TW201434442A - 放射線檢測裝置及其製造方法 - Google Patents

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Abstract

本發明係以大面積、高精度地形成寬度細之隔牆,而且提供發光效率高,實現鮮明的畫質之放射線檢測裝置。本發明提供一種放射線檢測裝置,其係由在表面上形成有隔牆的基板與光檢測器呈相向所成之放射線檢測裝置,於上述基板與光檢測器之間的空間中,形成經上述隔牆所區劃的單元,於上述單元中填充螢光體,於上述隔牆未接觸的上述光檢測器之表面上設置光檢測像素,於上述隔牆及上述螢光體與上述光檢測器之間形成黏著層。

Description

放射線檢測裝置及其製造方法
本發明關於醫療診斷裝置、非破壞性檢査機器等所使用之放射線檢測裝置。
以往,於醫療現場中,廣泛使用採用軟片的X射線影像。然而,由於採用軟片的X射線影像為類比影像資訊,故近年來開發計算機放射照相術(computed radiography:CR)或平板型放射線檢測器(flat panel detector:FPD)等之數位方式的放射線檢測裝置。
於平板X射線檢測裝置(FPD)中,為了將放射線轉換成可見光,使用閃爍板。閃爍板係含有碘化銫(CsI)等的X射線螢光體,對應於所照射的X射線,該X射線螢光體放射出可見光,藉由以TFT(thin film transistor)或CCD(charge-coupled device)將該光轉換成電信號,而將X射線的資訊轉換成數位影像資訊。然而,FPD係有S/N比低之問題。作為用於提高S/N比之方法,有提案自光檢測器側來照射X射線之方法(專利文獻1及2),或為了減小因X射線螢光體所造成的可見光之散射的影響,在隔牆所區隔的單元(cell)內填充X射線螢光體之方法(專利文獻3~6)。
作為形成如此隔牆之方法,以往使用之方法係將矽晶圓予以蝕刻加工之方法,或藉由網版印刷法將顏料或陶瓷粉末與低熔點玻璃粉末之混合物的玻璃糊予以多層圖案印刷後,進行煅燒而形成隔牆之方法等。然而,於將矽晶圓予以蝕刻加工之方法中,可形成的閃爍板之尺寸係被矽晶圓的尺寸所限定,無法得到如500mm見方的大尺寸者。為了製作大尺寸者,將小尺寸者予以複數並排而製作,但其製作係在精密度上困難,而難以製作大面積之閃爍板。
又,於使用玻璃糊的多層網版印刷法中,起因於網版印刷版的尺寸變化等,高精度的加工係困難。另外,於進行多層網版印刷之際,為了防止隔牆的崩壞缺損,必須使隔牆寬度成為一定之值以上而提高隔牆的強度。然而,隔牆寬度若變寬,則相對地隔牆間之間隔變窄,可填充X射線螢光體之體積變小,而且填充量無法平均。因此,此方法所得之閃爍板,由於X射線螢光體之量少,而有發光變弱,及發生發光不均之缺點。此等係在以低線量的攝影中,成為進行鮮明攝影之障礙。
先前技術文獻 專利文獻
專利文獻1 特許第3333278號
專利文獻2 特開2001-330677號公報
專利文獻3 特開平5-60871號公報
專利文獻4 特開平5-188148號公報
專利文獻5 特開2011-188148號公報
專利文獻6 特開2011-007552號公報
為了製作發光效率高,實現鮮明的畫質之閃爍板,需要可以高精度加工大面積、且可使隔牆的寬度變細之隔牆的加工技術,以及不使螢光體所發出的可見光洩漏到隔牆外部之技術。
本發明之課題在於消除上述問題,以大面積、高精度地形成寬度細的隔牆,且提供發光效率高、實現鮮明的畫質之放射線檢測裝置。
此課題係藉由以下的技術手段之任一者而達成。
(1)一種放射線檢測裝置,其係由在表面上形成有隔牆的基板與光檢測器呈相向所成之放射線檢測裝置;於上述基板與上述光檢測器之間的空間中,形成經上述隔牆所區劃的單元;於上述單元中填充螢光體;於上述隔牆未接觸的上述光檢測器之表面上,設置光檢測像素;於上述隔牆及上述螢光體與上述光檢測器之間,形成黏著層。
(2)如上述(1)所記載之放射線檢測裝置,其中上述黏著層係選自包含丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚矽氧樹脂及乙基纖維素樹脂之群組中的樹脂而形成。
(3)如上述(1)或(2)所記載之放射線檢測裝置,其中上述隔牆之高度L1係比鄰接的隔牆之間隔L2還大,而且上述隔牆與上述基板接觸的界面之寬度L3係比上述隔牆的頂部之寬度L4還大。
(4)如上述(1)~(3)中任一項所記載之放射線檢測裝置,其中當上述螢光體、上述光檢測像素及上述黏著層之平均折射率各自為λ1、λ2及λ3時,滿足λ2≧λ1≧λ3之關係。
(5)如上述(1)~(4)中任一項所記載之放射線檢測裝置,其中放射線係自上述光檢測器側入射。
(6)如上述(5)記載之放射線檢測裝置,其中上述基板係在表面具有放射線遮蔽層。
(7)如上述(5)或(6)所記載之放射線檢測裝置,其中上述基板係包含放射線遮蔽材料。
(8)如上述(1)~(7)中任一項所記載之放射線檢測裝置,其中上述隔牆係包含以含有2~20質量%的鹼金屬氧化物的低熔點玻璃作為主成分之材料。
(9)如上述(1)~(8)中任一項所記載之放射線檢測裝置,其中在上述隔牆之表面及上述基板上的未形成隔牆之部分,形成反射膜。
(10)一種閃爍板(scintillator panel)之製造方法,其具備:於基板上塗布含有低熔點玻璃與感光性有機成分的感光性糊,形成感光性糊塗布膜之步驟;將所得之感光性糊塗布膜予以曝光之曝光步驟;溶解去除曝光後的感光性糊塗布膜之可溶於顯像液中的部分之顯像步驟; 將顯像後的感光性糊塗布膜圖案加熱至500℃~700℃之煅燒溫度而去除有機成分,同時使低熔點玻璃軟化及燒結,而形成隔牆之煅燒步驟;於由前述隔牆所區劃的單元內填充螢光體之步驟;於前述螢光體及前述隔牆上,形成黏著劑塗布膜之步驟;及,以設於閃爍板上之隔牆與設於光檢測器上之光檢測像素呈相向,且隔牆位於相鄰光檢測像素之間之方式,將光檢測器重疊於前述黏著劑塗布膜之上後,使前述黏著劑塗布膜硬化,而成為黏著層之步驟。
依照本發明,由於可以大面積、高精度地形成強度高的隔牆,且可高效率地利用螢光體所發出的可見光,故可提供大尺寸且用於實現鮮明的攝影之放射線檢測裝置。
1‧‧‧放射線檢測裝置
2‧‧‧閃爍板
3‧‧‧光檢測器
4‧‧‧基板
5‧‧‧放射線遮蔽層
6‧‧‧隔牆
7‧‧‧螢光體(閃爍層)
8‧‧‧反射膜、遮光膜
9‧‧‧光檢測像素
10‧‧‧光檢測器側基板
11‧‧‧黏著層
第1圖,係示意地顯示本發明之含有閃爍板的放射線檢測裝置之構成的截面圖。
第2圖,係示意地顯示本發明之閃爍板的構成之斜視圖。
實施發明的形態
以下,使用第1圖及第2圖以說明本發明之閃爍板及使用其之放射線檢測裝置的較佳構成,惟本發明不受此等所限定。
第1圖係示意地顯示本發明之含有閃爍板的放射線檢測裝置之構成的截面圖。第2圖係示意地顯示本發明之閃爍板的構成之斜視圖。放射線檢測裝置1係由閃爍板2及光檢測器3所構成。閃爍板2係含有由螢光體所構成的閃爍層7,吸收X射線等之入射的放射線之能量,放射出波長為300~800nm的範圍之電磁波,即,以可見光線為中心之自紫外光至紅外光之範圍的電磁波(光)。
