓄積および放出させるスイッチング機能を担う。薄膜トランジスタ22は、非晶質半導体としてのアモルファスシリコン(a−Si)、あるいは多結晶半導体であるポリシリコン(P−Si)などの半導体材料にて少なくとも一部が構成されている。   Each thin film transistor 22 has a switching function for accumulating and discharging charges generated by the incidence of fluorescence on the photodiode 21. The thin film transistor 22 is at least partially composed of a semiconductor material such as amorphous silicon (a-Si) as an amorphous semiconductor or polysilicon (P-Si) as a polycrystalline semiconductor.

また、薄膜トランジスタ22は、図2に示すように、ゲート電極23、ソース電極24およびドレイン電極25のそれぞれを有している。このドレイン電極25は、光電変換素子(フォトダイオード)21および蓄積キャパシタに電気的に接続されている。   The thin film transistor 22 includes a gate electrode 23, a source electrode 24, and a drain electrode 25, as shown in FIG. The drain electrode 25 is electrically connected to the photoelectric conversion element (photodiode) 21 and the storage capacitor.

蓄積キャパシタは、矩形平板状に形成され、各フォトダイオード21の下部に対向して設けられている。   The storage capacitor is formed in a rectangular flat plate shape, and is provided facing the lower part of each photodiode 21.

図1に示す制御線18は、各画素17間に行方向に沿って配設され、図2に示すように、同じ行の各画素の薄膜トランジスタ22のゲート電極23に電気的に接続されている。   The control line 18 shown in FIG. 1 is disposed between the pixels 17 along the row direction, and is electrically connected to the gate electrode 23 of the thin film transistor 22 of each pixel in the same row as shown in FIG. .

図1に示す信号線(シグナルライン)19は、各画素17間に列方向に沿って配設され、図2に示すように、同じ列の各画素の薄膜トランジスタ22のソース電極24に電気的に接続されている。   A signal line (signal line) 19 shown in FIG. 1 is arranged along the column direction between the pixels 17 and is electrically connected to the source electrode 24 of the thin film transistor 22 of each pixel in the same column as shown in FIG. It is connected.

制御回路は、各薄膜トランジスタ22の動作状態、即ちオンおよびオフを制御するもので、ガラス基板10の表面における行方向に沿った側縁に実装されている。   The control circuit controls the operating state of each thin film transistor 22, that is, on and off, and is mounted on the side edge along the row direction on the surface of the glass substrate 10.

増幅/変換部は、例えば各信号線19に対応してそれぞれ配設された複数の電荷増幅器、これら電荷増幅器が電気的に接続された並列/直列変換器、この並列/直列変換器が電気的に接続されたアナログ−デジタル変換器を有している。   The amplification / conversion unit includes, for example, a plurality of charge amplifiers arranged corresponding to each signal line 19, a parallel / serial converter to which these charge amplifiers are electrically connected, and the parallel / serial converter is electrically connected And an analog-to-digital converter connected to the.

アレイ基板12の最上部には、光電変換素子(フォトダイオード)21及び薄膜トランジスタ22等を保護するため、図2に示すように、保護膜26が形成される。この保護膜26は、一般に無機膜と有機膜から形成される。   As shown in FIG. 2, a protective film 26 is formed on the uppermost portion of the array substrate 12 to protect the photoelectric conversion element (photodiode) 21, the thin film transistor 22, and the like. This protective film 26 is generally formed of an inorganic film and an organic film.

(シンチレータ層13)
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(Gd22S)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。
(Scintillator layer 13)
The scintillator layer 13 converts incident X-rays into visible light, that is, fluorescence. For example, cesium iodide (CsI): thallium (Tl) or sodium iodide (NaI): thallium (Tl) or the like is used as a vacuum deposition method. The groove portion is formed by, for example, forming a columnar structure or gadolinium oxysulfide (Gd 2 O 2 S) phosphor particles with a binder material, applying the mixture on the array substrate 12, firing and curing, and dicing with a dicer. Some of them are formed into a square shape.

これら柱間には、大気、あるいは酸化防止用の窒素(N2)などの不活性ガスを封入し、あるいは真空状態とすることも可能である。 Between these columns, it is possible to enclose air or an inert gas such as nitrogen (N 2 ) for preventing oxidation, or to make a vacuum state.

例えば、シンチレータ層13にCsI:Tlの蒸着膜を用い、膜厚は約600μm、CsI:Tlの柱状構造結晶の柱(ピラー)の太さが最表面で8〜12μm程度のものを用いることができる。   For example, a vapor deposition film of CsI: Tl is used for the scintillator layer 13, the film thickness is about 600 μm, and the columnar structure crystal pillar (pillar) thickness of CsI: Tl is about 8 to 12 μm at the outermost surface. it can.

(反射膜14)
シンチレータ層13上に形成される反射膜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。
(Reflection film 14)
The reflective film 14 formed on the scintillator layer 13 reflects the fluorescence emitted on the side opposite to the photodiode, and increases the amount of fluorescence that reaches the photodiode.

反射膜14としては、銀合金やアルミニウムなど蛍光反射率の高い金属をシンチレータ層13上に成膜したもの、アルミなどの金属表面を持つ反射板をシンチレータ層13に密着させたもの、TiOなどの光散乱性物質とバインダ樹脂とから成る拡散反射性の反射層を塗布形成したものなどがある。 As the reflection film 14, a metal having a high fluorescence reflectance such as silver alloy or aluminum is formed on the scintillator layer 13, a reflection plate having a metal surface such as aluminum is adhered to the scintillator layer 13, TiO 2 or the like. And a reflective layer having a diffuse reflection property made of a light scattering material and a binder resin.

反射膜14は、放射線検出器11に求められる解像度、輝度などの特性により、必ずしも必要ではない。   The reflective film 14 is not necessarily required due to characteristics such as resolution and luminance required for the radiation detector 11.

(防湿層15)
防湿層15は、シンチレータ層13や反射膜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。
(Dampproof layer 15)
The moisture-proof layer 15 is for protecting the scintillator layer 13 and the reflective film 14 from the external atmosphere and suppressing characteristic deterioration due to humidity or the like.

