JP2003057351A - Manufacturing method of radiation detection assembly - Google Patents

Manufacturing method of radiation detection assembly

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JP2003057351A
JP2003057351A JP2001242446A JP2001242446A JP2003057351A JP 2003057351 A JP2003057351 A JP 2003057351A JP 2001242446 A JP2001242446 A JP 2001242446A JP 2001242446 A JP2001242446 A JP 2001242446A JP 2003057351 A JP2003057351 A JP 2003057351A
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JP
Japan
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phosphor layer
phosphor
photoelectric conversion
particle size
printing
Prior art date
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Application number
JP2001242446A
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Japanese (ja)
Inventor
Tomoyuki Tamura
知之 田村
Kazumi Nagano
和美 長野
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Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a manufacturing method of a highly-sensitive, highly-sharp and inexpensive radiation detection assembly. SOLUTION: In Figure 1 (a), a photodetector formed on a substrate 1 for the photodetector is shown. In Figure (b), a phosphor layer 5 comprising small- size phosphor particles is formed by screen printing in one-time or plural-times on photoelectric conversion element apertures 3 of the photodetector. In Figure (c), a phosphor layer 6 comprising large-size phosphor particles is formed by screen printing in one-time or plural-times on the photoelectric conversion elements 2 of the photodetector. In Figure (d), a phosphor layer 5 comprising the small-size phosphor particles is formed by screen printing again in piles on the small-size phosphor layer of the phosphor layer formed beforehand. In Figure (e), a phosphor layer 6 comprising the large-size phosphor particles is formed by screen printing again in piles on the large-size phosphor layer of the phosphor layer formed beforehand. Small-size phosphor layer printing and large-size phosphor layer printing are performed alternately in plural times, to thereby form the phosphor layer having the prescribed thickness.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、放射線検出装置の
製造方法に関し、特に、X線撮影などに用いられる放射
線検出装置の製造方法に関する。なお、本明細書では、
X線、γ線などの電磁波やα線、β線も放射線に含める
ものとして説明する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a radiation detecting device, and more particularly to a method for manufacturing a radiation detecting device used for X-ray imaging and the like. In this specification,
It is assumed that electromagnetic waves such as X-rays and γ-rays and α-rays and β-rays are included in the radiation.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、X線蛍光体を内部に備えた蛍光ス
クリーンと両面塗布感剤とを有するX線フィルムシステ
ムが一般的にX線写真撮影に使用されてきた。しかし、
最近、X線蛍光体層と2次元に配置された複数の光電変
換素子とその間隙に形成されたデータ転送用のTFT等
の電気素子からなる2次元光検出器とを有するデジタル
放射線検出装置の画像特性が良好であること、データが
デジタルデータであるためネットワーク化したコンピュ
ータシステムに取り込むことによってデータの共有化が
図れる利点があることから、デジタル放射線検出装置に
ついて盛んに研究開発が行われ、種々の特許出願もされ
ている。
2. Description of the Related Art Conventionally, an X-ray film system having a fluorescent screen having an X-ray phosphor inside and a double-sided coating sensitizer has been generally used for X-ray photography. But,
Recently, a digital radiation detecting apparatus having an X-ray phosphor layer, a plurality of two-dimensionally arranged photoelectric conversion elements, and a two-dimensional photodetector formed in the gap between the photoelectric conversion elements and electric elements such as TFTs for data transfer. Since the image characteristics are good and the data is digital data, there is an advantage that the data can be shared by importing it into a networked computer system. The patent application is also filed.

【0003】これらデジタル放射線検出装置の中でも、
高感度で高鮮鋭度を有する装置として、特開平9−61
536号公報には、放射線検出装置の光検出器の全面に
蛍光体層を形成した後に、光検出器の各光電変換素子間
の蛍光体層をレーザー光により溝状に除去することによ
り蛍光体層を柱状で各光電変換素子の上のみに分離する
手法が開示されている。こうして製造された放射線検出
装置は高鮮鋭な特性を有することが知られている。
Among these digital radiation detectors,
A device having high sensitivity and high sharpness is disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-61.
In Japanese Patent No. 536, a phosphor is formed by forming a phosphor layer on the entire surface of a photodetector of a radiation detector and then removing the phosphor layer between the photoelectric conversion elements of the photodetector in a groove shape by laser light. A method of separating a layer in a columnar shape only on each photoelectric conversion element is disclosed. It is known that the radiation detection device manufactured in this way has high sharpness characteristics.

【0004】上記蛍光体層に入射した放射線は、分離し
た蛍光体層にて可視光に変換され、この蛍光体層ごとに
発生した可視光が検出器の各光電変換素子に入射し電気
信号に変換されることにより、この放射線検出装置は高
鮮鋭な特性を有する。
The radiation incident on the phosphor layer is converted into visible light by the separated phosphor layer, and the visible light generated for each phosphor layer is incident on each photoelectric conversion element of the detector and converted into an electric signal. By being converted, this radiation detection device has high sharpness characteristics.

【0005】さらに、この放射線検出装置の感度を向上
させる目的で、柱状で分離した蛍光体層の表面に、金属
薄膜による光反射膜を設ける構成が特開平9−6153
6号公報に開示されている。また、その柱構造の壁面に
光反射膜を設ける方法は、蒸着方法により設ける方法が
開示されている。
Further, for the purpose of improving the sensitivity of this radiation detecting apparatus, a structure in which a light reflecting film made of a metal thin film is provided on the surface of a phosphor layer separated in columns is disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 9-6153.
No. 6 publication. Further, as a method of providing a light reflection film on the wall surface of the column structure, a method of providing it by a vapor deposition method is disclosed.

【0006】しかし、上記従来の技術は、柱状で分離し
た蛍光体層の間は発光しないため、同じ蛍光体材料、同
じ厚さで形成された空隙のない蛍光体層に比べ鮮鋭度は
良好であるが感度が低いという問題があった。
However, since the above-mentioned conventional technique does not emit light between the phosphor layers separated in columns, the sharpness is better than that of a phosphor layer having the same phosphor material and the same thickness and having no void. However, there was a problem of low sensitivity.

【0007】また、感度を増加させるために分離した蛍
光体層厚さを大きくすることが考えられるが、レーザー
光を蛍光体層の非常に深くまで到達させ溝を形成するこ
とが困難であるため、ある高さ以上溝の深さを大きくで
きず、感度はある程度以上大きくすることができなかっ
た。
Further, it is possible to increase the thickness of the separated phosphor layer in order to increase the sensitivity, but it is difficult to form the groove by making the laser light reach very deep in the phosphor layer. The groove depth cannot be increased beyond a certain height, and the sensitivity cannot be increased beyond a certain level.

【0008】さらに、上記レーザーで作製された分離し
た蛍光体層の間はX線吸収がきわめて小さいため放射線
が100%近く透過し、その下に位置するセンサ回路や
半導体素子にノイズ発生等の悪影響を及ぼすという問題
があった。
Further, since the X-ray absorption is extremely small between the separated phosphor layers produced by the above laser, nearly 100% of the radiation is transmitted, and the sensor circuits and semiconductor elements located thereunder are adversely affected by noise and the like. There was a problem of affecting.

【0009】そこで、光電変換素子の上に形成された蛍
光体層の蛍光体粒子の粒径に対し光電変換素子間隙の上
に形成された蛍光体層の蛍光体粒子の粒径が小さいこと
を特徴とする放射線検出装置が提案されている。
Therefore, the particle size of the phosphor particles of the phosphor layer formed on the gap of the photoelectric conversion element is smaller than the particle size of the phosphor particles of the phosphor layer formed on the photoelectric conversion element. A characteristic radiation detection device has been proposed.