閃爍板2係由平板狀的基板4、在其上形成之格子狀的隔牆6、與在經該隔牆所區劃的空間內填充的螢光體所成之閃爍層7所構成。亦將由前述格子狀的隔牆6所區劃之空間稱為單元。又,於放射線自光檢測器3側入射時,在基板4與隔牆6之間,較佳為進一步形成放射線遮蔽層5。藉由放射線遮蔽層5,可將通過閃爍層7的放射線吸收,遮蔽往放射線檢測裝置之外部的放射線洩漏。再者,於隔牆6與基板4上,較佳為形成反射膜8。藉由反射膜8,螢光體所放射的光係不穿透隔牆6及基板4,可使該光被反射,其結果,閃爍層7所放射的光係效率良好,可到達在光檢測器3之表面上所形成的光檢測像素9。
光檢測器,例如係可在玻璃基板、陶瓷基板或樹脂基板等之絕緣性基板上,藉由光電倍增管、光二極體、PIN光二極體等形成矩陣狀之光檢測像素,連接包含薄膜電晶體(TFT:Thin Film Transistor)的開關元件而構成。
放射線檢測裝置1係使閃爍板2與光檢測器3相向、貼合而構成。此處,設於閃爍板2上的隔牆6與設於光檢測器3上的光檢測像素9係相向。為了提高放射線檢測裝置之鮮銳度,矩陣狀的光檢測像素9係設置在光檢測器3之表面的前述隔牆6未接觸之部分上。此處,光檢測像素9設置在隔牆6未接觸之部分上者,係意味藉由使閃爍板2的隔牆6位於相鄰光檢測像素9之間的部分,而以光檢測像素9與隔牆6不接觸之方式配置。閃爍板2的各單元係被格子狀的隔牆所區劃。藉由使以矩陣狀形成的光檢測像素之大小及間距,與閃爍板的單元之大小及間距成為一致,可使光電變換元件的各像素與閃爍板的各單元相對應。由於即使閃爍層7所發出之光被螢光體所散射,散射光也被隔牆所反射,故可防止散射光到達鄰近的單元,其結果,可減低因光散射所造成的影像之模糊,高精度的攝影係成為可能。
閃爍板2與光檢測器3係藉由在閃爍板2的隔牆6及閃爍層7、與光檢測器3之間形成黏著層11而貼合。
黏著層最佳為形成在閃爍板2之全面上。此係因為可將閃爍層7所發出的光之強弱分布更正確地傳達到光檢測器3。另一方面,亦可未必在閃爍板2的全面上形成黏著層,例如,也可僅在閃爍層7之上,或僅在隔牆6之上等單元的特定地方,將黏著層予以圖案印刷。此時,在每單元以相同形狀形成黏著層者,由於 可將單元間的光之強弱更正確地傳達到光檢測器而較佳。
黏著層11係抑制發光光線的吸收,為了提高其穿透性,較佳為透明度高者。作為黏著層11之形成方法,例如可舉出將用於形成黏著層11的樹脂塗布於隔牆6及閃爍層7之上後,使其與光檢測器3緊貼後,以加熱或紫外線照射等之方法使其硬化之方法。藉由黏著層11,可防止相向的閃爍板2與光檢測器3之位置偏移。又,藉由黏著層11,亦可使隔牆6之高度之偏差均一化。其結果,閃爍層7與光檢測像素9之距離變固定,可更高效率地將發光光線以像素間的偏差少之狀態導引至光檢測像素9。藉此,本發明之放射線檢測裝置係發光效率高,可實現鮮明的畫質。
黏著層11之厚度較佳為5~50μm。黏著層若比5μm薄,則黏著性變低。另一方面,黏著層若比50μm厚,則吸收發光光線,又或發生因光散射所造成的模糊。
作為用於形成透明度高的黏著層11之材料,例如可舉出光學透明的熱硬化性或光硬化性之樹脂。具體而言,較佳為選自包含丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚矽氧樹脂及乙基纖維素樹脂之群組的樹脂。再者,於此等樹脂中,視需要可適宜地摻合交聯劑、可塑劑、黏著性賦予劑、填充劑或防劣化劑等之添加劑。
放射線較佳為自光檢測器3側入射。若自光檢測器3側入射,則光檢測像素9附近的閃爍層7係 最強地發光,其結果,光的輸出效率升高。又,藉由在閃爍板2的基板之表面上形成放射線遮蔽層,又或使用包含放射線遮蔽材料之基板,可遮蔽往放射線檢測裝置之外部的放射線洩漏。
作為光檢測器側基板10之材料,較佳為放射線之穿透性高的材料,可使用各種的玻璃、高分子材料、金屬等。例如,可使用包含石英、硼矽酸玻璃、化學的強化玻璃等之玻璃的板玻璃,包含藍寶石、氮化矽、碳化矽等之陶瓷的陶瓷基板,包含矽、鍺、砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵等之半導體的半導體基板,纖維素乙酸酯薄膜、聚酯薄膜、聚對苯二甲酸乙二酯薄膜、聚醯胺薄膜、聚醯亞胺薄膜、三乙酸酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、碳纖維強化樹脂片等之高分子薄膜(塑膠薄膜),鋁片、鐵片、銅片等之金屬片;具有金屬氧化物之被覆層的金屬片或非晶碳基板等。其中,塑膠薄膜及板玻璃係於平坦性及耐熱性之點較佳。為了追求閃爍板之搬運的方便性,進行輕量化,板玻璃較佳為薄板玻璃。
另一方面,閃爍板側之基板4亦可使用與光檢測器側基板10同樣之由具有放射線穿透性之材料所構成的基板,但當放射線自光檢測器3側入射時,為了遮蔽往放射線檢測裝置之外部的放射線洩漏,較佳為使用包含放射線遮蔽材料的基板即放射線遮蔽基板。作為放射線遮蔽基板,例如可舉出鐵板、鉛板等之金屬板,或含有鐵、鉛、金、銀、銅、鉑、鎢、鉍、鉭、鉬等之重金屬的玻璃板或薄膜。再者,當放射線遮蔽層5形成 在基板4與隔牆6之間時,基板4為放射線遮蔽基板之必要性減小。
作為放射線遮蔽層5之材料,例如可舉出含有鐵、鉛、金、銀、銅、鉑、鎢、鉍、鉭、鉬等之重金屬的玻璃或陶瓷等之能吸收放射線之材料。
放射線遮蔽層5例如可藉由將在溶劑中分散有含有有機成分與前述材料之無機粉末的放射線遮蔽層用糊塗布在基板上及進行乾燥而形成塗布膜,將其以較佳為500~700℃,更佳為500~650℃之溫度予以煅燒而形成。
又,若同時地煅燒放射線遮蔽層與隔牆,由於可刪減步驟數而較佳。另外,為了防止塗布隔牆用之糊時的溶解或剝落,作為放射線遮蔽層用糊之有機成分,使用含有聚合性單體、聚合性寡聚物或聚合性聚合物與熱聚合引發劑之熱硬化性有機成分,於形成塗布膜後,進行熱硬化者亦較佳。
從耐久性、耐熱性及高精細加工之點而言,隔牆較佳為由以含有2~20質量%的鹼金屬氧化物之低熔點玻璃作為主成分之材料所構成。以含有2~20質量%的鹼金屬氧化物之低熔點玻璃作為主成分之材料,係具有適當的折射率與軟化溫度,適用於以大面積、高精度地形成寬度細之隔牆。再者,所謂的低熔點玻璃,係指軟化溫度為700℃以下之玻璃。又,所謂以含有2~20質量%的鹼金屬氧化物之低熔點玻璃作為主成分者,係係指構成隔牆的材料之50~100質量%為含有2~20質量%的鹼金屬氧化物之低熔點玻璃。
閃爍板之製造方法,為了高精度地加工大面積,而且使隔牆之寬度變細,較佳為包含:於基板上塗布含有低熔點玻璃與感光性有機成分的感光性糊,形成感光性糊塗布膜之步驟;將所得之感光性糊塗布膜予以曝光之曝光步驟;溶解去除曝光後的感光性糊塗布膜之可溶於顯像液中的部分之顯像步驟;將顯像後的感光性糊塗布膜圖案加熱至500℃~700℃之煅燒溫度而去除有機成分,同時使低熔點玻璃軟化及燒結,而形成隔牆之煅燒步驟;於隔牆的表面上形成反射膜之步驟;於由隔牆所區劃的單元內填充螢光體之步驟。
於曝光步驟中,藉由曝光而使感光性糊塗布膜之需要部分進行光硬化,或使感光性糊塗布膜之不要部分進行光分解,而給以感光性糊塗布膜在顯像液中之溶解對比。於顯像步驟中,用顯像液去除曝光後的感光性糊塗布膜之可溶於顯像液中的部分,得到僅需要部分殘留之感光性糊塗布膜圖案。
於煅燒步驟中,藉由將所得之感光性糊塗布膜圖案以500~700℃、較佳為500~650℃之溫度煅燒,而分解去除有機成分,同時使低熔點玻璃軟化及燒結,形成含有低熔點玻璃的隔牆。為了完全地去除有機成分,煅燒溫度較佳為500℃以上。又,煅燒溫度若超過700℃,則當使用一般的玻璃基板作為基板時,基板的變形會變大,故煅燒溫度較佳為700℃以下。
