JP6256006B2 - シンチレータパネルおよびその製造方法 - Google Patents
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Description
(1) 平板状の基板、該基板の上に設けられた隔壁、および、前記隔壁に区切られたセル内に充填されたシンチレータ層を有するシンチレータパネルであり、
前記隔壁が、低融点ガラスを主成分とする材料により構成されており、
前記シンチレータ層が、蛍光体およびバインダー樹脂からなり、
前記蛍光体の屈折率Npと、前記バインダー樹脂の屈折率Nbとが、
−0.3 < Np−Nb < 0.8
の関係を満たし、
前記隔壁の屈折率Nrと、前記バインダー樹脂の屈折率Nbとが、
−0.2 ≦ Nr−Nb ≦ 0.2
の関係を満たし、かつ、
前記シンチレータ層の充填率が、50%体積以上であり、前記シンチレータ層中の前記バインダー樹脂の含有量が1質量%以上、30質量%以下である、
シンチレータパネル。
(2) 前記蛍光体の平均粒子径Dpが、0.1〜25μmである、上記(1)に記載のシンチレータパネル。
(3) 前記蛍光体は、酸硫化ガドリニウム粉末である、上記(1)または(2)に記載のシンチレータパネル。
(4) 前記バインダー樹脂の光透過率が、50%以上である、上記(1)〜(3)のいずれかに記載のシンチレータパネル。
(5) 前記バインダー樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂およびエチルセルロース樹脂からなる群から選ばれる樹脂である、上記(1)〜(4)のいずれかに記載のシンチレータパネル。
(6) 前記隔壁が、アルカリ金属酸化物を2〜20質量%含有する低融点ガラスを主成分とする材料により構成されている、上記(1)〜(5)のいずれかに記載のシンチレータパネル。
(7) 前記隔壁と前記基板とが接した界面の幅L2が、前記隔壁の頂部の幅L1よりも大きい、上記(1)〜(6)のいずれかに記載のシンチレータパネル。
(8) 前記隔壁の表面に、反射層が形成されている、上記(1)〜(7)のいずれかに記載のシンチレータパネル。
(9) 基板上に、低融点ガラス粉末と感光性有機成分とを含有する感光性ペーストを塗布し、感光性ペースト塗布膜を形成する工程と、得られた感光性ペースト塗布膜を露光する露光工程と、露光後の感光性ペースト塗布膜の現像液に可溶な部分を溶解除去する現像工程と、現像後の感光性ペースト塗布膜パターンを500〜700℃の焼成温度に加熱して有機成分を除去すると共に低融点ガラスを軟化および焼結させ、隔壁を形成する焼成工程と、前記隔壁による区画されたセル内に蛍光体およびバインダー樹脂を充填する工程と、を備える、上記(1)〜(8)のいずれかに記載のシンチレータパネルの製造方法。
酸化亜鉛:3〜10質量%
酸化ケイ素:20〜40質量%
酸化ホウ素:25〜40質量%
酸化アルミニウム:10〜30質量%
アルカリ土類金属酸化物:5〜15質量%
なお、アルカリ土類金属とは、マグネシウム、カルシウム、バリウムおよびストロンチウムからなる群から選ばれる1種類以上の金属をいう。
−0.8 < Np−Nb < 0.8
の関係を満たすことが好ましい。
−0.2 ≦ Nr−Nb ≦ 0.2
の関係を満たすことが好ましい。
Nb ≦ Na ≦ Ns
の関係を満たすことが好ましい。
実施例の感光性ペーストに用いた原料は次のとおりである。
感光性モノマーM−1 : トリメチロールプロパントリアクリレート
感光性モノマーM−2 : テトラプロピレングリコールジメタクリレート
感光性ポリマー : メタクリル酸/メタクリル酸メチル/スチレン=40/40/30の質量比からなる共重合体のカルボキシル基に対して0.4当量のグリシジルメタクリレートを付加反応させたもの(重量平均分子量43000、酸価100)
光重合開始剤 : 2−ベンジル−2−ジメチルアミノ−1−(4−モルフォリノフェニル)ブタノン−1(BASF社製「IC369」)
重合禁止剤 : 1,6−ヘキサンジオール−ビス[(3,5−ジ−t−ブチル−4−ヒドロキシフェニル)プロピオネート])
紫外線吸収剤溶液 : スダンIV(東京応化工業株式会社製)のγ−ブチロラクトン0.3質量%溶液
有機樹脂バインダー : エチルセルロース(ハーキュレス社製)
粘度調整剤 : フローノンEC121(共栄社化学社製)
溶媒 : γ−ブチロラクトン
低融点ガラス粉末:
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%、Al2O3 23質量%、屈折率(ng):1.56、ガラス軟化温度588℃、熱膨張係数70×10−7/K、50%体積平均粒子径2.3μm。
4質量部の感光性モノマーM−1、6質量部の感光性モノマーM−2、24質量部の感光性ポリマー、6質量部の光重合開始剤、0.2質量部の重合禁止剤および12.8質量部の紫外線吸収剤溶液を、38質量部の溶媒に、温度80℃で加熱溶解した。得られた溶液を冷却した後、9質量部の粘度調整剤を添加して、有機溶液を作製した。該有機溶液をガラス基板に塗布して乾燥することにより得られた有機塗膜の屈折率(ng)は、1.555であった。
40質量部のテルピネオール溶液(10質量%のエチルセルロースを含有)、15質量部のジペンタエリスリトールヘキサアクリレート、1質量部のアゾビスイソブチロニトリル、40質量部の低融点ガラス粉末(上記隔壁用感光性ペーストと同じ材料)および4質量部の酸化チタン粉末を混合および混練して、熱硬化型の下地用ペーストを作製した。
