JP6143164B2 - シンチレータアレイの製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、放射線検出器等に用いるシンチレータアレイを高精度で効率良く製造する方法に関する。

放射線検査装置の一つにコンピュータ断層撮影装置［Ｃｏｍｐｕｔｅｄ Ｔｏｍｏｇｒａｐｈｙ（ＣＴ）装置］がある。ＣＴ装置は、Ｘ線ファンビームを放射するＸ線管と、多数の放射線検出素子を併設した放射線検出器とを有する。Ｘ線管と放射線検出器は、測定対象を中心にして対向するように配置される。Ｘ線管から放射されたＸ線ファンビームは測定対象を透過し、放射線検出器で検出される。１回の照射ごとに照射角度を変えてＸ線吸収データを収集し、コンピュータ解析により測定対象の断層面における個々の位置のＸ線吸収率を算出し、Ｘ線吸収率に応じた画像を構成する。放射線検出器として、シンチレータアレイ及びシリコンフォトダイオードを組合せた検出器、又はシンチレータアレイ及び光電子増倍管を組合せた検出器が用いられている。

このようなシンチレータアレイの製造方法として、特開２０００−２４１５５４号は、発光部を粘着シートの上に設置し、発光部を囲むように型枠を粘着シート上に設け、ルチル型酸化チタン粉末を含有するエポキシ樹脂からなる光反射層用樹脂を型枠内に流し込んで発光部を樹脂で被覆し、紫外線照射により樹脂を硬化させ、粘着シート及び型枠を取り除いた後、機械加工により所定の形状のシンチレータアレイとする方法を開示している。しかし、粘着シートを剥がすために溶解工程及び洗浄工程を要するので、工数が多いという問題がある。

特開２００４−３９７０号は、ルチル型酸化チタンを含有するポリエステル樹脂で櫛歯状シンチレータウェファーを被覆した後、紫外線照射により樹脂を硬化させて光反射材を形成する方法を開示している。樹脂が流出しないようにシンチレータウェファーの周囲に堰を設ける。しかし、この方法では、櫛歯状シンチレータウェファーを固定する粘着シートを用いていない。

特開平４−２７３０８７号は、型枠内の粘着シート上にシンチレータ基板を所定の間隙で配置し、型枠に光反射材用液状樹脂を入れることによりシンチレータ基板の間隙に光反射材用液状樹脂を流入させ、液状樹脂の硬化後、粘着シートを除去するシンチレータアレイの製造方法を開示している。しかし、粘着シート上で樹脂が硬化すると、粘着シートの剥離に溶解工程及び洗浄工程を要し、工数が増えるという問題がある。

特開２０００−９８０４１号は、発光層を第一の感紫外線性接着フィルムに貼り着け、レーザーにより発光層に接着フィルムに達する格子状の溝を形成し、第一の接着フィルムと反対側の発光層の面に第二の接着フィルムを貼り着け、紫外線により第一の接着フィルムを除去し、発光層の少なくとも１つの表面に光検出器への光伝達を良くするための表面処理を行うことからなる放射線検出器の製造方法を開示している。しかし、この方法には第二の接着フィルムを支持する部材がない。第二の接着フィルムが撓むと、樹脂被覆工程の前では溝で分離した発光層は位置ずれを起こしやすい。

特開２００３−１４８５２号は、シンチレータと半導体光検出素子とを積層した放射線検出器を複数個並べた多チャンネル放射線検出器の製造方法において、保持シートにシンチレータウェファの一面を貼り付け、シンチレータウェファを保持シートに貼り付けたままシンチレータウェファを所定幅にスライスして間隙を設け、スライスしたシンチレータ上にルチル型酸化チタン及び樹脂を含有する白色混合物を注ぎ、前記間隙及びシンチレータの周囲に充填した後、樹脂を硬化させ、複数個のシンチレータを白色混合物で一体化し、一体化した複数個のシンチレータを所定寸法に加工し、その一面にルチル型酸化チタンと樹脂とからなる光反射層を貼り付け、反対側の面に半導体光検出素子を貼り付ける方法を開示している。保持シートとして発泡シートを用いている。しかし、発泡シート上で樹脂が硬化すると、粘着シートの剥離に溶解工程及び洗浄工程を要し、工数が増えるという問題がある。

特開２０００−２４１５５４号公報 特開２００４−００３９７０号公報 特開平４−２７３０８７号公報 特開２０００−０９８０４１号公報 特開２００３−１４８５２号公報

従って本発明の目的は、シンチレータアレイを高精度で効率良く製造する方法を提供することである。

本発明のシンチレータアレイの製造方法は、シンチレータ基板を、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記シンチレータ基板に格子状の溝を形成して複数のシンチレータセルを有する格子状溝付きシンチレータ基板を形成し、前記格子状溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセル樹脂硬化体を形成し、次いで紫外線照射により前記シンチレータセル樹脂硬化体から前記両面粘着シートを剥離する工程を有することを特徴とする。

本発明の第一の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法は、シンチレータ基板を、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記シンチレータ基板に前記両面粘着シートに達する格子状の貫通溝を形成して複数のシンチレータセルを有する貫通溝付きシンチレータ基板を形成し、前記貫通溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセル樹脂硬化体を形成し、次いで紫外線照射により前記シンチレータセル樹脂硬化体から前記両面粘着シートを剥離する工程を有することを特徴とする。

