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閃爍體面板和放射線檢測器的制作方法

文檔序號:11161337閱讀:521來源:國知局
閃爍體面板和放射線檢測器的制造方法與工藝

本發(fā)明涉及閃爍體面板和使用其得到的放射線檢測器。



背景技術(shù):

以往,在醫(yī)療現(xiàn)場廣泛利用使用膜得到的放射線圖像。但是,使用膜得到的放射線圖像是模擬圖像信息,因此近年來開發(fā)了計(jì)算機(jī)放射成像(computed radiography:CR)、平板放射線檢測器(flat panel detector:以下記作“FPD”)等數(shù)字方式的放射線檢測器。

對于FPD而言,為了將放射線轉(zhuǎn)換成可見光而使用閃爍體面板。閃爍體面板包含放射線熒光體,根據(jù)所照射的放射線而使該放射線熒光體發(fā)出可見光,并通過TFT(thin film transistor,薄膜晶體管)、CCD(charge-coupled device,電荷耦合器件)將該發(fā)射光轉(zhuǎn)換成電信號,由此將放射線的信息轉(zhuǎn)換成數(shù)字圖像信息。但是,對于FPD而言存在的問題在于,放射線熒光體發(fā)光時,可見光因放射線熒光體自身而發(fā)生散射,S/N比降低。

為了降低該發(fā)射光的散射造成的影響,提出了通過隔壁來區(qū)隔熒光體的方法,更具體而言,提出了向被預(yù)先形成的隔壁區(qū)隔開的空間內(nèi)、即單元內(nèi)填充熒光體的方法。作為用于預(yù)先形成隔壁的方法,已知硅晶片的蝕刻加工、使用含玻璃粉末的糊劑進(jìn)行的絲網(wǎng)印刷法或感光性糊劑法(專利文獻(xiàn)1~4)。另一方面,還已知對熒光體的單晶進(jìn)行機(jī)械加工而形成槽,并向該槽中填埋隔壁的方法(專利文獻(xiàn)5)。

現(xiàn)有技術(shù)方案

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1:日本特開平5-60871號公報

專利文獻(xiàn)2:日本特開平5-188148號公報

專利文獻(xiàn)3:日本特開2011-007552號公報

專利文獻(xiàn)4:國際公開第2012/161304號

專利文獻(xiàn)5:日本特開2004-317300號公報。



技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:

發(fā)明要解決的問題

然而,向被預(yù)先形成的隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)填充熒光體的方法中,被視作問題的是無法充分地降低發(fā)射光的散射,從而被隔壁吸收的發(fā)射光增加,閃爍體面板的亮度降低。另一方面,為了抑制發(fā)射光的散射,更理想的是單晶的熒光體,但在熒光體的單晶中形成槽的作業(yè)是精細(xì)操作,不僅需要極長的時間,熒光體的單晶還會隨著加工而產(chǎn)生損耗,因此成本非常高,但盡管如此,其閃爍體面板的亮度仍不充分。

因此,本發(fā)明的目的在于提供其能夠以低成本而更簡便地制造、并且亮度高且銳度高的閃爍體面板。

用于解決問題的方案

該課題通過下述技術(shù)手段中的任一種來實(shí)現(xiàn)。

(1)閃爍體面板,其包括基板、載置在該基板上的隔壁、以及填充于被該隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)的熒光體,前述熒光體為選自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的化合物,前述熒光體的空隙率為20%以下,且前述熒光體具有晶界。

(2)根據(jù)(1)所述的閃爍體面板,其中,前述熒光體的空隙率為0.1%以上。

(3)根據(jù)(1)或(2)所述的閃爍體面板,其中,前述熒光體的平均粒徑為1~200μm。

(4)根據(jù)(1)~(3)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述隔壁基本由無機(jī)物構(gòu)成,且前述隔壁的空隙率為25%以下。

(5)根據(jù)(1)~(4)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述隔壁的楊氏模量為10GPa以上。

(6)根據(jù)(1)~(5)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述隔壁以玻璃作為主要成分。

(7)根據(jù)(1)~(6)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述閃爍體面板在前述隔壁與前述熒光體之間具有反射層,該反射層含有金屬氧化物作為主要成分。

(8)根據(jù)(1)~(7)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述閃爍體面板在前述隔壁與前述熒光體之間具有遮光層,該遮光層含有金屬作為主要成分。

(9)根據(jù)(7)或(8)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述閃爍體面板在前述反射層與前述熒光體之間具有保護(hù)層、或者在前述遮光層與前述熒光體之間具有保護(hù)層。

(10)根據(jù)(1)~(9)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其通過具備下述步驟的方法而制造:向被隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)加壓填充選自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的熒光體。

(11)根據(jù)(10)所述的閃爍體面板,其中,前述加壓填充中的壓力為10~1000MPa。

(12)根據(jù)(10)或(11)所述的閃爍體面板,其中,前述加壓填充中的溫度為0~630℃。

(13)根據(jù)(10)~(12)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,前述加壓填充在真空下進(jìn)行。

(14)根據(jù)(10)~(13)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板,其中,供于前述加壓填充步驟的前述熒光體的形狀為薄膜狀。

(15)根據(jù)(14)所述的閃爍體面板,其中,前述薄膜狀的熒光體通過將熒光體粉末進(jìn)行加壓成型而得到。

(16)放射線檢測器,其具備(1)~(15)中任一項(xiàng)所述的閃爍體面板。

發(fā)明的效果

根據(jù)本發(fā)明,能夠更簡便且以低成本提供高亮度且高銳度的閃爍體面板。

附圖說明

圖1是示意性地示出具備本發(fā)明閃爍體面板的放射線檢測器的構(gòu)成的截面圖。

圖2是示意性地示出本發(fā)明的閃爍體面板的構(gòu)成的立體圖。

圖3是示意性地示出本發(fā)明的閃爍體面板的構(gòu)成的截面圖。

具體實(shí)施方式

以下,使用附圖針對本發(fā)明的閃爍體面板的具體構(gòu)成進(jìn)行說明,但本發(fā)明不限定于它們。

圖1是示意性地示出具備本發(fā)明閃爍體面板的放射線檢測器的構(gòu)成的截面圖。圖2是示意性地示出本發(fā)明的閃爍體面板的構(gòu)成的立體圖。放射線檢測器1包括閃爍體面板2、輸出基板3和電源部11。閃爍體面板2具有熒光體層6、即熒光體,熒光體吸收入射的放射線的能量,放射出波長為300~800nm的范圍的電磁波,即放射出以可見光線為中心且遍及紫外光至紅外光的范圍的電磁波(光)。

閃爍體面板2由下述構(gòu)成:基板4;用于在其上形成被區(qū)隔開的空間、即單元的隔壁5;在隔壁5的表面和基板4上的未形成隔壁的部分處形成的遮光層12;反射層13;保護(hù)層14;以及由填充于被隔壁5區(qū)隔開的空間內(nèi)的熒光體形成的熒光體層6。

輸出基板3在基板10上具備光電轉(zhuǎn)換層8和輸出層9,所述光電轉(zhuǎn)換層8中,以二維狀形成有包括光電轉(zhuǎn)換元件和TFT的像素。閃爍體面板2的出射光面與輸出基板3的光電轉(zhuǎn)換層8介由聚酰亞胺樹脂等所形成的隔膜層7而粘接或密合,由此能夠得到放射線檢測器1。如果熒光體層6所發(fā)射的光到達(dá)光電轉(zhuǎn)換層8,則在光電轉(zhuǎn)換層8中進(jìn)行光電轉(zhuǎn)換,通過輸出層9而輸出電信號。本發(fā)明的閃爍體面板由于各單元被隔壁區(qū)隔開,因此,通過使配置成格子狀的光電轉(zhuǎn)換元件的像素的大小和間距與閃爍體面板的單元的大小和間距相一致,能夠使光電轉(zhuǎn)換元件的各像素與閃爍體面板的各單元相互對應(yīng)。