500mm×500mm×厚さ0.5mmのガラス基板(AGC旭硝子社製;AN−100)上に、屈折率3.5のアモルファスシリコンからなるPIN型フォトダイオードと、TFTによって構成される画素サイズ125μm×125μmの光検出画素を、マトリックス状に複数個形成した。次に、PIN型フォトダイオードにバイアスを印加するバイアス配線、TFTに駆動信号を印加する駆動配線、TFTによって転送された信号電荷を出力する信号配線等の配線部をアルミで形成して、光検出器を作製した。
500mm×500mm×厚さ0.5mmのガラス基板(AGC旭硝子社製;AN−100)上に、前記下地用ペーストを15μmバーコーターで塗布し、150℃で30分間乾燥および加熱硬化させて、厚さ12μmの下地ペースト膜を形成した。次に、前記隔壁用感光性ペーストを乾燥後の厚さが500μmになるように、ダイコーターで塗布し、120℃で30分乾燥して、隔壁用感光性ペースト塗布膜を形成した。
実施例1と同じ方法で、格子状の隔壁が形成された基板を作製した。次に、バッチ式スパッタリング装置(アルバック社製「SV−9045」)を用いて、隔壁全面にアルミ反射層を形成した。なお、隔壁頂部付近におけるアルミ反射層の厚さは、300nmになるようにした。このとき、アルミ反射層の反射率は90%であった。
実施例1と同じ方法で、格子状の隔壁が形成された基板を作製した。次に、平均粒子径Dp6μm、屈折率2.2の酸硫化ガドリニウム粉末Gd2O2S(Gd2O2S:Tb)と、テルピネオールとを9:1の質量比で混合した後、隔壁により区画された空間内に充填し、250℃10分の加熱によりテルピネオールを乾燥除去して、シンチレータパネルを作製し、実施例1と同じ方法で、放射線検出装置を作製した。この放射線検出装置を実施例1と同じ方法で評価したところ、輝度は45、鮮鋭度は150であり、大幅な輝度劣化が発生した。
シンチレータパネルに隔壁を形成せず、蛍光体ベタ膜を形成した以外は、実施例1と同じ方法で放射線検出装置を作製した。
2 シンチレータパネル
3 光検出器
4 シンチレータパネル側基板
5 放射線遮蔽層
6 隔壁
7 シンチレータ層
7A 粒子状蛍光体
7B バインダー樹脂
8 反射層
9 光電変換層
10 光検出器側基板
11 接着層
Claims (9)
- 平板状の基板、該基板の上に設けられた隔壁、および、前記隔壁に区切られたセル内に充填されたシンチレータ層を有するシンチレータパネルであり、
前記隔壁が、低融点ガラスを主成分とする材料により構成されており、
前記シンチレータ層が、蛍光体およびバインダー樹脂からなり、
前記蛍光体の屈折率Npと、前記バインダー樹脂の屈折率Nbとが、
−0.3 < Np−Nb < 0.8
の関係を満たし、
前記隔壁の屈折率Nrと、前記バインダー樹脂の屈折率Nbとが、
−0.2 ≦ Nr−Nb ≦ 0.2
の関係を満たし、かつ、
前記シンチレータ層の充填率が、50%体積以上であり、前記シンチレータ層中の前記バインダー樹脂の含有量が1質量%以上、30質量%以下である、
シンチレータパネル。 - 前記蛍光体の平均粒子径Dpが、0.1〜25μmである、請求項1記載のシンチレータパネル。
- 前記蛍光体は、酸硫化ガドリニウム粉末である、請求項1または2記載のシンチレータパネル。
- 前記バインダー樹脂の光透過率が、50%以上である、請求項1〜3のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
- 前記バインダー樹脂は、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、ポリエステル樹脂、ブチラール樹脂、ポリアミド樹脂、シリコーン樹脂およびエチルセルロース樹脂からなる群から選ばれる樹脂である、請求項1〜4のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
- 前記隔壁が、アルカリ金属酸化物を2〜20質量%含有する低融点ガラスを主成分とする材料により構成されている、請求項1〜5のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
- 前記隔壁と前記基板とが接した界面の幅L2が、前記隔壁の頂部の幅L1よりも大きい、請求項1〜6のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
- 前記隔壁の表面に、反射層が形成されている、請求項1〜7のいずれか一項記載のシンチレータパネル。
- 基板上に、低融点ガラス粉末と感光性有機成分とを含有する感光性ペーストを塗布し、感光性ペースト塗布膜を形成する工程と、
得られた感光性ペースト塗布膜を露光する露光工程と、
露光後の感光性ペースト塗布膜の現像液に可溶な部分を溶解除去する現像工程と、
現像後の感光性ペースト塗布膜パターンを500〜700℃の焼成温度に加熱して有機成分を除去すると共に低融点ガラスを軟化および焼結させ、隔壁を形成する焼成工程と、
前記隔壁による区画されたセル内に蛍光体およびバインダー樹脂を充填する工程と、を備える、請求項1〜8のいずれか一項記載のシンチレータパネルの製造方法。
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