TWI589912B - Scintillator panel and scintillator panel manufacturing method - Google Patents
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Description
本發明係關於一種構成醫療診斷裝置、非破壞檢查機器等所使用之放射線偵測裝置的閃爍器面板。
以往,使用底片的X光影像被廣泛使用在醫療現場。但是,由於使用底片的X光影像是類比影像資訊,而近年來開發出電腦放射攝影(computed radiography:CR)或平板型放射線偵測器(flat panel detector:FPD)等數位式的放射線偵測裝置。
在平板X光偵測裝置(FPD)中,為了將放射線轉換成可見光而使用了閃爍器面板。閃爍器面板含有碘化銫(CsI)等的X光螢光體,相應於所照射的X光,該X光螢光體會發出可見光,而藉由使用TFT(thin film transistor)或CCD(charge-coupled device)將此發光轉換成電子訊號,可將X光的資訊轉換成數位影像資訊。但是FPD會有S/N比低的問題。這是起因於在X光螢光體發光時,因X光螢光體本身而可見光散射等。為了減少此光線散射的影響,已有提案在以間隔物而隔開的格子內填充X光螢光體之方法(專利文獻1~4)。
雖然這些間隔物的形狀依節距而不同,大約寬度在5~40μm、高度在100~800μm的範圍。
作為形成這種間隔物的方法,以往所使用的方法是將矽晶圓蝕刻加工的方法,或是將顏料或陶瓷粉末與低熔點玻璃粉末之混合物的玻璃糊藉由絲網印刷法,在多層圖案印刷後燒成而形成間隔物之方法等。然而,將矽晶圓蝕刻加工的方法,可形成之閃爍器面板的尺寸會因矽晶圓的尺寸而被限定,無法得到如500mm見方之大尺寸面板。為了製作出大尺寸的面板,係將多個小尺寸面板並排來製作,但其製作在精密度上有困難,而難以製作大面積的閃爍器面板。
另外,在使用玻璃糊的多層絲網印刷法,因為絲網印刷版的尺寸變化等,高精密度的加工困難。另外,在進行多層絲網印刷時,為了防止間隔物的崩壞缺損,而用於提高間隔物的強度,係必須具有一定的間隔物寬度。然而若間隔物寬度變寬,則相對而言間隔物間的空間變狹窄,可填充X光螢光體的體積變小,而且填充量不會均勻。因此,此方法所得到的閃爍器面板由於X光螢光體的量少,而會有所謂發光變弱,或產生發光不均的缺點。這些缺點,會成為在低輻射量的攝影中,進行鮮明之拍攝的障礙。
亦即,為了製作出發光效率高、可實現鮮明的畫質的閃爍器面板,必須要有能夠以高精密度加工大面積且可降低間隔物之寬度的間隔物加工技術,以及使X光螢光體所發出的可見光不外漏至間隔物外部之技術。
[專利文獻1]日本特開平5-60871號公報
[專利文獻2]日本特開平5-188148號公報
[專利文獻3]日本特開2011-007552號公報
[專利文獻4]日本特開2011-021924號公報
本發明課題為提供一種可解決上述缺點,以大面積地、高精密度地形成細窄的間隔物,且發光效率高、實現鮮明之畫質的閃爍器面板。
此課題係藉由下述任一技術手段而達成。
(1)一種閃爍器面板,其係具有閃爍器層之閃爍器面板,而該閃爍器層包含平板狀的基板、設置於該基板上的間隔物、及填充至藉由上述間隔物所區隔的格子內的螢光體,並且上述間隔物係由主成分為含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃的材料所構成,將上述間隔物之頂部寬度Lt或上述間隔物之90%高度的寬度L90除以上述間隔物的半高寬度Lh之值為0.45~1,且將上述間隔物之底部寬度Lb或上述間隔物之10%高度的寬度L10除以上述半高寬度Lh之值為1~3。
(2)上述間隔物的節距P為50~120μm、上述半高寬度Lh為5~30μm、及上述間隔物的高度H為100~500μm、上述(1)所記載之閃爍器面板。
(3)上述間隔物的節距P為120~240μm、上述半高寬
度Lh為10~40μm、及上述間隔物的高度H為200~800μm、上述(1)所記載之閃爍器面板。
(4)如上述(1)至(3)中任一者所記載之閃爍器面板,其中,在垂直於上述間隔物之長邊方向的剖面中,連結間隔物中央部端部與間隔物底面的線為曲線。
(5)如上述(1)至(4)中任一者所記載之閃爍器面板,其中,上述間隔物係於表面形成反射膜。
(6)如上述(1)至(5)中任一者所記載之閃爍器面板的製造方法,其係具備:在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,形成感光性糊塗膜之步驟;使所得到的感光性糊塗膜曝光成既定圖案之曝光步驟;將曝光後之感光性糊塗膜之可溶於顯像液的部分溶解除去之顯像步驟;在將顯像後的感光性糊塗膜圖案加熱至500℃~700℃之燒成溫度而除去有機成分之同時,使低熔點玻璃軟化及燒結,形成間隔物之燒成步驟;及填充螢光體之步驟。
由於藉由本發明,能夠大面積且高精密度地形成高強度的間隔物,可有效活用螢光體所發出的可見光,而因此可提供用於實現大尺寸且鮮明之畫質的閃爍器面板及其製造方法。
1‧‧‧放射線偵測裝置
2‧‧‧閃爍器面板
3‧‧‧輸出基板
4‧‧‧基板
5‧‧‧緩衝層
6‧‧‧間隔物
7‧‧‧閃爍器層
8‧‧‧隔膜層
9‧‧‧光電轉換層
10‧‧‧輸出層
11‧‧‧基板
12‧‧‧電源部
13‧‧‧反射膜
第1圖係表示本發明中第一形態的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第2圖係表示本發明中第二形態的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第3圖係表示本發明中第三形態的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第4圖係表示本發明中第四形態的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第5圖係表示不包括在本發明的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第6圖係表示不包括在本發明的間隔物之垂直於長邊方向之剖面的概略圖。
第7圖係表示含有本發明之閃爍器面板的放射線偵測裝置之構造的剖面模式圖。
第8圖係表示本發明之閃爍器面板之構造的斜視模式圖。
以下使用圖式,說明關於本發明之閃爍器面板及使用其之放射線偵測裝置的較佳構造,但本發明並不受到該等限定。
