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CN106663488A - 闪烁体面板和放射线检测器 - Google Patents

闪烁体面板和放射线检测器 Download PDF

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CN106663488A
CN106663488A CN201580041703.1A CN201580041703A CN106663488A CN 106663488 A CN106663488 A CN 106663488A CN 201580041703 A CN201580041703 A CN 201580041703A CN 106663488 A CN106663488 A CN 106663488A
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Abstract

本发明的目的在于提供能够以低成本而更简便地制造、并且亮度高且锐度高的闪烁体面板。本发明提供闪烁体面板,其包括基板、载置在该基板上的隔壁、以及填充于被该隔壁区隔开的单元内的荧光体,上述荧光体的空隙率为20%以下,且上述荧光体具有晶界。

Description

闪烁体面板和放射线检测器
技术领域
本发明涉及闪烁体面板和使用其得到的放射线检测器。
背景技术
以往,在医疗现场广泛利用使用膜得到的放射线图像。但是,使用膜得到的放射线图像是模拟图像信息,因此近年来开发了计算机放射成像(computed radiography:CR)、平板放射线检测器(flat panel detector:以下记作“FPD”)等数字方式的放射线检测器。
对于FPD而言,为了将放射线转换成可见光而使用闪烁体面板。闪烁体面板包含放射线荧光体,根据所照射的放射线而使该放射线荧光体发出可见光,并通过TFT(thin filmtransistor,薄膜晶体管)、CCD(charge-coupled device,电荷耦合器件)将该发射光转换成电信号,由此将放射线的信息转换成数字图像信息。但是,对于FPD而言存在的问题在于,放射线荧光体发光时,可见光因放射线荧光体自身而发生散射,S/N比降低。
为了降低该发射光的散射造成的影响,提出了通过隔壁来区隔荧光体的方法,更具体而言,提出了向被预先形成的隔壁区隔开的空间内、即单元内填充荧光体的方法。作为用于预先形成隔壁的方法,已知硅晶片的蚀刻加工、使用含玻璃粉末的糊剂进行的丝网印刷法或感光性糊剂法(专利文献1~4)。另一方面,还已知对荧光体的单晶进行机械加工而形成槽,并向该槽中填埋隔壁的方法(专利文献5)。
现有技术方案
专利文献
专利文献1:日本特开平5-60871号公报
专利文献2:日本特开平5-188148号公报
专利文献3:日本特开2011-007552号公报
专利文献4:国际公开第2012/161304号
专利文献5:日本特开2004-317300号公报。
发明内容
发明要解决的问题
然而,向被预先形成的隔壁区隔开的单元内填充荧光体的方法中,被视作问题的是无法充分地降低发射光的散射,从而被隔壁吸收的发射光增加,闪烁体面板的亮度降低。另一方面,为了抑制发射光的散射,更理想的是单晶的荧光体,但在荧光体的单晶中形成槽的作业是精细操作,不仅需要极长的时间,荧光体的单晶还会随着加工而产生损耗,因此成本非常高,但尽管如此,其闪烁体面板的亮度仍不充分。
因此,本发明的目的在于提供其能够以低成本而更简便地制造、并且亮度高且锐度高的闪烁体面板。
用于解决问题的方案
该课题通过下述技术手段中的任一种来实现。
(1)闪烁体面板,其包括基板、载置在该基板上的隔壁、以及填充于被该隔壁区隔开的单元内的荧光体,前述荧光体为选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的化合物,前述荧光体的空隙率为20%以下,且前述荧光体具有晶界。
(2)根据(1)所述的闪烁体面板,其中,前述荧光体的空隙率为0.1%以上。
(3)根据(1)或(2)所述的闪烁体面板,其中,前述荧光体的平均粒径为1~200μm。
(4)根据(1)~(3)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述隔壁基本由无机物构成,且前述隔壁的空隙率为25%以下。
(5)根据(1)~(4)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述隔壁的杨氏模量为10GPa以上。
(6)根据(1)~(5)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述隔壁以玻璃作为主要成分。
(7)根据(1)~(6)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述闪烁体面板在前述隔壁与前述荧光体之间具有反射层,该反射层含有金属氧化物作为主要成分。
(8)根据(1)~(7)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述闪烁体面板在前述隔壁与前述荧光体之间具有遮光层,该遮光层含有金属作为主要成分。
(9)根据(7)或(8)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述闪烁体面板在前述反射层与前述荧光体之间具有保护层、或者在前述遮光层与前述荧光体之间具有保护层。
(10)根据(1)~(9)中任一项所述的闪烁体面板,其通过具备下述步骤的方法而制造:向被隔壁区隔开的单元内加压填充选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的荧光体。
(11)根据(10)所述的闪烁体面板,其中,前述加压填充中的压力为10~1000MPa。
(12)根据(10)或(11)所述的闪烁体面板,其中,前述加压填充中的温度为0~630℃。
(13)根据(10)~(12)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述加压填充在真空下进行。
(14)根据(10)~(13)中任一项所述的闪烁体面板,其中,供于前述加压填充步骤的前述荧光体的形状为薄膜状。
(15)根据(14)所述的闪烁体面板,其中,前述薄膜状的荧光体通过将荧光体粉末进行加压成型而得到。
(16)放射线检测器,其具备(1)~(15)中任一项所述的闪烁体面板。
发明的效果
根据本发明,能够更简便且以低成本提供高亮度且高锐度的闪烁体面板。
附图说明
图1是示意性地示出具备本发明闪烁体面板的放射线检测器的构成的截面图。
图2是示意性地示出本发明的闪烁体面板的构成的立体图。
图3是示意性地示出本发明的闪烁体面板的构成的截面图。
具体实施方式
以下,使用附图针对本发明的闪烁体面板的具体构成进行说明,但本发明不限定于它们。
