放射线检测面板、放射线检测器和放射线检测面板的制造方法与流程

本发明的实施方式涉及放射线检测面板、放射线检测器和放射线检测面板的制造方法。

背景技术：

作为放射线检测器的一例，存在x射线检测器。x射线检测器设置有闪烁体以及阵列基板，上述闪烁体将x射线转换为荧光，上述阵列基板将荧光转换为电信号。此外，为了提高荧光的利用效率而改进灵敏度特性，有时在闪烁体之上还设置反射部。

例如，闪烁体有时使用真空蒸镀法等直接形成在阵列基板之上。然而，由于闪烁体是由csi(碘化铯)：tl(铊)和csi:na(钠)等卤素化合物形成的，因此，在形成闪烁体时，存在卤素与配线等材料反应而容易产生腐蚀的问题。例如，在阵列基板的表面，除了光电二极管或cmos(complementarymetaloxidesemiconductor：互补金属氧化物半导体)传感器等多个元件之外，还设置有用于电连接多个元件的配线。因此，在形成闪烁体时，配线等可能会腐蚀。

因此，提出了在阵列基板的表面形成保护层，并且在保护层之上形成闪烁体的技术。

然而，若仅在阵列基板的表面形成保护层，则在形成闪烁体时等，保护层有时会从阵列基板的表面剥落。在保护层从阵列基板的表面剥落时，闪烁体与阵列基板之间会产生间隙，并且从闪烁体向阵列基板的光有可能在该间隙中反射或扩散。其结果是，光向阵列基板的传输效率降低，并且x射线图像的像素的亮度和x射线图像的清晰度有可能会降低。在x射线图像的像素的亮度和x射线图像的清晰度降低时，x射线图像的画质有可能会变差。

因此，期望开发能够对保护层的剥离进行抑制的技术。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2007-192807号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

本发明要解决的技术问题是提供能够对保护层的剥离进行抑制的放射线检测面板、放射线检测器和放射线检测面板的制造方法。

解决技术问题所采用的技术方案

实施方式的放射线检测面板包括：基板；多个光电转换元件，上述多个光电转换元件设置于上述基板的一个面；绝缘层，上述绝缘层设置在上述多个光电转换元件之上，并且具有透光性；保护层，上述保护层至少设置在上述绝缘层之上；接合层，上述接合层设置在上述绝缘层与上述保护层之间，具有透光性，并且包含具有与无机材料化学结合的反应基和与有机材料化学结合的反应基中的至少任一种的材料；闪烁体，上述闪烁体设置在上述保护层之上，并且覆盖上述多个光电转换元件；以及防湿层，上述防湿层至少覆盖上述闪烁体。

附图说明

图1用于对本实施方式的x射线检测面板和x射线检测器进行例示的示意立体图。

图2是x射线检测面板的示意剖视图。

图3的(a)是用于对另一实施方式的x射线检测器进行例示的示意剖视图。(b)是(a)中的b部的示意放大图。

具体实施方式

以下，参照附图，对实施方式进行例示。另外，在各附图中，对相同的构成要素标注相同的符号，并适当地省略详细说明。

此外，本发明实施方式的放射线检测器除了能应用于x射线，也能应用于γ射线等各种放射线。在此，作为一例，以作为放射线中的代表性射线的x射线的情况为例进行说明。因此，通过将以下实施方式中的“x射线”替换成“其它的放射线”，该放射线检测器也能够应用于其它的放射线。

此外，放射线检测器例如能够用于一般医疗和牙科医疗等。但是，放射线检测器的用途不限定于一般医疗和牙科医疗。

(x射线检测面板及x射线检测器)

