電子源と、その製造方法と、その電子源を用いたＸ線診断装置
【課題】電子源を高密度にタイリングする。
【解決手段】複数の電子源ブロック３４を基板３２上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロック３４を下面より吸着ユニット４５で吸着する工程と、この吸着ユニット４５で吸着された電子源ブロック３４をタイリング板３３上にタイリングする工程と、この電子源ブロック３４がタイリングされたタイリング板３３を基板３２上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板３３は、吸着ユニット４５が移動可能な切りかきを有した構成とした。
【解決手段】複数の電子源ブロック３４を基板３２上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロック３４を下面より吸着ユニット４５で吸着する工程と、この吸着ユニット４５で吸着された電子源ブロック３４をタイリング板３３上にタイリングする工程と、この電子源ブロック３４がタイリングされたタイリング板３３を基板３２上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板３３は、吸着ユニット４５が移動可能な切りかきを有した構成とした。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子源と、その製造方法と、その電子源を用いたＸ線診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線センサーの基本構成は、受光したＸ線の強度に応じた電荷を発生する光電変換膜と、この光電変換膜に発生した電荷に対して電子ビームを放出する電子源を構成要素としている。
【０００３】
この電子源は、基板と、この基板上に、Ｘ線画像上の画素に対応するように高密度にタイリングされた複数の電子源ブロックと、を備えた構成となっていた。
【０００４】
この電子源の製造方法においては、基板上に複数の電子源ブロックを高密度にタイリングする必要があるが、タイリングする際には、電子源ブロックは上面に精細な電機部品を実装しているので、上面をコレットで吸着できないので、角型コレットというコレットにて上側端面を接触させて吸着した後、基板上にタイリングしていた（例えば下記特許文献
１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−８１４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の製造方法で製造した電子源の課題は、電子源ブロックを基板上に高密度にタイリングできなかったことであった。
【０００７】
すなわち、従来の電子源では、電子源ブロックを角型コレットというコレットにて上側端面を接触させて吸着させていたが、この角型コレットでは電子源の厚さに対して1/3〜1/2の長さの抱え幅が必要であり、このコレットを使用してタイリングしてしまうと、電子源ブロック間に、この幅以上の隙間ができてしまい、その結果、電子源ブロックを、Ｘ線画像の画素に対応するように高密度にタイリングできなかった。
【０００８】
そこで本発明は、電子源を高密度にタイリングすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明の電子源は、複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成とした製造方法より製造されるので、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の本発明の電子源は、複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成としたものであるので、電子源を高密度にタイリングすることができる。
【００１１】
すなわち、本発明の電子源は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板に吸着ユニットが移動可能となる切り欠きがあるので、電子源ブロックの下側から吸着した吸着ユニットが電子源ブロックを所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源の位置決めを行い、その後吸着ユニットを下げて電子源ブロックとタイリング用板を接着するので、電子源ブロック間に隙間ができないために、電子源を高密度にタイリングすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの外観を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの断面図
【図５】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの主要部の断面図
【図６】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの制御ブロック図
【図７】本発明の実施の形態にかかる電子源の斜視図
【図８】本発明の実施の形態にかかる電子源の断面図
【図９】本発明の実施の形態にかかる電子源ブロックの拡大図
【図１０】本発明の実施の形態にかかる画素エリアの拡大図
【図１１】本発明の実施の形態にかかる電子源の製造方法の工程図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるＸ線センサー、およびそのＸ線センサーを用いたＸ線診断装置の実施の一形態について、添付図面を交えて説明する。なお添付図面は、理解を容易にするために模式的な図を示している。
【００１４】
