辐射成像装置以及该辐射成像装置的制造方法与流程

1.本发明涉及一种辐射成像装置以及一种制造辐射成像装置的方法。


背景技术：

2.使用薄膜晶体管(tft)的显示装置的制造技术已经应用于包括tft和半导体光电转换元件的、用于大面积传感器的矩阵面板。矩阵面板与闪烁体结合起来，用作辐射检测装置，该闪烁体设置成将辐射转换为光。矩阵面板通常形成于玻璃基板上；不过，已经开发了使用树脂等的柔性矩阵面板，以便能够降低装置的重量以及保持抗冲击和变形的耐久性，且柔性矩阵面板也用于辐射检测装置。
3.形成柔性矩阵面板的典型方法是将由树脂材料等制成的柔性绝缘层薄膜布置在刚性基板(例如玻璃基板)上，在柔性绝缘层上形成面积传感器，然后除去基板。例如，日本专利no.5142943介绍了一种方法，其中，首先在基板(例如玻璃)上形成柔性绝缘层，然后在柔性绝缘层上形成矩阵面板。矩阵面板再通过布线部件(例如柔性印刷板(fpc))而与读出电路和驱动电路联接，然后通过激光照射而分离所述基板。
4.当柔性绝缘层在分离工艺(步骤)中由强光(例如激光)照射时，一部分柔性绝缘层被烧蚀(光热蒸发)。这时，产生的气体的膨胀导致在基板和柔性绝缘层之间的界面处分离，同时在柔性绝缘层的表面上产生导电异物(例如烟灰)。
5.通常，fpc有电极的暴露部分，且当烟灰经过多个不同电极的暴露部分而粘接时，在fpc的布线之间可能发生短路。这导致与驱动电路的连接故障，并引起矩阵面板的操作失败。而且，这导致与读出电路的连接故障，并导致读出失败，即不能从矩阵面板读出信号。有多种除去(清洁)烟灰的方法，但是清洁可能相反地使得烟灰散布，并有引起上述故障的危险。


技术实现要素：

6.本发明提供了一种制造方法，该制造方法可以在使用柔性矩阵面板的辐射成像装置中减少由于烟灰而引起的、在fpc的布线之间的短路，本发明还提供了一种辐射成像装置，该辐射成像装置几乎不可能产生由于烟灰而引起的、在fpc的布线之间的短路。
7.根据本发明的一方面，一种制造辐射成像装置的方法包括：使得柔性绝缘层的第一表面与电路基板的导电部分电连接，该电路基板有安装于该电路基板上的集成电路，其中，柔性绝缘层包括在第一表面上的多个像素，这些像素布置成二维矩阵，以便将辐射转换为电信号；利用保护层来覆盖通过所述电连接而暴露的所述导电部分的暴露部分；在覆盖后，通过由穿过与所述柔性绝缘层的第二表面接触的基板而透射的光照射第二表面而使得柔性绝缘层与基板分离，所述第二表面与柔性绝缘层的第一表面相反。
8.通过下面参考附图对示例实施例的说明，将清楚本发明的其它特征。
附图说明
9.图1是表示根据第一示例实施例的集成电路与柔性辐射检测面板联接时的状态的平面图。
10.图2a和2b是根据第一示例实施例的用于读出布线部件和驱动布线部件的柔性印刷板(fpc)的结构图。
11.图3是根据第一示例实施例的图1中所示的区域a的放大平面图。
12.图4是表示根据第一示例实施例的辐射检测面板的制造方法的实例的步骤框图。
13.图5是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(a)中的辐射检测面板的剖视图。
14.图6是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(b)中的辐射检测面板的剖视图。
15.图7是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(c)中的辐射检测面板的剖视图。
16.图8是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(d)中的辐射检测面板的剖视图。
17.图9是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(e)中的辐射检测面板的剖视图。
18.图10是根据第一示例实施例的在图4所示的步骤(f)中的辐射检测面板的剖视图。
19.图11a和11b是根据第二示例实施例的辐射检测面板的剖视图，表示了保护层形成步骤和分离步骤。
20.图12是根据第二示例实施例的使用辐射检测面板的辐射成像装置的剖视图。
21.图13是根据第三示例实施例的辐射检测面板和布线部件的剖视图，表示了布线部件安装步骤。