本発明の第二の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法は、シンチレータ基板を、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記シンチレータ基板に格子状の未貫通溝を形成することにより、シンチレータ基板に残留する連結部により複数のシンチレータセルが一体化された形状の格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を形成し、前記未貫通溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記格子状溝に充填した前記液状硬化性樹脂の加熱硬化後に前記連結部を除去する工程を有することを特徴とする。

第二の実施形態では、格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を前記支持プレートから剥離してアニーリング処理をした後、再度、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定するのが好ましい。

本発明の第三の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法は、シンチレータ基板に格子状の未貫通溝を形成することにより、複数のシンチレータセルが連結部で一体化された形状の格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を形成し、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記連結部を除去することにより格子状の貫通溝を有するシンチレータ基板を形成し、前記格子状貫通溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセル樹脂硬化体を形成し、次いで紫外線照射により前記シンチレータセル樹脂硬化体から前記両面粘着シートを剥離する工程を有することを特徴とする。

第三の実施形態において、前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を形成した後に、アニーリング処理を行なうのが好ましい。

第三の実施形態において、前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を前記支持プレートの面方向に固定する大きさの開口部を有する治具を、前記支持プレートの上面外周部に取り付け、前記治具の開口部内の前記両面粘着シートに前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を接着した後、前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板から前記連結部を研削により除去するのが好ましい。

前記シンチレータ基板を固定した前記支持プレートの側面全周に粘着シートの紫外線剥離型粘着面を貼付することにより前記支持プレートの上方に前記粘着シートを延出させ、前記粘着シートの上方延出部により形成された枠内に前記液状硬化性樹脂を流入させ、もって前記シンチレータセルの間隙に前記液状硬化性樹脂を充填するのが好ましい。また、前記支持プレートに貼付した前記両面粘着シートに、前記シンチレータ基板を包囲するように粘着シートで形成した枠を貼付し、前記枠内に前記液状硬化性樹脂を流入させても良い。前記枠を形成する前記粘着シートのうち、前記液状硬化性樹脂と接する側の粘着面は紫外線剥離型であるのが好ましい。

いずれの実施形態による方法でも、前記シンチレータセル樹脂硬化体を両面研削することにより前記シンチレータセルが露出したシンチレータセルアレイを形成し、前記シンチレータセルアレイを両面粘着シート（少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である）を介して支持プレートに固定し、前記シンチレータセルアレイを反射材用液状硬化性樹脂で被覆し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセルアレイ樹脂硬化体を形成し、前記シンチレータセルアレイ樹脂硬化体の一面を研削することにより前記シンチレータセルを露出させるのが好ましい。

前記支持プレートは、紫外線透過性であることが好ましい。さらに好ましくは、粘着シートの液状硬化性樹脂と接する側の紫外線剥離型の粘着面に、１００ｍＪ／ｍｍ^２以上の照射量で紫外線を照射できることである。

前記支持プレートの面粗さＲａは好ましくは１０μｍ以下であり、より好ましくは０．０１〜１０μｍであり、最も好ましくは０．１〜２μｍである。

前記支持プレートの高さのばらつきは好ましくは１００μｍ以下であり、より好ましくは０．０１〜１００μｍであり、最も好ましくは０．１〜２０μｍである。

前記シンチレータセルのアスペクト比は、好ましくは５以下であり、より好ましくは０．２〜５である。

本発明の方法により、医療用ＣＴ装置や、手荷物検査用ＣＴ装置等に使用する放射線検出器を構成するためのシンチレータアレイを高精度で効率良く製造することができる。

本発明の第一の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法を示すフローチャートである。 両面粘着シートを介して支持プレートに固定されたシンチレータ基板を示す斜視図である。 図２のシンチレータ基板に格子状貫通溝を形成する様子を示す斜視図である。 ステップＡ５による樹脂の充填及び硬化を示す斜視図である。 粘着シートで形成した枠の一例を示す斜視図である。 粘着シートで形成した枠の別の例を示す斜視図である。 ステップＡ７により得られたシンチレータセル樹脂硬化体を示す斜視図である。 ステップＡ８により得られたセルアレイを示す斜視図である。 ステップＡ１２による樹脂の充填及び硬化を示す斜視図である。 ステップＡ１４により得られたセルアレイ樹脂硬化体を示す斜視図である。 ステップＡ１５により得られたセルアレイ樹脂被覆体を示す斜視図である。 図１０のセルアレイ樹脂被覆体の表面側を示す斜視図である。 ステップＡ１６により得られたシンチレータアレイの一例を示す斜視図である。 シンチレータアレイの別の例を示す斜視図である。 本発明の第二の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法を示すフローチャートである。 支持プレートに固定したシンチレータ基板に格子状の未貫通溝を形成する様子を示す斜視図である。 格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を液状硬化性樹脂で被覆し、硬化させる様子を示す斜視図である。 格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を含むシンチレータセル樹脂硬化体を示す斜視図である。 図１７（ａ） のＡ−Ａ断面図である。 本発明の第三の実施形態によるシンチレータアレイの製造方法を示すフローチャートである。 連結部を上にして、紫外線剥離型両面粘着シートを介して支持プレートに固定された格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を示す斜視図である。 図１９に示す格子状未貫通溝付きシンチレータ基板から連結部を除去することにより得られた格子状貫通溝付きシンチレータ基板を示す斜視図である。 格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を支持プレートの面方向に固定するために、紫外線剥離型両面粘着シートを接着した支持プレートの上面外周部に係合した治具を示す斜視図である。 治具の開口部に格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を、連結部を上にして固定した様子を示す斜視図である。 図２２（ａ） のＢ−Ｂ断面図である。 放射線検出器を示す平面図である。 図２３（ａ） のＣ−Ｃ断面図である。