本發(fā)明的閃爍體面板的特征在于,其包括基板、載置在該基板上的隔壁、以及填充于被該隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)的熒光體,上述熒光體的空隙率為20%以下,且上述熒光體具有晶界。

基板是指成為載置隔壁的對象的平板狀支承體。作為基板的材質(zhì),可以舉出例如具有放射線透過性的高分子、陶瓷、半導(dǎo)體、金屬或玻璃。作為高分子化合物,可以舉出例如聚酯、纖維素乙酸酯、聚酰胺、聚酰亞胺、聚碳酸酯或碳纖維強(qiáng)化樹脂。作為陶瓷,可以舉出例如氧化鋁、氮化鋁、莫來石、滑石、氮化硅或碳化硅。作為半導(dǎo)體,可以舉出例如硅、鍺、砷化鎵、磷化鎵或氮化鎵。作為金屬,可以舉出例如鋁、鐵、銅或金屬氧化物。作為玻璃,可以舉出例如石英、硼硅酸玻璃或化學(xué)強(qiáng)化玻璃。

為了抑制因基板而導(dǎo)致的放射線吸收,基板的厚度優(yōu)選為1mm以下。

基板的反射率優(yōu)選為90%以上。如果反射率為90%以上,則閃爍體面板的亮度提高。作為反射率為90%以上的基板,可以舉出例如在液晶顯示器中被用作反射板的白色PET膜。在此,反射率是指使用分光測色計(jì)(例如,CM-2600d;コニカミノルタ公司制)測定的波長530nm的SCI反射率。

圖3是示意性地示出本發(fā)明的閃爍體面板的構(gòu)成的截面圖。

隔壁5的高度L1優(yōu)選為100~3000μm、更優(yōu)選為160~1000μm。如果L1大于3000μm,則存在熒光體自身的發(fā)射光吸收變得顯著、亮度降低的情況。另一方面,如果L1小于100μm,則能夠填充的熒光體的量變少,因此存在閃爍體面板的亮度降低的情況。

相鄰的隔壁的間隔L2優(yōu)選為30~1000μm。如果L2小于30μm,則容易使得熒光體難以填充于單元內(nèi)。另一方面,如果L2大于1000μm,則存在閃爍體面板的銳度變低的情況。

隔壁的底部寬度L3優(yōu)選為5~150μm、更優(yōu)選為10~100μm。如果L3小于5μm,則容易產(chǎn)生圖案的缺陷。另一方面,如果L3大于150μm,則能夠填充的熒光體的量變少,因此存在閃爍體面板的亮度降低的情況。

隔壁的頂部寬度L4優(yōu)選為5~80μm。如果L4小于5μm,則隔壁的強(qiáng)度降低,容易產(chǎn)生圖案的缺陷。另一方面,如果L4大于80μm,則存在能夠提取熒光體發(fā)射光的區(qū)域變窄、閃爍體面板的亮度降低的情況。

隔壁的高度L1相對于隔壁的底部寬度L3的高寬比(L1/L3)優(yōu)選為1.0~50.0。隔壁的該高寬比(L1/L3)越大,則被隔壁區(qū)隔開的平均1個像素的空間越大,能夠填充更多的熒光體。

隔壁的高度L1相對于隔壁的間隔L2的高寬比(L1/L2)優(yōu)選為0.5~5.0、更優(yōu)選為1.0~5.0。隔壁的該高寬比(L1/L2)越高,則越能形成以高精細(xì)度區(qū)隔開的1個像素,且平均1個像素的空間能夠填充更多的熒光體。

隔壁的高度L1和相鄰隔壁的間隔L2可以通過下述方式來進(jìn)行測定:通過截面拋光儀等研磨裝置使垂直于基板的截面露出,并通過掃描型電子顯微鏡(例如S2400;日立制作所制)觀察截面,從而進(jìn)行測定。在此,將隔壁與基板的接觸部處的隔壁寬度記作L3。此外,將隔壁的最頂部的寬度記作L4。

隔壁為了提高其強(qiáng)度、耐熱性而優(yōu)選基本由無機(jī)物構(gòu)成。在此,無機(jī)物是指簡單的部分碳化合物(石墨或金剛石等碳的同素異構(gòu)體等)以及由碳以外的元素構(gòu)成的化合物。應(yīng)予說明,“基本由無機(jī)物構(gòu)成”指的是:并非在嚴(yán)密意義上排除無機(jī)物以外的成分的存在,成為原料的無機(jī)物自身所含有的雜質(zhì)、在隔壁的制造過程中混入的雜質(zhì)程度的無機(jī)物以外的成分也是可以允許存在的。

隔壁的空隙率優(yōu)選為25%以下。如果空隙率大于25%,則隔壁的強(qiáng)度容易不足。隔壁的空隙率可以通過下述方式測定:通過掃描型電子顯微鏡拍攝垂直于基板的隔壁的截面圖像,通過二值化來區(qū)分隔壁的固體部分和空隙部分,并通過圖像分析求出空隙部分的比率,由此測定。

隔壁的楊氏模量優(yōu)選為10GPa以上。如果楊氏模量為10GPa以上,則隔壁的強(qiáng)度提高,填充熒光體時隔壁不易被破壞。隔壁的楊氏模量可以通過作為微小區(qū)域擠壓法的納米壓痕法來測定。

隔壁優(yōu)選以玻璃作為主要成分。在此,玻璃是指含有硅酸鹽的無機(jī)非晶質(zhì)固體。如果隔壁的主要成分為玻璃,則隔壁的強(qiáng)度、耐熱性提高,填充熒光體時不易被破壞。應(yīng)予說明,以玻璃作為主要成分是指構(gòu)成隔壁的材料中的50~100質(zhì)量%為玻璃。

本發(fā)明的閃爍體面板中,在被隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)填充有選自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的熒光體。在此,CsI:Tl是指摻雜鉈作為摻雜物的碘化銫。同樣地,NaI:Tl是指摻雜鉈作為摻雜物的碘化鈉,SrI2:Eu是指摻雜銪作為摻雜物的碘化鍶。熒光體優(yōu)選實(shí)質(zhì)上不含粘接劑樹脂等有機(jī)物。在此,實(shí)質(zhì)上不含有機(jī)物是指填充于隔壁的熒光體中的有機(jī)物含量為1重量%以下。此外,熒光體優(yōu)選僅由選自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的熒光體構(gòu)成,但也可以含有其它熒光體摻雜物或雜質(zhì)。

填充于單元內(nèi)的熒光體的空隙率必須為20%以下,優(yōu)選為10%以下、進(jìn)一步優(yōu)選為5%以下。此外,填充于單元內(nèi)的熒光體的空隙率優(yōu)選為0.1%以上。如果熒光體的空隙率為20%以下,則熒光體的填充量變多,此外熒光體內(nèi)的光散射受到抑制,因此,閃爍體面板的亮度和銳度提高。另一方面,熒光體的空隙率為0.1%以上時,存在熒光體具有適度的晶界的傾向,閃爍體面板的亮度容易提高。所填充的熒光體的空隙率可以通過與隔壁相同的方法進(jìn)行測定。應(yīng)予說明,為了盡可能排除測定誤差,使通過掃描型電子顯微鏡拍攝的熒光體截面圖像的分析范圍內(nèi)不含隔壁和基板等,進(jìn)一步,針對隨機(jī)選擇的10個單元分別進(jìn)行圖像分析,將由此算出的平均值作為熒光體的空隙率。

