JP2018031785A - Manufacturing method for radiation detector - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method for a radiation detector allowing for formation of a scintillator layer contributing to improvement of resolution characteristics.SOLUTION: When a radiation detector is manufactured, a first evaporation source being opened to direct above a vacuum chamber 31 and two photoelectric conversion substrates 21 arranged at symmetrical positions with respect to a surface including an axis extending upward from an opening of the first evaporation source are caused to face one another. With two rotational axes along a normal line of a vapor deposition surface on each of the photoelectric conversion substrates 21 as a reference, two scintillator layers are simultaneously formed on the vapor deposition surface of each photoelectric conversion substrate while the photoelectric conversion substrates are individually and simultaneously rotated. 45°≤θ≤70°.SELECTED DRAWING: Figure 3

Description

本発明の実施形態は、放射線検出器の製造方法に関する。   Embodiments described herein relate generally to a method for manufacturing a radiation detector.

（概論）
医療用、歯科用もしくは非破壊検査用などのデジタル化した放射線検出器は、入射Ｘ線をシンチレータ層で一旦可視光に変換する方式のものが主流である。シンチレータ層には、いくつかの種類の材料が用いられているが、医療用の平面検出器（ＦＰＤ）や、歯科用のＣＭＯＳセンサを用いた装置や、医療用・動物診断用であるＣＣＤ−ＤＲ装置にはタリウム賦活ヨウ化セシウム（以下、ＣｓＩ／Ｔｌと称する）が多く使用されている。 (Introduction)
The mainstream of digitized radiation detectors for medical use, dental use, non-destructive inspection, etc. is a system that converts incident X-rays into visible light once by a scintillator layer. Several types of materials are used for the scintillator layer, such as a medical flat panel detector (FPD), a device using a dental CMOS sensor, and a CCD- In the DR apparatus, thallium activated cesium iodide (hereinafter referred to as CsI / Tl) is often used.

ＣｓＩ／Ｔｌを利用する場合は、真空蒸着法で簡便に平面状にシンチレータ層を成膜できる。しかも、成膜条件を適正に調整することにより、直径５μｍ程度のファイバ結晶（柱状結晶）が並んだ構造にシンチレータ層を成膜することができる。このようなファイバ構造にすることにより、ＣｓＩ結晶（屈折率＝１．８）と結晶間の隙間（屈折率＝１）との間の屈折率の差により、ある１つのファイバ中で放射線から変換された蛍光は、発光点から面方向にそれほどずれない位置でセンサ面に到達する。その結果、放射線撮像装置として、それほど滲まない撮影像が得られる。つまり、ＣｓＩ／Ｔｌを利用したシンチレータ層は、適正な条件で成膜することにより、放射線を可視光に変換するシンチレーション機能と、次のセンサ部まで画像を保持するファイバープレート機能を同時に備えることが可能である。   When CsI / Tl is used, the scintillator layer can be easily formed in a planar shape by a vacuum deposition method. In addition, the scintillator layer can be formed in a structure in which fiber crystals (columnar crystals) having a diameter of about 5 μm are arranged by appropriately adjusting the film formation conditions. By using such a fiber structure, the difference in refractive index between the CsI crystal (refractive index = 1.8) and the gap between the crystals (refractive index = 1) converts from radiation in one fiber. The emitted fluorescence reaches the sensor surface at a position that does not deviate so much in the plane direction from the light emitting point. As a result, a captured image that does not blur so much is obtained as a radiation imaging apparatus. That is, the scintillator layer using CsI / Tl has a scintillation function for converting radiation into visible light and a fiber plate function for holding an image up to the next sensor unit by forming the film under appropriate conditions. Is possible.

（真空蒸着法について）
放射線画像のデジタル撮影装置は、一般的に１７インチ（４３０ｍｍ）角サイズのものが多い。また、それより小型のものであっても、昨今のデジタル装置の普及に伴う数量増に対応して、小型のセンサーパネルを真空蒸着装置に多数並べて一度にシンチレータ層を成膜する傾向にある。これにより、真空蒸着装置、坩堝とも大型化してきている。従って、蒸着装置の小型化は装置を設置する面積と装置のポンプ能力を最小限に抑えるために重要な課題である。 (Vacuum deposition method)
Generally, a radiographic image digital photographing apparatus has a size of 17 inches (430 mm) square. Moreover, even if it is smaller than that, there is a tendency to form a scintillator layer at a time by arranging a large number of small sensor panels in a vacuum deposition apparatus in response to the increase in the quantity accompanying the recent spread of digital devices. As a result, both the vacuum vapor deposition apparatus and the crucible are becoming larger. Therefore, downsizing of the vapor deposition apparatus is an important issue for minimizing the area where the apparatus is installed and the pumping capacity of the apparatus.

真空蒸着法では、基板を蒸着装置に備えられる回転軸に対して面が垂直になるように基板を固定し、自転（回転）させながら、かつ、ＣｓＩが収容された坩堝を回転軸から離した位置に設置することが通常行われる。これは、シンチレータ層の膜厚を面の全体にわたって均一化することを目的としている。   In the vacuum vapor deposition method, the substrate is fixed so that the surface is perpendicular to the rotation axis provided in the vapor deposition apparatus, and the crucible containing CsI is separated from the rotation axis while rotating (rotating). It is usually done in place. This is intended to make the film thickness of the scintillator layer uniform over the entire surface.

また、基板の回転軸と坩堝−基板回転中心との間のなす角度を４０°乃至５０°に設定してシンチレータ層の解像度を上げることが知られている。シンチレータ層は、膜厚の増加に伴い画像の解像度を低下させる傾向にある。シンチレータ層が、高感度と高解像度とを達成するためには、シンチレータ層の柱状結晶をより細く、かつ厚み方向により一様に形成できる蒸着方法が望ましい。   It is also known to increase the resolution of the scintillator layer by setting the angle formed between the substrate rotation axis and the crucible-substrate rotation center to 40 ° to 50 °. The scintillator layer tends to decrease the resolution of the image as the film thickness increases. In order for the scintillator layer to achieve high sensitivity and high resolution, a vapor deposition method that can form columnar crystals of the scintillator layer thinner and more uniformly in the thickness direction is desirable.

なお、シンチレータ層の成膜方法に関しては、従来のＸ線イメージ管の製造方法や平面型Ｘ線検出装置の製造方法などにおいて開示されている。また、類似した製造方法としては輝尽性蛍光体を用いた放射線像変換パネルの製造方法が知られている。   The scintillator layer forming method is disclosed in a conventional method for manufacturing an X-ray image tube, a method for manufacturing a planar X-ray detection device, and the like. As a similar manufacturing method, a method for manufacturing a radiation image conversion panel using a stimulable phosphor is known.

（Ｔｌ濃度について）
シンチレータ層には通常添加剤が混入している。これは蛍光体の発光効率を高める機能がある。ＣｓＩ（ヨウ化セシウム）に対しては、ＮａＩ（ヨウ化ナトリウム）やＴｌＩ（ヨウ化タリウム）またはＥｕＩ（ヨウ化ユーロピウム）が添加された事例が報告されている。真空蒸着法においては、ＣｓＩと添加剤を別々の坩堝に入れて、同時に蒸発させることにより、添加剤が混入したシンチレータ層が形成される。 (About Tl concentration)
Usually, an additive is mixed in the scintillator layer. This has the function of increasing the luminous efficiency of the phosphor. For CsI (cesium iodide), NaI (sodium iodide), TlI (thallium iodide) or EuI (europium iodide) has been reported. In the vacuum vapor deposition method, CsI and the additive are put in separate crucibles and evaporated simultaneously, thereby forming a scintillator layer mixed with the additive.

添加剤は通常主材料（例えばＣｓＩ）に対して少ない量を混入する為、例えば添加剤がＴｌＩの場合、上記手法で、ＣｓＩ結晶中のＣｓイオンのサイトにＴｌイオンが置き換わる形式で混入されても、ＣｓＩの結晶格子が崩されないので、ＣｓＩの発光の性能は損なわれない。さらに、Ｔｌイオンが散在することにより、入射放射線エネルギ由来の励起電子が価電子帯に落ちることを促進し、結果的に発光量を増大させる。   Since the additive is usually mixed in a small amount with respect to the main material (for example, CsI), for example, when the additive is TlI, it is mixed by the above method in such a way that the Tl ion is replaced at the site of the Cs ion in the CsI crystal. However, since the CsI crystal lattice is not broken, the light emission performance of CsI is not impaired. Further, the presence of Tl ions promotes the excitation electrons derived from incident radiation energy to fall into the valence band, resulting in an increase in light emission.

従って添加剤の濃度は重要であり、例えば、より多くの発光量を得る為に、ＣｓＩ中のＴｌ濃度を０．５乃至２ｍｏｌ％に調整することが好適である事が知られている。また、Ｔｌ濃度を０．２５乃至１ａｔ％にすることによって、蛍光体（シンチレータ）の残光特性を改善することが開示されている。   Therefore, the concentration of the additive is important. For example, it is known that the Tl concentration in CsI is preferably adjusted to 0.5 to 2 mol% in order to obtain a larger amount of light emission. Further, it is disclosed that the afterglow characteristic of a phosphor (scintillator) is improved by setting the Tl concentration to 0.25 to 1 at%.

また、ＴｌＩは、ＣｓＩに比べて量が少ないだけではなく蒸気圧が高いので、双方の坩堝を別の温度に設定して所望のＴｌ濃度を得ることがプロセスには要求される。   In addition, since TlI is not only small in amount but also has a higher vapor pressure than CsI, the process requires that both crucibles be set to different temperatures to obtain a desired Tl concentration.

またシンチレータ層は入射した放射線を吸収する機能も重要であり、ある程度の厚みを有する必要がある。例えばＣｓＩを主成分としたシンチレータ材を使用する場合、シンチレータ層の厚さを５００μｍほどにすることが多い。   The scintillator layer also has an important function of absorbing incident radiation, and needs to have a certain thickness. For example, when using a scintillator material whose main component is CsI, the thickness of the scintillator layer is often set to about 500 μm.

特許第４６５３４４２号公報Japanese Patent No. 4653442 特公平７−７３０３１号公報Japanese Patent Publication No. 7-73031 特開２００５−１６４５３４号公報JP 2005-164534 A 特開２００７−２３２６３６号公報JP 2007-232636 A 国際公開第０３／１００４６０号パンフレットInternational Publication No. 03/100460 Pamphlet

ところで、シンチレータ材の蒸着を行うＸ線検出パネルの製造方法では、生産性の向上や、形成したシンチレータ層の解像度特性、感度特性を考慮する必要がある。しかしながら、一般に開示されている蒸着方法では、上述の課題を解決する手法としては不十分である。   By the way, in the manufacturing method of the X-ray detection panel which vapor-deposits a scintillator material, it is necessary to consider productivity improvement and the resolution characteristic and sensitivity characteristic of the formed scintillator layer. However, the generally disclosed vapor deposition method is insufficient as a technique for solving the above-described problems.

また、ＣｓＩ／Ｔｌを利用したシンチレータ層に適正なシンチレーション機能を持たせるための重要な要件として、感度ゴースト特性がある。感度ゴーストとは、一旦シンチレータにＸ線を照射すると、照射した部分にのみ何時までも残光が残る現象である。一旦被写体を通ったＸ線をシンチレータ層に照射させ、さらに、比較的短い間隔（例えば５分）で再度Ｘ線画像を撮影すると前回照射した時の残像画像が、今回の画像と重なってしまい、診断を妨害することになる。   Further, as an important requirement for providing an appropriate scintillation function to the scintillator layer using CsI / Tl, there is a sensitivity ghost characteristic. Sensitivity ghost is a phenomenon in which after the scintillator is irradiated with X-rays, afterglow remains only at the irradiated portion. Once the scintillator layer is irradiated with X-rays that have passed through the subject, and an X-ray image is taken again at a relatively short interval (for example, 5 minutes), the afterimage of the previous irradiation overlaps with the current image, Will interfere with the diagnosis.

この発明は以上の点に鑑みなされたもので、その目的は、解像度特性の向上に寄与するシンチレータ層を形成することのできる放射線検出器の製造方法を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above points, and an object thereof is to provide a method of manufacturing a radiation detector capable of forming a scintillator layer that contributes to improvement of resolution characteristics.

一実施形態に係る放射線検出器の製造方法は、
真空チャンバの上方を向いて開口している第１蒸発源と、前記第１蒸発源の開口部から上方に伸びる軸を含む面に対して対称の位置に配置された２枚の光電変換基板と、を対向させ、
各々の前記光電変換基板上の蒸着面の法線に沿った２つの回転軸を基準に、前記光電変換基板を個別に、かつ同時に回転させながら、シンチレータ層を前記光電変換基板の前記蒸着面に２枚同時に形成し、
かつ、前記蒸着面の法線と、前記第１蒸発源から前記蒸着面の前記回転軸に伸びる直線とがなす角度θが４５°≦θ≦７０°である。 The manufacturing method of the radiation detector concerning one embodiment is as follows.
A first evaporation source that opens upwardly from the vacuum chamber, and two photoelectric conversion substrates that are arranged symmetrically with respect to a plane including an axis extending upward from the opening of the first evaporation source; ,
The scintillator layer is placed on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate while rotating the photoelectric conversion substrates individually and simultaneously with reference to two rotation axes along the normal line of the vapor deposition surface on each photoelectric conversion substrate. Two sheets are formed at the same time,
An angle θ formed by the normal line of the vapor deposition surface and a straight line extending from the first evaporation source to the rotation axis of the vapor deposition surface is 45 ° ≦ θ ≦ 70 °.

また、一実施形態に係る放射線検出器の製造方法は、
光電変換基板の蒸着面が第１蒸発源及び第２蒸発源に露出し、前記蒸着面の法線に沿った回転軸の延長線上から前記第１蒸発源が外れて位置する状態に前記光電変換基板を配置し、
前記回転軸を中心に前記光電変換基板を回転させ、
前記第１蒸発源からシンチレータ主材料を前記第２蒸発源からシンチレータ添加剤をそれぞれ蒸発させ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤を蒸着させシンチレータ層を形成し、
前記第１蒸発源の蒸発口と前記蒸着面上の回転中心とを結ぶ仮想線と前記回転軸との内側になる角度をθ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤が蒸着されることにより成長する柱状結晶の頂上部のテーパ角度をαとすると、
前記光電変換基板を配置する際、θ≧α／２となるように、前記光電変換基板を配置する。 Moreover, the manufacturing method of the radiation detector which concerns on one Embodiment is as follows.
The photoelectric conversion substrate is exposed to a first evaporation source and a second evaporation source, and the photoelectric conversion is in a state in which the first evaporation source is located on an extension line of a rotation axis along a normal line of the evaporation surface. Place the board,
The photoelectric conversion substrate is rotated around the rotation axis,
The scintillator main material is evaporated from the first evaporation source, and the scintillator additive is evaporated from the second evaporation source, and the scintillator main material and the scintillator additive are evaporated on the vapor deposition surface to form a scintillator layer.
The angle between the imaginary line connecting the evaporation port of the first evaporation source and the rotation center on the vapor deposition surface and the rotation axis is θ, and the scintillator main material and the scintillator additive are vapor-deposited on the vapor deposition surface. If the taper angle of the top of the columnar crystal that grows by α is α,
When arranging the photoelectric conversion substrate, the photoelectric conversion substrate is arranged such that θ ≧ α / 2.

図１は、一実施形態に係るＸ線検出器の製造方法を使用して製造されたＸ線検出器を概略的に示す断面図である。FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an X-ray detector manufactured by using an X-ray detector manufacturing method according to an embodiment. 図２は、上記Ｘ線平面検出器の一部を示す分解斜視図である。FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the X-ray flat panel detector. 図３は、上記実施形態に係る真空蒸着装置を示す概略構成図である。FIG. 3 is a schematic configuration diagram illustrating the vacuum evaporation apparatus according to the embodiment. 図４は、上記実施形態に係る真空蒸着装置の変形例を示す図であり、一体となって回転される蒸着マスク及び２枚の光電変換基板を示す平面図である。FIG. 4 is a view showing a modification of the vacuum vapor deposition apparatus according to the above embodiment, and is a plan view showing a vapor deposition mask and two photoelectric conversion substrates rotated together. 図５は、上記実施形態に係る真空蒸着装置の変形例を示す図であり、一体となって回転される蒸着マスク及び４枚の光電変換基板を示す平面図である。FIG. 5 is a view showing a modification of the vacuum vapor deposition apparatus according to the above embodiment, and is a plan view showing a vapor deposition mask and four photoelectric conversion substrates rotated together. 図６は、Ｑ／Ｅに対する、シンチレータ層に含まれるＴｌ濃度の変化と、Ｔｌ濃度分布の変化とをグラフで示した図である。FIG. 6 is a graph showing changes in the Tl concentration contained in the scintillator layer and changes in the Tl concentration distribution with respect to Q / E. 図７は、Ｒ／Ｅに対するシンチレータ層の膜厚分布の変化をグラフで示した図である。FIG. 7 is a graph showing changes in the film thickness distribution of the scintillator layer with respect to R / E. 図８は、上記実施形態に係る真空蒸着装置の他の変形例を示す概略構成図であり、４枚の光電変換基板が配置されている状態を示す真空蒸着装置の正面図である。FIG. 8 is a schematic configuration diagram showing another modified example of the vacuum vapor deposition apparatus according to the above embodiment, and is a front view of the vacuum vapor deposition apparatus showing a state in which four photoelectric conversion substrates are arranged. 図９は、図８に示した真空蒸着装置を示す側面図である。FIG. 9 is a side view showing the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 図１０は、上記光電変換基板の回転速度に対するＭＴＦ相対値の変化をグラフで示す図である。FIG. 10 is a graph showing changes in the MTF relative value with respect to the rotational speed of the photoelectric conversion substrate. 図１１は、シンチレータ材の積層方向位置に対する、シンチレータ層中のタリウム濃度の変化をグラフで示した図である。FIG. 11 is a graph showing changes in the thallium concentration in the scintillator layer with respect to the stacking direction position of the scintillator material. 図１２は、図３に示した真空蒸着装置の一部を示す模式図であり、坩堝及び光電変換基板を示す図である。FIG. 12 is a schematic view showing a part of the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 3, and shows a crucible and a photoelectric conversion substrate. 図１３は、図３に示した真空蒸着装置の一部を示す他の模式図であり、坩堝及び光電変換基板を示す図である。FIG. 13 is another schematic view showing a part of the vacuum vapor deposition apparatus shown in FIG. 3, and shows a crucible and a photoelectric conversion substrate. 図１４は、入射角θ１を４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、７５°とした場合の、比（Ｌ／Ｒ）に対する成分比（Ｄｈ／Ｄｖ）の変化をグラフで示す図である。FIG. 14 is a graph showing changes in the component ratio (Dh / Dv) with respect to the ratio (L / R) when the incident angle θ 1 is 40 °, 45 °, 50 °, 60 °, 70 °, and 75 °. FIG. 図１５は、坩堝及び光電変換基板を示す側面図であり、シンチレータ層に含まれるＴｌ濃度を説明するための図である。FIG. 15 is a side view showing the crucible and the photoelectric conversion substrate, and is a view for explaining the Tl concentration contained in the scintillator layer. 図１６は、上記実施形態における、シンチレータ層形成途中のＣｓＩ結晶の一つのファイバ構造を模式的に示す拡大断面図である。FIG. 16 is an enlarged cross-sectional view schematically showing one fiber structure of a CsI crystal in the process of forming a scintillator layer in the above embodiment. 図１７は、図３に示した光電変換基板、熱伝導体、保持機構及び放熱部を示す図であり、熱伝導体の機能を説明する模式図である。FIG. 17 is a diagram illustrating the photoelectric conversion substrate, the heat conductor, the holding mechanism, and the heat radiating unit illustrated in FIG. 3, and is a schematic diagram illustrating the function of the heat conductor.