まず、この実施の形態にかかるＸ線診断装置の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置の構成図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置は、Ｘ線源１と、Ｘ線源１から所定の間隔をおいて対向配置されるＸ線センサー２とを備え、Ｘ線源１から放射したＸ線を撮像対象者３に照射し、その撮像対象者３を透過したＸ線をＸ線センサー２に入射させることにより、撮像対象者３の内部の状態を可視化とするものである。
【００１６】
具体的には、側面視したときの形状が略半円状のアーム４の一端にＸ線源１が設けられ、アーム４の他端にＸ線センサー２が設けられている。このようにしてＸ線源１とＸ線センサー２が所定の間隔をおいて対向配置されている。したがってアーム４によって、ベッド５に横たわった撮像対象者３を挟んでＸ線源１とＸ線センサー２とを対向配置させることができるので、Ｘ線源１から照射されて撮像対象者３を透過したＸ線を、Ｘ線センサー２で検出することができる。
【００１７】
アーム４は、装置本体６に回動自在に取り付けられている。装置本体６は、アーム４を回動させる駆動装置（図示せず）を内蔵している。このようにすることで、撮像対象者３の内部の状態を様々な角度から可視化することが可能となる。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置のブロック図である。
【００１９】
図２に示すように、Ｘ線源１はＸ線制御部７に接続されており、Ｘ線制御部７はコントローラ８に接続されている。コントローラ８は、Ｘ線診断装置全体の動作を統括的に制御するものである。Ｘ線制御部７は、コントローラ８からの指令信号に従って、Ｘ線源１によるＸ線の照射動作やＸ線の照射量を制御する。
【００２０】
Ｘ線センサー２は画像処理部９に接続されている。画像処理部９は、Ｘ線センサー２から取り出された電気信号（光電変換信号）を検出して画像処理する。画像処理部９により処理された信号はコントローラ８に送信される。コントローラ８は、Ｘ線センサー２が検出したＸ線の光量（強度）に基づく画像、すなわち撮像対象者３の内部の状態を表示する画像をモニタ１０に映し出す。
【００２１】
またＸ線センサー２は、電子源制御部１１にも接続されている。この電子源制御部１１もコントローラ８に接続されている。電子源制御部１１は、コントローラ８からの指令信号に従って、後述する電子源による電子線の照射動作や電子線の照射量を制御する。
【００２２】
装置本体６に内蔵されているアーム４を回動させる駆動装置（図示せず）は移動制御部１３に接続されており、移動制御部１３はコントローラ８に接続されている。移動制御部１３は、コントローラ８からの指令信号に従って、アーム４の回動動作を制御する。
【００２３】
コントローラ８には、さらに入力部１４が接続されている。コントローラ８は、入力部１４から入力された指令に従って、Ｘ線診断装置全体の動作を統括的に制御する。
【００２４】
続いて、この実施の形態にかかるＸ線センサー２について、図３ないし図６を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの外観を示す斜視図であり、図４は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの断面図であり、図５は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーのターゲット部１２の断面図であり、図６は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの制御ブロック図である。
【００２５】
図３および図４に示すように、Ｘ線センサー２は、平面視したときの形状が矩形状の取り付け基板１５を備える。また図４に示すように、取り付け基板１５の主面上には、同じく矩形状の電子源１６が設けられており、その電子源１６の上部には、ターゲット部１２が配置されている。
【００２６】
このターゲット部１２は、Ｘ線入射面となったＸ線透過性基板１７と、このＸ線透過性基板のＸ線入射面の裏面側に順次設けた薄膜状電極１８、正孔注入阻止層１９、光変換膜層２０、電子注入阻止層２１より構成されている。
【００２７】
より詳しくは、Ｘ線透過性基板１７は、Ｘ線が入射される面（Ｘ線入射面）とは反対側の面が電子源１６に向くように、取り付け基板１５に対して対向配置されている。
【００２８】
そして、ターゲット部１２と電子源１６は、Ｘ線の照射エネルギーを光電変換可能とするために、本体ケース２ａ内に真空密封された状態で構成されている。
【００２９】
図５に示すように、ターゲット部１２は、Ｘ線透過性基板１７の薄膜状電極１８が形成されている面上に順次設けられた正孔注入阻止層１９と、電荷増倍機能を持つ光導電性の光変換膜層２０と、電子注入阻止層２１とからなる。したがって、Ｘ線透過性基板１７は、電子注入阻止層２１が電子源１６に向くように、取り付け基板１５に対して対向配置される。これにより、電子源１６は電子注入阻止層２１側の面に向けて電子線を照射することができる。
【００３０】
また、本実施形態における光変換膜層２０は、感度層により構成されているが、さらには、Ｘ線入射面より順に、緩和層、正孔トラップ層、感度層より構成しても良い。
【００３１】
正孔トラップ層は、Ｘ線や可視光などの照射によって発生した正孔をトラップする層であり、緩和層と正孔トラップ層が設けられているのは、正孔注入阻止層などにキズや膜厚ムラが発生している場合でも、それによる白キズの発生を抑えることができるようにするためである。
【００３２】
なお、光変換膜層２０の電荷増倍機能は、感度層によるものであり、光変換膜層２０の構成要素としては、感度層のみで構成しても良い。