防湿層15は、例えば、厚み0.1mmtのAL合金箔(A1N30−O材)を、周辺部に5mm幅の鍔部15aを持つ構造にプレス成型してハット状に形成される。   The moisture-proof layer 15 is formed in a hat shape, for example, by press-molding an AL alloy foil (A1N30-O material) having a thickness of 0.1 mm to a structure having a flange portion 15a having a width of 5 mm in the peripheral portion.

(接着層16)
接着層16は、添加剤を含有した接着剤を鍔部15a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。
(Adhesive layer 16)
The adhesive layer 16 is formed by applying an adhesive containing an additive to the collar portion 15a. As will be described later, it is preferable to use an epoxy-based and cationic polymerization type ultraviolet (UV) curing adhesive as the adhesive.

また、添加剤として、接着層の透湿を抑制するため、後述するように無機材質のフィラーを用いることが好ましい。   As an additive, in order to suppress moisture permeability of the adhesive layer, it is preferable to use an inorganic filler as described later.

(放射線検出器の細部の寸法例)
図3に、本実施の形態に係る放射線検出器の細部の具体的な寸法例を示す。
(Detailed dimensions of radiation detector)
FIG. 3 shows an example of specific dimensions of details of the radiation detector according to the present embodiment.

この放射線検出器10では、アレイ基板12の表面に図1の画素17、制御線18や信号線19などの内部配線層6が形成され、さらにその上方に、シンチレータ層13、反射膜14が順に積層され、さらにこれらを覆うように形成されたALハットの防湿層15が鍔部15aで接着層16によりアレイ基板12と接着されている。また、アレイ基板12の表面に設けられた内部配線層6の先端部にはTABパッド7が形成されており、異方性導電フィルム(ACF)層8と共に接続部5を構成し、FPC配線層9と接続されている。   In this radiation detector 10, the internal wiring layer 6 such as the pixel 17, the control line 18, and the signal line 19 in FIG. 1 is formed on the surface of the array substrate 12, and further, a scintillator layer 13 and a reflective film 14 are sequentially formed thereon. A moisture-proof layer 15 of an AL hat that is laminated and formed so as to cover these is bonded to the array substrate 12 by an adhesive layer 16 at the flange portion 15a. Further, a TAB pad 7 is formed at the tip of the internal wiring layer 6 provided on the surface of the array substrate 12 and constitutes a connecting portion 5 together with an anisotropic conductive film (ACF) layer 8 to form an FPC wiring layer. 9 is connected.

また、本実施の形態では、接着層16が接続部5の上方で鍔部15aの全面と接着されている。   In the present embodiment, the adhesive layer 16 is bonded to the entire surface of the flange portion 15 a above the connection portion 5.

ここで、本放射線検出器10では、従来の放射線検出器50と同様に、アレイ基板12のX線画像を取得することができる画素エリア(アクティブエリア)を、X方向Y方向ともに夫々約440mmとし、シンチレータ層13を形成するCsI蒸着エリアも、蒸着時の位置ズレマージンや回り込みを考慮して446mm□としている。   Here, in the present radiation detector 10, similarly to the conventional radiation detector 50, pixel areas (active areas) from which an X-ray image of the array substrate 12 can be acquired are about 440 mm in both the X direction and the Y direction. The CsI vapor deposition area for forming the scintillator layer 13 is also 446 mm □ in consideration of a positional deviation margin and wraparound during vapor deposition.

また、本放射線検出器10では、シンチレータ層13の蒸着エリアに対してX軸方向、Y軸方向の両側に夫々1mm程度のマージンを見て、448mm□エリアに接する外側の領域からTABパッド7を配している。このTABパッド7は、フレキシブルプリント回路(FPC)配線層9とアレイ基板12との電気信号の受け渡しの為に接続するために、アレイ基板12の周辺部に配置された電極部である。   Further, in this radiation detector 10, the margin of about 1 mm is observed on both sides in the X-axis direction and the Y-axis direction with respect to the vapor deposition area of the scintillator layer 13, and the TAB pad 7 is removed from the outer region in contact with the 448 mm □ area. Arranged. The TAB pad 7 is an electrode portion disposed on the peripheral portion of the array substrate 12 in order to connect the flexible printed circuit (FPC) wiring layer 9 and the array substrate 12 for passing electrical signals.

これら必要寸法を考慮して、TABパッド7内側端までの防湿エリア外寸は448mm□となり、そのエリアに接する外側の領域から2mmのTABパッド部を配している。   Considering these necessary dimensions, the outer dimension of the moisture-proof area up to the inner end of the TAB pad 7 is 448 mm □, and a 2 mm TAB pad portion is arranged from the outer area in contact with the area.

本放射線検出器10では、従来の放射線検出器50と同様に、TABパッド7領域より外側は約3mmの間をとって基板の端面が来るようにカットされている。これらの結果、本実施の形態のパネル基板のサイズは458mm□となり、478mm□のパネルサイズとなる従来例の放射線検出器50と比較して、縦横のパネル寸法が夫々20mm縮小されている。   In the present radiation detector 10, similarly to the conventional radiation detector 50, the outside of the TAB pad 7 region is cut between about 3 mm so that the end face of the substrate comes. As a result, the size of the panel substrate of the present embodiment is 458 mm □, and the vertical and horizontal panel dimensions are reduced by 20 mm, respectively, compared to the conventional radiation detector 50 having a panel size of 478 mm □.

(接着層16における平均厚みTと平均幅W)
上記した(2)式からも明らかなように、接着層16の厚みと幅の比であるT/Wの値が透湿率に直接影響する。後述する実施例の結果からも明らかな通り、医療用で実用的なX線検出器のサイズ(9インチ〜17インチ□程度)では、T <<Wの関係を満たす場合、特にT/Wが0.1以下の場合に、接着層16からの透湿影響を十分に抑えられるものとなる。
(Average thickness T and average width W in the adhesive layer 16)
As is clear from the above equation (2), the value of T / W, which is the ratio of the thickness and width of the adhesive layer 16, directly affects the moisture permeability. As is clear from the results of Examples described later, when the size of medical and practical X-ray detector (about 9 inches to 17 inches □) satisfies the relationship of T << W, T / W is particularly high. In the case of 0.1 or less, the moisture permeation effect from the adhesive layer 16 can be sufficiently suppressed.