图1是用于对本实施方式的x射线检测面板10和x射线检测器1进行例示的示意立体图。

另外，为了避免变得复杂，在图1中，省略了防湿层7等来进行描绘。

图2是x射线检测面板10的示意剖视图。

作为放射线检测器的x射线检测器1是对作为放射线图像的x射线图像进行检测的x射线平面传感器。

如图1和图2所示，在x射线检测器1设置有x射线检测面板10和电路基板20。

在x射线检测面板10设置有阵列基板2、闪烁体3、反射层4、保护层5、接合层6和防湿层7。

阵列基板2将由闪烁体3从x射线转换而成的荧光(可见光)转换成电信号。

阵列基板2具有基板2a、光电转换部2b、控制线(或栅极线)2c1、数据线(或信号线)2c2、配线垫2d1、2d2和绝缘层2f等。

此外，光电转换部2b、控制线2c1以及数据线2c2等的数量不限定于所例示的数量。

基板2a呈板状，并且由无碱玻璃等透光性材料形成。

多个光电转换部2b设置在基板2a的一个面上。光电转换单元2b能够设为呈矩形形状的单元。在俯视图中，光电转换部2b设置于由多个控制线2c1和多个数据线2c2区划出的多个区域中的每一个。多个光电转换部2b排列成矩阵状。另外，一个光电转换部2b对应于x射线图像中的一个像素(pixel)。

在多个光电转换部2b中分别设置有光电转换元件2b1和作为开关元件的薄膜晶体管(tft；thinfilmtransistor)2b2。

此外，能够设置存储电容器，上述存储电容器供给有在光电转换元件2b1中转换后的电荷。存储电容器能够呈例如矩形平板状，并且设置在薄膜晶体管2b2之下。但是，根据光电转换元件2b1的容量，能够使光电转换元件2b1兼作存储电容器。另外，在下文中，作为一例，对光电转换元件2b1兼作存储电容器的情况进行例示。

光电转换元件2b1例如能够设置成光电二极管或cmos传感器等。

薄膜晶体管2b2进行向光电转换元件2b1存储电荷以及从光电转换元件2b1释放电荷的切换，上述光电转换元件2b1起到存储电容器的作用。

薄膜晶体管2b2具有栅极、源极和漏极。薄膜晶体管2b2的栅极与对应的控制线2c1电连接。薄膜晶体管2b2的漏极与对应的数据线2c2电连接。薄膜晶体管2b2的源极与对应的光电转换元件2b1电连接。此外，光电转换元件2b1的阳极侧与对应的未图示的偏置线电连接。此外，在没有设置偏置线的情况下，光电转换元件2b1的阳极侧电连接到地而不是偏置线。

控制线2c1隔开规定的间隔彼此平行地设置多个。控制线2c1例如在行方向上延伸。一个控制线2c1与设置于基板2a的周缘附近的多个配线垫2d1中的一个电连接。将设置于柔性印刷基板2e1的多个配线中的一个配线与一个配线垫2d1电连接。设置于柔性印刷基板2e1的多个配线的另一端与设置于电路基板20的读取电路电连接。

数据线2c2隔开规定的间隔彼此平行地设置多个。数据线2c2例如在与行方向正交的列方向上延伸。一个数据线2c2与设置于基板2a的周缘附近的多个配线垫2d2中的一个电连接。将设置于柔性印刷基板2e2的多个配线中的一个配线与一个配线垫2d2电连接。设置于柔性印刷基板2e2的多个配线的另一端分别与设置于电路基板20的信号检测电路电连接。

绝缘层2f设置在光电转换部2b、控制线2c1和数据线2c2之上。绝缘层2f能够由具有透光性和绝缘性的材料形成。绝缘层2f例如能够由诸如氮化硅(sin)等无机材料形成。另外，绝缘层2f例如也能够由丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、丁缩醛等有机材料形成。

闪烁体3设置在保护层5之上，并且至少覆盖多个光电转换元件2b1。闪烁体3设置成覆盖有效像素区域a。有效像素区域a是指基板2a上的设置有多个光电转换元件2b1的区域。

闪烁体3将入射的x射线转换成荧光。

闪烁体3包含卤素化合物作为主要成分。闪烁体3例如能够使用碘化铯(csi)：铊(tl)、碘化钠(nai)：铊(tl)或溴化铯(csbr)：铕(eu)等形成。闪烁体3例如能够使用真空蒸镀法来形成。若使用真空蒸镀法来形成闪烁体3，则形成由多个柱状结晶的集合体构成的闪烁体3。