【００３３】
ここで、薄膜状電極１８には酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）や酸化スズなどが使用される。また、正孔注入阻止層１９には酸化セリウム（ＣｅＯ２）が、緩和層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が、正孔トラップ層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）とフッ化リチウム（ＬｉＦ）が、感度層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が、電子注入阻止層２１には硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）がそれぞれ使用される。
【００３４】
図６に示すように、電子源１６には、電子線を照射するための電圧Ｖｄが供給される。さらに電子源１６は、電子源制御部１１に含まれるＸ走査ドライバ２７とＹ走査ドライバ２８に接続している。したがって、電子源１６は、Ｘ走査ドライバ２７とＹ走査ドライバ２８により、ターゲット部１２の電子注入阻止層２１側の面に電子線を走査する。
【００３５】
またＸ線センサー２は、図６に示すように、複数の開口が設けられたメッシュ２９を備えてもよい。メッシュ２９は、電子源１６から照射される電子線を加速させたり、集束させたり、余剰電子を回収するために設けられる中間電極であり、電子源制御部１１に含まれるメッシュ電圧印可部３０に接続している。メッシュ電圧印可部３０はメッシュ２９に正電圧（メッシュ電圧）Ｖｍｅｓｈを印可する。メッシュ２９は、公知の金属材料、合金、半導体材料等で形成することができる。
【００３６】
薄膜状電極１８は、高電圧Ｖｈａｒｐを供給する高電圧源３１に接続している。この高電圧Ｖｈａｒｐにより、ターゲット部１２の光変換膜層２０に高電界が印加される。さらに薄膜状電極１８は画像処理部９に接続している。画像処理部９は、上述したように、薄膜状電極１８から取り出された光電変換信号を検出して画像処理する。光電変換信号のレベルは、Ｘ線透過性基板１７のＸ線入射面に入射される光の光量（強度）に応じて変化する。
【００３７】
以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。
【００３８】
図７に本実施形態における電子源１６の斜視図、図８にその電子源１６の断面図を示す。
【００３９】
図７、および、図８に示すように、本実施形態における電子源１６は、基板３２と、この基板上に接着された、切りかきを有するタイリング板３３と、このタイリング板３３上に、約２５ｍｍ角の電子源ブロック３４を４つタイリングした構成となっている。
【００４０】
図８の電子源１６の断面図が示すように、タイリング板３３には切りかきがあるために、基板３２と電子源ブロック３４の間には、部分的に隙間３６が生じる。また、タイリング板３３は、絶縁体によって形成されているので、電子源ブロック３４と基板３２とを電気的に接合するために、基板３２上に設けられたはんだバンプ３７と電子源ブロック３４の貫通配線端の端子を電気的に接合することで、基板３２と電子源ブロック３４を電気的に接合することが可能となる。
【００４１】
図９に電子源ブロック３４の上面の構成図を示す。電子源ブロック３４は、下層に陰極配線層３８と、上層にゲート電極配線層３９を有し、ゲート電極配線層３９と陰極配線層３８の間に絶縁層４０を備えた構成となっている。ゲート電極配線層３９上には、Ｘ線画像の各画素に対応した複数の画素エリア４１が配置されており、図１０に示すようにこれら各画素エリア内には、複数の開口孔４２があり、これら開口孔４２内には、陰極配線層３８に底面が接地した円錐状の陰極４３が形成されている。
【００４２】
そしてこれら陰極４３の上部先端は、開口孔４２の上面開口より突出した構成となっている。Ｘ線画像の各画素においては、この画素に対応した画素エリア４１には複数の陰極４３が配置されることとなり、これらの陰極４３の先端より放射される電子量の総和の平均値を画像化することで、Ｘ線画像の画素を表現することになる。
【００４３】
このように電子源ブロック３４の上面には、Ｘ線画像の各画素に対応した画素エリア４１が形成されており、これら画素エリア４１には、電子を放出する複数の陰極４３が配置されている。本実施形態においては４つの電子源ブロックで１枚のＸ線画像を形成しているので、４つの電子源ブロック３４は、４つの電子源ブロック３４を１つの電子源としてタイリングした状態において、画素エリア４１の配置が、Ｘ線画像の画素配列に対応するように、高精度にタイリングする必要がある。
【００４４】
本実施形態においては、このＸ線画像の画素間の長さは、電子源１６上の長さに換算すると、約５０ｕｍに相当するものであるので、電子源ブロック３４においても、この画素配列に対応するように電子源ブロック間で高密度、高精度にタイリングする必要がある。具体的には、図７における電子源ブロック３４間のＸＹ平面の隙間３５は、ＸＹ平面において、数ｕｍ程度の許容ばらつきの精度で配置する、すなわちタイリングする必要がある。
【００４５】
次に、電子源１６の製造工程について図１１を用いて説明する。
【００４６】
まず、図１１（ａ）に示すように、ダイシングによってシリコン基板から切断された電子源ブロック３４は、上述したように上面には電子放出素子としての陰極４３が配置されているので、コレットで上面吸着ができない。そのために、角型コレットで上側端面を接触させて吸着し、準備ステージ４４上に移動させる。この準備ステージ４４には、下面より電子源ブロック３４を吸着可能なように、切りかきを有した構造となっているので、この切りかきより吸着ユニット４５の先端の吸着部分であるコレットを挿入し、電子源ブロック３４の下面を吸着ユニット４５のコレットで吸着し、保持する。