【0010】この装置によれば、各光電変換素子の上に
形成された蛍光体粒子の粒径に対して各光電変換素子間
隙に形成された蛍光体粒子の粒径を小さくすることによ
り、上記光電変換素子上の蛍光体層内の蛍光体粒子によ
る光の散乱係数に比べ上記素子間の蛍光体層の散乱係数
を大きくすることができ、光電変換素子上の蛍光体層と
光電変換素子間隙の蛍光体層の界面で光反射を引き起こ
すことが可能となり、光電変換素子上の蛍光体層で発光
した光は効率よく各光電変換素子に入射し鮮鋭度が向上
する。そして上記従来例の分離した蛍光体層の間隙にも
蛍光体が配置された構成であるため、従来に比べ感度の
向上が可能となる。さらに、上記従来技術では光電変換
素子間隙は蛍光体で充填されているために、放射線は蛍
光体により吸収され、その下に位置する光電変換素子間
隙に配置されている光変換器の回路やTFT等の半導体
素子に悪影響を及ぼすことはない。
According to this apparatus, the particle size of the phosphor particles formed in the gaps between the photoelectric conversion elements is made smaller than the particle size of the phosphor particles formed on the photoelectric conversion elements. The scattering coefficient of the phosphor layer between the above elements can be made larger than the scattering coefficient of light by the phosphor particles in the phosphor layer on the photoelectric conversion element, and the gap between the phosphor layer on the photoelectric conversion element and the photoelectric conversion element gap can be increased. It is possible to cause light reflection at the interface of the phosphor layer, and the light emitted from the phosphor layer on the photoelectric conversion element is efficiently incident on each photoelectric conversion element to improve the sharpness. Since the phosphor is arranged in the gap between the separated phosphor layers of the conventional example, the sensitivity can be improved as compared with the conventional case. Further, in the above-mentioned conventional technique, since the photoelectric conversion element gap is filled with the fluorescent substance, radiation is absorbed by the fluorescent substance, and the circuit or the TFT of the optical converter arranged in the photoelectric conversion element gap located thereunder. It does not adversely affect the semiconductor device such as.

【0011】また、上記従来技術では鮮鋭度が良好であ
るため、発光量は大きいが厚くすると鮮鋭度が劣化する
欠点を持つ大粒径の蛍光体粒子を各光電変換素子上の蛍
光体層として使用することができるため、高感度な放射
線検出装置が得られる。
Further, in the above-mentioned prior art, since the sharpness is good, a large-diameter phosphor particle having a drawback that the sharpness is deteriorated when the amount of emitted light is large is used as the phosphor layer on each photoelectric conversion element. Since it can be used, a highly sensitive radiation detection device can be obtained.

【0012】この放射線検出装置の製造方法として、各
光電変換素子上に一対一で対応し設けられた蛍光体を形
成し、その後、該蛍光体間に該各蛍光体の粒径より小さ
い粒径からなる蛍光体を充填し一体化した蛍光体層を形
成することにより製造する方法が提案されている。
As a method of manufacturing this radiation detecting device, phosphors provided in a one-to-one correspondence on each photoelectric conversion element are formed, and thereafter, a particle size smaller than the particle size of each phosphor is provided between the phosphors. There has been proposed a method of manufacturing by forming a phosphor layer in which the phosphor made of is filled and integrated.

【0013】さらに、各光電変換素子に一対一で対応し
て蛍光体層を形成し、形成した該蛍光体間に該各蛍光体
層の粒径より小さい粒径からなる蛍光体を充填し一体化
した蛍光体層を形成し、各光電変換素子とそれらに一対
一で対応した各蛍光体層とを位置合わせした状態で接着
層によって接続することにより製造する方法が提案され
ている。
Further, a phosphor layer is formed in a one-to-one correspondence with each photoelectric conversion element, and a phosphor having a particle size smaller than that of each phosphor layer is filled between the formed phosphors so as to be integrated. There is proposed a method in which a converted phosphor layer is formed, and each photoelectric conversion element and each phosphor layer corresponding to each photoelectric conversion element are aligned and connected by an adhesive layer.

【0014】[0014]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記製
造方法によれば、各光電変換素子上に一対一で対応し設
けられた蛍光体層を形成し、その後、上記蛍光体間隙の
非常に狭いスペースに気泡なく蛍光体を詰め込むことが
要求されるため、この製造工程を真空中で行うことや超
音波振動を加えながら蛍光体を埋設するという特殊な工
夫が必要であった。
However, according to the above-mentioned manufacturing method, the phosphor layers provided in a one-to-one correspondence on each photoelectric conversion element are formed, and then the space between the phosphors is very narrow. Since it is required to fill the phosphor with no bubbles, it is necessary to perform this manufacturing process in a vacuum or to specially embed the phosphor while applying ultrasonic vibration.

【0015】さらに、各光電変換素子とその間隙の上に
形成した蛍光体の界面で拡散反射を生じさせるために各
光電変換素子の蛍光体層の蛍光体粒子を大粒径で、その
間隙上に形成した蛍光体層の蛍光体粒子を小粒径で作製
することが必要である。しかし上記を作製する最も安価
で容易なパターニング方法であるスクリーン印刷法を用
いた場合、蛍光体含有の印刷ペーストのチキソトロピッ
ク性はその蛍光体粒径に反比例するため、高発光である
大粒径蛍光体粒子含有の印刷ペーストを用いて多層印刷
により各光電変換素子に一対一に対応して柱状に蛍光体
層を形成するとチキソトロピック性が不十分なために本
来光電変換素子程度の大きさで形成すべき蛍光体層が自
重により広がり(以下、印刷だれと称する。)、極端な
場合には隣の光電変換素子上の蛍光体層と接触する場合
があり放射線検出装置の鮮鋭度が低下するため、十分大
きな粒径の蛍光体粒子を使用することができなかった。
Furthermore, in order to cause diffuse reflection at the interface between each photoelectric conversion element and the phosphor formed on the gap, the phosphor particles of the phosphor layer of each photoelectric conversion element have a large particle size on the gap. It is necessary to produce the phosphor particles of the phosphor layer formed in step 1 with a small particle size. However, when the screen printing method, which is the cheapest and easiest patterning method for producing the above, is used, the thixotropic property of the printing paste containing the phosphor is inversely proportional to the particle size of the phosphor, and thus the large particle size of high light emission is obtained. When a phosphor layer is formed in a columnar shape in a one-to-one correspondence with each photoelectric conversion element by multi-layer printing using a printing paste containing phosphor particles, the thixotropic property is insufficient. The phosphor layer to be formed spreads due to its own weight (hereinafter, referred to as a print sag), and in an extreme case, it may come into contact with the phosphor layer on the adjacent photoelectric conversion element, which reduces the sharpness of the radiation detection apparatus. Therefore, it has been impossible to use phosphor particles having a sufficiently large particle size.

【0016】また、小粒径の蛍光体を含む印刷ペースト
により各光電変換素子の間隙の上に予め蛍光体層を形成
した後に大粒径の蛍光体を含む印刷ペーストを各光電変
換素子の上に形成する方法も考えられるが、各光電変換
素子の間隙が数10μmであるのに対し蛍光体厚さが数
100μmであるために数10ミクロン幅で数100μ
m高さの積層印刷を行わねばならずスクリーン印刷製法
上不可能であった。
Further, a phosphor layer is formed in advance on the gaps between the photoelectric conversion elements by using a printing paste containing a phosphor having a small particle diameter, and then a printing paste containing a phosphor having a large particle diameter is applied on each photoelectric conversion element. Although a method of forming the same is conceivable, the gap between the photoelectric conversion elements is several tens of μm, while the thickness of the phosphor is several hundreds of μm, and therefore the width of several tens of microns is several hundred μm.
It was impossible in the screen printing process because it was necessary to carry out m-height laminated printing.

