间接方式的闪烁体面板及其制造方法 |
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| 申请号 | CN201310453419.8 | 申请日 | 2013-09-29 | 公开(公告)号 | CN103778988A | 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 涉及间接方式的 闪烁体 面板及其制造方法，包括 基板 、反射层、闪烁体层、透射用 氧 化物层。基板透射X光。反射层是在基板上形成，透射X光，反射可视光线。闪烁体层是在反射层上形成，将X光转换成可视光线。氧化物层密封住闪烁体层，透射可视光线，阻断湿气透过。 | ||||||
| 权利要求 | 1.一种间接方式的闪烁体面板，作为闪烁体面板，其特征在于，组成包括： |
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| 说明书全文 | 间接方式的闪烁体面板及其制造方法技术领域[0001] 本发明涉及用于医疗的X光照相装置的闪烁体（scintillator）及其制造方法，具体是制造闪烁体面板之后将此与成像器件结合的间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] 韩国专利公开2001-0110762号（闪烁体面板和放射线图片传感器）中公开了一种间接方式的闪烁体面板。传统的间接方式的闪烁体面板其组成包括透射放射线的基板、基板上形成的反射性金属薄膜、反射性金属薄膜上形成的闪烁体层以及密封闪烁体层的保护膜等。保护膜是除了聚对二甲苯之外，还使用聚氯二对甲苯、聚二氯对二甲苯、聚四氯对二甲苯、聚氟对二甲苯、聚二甲基对二甲苯、聚二乙基对二甲苯等。 [0006] 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光等高能量光线扫描就容易被破坏，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。 发明内容[0007] 本发明针对所述传统的间接方式闪烁体面板结构进行改造，提供一种间接方式的闪烁体面板及其制造方法，即使扫描X光但依然保持物理特性，且将从闪烁体层生成的可视光线最大限度地传递到成像器件，并可自由调节可视光线的透射特性。 [0010] 反射层是在所述基板上形成，透射X光，反射可视光线。 [0011] 闪烁体层是在所述反射层上形成，将X光转换成可视光线；氧化物层是在所述闪烁体层上形成，透射可视光线，阻断湿气透过。 [0012] 本发明的间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构成的。第一氧化物层是SiO2层，第二氧化层是TiO2层，氧化物层的积层数是可以在2个以上、31个以下选择。氧化物层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。 [0013] 本发明的间接方式的闪烁体面板中，还可以包括在所述氧化物层上形成且透射可视光线、阻断湿气透过的保护膜。 [0014] 本发明的间接方式的闪烁体面板的制造方法的实施步骤包括：准备X光透射用基板；在基板上形成透射X光且反射可视光线的反射层；在反射层上形成将X光转换成可视光线的闪烁体层；在闪烁体层上形成透射可视光线阻断湿气透过的氧化物层。 [0015] 本发明的间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] 本发明的间接方式的闪烁体面板的制造方法中，还可以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。 [0018] 本发明具有的优点在于：本发明提供的一种间接方式的闪烁体面板及其制造方法，因即使X光扫描但依然长时间保持物理特性的氧化物层而长久地保持闪烁体面板的性能。调节氧化层的积层数或厚度优化可视光线的透射特性时可将从闪烁体层生成的可视光线最大限度地传递到成像器件。 附图说明 [0019] 图1是本发明的具有单层氧化物层的间接方式的闪烁体面板图示；图2a是本发明的另一个实施例即具有多层氧化物层的间接方式的闪烁体面板图示； 图2b是本发明的间接方式的闪烁体面板中氧化物层的透射特性示意图； 图3是本发明的间接方式的闪烁体面板的制造方法的示意图； 图4a是本发明的另一个变形例即具有保护膜的间接方式的闪烁体面板图示； 图4b是具有图4a的保护膜的间接方式的闪烁体面板制造方法的示意图； 图5是将本发明的间接方式的闪烁体面板与成像器件结合的图示。 [0020] 图中：100 : 基板 (闪烁体面板); 200 : 反射层; 300 : 闪烁体层; 400 : 单层氧化物层; 400' : 多层氧化物层; 500 : 保护膜; 600 : 成像器件。 