填充于單元內(nèi)的熒光體必須具有晶界。在此,晶界是指在多個熒光體的晶體彼此之間產(chǎn)生的不連續(xù)的邊界面。如果填充于單元內(nèi)的熒光體具有晶界,則閃爍體面板的亮度、銳度提高。其機(jī)理尚不明確,但由于在具有晶界的熒光體的X射線發(fā)光圖像中觀察到晶界部分特別強(qiáng)烈地發(fā)光的情況,因此可以推測晶界作為發(fā)射光的波導(dǎo)而發(fā)揮功能。此外,可以推測的是,通過在與輸出基板相對的熒光體層的表面上存在晶界,介由晶界而容易地將發(fā)射光從熒光體高效地提取至輸出基板側(cè)。應(yīng)予說明,填充于單元內(nèi)的熒光體是否存在晶界可以通過用掃描型電子顯微鏡觀察垂直于基板的熒光體的截面圖像來判別。應(yīng)予說明,有時通過通常的掃描型顯微鏡難以判斷粒狀的輪廓,但通過使用EBSD(電子背散射衍射圖案,Electron Back Scatter Diffraction Patterns)法可以清晰地確認(rèn)。

填充于單元內(nèi)的熒光體的平均粒徑優(yōu)選為1~200μm。如果熒光體的平均粒徑小于1μm,則存在發(fā)射光的散射變得過大、閃爍體面板的亮度降低的情況。另一方面,如果熒光體的平均粒徑大于200μm,則存在晶界、空隙的分布變得不恰當(dāng)、閃爍體面板的亮度降低的情況。粒徑更優(yōu)選為10~100μm、進(jìn)一步優(yōu)選為20~60μm。

填充于單元內(nèi)的熒光體的平均粒徑如下求出:通過掃描型電子顯微鏡拍攝垂直于基板的閃爍體面板的截面中的熒光體截面圖像,針對隨機(jī)選擇的3個單元,將被晶界區(qū)隔開的熒光體的每一個單晶作為1個顆粒,以單元內(nèi)的全部顆粒作為對象,使用圖像分析軟件進(jìn)行分析,由此求出。應(yīng)予說明,與是否存在晶界的判定同樣地,通過使用EBSD法來獲得圖像,能夠更清晰地觀察到被晶界區(qū)隔開的區(qū)域。

本發(fā)明中,填充于單元內(nèi)的熒光體的形狀優(yōu)選為粒狀。熒光體為粒狀指的是:通過掃描型電子顯微鏡拍攝閃爍體面板截面中的熒光體截面圖像,針對從被晶界區(qū)隔開的熒光體的晶體之中隨機(jī)選出的10個晶體,測定截面的長徑和短徑,該長徑除以短徑而得到的值的平均值為10以下。熒光體為粒狀時,與柱狀晶體等非粒狀熒光體的情況相比,水分等雜質(zhì)難以浸入至晶體中,因此存在熒光體層不易發(fā)生劣化的傾向。

本發(fā)明的閃爍體面板優(yōu)選在隔壁與熒光體層之間具備含有金屬氧化物的反射層。在此,在隔壁與熒光體層之間具備反射層是指例如在與熒光體層接觸的基板和隔壁的表面形成有反射層的狀態(tài)。反射層優(yōu)選以金屬氧化物作為主要成分。應(yīng)予說明,以金屬氧化物作為主要成分是指金屬氧化物在反射層內(nèi)所占的比例為50體積%以上。閃爍體面板通過在隔壁與熒光體層之間具備含有金屬氧化物的反射層,能夠?qū)⒒搴洼d置在該基板上的隔壁的反射率控制為恰當(dāng)?shù)闹怠?/p>

反射層的平均厚度優(yōu)選為5~20μm。在此,反射層的平均厚度指的是:從垂直于基板的閃爍體面板截面中隨機(jī)選出10個單元,將其反射層的面積除以反射層的形成長度而得到的值;反射層的形成長度指的是:在該10個單元的截面中,反射層與其下層(隔壁或遮光層等)相接觸的部位的長度的總延展長度。更具體而言,反射層的平均厚度可以通過下述方式來算出:通過研磨裝置使垂直于基板的閃爍體面板的截面露出,通過掃描型電子顯微鏡觀察截面,并進(jìn)行圖像處理來算出。

如果反射層的平均厚度小于5μm,則存在反射率變得不充分的情況。另一方面,如果該厚度大于20μm,則熒光體層的體積變得不充分,因此存在閃爍體面板的亮度降低的情況。

為了實(shí)現(xiàn)更適合的反射率,反射層所含有的金屬氧化物優(yōu)選為選自氧化鈦、氧化鋯、氧化鋁中的化合物。由這些氧化物構(gòu)成的反射層由于具有適當(dāng)?shù)姆瓷渎?,故而?yōu)選。

本發(fā)明的大型結(jié)構(gòu)物的檢查裝置所具備的閃爍體面板優(yōu)選在隔壁與熒光體層之間具備含有金屬的遮光層。閃爍體面板通過在隔壁與熒光體層之間具備含有金屬的遮光層,能夠抑制閃爍光泄漏至相鄰的單元內(nèi)。遮光層優(yōu)選以金屬作為主要成分。應(yīng)予說明,以金屬作為主要成分是指金屬在遮光層中所占的比例為50體積%以上。

作為遮光層的形成方法,可以舉出例如真空蒸鍍法、濺射法或CVD法等真空制膜法;鍍敷法、糊劑涂布法或通過噴霧進(jìn)行的噴射法。作為遮光層所含有的金屬,可以舉出例如鋁、鉻、銀、鎢、鉬或鉛。遮光層的平均厚度優(yōu)選為20~1000nm。如果遮光層的平均厚度小于20nm,則抑制閃爍光泄露的效果、X射線吸收效果容易變得不充分。另一方面,如果大于1000nm,則熒光體層的體積變得不充分,因此存在閃爍體面板的亮度降低的情況。遮光層的平均厚度可以通過與反射層的平均厚度相同的方法來算出。

在隔壁與熒光體層之間形成遮光層和反射層這兩者時,為了避免因被遮光層吸收而導(dǎo)致反射率不充分,優(yōu)選在遮光層上形成反射層。

向單元內(nèi)填充熒光體時,優(yōu)選形成有保護(hù)層從而不會使得上述遮光層、反射層脫落。形成遮光層和保護(hù)層時,保護(hù)層在形成遮光層后形成于遮光層與熒光體層之間。形成反射層和保護(hù)層時,保護(hù)層在形成反射層后形成于反射層與熒光體層之間。形成遮光層、反射層、保護(hù)層這三者時,優(yōu)選按照遮光層、反射層、保護(hù)層的順序來形成。作為保護(hù)層的材質(zhì),可以舉出如玻璃、SiO2、樹脂那樣即使薄也致密且具有強(qiáng)度、并且反應(yīng)性低的物質(zhì)。在后處理步驟中的熱負(fù)荷大的情況下,優(yōu)選使用玻璃、SiO2等無機(jī)物。另一方面,在有機(jī)物的情況下,作為樹脂的聚對二甲苯的反應(yīng)性低,故而更優(yōu)選。

作為保護(hù)層的形成方法,可以舉出例如真空制膜法、鍍敷法或噴射器噴霧法,為了形成更致密的膜,優(yōu)選為真空制膜法。如果膜的厚度變厚,則填充于單元內(nèi)的含有無機(jī)材料的組合物的量減少,因此,優(yōu)選以在遮光層、反射層不會脫落的范圍內(nèi)達(dá)到最薄的方式來形成,優(yōu)選形成1~5μm的聚對二甲苯。