设置反射层4以提高荧光的利用效率并改进灵敏度特性。即，反射层4设置成使闪烁体3中产生的荧光中的、朝向与设置有光电转换部2b一侧相反一侧的光反射而使之朝向光电转换部2b。

反射层4例如能够设为包含氧化钛(tio2)等具有光散射性的粒子的树脂层、或包含铝等金属的金属层等。

另外，不一定需要反射层4，只要根据所要求的灵敏度特性等适当地设置即可。

保护层5设置成覆盖阵列基板2。

如上所述，闪烁体3使用碘化物和溴化物等卤素化合物形成。因此，在形成闪烁体3时，可能会腐蚀从绝缘层2f露出的控制线2c1的一部分、数据线2c2的一部分、配线垫2d1、配线垫2d2等。因此，设置保护层5以对在形成闪烁体3时产生的腐蚀进行抑制。

保护层5例如能够由具有绝缘性、水蒸气隔断性、透光性和对闪烁体3中所含物质具有耐腐蚀性的材料来形成。保护层5能够包括例如作为有机材料的丙烯酸树脂、聚乙烯、聚丙烯、丁腈、聚对二甲苯等。在这种情况下，如果形成包含聚对二甲苯作为主要成分的保护层5，则能够进一步提高与以聚对二甲苯为主要成分的防湿层7的紧贴性。保护层5例如也能够包括作为无机材料的碳结晶作为主要成分。

一般而言，成为保护层5的保护对象的配线等设置在阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧。因此，保护层5至少设置在阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧即可。例如，保护层5至少设置在绝缘层2f之上即可。

但是，保护层5能够设置成覆盖阵列基板2的整体。如此一来，保护层5的形成变得容易。例如，只要将阵列基板2载置于使保护层5的材料蒸发的腔室的内部，就能够容易地形成覆盖阵列基板2整体的保护层5。

此外，闪烁体3中产生的荧光透过保护层5到达光电转换元件2b1。因此，优选使保护层5的厚度变薄。保护层5的厚度例如能够设为15μm以下。

在此，如果将保护层5直接设置于阵列基板2的表面，则保护层5有时会从阵列基板2的表面剥落。例如，若将包含有机材料的保护层5直接形成于包含无机材料的绝缘层2f之上，则保护层5与绝缘层2f之间的接合力有时会变弱。在这种情况下，若在形成闪烁体3时或x射线检测器1运转时等产生热应力等，则保护层5有时会从绝缘层2f上剥落，并且在保护层5与绝缘层2f之间会产生间隙。即，在闪烁体3与光电转换元件2b1之间可能会产生间隙。在产生这样的间隙时，从闪烁体3朝向光电转换元件2b1的光在该间隙中反射或扩散，从而可能会降低光向光电转换元件2b1的传输效率。若光向光电转换元件2b1的传输效率降低，则x射线图像的像素的亮度和x射线图像的清晰度会降低，并且x射线图像的画质可能会变差。

因此，在本实施方式的x射线检测面板10中，在阵列基板2(绝缘层2f)与保护层5之间设置有接合层6。

接合层6将保护层5与阵列基板2接合。接合层6例如具有透光性，并且能够由具有与无机材料化学结合的反应基和与有机材料化学结合的反应基中的至少任一种的材料来形成。

在这种情况下，接合层6例如能够由硅烷偶联剂等形成。但是，接合层6的材料不限定于硅烷偶联剂。

例如，存在以下情况：绝缘层2f包含无机材料(例如，氮化硅等)，保护层5包含有机材料(例如，聚对二甲苯等)。在这种情况下，接合层6的材料能够具有与绝缘层2f的无机材料化学结合的反应基和与保护层5的有机材料化学结合的反应基。

此外，例如，存在以下情况：绝缘层2f包含有机材料(例如，丙烯酸树脂等)，保护层5包含有机材料。在这种情况下，接合层6的材料能够具有与绝缘层2f的有机材料化学结合的反应基和与保护层5的有机材料化学结合的反应基。

