專利名稱：放射線檢測器和放射線檢測系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于醫(yī)療診斷設(shè)備、無損檢測設(shè)備和其它設(shè)備中的放射線檢測器和放射線檢測系統(tǒng)；更特別地，本發(fā)明涉及用于數(shù)字放射線照相中的放射線檢測器和放射線檢測系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
一般用于X射線照相的X射線膠片系統(tǒng)采用包含X射線熒光層的熒光屏和膠片。 包含閃爍體層和二維光檢測器的數(shù)字放射線檢測器也正在被使用并且可能替代X射線膠片系統(tǒng)的使用。閃爍體層用作可將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的波長轉(zhuǎn)換器；并且，二維光檢測器將可見光轉(zhuǎn)換成可被數(shù)字處理的電信號。因此，包含以二維布置的光電轉(zhuǎn)換元件的陣列的二維光檢測器在X射線到電信號的轉(zhuǎn)換中扮演關(guān)鍵的角色。與基于膠片的系統(tǒng)相比，這種數(shù)字放射線檢測器提供大量的優(yōu)點。例如，數(shù)字放射線檢測器可基于數(shù)字圖像處理產(chǎn)生具有優(yōu)異的圖像特性的圖像；并且，由這些檢測器檢測的數(shù)據(jù)可被立即傳送到聯(lián)網(wǎng)計算機系統(tǒng)，以供數(shù)據(jù)共享。因而，數(shù)字放射線檢測器被積極研究。當(dāng)前已知許多數(shù)字放射線檢測器。美國專利No. 6，262, 422公開了包含傳感器面板和設(shè)置在傳感器面板上的閃爍體層的數(shù)字放射線檢測器。傳感器面板包含光檢測器，在該光檢測器中，以二維布置諸如光傳感器和薄膜晶體管(以下稱為TFT)之類的多個電氣元件。閃爍體層可將放射線轉(zhuǎn)換成可被光傳感器檢測的光。用閃爍體保護層、反射膜和反射膜保護層保護閃爍體層的頂表面和端面。這些保護層防止水和其它的異物侵入閃爍體層中， 但是趨于增大檢測器的總體尺寸和重量。日本專利特開No. 2004-177217公開了一種放射線檢測器，在該放射線檢測器中， 在光檢測器的外周設(shè)置包含放大元件的外周電路，該放大元件放大被光傳感器檢測的信號。為了防止由于放射線曝光導(dǎo)致的放大元件的特性的劣化，該放射線檢測器在外周電路上包含由X射線吸收材料形成的框架和由銀填充料形成的保護部件。然而，在根據(jù)日本專利特開No. 2004-177217的放射線檢測器中，用于保護外周電路以使其免受放射線的影響的結(jié)構(gòu)增大傳感器面板的尺寸和厚度。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述的問題，根據(jù)本發(fā)明的一個方面的放射線檢測器包括包含光檢測器和外周電路的傳感器面板，該光檢測器包含在基板上布置的光電轉(zhuǎn)換元件的二維陣列， 所述外周電路與光電轉(zhuǎn)換元件電連接并且被設(shè)置在光檢測器的外周；閃爍體層，被布置在傳感器面板的光檢測器上，該閃爍體層將放射線轉(zhuǎn)換成能夠被光電轉(zhuǎn)換元件檢測的光；閃爍體保護部件，被配置為覆蓋閃爍體層；和密封樹脂，被配置為密封閃爍體層，所述密封樹脂在閃爍體層的外周被設(shè)置在傳感器面板和閃爍體保護部件之間；所述密封樹脂被布置在外周電路的上方，并且，包含放射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂中。根據(jù)本發(fā)明，密封閃爍體層的密封樹脂可減少入射到外周電路上的放射線的量，
3保護閃爍體以使其免受環(huán)境條件的改變的影響，并且不用安裝另一放射線屏蔽部件就可減少對于外周電路的損壞。從參照附圖的示例性實施例的以下描述，本發(fā)明的其它特征將變得清晰。


圖1是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的X射線檢測器的截面視圖。圖2是圖1所示的X射線檢測器的平面視圖。圖3是圖1所示的X射線檢測器的傳感器面板。圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的X射線檢測器的截面視圖。圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的X射線檢測器的截面視圖。圖6是根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的放射線檢測系統(tǒng)的示意視圖。圖7是圖3所示的傳感器面板的電路圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明的放射線檢測器包括傳感器面板，包含光檢測器和外周電路；被布置在光檢測器上的閃爍體層；閃爍體保護部件；和密封樹脂，在閃爍體層的外周被布置在傳感器面板和閃爍體保護部件之間。