藉由本方法,與藉由多層網版印刷將玻璃糊予以積層印刷後進行煅燒之方法相比,更能形成高精度的隔牆。
感光性糊較佳為由具有感光性的有機成分與含有2~20質量%的鹼金屬氧化物之低熔點玻璃的無機粉末所構成。為了形成煅燒前的感光性糊塗布膜圖案,有機成分必須為一定量,但若有機成分過多,則在煅燒步驟中所去除的物質之量變多,由於煅燒收縮率變大,而在煅燒步驟中容易發生圖案缺損。另一方面,有機成分若過少,則由於糊中的無機微粒子之混合及分散性降低,不僅在煅燒時容易發生缺陷,而且由於糊之黏度上升,糊之塗布性降低,更對糊之安定性有不良影響而不宜。因此,感光性糊中的無機粉末之含量較佳為30~80質量%,更佳為40~70質量%。又,無機粉末之全體中所佔有的低熔點玻璃之比例較佳為50~100質量%。低熔點玻璃若少於無機粉末之50質量%,則由於在煅燒步驟中燒結無法良好地進行,所得之隔牆的強度降低而不宜。
於煅燒步驟中,為了幾乎完全地去除有機成分,而且使所得之隔牆具有一定的強度,作為所使用之低熔點玻璃,較佳為軟化溫度480℃以上之低熔點玻璃。軟化溫度若低於480℃,則在煅燒時充分去除有機成分之前,低熔點玻璃便軟化,有機成分的殘存物會混入玻璃中。此情況,有之後有機成分徐徐地放出,而使製品品質降低之虞。又,混入玻璃中的有機成分之殘存物係成為玻璃著色之主要原因。藉由使用軟化溫度480℃以上之低熔點玻璃粉末,以500℃以上煅燒,可完全地去除有機成分。如前述,由於煅燒步驟之煅燒溫度必須為500~700℃,較佳為500~650℃,低熔點玻璃之軟化溫度較佳為480~680℃,更佳為480~620℃。
軟化溫度係使用示差熱分析裝置(DTA,股份有限公司RIGAKU製「差示型示差熱天秤TG8120」),測定樣品,自所得之DTA曲線,藉由切線法外插吸熱峰中的吸熱結束溫度而求得。具體而言,使用示差熱分析裝置,以氧化鋁粉末作為標準試料,自室溫起以20℃/分鐘升溫,測定作為測定樣品的無機粉末,得到DTA曲線。自所得之DTA曲線,將藉由切線法外插吸熱峰中的吸熱結束溫度而求得之軟化點Ts定義為軟化溫度。
為了得到低熔點玻璃,可使用能有效於使玻璃低熔點化之材料的選自包含氧化鉛、氧化鉍、氧化鋅及鹼金屬之氧化物之群組中的金屬氧化物。其中,較佳為使用鹼金屬氧化物以調整玻璃的軟化溫度。再者,一般所謂的鹼金屬,係係指鋰、鈉、鉀、銣及銫,但本發明中使用的鹼金屬氧化物係指選自包含氧化鋰、氧化鈉及氧化鉀之群組中金屬氧化物。
於本發明中,低熔點玻璃中的鹼金屬氧化物之含量X(M2O)較佳為2~20質量%之範圍內。鹼金屬氧化物之含量少於2質量%時,由於軟化溫度變高,必須在高溫進行煅燒步驟。因此,當使用玻璃基板作為基板時,由於在煅燒步驟中基板變形,於所得之閃爍板中發生畸變,又或易於隔牆中發生缺陷而不適合。又,鹼金屬氧化物之含量超過20質量%時,於煅燒步驟中玻璃之黏度過度降低。因此,於所得之隔牆的形狀容易發生畸變。又,由於所得之隔牆的空隙率過度變小,所得之閃爍板之發光亮度降低。
再者,除了鹼金屬氧化物,為了在高溫下的玻璃黏度之調整,較佳還添加3~10質量%的氧化鋅。氧化鋅之含量少於3質量%時,高溫下的玻璃之黏度有變高之傾向。氧化鋅之含量若超過10質量%,則玻璃之成本有變高之傾向。
再者,藉由於低熔點玻璃中,除了上述的鹼金屬氧化物及氧化鋅,亦含有氧化矽、氧化硼、氧化鋁或鹼土類金屬的氧化物等,而可控制低熔點玻璃的安定性、結晶性、透明性、折射率或熱膨脹特性等。作為低熔點玻璃之組成,藉由成為以下所示之組成範圍,由於可製作具有適合本發明的黏度特性之低熔點玻璃而較佳。
鹼金屬氧化物:2~20質量%
氧化鋅:3~10質量%
氧化矽:20~40質量%
氧化硼:25~40質量%
氧化鋁:10~30質量%
鹼土類金屬氧化物:5~15質量%
再者,所謂的鹼土類金屬,係指選自包含鎂、鈣、鋇及鍶之群組中的1種類以上之金屬。
含有低熔點玻璃的無機粒子之粒徑,係可使用粒度分布測定裝置(日機裝股份有限公司製「MT3300」)來評價。作為測定方法,係於裝滿水的試料室中投入無機粉末,進行300秒的超音波處理後,進行測定。
低熔點玻璃之粒徑較佳係50%體積平均粒徑(D50)為1.0~4.0μm。D50小於1.0μm時,粒子之凝聚變強,難以得到均勻的分散性,糊之流動安定性有變低的傾向。如此的情況係在塗布糊時,塗布膜的厚度均勻性降低。又,若D50超過4.0μm,則所得之燒結體的表面凹凸變大,於以後步驟中容易成為圖案破碎之原因。
感光性糊係除了上述之低熔點玻璃,還可含有即使在700℃也不軟化的高熔點玻璃或氧化矽、氧化鋁、氧化鈦或氧化鋯等之陶瓷粒子作為填料。填料係藉由與低熔點玻璃一起使用,而具有糊組成物的煅燒收縮率之控制或保持所形成的隔牆之形狀的效果。惟,無機粉末全體中所佔有的填料之比例若超過50質量%,則由於阻礙低熔點玻璃之燒結,發生隔牆的強度降低等之問題而不宜。又,與低熔點玻璃同樣之理由,填料係平均粒徑較佳為0.5~4.0μm。
於感光性糊中,低熔點玻璃之折射率n1與有機成分之折射率n2,較佳為滿足-0.1<n1-n2<0.1,更佳為滿足-0.01≦n1-n2≦0.01,尤佳為滿足-0.005≦n1-n2≦0.005。藉由滿足此條件,於曝光步驟中,低熔點玻璃與有機成分之界面的光散射被抑制,可進行高精度的圖案形成。藉由調整構成低熔點玻璃的氧化物之摻合比率,可得到兼具較佳的熱特性及較佳的折射率之低熔點玻璃。
低熔點玻璃之折射率係可藉由貝克線(Becke line)檢測法來測定。將25℃的波長436nm(g線) 之折射率當作低熔點玻璃之折射率。又,有機成分之折射率係可藉由橢圓偏振計測定由有機成分所構成的塗膜而求得。將25℃的波長436nm(g線)之折射率當作有機成分之折射率。
感光性糊係藉由含有感光性有機成分作為有機成分,而可以用如上述之感光性糊法進行圖案加工。作為感光性有機成分,藉由使用感光性單體、感光性寡聚物、感光性聚合物或光聚合引發劑等,可控制反應性。此處,感光性單體、感光性寡聚物及感光性聚合物的感光性,係意味當糊受到活性光線之照射時,感光性單體、感光性寡聚物或感光性聚合物係發生光交聯、光聚合等之反應,而化學結構變化。
所謂的感光性單體,就是具有活性的碳-碳雙鍵之化合物,可舉出具有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基或丙烯醯胺基作為官能基之單官能化合物及多官能化合物。特別地,於有機成分中含有10~80質量%的選自包含多官能丙烯酸酯化合物及多官能甲基丙烯酸酯化合物之群組中的化合物,在藉由光反應而提高硬化時的交聯密度、提高圖案形成性之點較佳。作為多官能丙烯酸酯化合物及多官能甲基丙烯酸酯化合物,由於已開發多樣種類的化合物,可考慮反應性、折射率等,由彼等之中適宜選擇。
作為感光性寡聚物或感光性聚合物,較宜使用具有活性的碳-碳不飽和雙鍵之寡聚物或聚合物。感光性寡聚物或感光性聚合物,例如,係藉由共聚合丙烯 酸、甲基丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、乙烯基乙酸或此等的酸酐等之含羧基的單體及甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯或2-羥基丙烯酸酯等之單體而得。作為將活性的碳-碳不飽和雙鍵導入寡聚物或聚合物中之方法,可使用對於寡聚物或聚合物中的巰基、胺基、羥基或羧基,使具有環氧丙基或異氰酸酯基的乙烯性不飽和化合物或丙烯醯氯、甲基丙烯醯氯或烯丙氯、馬來酸等之羧酸反應而製作之方法等。
