JP2008082872A - 放射線検出器の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】光検出器上に形成される蛍光体層の底面近傍における蛍光体層中の柱状結晶の成長状態を均一化して、画質ムラが発生しない蛍光体層を製造することが可能な、放射線検出器の製造方法を提供すること。
【解決手段】不活性ガス導入部２０ａを有す真空チャンバ１２に形成した中真空下の蒸着域Ａ２で、２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体Ｓ上に、放射線エネルギに応じた発光を示す蛍光体層を蒸着により形成する放射線検出器の製造方法であって、前記蒸着域内における導入ガスのガス圧分布が±５０％以下とする。ガス導入部２０ａと排気口１６ａ間に形成される領域Ａ１と蒸着域Ａ２とは交わらない位置関係に置く。
【選択図】図２

Description

本発明は、医療診断装置，非破壊検査機器等に用いられる放射線検出器の製造方法に関し、特に、柱状結晶からなる蛍光体層を有する放射線検出器において、画質ムラが発生しない蛍光体層を製造することができる放射線検出器の製造方法に関する。

放射線（Ｘ線、α線、β線、γ線、電子線、紫外線等）の照射を受けると、この放射線エネルギに応じた発光を示す蛍光体を用いる放射線検出器が知られている。例えば、放射線画像を、高感度，高鮮鋭度に記録可能な装置として、特許文献１に開示されているように、複数のフォトセンサおよびＴＦＴ（Ｔhin Ｆilm Ｔransistor ）等の素子が２次元的に配列されている光電変換素子部からなる光検出器上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層を直接形成してなる放射線検出器が知られている。

上述のような放射線検出器を製造する際には、光検出器上に、蛍光体を所定の厚みに蒸着するのが一般的である。これは、蛍光体の粉末をバインダ等を含む溶媒に分散してなる塗料を調製して、この塗料をガラスまたは樹脂製のシート状の支持体に塗布し、乾燥する、塗布方法による場合に比較して、蒸着によって作製される蛍光体層は、真空中で形成されるので不純物が少なく、また、バインダなどの蛍光体以外の成分が殆ど含まれないので、性能のバラツキが少なく、しかも発光効率が非常に良好であるという、優れた特性を有しているためである。

近年、特に医療診断装置関連の使用分野においては、従来に比して格段に高感度，高鮮鋭度に記録可能な装置が求められるようになっており、この目的のために開発された技術として、蛍光体層を、その成長状態が均一である、独立した多数の柱状結晶からなるように構成する方法がある。
そこで、上述のような放射線検出器を製造する際にも、この独立した多数の柱状結晶からなる蛍光体層を形成する方法を適用することが好ましい。

この際に必要になるのは、上述のような放射線検出器においては、光検出器上に、放射線を光電変換素子で検出可能な光に変換するための蛍光体層が直接形成されており、この形成されている蛍光体層の上面から照射された放射線によって発光する光（蛍光）を、光検出器により蛍光体層の底面側から読み取るため、前述のような蛍光体層を構成する独立した多数の柱状結晶が、特に、蛍光体層の底面近傍でその成長状態が均一であること、つまり、不均一な形状での成長等がないことが不可欠であるということである。

特開２００６−５２９８２号公報

上述の状況に関して、本出願人は、先に、特願２００５−９２０２６号「蛍光体シート製造装置」により、コンピューテッドラジオグラフィ（ＣＲ）等で放射線画像の記録（撮影）に用いられる、輝尽性蛍光体を用いる放射線像変換パネル用蛍光体シートの製造技術に係る提案を行っている。

この提案は、蒸着を行うための真空チャンバ内に、真空度の調整用に導入される不活性ガスの導入経路を、蒸着源からの蛍光体蒸気の蒸発流との位置関係を考慮して配設することで、真空チャンバ内におけるガスの流れを最適化するとともにガス圧を均一化し、これにより柱状結晶の成長状態を均一にするというものである。

上記特願２００５−９２０２６号「蛍光体シート製造装置」により提案されている技術は、蛍光体層の上面から照射された放射線によって発光する光（蛍光）を一旦輝尽性蛍光体に蓄積し、後に、所定の読み取り用励起光を照射して、これにより発光する輝尽発光光を光検出器により蛍光体層の放射線を照射した面と同じ側の面から読み取るように用いられるものである。

これに対して、本発明において製造することを目的としている放射線検出器は、前述のように、蛍光体層の放射線を照射した面とは異なる面（すなわち、蛍光体層の底面）側から読み取るように用いられるものである。そこで、この場合には、放射線検出器を製造する際の最初の工程である、蛍光体層の蒸着初期時の柱状結晶の成長状態を均一にすることが極めて重要な課題になるわけである。