具体实施方式
22.图1是表示根据第一示例实施例的集成电路与柔性辐射检测面板联接时的状态的平面图。
23.安装在电路基板上的两种类型的集成电路(读出电路31和驱动电路41)与辐射检测面板10联接。读出电路31是用于读出来自于设置在矩阵面板11上的多个像素15的电信号的电路，该矩阵面板11包括在辐射检测面板10中。读出电路31通过读出布线部件32而与读出装置30联接。驱动电路41是用于向所述多个像素15供给驱动信号的电路。驱动电路41通过驱动布线部件42而与驱动装置40联接。
24.根据本示例实施例，这两种类型的布线部件(即读出布线部件32和驱动布线部件42)包括柔性印刷板(fpc)。从节省布线空间的方面考虑，这些布线部件优选地包括fpc，但是布线部件可以包括柔性扁平电缆(ffc)，并且可以有任何形式，只要布线部件能够电连接辐射检测面板10和集成电路即可。
25.由图2中的虚线包围的区域a在图3的放大平面图中示出，因此下面在图3的说明部分中详细介绍区域a。
26.图2a和2b是可以用于读出布线部件32和驱动布线部件42的fpc 20的结构图。fpc 20包括基础材料21、导电部分22和导电部分涂层23。基础材料21和导电部分涂层23由有机绝缘材料例如聚酰亚胺形成。由导体例如铜形成的多个导电部分22布置得朝向安装在fpc 20上的集成电路(读出电路31或驱动电路41)(未示出)延伸。多个导电部分22使得辐射检测面板10中的像素与集成电路连接。
27.为了描述简单，导电部分22的数量是三个，但是，根据构造，导电部分22的数量可
以是较大数量，例如250或500。尽管大部分导电部分22由导电部分涂层23覆盖，但有这样一部分：在该部分处，导电部分22暴露(在边缘部分附近没有设置导电部分涂层23)，以便建立与矩阵面板11的电连接。导电部分22暴露的部分在下文中称为“暴露部分29”。
28.图3是图1中所示区域a的放大平面图。柔性辐射检测面板10包括矩阵面板11和闪烁体12，两者都是柔性的。矩阵面板11有在下面所述的柔性绝缘层上形成二维矩阵的多个像素15。像素15包括开关元件16和转换元件17。图3中所示的b-b’部分在下面在图5至10的说明中进行介绍。
29.根据本示例实施例，开关元件16和转换元件17分别是非晶硅薄膜晶体管(a-si tft)和金属-绝缘体-半导体(mis)型光电转换元件。开关元件16和转换元件17并不局限于上述组合，而是可以使用任何已知技术，例如多晶硅tft、氧化物tft或pin型光电转换元件。
30.矩阵面板11还包括沿着行方向延伸的多个栅极线19、沿着列方向延伸的多个信号线18、以及向各转换元件17供给偏压电压的偏压线14。闪烁体12将辐射(例如x射线)转换成可见光。作为闪烁体12，可以使用与粘接剂混合的硫氧化钆(gos)或者具有铊(tl)或钠(na)作为活化剂的碘化铯(csi)。
31.可以形成闪烁体防潮层13而用于保护闪烁体12免受环境中的湿气影响。作为闪烁体防潮层13，可以使用金属(例如铝、铜、不锈钢)、树脂(例如聚对二甲苯、环氧树脂、丙烯酸树脂、聚酯树脂)以及包含树脂和陶瓷(例如氧化铝、氧化钛)的复合材料。
32.闪烁体防潮层13可以由导体例如金属形成，并与预定电势连接，以便有防止电磁辐射噪声的保护(电磁屏蔽)功能。平坦化的层25可以由有机绝缘层(例如聚酰亚胺)来形成，以便在闪烁体形成过程中获得平坦性和抗冲击性。
33.相应信号线18与设置在矩阵面板11上的多个读出连接部分34电连接。安装在矩阵面板11上的读出布线部件32包括与相应的读出连接部分34相对地布置的导电部分22。各导电部分22通过包括各向异性导电膜(acf)的导电粘接剂24而与读出连接部分34电连接。
34.类似地，相应的栅极线19与多个驱动连接部分44电连接。安装在矩阵面板11上的驱动布线部件42包括与相应的驱动连接部分44相对地布置的导电部分22。各导电部分22通过导电粘接剂24而与驱动连接部分44电连接。因此，各像素15与读出电路31和驱动电路41电连接。
35.图4是表示辐射检测面板10的制造方法的实例的步骤框图。图5至图10是与图4的步骤(a)至(f)相对应的辐射检测面板10在图3中所示的b-b'部分的截面上的剖视图。下面将参考图5至10详细介绍辐射检测面板10的制造工艺的实例。
