CN102985846A - 放射线检测器 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种既能够由多个受光元件来实现大画面化又能够提高可靠性的放射线检测器（1），具备：可挠性支撑基板（5），具有放射线的入射面（5a）以及出射面（5b）；闪烁器层（6），由在出射面（5b）上进行结晶生长的多个柱状结晶（H）所构成并且由放射线的入射而产生光；防湿性保护层（7），覆盖闪烁器层（6）并被充填于多个柱状结晶（H）之间；受光元件（8A～8D），以与闪烁器层（6）相对的形式排列并且检测由闪烁器层（6）所产生的光。
Description
技术领域
本发明涉及用于放射线检测的放射线检测器。
背景技术
一直以来，作为放射线检测器众所周知在支撑将放射线转换成光的闪烁器层的支撑基板上采用了高分子膜（例如参照专利文献1）。该专利文献1所记载的放射线平板检测器具备由高分子膜构成的支撑基板、由被形成于支撑基板上的柱状结晶构成的闪烁器层、将基板以及闪烁器层包在内部的防湿性保护膜、被配置于相对于闪烁器层的支撑基板的相反侧并由受光面检测闪烁器层所产生的光的受光元件。另外，为人们所知的放射线检测器是作为支撑基板而采用树脂制的基板（例如参照专利文献2）。
再有，作为放射线检测器众所周知有为了对检测器实施大画面化而以瓦（tile）状进行排列来配置多个受光元件的放射线检测器（例如参照专利文献3～6）。另外，为人们所知的放射线检测器是在形成闪烁器层的柱状结晶之间充填保护膜（参照专利文献7）。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：国际公开W02008/018277号公报
专利文献2：日本专利申请公开2004-61115号公报
专利文献3：日本专利申请公开2000-131444号公报
专利文献4：日本专利申请公开平9-257943号公报
专利文献5：日本专利申请公开平9-260626号公报
专利文献6：日本专利申请公开2001-74846号公报
专利文献7：日本专利申请公开2000-09847号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
然而，关于专利文献1所记载的放射线平板检测器，因为是将具有可挠性的高分子膜作为支撑基板而采用的，所以能够以符合于受光元件的受光面形状的形式使支撑基板以及闪烁器层变形。在这个放射线平板检测器中，通过使支撑基板以及闪烁器层变形，从而就能够使闪烁器层与受光面的间隔均一化并能够谋求到放射检测所涉及的分辨率的提高。
但是，关于这个放射线平板检测器，在受光面侧的形状发生大变化的情况下，变成缺乏柔软性的闪烁器层要以小角度进行弯曲，因而会有产生时而变得容易剥离时而结晶发生断裂等不良现象的担忧。特别是在以瓦状进行排列来配置多个受光元件的情况下，如果在邻接的受光元件之间有阶差等，则沿着阶差的勉强变形被施加于闪烁器层并且会发生结晶破损等不良情况。像这样的不良情况会招致放射线检测器可靠性的降低。
因此，本发明的目的在于提供一种既能够通过使用多个受光元件来谋求大画面化又能够提高可靠性的放射线检测器。
解决技术问题的手段
放射线检测器具备：可挠性基体，具有放射线的入射面以及出射面；闪烁器层，由在出射面上结晶生长的多个柱状体构成并且由放射线的入射而产生光；防湿性保护层，覆盖闪烁器层并被充填于多个柱状体之间；多个受光元件，以与闪烁器层相对的形式排列并且检测由闪烁器层产生的光。
根据该放射线检测器，因为使用了多个受光元件，所以与使用一个受光元件的情况相比，能够以低成本实现大画面化。而且，根据该放射线检测器，因为采用了具有柔软性的可挠性基体作为支撑闪烁器层的构件，所以即使是在阶差存在于邻接的受光元件之间的情况下，也能够跟随于阶差使可挠性基体以及闪烁器层变形。由此，该放射线检测器因为能够抑制阶差的影响并能够使受光元件以及闪烁器层的间隔均一化，所以能够谋求到放射线检测器的分辨率的提高。再有，该放射线检测器，因为防湿性保护层被充填于闪烁器层的柱状体之间，所以与防湿性保护层未被充填于柱状体之间的情况相比，能够提高相对于闪烁器层弯曲变形的强度。因此，根据该放射线检测器，因为通过提高相对于闪烁器层弯曲变形的强度，从而就能够避免由于变形而引起的闪烁起层6的破损等不良情况的发生，所以能够谋求到放射线检测器的可靠性的提高。