本発明の実施形態を添付図面を参照して以下詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されるものではない。各実施形態の説明は、特に断りがなければ他の実施形態にも当てはまる。

本発明で用いるシンチレータとしては、例えばガドリニウムオキシサルファイド（ＧＯＳ）又はガドリニウム−アルミニウム−ガリウムガーネット（ＧＧＡＧ）からなるシンチレータが挙げられる。ＧＯＳは例えばＰｒ、Ｃｅ及びＴｂから選ばれた少なくとも１種で賦活したＧｄ_２Ｏ_２Ｓの組成を有する。ＧＧＡＧは、例えばＣｅ、Ｐｒ等から選ばれた少なくとも１種で賦活した（Ｇｄ_１−ｘＬｕ_ｘ）_３＋ａ（Ｇａ_ｕＡｌ_１−ｕ）_５−ａＯ_１２（ｘ＝０〜０．５、ｕ＝０．２〜０．６、及びａ＝−０．０５〜０．１５）の主組成を有する。しかし、本発明は特定のシンチレータ組成に限定されるものではない。

［１］ シンチレータアレイの製造方法
（１） 第一の実施形態
図１は第一の実施形態の製造方法を示すフローチャートである。まず、ベースフィルムの両面に第一及び第二の粘着面を備え、少なくとも第二の粘着面は紫外線剥離型粘着層であり、各粘着層がセパレータで被覆された紫外線剥離型両面粘着シートを準備する。紫外線剥離型粘着層は、所定の照射量の紫外線を照射すると発泡して粘着力が低下し、剥離されやすくなる粘着層である。第一の粘着面も、第二の粘着面と同じ照射量で発泡する紫外線剥離型粘着層であるのが好ましい。

図２に示すように、支持プレート３０の上面を覆う広さの紫外線剥離型両面粘着シート３０ａの第一の粘着面からセパレータを剥離し、露出した第一の粘着面を支持プレート３０の上面に貼り付ける（ステップＡ１）。次いで、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａの第二の粘着面からセパレータを剥離し、第二の粘着面Ｆｓに矩形板状のシンチレータ基板１０の底面Ｆａを貼り付ける（ステップＡ２）。このようにして、シンチレータ基板１０は、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを介して支持プレート３０に固定される。

支持プレート３０の上面（粘着シート３０ａを貼付する面）の算術平均粗さＲａ（ＪＩＳ Ｂ０６０１−１９９４）は１０μｍ以下が好ましい。Ｒａが１０μｍ超であると、各シンチレータセルと支持プレート３０との距離が大きく変動し、シンチレータセルの厚さｔを均一化するための研削量を多くしなければならない。Ｒａの下限は０．０１μｍ程度で良い。従って、支持プレート３０の面粗さＲａは１０μｍ以下が好ましく、実用的には０．０１〜１０μｍがより好ましく、０．１〜２μｍが最も好ましい。また、支持プレートには、紫外線を透過するプレートを用いるのが好ましい。紫外線をある程度透過する材質であれば、硼珪酸ガラスや石英ガラスを用いることができる。特に波長２００〜４５０ｎｍにおける透過率が高く、面粗さの面からも、石英ガラスが最も好ましい。

シンチレータセルの厚さｔを均一化するために、支持プレート３０はさらに高さのばらつきができるだけ小さいのが好ましい。高さのばらつきは、基準面となる平坦な定盤の上に支持プレート３０を置き、５箇所の任意の点で、基準面から支持プレート３０の上面までの高さＨ_１，Ｈ_２，Ｈ_３，Ｈ_４，Ｈ_５をダイヤルゲージで測定し、高さの平均値Ｈａｖを求めたとき、各高さＨ_１，Ｈ_２，Ｈ_３，Ｈ_４，Ｈ_５と平均高さＨａｖとの差ΔＨ_１，ΔＨ_２，ΔＨ_３，ΔＨ_４，ΔＨ_５のうちの最大の差ΔＨｍａｘと定義する。ダイヤルゲージの代わりにレーザーを用いた３次元測定器で測定しても良い。

支持プレート３０の高さのばらつきは１００μｍ以下であるのが好ましい。高さのばらつきが１００μｍ超であると、各シンチレータセルと支持プレート３０との距離が大きく変動し、シンチレータセルの厚さｔの均一性を確保するための研削量が多くなる。実用的には、支持プレート３０の高さのばらつきは０．０１〜１００μｍがより好ましく、０．１〜２０μｍが最も好ましい。

