CN111886656A - 闪烁体面板、放射线检测器和闪烁体面板的制造方法 - Google Patents

闪烁体面板、放射线检测器和闪烁体面板的制造方法 Download PDF

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Abstract

闪烁体面板,其具有基板、在基板上形成的格子状的隔离壁、和在被隔离壁区隔的单元内的荧光体层,隔离壁在隔离壁的表面上按顺序具有金属反射层、和包含氮化物作为主成分的无机保护层。

Description

闪烁体面板、放射线检测器和闪烁体面板的制造方法
技术领域
本发明涉及闪烁体面板、放射线检测器和闪烁体面板的制造方法。
背景技术
以往,在医疗现场中,广泛使用利用膜的放射线图像。然而,利用膜的放射线图像是模拟图像信息。因此,近年来,开发了平板放射线检测器(flat panel detector:以下称为“FPD”)等数字方式的放射线检测器。FPD为了将放射线转化为可见光,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,放射线荧光体发射可见光。发射光通过TFT(thin film transistor,薄膜晶体管)、CCD(charge-coupled device,电荷耦合器件)而被转换为电信号,放射线的信息转换为数字图像信息。然而,FPD存在的课题在于,放射线荧光体发光时,可见光被放射线荧光体本身散射,清晰度降低。
因此,为了减小发射光的散射的影响,提出了被在表面上具有反射层的隔离壁区隔的空间内、即单元内填充荧光体的方法。作为反射层的材料,已知使用氧化钛粉末等高折射率的金属氧化物的粉末的方法(专利文献1)、使用银等高反射率的金属的方法(专利文献2)。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:国际公开第2016/021540号
专利文献2:日本特开2011-257339号公报。
发明内容
然而,专利文献1中记载的使用金属氧化物粉末的反射层的反射率低,亮度降低。此外,为了得到高反射率,必须增厚反射层的厚度。因此,因反射层而导致单元内的体积减少,荧光体的填充量降低。其结果是,闪烁体面板的亮度降低。此外,专利文献2中记载的使用银的方法中,银等的金属反射层腐蚀,反射率容易降低。因此,该方法中,容易使得后述初始亮度降低,或高温・高湿环境下亮度降低。此外,专利文献2中,记载了在银的表面上形成丙烯酸树脂的保护层。然而,即使在该情况下,对初始亮度降低、高温・高湿环境下的亮度降低的抑制效果也不充分。
因此,本发明是鉴于这样的以往的课题而进行的,目的在于,提供高亮度、高清晰度、抑制了高温・高湿环境下的亮度降低的闪烁体面板、放射线检测器和闪烁体面板的制造方法。
解决上述课题的本发明的一个方式的闪烁体面板具有基板、在前述基板上形成的格子状的隔离壁、和在被前述隔离壁区隔的单元内的荧光体层,前述隔离壁在前述隔离壁的表面上按顺序具有金属反射层、和包含氮化物作为主成分的无机保护层。
解决上述课题的本发明的一个方式的放射线检测器具有上述闪烁体面板。
解决上述课题的本发明的一个方式的闪烁体面板的制造方法包括:
在基材上形成隔离壁、区隔单元的隔离壁形成步骤;在前述隔离壁的表面上形成金属反射层的反射层形成步骤;在前述反射层的表面上形成无机保护层的无机保护层形成步骤;和在被前述隔离壁区隔的单元内填充荧光体的填充步骤;前述无机保护层含有氮化物作为主成分。
附图说明
图1是示意性表示包含本发明的一个实施方式的闪烁体面板的放射线检测器用构件的截面图。
图2是示意性表示本发明的一个实施方式的闪烁体面板的截面图。
具体实施方式
<闪烁体面板>
以下,使用附图对本发明的一个实施方式的闪烁体面板的具体构成进行说明。图1是示意性示出包含本实施方式的闪烁体面板2的放射线检测器用构件1的截面图。放射线检测器用构件1具有闪烁体面板2、输出基板3。闪烁体面板2具有基板4、隔离壁5、和被隔离壁5区隔的单元内的荧光体层6。输出基板3具有基板10、在基板10上形成的输出层9、和在输出层9上形成的具有光电二极管的光电转换层8。在光电转换层8上,可以设置隔膜层7。闪烁体面板2的出光面和输出基板3的光电转换层8优选经由隔膜层7而粘接或密合。荧光体层6发射的光到达光电转换层8而进行光电转换,被输出。以下,分别进行说明。
(基板4)
基板4是设置在本实施方式的闪烁体面板2中的构件。构成基板4的材料优选为具有放射线透过性的材料。若举出一例,则构成基板4的材料是各种玻璃、高分子材料、金属等。玻璃是石英、硼硅酸玻璃、化学强化玻璃等。高分子化合物是纤维素乙酸酯、聚对苯二甲酸乙二醇酯等聚酯、聚酰胺、聚酰亚胺、三乙酸酯、聚碳酸酯、碳纤维强化树脂等。金属是铝、铁、铜等。它们可以并用。这些之中,构成基板4的材料优选放射线的透过性高的高分子材料。此外,构成基板4的材料优选平坦性和耐热性优异的材料。
基板4的厚度从闪烁体面板2的轻量化的观点出发,在玻璃基板的情况下,优选为2.0mm以下、更优选为1.0mm以下。此外,基板4的厚度在由高分子材料形成的基板的情况下,优选为3.0mm以下。
(隔离壁5)
隔离壁5至少为了形成被区隔的空间(单元)而设置。隔离壁5按顺序具有金属反射层11、和包含氮化物作为主成分的无机保护层12。金属反射层11和无机保护层12只要设置于隔离壁5的至少一部分即可。
・金属反射层11
金属反射层11即使是薄膜也具有高反射率。因此,通过设置为薄膜的金属反射层11,荧光体13的填充量难以降低,闪烁体面板2容易提高亮度。构成金属反射层11的金属没有特别限定。若举出一例,则金属反射层11优选含有银、铝等反射率高的金属作为主成分,更优选含有银作为主成分。金属反射层11可以是合金。金属反射层11优选包含含有钯和铜之中至少任一种的银合金,更优选为含有钯和铜的银合金。这样的包含银合金的金属反射层11的大气中的变色耐性优异。应予说明,本实施方式中,“含有……作为主成分”是指包含规定的成分以达到50~100质量%。
金属反射层11的厚度没有特别限定。若举出一例,则金属反射层11的厚度优选为10nm以上、更优选为50nm以上。此外,金属反射层11的厚度优选为500nm以下、更优选为300nm以下。金属反射层11的厚度为10nm以上,由此闪烁体面板2得到充分的光的遮蔽性,清晰度提高。金属反射层11的厚度为500nm以下,由此金属反射层11的表面的凹凸难以变大,反射率难以降低。应予说明,后述的反射层形成步骤中形成的金属反射层11有在隔离壁顶部附近厚度形成得厚、在底部附近的侧面形成得薄的倾向。因此,像这样厚度存在差距的情况下,上述金属反射层11的厚度是指隔离壁的高度方向中央部侧面的厚度。
金属反射层11的表面的算术平均倾斜角没有特别限定。若举出一例,则算术平均倾斜角优选为20°以下、更优选为10°以下。在算术平均倾斜角为20°以下的情况下,金属反射层11的平坦性高,因此闪烁体面板2的反射率变高,亮度容易提高。应予说明,本实施方式中,算术平均倾斜角可以通过下述方式测定:使形成有金属反射层11的隔离壁5的侧面通过基板的割断等露出,使用激光显微镜(例如(株)キーエンス制),观察隔离壁5的侧面,从而测定。
在此,具有金属反射层的单元方式闪烁体存在的课题是,因金属反射层的腐蚀而导致初始亮度的降低、高温・高湿环境下的亮度降低等。初始亮度的降低是指与根据本来的金属反射层的反射率而预想的闪烁体面板的亮度相比,实际的亮度降低。其原因推测在于,在金属反射层形成时、金属反射层形成后的荧光体层形成时等,隔离壁表面的成分、荧光体层中的成分与金属反射层反应,金属反射层腐蚀,反射率降低。此外,高温・高湿环境下的亮度降低的原因推测在于,在将制作后的闪烁体面板暴露于高温高湿度下时,因高温水蒸气而导致金属反射层腐蚀,闪烁体面板的几乎整面中发生亮度降低。X射线检测器在使用中温度上升,此外受到大气中包含的水蒸气的影响,因此在闪烁体中在高温・高湿环境下产生的缺陷也因X射线检测器的长期使用而产生。因此,需要抑制高温・高湿环境下的缺陷产生。本实施方式的闪烁体面板2通过形成后述的无机保护层12,解决了这些课题。
・无机保护层12
本实施方式的闪烁体面板2在金属反射层11上,形成以氮化物作为主成分的无机保护层12。通过形成无机保护层12,闪烁体面板2在形成荧光体层6时,因金属反射层11与荧光体层6的反应而导致的金属反射层11的反射率降低被抑制,初始亮度提高。此外,无机保护层12的水蒸气的透过性低。因此,这样的具有无机保护层12的闪烁体面板2的高温・高湿环境下的亮度降低被抑制。
无机保护层12可以通过溅射法等公知的方法形成。无机保护层12只要以氮化物作为主成分即可,其他成分没有特别限定。包含氮化物作为主成分的无机保护层12的水蒸气透过性低,此外无机保护层12形成中银的反射率难以降低,故而优选。氮化物之中,特别优选使用氮化硅。以除了氮化物之外(例如氧化硅)作为主成分的无机层如果在金属反射层11上形成,则因金属反射层11的变色而导致反射率降低,初始亮度显著降低,故不适合。
无机保护层12的厚度没有特别限定。若举出一例,则无机保护层12的厚度优选为2nm以上、更优选为5nm以上。此外,无机保护层12的厚度优选为200nm以下、更优选为100nm以下。厚度为2nm以上,由此闪烁体面板2能够进一步增大高温・高湿环境下的亮度降低的抑制效果。厚度为200nm以下,由此无机保护层12容易抑制着色。因此,闪烁体面板2能够进一步提高亮度。无机保护层12的厚度可以通过下述方式测定:通过截面抛光机等研磨装置使垂直于隔离壁基板的截面露出,用扫描型电子显微镜或透射型电子显微镜观察。应予说明,后述的无机保护层形成步骤中形成的无机保护层12有在隔离壁顶部附近厚度形成得厚、在底部附近的侧面形成得薄的倾向。因此,像这样厚度存在差距的情况下,上述无机保护层12的厚度是指隔离壁的高度方向中央部侧面的厚度。