【００４７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、下面を吸着ユニット４５で吸着、保持された電子源ブロック３４は、固定治具４６に固定、保持されたタイリング板３３にタイリングされる。
【００４８】
具体的には、タイリング板３３には、吸着ユニット４５が電子源ブロック３４を吸着、保持した状態で移動可能な切りかき４７を有した構成となっているので、この切りかき４７より吸着ユニット４５を挿入して、吸着ユニット４５、もしくは、固定治具４６を動かして、タイリング板３３の所定の位置に電子源ブロック３４を接着、配置（タイリング）する。
【００４９】
電子源ブロック３４を配置する際には、タイリング板３３の上方に備えられたＣＣＤカメラ等によって電子源ブロック３４上にあるツーリングマークとタイリング板上にあるツーリングマークとを吸着ユニットを用いて位置合わせを行い、配置を行う。
【００５０】
このようなタイリング方法によって、図１１（ｃ）に示すように、4枚の電子源ブロック３４をタイリング板３３にタイリングする。
【００５１】
次に、図１１（ｄ）に示すように、電子源ブロック３４をタイリングしたタイリング板３３を基板３２へ接着する。
【００５２】
上記の方法で電子源ブロックをタイリング板３３に接着した場合は、電子源の外周部分に相当する電子源ブロック３４の配線はワイヤボンディングでよって電子源ブロック３４の上面より配線が可能であり、電子源の中央部分に相当する電子源ブロック３４からの配線は、電子源ブロック３４に貫通配線を有する構成にすることで、基板３２上にはんだバンピングを施すことができ、電子源ブロック３４の下面の貫通配線端子とはんだバンプを接合させることで、容易に電子源ブロック３４と基板３２を導通させることが可能になる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の電子源１６は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板３３に切り欠き４７があるので、電子源ブロック３４の下側から吸着した吸着ユニット４５のコレット部分が切りかき４７に挿入され、電子源ブロック３４を所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源ブロック３４の位置決めを行い、その後、吸着ユニット４５を下げて電子源ブロック３４とタイリング板３３を接着するので、電子源ブロック３４間に隙間ができないために、電子源１６を高密度にタイリングすることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように本発明の本発明の電子源は、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、電子源ブロックを吸着した吸着ユニットが移動可能な切りかきを有したタイリング板上を、吸着ユニットあるいはタイリング板を動かせて、電子源ブロックをタイリングする工程と、電子源ブロックがタイリングされたタイリング板と基板を接合する工程と、を備えたものであるので、電子源を隙間なくタイリングすることができる。
【００５５】
すなわち、本発明の電子源は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板に切り欠きがあるので、電子源ブロックの下側から吸着した吸着ユニットが電子源ブロックを所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源の位置決めを行い、その後吸着ユニットを下げて電子源ブロックとタイリング用板を接着するので、電子源ブロック間に隙間ができないために、電子源を隙間なくタイリングすることができるのである。
【００５６】
したがって、Ｘ線センサーとそれを用いたＸ線診断装置への適用が大いに期待されるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１ Ｘ線源
２ Ｘ線センサー
３ 撮像対象者
４ アーム
５ ベッド
６ 装置本体
７ Ｘ線制御部
８ コントローラ
９ 画像処理部
１０ モニタ
１１ 電子源制御部
１２ ターゲット部
１３ 移動制御部
１４ 入力部
１５ 取り付け基板
１６ 電子源
１７ Ｘ線透過性基板
１８ 薄膜状電極
１９ 正孔注入阻止層
２０ 光変換膜層
２１ 電子注入阻止層
２７ Ｘ走査ドライバ
２８ Ｙ走査ドライバ
２９ メッシュ
３０ メッシュ電圧印可部
３１ 高電圧源
３２ 基板
３３ タイリング板
３４ 電子源ブロック
３５、３６ 隙間
３７ はんだバンプ
３８ 陰極配線層
３９ ゲート電極配線層
４０ 絶縁層
４１ 画素エリア
４２ 開口孔
４３ 陰極
４４ 準備ステージ
４５ 吸着ユニット
４６ 固定治具
４７ 切りかき
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、電子源と、その製造方法と、その電子源を用いたＸ線診断装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
Ｘ線センサーの基本構成は、受光したＸ線の強度に応じた電荷を発生する光電変換膜と、この光電変換膜に発生した電荷に対して電子ビームを放出する電子源を構成要素としている。
【０００３】
この電子源は、基板と、この基板上に、Ｘ線画像上の画素に対応するように高密度にタイリングされた複数の電子源ブロックと、を備えた構成となっていた。
【０００４】