本發(fā)明的閃爍體面板的制造方法優(yōu)選具備向被隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)加壓填充熒光體的步驟。

加壓填充是指對熒光體施加壓力而填充于被隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)的方法。選自CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu中的熒光體具有即使在低溫低壓下晶體也會發(fā)生塑性變形的特殊性質(zhì),因此,即使在較低溫度且低壓的溫和條件下,也能夠均勻且以低空隙率填充于隔壁內(nèi)。與此相對,其它熒光體存在的問題在于:熒光體不會塑性變形,從而無法將填充隔壁后的熒光體層的空隙率降低至20%以下,熒光體自身因加壓而劣化,因高密度填充而需要高溫高壓,導(dǎo)致無法避免隔壁的變形或破壞等,從而非常難以進(jìn)行加壓填充。

作為對熒光體施加壓力的方法,可以舉出例如單軸加壓、冷等靜壓或熱等靜壓。

加壓填充中的壓力優(yōu)選為10~1000MPa、更優(yōu)選為50~400MPa。如果小于10MPa,則存在下述情況:熒光體的塑性變形變得不充分,空隙率不會變低而發(fā)射光的散射變得過大,閃爍體面板的亮度降低。另一方面,如果大于1000MPa,則存在熒光體發(fā)生單晶化、閃爍體面板的亮度降低的情況,容易發(fā)生隔壁的變形或破壞。

加壓填充中的溫度優(yōu)選為0~630℃。如果大于630℃,則存在熒光體發(fā)生單晶化、閃爍體面板的亮度降低的情況,此外,容易發(fā)生隔壁的變形或破壞。溫度更優(yōu)選為500℃以下、進(jìn)一步優(yōu)選為300℃以下。

加壓填充優(yōu)選在真空下進(jìn)行。通過在真空下進(jìn)行,容易降低熒光體層的空隙率。在真空下進(jìn)行填充的方法沒有特別限定,可以是使加壓機(jī)的加壓機(jī)構(gòu)部達(dá)到真空來進(jìn)行加壓的方法,也可以將加壓對象物放入塑料制的袋、密閉成型成袋狀的金屬薄膜容器中后,將袋內(nèi)減壓而制成真空,其后連同袋一起加壓。作為對袋狀對象物施加壓力的方法,根據(jù)所使用的媒介物、加熱溫度等而分成幾類,可以舉出例如CIP法、WIP法或HIP法。在此,CIP法(冷等靜壓法:Cold Isostatic Pressing法)是指以水等液體作為媒介物、且不進(jìn)行加熱的方法;WIP法(溫等靜壓法:Warm Isostatic Pressing法)是指以水或硅油等液體作為媒介物、且在15~200℃下進(jìn)行加熱的方法;HIP法(熱等靜壓法:Hot Isostatic Pressing法)是指以氬氣或氮?dú)庾鳛槊浇槲?、且?5~2500℃下進(jìn)行加熱的方法。

供于加壓填充的熒光體優(yōu)選為粉末狀或薄膜狀(片狀),更優(yōu)選為薄膜狀。作為獲得薄膜狀熒光體的方法,優(yōu)選將粉末狀的熒光體進(jìn)行加壓成型的方法。將熒光體制成薄膜狀后,配置于單元的開口面并進(jìn)行加壓填充,由此能夠進(jìn)一步降低熒光體層的空隙率。

填充熒光體后,可以用溶劑等擦去多余的組合物、或者進(jìn)行機(jī)械研磨。如果多余的熒光體的厚度較厚,則發(fā)射光容易沿著顯示構(gòu)件的水平方向發(fā)生散射。因此,優(yōu)選的是,在填充時預(yù)先調(diào)整組合物的厚度、或者在填充后用溶劑等進(jìn)行擦去、或者在填充后通過研磨來除去多余的組合物,從而使所填充的組合物的高度與隔壁高度達(dá)到相同。

作為形成隔壁的方法,可以利用公知的方法,由于容易控制形狀而優(yōu)選為感光性糊劑法。

以玻璃作為主要成分的隔壁可以通過例如下述步驟而形成:涂布步驟,在基材的表面涂布含玻璃粉末的感光性糊劑從而得到涂布膜;圖案形成步驟,對涂布膜進(jìn)行曝光和顯影從而得到隔壁的燒成前圖案;以及燒成步驟,燒成圖案從而得到隔壁圖案。為了制造以玻璃作為主要成分的隔壁,涂布步驟中使用的含玻璃粉末的糊劑所含有的無機(jī)成分的50~100質(zhì)量%必須為玻璃粉末。

含玻璃粉末的糊劑所含有的玻璃粉末優(yōu)選為在燒成溫度下發(fā)生軟化的玻璃,更優(yōu)選軟化溫度為700℃以下的低軟化點(diǎn)玻璃。

軟化溫度可以如下求出:由使用差示熱分析裝置(例如差動型差示熱天平TG8120;株式會社リガク制)測定樣品而得到的DTA曲線,通過切線法來外推吸熱峰中的吸熱結(jié)束溫度,由此求出。更具體而言,首先使用差示熱分析裝置,以氧化鋁粉末作為標(biāo)準(zhǔn)試樣,以20℃/分鐘從室溫進(jìn)行升溫,測定成為測定樣品的無機(jī)粉末,得到DTA曲線。并且,可以根據(jù)所得DTA曲線,通過切線法外推吸熱峰中的吸熱結(jié)束溫度,從而求出軟化點(diǎn)Ts,將所述軟化點(diǎn)Ts作為軟化溫度。

為了獲得低軟化點(diǎn)玻璃,可以使用對于降低玻璃的軟化點(diǎn)而言有效的化合物、即選自氧化鉛、氧化鉍、氧化鋅和堿金屬氧化物中的金屬氧化物,優(yōu)選使用堿金屬氧化物來調(diào)整玻璃的軟化溫度。在此,堿金屬是指選自鋰、鈉和鉀中的金屬。

堿金屬氧化物在低軟化點(diǎn)玻璃中所占的比例優(yōu)選為2~20質(zhì)量%。如果堿金屬氧化物的比例小于2質(zhì)量%,則軟化溫度變高,需要在高溫下進(jìn)行燒成步驟,隔壁容易產(chǎn)生缺陷。另一方面,如果堿金屬氧化物的比例大于20質(zhì)量%,則在燒成步驟中玻璃的粘度過度降低,所得格子狀的燒成后圖案的形狀容易發(fā)生形變。

此外,對于低軟化點(diǎn)玻璃,為了使高溫下的粘度達(dá)到最佳,優(yōu)選含有3~10質(zhì)量%的氧化鋅。如果氧化鋅在低軟化點(diǎn)玻璃中的比例低于3質(zhì)量%,則高溫下的粘度變高。另一方面,如果氧化鋅的含量大于10質(zhì)量%,則低軟化點(diǎn)玻璃的制造成本變高。

進(jìn)一步,對于低軟化點(diǎn)玻璃,為了調(diào)整穩(wěn)定性、結(jié)晶性、透明性、折射率或熱膨脹特性,優(yōu)選含有選自氧化硅、氧化硼、氧化鋁和堿土金屬氧化物中的金屬氧化物。在此,堿土金屬是指選自鎂、鈣、鋇和鍶中的金屬。以下示出優(yōu)選的低軟化點(diǎn)玻璃的組成范圍的一例。