此外，例如，存在以下情况：绝缘层2f包含无机材料，保护层5包含无机材料(例如，碳结晶等)。在这种情况下，接合层6的材料能够具有与绝缘层2f的无机材料化学结合的反应基和与保护层5的无机材料化学结合的反应基。

此外，例如，存在以下情况：绝缘层2f包含有机材料，保护层5包含无机材料。在这种情况下，接合层6的材料能够具有与绝缘层2f的无机材料化学结合的反应基和与保护层5的无机材料化学结合的反应基。

如此一来，经由具有反应基的接合层6，保护层5和阵列基板2(绝缘层2f)被牢固地接合。

接合层6至少设置在闪烁体3与阵列基板2之间即可。例如，在俯视图中(从x射线的入射侧观察的情况下)，接合层6能够设置在有效像素区域a中。另外，接合层6也能够设置在形成有闪烁体3的区域中。如果这些区域没有产生间隙，则能够对光向光电转换元件2b1的传输效率的降低进行抑制。

此外，接合层6能够设置成覆盖阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧的表面。在阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧，在保护层5之上设置有防湿层7。因此，如果接合层6设置成覆盖阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧的表面，则能够提高防湿层7与阵列基板2之间的接合强度。因此，能够实现防湿性的提高。

此外，接合层6能够设置成覆盖阵列基板2的整体。如此一来，接合层6的形成变得容易。例如，只要将阵列基板2载置于使接合层6的材料蒸发的腔室的内部，就能够容易地形成覆盖阵列基板2整体的接合层6。

此外，闪烁体3中产生的荧光透过接合层6到达光电转换元件2b1。因此，优选使接合层6的厚度变薄。接合层6的厚度例如能够设为15μm以下。

如果设置有接合层6，则即使在形成闪烁体3时或x射线检测器1运转时等产生热应力等，也能够对保护层5的剥离进行抑制。因此，能够对闪烁体3与光电转换元件2b1之间间隙的产生进行抑制，从而能够对光向光电转换元件2b1的传输效率的降低进行抑制。其结果是，能够抑制x射线图像的像素的亮度和x射线图像的清晰度的降低导致x射线图像的画质变差。

设置防湿层7，以对由于空气中所包含的水蒸汽而引起的反射层4的特性和闪烁体3的特性劣化进行抑制。在这种情况下，在闪烁体3包含csi:tl或csi:na等的情况下，因湿度等引起的分辨率特性的劣化有可能会变大。

因此，防湿层7至少覆盖闪烁体3。在设置有反射层4的情况下，防湿层7覆盖闪烁体3和反射层4。

此外，防湿层7能够设置成覆盖设置有接合层6、保护层5和闪烁体3的阵列基板2的整体。如此一来，防湿层7的形成变得容易。例如，只要将设置有接合层6、保护层5和闪烁体3的阵列基板2载置于使防湿层7的材料蒸发的腔室的内部，则能够容易地形成覆盖这些整体的防湿层7。

防湿层7例如能够由具有绝缘性、水蒸气隔断性、透光性和对闪烁体3中所含物质具有耐腐蚀性的材料来形成。防湿层7例如也能够包含作为有机材料的聚对二甲苯作为主要成分。防湿层7例如也能够包含作为无机材料的碳结晶作为主要成分。在这种情况下，如果防湿层7的材料与保护层5的材料相同，则能够提高防湿层7与保护层5之间的紧贴性。因此，能够实现防湿性的提高。

电路基板20设置在阵列基板2的与闪烁体3侧相反的一侧。

在电路基板20设置有读取电路和信号检测电路。

读取电路对薄膜晶体管2b2的接通状态与断开状态进行切换。控制信号s1从图像处理电路等输入到读取电路。读取电路根据x射线图像的扫描方向将控制信号s1输入到控制线2c1。例如，读取电路经由柔性印刷基板2e1将控制信号s1依次输入到各控制线2c1中的每一个控制线。薄膜晶体管2b2由于输入到控制线2c1的控制信号s1而处于接通状态，能够接收来自起到存储电容器的作用的光电转换元件2b1的电荷(图像数据信号s2)。