第7圖係表示含有本發明之閃爍器面板的放射線偵測裝置的構造之剖面模式圖。第8圖係表示本發明之閃爍器面板的構造之斜視模式圖。放射線偵測裝置1包含閃爍器面板2、輸出基板3及電源部12。閃爍器面板2係含有由螢光體構成之閃爍器層7,會吸收X光等被射入之放射線的能量,而發出波長在300~800nm的範圍的電
磁波,亦即,以可見光為中心之紫外光至紅外光的範圍的電磁波(光)。
閃爍器面板2係由基板4、用於隔開在其上形成之格子的格子狀間隔物6、包含被填充在以間隔物所形成之格子內之螢光體的閃爍器層7所構成。另外,藉由在基板4與間隔物6之間,進一步形成緩衝層5,可安定地形成間隔物6。在間隔物6與基板4上,較佳為形成反射膜13。藉由反射膜13,能夠使螢光體所發出的可見光不會透過間隔物6而會被反射,作為其結果,係能夠使閃爍器層7所發出的光線效率良好地到達輸出基板3上的光電轉換層9。
輸出基板3係具有在基板11上由光感測器與TFT所構成的畫素形成為二維狀之光電轉換層9及輸出層10。使閃爍器面板2的發光面與輸出基板3的光電轉換層9隔著由聚醯亞胺樹脂等所構成的隔膜層8黏接或密著,以製成放射線偵測裝置1。閃爍器層7所發出的光線會到達光電轉換層9,在光電轉換層9進行光電轉換而輸出。本發明之閃爍器面板係間隔物將各格子隔開,因此藉由配置成格子狀的光電轉換元件畫素的大小及節距係與閃爍器面板格子的大小及節距一致,而即使光線因為螢光體而散射,也可防止散射光到達相鄰格子。藉此,可減少光散射造成的影像模糊,而高精密度的攝影成為可能。
構成本發明之閃爍器面板的間隔物,在將間隔物之頂部寬度定為Lt、間隔物的半高寬度定為Lh、間
隔物之底部寬度定為Lb時,必須是Lt除以Lh之值為0.45~1,且Lb除以Lh之值為1~3。為了確保螢光體填充空間或間隔物的強度,Lt除以Lh之值係以0.6~1為佳,0.8~1為較佳,0.8~0.95為更佳。Lb除以Lh之值係以1~2為佳,1~1.5為較佳,1.3~1.5為更佳。將第一形態中之間隔物的Lt、Lh及Lb表示於第1圖。此處Lh,是指在垂直於間隔物的長邊方向的剖面中,將間隔物的高度定為100時,間隔物之底面起50的高度之部分(以下稱為「間隔物中央部」)的線寬。
若Lt/Lh大於1,則在間隔物中央部周邊會成為中間變細的形狀發生,而對間隔物節距之螢光體的填充量減少,且螢光體發出的光線射出的開口部會變狹窄,因此亮度降低。另外,在螢光體填充時會發生塗布不均或厚度不均等的不均勻現象。另一方面,若Lt/Lh未滿0.45,則間隔物之頂部會變得過細,而將閃爍器面板接合至測光基板時,對於所施加的壓力的耐受強度不足,間隔物之頂部的塌陷容易發生,還會有間隔物中斷、斷線發生的情形。
若Lb/Lh未滿1,則間隔物的強度變弱,而發生間隔物倒塌、斷線或蜿蜒。另一方面,若Lb/Lh大於3,則螢光體的填充量減少,而亮度降低。
關於如以上之間隔物的形狀,可藉由變更後述各種條件來控制。
另外,在間隔物之頂部呈圓弧、或者間隔物底部拖尾而難以正確掌握間隔物頂部或間隔物底部的情
況,可分別以間隔物之90%高度的寬度(L90)來代替Lt,以間隔物之10%高度的寬度(L10)來代替Lb。此情況下,必須要L90除以Lh之值為0.45~1,且L10除以Lh之值為1~3。L90除以Lh之值係以0.8~1為佳,L10除以Lh之值係以1~1.5為佳。將第二形態中之間隔物的L90、Lh及L10表示於第2圖。此處L90,是指在垂直於間隔物的長邊方向的剖面中,將間隔物的高度定為100時,間隔物之底面起90的高度之部分的線寬。另外,L10,是指在垂直於間隔物的長邊方向的剖面中,將間隔物的高度定為100時,間隔物之底面起10的高度之部分的線寬。
間隔物中之所謂Lt、Lb、L90、L10及Lh各種線寬,係藉由使用掃描電子顯微鏡(例如日立製作所股份有限公司製「S-4800」),重覆測定所形成之間隔物的任意處25點,求得其平均值而可分別計算。
使用掃描電子顯微鏡的測定,更具體而言,可如下而測定。首先,使間隔物的剖面成為如第1圖等,從間隔物的條紋方向,亦即與長邊方向垂直地將間隔物切斷,加工成能夠在掃描電子顯微鏡觀察的尺寸。作為測定倍率,係如選擇2~5個間隔物可進入視野的倍率。例如在間隔物的節距為160μm的情況,只要選擇200~300倍的倍率即可。然後,以與間隔物的線寬為同等大小的標準試樣來校正縮尺之後拍攝照片,而可由縮尺計算出寬度。
在間隔物之垂直於長邊方向的剖面中,並不限定連結間隔物中央部端部與間隔物底面端部的線S為
如第1圖般的直線,亦可為如第4圖所示般,曲率半徑R的曲線。如果線S為曲線,則即使Lb除以Lh之值變大,也能夠確保螢光體填充空間寬廣,亮度不會降低,因此較佳。此外,線S的曲率半徑R係以Lh以上為佳。
Lh係以5~40μm為佳。若Lh大於40μm,則開口率變低,而無法得到充分的亮度。另一方面,若Lh未滿5μm,則間隔物的強度不足,而會發生間隔物之倒塌或蜿蜒。
為了實現精細且鮮明的畫質,間隔物的節距係以30~300μm為佳,50~240μm為較佳。
間隔物的高度係以50~3000μm為佳,100~800μm為較佳。若間隔物的高度未滿50μm,則無法得到充分的亮度。另一方面,若間隔物的高度大於3000μm,則發光效率會降低。
為了以低被曝光量觀察更精細的X光影像,在設定間隔物的節距為P、間隔物的高度為H的情況下,間隔物的形狀係為在P為50~120μm時,以Lh為5~30μm及H為100~500μm為佳。另外,在P為120~240μm時、以Lh為10~40μm及H為200~800μm為佳。
作為本發明的閃爍器面板所使用的基板的材料,係以具有放射線的透過性的材料為佳,可使用各種玻璃、高分子材料、金屬等。可使用例如由石英、硼矽酸玻璃、化學的強化玻璃等的玻璃所構成的玻璃板;由藍寶石、氮化矽、碳化矽等的陶瓷所構成的陶瓷基板;由矽、鍺、砷化鎵、磷化鎵、氮化鎵等的半導體所構成
的半導體基板;纖維素醋酸酯薄膜、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、三醋酸酯薄膜、聚碳酸酯薄膜、碳纖維強化樹脂薄片等的高分子薄膜(塑膠薄膜);鋁薄片、鐵薄片、銅薄片等的金屬薄片;具有金屬氧化物的被覆層的金屬薄片或無定形碳基板等。其中,又從平坦性及耐熱性的觀點係以玻璃板為佳。進一步從追求閃爍器面板運送時的便利性,並且往輕量化發展來考量,玻璃板係以玻璃薄板為佳。
