本發明涉及醫療器械技術領域,尤其涉及一種光纖內窺鏡及其制作方法。
背景技術:
醫用內窺鏡是一個配備有燈光的管子,它可以經過口腔進入胃內或經其他天然管道進入體內。利用內窺鏡可以看到x射線不能顯示的病變,因此它對醫生非常有用。醫用內窺鏡按其發展及成像構造分類:可大體分為三大類:硬管式內窺鏡、光學纖維(軟管式)內窺鏡和電子內窺鏡。其中,硬管式內鏡隨著新技術的發展已經不再使用;光學纖維(軟管式)內窺鏡由內窺鏡鏡體和冷光源兩部分組成,鏡體內有兩條光導纖維束:一條叫導光束,它是用來將冷光源產生的光線傳導到被觀測的物體表面,從而將被觀測物表面照亮;另一條叫傳像束的光纖束,一端對準目鏡,另一端通過物鏡片對準被觀測物表面,醫生通過目鏡能夠非常直觀地看到臟器表面的情況,便于及時準確地診斷病情。傳導圖像的光纖束構成了纖維內窺鏡的核心部分,它由數萬根極細的玻璃纖維組成,根據光學的全反射原理,所有玻璃纖維外面必須再被覆一層折射率較低的膜(包層),以保證所有纖芯傳導的光線都能發生全反射。由于單根光纖的傳遞只能產生一個光點,要想看到完整的圖像,就必須把大量的光纖集成束,而要保證把圖像傳遞到另一端也成同樣的圖像,就必須使每一根光纖在其兩端所排列的位置相同,稱為導像束。電子內窺鏡與光學纖維內窺鏡的不同之處是后者使用光纖傳像而前者使用的稱為微型圖像傳感器的ccd(charge-coupleddevice,中文全稱:電荷耦合元件,也可稱為ccd圖像傳感器)器件,它們的光源是一樣的。基于此,手術可以用內窺鏡和激光來做,內窺鏡的光導纖維能輸送激光束,燒灼贅生物或腫瘤,封閉出血的血管。
現有的光纖內窺鏡是通過設置在外部的光源發出的光經導光束傳至內窺鏡端部的一個凹透鏡上,經過凹透鏡發散以獲得更寬廣的照明視場,反射回來的光線進入觀察系統經過傳像束傳到其另一端,從目鏡后即可看到清晰的物像。由于光纖內窺鏡包括導光束和傳像束,因此不利于縮小內窺鏡端部的尺寸,并且受限于導光束所占的比例,外部光源通過導光束傳播到臟器表面的亮度有限。
技術實現要素:
本發明的目的在于提供一種光纖內窺鏡及其制作方法,簡化了光纖內窺鏡的結構,在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時,由于發光光源設置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內窺鏡在工作時四周的亮度,保證了成像質量,使傳回的圖像更加飽滿。
本發明所提供的技術方案如下:
一種光纖內窺鏡,所述光纖內窺鏡包括用于傳導圖像的傳像束,所述傳像束包括圖像采集端和圖像輸出端;在所述傳像束的圖像采集端設有發光光源。
進一步的,所述傳像束包括至少一根傳像束光纖,在每一根所述傳像束光纖的圖像采集端均設置有所述發光光源。
進一步的,所述發光光源為有機發光二極管,包括由內至外依次包裹在所述傳像束光纖的外周面的第一電極層、發光層及第二電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上還設有:與所述第一電極層連接、用于向所述第一電極層施加電信號的第一引線;及,與所述第二電極層連接、用于向所述第二電極層施加電信號的第二引線。
進一步的,在所述發光光源的遠離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層至少部分未被所述發光層覆蓋,以使所述第一電極層的邊界超出所述發光層的邊界,且在所述第一電極層未被所述發光層所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣,且所述絕緣層完全覆蓋住所述第一電極層的邊界,并在所述第一電極層的邊界位置處形成第一過渡斜坡結構;
或者,在所述發光光源的遠離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發光層完全覆蓋住所述第一電極層的邊界,并超出所述第一電極層的邊界,用以使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣,且所述發光層在所述第一電極層的邊界位置處形成第二過渡斜坡結構;
或者,在所述發光光源的遠離所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發光層至少部分未被所述第二電極層覆蓋,以使所述發光層的邊界超出所述第二電極層的邊界,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣。
進一步的,在所述發光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層、所述發光層及所述第二電極層的邊界齊平;
或者,在所述發光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述發光層的邊緣至少部分未被所述第二電極層覆蓋,以使所述發光層的邊界超出所述第二電極層的邊界,用以使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣;
