(57)【要約】  本発明は、感光受信器（１；３０；４１）に接着することによって固定された放射線変換器（５）に連結された感光受信器（１；３０；４１）を備えた、放射線検出器を製造する方法に関する。この方法は、保護フィルムによりそれぞれの面が保護された接着剤のフィルム（６；６１；６２）を使用すること、及び以下の作業、  ・１つの保護フィルムを除去する、  ・接着剤のフィルム（６；６１；６２）を第１の素子（５）に重ね合わせる、  ・第２の保護フィルムを除去する、  ・第２の素子（１；３０；４１）を接着剤のフィルム（６；６１；６２）と接触させる、を連続して行うことにおいて成り立つ。  本発明はまた、放射線検出器を製造するための工具及びこの工具を用いる方法に関する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
２つの素子、即ち、感光受信器（１；３０；４１）と、放射線を前記感光受信器（１；３０；４１）が感応する放射線に変換するシンチレータ（５）とを有し、前記シンチレータ（５）が、前記感光受信器（１；３０；４１）に接着することによって固定されている放射線検出器を製造する方法であって、保護フィルムによりそれぞれの面が保護された接着剤のフィルム（６；６１；６２）を使用すること、および以下の作業
・１つの保護フィルムを除去する、
・前記接着剤のフィルム（６；６１；６２）を前記第１の素子（５）に重ね合わせる、
・前記第２の保護フィルムを除去する、
・前記第２の素子（１；３０；４１）を前記接着剤のフィルム（６；６１；６２）と接触させる
を連続して行うことにおいて成り立つことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記第２の保護フィルムを除去する前に、前記接着剤のフィルム（６；６１；６２）を、前記第１の素子（５）の寸法に従って切断することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第２の素子（１；３０；４１）を、前記接着剤のフィルム（６；６１；６２）と真空下で接触させることを特徴とする請求項１〜２のいずれか一項に記載の方法。
【請求項４】
前記接着剤のフィルム（６；６１；６２）が、アクリルベースであることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の方法。
【請求項５】
２つのローラ間で前記重ね合わせが行われることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか一項に記載の、放射線検出器を製造する方法を実施するための工具であって、真空が内部で作られる閉鎖容器（３０、３１）を前記工具が有することと、前記第１の素子（５）が上に置かれる支持プレート（３３）、及び前記第２の素子（１；３０；４１）を前記第１の素子（５）からある距離に離して保つためのジャッキ（３４）が前記閉鎖容器（３０、３１）の内部に置かれることとを特徴とする工具。
【請求項７】
請求項６に記載の工具を用いる方法であって、
・前記第１の素子（５）を前記支持プレート（３３）上に置くこと、
・前記第２の保護フィルムを除去すること、
・前記ジャッキ（３４）を高い位置に設定すること、
・前記第２の素子（１；３０；４１）を前記ジャッキ（３４）上に位置決めすること、
・前記閉鎖容器（３０、３１）を閉じること、
・前記閉鎖容器（３０、３１）の内部に真空を作ること、
・前記２つの素子（１；３０；４１；５）を有効に接着するのに必要な時間、前記ジャッキ（３４）を低い位置に設定すること、
・前記閉鎖容器（３０、３１）の内部を大気圧に戻すこと、
・前記閉鎖容器（３０、３１）を開放すること、および
・前記工具から前記検出器を取り外すこと
において成り立つことを特徴とする方法。 
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、放射線変換器に連結された感光受信器を備えた放射線検出器を製造する方法に関する。本発明はまた、放射線検出器を製造するための工具、及びこの工具を用いる方法に関する。この種の検出器の適用分野は、たとえば、放射線医学、即ち、Ｘ線撮影、Ｘ線透視検査、及び乳房Ｘ線撮影に、また非破壊試験及び安全のために使用される、Ｘ線の検出である。本発明をＸ線検出器との関連において記述する。勿論、本発明は、感光受信器が検出すべき放射線に直接感応せず、したがって、検出器の入力窓と感光受信器との間に放射線変換器を介在させる必要がある、どのような種類の検出器においても実施されることがある。