この課題を解決するためには、上記先願に係る技術が有効に用い得る。
そこで、本発明の目的は、上記先願に係る技術を応用して、光検出器上に、蛍光体を所定の厚みに蒸着する際に、照射された放射線によって発光する光（蛍光）を、光検出器により蛍光体層の底面側から読み取る場合に適する、蛍光体層の底面側に形成される蛍光体層（非柱状結晶領域）の成長状態（密度，厚み）を均一にするように構成することを可能にした放射線検出器の製造方法を提供することにある。

より具体的には、本発明の目的は、光検出器上に形成される蛍光体層の底面近傍における蛍光体層中の柱状結晶の成長状態を均一化して、画質ムラが発生しない蛍光体層を製造することが可能な、放射線検出器の製造方法を提供することにある。

蛍光体層を備える放射線像変換パネル用蛍光体シートでは、柱状結晶の成長状態を均一にすることも重要であるが、この柱状結晶からなる蛍光体層の支持基板との密着を良くすることも重要であり、このために、上記先願に係る技術では、柱状結晶の成長を開始する前に、粒子状の蛍光体からなる所定厚みの下地層を形成して、その後に柱状結晶からなる主層（蛍光体層）を形成している。
そして、この主層（蛍光体層）を構成する柱状結晶を均一に成長させることで、蛍光体層表面を画質ムラが発生しない均一な構成とすることを可能としたものである。

本発明に係る放射線検出器の製造方法では、下地層の形成段階から、上記先願に係る技術における主層（蛍光体層）を構成する柱状結晶を均一に成長させる条件を適用するように制御することで、蛍光体層の底面から蛍光体層の均一な成長を行わせるようにしたことにより、上記目的を達成するものである。

具体的には、前記目的を達成するために、本発明に係る放射線検出器の製造方法は、不活性ガスを導入する中真空下の蒸着域で、２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体上に、放射線エネルギに応じた発光を示す蛍光体層を蒸着により形成する放射線検出器の製造方法であって、蒸着領域内における導入ガスのガス圧分布が±５０％以下であることを特徴とする。

なお、蒸着領域内における導入ガスのガス圧分布は、例えば、蒸着領域としての真空チャンバの天井近傍周辺部４個所に隔膜真空計等の真空度測定装置を配設して、この４個の隔膜真空計による真空度測定データから、〔（MAX or MIN）−Ave 〕/Ave ×１００（％）により算出される値である。ここで、MAX，MINは４個の真空度測定データの最大値および最小値、Ave は４個の真空度測定データの平均値を示している。

本発明においては、前記中真空下の蒸着域に前記導入ガスを導入するための１つ以上のガス導入起点と、前記中真空下の蒸着域からのガス排出口とを結んだガス移動経路が、前記中真空下の蒸着域における蒸発原料の蒸発経路と交差することがないように、前記導入ガスを移動させることが好ましい。

また、本発明においては、前記ガス導入起点が複数個あり、前記中真空下の蒸着域におけるガス圧を均一化するために、前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を制御することが好ましい。
なお、ここで、前記中真空下の蒸着域内に複数個の真空計を配設し、前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を調節することが好ましい。
また、前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を調節する際には、前記ガス排出口に近接するガス導入起点からのガス導入量を多くすることが好ましい。

また、本発明においては、前記ガス導入口の上方には、前記導入ガスを拡散させる拡散手段を有することが好ましい。なお、この拡散手段は、大きさの異なる複数個のガス流通孔を有することが好ましい。
また、前記拡散手段の有する複数個のガス流通孔は、前記ガス排出口に近接するものほどその大きさを大きくしてあることが好ましい。

また、本発明においては、前記導入ガスとしては、不活性ガスを用いることが好ましい。
また、前記蒸着域に配設される蒸発原料の蒸発源は、複数個あることが好ましい。

本発明に係る放射線検出器の製造方法によれば、蛍光体層の底面側に形成される蛍光体層（非柱状結晶領域）の成長状態（密度，厚み）を均一にするように構成できるようになり、これにより、画質ムラのない放射線検出器を製造することが可能になる。

すなわち、中真空（０．１Ｐａから１０Ｐａ程度）下では、導入ガスは粘性流体としての挙動を示すことから、注意深くガス圧分布制御を行わないと、蒸着域に配設される蒸発原料の蒸発源から蒸発する蛍光体蒸気の蒸発流を乱し、蛍光体層の均一な成長を妨げる結果となるが、本発明に係る放射線検出器の製造方法に示すように制御を行うことにより、上述のように蒸発流を乱すことなく、蛍光体層の成長の初期段階から均一な成長を実現することが可能になる。

以下、本発明に係る放射線検出器の製造方法について、添付の図面を用いて詳細に説明する。
図１は、放射線検出器の製造方法に使用される放射線検出器の製造装置の概要を示す模式的（一部透視）斜視図である。