36.(a)像素形成步骤
37.图5是辐射检测面板10在像素形成步骤中的剖视图。由聚合物材料例如聚酰亚胺制成的柔性绝缘层101形成于基板100例如玻璃上。
38.柔性绝缘层101可以例如通过用聚酰亚胺溶液涂覆基板100并且然后焙烤而形成，或者通过将以膜的形式单独形成的聚酰亚胺膜等附接在基板100上而形成。根据本发明的“柔性绝缘层”的“第一表面”是图5中的柔性绝缘层101的上表面，像素15形成于该上表面上，“第二表面”是图5中的柔性绝缘层101的、与基板100接触的下表面。
39.随后，开关元件16形成于柔性绝缘层101上。通过下列方式获得开关元件16：在柔性绝缘层101的、与接触所述基板100的表面相反的表面上形成栅极电极162、栅极绝缘层
161、第一a-si层165、第一n
+-si层166、漏电极163和源电极164。
40.在开关元件16上顺序形成第一无机绝缘层168和有机平坦化层169。而且，形成下部电极171、传感器无机绝缘层172、第二a-si层173、第二n+-si层174、偏压线14和上部电极175，以便获得转换元件17。这些层由第二无机绝缘层179覆盖，以便获得钝化层。最后，对在驱动连接部分44上方的第二无机绝缘层179、传感器无机绝缘层172、第一无机绝缘层168和栅极绝缘层161进行蚀刻，以便提供开口180并获得矩阵面板11。
41.(b)闪烁体和防潮层形成步骤
42.图6是辐射检测面板10在闪烁体和防潮层形成步骤中的剖视图。平坦化层25由聚酰亚胺在第二无机绝缘层179上形成。然后，通过真空蒸发而在平坦化层25上形成具有合适厚度的csi薄膜，以便获得闪烁体12。由铝和树脂的层压复合材料制成的闪烁体防潮层13通过粘接剂层131而附接在闪烁体12上。
43.(c)布线部件安装步骤
44.图7是辐射检测面板10在布线部件安装步骤中的剖视图。形成一层导电粘接剂24，用于填充开口180。驱动布线部件42和读出布线部件32(未示出)安装在矩阵面板11上，从而使得在驱动布线部件42和读出布线部件32中的相应导电部分22与在矩阵面板11上的驱动连接部分44和读出连接部分34电连接。
45.尽管驱动布线部件42和读出布线部件32的大部分暴露部分29填充有导电粘接剂24并且因此看不见，但是保留暴露部分29的一部分，如图7中所示。后面所述的粘接或积聚在剩余部分中的烟灰可能引起矩阵面板11的操作故障或读出故障。
46.(d)保护层形成步骤
47.图8是辐射检测面板10在保护层形成步骤中的剖视图。在暴露部分29处，使用绝缘部件来形成保护层50，以便覆盖导电部分22。已知技术例如涂覆、气相沉积和粘接可以用作形成方法。保护层50可以有任何特定的厚度和形式，只要保护层50有效防止下面所述的烟灰粘接和积聚即可。
48.代替由连续膜覆盖的方法，可以通过以零散方式粘接来覆盖，例如点图案。下面介绍保护层50的具体示例。
49.(e)分离步骤
50.图9是辐射检测面板10在分离步骤中的剖视图。在与在柔性绝缘层101处形成像素15和闪烁体12的表面相反的表面上，柔性绝缘层101由穿过基板100的光60来照射。光60的波长优选是基本穿过基板10透射的波长，并由柔性绝缘层101有效吸收。光60的强度(能量密度，单位：mj/cm2)优选地大于或等于柔性绝缘层101的烧蚀阈值。
51.当强度大于或等于烧蚀阈值的光60入射时，柔性绝缘层101的靠近与基板100的交界处的部分被烧蚀，这导致与基板100分离。同时，柔性绝缘层101的不同部分碳化，这使得烟灰70出现在与基板100的交界处。尽管聚酰亚胺材料的烧蚀阈值为150至170mj/cm2，但优选是将光60的强度设置成足够高于烧蚀阈值的强度(考虑到例如激光输出的时间波动和在对象上的强度分布)。
52.当强度太高时，将产生大量的烟灰。当基板100是无碱玻璃(例如eagle)且柔性绝缘层101为聚酰亚胺时，准分子激光器或固态激光器用作满足上述波长和强度条件的光60的光源。
53.例如，作为一种类型的固态激光器的nd:yag激光器的三次谐波(355nm)可以成形而用于合适的射束，并在重复脉冲照射过程中扫过柔性绝缘层101.