【背景技術】
【０００２】
このような放射線検出器が、たとえば仏国特許第２６０５１６６号明細書から知られており、これによれば、感光受信器を形成する、非晶質シリコンフォトダイオードから形成されたセンサが、放射線変換器に連結される。
【０００３】
このような放射線装置の操作及び構造について簡単に記載する。
【０００４】
感光センサは、一般に、行列の形で又は１列に並んで配置された固体感光素子から作られる。感光素子は、半導体材料、通常、ＣＣＤ又はＣＭＯＳの種類のセンサのための単結晶シリコン、多結晶シリコン、又は非晶質シリコンから作られる。感光素子が、少なくとも１つのフォトダイオード、フォトトランジスタ、又はフォトレジスターを有する。これらの素子は、基板、一般にガラスプレートに堆積される。
【０００５】
これらの素子は、一般に、Ｘ線又はガンマ線などの、非常に短い波長の放射線に直接感応しない。このため、感光センサは、発光物質の層を有する放射線変換器に連結される。この物質は、このような放射線で励起された場合に、センサが感応する、より長い波長の放射線、たとえば可視光線又は可視光線に近い放射線を放出するという性質を有する。放射線変換器によって放出される光がセンサの感光素子を照射して、光電変換に影響を及ぼし、適切な回路に使われ得る電気信号を伝達する。以下の記述においては、放射線変換器はシンチレータと呼ばれる。
【０００６】
ハロゲン化アルカリ金属類又は希土類酸硫化物類の、ある発光物質が、その良好な性能特性により頻繁に用いられている。
【０００７】
ハロゲン化アルカリ金属の中で、それぞれ約４００ナノメートル又は約５５０ナノメートルでの放出が望ましいかどうかにより、ナトリウム又はタリウムがドープされた、ヨウ化セシウムが、その強力なＸ線吸収及び優れた蛍光収量により公知である。これは、支持体上で成長する細針の形態を有する。これらの針は、この支持体に対してほぼ垂直であり、センサの方に放出された光を一部分閉じ込める。それらの細度が、検出器の解像度を決める。同じ理由により、酸硫化ランタン及び酸硫化ガドリニウムも広く用いられている。
【０００８】
しかし、これらの発光物質の中で、いくつかのものは余り安定性がない、即ち、水分に曝されると一部分分解し、この分解が、センサの方に又はセンサから離れる方に移動する化学種を放出するという欠点を有する。これらの種は、非常に腐食性がある。ヨウ化セシウム及び酸硫化ランタンは、特にこの欠点を有する。
【０００９】
ヨウ化セシウムに関しては、これが分解することにより、水酸化セシウムＣｓ＋ＯＨ−及び遊離ヨウ素Ｉ２が生じ、次いで、ヨードイオンと組み合わさって、錯イオンＩ３−が生じ得る。酸硫化ランタンに関しては、これが分解することにより、化学的に非常に攻撃的な、硫化水素Ｈ２Ｓが生じる。
【００１０】
水分は、除去するのが極めて困難である。周囲空気、及び検出器を組み立てるのに使用される接着剤は、常に水分を含んでいる。接着剤の中に水分が存在するのは、周囲空気によるか、又は２つの化学種が縮合した結果である場合には（しばしば起きるケースである）、重合の副産物としてのいずれかである。
【００１１】
これらの検出器の製造中の重要な態様の１つは、最初に検出器の内部に存在し、かつシンチレータと接触している水分量を最小限に抑えること、及び動作中にこの水分がセンサ内に拡散するのを防止することである。
【００１２】
付属シンチレータ形態と呼ばれる第１の形態においては、発光物質が支持体上に堆積され、検出すべき放射線が、センサに達する前にここを通過しなければならない。次いで、アセンブリがセンサに接着される。
【００１３】
直接堆積形態と呼ばれる第２の形態においては、センサは、発光物質のための支持体として役立ち、発光物質はセンサに直接かつ密に接触する。次いで、発光物質は、保護シートで覆われる。
【００１４】
２つの形態は、それぞれ利点及び欠点を有する。
【００１５】
第１の形態である付属シンチレータ形態の１つの利点は、センサ及びシンチレータは、それらの試験結果が良好であった場合にのみ組み立てられ、これにより、製造の歩留まり全体が向上することである。
【００１６】