在此基板上形成間隔物。從耐久性、耐熱性及高精細加工的觀點,間隔物必須由主成分為含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃的材料所構成。主成分為含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃的材料,係具有適當的折射率與軟化溫度,適合於大面積且高精密度地形成細窄的間隔物。此外,低熔點玻璃是指軟化溫度在700℃以下的玻璃。另外,主成分為含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃,是指構成間隔物之材料的50~100質量%係為含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃。
本發明之閃爍器面板的製造方法,係較佳為具備:在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,而形成感光性糊塗膜之步驟;使所得到的感光性糊塗膜曝光成既定圖案之曝光步驟;將曝光後之感光性糊塗膜的可溶於顯像液的部分溶解除去之顯像步驟;在將顯像後的感光性糊塗膜圖案加熱至500~700℃的燒成溫度而除去有機成分之同時,使低熔點玻璃軟化
及燒結,形成間隔物之燒成步驟;在未滿上述燒成溫度之溫度,藉由真空成膜法形成金屬製的反射膜之步驟;及填充螢光體之步驟。
在曝光步驟之中,藉由曝光,使感光性糊塗膜之須要的部分光硬化,或是使感光性糊塗膜之不須要的部分光分解,而使感光性糊塗膜對顯像液的溶解產生反差。在顯像步驟之中,將曝光後的感光性糊塗膜之不需要部分以顯像液除去,可得到僅殘存須要的部分的感光性糊塗膜圖案。
在燒成步驟之中,藉由將所得到的感光性糊塗膜圖案,在500~700℃,宜為500~650℃的溫度下燒成,在有機成分被分解餾除之同時,使低熔點玻璃軟化及燒結,而形成含有低熔點玻璃的間隔物。為了完全除去有機成分,燒成溫度係以500℃以上為佳。另外,若燒成溫度超過700℃,則在作為基板係採用一般的玻璃基板的情況,基板的形變會變大,因此燒成溫度以700℃以下為佳。
相較於將玻璃糊藉由多層絲網印刷積層印刷之後燒成的加工方法,本發明之方法能夠進行更高精密度的加工。
在本發明所使用的感光性糊,係由含有感光性有機成分的有機成分與包含含有2~20質量%鹼金屬氧化物之低熔點玻璃的無機粉末所構成。為了形成燒成前的感光性糊塗膜圖案,需要一定含量的有機成分,然而若有機成分過多,則由於在燒成步驟除去之物質的量
變多,燒成收縮率變大,而在燒成步驟容易發生圖案缺損。另一方面,若有機成分過少,則由於在糊中的無機粉末的混合及分散性降低,而燒成時不僅容易產生缺陷,因糊的黏度上升,而會有糊的塗布性降低,甚至對糊的安定性有不良影響的不佳狀況。因此,感光性糊中的無機粉末含量係以30~80質量%為佳,40~70質量%為較佳。若無機粉末含量小於30質量%,則燒成時的收縮率變大,而成為間隔物的斷線、剝落的原因,故不佳。此外,會變得容易發生圖案變寬、或顯像時的殘膜,Lb/Lh也變得容易大於3,故不佳。另一方面,若無機粉末含量大於80質量%,則因為感光性有機成分變少,而在曝光步驟之中,感光性糊塗膜不會到底部都光硬化。其結果Lt/Lh也容易變得大於1,另外,Lb/Lh也容易變得小於1,故為不佳。
低熔點玻璃占無機粉末全體的比例,係以50~100質量%為佳。若低熔點玻璃未滿無機粉末的50質量%,則在燒成步驟之中,燒結無法良好地進行,而所得到的間隔物的強度降低,故為不佳。
在燒成步驟之中,為了將有機成分幾乎完全除去,且使所得到的間隔物具有一定強度,作為所使用的低熔點玻璃,以採用包含軟化溫度為480℃以上之低熔點玻璃的玻璃粉末為佳。若軟化溫度未滿480℃,則在燒成時,在有機成分被充分除去之前,低熔點玻璃會軟化,而有機成分的殘存物會被吸收進玻璃中。此情況下,在之後有機成分會徐緩地被釋放,而有使製品品質降低
之顧慮。另外,被吸收進玻璃中之有機成分的殘存物會成為玻璃著色的主因。藉由使用軟化溫度為480℃以上的低熔點玻璃粉末,並在500℃以上燒成,可完全除去有機成分。如前述般,燒成步驟中的燒成溫度必須在500~700℃。燒成溫度係以500~650℃為佳,因此低熔點玻璃的軟化溫度係以480~680℃為佳,480~620℃為較佳。
軟化溫度可使用示差熱分析裝置(DTA、Rigaku股份有限公司製「差動型示差熱天秤TG8120」),由測定樣品所得到的DTA曲線,藉由切線法外插而求得吸熱峰的吸熱結束溫度。具體而言,使用示差熱分析裝置,以氧化鋁粉末作為標準試樣,以20℃/分鐘由室溫升溫,測定作為待測樣品之無機粉末而得到DTA曲線。由所得到的DTA曲線,藉由切線法外插求得吸熱峰的吸熱結束溫度,將所求得的軟化點Ts定義為軟化溫度。
為了得到低熔點玻璃,可使用有效使玻璃低熔點化的材料,如選自包含氧化鉛、氧化鉍、氧化鋅及鹼金屬氧化物之群組中的金屬氧化物。其中,以使用鹼金屬氧化物來調整玻璃的軟化溫度為佳。此外,一般而言,鹼金屬是指鋰、鈉、鉀、銣及銫,而在本發明中所使用的鹼金屬氧化物,是指選自包含氧化鋰、氧化鈉及氧化鉀之群組中的金屬氧化物。
在本發明中,低熔點玻璃中的鹼金屬氧化物的含量X(M2O)必須在2~20質量%的範圍內。在鹼金屬氧化物的含量未滿2質量%的情況,由於軟化溫度變高,而必須在高溫進行燒成步驟。因此,在作為基板係採用玻
璃基板的情況,因為在燒成步驟中基板變形,而在所得到的閃爍器面板容易產生歪斜、或於間隔物產生缺陷,故不適合。另外,在鹼金屬氧化物的含量超過20質量%的情況,在燒成步驟中玻璃黏度會過度降低。因此,在所得到的間隔物的形狀容易產生歪斜。另外,另外,因為所得到的間隔物的空隙率過度變小,而所得到的閃爍器面板的發光亮度變低。
此外,除了鹼金屬氧化物之外,為了調整在高溫下的玻璃黏度,以添加3~10質量%氧化鋅為佳。在氧化鋅的含量未滿3質量%的情況,在高溫下的玻璃之黏度變高,若添加超過10質量%的量,則會有玻璃的成本變高的傾向。
進一步而言,在低熔點玻璃中除了含有上述鹼金屬氧化物及氧化鋅之外,藉由含有氧化矽、氧化硼、氧化鋁或鹼土類金屬氧化物等,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。作為低熔點玻璃的組成,藉由設定為以下所揭示的組成範圍,可製作出具有適合於本發明之黏度特性的低熔點玻璃,故為佳。
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%
此外,鹼土類金屬是指選自包含鎂、鈣、鋇及鍶之群組中1種以上的金屬。