本实施方式的闪烁体面板2优选形成有机保护层。有机保护层含有有机化合物作为主成分。在此,有机化合物是指在包含碳的化合物之中,除去单纯的部分碳化合物(一氧化碳、二氧化碳、碳酸盐、氢氰酸、氰酸盐、硫氰酸盐等)、和碳的同素异形体(石墨或金刚石等)的物质。通过形成有机保护层,初始亮度容易进一步提高。此外,容易抑制针孔缺陷。在此,针孔缺陷是指进行将制作后的闪烁体面板暴露于高温高湿度下的耐久性的加速试验时,在1个单元~数个单元左右的狭窄区域中闪烁体面板的亮度极度降低,在X射线照射时形成暗点的问题。由于存在以微小的未形成金属反射层的区域作为起点而产生的倾向,因此推定发生原因在于,在金属反射层的形成区域与未形成区域的边界处,因与高温水蒸气的直接接触而导致电化学腐蚀反应局部地集中发生。针孔缺陷也可以通过形成无机保护层12而被抑制,但通过形成有机保护层,容易显著地抑制。
有机保护层优选含有含氟树脂或聚硅氧烷作为主成分。通过形成含有含氟树脂或聚硅氧烷作为主成分的有机保护层,闪烁体面板2的初始亮度提高。此外,闪烁体面板2中,高温・高湿环境下的针孔缺陷被显著抑制,亮度降低也被抑制。在此,金属反射层的反射率受到有机保护层的影响。有机保护层的折射率越低则金属反射层的反射率越容易提高,能够进一步提高闪烁体面板的亮度。含氟树脂的折射率低。因此,包含含氟树脂作为主成分的有机保护层能够进一步提高金属反射层的反射率,由此能够进一步提高亮度。应予说明,在不含含氟树脂或聚硅氧烷作为主成分的情况下,闪烁体面板2有时高温・高湿环境下的针孔缺陷抑制效果不充分。
有机保护层可以在无机保护层12上形成,也可以在隔离壁5与金属反射层11之间形成。在任一情况下,闪烁体面板2的初始亮度均提高,高温・高湿环境下的针孔缺陷均被抑制。
在有机保护层在无机保护层12上形成的情况下,闪烁体面板2在形成荧光体层6时进一步抑制因金属反射层11与荧光体层6的反应而导致的金属反射层11的反射率降低,初始亮度容易进一步提高。此外,闪烁体面板2中,成为针孔缺陷的原因的金属反射层11的微小的金属反射层未形成区域被有机保护层覆盖。由此,抑制了闪烁体面板2与高温水蒸气的直接接触,容易抑制针孔缺陷。
在有机保护层在隔离壁5与金属反射层11之间形成的情况下,闪烁体面板2抑制隔离壁成分与金属反射层11的反应。此外,闪烁体面板2将隔离壁5的表面平坦化,金属反射层11的反射率提高,初始亮度容易进一步提高。此外,闪烁体面板2中,覆盖了隔离壁5的表面的突起、凹坑,难以产生成为针孔缺陷的原因的金属反射层11的未形成区域,容易抑制针孔缺陷。
有机保护层的厚度优选为0.05μm以上、更优选为0.2μm以上。此外,有机保护层的厚度优选为10μm以下、更优选为5μm以下。有机保护层的厚度为0.05μm以上,由此闪烁体面板2能够进一步增大初始亮度提高、针孔缺陷抑制的效果。此外,有机保护层的厚度为10μm以下,由此闪烁体面板2通过增大单元内的体积而增大荧光体13的填充量,从而能够进一步提高亮度。本实施方式中,有机保护层的厚度可以通过扫描型电子显微镜观察而测定。应予说明,在后述的有机保护层形成步骤中形成的有机保护层有在隔离壁顶部附近的侧面厚度形成得薄、在底部附近的侧面形成得厚的倾向。因此,像这样厚度存在差距的情况下,上述有机保护层的厚度是指隔离壁5的高度方向中央部侧面的厚度。
本实施方式中,作为有机保护层的主成分的聚硅氧烷优选包含有机硅烷的水解・部分缩合物,所述有机硅烷包含下述通式(1)所示的有机硅烷。
[化1]
Figure 810436DEST_PATH_IMAGE001
(上述通式(1)中,R1表示具有环氧基和酸酐基之中至少任一者的1价有机基团;R2和R3各自表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的酰基或碳原子数6~16的芳基;m表示1~3的整数;n表示0~2的整数;m+n是1~3;在m为2以上的情况下,多个R1各自可以相同或不同;此外,在n为2的情况下,多个R2各自可以相同或不同;此外,在m+n为2以下的情况下,多个R3各自可以相同或不同)。应予说明,R1中的环氧基和酸酐基各自表示下述化学式(2)和化学式(3)的结构;
[化2]
Figure 914528DEST_PATH_IMAGE002
[化3]
Figure 694265DEST_PATH_IMAGE003
在不含包含上述通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物的情况下,闪烁体面板2在荧光体层6的形成步骤中,因聚硅氧烷排斥荧光体层6而产生填充不均匀,其结果是容易产生亮度不均匀。此外,在该情况下,闪烁体面板2在将有机保护层形成在隔离壁5与金属反射层11之间的情况下,也容易产生亮度不均匀。其原因可以认为在于,有机保护层的成分中的一部分透过金属反射层11和无机保护层12而移动至无机保护层12表面,由此排斥荧光体层6。另一方面,在包含含有上述通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物的情况下,荧光体层6的排斥被抑制,容易抑制亮度不均匀。
上述通式(1)所示的有机硅烷没有特别限定。若举出一例,则通式(1)所示的有机硅烷是2-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷、3-三烷氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐、3-环氧丙氧基丙基三烷氧基硅烷、3-环氧丙氧基丙基甲基二烷氧基硅烷等。这些之中,通式(1)所示的有机硅烷优选包含2-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷、3-三烷氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐之中至少任一者。由此,更容易抑制闪烁体面板的亮度不均匀、和高温・高湿环境下的针孔缺陷产生。
在含有包含通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物的聚硅氧烷中,上述环氧基和酸酐基在聚硅氧烷的水解・部分缩合反应中可以一部分或全部开环。
有机保护层中的上述通式(1)所示的有机硅烷的水解・部分缩合物的含量没有特别限定。在此,通式(1)所示的有机硅烷的水解・部分缩合物的含量在通式(1)所示的有机硅烷和其他有机硅烷的水解・部分缩合物的情况下,是指源自通式(1)所示的有机硅烷的结构单元的含量。若举出一例,则上述通式(1)所示的有机硅烷的水解・部分缩合物的含量优选为5摩尔%以上、更优选为10摩尔%以上。上述通式(1)所示的有机硅烷的水解・部分缩合物的含量为5摩尔%以上,由此闪烁体面板2显著抑制荧光体层6的排斥,大幅减少亮度不均匀。
在有机保护层的主成分为含氟树脂的情况下,含氟树脂优选为非晶性的。非晶性的含氟树脂的溶剂溶解性优异。因此,包含这样的含氟树脂作为主成分的有机保护层能够容易地通过溶液涂布、喷涂等公知的方法而形成。在此,“含氟树脂为非晶性的”是指将含氟树脂通过粉末X射线衍射法测定时,实质上观察不到起源于晶体结构的峰,仅观察到宽的光环的情况。
含氟树脂特别优选具有在主链的原子上直接键合氟原子的结构。在主链的原子上直接键合氟原子的含氟树脂的耐溶剂性优异。因此,包含这样的含氟树脂作为主成分的有机保护层在荧光体层的形成时难以发生溶胀、溶解,因荧光体层中包含的成分与金属反射层的反应而导致的反射率的降低被抑制。其结果是,所得闪烁体面板能够进一步提高亮度。
含氟树脂优选具有下述通式(4)所示的结构作为重复单元。应予说明,含氟树脂可以是具有下述通式(4)所示的结构和其他结构的共聚物,优选以下述通式(4)所示的结构作为主成分。在含氟树脂具有下述通式(4)所示的彼此不同的2种结构的共聚物的情况下,共聚物可以为交替共聚物、嵌段共聚物、无规共聚物中任一者。
[化4]
Figure 89474DEST_PATH_IMAGE004
上述通式(4)中,R4~R7表示氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的环氧基。此外,可以通过R4~R7之中的2个形成1个环结构。但是,R4~R7之中,至少1个是氟、或具有氟的基团。R4~R7之中,优选1个以上为氟,更优选2个以上为氟。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出例如卤素、烷基、芳基、烷氧基等。应予说明,R4~R7可以各自相同或不同。
上述通式(4)中,烷基可以为链状或环状,其碳原子数优选为1~12。烯基的碳原子数优选为1~15。炔基的碳原子数优选为1~10。烷氧基的碳原子数优选为1~10。芳基的碳原子数优选为6~40。
上述通式(4)所示的结构优选具有饱和环结构。具有饱和环结构的非晶性含氟树脂中,通式(4)所示的结构优选为下述通式(5)所示的结构。
[化5]
Figure 464698DEST_PATH_IMAGE005
上述通式(5)中,X表示氧,s和u各自独立地表示0或1,t表示1以上的整数。
上述通式(5)中,R8~R11表示氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的环氧基。优选R8~R9中的至少1个为氟。此外,优选R10~R11中的至少1个为氟。
上述通式(5)中,s和u表示氧的数量。但是,在s或u为0的情况下,Xs或Xu为单键。如果s和u中的至少任一者为1,则玻璃化转变温度达到适当,故而优选。
上述通式(5)中,t表示重复单元数,优选为1~4、更优选为1~3。此外,在t为2以上的情况下,多个R10和R11可以彼此相同,也可以不同。
上述通式(5)中,烷基的碳原子数优选为1~8。烯基的碳原子数优选为1~12。烷氧基的碳原子数优选为1~10。芳基的碳原子数优选为5~15。