図３に示すように、切削用回転砥石（例えば、ダイヤモンド砥石）１９を用いて、シンチレータ基板１０に、粘着シート３０ａに達する深さの平行な複数の溝１３ｂを縦横直交するように格子状に形成する（ステップＡ３）。溝１３ｂにより、端部１５ｂを残して、シンチレータ基板はＭ×Ｎ（Ｍ及びＮはそれぞれ２以上の自然数である。）個のシンチレータセル１２ｂに分離される。貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂは紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを介して支持プレート３０に固定されているので、それらの間隔がずれることはない。貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂの両端部１５ｂ、１５ｂは後のステップで切り落とされる。図３に示すｘ軸はシンチレータ基板１０の厚さ方向を示し、ｙ軸及びｚ軸はそれぞれ溝１３ｂの方向を示す。

各シンチレータセル１２ｂにおいて、Ｙ軸方向及びＺ軸方向の寸法のうち短い方を幅ｗとし、Ｘ軸方向の寸法を高さｔとする。各シンチレータセル１２ｂのアスペクト比（ｗ／ｔで表される）は、ＣＴ装置の解像度の観点から５以下が好ましい。なお、アスペクト比が０．２未満では粘着シート３０ａによるシンチレータセル１２ｂの保持が困難であるので、アスペクト比ｗ／ｔは０．２〜５がより好ましい。

支持プレート３０の側面全周に４枚の紫外線剥離型両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌの紫外線剥離型粘着面を貼付し、支持プレート３０の上方に両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌを部分的に延出させる。両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌの上方延出部により、反射材として機能する樹脂層を形成するための液状硬化性樹脂を堰止める空間を形成するための四角い枠が形成される（ステップＡ４）。なお、粘着シート３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ及び３１Ｌは紫外線剥離型片面粘着シートでも良い。４枚の紫外線剥離型両面粘着シートを用いる代わりに、図５（ａ） に示すように１枚の帯状の粘着シートを支持プレートの側面に巻きつけ、帯の一端部を他端に重ねることにより四角い枠を形成しても良い。また図５（ｂ） に示すように、４枚の粘着シートを支持プレートの側面に順に貼り付け、隣接する粘着シートの端部を接着しても良い。図５（ａ） 及び図５（ｂ） の場合、紫外線剥離型両面粘着シートの代わりに紫外線剥離型片面粘着シートを用いることができる。いずれの場合も、紫外線剥離型の両面又は片面の粘着シートにより形成された枠により、樹脂の漏れを確実に防止できる。

また、支持プレート３０の側面全周に両面粘着シートを貼付する代わりに、支持プレート３０に貼付した両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌに、貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂを包囲するように粘着シートで形成した枠を貼付しても良い。この枠によっても、樹脂の漏れを確実に防止できる。

図４に示すように四角い枠に反射材用液状硬化性樹脂３２を流し込むと、溝１３ｂに液状硬化性樹脂３２が充填され、シンチレータセル１２ｂは液状硬化性樹脂３２で被覆される（ステップＡ５）。硬化後に反射材として機能する液状硬化性樹脂３２として、例えば白色の酸化チタン粒子を含有するエポキシ樹脂を用いることができる。枠に流し込む液状硬化性樹脂３２の量は、硬化後の厚さをその後のステップで調整可能なように設定するのが好ましい。

枠に流し込んだ液状硬化性樹脂３２を所定の温度まで加熱し、硬化させる（ステップＡ６）。液状硬化性樹脂３２が硬化すると、Ｍ×Ｎ個のシンチレータセルは硬化樹脂３２’で一体化される。硬化するために加熱する所定の温度は樹脂の種類にもよるが、好ましくは５０〜１５０℃である。また、液状硬化性樹脂３２の加熱時間は樹脂の量に応じて１〜６時間で良く、好ましくは１〜３時間である。

液状硬化性樹脂３２の硬化後、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａ及び紫外線剥離型両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌの紫外線剥離型粘着層の発泡開始照射量以上の紫外線を照射する。紫外線照射により紫外線剥離型粘着層は発泡し、粘着力が低下するので、紫外線剥離型両面粘着シートは容易に剥離できる。これにより、図６に示すシンチレータセル樹脂硬化体３３が得られる（ステップＡ７）。貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂを構成する部材に相当するシンチレータセル樹脂硬化体３３中の部材の参照番号は、同じ数字の後に「ｂ」の代わりに「ｃ」が付けられている。

紫外線の照射量は粘着層の材質によるが、１００ｍＪ／ｍｍ^２以上が好ましい。所定の照射量を確保するために、両面粘着シート３０ａ及び粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌのそれぞれの面に、面全体に垂直の方向から照射するか、面と平行の方向から指向性の高い紫外線源を用いて照射しても良い。粘着シートまた、紫外線剥離型の粘着層に十分な照射量の紫外線が照射されるように、粘着シートのベースフィルムやセパレータは紫外線透過性の材料で構成されるのが好ましく、例えばアクリルやポリテトラフルオロエチレン等の有機材料である。紫外線剥離型粘着シートを使用すると、紫外線剥離後にあっても僅かな粘着層しか残留しないので、その洗浄除去は容易であり、紫外線剥離型粘着シート全体を溶媒で除去する必要がなくなる。