堿金屬氧化物:2~20質(zhì)量%

氧化鋅:3~10質(zhì)量%

氧化硅:20~40質(zhì)量%

氧化硼:25~40質(zhì)量%

氧化鋁:10~30質(zhì)量%

堿土金屬氧化物:5~15質(zhì)量%。

包含玻璃粉末的無機(jī)粉末的粒徑可以使用粒度分布測定裝置(例如MT3300;日機(jī)裝公司制)進(jìn)行測定。更具體而言,可以向裝滿水的粒度分布測定裝置的試樣室中投入無機(jī)粉末,進(jìn)行300秒鐘的超聲波處理后,進(jìn)行測定。

低軟化點(diǎn)玻璃粉末的50%體積平均粒徑(以下記作“D50”)優(yōu)選為1.0~4.0μm。如果D50小于1.0μm,則玻璃粉末聚集而無法獲得均勻的分散性,糊劑的流動穩(wěn)定性降低。另一方面,如果D50大于4.0μm,則在燒成步驟中得到的燒成后圖案的表面凹凸度變大,容易成為事后隔壁發(fā)生破損的原因。

為了控制燒成步驟中的格子狀圖案的收縮率、保持最終得到的隔壁的形狀,含玻璃粉末的糊劑除了含有低軟化點(diǎn)玻璃之外,還可以含有軟化溫度大于700℃的高軟化點(diǎn)玻璃或氧化硅、氧化鋁、氧化鈦或氧化鋯等陶瓷顆粒作為填料。為了防止因玻璃粉末的燒結(jié)受到阻礙而導(dǎo)致的隔壁強(qiáng)度降低,填料在無機(jī)成分整體中所占的比例優(yōu)選為50質(zhì)量%以下。填料的D50優(yōu)選與低軟化點(diǎn)玻璃粉末相同。

感光性的含玻璃粉末的糊劑中,為了抑制曝光時的光散射、形成高精度的圖案,玻璃粉末的折射率n1與有機(jī)成分的折射率n2優(yōu)選滿足-0.1<n1-n2<0.1的關(guān)系,更優(yōu)選滿足-0.01≤n1-n2≤0.01的關(guān)系,進(jìn)一步優(yōu)選滿足-0.005≤n1-n2≤0.005的關(guān)系。應(yīng)予說明,玻璃粉末的折射率可以通過玻璃粉末所含有的金屬氧化物的組成來適當(dāng)調(diào)整。

玻璃粉末的折射率可以通過貝克線檢測法來測定。此外,有機(jī)成分的折射率可以通過利用橢圓偏光法對由有機(jī)成分形成的涂膜進(jìn)行測定來求出。更具體而言,可以將玻璃粉末或有機(jī)成分的25℃下的波長436nm(g線)下的折射率(ng)分別記作n1或n2。

作為感光性的含玻璃粉末的糊劑所含有的感光性有機(jī)成分,可以舉出例如感光性單體、感光性低聚物或感光性聚合物。在此,感光性單體、感光性低聚物或感光性聚合物是指通過活性光線的照射而發(fā)生光交聯(lián)或光聚合等反應(yīng)從而使化學(xué)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化的單體、低聚物或聚合物。

作為感光性單體,優(yōu)選為具有活性碳-碳不飽和雙鍵的化合物。作為這樣的化合物,可以舉出例如具有乙烯基、丙烯酰基、甲基丙烯酰基或丙烯酰胺基的化合物,為了提高光交聯(lián)的密度、形成高精度的圖案,優(yōu)選為多官能丙烯酸酯化合物或多官能甲基丙烯酸酯化合物。

作為感光性低聚物或感光性聚合物,優(yōu)選為具有活性碳-碳不飽和雙鍵且具有羧基的低聚物或聚合物。這樣的低聚物或聚合物例如可以通過將丙烯酸、甲基丙烯酸、衣康酸、巴豆酸、馬來酸、富馬酸、乙烯基乙酸或它們的酸酐等含羧基單體、甲基丙烯酸酯、丙烯酸酯、苯乙烯、丙烯腈、乙酸乙烯酯或2-羥基丙烯酸酯進(jìn)行共聚來獲得。作為將活性的碳-碳不飽和雙鍵導(dǎo)入至低聚物或聚合物的方法,可以舉出例如使低聚物或聚合物所具有的巰基、氨基、羥基或羧基與丙烯酰氯、甲基丙烯酰氯或烯丙基氯、具有縮水甘油基或異氰酸酯基的烯屬不飽和化合物或馬來酸等羧酸發(fā)生反應(yīng)的方法。

通過使用具有氨基甲酸酯鍵的感光性單體或感光性低聚物,可以得到能夠緩和燒成步驟初期中的應(yīng)力且在燒成步驟中不易發(fā)生圖案缺損的含玻璃粉末的糊劑。

感光性的含玻璃粉末的糊劑根據(jù)需要可以含有光聚合引發(fā)劑。在此,光聚合引發(fā)劑是指通過活性光線的照射而產(chǎn)生自由基的化合物。作為光聚合引發(fā)劑,可以舉出例如二苯甲酮、鄰苯甲?;郊姿峒柞ァ?,4-雙(二甲基氨基)二苯甲酮、4,4-雙(二乙基氨基)二苯甲酮、4,4-二氯二苯甲酮、4-苯甲?;?4-甲基二苯甲酮、二苯甲基甲酮、芴酮、2,2-二甲氧基-2-苯基苯乙酮、2-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、苯偶酰、苯甲基甲氧基乙基乙縮醛、苯偶姻、苯偶姻甲基醚、苯偶姻丁基醚、蒽醌、2-叔丁基蒽醌、蒽酮、苯并蒽酮、二苯并環(huán)庚酮、亞甲基蒽酮、4-疊氮基苯甲叉基苯乙酮、2,6-雙(對疊氮基苯甲叉基)環(huán)己酮、2,6-雙(對疊氮基苯甲叉基)-4-甲基環(huán)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?;?肟、米蚩酮、2-甲基-1-[4-(甲硫基)苯基]-2-嗎啉基-1-丙酮、2-苯甲基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮-1、萘磺酰氯、喹啉磺酰氯、N-苯基硫代吖啶酮、二硫化苯并噻唑、三苯基膦、過氧化苯偶姻、或者曙紅或亞甲基藍(lán)等光還原性的色素與抗壞血酸或三乙醇胺等還原劑的組合。

感光性的含玻璃粉末的糊劑通過包含具有羧基的聚合物來作為感光性聚合物,在顯影時的堿水溶液中的溶解性提高。具有羧基的聚合物的酸值優(yōu)選為50~150mgKOH/g。如果酸值為150mgKOH/g以下,則顯影允許寬度變寬。另一方面,如果酸值為50mgKOH/g以上,則在堿水溶液中的溶解性不會降低,能夠得到高精細(xì)的圖案。

感光性的含玻璃粉末的糊劑可以通過將各種成分以達(dá)到規(guī)定的組成的方式進(jìn)行調(diào)配后,用三輥磨或混練機(jī)均勻地混合分散來獲得。

感光性的含玻璃粉末的糊劑的粘度可以通過無機(jī)粉末、增稠劑、有機(jī)溶劑、阻聚劑、增塑劑或抗沉降劑等的添加比例來適當(dāng)調(diào)整,其范圍優(yōu)選為2~200Pa?s。例如,通過旋涂法將感光性的含玻璃粉末的糊劑涂布于基材上時,優(yōu)選為2~5Pa?s的粘度,通過刮刀涂布機(jī)或模具涂布機(jī)法涂布于基材上時,優(yōu)選為10~50Pa?s的粘度。通過單次絲網(wǎng)印刷法來涂布感光性的含玻璃粉末的糊劑,從而得到膜厚為10~20μm的涂布膜時,優(yōu)選為50~200Pa?s的粘度。