以下、図面を参照しながら一実施形態に係るＸ線検出器の製造装置及びＸ線検出器の製造方法について詳細に説明する。始めに、上記Ｘ線検出器の製造方法を使用して製造されたＸ線検出器の構成について説明する。ここでは、Ｘ線検出パネルを利用するＸ線平面検出器（Ｘ線平面検出器）の全体的な構成についても説明する。   Hereinafter, an X-ray detector manufacturing apparatus and an X-ray detector manufacturing method according to an embodiment will be described in detail with reference to the drawings. First, the configuration of an X-ray detector manufactured using the above-described X-ray detector manufacturing method will be described. Here, an overall configuration of an X-ray flat panel detector (X-ray flat panel detector) using an X-ray detection panel will also be described.

（Ｘ線平面検出器について）
図１は、Ｘ線平面検出器を概略的に示す断面図である。図１に示すように、Ｘ線平面検出器は、大型のＸ線平面検出器である。Ｘ線平面検出器は、Ｘ線検出パネル２、防湿カバー３、支持基板４、回路基板５、Ｘ線遮蔽用の鉛プレート６、放熱絶縁シート７、接続部材８、筐体９、フレキシブル回路基板１０、及び入射窓１１を備えている。 (About X-ray flat panel detector)
FIG. 1 is a cross-sectional view schematically showing an X-ray flat panel detector. As shown in FIG. 1, the X-ray flat panel detector is a large X-ray flat panel detector. The X-ray flat panel detector includes an X-ray detection panel 2, a moisture-proof cover 3, a support substrate 4, a circuit board 5, an X-ray shielding lead plate 6, a heat radiation insulating sheet 7, a connection member 8, a housing 9, and a flexible circuit board. 10 and an entrance window 11.

図２は、Ｘ線平面検出器の一部を示す分解斜視図である。図１及び図２に示すように、Ｘ線検出パネル２は、光電変換基板２１と、シンチレータ層２２とを有している。光電変換基板２１は、０．７ｍｍ厚のガラス基板と、ガラス基板上に２次元的に形成された複数の光検出部２８とを備えている。光検出部２８は、スイッチング素子としてのＴＦＴ（薄膜トランジスタ）２６及びフォトセンサとしてのＰＤ（フォトダイオード）２７を有している。ＴＦＴ２６及びＰＤ２７は、例えばａ−Ｓｉ（アモルファスシリコン）を基材として形成されている。光電変換基板２１の平面に沿った方向のサイズは、例えば正方形であり、１辺が５０ｃｍである。なお、大型のＸ線平面検出器において、光電変換基板２１の一辺の長さは、例えば１３乃至１７インチである。   FIG. 2 is an exploded perspective view showing a part of the X-ray flat panel detector. As shown in FIGS. 1 and 2, the X-ray detection panel 2 includes a photoelectric conversion substrate 21 and a scintillator layer 22. The photoelectric conversion substrate 21 includes a 0.7 mm thick glass substrate and a plurality of light detection units 28 formed two-dimensionally on the glass substrate. The light detection unit 28 includes a TFT (thin film transistor) 26 as a switching element and a PD (photodiode) 27 as a photosensor. The TFT 26 and the PD 27 are formed using, for example, a-Si (amorphous silicon) as a base material. The size in the direction along the plane of the photoelectric conversion substrate 21 is, for example, a square, and one side is 50 cm. In the large X-ray flat panel detector, the length of one side of the photoelectric conversion substrate 21 is, for example, 13 to 17 inches.

シンチレータ層２２は、光電変換基板２１上に直接形成されている。シンチレータ層２２は、光電変換基板２１のＸ線の入射側に位置している。シンチレータ層２２は、Ｘ線を光（蛍光）に変換するものである。なお、ＰＤ２７は、シンチレータ層２２で変換された光を電気信号に変換するものである。   The scintillator layer 22 is directly formed on the photoelectric conversion substrate 21. The scintillator layer 22 is located on the X-ray incident side of the photoelectric conversion substrate 21. The scintillator layer 22 converts X-rays into light (fluorescence). The PD 27 converts light converted by the scintillator layer 22 into an electric signal.

シンチレータ層２２は、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着させることにより形成されている。シンチレータ材としては、ヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を主成分とする材料を用いることができる。シンチレータ層２２の厚みは、１００乃至１０００μｍの範囲内に設定されている。より適切には、感度と解像度とを評価して、シンチレータ層２２の厚みは、２００乃至６００μｍの範囲内に設定されている。   The scintillator layer 22 is formed by evaporating a scintillator material on the photoelectric conversion substrate 21. As the scintillator material, a material mainly containing cesium iodide (CsI) can be used. The scintillator layer 22 has a thickness in the range of 100 to 1000 μm. More suitably, the sensitivity and resolution are evaluated, and the thickness of the scintillator layer 22 is set in a range of 200 to 600 μm.

この実施形態において、シンチレータ層２２の厚みは、５００μｍに調整されている。シンチレータ材としては、主成分であるＣｓＩの材料（シンチレータ主材料）にタリウム（Ｔｌ）またはヨウ化タリウム（ＴｌＩ）を添加した材料（シンチレータ添加剤）を用いている。これにより、シンチレータ層２２は、Ｘ線が入射されることにより適切な波長の光（蛍光）を放出することができる。   In this embodiment, the thickness of the scintillator layer 22 is adjusted to 500 μm. As the scintillator material, a material (scintillator additive) in which thallium (Tl) or thallium iodide (TlI) is added to the main component CsI (scintillator main material) is used. Thereby, the scintillator layer 22 can emit light (fluorescence) with an appropriate wavelength when X-rays are incident.

図１に示すように、防湿カバー３は、シンチレータ層２２を完全に覆い、シンチレータ層２２に封着されている。防湿カバー３は、例えばアルミニウム合金で形成されている。防湿カバー３の厚みが大きくなると、シンチレータ層２２に入射されるＸ線量が減衰し、Ｘ線検出パネル２の感度の低下を招いてしまう。このため、防湿カバー３の厚みはなるべく小さくした方が望ましい。防湿カバー３の厚みを設定するに当たっては、各種パラメータ（防湿カバー３の形状の安定性、製造に耐える強度、シンチレータ層２２に入射されるＸ線の減衰量）のバランスを考慮している。防湿カバー３の厚みは、５０乃至５００μｍの範囲内に設定されている。この実施形態において、防湿カバー３の厚みは、２００μｍに調整されている。   As shown in FIG. 1, the moisture-proof cover 3 completely covers the scintillator layer 22 and is sealed to the scintillator layer 22. The moisture-proof cover 3 is made of, for example, an aluminum alloy. When the thickness of the moisture-proof cover 3 is increased, the X-ray dose incident on the scintillator layer 22 is attenuated and the sensitivity of the X-ray detection panel 2 is lowered. For this reason, it is desirable to make the thickness of the moisture-proof cover 3 as small as possible. In setting the thickness of the moisture-proof cover 3, consideration is given to the balance of various parameters (stability of the shape of the moisture-proof cover 3, strength to withstand manufacturing, and attenuation of X-rays incident on the scintillator layer 22). The thickness of the moisture-proof cover 3 is set in the range of 50 to 500 μm. In this embodiment, the thickness of the moisture-proof cover 3 is adjusted to 200 μm.

光電変換基板２１の外周部には、外部と接続するための複数のパッドが形成されている。複数のパッドは、光電変換基板２１の駆動のための電気信号の入力及び出力信号の出力に使用される。   A plurality of pads for connection to the outside are formed on the outer peripheral portion of the photoelectric conversion substrate 21. The plurality of pads are used for inputting an electrical signal for driving the photoelectric conversion substrate 21 and outputting an output signal.

上記Ｘ線検出パネル２及び防湿カバー３の集合体は、薄い部材を積層して構成されているため、上記集合体は、軽く、強度の低いものである。このため、Ｘ線検出パネル２は、粘着シートを介して支持基板４の平坦な一面に固定されている。支持基板４は、例えばアルミニウム合金で形成され、Ｘ線検出パネル２を安定して保持するために必要な強度を有している。   Since the assembly of the X-ray detection panel 2 and the moisture-proof cover 3 is formed by stacking thin members, the assembly is light and low in strength. For this reason, the X-ray detection panel 2 is fixed to one flat surface of the support substrate 4 via an adhesive sheet. The support substrate 4 is made of, for example, an aluminum alloy and has a strength necessary for stably holding the X-ray detection panel 2.

支持基板４の他面には、鉛プレート６と放熱絶縁シート７とを介して回路基板５が固定されている。回路基板５及びＸ線検出パネル２は、フレキシブル回路基板１０を介して接続されている。フレキシブル回路基板１０と、光電変換基板２１との接続には、ＡＣＦ（非等方性導電フィルム）を利用した熱圧着法が用いられる。この方法により、複数の微細な信号線の電気的接続が確保される。回路基板５には、フレキシブル回路基板１０に対応するコネクタが実装されている。回路基板５は、上記コネクタなどを介してＸ線検出パネル２に電気的に接続されている。回路基板５は、Ｘ線検出パネル２を電気的に駆動し、かつ、Ｘ線検出パネル２からの出力信号を電気的に処理するものである。   The circuit board 5 is fixed to the other surface of the support substrate 4 via a lead plate 6 and a heat dissipation insulating sheet 7. The circuit board 5 and the X-ray detection panel 2 are connected via the flexible circuit board 10. For the connection between the flexible circuit board 10 and the photoelectric conversion board 21, a thermocompression bonding method using an ACF (an anisotropic conductive film) is used. By this method, electrical connection of a plurality of fine signal lines is ensured. A connector corresponding to the flexible circuit board 10 is mounted on the circuit board 5. The circuit board 5 is electrically connected to the X-ray detection panel 2 via the connector or the like. The circuit board 5 electrically drives the X-ray detection panel 2 and electrically processes an output signal from the X-ray detection panel 2.

筐体９は、Ｘ線検出パネル２、防湿カバー３、支持基板４、回路基板５、鉛プレート６、放熱絶縁シート７、接続部材８を収容している。筐体９は、Ｘ線検出パネル２と対向した位置に形成された開口を有している。接続部材８は、筐体９に固定され、支持基板４を支持している。   The housing 9 accommodates the X-ray detection panel 2, the moisture-proof cover 3, the support substrate 4, the circuit substrate 5, the lead plate 6, the heat radiation insulating sheet 7, and the connection member 8. The housing 9 has an opening formed at a position facing the X-ray detection panel 2. The connection member 8 is fixed to the housing 9 and supports the support substrate 4.

入射窓１１は、筐体９の開口に取付けられている。入射窓１１はＸ線を透過するため、Ｘ線は入射窓１１を透過してＸ線検出パネル２に入射される。入射窓１１は、板状に形成され、筐体９内部を保護する機能を有している。入射窓１１は、Ｘ線吸収率の低い材料で薄く形成することが望ましい。これにより、入射窓１１で生じる、Ｘ線の散乱と、Ｘ線量の減衰とを低減することができる。そして、薄くて軽いＸ線検出装置を実現することができる。Ｘ線検出装置は、上記のように形成されている。   The incident window 11 is attached to the opening of the housing 9. Since the incident window 11 transmits X-rays, the X-rays pass through the incident window 11 and enter the X-ray detection panel 2. The incident window 11 is formed in a plate shape and has a function of protecting the inside of the housing 9. The entrance window 11 is desirably formed thin with a material having a low X-ray absorption rate. Thereby, the scattering of X-rays and the attenuation of the X-ray dose that occur at the entrance window 11 can be reduced. A thin and light X-ray detection device can be realized. The X-ray detection apparatus is formed as described above.

（真空蒸着装置について）
次に、Ｘ線検出パネル２の製造装置に利用する真空蒸着装置について説明する。
図３は、真空蒸着装置３０を示す概略構成図である。図３に示すように、真空蒸着装置３０は、真空チャンバ３１、シンチレータ主材料を加熱溶融して蒸発させる第１蒸発源としての坩堝３２、ヒータ３３、３４、カバー３５、シンチレータ添加剤を加熱溶融して蒸発させる第２蒸発源としての坩堝４０、ヒータ４１、カバー４２、熱伝導体３６、保持機構３７、放熱部３８及びモータ３９を備えている。 (About vacuum deposition equipment)
Next, a vacuum vapor deposition apparatus used for the X-ray detection panel 2 manufacturing apparatus will be described.
FIG. 3 is a schematic configuration diagram showing the vacuum vapor deposition apparatus 30. As shown in FIG. 3, the vacuum deposition apparatus 30 heats and melts a vacuum chamber 31, a crucible 32 as a first evaporation source that heats and melts the scintillator main material to evaporate, heaters 33 and 34, a cover 35, and a scintillator additive. And a crucible 40 as a second evaporation source to be evaporated, a heater 41, a cover 42, a heat conductor 36, a holding mechanism 37, a heat radiating portion 38, and a motor 39.

真空チャンバ３１は、幅方向（水平方向）に比べ高さ方向（垂直方向、鉛直方向）に大きい箱状に形成されている。真空チャンバ３１には図示しない真空排気装置（真空ポンプ）が取付けられ、真空排気装置は真空チャンバ３１内を大気圧以下の圧力に保持することができる。真空蒸着装置３０は、圧力を大気圧以下の所望の値に設定した環境下で行う真空蒸着法を利用している。   The vacuum chamber 31 is formed in a box shape that is larger in the height direction (vertical direction, vertical direction) than in the width direction (horizontal direction). A vacuum exhaust device (vacuum pump) (not shown) is attached to the vacuum chamber 31, and the vacuum exhaust device can maintain the inside of the vacuum chamber 31 at a pressure equal to or lower than atmospheric pressure. The vacuum deposition apparatus 30 uses a vacuum deposition method that is performed in an environment in which the pressure is set to a desired value of atmospheric pressure or less.

坩堝３２は、真空チャンバ３１内の下方に配置され、光電変換基板２１の回転軸の延長線上から外れて位置している。坩堝３２内には、ＣｓＩもしくは、ＴｌＩが添加されたＣｓＩが投入される。坩堝４０内には、ＴｌＩが投入される。   The crucible 32 is disposed below the vacuum chamber 31 and is located off the extended line of the rotating shaft of the photoelectric conversion substrate 21. In the crucible 32, CsI or CsI to which TlI is added is charged. TlI is introduced into the crucible 40.

坩堝３２、４０の中央の先端部は、筒状（煙突状）に形成され、真空チャンバ３１の高さ方向に延出している。坩堝３２、４０の先端に位置する蒸発口３２ａ、４０ａは、真空チャンバ３１の上方を向いて開口している。また、坩堝４０、ヒータ４１及びカバー４２の一式は、坩堝３２からの蒸気を遮蔽しないように、坩堝３２、ヒータ３３、３４及びカバー３５の一式より図３の奥側に位置（偏在）している。   The front ends of the crucibles 32 and 40 are formed in a cylindrical shape (chimney shape) and extend in the height direction of the vacuum chamber 31. The evaporation ports 32 a and 40 a located at the tips of the crucibles 32 and 40 are open upward facing the vacuum chamber 31. Further, the set of the crucible 40, the heater 41, and the cover 42 is positioned (unevenly distributed) in the back of FIG. 3 from the set of the crucible 32, the heaters 33, 34, and the cover 35 so as not to shield the vapor from the crucible 32. Yes.

ヒータ３３、４１はそれぞれ坩堝３２、４０の周囲に設けられている。ヒータ３３、４１はそれぞれ坩堝３２、４０を個別に加熱し、坩堝３２、４０の温度が各材料の所望の蒸発レートが得られるように調整されている。ここでは、ヒータ３３は坩堝３２を約７００℃に加熱し、ヒータ４１は坩堝４０を約４００℃に加熱している。なお、坩堝３２、４０の温度は図示しない温度計で計測することができる。図示しないヒータ駆動部は、坩堝３２、４０の温度のモニタリングと、ヒータ３３、４１の駆動を行うことができる。   The heaters 33 and 41 are provided around the crucibles 32 and 40, respectively. The heaters 33 and 41 individually heat the crucibles 32 and 40, respectively, and the temperature of the crucibles 32 and 40 is adjusted so that a desired evaporation rate of each material is obtained. Here, the heater 33 heats the crucible 32 to about 700 ° C., and the heater 41 heats the crucible 40 to about 400 ° C. In addition, the temperature of the crucibles 32 and 40 can be measured with a thermometer (not shown). A heater driving unit (not shown) can monitor the temperatures of the crucibles 32 and 40 and drive the heaters 33 and 41.

上記のように坩堝３２、４０が加熱されることにより、シンチレータ材の蒸発元素が坩堝３２、４０の蒸発口３２ａ、４０ａを通って真空チャンバ３１の上方に放射される。   By heating the crucibles 32 and 40 as described above, the evaporating element of the scintillator material is radiated above the vacuum chamber 31 through the evaporation ports 32a and 40a of the crucibles 32 and 40.

この実施形態において、大型のＸ線検出パネル２を製造するため、光電変換基板２１には多量（例えば４００ｇ）のシンチレータ材を蒸着する必要がある。このため、坩堝３２には大型のものを利用し、坩堝３２内には数ｋｇ（例えば６ｋｇ）以上のシンチレータ材が投入されている。   In this embodiment, in order to manufacture the large X-ray detection panel 2, it is necessary to deposit a large amount (for example, 400 g) of scintillator material on the photoelectric conversion substrate 21. For this reason, a large-sized crucible 32 is used, and several kg (for example, 6 kg) or more of scintillator material is put into the crucible 32.