作為感光性單體或感光性寡聚物,藉由使用具有胺基甲酸酯鍵的單體或寡聚物,可得到在煅燒步驟中圖案不易缺損之感光性糊。於本發明中,藉由使用低熔點玻璃作為玻璃,於煅燒步驟後期的玻璃之燒結進行的過程中,不易發生急劇的收縮。藉此,於煅燒步驟中,可抑制隔牆缺損。此外,於有機成分中使用具有胺基甲酸酯結構的化合物時,在煅燒步驟初期的有機成分進行分解及餾出的過程中發生應力緩和,可在寬廣的溫度範圍中抑制隔牆之缺損。
光聚合引發劑係藉由活性光線之照射而產生自由基之化合物。作為具體之例,可舉出二苯基酮、鄰苯甲醯基苯甲酸甲酯、4,4-雙(二甲基胺基)二苯基酮、4,4-雙(二乙基胺基)二苯基酮、4,4-二氯二苯基酮、4-苯甲醯基-4-甲基二苯基酮、二苄基酮、茀酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基苯丙酮、噻噸酮、2-甲基噻噸酮、2-氯噻噸酮、2-異丙基噻噸酮、二乙基噻噸 酮、苄基、苄基甲氧基乙基縮醛、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丁基醚、蒽醌、2-三級丁基蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并環庚酮、亞甲基蒽酮、4-疊氮基亞苄基苯乙酮、2,6-雙(對疊氮基亞苄基)環己酮、2,6-雙(對疊氮基亞苄基)-4-甲基環己酮、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-苯甲醯基)肟、米其勒酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮-1、萘磺醯氯、醌磺醯氯、N-苯基硫吖啶酮、苯并噻唑二硫化物、三苯基膦、過氧化苯偶姻及曙紅、亞甲基藍等之光還原性之色素與抗壞血酸、三乙醇胺等的還原劑之組合等。又,亦可組合2種以上的此等而使用。
感光性糊係可含有具羧基的共聚物作為黏結劑。具羧基的共聚物,例如,可藉由選擇丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、乙烯基乙酸或此等之酸酐等之含羧基的單體及甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、醋酸乙烯酯或2-羥基丙烯酸酯等之其它單體,使用如偶氮雙異丁腈之引發劑進行共聚合而得。作為具羧基的共聚物,從煅燒時的熱分解溫度低而言,較宜使用以丙烯酸酯或甲基丙烯酸酯及丙烯酸或甲基丙烯酸作為共聚合成分之共聚物。
感光性糊係藉由含有具羧基的共聚物,而成為在鹼水溶液中的溶解性優異之糊。具羧基的共聚物 之酸價較佳為50~150mgKOH/g。由於酸價為150mgKOH/g,可取得寬的顯像容許寬度。又,由於酸價為50mgKOH/g以上,未曝光部在顯像液中的溶解性不降低。因此,不需要增濃顯像液濃度,可防止曝光部之剝落,得到高精細的圖案。再者,具羧基的共聚物亦較佳為在側鍵具有乙烯性不飽和基。作為乙烯性不飽和基,可舉出丙烯酸基、甲基丙烯酸基、乙烯基、烯丙基等。
感光性糊係藉包含在低熔點玻璃與由感光性單體、感光性寡聚物、感光性聚合物或光聚合引發劑等的感光性有機成分中,按照需要地添加有機溶劑及黏結劑,以各種成分成為指定的組成之方式調合後,用三輥或混煉機均質地混合分散而製作。
感光性糊之黏度係可按照無機粉末、增黏劑、有機溶劑、聚合抑制劑、可塑劑及沈降防止劑等之添加比例而適宜調整,但其範圍較佳為2~200Pa.s。例如,以旋塗法進行感光性糊對基板之塗布時,較佳為2~5Pa.s之黏度。以網版印刷法進行感光性糊對基板之塗布,為了以1次之塗布得到膜厚10~20μm,較佳為50~200Pa.s之黏度。使用刮刀塗布機法或模具塗布機法等時,較佳為10~50Pa.s之黏度。
將如此所得之感光性糊塗布於基板上,經由微影法形成所欲的圖案,進一步進行煅燒,而可形成隔牆。茲說明藉由微影法,使用上述感光性糊進行隔牆的製造之一例,惟本發明不受此所限定。
於基板上全面或部分地塗布感光性糊而形成感光性糊塗布膜。作為塗布方法,可使用網版印刷法、棒塗布機、輥塗布機、模具塗布機或刮刀塗布機等之方法。塗布厚度係可藉由選擇塗布次數、網版的網目及糊的黏度等而調整。
接著,進行曝光步驟。如通常之微影所進行,一般為隔著光罩進行曝光之方法。此時,將感光性糊塗布膜,隔著對應於所欲得到的隔牆圖案之具有指定的開口部之光罩予以曝光。又,亦可不使用光罩,使用以雷射光等直接描繪之方法。作為曝光裝置,可使用接近式曝光機等。又,進行大面積的曝光時,可在基板上塗布感光性糊後,藉由邊搬送邊曝光,而以小曝光面積的曝光機,曝光大面積。曝光所使用之活性光線,例如可舉出近紅外線、可見光線或紫外線等。於此等之中,較佳為紫外線,作為其光源,例如可使用低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、鹵素燈或殺菌燈等,但較佳為超高壓水銀燈。曝光條件係隨著塗布厚度而不同,但通常使用1~100mW/cm2的輸出之超高壓水銀燈進行0.01~30分鐘曝光。
於曝光後,利用感光性糊塗布膜的曝光部分與未曝光部分在顯像液中的溶解度差而進行顯像,溶解去除感光性糊塗布膜之可溶於顯像液中的部分,得到所欲的格子形狀之感光性糊塗布膜圖案。顯像係以浸漬法、噴霧法或塗刷法進行。於顯像液中,可使用糊中的有機成分能溶解之溶劑。顯像液較佳為以水作為主成 分。於糊中存在有具羧基等的酸性基之化合物時,可用鹼水溶液來顯像。作為鹼水溶液,亦可使用氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈣等之無機鹼水溶液,但使用有機鹼水溶液者由於在煅燒時容易去除鹼成分而較佳。作為有機鹼,例如可舉出氫氧化四甲銨、氫氧化三甲基苄基銨、單乙醇胺或二乙醇胺等。鹼水溶液之濃度較佳為0.05~5質量%,更佳為0.1~1質量%。鹼濃度若過低,則不去除可溶部,鹼濃度若過高,則使圖案部剝離,而且有腐蝕非可溶部之虞。又,顯像時之顯像溫度在20~50℃進行者係在製程管理上較佳。
其次,於煅燒爐中進行煅燒步驟。煅燒步驟之環境或溫度係隨著感光性糊或基板之種類而不同,但在空氣中、氮、氫等的環境中煅燒。作為煅燒爐,可使用分批式的煅燒爐或帶式的連續型煅燒爐。煅燒一般較佳為以500~700℃之溫度保持10~60分鐘而進行煅燒。煅燒溫度更佳為500~650℃。藉由以上之步驟,自格子形狀的感光性糊塗布膜圖案中去除有機成分,同時使該塗布膜圖案所含有的低熔點玻璃軟化及燒結,得到在基板上形成有實質上由無機物所構成的格子狀隔牆之隔牆構件。
為了防止來自隔牆之漏光,較佳為在隔牆的表面及基板上未形成隔牆之部分,形成反射膜。作為反射膜之材質,並沒有特別的限定,但較佳為使用使放射線穿透,而且將螢光體所放射的300~800nm之電磁波的可見光予以反射之材料。其中,較佳為劣化少的銀、 金、鋁、鎳或鈦等之金屬或TiO2、ZrO2、Al2O3、ZnO等之金屬氧化物。再者,本發明中所謂隔牆的表面,係指隔牆與基板接觸的部分以外之隔牆的表面,即隔牆之頂部及隔牆側面。