実用的なX線検出器のサイズでは、防湿層からの透湿は無視できるレベルであり、接着層からの透湿が支配的となる。即ち、T/Wが同じ場合に、接着層16からの透湿量は検出器の辺のサイズにほぼ比例して増えるのに対して、シンチレータ層13の面積は辺のサイズのほぼ2乗に比例して増えるため、シンチレータ層13の単位面積当りの湿度負荷は大面積になるほど小さくなるためである。   With a practical X-ray detector size, moisture permeability from the moisture-proof layer is negligible, and moisture permeability from the adhesive layer is dominant. That is, when T / W is the same, the amount of moisture permeation from the adhesive layer 16 increases in proportion to the size of the detector side, whereas the area of the scintillator layer 13 is approximately the square of the side size. This is because the humidity load per unit area of the scintillator layer 13 becomes smaller as the area becomes larger because it increases in proportion.

また、本放射線検出器10では、一定量の接着シール材を塗布した場合に、FPC配線層9とACF層8の無い部分では接着シール材の潰れが少なく、その結果T/Wの値が大きくなって透湿率を増大させてしまう。   Further, in the present radiation detector 10, when a certain amount of the adhesive seal material is applied, the adhesive seal material is less crushed in the portion where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not present, and as a result, the value of T / W is large. As a result, the moisture permeability is increased.

例えば、同一塗布量(本実施の形態では1mg/mm)で、FPC配線層9とACF層8が有る領域では接着層の潰れ幅が5mmで、FPC配線層9とACF層8が無い領域では潰れ幅が3mmであるとして簡単に比較してみる。   For example, in the region where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are provided with the same coating amount (1 mg / mm in the present embodiment), the collapse width of the adhesive layer is 5 mm, and in the region where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not present. A simple comparison is made assuming that the crushing width is 3 mm.

接着材の単位長さ当りの塗布量は同じなので、FPC配線層9とACF層8が無い部分での接着層の厚みは、それらが有る部分の接着層の厚みの概ね5/3倍になっている。FPC配線層9とACF層8が無い部分は、FPC配線層9とACF層8が有る部分に比較して、単位長さ当りの透湿断面積が5/3倍大きく、かつ透湿長さは3/5と短いことになる。従って、合わせて(5/3)≒2.8倍だけ透湿率が大きくなることになる。 Since the coating amount per unit length of the adhesive is the same, the thickness of the adhesive layer in the portion where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not present is approximately 5/3 times the thickness of the adhesive layer in the portion where they are present. ing. The portion without the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 has a moisture permeable cross-sectional area per unit length that is 5/3 times larger than the portion with the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8, and the moisture permeable length. Will be as short as 3/5. Accordingly, in combination, the moisture permeability increases by (5/3) 2 ≈2.8 times.

これを回避するために、接着層16にフィラー材を添加することが考えられる。フィラー材添加により接着層16の材料自体の透湿係数を抑えると、接着層16のディメンジョンに起因する透湿率の悪化を抑えられるので、防湿構造全体にとっての寄与が大きく、従来例の放射線検出器にも増してその効果が重要となる。   In order to avoid this, it is conceivable to add a filler material to the adhesive layer 16. If the moisture permeability coefficient of the material itself of the adhesive layer 16 is suppressed by adding a filler material, the deterioration of the moisture permeability due to the dimension of the adhesive layer 16 can be suppressed, so that the contribution to the entire moisture-proof structure is large, and the radiation detection of the conventional example The effect is more important than the vessel.

また、FPC配線層9とACF層8の無い部分には接着材を多めに塗布してWの値を大きくする方法や、この部分にFPC配線層9とACF層8の厚み相当のスペーサ材を挟んで接着シール材の押し潰しを大きくし、実効的にT/Wの値を抑える方法、或いは防湿層のALハットをFPC配線層9とACF層8の無い部分のみ追加で部分的に加圧する方法などが考えられる。   In addition, a method in which a large amount of adhesive is applied to the portion where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not provided to increase the value of W, or a spacer material corresponding to the thickness of the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 is applied to this portion. A method of increasing the crushing of the adhesive seal material by sandwiching it and effectively suppressing the value of T / W, or the AL hat of the moisture-proof layer is additionally partially pressurized only in the portions where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not present. Possible methods.

スペーサ材質としてはTiOとかSiOなどの無機材質やフィラー添加樹脂フィルムなどの透湿係数が小さい材質を選ぶ必要がある。また、スペーサ材の両面が接着されるように、スペーサの部分は予めアレイ基板12側と接着しておいてからALハット防湿層15と貼り合せるなどのプロセスが必要である。 As the spacer material, it is necessary to select an inorganic material such as TiO 2 or SiO 2 or a material having a low moisture permeability coefficient such as a filler-added resin film. Further, a process is required in which the spacer portion is bonded to the array substrate 12 side in advance and bonded to the AL hat moisture-proof layer 15 so that both surfaces of the spacer material are bonded.

(反射膜14の影響)
本実施の形態の放射線検出器10では、シンチレータ層13としてCsI:Tl膜を蒸着した後から防湿構造形成までの間に、アレイ基板12のTABパッド7にACF層8を介してFPC配線層9を熱圧着する実装工程が先に入る。このため、従来例の放射線検出器50と比較して、シンチレータ層13としてのCsI:Tl膜が工程環境下にさらされる時間が長くなり、防湿構造前にある程度の湿度劣化を生じ易い。
(Influence of the reflective film 14)
In the radiation detector 10 of the present embodiment, after the CsI: Tl film is deposited as the scintillator layer 13 until the moisture-proof structure is formed, the FPC wiring layer 9 is attached to the TAB pad 7 of the array substrate 12 via the ACF layer 8. The mounting process for thermocompression bonding enters first. For this reason, as compared with the radiation detector 50 of the conventional example, the time during which the CsI: Tl film as the scintillator layer 13 is exposed to the process environment becomes long, and a certain degree of humidity deterioration is likely to occur before the moisture-proof structure.