图1是示意性地示出具备本发明闪烁体面板的放射线检测器的构成的截面图。图2是示意性地示出本发明的闪烁体面板的构成的立体图。放射线检测器1包括闪烁体面板2、输出基板3和电源部11。闪烁体面板2具有荧光体层6、即荧光体,荧光体吸收入射的放射线的能量,放射出波长为300~800nm的范围的电磁波,即放射出以可见光线为中心且遍及紫外光至红外光的范围的电磁波(光)。
闪烁体面板2由下述构成:基板4;用于在其上形成被区隔开的空间、即单元的隔壁5;在隔壁5的表面和基板4上的未形成隔壁的部分处形成的遮光层12;反射层13;保护层14;以及由填充于被隔壁5区隔开的空间内的荧光体形成的荧光体层6。
输出基板3在基板10上具备光电转换层8和输出层9,所述光电转换层8中,以二维状形成有包括光电转换元件和TFT的像素。闪烁体面板2的出射光面与输出基板3的光电转换层8介由聚酰亚胺树脂等所形成的隔膜层7而粘接或密合,由此能够得到放射线检测器1。如果荧光体层6所发射的光到达光电转换层8,则在光电转换层8中进行光电转换,通过输出层9而输出电信号。本发明的闪烁体面板由于各单元被隔壁区隔开,因此,通过使配置成格子状的光电转换元件的像素的大小和间距与闪烁体面板的单元的大小和间距相一致,能够使光电转换元件的各像素与闪烁体面板的各单元相互对应。
本发明的闪烁体面板的特征在于,其包括基板、载置在该基板上的隔壁、以及填充于被该隔壁区隔开的单元内的荧光体,上述荧光体的空隙率为20%以下,且上述荧光体具有晶界。
基板是指成为载置隔壁的对象的平板状支承体。作为基板的材质,可以举出例如具有放射线透过性的高分子、陶瓷、半导体、金属或玻璃。作为高分子化合物,可以举出例如聚酯、纤维素乙酸酯、聚酰胺、聚酰亚胺、聚碳酸酯或碳纤维强化树脂。作为陶瓷,可以举出例如氧化铝、氮化铝、莫来石、滑石、氮化硅或碳化硅。作为半导体,可以举出例如硅、锗、砷化镓、磷化镓或氮化镓。作为金属,可以举出例如铝、铁、铜或金属氧化物。作为玻璃,可以举出例如石英、硼硅酸玻璃或化学强化玻璃。
为了抑制因基板而导致的放射线吸收,基板的厚度优选为1mm以下。
基板的反射率优选为90%以上。如果反射率为90%以上,则闪烁体面板的亮度提高。作为反射率为90%以上的基板,可以举出例如在液晶显示器中被用作反射板的白色PET膜。在此,反射率是指使用分光测色计(例如,CM-2600d;コニカミノルタ公司制)测定的波长530nm的SCI反射率。
图3是示意性地示出本发明的闪烁体面板的构成的截面图。
隔壁5的高度L1优选为100~3000μm、更优选为160~1000μm。如果L1大于3000μm,则存在荧光体自身的发射光吸收变得显著、亮度降低的情况。另一方面,如果L1小于100μm,则能够填充的荧光体的量变少,因此存在闪烁体面板的亮度降低的情况。
相邻的隔壁的间隔L2优选为30~1000μm。如果L2小于30μm,则容易使得荧光体难以填充于单元内。另一方面,如果L2大于1000μm,则存在闪烁体面板的锐度变低的情况。
隔壁的底部宽度L3优选为5~150μm、更优选为10~100μm。如果L3小于5μm,则容易产生图案的缺陷。另一方面,如果L3大于150μm,则能够填充的荧光体的量变少,因此存在闪烁体面板的亮度降低的情况。
隔壁的顶部宽度L4优选为5~80μm。如果L4小于5μm,则隔壁的强度降低,容易产生图案的缺陷。另一方面,如果L4大于80μm,则存在能够提取荧光体发射光的区域变窄、闪烁体面板的亮度降低的情况。
隔壁的高度L1相对于隔壁的底部宽度L3的高宽比(L1/L3)优选为1.0~50.0。隔壁的该高宽比(L1/L3)越大,则被隔壁区隔开的平均1个像素的空间越大,能够填充更多的荧光体。
隔壁的高度L1相对于隔壁的间隔L2的高宽比(L1/L2)优选为0.5~5.0、更优选为1.0~5.0。隔壁的该高宽比(L1/L2)越高,则越能形成以高精细度区隔开的1个像素,且平均1个像素的空间能够填充更多的荧光体。
隔壁的高度L1和相邻隔壁的间隔L2可以通过下述方式来进行测定:通过截面抛光仪等研磨装置使垂直于基板的截面露出,并通过扫描型电子显微镜(例如S2400;日立制作所制)观察截面,从而进行测定。在此,将隔壁与基板的接触部处的隔壁宽度记作L3。此外,将隔壁的最顶部的宽度记作L4。
隔壁为了提高其强度、耐热性而优选基本由无机物构成。在此,无机物是指简单的部分碳化合物(石墨或金刚石等碳的同素异构体等)以及由碳以外的元素构成的化合物。应予说明,“基本由无机物构成”指的是:并非在严密意义上排除无机物以外的成分的存在,成为原料的无机物自身所含有的杂质、在隔壁的制造过程中混入的杂质程度的无机物以外的成分也是可以允许存在的。
隔壁的空隙率优选为25%以下。如果空隙率大于25%,则隔壁的强度容易不足。隔壁的空隙率可以通过下述方式测定:通过扫描型电子显微镜拍摄垂直于基板的隔壁的截面图像,通过二值化来区分隔壁的固体部分和空隙部分,并通过图像分析求出空隙部分的比率,由此测定。
隔壁的杨氏模量优选为10GPa以上。如果杨氏模量为10GPa以上,则隔壁的强度提高,填充荧光体时隔壁不易被破坏。隔壁的杨氏模量可以通过作为微小区域挤压法的纳米压痕法来测定。
隔壁优选以玻璃作为主要成分。在此,玻璃是指含有硅酸盐的无机非晶质固体。如果隔壁的主要成分为玻璃,则隔壁的强度、耐热性提高,填充荧光体时不易被破坏。应予说明,以玻璃作为主要成分是指构成隔壁的材料中的50~100质量%为玻璃。
本发明的闪烁体面板中,在被隔壁区隔开的单元内填充有选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的荧光体。在此,CsI:Tl是指掺杂铊作为掺杂物的碘化铯。同样地,NaI:Tl是指掺杂铊作为掺杂物的碘化钠,SrI2:Eu是指掺杂铕作为掺杂物的碘化锶。荧光体优选实质上不含粘接剂树脂等有机物。在此,实质上不含有机物是指填充于隔壁的荧光体中的有机物含量为1重量%以下。此外,荧光体优选仅由选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的荧光体构成,但也可以含有其它荧光体掺杂物或杂质。
填充于单元内的荧光体的空隙率必须为20%以下,优选为10%以下、进一步优选为5%以下。此外,填充于单元内的荧光体的空隙率优选为0.1%以上。如果荧光体的空隙率为20%以下,则荧光体的填充量变多,此外荧光体内的光散射受到抑制,因此,闪烁体面板的亮度和锐度提高。另一方面,荧光体的空隙率为0.1%以上时,存在荧光体具有适度的晶界的倾向,闪烁体面板的亮度容易提高。所填充的荧光体的空隙率可以通过与隔壁相同的方法进行测定。应予说明,为了尽可能排除测定误差,使通过扫描型电子显微镜拍摄的荧光体截面图像的分析范围内不含隔壁和基板等,进一步,针对随机选择的10个单元分别进行图像分析,将由此算出的平均值作为荧光体的空隙率。
填充于单元内的荧光体必须具有晶界。在此,晶界是指在多个荧光体的晶体彼此之间产生的不连续的边界面。如果填充于单元内的荧光体具有晶界,则闪烁体面板的亮度、锐度提高。其机理尚不明确,但由于在具有晶界的荧光体的X射线发光图像中观察到晶界部分特别强烈地发光的情况,因此可以推测晶界作为发射光的波导而发挥功能。此外,可以推测的是,通过在与输出基板相对的荧光体层的表面上存在晶界,介由晶界而容易地将发射光从荧光体高效地提取至输出基板侧。应予说明,填充于单元内的荧光体是否存在晶界可以通过用扫描型电子显微镜观察垂直于基板的荧光体的截面图像来判别。应予说明,有时通过通常的扫描型显微镜难以判断粒状的轮廓,但通过使用EBSD(电子背散射衍射图案,Electron Back Scatter Diffraction Patterns)法可以清晰地确认。