密封樹脂被布置在外周電路的上方，并且，包含放射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂中?，F(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明的示例性實施例。如這里使用的那樣，術(shù)語“放射線”包括電磁波，諸如α射線、β射線和Y射線，以及X射線。第一實施例圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的放射線檢測器的平面視圖。圖1是沿圖2中的線I-I取的截面視圖。圖3是圖1和圖2所示的傳感器面板的平面視圖。在這些附圖中， 相同的附圖標(biāo)記始終表示相同的部分。如圖1所示，傳感器面板101在例如由玻璃或樹脂形成的絕緣基板103上包含由半導(dǎo)體膜形成的光電轉(zhuǎn)換元件112和TFT(未示出)。光電轉(zhuǎn)換元件112或TFT與導(dǎo)線113 連接。光電轉(zhuǎn)換元件112和導(dǎo)線113被二維布置以形成光檢測器117。外周電路116處理 (例如，放大)通過導(dǎo)線113從光電轉(zhuǎn)換元件112發(fā)送的信號。如圖3所示，外周電路116 被設(shè)置在光檢測器117的外周。傳感器面板101通過諸如接合焊盤之類的連接引線105與外部布線107連接。該連接引線105通過諸如焊料或各向異性導(dǎo)電粘接劑膜(ACF)之類的布線連接器106與諸如柔性布線板之類的外部布線107電連接。因而，傳感器面板101與外部電路連接。傳感器面板101還包含例如由硅氮化物形成的傳感器保護層(第一保護層)115和例如由樹脂膜形成的閃爍體基層(第二保護層)114。閃爍體基層114剛性地保護光電轉(zhuǎn)換元件112。這些部件構(gòu)成傳感器面板101。在絕緣基板103上，形成包含光電轉(zhuǎn)換元件112、導(dǎo)線113和TFT (未示出)的光電轉(zhuǎn)換單元(光檢測器)。因而，絕緣基板103的材料可適當(dāng)?shù)貫椴ＡЩ蛑T如耐熱性塑料的樹脂。閃爍體層102將放射線轉(zhuǎn)換成光。光電轉(zhuǎn)換元件112將光轉(zhuǎn)換成電荷，并且可由非晶硅、多晶硅或單晶硅形成。光電轉(zhuǎn)換元件112可以為但不限于金屬絕緣體半導(dǎo)體(MIS)傳感器、正-本征-負(PIN)傳感器或TFT傳感器。導(dǎo)線113是用于通過TFT讀取由光電轉(zhuǎn)換元件112光電轉(zhuǎn)換的信號的信號導(dǎo)線的一部分、用于讀取由外周電路116處理的信號的信號導(dǎo)線的一部分、向光電轉(zhuǎn)換元件112施加電壓(Vs)所經(jīng)由的偏壓導(dǎo)線或用于驅(qū)動TFT的驅(qū)動導(dǎo)線。被光電轉(zhuǎn)換元件112光電轉(zhuǎn)換的信號被TFT讀取并且通過外周電路116和連接引線105被輸出到外部信號處理電路。 TFT柵極以行的方式被布置。TFT柵極的各行與驅(qū)動導(dǎo)線連接，并且被TFT驅(qū)動電路(未示出)選擇。TFT溝道的材料的例子包含但不限于非晶硅、多晶硅、單晶硅和非晶氧化物半導(dǎo)體。傳感器保護層(第一保護層)115的材料的例子包含但不限于SiN、Ti02、 LiF、A1203、MgO、聚苯硫醚樹脂、氟碳樹脂、聚醚醚酮樹脂、液晶聚合物、聚乙醚腈(polyethernitrile)樹脂、聚砜樹脂、聚醚砜樹脂、聚芳酯樹脂、聚酰胺酰亞胺 (polyamideimide)樹脂、聚醚酰亞胺(polyetherimide)樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂和硅酮樹脂。被閃爍體層102轉(zhuǎn)換的光在放射線照射期間穿過保護層115。因此，希望傳感器保護層115和閃爍體基層114在被閃爍體層102轉(zhuǎn)換的光的波長范圍中具有高的透射率。閃爍體基層(第二保護層)114可由耐受閃爍體層102的形成期間的熱處理的任何材料(例如，對于具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)的閃爍體層，為耐受200°C或更高的溫度的材料)形成。這種材料的例子包括但不限于聚酰胺酰亞胺樹脂、聚醚酰亞胺樹脂、聚酰亞胺樹脂、環(huán)氧樹脂和硅酮樹脂。如果閃爍體基層114要由傳感器保護層115的材料形成，那么傳感器保護層115也可用作閃爍體基層114。因而，閃爍體基層114可被省略。閃爍體保護層110和反射層111被布置在閃爍體層102上。閃爍體層102可將放射線轉(zhuǎn)換成能夠被光電轉(zhuǎn)換元件112檢測的光，并且，如圖1所示，閃爍體層102包含多個柱狀晶體108。