包含低熔點玻璃之無機粒子的粒徑,可使用粒度分布測定裝置(日機裝股份有限公司製「MT3300」)來評估。作為測定方法是在充滿水的試樣室中投入無機粉末,進行超音波處理300秒鐘之後進行測定。
低熔點玻璃的粒徑係以50%體積平均粒徑(D50)為1.0~4.0μm為佳。在D50未滿1.0μm的情況,粒子的凝集變強,而變得不易得到均勻的分散性,糊的流動性變得不安定。這種情況下,塗布糊時的厚度均勻性降低。另外,若D50超過4.0μm,則所得到的燒結體的表面凹凸變大,而容易成為在後加工圖案破碎之原因。
在本發明所使用的感光性糊,除了上述低熔點玻璃以外,還可含有即使在700℃也不會軟化的高熔點玻璃或氧化矽、氧化鋁、氧化鈦或氧化鋯等的陶瓷粒子作為填料。填料係藉由與低熔點玻璃一起使用,而具有控制糊組成物之燒成收縮率或保持所形成的間隔物之形狀的效果。但是,若填料占無機粉末全體的比例超過50質量%,則會阻礙低熔點玻璃的燒結,而發生間隔物的強度降低等的問題,故為不佳。另外,填料係因為與低熔點玻璃為同樣的理由,平均粒徑係以0.5~4.0μm為佳。
在本發明所使用的感光性糊中,低熔點玻璃的平均折射率n1與感光性有機成分的平均折射率n2係以滿足-0.1<n1-n2<0.1為佳,滿足-0.01≦n1-n2≦0.01為
較佳,滿足-0.005≦n1-n2≦0.005為更佳。藉由滿足此條件,而在曝光步驟中,低熔點玻璃與感光性有機成分的界面中之光散射會受到抑制,而能夠進行高精密度的圖案形成。另一方面,n1-n2<-0.01或是n1-n2>0.01的情況,在曝光步驟中,在低熔點玻璃與感光性有機成分的界面會容易發生光散射。其結果,由於在曝光步驟中曝光量少的情況,光線不會到達感光性糊塗膜的底部,而Lt/Lh容易變得大於1,另外,Lb/Lh容易變得小於1,故為不佳。但是,此處,由於若增加曝光量,則光散射大,藉由散射光而感光性糊塗膜硬化,因此Lt/Lh容易變得小於0.45,另外,Lb/Lh容易變得大於3,故為不佳。
藉由調整構成低熔點玻璃的氧化物的摻合比率,可得到兼具較佳熱特性及較佳平均折射率之低熔點玻璃。
低熔點玻璃的折射率,可藉由貝克線偵測法測定。將25℃下之波長436nm(g射線)的折射率作為本發明中之低熔點玻璃的折射率。另外,感光有機成分的平均折射率,可藉由橢圓偏振儀來測定包含感光性有機成分之塗膜而求得。將25℃下之波長436nm(g射線)的折射率定作感光性有機成分的平均折射率。
本發明所使用的感光性糊,藉由作為有機成分係含有感光性有機成分,而能夠以如上述般的感光性糊法進行圖案加工。藉由作為感光性有機成分係採用感光性單體、感光性寡聚物、感光性聚合物或光聚合起始劑等,而可控制反應性。此處,感光性單體、感光性寡
聚物及感光性聚合物的感光性,意指在糊受到活性光線照射的情況,感光性單體、感光性寡聚物或感光性聚合物會發生光交聯、光聚合等的反應而化學構造改變。
感光性單體是指具有活性碳-碳雙鍵的化合物,可列舉作為官能基係具有乙烯基、丙烯醯基、甲基丙烯醯基或丙烯醯胺基的單官能化合物及多官能化合物。尤其從藉由光反應而提高硬化時的交聯密度,使圖案形成性提升的觀點,以在感光性有機成分中含有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10~80質量%為佳。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,已開發出有許多種的化合物,因此可考慮反應性、折射率等而由這些化合物之中適當地選擇。
作為感光性寡聚物或感光性聚合物,以採用具有活性碳-碳不飽和雙鍵的寡聚物或聚合物為佳。感光性寡聚物或感光性聚合物,可藉由例如使丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、醋酸乙烯酯或該等之酸酐等的含羧基之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-羥基丙烯酸酯等的單體共聚合而得到。作為將活性碳-碳不飽和雙鍵導入寡聚物或聚合物之方法,可採用使具有縮水甘油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基氯、馬來酸等的羧酸,對寡聚物或聚合物中的巰基、胺基、羥基或羧基反應來製作之方法等。
藉由作為感光性單體或感光性寡聚物係採用具有胺甲酸乙酯鍵結的單體或寡聚物,而可得到在燒成步驟中圖案不易缺損的感光性糊。在本發明中,藉由作為玻璃係採用低熔點玻璃,而在進行燒成步驟後期之玻璃燒結的過程,不易發生急劇收縮而抑制了圖案缺損。再加上在使用具有胺甲酸乙酯構造的化合物於有機成分的情況,會產生燒成步驟初期的有機成分分解及餾除的過程中之應力緩和發生,而不易發生圖案缺損。藉由這兩種效果,可在廣範的溫度範圍中抑制圖案缺損。
光聚合起始劑是藉由活性光線的照射而產生自由基的化合物。作為具體的例子可列舉二苯酮、鄰苯甲醯基安息香酸甲酯、4,4-雙(二甲基胺基)二苯酮、4,4-雙(二乙基胺基)二苯酮、4,4-二氯二苯酮、4-苯甲醯基-4-甲基二苯酮、二苄基酮、茀酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-羥基-2-甲基丙醯苯、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、二苯基乙二酮、苄基甲氧基乙基縮醛、安息香、安息香甲基醚、安息香丁基醚、蒽醌、2-第三丁基蒽醌、蔥酮、苯并蔥酮、二苯并環庚酮、亞甲基蔥酮、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-(甲基硫代)苯基]-2-啉基-1-丙酮、2-苄基-2-二甲基胺基
-1-(4-啉基苯基)丁酮-1、萘磺醯氯、喹啉磺醯氯、N-苯基硫代吖啶酮、二硫化苯并噻唑、三苯基膦、過氧化安息香及曙紅、亞甲基藍等的光還原性的色素與抗壞血酸、三乙醇胺等的還原劑之組合等。另外亦可將該等2種以上組合使用。
光聚合起始劑並未受到限定,但相對於感光性成分以添加0.05~30質量%的範圍為佳,較佳為0.1~20質量%。若光聚合起始劑的量變少,則光感度變低而間隔物變細。若光聚合起始劑的量變多,則間隔物變寬。
