(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マトリックスアレイ構造の複数のピクセル（Ｐmn）がガラス基板の中央部に形成され、前記マトリックスアレイ構造は列コンダクタ（１２）、アモルファスシリコン層、及び行コンダクタ（２２）を備え、
前記ガラス基板の少なくとも前記ピクセル（ｐmn）上の領域は、シンチレーション材料層（２４）で被覆され、
前記列コンダクタ（１２）及び前記行コンダクタ（２２）は、前記ガラス基板（１０）の周辺部の接続領域（３、４）まで延在して形成され、
前記接続領域（３、４）のフレキシングゾーン（３１）で、前記列コンダクタ（１２）と前記行コンダクタ（２２）は弾性多導線ケーブル（３０、４０）の端部に接続されたマトリックス放射線検出装置の製造方法であって、
前記シンチレーション材料層（２４）の少なくとも周囲と、前記接続領域（３、４）のフレキシングゾーン（３１）における弾性多導線ケーブルの前記端部が、連続した層（６、７）で被覆されるように、単一工程で大気中の湿分を透過しない材料を堆積するステップを含むことを特徴とする方法。
【請求項２】
前記シンチレーション材料層（２４）が前記マトリックスアレイ構造上に直接蒸着によって形成され、
大気の湿分を透過しない材料の層（７）が前記シンチレーション材料層（２４）を完全に被覆するように行われることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
大気中の湿分を透過しない材料層（６、７）の堆積をスクリーンプリンティングによって行うことを特徴とする、請求項１又は２に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明は、放射線検出装置の密封方法に関し、より具体的には、本発明は、検出マトリックスの基本検出要素がアモルファスシリコンである、アモルファスシリコン被覆ガラススラブを有する大型放射線マトリックス検出器に関する。
本発明は更に、当該方法によって密封された放射線検出装置に関する。
本発明は、非常に波長の短い放射線、具体的にはエックス線の検出装置に関する。
背景技術
本発明の従来技術によれば、放射線検出装置は感光性固体材料のマトリックスを使用して製作する。既知の感光性固体材料は非常に波長の短い放射線、例えばエックス線に直接反応するわけではない。この材料をシンチレータと組み合わせることが必要である。シンチレータは、エックス線による刺激を受けて可視光線範囲（あるいはその近傍の）に当たる波長の長い光を放射する性質を有する材料である。放射する光の波長は使用する材料に依存する。シンチレータはしたがって波長変換装置として機能する。こうして発生した可視光線は、感光エレメントに照射され、感光エレメントが光電反応によって光を電気信号に変換することによって適当な電子回路で処理可能になる。
従来技術に属するシンチレータは、例えば、（THOMSON-CSFによる）フランス特許出願公開第2,636,800号に記載されている。
本明細書に添付した図1aないし1eは、アモルファスシリコンで被覆したガラススラブを有する先行技術に属する大型のマトリックス放射線検出装置の動作を説明したものである。より具体的には、図1eは、その種の放射線検出装置の具体例を示すものである。検出装置の大きさは、典型的には横方向に1センチメートルから数十センチメートルであり、寸法を大きくするには複数のガラススラブを継ぎ合わせることが行われる。
図1aと1bとは、従来技術においてシンチレータ材料とともに用いられる感光エレメントマトリックスの互いに直行な断面を示す。
感光エレメントはそれぞれ可視光線又はそれに近い光線のフォトンに反応するフォトダイオード又はフォトトランジスタを有する。一例を示せば、図1aないし1dに示すように、感光エレメントは、対向する向きに配置した2つのダイオードDmn1、Dmn2を有し、マトリックスアレイRMは、列コンダクタCc1ないしCcxおよび行コンダクタCl1ないしClyを有する。ダイオードDmn1およびDmn2は、それぞれ、周知のように、逆電圧を加えられるとキャパシタとして機能する。第1のダイオードDmn1の容量は、典型的には、第2のダイオードDmn2の容量の1/10である。これは基本的にスイッチの機能を有し、第2のダイオードは好ましくは感光性である。
行と列の交差する位置、たとえば行Clnと列Ccmの交差位置には（図1d参照）、それぞれダイオードDmn1とDmn2が対向する向きに設けられている。アモルファスシリコン製のダイオードは、アモルファスシリコンを使用したTFT（トランジスタ薄膜）技術により製作したトランジスタで置き換えてもよい。
コンダクタ12（図1aおよび1b参照）は、好ましくはガラスである絶縁性基板10に金属を蒸着して得られる。蒸着に続いて、フォトエッチング処理を行って適当な幅の平行な導体のトラックを得る。ダイオード（例えばDmn1とDmn2）は、列導体トラック12に、真正またはPまたはN型の半導体材料をドープしたアモルファスシリコン（aSi）の蒸着を行い、次にエッチング処理して製作する。好ましくは透明な導体の非常に薄い層が絶縁層20の上に蒸着されて、エッチングの後に、マトリックス構造RMの列コンダクタトラック22を形成する。