図１に示す放射線検出器の製造装置１０（以下、製造装置１０という）は、蛍光体層を形成する材料の一例としてのＣｓＩ（ヨウ化セシウム）と、付活剤（activator）としてのＴｌ（タリウム）とを所定の混合比率で混合した原料を加熱蒸発させる一元の真空蒸着によって、回転保持される支持体（ここでは、上面に２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体）Ｓの表面に蛍光体層を形成して、放射線検出器を製造する装置である。

このような製造装置１０は、基本的に、真空チャンバ１２と、この真空チャンバ１２内に配置されている支持体Ｓの回転保持機構１８と、加熱蒸発部１４と、真空排気手段１６と、ガス導入ノズル（ガス導入部）２０とを有して構成される。なお、本発明の製造装置１０は、これ以外にも、公知の真空蒸着装置が有する各種の構成要素を有してもよいのは、もちろんである。例えば、被蒸着物の洗浄を行うＲＦ用マッチングボックスや、真空チャンバ１２内の真空度を測定する真空計（測定手段）等を有してもよい。

なお、ここで用いる上面に２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体Ｓの具体例としては、例えば、特開昭６０−２４０２８５号公報，特開平８−１１６０４４号公報に開示されているような、画素ごとに独立した光導電層を二次元配置したものが好適に用い得る。

なお、本発明は、図示例のような一元の真空蒸着装置に限定はされず、蛍光体層を形成する材料である母剤と、付活剤とを別々の蒸発源に収納する二元の真空蒸着を行う装置であってもよく、あるいは、三元以上の真空蒸着を行う装置であってもよい。

また、成膜中に不活性ガスの導入を行うためのガス導入部２０を有する製造装置１０は、好ましくは、一旦、真空チャンバ１２内を高真空度まで排気した後、排気を行いつつガス導入管に接続されるガス導入部２０によって不活性ガスを導入して真空チャンバ１２内を０．１Ｐａ〜１０Ｐａ程度の真空度（中真空）とし、この中真空下で、加熱蒸発部１４において抵抗加熱によって成膜材料（ヨウ臭化セシウムおよびタンタル）を加熱蒸発して、回転保持機構によって支持体Ｓを回転させつつ、真空蒸着による支持体Ｓへの蛍光体層の成膜を行う。

本発明において、形成する蛍光体層としては、放射線の照射により３００ｎｍ〜８００ｎｍの波長範囲に発光を示す蛍光体が好ましく用いられ、例に挙げたＣｓＩ：Ｔｌ以外にも各種のものが利用可能である。
一例として、基本組成式（Ｉ）：
Ｍ^IＸ・ａＭ^IIＸ’_２・ｂＭ^IIIＸ''_３：ｚＡ
で示されるアルカリ金属ハロゲン化物系蛍光体が好ましく例示される。
上記式において、Ｍ^Iは、Ｌｉ，Ｎａ，Ｋ，ＲｂおよびＣｓからなる群より選択される少なくとも一種のアルカリ金属を表わし、Ｍ^IIは、Ｂｅ，Ｍｇ，Ｃａ，Ｓｒ，Ｂａ，Ｎｉ，Ｃｕ，ＺｎおよびＣｄからなる群より選択される少なくとも一種のアルカリ土類金属または二価金属を表わし、Ｍ^IIIは、Ｓｃ，Ｙ，Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｐｍ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ａｌ，ＧａおよびＩｎからなる群より選択される少なくとも一種の希土類元素または三価金属を表わす。また、Ｘ、Ｘ’およびＸ''は、Ｆ，Ｃｌ，ＢｒおよびＩからなる群より選択される少なくとも一種のハロゲンを表わし、Ａは、Ｙ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｅｒ，Ｔｍ，Ｙｂ，Ｌｕ，Ｎａ，Ｍｇ，Ｃｕ，Ａｇ，Ｇａ，Ｉｎ，ＴｌおよびＢｉからなる群より選択される少なくとも一種の希土類元素または金属を表わす。また、ａ，ｂおよびｚは、それぞれ、０≦ａ＜０．５、０≦ｂ＜０．５、０＜ｚ＜１．０の範囲内の数値を表わす。
また、上記基本組成式（Ｉ）中のＭ^Iとしては、少なくともＣｓを含んでいることが好ましい。Ｘとしては、少なくともＩを含んでいることが好ましい。Ａは、特に、ＴｌまたはＮａであることが好ましい。ｚは１×１０^−４≦ｚ≦０．１の範囲の数値であることが好ましい。