このようにして得られたシンチレータセル樹脂硬化体３３では、シンチレータセル１２ｂが高精度で配列している。また、シンチレータ基板の支持プレートへの固定に紫外線剥離型粘着シートを用いているので、加熱だけで簡単に剥離することができ、シンチレータアレイを効率良く製造することができる。

シンチレータセル１２ｂが露出するように、シンチレータセル樹脂硬化体３３の背面Ｂｃ及び表面Ｆｃを研削又は研磨し、図７に示すようにシンチレータセル１２ｄ、樹脂層１３ｄ及び端部１５ｄが露出した一様な厚さｈ１のシンチレータセルアレイ３６を形成する（ステップＡ８）。シンチレータセル樹脂硬化体３３を構成する部材に相当するシンチレータセルアレイ３６中の部材の参照番号は、同じ数字の後に「ｃ」の代わりに「ｄ」が付けられている。シンチレータセルアレイ３６において、シンチレータセル１２ｄ、樹脂層１３ｄ及び端部１５ｄは樹脂外周部３５に囲われている。

粘着シート３０ａと同じ紫外線剥離型両面粘着シート６０ａの第一の粘着面からセパレータを剥離し、第一の粘着面を支持プレート６０の上面に貼り付ける（ステップＡ９）。粘着シート６０ａの第二の粘着面からセパレータを剥離し、露出した第二の粘着面にシンチレータセルアレイ３６を貼付する（ステップＡ１０）。これにより、シンチレータセルアレイ３６は支持プレート６０に固定される。

図８に示すように、ステップＡ４で用いたものと同じ４枚の紫外線剥離型両面粘着シート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ、６１Ｌを支持プレート６０の側面に貼付し、反射材用液状硬化性樹脂を溜めるための枠を形成する（ステップＡ１１）。４枚の粘着シート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ、６１Ｌの両端部を接着し、四角い枠とする。この四角い枠内にステップＡ５と同じ反射材用液状硬化性樹脂６２を流し込むと、シンチレータセルアレイ３６の背面は液状硬化性樹脂６２で被覆される（ステップＡ１２）。

枠に流し込んだ液状硬化性樹脂６２を上記所定の温度に加熱し、硬化させると、シンチレータセルアレイ３６の背面は硬化樹脂６２’で被覆される（ステップＡ１３）。液状硬化性樹脂６２の硬化後、所定の照射量以上の紫外線を照射すると、紫外線剥離型両面粘着シート６１Ｆ，６１Ｒ，６１Ｂ、６１Ｌ、及び紫外線剥離型両面粘着シート６０ａの粘着力は低下し、容易に剥離できる。これにより、図９に示すシンチレータセル樹脂硬化体７３が得られる（ステップＡ１４）。粘着シートの剥離後、必要に応じてシンチレータセル樹脂硬化体７３を洗浄する。シンチレータセルアレイ３６を構成する部材に相当するシンチレータセル樹脂硬化体７３中の部材の参照番号は、同じ数字の後に「ｄ」の代わりに「ｅ」が付けられている。

樹脂層７２ｆの厚さがｈ２となるようにシンチレータセル樹脂硬化体７３の背面Ｂｅを平面研削し、図１０に示すシンチレータセルアレイ樹脂被覆体７６を得る（ステップＡ１５）。図１１は、図１０のシンチレータセルアレイ樹脂被覆体７６の表面Ｆｆ側を示す。シンチレータセルアレイ樹脂被覆体７６の表面Ｆｆに複数のシンチレータセル１２ｄが露出している。シンチレータセル樹脂硬化体７３を構成する部材に相当するシンチレータセルアレイ樹脂被覆体７６中の部材の参照番号は、同じ数字の後に「ｅ」の代わりに「ｆ」が付けられている。

シンチレータセルアレイ樹脂被覆体７６の外周を回転砥石（図示せず）により除去し、図１２に示す所定の寸法のシンチレータアレイ７６ｆを得る（ステップＡ１６）。シンチレータアレイ７６ｆは、シンチレータセル１２ｄ間に反射材用樹脂層１３ｄを有し、外周及び背面に反射材用樹脂層７５を有する。これらの反射材用樹脂層１３ｄ、７５は反射材として機能する。シンチレータアレイ７６ｆの表面には、Ｍ×Ｎ個のシンチレータセル１２ｄが露出しており、各シンチレータセル１２ｄの露出面は発光面である。

ステップＡ３（図３）において端部１５ｂを切削除去した後、実施形態１と同じステップによりシンチレータアレイを製造することもできる。ただし、図１３に示すように、ステップＡ１６に相当する外周切断において、側面の反射材用樹脂層７５ｇを所定寸法まで切断や研削などで加工する。この方法でも、反射材用樹脂層１３ｄを介して複数のシンチレータセル１２ｄを配列したシンチレータアレイ７６ｇを得ることができる。

液状硬化性樹脂を硬化させるための加熱と、紫外線剥離型粘着シートを剥離させるための紫外線照射とを連続装置で行うことができる。連続装置は、加熱領域と紫外線照射領域とを通るベルトコンベアとを具備し、ベルトコンベアに載置された物品（図４及び図８に示す。）は加熱領域を通過する間に液状硬化性樹脂が硬化され、次いで紫外線照射領域を通過する間に紫外線剥離型粘着シートに紫外線が照射される。連続装置を出た物品では紫外線剥離型粘着シートが容易に剥離できる状態になっている。この方法では液状硬化性樹脂の硬化と紫外線剥離型粘着シートの剥離を連続的に行うことができるので、効率的である。