ヒータ３４は、坩堝３２の先端部の周囲に設けられ、坩堝３２の先端部を加熱している。これにより、坩堝３２の先端部が蒸発材料の凝集物で閉塞することを防止することができる。   The heater 34 is provided around the tip of the crucible 32 and heats the tip of the crucible 32. Thereby, it can prevent that the front-end | tip part of the crucible 32 is obstruct | occluded with the aggregate of evaporation material.

カバー３５、４２は、坩堝３２、４０及びヒータ３３、３４、４０を覆っている。カバー３５、４２は、坩堝３２、４０及びヒータ３３、３４、４１からの熱伝導の拡散を抑制する。カバー３５、４２には、冷却液（例えば水）が流れる冷却路が形成されている。   The covers 35 and 42 cover the crucibles 32 and 40 and the heaters 33, 34 and 40. The covers 35 and 42 suppress diffusion of heat conduction from the crucibles 32 and 40 and the heaters 33, 34 and 41. The covers 35 and 42 are formed with cooling paths through which a cooling liquid (for example, water) flows.

熱伝導体３６は、真空チャンバ３１内の上方に位置し、真空チャンバ３１に固定されている。熱伝導体３６は、例えば厚さ３ｍｍの板状に形成されている。熱伝導体３６を形成する材料としては、例えばアルミニウムを利用することができる。熱伝導体３６は、熱伝導により、放熱部３８の熱を光電変換基板２１及び保持機構３７に伝えたり、光電変換基板２１及び保持機構３７の熱を放熱部３８に伝えたりする機能を有している。また、熱伝導体３６は、放熱部３８などへのシンチレータ材の付着を防護する機能も有している。   The heat conductor 36 is located above the vacuum chamber 31 and is fixed to the vacuum chamber 31. The heat conductor 36 is formed in a plate shape having a thickness of 3 mm, for example. As a material for forming the heat conductor 36, for example, aluminum can be used. The heat conductor 36 has a function of transferring heat of the heat dissipation portion 38 to the photoelectric conversion substrate 21 and the holding mechanism 37 and transferring heat of the photoelectric conversion substrate 21 and the holding mechanism 37 to the heat dissipation portion 38 by heat conduction. ing. The heat conductor 36 also has a function of protecting the scintillator material from adhering to the heat radiating portion 38 and the like.

保持機構３７は、熱伝導体３６に対向し、熱伝導体３６よりも真空チャンバ３１の中心側に位置している。保持機構３７は、光電変換基板２１の蒸着面を露出させた状態で、光電変換基板２１を保持する。光電変換基板２１は、蒸着面が真空チャンバ３１の高さ方向に対して鋭角をなすように傾斜した状態で保持されている。   The holding mechanism 37 faces the heat conductor 36 and is located closer to the center of the vacuum chamber 31 than the heat conductor 36. The holding mechanism 37 holds the photoelectric conversion substrate 21 in a state where the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21 is exposed. The photoelectric conversion substrate 21 is held in a state where the vapor deposition surface is inclined so as to form an acute angle with respect to the height direction of the vacuum chamber 31.

放熱部３８は、熱伝導体３６に対向し、熱伝導体３６よりも真空チャンバ３１の側壁側に位置している。放熱部３８は真空チャンバ３１に接続され、放熱部３８に生じる熱は真空チャンバ３１に伝達可能である。詳細には図示しないが、放熱部３８は、熱伝導体及びヒータの集合体である。放熱部３８のヒータは光電変換基板２１を加熱するものである。なお、光電変換基板２１の温度は図示しない温度計で計測することができ、光電変換基板２１の温度のモニタリングと、放熱部３８のヒータの駆動は図示しないヒータ駆動部で行うことができる。   The heat dissipating part 38 faces the heat conductor 36 and is located closer to the side wall of the vacuum chamber 31 than the heat conductor 36. The heat radiating unit 38 is connected to the vacuum chamber 31, and heat generated in the heat radiating unit 38 can be transmitted to the vacuum chamber 31. Although not shown in detail, the heat radiating portion 38 is an assembly of a heat conductor and a heater. The heater of the heat radiating unit 38 heats the photoelectric conversion substrate 21. Note that the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 can be measured by a thermometer (not shown), and monitoring of the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 and driving of the heater of the heat radiation unit 38 can be performed by a heater driving unit (not shown).

放熱部３８のヒータが発生する熱は、熱伝導により熱伝導体３６を介して光電変換基板２１に伝えられる。放熱部３８のヒータが発生する熱は、放熱部３８の熱伝導体や保持機構３７をさらに介して光電変換基板２１に伝えられてもよい。   The heat generated by the heater of the heat radiating unit 38 is transmitted to the photoelectric conversion substrate 21 through the heat conductor 36 by heat conduction. The heat generated by the heater of the heat radiating unit 38 may be transmitted to the photoelectric conversion substrate 21 through the heat conductor of the heat radiating unit 38 and the holding mechanism 37.

一方、光電変換基板２１に発生する熱は、熱伝導により熱伝導体３６を介して放熱部３８の熱伝導体に伝えられる。光電変換基板２１に発生する熱は、保持機構３７をさらに介して放熱部３８の熱伝導体に伝えられてもよい。放熱部３８の熱伝導体に伝えられた熱は、真空チャンバ３１に伝達される。   On the other hand, the heat generated in the photoelectric conversion substrate 21 is transmitted to the heat conductor of the heat radiating portion 38 through the heat conductor 36 by heat conduction. The heat generated in the photoelectric conversion substrate 21 may be transmitted to the heat conductor of the heat radiating unit 38 through the holding mechanism 37. The heat transferred to the heat conductor of the heat radiating unit 38 is transferred to the vacuum chamber 31.

モータ３９は、真空チャンバ３１に気密に取付けられている。モータ３９のシャフトは、放熱部３８に形成された貫通口及び熱伝導体３６に形成された貫通口を通って位置している。なお、保持機構３７は、モータ３９のシャフトに取付けられ、シャフトに着脱可能である。光電変換基板２１の中心は、モータ３９のシャフトに対向している。そして、モータ３９を稼動させることにより、保持機構３７が回転する。すると、光電変換基板２１は、光電変換基板２１の中心の法線を回転軸として回転する。   The motor 39 is airtightly attached to the vacuum chamber 31. The shaft of the motor 39 is located through the through hole formed in the heat radiating portion 38 and the through hole formed in the heat conductor 36. The holding mechanism 37 is attached to the shaft of the motor 39 and is detachable from the shaft. The center of the photoelectric conversion substrate 21 faces the shaft of the motor 39. Then, the holding mechanism 37 is rotated by operating the motor 39. Then, the photoelectric conversion substrate 21 rotates about the normal line of the center of the photoelectric conversion substrate 21 as a rotation axis.

図３では１つのモータ３９に対して１つの光電変換基板２１が装着されている。この場合、光電変換基板２１の中心とモータ３９の軸と基板の交点（以下、回転中心と呼ぶ）は一致させる。光電変換基板の２１の中心と光電変換基板２１の蒸着面の有効エリア（蒸着領域）の中心が一致しない場合など若干回転中心を基板の中心からずらしてもよい。   In FIG. 3, one photoelectric conversion substrate 21 is attached to one motor 39. In this case, the intersection of the center of the photoelectric conversion substrate 21, the axis of the motor 39 and the substrate (hereinafter referred to as the rotation center) is made to coincide. The center of rotation may be slightly shifted from the center of the substrate, for example, when the center of the photoelectric conversion substrate 21 does not coincide with the center of the effective area (deposition region) of the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21.

この実施形態において、真空蒸着装置３０は、熱伝導体３６、保持機構３７、放熱部３８及びモータ３９を２つずつ備えている。このため、真空蒸着装置３０は、２枚の光電変換基板２１に同時にシンチレータ層２２を形成することができる。上記のように、真空蒸着装置３０が形成されている。   In this embodiment, the vacuum deposition apparatus 30 includes two heat conductors 36, a holding mechanism 37, a heat radiating unit 38, and two motors 39. For this reason, the vacuum evaporation apparatus 30 can simultaneously form the scintillator layer 22 on the two photoelectric conversion substrates 21. As described above, the vacuum deposition apparatus 30 is formed.

ここで、複数枚の光電変換基板２１にシンチレータ層２２を同時に形成する場合、１つのモータ３９に対して複数枚の光電変換基板２１が装着されていてもよい。
例えば、図４及び図５に示すように、回転中心４６に対して点対称となるように光電変換基板２１を蒸着マスク４７に取り付けることにより対応することができる。蒸着マスク４７は、光電変換基板２１の蒸着面の有効エリアに対向した開口を有している。 Here, when the scintillator layer 22 is simultaneously formed on the plurality of photoelectric conversion substrates 21, the plurality of photoelectric conversion substrates 21 may be attached to one motor 39.
For example, as shown in FIGS. 4 and 5, this can be dealt with by attaching the photoelectric conversion substrate 21 to the vapor deposition mask 47 so as to be point-symmetric with respect to the rotation center 46. The vapor deposition mask 47 has an opening facing the effective area of the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21.

（光電変換基板２１の傾斜の度合いと真空蒸着装置３０の体積の減少率との関係について）
坩堝３２、４０の蒸発口３２ａ、４０ａから放射されるシンチレータ材の蒸発元素は、真空チャンバ３１の上方に位置した光電変換基板２１に蒸着する。その際、シンチレータ材の蒸発元素は、光電変換基板２１に斜め方向から入射される。ここで、光電変換基板２１へのシンチレータ主材料の入射角をθとする。入射角θは、光電変換基板２１の法線とシンチレータ主材料の入射方向（蒸発口３２ａの中心と光電変換基板２１蒸着面の任意の点とを結ぶ仮想線）とが内側になす角である。 (Relationship between the degree of inclination of the photoelectric conversion substrate 21 and the rate of decrease in the volume of the vacuum deposition apparatus 30)
The evaporating element of the scintillator material emitted from the evaporation ports 32 a and 40 a of the crucibles 32 and 40 is deposited on the photoelectric conversion substrate 21 positioned above the vacuum chamber 31. At that time, the evaporation element of the scintillator material enters the photoelectric conversion substrate 21 from an oblique direction. Here, the incident angle of the scintillator main material on the photoelectric conversion substrate 21 is θ. The incident angle θ is an angle formed between the normal line of the photoelectric conversion substrate 21 and the incident direction of the scintillator main material (a virtual line connecting the center of the evaporation port 32a and an arbitrary point on the deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21). .

この実施形態では、光電変換基板２１の中心において、θ＝６０°である。光電変換基板２１の最上部（真空チャンバ３１の天井壁側の光電変換基板２１の端部）において、θ＝７０°である。光電変換基板２１の最下部（坩堝３２側の光電変換基板２１の端部）において、θ＝５０°である。   In this embodiment, θ = 60 ° at the center of the photoelectric conversion substrate 21. At the top of the photoelectric conversion substrate 21 (the end of the photoelectric conversion substrate 21 on the ceiling wall side of the vacuum chamber 31), θ = 70 °. At the lowest part of the photoelectric conversion substrate 21 (the end of the photoelectric conversion substrate 21 on the crucible 32 side), θ = 50 °.

上記真空蒸着装置３０は、θ＝０°となる真空蒸着装置に比べ、真空チャンバ３１の体積を低減することができる。これにより、真空排気装置などの装置負荷を低減することができる。また、真空引きに掛かる時間を短縮できるため、生産性の向上を図ることができる。
また、上記真空蒸着装置３０では、シンチレータ材の利用効率を大幅に向上することができる。 The vacuum deposition apparatus 30 can reduce the volume of the vacuum chamber 31 compared to a vacuum deposition apparatus in which θ = 0 °. Thereby, apparatus loads, such as an evacuation apparatus, can be reduced. Further, since the time required for evacuation can be shortened, productivity can be improved.
Moreover, in the said vacuum evaporation system 30, the utilization efficiency of a scintillator material can be improved significantly.

（光電変換基板２１の傾斜の度合いとシンチレータ層２２の柱状結晶の形状との関係について）
上述したように、光電変換基板２１を傾斜させることにより、真空蒸着装置３０の体積を減少させる効果や、シンチレータ材料の利用効率を向上できる効果を得ることができる。さらに、本願発明者等は、光電変換基板２１を傾斜させることにより、特性との相関を見出したものである。すなわち、入射角θを変化させると、シンチレータ層２２の柱状結晶の形態が変化した。 (Regarding the relationship between the degree of inclination of the photoelectric conversion substrate 21 and the shape of the columnar crystals of the scintillator layer 22)
As described above, by inclining the photoelectric conversion substrate 21, it is possible to obtain the effect of reducing the volume of the vacuum evaporation apparatus 30 and the effect of improving the utilization efficiency of the scintillator material. Furthermore, the inventors of the present application have found a correlation with characteristics by inclining the photoelectric conversion substrate 21. That is, when the incident angle θ was changed, the form of the columnar crystals of the scintillator layer 22 was changed.

ここで、本願発明者等は、図３に示した真空蒸着装置３０を利用し、シンチレータ層２２の成膜（蒸着）条件を変化させた場合のシンチレータ層２２の成膜結果について調査した。調査結果を表１及び表２に示す。表１はいくつかのサンプルのシンチレータ層２２の成膜条件を示し、表２はいくつかのサンプルのシンチレータ層２２の成膜結果を示す。   Here, the inventors of the present application investigated the deposition results of the scintillator layer 22 when the deposition (vapor deposition) conditions of the scintillator layer 22 were changed using the vacuum deposition apparatus 30 shown in FIG. The survey results are shown in Tables 1 and 2. Table 1 shows the film formation conditions of the scintillator layers 22 of several samples, and Table 2 shows the film formation results of the scintillator layers 22 of several samples.

Figure 2018031785
Figure 2018031785

Figure 2018031785

表１及び表２、並びに図３に示すように、サンプル１乃至６からは、入射角θを変化させた場合のシンチレータ層２２の状態が分かる。
Figure 2018031785
As shown in Tables 1 and 2 and FIG. 3, the samples 1 to 6 show the state of the scintillator layer 22 when the incident angle θ is changed.

ここで、「異常成長」とは基本構造は柱状構造ではあるが、柱の側面に微小の凹凸ができて、全体的に白くにごった結晶ができることである。このような結晶ではシンチレータ層２２の中に散乱帯が存在することになり、結果としてＸ線平面検出器の画像のノイズを増大させることになる。   Here, “abnormal growth” means that although the basic structure is a columnar structure, a minute unevenness is formed on the side surface of the column, and a crystal that is entirely white is formed. In such a crystal, a scattering band exists in the scintillator layer 22, and as a result, noise in the image of the X-ray flat panel detector is increased.

「連続膜」とは、柱状結晶ができず、ほぼ面方向にシンチレータ材料が充填している状態のことである。
「不完全柱状結晶」とは、隣接する柱状結晶間は合体しており、面方向に光学的な境界面が少ない構造のことである。 The “continuous film” is a state in which columnar crystals are not formed and the scintillator material is substantially filled in the surface direction.
An “incomplete columnar crystal” is a structure in which adjacent columnar crystals are united and there are few optical boundary surfaces in the plane direction.

シンチレータ層２２の解像度特性は、「連続膜」＜「不完全柱状結晶」＜「柱状結晶」の関係にあり、「連続膜」の解像度特性が最も劣り、「柱状結晶」の解像度特性が最も優れている。「異常成長」の解像度は「柱状結晶」に近い。   The resolution characteristic of the scintillator layer 22 is “continuous film” <“incomplete columnar crystal” <“columnar crystal”, and the resolution characteristic of “continuous film” is the worst, and the resolution characteristic of “columnar crystal” is the best. ing. The resolution of “abnormal growth” is close to “columnar crystal”.

結晶と入射角θの関係は大まかには、θ＝４０°辺りでＣｓＩ膜は柱状構造を作る可能性があり、大きすぎると別の弊害が発生する可能性があるといえる。しかし、同じ入射角θでも、できる結晶の形態に差異が発生することが判った。   The relationship between the crystal and the incident angle θ is roughly around θ = 40 °, and the CsI film may form a columnar structure, and if it is too large, another adverse effect may occur. However, it has been found that even when the incident angle θ is the same, a difference occurs in the shape of the resulting crystal.

例えば、サンプル２、７及び８を比較すると、同じθ＝４５°でも、光電変換基板２１の温度≧１４０℃のときは、不完全結晶となるが、光電変換基板２１の温度を１１５℃まで下げると、柱状結晶ができる。また、サンプル６及び１１のように、同じθ＝７５°でも、光電変換基板２１の温度が１７０℃では異常結晶ができるが、光電変換基板２１の温度を２００℃にすると柱状結晶となる。また、サンプル４、９及び１０から、θ＝６０°では、光電変換基板２１の温度が１４０乃至２００℃の範囲では、通常の柱状結晶が形成されることが判った。   For example, when samples 2, 7, and 8 are compared, even if the same θ = 45 °, when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 ≧ 140 ° C., an incomplete crystal is formed, but the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is lowered to 115 ° C. A columnar crystal is formed. Further, as in Samples 6 and 11, although the same θ = 75 °, an abnormal crystal is formed when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is 170 ° C., but when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is 200 ° C., a columnar crystal is formed. Samples 4, 9 and 10 showed that when θ = 60 °, normal columnar crystals are formed when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is in the range of 140 to 200 ° C.

上記のように、入射角θとシンチレータ層２２の柱状結晶の構造との関係は、一義的に決まるものではなく、複数の因子により決定されることが分かる。蒸着プロセスを考えると、形成中の柱状結晶の隙間に蒸発材料が到達しにくい装置構造とすることが必要である。   As described above, it can be seen that the relationship between the incident angle θ and the structure of the columnar crystals of the scintillator layer 22 is not uniquely determined, but is determined by a plurality of factors. Considering the vapor deposition process, it is necessary to provide a device structure in which the evaporated material does not easily reach the gaps between the columnar crystals being formed.

柱状結晶の先端の角度をαとする。ここで、角度αは、柱状結晶の頂上部のテーパ角度である。より詳しくは、柱状結晶の頂点を通る縦断面において、頂点から延びる２つの辺が内側に成す角度である。   Let α be the angle of the tip of the columnar crystal. Here, the angle α is the taper angle of the top of the columnar crystal. More specifically, it is an angle formed by two sides extending from the vertex inward in a longitudinal section passing through the vertex of the columnar crystal.