在包含非晶性的含氟树脂的情况下,非晶性含氟树脂的主链的末端可以被例如取代或未取代的氨基、取代或未取代的羧基、醇基、酰基、取代或未取代的甲硅烷基、取代或未取代的磷酰基、取代或未取代的磺酰基、氰基、硝基、乙烯基、取代或未取代的环氧基等官能团取代。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出例如卤素、烷基、芳基、烷氧基、甲硅烷基等。在该情况下,烷基的碳原子数优选为1~8。烯基的碳原子数优选为1~10。烷氧基的碳原子数优选为1~10。芳基的碳原子数优选为5~15。这些官能团之中,从抑制亮度不均匀的观点出发,优选为羧基、酰基、甲硅烷基、磷酰基。
在包含非晶性的含氟树脂的情况下,非晶性含氟树脂的数均分子量从耐候性、耐溶剂性的观点出发,优选为3,000以上、更优选为5,000以上。此外,非晶性含氟树脂的数均分子量从耐候性、耐溶剂性的观点出发,优选为60,000以下、更优选为50,000以下。数均分子量为3,000以上,由此非晶性含氟树脂的耐候性、耐溶剂性变得良好,在荧光体层形成时难以发生保护层的溶胀、溶解。其结果是,所得闪烁体面板能够进一步提高亮度。数均分子量为60,000以下,由此非晶性含氟树脂在保护层形成时的溶剂中的溶解性变得良好,能够通过公知的方法容易地形成保护层。
返回隔离壁5整体的说明,隔离壁5为了提高强度、耐热性,优选由无机物形成。无机物是指单纯的部分碳化合物(石墨或金刚石等碳的同素异形体等)和由碳之外的元素构成的化合物。应予说明,“由无机物形成”并非在严格意义上排除无机物之外的成分的存在,成为原料的无机物本身所含有的杂质、隔离壁5的制造的过程中混入的杂质程度的无机物之外的成分的存在是允许的。
隔离壁5优选以玻璃作为主成分。玻璃是指含有硅酸盐的无机非晶质固体。如果隔离壁5的主成分为玻璃,则隔离壁5的强度、耐热性提高,难以产生金属反射层11的形成步骤、荧光体13的填充步骤中的变形、损坏。应予说明,“以玻璃作为主成分”是指构成隔离壁5的材料的50~100质量%为玻璃。
隔离壁5优选含有95体积%以上的软化点650℃以下的低软化点玻璃,更优选含有98体积%以上。低软化点玻璃的含有率为95体积%以上,由此隔离壁5容易在煅烧步骤中将隔离壁5的表面平坦化。由此,闪烁体面板2在隔离壁5的表面上形成金属反射层11时的金属反射层11表面的算术平均倾斜角变小,反射率变高,初始亮度容易进一步变高。应予说明,金属反射层11表面的算术平均倾斜角可以将隔离壁基板割断而使截面露出,用激光显微镜拍摄隔离壁5的侧面,进行图像分析,由此测定。
隔离壁5所含有的低软化点玻璃之外的成分是高软化点玻璃粉末、陶瓷粉末等。这些粉末使在隔离壁形成步骤中容易调整隔离壁5的形状。为了提高低软化点玻璃的含有率,低软化点玻璃之外的成分的含量优选低于5体积%。
图2是本实施方式的闪烁体面板2的示意性截面图(荧光体层6未图示;荧光体层6参照图1)。隔离壁5的高度L1优选为50μm以上、更优选为70μm以上。此外,隔离壁5的高度优选为3000μm以下、更优选为1000μm以下。L1为3000μm以下,由此因荧光体13本身而导致的发射光的吸收难以发生,闪烁体面板2的亮度难以降低。另一方面,L1为50μm以上,由此闪烁体面板2的能够填充的荧光体13的量达到适当,亮度难以降低。
相邻的隔离壁5的间隔L2优选为30μm以上、更优选为50μm以上。此外,隔离壁5的间隔L2优选为1000μm以下、更优选为500μm以下。L2为30μm以上,由此闪烁体面板2容易在单元内填充荧光体13。另一方面,L2为1000μm以下,由此闪烁体面板2的清晰度优异。
隔离壁5的底部宽度L3优选为5μm以上、更优选为10μm以上。此外,底部宽度L3优选为150μm以下、更优选为50μm以下。L3为5μm以上,由此闪烁体面板2难以产生图案的缺陷。另一方面,L3为150μm以下,由此闪烁体面板2的能够填充的荧光体13的量达到适当,亮度难以降低。
隔离壁5的顶部宽度L4优选为3μm以上、更优选为5μm以上。此外,顶部宽度L4优选为80μm以下、更优选为50μm以下。L4为3μm以上,由此闪烁体面板2的隔离壁5的强度达到适当,难以产生图案的缺陷。另一方面,L4为80μm以下,由此闪烁体面板2的提取荧光体13的发射光的区域达到适当,亮度难以降低。
隔离壁5的高度L1相对于隔离壁5的底部宽度L3的长宽比(L1/L3)优选为1.0以上、更优选为2.0以上。此外,长宽比(L1/L3)优选为100.0以下、更优选为50.0以下。长宽比(L1/L3)为1.0以上,由此闪烁体面板2的荧光体13的填充量容易达到适当。此外,长宽比(L1/L3)为100.0以下,由此闪烁体面板2的隔离壁强度容易达到适当。
隔离壁5的高度L1相对于隔离壁5的间隔L2的长宽比(L1/L2)优选为0.5以上、更优选为1.0以上。此外,长宽比(L1/L2)优选为20.0以下、更优选为10.0以下。长宽比(L1/L2)为0.5以上,由此闪烁体面板2的X射线的吸收效率难以降低。此外,长宽比(L1/L2)为20.0以下,由此闪烁体面板2的光的提取效率难以降低,亮度难以降低。
隔离壁5的高度L1和相邻的隔离壁5的间隔L2可通过下述方式测定:将垂直于基板的截面割断、或通过截面抛光机等研磨装置露出,用扫描型电子显微镜观察截面,从而测定。在此,隔离壁5与基板的接触部的隔离壁5的宽度记作L3。此外,隔离壁5的最顶部的宽度记作L4。
本实施方式的闪烁体面板2,各单元被隔离壁5区隔。因此,闪烁体面板2通过使以格子状配置的光电转换元件的像素的大小和间距与闪烁体面板2的单元的大小和间距一致,能够将光电转换元件的各像素和闪烁体面板2的各单元对应。由此,闪烁体面板2容易得到高清晰度。
(荧光体层6)
荧光体层6如图1所示,在被隔离壁5区隔的单元内形成。荧光体层6吸收入射的X射线等放射线的能量,发射波长300nm~800nm的范围的电磁波、即以可见光为中心遍及紫外光至红外光的范围的光。荧光体层6中发射的光通过光电转换层8而进行光电转换,通过输出层9而作为电信号被输出。荧光体层6优选具有荧光体13和粘接剂树脂14。
・荧光体13
荧光体13没有特别限定。若举出一例,则荧光体13是从放射线向可见光的转换率高的CsI、Gd2O2S、Lu2O2S、Y2O2S、LaCl3、LaBr3、LaI3、CeBr3、CeI3、LuSiO5、Ba(Br、F)等。
荧光体13为了提高发光效率,可以添加活化剂。活化剂没有特别限定。若举出一例,则活化剂是钠(Na)、铟(In)、铊(Tl)、锂(Li)、钾(K)、铷(Rb)、钠(Na)、铽(Tb)、铈(Ce)、铕(Eu)、镨(Pr)等。这些之中,荧光体13从化学稳定性高、且发光效率高的观点出发,优选为在Gd2O2S中添加了Tb的荧光体(以下称为“GOS:Tb”)。
・粘接剂树脂14
粘接剂树脂14没有特别限定。若举出一例,则粘接剂树脂14是热塑性树脂、热固性树脂、光固性树脂等。更具体而言,粘接剂树脂14是丙烯酸树脂、缩醛树脂、纤维素衍生物、聚硅氧烷树脂、环氧树脂、三聚氰胺树脂、酚醛树脂、尿素树脂、氯乙烯树脂、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚萘二甲酸乙二醇酯等聚酯树脂、聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乙烯基甲苯、聚苯基苯等。这些之中,粘接剂树脂14优选含有丙烯酸树脂、缩醛树脂和纤维素衍生物之中至少任一种,更优选含有其中1~3种作为主成分。由此,闪烁体面板2难以产生因有机保护层而导致的排斥,容易抑制亮度不均匀的产生。应予说明,以丙烯酸树脂、缩醛树脂和纤维素衍生物之中至少任一种作为主成分是指丙烯酸树脂、缩醛树脂、纤维素衍生物的总计量是构成树脂的材料的50~100质量%。
粘接剂树脂14优选与无机保护层12、或有机保护层接触。在该情况下,粘接剂树脂14只要与无机保护层12、或有机保护层中的至少一部分接触即可。由此,闪烁体面板2中,荧光体13难以从单元内脱落。应予说明,粘接剂树脂14如图1所示,可以在单元内几乎无空隙地填充,也可以以具有空隙的方式填充。
以上,根据本实施方式的闪烁体面板2,是高亮度、高清晰度,容易抑制高温・高湿环境下的亮度降低。
<放射线检测器>
本发明的一个实施方式的放射线检测器可以通过在壳体中配置放射线检测器用构件1而制作。或者,可以取出市售的放射线检测器的闪烁体,替代地配置本发明的一个实施方式的闪烁体面板2,由此制作。
<闪烁体面板的制造方法>
本发明的一个实施方式的闪烁体面板的制造方法包括:在基材上形成隔离壁、区隔单元的隔离壁形成步骤,在隔离壁的表面上形成金属反射层的反射层形成步骤,在反射层的表面上形成无机保护层的无机保护层形成步骤,和在被隔离壁区隔的单元内填充荧光体的填充步骤。以下,针对各个步骤进行说明。应予说明,以下的说明中,与上述的闪烁体面板的实施方式中说明的事项共通的事项适当省略说明。
(隔离壁形成步骤)
隔离壁形成步骤是在基材上形成隔离壁的步骤。在基材上形成隔离壁的方法没有特别限定。形成隔离壁的方法可以利用各种公知的方法,从形状的控制容易的观点出发,优选为光敏性糊剂法。
以玻璃作为主成分的隔离壁例如可以通过下述步骤形成:在基材的表面上涂布含有玻璃粉末的光敏性糊剂,得到涂布膜的涂布步骤;将涂布膜曝光和显影,得到隔离壁的煅烧前图案的图案形成步骤;和将图案煅烧,得到隔离壁图案的煅烧步骤。
・涂布步骤
涂布步骤是在基材的表面整面或部分地涂布含玻璃粉末的糊剂而得到涂布膜的步骤。基材可以使用玻璃板或陶瓷板等高耐热性的支撑体。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、口模涂布机或刮板涂布机。所得涂布膜的厚度可以根据涂布次数、丝网的网目尺寸或糊剂的粘度等而调整。
为了制造以玻璃作为主成分的隔离壁,涂布步骤中使用的含有玻璃粉末的糊剂所含有的无机成分的50~100质量%需要为玻璃粉末。