上記の構造物は、一般に「アモルファスシリコンスラブ」と称する。スラブの基板は、安価なことから基本的にガラスが用いられる。
行コンダクタCl1-Clxおよび列コンダクタCc1-Ccyは、ダイオードキャパシタの分極電極を形成する。列コンダクタは、光の照射を受けると電荷を蓄積して、電気的に分極されたときに蓄積した電荷に比例した電気信号を発生する。行コンダクタCl1-Clxと列コンダクタCc1-Ccyは、すべてのピクセルｐmnが所定の順序で順次分極されるように所定の時間順序でアドレスされる。それぞれのピクセルｐmnが送り出した信号は、電子回路（図示しない）によって取り出され処理され、電荷の形で（1点毎に）画像を再構成する。
行Cl1-Clxおよび列Cc1-Ccyからの信号は、それぞれに対応する接続領域3、4で集められる。電子回路への接続は弾性多導線ケーブル30、40で行うこともできる。弾性多導線ケーブルの端部は周囲の接続領域に、接着剤、はんだ付け、または好ましくはホットプレスによって接続する。より正確には、弾性多導線ケーブルは、一般に、ガラススラブ（基板10）上の接続パッドと対応する弾性ケーブル30上のパッドの間に設けた、以下に″ACF″と称する非等方性フィルムに対してホットプレスで接続する。導体パッドは真空蒸着によってスラブ上に形成することも可能である。ACFは、ホットプレッシングの後では圧力を加えた方向にのみ導電性を示す。それ以外の方向については絶縁性を有する。
フレキシングの後、接着性と導電性を維持するためにはACFを外部環境、特に湿気及び高温等の厳しい環境から保護する必要がある。一般的には、弾性ケーブルの特性とその接続方法がなんであれ、接続ゾーンにある弾性多導線ケーブルの止端部を保護する必要がある。
既に述べたように、感光性エレメントは可視光線（あるいはそれに近い周波数の光）による照射を受ける必要がある。エックス線を可視光線の光エネルギに変換するにはシンチレータが必要である。そのためには、上記のアモルファスシリコンスラブをシンチレータ材料24によって被覆することで十分である。一例を挙げるなら、60keVのオーダーのエックス線に対して感度を有する検出器では、使用するシンチレータ材料は、それぞれ光の波長390nm、550nmのいずれを発生させるかによってヨウ化ナトリウム（NaI）かヨウ化タリウム（TiI）をドープしたヨウ化セシウム（CsI）を使用する。シンチレータ層の材料24は一般に真空蒸着によって製作する。真空蒸着のあと、一般には、当該層のアニーリングを行い、ヨウ化セシウム層にドーパントを均一に分散させる。このようにして得られた分散によって最適なエックス線から可視光線への変換が可能になる。
シンチレータを製作する最も簡単な方法は、それ自体の性質は重要でない何らかの基板の上にヨウ化セシウム層を蒸着させ、発光性を付与するためにこれをアニーリング処理し、選られたシンチレータ構造を上記のスラブに貼り付ける方法である。より詳細には、シンチレータをスラブに圧着させるか接着剤によって光学的に接続する。
本質的に吸湿性を有するシンチレータは、発行特性を維持するために外部の環境から保護する必要がある。この保護は、シンチレータの周囲を外部から気密に封止することで行う。基板は湿度を透過しない接着剤のビードによってスラブに固定してもよい。基板の湿度を透過しない性質がシンチレータを保護する。
このようにして得られたシンチレータは、特に、解像度が不十分である。これはシンチレータによる可視光線の出力がスラブとの張りあわせのための接着剤又はスラブとの処理工程で混入する制御困難な空気層で反射することに原因がある。
スラブに直接材料を蒸着することで優れた解像度を有するシンチレータを製作する方法がある。この方法はスラブとシンチレータを密着させる効果がある。シンチレータとスラブの接合面での光の散乱とそれに起因する解像度の低下が抑制される。
シンチレータの保護は以下のようにして行われる：エックス線照射窓26をシンチレーション材料層24に圧着する。窓はアルミニウム、プラスチック又はエックス線を透過するその他の適当な材料を用いて製作する。気密性は上記同様の方法によって確保する。照射用の窓と封止用のビードもまた耐湿性保護に寄与する。
図1eは、すでに説明した従来技術に属する検出装置の部分断面図である。
従来方法を時間に沿って示すと以下のようになる。
a/基板26上にシンチレータ（層24）を蒸着する；
b/（ピクセルpmnを規定する）感光性エレメントを支持するスラブ10上に基板26の気密な封止部5と行22と列（図示しない）コンダクタを形成する；
c/フレクシングによって電気的な接続を行う：ゾーン31；
d/例えば接着剤32のビードによってフレクシングゾーンの保護を形成する。
この方法によってシンチレータと接続ゾーンの保護が効果的に図られるが、やはり欠点がある。
まず第一に、現在の検出装置が有する寸法的な制約から、検出装置の重量と大きさを最小限にすることが必要である。したがって、ピクセルのアクティブマトリックスアレイと接続領域の間の不必要な部分を最小限にすることが必要である。