柱狀晶體108可傳播由閃爍體產(chǎn)生的光。因而，包含柱狀晶體108的閃爍體導(dǎo)致很少的光散射，并且可提高分辨率。形成柱狀晶體108的閃爍體層102適當(dāng)?shù)刂饕甥u化堿構(gòu)成，例如，閃爍體層102包含選自由鉈激活銫碘化物(CsI:Tl)、摻雜鈉的銫碘化物 (CsI Na)、CsBr Tl、NaI Tl、LiI Eu 或 KI Tl 構(gòu)成的組的一種。例如，可通過 CsI 和 Tl 的共蒸鍍形成CsI:Tl。在本實施例中，閃爍體保護層110構(gòu)成閃爍體保護部件。密封樹脂109在閃爍體層102的外周被布置在傳感器面板101和閃爍體保護層110之間，以便密封閃爍體層102。與閃爍體保護層110協(xié)作的密封樹脂109具有可防止異物材料(例如，水或蒸汽) 進入閃爍體層102的濕氣屏障功能。因而，在本實施例中，密封樹脂109可由具有高的濕氣屏障性能或低的水分滲透性的材料形成。例如，密封樹脂109適當(dāng)?shù)貫榄h(huán)氧樹脂或丙烯酸樹脂，或者可以為硅酮、聚酯、聚烯烴、聚酰胺或聚酰亞胺樹脂。在其它的實施例中，密封樹脂109可適當(dāng)?shù)赜煽煞乐垢邷剡M入閃爍體102的熱屏蔽材料或者可促進從閃爍體102內(nèi)向其外表面排出高溫的多孔材料形成。作為可以這種方式管理溫度而同時仍密封閃爍體102 的適當(dāng)?shù)臉渲牧希梢允褂锰际蚱鋸?fù)合物。密封樹脂109被布置在外周電路116的上方以減少入射到外周電路116上的X射線的量。在圖3中，向虛線之間的區(qū)域301施加密封樹脂。包含X射線吸收材料的顆粒分散于密封樹脂109中。例如，顆粒為諸如鉬(Mo)、鎢(W)或鉛(Pb)之類的金屬微細顆?；蛘咧T如鋇氧化物(BaO)、鈰氧化物(CeO2)、釓氧化物(Gd2O3)、鏑氧化物(Dy2O3)或鈦氧化物
5(TiO2)之類的氧化物微細顆粒。外周電路116中的元件可能由于X射線照射而發(fā)生故障。 顆粒的分散可在保持濕氣屏障功能的同時保護這些元件以使其免受X射線的影響。在密封樹脂109中，希望包含X射線吸收材料的顆粒與密封樹脂和顆粒的總重量的比為大于或等于30重量％且小于或等于90重量％。當(dāng)該比值小于30重量％時，X射線吸收效果降低。當(dāng)該比值大于90重量％時，密封性能下降。閃爍體保護層110具有防止水從外部空氣侵入閃爍體層102中的濕氣屏障功能， 并且還具有防止由沖擊導(dǎo)致的閃爍體層102的結(jié)構(gòu)破壞的沖擊保護功能。在具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)的閃爍體層102的情況下，閃爍體保護層110優(yōu)選具有大于或等于20 μ m且小于或等于200 μ m的厚度。具有小于20 μ m的厚度的閃爍體保護層110不能完全覆蓋閃爍體層 102的表面上的凸凹和斑駁(splash)部分，從而可能導(dǎo)致差的濕氣屏障功能。斑駁是由閃爍體材料的碰撞導(dǎo)致的缺陷，并且不具有固定量或尺寸。斑駁部分具有不規(guī)則的厚度和密度。具有大于200 μ m的厚度的閃爍體保護層110顯著地散射在閃爍體層102中產(chǎn)生的光或由反射層111反射的光，從而可能導(dǎo)致獲得的圖像的分辨率和調(diào)制傳遞函數(shù)(MTF)低下。 閃爍體保護層110的材料的例子包含但不限于諸如硅酮樹脂、丙烯酸樹脂和環(huán)氧樹脂之類的普通的有機密封材料和諸如聚酯、聚烯烴和聚酰胺熱熔性樹脂之類的熱熔性樹脂。特別地，具有低的水分滲透性的樹脂是所希望的。閃爍體保護層110適當(dāng)?shù)貫橥ㄟ^化學(xué)氣相沉積(CVD)形成的聚對二甲苯有機膜。閃爍體保護層110可適當(dāng)?shù)赜珊竺婷枋龅臒崛坌詷渲纬伞崛坌詷渲诟邷叵氯廴诓⑶以诘蜏叵掠不?。熔融狀態(tài)下的熱熔性樹脂具有粘性，而常溫下的固態(tài)的熱熔性樹脂不具有粘性。由于熱熔性樹脂不包含極性溶劑、溶劑或水，因此熱熔性樹脂不溶解閃爍體層102(例如，具有由鹵化堿形成的柱狀晶體結(jié)構(gòu)的閃爍體層)。因而，熱熔性樹脂可被用作閃爍體保護層110。熱熔性樹脂與粘接性樹脂不同，粘接性樹脂是通過溶劑涂敷方法由溶于溶劑中的熱塑性樹脂形成的并且可通過溶劑揮發(fā)而硬化。熱熔性樹脂也與諸如環(huán)氧樹脂之類的化學(xué)反應(yīng)型粘接性樹脂不同，化學(xué)反應(yīng)型粘接性樹脂是通過化學(xué)反應(yīng)而形成的。熱熔性樹脂材料可按照主要成分即基底聚合物(基底材料)的類型被分類，并且可基于聚烯烴、聚酯或聚酰胺。作為閃爍體保護層110的材料，熱熔性樹脂具有高的濕氣屏障性能和高的對于由閃爍體產(chǎn)生的可見光的透明性是重要的。滿足閃爍體保護層110所需要的濕氣屏障性能的熱熔性樹脂可以為聚烯烴樹脂和聚酯樹脂。 特別地，聚烯烴樹脂有利地具有低的吸濕率。