含玻璃粉末的糊剂所含有的玻璃粉末优选为在煅烧温度下软化的玻璃,更优选为软化温度为650℃以下的低软化点玻璃。软化温度可以通过下述方式求出:使用差示热分析装置(例如差动型差示热天秤TG8120;(株)リガク制),根据测定样品而得到的DTA曲线,通过切线法对吸热峰中的吸热结束温度进行外插,从而求出。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,从室温以20℃/分钟升温,测定成为测定样品的无机粉末,得到DTA曲线。并且,通过切线法对所得DTA曲线中的第3拐点进行外插,可以将所求出的软化点Ts记作软化温度。
为了得到低软化点玻璃,可以使用对使玻璃低软化点化有效的化合物、即选自氧化铅、氧化铋、氧化锌和碱金属的氧化物中的金属氧化物。优选使用碱金属的氧化物,调整玻璃的软化温度。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质量%以上、更优选为5质量%以上。此外,碱金属氧化物在低软化点玻璃中所占的比例优选为20质量%以下、更优选为15质量%以下。碱金属氧化物的比例为2质量%以上,由此软化温度达到适当,难以产生在高温下进行煅烧步骤的必要性,难以在隔离壁中产生缺陷。另一方面,碱金属氧化物的比例为20质量%以下,由此煅烧步骤中玻璃的粘度难以过度降低,在所得格子状的煅烧后图案的形状中难以产生变形。
低软化点玻璃为了将高温下的粘度调整为适当,优选含有3~10质量%的氧化锌。氧化锌在低软化点玻璃中所占的比例为3质量%以上,由此低软化点玻璃的高温下的粘度容易达到适当。另一方面,氧化锌的含量为10质量%以下,由此低软化点玻璃的制造成本容易达到适当。
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、氧化铝和碱土金属的氧化物中的至少1种金属氧化物。在此,碱土金属是指选自镁、钙、钡和锶中的金属。优选的低软化点玻璃的组成范围的一例示于以下。
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(株)制)而测定。更具体而言,粒径可以在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秒超声处理后测定。
低软化点玻璃粉末的50%体积平均粒径(以下称为“D50”)优选为1.0μm以上、更优选为2.0μm以上。此外,D50优选为4.0μm以下、更优选为3.0μm以下。D50为1.0μm以上,由此玻璃粉末难以凝集,得到均匀的分散性,所得糊剂的流动稳定性达到适当。另一方面,D50为4.0μm以下,由此煅烧步骤中得到的煅烧后图案的表面凹凸难以变大,难以成为事后隔离壁被破坏的原因。
含玻璃粉末的糊剂为了控制煅烧步骤中的格子状图案的收缩率、保持最终得到的隔离壁的形状,除了低软化点玻璃之外,也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。填料在无机成分整体中所占的比例为了提高隔离壁的平坦性,优选为2体积%以下。填料的D50优选与低软化点玻璃粉末相同。
光敏性的含玻璃粉末的糊剂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和有机成分的折射率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根据玻璃粉末所含有的金属氧化物的组成而适当调整。
玻璃粉末的折射率可以通过贝克线检测法测定。此外,有机成分的折射率可以通过利用椭圆偏振法测定由有机成分形成的涂膜而求出。更具体而言,玻璃粉末或有机成分的25℃下的波长436nm(g线)下的折射率(ng)可以各自记作n1或n2。
光敏性的含玻璃粉末的糊剂所含有的光敏性有机成分没有特别限定。若举出一例,则光敏性有机成分是光敏性单体、光敏性低聚物、光敏性聚合物。光敏性单体、光敏性低聚物、光敏性聚合物是指通过活性光线的照射而引起光交联或光聚合等反应从而化学结构发生变化的单体、低聚物、聚合物。
光敏性单体优选为具有活性的碳-碳不饱和双键的化合物。作为这样的化合物,可以举出具有乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基或丙烯酰胺基的化合物。光敏性单体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。
光敏性低聚物或光敏性聚合物优选为具有活性的碳-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是通过将丙烯酸、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的单体、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯或2-羟基丙烯酸酯共聚而得到的低聚物或聚合物。将活性的碳-碳不饱和双键导入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反应的方法。
通过使用具有氨基甲酸酯键的光敏性单体或光敏性低聚物,得到能够缓和煅烧步骤的初始应力的、在煅烧步骤中难以产生图案缺损的含玻璃粉末的糊剂。光敏性的含玻璃粉末的糊剂根据需要,可以含有光聚合引发剂。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。
光聚合引发剂没有特别限定。若举出一例,则光聚合引发剂是二苯甲酮、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-甲基二苯基酮、二苄基酮、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、苄基甲氧基乙基缩醛、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-叠氮基苄叉基苯乙酮、2,6-双(对叠氮基苄叉基)环己酮、2,6-双(对叠氮基苄叉基)-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-吗啉代-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、N-苯基硫代吖啶酮、苯并噻唑二硫化物、三苯基膦、过氧化苯偶姻或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的还原剂的组合等。
光敏性的含玻璃粉末的糊剂含有具有羧基的聚合物作为光敏性聚合物,由此光敏性的含玻璃粉末的糊剂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。通过酸值为150mgKOH/g以下,显影边缘变宽。另一方面,酸值为50mgKOH/g以上,由此光敏性的含玻璃粉末的糊剂在碱水溶液中的溶解性不会降低,能够得到高精细的图案。
光敏性的含玻璃粉末的糊剂可以将各种成分以达到规定的组成的方式调和后,用三辊磨或混炼机均质地混合分散而得到。
光敏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、聚合抑制剂、增塑剂或防沉降剂等的添加比例而适当调整。光敏性的含玻璃粉末的糊剂的粘度优选为2000mPa・s以上、更优选为5000mPa・s以上。此外,粘度优选为200000mPa・s以下、更优选为100000mPa・s以下。例如,在将光敏性的含玻璃粉末的糊剂用旋涂法涂布在基材上的情况下,粘度优选为2~5Pa・s,在用刮板涂布机法或口模涂布机法涂布在基材上的情况,优选为10~50Pa・s。在将光敏性的含玻璃粉末的糊剂用1次的丝网印刷法涂布而得到膜厚10~20μm的涂布膜的情况下,粘度优选为50~200Pa・s。
・图案形成步骤
图案形成步骤例如由下述步骤构成:将涂布步骤中得到的涂布膜经由具有规定的开口部的光掩模而曝光的曝光步骤;和,将曝光后的涂布膜中的能够溶解于显影液的部分溶解去除的显影步骤。
曝光步骤是通过曝光而使涂布膜的必要部分光固化,或使涂布膜的不需要部分光分解,从而使涂布膜的任意的部分在显影液中可溶的步骤。显影步骤是将曝光后的涂布膜中的可溶于显影液的部分用显影液溶解去除,得到仅残留必要部分的格子状的煅烧前图案的步骤。
曝光步骤中,可以不使用光掩模,用激光等直接描绘任意的图案。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,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,优选超高压汞灯。
曝光条件根据涂布膜的厚度而不同。通常,曝光使用1~100mW/cm2的输出的超高压汞灯进行0.01~30分钟曝光。
显影步骤中的显影的方法可以举出例如浸渍法、喷雾法或刷涂法。显影液适当选择能够溶解曝光后的涂布膜中的不需要部分的溶剂即可。显影液优选为以水作为主成分的水溶液。例如,显影液在含玻璃粉末的糊剂含有具有羧基的聚合物的情况下,可以选择碱水溶液。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四甲基氢氧化铵、三甲基苄基氢氧化铵、单乙醇胺或二乙醇胺等有机碱水溶液。这些之中,碱水溶液从煅烧步骤中的去除容易的观点出发,优选为有机碱水溶液。碱水溶液的浓度优选为0.05质量%以上、更优选为0.1质量%以上。此外,碱水溶液的浓度优选为5质量%以下、更优选为1质量%以下。碱水溶液的浓度为0.05质量%以上,由此容易充分去除曝光后的涂布膜中的不需要部分。另一方面,碱浓度为5质量%以下,由此格子状的煅烧前图案难以剥离或腐蚀。显影温度为了使步骤管理容易,优选为20~50℃。
为了进行利用曝光和显影的图案形成,涂布步骤中涂布的含玻璃粉末的糊剂需要为光敏性的。即,含玻璃粉末的糊剂需要含有光敏性有机成分。有机成分在光敏性的含玻璃粉末的糊剂中所占的比例优选为30质量%以上、更优选为40质量%以上。此外,有机成分在光敏性的含玻璃粉末的糊剂中所占的比例优选为80质量%以下、更优选为70质量%以下。有机成分的比例为30质量%以上,由此糊剂中的无机成分的分散性降低,在煅烧步骤中难以产生缺陷。此外,糊剂的粘度达到适当,涂布性和稳定性优异。另一方面,有机成分的比例为80质量%以下,由此煅烧步骤中的格子状图案的收缩率难以变大,难以产生缺陷。