在上述放射线检测器中，可挠性基体可以是由高分子膜构成的结构。
根据该放射线检测器，能够容易地制造出用于支撑闪烁器层的具有恰当强度以及柔软性的可挠性基体。另外，与其他材料相比较设计变更也比较容易。
在上述放射线检测器中，可挠性基体可以是矩形板状的四个角被直线切割而成的结构。
根据该放射线检测器，与矩形板状的可挠性基体相比，能够减少由于弯曲变形而引起的角落部皱纹的产生。其结果，该放射线检测器因为能够避免由于可挠性基体皱纹的产生而使闪烁器层歪斜等不良情况的发生，所以能够谋求到放射线检测器的可靠性的提高。
另外，在以上所述的放射线检测器中，可以进一步具备被配置于相对于多个受光元件的闪烁器层的相反侧并且支撑多个受光元件的基台。
根据该放射线检测器，因为由基台而能够切实地支撑多个受光元件。所以能够谋求到放射线检测器的耐久性的提高。另外，因为在受到来自于外部的冲击的时候能够减少受光元件的位置关系发生错位而降低放射线检测器性能的可能性，所以有助于提高放射线检测器的可靠性。
发明效果
根据本发明，既能够通过使用多个受光元件来谋求大画面化又能够提高放射线检测器的可靠性。
附图说明
图1是表示本发明所涉及的放射线检测器的一个实施方式的截面图。
图2是表示图1的放射线检测器的平面图。
图3是表示相对于受光元件之间的阶差的闪烁器面板变形状态的放大截面图。
图4是表示闪烁器面板的外缘部的变形状态的放大截面图。
图5是表示光检测部的平面图。
图6是为了说明闪烁器层形成工序的截面图。
图7是为了说明闪烁器层形成工序的立体图。
图8是为了说明保护膜形成工序的截面图。
图9是为了说明粘结工序的截面图。
图10是为了说明变形工序的截面图。
具体实施方式
以下是参照附图并就本发明的优选实施方式进行详细的说明。还有在各个附图中将相同符号标注于相同或者相当的部分从而避免重复的说明。另外，各个附图中的尺寸、形状、结构要素之间的大小关系并不一定与实物相同。
如图1以及图2所示，本实施方式所涉及的放射线检测器1是一种用于检测X射线等放射线的放射线检测器，例如被用于PET（PositronEmission Tomography）装置或者被用于CT（Computed Tomography）装置。放射线检测器1具备闪烁器面板2、光检测部3以及粘结剂层4。
闪烁器面板2是将X射线等放射线转换成光的面板。闪烁器面板2具备支撑基板5、闪烁器层6以及防湿性保护层7。支撑基板5例如是由高分子膜构成的具有可挠性的基板。作为构成支撑基板5的高分子例如是聚酰亚胺。另外，支撑基板5是使X射线等放射线透过的放射线透过基板。支撑基板5具有放射线进行入射的入射面5a和入射的放射线被出射的出射面5b。
支撑基板5是矩形板状的四个角被直线切割而成的构件。支撑基板5被成形为覆盖闪烁器层6的薄盘形状。即，在支撑基板5的外周侧形成有向出射面5b侧倾斜的外缘部5c和以法兰状被设置于外缘部5c外侧的相对端部5d。外缘部5c到达闪烁器层6的侧面6c。相对端部5d以在支撑基板5的板厚方向上与光检测部3相对的形式而形成。
另外，支撑基板5具有8个侧面S1～S8。这些侧面S1～S8是通过以直线切割矩形板状的四个角来进行形成的。第1侧面S1以及第2侧面S2为互相大致平行的面。另外，第3侧面S3是大致垂直于第1侧面S1的面。第4侧面S4是大致垂于第1侧面S 1并且与第3侧面S3大致平行的面。另外，第5侧面S5是连接第1侧面S1以及第3侧面S3的平面。同样，第6侧面S6是连接第1侧面S1以及第4侧面S4的平面，第7侧面S7是连接第2侧面S2以及第3侧面S3的平面，第8侧面S8是连接第2侧面S2以及第4侧面S4的平面。