（４） 第二の実施形態
第二の実施形態の方法は、貫通溝の代わりに未貫通溝を形成することを特徴とする。図１４に示すように、シンチレータ基板１０を紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを介して支持プレート３０上に固定するまでのステップＢ１及びＢ２は第一の実施形態におけるステップＡ１及びＡ２と同じである。

図１５に示すように、切削用回転砥石１９を用いて、シンチレータ基板１０に両端部１５ｂ、１５ｂを残して紫外線剥離型両面粘着シート３０ａまで到達しない深さの複数（Ｍ×Ｎ個）の平行な未貫通溝１３ｂ’を縦横直交するように格子状に形成する（ステップＢ３）。未貫通溝１３ｂ’の形成により残留するシンチレータ基板１０の部分は連結部１１ｃとして各シンチレータセル１２ｂを支持する。連結部１１ｃの厚さは、その後のステップでの液状硬化性樹脂の加熱硬化の際にシンチレータセルにクラックが入らないように適宜設定する。格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’の端部１５ｂは後のステップで切除しても、しなくても良い。端部１５ｂを切除する場合、図１３に示すシンチレータアレイ７６ｇが得られ、端部１５ｂを切除しない場合、図１２に示すシンチレータアレイ７６ｆが得られる。

格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’が付着した支持プレート３０に紫外線照射し、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを発泡させて、格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を支持プレート３０から剥離する（ステップＢ４）。溝入れ加工で蓄積された歪みを緩和するために、格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’にアニーリング処理を施す（ステップＢ５）。アニーリング温度は、例えば１０００〜１４００℃が好ましい。

アニーリング処理した格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを介して支持プレート３０上に固定する（ステップＢ６）。支持プレート３０の側面にフィルム３１Ｆ，３１Ｒ，３１Ｂ，３１Ｌを貼付し、液状硬化性樹脂を溜めるための枠を形成する（ステップＢ７）。図１６に示すように、枠の空間に液状硬化性樹脂３２を入れると、液状硬化性樹脂３２は格子状溝に充填される（ステップＢ８）。

液状硬化性樹脂３２を所定の温度まで加熱し、硬化させると、Ｍ×Ｎ個のシンチレータセルは硬化樹脂で一体化される（ステップＢ９）。液状硬化性樹脂３２の硬化条件は第一の実施形態と同じで良い。

液状硬化性樹脂３２の硬化後、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａ及び紫外線剥離型両面粘着シート３１Ｆ、３１Ｒ、３１Ｂ、３１Ｌを紫外線照射により剥離する（ステップＢ１０）。これにより、図１７（ａ） 及び図１７（ｂ） に示す連結部付きシンチレータセル樹脂硬化体３３’が得られる。図１７（ｂ） に示すように、連結部１１ｃを除去するとともに、シンチレータセルの両面に露出させるために、シンチレータセル樹脂硬化体３３’の表面Ｆｃ及び背面Ｂｃ側を研削し、一様な厚さｈ１を有するシンチレータセルアレイを形成する（ステップＢ１１）。このシンチレータセルアレイは、図７に示すシンチレータセルアレイ３６と同じである。ステップＢ１１の後、第一の実施形態のステップＡ９〜Ａ１６と同じステップによりシンチレータアレイを得る。

（４） 第三の実施形態
第三の実施形態の方法は、紫外線剥離型両面粘着シートを介して支持プレートに固定する格子状未貫通溝付きシンチレータ基板の向き（上下方向）が第二の実施形態の方法と異なる。従って、図１８に示すように、紫外線照射により支持プレート３０上の紫外線剥離型両面粘着シート３０ａから格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を剥離するまでのステップＣ１〜Ｃ４は、第二の実施形態におけるステップＢ１〜Ｂ４と同じである。なお、固定したシンチレータ基板１０に格子状未貫通溝を形成した後、そのまま反射材用樹脂を充填するわけではないので、シンチレータ基板１０の固定には紫外線剥離型両面粘着シートを用いる必要がなく、紫外線剥離型両面粘着シート以外の粘着シート、接着剤、粘着剤等を用いても良い。

図１９に示すように、格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を、連結部１１ｃを上にして、支持プレート３０に接着した紫外線剥離型両面粘着シート３０ａの上面Ｆｓに接着する（ステップＣ６）。格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’の上面Ｆａ側を、縦型研削機、平面研削機、ラップ機、切削機等により一点鎖線Ｐの深さまで研削し、図２０に示すように格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’から連結部１１ｃを除去し、未貫通溝を貫通溝とする（ステップＣ７）。このようにして、図３に示すのと同じ貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂが得られる。ステップＣ７の後は、第一の実施形態のステップＡ４〜Ａ１６と同じステップによりシンチレータアレイを得る。

連結部１１ｃを研削により除去する際に個々のシンチレータセル１２ｂが位置ズレを起こすのを防止するために、各シンチレータセル１２ｂは０．２〜５のアスペクト比ｗ／ｔを有するのが好ましい。