第二に、接続領域の保護材料とシンチレータの封止ビードの材料は同じ性質で整合性を有するとは限らないため、従来技術の方法ではガラススラブの上で領域によって2つの異なる処理を行う必要が生じる。このことは体積を縮小する目的には致命的で、さらに工程数を増加させることによって製造時間を延長することになる。
したがって、本発明の目的は、一方では、上述の従来技術上の問題を解消することであり、他方では、現在のニーズにこたえることである。
この目的を達成するために、本発明の方法は、大気中の湿度を透過させない材料を蒸着することによって、接続領域の保護とシンチレータの保護を同時に達成する。好ましいその他の実施例では、蒸着はスクリーンプリンティングで行う。
本発明は、したがって、アモルファスシリコンで被覆したガラススラブからなるマトリックス放射線検出装置の気密封止方法に関し、該スラブは少なくとも、絶縁性基板の中央領域に形成された複数の検出要素とシンチレータ材料とを有する；前記検出要素は弾性多導線ケーブルが接続された周囲の接続領域に接続され、当該封止方法は、前記周囲の接続領域（3）とシンチレータ材料（24）層の周囲とを覆うように大気中の湿分を透過しない材料からなる層（6、7）を蒸着する工程を有する。
本発明は、また、前記の方法によって製造された大型のマトリックス放射線検出装置に関する。
本発明の特徴と利点は、添付の図面を参照しながら行う詳細な説明によって一層明瞭に理解されるはずである。
【図面の簡単な説明】
図1aから1eは、従来技術のアモルファスシリコンスラブ上に設けたマトリックス検出装置の構造と動作を示す概念図である。
図2は、本発明の第1の実施例を示す。
図3は、本発明の第2の実施例を示す。
本発明の方法は本発明の実施例にしたがって説明する。
図2は、本発明の第1の実施例を示す断面図である。図1eに示した検出装置と同様な構成要素については同じ参照番号を付したので、これらは必要な場合にのみ説明する。
検出装置の基本構造は、図1aないし1eに示したものと同じである。具体的に言うと、図2に示した実施例の構造は、図1eに示した従来技術の構造と類似である。
シンチレータ24は直接蒸着によって製作することができる。部材番号26で参照するのは、大気の湿分を透過しない（例えばアルミニウム、プラスチック、ガラス製の）いわゆる「入力」窓である。シンチレータ24は、上述のようにスラブに接着されていてもよい。この場合、部材26は、シンチレータ材料が蒸着された基板である。
本発明の重要な特徴によれば、弾性多導線ケーブルの端部が接続された周辺の接続領域の保護構造と、シンチレータ24とその入力窓26の保護構造は、1回の処理によって形成される。
そのためには、大気の湿分を透過しない材料を蒸着する。この材料はフレクシング領域を被覆し、シンチレータ24（及び入力窓又は基板26）の周辺部を覆う：シーリングビード６である。
蒸着は、好ましくはスクリーンプリンティングによって実施する。蒸着は、機械的手段又はその他の蒸着方法あるいはこれらの方法を組み合わせて行ってもよい。
図3は、本発明の第2の実施例を示す断面図である。図に示した構造は、既に述べたように、シンチレータ24を直接蒸着によって形成した場合に対応する。
シンチレータ27の表面全面を、大気の湿分を透過しない材料層７を蒸着することによってシーリングする。層7は周辺部で、外方向に重なって、接続領域3、特にフレクシング領域31を被覆するように延長している。これは、当該層以外にシンチレータの保護層が存在しないために、シンチレータ24の前面を保護する必要があるからである。
蒸着は既に述べたものと同じ方法によって、つまりスクリーンプリンティング等によって行うことができる。
上述の説明によって、この方法で所期の目的が達成されることが容易に理解されるであろう。
本発明による方法は、たとえば、単純であり、経費がやすく体積を圧縮できる等、多くの利点を有している。
本発明は、既に述べたエックス線検出装置に特に適してはいるが、この種の適用に限定されるものではないことは容易に理解されるはずである。本発明による方法は、シンチレータと周辺の接続領域を有するすべての種類の放射線検出装置に対して適用することができる。適用対象には、基本検出要素および基本検出要素の集合体を使用した大型検出装置が含まれる。非限定的な例としては、後者の装置は（THOMSON TUBES ELECTRONIQUESによる）フランス特許出願公開第2,687,494号に記載されている。
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図１ｃ】
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【図１ｄ】
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【図１ｅ】
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【図２】
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【図３】
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