この形態の他の利点は、仏国特許出願第２８２１６７１号明細書を読むことにより明らかとなろう。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、第１の形態で製造される放射線検出器の製作を向上させることを目的とする。より正確には、本発明は、シンチレータとセンサとを組み立てる際に使用される接着を向上させることを目的とする。この接着は、現在、その光学性質のために、特にシンチレータによって放出される波長でのその光学透明性のために特に設計された接着剤を使用して行われている。たとえば、シリコンベースのゲルが使用される。その上、センサによって伝達される画像の質は、使用される接着剤の層の厚さに依存する。これは、シンチレータによって生成された光放射が、センサに吸収される前に、接着剤の層を通過しなければならないためである。接着剤の層がより薄くなるほど放射の分散が低くなる。さらに、放射の分散は、実際、画像全面にわたり均一でなければならない画像の解像度に影響を及ぼす。これには、できる限り一定の厚さに接着剤を堆積することが必要である。これを達成するために、接着剤は、現在、スクリーン印刷により、組み立てられる素子の一方又はその両方に堆積されている。ヨウ化セシウムをベースとするシンチレータの場合には、接着剤の層は、良好な機械的キーイングとヨウ化セシウム針の接着剤による十分な被覆とができるように、最小の厚さを有さなければならない。ヨウ化セシウム針を被覆することは、シンチレータと接着剤との間の光学界面の品質を保証するのに重要なことである。
【００１８】
本発明の目的は、シンチレータをセンサに接着することによって得られる検出器の製造を簡単なものにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
このため、本発明の１つの主題は、２つの素子、即ち、感光受信器と、放射線を感光受信器が感応する放射線に変換するシンチレータとを有し、シンチレータが、感光受信器に接着することによって固定されている放射線検出器を製造する方法であり、方法は、保護フィルムによりそれぞれの面が保護された接着剤のフィルムを使用すること、及び以下の作業、
・１つの保護フィルムを除去する、
・接着剤のフィルムを第１の素子に重ね合わせる、
・第２の保護フィルムを除去する、
・第２の素子を接着剤のフィルムに接触させる、
を連続して行うことにおいて成り立つことを特徴とする。
【００２０】
本発明の別の主題は、上述した放射線検出器を製造するための工具であり、真空が内部で作られる閉鎖容器を工具が備えることと、第１の素子が上に置かれる支持プレート、及び第２の素子を第１の素子からある距離に離して保つためのジャッキが、この閉鎖容器の内部に置かれることとを特徴とする。より正確には、この工具は、第２の素子を接着剤のフィルムに接触させるために使用される。
【００２１】
本発明のさらなる主題は、上述した工具を用いる方法であり、これは、
・第１の素子を支持プレート上に置くこと、
・第２の保護フィルムを除去すること、
・ジャッキを高い位置に設定すること、
・第２の素子をジャッキ上に位置決めすること、
・閉鎖容器を閉じること、
・閉鎖容器の内部に真空を作ること、
・２つの素子を有効に接着するのに必要な時間、ジャッキを低い位置に設定すること、
・閉鎖容器の内部を大気圧に戻すこと、
・閉鎖容器を開放すること、および
・工具から検出器を取り外すこと、
において成り立つことを特徴とする。
【００２２】
本発明を行うことにより、検出器の障害検出が容易となる。この理由は、スクリーン印刷の接着剤堆積方法は、結果として非均一かつ非連続性の接着剤厚さを生じることがあり、それは検出するのが非常に困難であり、「ＦＴＭ」文献より周知である、周波数伝達変調の連続的かつ局部的な劣化に繋がる恐れがあるからである。しかし、較正された接着剤のフィルムを使用することにより、接着剤の厚さの変化による欠点が無くなる。本発明を実施することにより、恐らく唯一の障害は、素子の１つと接着剤フィルムとの間に気泡が存在することだけとなる。気泡は、変調伝達周波数の不連続を生み出す、非常に明白なアーティファクトを引き出す。したがって、これらのアーティファクトは、接着剤の非均一な厚さによる変調伝達周波数の連続した劣化より、さらに容易に識別できる。
【００２３】
本発明の別の利点は、感光受信器をシンチレータに接合させる接着剤の厚さを減少させることにより、変調伝達周波数を向上させることである。これは、スクリーン印刷により接着剤を堆積する場合、最小限可能な厚さが約４０μｍであるためである。１２μｍの厚さの接着剤の保護フィルムがあり、これによりシンチレータが検出器とより近くなり、したがって変調伝達周波数が向上する。その上、接着剤の保護フィルムの許容差は、スクリーン印刷によって堆積される接着剤の層の厚さの許容差よりはるかに厳しく、これにより変調伝達周波数の均一性が向上する。