聚烯烴樹脂還有利地具有高的光學(xué)透明性。 因而，閃爍體保護層110可由熱熔性聚烯烴樹脂形成。聚烯烴樹脂可包含選自由乙烯-乙烯乙酸酯共聚物、乙烯-丙烯酸共聚物、乙烯-丙烯酸酯共聚物、乙烯-甲基丙烯酸共聚物、 乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物和離聚物樹脂構(gòu)成的組的至少一種作為主要成分。主要由乙烯-乙烯乙酸酯共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為Hirodine 7M4 (商標(biāo)，由Hirodine Kogyo Co.，Ltd.制造)。主要由乙烯-丙烯酸酯共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為0-4121 (商標(biāo)，由 Kurabo Industries Ltd.制造)。主要由乙烯-甲基丙烯酸酯共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為W-4110(商標(biāo)，由Kurabo Industries Ltd.制造)。主要由乙烯-丙烯酸酯共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為H-2500(商標(biāo)，由Kurabolndustries Ltd.制造)。主要由乙烯-丙烯酸共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為P-2200 (商標(biāo)，由Kurabo Industries Ltd.制造)。 主要由乙烯-丙烯酸酯共聚物構(gòu)成的熱熔性樹脂可以為Z-2(商標(biāo)，由KurabolndustriesLtd.制造)。反射層111反射在閃爍體層102中產(chǎn)生的沿遠離光電轉(zhuǎn)換元件112的方向行進的光，并且將光引向光電轉(zhuǎn)換元件112。因此，反射層111可提高光利用效率。反射層111還可阻擋在閃爍體層102中產(chǎn)生的光以外的外來光，由此防止噪聲進入光電轉(zhuǎn)換元件112中。 反射層111可以為金屬箔或薄的金屬膜，并且可具有大于或等于1 μ m且小于或等于100 μ m 的厚度。具有小于Iym的厚度的反射層111趨于在反射層111的形成過程中具有針孔缺陷，并且具有小的遮光效果。具有大于100 μ m的厚度的反射層111會導(dǎo)致被檢查者的曝光劑量的增大，并且會使得難以完全覆蓋閃爍體層102和傳感器面板101的表面之間的水平的差異。反射層111可由諸如鋁、金、銅或鋁合金之類的金屬材料、特別是諸如鋁或金之類的高反射率材料形成。圖7是圖3所示的傳感器面板的電路圖。以下將描述被包含X射線屏蔽材料的密封樹脂109保護的傳感器面板的外周電路116。外周電路116包含驅(qū)動電路和讀出電路中的至少一個，并且被設(shè)置在絕緣基板上。因而，傳感器面板可包含光檢測器117、包含驅(qū)動電路701的結(jié)構(gòu)700A、包含讀出電路702的結(jié)構(gòu)700B和包含驅(qū)動電路701和讀出電路702的結(jié)構(gòu)700C。因此，沿光檢測器117的外周的至少一個邊布置外周電路116。雖然在圖7中沿光檢測器117的相鄰的邊布置驅(qū)動電路701和讀出電路702，但是，可以以其它的方式布置這些電路。例如，驅(qū)動電路701和讀出電路702可被布置在光檢測器117的相對的邊上。為了簡短，圖7中的光檢測器117由九個像素(3X3)構(gòu)成。實際的傳感器面板包含光檢測器的尺寸所需要的數(shù)量的光電轉(zhuǎn)換元件。例如，實際的傳感器面板包含尺寸(有效區(qū)域)為30cm或更大的光檢測器，并以120 μ m的像素間距包含至少2000 X 2000個像素。 圖3中的外周電路116包含圖7所示的驅(qū)動電路701和讀出電路702。光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3將光轉(zhuǎn)換成信號電荷。開關(guān)元件Tl-I T3_3將信號電荷傳輸?shù)叫盘枌?dǎo)線Sigl Sig3。在本實施例中，一個像素包含一個光電轉(zhuǎn)換元件和至少一個開關(guān)元件。光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3與偏壓電源Vs連接。向光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3中的每一個的一個電極供給偏壓。開關(guān)元件Tl-I T3-3與用于開關(guān)柵極驅(qū)動的驅(qū)動導(dǎo)線Gl G3連接。在傳輸信號電荷之后，信號導(dǎo)線Sigl被載有與三個開關(guān)元件的電極間電容(Cgs) 等同的電容。