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直接方式的闪烁体面板及其制造方法
申请号	CN201310453433.8	申请日	2013-09-29	公开(公告)号	CN103778989A	公开(公告)日	2014-05-07
申请人	株式会社阿碧兹儿;			发明人	许闰成; 洪兑权; 韩基烈;
摘要	本发明公开一种直接方式的闪烁体面板及其制造方法，作为直接方式的闪烁体面板，由成像器件上形成的闪烁体层和在闪烁体层上形成，且透射X光，反射可视光线，阻断湿气透过的氧化物层组成。氧化物层是具备积层多个氧化物层的积层结构。
权利要求	1.一种直接方式的闪烁体面板，其特征在于，包括：闪烁体层，在成像器件上形成；氧化物层，在所述闪烁体层上形成，透射X光，反射可视光线，阻断湿气透过。 2.根据权利要求1所述的直接方式的闪烁体面板，其特征在于，所述氧化物层是由折射率处于1.0以上、2.0以下的第一氧化物层和折射率处于2.0以上、3.0以下的第二氧化物层多个积层的结构。 3.根据权利要求2所述的直接方式的闪烁体面板，其特征在于，所述第一氧化物层是SiO2层，所述第二氧化层是TiO2层；所述氧化物层的积层数在2个以上、31个以下。 4.根据权利要求2所述的直接方式的闪烁体面板，其特征在于，所述氧化物层将折射率接近所述闪烁体层折射率的氧化物层先在所述闪烁体层上积层。 5.根据权利要求1～4中的任一项所述的直接方式的闪烁体面板，其特征在于，还包括：在所述氧化物层上积层且透射X光、阻断湿气透过的保护膜。 6.一种直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于，实施步骤包括：在成像器件上形成闪烁体层；在所述闪烁体层上形成透射X光，反射可视光线，阻断湿气透过的氧化物层。 7.根据权利要求6所述的直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于，所述氧化物层的形成步骤是将折射率处于1.0以上、2.0以下的第一氧化物层的形成步骤和折射率处于2.0以上、3.0以下的第二氧化物层的形成步骤反复多次进行。 8.根据权利要求7所述的直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于，所述第一氧化物层是SiO2层，所述第二氧化物层是TiO2层。 9.根据权利要求7所述的直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于，所述氧化物层的形成步骤是将折射率接近所述闪烁体层折射率的氧化物层先在所述闪烁体层上积层。 10.根据权利要求6～9中的任一项所述的直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于， -5 所述氧化物层的形成步骤采用工艺压力几十至几百mTorr的溅射、工艺压力10 Torr以下的离子辅助真空蒸镀或基板倾斜公/自转方式。 11.根据权利要求10所述的直接方式的闪烁体面板的制造方法，其特征在于，还包括：在所述氧化物层上形成透射X光且阻断湿气透过的保护膜的步骤。
说明书全文	直接方式的闪烁体面板及其制造方法技术领域 [0001] 本发明涉及医疗用X光照相装置的闪烁体（scintillator）面板及其制造方法，具体是在成像器件上直接蒸镀闪烁体层的直接方式的闪烁体面板及其制造方法。背景技术 [0002] 用于医疗的X光照相广泛利用不使用胶卷而使用放射线检测仪获得图像后传送到电脑以显示照相图片的数字放射线图像装置。 [0003] 数字放射线图像装置根据其转换方式分为直接转换方式和间接转换方式，直接转换方式是将X光直接转换成电信号实现图像的方式，间接转换方式是将X光转换成可视光线之后使用光电二极管、CMOS、CCD 传感器等成像器件将可视光线转换成电信号之后实现图像的方式。直接转换方式是施加高电压才能检测的，故间接转换方式被广泛利用。 [0004] 间接转换方式利用将X光转换可视光线的闪烁体，根据将闪烁体的成像器件一体化的方式分为直接方式和间接方式。直接方式是将闪烁体层在成像器件上直接蒸镀形成闪烁体面板的方式，间接方式是先制造将闪烁体层在基板上蒸镀的闪烁体面板之后利用粘贴剂与成像器件结合。 [0005] 韩国公开专利10-2011-0113482号（利用直接蒸镀方式的放射线图片传感器的制造方法）中公开了一种直接方式的闪烁体面板结构。 [0006] 传统的直接方式的闪烁体面板具备保护膜而防止闪烁体层受潮，保护膜必须包括帕里纶膜。例如，由帕里纶膜形成的单层结构、由帕里纶膜+帕里纶膜形成的二层结构、由帕里纶+无机膜+帕里纶形成的三层结构等。 [0007] 如上所述，传统的是必须包含聚对二甲苯（Polyparaxylylene）或帕里纶（Parylen）等聚合物系列的物质作为闪烁体层的保护膜，聚合物系列物质是被UV、X光等高能量光线照射就容易被破坏，随着聚合物系列保护膜逐渐老化，产品性会下降。聚合物系列物质可以弱化从闪烁体发生的可视区域的光线强度，导致显示的数据清晰度下降。为提高清晰度而增加入射的X光的强度则导致医院器械的功能衰减。因此需要研究出一种可以最大限度地接收从闪烁体发生的可视区光线的光学技术装置。 [0008] 另外，传统的直接方式的闪烁体面板是需再具备将从闪烁体层生成的可视光线向成像器件方向反射的反射膜而造成其结构复杂的问题。发明内容 [0009] 本发明要解决的技术问题是针对传统的直接方式的闪烁体面板结构进行改造，简化结构，不需具备反射膜，可自由调节反射或透射的特性，简化结构和制造工艺，从而节省制造成本。 [0010] 为实现所述目的，本发明的直接方式的闪烁体面板是由闪烁体层和氧化物层组成。 [0011] 闪烁体层是在成像器件上形成的。 [0012] 氧化物层是闪烁体层上形成的，可以透射X光，反射可视光线，阻断湿气透过。 [0013] 本发明的直接方式的闪烁体面板中，氧化物层是由折射率处于1.0 以上、2.0以下的第一氧化物层和折射率处于2.0以上、3.0以下的第二氧化物层多个积层的结构。第一氧化物层是SiO2层，第二氧化层是TiO2层。氧化物层是可以将折射率接近所述闪烁体层折射率的氧化物层先在所述闪烁体层上积层。 [0014] 本发明的直接方式的闪烁体面板中，还可以包括在氧化物层上积层且透射X光、阻断湿气透过的保护膜。 [0015] 本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法，实施步骤包括：在成像器件上形成闪烁体层；在闪烁体层上形成透射X光，反射可视光线，阻断湿气透过的氧化物层。 [0016] 本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法中，氧化物层的形成步骤是将折射率处于1.0 以上、2.0以下的第一氧化物层的形成步骤和折射率处于2.0 以上、3.0以下的第二氧化物层的形成步骤反复多次进行。第一氧化物层是SiO2层，第二氧化物层是TiO2层。在氧化物层的形成步骤中，可以将折射率接近所述闪烁体层折射率的氧化物层先在所述闪烁体层上积层。 [0017] 本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法中，氧化物层的形成步骤是采用工艺-5压力几十至几百mTorr的溅射、工艺压力10 Torr以下的离子辅助真空蒸镀或基板倾斜公/自转方式。 [0018] 本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法中，还可以包括在氧化物层上形成透射X光且阻断湿气透过的保护膜的步骤。 [0019] 本发明具有的优点在于：本发明提供的一种直接方式的闪烁体面板及其制造方法，闪烁体面板的结构中的氧化物层同时发挥保护功能和反射功能而不需具备反射膜。由此易于制造，减少费用，可根据氧化物层的积层数调节反射或透射的特性而可制造出具备所需反射特性的闪烁体面板。附图说明 [0020] 图1是本发明的具备单层氧化物层的直接方式的闪烁体面板图示；图2a是本发明另一个实施例的具备多层氧化物层的直接方式的闪烁体面板图示；图2b是本发明的直接方式的闪烁体面板的氧化物层的反射特性图示；图3是本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法的图示；图4a是本发明的另一个变形例即具备保护膜的直接方式的闪烁体面板图示；图4b是具备图4a的保护膜的直接方式的闪烁体面板的制造方法的图示。 [0021] 图中：100 : 成像器件； 110 : 基板； 120 : 光接收元件； 130 : 电极板； 200 : 单层氧化物层； 210 : 闪烁体层； 220 : 氧化物层； 200' : 多层氧化物层； 300 : 保护膜。具体实施方式 [0022] 下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但所举实施例不作为对本发明的限定。 [0023] 下面结合附图对本发明详细进行描述。 [0024] 图1是本发明的具备单层氧化物层的直接方式的闪烁体面板图示。 [0025] 如图1所示，直接方式的闪烁体面板200组成包括成像器件100上面积层的闪烁体层210和闪烁体层210上积层的氧化物层220。 [0026] 成像器件100是其组成包括基板110、多个光接收元件120、多个电极板130等。光接收元件120配置于基板110的表面中央，电极板130配置于基板110的表面边缘部分。 [0027] 光接收元件120是在由硅有机树脂或玻璃形成的基板110上以一维或二维阵列形成的光电转换器件。光接收元件120检测出被闪烁体层210转换的可视光线，再转换成电信号。光接收元件120可以使用光电二极管或薄膜场效应晶体管等。 [0028] 电极板130在基板110的表面边缘部分形成有多个。电极板130读取被光接收元件120生成的电信号，传递到图像分析装置等。电极板130通过电线等配线与光接收元件120用电连接。 [0029] 闪烁体层210是在成像器件10的上部形成的，且优选地覆盖住光接收元件120形成的整面及其周边。闪烁体层210被蒸镀成柱状结构。闪烁体层210的各柱状结构是其顶部并不平坦，而是向顶部形成尖的形状。闪烁体层210的厚度约达20-2000µm左右。闪烁体层210将入射的放射线转换成可以由光接收元件120检测的可视光线区域的光。 [0030] 闪烁体层210只要是能把放射线转换成可视光线，则对其种类并没有限制。例如，可以采用CsI、涂铊Tl的CsI、涂钠Na的CsI、涂铊Tl的NaI等，其中涂铊Tl的CsI可发出可视光线且发光率佳而适宜采用。 [0031] 形成闪烁体层210的CsI为吸湿性材料，吸收空气中的水蒸汽（湿气）会融化。也就是说，湿气到达闪烁体层210时闪烁体层210被损伤而从成像器件获得的图像清晰度会降低。因此要避免闪烁体层210受潮。 [0032] 氧化物层220是在闪烁体层210上面形成的。氧化物层220可以阻断湿气透过，保护闪烁体层210受潮。氧化物层220还阻断放射线，将在闪烁体层210转换的可视光线向成像器件100方向反射，从而提高从成像器件100获得的图像的清晰度。 [0033] 氧化物层220可以用金属等氧化膜构成，例如可以采用SiO2或TiO2等。 [0034] 氧化物层220可以利用电子束蒸镀、溅射法、热蒸镀等物理气相蒸镀或化学气相蒸镀等方法形成。本发明是需要把闪烁体层210的整面都蒸镀为氧化物层220，因此采用阶梯覆盖性（step coverage）较好的高压溅射方式在将氧化物层220蒸镀在闪烁体层210上。高压溅射工艺压力达到几十至几百mTorr。 [0035] 氧化物层220是可以按照从可视光线中只透射特定波长区域方式构成。可视光线一般具有400至700nm的波段，再细分的话可以分成400-500nm区域的蓝（blue）区、500-600nm 区域的绿(green)区以及600-700nm范围的红(red)区。但是根据光接收元件120在基板110中的形成深度，可能会使光接收元件120接收不到所有波段的可视光线。例如，光接收元件120在基板110的4-5µm深处形成，则光接收元件120可以检测到蓝区的波长和绿区的波长，但无法接收红区即600-700nm区域的可视光线。因此，根据光接收元件 120的形成深度决定需透射的可视光线的有效波段，因此形成氧化物层220时有效透射区域的透射率会达到最高。 [0036] 图2a是本发明另一个实施例的具备多层氧化物层的直接方式的闪烁体面板图示。 [0037] 如图2a所示，可以将折射率不同的氧化物层积层多个形成氧化物层220'。如图1所示，氧化物层220由一个氧化物层220构成则无法充分实现反射率。但将氧化物层221、222积层多个，调节积层的氧化物层221、222种类或数量即可实现单层氧化物层220无法实现的反射率。 [0038] 氧化物层220'由折射率相互不同的两个氧化物层221，222构成时，其反射率R的表达式如下。 [0039] 数学式1(R为反射率) 例如，第一氧化物层221是选择折射率在1.0以上、 2.0以下的介质，第二氧化物层 222是选择折射率在2.0以上、3.0以下的介质，并积层多个构成。也就是说，第一氧化物层 221用SiO2膜形成，第二氧化物层222是用TiO2膜形成时，SiO2的折射率约达1.4， TiO2的折射率约达2.5，则计算的反射率为8%。但8%的反射率并不足够，因此将SiO2膜和TiO2膜的厚度按不同数量积层，例如积层2-31层，则在宽的区域波段中可以实现90%以上的反射率，对此又称为截止滤光片（Cut-Off Filter）。 [0040] 另外，由多个氧化物层220'构成时，可以对氧化物层221，222的种类、积层数和厚度等进行调节，从而使根据光接收元件120的安装深度的可视光线的有效反射率达到最大。 [0041] 图2b是本发明的直接方式的闪烁体面板的氧化物层的反射特性图示。 [0042] 如图2b所示，氧化物层220'所显示特性是把300-600nm的可视光线波段百分之百地反射，而其它区域的光则百分之百地透射。图2b中图示的氧化物层的滤波特性是调节折射率不同的多个氧化物层种类、积层数和厚度即可形成。 [0043] 图3是本发明的直接方式的闪烁体面板的制造方法的图示。 [0044] 如图3所示，在蒸镀箱内插入形成光接收元件120和电极板130的成像器件100安装（步骤S310）。 [0045]在蒸镀箱内在光接收元件120的形成面上蒸镀闪烁体层210（步骤S320）。此时，闪烁体层210的蒸镀面积大于光接收元件120形成的面积。 [0046] 闪烁体层210的最上端是因各晶体的高度可能不同，要求在闪烁体层210上蒸镀氧化物层220、220'时覆盖率（step coverage）必须优秀。作为优选的氧化物层220、220'蒸镀工艺，可以采用物理气相蒸镀(PVD, physical vapor deposition)方式，如真空蒸镀（evaporation）或溅射（sputtering）方式等。 [0047] 如果利用真空蒸镀方式形成氧化物层220、220'，则实施工艺的压力在10-5 Torr以下，因此蒸发物质几乎进行直线运动同时入射到具有光接收元件120的基板110表面。因此为了优化氧化物层220,220'的覆盖率，可以利用称为‘基板倾斜/公自转方式’，即光接收元件120存在的基板110表面和入射到基板110面的蒸发物质角度为0-45度，并进行公转和自转的同时实施蒸镀的方式。为此需要基板固定部以圆屋顶状构成的装置。 [0048] 另外，采用真空蒸镀方式蒸镀氧化物层220、220'时，为优化氧化物层200,200'的密度，可以采用离子辅助蒸镀（IBED, ion beam assisted deposition）方式。 [0049] 采用溅射方式蒸镀氧化物层220、220'时工艺压力远高于真空蒸镀方式而被溅射的目标物质到达基板的入射角会有很多种。因此溅射方式是即使不使用其它的基板固定装置，覆盖率仍然优秀。此时，将形成闪烁体层210的成像器件100移动到溅射箱之后在几十～几百mTorr的高工艺压力下形成氧化物层220、220'。 [0050] 采用真空蒸镀方式或者溅射方式蒸镀氧化物层220'时氧化物层220'将折射率在1.0以上、2.0以下的介质1的氧化物层和折射率在2.0以上、3.0以下的介质2的氧化物层依次交替构成。此时，与闪烁体层210接触的氧化物层可能是介质1，也有可能是介质2。但，可以将折射率与闪烁体层210的折射率相近的介质先蒸镀在闪烁体层210上。氧化物层220'是在2-31层之内形成多层时，调节各氧化物层的厚度，使从闪烁体层210上发生的可视区域的光线在氧化物层220'产生最佳的反射，也可以调节积层的所有氧化物层的数。 [0051] 闪烁体层210被氧化物层220、220'从上面到侧面均被密封，由此，氧化物层220使照射到闪烁体层210的X光几乎百分之百地透射，使在闪烁体层210变换的可视光线向成像器件100方向几乎百分之百地反射，而且阻断湿气透过而保护闪烁体层210。 [0052] 图4a是本发明又另一个变形例即具有保护膜的直接方式的闪烁体面板图示。 [0053] 如图4a所示，本发明的直接方式的闪烁体面板中，在氧化物层220上还可以形成保护膜300。保护膜300使用可以防潮、可透射X光的材料形成即可，其它的并没有限制。例如有机树脂，具体是可以使用帕里纶树脂。帕里纶是用化学方法蒸镀的聚对二甲苯高分子的商品名称，有帕里纶N、帕里纶C、帕里纶D、帕里纶AF-4等。用帕里纶的涂膜则水蒸汽或气体透过得少，具有斥水性和耐药品性，电绝缘性也优秀，可以透射放射线。 [0054] 保护膜300是在真空中用物理蒸镀（PVD）或化学蒸镀（CVD）等方法蒸镀的。 [0055] 图4b是图4a的具备保护膜的直接方式的闪烁体面板的制造方法的图示。 [0056] 图4b的制造方法还包括图3的制造方法中在氧化物层220上形成保护膜300的（步骤S340）。保护膜300是在蒸镀箱蒸镀帕里纶等形成的。 [0057] 以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所述的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例所述技术方案的范围。 [0058] 以上所述实施例仅是为充分说明本发明而所举的较佳的实施例，本发明的保护范围不限于此。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。

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