藉由在隔牆形成後形成反射膜,由於可在隔牆的表面及基板上未形成隔牆的部分,同時地形成相同材質的反射膜而較佳。其結果,在隔牆側面與基板上之面,可形成同樣的反射率之材料,可將螢光體所放射的可見光更有效率且均勻地導引至光檢測像素。又,於隔牆形成前之基板表面上,較佳為不形成反射膜。即,於隔牆與基板接觸之界面,較佳為不形成反射膜。此係因為於隔牆形成前在基板上形成反射膜時,用於形成隔牆的曝光步驟中,曝光光線會經由反射膜而散射,而變得無法形成高精細的圖案。
反射膜之形成方法係沒有特別的限定,可利用真空製膜法、糊塗布法、噴霧的噴射方法等、各種成膜方法。其中,真空成膜法由於可在比較低溫下形成均勻反射膜而較佳。作為真空成膜法,可舉出蒸鍍、濺鍍、離子電鍍、CVD及雷射剝蝕等,濺鍍由於可在隔牆側面形成均勻的膜而較佳。再者,於反射膜之形成時,由於若施予比用於形成隔牆的煅燒步驟中之煅燒溫度還高的溫度,則隔牆變形,故反射膜之形成時的溫度較佳為比隔牆形成時的溫度還低。
為了光之反射率提高及防止從隔牆的漏光,較佳為於隔牆與反射膜之間形成遮光膜。作為遮光 膜之材料,並沒有特別的限定,可使用鉻、鎳鉻合金或鉭等之金屬膜,或含有碳等的黑色顏料之樹脂等。遮光膜之形成方法係沒有特別的限定,可使利用塗布經糊化的材料之方法或各種真空成膜法。
隔牆之高度L1較佳為100~3000μm,更佳為160~500μm。L1若超過3000μm,則在形成隔牆時的加工性降低。另一方面,L1若小於100μm,則由於可填充的螢光體之量變少,所得之閃爍板的發光亮度降低。
鄰接的隔牆之間隔L2較佳為30~1000μm。L2若小於30μm,則在形成隔牆時的加工性降低。又,L2若過大,則所得之閃爍板的影像精度降低。再者,隔牆之高度L1較佳為比隔牆之間隔L2還大。此係因為加高隔牆而螢光體之填充量變多,發光亮度升高。
隔牆寬度較佳為使隔牆與基板接觸的界面之寬度(底部寬度)L3比隔牆的頂部(光檢測器側)之寬度L4還大。藉由採取光檢測器側的隔牆寬度為細的模擬梯形結構,可提高閃爍層的發光光線之反射效率及輸出效率。又,於放射線自光檢測器側入射時,藉由增加光檢測器側附近之螢光體的填充量,可提高放射線的利用效率。再者,於隔牆形成後,將反射膜形成於隔牆表面時,若L4比L3還大,則隔牆之頂部近的隔牆側面係成為隔牆之頂部的蔭下,而有不形成反射膜之可能性。
底部寬度L3較佳為10~150μm,頂部寬度L4較佳為5~80μm。L3若小於10μm,則在煅燒時隔牆的缺陷變容易發生。另一方面,L3若大於150μm,則在經 由隔牆所區劃的空間內可填充的螢光體量減少。又,L4若小於5μm,則隔牆之強度降低。另一方面,L4若超過80μm,則使閃爍層的發光光線輸出之範圍會變窄。又,更佳為比鄰接L4的光檢測像素間之間隔還短。
L1相對於L3的縱橫比(L1/L3)較佳為1.0~25.0。此縱橫比(L1/L3)愈大的隔牆,則經由隔牆所區劃的每1像素之空間愈變廣,可填充更多的螢光體。
L1相對於L2的縱橫比(L1/L2)較佳為1.0~3.5。此縱橫比(L1/L2)愈高的隔牆,則愈成為經高精細所區劃的1像素,而且在每1像素的空間內可填充更多的螢光體。
隔牆之高度L1及隔牆之間隔L2,係可使對於基板呈垂直的隔牆截面露出,以掃描型電子顯微鏡(日立製作所製「S4600」)觀察截面而測定。將隔牆與基板之接觸部分的隔牆之寬度當作L3。於隔牆與基板之間有放射線遮蔽層時,將隔牆與遮蔽層之接觸部分的隔牆之寬度當作L3。又,將隔牆之最頂部分之寬度當作L4。再者,於隔牆之頂部帶圓,或隔牆之底部拖尾,而隔牆頂部或隔牆底部之正確的掌握為困難時,可測定90%高度寬度(L90)代替L4,測定10%高度寬度(L10)代替L3而使用。再者,L90係指將L1當作100時的自隔牆底面起90之高度部分的線寬,L10同樣地係指將L1當作100時的自隔牆底面起10之部分的線寬。
藉由在經由隔牆所區劃的單元內填充螢光體,可完成閃爍板。此處所謂的單元,係指經由格子狀 的隔牆所區劃之空間。又,將填充於該單元的螢光體稱為閃爍層。
作為螢光體,可使用各種之眾所周知的放射線發光之螢光體材料。特別地,使用自放射線到可見光的轉換率高之CsI、Gd2O2S、Lu2O2S、Y2O2S、LaCl3、LaBr3、LaI3、CeBr3、CeI3、LuSiO5或Ba(Br、F、Zn)等,但不受限定。又,為了提高發光效率,亦可添加各種的活化劑。例如於CsI之情況,較佳為以任意的莫耳比混合有碘化鈉(NaI)者,或含有銦(In)、鉈(Tl)、鋰(Li)、鉀(K)、銣(Rb)或鈉(Na)等之活化物質。溴化鉈(TlBr)、氯化鉈(TlCl)或氟化鉈(TlF、TlF3)等之鉈化合物亦可作為活化劑使用。
於閃爍層之形成中,例如可使用藉由真空蒸鍍,蒸鍍結晶性CsI(此時,亦可共蒸鍍溴化鉈等之鉈化合物)之方法,將分散於水中的螢光體漿體塗布於基板上之方法,較佳為將混合螢光體粉末與乙基纖維素或丙烯酸樹脂等之有機樹脂黏結劑與萜品醇或γ-丁內酯等之有機溶劑而製作之螢光體糊,以網版印刷或分配器來塗布之方法。
填充於經由隔牆所區劃的單元內之螢光體量,較佳係單元內螢光體所佔有的體積分率為50~100%。螢光體所佔有的體積分率若小於50%,可將所入射的X射線有效率地轉換成可見光之效率係變低。提高所入射的X射線之轉換效率者,係亦能提高隔牆高度相對於隔牆間距之縱橫比(L1/L2),藉由在單元的空間 內填充高密度的螢光體,由於可進一步提高轉換效率而較佳。
貼合如以上所製造之閃爍板與光檢測器,而製造放射線檢測裝置。放射線檢測裝置之製造方法較佳為包含:於前述閃爍板的螢光體及隔牆上,形成黏著劑塗布膜之步驟;及,以設於閃爍板上之隔牆與設於光檢測器上之光檢測像素呈相向,且隔牆位於相鄰光檢測像素之間之方式,將光檢測器重疊於前述黏著劑塗布膜之上後,使前述黏著劑塗布膜硬化,而成為黏著層之步驟。
於形成黏著劑塗布膜之步驟中,將黏著劑塗布於隔牆及閃爍層之上。作為塗布方法,可使用網版印刷法、棒塗布機、輥塗布機、模具塗布機、刮刀塗布機等之方法。黏著劑塗布膜之厚度係可藉由選擇塗布次數、網版的網目及糊的黏度等而調整。此等之方法係適合於在隔牆及閃爍層上的全面上塗布黏著劑。又,於另途準備的基材上一旦形成黏著劑塗布膜後,轉印至閃爍器上之轉印法,或噴墨法、噴嘴塗布法等係亦可使用。此等之方法係適合於僅在隔牆上或僅在閃爍層上等的特定地方以任意的圖案塗布黏著劑。
將光檢測器,重疊在閃爍板上之步驟中,係於前述黏著劑塗布膜之上,以設於閃爍板上之隔牆與設於光檢測器上之光檢測像素呈相向的方式疊合後,以隔牆位於相鄰光檢測像素之間之方式,對準位置,使兩者密合。藉此,可使光電轉換元件之各像素與閃爍板之各單元相對應。此時,注意不使閃爍板彎曲。
如此地,於閃爍板與光檢測器隔著黏著劑塗布膜重疊之狀態下,較佳為去除黏著劑塗布膜內之氣泡。氣泡之去除例如可藉由在真空加壓裝置中加熱真空抽吸而進行。
然後,藉由使黏著劑塗布膜硬化而成為黏著層,得到放射線檢測裝置。黏著劑塗布膜之硬化係按照黏著劑之種類,可舉出以加熱或紫外線照射等之方法使硬化之方法。
從可有效率地將螢光體之發光光線導引至光檢測像素者而言,當螢光體之平均折射率為λ1,光檢測像素之平均折射率為λ2,黏著層之平均折射率為λ3時,較佳為滿足以下之關係:λ2≧λ1≧λ3。