この対策として、CsI:Tl膜蒸着の後に反射膜14を形成する工程を入れ、反射膜14としてTiOなど無機材料の微細な粒子を高含有率で含んだ材料を塗膜することで、短期間の湿度劣化を抑える程度の防湿性能を確保することが可能となる。現象としては、ピラー間にサブミクロン径のTiOなど微細な粒子が入り込み、これらフィラーによってCsI:Tl膜ピラー間の融合反応による解像度劣化が抑制される。またフィラーの添加により反射膜14自体の透湿係数を抑えることができるので、CsI:Tl膜に到達する湿気自体も抑制可能となる。 As a countermeasure, a step of forming the reflective film 14 after the CsI: Tl film deposition is performed, and a material containing a high content of fine particles of an inorganic material such as TiO 2 is coated as the reflective film 14 in a short time. It is possible to ensure a moisture-proof performance to a degree that suppresses the humidity degradation during the period. As a phenomenon, fine particles such as submicron diameter TiO 2 enter between pillars, and these fillers suppress resolution deterioration due to fusion reaction between CsI: Tl film pillars. In addition, since the moisture permeability coefficient of the reflective film 14 itself can be suppressed by the addition of the filler, moisture itself reaching the CsI: Tl film can also be suppressed.

更に、フィラーの添加率が大きくフィラー間に隙間を有する反射膜14の場合には、ピラー間の蛍光の拡散を抑えられるので、初期解像度自体も高く、より高性能が確保できる。   Furthermore, in the case of the reflective film 14 having a high filler addition rate and a gap between the fillers, the diffusion of fluorescence between pillars can be suppressed, so that the initial resolution itself is high and higher performance can be secured.

(放射線検出器の製造方法)
上記の構造を有する放射線検出器10は、図4に示すような手順で製造される。
(Production method of radiation detector)
The radiation detector 10 having the above structure is manufactured by a procedure as shown in FIG.

先ず、図4(a)に示すように、防湿層15として、周囲に5mmの鍔部15aを有するALハットを用い、ALハットを専用のトレイ31に重し32を載せた状態で逆さまにセットする。   First, as shown in FIG. 4 (a), as the moisture-proof layer 15, an AL hat having a flange portion 15a of 5 mm around is used, and the AL hat is set upside down with the dedicated tray 31 and the 32 placed thereon. To do.

防湿層15の材質はALやAL合金に限らず、Si,Alなど軽元素の酸化膜、窒化膜、若しくは酸窒化膜などの無機膜、又はアルミやアルミ合金など軽金属の薄膜と樹脂材料との積層膜からなる防湿性能の優れたフィルム材などを形状加工しても同様に用いることができる。   The material of the moisture-proof layer 15 is not limited to AL or AL alloy, but is composed of a light element oxide film such as Si or Al, an inorganic film such as a nitride film or an oxynitride film, or a light metal thin film such as aluminum or aluminum alloy and a resin material. Even if a film material or the like having excellent moisture-proof performance made of a laminated film is processed, it can be used in the same manner.

次に、鍔部15aをアセトンで清浄化した後に、図示しないディスペンサー装置を用いて図4(b)に示すように加熱硬化型の接着シール材33を1mg/mm程度の量で鍔部15a一周にわたって塗布する。ここで、接着シール材33は、その粘度は約300Pa・secの高粘度タイプを用いた。   Next, after cleaning the collar part 15a with acetone, the thermosetting adhesive sealing material 33 is wound around the collar part 15a by an amount of about 1 mg / mm as shown in FIG. Apply over. Here, the adhesive sealing material 33 is a high viscosity type having a viscosity of about 300 Pa · sec.

上記防湿層15が形成されるアレイ基板12は以下のようにして準備する。   The array substrate 12 on which the moisture-proof layer 15 is formed is prepared as follows.

先ず、表面に所定の内部配線層6及びTABパッド7を形成したアレイ基板12上に、シンチレータ層13としてCsI:Tl膜を約600μmの膜厚で蒸着する。この際、蒸着時のマスク冶具とアレイ基板12との位置ずれを見込んでも上記の画素エリア(アクティブエリア)を完全に覆うように、蒸着マスクの開口寸法は約444mm□とされる。実際には蒸着マスク寸法に対して上下左右で夫々1mm程度の回り込みがあるので、先に述べたように概ね446mm□程度のCsI:Tl膜蒸着エリアを見込む設計になっている。   First, a CsI: Tl film is deposited as a scintillator layer 13 to a thickness of about 600 μm on an array substrate 12 having a predetermined internal wiring layer 6 and TAB pad 7 formed on the surface. At this time, the opening size of the vapor deposition mask is set to about 444 mm □ so that the pixel area (active area) is completely covered even if a positional deviation between the mask jig and the array substrate 12 during vapor deposition is expected. Actually, there are wraparounds of about 1 mm in the vertical and horizontal directions with respect to the dimensions of the vapor deposition mask, so as described above, the design is designed to allow for a CsI: Tl film vapor deposition area of about 446 mm □.

次に、シンチレータ層13上に、TiOの細粒を樹脂バインダと混合したタイプの反射膜14を約100μmの膜厚で形成する。反射膜14の特性(蛍光反射率や反射膜内部での蛍光の広がりなど)は、輝度優先や解像度優先などの用途により選択できる。また、用途によっては反射膜14を省く場合や、反射膜14の代わりに蛍光吸収膜を形成して、輝度を犠牲にしても解像度の良い特性を求める場合もある。さらに、上述のように、フィラー材の添加によってある程度の防湿性能を持たせることも可能である。 Next, a reflective film 14 of a type in which fine particles of TiO 2 are mixed with a resin binder is formed on the scintillator layer 13 with a film thickness of about 100 μm. The characteristics of the reflective film 14 (fluorescence reflectance, the spread of fluorescence inside the reflective film, etc.) can be selected according to applications such as priority on luminance and resolution. Depending on the application, the reflective film 14 may be omitted, or a fluorescent absorption film may be formed instead of the reflective film 14 to obtain characteristics with good resolution even at the expense of luminance. Furthermore, as described above, a certain amount of moisture-proof performance can be provided by adding a filler material.

この後、防湿構造を形成する前に、反射膜14を形成後のアレイ基板12のTABパッド7にFPC配線層9の接続電極部がACF(異方性導電フィルム)層8を介して熱圧着される。ACF層8を挟んでFPC配線層9とパネル基板のTABパッド7とを熱圧着することで電気的な接続が取られる。熱圧着後のFPC配線層9とACF層8を含めた厚みは、概ね60乃至100μm程度である。   Thereafter, before forming the moisture-proof structure, the connection electrode portion of the FPC wiring layer 9 is thermocompression bonded to the TAB pad 7 of the array substrate 12 after the formation of the reflective film 14 via the ACF (anisotropic conductive film) layer 8. Is done. Electrical connection is established by thermocompression bonding of the FPC wiring layer 9 and the TAB pad 7 of the panel substrate with the ACF layer 8 interposed therebetween. The thickness including the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 after thermocompression bonding is about 60 to 100 μm.