涂布步驟是在基材的表面上整面或部分地涂布含玻璃粉末的糊劑從而得到涂布膜的步驟。作為基材,可以使用玻璃板或陶瓷板等高耐熱性的支承體。作為涂布含玻璃粉末的糊劑的方法,可以舉出例如絲網(wǎng)印刷法、棒涂機(jī)、輥涂機(jī)、模具涂布機(jī)或刮刀涂布機(jī)。所得涂布膜的厚度可以通過涂布次數(shù)、絲網(wǎng)的網(wǎng)眼尺寸或糊劑的粘度等來調(diào)整。

圖案形成步驟例如可以由下述步驟構(gòu)成:曝光步驟,將涂布步驟中得到的涂布膜隔著具有規(guī)定開口部的光掩模進(jìn)行曝光;以及顯影步驟,將曝光后的涂布膜中的可溶于顯影液的部分溶解除去。

曝光步驟是通過曝光而使涂布膜的所需部分發(fā)生光固化或者使涂布膜的無用部分發(fā)生光分解、從而使涂布膜的任意部分可溶于顯影液的步驟。顯影步驟是用顯影液將曝光后的涂布膜中的可溶于顯影液的部分溶解除去、從而得到僅殘留所需部分的格子狀的燒成前圖案的步驟。

曝光步驟中,可以通過激光等直接描畫任意的圖案而不使用光掩模。作為曝光裝置,可以舉出例如接近式曝光機(jī)。作為曝光步驟中照射的活性光線,可以舉出例如近紅外線、可見光線或紫外線,優(yōu)選為紫外線。此外,作為其光源,可以舉出例如低壓汞燈、高壓汞燈、超高壓汞燈、鹵素?zé)艋驓⒕鸁?,?yōu)選為超高壓汞燈。曝光條件因涂布膜的厚度而異,通常使用輸出為1~100mW/cm2的超高壓汞燈進(jìn)行0.01~30分鐘的曝光。

作為顯影步驟中的顯影方法,可以舉出例如浸漬法、噴霧法或刷拭法。作為顯影液,只要適當(dāng)選擇能夠溶解曝光后的涂布膜中的無用部分的溶劑即可,優(yōu)選為以水作為主要成分的水溶液。例如,含玻璃粉末的糊劑包含具有羧基的聚合物時,可以選擇堿水溶液作為顯影液。作為堿水溶液,可以舉出例如氫氧化鈉、碳酸鈉或氫氧化鈣等無機(jī)堿水溶液、或者四甲基氫氧化銨、三甲基苯甲基氫氧化銨、單乙醇胺或二乙醇胺等有機(jī)堿水溶液,由于容易在燒成步驟中除去,因此優(yōu)選有機(jī)堿水溶液。堿水溶液的濃度優(yōu)選為0.05~5質(zhì)量%、更優(yōu)選為0.1~1質(zhì)量%。如果堿濃度低于0.05質(zhì)量%,則存在曝光后的涂布膜中的無用部分未被充分除去的情況。另一方面,如果堿濃度大于5質(zhì)量%,則存在格子狀的燒成前圖案剝離或腐蝕的風(fēng)險。為了易于步驟管理,顯影溫度優(yōu)選為20~50℃。

為了通過曝光和顯影來進(jìn)行圖案形成,涂布步驟中涂布的含玻璃粉末的糊劑必須為感光性。即,含玻璃粉末的糊劑必須含有感光性有機(jī)成分。有機(jī)成分在感光性的含玻璃粉末的糊劑中所占的比例優(yōu)選為30~80質(zhì)量%、更優(yōu)選為40~70質(zhì)量%。如果有機(jī)成分小于30質(zhì)量%,則不僅糊劑中的無機(jī)成分的分散性降低、在燒成步驟中容易產(chǎn)生缺陷,而且糊劑粘度也會變高從而涂布性降低,進(jìn)而糊劑的穩(wěn)定性也容易降低。另一方面,如果有機(jī)成分大于80質(zhì)量%,則燒成步驟中的格子狀圖案的收縮率變大,容易產(chǎn)生缺陷。

對于感光性的含玻璃粉末的糊劑所含有的玻璃粉末,為了在燒成步驟中將有機(jī)成分基本完全除去并且確保最終得到的隔壁的強(qiáng)度,軟化溫度優(yōu)選為480℃以上。如果軟化溫度低于480℃,則存在的擔(dān)憂在于,在燒成步驟中充分除去有機(jī)成分之前,玻璃粉末發(fā)生軟化,燒結(jié)后的玻璃中殘留有機(jī)成分,誘發(fā)隔壁的著色而使閃爍體面板的亮度降低等。

燒成步驟是對圖案形成步驟中得到的格子狀的燒成前圖案進(jìn)行燒成,分解除去含玻璃粉末的糊劑所含有的有機(jī)成分,使玻璃粉末軟化并燒結(jié),從而得到格子狀的燒成后圖案、即隔壁的步驟。燒成條件因含玻璃粉末的糊劑的組成、基材的種類而異,例如可以在空氣、氮?dú)饣驓錃夥諊臒蔂t中進(jìn)行燒成。作為燒成爐,可以舉出例如間歇式的燒成爐或帶式的連續(xù)型燒成爐。燒成的溫度優(yōu)選為500~1000℃、更優(yōu)選為500~800℃、進(jìn)一步優(yōu)選為500~700℃。如果燒成的溫度低于500℃,則有機(jī)成分的分解除去變得不充分。另一方面,如果燒成溫度大于1000℃,能夠使用的基材被限定為高耐熱性陶瓷板等。燒成的時間優(yōu)選為10~60分鐘。

在所得的被隔壁區(qū)隔開的單元內(nèi)加壓填充熒光體而得到的產(chǎn)物可以直接作為閃爍體面板(此時,所使用的基材成為本發(fā)明的閃爍體面板中的基板),也可以在加壓填充后從基材上剝離隔壁和熒光體,并載置在另行準(zhǔn)備的基板上來完成閃爍體面板。

實(shí)施例

以下舉出實(shí)施例和比較例來進(jìn)一步具體地說明本發(fā)明,但本發(fā)明不受它們的限定。

(空隙率的測定方法)

割斷閃爍體面板后,通過離子減薄法研磨割斷面,使垂直于基板的截面露出,進(jìn)行導(dǎo)電處理(涂覆Pt)來制作測定試樣。其后,使用場發(fā)射型掃描電子顯微鏡S-4800(日立ハイテクノロジーズ公司制)獲取截面圖像。針對所得圖像,通過二值化來區(qū)分固體部分和空隙部分,并通過圖像分析來求出空隙部分的比率,從而測定空隙率。應(yīng)予說明,為了盡可能排除測定誤差,使熒光體的截面圖像的分析范圍內(nèi)不含隔壁和基板等,進(jìn)一步,針對隨機(jī)選擇的10個單元分別進(jìn)行圖像分析,將由此算出的平均值作為熒光體的空隙率。

(是否存在晶界的判斷方法、平均粒徑的測定方法)

以與空隙率的測定同樣的方式,制作測定試樣。其后,使用搭載有DVC型EBSD(TSL公司制)的JSM-6500F(JEOL公司制),通過EBSD法獲取截面結(jié)晶方位圖像。在所得圖像中,針對隨機(jī)選擇的3個單元,使用附帶的軟件進(jìn)行分析,以具有5度以上的角度的閉合邊界的形式檢測熒光體的結(jié)晶晶界,在任意單元中均在熒光體的內(nèi)部檢測到晶界時,判定為存在晶界。此外,對于平均粒徑,針對上述3個單元內(nèi)的晶粒,使用附帶的軟件來算出面積平均粒徑。應(yīng)予說明,在熒光體內(nèi)部不存在晶界的情況下,將1個單元中包含的熒光體作為1個顆粒來算出平均粒徑。