填充于单元内的荧光体的平均粒径优选为1~200μm。如果荧光体的平均粒径小于1μm,则存在发射光的散射变得过大、闪烁体面板的亮度降低的情况。另一方面,如果荧光体的平均粒径大于200μm,则存在晶界、空隙的分布变得不恰当、闪烁体面板的亮度降低的情况。粒径更优选为10~100μm、进一步优选为20~60μm。
填充于单元内的荧光体的平均粒径如下求出:通过扫描型电子显微镜拍摄垂直于基板的闪烁体面板的截面中的荧光体截面图像,针对随机选择的3个单元,将被晶界区隔开的荧光体的每一个单晶作为1个颗粒,以单元内的全部颗粒作为对象,使用图像分析软件进行分析,由此求出。应予说明,与是否存在晶界的判定同样地,通过使用EBSD法来获得图像,能够更清晰地观察到被晶界区隔开的区域。
本发明中,填充于单元内的荧光体的形状优选为粒状。荧光体为粒状指的是:通过扫描型电子显微镜拍摄闪烁体面板截面中的荧光体截面图像,针对从被晶界区隔开的荧光体的晶体之中随机选出的10个晶体,测定截面的长径和短径,该长径除以短径而得到的值的平均值为10以下。荧光体为粒状时,与柱状晶体等非粒状荧光体的情况相比,水分等杂质难以浸入至晶体中,因此存在荧光体层不易发生劣化的倾向。
本发明的闪烁体面板优选在隔壁与荧光体层之间具备含有金属氧化物的反射层。在此,在隔壁与荧光体层之间具备反射层是指例如在与荧光体层接触的基板和隔壁的表面形成有反射层的状态。反射层优选以金属氧化物作为主要成分。应予说明,以金属氧化物作为主要成分是指金属氧化物在反射层内所占的比例为50体积%以上。闪烁体面板通过在隔壁与荧光体层之间具备含有金属氧化物的反射层,能够将基板和载置在该基板上的隔壁的反射率控制为恰当的值。
反射层的平均厚度优选为5~20μm。在此,反射层的平均厚度指的是:从垂直于基板的闪烁体面板截面中随机选出10个单元,将其反射层的面积除以反射层的形成长度而得到的值;反射层的形成长度指的是:在该10个单元的截面中,反射层与其下层(隔壁或遮光层等)相接触的部位的长度的总延展长度。更具体而言,反射层的平均厚度可以通过下述方式来算出:通过研磨装置使垂直于基板的闪烁体面板的截面露出,通过扫描型电子显微镜观察截面,并进行图像处理来算出。
如果反射层的平均厚度小于5μm,则存在反射率变得不充分的情况。另一方面,如果该厚度大于20μm,则荧光体层的体积变得不充分,因此存在闪烁体面板的亮度降低的情况。
为了实现更适合的反射率,反射层所含有的金属氧化物优选为选自氧化钛、氧化锆、氧化铝中的化合物。由这些氧化物构成的反射层由于具有适当的反射率,故而优选。
本发明的大型结构物的检查装置所具备的闪烁体面板优选在隔壁与荧光体层之间具备含有金属的遮光层。闪烁体面板通过在隔壁与荧光体层之间具备含有金属的遮光层,能够抑制闪烁光泄漏至相邻的单元内。遮光层优选以金属作为主要成分。应予说明,以金属作为主要成分是指金属在遮光层中所占的比例为50体积%以上。
作为遮光层的形成方法,可以举出例如真空蒸镀法、溅射法或CVD法等真空制膜法;镀敷法、糊剂涂布法或通过喷雾进行的喷射法。作为遮光层所含有的金属,可以举出例如铝、铬、银、钨、钼或铅。遮光层的平均厚度优选为20~1000nm。如果遮光层的平均厚度小于20nm,则抑制闪烁光泄露的效果、X射线吸收效果容易变得不充分。另一方面,如果大于1000nm,则荧光体层的体积变得不充分,因此存在闪烁体面板的亮度降低的情况。遮光层的平均厚度可以通过与反射层的平均厚度相同的方法来算出。
在隔壁与荧光体层之间形成遮光层和反射层这两者时,为了避免因被遮光层吸收而导致反射率不充分,优选在遮光层上形成反射层。
向单元内填充荧光体时,优选形成有保护层从而不会使得上述遮光层、反射层脱落。形成遮光层和保护层时,保护层在形成遮光层后形成于遮光层与荧光体层之间。形成反射层和保护层时,保护层在形成反射层后形成于反射层与荧光体层之间。形成遮光层、反射层、保护层这三者时,优选按照遮光层、反射层、保护层的顺序来形成。作为保护层的材质,可以举出如玻璃、SiO2、树脂那样即使薄也致密且具有强度、并且反应性低的物质。在后处理步骤中的热负荷大的情况下,优选使用玻璃、SiO2等无机物。另一方面,在有机物的情况下,作为树脂的聚对二甲苯的反应性低,故而更优选。
作为保护层的形成方法,可以举出例如真空制膜法、镀敷法或喷射器喷雾法,为了形成更致密的膜,优选为真空制膜法。如果膜的厚度变厚,则填充于单元内的含有无机材料的组合物的量减少,因此,优选以在遮光层、反射层不会脱落的范围内达到最薄的方式来形成,优选形成1~5μm的聚对二甲苯。
本发明的闪烁体面板的制造方法优选具备向被隔壁区隔开的单元内加压填充荧光体的步骤。
加压填充是指对荧光体施加压力而填充于被隔壁区隔开的单元内的方法。选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的荧光体具有即使在低温低压下晶体也会发生塑性变形的特殊性质,因此,即使在较低温度且低压的温和条件下,也能够均匀且以低空隙率填充于隔壁内。与此相对,其它荧光体存在的问题在于:荧光体不会塑性变形,从而无法将填充隔壁后的荧光体层的空隙率降低至20%以下,荧光体自身因加压而劣化,因高密度填充而需要高温高压,导致无法避免隔壁的变形或破坏等,从而非常难以进行加压填充。
作为对荧光体施加压力的方法,可以举出例如单轴加压、冷等静压或热等静压。
加压填充中的压力优选为10~1000MPa、更优选为50~400MPa。如果小于10MPa,则存在下述情况:荧光体的塑性变形变得不充分,空隙率不会变低而发射光的散射变得过大,闪烁体面板的亮度降低。另一方面,如果大于1000MPa,则存在荧光体发生单晶化、闪烁体面板的亮度降低的情况,容易发生隔壁的变形或破坏。
加压填充中的温度优选为0~630℃。如果大于630℃,则存在荧光体发生单晶化、闪烁体面板的亮度降低的情况,此外,容易发生隔壁的变形或破坏。温度更优选为500℃以下、进一步优选为300℃以下。
加压填充优选在真空下进行。通过在真空下进行,容易降低荧光体层的空隙率。在真空下进行填充的方法没有特别限定,可以是使加压机的加压机构部达到真空来进行加压的方法,也可以将加压对象物放入塑料制的袋、密闭成型成袋状的金属薄膜容器中后,将袋内减压而制成真空,其后连同袋一起加压。作为对袋状对象物施加压力的方法,根据所使用的媒介物、加热温度等而分成几类,可以举出例如CIP法、WIP法或HIP法。在此,CIP法(冷等静压法:Cold Isostatic Pressing法)是指以水等液体作为媒介物、且不进行加热的方法;WIP法(温等静压法:Warm Isostatic Pressing法)是指以水或硅油等液体作为媒介物、且在15~200℃下进行加热的方法;HIP法(热等静压法:Hot Isostatic Pressing法)是指以氩气或氮气作为媒介物、且在15~2500℃下进行加热的方法。