入射角θがα／２と同等以上である場合、シンチレータ層形成面（成長面）に入射した蒸気は、柱状結晶の先端部分が影となって、柱状結晶と柱状結晶の隙間の部分に蒸着材料が入り込みにくくなる。このため、光電変換基板２１を配置する際、θ≧α／２となるように光電変換基板２１を配置する方が望ましい。   When the incident angle θ is equal to or greater than α / 2, the vapor incident on the scintillator layer forming surface (growth surface) is deposited in the gap between the columnar crystal and the columnar crystal, with the shadow at the tip of the columnar crystal. Material becomes difficult to enter. For this reason, when the photoelectric conversion substrate 21 is disposed, it is desirable to dispose the photoelectric conversion substrate 21 so that θ ≧ α / 2.

また、角度αは、光電変換基板２１の温度が高いほど小さくなる傾向がある。従って、光電変換基板２１の温度が高いほど入射角θを大きくする必要があり、プロセス因子に応じて、入射角θの設定値を変動させることが必要である。   Further, the angle α tends to decrease as the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 increases. Therefore, it is necessary to increase the incident angle θ as the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is higher, and it is necessary to change the set value of the incident angle θ according to the process factor.

また、α／２に対して、入射角θを大きくすれば、柱状結晶の先端部による蒸気が到達できない影の部分が大きくなる。極端な例としては、サンプル６のように、α／２が５２°以下と推定される条件で、θ＝７５°と設定すると、今度は異常成長という別の不具合が発生する結果となった。一方、サンプル１１ではα／２＝５２°と設定して正常な柱状結晶ができた。上記のことから、少なくとも、θ−２３°≦α／２となるように設定することが好適である。   Further, when the incident angle θ is increased with respect to α / 2, the shadow portion where the vapor due to the tip of the columnar crystal cannot reach increases. As an extreme example, setting θ = 75 ° under the condition that α / 2 is estimated to be 52 ° or less as in sample 6, this time resulted in another problem of abnormal growth. On the other hand, in Sample 11, a normal columnar crystal was formed by setting α / 2 = 52 °. From the above, it is preferable to set at least θ−23 ° ≦ α / 2.

（（坩堝３２−光電変換基板２１間の距離）＜（坩堝４０−光電変換基板２１間の距離）について）
図３に示すように、本実施形態において、坩堝４０の蒸発口４０ａから光電変換基板２１の蒸着面上の回転中心までの距離が、坩堝３２の蒸発口３２ａから光電変換基板２１の蒸着面上の回転中心までの距離より小さくなるように光電変換基板２１を配置している。次に、坩堝３２、坩堝４０及び光電変換基板２１の位置関係を規定する理由を２つ挙げる。 ((Distance between crucible 32 and photoelectric conversion substrate 21) <(Distance between crucible 40 and photoelectric conversion substrate 21))
As shown in FIG. 3, in this embodiment, the distance from the evaporation port 40 a of the crucible 40 to the rotation center on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21 is on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21 from the evaporation port 32 a of the crucible 32. The photoelectric conversion substrate 21 is arranged to be smaller than the distance to the rotation center. Next, two reasons for defining the positional relationship between the crucible 32, the crucible 40 and the photoelectric conversion substrate 21 will be given.

第一の理由としては、坩堝を光電変換基板２１に近づけることによりそれぞれの坩堝に収納した材料の膜厚または濃度の面方向の斑の影響がＴｌＩの方が少なく、かつ、高価であることにある。つまり、コストと性能の双方を考慮した場合、ＴｌＩの方が距離を近づけてでもより少ない材料の蒸発量で所望の濃度を得ることを優先し、プロセスの最適化を図るためである。   The first reason is that the effect of unevenness in the surface direction of the film thickness or concentration of the material stored in each crucible by bringing the crucible closer to the photoelectric conversion substrate 21 is smaller and more expensive. is there. In other words, when both cost and performance are taken into consideration, TlI gives priority to obtaining a desired concentration with a smaller amount of evaporation of the material even when the distance is closer, thereby optimizing the process.

第二の理由としては、第二に、坩堝３２と坩堝４０を同じ高さに配置した場合、ＣｓＩの蒸気がＴｌＩの蒸気が光電変換基板２１の方向に飛散することを阻害し、ＴｌＩを必要以上に投入しないと所望の濃度が得られないことにある。   Second, if the crucible 32 and the crucible 40 are arranged at the same height, the CsI vapor hinders the TlI vapor from scattering in the direction of the photoelectric conversion substrate 21 and requires TlI. If it is not added as described above, the desired concentration cannot be obtained.

図６は、Ｑ／Ｅに対する、シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度の変化と、Ｔｌ濃度分布の変化とをグラフで示した図である。ここで、Ｑは坩堝４０の蒸発口４０ａから光電変換基板２１の蒸着面上の回転中心までの距離であり、Ｅは光電変換基板２１の対角線の長さである。   FIG. 6 is a graph showing changes in the Tl concentration contained in the scintillator layer 22 and changes in the Tl concentration distribution with respect to Q / E. Here, Q is the distance from the evaporation port 40 a of the crucible 40 to the rotation center on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21, and E is the length of the diagonal line of the photoelectric conversion substrate 21.

Ｔｌ濃度分布は、（光電変換基板２１の周辺部の濃度）÷（光電変換基板２１の中心部の濃度）×１００の値である。ここで、光電変換基板２１の中心を０％の位置、光電変換基板２１の端縁を１００％の位置と表すと、光電変換基板２１の周辺部は基板中心から９０％の位置である。   The Tl concentration distribution is a value of (concentration of the peripheral portion of the photoelectric conversion substrate 21) / (concentration of the central portion of the photoelectric conversion substrate 21) × 100. Here, when the center of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as 0% position and the edge of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as 100% position, the peripheral portion of the photoelectric conversion substrate 21 is 90% from the substrate center.

図３及び図６に示すように、シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度の値は、長さＥで規格化している。すなわち、Ｑ／Ｅが１．５９の場合、坩堝４０が坩堝３２と同じ高さに位置することとなる。そこで、坩堝４０と坩堝３２との高さが等しい場合のＴｌ濃度を１に規格化している。   As shown in FIGS. 3 and 6, the value of the Tl concentration contained in the scintillator layer 22 is normalized by the length E. That is, when Q / E is 1.59, the crucible 40 is positioned at the same height as the crucible 32. Therefore, the Tl concentration when the heights of the crucible 40 and the crucible 32 are equal is normalized to 1.

Ｔｌ濃度は、距離Ｑが長い（坩堝４０の位置が低い）程、小さくなる。そして、距離Ｑが短い（坩堝４０の位置が高い）程、Ｔｌ濃度は、単調に増大する。一方、Ｑ／Ｅを１．０程度まで減少しても、副作用である濃度分布の悪化は少ししか見られない。   The Tl concentration becomes smaller as the distance Q is longer (the position of the crucible 40 is lower). The Tl concentration increases monotonously as the distance Q is shorter (the position of the crucible 40 is higher). On the other hand, even if Q / E is reduced to about 1.0, only a slight deterioration of the concentration distribution as a side effect is observed.

さらに、Ｑ／Ｅが１．０を下回る辺りからＴｌ濃度分布が急激に悪化することが判った。Ｔｌ濃度分布が悪化すると、前出の感度、残光特性に加えて、本実施形態の課題である感度ゴースト特性も光電変換基板２１の面内で不均一な特性が発現する事になり実用上不都合である。   Furthermore, it was found that the Tl concentration distribution deteriorates rapidly when Q / E is below 1.0. When the Tl concentration distribution deteriorates, in addition to the sensitivity and afterglow characteristics described above, the sensitivity ghost characteristic that is a problem of the present embodiment also exhibits non-uniform characteristics in the plane of the photoelectric conversion substrate 21 and is practically used. It is inconvenient.

また、坩堝４０を坩堝３２の蒸発口３２ａから遠ざけることにより、坩堝３２からのシンチレータ主材料の蒸発レート（ｇ／分）の影響を受けにくいことも判った。これは、本実施形態が対象とする平面検出器が大面積で厚膜であり、坩堝３２から吹出すＣｓＩ蒸気の量が非常に多く、ＣｓＩ蒸気が、坩堝４０からの蒸発材料が光電変換基板２１に到達することを阻害していることが原因である。   It was also found that by moving the crucible 40 away from the evaporation port 32a of the crucible 32, it is less susceptible to the evaporation rate (g / min) of the scintillator main material from the crucible 32. This is because the flat detector targeted by this embodiment has a large area and a thick film, the amount of CsI vapor blown out from the crucible 32 is very large, the CsI vapor is vaporized material from the crucible 40 and the photoelectric conversion substrate. The cause is that it has been blocked from reaching 21.

例えば、Ｑ／Ｅ＝１．５９の時は、坩堝３２の蒸発レートを２倍にすると、坩堝４０の蒸発レートを２倍にしても、シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度は２３％減少する結果となった。これに対して、Ｑ／Ｅ＝０．５とし、同じく、坩堝３２及び坩堝４０の蒸発レートを２倍にした場合、シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度は１％の減少に留まる結果となった。   For example, when Q / E = 1.59, if the evaporation rate of the crucible 32 is doubled, the concentration of Tl contained in the scintillator layer 22 is reduced by 23% even if the evaporation rate of the crucible 40 is doubled. It became. On the other hand, when Q / E = 0.5 and the evaporation rate of the crucible 32 and the crucible 40 is doubled, the concentration of Tl contained in the scintillator layer 22 is only reduced by 1%. .

（（坩堝３２−光電変換基板２１間の距離）÷（光電変換基板２１の対角線の長さ）について）
まず、坩堝３２の蒸発口３２ａから光電変換基板２１の蒸着面上の回転中心までの距離をＲとする。距離Ｒは、材料使用量と膜厚の均一性について二律背反の関係がある。一般的に、材料の使用量は、距離Ｒの２乗に比例して増大するが、距離Ｒが大きいほどシンチレータ層２２の膜厚均一性も改善するものである。 ((Distance between crucible 32 and photoelectric conversion substrate 21) ÷ (length of diagonal line of photoelectric conversion substrate 21))
First, let R be the distance from the evaporation port 32 a of the crucible 32 to the rotation center on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21. The distance R is a trade-off between the amount of material used and the uniformity of the film thickness. In general, the amount of material used increases in proportion to the square of the distance R, but as the distance R increases, the film thickness uniformity of the scintillator layer 22 also improves.

図７は、Ｒ／Ｅに対する、シンチレータ層２２の膜厚分布の変化をグラフで示した図である。上記膜厚分布は、（光電変換基板２１の周辺の膜厚）÷（光電変換基板２１の中心の膜厚）×１００の値である。ここで、光電変換基板２１の中心を０％の位置、光電変換基板２１の端縁を１００％の位置と表すと、光電変換基板２１の周辺は基板中心から９０％の位置である。   FIG. 7 is a graph showing changes in the film thickness distribution of the scintillator layer 22 with respect to R / E. The film thickness distribution is a value of (film thickness around the photoelectric conversion substrate 21) / (film thickness at the center of the photoelectric conversion substrate 21) × 100. Here, when the center of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as 0% position and the edge of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as 100% position, the periphery of the photoelectric conversion substrate 21 is 90% from the substrate center.

図３及び図７に示すように、距離Ｒが小さくなるほど膜厚分布は１００％から外れるが、比が１以上の範囲（１≦Ｒ／Ｅ）では膜厚分布が８０％を超えており実用上問題ない膜厚分布となっている。このため、光電変換基板２１は、１≦Ｒ／Ｅとなるように配置されている方が望ましい。   As shown in FIG. 3 and FIG. 7, the film thickness distribution deviates from 100% as the distance R decreases, but the film thickness distribution exceeds 80% in the range where the ratio is 1 or more (1 ≦ R / E). The film thickness distribution has no problem. For this reason, it is desirable that the photoelectric conversion substrate 21 be arranged so as to satisfy 1 ≦ R / E.

（偶数枚の光電変換基板２１を配置する位置について）
図３に示すように、光電変換基板２１を配置する際、偶数枚の光電変換基板２１を対称の位置に配置し、偶数枚の光電変換基板２１を同時に回転させ、偶数枚の光電変換基板２１の蒸着面上にシンチレータ層２２を同時に形成している。この実施形態において、２枚の光電変換基板２１を対称の位置に配置する等している。これは、配置する光電変換基板２１の枚数を１枚減らした（半数にした）場合と比べて、坩堝３２に収納した蒸発材料の利用効率と生産能力が２倍になるためである。 (Regarding the position where the even number of photoelectric conversion substrates 21 are arranged)
As shown in FIG. 3, when arranging the photoelectric conversion substrates 21, the even number of photoelectric conversion substrates 21 are arranged at symmetrical positions, the even number of photoelectric conversion substrates 21 are simultaneously rotated, and the even number of photoelectric conversion substrates 21. A scintillator layer 22 is simultaneously formed on the vapor deposition surface. In this embodiment, the two photoelectric conversion substrates 21 are arranged at symmetrical positions. This is because the use efficiency and production capacity of the evaporation material stored in the crucible 32 are doubled compared to the case where the number of the photoelectric conversion substrates 21 to be arranged is reduced by one (half).

光電変換基板２１を１枚のみ配置する手法を採る場合、坩堝３２を光電変換基板２１の直下に移動させて付着効率を最適化させることができる余地はある。しかしながら、上記手法と比較しても、本実施形態のように２枚掛け構造の方が材料の利用効率は１枚掛けの場合よりも１．７倍となった。   When the method of arranging only one photoelectric conversion substrate 21 is employed, there is room for optimizing the adhesion efficiency by moving the crucible 32 directly below the photoelectric conversion substrate 21. However, even when compared with the above-described method, the material utilization efficiency of the two-layer structure as in this embodiment is 1.7 times that of the single-layer structure.

上記のように光電変換基板２１を偶数枚配置する場合、４枚の光電変換基板２１を配置することも可能である。
図８及び図９に示すように、真空蒸着装置３０は、正面から見ると図３に示した真空蒸着装置３０と相違ないが、次の点で図３に示した真空蒸着装置３０と相違している。
・側面から見ると分かるように、光電変換基板２１は真空蒸着装置３０の奥行き方向に２枚並んでいる。
・坩堝３２は奥行き方向に並んだ２枚の光電変換基板２１の中間に設置されている。
・坩堝４０は奥行き方向に２つ並んでいる。 In the case where an even number of photoelectric conversion substrates 21 are arranged as described above, it is also possible to arrange four photoelectric conversion substrates 21.
As shown in FIGS. 8 and 9, the vacuum deposition apparatus 30 is not different from the vacuum deposition apparatus 30 shown in FIG. 3 when viewed from the front, but differs from the vacuum deposition apparatus 30 shown in FIG. 3 in the following points. ing.
As can be seen from the side, two photoelectric conversion substrates 21 are arranged in the depth direction of the vacuum deposition apparatus 30.
The crucible 32 is installed in the middle of the two photoelectric conversion substrates 21 arranged in the depth direction.
-Two crucibles 40 are arranged in the depth direction.

上記のように真空蒸着装置３０を構成し、４枚の光電変換基板２１を配置すると、真空チャンバ３１の大きさは概ね２倍になるが、図示しない真空ポンプと、図示しない制御盤は１台で済むことになる。このため、真空蒸着装置３０の大きさは、実質２倍にはならない。従って、生産能力に対する装置の占有面積と蒸着装置にかかる費用を低減することができる。   When the vacuum deposition apparatus 30 is configured as described above and the four photoelectric conversion substrates 21 are arranged, the size of the vacuum chamber 31 is approximately doubled, but one vacuum pump (not shown) and one control panel (not shown) are provided. Will be enough. For this reason, the size of the vacuum deposition apparatus 30 does not substantially double. Therefore, the occupation area of the apparatus with respect to the production capacity and the cost of the vapor deposition apparatus can be reduced.

また、４枚掛け構造では、坩堝３２から飛散した蒸気のうち一方の対の光電変換基板２１に到達しなくて本来なら利用されない材料となるはずだったものの一部がもう一方の光電変換基板２１に蒸着される。このため、４枚掛け構造の場合、２枚掛け構造の場合に比べ、材料の利用効率は１．２倍になることが判った。   Further, in the four-ply structure, a part of the vapor scattered from the crucible 32 does not reach one pair of photoelectric conversion substrates 21 and is supposed to be a material that is not originally used, and a part of the other photoelectric conversion substrate 21 is used. Vapor deposited. For this reason, it was found that the use efficiency of the material is 1.2 times higher in the case of the four-ply structure than in the case of the two-ply structure.

（坩堝と光電変換基板の対称面との位置関係について）
図３、並びに図８及び図９に示したように、偶数枚の光電変換基板２１を配置する際、偶数枚の光電変換基板２１の対称面４４上に坩堝３２（蒸発口３２ａ）及び坩堝４０（蒸発口４０ａ）の少なくとも一方が位置する状態に偶数枚の光電変換基板２１を配置した方が望ましい。 (About the positional relationship between the crucible and the symmetry plane of the photoelectric conversion substrate)
As shown in FIG. 3, FIG. 8, and FIG. 9, when arranging the even number of photoelectric conversion substrates 21, the crucible 32 (evaporation port 32 a) and the crucible 40 are placed on the symmetry plane 44 of the even number of photoelectric conversion substrates 21. It is desirable to arrange an even number of photoelectric conversion substrates 21 in a state where at least one of the (evaporation ports 40a) is located.

偶数枚の光電変換基板２１は、対称面４４に対して面対称の配置となっている。左右の基板に同じＣｓＩの膜厚、同じＴｌの濃度のシンチレータ層２２を形成することを目的とするためである。   The even number of photoelectric conversion substrates 21 are arranged in plane symmetry with respect to the symmetry plane 44. This is because the scintillator layer 22 having the same CsI film thickness and the same Tl concentration is formed on the left and right substrates.

また、坩堝３２（蒸発口３２ａ）及び坩堝４０（蒸発口４０ａ）の両方が対称面４４上に位置している方がより望ましい。左右の基板に同じＣｓＩの膜厚、同じＴｌの濃度のシンチレータ層２２を形成することを目的とするためである。   It is more desirable that both the crucible 32 (evaporation port 32a) and the crucible 40 (evaporation port 40a) are located on the symmetry plane 44. This is because the scintillator layer 22 having the same CsI film thickness and the same Tl concentration is formed on the left and right substrates.

（シンチレータ層２２の製造方法について）
次に、Ｘ線検出パネル２の製造方法として、真空蒸着装置３０を使用したシンチレータ層２２の製造方法について説明する。
シンチレータ層２２の製造が開始されると、まず、真空蒸着装置３０と、光検出部２８を含む光電変換基板２１とを用意する。続いて、光電変換基板２１を保持機構３７に取付ける。その後、光電変換基板２１が取付けられた保持機構３７を真空チャンバ３１内に搬入し、モータ３９のシャフトに取付ける。 (About the manufacturing method of the scintillator layer 22)
Next, as a method for manufacturing the X-ray detection panel 2, a method for manufacturing the scintillator layer 22 using the vacuum vapor deposition apparatus 30 will be described.
When the production of the scintillator layer 22 is started, first, the vacuum evaporation apparatus 30 and the photoelectric conversion substrate 21 including the light detection unit 28 are prepared. Subsequently, the photoelectric conversion substrate 21 is attached to the holding mechanism 37. Thereafter, the holding mechanism 37 to which the photoelectric conversion substrate 21 is attached is carried into the vacuum chamber 31 and attached to the shaft of the motor 39.