又,為了將界面的光散射抑制在最小限度,有效率地將螢光體之發光光線導引至光檢測像素而提高亮度,螢光體與黏著層的平均折射率之差較佳為小於0.8。此處所謂的平均折射率,當螢光體或黏著層由單一的材料所構成時,係指該材料的折射率。又,當螢光體或黏著層包含複數種的材料時,係指各自的折射率之加權平均值。
[實施例]
以下,藉由實施例來更具體地說明本發明。惟,本發明不受此所限定。
(隔牆用感光性糊之原料)
實施例之感光性糊中使用的原料係如以下。
感光性單體M-1:三羥甲丙烷三丙烯酸酯
感光性單體M-2:四丙二醇二甲基丙烯酸酯
感光性聚合物:使相對於由甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=40/40/30之質量比所構成的共聚物之羧基為0.4當量的甲基丙烯酸環氧丙酯進行加成反應者(重量平均分子量43000,酸價100)
光聚合引發劑:2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮-1(BASF公司製「IC369」)
聚合抑制劑:1,6-己二醇-雙[(3,5-二-三級丁基-4-羥基苯基)丙酸酯])
紫外線吸收劑溶液:Sudan IV(東京應化工業股份有限公司製)之γ-丁內酯0.3質量%溶液
有機樹脂黏結劑:乙基纖維素(HERCULES公司製)
黏度調整劑:Flownon EC121(共榮社化學公司製)
溶劑:γ-丁內酯
低熔點玻璃粉末:SiO2 27質量%、B2O3 31質量%、ZnO 6質量%、Li2O 7質量%、MgO 2質量%、CaO 2質量%、BaO 2質量%、Al2O323質量%、折射率(ng):1.56、玻璃軟化溫度588℃、熱膨脹係數70×10-7、平均粒徑2.3μm。
(隔牆用糊之製作)
隔牆用感光性糊A:將4質量份的感光性單體M-1、6質量份的感光性單體M-2、24質量份的感光性聚合物、6質量份的光聚合引發劑、0.2質量份的聚合抑制劑及12.8質量份的紫外線吸收劑溶液,在38質量份的溶劑中,以80℃溫度加熱溶解。將所得之溶液冷 卻後,添加9質量份的黏度調整劑,製作有機溶液。藉由將有機溶液塗布玻璃基板上,進行乾燥而得之有機塗膜的折射率(ng)為1.555。
其次,於60質量份的有機溶液1中,添加30質量份的低熔點玻璃粉末及10質量份的高熔點玻璃粉末後,用三輥混煉機來混煉,製作隔牆用感光性糊。
隔牆用網版印刷糊:混合50質量份的含有10質量%之乙基纖維素之萜品醇溶液及50質量份的低熔點玻璃粉末,製作隔牆用網版印刷糊。藉由將含有10質量%的乙基纖維素之萜品醇溶液塗布於玻璃基板上,進行乾燥而得之有機塗膜的折射率(ng)為1.49。
(光檢測器)
於500mm×500mm×厚度0.5mm的玻璃基板(日本電氣玻璃公司製「OA-10」)之表面上,以矩陣狀形成複數個由折射率3.5的非晶矽所成之PIN型光二極體與由TFT所構成的像素尺寸125μm×125μm之光檢測像素。其次,以鋁形成對PIN型光二極體外加偏壓之偏壓配線、對TFT外加驅動信號之驅動配線、將經由TFT轉送的信號電荷輸出之信號配線等之配線部,製作光檢測器。
(實施例1)
於500mm×500mm的玻璃基板(日本電氣玻璃公司製「OA-10」)上,以成為500μm的乾燥厚度之方式,用模具塗布機來塗布隔牆用感光性糊,乾燥而形成隔牆用感光性糊塗布膜。其次,隔著形成有對應於所欲 的隔牆圖案之開口部的光罩(具有間距125μm、線寬10μm的格子狀開口部之鉻遮罩),使用超高壓水銀燈,以700mJ/cm2之曝光量,將隔牆用感光性糊塗布膜予以曝光。在0.5質量%的乙醇胺水溶液中,將曝光後的隔牆用感光性糊塗布膜予以顯像,去除未曝光部分,形成格子狀的感光性糊塗布膜圖案。再者,於585℃,在空氣中煅燒感光性糊塗布膜圖案15分鐘,製作在其表面上形成有隔牆的間隔L2為125μm、頂部寬度L4為10μm、底部寬度L3為20μm、隔牆之高度L1為340μm之480mm×480mm大小的格子狀隔牆之基板。
其次,將作為螢光體的粒徑5μm、折射率2.2之氧硫化釓粉末Gd2O2S(Gd2O2S:Tb)與乙基纖維素混合後,填充於經由隔牆所區劃的空間內,製作單元內的螢光體之體積分率90%的閃爍板。
隨後,於閃爍板之上,用模具塗布機形成包含丙烯酸系UV硬化型黏著劑(協立化學產業製「WORLD ROCK HRJ」)之厚度20μm的黏著劑塗布膜後,一邊使閃爍板不彎曲,一邊將光檢測器重疊於黏著劑塗布膜之上。此時,使設於閃爍板上的隔牆與設於光檢測器上的光檢測像素呈相向,使隔牆位於相鄰光檢測像素之間。如此地,於隔著黏著劑塗布膜重疊閃爍板與光檢測器之狀態下,用120℃的真空加壓裝置進行加熱真空抽吸,去除黏著劑塗布膜內的氣泡後,冷卻至室溫為止。然後,藉由UV照射使前述黏著劑塗布膜硬化,成為黏著層,而製作放射線檢測裝置。所形成的黏著層之平均折射率為1.6。
藉由所形成的黏著層,使閃爍板與光檢測器密合,於其後之操作中,沒有發生位置偏移或基板破裂等之不良狀況。
接著,自放射線檢測裝置的光檢測器側來照射電壓80kVp之X射線,以光檢測像素來檢測及測定自閃爍層所放射的光之發光量,將其測定值當作亮度。此時,於X射線源與放射線檢測裝置之間設置軟X射線去除用之厚度20mm的鋁濾片。將鉛製的矩形MTF(Modulation Transfer Function)圖設置的光檢測器之背側(未形成光檢測像素之面),同樣地使電壓80kVp的X射線通過鋁濾片照射,藉由計算機解析以光檢測像素檢測所得之X射線影像數據,算出鮮銳度。此等之值係以將無隔牆的螢光體全膜(相當於比較例3所製作之閃爍板)當作100時之相對值表示。其結果,亮度為102,鮮銳度為158,皆良好之值。
(實施例2)
用與實施例1相同之方法,製作形成有格子狀隔牆的基板。其後,在隔牆表面及未形成隔牆的地方之基板表面上,以分批式濺鍍裝置(ULVAC公司製「SV-9045」)形成鋁膜即反射膜。所形成的鋁膜在隔牆頂部的厚度為300nm,隔牆側面的鋁膜之厚度為100nm,基板上的鋁膜之厚度為100nm。
其次,將作為螢光體的粒徑5μm、折射率2.2之氧硫化釓粉末與折射率1.5之乙基纖維素混合後,填充於經由隔牆所區劃的空間內,製作單元內的螢光體 之體積分率90%的閃爍板。使用所製作的閃爍板,用與實施例1相同之方法,製作放射線檢測裝置,進行評價。結果亮度為120,鮮銳度為210,皆良好之值。
(實施例3)
除了將實施例1之玻璃基板變更為300×300mm之鎢基板(應用材料公司製)以外,用與實施例1相同之方法,製作放射線檢測裝置,進行評價。其結果,穿透放射線檢測裝置的X射線,由於被鎢基板吸收而雜訊降低,亮度為110,鮮銳度為165,皆良好之值。
(比較例1)
用與實施例1相同之方法,製作填充有螢光體的閃爍板。其後,除了在基板之外周部,用分配器塗布指定量的以丙烯酸樹脂作為主體之光硬化性密封樹脂以取代形成黏著層以外,與實施例1同樣地重疊光檢測器後,使樹脂硬化而製作放射線檢測裝置。此時由於基板的撓曲,在中央部係部分地在閃爍板與光檢測器之間發生間隙。用與實施例1相同之方法來評價此放射線檢測裝置。其結果,亮度為30,鮮銳度為129,亮度大幅降低。
(比較例2)