供于加压填充的荧光体优选为粉末状或薄膜状(片状),更优选为薄膜状。作为获得薄膜状荧光体的方法,优选将粉末状的荧光体进行加压成型的方法。将荧光体制成薄膜状后,配置于单元的开口面并进行加压填充,由此能够进一步降低荧光体层的空隙率。
填充荧光体后,可以用溶剂等擦去多余的组合物、或者进行机械研磨。如果多余的荧光体的厚度较厚,则发射光容易沿着显示构件的水平方向发生散射。因此,优选的是,在填充时预先调整组合物的厚度、或者在填充后用溶剂等进行擦去、或者在填充后通过研磨来除去多余的组合物,从而使所填充的组合物的高度与隔壁高度达到相同。
作为形成隔壁的方法,可以利用公知的方法,由于容易控制形状而优选为感光性糊剂法。
以玻璃作为主要成分的隔壁可以通过例如下述步骤而形成:涂布步骤,在基材的表面涂布含玻璃粉末的感光性糊剂从而得到涂布膜;图案形成步骤,对涂布膜进行曝光和显影从而得到隔壁的烧成前图案;以及烧成步骤,烧成图案从而得到隔壁图案。为了制造以玻璃作为主要成分的隔壁,涂布步骤中使用的含玻璃粉末的糊剂所含有的无机成分的50~100质量%必须为玻璃粉末。
含玻璃粉末的糊剂所含有的玻璃粉末优选为在烧成温度下发生软化的玻璃,更优选软化温度为700℃以下的低软化点玻璃。
软化温度可以如下求出:由使用差示热分析装置(例如差动型差示热天平TG8120;株式会社リガク制)测定样品而得到的DTA曲线,通过切线法来外推吸热峰中的吸热结束温度,由此求出。更具体而言,首先使用差示热分析装置,以氧化铝粉末作为标准试样,以20℃/分钟从室温进行升温,测定成为测定样品的无机粉末,得到DTA曲线。并且,可以根据所得DTA曲线,通过切线法外推吸热峰中的吸热结束温度,从而求出软化点Ts,将所述软化点Ts作为软化温度。
为了获得低软化点玻璃,可以使用对于降低玻璃的软化点而言有效的化合物、即选自氧化铅、氧化铋、氧化锌和碱金属氧化物中的金属氧化物,优选使用碱金属氧化物来调整玻璃的软化温度。在此,碱金属是指选自锂、钠和钾中的金属。
碱金属氧化物在低软化点玻璃中所占的比例优选为2~20质量%。如果碱金属氧化物的比例小于2质量%,则软化温度变高,需要在高温下进行烧成步骤,隔壁容易产生缺陷。另一方面,如果碱金属氧化物的比例大于20质量%,则在烧成步骤中玻璃的粘度过度降低,所得格子状的烧成后图案的形状容易发生形变。
此外,对于低软化点玻璃,为了使高温下的粘度达到最佳,优选含有3~10质量%的氧化锌。如果氧化锌在低软化点玻璃中的比例低于3质量%,则高温下的粘度变高。另一方面,如果氧化锌的含量大于10质量%,则低软化点玻璃的制造成本变高。
进一步,对于低软化点玻璃,为了调整稳定性、结晶性、透明性、折射率或热膨胀特性,优选含有选自氧化硅、氧化硼、氧化铝和碱土金属氧化物中的金属氧化物。在此,碱土金属是指选自镁、钙、钡和锶中的金属。以下示出优选的低软化点玻璃的组成范围的一例。
碱金属氧化物:2~20质量%
氧化锌:3~10质量%
氧化硅:20~40质量%
氧化硼:25~40质量%
氧化铝:10~30质量%
碱土金属氧化物:5~15质量%。
包含玻璃粉末的无机粉末的粒径可以使用粒度分布测定装置(例如MT3300;日机装公司制)进行测定。更具体而言,可以向装满水的粒度分布测定装置的试样室中投入无机粉末,进行300秒钟的超声波处理后,进行测定。
低软化点玻璃粉末的50%体积平均粒径(以下记作“D50”)优选为1.0~4.0μm。如果D50小于1.0μm,则玻璃粉末聚集而无法获得均匀的分散性,糊剂的流动稳定性降低。另一方面,如果D50大于4.0μm,则在烧成步骤中得到的烧成后图案的表面凹凸度变大,容易成为事后隔壁发生破损的原因。
为了控制烧成步骤中的格子状图案的收缩率、保持最终得到的隔壁的形状,含玻璃粉末的糊剂除了含有低软化点玻璃之外,还可以含有软化温度大于700℃的高软化点玻璃或氧化硅、氧化铝、氧化钛或氧化锆等陶瓷颗粒作为填料。为了防止因玻璃粉末的烧结受到阻碍而导致的隔壁强度降低,填料在无机成分整体中所占的比例优选为50质量%以下。填料的D50优选与低软化点玻璃粉末相同。
感光性的含玻璃粉末的糊剂中,为了抑制曝光时的光散射、形成高精度的图案,玻璃粉末的折射率n1与有机成分的折射率n2优选满足-0.1<n1-n2<0.1的关系,更优选满足-0.01≤n1-n2≤0.01的关系,进一步优选满足-0.005≤n1-n2≤0.005的关系。应予说明,玻璃粉末的折射率可以通过玻璃粉末所含有的金属氧化物的组成来适当调整。
玻璃粉末的折射率可以通过贝克线检测法来测定。此外,有机成分的折射率可以通过利用椭圆偏光法对由有机成分形成的涂膜进行测定来求出。更具体而言,可以将玻璃粉末或有机成分的25℃下的波长436nm(g线)下的折射率(ng)分别记作n1或n2。
作为感光性的含玻璃粉末的糊剂所含有的感光性有机成分,可以举出例如感光性单体、感光性低聚物或感光性聚合物。在此,感光性单体、感光性低聚物或感光性聚合物是指通过活性光线的照射而发生光交联或光聚合等反应从而使化学结构发生变化的单体、低聚物或聚合物。
作为感光性单体,优选为具有活性碳-碳不饱和双键的化合物。作为这样的化合物,可以举出例如具有乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基或丙烯酰胺基的化合物,为了提高光交联的密度、形成高精度的图案,优选为多官能丙烯酸酯化合物或多官能甲基丙烯酸酯化合物。
作为感光性低聚物或感光性聚合物,优选为具有活性碳-碳不饱和双键且具有羧基的低聚物或聚合物。这样的低聚物或聚合物例如可以通过将丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、马来酸、富马酸、乙烯基乙酸或它们的酸酐等含羧基单体、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯或2-羟基丙烯酸酯进行共聚来获得。作为将活性的碳-碳不饱和双键导入至低聚物或聚合物的方法,可以举出例如使低聚物或聚合物所具有的巯基、氨基、羟基或羧基与丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯或烯丙基氯、具有缩水甘油基或异氰酸酯基的烯属不饱和化合物或马来酸等羧酸发生反应的方法。
通过使用具有氨基甲酸酯键的感光性单体或感光性低聚物,可以得到能够缓和烧成步骤初期中的应力且在烧成步骤中不易发生图案缺损的含玻璃粉末的糊剂。