光敏性的含玻璃粉末的糊剂所含有的玻璃粉末为了在煅烧步骤中几乎完全将有机成分去除、确保最终得到的隔离壁的强度,软化温度优选为480℃以上。
・煅烧步骤
煅烧步骤是将图案形成步骤中得到的格子状的煅烧前图案进行煅烧,将含玻璃粉末的糊剂所含有的有机成分分解去除,使玻璃粉末软化和烧结,得到格子状的煅烧后图案、即隔离壁的步骤。
煅烧条件根据含玻璃粉末的糊剂的组成、基材的种类而不同。例如,煅烧可以用空气、氮气或氢气氛围的煅烧炉实施。煅烧炉可以举出例如间歇式的煅烧炉或带式的连续型煅烧炉。煅烧的温度优选为500℃以上、更优选为550℃以上。此外,煅烧的温度优选为1000℃以下、更优选为700℃以下、进一步优选为650℃以下。煅烧的温度为500℃以上,由此有机成分能够被充分分解去除。另一方面,煅烧温度为1000℃以下,由此所使用的基材不限于高耐热性陶瓷板等。煅烧的时间优选为10~60分钟。
本实施方式的闪烁体面板的制造方法中,隔离壁形成时的基材可以用作闪烁体面板的基板,也可以从基材上将隔离壁剥离后,将剥离的隔离壁载置在基板上使用。从基材上将隔离壁剥离的方法可以使用在基材与隔离壁之间设置剥离辅助层的方法等公知的方法。
(反射层形成步骤)
本实施方式的闪烁体面板的制造方法具有在隔离壁的表面上形成金属反射层的反射层形成步骤。金属反射层只要形成在隔离壁表面的至少一部分上即可。
金属反射层的形成方法没有特别限定。若举出一例,则金属反射层可以通过真空蒸镀法、溅射法或CVD法等真空制膜法、镀敷法、糊剂涂布法或利用喷雾的喷射法形成。这些之中,通过溅射法所形成的金属反射层与通过其他方法形成的金属反射层相比,反射率的均匀性、耐腐蚀性高,故而优选。
(无机保护层形成步骤)
本实施方式的闪烁体面板的制造方法具有:在反射层表面上形成无机保护层的无机保护层形成步骤。无机保护层的形成方法没有特别限定。若举出一例,则无机保护层可以通过真空蒸镀法、溅射法或CVD法等真空制膜法、糊剂涂布法或利用喷雾的喷射法形成。这些之中,通过溅射法形成的无机保护层与通过其他方法形成的无机保护层相比,均匀性、耐腐蚀性高,故而优选。此外,无机保护层的详情如与闪烁体面板的实施方式关联地在上文所述那样。
应予说明,本实施方式的闪烁体面板的制造方法可以具有形成有机保护层的有机保护层形成步骤。有机保护层的形成方法没有特别限定。若举出一例,则有机保护层可以通过将含有含氟树脂、或聚硅氧烷的溶液在真空下涂布在隔离壁基板上后,干燥而去除溶剂,从而形成。此外,干燥后的基板优选在与干燥温度相比更高温下固化。通过固化,基板中聚硅氧烷的缩合进行,耐热性、耐化学药品性提高,容易提高闪烁体面板的初始亮度。
有机保护层优选以聚硅氧烷作为主成分,聚硅氧烷包含闪烁体面板的实施方式中在上文所述的包含通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物。
[化6]
Figure 287161DEST_PATH_IMAGE006
(上述通式(1)中,R1表示具有环氧基和酸酐基之中至少任一者的1价有机基团;R2和R3各自表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的酰基或碳原子数6~16的芳基;m表示1~3的整数;n表示0~2的整数;m+n是1~3;在m为2以上的情况下,多个R1各自可以相同或不同;此外,在n为2的情况下,多个R2各自可以相同或不同;此外,m+n为2以下的情况下,多个R3各自可以相同或不同)。
此外,有机保护层优选以含氟树脂作为主成分,含氟树脂具有闪烁体面板的实施方式中在上文所述的通式(4)所示的结构。
[化7]
Figure 554194DEST_PATH_IMAGE007
上述通式(4)中,R4~R7表示氢、卤素、取代或未取代的烷基、取代或未取代的烯基、取代或未取代的炔基、羟基、取代或未取代的烷氧基、取代或未取代的芳基、氰基、醛基、取代或未取代的酯基、酰基、羧基、取代或未取代的氨基、硝基、或取代或未取代的环氧基。此外,可以通过R4~R7之中的2个形成1个环结构。但是,R4~R7之中,至少1个是氟、或具有氟的基团。R4~R7之中,优选1个以上为氟,更优选2个以上为氟。作为这些基团被取代的情况的取代基,可以举出例如卤素、烷基、芳基、烷氧基等。应予说明,R4~R7可以各自相同或不同。
上述通式(4)中,烷基可以为链状或环状,其碳原子数优选为1~12。烯基的碳原子数优选为1~15。炔基的碳原子数优选为1~10。烷氧基的碳原子数优选为1~10。芳基的碳原子数优选为6~40。
上述通式(4)所示的结构优选具有饱和环结构。具有饱和环结构的非晶性含氟树脂中,通式(4)所示的结构优选为上述通式(5)所示的结构。
(填充步骤)
本实施方式的闪烁体面板的制造方法具有在被隔离壁区隔的单元内填充荧光体的填充步骤。荧光体的填充方法没有特别限定。若举出一例,则工艺简便,能够进行大面积中的均质荧光体填充,因此填充方法优选为将荧光体粉末和粘接剂树脂混合在溶剂中得到的荧光体糊剂在真空下涂布在隔离壁基板上后,干燥而去除溶剂的方法。
以上,根据本实施方式的闪烁体面板的制造方法,所得闪烁体是高亮度、高清晰度,容易抑制高温・高湿环境下的缺陷产生。
以上,针对本发明的一个实施方式进行了说明。本发明不特别现定于上述实施方式。应予说明,上述实施方式主要说明具有以下的构成的发明。
(1)闪烁体面板,其具有基板、在前述基板上形成的格子状的隔离壁、和在被前述隔离壁区隔的单元内的荧光体层,前述隔离壁在前述隔离壁的表面上按顺序具有金属反射层、和包含氮化物作为主成分的无机保护层。
根据这样的构成,闪烁体面板是高亮度、高清晰度,容易抑制高温・高湿环境下的亮度降低。
(2) (1)记载的闪烁体面板,其中,前述无机保护层含有氮化硅作为主成分。
根据这样的构成,闪烁体面板是更高亮度、高清晰度,容易抑制高温・高湿环境下的亮度降低。
(3) (1)或(2)记载的闪烁体面板,其中,前述隔离壁进一步具有有机保护层。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度,此外容易抑制后述针孔缺陷的产生。
(4) (3)记载的闪烁体面板,其中,前述隔离壁在其表面上按顺序具有前述金属反射层、前述无机保护层和前述有机保护层。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度。
(5) (3)或(4)记载的闪烁体面板,其中,前述有机保护层含有含氟树脂作为主成分。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度。
(6) (5)记载的闪烁体面板,其中,前述含氟树脂为非晶性的。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度。
(7) (3)或(4)记载的闪烁体面板,其中,前述有机保护层含有聚硅氧烷作为主成分。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度。
(8) (7)记载的闪烁体面板,其中,前述聚硅氧烷含有包含下述通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物,
[化8]
Figure 815411DEST_PATH_IMAGE008
(上述通式(1)中,R1表示具有环氧基和酸酐基之中至少任一者的1价有机基团;R2和R3各自表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的酰基或碳原子数6~16的芳基;m表示1~3的整数;n表示0~2的整数;m+n是1~3;在m为2以上的情况下,多个R1各自可以相同或不同;此外,在n为2的情况下,多个R2各自可以相同或不同;此外,m+n为2以下的情况下,多个R3各自可以相同或不同)。
根据这样的构成,闪烁体面板容易达到更高亮度,此外容易抑制后述亮度不均匀的产生。
(9) (8)记载的闪烁体面板,其中,前述通式(1)所示的有机硅烷包含2-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷和3-三烷氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐之中至少任一者。
根据这样的构成,闪烁体面板更容易抑制后述亮度不均匀的产生。
(10) (1)~(9)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述金属反射层包含银作为主成分。
根据这样的构成,闪烁体面板更容易提高亮度。
(11) (10)记载的闪烁体面板,其中,前述金属反射层含有包含钯和铜之中至少任一种的银合金。
根据这样的构成,闪烁体面板在大气中的变色耐性更优异。
(12) (1)~(11)中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述隔离壁包含98体积%以上的软化点为650℃以下的低软化点玻璃。
根据这样的构成,闪烁体面板更容易提高初始亮度。
(13)放射线检测器,其具有(1)~(12)中任一项所述的闪烁体面板。
根据这样的构成,得到高清晰度的放射线检测器。
(14) 闪烁体面板的制造方法,其包括:在基材上形成隔离壁,将单元区隔的隔离壁形成步骤;在前述隔离壁的表面上形成金属反射层的反射层形成步骤;在前述反射层的表面上形成无机保护层的无机保护层形成步骤;和,在被前述隔离壁区隔的单元内填充荧光体的填充步骤;前述无机保护层包含氮化物作为主成分。
根据这样的构成,所得闪烁体面板是高亮度、高清晰度,容易抑制高温・高湿环境下的亮度降低。
实施例
以下,举出实施例和比较例,进一步详细说明本发明。本发明不限于这些。
(聚硅氧烷的合成)