這由圖7中的電容元件CLl表示。這同樣適用于信號導(dǎo)線Sig2和Sig3。分別由電容元件CL2和CL3表示它們。包含光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3、開關(guān)元件T1-1 T3-3、驅(qū)動導(dǎo)線Gl G3和信號導(dǎo)線Sigl Sig3的光檢測器117被布置在絕緣基板103上(圖1)。驅(qū)動電路701包含移位寄存器并且控制開關(guān)元件Tl-I T3-3的接通-關(guān)斷。驅(qū)動電路701包含預(yù)定數(shù)量的對的觸發(fā)器電路701a和“與”(AND)電路701b。驅(qū)動信號從“與”電路701b被輸出到相應(yīng)的驅(qū)動導(dǎo)線Gl G3。入射到光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3上的光被轉(zhuǎn)換成電荷，這些電荷在電極間電容中被蓄積。這些電荷通過開關(guān)元件Tl-I T3-3和信號導(dǎo)線Sigl Sig3作為并行的電壓被輸出。更具體而言，存儲于光電轉(zhuǎn)換元件Sl-I S3-3的電極間電容中的電荷被傳輸?shù)叫盘枌?dǎo)線Sigl Sig3的其各自的電容CLl CL3。該傳輸將CLl CL3的電勢Vl V3 增大信號電荷量。然后在讀出電路中處理這些信號。
讀出電路702包含放大器以及采樣和保持電容器，并且任選地包含移位寄存器、 運算放大器、A/D轉(zhuǎn)換電路和存儲器。以下將描述讀出電路的操作。通過接通采樣和保持 (SH)信號，電容元件CLl CL3的信號被傳輸?shù)阶x出電路702中的采樣和保持電容器Cl C3。在傳輸期間，通過積分放大器All A13和可變放大器A21 A23放大電容元件CLl CL3的信號。將來自基準(zhǔn)電源Vref的電勢供給到積分放大器All A13。在讀出電路702 中，開關(guān)Snl Sn3和電容器Cl C3構(gòu)成采樣和保持電路703。積分放大器All A13、 可變放大器A21 A23以及采樣和保持電路703構(gòu)成放大器電路704。通過關(guān)斷SH信號來保持采樣和保持電容器Cl C3的信號電荷。在SH信號被關(guān)斷之后，電容元件CLl CL3通過RC信號被復(fù)位，以為隨后的傳輸做準(zhǔn)備。在采樣和保持電容器Cl C3中采樣和保持的第一行的信號從移位寄存器705順序地感應(yīng)電壓脈沖，以順序地接通讀出開關(guān)Srl Sr3。通過這些操作，第一行的信號經(jīng)由放大器Bl B3被轉(zhuǎn)換成串行信號。串行信號然后在運算放大器706中經(jīng)受阻抗變換，在 A/D轉(zhuǎn)換電路707中經(jīng)受數(shù)字轉(zhuǎn)換，并且被輸出到傳感器面板的外部。第二實施例圖4是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的放射線檢測器的截面視圖。在圖4中，與圖1 相同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且將不被進一步描述。根據(jù)第二實施例的放射線檢測器的平面視圖與圖2相同。放射線檢測器的傳感器面板與圖3所示的傳感器面板相同。本實施例中的密封樹脂401具有與閃爍體層102基本上相同的厚度。因此，密封樹脂401可以比第一實施例更容易地屏蔽放射線。在第一實施例中，傳感器面板101通過密封樹脂109與閃爍體保護層110接合。在本實施例中，在閃爍體層102的外周形成由密封樹脂401形成的結(jié)構(gòu)之后，在閃爍體層102和密封樹脂401上形成閃爍體保護層110。在外周電路116的上方布置密封樹脂401。如在第一實施例中描述的那樣，外周電路116包含驅(qū)動電路和讀出電路中的至少一個，并被布置在絕緣基板上。如在第一實施例中描述的那樣包含X射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂401中。密封樹脂401適當(dāng)?shù)貫樽贤饩€ (UV)可固化樹脂。其它的部件與第一實施例中相同。這些部件的材料也與第一實施例中相同。并且，在本實施例中，閃爍體保護層110也構(gòu)成閃爍體保護部件。第三實施例圖5是根據(jù)本發(fā)明的第三實施例的放射線檢測器的截面視圖。在圖5中，與圖1 相同的部分由相同的附圖標(biāo)記表示，并且將不被進一步描述。在本實施例中，閃爍體層102不直接形成在傳感器面板101上，而是在由反射材料形成的基板502上形成。在基板502上形成反射層保護層503。在反射層保護層503上形成包含柱狀晶體108的閃爍體層102。在閃爍體層102上形成閃爍體保護層504，由此構(gòu)成閃爍體基板506。閃爍體基板506與傳感器面板101接合，使得閃爍體層102被布置在其內(nèi)。閃爍體層102被密封樹脂501密封在傳感器面板101和基板502之間。換句話說，基板502構(gòu)成閃爍體保護部件。密封樹脂501被布置在外周電路116的上方。如在第一實施例中描述的那樣包含X射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂501中。密封樹脂501適當(dāng)?shù)貫樽贤饩€(UV)可固化樹脂。將在以下的實施例中詳細描述根據(jù)本發(fā)明的X射線檢測器。第四實施例