次いで、真空チャンバ３１を密閉し、真空排気装置を用いて真空チャンバ３１内を真空引きする。続いて、モータ３９を稼動させて光電変換基板２１を回転させる。なお、モータ３９の稼動を開始するタイミングは、特に限定されるものではなく種々変更可能である。例えば、坩堝３２の温度のモニタリング結果に基づいて、モータ３９の稼動を開始するタイミングを調整してもよい。   Next, the vacuum chamber 31 is sealed, and the vacuum chamber 31 is evacuated using an evacuation apparatus. Subsequently, the motor 39 is operated to rotate the photoelectric conversion substrate 21. The timing for starting the operation of the motor 39 is not particularly limited and can be changed variously. For example, the timing for starting the operation of the motor 39 may be adjusted based on the temperature monitoring result of the crucible 32.

次いで、ヒータ３３、３４、４１を用いての坩堝３２、４０の加熱と、カバー３５、４２に形成された冷却路における冷却液の循環と、を開始する。その後、坩堝３２内のシンチレータ主材料と坩堝４０内のシンチレータ添加剤とが蒸発することにより、光電変換基板２１上にシンチレータ材が蒸着する。なお、光電変換基板２１上に蒸着するシンチレータ材は熱を持っているため、蒸着期間において光電変換基板２１は加熱される。上記のように、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着することにより、光電変換基板２１上にシンチレータ層２２（図２）が形成される。これにより、シンチレータ層２２の製造が終了する。   Next, the heating of the crucibles 32 and 40 using the heaters 33, 34 and 41 and the circulation of the coolant in the cooling path formed in the covers 35 and 42 are started. Thereafter, the scintillator main material in the crucible 32 and the scintillator additive in the crucible 40 are evaporated, so that the scintillator material is deposited on the photoelectric conversion substrate 21. Since the scintillator material deposited on the photoelectric conversion substrate 21 has heat, the photoelectric conversion substrate 21 is heated during the deposition period. As described above, the scintillator layer 22 (FIG. 2) is formed on the photoelectric conversion substrate 21 by vapor-depositing the scintillator material on the photoelectric conversion substrate 21. Thereby, manufacture of the scintillator layer 22 is complete | finished.

（真空チャンバ３１内の圧力を１×１０−２Ｐａ以下にする理由について）
次に、真空チャンバ３１内の圧力について説明する。
光電変換基板２１上に入射したシンチレータ材の蒸発元素は、光電変換基板２１上に結晶を形成する。蒸着初期の段階において光電変換基板２１上に形成されるのは微小な結晶粒であるが、蒸着を継続すると、やがて結晶粒が柱状結晶となって成長する。柱状結晶の成長方向は、蒸発元素の入射方向の逆である。したがって、蒸発元素が光電変換基板２１に斜めに入射する場合、柱状結晶はその斜め方向に成長することになる。 (Regarding the reason why the pressure in the vacuum chamber 31 is 1 × 10 −2 Pa or less)
Next, the pressure in the vacuum chamber 31 will be described.
The evaporating element of the scintillator material incident on the photoelectric conversion substrate 21 forms a crystal on the photoelectric conversion substrate 21. Although minute crystal grains are formed on the photoelectric conversion substrate 21 in the initial stage of vapor deposition, if the vapor deposition is continued, the crystal grains eventually grow as columnar crystals. The growth direction of the columnar crystals is opposite to the incident direction of the evaporation elements. Therefore, when the evaporating element is incident on the photoelectric conversion substrate 21 obliquely, the columnar crystal grows in the oblique direction.

このような柱状結晶の成長を抑制し、光電変換基板２１の法線に沿った方向に柱状結晶を成長させるため、以前は、蒸着中の真空チャンバ３１内にアルゴン（Ａｒ）ガスなどの不活性ガスを導入し、真空チャンバ３１内の圧力を１×１０−２乃至１Ｐａほどに上昇させていた。蒸発元素は、上記不活性ガスの存在により飛翔し、光電変換基板２１へ多方向から入射するようになる。この結果、柱状結晶の成長方向は、光電変換基板２１の法線に沿った方向となる。 In order to suppress the growth of such columnar crystals and grow the columnar crystals in the direction along the normal line of the photoelectric conversion substrate 21, an inert gas such as argon (Ar) gas has been previously used in the vacuum chamber 31 during vapor deposition. Gas was introduced and the pressure in the vacuum chamber 31 was raised to about 1 × 10 −2 to 1 Pa. The evaporating element flies due to the presence of the inert gas and enters the photoelectric conversion substrate 21 from multiple directions. As a result, the growth direction of the columnar crystal is a direction along the normal line of the photoelectric conversion substrate 21.

しかしながら、不活性ガスの導入により真空チャンバ３１内の圧力を上げた場合、光電変換基板２１への蒸発元素の入射方向は全方向に亘るため、柱状結晶の成長は、柱状結晶が太くなる方向にも促進される。結果的には、柱状結晶が太くなり、Ｘ線検出パネル２の解像度が低下することになる。この問題を克服するため、本実施形態では、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着させる際、不活性ガスの導入無しに行っている。そして、真空引きして圧力が１×１０−２Ｐａ以下となる状態を維持した環境下で行う真空蒸着法を利用している。これにより、柱状結晶が太くなる成長を低減することができ、光電変換基板２１の法線に沿った方向への結晶成長を促進させることができる。 However, when the pressure in the vacuum chamber 31 is increased by introducing an inert gas, the incident direction of the evaporating element on the photoelectric conversion substrate 21 extends in all directions, so that the columnar crystal grows in a direction in which the columnar crystal becomes thicker. Is also promoted. As a result, the columnar crystal becomes thick, and the resolution of the X-ray detection panel 2 is lowered. In order to overcome this problem, in the present embodiment, when the scintillator material is vapor-deposited on the photoelectric conversion substrate 21, it is performed without introducing an inert gas. And the vacuum evaporation method performed in the environment which maintained the state which evacuated and the pressure was set to 1 * 10 <-2 > Pa or less is utilized. Thereby, the growth in which the columnar crystal becomes thick can be reduced, and the crystal growth in the direction along the normal line of the photoelectric conversion substrate 21 can be promoted.

（光電変換基板２１の回転速度と地層厚について）
次に、光電変換基板２１の回転速度について説明する。
光電変換基板２１への蒸発元素の入射方向を平均化するため、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着させる際、光電変換基板２１を回転させている。これにより、シンチレータ層２２の厚みを光電変換基板２１全面に亘って一様にすることができる。 (About rotation speed and thickness of photoelectric conversion substrate 21)
Next, the rotational speed of the photoelectric conversion substrate 21 will be described.
In order to average the incident direction of the evaporating element on the photoelectric conversion substrate 21, when the scintillator material is deposited on the photoelectric conversion substrate 21, the photoelectric conversion substrate 21 is rotated. Thereby, the thickness of the scintillator layer 22 can be made uniform over the photoelectric conversion substrate 21 whole surface.

また、結晶成長ベクトルの向きを平均化することができ、トータルで光電変換基板２１の法線に沿った方向に柱状結晶を成長させることができる。ここで、結晶成長ベクトルの向きは柱状結晶の成長方向である。この結果、より細い柱状結晶を形成することができるため、Ｘ線検出パネル２の解像度の向上を図ることができる。   Moreover, the direction of the crystal growth vector can be averaged, and the columnar crystal can be grown in the direction along the normal line of the photoelectric conversion substrate 21 in total. Here, the direction of the crystal growth vector is the growth direction of the columnar crystal. As a result, a thinner columnar crystal can be formed, so that the resolution of the X-ray detection panel 2 can be improved.

上記結晶成長ベクトルの向きの平均化には、光電変換基板２１の回転速度が主要な要素となる。ここで、本願発明者は、光電変換基板２１の回転速度に対するＭＴＦ（modulation transfer function）値について調査した。調査結果を図１０に示す。   The rotational speed of the photoelectric conversion substrate 21 is a major factor for averaging the direction of the crystal growth vector. Here, the inventor of the present application investigated an MTF (modulation transfer function) value with respect to the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21. The survey results are shown in FIG.

図１０は、光電変換基板２１の回転速度に対するＭＴＦ相対値の変化をグラフで示す図である。図１０には、光電変換基板２１の回転速度を２ｒｐｍ、４ｒｐｍ、６ｒｐｍ、とした場合の光電変換基板２１の周辺部でのＭＴＦ値と、光電変換基板２１の回転速度を２ｒｐｍ、６ｒｐｍ、１０ｒｐｍ、とした場合の光電変換基板２１の中心部でのＭＴＦ値と、をプロットした。   FIG. 10 is a graph showing the change of the MTF relative value with respect to the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21. In FIG. 10, the MTF value at the periphery of the photoelectric conversion substrate 21 when the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 is 2 rpm, 4 rpm, and 6 rpm, and the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 are 2 rpm, 6 rpm, 10 rpm, And the MTF value at the center of the photoelectric conversion substrate 21 were plotted.

図１０に示すように、光電変換基板２１の回転速度を１０ｒｐｍとした場合の光電変換基板２１の周辺部でのＭＴＦ値と、光電変換基板２１の回転速度を４ｒｐｍとした場合の光電変換基板２１の中心部でのＭＴＦ値と、はプロットしていない。しかしながら、光電変換基板２１の回転速度を変えても、光電変換基板２１の周辺部でのＭＴＦ値と、光電変換基板２１の中心部でのＭＴＦ値とは、ほぼ同様に推移することが分かる。また、光電変換基板２１の回転速度が４ｒｐｍ未満になると、ＭＴＦ値が急低下することが分かる。   As shown in FIG. 10, the MTF value at the periphery of the photoelectric conversion substrate 21 when the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 is 10 rpm, and the photoelectric conversion substrate 21 when the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 is 4 rpm. The MTF value at the center of is not plotted. However, it can be seen that even if the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 is changed, the MTF value in the peripheral portion of the photoelectric conversion substrate 21 and the MTF value in the central portion of the photoelectric conversion substrate 21 change in substantially the same manner. Further, it can be seen that the MTF value sharply decreases when the rotational speed of the photoelectric conversion substrate 21 is less than 4 rpm.

一方、光電変換基板２１の回転速度が４ｒｐｍ以上では、ＭＴＦ値が漸増することが分かる。従って、光電変換基板２１を回転させる際、光電変換基板２１の回転速度を４ｒｐｍ以上とすることが望ましい。また、蒸着中は、光電変換基板２１の回転速度を一定に保つとより望ましい。   On the other hand, it can be seen that the MTF value gradually increases when the rotational speed of the photoelectric conversion substrate 21 is 4 rpm or more. Therefore, when rotating the photoelectric conversion substrate 21, it is desirable that the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 be 4 rpm or more. In addition, it is more desirable to keep the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 constant during vapor deposition.

また、図３、並びに図８及び図９に示したように、光電変換基板２１を回転させながら真空蒸着し、さらにＣｓＩとＴｌＩを別々の位置から蒸発させる場合、図１１に示すように、シンチレータ層２２中のタリウム濃度にある特徴が現れる。図１１において、横軸は高タリウム濃度層と低タリウム濃度層との積層方向位置、すなわち、光電変換基板２１の蒸着面からの距離である。   Also, as shown in FIG. 3, FIG. 8 and FIG. 9, when the photoelectric conversion substrate 21 is vacuum-deposited while rotating, and CsI and TlI are evaporated from different positions, the scintillator is shown in FIG. A feature in the thallium concentration in layer 22 appears. In FIG. 11, the horizontal axis is the stacking direction position of the high thallium concentration layer and the low thallium concentration layer, that is, the distance from the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21.

シンチレータ層２２は、光電変換基板２１から離れるにしたがって、タリウム濃度が周期的に連続的に増加・低減を繰り返している。その結果、Ｔｌ濃度の所定の値をしきい値として、そのしきい値よりもＴｌ濃度が高い領域を高タリウム濃度層、Ｔｌ濃度がしきい値以下の領域を低タリウム濃度層とすると、シンチレータ層２２中には高タリウム濃度層と低タリウム濃度層とが光電変換基板２１の法線方向に向かって繰り返し積層している。   As the scintillator layer 22 moves away from the photoelectric conversion substrate 21, the thallium concentration periodically repeats increasing and decreasing periodically. As a result, assuming that a predetermined value of Tl concentration is a threshold value, a region having a Tl concentration higher than the threshold value is a high thallium concentration layer, and a region having a Tl concentration lower than the threshold value is a low thallium concentration layer. In the layer 22, a high thallium concentration layer and a low thallium concentration layer are repeatedly stacked in the normal direction of the photoelectric conversion substrate 21.

（入射角θについて）
次に、光電変換基板２１の中心における入射角θの下限について説明する。
本実施形態では、光電変換基板２１の中心においてθ＝６０°となるように真空蒸着装置３０を形成した場合について説明したが、これに限定されるものではなく種々変形可能である。真空蒸着装置３０は、光電変換基板２１の中心においてθ＜６０°となるように形成されていてもよい。しかし、入射角θが０°に近づくほど、光電変換基板２１の蒸着面は真空チャンバ３１の底壁を向くため、真空チャンバ３１の幅が広がり、結果として真空チャンバ３１の体積が増えることになる。上記のことは、光電変換基板２１が大型である場合に顕著である。 (About incident angle θ)
Next, the lower limit of the incident angle θ at the center of the photoelectric conversion substrate 21 will be described.
In this embodiment, although the case where the vacuum evaporation apparatus 30 was formed so that it might be set to (theta) = 60 degrees in the center of the photoelectric conversion board | substrate 21 was demonstrated, it is not limited to this and various deformation | transformation is possible. The vacuum evaporation apparatus 30 may be formed so that θ <60 ° at the center of the photoelectric conversion substrate 21. However, as the incident angle θ approaches 0 °, the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21 faces the bottom wall of the vacuum chamber 31, so the width of the vacuum chamber 31 increases, and as a result, the volume of the vacuum chamber 31 increases. . The above is remarkable when the photoelectric conversion substrate 21 is large.

また、真空チャンバ３１の体積圧縮率は、ｓｉｎθ（入射角θのｓｉｎ）に概ね比例するものである。言い換えると、真空チャンバ３１の体積はｃｏｓθに略比例する。このため、０°≦θ＜４５°の範囲内では、真空チャンバ３１の体積圧縮率は比較的緩慢であるが、一方で、θ＝４５°の場合に、真空チャンバ３１の体積圧縮率は漸く７０％程となる。４５°＜θの場合は、θ＝４５°の場合に比べて、体積圧縮率がより変化し、真空チャンバ３１の体積圧縮率がより高くなる。これにより、真空チャンバ３１の体積のより効率的な削減効果を得ることができる。   Further, the volume compression rate of the vacuum chamber 31 is approximately proportional to sin θ (sin of incident angle θ). In other words, the volume of the vacuum chamber 31 is substantially proportional to cos θ. For this reason, the volume compression rate of the vacuum chamber 31 is relatively slow within the range of 0 ° ≦ θ <45 °, while the volume compression rate of the vacuum chamber 31 gradually increases when θ = 45 °. It becomes about 70%. In the case of 45 ° <θ, the volume compression rate changes more and the volume compression rate of the vacuum chamber 31 becomes higher than in the case of θ = 45 °. Thereby, a more efficient reduction effect of the volume of the vacuum chamber 31 can be obtained.

このため、真空排気装置などの装置負荷、生産性、シンチレータ材の利用効率を考慮すると、真空蒸着装置３０を、光電変換基板２１の中心において４５°≦θとなるように形成することが望ましい。   For this reason, it is desirable to form the vacuum deposition apparatus 30 so that 45 ° ≦ θ at the center of the photoelectric conversion substrate 21 in consideration of apparatus load such as a vacuum exhaust apparatus, productivity, and utilization efficiency of the scintillator material.

次に、光電変換基板２１の中心における入射角θの上限について説明する。
図１２は、上記真空蒸着装置３０の一部を示す模式図であり、坩堝３２及び光電変換基板２１を示す図である。図１２に示すように、光電変換基板２１の中心における入射角θを、ここではθ１とする。なお、距離Ｒは、坩堝３２の蒸発口３２ａから光電変換基板２１（蒸着面）の中心までの直線距離である。光電変換基板２１の平面に沿った方向において、光電変換基板２１の中心からの長さをＬとする。 Next, the upper limit of the incident angle θ at the center of the photoelectric conversion substrate 21 will be described.
FIG. 12 is a schematic view showing a part of the vacuum vapor deposition apparatus 30 and showing the crucible 32 and the photoelectric conversion substrate 21. As shown in FIG. 12, the incident angle θ at the center of the photoelectric conversion substrate 21 is set to θ 1 here. The distance R is a linear distance from the evaporation port 32a of the crucible 32 to the center of the photoelectric conversion substrate 21 (deposition surface). In the direction along the plane of the photoelectric conversion substrate 21, the length from the center of the photoelectric conversion substrate 21 is L.

完全な真空状態では、蒸発元素の入射方向の反対側に結晶成長する。蒸着中に光電変換基板２１は回転するため、蒸着ベクトルＶａ（Ｖａ１、Ｖａ２、Ｖａ３）の積算結果から光電変換基板２１のそれぞれの個所の柱状結晶の成長方向が決まる。ここで、蒸着ベクトルの向きは蒸発元素の入射方向である。   In a complete vacuum state, crystals grow on the opposite side of the incident direction of the evaporating element. Since the photoelectric conversion substrate 21 rotates during the vapor deposition, the growth direction of the columnar crystals at the respective portions of the photoelectric conversion substrate 21 is determined from the integration result of the vapor deposition vectors Va (Va1, Va2, Va3). Here, the direction of the vapor deposition vector is the incident direction of the evaporation element.