感光性糊亦以含有紫外線吸收劑為佳。藉由添加紫外線吸收劑,可得到高縱橫比、高精細且高解像度的間隔物。紫外線吸收劑係為紫外線吸收效果高的化合物。作為紫外線吸收劑係以有機系染料為佳,其中又以採用在350~450nm的波長範圍具有高UV吸收係數的有機系染料為佳。具體而言,可採用偶氮系染料、胺基酮系染料、呫噸系染料、喹啉系染料、胺基酮系染料、蒽醌系、二苯酮系、二苯基氰基丙烯酸酯系、三系、對胺基安息香酸系染料等。有機系染料由於不會殘存於燒成後的間隔物中,故為佳。該等之中又以偶氮系及二苯酮系染料為佳。紫外線吸收劑的量並不受限定,但相對於感光性成分以0.1~60質量%的範圍來添加為佳,較佳為0.1~30質量%。紫外線吸收劑的量與所得到的間隔物的形狀的關係,也會受到紫外線吸收劑的吸收波長影響。例如在350~450nm的波長範圍具有高UV吸收係數的
紫外線吸收劑的情況,若紫外線吸收劑的量多,則Lt/Lh容易變小,Lb/Lh容易變大。相反地,若紫外線吸收劑的量少,則Lt/Lh容易變大,Lb/Lh容易變小。
感光性糊可含有具有羧基的共聚物作為黏結劑。作為具有羧基的共聚物,係可藉由選擇例如丙烯酸、甲基丙烯酸、伊康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、醋酸乙烯酯或該等之酸酐等的含羧基之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-羥基丙烯酸酯等的其他單體,並使用如偶氮雙異丁腈之類的起始劑來共聚合而得到。作為具有羧基的共聚物,從燒成時的熱分解溫度低來看,以採用將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為佳。
感光性糊係藉由含有具有羧基的共聚物,而成為對鹼水溶液溶解性優異的糊。具有羧基的共聚物的酸價係以50~150mgKOH/g為佳。藉由使酸價為150mgKOH/g以下,可增加顯像容許幅度。另外,藉由使酸價為50mgKOH/g以上,未曝光部對於顯像液的溶解性不會降低。所以能夠不增加顯像液濃度而防止曝光部的剝落,得到高精細的圖案。進一步,具有羧基的共聚物亦以在側鏈具有乙烯性不飽和基為佳。作為乙烯性不飽和基,可列舉丙烯醯基、甲基丙烯醯基、乙烯基、烯丙基等。
感光性糊是藉由因應需要,而在低熔點玻璃與包含感光性單體、感光性寡聚物、感光性聚合物或光
聚合起始劑等之感光性有機成分加入有機溶劑及黏結劑,將各種成分調合成為如既定之組成後,以三輥機或混練機均質地混合分散而製作。
感光性糊的黏度可藉由無機粉末、增黏劑、有機溶劑、聚合抑制劑、可塑劑及沉降防止劑等的添加比例來適當地調整,但其範圍以2~200Pa.s為佳。例如在以旋轉塗布法進行感光性糊對基板之塗布的情況,以2~5Pa.s之黏度為佳。在以絲網印刷法進行感光性糊對基板之塗布時,為了塗布1次即得到10~20μm的膜厚,係以50~200Pa.s之黏度為佳。在使用刮刀式塗布機法或模具塗布機法等的情況,係以10~50Pa.s之黏度為佳。
像這樣將所得到的感光性糊塗布在基板上,藉由光蝕刻法形成所希望的圖案,並進一步藉由燒成,而可形成間隔物。針對藉由光蝕刻法並使用上述感光性糊來進行間隔物之製造的一個例子作說明,但本發明並不受此限定。
在基板上全面或是部分地塗布感光性糊,而形成感光性糊塗膜。作為塗布方法,係可採用絲網印刷法、棒式塗布機、輥式塗布機、模具塗布機或連續之刮刀式塗布機等的方法。塗布厚度可藉由選擇塗布次數、絲網的網目大小及糊的黏度來調整。
接著,進行曝光步驟。作為曝光步驟,一般係如通常的光蝕刻中所進行地,透過光罩曝光的方法。另外,亦可不使用光罩而使用以雷射光等直接描繪的方法。作為曝光裝置,可採用接近式曝光機等。另外,在
進行大面積的曝光的情況,藉由在基板上塗布感光性糊之後,一面搬運一面進行曝光,而能夠以小曝光面積的曝光機使大面積曝光。此時所使用的活性光線可列舉例如近紅外線、可見光或紫外線等。該等之中以紫外線為佳,作為其光源,係可採用例如低壓水銀燈、高壓水銀燈、超高壓水銀燈、鹵素燈或殺菌燈等,但以超高壓水銀燈為佳。曝光條件會依照感光性糊塗膜的厚度而有所不同,但通常使用輸出為1~100mW/cm2的超高壓水銀燈進行0.01~30分鐘曝光為佳。此外,可因應曝光機及所使用的材料來選擇最適合的曝光條件,以適當地變更Lt、Lh、Lb。若縮小曝光量,則Lt/Lh容易變大,Lb/Lh容易變小。相反地,若加大曝光量,則Lt/Lh容易變小,Lb/Lh容易變大。
在曝光後,利用感光性糊塗膜之曝光部分與未曝光部分對於顯像液的溶解度差進行顯像,而得到所希望的格子狀感光性糊塗膜圖案。顯像是以浸漬法、噴霧法或塗刷法進行。作為顯像液,可採用能夠使糊中的有機成分溶解的溶劑。顯像液係以水為主成分為佳。在糊中具有羧基等的酸性基之化合物存在的情況,可以鹼水溶液來顯像。作為鹼水溶液,亦可採用氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈣等的無機鹼水溶液,但由於在燒成時容易將鹼成分除去,以使用有機鹼水溶液為佳。作為有機鹼,可列舉例如四甲基氫氧化銨物、三甲基苄基氫氧化銨物、單乙醇胺或二乙醇胺等。鹼水溶液的濃度係以0.05~5質量%為佳,0.1~1質量%為較佳。如果鹼濃度過低,
則可溶部不會被除去,如果鹼濃度過高,則會使圖案部剝離,另外還會有腐蝕非可溶部的顧慮。另外,將顯像時的顯像溫度在步驟管理上,以在20~50℃進行為佳。
接下來,以燒成爐進行燒成步驟。燒成步驟的氣體環境或溫度會依照感光性糊或基板的種類而有所不同,而在空氣中,氮、氫等的氣體環境中燒成。作為燒成爐,可採用批次式燒成爐或輸送帶式的連續型燒成爐。燒成通常以在500~700℃的溫度下保持10~60分鐘而進行燒成為佳。燒成溫度係以500~650℃為較佳。若燒成溫度低於500℃,則間隔物圖案的燒結無法進行,由於所得到的間隔物之強度降低而不佳。另外,若燒成溫度高於650℃,則因為間隔物玻璃的軟化,圖案底部變寬,Lb/Lh容易變得大於3,故為不佳。藉由以上的步驟,可在由格子狀感光性糊塗膜圖案將有機成分除去之同時,使該塗膜圖案所含有的低熔點玻璃軟化及燒結,而得到在基板上形成有實質上由無機物所構成之格子狀間隔物的間隔物構件。
為了防止由間隔物之漏光,以在間隔物的表面及基板上未形成間隔物的面上形成反射膜為佳。作為反射膜的材質,並未受到特別限定,但以採用可使X光透過,且使螢光體所發出的300~800nm的電磁波之可見光反射的材料。其中以劣化少的Ag、Au、Al、Ni或Ti等的金屬或金屬氧化物為佳。此外,在本發明中,間隔物的表面是指除了間隔物與基板並未相接之面以外的間隔物表面,亦即間隔物之頂部及間隔物側面。