この電子源の製造方法においては、基板上に複数の電子源ブロックを高密度にタイリングする必要があるが、タイリングする際には、電子源ブロックは上面に精細な電機部品を実装しているので、上面をコレットで吸着できないので、角型コレットというコレットにて上側端面を接触させて吸着した後、基板上にタイリングしていた（例えば下記特許文献
１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平２−８１４４３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来の製造方法で製造した電子源の課題は、電子源ブロックを基板上に高密度にタイリングできなかったことであった。
【０００７】
すなわち、従来の電子源では、電子源ブロックを角型コレットというコレットにて上側端面を接触させて吸着させていたが、この角型コレットでは電子源の厚さに対して1/3〜1/2の長さの抱え幅が必要であり、このコレットを使用してタイリングしてしまうと、電子源ブロック間に、この幅以上の隙間ができてしまい、その結果、電子源ブロックを、Ｘ線画像の画素に対応するように高密度にタイリングできなかった。
【０００８】
そこで本発明は、電子源を高密度にタイリングすることを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
そしてこの目的を達成するために本発明の電子源は、複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成とした製造方法より製造されるので、これにより所期の目的を達成するものである。
【発明の効果】
【００１０】
以上のように本発明の本発明の電子源は、複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成としたものであるので、電子源を高密度にタイリングすることができる。
【００１１】
すなわち、本発明の電子源は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板に吸着ユニットが移動可能となる切り欠きがあるので、電子源ブロックの下側から吸着した吸着ユニットが電子源ブロックを所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源の位置決めを行い、その後吸着ユニットを下げて電子源ブロックとタイリング用板を接着するので、電子源ブロック間に隙間ができないために、電子源を高密度にタイリングすることができるのである。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置の構成図
【図２】本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置のブロック図
【図３】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの外観を示す斜視図
【図４】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの断面図
【図５】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの主要部の断面図
【図６】本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの制御ブロック図
【図７】本発明の実施の形態にかかる電子源の斜視図
【図８】本発明の実施の形態にかかる電子源の断面図
【図９】本発明の実施の形態にかかる電子源ブロックの拡大図
【図１０】本発明の実施の形態にかかる画素エリアの拡大図
【図１１】本発明の実施の形態にかかる電子源の製造方法の工程図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明にかかるＸ線センサー、およびそのＸ線センサーを用いたＸ線診断装置の実施の一形態について、添付図面を交えて説明する。なお添付図面は、理解を容易にするために模式的な図を示している。
【００１４】
まず、この実施の形態にかかるＸ線診断装置の全体構成について、図１および図２を用いて説明する。
【００１５】
図１は本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置の構成図である。図１に示すように、Ｘ線診断装置は、Ｘ線源１と、Ｘ線源１から所定の間隔をおいて対向配置されるＸ線センサー２とを備え、Ｘ線源１から放射したＸ線を撮像対象者３に照射し、その撮像対象者３を透過したＸ線をＸ線センサー２に入射させることにより、撮像対象者３の内部の状態を可視化とするものである。
【００１６】
具体的には、側面視したときの形状が略半円状のアーム４の一端にＸ線源１が設けられ、アーム４の他端にＸ線センサー２が設けられている。このようにしてＸ線源１とＸ線センサー２が所定の間隔をおいて対向配置されている。したがってアーム４によって、ベッド５に横たわった撮像対象者３を挟んでＸ線源１とＸ線センサー２とを対向配置させることができるので、Ｘ線源１から照射されて撮像対象者３を透過したＸ線を、Ｘ線センサー２で検出することができる。
【００１７】
アーム４は、装置本体６に回動自在に取り付けられている。装置本体６は、アーム４を回動させる駆動装置（図示せず）を内蔵している。このようにすることで、撮像対象者３の内部の状態を様々な角度から可視化することが可能となる。
【００１８】
図２は本発明の実施の形態にかかるＸ線診断装置のブロック図である。
【００１９】
図２に示すように、Ｘ線源１はＸ線制御部７に接続されており、Ｘ線制御部７はコントローラ８に接続されている。コントローラ８は、Ｘ線診断装置全体の動作を統括的に制御するものである。Ｘ線制御部７は、コントローラ８からの指令信号に従って、Ｘ線源１によるＸ線の照射動作やＸ線の照射量を制御する。
【００２０】