第1侧面S 1～第4侧面S4具有大致相同的面积。另外，第5侧面S5～第8侧面S8也具有大致相同的面积。第1侧面S1～第4侧面S4的面积大于第5侧面S5～第8侧面S8的面积。支撑基板5相当于权利要求所记载的可挠性基体。
闪烁器层6例如是由掺杂了Tl（铊）的CsI（碘化铯）的柱状结晶H所构成（参照图3以及图4）。闪烁器层6是通过由蒸镀法在支撑基板5的出射面5b上使多个柱状结晶H生长而形成的。柱状结晶H相当于权利要求所记载的柱状体。
闪烁器层6成为大致四棱锥台的形状。大致四棱锥台形状的闪烁器层6具有互相大致平行的入射面6a以及出射面6b、和侧面6c。闪烁器层6的厚度为200μm左右。
入射面6a是透过支撑基板5的放射线所入射的面。入射面6a沿着支撑基板5的出射面5b而形成。出射面6b是由放射线的入射而在闪烁器层6内所产生的光进行出射的面。出射面6b被形成于入射面6a的相反侧。出射面6b具有比入射面6a更宽广的面积。
侧面6c是相对于入射面6a以及出射面6b进行倾斜的面（参照图4）。侧面6c从入射面6a越朝着出射面6b越向外侧倾斜。另外，侧面6c被支撑基板5的外缘部5c覆盖。透过支撑基板5的放射线入射到侧面6c。
防湿性保护层7是一种为了防止水分浸入到闪烁器层6的保护膜。防湿性保护层7例如是由聚对二甲苯（polyparaxylylene）所形成。防湿性保护层7覆盖支撑基板5以及闪烁器层6的外侧。支撑基板5以及闪烁器层6被防湿性保护层7密封。另外，防湿性保护层7被充填于构成闪烁器层6的多个柱状结晶H之间。换言之，防湿性保护层7从前端侧进入到柱状结晶H之间并到达柱状结晶H的根基（即出射面5b）。防湿性保护层7将各个柱状结晶H包在内部。支撑基板5以及闪烁器层6在以防湿性保护层7进行密封的状态下具有可挠性。即，闪烁器面板2具有可挠性。
如图1、图3～图5所示，光检测部3是一种检测从闪烁器层6的出射面6b出射的光的图像传感器。光检测部3具有4个受光元件8A～8D、安装基板（mount board）9以及粘结部10。
受光元件8A～8D是一种由光电二极管等构成的光电转换元件。受光元件8A～8D成为矩形板状。受光元件8A～8D将入射到受光面R的光转换成电能。受光元件8A～8D具有用于与外部机器电连接的焊盘部P。焊盘部P是由多个焊盘所构成。受光元件8A～8D通过焊盘部P将由光电转换而产生的电能输出至外部。
安装基板9是一种由玻璃等绝缘性原材料构成的板状构件。安装基板9被配置于相对于受光元件8A～8D的闪烁器面板2的相反侧。安装基板9具有支撑受光元件8A～8D的平面即支撑面9a。安装基板9以与闪烁器层6相对的形式支撑受光元件8A～8D。安装基板9相当于权利要求所记载的基台。
受光元件8A～8D被平铺（tiling）于安装基板9的支撑面9a上。即，受光元件8A～8D在支撑面9a上以瓦状进行排列。受光元件8A～8D以各个受光面R夹持连接点部C来形成大面积的受光面的形式而配置。受光元件8A～8D以两条边与其他受光元件相邻接的形式而配置。受光元件8A～8D以在支撑面9a上受光面R与闪烁器层6的出射面6b相对的形式而配置。在以这样的形式平铺受光元件8A～8D的情况下，在受光元件8A～8D的连接点部C上会有数十μm左右的阶差被形成的情况（参照图3）。
安装基板9的支撑面9a和受光元件8A～8D被粘结部10粘结固定。粘结部10由树脂制的粘结剂所构成，在支撑面9a上以规定间隔被设置多个。
粘结剂层4是粘结闪烁器面板2和光检测部3的层。粘结剂层4例如由低透湿性树脂制的粘结剂构成。粘结剂层4经由防湿性保护层7而与闪烁器层6的出射面6b相粘结。另外，粘结剂层4经由防湿性保护层7而与支撑基板5的相对端部5d相粘结（参照图4）。粘结剂层4经由防湿性保护层7而与支撑基板5以及闪烁器层6相粘结、并且与光检测部3的受光元件8A～8D相粘结，由此相对于光检测部3来粘结固定闪烁器面板2。
接着，参照图6～图10并就本实施方式所涉及的放射线检测器1的制造方法作如下说明。