由於可在間隔物表面及基板上並未形成間隔物的面上同時形成相同材質的反射膜,而以在間隔物形成之後形成反射膜為佳。其結果,係成為能夠在間隔物側面與基板上之面形成同樣反射率的反射膜,可將螢光體所發出的可見光更有效率且均勻地導引至感測器側。另外,在間隔物形成之前的基板表面,以不形成反射膜為佳。亦即,在間隔物與基板相接之面係以並未形成反射膜為佳。這是由於在間隔物的曝光步驟之中,曝光光線會因反射膜而散射,而變得無法形成高精細的圖案的緣故。
反射膜的形成方法並未受到特別限定,可活用將反射材料糊化而塗布在表面,之後將溶劑燒成除去的方法、或將反射材料藉由噴霧來噴射的方法等各種成膜方法。其中,又以真空蒸鍍、濺鍍、離子鍍、CVD或雷射剝蝕等的真空成膜法,係由於可在較低溫形成均勻的反射膜而為佳,濺鍍係由於可在間隔物側面形成均勻的膜而較佳。此外,在反射膜之形成時,若施加較間隔物之燒成溫度高的溫度,則間隔物會變形,因此反射膜之形成時的溫度,係以低於間隔物形成時之溫度為佳。
其次,藉由在以間隔物所區隔的格子內填充螢光體,而可完成閃爍器面板。此處,格子是指藉由格子狀的間隔物所區隔之空間。另外,將填充至該格子的螢光體稱為閃爍器層。
作為螢光體,可採用各種習知的螢光體材料。尤其可使用由X光轉換成可見光之轉換率高的CsI、
Gd2O2S、Lu2O2S、Y2O2S、LaCl3、LaBr3、LaI3、CeBr3、CeI3、LuSiO5或Ba(Br、F、Zn)等,但並不受限定。另外,為了提高發光效率,亦可添加各種促活劑。例如在使用CsI的情況,以將碘化鈉(NaI)以任意莫耳比混合者、或含有銦(In)、鉈(Tl)、鋰(Li)、鉀(K)、銣(Rb)或鈉(Na)等的促活物質為佳。另外,還可使用溴化鉈(TlBr)、氯化鉈(TlCl)或氟化鉈(TlF、TlF3)等的鉈化合物作為促活劑。
閃爍器層的形成,可採用例如藉由真空蒸鍍來蒸鍍結晶性CsI的方法(此情況下,亦可共蒸鍍溴化鉈等的鉈化合物);將分散於水中的螢光體泥漿塗布於基板的方法;將混合螢光體粉末、與乙基纖維素或丙烯酸樹脂等的有機黏結劑、與萜品醇或γ-丁內酯等的有機溶劑而製作出的螢光體糊以絲網印刷或點膠塗布機來塗布的方法等。
填充於藉由間隔物所區隔之格子內的螢光體的量,係以螢光體所占的體積分率為50~100%為佳。將此格子內螢光體所占的體積分率稱為螢光體填充率。若螢光體填充率小於50%,則將入射的X光轉換為可見光的效率低。而為了提高入射的X光之轉換效率,藉由提高間隔物高度對間隔物節距之縱橫比,可使轉換為可見光的效率提升,但藉由對於格子的空間高密度地填充螢光體,可更加提高效率,故為佳。
為了光線的反射率及防止透過,以在間隔物與反射膜之間形成遮光膜為佳。作為遮光膜的材料並未
受到特別限定,但可使用鉻、鎳鉻合金或鉭等的金屬膜、或含有碳等的黑色顏料的樹脂等。遮光膜的形成方法亦未受到特別限定,可活用塗布糊化之材料的方法或各種真空成膜法。
以下藉由實施例更具體地說明本發明。但是本發明並不受此之限定。
(間隔物用感光性糊的原料)
實施例的間隔物用感光性糊所使用的原料如以下所述。
感光性單體:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯
感光性聚合物:相對於由甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=40/40/30之質量比而構成的共聚物之羧基,使0.4當量的甲基丙烯酸縮水甘油酯加成反應而成者(重量平均分子量43000、酸價100)
光聚合起始劑:2-苄基-2-二甲基胺基-1-(4-啉基苯基)丁酮-1(BASF公司製「IC369」)。
紫外線吸收劑溶液:Sudan IV(東京應化工業股份有限公司製)的γ-丁內酯0.3質量%溶液
黏結劑聚合物:乙基纖維素(Hercules公司製)
聚合抑制劑:1,6-己二醇-雙[(3,5-二第三丁基-4-羥苯基)丙酸酯])
黏度調整劑:Furonon EC121(共榮社化學公司製)
有機溶劑:γ-丁內酯
低熔點玻璃粉末A:
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%、Al2O3 23質量%、折射率(ng):1.560、玻璃軟化溫度588℃、熱膨脹係數70×10-7、平均粒徑2.3μm
低熔點玻璃粉末B:
SiO2 28質量%、B2O3 30質量%、ZnO 6質量%、Li2O 2質量%、MgO 3質量%、CaO 3質量%、BaO 3質量%、Al2O3 25質量%、折射率(ng):1.551、玻璃軟化溫度649℃、熱膨脹係數49×10-7、平均粒徑2.1μm
低熔點玻璃粉末C:
SiO2 30質量%、B2O3 34質量%、ZnO 4質量%、Li2O 1質量%、MgO 1質量%、CaO 2質量%、BaO 3質量%、Al2O3 26質量%、折射率(ng):1.542、玻璃軟化溫度721℃、熱膨脹係數38×10-7、平均粒徑2.0μm
低熔點玻璃粉末D:
SiO2 22質量%、B2O3 30質量%、ZnO 1質量%、Li2O 8質量%、Na2O 10質量%、K2O 6質量%、MgO 4質量%、BaO 11質量%、Al2O3 8質量%、折射率(ng):1.589、玻璃軟化溫度520℃、熱膨脹係數89×10-7、平均粒徑2.4μm
高熔點玻璃粉末E:
SiO2 30質量%、B2O3 31質量%、ZnO 6質量%、MgO 2質量%、CaO 2質量%、BaO 2質量%、Al2O3 27質量%、折射率(ng):1.55、軟化溫度790℃、熱膨脹係數32×10-7、平均粒徑2.3μm。
(實施例1)
製作由表1所示的組成所構成的有機溶液。表1所示的組成全部為質量份。亦即,將10質量份的感光性單體、24質量份的感光性聚合物、6質量份的光聚合起始劑、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質量份的有機溶劑中以溫度80℃加熱溶解。將所得到的溶液冷卻之後,添加9質量份的黏度調整劑,而製作出有機溶液。藉由將有機溶液塗布於玻璃基板,並使其乾燥,所得到的有機塗膜的折射率(ng)為1.553。
其次,藉由在60質量份的有機溶液中添加50質量份的前述低熔點玻璃粉末A及10質量份的前述高熔點玻璃粉末E之後,以三輥混練機來混練,而製作間隔物用感光性糊A。
在500mm×500mm的玻璃基板(日本電氣硝子公司製「OA-10」)以模具塗布機塗布上述間隔物用感光性糊A,使乾燥厚度成為580μm,並使其乾燥,而形成間隔物用感光性糊塗膜。其次,透過對應於間隔物圖案而具有節距160μm之格子狀開口部的光罩(鉻光罩),使用超高壓水銀燈以700mJ/cm2使間隔物用感光性糊塗膜曝光。使曝光後的間隔物用感光性糊塗膜在0.5%的乙醇胺水溶液中顯像,將未曝光部分除去,而形成格子狀感光性糊塗膜圖案。進一步在將感光性糊塗膜圖案在空氣中於585℃下15分鐘燒成以除去有機成分之同時,使低熔點玻璃軟化及燒結,而得到格子狀間隔物。