感光性的含玻璃粉末的糊剂根据需要可以含有光聚合引发剂。在此,光聚合引发剂是指通过活性光线的照射而产生自由基的化合物。作为光聚合引发剂,可以举出例如二苯甲酮、邻苯甲酰基苯甲酸甲酯、4,4-双(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4-双(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮、4-苯甲酰基-4-甲基二苯甲酮、二苯甲基甲酮、芴酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羟基-2-甲基苯丙酮、噻吨酮、2-甲基噻吨酮、2-氯噻吨酮、2-异丙基噻吨酮、二乙基噻吨酮、苯偶酰、苯甲基甲氧基乙基乙缩醛、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丁基醚、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并环庚酮、亚甲基蒽酮、4-叠氮基苯甲叉基苯乙酮、2,6-双(对叠氮基苯甲叉基)环己酮、2,6-双(对叠氮基苯甲叉基)-4-甲基环己酮、1-苯基-1,2-丁二酮-2-(O-甲氧基羰基)肟、1-苯基-1,2-丙二酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1,3-二苯基丙三酮-2-(O-乙氧基羰基)肟、1-苯基-3-乙氧基丙三酮-2-(O-苯甲酰基)肟、米蚩酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-吗啉基-1-丙酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮-1、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、N-苯基硫代吖啶酮、二硫化苯并噻唑、三苯基膦、过氧化苯偶姻、或者曙红或亚甲基蓝等光还原性的色素与抗坏血酸或三乙醇胺等还原剂的组合。
感光性的含玻璃粉末的糊剂通过包含具有羧基的聚合物来作为感光性聚合物,在显影时的碱水溶液中的溶解性提高。具有羧基的聚合物的酸值优选为50~150mgKOH/g。如果酸值为150mgKOH/g以下,则显影允许宽度变宽。另一方面,如果酸值为50mgKOH/g以上,则在碱水溶液中的溶解性不会降低,能够得到高精细的图案。
感光性的含玻璃粉末的糊剂可以通过将各种成分以达到规定的组成的方式进行调配后,用三辊磨或混练机均匀地混合分散来获得。
感光性的含玻璃粉末的糊剂的粘度可以通过无机粉末、增稠剂、有机溶剂、阻聚剂、增塑剂或抗沉降剂等的添加比例来适当调整,其范围优选为2~200Pa・s。例如,通过旋涂法将感光性的含玻璃粉末的糊剂涂布于基材上时,优选为2~5Pa・s的粘度,通过刮刀涂布机或模具涂布机法涂布于基材上时,优选为10~50Pa・s的粘度。通过单次丝网印刷法来涂布感光性的含玻璃粉末的糊剂,从而得到膜厚为10~20μm的涂布膜时,优选为50~200Pa・s的粘度。
涂布步骤是在基材的表面上整面或部分地涂布含玻璃粉末的糊剂从而得到涂布膜的步骤。作为基材,可以使用玻璃板或陶瓷板等高耐热性的支承体。作为涂布含玻璃粉末的糊剂的方法,可以举出例如丝网印刷法、棒涂机、辊涂机、模具涂布机或刮刀涂布机。所得涂布膜的厚度可以通过涂布次数、丝网的网眼尺寸或糊剂的粘度等来调整。
图案形成步骤例如可以由下述步骤构成:曝光步骤,将涂布步骤中得到的涂布膜隔着具有规定开口部的光掩模进行曝光;以及显影步骤,将曝光后的涂布膜中的可溶于显影液的部分溶解除去。
曝光步骤是通过曝光而使涂布膜的所需部分发生光固化或者使涂布膜的无用部分发生光分解、从而使涂布膜的任意部分可溶于显影液的步骤。显影步骤是用显影液将曝光后的涂布膜中的可溶于显影液的部分溶解除去、从而得到仅残留所需部分的格子状的烧成前图案的步骤。
曝光步骤中,可以通过激光等直接描画任意的图案而不使用光掩模。作为曝光装置,可以举出例如接近式曝光机。作为曝光步骤中照射的活性光线,可以举出例如近红外线、可见光线或紫外线,优选为紫外线。此外,作为其光源,可以举出例如低压汞灯、高压汞灯、超高压汞灯、卤素灯或杀菌灯,优选为超高压汞灯。曝光条件因涂布膜的厚度而异,通常使用输出为1~100mW/cm2的超高压汞灯进行0.01~30分钟的曝光。
作为显影步骤中的显影方法,可以举出例如浸渍法、喷雾法或刷拭法。作为显影液,只要适当选择能够溶解曝光后的涂布膜中的无用部分的溶剂即可,优选为以水作为主要成分的水溶液。例如,含玻璃粉末的糊剂包含具有羧基的聚合物时,可以选择碱水溶液作为显影液。作为碱水溶液,可以举出例如氢氧化钠、碳酸钠或氢氧化钙等无机碱水溶液、或者四甲基氢氧化铵、三甲基苯甲基氢氧化铵、单乙醇胺或二乙醇胺等有机碱水溶液,由于容易在烧成步骤中除去,因此优选有机碱水溶液。碱水溶液的浓度优选为0.05~5质量%、更优选为0.1~1质量%。如果碱浓度低于0.05质量%,则存在曝光后的涂布膜中的无用部分未被充分除去的情况。另一方面,如果碱浓度大于5质量%,则存在格子状的烧成前图案剥离或腐蚀的风险。为了易于步骤管理,显影温度优选为20~50℃。
为了通过曝光和显影来进行图案形成,涂布步骤中涂布的含玻璃粉末的糊剂必须为感光性。即,含玻璃粉末的糊剂必须含有感光性有机成分。有机成分在感光性的含玻璃粉末的糊剂中所占的比例优选为30~80质量%、更优选为40~70质量%。如果有机成分小于30质量%,则不仅糊剂中的无机成分的分散性降低、在烧成步骤中容易产生缺陷,而且糊剂粘度也会变高从而涂布性降低,进而糊剂的稳定性也容易降低。另一方面,如果有机成分大于80质量%,则烧成步骤中的格子状图案的收缩率变大,容易产生缺陷。
对于感光性的含玻璃粉末的糊剂所含有的玻璃粉末,为了在烧成步骤中将有机成分基本完全除去并且确保最终得到的隔壁的强度,软化温度优选为480℃以上。如果软化温度低于480℃,则存在的担忧在于,在烧成步骤中充分除去有机成分之前,玻璃粉末发生软化,烧结后的玻璃中残留有机成分,诱发隔壁的着色而使闪烁体面板的亮度降低等。
烧成步骤是对图案形成步骤中得到的格子状的烧成前图案进行烧成,分解除去含玻璃粉末的糊剂所含有的有机成分,使玻璃粉末软化并烧结,从而得到格子状的烧成后图案、即隔壁的步骤。烧成条件因含玻璃粉末的糊剂的组成、基材的种类而异,例如可以在空气、氮气或氢气氛围的烧成炉中进行烧成。作为烧成炉,可以举出例如间歇式的烧成炉或带式的连续型烧成炉。烧成的温度优选为500~1000℃、更优选为500~800℃、进一步优选为500~700℃。如果烧成的温度低于500℃,则有机成分的分解除去变得不充分。另一方面,如果烧成温度大于1000℃,能够使用的基材被限定为高耐热性陶瓷板等。烧成的时间优选为10~60分钟。
在所得的被隔壁区隔开的单元内加压填充荧光体而得到的产物可以直接作为闪烁体面板(此时,所使用的基材成为本发明的闪烁体面板中的基板),也可以在加压填充后从基材上剥离隔壁和荧光体,并载置在另行准备的基板上来完成闪烁体面板。
实施例
以下举出实施例和比较例来进一步具体地说明本发明,但本发明不受它们的限定。
(空隙率的测定方法)
割断闪烁体面板后,通过离子减薄法研磨割断面,使垂直于基板的截面露出,进行导电处理(涂覆Pt)来制作测定试样。其后,使用场发射型扫描电子显微镜S-4800(日立ハイテクノロジーズ公司制)获取截面图像。针对所得图像,通过二值化来区分固体部分和空隙部分,并通过图像分析来求出空隙部分的比率,从而测定空隙率。应予说明,为了尽可能排除测定误差,使荧光体的截面图像的分析范围内不含隔壁和基板等,进一步,针对随机选择的10个单元分别进行图像分析,将由此算出的平均值作为荧光体的空隙率。