信号检测电路包括多个积分放大器、选择电路和ad转换器等。一个积分放大器与一个数据线2c2电连接。积分放大器依次接收来自光电转换部2b的图像数据信号s2。然后，积分放大器对在一定时间内流动的电流进行积分，并向选择电路输出与该积分值对应的电压。如此一来，能够将在规定的时间内流通于数据线2c2的电流的值(电荷量)转换成电压值。即，积分放大器将与在闪烁体3中产生的荧光的强弱分布对应的图像数据信息转换成电位信息。

选择电路选择进行读取的积分放大器，并依次读出转换成电位信息的图像数据信号s2。

ad转换器将读出的图像数据信号s2依次转换成数字信号。转换成数字信号的图像数据信号s2被输入到图像处理电路。

图像处理电路基于转换成数字信号的图像数据信号s2来形成x射线图像。图像处理电路能够设置于电路板3，也能够设置于x射线检测器1的外部。在图像处理电路设置于x射线检测器1的外部的情况下，能够通过无线进行通信，也能够经由配线进行通信。

除此之外，还能够设置对x射线检测面板10进行收纳的壳体。壳体能够呈箱状。壳体的与闪烁体3相对的面能够由透过x射线的材料来形成。此外，能够将支承板设置于框体的内部。能够将x射线检测面板10设置于支承板的供x射线入射一侧的面。能够将电路基板20设置于支承板的与供x射线入射一侧相反一侧的面。

图3的(a)是用于对另一实施方式的x射线检测器11进行例示的示意剖视图。

图3的(b)是图3的(a)中的b部的示意放大图。

如图3的(a)、(b)所示，在x射线检测器11设置有x射线检测面板10、通信电路基板21和壳体22。

在本实施方式中，电路基板20和图像处理电路设置于x射线检测器11的外部。

通信电路基板21经由配线21a与x射线检测面板10电连接。通信电路基板21进行x射线检测面板10与电路基板20和图像处理电路之间的通信。例如，通信电路基板21接收来自电路基板20的控制信号s1，并且将接收到的控制信号s1输入到规定的控制线2c1。例如，通信电路基板21接收来自x射线检测面板10的图像数据信号s2，并发送到电路基板20。通信电路基板21能够通过无线进行通信，也能够经由配线进行通信。

另外，也可以将通信电路基板21、电路基板20以及图像处理电路与x射线检测面板10电连接，并将这些收纳在壳体22的内部。

即，x射线检测器能够包括与x射线检测面板10电连接的电路基板20和通信电路基板21中的至少任意一个。

接合层6覆盖阵列基板2、通信电路基板21和配线21a的整体。例如，只要将经由配线21a电连接的x射线检测面板10和通信电路基板21载置于使接合层6的材料蒸发的腔室的内部，就能够容易地形成覆盖阵列基板2、通信电路基板21以及配线21a的整体的接合层6。

另外，保护层5覆盖接合层6的整体。例如，只要将由接合层6覆盖的阵列基板2、通信电路基板21和配线21a载置于使保护层5的材料蒸发的腔室的内部，就能够容易地形成覆盖接合层6整体的保护层5。

另外，防湿层7覆盖保护层5的整体。例如，只要将由保护层5覆盖的阵列基板2、通信电路基板21和配线21a载置于使防湿层7的材料蒸发的腔室的内部，就能够容易地形成覆盖保护层5整体的防湿层7。

根据本实施方式，通过接合层6、保护层5以及防湿层7，能够使阵列基板2、通信电路基板21和配线21a一体化。

壳体22呈一个端部开口的箱状。在壳体22的内部收纳有由接合层6、保护层5和防湿层7覆盖的阵列基板2、通信电路基板21和配线21a。如果通过接合层6、保护层5和防湿层7使阵列基板2、通信电路基板21和配线21a一体化，则收纳到壳体22的内部变得容易。

壳体22例如也能够使用铝合金、聚苯硫醚树脂、聚碳酸酯树脂、碳纤维增强塑料(cfrp；carbon-fiber-reinforcedplastic)等形成。

入射板22a堵塞壳体22的开口。x射线透过入射板22a。入射板22a使用x射线吸收率较低的材料来形成。入射板22a例如能够使用碳纤维增强塑料等形成。

(x射线检测面板及x射线检测器的制造方法)