其後,藉由將粒徑5μm的氧硫化釓粉末與乙基纖維素混合之後,填充至以上述格子狀間隔物所區隔
的格子,以450℃燒成,形成螢光體填充率90%的閃爍器層,而製作閃爍器面板。
以掃描式電子顯微鏡觀察所形成的間隔物的剖面形狀。在如第1圖、第2圖、第3圖或第5圖般之形狀的情況,計算出Lt、Lh及Lb。另外,在如第2圖或第6圖般難以測定Lt或Lb的情況,分別計算出L90來代替Lt,計算出L10來代替Lb。將測定結果揭示於表4。此外,實施例1的間隔物的垂直於長邊方向的剖面形狀為接近第3圖的形狀。
對於所得到的閃爍器面板分別評估(1)間隔物的剝落或斷線的有無、(2)螢光體之塗布均勻性。將評估結果揭示於表4。此外,任一評估項目中,將完全沒有缺陷的情況定為良好。在實施例1中,完全沒有間隔物及螢光體的缺陷,而為良好的結果。
其次,在玻璃基板上將由PIN型發光二極體與TFT所構成之畫素尺寸160μm×160μm的光電轉換元件配置成矩陣狀,並形成包含對PIN型發光二極體施加偏壓之偏壓電路、對TFT施加驅動訊號之驅動電路,以及將由TFT所傳送的訊號電荷輸出之訊號電路等的電路部,而製作輸出基板。將此輸出基板與前述閃爍器面板如光電轉換元件與閃爍器層呈對向地,透過厚度10μm之由熱熔樹脂而成的黏著劑接合,完成X光偵測裝置。
關於所製作出的X光偵測裝置,由閃爍器面板的基板側來照射管電壓80kVp的X光,並拍攝實體影像,觀察並評估發光特性。將評估結果揭示於表4。將完全
沒有串擾或是畫素缺損等的影像缺陷、亮度降低或不均的情況表記為良好。在實施例1中得到完全沒有影像缺陷,高亮度且高精密度的影像。
(實施例2)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為1000mJ/cm2,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例3)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為1000mJ/cm2,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作出閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例4)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將間隔物用感光性糊塗膜的乾燥厚度變更為350μm,將曝光步驟中的曝光量變更為630mJ/cm2,將光罩及光電轉換元件的節距變更為80μm,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例5)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將曝光步驟中的曝光量變更為900mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為595℃,除此之外,與實施例4進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例6)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將曝光步驟中的曝光量變更為520mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為595℃,除此之外,與實施例4進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例7)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將間隔物用感光性糊塗膜的乾燥膜厚變更為1000μm,將曝光步驟中的曝光量變更為1100mJ/cm2,將光罩及光電轉換元件的節距變更為210μm,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例8)
如表1所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中
的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為900mJ/cm2,除此之外,與實施例7進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表4。
(實施例9)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為920mJ/cm2,除此之外,與實施例7進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例10)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為1100mJ/cm2,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例11)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將曝光步驟中的曝光量變更為1000mJ/cm2,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例12)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末B,將間隔物用感光性糊塗膜的乾燥膜厚變更為630μm,將曝光步驟中的曝光量變更為850mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為650℃,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例13)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末B,將間隔物用感光性糊塗膜的乾燥膜厚變更為255μm,將曝光步驟中的曝光量變更為690mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為650℃,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例14)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末B,將間隔物用感光性糊塗膜的乾燥膜厚變更為360μm,將曝光步驟中的曝光量變更為550mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為635℃,將光罩及光電轉換元件的節距變更為80μm,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表5。