【0017】そこで本発明は、上記構成の蛍光体層を形
成する方法において、製造が安価で容易なスクリーン印
刷方法を用いて蛍光体層の形成を行う際に、特殊な工夫
の必要がなく気泡が発生せず、印刷ダレの非常に小さ
く、高発光な大粒径蛍光体粒子を使用可能な蛍光体層を
形成する方法を提供することを目的とする。
Therefore, according to the present invention, in the method of forming the phosphor layer having the above-mentioned structure, when the phosphor layer is formed by using the screen printing method which is inexpensive and easy to manufacture, the bubble is generated without any special device. It is an object of the present invention to provide a method for forming a phosphor layer in which a large amount of phosphor particles having high emission and having a very small printing sag and high emission can be used.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】上述の課題を解決するた
め、本発明は、複数の光電変換素子とそれら各光電変換
素子上に形成された蛍光体層の蛍光体粒子の粒径に比較
して光電変換素子間隙上に形成された蛍光体層の蛍光体
粒子の粒径が小さい蛍光体層からなる放射線検出装置の
製造方法において、光検出器上に、メッシュスクリーン
を用いて1回または複数回のスクリーン印刷と乾燥を行
い光電変換素子間隙上に一対一で対応した蛍光体層を形
成する第1の工程と、メタルスクリーンを用いて1回ま
たは複数回のスクリーン印刷と乾燥を行い光電変換素子
上に一対一で対応した蛍光体層を形成する第2の工程と
を、複数回繰り返し行う工程を含むことを特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention compares the particle diameters of a plurality of photoelectric conversion elements and the phosphor particles of a phosphor layer formed on each of the photoelectric conversion elements. In a method of manufacturing a radiation detecting device including a phosphor layer having a small particle size of phosphor particles of a phosphor layer formed on a gap between photoelectric conversion elements, a mesh screen is used once or a plurality of times on a photodetector. First step of performing screen printing and drying once to form corresponding phosphor layers on the photoelectric conversion element gaps one-to-one, and performing screen printing and drying one or more times using a metal screen to perform photoelectric conversion The method is characterized by including a step of repeatedly performing a plurality of times the second step of forming one-to-one corresponding phosphor layers on the element.

【0019】さらに、前記光電変換素子の上に形成され
た蛍光体層の蛍光体粒子の平均粒径が5μm以上50μ
m以下、光電変換素子間隙の上に形成された蛍光体層の
蛍光体粒子の平均粒径が1μm以上5μm未満であるこ
とが望ましい。
Furthermore, the average particle diameter of the phosphor particles in the phosphor layer formed on the photoelectric conversion element is 5 μm or more and 50 μm or more.
It is desirable that the average particle diameter of the phosphor particles in the phosphor layer formed on the gap between the photoelectric conversion elements is 1 μm or more and less than 5 μm.

【0020】上記方法によれば、蛍光体層形成工程の最
初に印刷精度のよいメッシュスクリーンを用いて1回ま
たは複数回のスクリーン印刷と乾燥を行い光電変換素子
間隙上に低い高さの格子状の小粒径蛍光体からなる蛍光
体層を形成する。次にこの低い高さの格子状蛍光体層の
開口にメタルスクリーンを用いて1回または複数回のス
クリーン印刷と乾燥を行い光電変換素子上に一対一で対
応し蛍光体層を形成することにより、高さの低い格子状
に形成された蛍光体層が大粒径の蛍光体ペーストを印刷
しても印刷だれの防止機能を果たし印刷だれが起きな
い。
According to the above method, at the beginning of the phosphor layer forming step, screen printing and drying are performed once or plural times using a mesh screen having high printing accuracy, and grids of low height are formed on the gaps between the photoelectric conversion elements. Forming a phosphor layer made of a small particle size phosphor. Next, screen printing and drying are performed once or multiple times using a metal screen in the openings of the lattice-shaped phosphor layer having a low height to form the phosphor layer on the photoelectric conversion element in a one-to-one correspondence. Even when the phosphor layer formed in a grid shape having a low height prints a phosphor paste having a large particle size, the function of preventing print sagging is fulfilled and print sagging does not occur.

【0021】また格子の高さが低いために気泡の発生も
少なく発生しても直ちに抜けやすい構造となっている。
これを一回のサイクルとして複数回繰り返すことにより
製造上制限なく所望の高さまで蛍光体層を形成すること
ができる。
Further, since the height of the lattice is low, even if few bubbles are generated, the structure is easily removed immediately.
By repeating this a plurality of times as one cycle, the phosphor layer can be formed to a desired height without limitation in manufacturing.

【0022】また、大粒径の蛍光体印刷ペーストを印刷
する場合に、印刷位置精度のよいすなわちメッシュの細
かいメッシュスクリーンを使用するとメッシュの目詰ま
りが発生し印刷パターンがかすれて所定のパターンが形
成できない。しかし本発明を用いれば、大粒径の蛍光体
印刷ペーストの印刷は、小粒径蛍光体層の壁が存在する
ために印刷位置精度は劣るがメッシュのない抜きパター
ンからなるメタルスクリーンで印刷することが可能なた
め、十分大きな粒径の蛍光体を目詰まりが発生せず、所
望の印刷パターンで印刷が可能となる。
Further, when printing a phosphor printing paste having a large particle size, if a mesh screen having a good printing position accuracy, that is, a fine mesh, is used, the mesh is clogged and the print pattern becomes faint to form a predetermined pattern. Can not. However, according to the present invention, when printing a large-diameter phosphor printing paste, the printing position accuracy is inferior due to the presence of the small-diameter phosphor layer walls, but is printed with a metal screen consisting of a punched pattern without mesh. Therefore, it is possible to print a phosphor having a sufficiently large particle diameter in a desired printing pattern without causing clogging.

【0023】蛍光体粒径とその発光量の関係は、正の相
関が認められる。特に粒径が1μm以下に小さくなると
発光量は急激に低下するため蛍光体層としては使用でき
ない。しかし、それ以上の範囲では、粒径と共に発光量
は増加し、粒径が5μm以上では発光量は微増傾向とな
り、50μm程度の粒径で飽和に達しそれ以降は発光量
の増加はほとんど認められない。また粒子が大きくなり
すぎると光電変換素子間での発光量のばらつきが大きく
なるため非常に大きな粒径の蛍光体を使用するのは好ま
しくない。そのため、高発光を得るためには大粒径の蛍
光体層の蛍光体粒子の平均粒径としては、5μm以上で
50μmの範囲が好ましい。
A positive correlation is recognized in the relationship between the phosphor particle size and the amount of emitted light. In particular, when the particle size is reduced to 1 μm or less, the amount of emitted light sharply decreases, so that it cannot be used as a phosphor layer. However, in the range of more than that, the luminescence amount increases with the particle size, and when the particle size is 5 μm or more, the luminescence amount tends to slightly increase, reaches saturation at a particle size of about 50 μm, and thereafter the luminescence amount is almost increased. Absent. Further, if the particles become too large, the variation in the amount of light emission between photoelectric conversion elements becomes large, so it is not preferable to use a phosphor having a very large particle size. Therefore, in order to obtain high light emission, the average particle size of the phosphor particles in the phosphor layer having a large particle size is preferably in the range of 5 μm or more and 50 μm.

【0024】小粒径の蛍光体層の蛍光体粒子の平均粒径
としては、大粒径の蛍光体層の平均粒径より小さいこと
が拡散反射を得るため必要であり、発光も得られる範囲
での粒径であることが必要であることから1μm以上の
粒径が必要である。さらに、小粒径の蛍光体層の平均粒
径が、1〜5μmであれば、蛍光体層での発光が得ら
れ、大粒径と小粒径蛍光体層の界面での拡散反射率が大
きくなるためより好ましい。
In order to obtain diffuse reflection, it is necessary that the average particle size of the phosphor particles of the small particle size phosphor layer is smaller than the average particle size of the large particle size phosphor layer, and the range where light emission is also obtained. Therefore, it is necessary to have a particle size of 1 μm or more. Furthermore, when the average particle size of the small particle size phosphor layer is 1 to 5 μm, light emission is obtained in the fluorescent material layer, and the diffuse reflectance at the interface between the large particle size and small particle size phosphor layer is increased. It is more preferable because it becomes large.

【0025】[0025]

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Next, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0026】(実施形態1)図1は、本発明の実施形態
1の放射線検出装置の製造方法の模式図であり、(a)
から順に(e)の工程を経て本発明の放射線検出装置が
形成できる。
(Embodiment 1) FIG. 1 is a schematic view of a method of manufacturing a radiation detecting apparatus according to Embodiment 1 of the present invention, in which (a)
The radiation detecting apparatus of the present invention can be formed through the step (e) in this order.