また、基本組成式（II）：
Ｍ^IIＦＸ：ｚＬｎ
で代表される希土類付活アルカリ土類金属弗化ハロゲン化物系蛍光体も好ましい。
上記式において、Ｍ^IIはＢａ，ＳｒおよびＣａからなる群より選ばれる少なくとも一種のアルカリ土類金属を表わし、ＬｎはＣｅ，Ｐｒ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｔｂ，Ｄｙ，Ｈｏ，Ｎｄ，Ｅｒ，ＴｍおよびＹｂからなる群より選ばれる少なくとも一種の希土類元素を表わす。Ｘは、Ｃｌ，ＢｒおよびＩからなる群より選ばれる少なくとも一種のハロゲンを表わす。また、ｚは、０＜ｚ≦０．２の範囲内の数値を表わす。
なお、上記式中のＭ^IIとしては、Ｂａが半分以上を占めることが好ましい。Ｌｎとしては、特にＥｕまたはＣｅであることが好ましい。
また、他に、ＬｎＴａＯ_４：（Ｎｂ，Ｇｄ）系、Ｌｎ_２ＳｉＯ_５：Ｃｅ系、ＬｎＯＸ：Ｔｍ系（Ｌｎは希土類元素、Ｘはハロゲンである）、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｔｂ、Ｇｄ_２Ｏ_２Ｓ：Ｐｒ，Ｃｅ、ＺｎＷＯ_４、ＬｕＡｌＯ_３：Ｃｅ、Ｇｄ_３Ｇａ_５Ｏ_１２：Ｃｒ，Ｃｅ、ＨｆＯ_２等を挙げることができる。

支持体Ｓの基板を構成する材料にも、特に限定はなく、ガラス，セラミックス，ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート），ＰＥＮ（ポリエチレンナフタレート），ポリイミド等、放射線検出器で利用されている各種のシート状の基板が、全て利用可能である。

真空チャンバ１２は、鉄，ステンレス，アルミニウム等で形成される、真空蒸着装置で利用される公知の真空チャンバ（ベルジャー、真空槽）である。
真空チャンバ１２の背面には、真空排気手段１６を構成する真空ポンプが、排気口１６ａ，ディフューザ（図示省略）を介して接続されている。この真空ポンプは、例えば、油拡散ポンプが用いられる。なお、真空ポンプは、特に限定されるものではなく、必要な到達真空度を達成できるものであれば、真空蒸着装置で利用されている各種のものが利用可能である。一例として、クライオポンプ，ターボモレキュラポンプ等を利用することができ、さらに、補助として、クライオコイル等を併用してもよい。なお、前述の蛍光体層を成膜する製造装置１０においては、真空チャンバ１２内の到達真空度は、８．０×１０^−４Ｐａ以下であるのが好ましい。

支持体の回転保持機構は、支持体Ｓを回転保持するものであり、真空蒸着装置またはスパッタリング装置等で用いられている公知のものが適宜使用可能である。
なお、ＲＦ用マッチングボックスは、蛍光体層の成膜（真空蒸着）に先立って、支持体Ｓの表面のプラズマ洗浄等を行うためのものである。

ガス導入部２０は、適宜の配管を介してボンベと接続されており、ガス流量の調整手段等を有する（もしくは、これらに接続される）、真空蒸着装置またはスパッタリング装置等で用いられている公知のガス導入手段であり、前記中真空での真空蒸着による蛍光体層の成膜を行うために、アルゴンガス（Ａｒガス），窒素ガスまたはその他希ガス等の不活性ガスを真空チャンバ１２内に導入する。この不活性ガスとは、真空蒸着の際に、支持体Ｓおよび蛍光体層と反応しないガスのことである。
このガス導入部２０を介して、不活性ガスが真空チャンバ１２内に導入される。ガス導入部２０は、例えば、真空チャンバ１２の底面１２ａに設けられており、その設置位置には、後に詳細に説明するように、重要な意味がある。

放射線検出器の製造装置１０は、基本的に、このような中真空での蛍光体層の形成を行うものであり、ガス導入部２０から真空チャンバ１２内に不活性ガスを導入しつつ中真空で抵抗加熱によって真空蒸着を行う。

次に、上述のように構成される製造装置１０を用いて行う、本実施例におけるガス導入部２０の配置位置について説明する。
上述のように、本実施形態で用いる製造装置１０においては、ガス導入部２０は、真空チャンバ１２の底面１２ａに設けられている。また、真空チャンバ１２の底面１２ａにおけるガス導入部２０の設置位置は、大別して、（１）排気口１６ａの近傍（図１中の２０ａで示す位置）と、（２）加熱蒸発部１４の近傍（図１中の２０ｂで示す位置）と、（３）排気口１６ａ，加熱蒸発部１４から最も離れた位置（図１中の２０ｃで示す位置）とがある。