(是否存在晶界的判断方法、平均粒径的测定方法)
以与空隙率的测定同样的方式,制作测定试样。其后,使用搭载有DVC型EBSD(TSL公司制)的JSM-6500F(JEOL公司制),通过EBSD法获取截面结晶方位图像。在所得图像中,针对随机选择的3个单元,使用附带的软件进行分析,以具有5度以上的角度的闭合边界的形式检测荧光体的结晶晶界,在任意单元中均在荧光体的内部检测到晶界时,判定为存在晶界。此外,对于平均粒径,针对上述3个单元内的晶粒,使用附带的软件来算出面积平均粒径。应予说明,在荧光体内部不存在晶界的情况下,将1个单元中包含的荧光体作为1个颗粒来算出平均粒径。
(荧光体)
CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu的粉末使用将市售的荧光体单晶在干燥空气下粉碎并过筛、从而除去粗大颗粒而得到的粉末。针对GOS:Tb(掺杂有Tb的硫氧化钆),直接使用市售品。
(含玻璃粉末的糊剂的原料)
感光性的含玻璃粉末的糊剂的制作中使用的原料如下所示。
感光性单体M-1:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
感光性单体M-2:四丙二醇二甲基丙烯酸酯
感光性聚合物:对由甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=40/40/30的质量比所形成的共聚物的羧基,使0.4当量的甲基丙烯酸缩水甘油酯进行加成反应而得到的聚合物(重均分子量为43000;酸值为100)
光聚合引发剂:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉基苯基)丁酮-1(IC369;BASF公司制)
阻聚剂:1,6-己二醇-双[(3,5-二叔丁基-4-羟基苯基)丙酸酯])
紫外线吸收剂溶液:スダンIV(东京应化工业公司制)的γ-丁内酯0.3质量%溶液
粘度调节剂:フローノンEC121(共荣社化学公司制)
溶剂:γ-丁内酯
低软化点玻璃粉末:
SiO2 27质量%、B2O3 31质量%、ZnO 6质量%、Li2O 7质量%、MgO 2质量%、CaO 2质量%、BaO2质量%、Al2O3 23质量%、折射率(ng)为1.56、玻璃软化温度为588℃、热膨胀系数为70×10-7(K-1)、平均粒径为2.3μm
高软化点玻璃粉末:
SiO2 30质量%、B2O3 31质量%、ZnO 6质量%、MgO 2质量%、CaO 2质量%、BaO 2质量%、Al2O3 27质量%、折射率(ng)为1.55、软化温度为790℃、热膨胀系数为32×10-7(K-1)、平均粒径为2.3μm。
(含玻璃粉末的糊剂的制作)
将4质量份的感光性单体M-1、6质量份的感光性单体M-2、24质量份的感光性聚合物、6质量份的光聚合引发剂、0.2质量份的阻聚剂和12.8质量份的紫外线吸收剂溶液在80℃的温度下加热溶解于38质量份的溶剂中。冷却所得溶液后,添加9质量份的粘度调节剂,从而得到有机溶液1。通过将所得有机溶液1涂布在玻璃板上并干燥而得到的有机涂膜的折射率(ng)为1.555。
向50质量份的有机溶液1中添加40质量份的低软化点玻璃粉末和10质量份的高软化点玻璃粉末后,用三辊磨混练机进行混练,得到含玻璃粉末的糊剂。
(反射层糊剂的原料)
反射层糊剂的制作中使用的原料如下所示。
填料:氧化钛(石原产业公司制)
粘接剂溶液:5质量%的乙基纤维素(ダウケミカル公司制)和95质量%的萜品醇(日本テルペン公司制)的混合溶液
单体:30质量%的二季戊四醇五丙烯酸酯与70质量%的二季戊四醇六丙烯酸酯(均为东亚合成公司制)的混合物
聚合引发剂:1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)(V-40;和光纯药公司制)。
(反射层糊剂的制作)
将50质量份的填料、45质量份的粘接剂溶液、4.5质量份的单体和1.5质量份的聚合引发剂用三辊磨混练机进行混练,从而得到反射层糊剂。
(隔壁的形成)
作为基材,使用125mm×125mm×0.7mm的钠玻璃板。用模具涂布机在基材的表面上涂布含玻璃粉末的糊剂并干燥,使得干燥后的厚度达到500μm,从而得到含玻璃粉末的糊剂的涂布膜。接着,隔着具有与期望的图案相对应的开口部的光掩模(具有间距为194μm、线宽为20μm的格子状开口部的铬掩模),使用超高压汞灯以500mJ/cm2的曝光量对含玻璃粉末的糊剂的涂布膜进行曝光。将曝光后的涂布膜在0.5质量%的乙醇胺水溶液中进行显影,除去未曝光部分,从而得到格子状的烧成前图案。将所得格子状的烧成前图案在空气中在585℃下进行15分钟烧成,从而形成以玻璃作为主要成分的格子状隔壁。隔壁的空隙率为2.5%、隔壁的高度L1为350μm、隔壁的间隔L2为194μm、隔壁的底部宽度L3为35μm、隔壁的顶部宽度L4为20μm、隔壁的杨氏模量为20GPa。
(实施例1)
向形成有格子状隔壁的基材上供给0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化后,装入尼龙(注册商标)制的袋中,将袋的开口部热融合而密闭。将该袋安装于等静压装置(神户制钢制)上,在400MPa的压力、25℃的温度下进行加压填充,从而制作闪烁体面板1。
填充于单元内的CsI:Tl具有晶界。此外,填充于单元内的CsI:Tl的空隙率为5%,平均粒径为25μm。
将所制作的闪烁体面板1安装于FPD(PaxScan3030;Varian公司制)上,从而制作放射线检测器。针对放射线检测器,从闪烁体面板1的基板侧照射管电压为60kVp的X射线,用FPD检测源自闪烁体层的发光量,评价闪烁体面板1的亮度。此外,基于矩形波图的拍摄图像,通过目视评价闪烁体面板1的图像锐度。闪烁体面板1的亮度和图像锐度均良好。
(实施例2)
除了将加压填充的压力设为60MPa、将温度设为150℃之外,以与实施例1同样的方式制作闪烁体面板,并进行评价。填充于所得闪烁体面板2的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为2%,平均粒径为35μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板2的亮度的相对值为110,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例3)
在形成有格子状隔壁的基材的表面上印刷反射层糊剂,静置5分钟后,用硬度为80°的橡胶制刮板刮去所附着的反射层糊剂。其后,在80℃和130℃的热风烘箱中分别各干燥30分钟,在隔壁的表面和基板上的未形成隔壁的部分处形成反射层。其后,以与实施例1同样的方式供给CsI:Tl粉末后,进行加压填充,从而制作闪烁体面板3并进行评价。
填充于所得闪烁体面板3的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为5%,平均粒径为25μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板2的亮度的相对值为130,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例4)