図１３は、上記真空蒸着装置３０の一部を示す他の模式図であり、坩堝３２及び光電変換基板２１を示す図である。図１３に示すように、光電変換基板２１の最上部では、結晶成長ベクトルは光電変換基板２１の内側に向くことが分かる（例えば、結晶成長ベクトルＶｂ２参照）。光電変換基板２１の最下部では、結晶成長ベクトルは光電変換基板２１の外側に向くことが分かる（例えば、結晶成長ベクトルＶｂ１参照）。蒸着中に光電変換基板２１は回転するため、結晶成長ベクトルＶｂ（Ｖｂ１、Ｖｂ２）の光電変換基板２１の平面に沿った方向の成分は、互いに相殺される。   FIG. 13 is another schematic view showing a part of the vacuum vapor deposition apparatus 30, and shows the crucible 32 and the photoelectric conversion substrate 21. As shown in FIG. 13, at the top of the photoelectric conversion substrate 21, it can be seen that the crystal growth vector faces the inside of the photoelectric conversion substrate 21 (see, for example, the crystal growth vector Vb2). It can be seen that at the lowermost part of the photoelectric conversion substrate 21, the crystal growth vector faces the outside of the photoelectric conversion substrate 21 (see, for example, the crystal growth vector Vb1). Since the photoelectric conversion substrate 21 rotates during vapor deposition, the components of the crystal growth vector Vb (Vb1, Vb2) in the direction along the plane of the photoelectric conversion substrate 21 cancel each other.

ここで、結晶成長ベクトルＶｂの光電変換基板２１の平面に沿った方向の成分をＤｈとする。結晶成長ベクトルＶｂの光電変換基板２１の法線に沿った方向の成分をＤｖとする。簡単なシミュレーションとして、結晶成長ベクトルＶｂの大きさが距離Ｒの二乗に反比例すると仮定した場合、光電変換基板２１の中心から長さＬの位置において、成分Ｄｈ、Ｄｖは、それぞれ次の式で表される。   Here, the component of the crystal growth vector Vb in the direction along the plane of the photoelectric conversion substrate 21 is Dh. The component of the crystal growth vector Vb in the direction along the normal line of the photoelectric conversion substrate 21 is defined as Dv. As a simple simulation, assuming that the size of the crystal growth vector Vb is inversely proportional to the square of the distance R, the components Dh and Dv are expressed by the following equations at the position of the length L from the center of the photoelectric conversion substrate 21, respectively. Is done.

Figure 2018031785
Figure 2018031785

Figure 2018031785

光電変換基板２１の平面に沿った方向への柱状結晶の成長の影響度は、成分Ｄｈと、成分Ｄｖとの比である成分比（Ｄｈ／Ｄｖ）を持って評価することができる。ここで、ｘは、光電変換基板２１と坩堝３２の蒸発口３２ａとの距離の相対寸法を特徴つける値であり、長さＬと距離Ｒとの比（Ｌ／Ｒ）である（ｘ＝Ｌ／Ｒ）。
Figure 2018031785
The degree of influence of the growth of the columnar crystal in the direction along the plane of the photoelectric conversion substrate 21 can be evaluated with a component ratio (Dh / Dv) that is a ratio between the component Dh and the component Dv. Here, x is a value characterizing the relative dimension of the distance between the photoelectric conversion substrate 21 and the evaporation port 32a of the crucible 32, and is the ratio (L / R) between the length L and the distance R (x = L). / R).

図１４は、入射角θ１を４０°、４５°、５０°、６０°、７０°、７５°とした場合の、長さＬと距離Ｒとの比（Ｌ／Ｒ）に対する結晶成長ベクトルの成分比（Ｄｈ／Ｄｖ）の変化をグラフで示す図である。図１４の縦軸では、光電変換基板２１の内側方向を＋とし、光電変換基板２１の外側方向を−として表している。図１４は、上記数１、２を用いてシミュレーションした結果を表している。図１４に示すように、光電変換基板２１の１辺の長さが５０ｃｍの場合、長さＬは、０乃至２５ｃｍの範囲内である。一方、上記真空蒸着装置３０の構造から、距離Ｒは１５０ｃｍ前後（１００数１０乃至２００ｃｍ）が現実的な距離である。従って、比（Ｌ／Ｒ）の範囲は０．１５乃至０．２となる。この範囲を考慮すると、入射角θ１が７０°以下であれば、（Ｄｈ／Ｄｖ）＜１とできることが分かる。 FIG. 14 shows the crystal growth vector with respect to the ratio of the length L to the distance R (L / R) when the incident angle θ 1 is 40 °, 45 °, 50 °, 60 °, 70 °, and 75 °. It is a figure which shows the change of a component ratio (Dh / Dv) with a graph. In the vertical axis of FIG. 14, the inner direction of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as +, and the outer direction of the photoelectric conversion substrate 21 is represented as −. FIG. 14 shows the result of simulation using the above formulas 1 and 2. As shown in FIG. 14, when the length of one side of the photoelectric conversion substrate 21 is 50 cm, the length L is in the range of 0 to 25 cm. On the other hand, from the structure of the vacuum deposition apparatus 30, the distance R is about 150 cm (100 tens to 200 cm) is a realistic distance. Therefore, the range of the ratio (L / R) is 0.15 to 0.2. Considering this range, it can be seen that (Dh / Dv) <1 can be achieved if the incident angle θ 1 is 70 ° or less.

実際の柱状結晶の成長には、コサイン則と呼ばれる蒸発時の前方へ蒸発量の偏りや、微量な残留ガスなどの影響を受けるため、成分比（Ｄｈ／Ｄｖ）は、図１４に示した値よりも更に小さくなる（０に近づく）。
上記のことから、上述した入射角θの下限と併せると、光電変換基板２１の中心において、４５°≦θ１≦７０°であることが適切である。 Since the actual growth of the columnar crystal is affected by a bias in the evaporation amount, which is called the cosine law, and a minute amount of residual gas, the component ratio (Dh / Dv) is the value shown in FIG. Smaller than (approaching 0).
From the above, when combined with the above-described lower limit of the incident angle θ, it is appropriate that 45 ° ≦ θ 1 ≦ 70 ° at the center of the photoelectric conversion substrate 21.

（シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度について）
次に、シンチレータ層２２に含まれるＴｌ濃度について説明する。
本実施形態において、図３に示したように、坩堝３２及び坩堝４０を用意し、ＣｓＩとＴｌＩの混合比が所望の値となるようにこれらの坩堝を別々に加熱し、シンチレータ層２２を形成することにより、ＣｓＩ及びＴｌＩともに成膜レートが巨視的には一定となる。その結果、シンチレータ層２２の積層方向の巨視的なＴｌＩ濃度は一定となり、良好な感度特性が得られる。 (Regarding the Tl concentration contained in the scintillator layer 22)
Next, the Tl concentration contained in the scintillator layer 22 will be described.
In this embodiment, as shown in FIG. 3, the crucible 32 and the crucible 40 are prepared, and these crucibles are heated separately so that the mixing ratio of CsI and TlI becomes a desired value, and the scintillator layer 22 is formed. As a result, the film formation rate is macroscopically constant for both CsI and TlI. As a result, the macroscopic TlI concentration in the stacking direction of the scintillator layer 22 is constant, and good sensitivity characteristics are obtained.

しかし、光電変換基板２１上に蒸着されるシンチレータ材中のＴｌ濃度は、微視的には、光電変換基板２１の回転に応じて周期的に増減する。上記Ｔｌ濃度が光電変換基板２１の回転に応じて周期的に増減する理由としては以下の２つを挙げることができる。   However, microscopically, the Tl concentration in the scintillator material deposited on the photoelectric conversion substrate 21 periodically increases or decreases according to the rotation of the photoelectric conversion substrate 21. There are the following two reasons why the Tl concentration periodically increases and decreases according to the rotation of the photoelectric conversion substrate 21.

第一の理由としては、図１５において、ＣｓＩが収納された坩堝３２及びＴｌＩが収納された坩堝４０と光電変換基板２１との距離にある。光電変換基板２１の回転軸よりも左側であって坩堝３２の上方である領域Ｈ１では、相対的に坩堝３２が近く、坩堝４０が遠い。結果として、領域Ｈ１におけるＴｌＩ濃度は低くなる。   The first reason is the distance between the photoelectric conversion substrate 21 and the crucible 32 containing CsI and the crucible 40 containing TlI in FIG. In a region H1 on the left side of the rotation axis of the photoelectric conversion substrate 21 and above the crucible 32, the crucible 32 is relatively close and the crucible 40 is far. As a result, the TlI concentration in the region H1 is lowered.

これに対して、光電変換基板２１の回転軸よりも右側であって坩堝４０の上方である領域Ｈ２では、逆にＴｌＩ濃度は高くなる。光電変換基板２１が回転する間に、光電変換基板２１上のある部分はこれらの領域Ｈ１と領域Ｈ２を交互に通過する、すなわち坩堝３２に近い領域および坩堝４０に近い領域を交互に通過するので、光電変換基板２１の回転周期に対応したＴｌ濃度の濃淡が発生する。   In contrast, in the region H2 that is on the right side of the rotation axis of the photoelectric conversion substrate 21 and above the crucible 40, the TlI concentration is conversely high. While the photoelectric conversion substrate 21 rotates, a certain portion on the photoelectric conversion substrate 21 alternately passes through these regions H1 and H2, that is, alternately passes through the region close to the crucible 32 and the region close to the crucible 40. Then, the density of Tl corresponding to the rotation period of the photoelectric conversion substrate 21 is generated.

第二の理由としては、ＣｓＩ結晶の先端部形状と、ＣｓＩ結晶表面と坩堝３２、４０との角度的な相違にある。ＣｓＩ結晶は、気相でファイバ構造の集合体を形成する。   The second reason is the angular difference between the shape of the tip of the CsI crystal and the surface of the CsI crystal and the crucibles 32 and 40. CsI crystals form aggregates of fiber structures in the gas phase.

図１６は、本実施形態によるシンチレータ層形成途中のＣｓＩ結晶の一つのファイバ構造を模式的に拡大した断面図である。図１６に示すように、ＣｓＩ結晶９５は気相でファイバ構造の集合体を形成させる時、先端部が尖った形状になる。ＣｓＩが収納された坩堝３２の方を向いている部分９６とＴｌＩが収納された坩堝４０を向いている部分９７とが存在し、それぞれＴｌ濃度が低い部分、高い部分となる。その結果、光電変換基板２１の回転周期に対応したＴｌ濃度の濃淡が発生する。   FIG. 16 is a sectional view schematically enlarging one fiber structure of a CsI crystal in the middle of forming a scintillator layer according to the present embodiment. As shown in FIG. 16, the CsI crystal 95 has a pointed tip when a fiber structure aggregate is formed in the gas phase. There are a portion 96 facing the crucible 32 in which CsI is stored and a portion 97 facing the crucible 40 in which TlI is stored, which are a portion having a low Tl concentration and a portion having a high Tl concentration, respectively. As a result, the density of Tl corresponding to the rotation period of the photoelectric conversion substrate 21 is generated.

上述の２つの理由の何れの場合でも、光電変換基板２１の回転速度をＡ［ｒｐｍ］、シンチレータ層２２（ＣｓＩシンチレータ層）の成膜レートをＢ［ｎｍ／分］とした場合、この濃淡の周期はＢ／Ａ［ｎｍ］となる。つまり、シンチレータ層２２中の積層方向でのＴｌ濃度の変動周期は、回転速度Ａに反比例する。   In any of the above two reasons, when the rotation speed of the photoelectric conversion substrate 21 is A [rpm] and the film formation rate of the scintillator layer 22 (CsI scintillator layer) is B [nm / min] The period is B / A [nm]. That is, the fluctuation cycle of the Tl concentration in the stacking direction in the scintillator layer 22 is inversely proportional to the rotational speed A.

さらに、坩堝４０を坩堝３２より光電変換基板２１に近づける（Ｒ＞Ｑ）ことにより、光電変換基板２１に形成されるシンチレータ層２２に含まれるタリウム濃度は上昇する。距離Ｑを短くすることにより蒸着面に付着するシンチレータ材中のタリウム濃度が上昇する理由は２つある。   Furthermore, by bringing the crucible 40 closer to the photoelectric conversion substrate 21 than the crucible 32 (R> Q), the thallium concentration contained in the scintillator layer 22 formed on the photoelectric conversion substrate 21 increases. There are two reasons why the concentration of thallium in the scintillator material adhering to the vapor deposition surface increases by shortening the distance Q.

第一の理由としては、坩堝と光電変換基板２１との間の距離の逆２乗則にある。   The first reason is the inverse square law of the distance between the crucible and the photoelectric conversion substrate 21.

第二の理由としては、ＣｓＩ蒸着工程特有のことであるが、坩堝４０から飛散したＴｌＩはＣｓＩの蒸気により光電変換基板２１に到達しにくくなる効果にある。これは、膜厚２００乃至１０００μｍと、シンチレータ層２２の厚膜をできるだけ短時間で積層したい要請から、坩堝３２からの蒸発レートを高くするため、坩堝３２のすぐ上方ではＣｓＩの密度がかなり高くなっており、ＴｌＩがその部分を横切って光電変換基板２１に到達しにくいことによる。   The second reason is that it is peculiar to the CsI vapor deposition step, but TlI scattered from the crucible 40 has an effect of making it difficult to reach the photoelectric conversion substrate 21 by the vapor of CsI. This is because, since the film thickness is 200 to 1000 μm and the thick film of the scintillator layer 22 is desired to be stacked in as short a time as possible, the CsI density is considerably high immediately above the crucible 32 in order to increase the evaporation rate from the crucible 32. This is because TlI hardly reaches the photoelectric conversion substrate 21 across the portion.

次に、上述した感度ゴーストを評価する手法について説明する。感度ゴーストを評価する際、まず、Ｘ線平面検出器とＸ線発生器との間にＸ線を遮蔽する物体を設置した状態で大線量（２４００ｍＡｓ）のＸ線を照射する。その５分後に、上記物体を取り除いた状態で通常の撮影条件（１６ｍＡｓ）でホワイト画像を撮影する。そして、撮影前照射履歴が無い部分の信号量に対する、大線量照射履歴のある部分の信号量の増分として感度ゴーストを評価する。   Next, a method for evaluating the sensitivity ghost described above will be described. When evaluating the sensitivity ghost, first, a large dose (2400 mAs) of X-rays is irradiated with an object that shields X-rays placed between the X-ray flat detector and the X-ray generator. Five minutes later, a white image is taken under normal shooting conditions (16 mAs) with the object removed. Then, the sensitivity ghost is evaluated as the increment of the signal amount of the portion having the large dose irradiation history with respect to the signal amount of the portion having no irradiation history before photographing.

すなわち、感度ゴーストをＧＳ［％］、撮影前照射履歴が無い部分の信号量すなわち非照射部分の感度をＳ０、大線量照射履歴のある部分の信号量すなわち大線量照射部分感度をＳ１としたとき、
ＧＳ［％］＝（Ｓ１−Ｓ０）／Ｓ０×１００
である。 That is, when the sensitivity ghost is GS [%], the signal amount of the portion without the irradiation history before photographing, that is, the sensitivity of the non-irradiated portion is S0, and the signal amount of the portion with the large dose irradiation history, that is, the large dose irradiated partial sensitivity is S1. ,
GS [%] = (S1-S0) / S0 × 100
It is.

ＣｓＩ／Ｔｌの蛍光現象は、ＣｓＩ結晶に吸収されたＸ線が、高速電子に変換されたのちに自身は減速しながら結晶中の価電子帯の電子を順次励起し、励起された電子が、結晶中に散在するＴｌイオンからなる発光中心と通ることにより速やかに発光することによって生じる。Ｔｌイオンが近くに無い場合、励起エネルギはシンチレータ層２２に残存して、なかなか発光としてエネルギを放出しない。そして、次のフレームでＸ線を吸収し新たに発生した高速電子に刺激を受けて、ゴーストとして発光する。   The fluorescence phenomenon of CsI / Tl is such that after the X-rays absorbed by the CsI crystal are converted to high-speed electrons, the electrons in the valence band in the crystal are sequentially excited while decelerating themselves. It is generated by emitting light quickly by passing through the emission center composed of Tl ions scattered in the crystal. When there is no Tl ion nearby, excitation energy remains in the scintillator layer 22 and does not readily release energy as light emission. Then, in the next frame, X-rays are absorbed, stimulated by newly generated high-speed electrons, and emitted as a ghost.

感度ゴースト特性は、ＴｌＩのシンチレータ層２２中の濃度と分散性に依存している。すなわち、Ｔｌ濃度が、１mass％以上のときは１回目のＸ線像の１％程度が２回目の撮影で残存しているのに対して、１mass％以下のときは１乃至４％の像が２回目の撮影に残存していることが判った。   The sensitivity ghost characteristic depends on the concentration and dispersibility of the TlI scintillator layer 22. That is, when the Tl density is 1 mass% or more, about 1% of the first X-ray image remains in the second imaging, whereas when it is 1 mass% or less, 1 to 4% of the image is obtained. It was found that it remained in the second shooting.

上記のことから、シンチレータ層２２を形成する際、シンチレータ層２２のＴｌ濃度が１［mass％］以上となるように、ＣｓＩの加熱温度とＴｌＩの加熱温度とを独立して制御し、ＣｓＩ及びＴｌＩのそれぞれの蒸発レートを調整することが望ましい。   From the above, when the scintillator layer 22 is formed, the heating temperature of CsI and the heating temperature of TlI are independently controlled so that the Tl concentration of the scintillator layer 22 is 1 [mass%] or more. It is desirable to adjust the evaporation rate of each TlI.

ここで、シンチレータ層２２のＴｌ濃度が２［mass％］に達すると感度が頭打ちとなり、３［mass％］に達すると感度が減少に転じることになる。また、シンチレータ層２２のＴｌ濃度が２［mass％］に達しても感度ゴーストはそれほど悪化しないが、３［mass％］に達すると感度ゴーストははっきりと悪化することになる。すなわち、シンチレータ層２２のＴｌ濃度が２［mass％］に達しても感度ゴーストの発生を低減する効果を得ることができるが、３［mass％］に達すると感度ゴーストの発生を低減する効果が全く得られないことになる。   Here, when the Tl concentration of the scintillator layer 22 reaches 2 [mass%], the sensitivity reaches a peak, and when it reaches 3 [mass%], the sensitivity starts to decrease. Further, even if the Tl concentration of the scintillator layer 22 reaches 2 [mass%], the sensitivity ghost does not deteriorate so much, but when it reaches 3 [mass%], the sensitivity ghost clearly deteriorates. That is, even if the Tl concentration of the scintillator layer 22 reaches 2 [mass%], an effect of reducing the generation of sensitivity ghost can be obtained, but when it reaches 3 [mass%], the effect of reducing the generation of sensitivity ghost can be obtained. It will not be obtained at all.