（１）排気口１６ａの近傍（図１中の２０ａで示す位置）にガス導入部を設置した場合には、図２に示すように、このガス導入部２０ａと排気口１６ａ（ディフューザの開口部）とを直線的に結んで形成される領域Ａ_１は、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円（実際には、この外周円上の上記開口部の縁部に対応する位置であるが、以下では、単に外周円という）とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２とが交わらないような位置関係を形成することができる。このため、ガス導入部２０ａから導入されたＡｒガスの流れが成膜材料蒸気による蒸着場（領域Ａ_２）とは交わることがない。これにより、蒸着場に、Ａｒガスの流れに起因するガス圧分布が生じることが抑制され、支持体Ｓに均一に成膜材料蒸気を暴露することができる。
ただし、この場合には、ガス導入部２０ａと排気口１６ａとが接近していて、ガス導入部２０ａから導入されたＡｒガスが真空チャンバ１２のごく一部にしか供給されず、真空チャンバ１２ない全体のガス圧を均一化する効果に欠ける点が否めない。

これに対して、（２）加熱蒸発部１４の近傍（図１中の２０ｂで示す位置）にガス導入部を設置した場合には、図３に示すように、このガス導入部２０ｂと排気口１６ａとを直線的に結んで形成される領域Ａ_３は、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２と完全に交差するような位置関係となる。この場合には、蒸着場（すなわち、上記領域Ａ_２）に、Ａｒガスの流れに起因する大きなガス圧分布が生じることになり、支持体Ｓに暴露される成膜材料蒸気の均一性は大きく崩されることになる。

また、（３）排気口１６ａ，加熱蒸発部１４から最も離れた位置（図１中の２０ｃで示す位置）にガス導入部を設置した場合には、図４に示すように、ガス導入部２０ｃと排気口１６ａ（ディフューザの開口部）とを直線的に結んで形成される領域Ａ_４と、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２とが、ぎりぎりで交わらないような位置関係を形成することができる。
この場合には、ガス導入部２０ｃと排気口１６ａとがかなり離れていて、ガス導入部２０ｃから導入されたＡｒガスは、真空チャンバ１２の周辺部分を中心として、比較的広い範囲に供給されるので、真空チャンバ１２ない全体のガス圧を均一化する効果には大きなものがある。

ところで、上述のような、種々のガス導入部２０の配置位置の優劣を決定するには、真空チャンバ１２内の各所に真空計を配置して、それにより真空度を測定するのが好ましいことはいうまでもない。
この場合には、例えば、図５に示すように、真空チャンバ１２内の天井周辺部４個所に隔膜真空計等の真空度測定装置を配設して、この４個の隔膜真空計による真空度測定データに基づいて、優劣を決定するのが好ましい。

図５中に示す４個の隔膜真空計Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄを用いて測定した真空度のデータについて、例えば、〔（MAX or MIN）−Ave 〕/Ave ×１００（％）により算出される値が用い得る。ここで、MAX，MINは４個の真空度測定データの最大値および最小値、Ave は４個の真空度測定データの平均値を示している。

ところで、先に説明した（１）排気口１６ａの近傍（図１中の２０ａで示す位置）にガス導入部を設置した場合には、ガス導入部２０ａと排気口１６ａとが接近しているため、ガス導入部２０ａから導入されたＡｒガスが真空チャンバ１２のごく一部にしか供給されず、真空チャンバ１２内全体のガス圧を均一化する効果に欠ける点が否めないというデメリットがあったが、これに対しては、図６に示すような拡散板（遮蔽板）２２を追加することで改善が図り得る。

すなわち、図６に示すように、真空チャンバ１２の底面１２ａに設置されているガス導入部２０ａの上方に、あまり距離をおかずに、導入されるＡｒガス等を適宜拡散させるための拡散板２２を配置するものである。ここで、距離に制約を設けるのは、距離がある程度以上になると、拡散板２２を配置する効果が低下してしまうためである。
このような拡散板２２を配置することにより、ガス導入部２０ａから真空チャンバ１２内に導入されるＡｒガスを一旦拡散板２２で受けて、ある程度拡散させることで、真空チャンバ１２内におけるガス圧の均一化に効果が得られる。

なお、拡散板２２の形状あるいは拡散板２２を構成する材料については、特に制限はなく、耐熱性があることや、揮発性の不純物等が発生しないこと等に留意すれば、種々の材料が使用し得る。好ましくは、ステンレス鋼材等が挙げられる。
また、拡散板２２のサイズ（平面的な大きさ）についても特に制限はないが、前述の、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２にかからないことが必要である。

また、真空チャンバ１２内全体のガス圧を均一化する他の方法としては、例えば、図７に示すように、ガス導入部２０の設置数を増加させることも有効である。この例では、図２〜図４に示した３通りの設置位置すべてにガス導入部２０（ガス導入部２０ａ，２０ｂ、２０ｃ（２０ｃにつては、左右に２個所））を設置している。
このような構成を採る場合には、複数のガス導入部２０に接続されている図示されていない各ガス導入管に流量調節機構を設け、また、真空チャンバ１２内には図５中に示したような４個の隔膜真空計を備えておいて、この隔膜真空計の測定結果をフィードバックすることで、上述の流量調節機構を調整することが有効である。