この実装工程後、図4(c)に示すように、減圧チャンバ34内で、シンチレータ層13を形成したアレイ基板12(反射膜14は図示されていない)を治具35を用いて逆さまにした状態で防湿層15と対向させてセットする。   After this mounting process, as shown in FIG. 4C, the array substrate 12 (the reflective film 14 is not shown) on which the scintillator layer 13 is formed is turned upside down using a jig 35 in the decompression chamber 34. In the state, set facing the moisture-proof layer 15.

さらに、図4(d)に示すように、加圧板37を用いて図示しないエアシリンダによる加圧により貼り合せ、密着させる鍔部への圧力が概ね2kgf/cmになる荷重を加えて密着させる。 Further, as shown in FIG. 4 (d), the pressure plate 37 is used for adhesion by applying pressure by an air cylinder (not shown) and the pressure applied to the collar portion to be adhered is approximately 2 kgf / cm 2 for adhesion. .

その後、ある程度の加重を加えた状態で60℃の加熱オーブン内にて約3時間程度加熱する。   Then, it heats for about 3 hours in a 60 degreeC heating oven in the state which applied a certain amount of weight.

このように減圧チャンバ34内で接着材を塗布した防湿層15とアレイ基板12を例えば0.1気圧程度まで減圧した状態で合体して密着部を加圧し、更に加熱するなどして貼り合せをすることができる。この場合、防湿構造の内部が減圧状態で封止されることから、ALハットなどの防湿層15が下層の反射膜14/シンチレータ層13に密着した状態で出来上がる。   In this way, the moisture-proof layer 15 coated with the adhesive in the decompression chamber 34 and the array substrate 12 are combined in a state where the pressure is reduced to, for example, about 0.1 atm, and the adhesion portion is pressurized and further bonded. can do. In this case, since the inside of the moisture-proof structure is sealed in a reduced pressure state, the moisture-proof layer 15 such as an AL hat is completed in close contact with the lower reflective film 14 / scintillator layer 13.

接着シール材33は、FPC配線層9とACF層8の有る部分と無い部分とで押し潰しの程度が異なる。FPC配線層9とACF層8の有る部分では押し潰れによる接着シール材の広がりが大きく、概ね5mmのALハットの鍔部全体に接着シール材が広がった。   The adhesive sealing material 33 has different crushing levels depending on whether the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are present or not. In the portion where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are present, the spread of the adhesive seal material due to the crushing is large, and the adhesive seal material spreads over the entire collar of the 5 mm AL hat.

一方、FPC配線層9とACF層8の無い部分は、有る部分との段差の影響で押し潰しが小さい為、接着シール材33の潰れの幅は小さく、凡そ3mm程度であった。   On the other hand, since the portion where the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 are not crushed is small due to the difference in level between the portion and the portion where the FPC wiring layer 9 is present, the width of the adhesive sealing material 33 is small, about 3 mm.

このようにして、ALハットの鍔部15aは、図3に示すように、アレイ基板12の接着層16エリアに接着された状態で収まるものとなる。   In this way, the collar portion 15a of the AL hat is accommodated in a state of being adhered to the adhesive layer 16 area of the array substrate 12, as shown in FIG.

以上の防湿構造形成後に、筐体に組み込んで回路基板と接続して動作する状態とした。   After the above moisture-proof structure was formed, it was assembled in a housing and connected to a circuit board to operate.

筐体に組み込んだ後、振動状態でX線像を撮影すると、減圧状態で作成した検出器は、後述する実施例の結果からも明らかな通り、マイクロフォニック(製品に一定の衝撃を加えた際の暗画像の揺らぎ)と呼ばれる基板の各画素や配線と防湿層との間の静電容量の揺らぎに起因する画像の乱れを抑制することができる。   When the X-ray image is taken in a vibration state after being mounted in a housing, the detector created in a reduced pressure state is microphonic (when a certain impact is applied to the product, as is apparent from the results of Examples described later). Image disturbance caused by fluctuations in capacitance between each pixel or wiring of the substrate and the moisture-proof layer, which is called “dark image fluctuation”.

また、パネル寸法の違いが筐体設計にそのまま反映させられ、従来例の放射線検出器50の筐体が約520mm□のサイズであったのに対して、本実施の形態の放射線検出器10では筐体寸法の縦横が約500mm□程度に収まった。   Further, the difference in the panel dimensions is directly reflected in the housing design, and the housing of the radiation detector 50 of the conventional example has a size of about 520 mm □, whereas in the radiation detector 10 of the present embodiment, The vertical and horizontal dimensions of the case are about 500mm □.

よって、本実施の形態の放射線検出器10では、従来例の放射線検出器50と比較して縦横夫々約20mmコンパクトにすることができる。   Therefore, the radiation detector 10 of the present embodiment can be made approximately 20 mm in length and width in comparison with the conventional radiation detector 50.

(放射線検出器10の効果)
以上説明した本実施の形態の放射線検出器10は、医療用途のX線検出器としては大きなサイズであるが、撮像面積が小さい場合にも従来例のパネル寸法及び筐体寸法に比較して約20mm程度小さくすることができる。また、筐体の面積が約10%低減されたことから、放射線検出器全体の重量も従来の約20kg対して約18kgと軽量化できる。更に、有効エリアの縦横寸法が小さい製品では、寸法比や重量比において一層改善率が大きくなる。
(Effect of the radiation detector 10)
The radiation detector 10 of the present embodiment described above is a large size as an X-ray detector for medical use, but even when the imaging area is small, the radiation detector 10 is approximately compared with the panel dimensions and housing dimensions of the conventional example. It can be reduced by about 20 mm. Further, since the area of the housing is reduced by about 10%, the weight of the whole radiation detector can be reduced to about 18 kg as compared with the conventional about 20 kg. Furthermore, in the product having a small vertical and horizontal dimension of the effective area, the improvement rate is further increased in the dimension ratio and the weight ratio.