按照以下的方式制造圖1 3所示的根據(jù)第一實施例的X射線檢測器。如圖1所示，在絕緣玻璃基板103上形成由非晶硅形成的半導(dǎo)體薄膜。使用半導(dǎo)體薄膜以形成光電轉(zhuǎn)換元件112和TFT(未示出)。這些元件與導(dǎo)線113連接，由此構(gòu)成光檢測器117。還使用半導(dǎo)體薄膜以在光檢測器117的外周形成外周電路116。在光檢測器 117上形成由SiN形成的傳感器保護層(第一保護層)115和通過固化聚酰亞胺樹脂形成的閃爍體基層114，由此構(gòu)成傳感器面板101。向諸如連接引線105之類的不在上面形成閃爍體層的表面施加掩蔽帶，以防止形成閃爍體層。用閃爍體層沉積裝置在閃爍體基層114上形成由包含堿鹵化物柱狀晶體(例如，CsI:Tl，鉈激活銫碘化物)的閃爍體形成的閃爍體層102。具有0.35mm的厚度的閃爍體層102覆蓋二維的光檢測器117。用掃描電子顯微鏡(SEM)對閃爍體層102的微細結(jié)構(gòu)的觀察表明，形成圖1所示的多個柱狀晶體108，在其間夾著空間。在去除掩蔽帶之后，包含分散于密封樹脂109中的鎢微細顆粒的熱熔性樹脂被施加到圖3中的區(qū)域301。換句話說，熱熔性樹脂在閃爍體層102的外周被施加到外周電路 116的上方。如上所述，外周電路116包含驅(qū)動電路和讀出電路中的至少一個，并且被布置在絕緣基板103上。熱熔性樹脂為聚烯烴熱熔性樹脂。鎢微細顆粒具有5μπι的平均尺寸。 熱熔性樹脂具有50 μ m的厚度。鎢微細顆粒的百分比為60重量％。制備片材，在該片材中，在由聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET)形成的反射層保護層 (未示出)上形成Al膜作為反射層111由熱熔性聚烯烴樹脂形成的閃爍體保護層110通過使用加熱輥而被粘附到上面形成反射層的該片材的表面。由此，形成三層片材。該三層片材被放置于布置在傳感器面板101上的閃爍體層102上，使得三層片材的外周覆蓋密封樹脂109。該三層片材然后通過加熱輥在壓力下被加熱，以使閃爍體保護層110熔融，從而將該三層片材固定到閃爍體層102。由此，閃爍體層102被三層片材和密封樹脂109包圍。密封樹脂109進一步通過熱壓接合條(heat press bonding bar)被加壓，以提高閃爍體保護層110和密封樹脂109之間的粘著性。例如，在1 lOkg/cm2的范圍中的壓力和比熱熔性樹脂的初始熔融溫度高至少10°C 50°C的溫度下執(zhí)行1 60秒的熱壓。通過這些處理， 制造根據(jù)本實施例的X射線檢測器。在根據(jù)本實施例的結(jié)構(gòu)中，傳感器面板101上的閃爍體層102被密封樹脂109和三層片材(包含閃爍體保護層110和反射層111)包圍，并且可被保護而避免水和其它異物的侵入。分散于外周電路116的上方的密封樹脂109中的具有高的X射線吸收能力的鎢微細顆?？蓽p少入射到外周電路116上的X射線放射線的量。這可減少外周電路116的故障的頻率。第五實施例在本實施例中，在第一實施例中使用的分散于熱熔性樹脂中的鎢微細顆粒被包含鋇氧化物(BaO)微細顆粒的粘接劑帶替代。該粘接劑帶在帶基板上包含由熱熔性樹脂形成的粘接劑層。粘接劑層包含分散于其中的鋇氧化物(BaO)微細顆粒。粘接劑層構(gòu)成密封樹脂109。鋇氧化物微細顆粒具有5μπι的平均尺寸。熱熔性樹脂具有50 μ m的厚度。鋇氧化物微細顆粒的百分比為70重量％。其它的成分如第一實施例中描述的那樣。本實施例可產(chǎn)生與第一實施例基本上相同的效果。更具體而言，本實施例可防止由水入侵到閃爍體層中導(dǎo)致的閃爍體的劣化，并且減少入射到外周電路上的X射線放射線