或者,在所述發光光源的靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的一端,所述第一電極層至少部分未被所述發光層覆蓋,以使所述第一電極層的邊界超出所述發光層的邊界,且在所述第一電極層未被所述發光層所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層,用于使所述第一電極層和所述第二電極層絕緣。
進一步的,所述第一電極層的反射率高于預設值,用以避免所述發光層發出的光進入所述傳像束光纖內。
進一步的,在所述傳像束光纖上還設置有封裝保護所述有機發光二極管、所述第一引線和所述第二引線的透光封裝保護膜層。
一種如上所述的光纖內窺鏡的制造方法,所述方法包括:在所述傳像束的圖像采集端制作形成發光光源。
進一步的,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發光光源,包括:在所述傳像束的每一根傳像束光纖的圖像采集端均制作所述發光光源;具體包括:
在所述傳像束光纖的外周面上、靠近所述傳像束光纖的圖像采集端的位置處形成第一電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上沿徑向形成第一引線;
在所述第一電極層上形成發光層;
在所述發光層上形成第二電極層;
在所述傳像束光纖的外周面上沿徑向形成第二引線。
進一步的,在所述方法中,采用化學鍍膜或者磁控濺射的方式在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第一電極層;所述第一引線和所述第二引線均采用噴墨打印的方式形成在所述傳像束光纖上。
進一步的,所述方法還包括:
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第一電極層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成第一電極層的區域形成第一保護層;在所述傳像束光纖上形成所述第一電極層之后,除去所述第一保護層;
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述發光層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成所述發光層的區域形成第二保護層;在所述傳像束光纖上形成所述發光層之后,除去所述第二保護層;
在所述傳像束光纖的外周面上形成所述第二電極層之前,在所述傳像束光纖上不需要形成所述第二電極層的區域形成第三保護層;在所述傳像束光纖上形成所述第二電極層之后,除去所述第三保護層;
其中,所述第一保護層、所述第二保護層和所述第三保護層均采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖上。
進一步的,所述方法還包括:
在所述傳像束的每一根傳像束光纖的圖像采集端均制作所述發光光源之后,在所述傳像束光纖上形成用于封裝保護所述有機發光二極管、所述第一引線和所述第二引線的透光封裝保護膜層;其中采用噴墨打印方式形成所述透光封裝保護膜層。
本發明所帶來的有益效果如下:
本發明提供的光纖內窺鏡及其制作方法,將發光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導光束,簡化了光纖內窺鏡的結構,在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時,由于發光光源設置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內窺鏡在工作時四周的亮度,保證了成像質量,使傳回的圖像更加飽滿。
附圖說明
圖1表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡的單根傳像束光纖的截面結構示意圖;
圖2表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中采用化學鍍膜方式在傳像束光纖上形成第一電極層的結構示意圖;
圖3表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中采用磁控濺射鍍膜方式在傳像束光纖上形成第一電極層時的結構示意圖;
圖4表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第一電極層時的截面結構示意圖;
圖5表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第一引線時的結構示意圖;
圖6表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成發光層時的結構示意圖;
圖7表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成發光層時的截面結構示意圖;
圖8表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成絕緣層時的截面結構示意圖;
圖9表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第二電極層及第二引線時的結構示意圖;
圖10表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成第二電極層及第二引線時的截面結構示意圖;