(熒光體)

CsI:Tl、NaI:Tl、SrI2:Eu的粉末使用將市售的熒光體單晶在干燥空氣下粉碎并過篩、從而除去粗大顆粒而得到的粉末。針對GOS:Tb(摻雜有Tb的硫氧化釓),直接使用市售品。

(含玻璃粉末的糊劑的原料)

感光性的含玻璃粉末的糊劑的制作中使用的原料如下所示。

感光性單體M-1:三羥甲基丙烷三丙烯酸酯

感光性單體M-2:四丙二醇二甲基丙烯酸酯

感光性聚合物:對由甲基丙烯酸/甲基丙烯酸甲酯/苯乙烯=40/40/30的質(zhì)量比所形成的共聚物的羧基,使0.4當(dāng)量的甲基丙烯酸縮水甘油酯進(jìn)行加成反應(yīng)而得到的聚合物(重均分子量為43000;酸值為100)

光聚合引發(fā)劑:2-芐基-2-二甲基氨基-1-(4-嗎啉基苯基)丁酮-1(IC369;BASF公司制)

阻聚劑:1,6-己二醇-雙[(3,5-二叔丁基-4-羥基苯基)丙酸酯])

紫外線吸收劑溶液:スダンIV(東京應(yīng)化工業(yè)公司制)的γ-丁內(nèi)酯0.3質(zhì)量%溶液

粘度調(diào)節(jié)劑:フローノンEC121(共榮社化學(xué)公司制)

溶劑:γ-丁內(nèi)酯

低軟化點(diǎn)玻璃粉末:

SiO2 27質(zhì)量%、B2O3 31質(zhì)量%、ZnO 6質(zhì)量%、Li2O 7質(zhì)量%、MgO 2質(zhì)量%、CaO 2質(zhì)量%、BaO 2質(zhì)量%、Al2O3 23質(zhì)量%、折射率(ng)為1.56、玻璃軟化溫度為588℃、熱膨脹系數(shù)為70×10-7(K-1)、平均粒徑為2.3μm

高軟化點(diǎn)玻璃粉末:

SiO2 30質(zhì)量%、B2O3 31質(zhì)量%、ZnO 6質(zhì)量%、MgO 2質(zhì)量%、CaO 2質(zhì)量%、BaO 2質(zhì)量%、Al2O3 27質(zhì)量%、折射率(ng)為1.55、軟化溫度為790℃、熱膨脹系數(shù)為32×10-7(K-1)、平均粒徑為2.3μm。

(含玻璃粉末的糊劑的制作)

將4質(zhì)量份的感光性單體M-1、6質(zhì)量份的感光性單體M-2、24質(zhì)量份的感光性聚合物、6質(zhì)量份的光聚合引發(fā)劑、0.2質(zhì)量份的阻聚劑和12.8質(zhì)量份的紫外線吸收劑溶液在80℃的溫度下加熱溶解于38質(zhì)量份的溶劑中。冷卻所得溶液后,添加9質(zhì)量份的粘度調(diào)節(jié)劑,從而得到有機(jī)溶液1。通過將所得有機(jī)溶液1涂布在玻璃板上并干燥而得到的有機(jī)涂膜的折射率(ng)為1.555。

向50質(zhì)量份的有機(jī)溶液1中添加40質(zhì)量份的低軟化點(diǎn)玻璃粉末和10質(zhì)量份的高軟化點(diǎn)玻璃粉末后,用三輥磨混練機(jī)進(jìn)行混練,得到含玻璃粉末的糊劑。

(反射層糊劑的原料)

反射層糊劑的制作中使用的原料如下所示。

填料:氧化鈦(石原產(chǎn)業(yè)公司制)

粘接劑溶液:5質(zhì)量%的乙基纖維素(ダウケミカル公司制)和95質(zhì)量%的萜品醇(日本テルペン公司制)的混合溶液

單體:30質(zhì)量%的二季戊四醇五丙烯酸酯與70質(zhì)量%的二季戊四醇六丙烯酸酯(均為東亞合成公司制)的混合物

聚合引發(fā)劑:1,1'-偶氮雙(環(huán)己烷-1-甲腈)(V-40;和光純藥公司制)。

(反射層糊劑的制作)

將50質(zhì)量份的填料、45質(zhì)量份的粘接劑溶液、4.5質(zhì)量份的單體和1.5質(zhì)量份的聚合引發(fā)劑用三輥磨混練機(jī)進(jìn)行混練,從而得到反射層糊劑。

(隔壁的形成)

作為基材,使用125mm×125mm×0.7mm的鈉玻璃板。用模具涂布機(jī)在基材的表面上涂布含玻璃粉末的糊劑并干燥,使得干燥后的厚度達(dá)到500μm,從而得到含玻璃粉末的糊劑的涂布膜。接著,隔著具有與期望的圖案相對應(yīng)的開口部的光掩模(具有間距為194μm、線寬為20μm的格子狀開口部的鉻掩模),使用超高壓汞燈以500mJ/cm2的曝光量對含玻璃粉末的糊劑的涂布膜進(jìn)行曝光。將曝光后的涂布膜在0.5質(zhì)量%的乙醇胺水溶液中進(jìn)行顯影,除去未曝光部分,從而得到格子狀的燒成前圖案。將所得格子狀的燒成前圖案在空氣中在585℃下進(jìn)行15分鐘燒成,從而形成以玻璃作為主要成分的格子狀隔壁。隔壁的空隙率為2.5%、隔壁的高度L1為350μm、隔壁的間隔L2為194μm、隔壁的底部寬度L3為35μm、隔壁的頂部寬度L4為20μm、隔壁的楊氏模量為20GPa。

(實(shí)施例1)

向形成有格子狀隔壁的基材上供給0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化后,裝入尼龍(注冊商標(biāo))制的袋中,將袋的開口部熱融合而密閉。將該袋安裝于等靜壓裝置(神戶制鋼制)上,在400MPa的壓力、25℃的溫度下進(jìn)行加壓填充,從而制作閃爍體面板1。

填充于單元內(nèi)的CsI:Tl具有晶界。此外,填充于單元內(nèi)的CsI:Tl的空隙率為5%,平均粒徑為25μm。

將所制作的閃爍體面板1安裝于FPD(PaxScan3030;Varian公司制)上,從而制作放射線檢測器。針對放射線檢測器,從閃爍體面板1的基板側(cè)照射管電壓為60kVp的X射線,用FPD檢測源自閃爍體層的發(fā)光量,評價閃爍體面板1的亮度。此外,基于矩形波圖的拍攝圖像,通過目視評價閃爍體面板1的圖像銳度。閃爍體面板1的亮度和圖像銳度均良好。

(實(shí)施例2)

除了將加壓填充的壓力設(shè)為60MPa、將溫度設(shè)為150℃之外,以與實(shí)施例1同樣的方式制作閃爍體面板,并進(jìn)行評價。填充于所得閃爍體面板2的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為2%,平均粒徑為35μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板2的亮度的相對值為110,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例3)

在形成有格子狀隔壁的基材的表面上印刷反射層糊劑,靜置5分鐘后,用硬度為80°的橡膠制刮板刮去所附著的反射層糊劑。其后,在80℃和130℃的熱風(fēng)烘箱中分別各干燥30分鐘,在隔壁的表面和基板上的未形成隔壁的部分處形成反射層。其后,以與實(shí)施例1同樣的方式供給CsI:Tl粉末后,進(jìn)行加壓填充,從而制作閃爍體面板3并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板3的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為5%,平均粒徑為25μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板2的亮度的相對值為130,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例4)