於500mm×500mm的玻璃基板(日本電氣玻璃公司製「OA-10」)上,使用縱向及橫向的間距125μm、壁寬度35μm且符合指定的像素數之大小的圖案,藉由將前述隔牆用網版印刷糊予以網版印刷,重複12層的膜厚40μm之塗布及乾燥。然後,於550℃的空氣中進行煅 燒,以隔牆的間隔L2為125μm、頂部寬度L4為52μm、底部寬度L3為45μm、隔牆之高度L1為350μm且符合指定的像素數之大小,製作形成有480mm×480mm之大小的格子狀隔牆之基板。觀察所形成的隔牆,結果部分的斷線係在面內數個地方發生。其後,除了不形成黏著層以外,與實施例1同樣地疊合光檢測器後,以夾子夾進基板周邊部,固定基板與光檢測器。以後,用與實施例1相同之方法,製作放射線檢測裝置,進行評價。其結果,亮度為65,鮮銳度為98,亮度的降低係顯著。
(比較例3)
除了於閃爍板不形成隔牆,而形成螢光體全膜以外,用與實施例1相同之方法,製作放射線檢測裝置。用與實施例1相同之方法,測定亮度及鮮銳度。
由以上之評價結果可知,本發明之放射線檢測裝置係發光亮度高,可實現高精細的影像。
產業上之利用可能性
本發明係可有用地利用作為醫療診斷裝置、非破壞性檢査機器等中所用之放射線檢測裝置。
1‧‧‧放射線檢測裝置
2‧‧‧閃爍板
3‧‧‧光檢測器
4‧‧‧基板
5‧‧‧放射線遮蔽層
6‧‧‧隔牆
7‧‧‧螢光體(閃爍層)
8‧‧‧反射膜、遮光膜
9‧‧‧光檢測像素
10‧‧‧光檢測器側基板
11‧‧‧黏著層

Claims (10)

  1. 一種放射線檢測裝置,其係由在表面上形成有隔牆的基板與光檢測器呈相向所成之放射線檢測裝置,於該基板與該光檢測器之間的空間中,形成經該隔牆所區劃的單元(cell),於該單元中填充螢光體,於該隔牆未接觸的該光檢測器之表面上,設置光檢測像素。於該隔牆及該螢光體與該光檢測器之間,形成黏著層。
  2. 如請求項1之放射線檢測裝置,其中該黏著層係選自包含丙烯酸樹脂、環氧樹脂、聚酯樹脂、丁醛樹脂、聚醯胺樹脂、聚矽氧樹脂及乙基纖維素樹脂之群組中的樹脂所形成。
  3. 如請求項1或2之放射線檢測裝置,其中該隔牆之高度L1係比鄰接的隔牆之間隔L2還大,而且該隔牆與該基板接觸的界面之寬度L3係比該隔牆的頂部之寬度L4還大。
  4. 如請求項1至3中任一項之放射線檢測裝置,其中當該螢光體、該光檢測像素及該黏著層之平均折射率各自為λ1、λ2及λ3時,滿足λ2≧λ1≧λ3之關係。
  5. 如請求項1至4中任一項之放射線檢測裝置,其中放射線係自該光檢測器側入射。
  6. 如請求項5之放射線檢測裝置,其中該基板係在表面具有放射線遮蔽層。
  7. 如請求項5或6之放射線檢測裝置,其中該基板係包含放射線遮蔽材料。
  8. 如請求項1至7中任一項之放射線檢測裝置,其中該隔牆係包含以含有2~20質量%的鹼金屬氧化物的低熔點玻璃作為主成分之材料。
  9. 如請求項1至8中任一項之放射線檢測裝置,其中在該隔牆之表面及該基板上的未形成隔牆之面上,形成反射膜。
  10. 一種如請求項1至9中任一項之放射線檢測裝置之製造方法,其具備:於基板上塗布含有低熔點玻璃與感光性有機成分的感光性糊,形成感光性糊塗布膜之步驟;將所得之感光性糊塗布膜予以曝光之曝光步驟;溶解去除曝光後的感光性糊塗布膜之可溶於顯像液中的部分之顯像步驟;將顯像後的感光性糊塗布膜圖案加熱至500℃~700℃之煅燒溫度而去除有機成分,同時使低熔點玻璃軟化及燒結,而形成隔牆之煅燒步驟;於由該隔牆所區劃的單元內填充螢光體之步驟,於該螢光體及該隔牆上,形成黏著劑塗布膜之步驟;及以設於閃爍板(scintillator panel)上之隔牆與設於光檢測器上之光檢測像素呈相向,且隔牆位於相鄰光檢測像素之間之方式,將光檢測器重疊於該黏著劑塗布膜之上後,使該黏著劑塗布膜硬化,而成為黏著層之步驟。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI819122B (zh) * 2018-11-12 2023-10-21 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 放射線檢測器及其製造方法

Families Citing this family (15)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104781889B (zh) * 2012-11-16 2017-06-27 东丽株式会社 闪烁体面板
JP5704258B2 (ja) 2012-11-26 2015-04-22 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
JP6256006B2 (ja) 2012-11-26 2018-01-10 東レ株式会社 シンチレータパネルおよびその製造方法
CN105527301B (zh) * 2016-02-04 2018-08-14 中达电通股份有限公司 电加热管的电压等级的检测系统及检测方法
EP3451348A4 (en) * 2016-04-27 2019-12-04 Toray Industries, Inc. SCINTILLATOR PANEL AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME, AND RADIATION DETECTION DEVICE
WO2018020555A1 (ja) * 2016-07-25 2018-02-01 野洲メディカルイメージングテクノロジー株式会社 シンチレータセンサ基板及びシンチレータセンサ基板の製造方法
JP6794169B2 (ja) * 2016-08-05 2020-12-02 株式会社東芝 原子炉制御棒の検査装置および原子炉制御棒の検査方法
US10408947B2 (en) * 2016-09-06 2019-09-10 General Electric Company Direct attached tungsten 3-D printed collimator to scintillator array
FR3065813B1 (fr) 2017-04-28 2020-09-04 Areva Np Detecteur pour radiographie a haute energie et ensemble d'imagerie associe
KR102491854B1 (ko) * 2017-09-29 2023-01-26 삼성전자주식회사 분광기
JP2019190870A (ja) 2018-04-19 2019-10-31 コニカミノルタ株式会社 シンチレータパネル
JP6659182B2 (ja) * 2018-07-23 2020-03-04 キヤノン株式会社 放射線撮像装置、その製造方法及び放射線撮像システム
KR102665050B1 (ko) * 2020-03-30 2024-05-13 도레이 카부시키가이샤 신틸레이터 패널 및 신틸레이터 패널의 제조 방법
CN114530466A (zh) * 2020-11-23 2022-05-24 京东方科技集团股份有限公司 探测基板、其制作方法及射线探测器
US11947055B2 (en) * 2022-05-16 2024-04-02 Houxun Miao Multilayer reflector for high efficiency and high spatial resolution pixelated x-ray scintillators and fabrication method