以与实施例3同样的方式,在形成有格子状隔壁的基材的表面上形成反射层。其后,在基材上供给0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化后,装入尼龙(注册商标)制的袋中。接着,用真空包装机(トスパックV-280;TOSEI公司制)进行30秒钟抽真空后,热融合而密闭。其后,以与实施例3同样的方式制作闪烁体面板4并进行评价。
填充于所得闪烁体面板4的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为4%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板6的亮度的相对值为135,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例5)
将厚度为约1mm的橡胶片切出大于填充面积的面积,从而制成橡胶框,载于SUS板上,向切取的框内以0.11g/cm2供给CsI:Tl粉末并整平。其后,将SUS板、橡胶框、CsI:Tl粉末装入尼龙(注册商标)制的袋中。接着,用真空包装机(トスパックV-280;TOSEI公司制)进行30秒钟的抽真空后,进行热融合而密闭。将该袋安装于等静压装置(神户制钢制)上,在400MPa的压力、25℃的温度下进行加压,从而制作CsI:Tl加压成型膜1。
以与实施例3同样的方式,在形成有格子状隔壁的基材的表面上形成反射层。其后,在基材上供给加压成型膜1,装入尼龙(注册商标)制的袋中。接着,用真空包装机(トスパックV-280;TOSEI公司制)进行30秒钟的抽真空后,进行热融合而密闭。其后,以与实施例3同样的方式进行加压填充,从而制作闪烁体面板5并进行评价。
填充于所得闪烁体面板5的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板6的亮度的相对值为140,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例6)
在形成有格子状隔壁的基材的表面上,通过溅射法形成0.4μm的铝膜,从而形成遮光层。其后,以与实施例5同样的方式加压填充加压成型膜1,从而制作闪烁体面板6并进行评价。
填充于所得闪烁体面板6的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板6的亮度的相对值为80,较为良好。此外,图像锐度极其良好。
(实施例7)
在形成有格子状隔壁的基材的表面上,以与实施例3同样的方式形成反射层。接着,在形成反射层后的基材上通过蒸镀聚合来形成4μm的聚对二甲苯膜,从而形成保护层。其后,以与实施例5同样的方式加压填充加压成型膜1,从而制作闪烁体面板7并进行评价。
填充于所得闪烁体面板7的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板7的亮度的相对值为150,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例8)
在形成有格子状隔壁的基材的表面上,以与实施例6同样的方式来形成遮光层。接着,在形成有遮光层的基材上,以与实施例3同样的方式来形成反射层。进一步,在形成有遮光层、反射层的基材上,以与实施例7同样的方式来形成保护层。其后,以与实施例5同样的方式加压填充加压成型膜1,从而制作闪烁体面板8并进行评价。
填充于所得闪烁体面板8的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板8的亮度的相对值为130,为良好。此外,图像锐度极其良好。
(实施例9)
除了将加压填充时的压力设为200MPa、将温度设为150℃之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板9并进行评价。
填充于所得闪烁体面板9的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为0.6%,平均粒径为45μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板9的亮度的相对值为150,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例10)
作为加压填充时使用的捆包用袋剂,将媒介物变更成厚度为100μm的金属箔胶囊(用金属箔胶囊封入装置(神户制钢)进行密闭),将加压压力设为400MPa,将温度设为300℃,除此之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板10并进行评价。
填充于所得闪烁体面板10的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为0.2%,平均粒径为50μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板10的亮度的相对值为150,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例11)
除了将加压填充时的压力设为400MPa、将温度设为550℃之外,以与实施例10同样的方式制作闪烁体面板11,并进行评价。
填充于所得闪烁体面板11的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为0%,平均粒径为55μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板11的亮度的相对值为140,与实施例10相比可观察到略微的降低,但仍然良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例12)
除了将加压填充时的压力设为50MPa、将温度设为25℃之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板12并进行评价。
填充于所得闪烁体面板12的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为20%,平均粒径为10μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板12的亮度的相对值为105,与实施例5相比可观察到降低,但仍然良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例13)
除了将加压填充时的压力设为100MPa、将温度设为25℃之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板13并进行评价。