【００２４】
本発明のさらに別の利点は、この方法が室温で用いられることに起因する。このことにより、接着剤のフィルムを用いて組み立てられる素子の熱膨張係数間の可能な差による悪影響が未然に防がれる。
【００２５】
例示として記載されている一実施形態についての詳細な記述を読むことにより、本発明がより明確に理解され、他の利点が明らかとなろう。この記述は、添付図面に例示されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
見やすくするために、これらの図は、一定の縮尺では描かれていない。さらに、様々な図において、同じ構成要素には同じ参照符号が付されている。
【００２７】
図１は、感光素子３を支えている、たとえばガラスプレートから形成された、基板２を有する感光センサ１を備えた放射線検出器を示している。それぞれの感光素子３が、アドレス付けされ得るよう、行導線と列導線との間に取り付けられる。簡単にするために、図１に導線は見えない。感光素子３及び導線は、一般に、水分から保護するための不活性化層４で覆われる。
【００２８】
放射線検出器はまた、センサ１に光学的に結合されたシンチレータ５を含む。この光学結合は、接着剤の層６により達成される。シンチレータ５は、支持体８上に堆積された、針構造で表された、発光物質７の層を有する。したがって、支持体８は、発光物質７を支える。発光物質７は、特に湿式酸化に感応する、ヨウ化セシウムなどのハロゲン化アルカリ金属類に属する。
【００２９】
図１に示されている放射線検出器においては、入力窓１０が、シンチレータ５に固定されずに置かれている。放射線は、シンチレータ５の上流の入力窓１０を通過する。水分不透過シール１１が、入力窓１０をセンサ１に、又はより正確にはその基板２に固定する。シンチレータ５の支持体８から離して入力窓１０を置くことの主な利点は、ヨウ化セシウムが特に感応する周囲空気からの、放射線検出器の封止が向上することである。具体的には、入力窓１０の材料は、その熱膨張係数が基板２の熱膨張係数に近いようなものが選ばれる。このことにより、良好な水分不透過性を呈する、強固なシール１１を使用することができる。
【００３０】
図２は、放射線学において使用される別の放射線検出器を示している。この発光物質７は、たとえば、酸硫化ガドリニウム又は酸硫化ランタンなどの、希土類酸硫化物を有する。この放射線検出器は、入力窓１０を除き、図１に示されている放射線検出器と同じ素子を有する。これは、希土類酸硫化物で作られたシンチレータ５が、プラスチックバインダを使用しており、良好な固有の封止特性を有するためである。したがって、放射線検出器全体の封止を強化する必要がない。図２に示されている放射線検出器においては、入力窓の機能が、シンチレータ５の支持体８を用いて直接提供される。この支持体は、たとえば、アルミニウム合金からなる。この合金は、ガラスからなる基板２の熱膨張係数より大きい熱膨張係数を有する。シール１１は、支持体８を基板２に接合する。支持体８と基板２との熱膨張差により、可撓性シール１１が使用される。たとえば、図１を使用して記述した強固なシール１１より、本来水分不透過性の少ないシリコンベースのものが使用される。
【００３１】
本発明を実施する１つの方法は、保護フィルムによりそれぞれの面が保護された接着剤のフィルムを使用すること、及び以下の作業、
・１つの保護フィルムを除去する、
・接着剤のフィルムを第１の素子（シンチレータ５又は感光センサ１）に重ね合わせる、
・第２の保護フィルムを除去する、
・第２の素子を接着剤のフィルムに接触させる、
を連続して行うことにおいて成り立つ。
【００３２】
接着剤のフィルムは、２つのローラ間の素子の第１のものに重ね合わされて、素子と接着剤フィルムとの間の気泡が除去されることが好ましい。
【００３３】
第２の保護フィルムを除去する前に、接着剤のフィルムが、第１の素子の寸法に従って切断されることが好ましい。この切断は、たとえば、接着剤のフィルムを第１の素子の正確な寸法に切断できる断裁機を使用して行われることがある。
【００３４】