溝１３ｂに進入した液状硬化性樹脂３２は、所定の温度への加熱により硬化するときに収縮するので、シンチレータセル１２ｂに大きな応力がかかる。しかし、液状硬化性樹脂３２の被覆の前にシンチレータセル１２ｂを分離することにより、液状硬化性樹脂３２の硬化収縮による応力が個々のシンチレータセル１２ｂに均等にかかる。従って、シンチレータセル１２ｂにクラックが発生するのを確実に防止することができる。

連結部１１ｃを研削により除去する際に個々のシンチレータセル１２ｂが位置ズレを起こすのを確実に防止するために、治具を用いても良い。例えば図２１に示すように、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを接着した支持プレート３０の上面外周部を包囲する四角形の外形を有し、シンチレータ基板１０を把持し得る大きさの四角形開口部５１、及び支持プレート３０の側面に接する下方フランジ部５２を有する治具５０を用いる。治具５０が紫外線剥離型両面粘着シート３０ａと接着するのを防止するために、少なくとも粘着シート３０ａと接触する面が離型性を有する必要がある。そのためには、例えば、粘着シート３０ａとの接触面に離型層を設ければ良い。また、治具５０全体をポリテトラフルオロエチレンなどのフッ素樹脂のような離型性材料で形成しても良い。

まず紫外線剥離型両面粘着シート３０ａを接着した支持プレート３０の上面に、治具５０を固定し、次いで図２２（ａ） に示すように、格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を、連結部１１ｃを上にして、治具５０の開口部５１内で紫外線剥離型両面粘着シート３０ａの上面Ｆｓに接着する。図２２（ｂ） は、治具５０によりｙｚ方向に固定された格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’を示す。この状態で格子状未貫通溝付きシンチレータ基板１１ｂ’の上面Ｆａ側を研削し、連結部１１ｃを除去する。研削中シンチレータセル１２ｂのｙｚ方向の動きは治具５０に規制されるので、シンチレータセル１２ｂが位置ズレを起こしたり、紫外線剥離型両面粘着シート３０ａから剥離したりするのを防止することができる。連結部１１ｃの除去後、離型性を有する治具５０は支持プレート３０から簡単に取り外すことができる。

［２］ 放射線検出器
図２３（ａ） 及び図２３（ｂ） に示すように、放射線検出器１００は、平板状に配列された複数（Ｍ×Ｎ）個のシンチレータセル１１１からなるシンチレータアレイ１１０と、光学樹脂層１３０を介してシンチレータセル１１１と整列するように平板状に配列された複数（Ｎ×Ｍ）個のフォトダイオード１２１からなるフォトダイオードアレイ１２０と、シンチレータセル１１１の周囲に形成された反射層１１２、１１３、１１４（白色の酸化チタン粒子を含有する反射材用樹脂からなる）とを有する。各シンチレータセル１１１は入射した放射線により発光し、その光は反射層１１２、１１３、１１４に導かれて対応する各フォトダイオード１２１に入射し、各フォトダイオード１２１で電気信号に変換される。シンチレータアレイ１１０は本発明の方法により形成される。

本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、本発明はそれらに限定されない。

実施例１
図１３に示すシンチレータアレイを第一の実施形態の方法で作製した。まず、板状の石英ガラスからなる支持プレートの上面（Ｒａ＝０．１μｍ、及び高さのばらつき＝５０μｍ）に、剥離するために必要な紫外線の照射量が１００ｍＪ／ｍｍ^２以上の紫外線剥離型両面粘着シートを接着した後、粘着シートにＧｄ_２Ｏ_２Ｓ： Ｃｅ， Ｐｒの組成を有するシンチレータ基板を接着した。次いで、ルチル型酸化チタン粉末を含有するエポキシ樹脂からなる反射材用樹脂を用い、硬化温度を８０℃とし、加熱時間を３時間とした。シンチレータセルのアスペクト比ｗ／ｔを１．０とした。その結果、高精度のシンチレータアレイを効率良く製造することができた。このシンチレータアレイとフォトダイオードアレイを光学接着剤を介して接合し、放射線検出器を作製した。

実施例２
剥離するために必要な紫外線の照射量が１２０ｍＪ／ｍｍ^２以上の紫外線剥離型両面粘着シートを用いた以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例３
剥離するために必要な紫外線の照射量が１５０ｍＪ／ｍｍ^２以上の紫外線剥離型両面粘着シートを用いた以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

比較例１
紫外線剥離機能を有さない圧着型粘着シートを用い、紫外線照射のステップを省略した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。圧着型粘着シートの使用によりその溶解工程及び洗浄工程を要したため、実施例１より長い製造時間を要し、効率的でなかった。

実施例４
反射材用樹脂の硬化温度を１００℃とした以外実施例２と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例５
反射材用樹脂の硬化温度を１００℃とした以外実施例３と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例６
図５（ａ） に示すように帯状の紫外線剥離型両面粘着シートを自動巻き付け装置により支持プレートに巻き付けた以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。その結果、実施例１より短い工数で粘着シートの貼付けを完了できた。

実施例７
シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．２（ｗ＝０．５ ｍｍ、ｔ＝２．５ ｍｍ）に変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例８
シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．６（ｗ＝０．８ ｍｍ、ｔ＝１．４ ｍｍ）に変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例９
シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝５．０（ｗ＝５．０ ｍｍ、ｔ＝１．０ ｍｍ）に変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