【0027】図1(a)において、1はガラス基板など
の絶縁性を有する光検出器用基板、2は非晶質シリコン
等よりなる半導体薄膜を用いた光電変換素子、3はこの
光電変換素子からの電荷の読み出しを制御するTFT等
が配置されている光電変換素子間隙、4は半導体からな
る2と3を保護する半導体保護層であり、これらによっ
て光検出器を構成している。
In FIG. 1A, 1 is a substrate for a photodetector having an insulating property such as a glass substrate, 2 is a photoelectric conversion element using a semiconductor thin film made of amorphous silicon or the like, and 3 is this photoelectric conversion element. The photoelectric conversion element gap in which the TFT and the like for controlling the reading of the electric charges of 4 are arranged is a semiconductor protective layer for protecting the semiconductors 2 and 3, and these constitute a photodetector.

【0028】図1(b)は、光検出器の光電変換素子間
隙3上に、一回または複数回のスクリーン印刷により小
粒径蛍光体粒子からなる蛍光体層5を形成した図であ
る。図1(c)は、光検出器の光電変換素子2の上に、
一回または複数回のスクリーン印刷により大粒径蛍光体
粒子からなる蛍光体層6を形成した図である。図1
(d)は、(b),(c)で形成された蛍光体層の小粒
径蛍光体層上にさらに重ねてスクリーン印刷により小粒
径蛍光体粒子からなる蛍光体層5を形成した図である。
図1(e)は、(b),(c)で形成された蛍光体層の
大粒径蛍光体層上にさらに重ねてスクリーン印刷により
大粒径蛍光体粒子からなる蛍光体層6を形成した図であ
る。このように、小粒径蛍光体層印刷と大粒径蛍光体層
印刷を交互に複数回行うことにより、所定厚さの蛍光体
層を形成できる。
FIG. 1 (b) is a diagram in which a phosphor layer 5 made of phosphor particles of small particle size is formed on the photoelectric conversion element gap 3 of the photodetector by screen printing one or more times. FIG. 1 (c) shows the photoelectric conversion element 2 of the photodetector,
It is the figure which formed the fluorescent substance layer 6 which consists of a large diameter fluorescent substance particle by the screen printing of once or multiple times. Figure 1
(D) is a diagram in which the phosphor layer 5 made of small-diameter phosphor particles is formed by screen printing on the small-diameter phosphor layer of the phosphor layer formed in (b) and (c). Is.
FIG. 1 (e) shows a phosphor layer 6 made of large-diameter phosphor particles formed by screen printing on the large-diameter phosphor layer of the phosphor layers formed in (b) and (c). FIG. In this way, by printing the small particle size phosphor layer and the large particle size phosphor layer alternately a plurality of times, a phosphor layer having a predetermined thickness can be formed.

【0029】図1(a)で示される光検出器の光電変換
素子の間隙上に、図1(b)に示される小粒径蛍光体か
らなる印刷ペーストとメッシュスクリーンを用いてスク
リーン印刷により蛍光体層を形成する。印刷により形成
された小粒径蛍光体層の膜厚は、印刷ペーストの粘性、
蛍光体材料の粒径により異なるが、概ね20〜100μ
mであると気泡のこりが少なく生産性がよいので好まし
い。一回の印刷と乾燥で得られる小粒径蛍光体層の膜厚
は、概ね10〜30μmであるため図1の(b)の工程
では、必要な膜厚の小粒径蛍光体層を形成するために、
1〜5回程度の重ね刷り印刷を行うことが必要である。
図1(c)は、その上に大粒径蛍光体からなる印刷ペー
ストを上記小粒径蛍光体層の間にメタルスクリーンを用
いて印刷した図である。印刷により形成された膜厚は小
粒径蛍光体層と同程度であることが次に行う小粒径蛍光
体層の印刷を行う上で必要である。次に図1(d)で再
度小粒径蛍光体粒子からなる印刷ペーストとメッシュス
クリーンを用いてスクリーン印刷により蛍光体層を形成
する。印刷厚みと回数は図1(b)の工程と同じであ
る。さらに図1(c)と同様に図1(e)で大粒径蛍光
体粒子からなる印刷ペーストを上記小粒径蛍光体層の間
にメタルスクリーンを用いて印刷する。このように図1
(b)と(c)の工程を複数回繰り返し所望の蛍光体層
厚さを形成する。
Fluorescence is screen-printed on the gaps between the photoelectric conversion elements of the photodetector shown in FIG. 1 (a) by using a printing paste and a mesh screen made of the small particle size phosphor shown in FIG. 1 (b). Form body layers. The thickness of the small particle size phosphor layer formed by printing is the viscosity of the printing paste,
Depending on the particle size of the phosphor material, it is generally 20-100μ
It is preferable for it to be m because the amount of bubbles is small and the productivity is good. Since the film thickness of the small particle size phosphor layer obtained by printing and drying once is about 10 to 30 μm, in the step of FIG. 1B, a small particle size phosphor layer having a required film thickness is formed. In order to
It is necessary to perform overprinting about 1 to 5 times.
FIG. 1 (c) is a diagram in which a printing paste made of a large particle size phosphor is printed on it using a metal screen between the small particle size phosphor layers. It is necessary that the film thickness formed by printing is approximately the same as that of the small particle size phosphor layer in order to print the small particle size phosphor layer next. Next, in FIG. 1D, a phosphor layer is formed again by screen printing using a printing paste made of small-diameter phosphor particles and a mesh screen. The printing thickness and the number of times are the same as those in the step of FIG. Further, as in FIG. 1C, a printing paste composed of large-diameter phosphor particles is printed between the small-diameter phosphor layers in FIG. 1E using a metal screen. Thus, FIG.
The steps (b) and (c) are repeated a plurality of times to form a desired phosphor layer thickness.

【0030】最終的に必要とする蛍光体層の厚さは、必
要とする放射線検出装置の感度と鮮鋭度、及び蛍光体材
料により異なるが、概ね100〜500μmの範囲であ
り、その厚みに応じて印刷回数が定められる。
The final required thickness of the phosphor layer varies depending on the required sensitivity and sharpness of the radiation detector and the phosphor material, but it is generally in the range of 100 to 500 μm, and it depends on the thickness. The number of prints is determined by

【0031】本発明のスクリーン印刷は、従来のスクリ
ーン印刷技術を利用でき、図2及び図3は蛍光体層をス
クリーン印刷により作成する方法を説明する図である。
The screen printing of the present invention can utilize a conventional screen printing technique, and FIGS. 2 and 3 are views for explaining a method of forming a phosphor layer by screen printing.

【0032】図2は、本発明に使用する大粒径蛍光体層
形成用のメタルスクリーン版の平面図である。スクリー
ン版は、外側にはスクリーンに張力を与えているスクリ
ーン枠7が配置され、その内側にニッケル等の金属箔か
らなるスクリーン9と張力を均等にスクリーンに加える
ためのポリエステルまたはステンレス製のメッシュ8が
配置され、スクリーンには印刷として光検出部の光電変
換素子2に対応する開口10が形成されている。
FIG. 2 is a plan view of a metal screen plate for forming a large particle size phosphor layer used in the present invention. The screen plate has a screen frame 7 that gives tension to the screen on the outside, and a screen 9 made of a metal foil such as nickel on the inside and a mesh 8 made of polyester or stainless steel for evenly applying the tension to the screen. , And an opening 10 corresponding to the photoelectric conversion element 2 of the photodetector is formed as a print on the screen.