9的量。第六實施例按照以下的方式制造圖4所示的根據(jù)第二實施例的X射線檢測器。在本實施例中，密封樹脂是與具有5 μ m的平均尺寸的鎢微細顆粒混合的UV可固化環(huán)氧樹脂。樹脂中的微細顆粒的百分比為70重量％。在以與第一實施例中相同的方式形成閃爍體層102之后，用密封點涂機 (dispenser)向圖3所示的要施加密封樹脂的區(qū)域301施加UV可固化樹脂。可用密封點涂機將施加位置和重量進行編程控制。然后用UV燈的UV光照射UV可固化樹脂以使樹脂固化，從而形成圖4所示的密封樹脂401。在UV固化之后，密封樹脂401從傳感器面板101 的表面起具有約300 μ m的高度，并且具有約Imm的平均寬度。在UV固化之后，如在第一實施例中描述的三層片材(包含閃爍體保護層110和反射層111)被放置于閃爍體層102和密封樹脂401上，并且，在壓力下被加熱以用于固定。三層片材進一步以與第一實施例相同的方式在密封樹脂401上在壓力下被加熱，以提高密封樹脂401和閃爍體保護層110之間的粘著性。如圖4所示，如第一實施例那樣，傳感器面板101上的閃爍體層102被密封樹脂 401和三層片材包圍。因而，如第一實施例中那樣，可以防止閃爍體的劣化。此外，如第一實施例中那樣，可以減少入射到外周電路上的X射線放射線的量。第七實施例按照以下的方式制造圖5所示的根據(jù)第三實施例的X射線檢測器。首先，在反射性Al基板502上形成主要由聚酰亞胺樹脂構(gòu)成的反射層保護層503。 以與第一實施例中相同的方式在反射層保護層503上形成閃爍體層102。使用熱熔性樹脂以形成閃爍體保護層504，由此制備閃爍體基板506。閃爍體基板506通過粘接劑層(未示出)被粘附到根據(jù)第一實施例的傳感器面板 101，使得閃爍體層102被布置在其內(nèi)。在外周電路116的上方施加根據(jù)第三實施例的由包含X射線吸收顆粒的UV可固化樹脂形成的密封樹脂501。閃爍體基板506通過密封樹脂 501與傳感器面板101接合。在本實施例中，反射性基板502與覆蓋閃爍體層的閃爍體保護部件對應(yīng)，由此，如第一到第三實施例中那樣，防止閃爍體的劣化。此外，如第一到第三實施例中那樣，分散于外周電路的上方的密封樹脂中的X射線吸收顆?？蓽p少入射到外周電路上的X射線放射線的量。第八實施例在本實施例中，作為根據(jù)第四實施例的非晶硅薄膜的替代，TFT和外周電路由多晶硅薄膜形成。如圖1所示，在絕緣性玻璃基板103上形成由多晶硅形成的半導(dǎo)體薄膜。TFT由半導(dǎo)體薄膜形成。然后使用非晶硅薄膜以形成光電轉(zhuǎn)換元件112。這些元件與導(dǎo)線113連接，由此構(gòu)成光檢測器117。使用多晶硅半導(dǎo)體薄膜以在光檢測器117周圍形成外周電路 116。如上所述，外周電路116包含驅(qū)動電路和讀出電路中的至少一個，并且被布置在絕緣基板上。例如，出于各種目的，形成諸如移位寄存器、放大器IC或存儲器之類的功能電路。在光檢測器117上形成由SiN形成的傳感器保護層(第一保護層)115和通過固化聚酰亞胺樹脂形成的閃爍體基層114，由此構(gòu)成傳感器面板101。以與第一實施例中相同的方式在傳感器面板101上形成閃爍體和閃爍體保護層。由具有比非晶硅薄膜高的開關(guān)速度的多晶硅薄膜形成的驅(qū)動電路、TFT和外周電路可增大檢測器和外周電路的設(shè)計靈活性。例如，可以形成具有更小的像素間距的檢測器。 如在第一實施例中那樣，分散于外周電路116的上方的密封樹脂109中的具有高的X射線吸收能力的鎢微細顆?？蓽p少入射到外周電路116上的X射線放射線的量，并且降低外周電路116的故障的頻率。圖6示出根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的包含放射線檢測系統(tǒng)的X射線診斷系統(tǒng)。在圖6中，X射線檢測器605可以是如在本發(fā)明的第一到第三實施例中描述的放射線檢測器。 X射線檢測器605可以是如在第四到第八實施例中描述的X射線檢測器。在圖6中，X射線診斷系統(tǒng)包括X射線室600、控制室601和醫(yī)生室602。由放射線源的X射線管603產(chǎn)生的X射線606穿過病人或被檢查者604的一部分607并且進入X射線檢測器(圖像傳感器)605。入射的X射線包含關(guān)于病人或被檢查者604的體內(nèi)的信息。 X射線的入射導(dǎo)致X射線檢測器605中的閃爍體(閃爍體層)發(fā)光，該光被傳感器面板中的光電轉(zhuǎn)換元件光電轉(zhuǎn)換成電信息。該信息被轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。數(shù)字信號在圖像處理器609 中經(jīng)受圖像處理。操作員可在控制室601中的顯示器608上觀察經(jīng)處理的數(shù)字信號。數(shù)字信號可通過諸如因特網(wǎng)或電話線之類的無線或有線網(wǎng)絡(luò)610從控制室601被傳送到諸如遠程醫(yī)生室602之類的遠程地點?？稍卺t(yī)生室602中的顯示器611上觀察由此傳送的數(shù)字信號。數(shù)字信號可被輸入到記錄單元、膠片處理器614中，或者可通過激光打印機613被記錄于膠片612上。遠程位置的醫(yī)生可觀察顯示器611或膠片612以診斷病人或被檢查者604的狀況。數(shù)字信號可被存儲于諸如光盤之類的記錄介質(zhì)中。雖然以上描述了 X射線檢測器的實施例，但是，通過改變閃爍體，本發(fā)明也適用于 α、β或Y射線放射線檢測器。