合成例和实施例中使用的化合物之中,针对使用简称的物质,示于如下。
PGMEA:丙二醇单甲基醚乙酸酯
合成例中的聚硅氧烷溶液的固体成分浓度通过以下的方法求出。在铝杯中称取聚硅氧烷溶液1.5g,使用加热板,在250℃下加热30分钟,使液体成分蒸发。称量加热后的铝杯中残留的固体成分的重量,根据与加热前的重量的比例,求出聚硅氧烷溶液的固体成分浓度。此外,聚硅氧烷中的各有机硅烷单元的含有比率进行29Si-NMR的测定,算出源自特定的有机硅烷单元的Si的积分值相对于源自有机硅烷的Si整体的积分值的比例,通过这些含有比率而算出。测定试样(液体)注入直径10mm的“テフロン”(注册商标)制NMR样品管中。29Si-NMR测定条件示于以下。
装置:核磁共振装置JNM-GX270(日本电子制)
测定法:门控去偶法
测定核频率:53.6693MHz(29Si核)
光谱宽度:20000Hz
脉冲宽度:12μs(45°脉冲)
脉冲反复时间:30.0秒
溶剂:丙酮-d6
基准物质:四甲基硅烷
测定温度:23℃
试样转速:0.0Hz。
聚硅氧烷的合成中使用的有机硅烷如下所述。
有机硅烷S-1:甲基三甲氧基硅烷
有机硅烷S-2:苯基三甲氧基硅烷
有机硅烷S-3:2-(3,4-环氧环己基)乙基三甲氧基硅烷
有机硅烷S-4:3-三甲氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐。
(合成例1)聚硅氧烷(A-1)溶液
向500ml的三口烧瓶中加入有机硅烷S-1 16.34g(0.12mol)、有机硅烷S-2 29.75g(0.15mol)、有机硅烷S-3 7.39g(0.03mol)、PGMEA 45.00g,在室温下搅拌的同时用30分钟添加在水16.21g中溶解磷酸0.16g(相对于加入单体为0.30重量%)得到的磷酸水溶液。其后,将烧瓶浸渍在70℃的油浴中,搅拌90分钟后,用30分钟将油浴升温至115℃。升温开始1小时后,溶液的内温到达100℃,从此加热搅拌2小时(内温为100~110℃),得到聚硅氧烷溶液。应予说明,升温和加热搅拌中,以0.05升/分钟流入氮气。向所得聚硅氧烷溶液中追加PGMEA,使固体成分浓度达到40重量%,得到聚硅氧烷(A-1)溶液。通过29Si-NMR测定的源自有机硅烷S-1、S-2、S-3的重复单元的摩尔比分别为40mol%、50mol%、10mol%。
(合成例2)聚硅氧烷(A-2)溶液
加入有机硅烷S-1 18.39g(0.135mol)、有机硅烷S-2 29.75g(0.15mol)、有机硅烷S-43.94g(0.015mol)、PGMEA 45.00g,在室温下搅拌的同时用30分钟添加在水16.21g中溶解磷酸0.16g(相对于加入单体为0.30重量%)得到的磷酸水溶液,除此之外,通过与合成例1相同的流程,得到聚硅氧烷溶液。向所得聚硅氧烷溶液中追加PGMEA,使固体成分浓度达到40重量%,得到聚硅氧烷(A-2)溶液。通过29Si-NMR测定的源自有机硅烷S-1、S-2、S-4的重复单元的摩尔比分别为45mol%、50mol%、5mol%。
(合成例3)聚硅氧烷(A-3)溶液
加入有机硅烷S-1 20.02g(0.147mol)、有机硅烷S-2 29.75g(0.15mol)、有机硅烷S-30.74g(0.003mol)、PGMEA 45.00g,在室温下搅拌的同时用30分钟添加在水16.21g中溶解磷酸0.15g(相对于加入单体为0.30重量%)得到的磷酸水溶液,除此之外,通过与合成例1相同的流程,得到聚硅氧烷溶液。向所得聚硅氧烷溶液中追加PGMEA,使固体成分浓度达到40重量%,得到聚硅氧烷(A-3)溶液。通过29Si-NMR测定的源自有机硅烷S-1、S-2、S-3的重复单元的摩尔比分别为49mol%、50mol%、1mol%。
(合成例4) 聚硅氧烷(A-4)溶液
加入有机硅烷S-1 20.43g(0.15mol)、有机硅烷S-2 29.75g(0.15mol)、PGMEA 45.00g,在室温下搅拌的同时用30分钟添加在水17.0g中溶解磷酸0.15g(相对于加入单体为0.30重量%)得到的磷酸水溶液,除此之外,通过与合成例1相同的流程,得到聚硅氧烷溶液。向所得聚硅氧烷溶液追加PGMEA中,使固体成分浓度达到40重量%,得到聚硅氧烷(A-4)溶液。通过29Si-NMR测定的源自有机硅烷S-1、S-2的重复单元的摩尔比分别为50mol%、50mol%。
(含玻璃粉末的糊剂的原料)
光敏性的含玻璃粉末的糊剂的制作中使用的原料如下所述。
光敏性单体M-1:三羟甲基丙烷三丙烯酸酯
光敏性单体M-2:四丙二醇二甲基丙烯酸酯
光敏性聚合物:使由甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=40/40/30的质量比形成的共聚物的羧基与0.4当量的甲基丙烯酸缩水甘油基酯加成反应而得到的物质(重均分子量43000;酸值100)
光聚合引发剂:2-苄基-2-二甲基氨基-1-(4-吗啉代苯基)丁酮-1(BASF公司制)
聚合抑制剂: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(株)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(株)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)1.56、玻璃软化温度588℃、热膨胀系数70×10-7(K-1)、平均粒径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)1.55、软化温度790℃、热膨胀系数32×10-7(K-1)、平均粒径2.3μm。
(含玻璃粉末的糊剂的制作)
含玻璃粉末的糊剂P-1:
将4质量份的光敏性单体M-1、6质量份的光敏性单体M-2、24质量份的光敏性聚合物、6质量份的光聚合引发剂、0.2质量份的聚合抑制剂和12.8质量份的紫外线吸收剂溶液在38质量份的溶剂中在温度80℃下加热溶解。冷却所得溶液后,添加9质量份的粘度调节剂,得到有机溶液1。将所得有机溶液1涂布在玻璃板上并干燥,由此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50质量份的低软化点玻璃粉末后,用三辊磨混炼机混炼,得到含玻璃粉末的糊剂P-1。
含玻璃粉末的糊剂P-2:
向50质量份的有机溶液1中,添加49质量份的低软化点玻璃粉末和1质量份的高软化点玻璃粉末,除此之外,以与上述含玻璃粉末的糊剂P-1相同的方式,得到含玻璃粉末的糊剂P-2。低软化点玻璃在低软化点玻璃和高软化点玻璃的总计量中所占的体积比率为98体积%。
含玻璃粉末的糊剂P-3:
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,除此之外,以与上述含玻璃粉末的糊剂P-1相同的方式,得到含玻璃粉末的糊剂P-3。低软化点玻璃在低软化点玻璃和高软化点玻璃的总计量中所占的体积比率为80体积%。
(隔离壁基板的制作)
隔离壁基板1:
作为基材,使用125mm×125mm×0.7mm的钠玻璃板。在基材的表面上用口模涂布机涂布含玻璃粉末的糊剂P-1,使干燥后的厚度达到220μm并干燥,得到含玻璃粉末的糊剂的涂布膜。接着,经由具有与期望的图案对应的开口部的光掩模(间距127μm、线宽度15μm的、具有格子状开口部的铬掩模),对含玻璃粉末的糊剂的涂布膜使用超高压汞灯以300mJ/cm2的曝光量曝光。曝光后的涂布膜在0.5质量%的乙醇胺水溶液中显影,去除未曝光部分,得到格子状的煅烧前图案。将所得格子状的煅烧前图案在空气中在580℃下煅烧15分钟,形成以玻璃作为主成分的格子状的隔离壁。通过割断而使隔离壁截面露出,用扫描型电子显微镜S2400((株)日立制作所制)拍摄而测定的隔离壁的高度L1为150μm、隔离壁的间隔L2为127μm、隔离壁的底部宽度L3为30μm、隔离壁的顶部宽度L4为10μm。
隔离壁基板2:
使用含玻璃粉末的糊剂P-2,除此之外,以与隔离壁基板1相同的方式形成。隔离壁的高度L1为150μm、隔离壁的间隔L2为127μm、隔离壁的底部宽度L3为30μm、隔离壁的顶部宽度L4为10μm。
隔离壁基板3:
使用含玻璃粉末的糊剂P-3,将隔离壁的煅烧温度设为590℃,除此之外,以与隔离壁基板1相同的方式形成。隔离壁的高度L1为150μm、隔离壁的间隔L2为127μm、隔离壁的底部宽度L3为30μm、隔离壁的顶部宽度L4为10μm。
(金属反射层的形成)
使用市售的溅射装置和溅射靶材。溅射时,在隔离壁基板的附近配置玻璃平板,在玻璃平板上的金属厚度达到300nm的条件下实施溅射。溅射靶材使用作为含有钯和铜的银合金的APC((株)フルヤ金属制)、或非合金的银。使用三重离子磨装置EMTIC3X(LEICA公司制)而使隔离壁截面露出,用场发射型扫描电子显微镜(FE-SEM)Merlin(Zeiss公司制)拍摄而测定的各隔离壁基板中的隔离壁的高度方向中央部侧面的金属反射层厚度为70nm。
(金属氧化物反射层糊剂的原料)
金属氧化物反射层糊剂的制作中使用的原料如下所述。
金属氧化物填料:氧化钛(石原产业(株)制)
粘接剂溶液:5质量%的乙基纤维素(ダウケミカル(株)制)和95质量%的松油醇(日本萜烯化学(株)制)的混合溶液
单体:30质量%的二季戊四醇五丙烯酸酯和70质量%的二季戊四醇六丙烯酸酯(均为东亚合成(株)制)的混合物
聚合引发剂:1,1'-偶氮双(环己烷-1-甲腈)(V-40;富士フイルム和光纯药(株)制)。
(金属氧化物反射层的形成)
将50质量份的金属氧化物填料、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炼机混炼,得到金属氧化物反射层糊剂。在隔离壁上真空印刷金属氧化物反射层糊剂后,在90℃下干燥1h,进一步在190℃下固化1h而形成金属氧化物反射层。