上述のようにガス導入部２０の設置数を増加させることに加えて、さらに、各ガス導入部２０の上方に、前述のような拡散板２２を配設することも有効である。この場合には、拡散板２２は本来のガス拡散機能に加えて、ガス導入部２０と拡散板２２との間に距離を調整する方法等を利用して、複数のガス導入部２０間におけるガス圧分布を調整するために用いることも可能である。

上述の拡散板２２については、これを、単なる板状体でなく、図８（ａ），（ｂ）に示すような、ガス流通孔２３ａ〜２３ｃを有するものとすると、真空チャンバ１２内におけるガス圧の均一化にさらに効果が得られる。
なお、一般的に、ここに示した例のように、拡散板２２ａ，２２ｂに設ける上記ガス流通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃの大きさを、（加熱蒸発部１４側から）真空排気手段１６への排気口１６ａに向けて大きな孔とするのが好ましい。また、このようなガス流通孔２３ａ，２３ｂ，２３ｃの大きさについては、実際に拡散板を製作する際に、前述の真空計を用いてのガス圧分布の測定結果に基づいて決定するのがよい。

上述のように、本実施形態においては、一般的に、真空チャンバ１２内における複数のガス導入部２０からのガス導入量については、排気口に近い側の導入量を多くするのが有効であるが、これは、本実施形態において用いている製造装置の構成とも関係するので、製造装置の構成によっては、これと異なるガス圧調整方式が好ましい場合もある。

ここまでの説明においては、図示例の製造装置１０において、ガス導入部２０の３通りの設置位置、すなわち、図２に示すガス導入部２０ａ、図３に示すガス導入部２０ｂ、図４に示すガス導入部２０ｃの３通りを示したが、後に示す実施例，比較例では、これらのガス導入部２０の設置位置およびこれに拡散板を組み合わせた場合の作用を具体的に説明する。

ここで、製造装置１０による支持体Ｓへの蛍光体層の形成（放射線検出器の製造）方法について説明する。

まず、真空チャンバ１２を開放して、前記支持体の回転保持機構に支持体Ｓを保持し、かつ加熱蒸発部１４のルツボにＣｓＩ（ヨウ化セシウム）と、付活剤としてのＴｌ（タリウム）とを所定の混合比率で混合した原料を所定量まで充填した後、図示されていないシャッタを閉塞し、さらに、真空チャンバ１２を閉塞する。

次いで、真空ポンプを駆動して真空チャンバ１２内を排気し、真空チャンバ１２内が、例えば、８×１０^−４Ｐａとなった時点で、排気を継続しつつ、ガス導入部２０によって真空チャンバ１２内にＡｒガスを導入して、真空チャンバ１２内の圧力を、例えば、１．０Ｐａに調整し、さらに、抵抗加熱用の電源を駆動して加熱蒸発部１４のルツボに通電して成膜材料を加熱する。
その後、予め設定した所定時間が経過したら、前記シャッタを開放し、次いで、モータＭにより所定回転数での支持体Ｓの回転駆動を開始し、支持体Ｓの表面への蛍光体層の形成を開始する。

形成する蛍光体層の膜厚等に応じて設定された所定時間の蛍光体層蒸着が終了したら、支持体Ｓの回転駆動を停止し、シャッタを閉塞し、抵抗加熱用の電源を切り、ガス導入部２０によるＡｒガスの導入量を増加して、真空チャンバ１２内を大気圧とし、次いで真空チャンバを開放して、蛍光体層を形成した支持体Ｓすなわち作製した放射線検出器を取り出す。

なお、この放射線検出器は、前述の３通りのガス導入部２０の設置位置のいずれかによるものとしており、各設置位置に対応する蛍光体層の形成（蒸着）結果については、以下の実施例，比較例により、具体的に説明する。

実施例（実施例１〜実施例５）および比較例（比較例１）について説明する。
〔実施例１〕
本実施例に係る製造装置１０では、ガス導入部２０の設置位置は、先に図２に示した、排気口１６ａの近傍位置（図１中の２０ａ参照）である。この場合には、前述の通り、ガス導入部２０ａと排気口１６ａとを直線的に結んで形成される領域Ａ_１は、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２とが交わらないような位置関係を形成することができる。

〔実施例２〕
本実施例に係る製造装置１０では、ガス導入部２０の設置位置は、先に図４に示した、排気口１６ａ，加熱蒸発部１４から最も離れた位置（図１中の２０ｃ参照）である。この場合にも、前述の通り、ガス導入部２０ａと排気口１６ａとを直線的に結んで形成される領域Ａ_１は、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２とが交わらないような位置関係を形成することができる。