また、成膜レートＢの回転速度Ａに対する比、すなわちＢ／Ａの値を小さくし、さらにＴｌ濃度を１mass％以上とすることにより、感度ゴーストが低減することが分かった。坩堝３２及び坩堝４０を使ってシンチレータ材を蒸着する方式の場合、シンチレータ層２２中のＴｌ濃度が低下する、すなわち欠乏する領域が形成されることは不可避である。しかし、このシンチレータ層２２中におけるＴｌが欠乏する領域を狭くすることにより、励起電子がＴｌ発光中心に遭遇する確率が向上がるので、感度ゴーストを低減することができる。   It was also found that the sensitivity ghost is reduced by reducing the ratio of the film formation rate B to the rotational speed A, that is, the value of B / A, and further setting the Tl concentration to 1 mass% or more. In the case of using the crucible 32 and the crucible 40 to deposit the scintillator material, it is inevitable that the Tl concentration in the scintillator layer 22 is reduced, that is, a deficient region is formed. However, by narrowing the region where Tl is deficient in the scintillator layer 22, the probability that the excited electrons encounter the Tl emission center is improved, so that the sensitivity ghost can be reduced.

そこで、本実施形態では、Ｂ／Ａを、感度ゴーストが低減する３４０ｎｍ以下としている。つまり、シンチレータ層２２は、高タリウム濃度層と低タリウム濃度層とを交互に積層したものであって、タリウムの濃度の積層方向の周期が３４０ｎｍ以下となるようにしている。   Therefore, in this embodiment, B / A is set to 340 nm or less where the sensitivity ghost is reduced. That is, the scintillator layer 22 is formed by alternately stacking a high thallium concentration layer and a low thallium concentration layer, and the period in the stacking direction of the thallium concentration is 340 nm or less.

さらに、Ｂ／Ａを４０ｎｍ、さらに１５ｎｍ以下とすることが好ましい。この場合、シンチレータ層２２におけるタリウムの濃度の積層方向の周期は、４０ｎｍ以下となる。このように、本実施形態によれば、シンチレータ層２２を形成する際、Ｂ／Ａ≦３４０［ｎｍ］の条件の下で行うことにより、Ｘ線（放射線）を可視光に変換するＸ線検出パネル２（シンチレータパネル）の感度ゴーストを低減することができる。   Further, it is preferable that B / A is 40 nm, further 15 nm or less. In this case, the period in the stacking direction of the thallium concentration in the scintillator layer 22 is 40 nm or less. Thus, according to the present embodiment, when the scintillator layer 22 is formed, X-ray detection that converts X-rays (radiation) into visible light is performed under the condition of B / A ≦ 340 [nm]. Sensitivity ghost of the panel 2 (scintillator panel) can be reduced.

（光電変換基板２１の温度について）
次に、蒸着期間における光電変換基板２１の温度について説明する。
通常の蒸着においては被蒸着基板を加熱することにより蒸着膜の付着力を上げる方法が採られている。この狙いは、被蒸着基板に入射した蒸発元素と被蒸着基板の表面との活性状態を高めることにより蒸着膜の付着力を高めることにある。 (About the temperature of the photoelectric conversion substrate 21)
Next, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 during the vapor deposition period will be described.
In ordinary vapor deposition, a method of increasing the adhesion of the vapor deposition film by heating the vapor deposition substrate is employed. The aim is to increase the adhesion of the deposited film by increasing the active state between the evaporation element incident on the deposition substrate and the surface of the deposition substrate.

ところで、光電変換基板２１は、ガラス基板上にａ−Ｓｉを基材としたＴＦＴ２６やＰＤ２７が作り込まれた基板である。また、上述した光電変換基板２１の構成の説明では省略したが、光電変換基板２１の上層には保護層が形成されている。保護層は、光電変換基板２１の表面の平滑化、保護及び電気絶縁性を確保するものである。保護層はその求められる機能から有機膜、又は有機膜と薄い無機膜との積層膜で形成されている。   By the way, the photoelectric conversion substrate 21 is a substrate in which a TFT 26 and a PD 27 made of a-Si as a base material are formed on a glass substrate. Although omitted in the description of the configuration of the photoelectric conversion substrate 21 described above, a protective layer is formed on the upper layer of the photoelectric conversion substrate 21. The protective layer ensures smoothing, protection and electrical insulation of the surface of the photoelectric conversion substrate 21. The protective layer is formed of an organic film or a laminated film of an organic film and a thin inorganic film because of its required function.

光電変換基板２１の表面にシンチレータ材を蒸着させる際、光電変換基板２１の温度を上昇させると、光電変換基板２１がダメージを受けたり、シンチレータ層２２の付着力が低下したりするなど、信頼性の低下を引き起こす恐れがある。このため、ＴＦＴ２６及びＰＤ２７、さらに配線部の接続部などを考慮すると、光電変換基板２１の温度を２００数十℃以内に抑えることが望ましい。さらに、有機膜（保護膜）を考慮すると、光電変換基板２１の温度を上記温度より低く抑えることが望ましい。   When the scintillator material is deposited on the surface of the photoelectric conversion substrate 21, if the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is increased, the photoelectric conversion substrate 21 may be damaged or the adhesion of the scintillator layer 22 may be reduced. There is a risk of causing a decline. For this reason, when considering the TFT 26 and the PD 27 and the connection portion of the wiring portion, it is desirable to keep the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 within 200 tens of degrees Celsius. Furthermore, considering the organic film (protective film), it is desirable to keep the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 lower than the above temperature.

有機膜の材料としては、光学的特性やフォトエッチングパターン形成機能などの要請から、特にアクリル系やシリコーン系などの有機樹脂剤が利用されることが多い。上記の他には、エポキシ系樹脂なども保護膜の材料に成り得るが、いずれの有機樹脂にもガラス転移点が存在し、このガラス転移点以上の温度では、有機膜の熱膨張係数の増加や、有機膜の軟化が始まる。   As the material for the organic film, organic resin agents such as acrylic and silicone are often used because of demands for optical characteristics and photoetching pattern forming functions. In addition to the above, epoxy resins can also be used as protective film materials, but any organic resin has a glass transition point. At temperatures above this glass transition point, the thermal expansion coefficient of the organic film increases. Or the softening of the organic film begins.

従って、蒸着時の保護膜（光電変換基板２１）の温度が大幅にガラス転移点を超えると、蒸着膜が安定となる。特に、光電変換基板２１上へシンチレータ層２２の形成が始まる蒸着初期において、蒸着膜の安定度に与える影響は大きい。一方、シンチレータ層２２（結晶膜）の形成を考慮した場合、蒸着中の光電変換基板２１の温度はより高い温度であることが望ましい。   Therefore, when the temperature of the protective film (photoelectric conversion substrate 21) during vapor deposition significantly exceeds the glass transition point, the vapor deposition film becomes stable. In particular, at the initial stage of vapor deposition where the formation of the scintillator layer 22 on the photoelectric conversion substrate 21 starts, the influence on the stability of the vapor deposition film is large. On the other hand, when considering the formation of the scintillator layer 22 (crystal film), it is desirable that the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 during vapor deposition is higher.

ここで、本願発明者等は、蒸着期間に光電変換基板２１の温度に対するシンチレータ層２２の状態の変化について調査した。そして、形成されたシンチレータ層２２に剥離の発生があるかどうかを調査し、シンチレータ層２２の品質を判定した。調査する際、蒸着期間の光電変換基板２１の温度を、蒸着初期と、蒸着初期以降とで変えて行った。ここで、蒸着初期とは、光電変換基板２１上へのシンチレータ層２２の形成を開始するタイミングである。具体的には、坩堝３２、４０の先端部（蒸発口３２ａ、４０ａ）に設けたシャッタを開くことにより、そのタイミングを設定できる。次の表３に調査結果を示す。   Here, the inventors of the present application investigated changes in the state of the scintillator layer 22 with respect to the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 during the vapor deposition period. Then, whether the formed scintillator layer 22 was peeled or not was examined, and the quality of the scintillator layer 22 was determined. When investigating, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 during the vapor deposition period was changed between the initial stage of vapor deposition and after the initial stage of vapor deposition. Here, the initial stage of vapor deposition is a timing at which the formation of the scintillator layer 22 on the photoelectric conversion substrate 21 is started. Specifically, the timing can be set by opening a shutter provided at the front end portions (evaporation ports 32a, 40a) of the crucibles 32, 40. The following Table 3 shows the survey results.

Figure 2018031785

表３に示すように、蒸着初期の光電変換基板２１の温度を１００℃、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１２５℃にそれぞれ調整したところ、形成されたシンチレータ層２２に剥離の発生は無く、強制試験を経てもシンチレータ層２２に剥離の発生は無かった。ここで、強制試験とは、例えばエポキシ樹脂などの硬化収縮性樹脂をシンチレータ層２２上に一定量塗布し、硬化収縮による膜応力を局所的に強制負荷する方法である。
Figure 2018031785
As shown in Table 3, when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition was adjusted to 100 ° C., and the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition was adjusted to 125 ° C., peeling occurred in the formed scintillator layer 22. None of the scintillator layer 22 was peeled even after the forced test. Here, the forced test is a method in which a certain amount of a curing shrinkable resin such as an epoxy resin is applied on the scintillator layer 22 and the film stress due to the curing shrinkage is locally forcibly loaded.

蒸着初期の光電変換基板２１の温度を１２５℃、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１６０乃至１７０℃にそれぞれ調整したところ、形成されたシンチレータ層２２に剥離の発生は無く、強制試験を経てもシンチレータ層２２に剥離の発生は無かった。   When the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition was adjusted to 125 ° C. and the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition was adjusted to 160 to 170 ° C., there was no occurrence of peeling in the formed scintillator layer 22, and a forced test was performed. Even after passing, no peeling occurred in the scintillator layer 22.

蒸着初期の光電変換基板２１の温度を１４０℃、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１７０乃至１９０℃にそれぞれ調整したところ、形成されたシンチレータ層２２に剥離の発生は無かったが、強制試験を経るとシンチレータ層２２に剥離が発生した。   When the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition was adjusted to 140 ° C. and the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition was adjusted to 170 to 190 ° C., no peeling occurred in the formed scintillator layer 22. After the test, peeling occurred in the scintillator layer 22.

蒸着初期の光電変換基板２１の温度を１５０乃至１８０℃、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１８０乃至１９５℃にそれぞれ調整したところ、形成されたシンチレータ層２２に剥離が発生した。   When the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition was adjusted to 150 to 180 ° C., and the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition was adjusted to 180 to 195 ° C., peeling occurred in the formed scintillator layer 22.

シンチレータ層２２の光電変換基板２１への付着安定性に関しては、特に蒸着初期の光電変換基板２１の温度の影響が大きい。蒸着初期の光電変換基板２１の温度が１４０℃を超えると、形成されたシンチレータ層２２に剥離が発生するリスクが大幅に増加することが予想される。従って、蒸着初期の光電変換基板２１の温度は１４０℃以下に抑えた方が望ましい。   Regarding the adhesion stability of the scintillator layer 22 to the photoelectric conversion substrate 21, the influence of the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition is particularly large. When the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition exceeds 140 ° C., it is expected that the risk of peeling of the formed scintillator layer 22 is greatly increased. Therefore, it is desirable to suppress the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition to 140 ° C. or lower.

また、蒸着初期以降においては、１２５℃の温度条件でも膜剥れの無い適切なシンチレータ層２２が形成できたことは上述の通りである。なお、１２５℃より低温側でも成膜は可能であるが、一方、蒸着初期以降の温度条件はシンチレータ層２２の結晶成長条件に関連するため、感度などのシンチレータ層２２の特性への影響も想定される。よって、１２５℃以上が適正範囲である。   In addition, as described above, an appropriate scintillator layer 22 having no film peeling was formed even at a temperature of 125 ° C. after the initial stage of vapor deposition. The film can be formed even at a temperature lower than 125 ° C. However, since the temperature conditions after the initial stage of deposition are related to the crystal growth conditions of the scintillator layer 22, the influence on the characteristics of the scintillator layer 22 such as sensitivity is also assumed. Is done. Therefore, 125 ° C. or more is an appropriate range.

このため、蒸着初期以降においては、光電変換基板２１の温度を１２５℃乃至１９０℃の範囲内とした方が望ましく、これにより、シンチレータ層２２を剥離の発生無しに形成することができる。上記のように、シンチレータ層２２の光電変換基板２１への付着安定性の観点から、蒸着期間における光電変換基板２１の温度の上限が判定される。   For this reason, it is desirable to set the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 within the range of 125 ° C. to 190 ° C. after the initial stage of vapor deposition, whereby the scintillator layer 22 can be formed without occurrence of peeling. As described above, from the viewpoint of adhesion stability of the scintillator layer 22 to the photoelectric conversion substrate 21, the upper limit of the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 in the vapor deposition period is determined.

一方、蒸着期間における光電変換基板２１の温度の下限は、特性面から制約を受ける。ここで、本願発明者等は、Ｘ線検出パネル２の感度特性が蒸着初期の光電変換基板２１の温度と相関性があること、を見出した。   On the other hand, the lower limit of the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 during the vapor deposition period is restricted by the characteristics. Here, the inventors of the present application have found that the sensitivity characteristic of the X-ray detection panel 2 is correlated with the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 in the initial stage of vapor deposition.

蒸着初期の光電変換基板２１の温度が６５℃乃至８５℃の範囲内では、諸要因の影響はあるものの、平均的には蒸着初期の光電変換基板２１の温度に対し約０．６倍の比率で感度特性が比例する。従って、蒸着初期の光電変換基板２１の温度が低くなるとＸ線検出パネル２の感度特性も低くなる。   When the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition is in the range of 65 ° C. to 85 ° C., there are various factors, but on average, the ratio is about 0.6 times the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition. The sensitivity characteristic is proportional. Therefore, when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition is lowered, the sensitivity characteristic of the X-ray detection panel 2 is also lowered.

また、蒸着初期の光電変換基板２１の温度が低下すると、結果的には蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度も低下する傾向となる。その結果、上述の結晶成長へ影響が想定される。また、上記のような感度低下現象を確認することができた。このため、Ｘ線検出パネル２が低感度を示すリスクを考慮すると、蒸着初期の光電変換基板２１の温度は７０℃以上が望ましい。   Moreover, when the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 in the initial stage of vapor deposition decreases, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition tends to decrease as a result. As a result, an influence on the above-described crystal growth is assumed. Moreover, the above sensitivity reduction phenomenon was able to be confirmed. For this reason, considering the risk that the X-ray detection panel 2 exhibits low sensitivity, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 in the initial stage of vapor deposition is desirably 70 ° C. or higher.

上述した検討結果から、本実施形態において、光電変換基板２１上にシンチレータ材を蒸着させる際、蒸着初期の光電変換基板２１の温度を７０℃乃至１４０℃の範囲内に制御し、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１２５℃乃至１９０℃の範囲内に制御することが望ましい。   From the examination results described above, in this embodiment, when the scintillator material is vapor-deposited on the photoelectric conversion substrate 21, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition is controlled within the range of 70 ° C to 140 ° C, and after the initial stage of vapor deposition. It is desirable to control the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 within a range of 125 ° C. to 190 ° C.

また、蒸着初期の光電変換基板２１の温度を７０℃乃至１２５℃の範囲内に制御し、蒸着初期以降の光電変換基板２１の温度を１２５℃乃至１７０℃の範囲内に制御した方がより好ましい。   In addition, it is more preferable to control the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 at the initial stage of vapor deposition within a range of 70 ° C. to 125 ° C. and to control the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 after the initial stage of vapor deposition within a range of 125 ° C. to 170 ° C. .

次に、真空チャンバ３１内部で起こる熱伝導について説明する。
図１７は、図３に示した光電変換基板２１、熱伝導体３６、保持機構３７及び放熱部３８を示す図であり、熱伝導体３６の機能を説明する模式図である。上述したように、シンチレータ層２２を形成するため、坩堝３２には大型のものを利用し、坩堝３２内には数ｋｇ（例えば６ｋｇ）以上のシンチレータ主材料が投入され、坩堝３２は約７００℃に加熱される。 Next, heat conduction that occurs inside the vacuum chamber 31 will be described.
FIG. 17 is a diagram illustrating the photoelectric conversion substrate 21, the heat conductor 36, the holding mechanism 37, and the heat radiating unit 38 illustrated in FIG. 3, and is a schematic diagram illustrating the function of the heat conductor 36. As described above, in order to form the scintillator layer 22, a large crucible 32 is used, and several kg (for example, 6 kg) of scintillator main material is charged into the crucible 32, and the crucible 32 is about 700 ° C. To be heated.

図３及び図１７に示すように、従って、坩堝３２からの放射（輻射）熱は大きいため、真空チャンバ３１内の上方に位置した光電変換基板２１は強く加熱される。さらに、蒸着中の蒸発元素が光電変換基板に熱エネルギを持ち込むため、光電変換基板２１の温度は大きく上昇する。   As shown in FIGS. 3 and 17, therefore, the radiation (radiation) heat from the crucible 32 is large, so that the photoelectric conversion substrate 21 located above the vacuum chamber 31 is strongly heated. Furthermore, since the evaporation element during vapor deposition brings thermal energy into the photoelectric conversion substrate, the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 greatly increases.

そこで、光電変換基板２１及び保持機構３７の全域に対向するように熱伝導体３６を配置している。ここで、光電変換基板２１及び保持機構３７と対向した熱伝導体３６の面を表面Ｓａ、放熱部３８と対向した熱伝導体３６の面を裏面Ｓｂとする。これにより、熱伝導体３６は、光電変換基板２１及び保持機構３７からの放射熱を表面Ｓａ側で吸収することができるため、光電変換基板２１の過熱を抑制し、光電変換基板２１の温度を上述した適正な値に制御することが可能となる。   Therefore, the heat conductor 36 is disposed so as to face the entire area of the photoelectric conversion substrate 21 and the holding mechanism 37. Here, a surface of the heat conductor 36 facing the photoelectric conversion substrate 21 and the holding mechanism 37 is a front surface Sa, and a surface of the heat conductor 36 facing the heat radiating portion 38 is a back surface Sb. Thereby, since the heat conductor 36 can absorb the radiant heat from the photoelectric conversion substrate 21 and the holding mechanism 37 on the surface Sa side, overheating of the photoelectric conversion substrate 21 is suppressed, and the temperature of the photoelectric conversion substrate 21 is reduced. It becomes possible to control to the appropriate value mentioned above.

また、熱伝導体３６は、裏面Ｓｂ側から放熱部３８に放射熱を発散することができる。放熱部３８のヒータを駆動しない場合、放熱部３８は、熱伝導により熱を真空チャンバ３１に伝える役割を果たしている。   Further, the heat conductor 36 can radiate radiant heat from the back surface Sb side to the heat radiating portion 38. When the heater of the heat radiating portion 38 is not driven, the heat radiating portion 38 plays a role of transferring heat to the vacuum chamber 31 by heat conduction.