(實施例15)
如表2所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末B,將曝光步驟中的曝光量變更為900mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為635℃,將光罩及光電轉換元件的節距變更為80μm,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。
將評估結果揭示於表5。
(比較例1)
如表3所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,並將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末C,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,形成間隔物。所形成的間隔物係與閃爍器面板同樣地進行評估。將評估結果揭示於表6。若間隔物用感光性糊原料之低熔點玻璃的折射率低,則曝光光線不會到達間隔物底部。因此,比較例1之間隔物的垂直於長邊方向的剖面形狀係近似第5圖的概略圖,間隔物發生許多剝落、斷線及蜿蜒。
(比較例2)
如表3所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末C,將曝光步驟中的曝光量變更為1000mJ/cm2,將間隔物燒成溫度變更為650℃,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表6。曝光光線雖然會到達間隔物底部,但比較例2之間隔物的垂直於長邊方向的剖面形狀係近似第6圖的概略圖,發生許多間隔物的斷線、或螢光體由格子溢出之狀況的溢出。另外,關於發光特性,發生亮度不均及亮度大幅降低。
(比較例3)
如表3所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將間隔物用感光性糊塗膜的乾
燥膜厚變更為1000μm,將曝光步驟中的曝光量變更為2000mJ/cm2,將光罩及光電轉換元件的節距變更為210μm,除此之外,與實施例1同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表6。間隔物底部顯著較寬,而發生亮度大幅降低。
(比較例4)
如表3所示般變更間隔物用感光性糊之製造步驟中的有機溶液之組成,分別將低熔點玻璃粉末A變更為低熔點玻璃粉末D、將燒成溫度變更為530℃,除此之外,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表6。間隔物高度低,且間隔物底部顯著較寬,而發生因螢光體的塗布缺漏之亮度大幅降低。
(比較例5)
將含有乙基纖維素10質量%的萜品醇溶液50質量份及低熔點玻璃粉末A50質量份混合,而製作出絲網印刷用糊。藉由將含有乙基纖維素10質量%的萜品醇溶液塗布
於玻璃基板,並使其乾燥,所得到的有機塗膜的折射率(ng)為1.49。使用縱方向及橫方向的節距為160μm、開口長度為125μm×125μm、壁寬為35μm且尺寸與既定畫素數相符的圖案,將上述絲網印刷用糊以絲網印刷,重覆進行12層膜厚40μm的塗布及乾燥。然後在550℃的空氣中進行燒成,製作間隔物。然後,與實施例1進行同樣的操作,而製作閃爍器面板及X光偵測裝置。所製作出的閃爍器面板及X光偵測裝置與實施例1同樣地進行評估。將評估結果揭示於表6。間隔物發生許多的蜿蜒、及螢光體的塗布缺漏。
由以上的評估結果可知,本發明之閃爍器面板,能夠大面積且高精密度地形成發光效率高、沒有歪斜等之細窄的間隔物,可實現影像不均或線狀雜訊少的鮮明畫質。
本發明可有效利用作為構成醫療診斷裝置、非破壞檢查機器等所使用之放射線偵測裝置的閃爍器面板。
Claims (7)
- 一種閃爍器面板,其係具有閃爍器層之閃爍器面板,而該閃爍器層包含平板狀基板、設置於該基板上的間隔物、及填充至藉由前述間隔物所區隔的格子內的螢光體,並且前述間隔物係由主成分為含鹼金屬氧化物2~20質量%之低熔點玻璃的材料所構成,將前述間隔物之頂部寬度Lt或前述間隔物之90%高度的寬度L90除以前述間隔物的半高寬度Lh之值為0.45~1,且將前述間隔物之底部寬度Lb或前述間隔物之10%高度的寬度L10除以前述半高寬度Lh之值為1~3。
- 如請求項1之閃爍器面板,其中,前述間隔物的節距P為50~120μm、前述半高寬度Lh為5~30μm、及前述間隔物的高度H為100~500μm。
- 如請求項1之閃爍器面板,其中,前述間隔物的節距P為120~240μm、前述半高寬度Lh為10~40μm、及前述間隔物的高度H為200~800μm。
- 如請求項1至3中任一項之閃爍器面板,其中,在垂直於前述間隔物之長邊方向的剖面中,連結間隔物中央部端部與間隔物底面端部的線為曲線。
- 如請求項4之閃爍器面板,其中,前述間隔物係於表面形成反射膜。
- 如請求項1至3中任一項之閃爍器面板,其中,前述間隔物係於表面形成反射膜。
- 一種如請求項1至6中任一項之閃爍器面板的製造方法,其係具備:在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,而形成感光性糊塗膜之步驟;使所得到的感光性糊塗膜曝光成既定圖案之曝光步驟;將曝光後之感光性糊塗膜之可溶於顯像液的部分溶解除去之顯像步驟;在將顯像後的感光性糊塗膜圖案加熱至500℃~700℃之燒成溫度而除去有機成分之同時,使低熔點玻璃軟化及燒結,形成間隔物之燒成步驟;及填充螢光體之步驟。
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