接着，对本发明实施方式的x射线检测面板10和x射线检测器1的制造方法进行例示。

首先，在基板2a上依次形成光电转换部2b、控制线2c1、数据线2c2、配线垫2d1、2d2以及绝缘层2f等，从而制作阵列基板2。阵列基板2例如能够使用半导体制造工艺来制作。

接着，将接合层6至少形成于有效像素区域a之上。接合层6也能够形成在形成有闪烁体3的区域之上。接合层6也能够形成在阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧的表面之上。接合层6也能够形成为覆盖阵列基板2的整体。

例如，接合层6能够通过将溶解的材料供给到阵列基板2的规定区域或表面整体，并使其干燥而形成。

接着，将保护层5形成于接合层6之上。保护层5至少能够形成在阵列基板2的设置有闪烁体3的一侧。保护层5也能够形成为覆盖阵列基板2的整体。

例如，保护层5能够通过将形成有接合层6的阵列基板2载置于使材料蒸发的腔室的内部来形成。在这种情况下，也能够使用掩模等来限定形成有保护层5的区域。

接着，将闪烁体3至少形成于有效像素区域a之上。闪烁体3例如能够通过使用真空蒸镀法等使由碘化铯：铊构成的膜成膜而形成。在这种情况下，闪烁体3的厚度能够设为600μm左右。

当形成闪烁体3时，使用掩模以使蒸镀材料不到达阵列基板2的周缘附近。因此，闪烁体3的周缘区域随着靠向外侧而厚度变薄。

接着，在闪烁体3之上形成反射层4。反射层4例如能够将包含由氧化钛(tio2)等构成的光散射性的粒子的树脂涂布于闪烁体3上来形成。

接着，将防湿层7至少形成于闪烁体3之上。在设置有反射层4的情况下，防湿层7形成在闪烁体3和反射层4之上。防湿层7也能够形成为覆盖形成有接合层6、保护层5和闪烁体3的阵列基板2的整体。例如，防湿层7能够通过将设置有接合层6、保护层5、闪烁体3和反射层4的阵列基板2载置于使材料蒸发的腔室的内部来形成。

如上所述，能够制造x射线检测面板10。

另外，如图3的(a)所示，通过接合层6、保护层5和防湿层7，也能够使阵列基板2、通信电路基板21和配线21a一体化。

接着，将x射线检测面板10和电路基板20经由柔性印刷基板2e1、2e2电连接。

接着，将x射线检测面板10和电路基板20收纳于壳体的内部。

在通过接合层6、保护层5和防湿层7使阵列基板2、通信电路基板21和配线21a一体化的情况下，将这些收纳于壳体的内部。

然后，根据需要，进行对光电转换部2b有无异常或电连接有无异常进行确认的电气试验、x射线图像试验等。

如上所述，能够制造x射线检测器1、11。

根据以上说明，本实施方式的x射线检测面板10的制造方法能够包括以下工序。

在多个光电转换元件2b1之上形成具有透光性的绝缘层2f的工序。

在绝缘层2f之上形成接合层6的工序，上述接合层6具有透光性，并且包含具有与无机材料化学结合的反应基和与有机材料化学结合的反应基中的至少任一种的材料。

将保护层5形成于接合层6之上的工序。

将覆盖多个光电转换元件2b1的闪烁体3形成于保护层5之上的工序。

形成至少覆盖闪烁体3的防湿层7的工序。

另外，各工序的内容能够与上述内容相同，因此省略详细说明。

以上例示了本发明的若干实施方式，但这些实施方式仅作为示例而提示，不意为对发明范围的限定。这些新的实施方式还能以其它各种方式来实施，且能在不脱离发明技术思想的范围内作各种省略、置换、变更等。这些实施方式及其变形例包含在发明范围或要旨中，且包含在权利要求书记载的发明及其等同的范围内。此外，上述各实施方式能够相互组合实施。