54.(f)清洁步骤
55.图10是辐射检测面板10在清洁步骤中的剖视图。在除去基板100之后，除去在柔性绝缘层101的整个下表面上产生的烟灰70。可以使用各种清洁方法，例如干式清洁方法(例如利用电动吸尘器来抽吸以及利用胶带来吸附)和湿式清洁方法(例如利用溶剂来擦拭以及浸渍)。特别是，如图10中所示，用浸渍有机溶剂71(例如异丙醇)的布72来擦拭是有效的。
56.例如，根据本示例实施例，以下任何一种可以用作保护层50。
57.抗静电剂：包括表面活性剂的抗静电剂分散在溶剂(例如水)中，且暴露部分29被喷洒或涂覆有溶剂并干燥，以便形成保护层50。抗静电剂吸引在环境大气中的水蒸气，以便防止由静电引起的烟灰70粘接和积聚。由于抗静电剂容易擦拭，因此优选使用干式清洁方法来用于清洁步骤。使用抗静电剂的保护层50具有低导电性(表面电阻率为1012ω/sq或更小)，因此，当这样时，烟灰在干式清洁步骤中被除去，然后可以单独进行湿式(擦拭)清洁步骤，以便除去抗静电剂。替代地，绝缘部件的表面可以喷涂或涂覆有抗静电剂作为保护层50，然后进行干燥，以使得绝缘部件的表面具有抗静电功能。
58.防水处理剂：暴露部分29喷涂或涂覆有防水处理剂，例如(由agc seimi chemical co.,ltd.制造)或(由toyo aluminium k.k.制造)，并进行干燥，以便形成保护层50。这些防水处理剂有效降低暴露部分29的表面能量，并防止烟灰70粘接和积聚。
59.图11a是辐射检测面板10的剖视图，表示了根据第二示例实施例的保护层形成步骤。图11a对应于根据第一示例实施例的图8。本示例实施例与第一示例实施例之间的区别在于密封材料80用作保护层50，其它构造和步骤相同。密封材料80形成得覆盖暴露部分29，并防止烟灰70粘接和积累。密封材料80可以是任何材料，只要该密封材料80可以防止烟灰70粘接和积累即可。密封材料80的实例可以是硅树脂、环氧树脂或丙烯酸树脂。如图11a中所示，密封材料80的一部分可以与基板100接触。
60.图11b是辐射检测面板10的剖视图，表示了根据本示例实施例的分离步骤。图11b对应于根据第一示例实施例的图9。当在保护层形成步骤中密封材料80的一部分形成得与基板100接触时，与基板100接触的部分(接触部分)81的下表面具有与柔性绝缘层101的下表面基本相同的平面。接触部分81可以以与柔性绝缘层101相同的方式由光60局部烧蚀。
61.图12是表示根据本示例实施例的使用辐射检测面板的辐射成像装置的一部分的剖视图。柔性绝缘层101和驱动装置40分别通过粘接剂和螺钉而固定在支承基座82上。支承基座82通过螺钉而固定在成像装置的外壳83上。驱动布线部件42通过例如导电粘接剂24而与矩阵面板11和驱动装置40连接，且可以不使用其它机械固定。
62.根据本示例实施例，除了与第一示例实施例的效果相同的效果之外，密封材料80还有保护连接电极使其免受除了烟灰、污垢、湿气等之外的异物影响的效果。
63.当在保护层形成步骤中密封材料80的一部分形成为与基板100接触时，可以获得下述效果。具体地说，密封材料80设置成在接触部分81处与支承基座82进行表面接触。因此，即使当外壳83受到冲击(例如外力)时，施加在驱动布线部件42上的冲击也将分散和减小。通过使用具有与上述相同形状的密封材料80，读出布线部件32也实现了相同效果。也就
是，即使在冲击(例如外力)的情况下，也保持在像素和外部电路之间的稳定电连接，并提高了辐射成像装置的可靠性。
64.图13是表示根据第三示例实施例的布线部件安装步骤的剖视图。图13对应于根据第一示例实施例的图7和图8。本示例实施例与第一示例实施例之间的区别在于导电粘接剂24用作保护层50。根据本示例实施例的布线部件安装步骤还用作保护层形成步骤(图4中的(d)和图8)。其它构造和步骤与第一示例实施例中相同。导电粘接剂24形成得覆盖暴露部分29，并防止烟灰70粘接和积聚。
65.由于根据本示例实施例导电粘接剂24还用作保护层50，因此可以简单且低成本地获得与第一示例实施例相同的效果。
66.本发明可以在使用柔性矩阵面板的辐射成像装置中减少由烟灰引起的操作故障。
67.虽然已经参考示例实施例介绍了本发明，但是应当理解，本发明并不局限于所公开的示例实施例。附加权利要求的范围将根据最广义的解释，以便覆盖所有这些变化形式以及等效的结构和功能。