具体实施方式[0021] 下面结合附图本发明详细进行描述。 [0022] 图1是本发明的具有单层氧化物层的间接方式的闪烁体面板图示。 [0023] 如图1所示，间接方式的闪烁体面板包括基板100、反射层200、闪烁体层300和氧化物层400。 [0024] 基板100采用玻璃、耐热玻璃等可透射X光的材料。非晶碳（a-C）（玻璃碳或玻璃状碳）制是面积变大也具有一些刚性而在基板100上形成闪烁体层200也可以避免基板100弯曲的现象。 [0025] 反射层200采用使透射基板100的X光透射闪烁体层200，并反射从闪烁体层300转换的可视光线的材料形成。反射层200采用一般的反射性金属薄膜形成，而且主要采用银（Ag）或铝（Al），但此外还可以采用Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt、Au等。而且先形成Cr膜，在其上面再形成Au膜而形成多层膜。 [0026] 反射层200在其上面还可以形成保护膜，如果用Cr、Cu、Ni、Ti、Mg、Rh、Pt等形成反射层200，可将其氧化膜作为保护膜使用。 [0027] 闪烁体层300是在反射层200上面蒸镀的。闪烁体层300以柱状结构蒸镀。闪烁体层300的各柱子结构是其顶部并不平坦，而且向顶部形成尖的形态。闪烁体层300的厚度大约有20-2000µm左右。闪烁体层300将入射的放射线转换为可由成像器件的光接收元件检测的可视区域的光。 [0028] 闪烁体层300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采用涂铊Tl的CsI为宜。 [0029] 形成闪烁体层300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300时闪烁体层300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300受潮。 [0030] 氧化物层400是在闪烁体层300上形成的。氧化物层400是阻断湿气透过防止闪烁体层300受潮。氧化物层400还可以使可视光线透射。就是说，使在闪烁体层300转换的可视光线透射传递给成像器件。 [0031] 氧化物层400可以用金属等氧化膜构成，例如可以采用SiO2、TiO2、Ta2O3等。 [0032] 氧化物层400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300的整面都蒸镀为氧化物层400，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400蒸镀在闪烁体层300上。高压溅射工艺压力达到几十至几百mTorr。 [0033] 氧化物层400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在成像器件基板中的形成深度，可能会使光接收元件接收不到所有波段的可视光线。例如，光接收元件在基板的4-5µm深处形成，则光接收元件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400时有效透射区域的透射率会达到最高。 [0034] 图2a是本发明另一个实施例的具有多层氧化物层的间接方式的闪烁体面板图示。 [0035] 如图2a所示，积层多个折射率不同的氧化物层构成一个氧化物层400时所实现透射率并不充分。但如图2a所示，积层多个氧化物层411、412，调节积层的氧化物层411、412的种类或数量即可实现单层氧化物层400无法实现的透射率。 [0036] 例如，第一氧化物层411是选择折射率处于1.0以上 、2.0以下的介质，第二氧化物层412是选择折射率处于2.0以上、3.0以下的介质，并积层多个而组成。但只积层两个氧化物层411、412组成氧化物层400'时透射率并不充分。但SiO2膜和TiO2膜的厚度全部不同地积层如三个以上的氧化物层，则在宽可视区域的波段中的透射率可以超过90%以上。 [0037] 另外，由多个氧化物层400'构成时，调节氧化物层411、412的种类、积层数、厚度等，可以使根据光接收元件安装深度的可视光线的有效透射率达到最大。 [0038] 图2b是本发明的间接方式的闪烁体面板的氧化物层的透射特性图示。 [0039] 如图2b所示，氧化物层400'所显示特性是把300-600nm的可视光线波段百分之百地透射，而其它区域的光则百分之百地阻断。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。 [0040] 图3是本发明的间接方式的闪烁体面板的制造方法图示。 [0041] 图3所示，在蒸镀箱内插入玻璃基板100安装（步骤S310）。 [0042] 在蒸镀箱内在基板100的一侧表面用真空蒸镀法或溅射法形成反射层200（步骤S320）。