閃爍體可以為對于相應(yīng)的放射線敏感的已知的閃爍體。例如，鋅(銀)硫化物閃爍體已知對于α射線敏感。其中諸如1，4_雙(5-苯基噁唑-2-烷基)苯(POPOP)之類的有機熒光染料溶于諸如聚苯乙烯之類的塑料中的塑料閃爍體已知對于β射線敏感。鉈激活鈉碘化物單晶閃爍體已知對于Y射線敏感。如實施例中描述的那樣使用放射線吸收材料可防止α、β和Υ射線進入外周電路。因而，本發(fā)明適用于醫(yī)療X 射線檢測器，并且還有效地適用于諸如無損檢查之類的其它用途。雖然已參照示例性實施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)理解，本發(fā)明不限于公開的示例性實施例。以下的權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋以便包含所有這些變更方式以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。
權(quán)利要求
1.一種放射線檢測器，包括包含光檢測器和外周電路的傳感器面板，該光檢測器包含在基板上布置的光電轉(zhuǎn)換元件的二維陣列，所述外周電路與光電轉(zhuǎn)換元件電連接并且被布置在光檢測器的外周；閃爍體層，被布置在傳感器面板的光檢測器上，該閃爍體層將放射線轉(zhuǎn)換成能夠被光電轉(zhuǎn)換元件檢測的光；閃爍體保護部件，被配置為覆蓋閃爍體層；和密封樹脂，被配置為密封閃爍體層，所述密封樹脂在閃爍體層的外周被設(shè)置在傳感器面板和閃爍體保護部件之間，其中，所述密封樹脂被布置在外周電路的上方，并且，包含放射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂中。
2.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，所述包含放射線吸收材料的顆粒包括X射線吸收微細顆粒。
3.根據(jù)權(quán)利要求2的放射線檢測器，其中，所述X射線吸收微細顆粒包含選自由Mo、W 和1 構(gòu)成的組的元素。
4.根據(jù)權(quán)利要求2的放射線檢測器，其中，所述X射線吸收微粒顆粒包含選自由BaO、 CeO2, Gd203、Dy2O3和TW2構(gòu)成的組的化合物。
5.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，所述包含放射線吸收材料的顆粒與所述密封樹脂和所述包含放射線吸收材料的顆粒的總重量的比為大于或等于30重量％且小于或等于90重量％。
6.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，所述閃爍體層具有柱狀晶體結(jié)構(gòu)，并且，所述閃爍體層包含選自由CsI :T1、CsI:Na, CsBr Tl、NaI Tl、LiI :Eu和KI:T1構(gòu)成的組的一種。
7.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，布置在基板上的外周電路包含驅(qū)動電路。
8.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，布置在基板上的外周電路包含讀出電路。
9.根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，其中，布置在基板上的外周電路被布置在光檢測器的周圍。
10.一種放射線檢測系統(tǒng)，包括放射線源，被配置為產(chǎn)生照射樣品的放射線；根據(jù)權(quán)利要求1的放射線檢測器，該放射線檢測器檢測穿過樣品的放射線；信號處理器，被配置為執(zhí)行由放射線檢測器檢測的信號的圖像處理；和顯示單元，被配置為顯示經(jīng)受信號處理器的圖像處理的信號。
全文摘要
本發(fā)明涉及放射線檢測器和放射線檢測系統(tǒng)。放射線檢測器包括包含光檢測器和外周電路的傳感器面板，該光檢測器包含在基板上布置的光電轉(zhuǎn)換元件的二維陣列，所述外周電路與光電轉(zhuǎn)換元件電連接并且被布置在光檢測器的外周；閃爍體層，被布置在傳感器面板的光檢測器上，該閃爍體層將放射線轉(zhuǎn)換成能夠被光電轉(zhuǎn)換元件檢測的光；閃爍體保護部件，覆蓋閃爍體層；和密封樹脂，密封閃爍體層，所述密封樹脂在閃爍體層的外周被設(shè)置在傳感器面板和閃爍體保護部件之間，所述密封樹脂被布置在外周電路的上方；并且，包含放射線吸收材料的顆粒被分散于密封樹脂中。
文檔編號G01T7/00GK102193104SQ20111004080
公開日2011年9月21日 申請日期2011年2月18日 優(yōu)先權(quán)日2010年2月18日
發(fā)明者佐佐木慶人, 岡田聰, 石田陽平, 野村慶一, 長野和美 申請人:佳能株式會社