【0033】また金属箔のスクリーン9の替わりにポリ
エステルまたステンレスからなるメッシュスクリーン、
開口10の替わりに乳剤からなるマスク部10を配置す
れば本発明に使用する小粒径蛍光体層形成用のメッシュ
スクリーン版の構成となる。これらのスクリーン版は、
通常に使用するスクリーン印刷用の版を使用できるが、
光電変換素子サイズと光電変換素子ピッチにより印刷パ
ターンの精度が定められ、光電変換素子ピッチが200
μm以下の場合には、±10μm程度の精度が要求され
通常のスクリーン印刷版の精度に比べ厳しい値で管理し
なければならない。そのため、スクリーン版にパターン
を焼き付けるための原盤としてはフィルム製原盤では精
度が悪いためガラス製原盤を使用し焼き付けを行うこと
が望ましい。
Further, instead of the metal foil screen 9, a mesh screen made of polyester or stainless steel,
If a mask portion 10 made of an emulsion is arranged in place of the opening 10, the mesh screen plate for forming the small particle size phosphor layer used in the present invention is constructed. These screen versions are
You can use the screen printing plate you normally use,
The accuracy of the printed pattern is determined by the photoelectric conversion element size and the photoelectric conversion element pitch.
In the case of less than μm, an accuracy of about ± 10 μm is required, and it is necessary to manage with a stricter value than the accuracy of an ordinary screen printing plate. Therefore, as a master for printing a pattern on the screen plate, a film master is not accurate, and therefore it is preferable to use a glass master for baking.

【0034】図3は、図2のスクリーン版を使用して光
検出器の光電変換素子上に蛍光体層を形成するスクリー
ン印刷方法を説明する図である。光検出器11の上に版
枠7とスクリーン9からなるスクリーン版を一定ギャッ
プで配置した。そのスクリーン上に蛍光体の粉体と樹脂
バインダー及び溶剤等からなる蛍光体ペースト12を置
きスキージ13を矢印方向にスクリーンに接し一定印圧
で滑らせることによりスクリーンの開口10から一定量
のペーストが排出され光検出器の光電変換素子上にスク
リーンのパターンと同じパターンの蛍光体粒子からなる
蛍光体ペーストのパターンを形成することができる。こ
の印刷された蛍光体ペーストを乾燥することで蛍光体パ
ターンを得ることができる。
FIG. 3 is a diagram for explaining a screen printing method for forming a phosphor layer on the photoelectric conversion element of the photodetector using the screen plate of FIG. A screen plate composed of a plate frame 7 and a screen 9 was arranged on the photodetector 11 with a constant gap. A phosphor paste 12 consisting of phosphor powder, a resin binder, a solvent, etc. is placed on the screen, and a squeegee 13 is brought into contact with the screen in the direction of the arrow and slid with a constant printing pressure, whereby a fixed amount of paste is released from the opening 10 of the screen. It is possible to form a phosphor paste pattern composed of phosphor particles having the same pattern as the screen pattern on the discharged photoelectric conversion element of the photodetector. A phosphor pattern can be obtained by drying the printed phosphor paste.

【0035】蛍光体層5と6をスクリーン印刷で作製す
ため、印刷ペーストは以下のように作製できる。
Since the phosphor layers 5 and 6 are produced by screen printing, the printing paste can be produced as follows.

【0036】CaWO4、Gd22S:Tb、BaS
4:Pb等の蛍光体材料からなる蛍光体粒子に透明樹
脂、溶剤及び必要に応じて分散剤、消泡剤等の添加剤を
加え混合し、蛍光体ペーストを作製する。ここで、印刷
ペーストに混合されている有機材料としては、従来のス
クリーン印刷で使われている有機材料が使用でき、バイ
ンダー樹脂としては、ニトロセルロース、酢酸セルロー
ス、エチルセルロース、ポリビニルアルコール、ポリビ
ニルブチラール、ポリエステル、塩化ビニル、酢酸ビニ
ル、アクリル樹脂、ポリウレタン等の樹脂もしくは、こ
れら樹脂のモノマーが使用できる。
CaWO 4 , Gd 2 O 2 S: Tb, BaS
A transparent resin, a solvent and, if necessary, an additive such as a dispersant and an antifoaming agent are added to and mixed with phosphor particles made of a phosphor material such as O 4 : Pb to prepare a phosphor paste. Here, as the organic material mixed in the printing paste, organic materials used in conventional screen printing can be used, and as the binder resin, nitrocellulose, cellulose acetate, ethyl cellulose, polyvinyl alcohol, polyvinyl butyral, polyester. Resins such as vinyl chloride, vinyl acetate, vinyl acetate, acrylic resin and polyurethane, or monomers of these resins can be used.

【0037】さらに、有機溶剤としては、例えばメタノ
ール、エタノール、イソプロピルアルコール等のアルコ
ール類、アセトン、メチルエチルケトン等のケトン類、
酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、トルエン、キ
シレン等の環状炭化水素類、ブチルカルビトール、テル
ピネオール等の有機溶剤及び水が使用できる。
Further, examples of the organic solvent include alcohols such as methanol, ethanol and isopropyl alcohol, ketones such as acetone and methyl ethyl ketone,
Esters such as butyl acetate and ethyl acetate, cyclic hydrocarbons such as toluene and xylene, organic solvents such as butyl carbitol and terpineol, and water can be used.

【0038】さらにまた、ジブチルフタレート、ジオク
チルフタレート等のフタル酸エステルからなる可塑剤を
加えても良い。さらに蛍光体粉分散性改良効果、消泡効
果、チキソ性効果を付与するための添加剤を加えても良
い。
Furthermore, a plasticizer made of phthalic acid ester such as dibutyl phthalate or dioctyl phthalate may be added. Further, an additive for imparting a phosphor powder dispersibility improving effect, a defoaming effect, and a thixotropic effect may be added.

【0039】印刷ペースト中の蛍光体、バインダー、溶
剤の割合は、下記割合で混合することによりスクリーン
印刷適性がよい印刷ペーストが得られる。なお、以下の
説明で質量部とは、各成分の質量比を表す。
When the phosphor, binder and solvent are mixed in the following proportions in the printing paste, a printing paste having good screen printing suitability can be obtained. In addition, in the following description, a mass part represents the mass ratio of each component.

【0040】蛍光体 100質量部 バインダー 2〜20質量部 溶剤 20〜100質量部100 parts by mass of phosphor Binder 2 to 20 parts by mass Solvent 20-100 parts by mass

【0041】大粒径蛍光体層5と小粒径蛍光体層6を形
成する為の印刷ペーストは、同じ材料でもよいし異なっ
ていてもよいが、大粒径蛍光体層の印刷ペーストを小粒
径蛍光体層の間に印刷した際にぬれ性のよい材料を選ぶ
ことが必要である。
The printing paste for forming the large particle size phosphor layer 5 and the small particle size phosphor layer 6 may be the same material or different, but the printing paste for the large particle size phosphor layer is small. It is necessary to select a material having good wettability when printed between the particle size phosphor layers.

【0042】上述のように形成された蛍光体層の上に光
反射層及び保護層を形成する。光反射層は、金属薄膜、
例えばアルミニウム、金、チタン、ニッケル、白金、パ
ラジウム等の単一金属またはそれらの合金をスパッタ、
蒸着等の成膜方法により形成する。または、酸化チタ
ン、酸化アルミニウム、酸化珪素等からなる反射性微粒
子を含有した樹脂をラミネートまたはコーティング等の
方法により形成してもよい。また本発明で使用している
散乱反射層として機能する小粒径蛍光体層材料をコーテ
ィング等の方法で形成してもよい。
A light reflecting layer and a protective layer are formed on the phosphor layer formed as described above. The light reflection layer is a metal thin film,
For example, sputter single metals such as aluminum, gold, titanium, nickel, platinum, palladium or alloys thereof,
It is formed by a film forming method such as vapor deposition. Alternatively, a resin containing reflective fine particles made of titanium oxide, aluminum oxide, silicon oxide or the like may be formed by a method such as laminating or coating. Further, the small particle size phosphor layer material used as the scattering reflection layer used in the present invention may be formed by a method such as coating.

【0043】また更に反射層上の蛍光体の保護層材料と
しては、樹脂フィルム、例えばポリエステルフィルム、
塩化ビニルフィルム、ポリカーボネートフィルム等もし
くはガラス等の無機基板等を接合することで摩耗性、機
械的強度、耐薬品性、耐湿性等の特性を向上することが
でき好ましい。
Further, as a protective layer material for the phosphor on the reflective layer, a resin film, for example, a polyester film,
Bonding a vinyl chloride film, a polycarbonate film or the like or an inorganic substrate such as glass or the like is preferable because the properties such as abrasion resistance, mechanical strength, chemical resistance and moisture resistance can be improved.