Family Cites Families (25)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5946877A (ja) * 1982-09-10 1984-03-16 Hitachi Ltd 放射線検出器
JPS6189183U (zh) * 1984-11-16 1986-06-10
JPH0560871A (ja) 1991-09-04 1993-03-12 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出素子
JPH05188148A (ja) 1992-01-13 1993-07-30 Hamamatsu Photonics Kk 放射線検出素子
US5241180A (en) * 1992-08-05 1993-08-31 General Electric Company Radiation detection devices with tapered scintillator crystals
JP3333278B2 (ja) 1993-07-14 2002-10-15 富士写真フイルム株式会社 放射線画像検出方法および放射線画像検出器
US6298113B1 (en) * 2000-02-07 2001-10-02 General Electric Company Self aligning inter-scintillator reflector x-ray damage shield and method of manufacture
ATE511785T1 (de) * 2000-03-08 2011-06-15 Given Imaging Ltd Vorrichtung zur invivo-bildgebung
JP2001330677A (ja) 2000-05-24 2001-11-30 Canon Inc 放射線検出装置
JP2002181940A (ja) * 2000-12-15 2002-06-26 Canon Inc 波長変換型光検出素子
JP2002202373A (ja) * 2000-12-28 2002-07-19 Toshiba Corp 平面検出器及びその製造方法
US6933504B2 (en) * 2003-03-12 2005-08-23 General Electric Company CT detector having a segmented optical coupler and method of manufacturing same
US7019304B2 (en) * 2003-10-06 2006-03-28 General Electric Company Solid-state radiation imager with back-side irradiation
DE102004056999A1 (de) * 2004-11-25 2006-06-01 Siemens Ag Verfahren zur Herstellung einer Szintillatorschicht für einen Röntgendetektor und Szintillatorschicht
JP5003481B2 (ja) * 2006-01-12 2012-08-15 東レ株式会社 感光性組成物、ディスプレイ部材およびその製造方法
JP2008170314A (ja) * 2007-01-12 2008-07-24 Konica Minolta Medical & Graphic Inc 放射線用シンチレータプレート及び放射線画像撮影装置
EP2142942A2 (en) * 2007-04-25 2010-01-13 Koninklijke Philips Electronics N.V. Radiation detector having a split laminate optical coupling
DE102007038189A1 (de) * 2007-08-13 2009-02-19 Siemens Ag Strahlungswandler, Detektormodul, Verfahren zu deren Herstellung sowie Strahlungserfassungseinrichtung
JP2011007552A (ja) 2009-06-24 2011-01-13 Konica Minolta Medical & Graphic Inc シンチレータパネル、放射線検出装置、及びシンチレータパネルの製造方法
JP5091964B2 (ja) 2010-03-05 2012-12-05 株式会社東芝 固体撮像装置
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
JP5178900B2 (ja) * 2010-11-08 2013-04-10 富士フイルム株式会社 放射線検出器
JP5599744B2 (ja) * 2011-03-01 2014-10-01 富士フイルム株式会社 放射線撮像装置
US9177683B2 (en) * 2011-05-26 2015-11-03 Toray Industries, Inc. Scintillator panel and method for manufacturing scintillator panel
EP2905786B1 (en) * 2012-10-03 2019-07-10 Toray Industries, Inc. Scintillator panel and method for producing scintillator panel

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TWI819122B (zh) * 2018-11-12 2023-10-21 日商濱松赫德尼古斯股份有限公司 放射線檢測器及其製造方法

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Publication number Publication date
JPWO2014069284A1 (ja) 2016-09-08
EP2916145A4 (en) 2016-07-13
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CN104781691A (zh) 2015-07-15
WO2014069284A1 (ja) 2014-05-08
JP6277721B2 (ja) 2018-02-14
US20150316659A1 (en) 2015-11-05
TWI574670B (zh) 2017-03-21
KR20150079591A (ko) 2015-07-08

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