Ｘ線センサー２は画像処理部９に接続されている。画像処理部９は、Ｘ線センサー２から取り出された電気信号（光電変換信号）を検出して画像処理する。画像処理部９により処理された信号はコントローラ８に送信される。コントローラ８は、Ｘ線センサー２が検出したＸ線の光量（強度）に基づく画像、すなわち撮像対象者３の内部の状態を表示する画像をモニタ１０に映し出す。
【００２１】
またＸ線センサー２は、電子源制御部１１にも接続されている。この電子源制御部１１もコントローラ８に接続されている。電子源制御部１１は、コントローラ８からの指令信号に従って、後述する電子源による電子線の照射動作や電子線の照射量を制御する。
【００２２】
装置本体６に内蔵されているアーム４を回動させる駆動装置（図示せず）は移動制御部１３に接続されており、移動制御部１３はコントローラ８に接続されている。移動制御部１３は、コントローラ８からの指令信号に従って、アーム４の回動動作を制御する。
【００２３】
コントローラ８には、さらに入力部１４が接続されている。コントローラ８は、入力部１４から入力された指令に従って、Ｘ線診断装置全体の動作を統括的に制御する。
【００２４】
続いて、この実施の形態にかかるＸ線センサー２について、図３ないし図６を用いて説明する。図３は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの外観を示す斜視図であり、図４は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの断面図であり、図５は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーのターゲット部１２の断面図であり、図６は本発明の実施の形態にかかるＸ線センサーの制御ブロック図である。
【００２５】
図３および図４に示すように、Ｘ線センサー２は、平面視したときの形状が矩形状の取り付け基板１５を備える。また図４に示すように、取り付け基板１５の主面上には、同じく矩形状の電子源１６が設けられており、その電子源１６の上部には、ターゲット部１２が配置されている。
【００２６】
このターゲット部１２は、Ｘ線入射面となったＸ線透過性基板１７と、このＸ線透過性基板のＸ線入射面の裏面側に順次設けた薄膜状電極１８、正孔注入阻止層１９、光変換膜層２０、電子注入阻止層２１より構成されている。
【００２７】
より詳しくは、Ｘ線透過性基板１７は、Ｘ線が入射される面（Ｘ線入射面）とは反対側の面が電子源１６に向くように、取り付け基板１５に対して対向配置されている。
【００２８】
そして、ターゲット部１２と電子源１６は、Ｘ線の照射エネルギーを光電変換可能とするために、本体ケース２ａ内に真空密封された状態で構成されている。
【００２９】
図５に示すように、ターゲット部１２は、Ｘ線透過性基板１７の薄膜状電極１８が形成されている面上に順次設けられた正孔注入阻止層１９と、電荷増倍機能を持つ光導電性の光変換膜層２０と、電子注入阻止層２１とからなる。したがって、Ｘ線透過性基板１７は、電子注入阻止層２１が電子源１６に向くように、取り付け基板１５に対して対向配置される。これにより、電子源１６は電子注入阻止層２１側の面に向けて電子線を照射することができる。
【００３０】
また、本実施形態における光変換膜層２０は、感度層により構成されているが、さらには、Ｘ線入射面より順に、緩和層、正孔トラップ層、感度層より構成しても良い。
【００３１】
正孔トラップ層は、Ｘ線や可視光などの照射によって発生した正孔をトラップする層であり、緩和層と正孔トラップ層が設けられているのは、正孔注入阻止層などにキズや膜厚ムラが発生している場合でも、それによる白キズの発生を抑えることができるようにするためである。
【００３２】
なお、光変換膜層２０の電荷増倍機能は、感度層によるものであり、光変換膜層２０の構成要素としては、感度層のみで構成しても良い。
【００３３】
ここで、薄膜状電極１８には酸化インジウム・スズ（ＩＴＯ）や酸化スズなどが使用される。また、正孔注入阻止層１９には酸化セリウム（ＣｅＯ２）が、緩和層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が、正孔トラップ層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）とフッ化リチウム（ＬｉＦ）が、感度層には非晶質セレン（ａ−Ｓｅ）が、電子注入阻止層２１には硫化アンチモン（Ｓｂ２Ｓ３）がそれぞれ使用される。
【００３４】
図６に示すように、電子源１６には、電子線を照射するための電圧Ｖｄが供給される。さらに電子源１６は、電子源制御部１１に含まれるＸ走査ドライバ２７とＹ走査ドライバ２８に接続している。したがって、電子源１６は、Ｘ走査ドライバ２７とＹ走査ドライバ２８により、ターゲット部１２の電子注入阻止層２１側の面に電子線を走査する。
【００３５】
またＸ線センサー２は、図６に示すように、複数の開口が設けられたメッシュ２９を備えてもよい。メッシュ２９は、電子源１６から照射される電子線を加速させたり、集束させたり、余剰電子を回収するために設けられる中間電極であり、電子源制御部１１に含まれるメッシュ電圧印可部３０に接続している。メッシュ電圧印可部３０はメッシュ２９に正電圧（メッシュ電圧）Ｖｍｅｓｈを印可する。メッシュ２９は、公知の金属材料、合金、半導体材料等で形成することができる。
【００３６】
薄膜状電極１８は、高電圧Ｖｈａｒｐを供給する高電圧源３１に接続している。この高電圧Ｖｈａｒｐにより、ターゲット部１２の光変換膜層２０に高電界が印加される。さらに薄膜状電極１８は画像処理部９に接続している。画像処理部９は、上述したように、薄膜状電極１８から取り出された光電変換信号を検出して画像処理する。光電変換信号のレベルは、Ｘ線透過性基板１７のＸ線入射面に入射される光の光量（強度）に応じて変化する。