【0044】また、光検出器の保護層4は、ポリイミ
ド、パリレン等の上記印刷ぺーストに対するバリヤー性
があり蛍光体から発する光の透過率が大きい材料であれ
ば使用でき、コーティング、スパッタ、蒸着、CVD等
の真空成膜法により形成できる。その膜厚は光透過を妨
げない厚さであればよく、できるだけ薄い方が、輝度、
鮮鋭度を高めることができるために好ましいので、ここ
では概略20μm以下としている。
The protective layer 4 of the photodetector can be made of any material such as polyimide and parylene that has a barrier property against the above printing paste and has a high transmittance of the light emitted from the phosphor. It can be formed by a vacuum film forming method such as CVD. The film thickness may be any thickness that does not interfere with light transmission.
Since it is preferable because the sharpness can be increased, it is set to about 20 μm or less here.

【0045】図4は以上説明した本発明の製造方法によ
り作製された放射線検出装置の図である。基板1とその
上に形成された光電変換素子2、TFTや電気素子から
なる光電変換素子間隙3、さらにこれらの保護層4から
なる光検出装置、及びその上に各光電変換素子2上に一
対一に形成された大粒径蛍光体層6と、光電変換素子間
隙3上に形成された小粒径蛍光体層5からなる蛍光体層
が上述の製造方法により作製され放射線検出装置を構成
している。さらに図4では、蛍光体層5及び6で変換さ
れた光を効率よく光電変換素子2へ伝送するための光反
射層14と蛍光体層と反射層の保護層15が上記の上に
配置されている。
FIG. 4 is a diagram of the radiation detecting apparatus manufactured by the manufacturing method of the present invention described above. A substrate 1, a photoelectric conversion element 2 formed thereon, a photoelectric conversion element gap 3 composed of a TFT or an electric element, and a photodetector composed of these protective layers 4, and a pair of photoelectric conversion elements 2 formed thereon. The large-particle-diameter phosphor layer 6 formed integrally and the small-particle-size phosphor layer 5 formed on the photoelectric conversion element gap 3 are manufactured by the above-described manufacturing method to form a radiation detector. ing. Further, in FIG. 4, the light reflection layer 14 for efficiently transmitting the light converted by the phosphor layers 5 and 6 to the photoelectric conversion element 2 and the protective layer 15 of the phosphor layer and the reflection layer are arranged on the above. ing.

【0046】(実施形態2)図5は、本発明の実施形態
2の放射線検出装置の製造方法の模式図であり、(a)
から順に(e)の工程を経て本発明の放射線検出装置が
形成できる。なお、図1と同様の部分には同一符号を付
している。
(Embodiment 2) FIG. 5 is a schematic view of a method of manufacturing a radiation detecting apparatus according to Embodiment 2 of the present invention.
The radiation detecting apparatus of the present invention can be formed through the step (e) in this order. The same parts as those in FIG. 1 are designated by the same reference numerals.

【0047】図5(a)において、必要に応じて反射層
14を形成した保護層15上に実施形体1と同様に光電
変換素子間隙と同じ大きさに小粒子蛍光体層5をスクリ
ーン印刷により形成する。図5(b)は、実施形体1と
同様に、光電変換素子と同じ大きさにスクリーン印刷に
より大粒径蛍光体粒子からなる蛍光体層6を形成した図
である。図5(c)は、(a),(b)で形成された蛍
光体層の小粒径蛍光体層5と大粒径蛍光体層6上にさら
に重ねてスクリーン印刷により小粒径蛍光体粒子からな
る蛍光体層5を形成した図である。図5(d)は、
(a),(b)で形成された蛍光体層の大粒径蛍光体層
上にさらに重ねてスクリーン印刷により大粒径蛍光体粒
子からなる蛍光体層6を形成した図である。
In FIG. 5 (a), a small particle phosphor layer 5 having the same size as the photoelectric conversion element gap is screen-printed on the protective layer 15 on which a reflection layer 14 is formed, if necessary. Form. FIG. 5B is a diagram in which the phosphor layer 6 made of large-diameter phosphor particles is formed in the same size as the photoelectric conversion element by screen printing, similarly to the embodiment 1. FIG. 5C shows a small particle size phosphor formed by screen printing on the small particle size phosphor layer 5 and the large particle size phosphor layer 6 of the phosphor layers formed in FIGS. 5A and 5B. It is the figure which formed the fluorescent substance layer 5 which consists of particles. FIG. 5 (d) shows
It is the figure which further overlapped on the large particle size fluorescent substance layer of the fluorescent substance layer formed by (a), (b), and formed the fluorescent substance layer 6 which consists of large particle size fluorescent substance particles by screen printing.

【0048】図5(a)から(d)のように、小粒径蛍
光体層印刷と大粒径蛍光体層印刷を交互に複数回行うこ
とにより、所定厚さの蛍光体層を形成できる。所定の厚
さの蛍光体層が得られた後、図5(e)に示すように、
下面保護層16を形成し、実施形体1で示した光検出器
に接着層17を介して接合することにより、本発明の半
導体検出装置が作製できる。
As shown in FIGS. 5 (a) to 5 (d), by printing the small particle size phosphor layer and the large particle size phosphor layer alternately a plurality of times, a phosphor layer having a predetermined thickness can be formed. . After the phosphor layer having a predetermined thickness is obtained, as shown in FIG.
The semiconductor detection device of the present invention can be manufactured by forming the lower surface protection layer 16 and bonding the lower surface protection layer 16 to the photodetector shown in the embodiment 1 through the adhesive layer 17.

【0049】蛍光体層5,6の製法、材料、厚さは実施
形体1と同じである。接着層17及び下面保護層16
は、透明性のよい材料であれば使用でき、透過率が大き
くなる厚さであれば良いが、できるだけ薄い方が、輝
度、鮮鋭度を高めることができるために好ましいので、
ここでは概略20μm以下としている。
The manufacturing method, material and thickness of the phosphor layers 5 and 6 are the same as those of the embodiment 1. Adhesive layer 17 and bottom protective layer 16
Can be used as long as it is a material having good transparency, and may have any thickness as long as the transmittance is increased. However, it is preferable that the thickness is as thin as possible because brightness and sharpness can be increased.
Here, the thickness is approximately 20 μm or less.

【0050】[0050]

【実施例】(実施例1)図1に示す本発明の放射線検出
装置の製造方法を以下に述べる。
EXAMPLE 1 A method of manufacturing the radiation detecting apparatus of the present invention shown in FIG. 1 will be described below.

【0051】厚さ1.0mmの光検出器用基板1である
無アルカリガラス基板上に、非晶質シリコンからなる光
電変換素子2とTFT等の電気素子からなる光電変換素
子間隙3を形成し、その上にSiNxよりなる半導体保
護膜3を形成し光検出器を作製した。
A photoelectric conversion element 2 made of amorphous silicon and a photoelectric conversion element gap 3 made of an electric element such as a TFT are formed on an alkali-free glass substrate which is a photodetector substrate 1 having a thickness of 1.0 mm. A semiconductor protective film 3 made of SiNx was formed on it, and a photodetector was produced.

【0052】小粒径蛍光体層5用の印刷ペーストを、平
均粒径3μmのGd22S:Tbを100質量部、エチ
ルセルロース10質量部、テルピネオール20質量部、
キシレン10質量部をサンドミルで混合、分散し作製し
た。
The printing paste for the small particle size phosphor layer 5 was prepared by using 100 parts by mass of Gd 2 O 2 S: Tb having an average particle size of 3 μm, 10 parts by mass of ethyl cellulose and 20 parts by mass of terpineol.
It was prepared by mixing and dispersing 10 parts by mass of xylene with a sand mill.

【0053】次に図2に示される小粒径蛍光体層の印刷
用スクリーン版として、版枠550mm角、パターンエ
リア230mm角、パターンのピッチ160μm、マス
クパターン10の大きさ120μm角の寸法で325メ
ッシュ、線径16μmからなるステンレスメッシュ版
(商品名 SS325−16:ソノコム株式会社製)を
用意した。
Next, as a printing screen plate for printing the small particle size phosphor layer shown in FIG. 2, a plate frame having a size of 550 mm square, a pattern area of 230 mm square, a pattern pitch of 160 μm, and a size of the mask pattern 10 having a size of 120 μm square is 325. A stainless mesh plate (trade name SS325-16: manufactured by Sonocom Co., Ltd.) having a mesh and a wire diameter of 16 μm was prepared.