反射层200可以是如100nm厚度的Al膜，或者将折射率不同的两个介质在2-31层范围内反复积层的氧化膜。 [0043] 在蒸镀箱内在反射层上蒸镀闪烁体层300（步骤S330）。闪烁体层300为提高反射层200的反射效率，应不超出反射层200的形成面为宜。闪烁体层300以柱状结构在反射层200上形成。其结果，闪烁体层300的上部不均匀且凹凸不平。 [0044] 此后，在蒸镀箱内形成封住闪烁体层300的氧化物层400。这里的氧化物层400可以防止闪烁体层300受潮，而且将从闪烁体层300生成的可视区域的光向成像器件方向透射。 [0045] 闪烁体层300的最上端因各晶体的高度可能不同，要求在闪烁体层300上蒸镀氧化物层400、400'时覆盖率（step coverage）必须优秀。作为优选的氧化物层200、200'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。 [0046] 采用真空蒸镀方式积层氧化物层400、400'时，工艺形成的压力在10-5 Torr以下，因此蒸发物质几乎进行直线运动的同时入射到闪烁体层300、反射层200或基板100的表面。因此为了优化氧化物层400、400'的覆盖率，可以采用称为“基板倾斜公/自转方式”即入射闪烁体层300或反射层200等的蒸发物质角度为0-45度，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组成圆屋顶形状的装置。 [0047] 采用真空蒸镀方式蒸镀氧化物层400、400'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。 [0048] 采用溅射方式蒸镀氧化物层400、400'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，反射层200和闪烁体层300将基板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400,400'。 [0049] 采用真空蒸镀方式或者溅射方式蒸镀氧化物层400'时，氧化物层400'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300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300的折射率相近的介质先蒸镀在闪烁体层300上。 [0050] 氧化物层400'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300上发生的可视区域的光线在氧化物层400'产生最佳的透射，也可以调节积层的所有氧化物层的数。 [0051] 闪烁体层300被氧化物层400、400'从上面到侧面均被密封，由此，氧化物层400使从闪烁体层300生成的可视光线向成像器件方向几乎百分之百地透射，而且阻断湿气透过而保护闪烁体层300。 [0052] 图4a是本发明又另一个变形例即具有保护膜的间接方式的闪烁体面板图示。 [0053] 如图4a所示，本发明的间接方式的闪烁体面板中，在氧化物层400上还可以形成保护膜500。保护膜500使用可以防潮、可透射可视光线的材料形成即可，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，可以透射可视光线。 [0054] 保护膜500是在真空中用物理蒸镀PVD或化学蒸镀CVD等方法蒸镀形成的。 [0055] 图4b是图4a的具备保护膜的间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400上形成保护膜500的步骤（步骤S350）。保护膜500是在蒸镀箱蒸镀帕里纶等形成的。 [0057] 图5是将本发明的间接方式的闪烁体面板与成像器件结合的图示。 [0058] 如图5所示，本发明的间接方式的闪烁体面板是氧化物层400向成像器件600方向使用粘贴剂等结合于成像器件600的光接收面。 [0060] 光接收元件620在用硅有机树脂或玻璃形成的基板610上以一维或二维阵列形成的光电转换器件。光接收元件620检测到被闪烁体层300转换的可视光线后转换成电信号。作为光接收元件620可以使用光电二极管或薄膜场效应晶体管等。 [0061] 电极板630在基板610的表面边缘形成有多个。电极板630读取被光接收元件620生成的电信号后传递给图像分析装置等。电极板630使用电线等配线与光接收元件620用电连接。 [0062] 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。 |
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