填充于所得闪烁体面板13的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为8%,平均粒径为20μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板13的亮度的相对值为120,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例14)
除了将加压填充时的压力设为980MPa、将温度设为25℃之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板14并进行评价。
填充于所得闪烁体面板14的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为2%,平均粒径为25μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板14的亮度的相对值为130,为良好。此外,图像锐度与实施例5相比可观察到略微的恶化,但仍然较为良好。恶化的主要原因可推测为因高压下的填充而导致一部分隔壁产生破损。
(实施例15)
作为荧光体而使用NaI:Tl,将制作加压成型膜时的荧光体供给量设为0.09g/cm2,除此之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板15并进行评价。
填充于所得闪烁体面板15的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板15的亮度的相对值为130,为良好。此外,图像锐度也良好。
(实施例16)
作为荧光体而使用SrI2:Eu,将制作加压成型膜时的荧光体供给量设为0.14g/cm2,除此之外,以与实施例5同样的方式,制作闪烁体面板16并进行评价。
填充于所得闪烁体面板16的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为3%,平均粒径为30μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板16的亮度的相对值为160,为良好。此外,图像锐度也良好。
(比较例1)
除了使用0.11g/cm2的GOS:Tb作为荧光体之外,以与实施例1同样的方式制作闪烁体面板17,并进行评价。填充于所得闪烁体面板17的单元内的GOS:Tb具有晶界,空隙率为40%,平均粒径为10μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板17的亮度的相对值为70,为不良。此外,闪烁体面板17由于空隙率高而导致发射光的光散射变得过度,图像锐度也不良。
(比较例2)
在形成有格子状隔壁的基材上供给0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化。其后,在减压下升温至630℃从而使CsI:Tl熔解,填充于单元内,从而制作闪烁体面板18并进行评价。填充于所得闪烁体面板18的单元内的CsI:Tl不具有晶界,空隙率为1.3%。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板18的亮度的相对值为50,为不良。此外,因升温至630℃而导致一部分隔壁熔融而变形,因此图像锐度也不良。
(比较例3)
除了将加压填充时的压力设为5MPa、将温度设为25℃之外,以与实施例1同样的方式,制作闪烁体面板19并进行评价。
填充于所得闪烁体面板19的单元内的荧光体具有晶界,空隙率为30%,平均粒径为10μm。将闪烁体面板1的亮度作为100时,闪烁体面板9的亮度的相对值为60,为不良。此外,由于空隙率高而导致发射光的光散射变得过度,图像锐度也不良。
由上述结果可明确,本发明的闪烁体面板有助于显著提高放射线检测器中的闪烁体面板的亮度和图像锐度。
工业实用性
本发明可以有用地用作构成医疗诊断装置或非破坏式检查机器等中使用的放射线检测器的闪烁体面板。
附图标记说明
1 放射线检测器
2 闪烁体面板
3 输出基板
4 基板
5 隔壁
6 荧光体层
7 隔膜层
8 光电转换层
9 输出层
10 基板
11 电源部
12 遮光层
13 反射层
14 保护层。

Claims (16)

1.闪烁体面板,其包括基板、载置在该基板上的隔壁、以及填充于被该隔壁区隔开的单元内的荧光体,所述荧光体为选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的化合物,所述荧光体的空隙率为20%以下,且所述荧光体具有晶界。
2.根据权利要求1所述的闪烁体面板,其中,所述荧光体的空隙率为0.1%以上。
3.根据权利要求1或2所述的闪烁体面板,其中,所述荧光体的平均粒径为1~200μm。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述隔壁基本由无机物构成,且所述隔壁的空隙率为25%以下。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述隔壁的杨氏模量为10GPa以上。
6.根据权利要求1~5中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述隔壁以玻璃作为主要成分。
7.根据权利要求1~6中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述闪烁体面板在所述隔壁与所述荧光体之间具有反射层,该反射层含有金属氧化物作为主要成分。
8.根据权利要求1~7中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述闪烁体面板在所述隔壁与所述荧光体之间具有遮光层,该遮光层含有金属作为主要成分。
9.根据权利要求7或8中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述闪烁体面板在所述反射层与所述荧光体之间具有保护层、或者在所述遮光层与所述荧光体之间具有保护层。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的闪烁体面板,其通过具备下述步骤的方法而制造:向被隔壁区隔开的单元内加压填充选自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的荧光体。
11.根据权利要求10所述的闪烁体面板,其中,所述加压填充中的压力为10~1000MPa。
12.根据权利要求10或11所述的闪烁体面板,其中,所述加压填充中的温度为0~630℃。
13.根据权利要求10~12中任一项所述的闪烁体面板,其中,所述加压填充在真空下进行。
14.根据权利要求10~13中任一项所述的闪烁体面板,其中,供于所述加压填充步骤的所述荧光体的形状为薄膜状。
15.根据权利要求14所述的闪烁体面板,其中,所述薄膜状的荧光体通过将荧光体粉末进行加压成型而得到。
16.放射线检测器,其具备权利要求1~15中任一项所述的闪烁体面板。
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