【００３７】
以上の説明で本実施形態における、基本的な構成及び作用が理解されたところで、以下、本実施形態における特徴点について説明をする。
【００３８】
図７に本実施形態における電子源１６の斜視図、図８にその電子源１６の断面図を示す。
【００３９】
図７、および、図８に示すように、本実施形態における電子源１６は、基板３２と、この基板上に接着された、切りかきを有するタイリング板３３と、このタイリング板３３上に、約２５ｍｍ角の電子源ブロック３４を４つタイリングした構成となっている。
【００４０】
図８の電子源１６の断面図が示すように、タイリング板３３には切りかきがあるために、基板３２と電子源ブロック３４の間には、部分的に隙間３６が生じる。また、タイリング板３３は、絶縁体によって形成されているので、電子源ブロック３４と基板３２とを電気的に接合するために、基板３２上に設けられたはんだバンプ３７と電子源ブロック３４の貫通配線端の端子を電気的に接合することで、基板３２と電子源ブロック３４を電気的に接合することが可能となる。
【００４１】
図９に電子源ブロック３４の上面の構成図を示す。電子源ブロック３４は、下層に陰極配線層３８と、上層にゲート電極配線層３９を有し、ゲート電極配線層３９と陰極配線層３８の間に絶縁層４０を備えた構成となっている。ゲート電極配線層３９上には、Ｘ線画像の各画素に対応した複数の画素エリア４１が配置されており、図１０に示すようにこれら各画素エリア内には、複数の開口孔４２があり、これら開口孔４２内には、陰極配線層３８に底面が接地した円錐状の陰極４３が形成されている。
【００４２】
そしてこれら陰極４３の上部先端は、開口孔４２の上面開口より突出した構成となっている。Ｘ線画像の各画素においては、この画素に対応した画素エリア４１には複数の陰極４３が配置されることとなり、これらの陰極４３の先端より放射される電子量の総和の平均値を画像化することで、Ｘ線画像の画素を表現することになる。
【００４３】
このように電子源ブロック３４の上面には、Ｘ線画像の各画素に対応した画素エリア４１が形成されており、これら画素エリア４１には、電子を放出する複数の陰極４３が配置されている。本実施形態においては４つの電子源ブロックで１枚のＸ線画像を形成しているので、４つの電子源ブロック３４は、４つの電子源ブロック３４を１つの電子源としてタイリングした状態において、画素エリア４１の配置が、Ｘ線画像の画素配列に対応するように、高精度にタイリングする必要がある。
【００４４】
本実施形態においては、このＸ線画像の画素間の長さは、電子源１６上の長さに換算すると、約５０ｕｍに相当するものであるので、電子源ブロック３４においても、この画素配列に対応するように電子源ブロック間で高密度、高精度にタイリングする必要がある。具体的には、図７における電子源ブロック３４間のＸＹ平面の隙間３５は、ＸＹ平面において、数ｕｍ程度の許容ばらつきの精度で配置する、すなわちタイリングする必要がある。
【００４５】
次に、電子源１６の製造工程について図１１を用いて説明する。
【００４６】
まず、図１１（ａ）に示すように、ダイシングによってシリコン基板から切断された電子源ブロック３４は、上述したように上面には電子放出素子としての陰極４３が配置されているので、コレットで上面吸着ができない。そのために、角型コレットで上側端面を接触させて吸着し、準備ステージ４４上に移動させる。この準備ステージ４４には、下面より電子源ブロック３４を吸着可能なように、切りかきを有した構造となっているので、この切りかきより吸着ユニット４５の先端の吸着部分であるコレットを挿入し、電子源ブロック３４の下面を吸着ユニット４５のコレットで吸着し、保持する。
【００４７】
次に、図１１（ｂ）に示すように、下面を吸着ユニット４５で吸着、保持された電子源ブロック３４は、固定治具４６に固定、保持されたタイリング板３３にタイリングされる。
【００４８】
具体的には、タイリング板３３には、吸着ユニット４５が電子源ブロック３４を吸着、保持した状態で移動可能な切りかき４７を有した構成となっているので、この切りかき４７より吸着ユニット４５を挿入して、吸着ユニット４５、もしくは、固定治具４６を動かして、タイリング板３３の所定の位置に電子源ブロック３４を接着、配置（タイリング）する。
【００４９】
電子源ブロック３４を配置する際には、タイリング板３３の上方に備えられたＣＣＤカメラ等によって電子源ブロック３４上にあるツーリングマークとタイリング板上にあるツーリングマークとを吸着ユニットを用いて位置合わせを行い、配置を行う。
【００５０】
このようなタイリング方法によって、図１１（ｃ）に示すように、4枚の電子源ブロック３４をタイリング板３３にタイリングする。
【００５１】
次に、図１１（ｄ）に示すように、電子源ブロック３４をタイリングしたタイリング板３３を基板３２へ接着する。
【００５２】
上記の方法で電子源ブロックをタイリング板３３に接着した場合は、電子源の外周部分に相当する電子源ブロック３４の配線はワイヤボンディングでよって電子源ブロック３４の上面より配線が可能であり、電子源の中央部分に相当する電子源ブロック３４からの配線は、電子源ブロック３４に貫通配線を有する構成にすることで、基板３２上にはんだバンピングを施すことができ、電子源ブロック３４の下面の貫通配線端子とはんだバンプを接合させることで、容易に電子源ブロック３４と基板３２を導通させることが可能になる。
【００５３】