放射熱は、対向する両者の間の距離が短ければより効率良く伝えることができる。このため、本実施形態では、熱伝導体３６を保持機構３７（光電変換基板２１）と放熱部３８の間に介在させ、熱伝導体３６及び保持機構３７（光電変換基板２１）間の距離、並びに熱伝導体３６及び放熱部３８間の距離を極力短くしている。   Radiant heat can be transmitted more efficiently if the distance between the two facing each other is short. For this reason, in this embodiment, the thermal conductor 36 is interposed between the holding mechanism 37 (photoelectric conversion substrate 21) and the heat radiating portion 38, and the distance between the thermal conductor 36 and the holding mechanism 37 (photoelectric conversion substrate 21), In addition, the distance between the heat conductor 36 and the heat radiating portion 38 is made as short as possible.

また、表面Ｓａと裏面Ｓｂの放射率をそれぞれ１に近づけ、熱伝導率の高い材料を利用して熱伝導体３６を形成することが望ましく、これにより、光電変換基板２１の過熱を一層抑制することができる。   In addition, it is desirable that the emissivities of the front surface Sa and the back surface Sb are close to 1, respectively, and the thermal conductor 36 is formed using a material having high thermal conductivity, thereby further suppressing overheating of the photoelectric conversion substrate 21. be able to.

本実施形態において、熱伝導体３６の表面Ｓａ及び裏面Ｓｂには、それぞれ黒色化処理が施されている。これにより、熱伝導体３６は高い放射率を確保することができる。これは、アルミニウムなどで形成された金属光沢面の放射率が数１０％程度であるのに比べ、黒色化処理が施された表面Ｓａ及び裏面Ｓｂの放射率は約９５％を示すためである。表面Ｓａ及び裏面Ｓｂからの放射は、完全黒体放射に近いことが分かる。さらに、保持機構３７の表面及び放熱部３８の表面にも、放射率を上げる表面処理（黒色化処理）を施せば、より効果的である。   In the present embodiment, the front surface Sa and the back surface Sb of the heat conductor 36 are each subjected to blackening treatment. Thereby, the heat conductor 36 can ensure a high emissivity. This is because the emissivity of the surface Sa and the back surface Sb subjected to the blackening treatment is about 95% compared to the emissivity of the metallic glossy surface formed of aluminum or the like is about several tens of percent. . It can be seen that the radiation from the front surface Sa and the back surface Sb is close to perfect blackbody radiation. Furthermore, it is more effective if the surface treatment (blackening treatment) for increasing the emissivity is applied to the surface of the holding mechanism 37 and the surface of the heat radiating portion 38.

以上のように構成された一実施形態に係るＸ線検出器の製造装置及びＸ線検出器の製造方法によれば、Ｘ線検出器を製造する際、光電変換基板２１の蒸着面が坩堝３２及び坩堝４０に露出し、上記蒸着面の法線に沿った回転軸の延長線上から坩堝３２が外れて位置する状態に光電変換基板２１を配置する。   According to the X-ray detector manufacturing apparatus and the X-ray detector manufacturing method according to the embodiment configured as described above, when the X-ray detector is manufactured, the deposition surface of the photoelectric conversion substrate 21 is the crucible 32. The photoelectric conversion substrate 21 is placed in a state where the crucible 32 is exposed to the crucible 40 and located on the extended line of the rotation axis along the normal line of the vapor deposition surface.

続いて、回転軸を中心に光電変換基板２１を回転させる。次いで、坩堝３２からＣｓＩ若しくはＴｌＩが添加されたＣｓＩ（シンチレータ主材料）を坩堝４０からＴｌＩ（シンチレータ添加剤）をそれぞれ蒸発させ、蒸着面上にＣｓＩ及びＴｌＩを蒸着させシンチレータ層２２を形成する。   Subsequently, the photoelectric conversion substrate 21 is rotated around the rotation axis. Next, CsI (scintillator main material) to which CsI or TlI is added from the crucible 32 is evaporated from the crucible 40 and TlI (scintillator additive) is evaporated from the crucible 40 to deposit CsI and TlI on the deposition surface to form the scintillator layer 22.

シンチレータ層２２を形成する際、Ｂ／Ａ≦３４０［ｎｍ］の条件の下で行っている。これにより、Ｘ線検出パネル２の感度ゴーストを低減することができる。
上記のことから、感度ゴーストの発生を低減することのできるＸ線検出器の製造方法及びＸ線検出器の製造装置を得ることができる。また、生産性の向上を図ることができ、Ｘ線検出パネル２の解像度特性の向上に寄与するシンチレータ層２２を形成することができるＸ線検出器の製造方法を得ることができる。また、製造歩留まりが高いシンチレータ層２２を形成することができるＸ線検出器の製造方法を得ることができる。 The scintillator layer 22 is formed under the condition of B / A ≦ 340 [nm]. Thereby, the sensitivity ghost of the X-ray detection panel 2 can be reduced.
From the above, it is possible to obtain an X-ray detector manufacturing method and an X-ray detector manufacturing apparatus capable of reducing the generation of sensitivity ghosts. Further, productivity can be improved, and an X-ray detector manufacturing method capable of forming the scintillator layer 22 contributing to the improvement of the resolution characteristics of the X-ray detection panel 2 can be obtained. Moreover, the manufacturing method of the X-ray detector which can form the scintillator layer 22 with a high manufacturing yield can be obtained.

本発明の一つの実施形態を説明したが、実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。   Although one embodiment of the present invention has been described, the embodiment has been presented by way of example and is not intended to limit the scope of the invention. These novel embodiments can be implemented in various other forms, and various omissions, replacements, and changes can be made without departing from the scope of the invention. These embodiments and modifications thereof are included in the scope and gist of the invention, and are included in the invention described in the claims and the equivalents thereof.

例えば、上述した実施形態では、２枚又は４枚のＸ線検出パネル２を同時に製造したが、１枚のＸ線検出パネル２のみを製造する場合や、３枚又は５枚以上のＸ線検出パネル２を同時に製造する場合であっても上述した効果を得ることができる。   For example, in the above-described embodiment, two or four X-ray detection panels 2 are manufactured at the same time. However, when only one X-ray detection panel 2 is manufactured, three or five or more X-ray detection panels are detected. Even when the panel 2 is manufactured at the same time, the above-described effects can be obtained.

熱伝導体３６の形状は、板状に限定されるものではなく、ブロック構造など、種々変形可能である。熱伝導体３６は、光電変換基板２１の配置、保持機構３７の形状、放熱部３８との位置関係などに応じた形状に形成されていればよい。上述した実施形態では、熱伝導率を高めるためにアルミニウムを利用して熱伝導体３６を形成したが、アルミニウムに限定されるものではなく、種々変形可能であり、銅（Ｃｕ）などの材料を利用して熱伝導体３６が形成されていてもよい。   The shape of the heat conductor 36 is not limited to a plate shape, and can be variously modified such as a block structure. The heat conductor 36 may be formed in a shape corresponding to the arrangement of the photoelectric conversion substrate 21, the shape of the holding mechanism 37, the positional relationship with the heat radiating unit 38, and the like. In the above-described embodiment, the heat conductor 36 is formed using aluminum in order to increase the thermal conductivity. However, the heat conductor 36 is not limited to aluminum and can be variously modified. A material such as copper (Cu) is used. The heat conductor 36 may be formed by using it.

上述した実施形態では、シンチレータ材にヨウ化セシウム（ＣｓＩ）を主成分とする材料を利用したが、これに限定されるものではなく、シンチレータ材に他の材料を利用しても上述した実施形態と類似した効果を得ることができる。   In the above-described embodiment, the material mainly composed of cesium iodide (CsI) is used for the scintillator material. However, the present invention is not limited to this, and the above-described embodiment can be used even if other materials are used for the scintillator material. Similar effects can be obtained.

上述した技術は、Ｘ線検出器の製造方法及び製造装置への適用に限定されるものではなく、他のＸ線検出器の製造方法及び製造装置等、各種の放射線検出器の製造方法及び製造装置に適用することができる。   The above-described technique is not limited to application to an X-ray detector manufacturing method and manufacturing apparatus, and other X-ray detector manufacturing methods and manufacturing apparatuses, etc. It can be applied to the device.

以下に、本願出願の原出願の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［１］光電変換基板の蒸着面が第１蒸発源及び第２蒸発源に露出し、前記蒸着面の法線に沿った回転軸の延長線上から前記第１蒸発源が外れて位置する状態に前記光電変換基板を配置し、
前記回転軸を中心に前記光電変換基板を回転させ、
前記第１蒸発源からシンチレータ主材料を前記第２蒸発源からシンチレータ添加剤をそれぞれ蒸発させ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤を蒸着させシンチレータ層を形成し、
前記光電変換基板の回転速度をＡ［ｒｐｍ］、前記シンチレータ層の成膜レートをＢ［ｎｍ／分］とすると、
前記シンチレータ層を形成する際、Ｂ／Ａ≦３４０［ｎｍ］の条件の下で行う放射線検出器の製造方法。
［２］前記第１蒸発源の蒸発口と前記蒸着面上の回転中心とを結ぶ仮想線と前記回転軸との内側になす角度をθ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤が蒸着されることにより成長する柱状結晶の頂上部のテーパ角度をαとすると、
前記光電変換基板を配置する際、θ≧α／２となるように前記光電変換基板を配置する［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［３］前記光電変換基板を配置する際、前記第２蒸発源の蒸発口から前記蒸着面上の回転中心までの距離が、前記第１蒸発源の蒸発口から前記蒸着面上の回転中心までの距離より小さくなるように前記光電変換基板を配置する［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［４］前記第１蒸発源の蒸発口から前記蒸着面上の回転中心までの距離をＲ、前記光電変換基板の対角線の長さをＥとすると、
前記光電変換基板を配置する際、１≦Ｒ／Ｅとなるように前記光電変換基板を配置する［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［５］前記光電変換基板を配置する際、前記光電変換基板を含む偶数枚の光電変換基板を対称の位置に配置し、
前記光電変換基板を回転させる際、前記偶数枚の光電変換基板を同時に回転させ、
前記シンチレータ層を形成する際、前記偶数枚の光電変換基板の蒸着面上に前記シンチレータ層を同時に形成する［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［６］前記偶数枚の光電変換基板を配置する際、前記偶数枚の光電変換基板の対称面上に前記第１蒸発源及び第２蒸発源の少なくとも一方が位置する状態に前記偶数枚の光電変換基板を配置する［５］に記載の放射線検出器の製造方法。
［７］前記シンチレータ層を形成する際、真空引きして圧力が１×１０−２［Ｐａ］以下となる状態を維持した環境下で行う真空蒸着法を利用する［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［８］前記シンチレータ主材料にヨウ化セシウムを主成分とする材料を用い、前記シンチレータ添加剤にヨウ化タリウムを用いる［１］に記載の放射線検出器の製造方法。
［９］前記シンチレータ層を形成する際、前記シンチレータ層のタリウム濃度が１［mass％］以上となるように、前記シンチレータ主材料の加熱温度と前記シンチレータ添加剤の加熱温度とを独立して制御し、前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤のそれぞれの蒸発レートを調整する［８］に記載の放射線検出器の製造方法。 The invention described in the claims of the original application of the present application will be appended below.
[1] The state in which the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate is exposed to the first evaporation source and the second evaporation source, and the first evaporation source is located off the extended line of the rotation axis along the normal line of the vapor deposition surface. Arranging the photoelectric conversion substrate,
The photoelectric conversion substrate is rotated around the rotation axis,
The scintillator main material is evaporated from the first evaporation source, and the scintillator additive is evaporated from the second evaporation source, and the scintillator main material and the scintillator additive are evaporated on the vapor deposition surface to form a scintillator layer.
When the rotational speed of the photoelectric conversion substrate is A [rpm] and the film formation rate of the scintillator layer is B [nm / min],
A method of manufacturing a radiation detector, which is performed under the condition of B / A ≦ 340 [nm] when forming the scintillator layer.
[2] An angle formed between an imaginary line connecting the evaporation port of the first evaporation source and the rotation center on the vapor deposition surface and the rotation axis is θ, and the scintillator main material and the scintillator additive are formed on the vapor deposition surface. If the taper angle of the top of the columnar crystal that grows by vapor deposition is α,
The method of manufacturing a radiation detector according to [1], wherein when the photoelectric conversion substrate is disposed, the photoelectric conversion substrate is disposed so that θ ≧ α / 2.
[3] When arranging the photoelectric conversion substrate, the distance from the evaporation port of the second evaporation source to the rotation center on the deposition surface is from the evaporation port of the first evaporation source to the rotation center on the deposition surface. The method of manufacturing a radiation detector according to [1], wherein the photoelectric conversion substrate is disposed so as to be smaller than a distance of.
[4] When the distance from the evaporation port of the first evaporation source to the rotation center on the vapor deposition surface is R, and the length of the diagonal line of the photoelectric conversion substrate is E,
The method for manufacturing a radiation detector according to [1], wherein the photoelectric conversion substrate is disposed such that 1 ≦ R / E when the photoelectric conversion substrate is disposed.
[5] When the photoelectric conversion substrate is disposed, an even number of photoelectric conversion substrates including the photoelectric conversion substrate are disposed at symmetrical positions,
When rotating the photoelectric conversion substrate, simultaneously rotate the even number of photoelectric conversion substrates,
The method of manufacturing a radiation detector according to [1], wherein when forming the scintillator layer, the scintillator layer is simultaneously formed on a vapor deposition surface of the even number of photoelectric conversion substrates.
[6] When arranging the even number of photoelectric conversion substrates, the even number of photoelectric conversion substrates are in a state in which at least one of the first evaporation source and the second evaporation source is positioned on the symmetry plane of the even number of photoelectric conversion substrates. The method for producing a radiation detector according to [5], wherein the conversion substrate is arranged.
[7] Radiation detection according to [1], in which the scintillator layer is formed using a vacuum deposition method performed in an environment in which a vacuum is applied to maintain a pressure of 1 × 10 −2 [Pa] or less. Manufacturing method.
[8] The method of manufacturing a radiation detector according to [1], wherein a material containing cesium iodide as a main component is used as the scintillator main material, and thallium iodide is used as the scintillator additive.
[9] When forming the scintillator layer, the heating temperature of the scintillator main material and the heating temperature of the scintillator additive are independently controlled so that the thallium concentration of the scintillator layer is 1 [mass%] or more. And the manufacturing method of the radiation detector as described in [8] which adjusts each evaporation rate of the said scintillator main material and a scintillator additive.

２…Ｘ線検出パネル、２１…光電変換基板、２２…シンチレータ層、３０…真空蒸着装置、３１…真空チャンバ、３２，４０…坩堝、３２ａ，４０ａ…蒸発口、３３，３４，４１…ヒータ、３５，４２…カバー、３６…熱伝導体、３７…保持機構、３８…放熱部、３９…モータ、Ａ…回転速度、Ｂ…成膜レート、Ｅ…長さ、Ｑ，Ｒ…距離、θ，θ１…入射角、α…角度。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 2 ... X-ray detection panel, 21 ... Photoelectric conversion board, 22 ... Scintillator layer, 30 ... Vacuum deposition apparatus, 31 ... Vacuum chamber, 32, 40 ... Crucible, 32a, 40a ... Evaporation port, 33, 34, 41 ... Heater, 35, 42 ... cover, 36 ... heat conductor, 37 ... holding mechanism, 38 ... heat radiating part, 39 ... motor, A ... rotational speed, B ... film forming rate, E ... length, Q, R ... distance, θ, θ 1 ... incidence angle, α ... angle.

Claims (2)

真空チャンバの上方を向いて開口している第１蒸発源と、前記第１蒸発源の開口部から上方に伸びる軸を含む面に対して対称の位置に配置された２枚の光電変換基板と、を対向させ、
各々の前記光電変換基板上の蒸着面の法線に沿った２つの回転軸を基準に、前記光電変換基板を個別に、かつ同時に回転させながら、シンチレータ層を前記光電変換基板の前記蒸着面に２枚同時に形成し、
かつ、前記蒸着面の法線と、前記第１蒸発源から前記蒸着面の前記回転軸に伸びる直線とがなす角度θが４５°≦θ≦７０°である放射線検出器の製造方法。 A first evaporation source that opens upwardly from the vacuum chamber, and two photoelectric conversion substrates that are arranged symmetrically with respect to a plane including an axis extending upward from the opening of the first evaporation source; ,
The scintillator layer is placed on the vapor deposition surface of the photoelectric conversion substrate while rotating the photoelectric conversion substrates individually and simultaneously with reference to two rotation axes along the normal line of the vapor deposition surface on each photoelectric conversion substrate. Two sheets are formed at the same time,
And the manufacturing method of the radiation detector whose angle (theta) which the normal line of the said vapor deposition surface and the straight line extended from the said 1st evaporation source to the said rotating shaft of the said vapor deposition surface are 45 degrees <= θ <= 70 degrees. 光電変換基板の蒸着面が第１蒸発源及び第２蒸発源に露出し、前記蒸着面の法線に沿った回転軸の延長線上から前記第１蒸発源が外れて位置する状態に前記光電変換基板を配置し、
前記回転軸を中心に前記光電変換基板を回転させ、
前記第１蒸発源からシンチレータ主材料を前記第２蒸発源からシンチレータ添加剤をそれぞれ蒸発させ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤を蒸着させシンチレータ層を形成し、
前記第１蒸発源の蒸発口と前記蒸着面上の回転中心とを結ぶ仮想線と前記回転軸との内側になる角度をθ、前記蒸着面上に前記シンチレータ主材料及びシンチレータ添加剤が蒸着されることにより成長する柱状結晶の頂上部のテーパ角度をαとすると、
前記光電変換基板を配置する際、θ≧α／２となるように、前記光電変換基板を配置する
放射線検出器の製造方法。 The photoelectric conversion substrate is exposed to a first evaporation source and a second evaporation source, and the photoelectric conversion is in a state in which the first evaporation source is located on an extension line of a rotation axis along a normal line of the evaporation surface. Place the board,
The photoelectric conversion substrate is rotated around the rotation axis,
The scintillator main material is evaporated from the first evaporation source, and the scintillator additive is evaporated from the second evaporation source, and the scintillator main material and the scintillator additive are evaporated on the vapor deposition surface to form a scintillator layer.
The angle between the imaginary line connecting the evaporation port of the first evaporation source and the rotation center on the vapor deposition surface and the rotation axis is θ, and the scintillator main material and the scintillator additive are vapor-deposited on the vapor deposition surface. If the taper angle of the top of the columnar crystal that grows by α is α,
A method of manufacturing a radiation detector, wherein the photoelectric conversion substrate is arranged such that θ ≧ α / 2 when the photoelectric conversion substrate is arranged.
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