【0054】上記印刷ペーストとスクリーン版とを用い
て、印刷装置(MT−550TV:マイクロテック社
製)にて印刷を行い、各光検出器の光電変換素子間隙3
に一致した小粒径蛍光体層5を形成した。スクリーン印
刷条件としては、スキージスピード60mm/sec、
印圧2.0kg/cm、乾燥条件としては、80℃、3
分で作製を行った。1回の印刷で13μmの膜厚が得ら
れ、3回の重ね刷り印刷を行うことで40μmの厚みの
小粒径蛍光体蛍光体層5を得ることができた。
Using the above printing paste and the screen plate, printing is performed by a printing device (MT-550TV: manufactured by Microtec), and the photoelectric conversion element gap 3 of each photodetector is used.
And a small particle size phosphor layer 5 was formed. Screen printing conditions include a squeegee speed of 60 mm / sec,
Printing pressure: 2.0 kg / cm, drying conditions: 80 ° C, 3
It was made in minutes. A film thickness of 13 μm was obtained by one printing, and a small particle size phosphor phosphor layer 5 having a thickness of 40 μm could be obtained by performing overprinting three times.

【0055】次に、大粒径蛍光体層6用の印刷ペースト
を、平均粒径20μmのGd22S:Tbを100質量
部、エチルセルロース10質量部、テルピネオール20
質量部、キシレン10質量部をサンドミルで混合、分散
し作製した。
Next, the printing paste for the large particle size phosphor layer 6 was used as 100 parts by mass of Gd 2 O 2 S: Tb having an average particle size of 20 μm, 10 parts by mass of ethyl cellulose and 20 parts of terpineol.
Parts by mass and 10 parts by mass of xylene were mixed and dispersed in a sand mill to prepare.

【0056】次に図2に示される大粒径蛍光体層の印刷
用スクリーン版として、版枠550mm角、パターンエ
リア230mm角、パターンのピッチ160μm、開口
パターン10の大きさ120μm角の寸法でメタルスク
リーン(商品名 メタル箔マスク:ニッケル製 膜厚5
0μm:ソノコム株式会社製)を用意した。
Next, as a printing screen plate for printing the large particle size phosphor layer shown in FIG. 2, a plate frame of 550 mm square, a pattern area of 230 mm square, a pattern pitch of 160 μm, and a size of the opening pattern 10 of 120 μm square were used. Screen (Product name Metal foil mask: Nickel, film thickness 5
0 μm: manufactured by Sonocom Co., Ltd.) was prepared.

【0057】上記印刷ペーストとスクリーン版とを用い
て、印刷装置(MT−550TV:マイクロテック社
製)にて印刷を行い、各光検出器の光電変換素子2に一
致した大粒径蛍光体層6を形成した。スクリーン印刷条
件としては、スキージスピード60mm/sec、印圧
2.0kg/cm、乾燥条件としては、80℃、3分で
作製を行った。1回の印刷で40μmの膜厚が得られ
た。
Using the above printing paste and the screen plate, printing was carried out by a printing device (MT-550TV: manufactured by Microtec Co., Ltd.), and a large particle size phosphor layer matched with the photoelectric conversion element 2 of each photodetector. 6 was formed. Screen printing conditions were squeegee speed 60 mm / sec, printing pressure 2.0 kg / cm, and drying conditions were 80 ° C. and 3 minutes. A film thickness of 40 μm was obtained with one printing.

【0058】同様にして小粒径蛍光体層と大粒径蛍光体
層を交互に7回繰り返し印刷することにより320μm
の蛍光体層を形成した。この蛍光体層上に、ニッケルを
スパッタ法により3000Å形成し反射層14とした。
In the same manner, the small particle size phosphor layer and the large particle size phosphor layer are alternately printed seven times to obtain 320 μm.
The phosphor layer of was formed. On this phosphor layer, 3000 Å of nickel was formed by a sputtering method to form a reflective layer 14.

【0059】最後に、蛍光体層5,6を保護するため
に、反射層14の上に100μm厚みで酸化チタンから
なる反射性微粒子を含有したポリエチレンテレフタレー
トフィルム(東レ社製:商品名 ルミラーE22)を、
保護層15としてラミネートすることによって、図4に
示す放射線検出装置を製造した。
Finally, in order to protect the phosphor layers 5 and 6, a polyethylene terephthalate film (manufactured by Toray Industries, Inc .: trade name Lumirror E22) containing reflective fine particles of titanium oxide with a thickness of 100 μm on the reflective layer 14 is provided. To
By laminating as the protective layer 15, the radiation detecting device shown in FIG. 4 was manufactured.

【0060】レーザー顕微鏡により断面を観察した結
果、大粒径蛍光体層6と小粒径蛍光体層5からなる蛍光
体層が気泡なく、かつ大粒径蛍光体層が矩形状に形成で
きていることから、印刷によりだれることなく大粒径蛍
光体層が形成されていることが確認できた。
As a result of observing the cross section with a laser microscope, it was found that the phosphor layer composed of the large particle size phosphor layer 6 and the small particle size phosphor layer 5 had no bubbles and the large particle size phosphor layer could be formed in a rectangular shape. Therefore, it was confirmed that the large particle size phosphor layer was formed without sagging by printing.

【0061】(実施例2)図1(a)と同様に、光検出
器用基板1である無アルカリガラス基板上に、非晶質シ
リコンを有する光電変換素子2とTFT等の電気素子か
らなる光電変換間隙3を形成し、その上にSiNxより
なる半導体保護膜4を形成することによって、光検出器
を作製した。厚さ2mmのアモルファスカーボン基板製
の上面蛍光体保護層15上に、スパッタ法により0.3
μmの金薄膜を形成し光反射層14とした。
Example 2 Similar to FIG. 1A, a photoelectric conversion element 2 having amorphous silicon and an electric element such as a TFT are formed on a non-alkali glass substrate which is a photodetector substrate 1. A photodetector was produced by forming the conversion gap 3 and forming the semiconductor protective film 4 made of SiNx on the conversion gap 3. On the upper surface phosphor protective layer 15 made of an amorphous carbon substrate having a thickness of 2 mm, 0.3 is formed by a sputtering method.
A gold thin film having a thickness of μm was formed and used as the light reflection layer 14.

【0062】次に、図5(a)から(d)に示すよう
に、実施例1と同じ材料と方法により大粒径蛍光体層と
小粒径蛍光体層を交互にスクリーン印刷し、320μm
の蛍光体層を形成した。
Next, as shown in FIGS. 5A to 5D, a large particle size phosphor layer and a small particle size phosphor layer are alternately screen-printed by the same material and method as in Example 1, and 320 μm.
The phosphor layer of was formed.

【0063】レーザー顕微鏡により断面を観察した結
果、大粒径蛍光体層6と小粒径蛍光体層5の間に、気泡
は認められず、かつ大粒径蛍光体層が矩形状に形成でき
ていることから、印刷によりだれることなく大粒径蛍光
体層が形成されていることが確認できた。
As a result of observing the cross section with a laser microscope, no bubbles were observed between the large particle size phosphor layer 6 and the small particle size phosphor layer 5, and the large particle size phosphor layer could be formed in a rectangular shape. Therefore, it was confirmed that the large particle size phosphor layer was formed without sagging by printing.

【0064】次に、蛍光体層6を保護するために、蛍光
体層6の上に6μm厚みのポリエチレンテレフタレート
フィルムからなる下面保護層16をラミネートした。
Next, in order to protect the phosphor layer 6, a lower surface protective layer 16 made of a polyethylene terephthalate film having a thickness of 6 μm was laminated on the phosphor layer 6.