图6是为了说明将闪烁器层6形成于支撑基板5上的闪烁器形成工序的示意图。图7是为了说明切割矩形板状的支持基板5的四个角的切割工序的示意图。图8是为了说明形成防湿性保护层7的保护膜形成工序的示意图。图9是为了说明相对于光检测部3粘结支撑基板5以及闪烁器层6的粘结工序的示意图。图10（a）以及图10（b）是为了说明使支撑基板5以及闪烁器层6变形的变形工序的示意图。具体地，图10（a）表示变形工序开始时的闪烁器面板2的状态，图10（b）表示变形工序结束时的闪烁器面板2的状态。
首先，在图6所表示的闪烁器层形成工序中，将闪烁器层6形成于支撑基板5的出射面5b上。在闪烁器层形成工序中，将由高分子膜构成的支撑基板5固定于持有充分刚性的补强板上。在这个阶段，支撑基板5成为矩形板状。之后，在与补强板一起旋转支撑基板5的状态下，通过将掺杂了Tl的CsI蒸镀于出射面5b上从而形成闪烁器层6。
在闪烁器层形成工序中形成的闪烁器层6，成为从出射面6b朝着入射面6a末端变宽的大致四棱锥台的形状。这个阶段的闪烁器层6其入射面6a的面积大于出射面6b的面积，并且侧面6d的倾斜状态与图1的侧面6c不同。侧面6d从出射面6b越朝着入射面6a则越向外侧突出。
之后，在图7所表示的切割工序中，切割矩形板状的支撑基板5的四个角。通过该切割工序，支撑基板5变成了矩形板状的四个角被直线切割而成的形状，并且8个侧面S1～S8被形成于支撑基板5。还有，支撑基板5其矩形板状的四角被直线切割而成的表现并不是限定于形成前的形状为矩形板状的支撑基板的表现，形成前的形状不管是怎样的形状如果形成后的形状是矩形板状的四角被直线切割而成的形状的话则包含于该表现。
接着，在图8所表示的保护膜形成工序中，形成防湿性保护层7。在保护膜形成工序中是将形成有闪烁器层6的支撑基板5放入到CVD（Chemical Vapor Deposition）装置的蒸镀室内。然后，由使支撑基板5露出于使聚对二甲苯原料升华而获得的蒸汽中的CVD法，来形成覆盖支撑基板5以及闪烁器层6的外侧的防湿性保护层7。支撑基板5以及闪烁器层6在被防湿性保护层7覆盖的状态下具有充分的可挠性。由该保护膜形成工序而形成了具有可挠性的闪烁器面板2。
接着，在图9所表示的粘结工序中，相对于光检测部3粘结闪烁器面板2。在粘结工序中，首先将粘结剂层4形成于光检测部3的受光元件8A～8D的表面。在形成粘结剂层4之后，以闪烁器层6的出射面6b与受光元件8A～8D的受光面R相对的形式将闪烁器面板2粘结于光检测部3。
之后，在图10（a）以及（b）所表示的变形工序中，使闪烁器面板2沿着受光元件8A～8D的表面变形。在该变形工序中，通过朝着光检测部3对具有可挠性的支撑基板5以及闪烁器层6进行加压从而使其变形。支撑基板5以及闪烁器层6通过加压而从图10（a）所表示的状态变形成图10（b）所表示的状态。闪烁器层6以紧密附着于受光元件8A～8D的形式而变形。
具体地，在闪烁器层6上侧面6d压住受光元件8A～8D的受光面R并向与出射面6b相同的面进行变形。同时，闪烁器层6的入射面6a的一部分发生变形从而形成侧面6c。另外，支撑基板5伴随于闪烁器层6的变形而从图10（a）所表示的平板形状变形成图10（b）所表示的大致浅盘状。通过该变形从而在支撑基板5的外周侧形成外缘部5c以及相对端部5d。
在实行了以上所说明的各个工序之后，使粘结剂层4固化并通过实施规定的最后加工处理，从而获得图1所表示的放射线检测器1。
接着，就本实施方式所涉及的放射线检测器1的作用效果作如下说明。
根据本实施方式所涉及的放射线检测器1，因为使用了多个受光元件8A～8D，所以与使用一个受光元件的情况相比，能够以低成本来容易地实现大画面化。而且，根据该放射线检测器1，因为支撑闪烁器层6的支撑基板5具有可挠性，所以即使是在阶差存在于相邻接的受光元件8A～8D之间的情况下，也能够跟随于阶差使支撑基板5以及闪烁器层6变形。由此，因为能够抑制阶差的影响并能够使受光元件8A～8D以及闪烁器层6的间隔均一化，所以能够谋求到放射线检测器1的分辨率的提高。