また、本実施の形態の放射線検出器10では、面積的に防湿構造の大部分を占める防湿層からの透湿率を示す(1)式の1項目を実質的にゼロレベルに抑えることが可能であり、2項目も極めて低い値に抑えられる。即ち、(1)式の2項目を書き下した(2)式の中で、先に説明した通り鍔の部分を有効に用いることでWの値を大きく取れ、また防湿層15の平坦な鍔部15aとアレイ基板12との間に接着層16を形成することから接着層16の厚みTを小さく抑えることができる。よって、T(接着層)/W(接着層)の値を極めて低い値に押さえ込むことが可能となる。   Moreover, in the radiation detector 10 of this Embodiment, it is possible to suppress one item of Formula (1) which shows the moisture permeability from the moisture-proof layer which occupies most of a moisture-proof structure in area to substantially zero level. The two items can be suppressed to an extremely low value. That is, in the expression (2) in which the two items of the expression (1) are written down, as described above, the wrinkle portion can be effectively used to increase the value of W, and the flat ridge portion of the moisture-proof layer 15 Since the adhesive layer 16 is formed between 15a and the array substrate 12, the thickness T of the adhesive layer 16 can be kept small. Therefore, the value of T (adhesive layer) / W (adhesive layer) can be suppressed to an extremely low value.

(他の実施の形態)
図5に、他の実施の形態に係る放射線検出器の細部の具体的な寸法例を示す。
(Other embodiments)
FIG. 5 shows an example of specific dimensions of details of a radiation detector according to another embodiment.

この放射線検出器30では、アレイ基板12上のTABパッド7及びACF層8の配置を放射線検出器10の配置よりも外方にして防湿層15の鍔部15aの一部のみを接着層16で固定した以外は、放射線検出器10と同様に形成されている。   In this radiation detector 30, the arrangement of the TAB pad 7 and the ACF layer 8 on the array substrate 12 is set outward from the arrangement of the radiation detector 10, and only a part of the flange portion 15 a of the moisture-proof layer 15 is covered with the adhesive layer 16. Except for being fixed, it is formed in the same manner as the radiation detector 10.

この実施の形態の放射線検出器30においても、放射線検出器10と同様の効果を奏することができる。   Also in the radiation detector 30 of this embodiment, the same effect as the radiation detector 10 can be produced.

なお、上記の実施の形態において記載したシンチレータ層13、反射膜14、防湿層15や接着層16の材質や寸法はあくまでも例示であってこれらの材質や寸法には限定されない。また、反射膜14が無い場合や、反射膜14の代わりに蛍光吸収層や緩衝層などを挿入した場合であっても、従来例の放射線検出器と比較して外形寸法や重量低減に関する効果は同様に得られることが明らかである。   Note that the materials and dimensions of the scintillator layer 13, the reflective film 14, the moisture-proof layer 15, and the adhesive layer 16 described in the above embodiment are merely examples, and are not limited to these materials and dimensions. Even when there is no reflective film 14 or when a fluorescent absorption layer or a buffer layer is inserted in place of the reflective film 14, the effect of reducing the external dimensions and weight compared to the conventional radiation detector is not. It is clear that the same can be obtained.

[実施例1]
(防湿性能の比較)
図3に示す本発明の一実施の形態に係る放射線検出器10と図13に示す従来の放射線検出器50の防湿性能を比較した。なお、接着層16に用いる加熱硬化型接着材としては、防湿性能を上げる(水蒸気透過率を下げる)目的で、タルクなどの無機材質のフィラー材を共に添加している。
[Example 1]
(Comparison of moisture resistance)
The moisture-proof performance of the radiation detector 10 according to the embodiment of the present invention shown in FIG. 3 and the conventional radiation detector 50 shown in FIG. 13 were compared. In addition, as a thermosetting type adhesive material used for the adhesive layer 16, an inorganic filler material such as talc is added for the purpose of improving moisture-proof performance (decreasing water vapor transmission rate).

防湿性能の指標としては、シンチレータ層13として形成したCsI:Tl膜の湿度劣化により解像度が顕著に低下することから、加温加湿試験前後の解像度の変化(低下率)とした。   As an index of the moisture-proof performance, since the resolution is remarkably lowered due to the humidity deterioration of the CsI: Tl film formed as the scintillator layer 13, the change (reduction rate) of the resolution before and after the heating and humidifying test is used.

また、比較例として、ガラス基板上にシンチレータ膜としてCsI:Tl膜を膜厚600μmとなるように形成し、防湿膜としてパリレンCVD膜を20μm形成したサンプルも同様に測定した。   Further, as a comparative example, a sample in which a CsI: Tl film as a scintillator film was formed to a thickness of 600 μm on a glass substrate and a parylene CVD film was formed as a moisture-proof film was also measured in the same manner.

測定はX線チャート画像を撮像し、2Lp/mmの解像度チャートのCTF (Contrast Transfer Function)の値を用いた。   For the measurement, an X-ray chart image was taken, and a CTF (Contrast Transfer Function) value of a resolution chart of 2 Lp / mm was used.

加温加湿の条件は、60℃−90%RH×500Hとした。この加温加湿試験後のCTF(2Lp/mm)維持率が80%以上であれば、実用レベル高温高湿耐性を有すると考えられる。また、途中時間のステップでも適宜測定して、経時劣化の様子をグラフ化した。   The heating and humidification conditions were 60 ° C.-90% RH × 500H. If the CTF (2Lp / mm) maintenance rate after this warming and humidification test is 80% or more, it is considered that it has a practical level high temperature and high humidity resistance. In addition, the state of deterioration with the passage of time was graphed by measuring appropriately at intermediate time steps.

図6に得られた結果を示す。この結果より、パリレンCVD膜を形成した放射線検出器では24時間の加温加湿で既に解像度劣化が顕在化し、さらに100時間経過後に大幅に解像度が劣化していることが分かる。   FIG. 6 shows the results obtained. From this result, it can be seen that in the radiation detector formed with the parylene CVD film, the resolution deterioration has already become apparent after 24 hours of heating and humidification, and the resolution has deteriorated significantly after 100 hours.

これに対して、本実施の形態の放射線検出器10と、図13に示す従来例の放射線検出器50では、500h後もCTF(2Lp/mm)の維持率は95%以上であって、十分に実用レベルの防湿性能を有すると考えられる。   On the other hand, in the radiation detector 10 of this embodiment and the radiation detector 50 of the conventional example shown in FIG. 13, the maintenance rate of CTF (2 Lp / mm) is 95% or more even after 500 hours, which is sufficient. Is considered to have a practical level of moisture-proof performance.