【0065】最後に、図5(e)に示すように蛍光体層
と光検出器とを、図6に示す構成になるように、接着層
17であるアクリル系接着剤(協立化学社製:商品名
ワールドロックNO.XSG−5)により接続して、放
射線検出装置を製造した。
Finally, as shown in FIG. 5 (e), the phosphor layer and the photodetector have the acrylic adhesive (Kyoritsu Chemical Co., Ltd.) as the adhesive layer 17 so as to have the structure shown in FIG. :Product name
World lock NO. XSG-5) was connected to manufacture a radiation detection device.

【0066】[0066]

【発明の効果】以上説明したように、本発明による製造
方法を用いることで、蛍光体層内部で気泡が発生しない
ため、特殊な工程や装置が必要なく安価に製造でき、印
刷ダレのない蛍光体層が形成できるため高鮮鋭度を有す
る放射線検出装置を製造できる。
As described above, by using the manufacturing method according to the present invention, since bubbles are not generated inside the phosphor layer, it is possible to manufacture at low cost without any special process or device, and the fluorescent material without printing sag. Since the body layer can be formed, a radiation detector having high sharpness can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の実施形態1の放射線検出装置の製造方
法を示す模式図である。
FIG. 1 is a schematic diagram showing a method for manufacturing a radiation detection apparatus according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明に使用するスクリーン印刷用スクリーン
版の模式図である。
FIG. 2 is a schematic view of a screen printing screen plate used in the present invention.

【図3】本発明で使用するスクリーン印刷を説明する図
である。
FIG. 3 is a diagram illustrating screen printing used in the present invention.

【図4】本発明の実施形態1の放射線検出装置の断面図
である。
FIG. 4 is a sectional view of the radiation detection apparatus according to the first embodiment of the present invention.

【図5】本発明の実施形態2の放射線検出装置の製造方
法を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing a method for manufacturing the radiation detection apparatus according to the second embodiment of the present invention.

【図6】本発明の実施形態2の放射線検出装置の断面図
である。
FIG. 6 is a sectional view of a radiation detection apparatus according to a second exemplary embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 光検出器用基板 2 光電変換素子 3 光電変換素子間隙 4 半導体保護層 5 小粒径蛍光体層 6 大粒径蛍光体層 7 スクリーン版の枠 8 メッシュ 9 スクリーン 10 開口またはマスク 11 光検出器 12 印刷ペースト 13 スキージ 14 反射層 15 保護層 16 下面保護層 17 接着剤 1 Photodetector substrate 2 Photoelectric conversion element 3 Photoelectric conversion element gap 4 Semiconductor protection layer 5 Small particle size phosphor layer 6 Large particle size phosphor layer Frame of 7 screen version 8 mesh 9 screen 10 openings or masks 11 Photodetector 12 Printing paste 13 Squeegee 14 Reflective layer 15 Protective layer 16 Bottom surface protective layer 17 Adhesive

フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI テーマコート゛(参考) // C09K 11/00 H01L 27/14 K D Fターム(参考) 2G088 EE01 FF02 GG16 GG19 GG20 JJ05 JJ37 LL12 LL13 LL15 4H001 CA02 CA08 XA08 XA16 XA64 YA65 4M118 AA10 AB01 BA05 CA32 CA34 CB05 CB11 FB13 GA10 GD14 5F088 AB05 BA10 BA20 BB07 EA08 GA02 HA11 HA15 LA08 Front page continuation (51) Int.Cl. 7 Identification code FI theme code (reference) // C09K 11/00 H01L 27 / 14K DF term (reference) 2G088 EE01 FF02 GG16 GG19 GG20 JJ05 JJ37 LL12 LL13 LL15 4H001 CA02 CA08 XA08 XA16 XA64 YA65 4M118 AA10 AB01 BA05 CA32 CA34 CB05 CB11 FB13 GA10 GD14 5F088 AB05 BA10 BA20 BB07 EA08 GA02 HA11 HA15 LA08

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光電変換素子とそれら各光電変換
素子上に形成された蛍光体層の蛍光体粒子の粒径に比較
し、光電変換素子間隙上に形成された蛍光体層の蛍光体
粒子の粒径が小さい放射線検出装置の製造方法であっ
て、 光検出器上に、下記第1の工程を行った後、第2の工程
を行うことを複数回繰り返し行う工程を含むことを特徴
とする放射線検出装置の製造方法: a)メッシュスクリーンを用いて1回または複数回のス
クリーン印刷と乾燥を行い、光電変換素子間隙上に一対
一で対応した蛍光体層を形成する第1の工程、 b)メタルスクリーンを用いて1回または複数回のスク
リーン印刷と乾燥を行い、光電変換素子上に一対一で対
応した蛍光体層を形成する第2の工程。
1. A phosphor of a phosphor layer formed on a gap between photoelectric conversion elements as compared with a particle size of phosphor particles of a plurality of photoelectric conversion elements and a phosphor layer formed on each of the photoelectric conversion elements. A method of manufacturing a radiation detection device having a small particle size, comprising a step of performing the following first step and then the second step on a photodetector a plurality of times. A method of manufacturing a radiation detection apparatus including: a) a first step of performing screen printing and drying once or a plurality of times using a mesh screen to form phosphor layers corresponding one-to-one on the gaps between photoelectric conversion elements B) A second step of performing screen printing and drying one or more times using a metal screen to form a phosphor layer corresponding to the photoelectric conversion element on a one-to-one basis.
【請求項2】 複数の光電変換素子とそれら各光電変換
素子上に形成された蛍光体層の蛍光体粒子の粒径に比較
し、光電変換素子間隙上に形成された蛍光体層の蛍光体
粒子の粒径が小さい放射線検出装置の製造方法であっ
て、 下記第1の工程を行った後、第2の工程を行うことを複
数回繰り返し行って蛍光体層を作製し、光検出器の前記
各光電変換素子及びその間隙に一対一で対応して各蛍光
体層を位置合わせした状態で接着層によって接続する工
程を含むことを特徴とする放射線検出装置の製造方法: a)メッシュスクリーンを用いて1回または複数回のス
クリーン印刷と乾燥を行い、光電変換素子間隙に一対一
で対応した蛍光体層を形成する第1の工程、 b)メタルスクリーンを用いて1回または複数回のスク
リーン印刷と乾燥を行い、光電変換素子に一対一で対応
した蛍光体層を形成する第2の工程。
2. A phosphor of a phosphor layer formed on a gap between photoelectric conversion elements as compared with a particle diameter of phosphor particles of a plurality of photoelectric conversion elements and a phosphor layer formed on each of the photoelectric conversion elements. A method for manufacturing a radiation detecting device having a small particle size, wherein a phosphor layer is produced by repeating the following first step and then the second step a plurality of times to produce a photodetector. A method for manufacturing a radiation detecting apparatus, which comprises the step of connecting the respective photoelectric conversion elements and the respective phosphor layers in a one-to-one correspondence with the respective photoelectric conversion elements by an adhesive layer in a aligned state: a) A mesh screen Screen printing and drying using one or more times to form a phosphor layer corresponding one-to-one in the gaps between photoelectric conversion elements, b) One or more screens using a metal screen Print and dry, A second step of forming a phosphor layer corresponding to the photoelectric conversion elements in a one-to-one correspondence.
【請求項3】 前記光電変換素子に対応して形成された
蛍光体層の蛍光体粒子の平均粒径が5μm以上50μm
以下、光電変換素子間隙に対応して形成された蛍光体層
の蛍光体粒子の平均粒径が1μm以上5μm未満である
ことを特徴とする請求項1又は2記載の放射線検出装置
の製造方法。
3. The average particle diameter of the phosphor particles in the phosphor layer formed corresponding to the photoelectric conversion element is 5 μm or more and 50 μm.
The method for manufacturing a radiation detecting apparatus according to claim 1 or 2, wherein the average particle diameter of the phosphor particles of the phosphor layer formed corresponding to the photoelectric conversion element gap is 1 μm or more and less than 5 μm.
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003067282A1 (en) * 2002-02-08 2003-08-14 Kabushiki Kaisha Toshiba X-ray detector and method for producing x-ray detector
JP2005283483A (en) * 2004-03-30 2005-10-13 Toshiba Corp X-ray detector

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