第２の素子が、真空下で接着剤のフィルムと接触することが好ましい。この真空方法は、滑らかな外観を有する希土類酸硫化物に非常に適している。ヨウ化セシウムなどの、ハロゲン化アルカリ金属類に属するシンチレータについては、この発光物質類は細孔性の外観を有するので、真空下で接着を行うことはそれ程必要でなく、したがって、必然的に、フィルムとシンチレータ５との間にある気泡を除去することができる。
【００３５】
接着剤のフィルムは、アクリルベースであることが好ましい。
【００３６】
図３は、図１と同様の放射線検出器を示しており、これによれば、光ファイバ面板３０が、感光センサ１とシンチレータ５との間に挿入される。感光センサ１と光ファイバ面板３０との間の光学結合は、接着剤の層６１により達成される。同様に、シンチレータ５と光ファイバ面板３０との間の光学結合は、接着剤の層６２により達成され、本発明による方法を使用して、両方の接着フィルム６１及び６２を定位置に置くことができる。また、図２に記述したように、放射線検出器にこのような光ファイバ面板３０を用いることもでき、これによれば、発光物質７は、入力窓８の上に直接置かれる。光ファイバ面板３０は、放射線をシンチレータ５から感光センサ１へ案内するのに使用される。光ファイバ面板３０は、非晶質セレニウムベースの電気光学物質と取り替えられることがあり、これにより、シンチレータ５からの放射線を増幅することができる。
【００３７】
図４は、シンチレータ５から感光センサ１への放射線の焦点を合わせるための、光学装置４０を含む放射線検出器を示している。この放射線検出器は、シンチレータ５からの放射線を透過し、かつ感光受信器を形成する、プレート４１をさらに含む。プレート４１とシンチレータ５との間の光学結合は、本発明による方法を使用して定位置に置かれる接着剤の層６により達成される。
【００３８】
図５は、放射線検出器を製造するための工具を示している。
【００３９】
工具は、たとえば真空ポンプ（図示せず）に接続されるチャネル３２を用いて、真空が内部で作られる閉鎖容器を共に形成するスクリーン３１を有する本体３０を備える。第１の素子、たとえばシンチレータ５が置かれている支持プレート３３、及び感光受信器１をシンチレータ５からある距離に離して保つためのジャッキ３４が、閉鎖容器の内部に置かれる。図３においては、ジャッキ３４は、高い位置に示されている。したがって、これは、感光受信器１をシンチレータ５からある距離に離して保つ。ジャッキ３４を低い位置にした場合には、感光受信器１とシンチレータ５との接触が可能となる。感光受信器１は、ジャッキ３４上に置かれた支持体３５内に作られた窪みの中に位置決めされる。感光受信器１は、支持体３５と一体の指部３６により、支持体３５上の定位置に保持される。感光受信器１及びシンチレータ５が正しい相対位置にあることを確実にするために、支持体は、本体３０に対して中心に置かれる。
【００４０】
図３を使用して記述されている工具を用いるために、以下の作業が連続して行われる。
・シンチレータ５を支持プレート３３上に置く。検出器の製造中のこの段階において、シンチレータ５は、接着剤のフィルムで既に覆われている。
・第２の保護フィルムを除去する。
・ジャッキ３４を高い位置に設定する。
・感光受信器１をジャッキ３４上に位置決めする。より正確には、感光受信器１が前もって取り付けられている支持体３５をジャッキ３４上に置く。
・スクリーン３１を本体３０に固定することにより、閉鎖容器を閉じる。
・閉鎖容器の内部に真空が作られる。
・２つの素子を有効に接着するのに必要な時間、ジャッキ３４を低い位置に設定する。接着時間は、たとえば、数分程度である。
・閉鎖容器の内部を大気圧に戻す。
・閉鎖容器を開放する。
・検出器を工具から取り外す。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】放射線学において使用される放射線検出器を示す図である。このシンチレータは、ヨウ化セシウムを有する。
【図２】放射線学において使用される別の放射線検出器を示す図である。このシンチレータは、酸硫化ガドリニウムを有する。
【図３】シンチレータとセンサとの間に中間素子を含む放射線検出器を示す図である。
【図４】シンチレータがレンズを介してセンサに光学的に結合された放射線検出器を示す図である。
【図５】放射線検出器を製造するための工具を示す図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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