〔実施例３〕
本実施例に係る製造装置１０では、実施例１において用いたガス導入部２０の設置位置と同じ位置（図１中の２０ａ参照）に設置したガス導入部２０ａの上方に、図６に示したような拡散板を配置したものである。
この場合には、拡散板の作用により、ガス導入部２０ａと排気口１６ａとを直線的に結んで形成される領域Ａ_１が若干広がり、真空チャンバ１２内におけるガス圧分布を平均化する作用が発揮される。

〔実施例４〕
本実施例に係る製造装置１０では、真空チャンバ１２内へのガス導入部２０の設置位置を複数個所（図７参照）とし、さらにこのうちのガス導入部２０ｃ（２個所）には、図５に示したような拡散板を配置している。
この場合には、実施例３において実現されている拡散板の作用がより強力になり、真空チャンバ１２内におけるガス圧分布を平均化する作用がさらに強化される。

〔実施例５〕
本実施例に係る製造装置１０は、ガス導入部２０の設置位置は実施例４において用いたと同じ位置とし、さらに、４個所のガス導入部２０（図７参照：ガス導入部２０ａ，２０ｂ、２０ｃ（２０ｃは左右に２個所））に接続されている各ガス管に流量調節機構を設け、また、真空チャンバ１２内には図５中に示したような４個の隔膜真空計を備えておいて、これらの４個の隔膜真空計による真空度測定データに基づいて、４個所のガス導入部２０に接続した流量調整機構を制御して、真空チャンバ１２内におけるガス圧分布を平均化するものである。

〔比較例１〕
比較例１に係る製造装置１０は、ガス導入部２０の設置位置を図３に示すように、ガス導入部２０ｂと排気口１６ａとを直線的に結んで形成される領域Ａ_３が、加熱蒸発部１４の開口部の縁部と支持体Ｓの回転保持機構１８の外周円とを直線的に結んで形成される領域Ａ_２と完全に交差するような位置関係としたものである。
この場合には、前述の通り、蒸着場に、Ａｒガスの流れに起因する大きなガス圧分布が生じることになり、支持体Ｓに暴露される成膜材料蒸気の均一性は大きく崩される。

表１に、上述の実施例（実施例１〜実施例５）および比較例（比較例１）に示した方法により製造した放射線検出器についての特性比較結果を示す。

表１からも明らかなように、実施例（実施例１〜実施例５）に示した方法により製造した放射線検出器では、導入ガス圧分布が±５０％以下という、十分に平均化されたガス圧ムラの小さな状態で蛍光体の蒸着が行われた結果、得られた放射線検出器を用いて画像を読み取った画像ムラチェック（ＭＴＦ分布測定）でも、実用上問題にならない±１０％以下という、高度の検出度均一性を有する放射線検出器が実現できた。

より詳細には、実施例１でガス導入部２０の設置位置（図１中の２０ａ参照）単独でも一応明確な効果が得られるのに加えて、ガス導入部２０の設置位置を変更した実施例２、これにさらに拡散板を追加配置した実施例３では、さらに、本発明の効果が強調されている。
また、ガス導入部２０を複数設置した実施例４、並びに真空度を計測してこの結果に基づいて各ガス導入部２０からのガス導入量を精度よく調整するようにした実施例５では、さらに良好な画質再現特性を示す放射線検出器が実現できている。

ここで、導入ガス圧分布については、図５に示したように、真空チャンバ１２内の天井周辺部４個所に隔膜真空計等の真空度測定装置を配設して、この４個の隔膜真空計による真空度測定データから、〔（MAX or MIN）−Ave 〕/Ave ×１００（％）により算出される値を指標として示している。ここで、MAX，MINは４個の真空度測定データの最大値および最小値、Ave は４個の真空度測定データの平均値を示している。

また、ＭＴＦ（解像度）分布については、図９に示すように、４３ｃｍ角の支持体を４等分した各部分の中心部に、１０ｃｍ角の測定個所を設定して、この測定個所におけるＭＴＦの測定結果から、〔（MAX or MIN）−Ave 〕/Ave ×１００（％）により算出される値を指標として示している。ここで、MAX，MINは４個のＭＴＦ測定データの最大値および最小値を、Ave は４個のＭＴＦ測定データの平均値を示している。なお、ＭＴＦ分布の値に関しては、官能検査ではこの値が±１０％を超えると、画質ムラが目視で認識されるため、この値を±１０％以内に抑えるようにすることが好ましい。

以上をまとめると、本発明に係る放射線検出器の製造方法によれば、光検出器上に形成される蛍光体層の底面近傍における蛍光体層中の柱状結晶の成長状態を均一化して、画質ムラが発生しない蛍光体層を製造することが可能になるという、極めて実用性の高い放射線検出器の製造方法を実現することができる。