比較例２
シンチレータセルのアスペクト比をｗ／ｔ＝０．１（ｗ＝０．１ ｍｍ、ｔ＝１．０ ｍｍ）に変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。シンチレータセルの保持が困難であったので低負荷で加工した結果、シンチレータアレイの製造に実施例１より長時間を要し、効率的でなかった。

実施例１０
支持プレートの面粗さＲａを２μｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例１１
支持プレートの面粗さＲａを０．０１μｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例１２
支持プレートの面粗さＲａを１０μｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例１３
支持プレートの高さのばらつきを１００μｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例１４
支持プレートの高さのばらつきを０．０１ ｍｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

実施例１５
支持プレートの高さのばらつきを１μｍに変更した以外実施例１と同様にして、シンチレータアレイを作製した。得られたシンチレータアレイは高精度で、製造工程は効率的であった。

Claims (12)

1. シンチレータ基板を、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記シンチレータ基板に格子状の溝を形成して複数のシンチレータセルを有する格子状溝付きシンチレータ基板を形成し、前記格子状溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセル樹脂硬化体を形成し、次いで紫外線照射により前記シンチレータセル樹脂硬化体から前記両面粘着シートを剥離する工程を有するシンチレータアレイの製造方法であって、
   前記シンチレータ基板に連結部が残留するように格子状の未貫通溝を形成し、前記格子状溝に充填した前記液状硬化性樹脂の加熱硬化後に前記連結部を除去することを特徴とするシンチレータアレイの製造方法。
2. 格子状の未貫通溝を形成したシンチレータ基板を前記支持プレートから剥離し、アニーリング処理をした後、再度少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定することを特徴とする請求項１に記載のシンチレータアレイの製造方法。
3. シンチレータ基板に格子状の未貫通溝を形成することにより、複数のシンチレータセルが連結部で一体化された形状の格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を形成し、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して、前記格子状未貫通溝を前記両面粘着シート側にして支持プレートに固定し、前記連結部を除去することにより格子状の貫通溝を有するシンチレータ基板を形成し、前記格子状貫通溝に反射材用液状硬化性樹脂を充填し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセル樹脂硬化体を形成し、次いで紫外線照射により前記シンチレータセル樹脂硬化体から前記両面粘着シートを剥離する工程を有することを特徴とするシンチレータアレイの製造方法。
4. 前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を紫外線剥離型の両面粘着シートで固定する際の支持プレートは、紫外線が透過することを特徴とする請求項３に記載のシンチレータアレイの製造方法。
5. 前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を形成した後に、アニーリング処理を行なうことを特徴とする請求項３または４に記載のシンチレータアレイの製造方法。
6. 前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を前記支持プレートの面方向に固定する大きさの開口部を有する治具を、前記支持プレートの上面外周部に取り付け、前記治具の開口部内の前記両面粘着シートに前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板を接着した後、前記格子状未貫通溝付きシンチレータ基板から前記連結部を研削により除去することを特徴とする請求項３から５までのいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
7. 格子状の貫通溝又は未貫通溝を有する前記シンチレータ基板を固定した前記支持プレートの側面全周に粘着シートの紫外線剥離型粘着面を貼付することにより前記支持プレートの上方に前記粘着シートを延出させ、前記粘着シートの上方延出部により形成された枠内に前記液状硬化性樹脂を流入させ、もって前記シンチレータセルの間隙に前記液状硬化性樹脂を充填することを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
8. 前記両面粘着シートを介して格子状の貫通溝又は未貫通溝を有する前記シンチレータ基板を固定した前記支持プレート上で、前記シンチレータ基板を包囲するように前記両面粘着シートに粘着シートで形成した枠を貼付し、前記枠内に前記液状硬化性樹脂を流入させ、もって前記シンチレータセルの間隙に前記液状硬化性樹脂を充填することを特徴とする請求項１〜７のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
9. 前記枠を形成する前記粘着シートのうち、少なくとも前記液状硬化性樹脂と接する側の粘着面が紫外線剥離型であることを特徴とする請求項７または８に記載のシンチレータアレイの製造方法。
10. 前記シンチレータセル樹脂硬化体を両面研削することにより前記シンチレータセルが露出したシンチレータセルアレイを形成し、前記シンチレータセルアレイを、少なくとも前記シンチレータ基板との接着面が紫外線剥離型である両面粘着シートを介して支持プレートに固定し、前記シンチレータセルアレイを反射材用液状硬化性樹脂で被覆し、前記液状硬化性樹脂を加熱硬化させることによりシンチレータセルアレイ樹脂硬化体を形成し、前記シンチレータセルアレイ樹脂硬化体の一面を研削することにより前記シンチレータセルを露出させることを特徴とする請求項１〜９のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
11. 各シンチレータセルのアスペクト比ｗ／ｔが５以下であることを特徴とする請求項１〜１０のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。
12. 前記紫外線剥離型両面粘着シートが紫外線照射により発泡し、剥離しやすくなることを特徴する請求項１〜１１のいずれかに記載のシンチレータアレイの製造方法。