[実施例2]
(フィラー材の添加率と防湿性能との関係)
接着層16に用いる接着シール材について検討した。
[Example 2]
(Relationship between filler material addition rate and moisture-proof performance)
The adhesive sealing material used for the adhesive layer 16 was examined.

図3に示す構造の放射線検出器10において、エポキシ系接着材をベースとしてフィラー材(タルク)の添加率を何通りか振った試作を実施し、実施例1と同様な60℃−90%RH×500hの加温加湿試験後のCTF(2Lp/mm)維持率を比較した。なお、FPC配線層9とACF層8を含む部分での接着層16の平均的な厚みは約100μmで、接着層16の幅は3〜5mmである。   In the radiation detector 10 having the structure shown in FIG. 3, a trial production was performed by varying the addition rate of the filler material (talc) based on the epoxy adhesive, and the same 60 ° C.-90% RH as in Example 1. The CTF (2Lp / mm) maintenance rate after the heating and humidification test of x500h was compared. The average thickness of the adhesive layer 16 in the portion including the FPC wiring layer 9 and the ACF layer 8 is about 100 μm, and the width of the adhesive layer 16 is 3 to 5 mm.

図7に得られた結果を示す。この結果より、フィラー材の添加率を増やすに従い防湿性能が顕著に改善されることが分かった。   FIG. 7 shows the results obtained. From this result, it was found that the moisture-proof performance was remarkably improved as the filler material addition rate was increased.

[実施例3]
(スペーサ材の有無と防湿性能との関係)
図3に示す構造の放射線検出器10において、スペーサ材としてSiOフィラー添加のエポキシフィルムを用いたものを試作し、スペーサ材を用いないものとの特性を比較した。特性は、実施例1と同様に、60℃−90%RH×500hの加温加湿試験後のCTF(2Lp/mm)維持率で比較した。
[Example 3]
(Relationship between presence of spacer material and moisture-proof performance)
In the radiation detector 10 having the structure shown in FIG. 3, a prototype using a SiO 2 filler-added epoxy film as a spacer material was prototyped, and the characteristics were compared with those using no spacer material. The characteristics were compared with the CTF (2 Lp / mm) maintenance rate after the heating and humidification test of 60 ° C.-90% RH × 500 h, as in Example 1.

なお、透湿による特性劣化に対する影響を分かり易くするため、ALハット防湿層15を貼り合せる接着材として、フィラー添加無しのエポキシ系接着材を用いた。   In addition, in order to make it easy to understand the influence on the characteristic deterioration due to moisture permeability, an epoxy-based adhesive without filler addition was used as an adhesive for bonding the AL hat moisture-proof layer 15.

図8に得られた結果を示す。この結果より、60℃−90%RH×500h後のCTF(2Lp/mm)維持率は、スペーサ材としてSiOフィラーを添加することにより顕著に向上し、防湿性能の明らかな改善が見られた。 FIG. 8 shows the results obtained. From this result, the CTF (2 Lp / mm) retention rate after 60 ° C.-90% RH × 500 h was remarkably improved by adding SiO 2 filler as a spacer material, and a clear improvement in moisture-proof performance was observed. .

[実施例4]
(フィラー材の体積充填率と防湿性能との関係)
図3に示す構造の放射線検出器10において、エポキシ系接着材をベースとしてフィラー材(タルク)の添加率を何通りか振った試作を実施し、透湿係数を比較した。
[Example 4]
(Relationship between volume filling rate of filler material and moisture-proof performance)
In the radiation detector 10 having the structure shown in FIG. 3, trial manufacture was performed by varying the addition rate of the filler material (talc) based on the epoxy adhesive, and the moisture permeability coefficient was compared.

図9に得られた結果を示す。この結果より、フィラー材の添加率を増やすに従い防湿係数の値が顕著に低下することが分かった。   FIG. 9 shows the results obtained. From this result, it has been found that the value of the moisture-proof coefficient is remarkably lowered as the addition rate of the filler material is increased.

[実施例5]
(接着層16のT/Wの値と防湿性能との関係)
図3に示す構造の放射線検出器10において、接着層16のT/Wの値を変化させた試作を実施し、実施例1と同様な60℃−90%RH×500hの加温加湿試験後のCTF(2Lp/mm)維持率を比較した。
[Example 5]
(Relationship between T / W value of adhesive layer 16 and moisture-proof performance)
In the radiation detector 10 having the structure shown in FIG. 3, a trial production was carried out by changing the T / W value of the adhesive layer 16, and after the heating and humidification test of 60 ° C.-90% RH × 500 h as in Example 1. The CTF (2 Lp / mm) maintenance rate was compared.

図10に得られた結果を示す。この結果より、T <<Wの関係を満たすこと、特にT/Wが0.1以下の場合に、接着層16からの透湿影響を十分に抑えられることが判明した。   FIG. 10 shows the results obtained. From this result, it was found that the moisture permeation effect from the adhesive layer 16 can be sufficiently suppressed when the relationship of T << W is satisfied, particularly when T / W is 0.1 or less.

[実施例6]
(反射膜14の材質の影響)
図3に示す構造の放射線検出器10の反射膜14として、サブミクロンのTiOフィラー添加の塗布方式反射膜としたサンプルと、APC(Au−Pt−Cu)合金やALのスパッタ膜などメタル反射膜としたサンプルを試作し、24℃−50%RH×12hの一般的環境下での加温加湿試験後のCTF(2Lp/mm)維持率を比較した。
[Example 6]
(Influence of the material of the reflective film 14)
As a reflective film 14 of the radiation detector 10 having the structure shown in FIG. 3, a reflective film 14 with a submicron TiO 2 filler added and a metal reflective such as an APC (Au—Pt—Cu) alloy or an AL sputtered film. Samples were made as membranes, and the CTF (2 Lp / mm) maintenance rate after a warming and humidification test in a general environment of 24 ° C.-50% RH × 12 h was compared.

図11に得られた結果を示す。この結果より、メタル反射膜に比べて、サブミクロンTiOフィラーを添加して反射膜を塗膜形成した場合には、CTFの劣化が顕著に抑えられていることが分かった。 FIG. 11 shows the results obtained. From this result, it was found that when the reflective film was formed by adding a submicron TiO 2 filler, the deterioration of CTF was remarkably suppressed as compared with the metal reflective film.