以與實(shí)施例3同樣的方式,在形成有格子狀隔壁的基材的表面上形成反射層。其后,在基材上供給0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化后,裝入尼龍(注冊商標(biāo))制的袋中。接著,用真空包裝機(jī)(トスパックV-280;TOSEI公司制)進(jìn)行30秒鐘抽真空后,熱融合而密閉。其后,以與實(shí)施例3同樣的方式制作閃爍體面板4并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板4的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為4%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板6的亮度的相對值為135,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例5)

將厚度為約1mm的橡膠片切出大于填充面積的面積,從而制成橡膠框,載于SUS板上,向切取的框內(nèi)以0.11g/cm2供給CsI:Tl粉末并整平。其后,將SUS板、橡膠框、CsI:Tl粉末裝入尼龍(注冊商標(biāo))制的袋中。接著,用真空包裝機(jī)(トスパックV-280;TOSEI公司制)進(jìn)行30秒鐘的抽真空后,進(jìn)行熱融合而密閉。將該袋安裝于等靜壓裝置(神戶制鋼制)上,在400MPa的壓力、25℃的溫度下進(jìn)行加壓,從而制作CsI:Tl加壓成型膜1。

以與實(shí)施例3同樣的方式,在形成有格子狀隔壁的基材的表面上形成反射層。其后,在基材上供給加壓成型膜1,裝入尼龍(注冊商標(biāo))制的袋中。接著,用真空包裝機(jī)(トスパックV-280;TOSEI公司制)進(jìn)行30秒鐘的抽真空后,進(jìn)行熱融合而密閉。其后,以與實(shí)施例3同樣的方式進(jìn)行加壓填充,從而制作閃爍體面板5并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板5的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板6的亮度的相對值為140,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例6)

在形成有格子狀隔壁的基材的表面上,通過濺射法形成0.4μm的鋁膜,從而形成遮光層。其后,以與實(shí)施例5同樣的方式加壓填充加壓成型膜1,從而制作閃爍體面板6并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板6的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板6的亮度的相對值為80,較為良好。此外,圖像銳度極其良好。

(實(shí)施例7)

在形成有格子狀隔壁的基材的表面上,以與實(shí)施例3同樣的方式形成反射層。接著,在形成反射層后的基材上通過蒸鍍聚合來形成4μm的聚對二甲苯膜,從而形成保護(hù)層。其后,以與實(shí)施例5同樣的方式加壓填充加壓成型膜1,從而制作閃爍體面板7并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板7的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板7的亮度的相對值為150,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例8)

在形成有格子狀隔壁的基材的表面上,以與實(shí)施例6同樣的方式來形成遮光層。接著,在形成有遮光層的基材上,以與實(shí)施例3同樣的方式來形成反射層。進(jìn)一步,在形成有遮光層、反射層的基材上,以與實(shí)施例7同樣的方式來形成保護(hù)層。其后,以與實(shí)施例5同樣的方式加壓填充加壓成型膜1,從而制作閃爍體面板8并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板8的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板8的亮度的相對值為130,為良好。此外,圖像銳度極其良好。

(實(shí)施例9)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為200MPa、將溫度設(shè)為150℃之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板9并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板9的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為0.6%,平均粒徑為45μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板9的亮度的相對值為150,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例10)

作為加壓填充時使用的捆包用袋劑,將媒介物變更成厚度為100μm的金屬箔膠囊(用金屬箔膠囊封入裝置(神戶制鋼)進(jìn)行密閉),將加壓壓力設(shè)為400MPa,將溫度設(shè)為300℃,除此之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板10并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板10的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為0.2%,平均粒徑為50μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板10的亮度的相對值為150,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例11)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為400MPa、將溫度設(shè)為550℃之外,以與實(shí)施例10同樣的方式制作閃爍體面板11,并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板11的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為0%,平均粒徑為55μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板11的亮度的相對值為140,與實(shí)施例10相比可觀察到略微的降低,但仍然良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例12)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為50MPa、將溫度設(shè)為25℃之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板12并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板12的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為20%,平均粒徑為10μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板12的亮度的相對值為105,與實(shí)施例5相比可觀察到降低,但仍然良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例13)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為100MPa、將溫度設(shè)為25℃之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板13并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板13的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為8%,平均粒徑為20μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板13的亮度的相對值為120,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例14)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為980MPa、將溫度設(shè)為25℃之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板14并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板14的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為2%,平均粒徑為25μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板14的亮度的相對值為130,為良好。此外,圖像銳度與實(shí)施例5相比可觀察到略微的惡化,但仍然較為良好。惡化的主要原因可推測為因高壓下的填充而導(dǎo)致一部分隔壁產(chǎn)生破損。

(實(shí)施例15)

作為熒光體而使用NaI:Tl,將制作加壓成型膜時的熒光體供給量設(shè)為0.09g/cm2,除此之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板15并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板15的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板15的亮度的相對值為130,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(實(shí)施例16)

作為熒光體而使用SrI2:Eu,將制作加壓成型膜時的熒光體供給量設(shè)為0.14g/cm2,除此之外,以與實(shí)施例5同樣的方式,制作閃爍體面板16并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板16的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為3%,平均粒徑為30μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板16的亮度的相對值為160,為良好。此外,圖像銳度也良好。

(比較例1)

除了使用0.11g/cm2的GOS:Tb作為熒光體之外,以與實(shí)施例1同樣的方式制作閃爍體面板17,并進(jìn)行評價。填充于所得閃爍體面板17的單元內(nèi)的GOS:Tb具有晶界,空隙率為40%,平均粒徑為10μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板17的亮度的相對值為70,為不良。此外,閃爍體面板17由于空隙率高而導(dǎo)致發(fā)射光的光散射變得過度,圖像銳度也不良。

(比較例2)

在形成有格子狀隔壁的基材上供給0.11g/cm2的CsI:Tl粉末,用刮板使其平坦化。其后,在減壓下升溫至630℃從而使CsI:Tl熔解,填充于單元內(nèi),從而制作閃爍體面板18并進(jìn)行評價。填充于所得閃爍體面板18的單元內(nèi)的CsI:Tl不具有晶界,空隙率為1.3%。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板18的亮度的相對值為50,為不良。此外,因升溫至630℃而導(dǎo)致一部分隔壁熔融而變形,因此圖像銳度也不良。

(比較例3)

除了將加壓填充時的壓力設(shè)為5MPa、將溫度設(shè)為25℃之外,以與實(shí)施例1同樣的方式,制作閃爍體面板19并進(jìn)行評價。

填充于所得閃爍體面板19的單元內(nèi)的熒光體具有晶界,空隙率為30%,平均粒徑為10μm。將閃爍體面板1的亮度作為100時,閃爍體面板9的亮度的相對值為60,為不良。此外,由于空隙率高而導(dǎo)致發(fā)射光的光散射變得過度,圖像銳度也不良。

由上述結(jié)果可明確,本發(fā)明的閃爍體面板有助于顯著提高放射線檢測器中的閃爍體面板的亮度和圖像銳度。

工業(yè)實(shí)用性

本發(fā)明可以有用地用作構(gòu)成醫(yī)療診斷裝置或非破壞式檢查機(jī)器等中使用的放射線檢測器的閃爍體面板。

附圖標(biāo)記說明

1 放射線檢測器

2 閃爍體面板

3 輸出基板

4 基板

5 隔壁

6 熒光體層

7 隔膜層

8 光電轉(zhuǎn)換層

9 輸出層

10 基板

11 電源部

12 遮光層

13 反射層

14 保護(hù)層。

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