以上のように、本実施形態の電子源１６は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板３３に切り欠き４７があるので、電子源ブロック３４の下側から吸着した吸着ユニット４５のコレット部分が切りかき４７に挿入され、電子源ブロック３４を所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源ブロック３４の位置決めを行い、その後、吸着ユニット４５を下げて電子源ブロック３４とタイリング板３３を接着するので、電子源ブロック３４間に隙間ができないために、電子源１６を高密度にタイリングすることができるのである。
【産業上の利用可能性】
【００５４】
以上のように本発明の本発明の電子源は、電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、電子源ブロックを吸着した吸着ユニットが移動可能な切りかきを有したタイリング板上を、吸着ユニットあるいはタイリング板を動かせて、電子源ブロックをタイリングする工程と、電子源ブロックがタイリングされたタイリング板と基板を接合する工程と、を備えたものであるので、電子源を隙間なくタイリングすることができる。
【００５５】
すなわち、本発明の電子源は、所定の位置にあらかじめ接着剤を塗布したタイリング板に切り欠きがあるので、電子源ブロックの下側から吸着した吸着ユニットが電子源ブロックを所定の位置へ移動させることが可能となり、電子源の位置決めを行い、その後吸着ユニットを下げて電子源ブロックとタイリング用板を接着するので、電子源ブロック間に隙間ができないために、電子源を隙間なくタイリングすることができるのである。
【００５６】
したがって、Ｘ線センサーとそれを用いたＸ線診断装置への適用が大いに期待されるものである。
【符号の説明】
【００５７】
１ Ｘ線源
２ Ｘ線センサー
３ 撮像対象者
４ アーム
５ ベッド
６ 装置本体
７ Ｘ線制御部
８ コントローラ
９ 画像処理部
１０ モニタ
１１ 電子源制御部
１２ ターゲット部
１３ 移動制御部
１４ 入力部
１５ 取り付け基板
１６ 電子源
１７ Ｘ線透過性基板
１８ 薄膜状電極
１９ 正孔注入阻止層
２０ 光変換膜層
２１ 電子注入阻止層
２７ Ｘ走査ドライバ
２８ Ｙ走査ドライバ
２９ メッシュ
３０ メッシュ電圧印可部
３１ 高電圧源
３２ 基板
３３ タイリング板
３４ 電子源ブロック
３５、３６ 隙間
３７ はんだバンプ
３８ 陰極配線層
３９ ゲート電極配線層
４０ 絶縁層
４１ 画素エリア
４２ 開口孔
４３ 陰極
４４ 準備ステージ
４５ 吸着ユニット
４６ 固定治具
４７ 切りかき
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、
電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、
この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、
この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、
前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成とした電子源の製造方法。
【請求項２】
前記タイリング板を基板上に接合する工程の後に、前記電子源ブロックの貫通配線と基板上のはんだバンプとを導通させる工程と、を備えた電子源の製造方法。
【請求項３】
基板と、この基板上に接着されたタイリング板と、このタイリング板上にタイリングされた複数の電子源ブロックと、を備え、
前記タイリング板は、電子源ブロック実装用の切りかきを設けた構成とした電子源。
【請求項４】
Ｘ線源と、このＸ線源に所定間隔おいて対向配置したＸ線センサーとを備え、
前記Ｘ線センサーは、Ｘ線入射側よりターゲット部と電子源を順次設けた構成とし、前記電子源は請求項１から３のいずれか一つに記載の電子源を用いたＸ線診断装置。
【請求項１】
複数の電子源ブロックを基板上にタイリングして電子源を製造する方法であって、
電子源ブロックを下面より吸着ユニットで吸着する工程と、
この吸着ユニットで吸着された電子源ブロックをタイリング板上にタイリングする工程と、
この電子源ブロックがタイリングされたタイリング板を基板上に接合する工程と、を備え、
前記タイリング板は、吸着ユニットが移動可能な切りかきを有した構成とした電子源の製造方法。
【請求項２】
前記タイリング板を基板上に接合する工程の後に、前記電子源ブロックの貫通配線と基板上のはんだバンプとを導通させる工程と、を備えた電子源の製造方法。
【請求項３】
基板と、この基板上に接着されたタイリング板と、このタイリング板上にタイリングされた複数の電子源ブロックと、を備え、
前記タイリング板は、電子源ブロック実装用の切りかきを設けた構成とした電子源。
【請求項４】
Ｘ線源と、このＸ線源に所定間隔おいて対向配置したＸ線センサーとを備え、
前記Ｘ線センサーは、Ｘ線入射側よりターゲット部と電子源を順次設けた構成とし、前記電子源は請求項１から３のいずれか一つに記載の電子源を用いたＸ線診断装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１３−３０２９７（Ｐ２０１３−３０２９７Ａ）
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１６３９８７（Ｐ２０１１−１６３９８７）
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
【公開日】平成２５年２月７日（２０１３．２．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月２７日（２０１１．７．２７）
【出願人】（０００００５８２１）パナソニック株式会社 (73,050)
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