以上、本発明について具体的実施例をも挙げて説明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を変更しない範囲内において、適宜の変更・改良を行ってもよいことはいうまでもない。

例えば、不活性ガスの導入を行うためのガス導入部２０としては、真空チャンバ１２の底面にガス導入孔を直接形成するように構成したもの、ガス導入口に適宜の拡散機構（メッシュ，フィルター等）を付加したもの等、種々のものが利用できる。

また、本発明に係る放射線検出器の製造方法においては、蛍光体層の形成に際して、当初の下地層の形成段階から、主層（蛍光体層）を構成する柱状結晶を均一に成長させる条件を適用するように制御する過程での加熱蒸発部１４での蒸発材料を、当初は主材であるＣｓＩ（ヨウ化セシウム）のみとし、所定時間経過後（すなわち、下地層形成後）に付活剤としてのＴｌ（タリウム）を含む混合原料とすることも好ましい。

またさらに、蛍光体層の形成母体となる支持体として、実施例に示した、上面に２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体に代えて、例えば、R.A.Street,J.Graham,Z.D.Popovic、A.Hor,S.Ready,J.Ho, “Image sensors combining an organic photoconnductor with a-Se:H matrix addressing”，J.of Non-Crystalline Solids 299-302(2002)1240-1244に開示されているような有機フォトコンダクタや、特開平２−１６４０６７号公報に開示されているような無機フォトコンダクタ等を好適に利用することができる。

放射線検出器の製造装置の概要を示す模式的（一部透視）斜視図である。 製造装置の一例におけるガス導入部の設置位置とガス流，蒸発流の関係を示す模式的（一部透視）斜視図（その１）である。 製造装置の一例におけるガス導入部の設置位置とガス流，蒸発流の関係を示す模式的（一部透視）斜視図（その２）である。 製造装置の一例におけるガス導入部の設置位置とガス流，蒸発流の関係を示す模式的（一部透視）斜視図（その３）である。 製造装置の一例における真空チャンバ内のガス圧分布測定方法を説明する模式的（一部透視）斜視図である。 製造装置の一例において用いられる拡散板の配置状況を説明する側面図である。 実施形態に係る製造装置におけるガス導入部の設置状況を説明する模式的斜視図である。 （ａ），（ｂ）は、実施形態に係る製造装置において用いられる拡散板の他の構成例を示す斜視図である。 放射線検出器の特性検査において行われるＭＴＦ分布の測定方法を説明する平面図である。

符号の説明

１０ 放射線検出器
１２ 真空チャンバ
１２ａ 底面
１４ 加熱蒸発部
１６ 真空排気手段
１８ 回転保持機構
２０，２０ａ，２０ｂ，２０ｃ ガス導入部
２２，２２ａ，２２ｂ 拡散板
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ ガス流通孔
Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ 隔膜真空計
Ｓ 支持体

Claims (10)

1. 不活性ガスを導入する中真空下の蒸着域で、２次元的に配列された光電変換手段を有する支持体上に、放射線エネルギに応じた発光を示す蛍光体層を蒸着により形成する放射線検出器の製造方法であって、
   前記蒸着域内における導入ガスのガス圧分布が±５０％以下であることを特徴とする放射線検出器の製造方法。
2. 前記中真空下の蒸着域に前記導入ガスを導入するための１つ以上のガス導入起点と、前記中真空下の蒸着域からのガス排出口とを結んだガス移動経路が、前記中真空下の蒸着域における蒸発原料の蒸発経路と交差することがないように、前記導入ガスを移動させる、請求項１に記載の放射線検出器の製造方法。
3. 前記ガス導入起点が複数個あり、前記中真空下の蒸着域におけるガス圧を均一化するために、前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を制御する、請求項１または２に記載の放射線検出器の製造方法。
4. 前記中真空下の蒸着域内に複数個の真空計を配設し、前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を調節する、請求項３に記載の放射線検出器の製造方法。
5. 前記複数個のガス導入起点からのガス導入量を調節する際には、前記ガス排出口に近接するガス導入起点からのガス導入量を多くする、請求項３または４に記載の放射線検出器の製造方法。
6. 前記ガス導入口の上方に前記導入ガスを拡散させる拡散手段を有する、請求項２〜５のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法。
7. 前記拡散手段は、大きさの異なる複数個のガス流通孔を有する、請求項６に記載の放射線検出器の製造方法。
8. 前記拡散手段の有する複数個のガス流通孔は、前記ガス排出口に近接するものほどその大きさを大きくしてある、請求項７に記載の放射線検出器の製造方法。
9. 前記導入ガスとして不活性ガスを用いる、請求項１〜８のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法。
10. 前記蒸着域に配設される蒸発原料の蒸発源が複数個ある、請求項１〜９のいずれかに記載の放射線検出器の製造方法。

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