(算术平均倾斜角的测定)
将反射层形成后的隔离壁基板割断,针对隔离壁侧面的反射层露出的截面,使用激光显微镜VK-X200((株)キーエンス制),用倍率50倍的物镜对隔离壁侧面拍摄5个部位,用附属的分析软件对隔离壁侧面中央20μm的长度范围进行线粗糙度分析,求出5点的平均值,记作算术平均倾斜角。
(无机保护层的形成)
使用市售的溅射装置和溅射靶材,形成由氮化硅或氧化硅构成的无机保护层。溅射时,在隔离壁基板的附近配置玻璃平板,在玻璃平板上无机保护层厚度达到100nm的条件下实施溅射。以与金属反射层厚度同样地方式测定的各隔离壁基板的隔离壁的高度方向中央部侧面的无机保护层厚度为20nm。应予说明,仅实施例14中,在上述玻璃平板上的无机保护层厚度达到20nm的条件下实施溅射,各隔离壁基板的隔离壁的高度方向中央部侧面的无机保护层厚度为4nm。
(有机保护层的形成(含有聚硅氧烷的有机保护层))
含有聚硅氧烷的有机保护层如下所述地形成。在隔离壁基板上,制作相对于聚硅氧烷溶液1质量份混合γ-丁内酯10质量份作为溶剂而得到的稀释液。针对各实施例、比较例,使用表1中记载的聚硅氧烷溶液。在隔离壁基板上真空印刷该稀释液后,在90℃下干燥1h,进一步在190℃下固化1h而形成有机保护层。表1中,形成位置记载为隔离壁-反射层间的样品是在反射层形成前,形成位置为反射层上的样品是在反射层形成后,形成位置为隔离壁-反射层间+反射层上的样品是在反射层形成前和后2次,通过上述方法形成有机保护层。应予说明,形成无机保护层,进一步有机保护层的形成位置为反射层上的样品按顺序形成反射层、无机保护层、有机保护层。以与金属反射层厚度相同的方式测定的各隔离壁基板的隔离壁的高度方向中央部侧面的有机保护层厚度在隔离壁-反射层间、和反射层上均为1μm。
(有机保护层的形成(含有含氟树脂的有机保护层))
含有含氟树脂的有机保护层如下所述地形成。
(含有含氟树脂的有机保护层的原料)
有机保护层用的含氟树脂溶液制作中使用的原料如下所述。
氟系溶剂:CT-SOLV180(AGC(株)制)
非氟系溶剂:1-甲基-2-吡咯烷酮(富士フイルム和光纯药(株)制)
含氟树脂原料1:CYTOP(注册商标) CTL-809M(将サイトップMタイプ(具有饱和环结构,具有在主链的原子上直接键合的氟原子,在末端具有甲硅烷基的非晶性含氟树脂)用CT-SOLV180稀释为9质量%的溶液、AGC(株)制)
含氟树脂原料2:CYTOP(注册商标) CTL-809A(将サイトップAタイプ(具有饱和环结构,具有在主链的原子上直接键合的氟原子,在末端具有羧基的非晶性含氟树脂)用CT-SOLV180稀释为9质量%的溶液、AGC(株)制)
含氟树脂原料3:CYTOP(注册商标) CTX-809SP2(将サイトップSタイプ(具有饱和环结构,具有在主链的原子上直接键合的氟原子,在末端不具有取代基的非晶性含氟树脂)用CT-SOLV180稀释为9质量%的溶液、AGC(株)制)
含氟树脂原料4:聚(2,2,3,3,4,4,4-七氟丁基甲基丙烯酸酯、Sigma Aldrich公司制)
(制备例1)含氟树脂(B-1)溶液
相对于含氟树脂原料1的1质量份,作为溶剂混合氟系溶剂1质量份,制作稀释液。
(制备例2)含氟树脂(B-2)溶液
相对于含氟树脂原料2的1质量份,作为溶剂混合氟系溶剂1质量份,制作稀释液。
(制备例3)含氟树脂(B-3)溶液
相对于含氟树脂原料3的1质量份,作为溶剂混合氟系溶剂1质量份,制作稀释液。
(制备例4)含氟树脂(B-4)溶液
相对于含氟树脂原料4的5质量份,作为溶剂混合非氟系溶剂95质量份,制作稀释液。
针对各实施例,使用表1中记载的含氟树脂溶液。在隔离壁基板上真空印刷该稀释液后,在90℃下干燥1h,进一步在190℃下固化1h而形成有机保护层。以与金属反射层厚度同样的方式测定的各隔离壁基板的隔离壁的高度方向中央部侧面的有机保护层厚度为1μm。
丙烯酸树脂的有机保护层如下所述地形成。将オリコックス(注册商标)KC7000(共荣社化学(株)制)的1质量份溶解在γ-丁内酯20质量份中,制作稀释液。在隔离壁基板上真空印刷该稀释液后,在90℃下干燥1h。以与金属反射层厚度同样的方式测定的隔离壁的高度方向中央部侧面的有机保护层厚度为1μm。
(荧光体)
直接使用市售的GOS:Tb(掺杂有Tb的硫氧化钆)荧光体粉末。用粒度分布测定装置MT3300(日机装(株)制)测定的平均粒径D50为11μm。
(荧光体层的粘接剂树脂)
使用以下的树脂。
纤维素衍生物:エトセル(注册商标)7cp(ダウケミカル(株)制)
丁醛树脂:エスレック(注册商标)B BL-S(积水化学(株)制)
丙烯酸树脂:オリコックス(注册商标)KC7000(共荣社化学(株)制)
聚烯烃:ARTON(注册商标)D4540(JSR(株)制)
(荧光体层的形成)
将荧光体粉末10质量份与浓度10wt%的粘接剂树脂溶液5质量份混合,制作荧光体糊剂。纤维素衍生物、丁醛树脂、丙烯酸树脂溶液的溶剂使用苄醇。此外,聚烯烃树脂溶液的溶剂使用环己酮。在形成了反射层、无机保护层、有机保护层等的隔离壁基板上真空印刷该荧光体糊剂,以荧光体的体积分数达到65%的方式填充,在150℃下干燥15分钟,形成荧光体层。
(初始亮度的评价)
将填充荧光体层后的各闪烁体面板在X射线检测器PaxScan 2520V(Varian公司制)的传感器表面中央以闪烁体面板的单元与传感器的像素1对1对应的方式对齐配置,将基板端部用粘合胶带固定,制作放射线检测器。对该检测器,将来自X射线放射装置L9181-02(浜松ホトニクス(株)制)的X射线,在管电压50kV、X射线管与检测器的距离30cm的条件下照射X射线,获取图像。所得图像中的闪烁体面板的发光位置中央的256×256像素的数字值的平均值记作亮度值,针对各样品,算出相对于实施例1的亮度值的相对值,记作初始亮度。初始亮度低于80的亮度低,是不适合的。
(耐湿热试验)
作为高温・高湿环境下的缺陷产生的加速试验,将所制作的闪烁体面板在温度65℃、湿度90%的恒温恒湿器内静置300h。
・耐湿热试验后亮度维持率的评价
针对耐湿热试验后的各闪烁体面板,与初始亮度同样地测定亮度值,求出相对于各样品的耐湿热试验前的亮度值的比例。耐湿热试验后亮度维持率低于80在实用中是不适合的。
・耐湿热试验后针孔数的评价
对耐湿热试验后的各闪烁体面板的X射线图像中的针孔状的亮度降低部位的数量进行计数。
(随时间变色耐性)
制作闪烁体面板后,针对在室温的大气中保管1个月的样品,目视判断闪烁体面板表面的变色。完全观察不到变色的情况记作A,略微观察到变色的情况记作B。
(亮度不均匀的评价)
目视各闪烁体面板的X射线图像,观察不到不均匀的情况记作A,不均匀极轻微的情况记作B,观察到不均匀但通过图像处理能够容易校正的情况记作C,不均匀极为显著的情况记作E。
(实施例1~19、比较例1~5)
在表1所示的隔离壁基板上,使用表1所示的材料,通过前述的方法形成金属反射层或金属氧化物反射层,通过前述的方法形成表1所示的无机保护层和有机保护层。其后,使用表1所示的粘接剂树脂,通过前述的方法形成荧光体层。各实施例、比较例的结构和各种评价结果示于表1。
Figure 484290DEST_PATH_IMAGE010
如表1所示,在金属反射层上形成含有氮化物作为主成分的无机保护层的实施例1~19的闪烁体面板的初始亮度高,耐湿热试验后的亮度维持率高。实施例1~4的闪烁体面板通过具有含有包含通式(1)所示的有机硅烷的有机硅烷的水解・部分缩合物的有机保护层,初始亮度特别高,无亮度不均匀,也未发现针孔缺陷。源自通式(1)所示的有机硅烷的结构单元的含量少的实施例5、和不含有的实施例6、粘接剂树脂为聚烯烃的实施例7中,发现亮度不均匀。不具有有机保护层的实施例8显示出高初始亮度,但与具有有机保护层的情况相比,初始亮度少许降低。在隔离壁-反射层间具有有机保护层的实施例9的初始亮度特别高,无亮度不均匀,抑制了针孔缺陷。在隔离壁-反射层间和反射层上两者具有有机保护层的实施例10的闪烁体面板的初始亮度极高,是良好的。隔离壁含有高软化点玻璃作为填料的实施例11~12的闪烁体面板发现存在伴随填料的含有率增加而初始亮度少许降低的倾向,但为没有问题的范围。金属反射层材料中使用银的实施例13的闪烁体面板随时间略微发现变色,但为没有问题的范围。无机保护层的膜厚薄的实施例14存在初始亮度、和耐湿热试验后的亮度维持率少许降低的倾向。作为有机保护层而使用具有饱和环结构、具有在主链的原子上直接键合的氟原子、在末端具有甲硅烷基或羧基的非晶性含氟树脂的实施例15~16的闪烁体面板的初始亮度极高,其他特性也良好。作为有机保护层而使用具有饱和环结构、具有在主链的原子上直接键合的氟原子、但在末端不具有取代基的非晶性含氟树脂的实施例17的闪烁体面板的初始亮度极高,是良好的。作为有机保护层而使用饱和环结构和在主链的原子上直接键合的氟原子均没有的非晶性含氟树脂的实施例18的初始亮度较高,但与实施例15~17相比低,此外发现亮度不均匀。有机保护层为丙烯酸树脂的实施例19的闪烁体面板无亮度不均匀,抑制了针孔缺陷。
另一方面,不具有以氮化物作为主成分的无机保护层的比较例1~2的闪烁体面板的耐湿热试验后的亮度维持率非常低,是不适合的。比较例1的闪烁体面板的初始亮度也非常低,是不适合的。具有由氧化硅形成的无机保护层的比较例3的闪烁体面板的初始亮度非常低,是不适合的。此外,替代金属反射层而具有金属氧化物反射层的比较例4~5的闪烁体面板的初始亮度低,是不适合的。
根据以上的结果表明,本发明的闪烁体面板能够提供高亮度、高清晰度、进一步抑制了高温・高湿环境下的亮度降低的闪烁体面板。
附图标记说明
1 放射线检测器用构件
2 闪烁体面板
3 输出基板
4 基板
5 隔离壁
6 荧光体层
7 隔膜层
8 光电转换层
9 输出层
10 基板
11 金属反射层
12 无机保护层
13 荧光体
14 粘接剂树脂
L1 隔离壁的高度
L2 相邻的隔离壁的间隔
L3 隔离壁的底部宽度
L4 隔离壁的顶部宽度。

Claims (14)