再有，在该放射线检测器1中，因为防湿性保护层7被充填于闪烁器层6的柱状结晶H之间，所以与防湿性保护层7没有被充填于柱状结晶H之间的情况相比，能够提高相对于闪烁器层6的弯曲变形的强度。即，即使是在闪烁器层6发生弯曲变形的情况下，也会因为防湿性保护层7被充填于柱状结晶H之间，所以能够防止由于柱状结晶H彼此相接触而造成破损。因此，根据该放射线检测器1，因为通过提高相对于闪烁器层6的弯曲变形的强度，从而就能够避免发生由于变形而引起的闪烁器层6破损等不良情况，所以能够谋求到放射线检测器1的可靠性的提高。
另外，根据该放射线检测器1，因为作为支撑基板5而采用高分子膜，所以能够容易地制造出用于支撑闪烁器层6的具有恰当强度以及柔软性的支撑基板5。另外，与其他材料相比，设计变更也是比较容易的。
再有，在该放射线检测器1中，因为采用了矩形板状的四角被直线切割而成的结构的支撑基板5，所以与使用矩形板状的支撑基板的情况相比，能够减少由于弯曲变形而引起的角落部皱纹的产生。其结果，因为能够避免由于支撑基板5的皱纹的产生而使闪烁器层6歪斜等不良情况的发生，所以能够谋求到放射线检测器1的可靠性的提高。另外，仅仅是进行切割就能够容易地对矩形板状的支撑基板5的四个角实施成形。
另外，在该放射线检测器1中，因为通过具备安装基板9从而就能够切实地支撑受光元件8A～8D，所以能够谋求到放射线检测器1的耐久性的提高。另外，由此，在承受来自于外部的冲击的时候会在受光元件8A～8D的位置关系上发生偏移而使放射线检测器1的性能发生下降的可能性被减少，所以有助于放射线检测器1的可靠性的提高。
本发明并不限定于以上所述的实施方式。
例如，闪烁器面板2可以具有支撑基板5以及闪烁器层6的端部为一致的边的临界边（critical edge）。临界边例如能够通过切割支撑基板5的相对端部5d来形成。这样，通过由切割等来形成临界边，从而就能够提高闪烁器面板2的尺寸选择自由度。另外，因为尺寸的调整变得容易了，所以能够提高同一尺寸产品的量产性。还有，临界边可以形成多条，也可以将所有的边作为临界边。
另外，支撑基板5可以由高分子膜以外的材料构成。另外，并不一定要具备安装基板9，例如受光元件之间可以是由简单的连接构件等来进行支撑的样式。再有，受光元件的数量并不限于4个，只要是2个以上的话即可。另外，受光元件的配置也并不限定于本实施方式。
另外，闪烁器面板2的方式也并不限于本实施方式。例如，闪烁器面板2既可以具备多个防湿性保护膜，又可以具备将光反射到支撑基板5侧的光反射层或者吸收光的光吸收层。
产业上的利用可能性
本发明能够被用于放射线检测器。
符号说明
1.放射线检测器
2.闪烁器面板
3.光检测部
4.粘结剂层
5.支撑基板（可挠性基板）
5a.入射面
5b.出射面
5c.外缘部
5d.相对端部
6.闪烁器层
6a.入射面
6b.出射面
6c.侧面
6d.侧面
7.防湿性保护层
8A～8D.受光元件
9.安装基板（基台）
9a.支撑面
10.粘结部
H.柱状结晶（柱状体）
S1～S8.侧面
Claims (4)
1.一种放射线检测器，其特征在于：
具备：
可挠性基体，具有放射线的入射面以及出射面；
闪烁器层，由在所述出射面上结晶生长的多个柱状体所构成并且由所述放射线的入射而产生光；
防湿性保护层，覆盖所述闪烁器层并被充填于所述多个柱状体之间；
多个受光元件，以与所述闪烁器层相对的形式排列并且检测由所述闪烁器层产生的光。
2.如权利要求1所述的放射线检测器，其特征在于：
所述可挠性基体由高分子膜构成。
3.如权利要求1或者2所述的放射线检测器，其特征在于：
所述可挠性基体通过矩形板状的四个角被直线切割而成。
4.如权利要求1～3中任意一项所述的放射线检测器，其特征在于：
进一步具备被配置于相对于所述多个受光元件的所述闪烁器层的相反侧并且支撑所述多个受光元件的基台。
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