[実施例7]
(製造方法の相違がマイクロフォニックに及ぼす影響)
図4に示した手順で放射線検出器10を製造する際に、減圧チャンバ34内の圧力を0.1気圧下として防湿層15及びアレイ基板12を貼り合せた場合と、大気圧下で貼り合せた場合とで検出器を作成し、その後筐体に組み込んでそれぞれ振動状態でX線像を撮影した。結果を図12に示す。
[Example 7]
(Effects of manufacturing methods on microphonics)
When manufacturing the radiation detector 10 according to the procedure shown in FIG. 4, the pressure inside the decompression chamber 34 is reduced to 0.1 atm, and the moisture-proof layer 15 and the array substrate 12 are bonded together, and the bonding is performed at atmospheric pressure. In this case, a detector was prepared, and then incorporated in a housing, and X-ray images were taken in a vibrating state. The results are shown in FIG.

図12(a)は大気圧で貼り合わせを行った場合、(b)は減圧下で貼り合わせを行った場合であり、右側の画像は、振動与えたある時点での検出器全面の暗画像である。また、横長線で囲われた領域の暗出力の値が左側のオシロスコープ画像である。   FIG. 12A shows a case where bonding is performed at atmospheric pressure, and FIG. 12B shows a case where bonding is performed under reduced pressure, and the image on the right side is a dark image of the entire detector surface at a certain time when vibration is applied. It is. In addition, the dark output value of the area surrounded by the horizontally long line is the left oscilloscope image.

この結果より、大気圧で貼り合せを行った場合に対して、減圧(0.1気圧)で貼り合わせを行った場合のマイクロフォニック(製品に一定の衝撃を加えた際の暗画像の揺らぎ)は1/5程度以下に改善されており、またマイクロフォニックが収束するのも早い(マイクロフォニックが生じている時間が短い)ことが判明した。   From this result, microphonic (fluctuation of dark image when a certain impact is applied to the product) when bonding is performed at a reduced pressure (0.1 atm) compared to when bonding is performed at atmospheric pressure. Has been improved to about 1/5 or less, and it has been found that the microphonic converges quickly (the time during which the microphonic is generated is short).

5:接続部、6:内部配線層、7:TABパッド、8:異方性導電フィルム層、9:FPC配線層(外部配線)、10,30,50:放射線検出器、12:アレイ基板、13:シンチレータ層、14:反射膜、15:防湿層、15a:鍔部、16:接着層   5: connection part, 6: internal wiring layer, 7: TAB pad, 8: anisotropic conductive film layer, 9: FPC wiring layer (external wiring), 10, 30, 50: radiation detector, 12: array substrate, 13: scintillator layer, 14: reflective film, 15: moisture-proof layer, 15a: buttock, 16: adhesive layer

Claims (6)

蛍光を電気信号に変換する光電変換素子が複数設けられた画素エリアと前記画素エリアから引出される内部配線層とを備える基板と、前記基板の前記画素エリア上に設けられ入射する放射線を蛍光に変換するシンチレータ層と、前記基板の周囲で前記内部配線層に接続されるとともに外部配線と接続する接続部と、前記シンチレータ層を覆うべく鍔部を有するハット状に形成され前記シンチレータ層を外部の湿気から保護する防湿層と、前記防湿層の前記鍔部及び前記基板を接着する接着層とを備える放射線検出器において、
前記接着層は、前記接続部の上方で前記鍔部の少なくとも一部と前記基板とを接着していることを特徴とする放射線検出器。
A substrate comprising a pixel area provided with a plurality of photoelectric conversion elements for converting fluorescence into an electrical signal and an internal wiring layer drawn from the pixel area, and incident radiation provided on the pixel area of the substrate as fluorescence A scintillator layer to be converted, a connection portion connected to the internal wiring layer around the substrate and connected to the external wiring, and a hat shape having a flange to cover the scintillator layer, the scintillator layer being externally connected In a radiation detector comprising a moisture-proof layer that protects against moisture, and an adhesive layer that bonds the flange portion and the substrate of the moisture-proof layer,
The radiation detector is characterized in that the adhesive layer adheres at least a part of the flange and the substrate above the connection part.
前記接着層は、前記接続部の上方で前記鍔部の全面と前記基板とを接着していることを特徴とする請求項1記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 1, wherein the adhesive layer adheres the entire surface of the flange and the substrate above the connection portion. 前記接着層は、樹脂材料中に無機フィラー材を含有して形成されていることを特徴とする請求項1又は2記載の放射線検出器。   The radiation detector according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed by including an inorganic filler material in a resin material. 前記接着層は、その厚みTと幅Wとの比であるT/Wが0.1以下となる条件を満たすように形成されてい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。   4. The adhesive layer according to claim 1, wherein the adhesive layer is formed so as to satisfy a condition that T / W, which is a ratio of thickness T to width W, is 0.1 or less. 5. The radiation detector described. 前記接続部に、TABパッドが形成されてい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。   The radiation detector according to claim 1, wherein a TAB pad is formed in the connection portion. 鍔部を有するハット状に防湿層を形成する工程と、
前記鍔部の少なくとも一部に接着材を塗布する工程と、
光電変換素子が複数設けられた画素エリアと前記画素エリアから引出される内部配線層とを備える基板を用意し、シンチレータ層を前記基板の前記画素エリア上に設けるとともに、前記基板の周囲で前記内部配線層に接続された接続部において外部配線を接続する工程と、
前記接続部の上方で前記鍔部の少なくとも一部と前記基板とを減圧雰囲気下で前記接着材を介して貼り合わせる工程と、
を備えることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
Forming a moisture-proof layer in a hat shape having a collar portion;
Applying an adhesive material to at least a part of the collar,
A substrate having a pixel area provided with a plurality of photoelectric conversion elements and an internal wiring layer drawn out from the pixel area is prepared, and a scintillator layer is provided on the pixel area of the substrate, and the internal area around the substrate Connecting the external wiring at the connection portion connected to the wiring layer;
Pasting at least a part of the flange and the substrate above the connection portion via the adhesive in a reduced pressure atmosphere;
A method for manufacturing a radiation detector.
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