1.闪烁体面板,其具有基板、在前述基板上形成的格子状的隔离壁、和在被前述隔离壁区隔的单元内的荧光体层;
前述隔离壁在前述隔离壁的表面上按顺序具有金属反射层、和包含氮化物作为主成分的无机保护层。
2.根据权利要求1所述的闪烁体面板,其中,前述无机保护层含有氮化硅作为主成分。
3.根据权利要求1或2所述的闪烁体面板,其中,前述隔离壁进一步具有有机保护层。
4.根据权利要求3所述的闪烁体面板,其中,前述隔离壁在其表面上按顺序具有前述金属反射层、前述无机保护层和前述有机保护层。
5.根据权利要求3或4所述的闪烁体面板,其中,前述有机保护层含有含氟树脂作为主成分。
6.根据权利要求5所述的闪烁体面板,其中,前述含氟树脂为非晶性的。
7.根据权利要求3或4所述的闪烁体面板,其中,前述有机保护层含有聚硅氧烷作为主成分。
8.根据权利要求7所述的闪烁体面板,其中,前述聚硅氧烷含有有机硅烷的水解·部分缩合物,所述有机硅烷包含下述通式(1)所示的有机硅烷,
[化1]
Figure 756314DEST_PATH_IMAGE001
上述通式(1)中,R1表示具有环氧基和酸酐基之中至少任一者的1价有机基团;R2和R3各自表示氢、碳原子数1~6的烷基、碳原子数2~6的酰基或碳原子数6~16的芳基;m表示1~3的整数;n表示0~2的整数;m+n为1~3;在m为2以上的情况下,多个R1可以各自相同或不同;此外,在n为2的情况下,多个R2可以各自相同或不同;此外,在m+n为2以下的情况下,多个R3可以各自相同或不同。
9.根据权利要求8所述的闪烁体面板,其中,前述通式(1)所示的有机硅烷包含2-(3,4-环氧环己基)乙基三烷氧基硅烷和3-三烷氧基甲硅烷基丙基琥珀酸酐之中至少任一者。
10.根据权利要求1~9中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述金属反射层包含银作为主成分。
11.根据权利要求10所述的闪烁体面板,其中,前述金属反射层含有银合金,所述银合金包含钯和铜之中至少任一种。
12.根据权利要求1~11中任一项所述的闪烁体面板,其中,前述隔离壁包含98体积%以上的软化点为650℃以下的低软化点玻璃。
13.放射线检测器,其具有权利要求1~12中任一项所述的闪烁体面板。
14.闪烁体面板的制造方法,其包括:
在基材上形成隔离壁、区隔单元的隔离壁形成步骤;
在前述隔离壁的表面上形成金属反射层的反射层形成步骤;
在前述反射层的表面上形成无机保护层的无机保护层形成步骤;和
在被前述隔离壁区隔的单元内填充荧光体的填充步骤;
前述无机保护层含有氮化物作为主成分。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252031A (zh) * 2021-11-19 2022-03-29 中国科学院深圳先进技术研究院 直接型x射线影像探测器及其制备方法
CN115926785A (zh) * 2022-08-12 2023-04-07 成都信息工程大学 闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP7136188B2 (ja) * 2019-03-01 2022-09-13 東レ株式会社 シンチレータパネル、放射線検出器、およびシンチレータパネルの製造方法
JP7347292B2 (ja) * 2019-09-27 2023-09-20 東レ株式会社 放射線検出器
EP4080522A4 (en) * 2019-12-19 2023-08-16 Kabushiki Kaisha Toshiba FLUORINE PLATE, X-RAY DETECTOR AND X-RAY INSPECTION DEVICE
US20230141241A1 (en) * 2020-03-30 2023-05-11 Toray Industries, Inc. Scintillator panel and scintillator panel manufacturing method
CN117015726A (zh) * 2021-03-09 2023-11-07 株式会社东芝 闪烁器阵列及使用其的放射线检测器、放射线检查装置

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09197097A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Mitsubishi Chem Corp 放射線像変換スクリーン及び放射線像変換スクリーン保護膜形成用組成物
US6075250A (en) * 1996-08-27 2000-06-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Radiation image storage panel
JP2014106022A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Toray Ind Inc シンチレータパネル
US20150338529A1 (en) * 2013-01-08 2015-11-26 Scint-X Ab X-ray scintillator containing a multi-layered coating
CN106663488A (zh) * 2014-08-08 2017-05-10 东丽株式会社 闪烁体面板和放射线检测器
JP2017161407A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 コニカミノルタ株式会社 シンチレータおよび放射線検出器

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5241180A (en) * 1992-08-05 1993-08-31 General Electric Company Radiation detection devices with tapered scintillator crystals
US7034306B2 (en) * 1998-06-18 2006-04-25 Hamamatsu Photonics K.K. Scintillator panel and radiation image sensor
JP2008261651A (ja) 2007-04-10 2008-10-30 Toshiba Corp シンチレータパネル、シンチレータパネルの製造方法および放射線検出器
JP2009210415A (ja) * 2008-03-04 2009-09-17 Hitachi Metals Ltd 放射線検出器
WO2011111551A1 (ja) * 2010-03-12 2011-09-15 コニカミノルタエムジー株式会社 シンチレータ
JP2011257339A (ja) 2010-06-11 2011-12-22 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線画像検出装置
JP2012002627A (ja) * 2010-06-16 2012-01-05 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線検出用二次元アレイ型シンチレータ
JP5629593B2 (ja) * 2011-02-01 2014-11-19 株式会社東芝 放射線検出器
JPWO2014021415A1 (ja) * 2012-08-03 2016-07-21 東レ株式会社 シンチレータパネルおよびシンチレータパネルの製造方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH09197097A (ja) * 1996-01-19 1997-07-31 Mitsubishi Chem Corp 放射線像変換スクリーン及び放射線像変換スクリーン保護膜形成用組成物
US6075250A (en) * 1996-08-27 2000-06-13 Fuji Photo Film Co., Ltd. Radiation image storage panel
JP2014106022A (ja) * 2012-11-26 2014-06-09 Toray Ind Inc シンチレータパネル
US20150338529A1 (en) * 2013-01-08 2015-11-26 Scint-X Ab X-ray scintillator containing a multi-layered coating
CN106663488A (zh) * 2014-08-08 2017-05-10 东丽株式会社 闪烁体面板和放射线检测器
JP2017161407A (ja) * 2016-03-10 2017-09-14 コニカミノルタ株式会社 シンチレータおよび放射線検出器

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114252031A (zh) * 2021-11-19 2022-03-29 中国科学院深圳先进技术研究院 直接型x射线影像探测器及其制备方法
CN115926785A (zh) * 2022-08-12 2023-04-07 成都信息工程大学 闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用

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Publication number Publication date
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