圖11表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡制作方法中在傳像束光纖上形成透光封裝保護膜層時的結構示意圖;
圖12表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡中單根傳像束光纖上形成發光光源的立體結構示意圖;
圖13表示本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡中多根傳像束光纖集成在一起的結構示意圖。
具體實施方式
為使本發明實施例的目的、技術方案和優點更加清楚,下面將結合本發明實施例的附圖,對本發明實施例的技術方案進行清楚、完整地描述。顯然,所描述的實施例是本發明的一部分實施例,而不是全部的實施例。基于所描述的本發明的實施例,本領域普通技術人員所獲得的所有其他實施例,都屬于本發明保護的范圍。
針對現有技術中光纖內窺鏡的光源設置在外部,不利于內窺鏡端部的尺寸,且外部光源通過導光束傳播的亮度有限的技術問題,本發明提供了一種光纖內窺鏡及其制作方法,能夠將發光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導光束,簡化了光纖內窺鏡的結構,在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內窺鏡的圖像采集端的尺寸,同時,由于發光光源設置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內窺鏡在工作時四周的亮度,保證了成像質量,使傳回的圖像更加飽滿。
本發明實施例中所提供的光纖內窺鏡包括用于傳導圖像的傳像束,所述傳像束包括圖像采集端和圖像輸出端;在所述傳像束的圖像采集端設有發光光源。
本發明提供的光纖內窺鏡,其是將發光光源集成在傳像束的圖像采集端,省去了外部光源及導光束,簡化了光纖內窺鏡的結構,在保證照明亮度的前提下,有利于縮小光纖內窺鏡的圖像采集端的尺寸;同時,由于發光光源設置在傳像束的圖像采集端,能夠充分的保證內窺鏡在工作時四周的亮度,保證了成像質量,使傳回的圖像更加飽滿。
在本發明所提供的優選實施例中,如圖12和13所示,所述傳像束包括至少一根傳像束光纖100,在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端均設置有所述發光光源200。
采用上述方案,所述光纖內窺鏡可以是單根傳像束光纖100或多根傳像束光纖100,如圖13所示,當所述光纖內窺鏡包括多根傳像束光纖100時,其是將大量的單根傳像束光纖100集合在一起,多根所述傳像束光纖100通過外部的透明的外部保護層300進行保護與固定,在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端均集成有所述發光光源200。
此外,在本發明所提供的優選實施例中,如圖1、圖11和圖12所示,所述發光光源200為有機發光二極管,包括由內至外依次包裹在所述傳像束光纖100的外周面的第一電極層210、發光層220及第二電極層230;在所述傳像束光纖100的外周面上還設有:與所述第一電極層210連接、用于向所述第一電極層210施加電信號的第一引線240;及,與所述第二電極層230連接、用于向所述第二電極層230施加電信號的第二引線250。
采用上述方案,所述發光光源200是采用的有機發光二極管,oled即有機發光二極管(organiclight-emittingdiode),又稱為有機電激光顯示(organicelectroluminescencedisplay,oled),其基本結構是由一薄而透明具半導體特性之銦錫氧化物,與電力正極相連,再加上另一個金屬陰極,包成如三明治的結構。整個結構層中包括:空穴傳輸層、發光層與電子傳輸層等。當電力供應之適當電壓時,一般為10v以內,正極空穴與陰極電荷就會在發光層中結合,產生光亮,并且發光層發光時產生的熱量很小,一般在30攝氏度左右。
在本發明所提供的優選實施例中,所述發光光源200就是采用的有機發光二極管,其可以制作在傳統的傳像束光纖100的圖像采集端的外表面上,通過在傳統的傳像束光纖100的外表面上由內至外依次形成第一電極層210、發光層220和第二電極層230,并在傳像束光纖100的外表面上制作用于向第一電極層210施加電信號的第一引線240及用于向第二電極層230施加電信號的第二引線250來實現將有機發光二極管集成于傳像束光纖100上的目的。
其中所述第一電極層210可以是陰極層,其可以是采用金屬膜層,所述金屬膜層可以包括銀、鎂、鋰中的任意一種金屬膜層,或者,銀、鎂、鋰中任意兩種或三種金屬的合金膜層;所述第二電極層230可以是陽極層,其可以采用氧化銦錫層;所述第一引線240和所述第二引線250均可以采用納米銀線。
需要說明的是,所述第一電極層210、所述第二電極層230及所述第一引線240、所述第二引線250均可以采用其他材質,對此并不進行限定。
需要說明的是,在上述方案中,所述傳像束光纖100的橫截面如圖1所示,其主要是由纖芯110、包層120和涂覆層130構成,所述傳像束光纖100的最外層為涂覆層130,即樹脂涂層,其作用是保護脆弱的包層120和纖芯110,加強光纖整體的強度;中間層為包層120即低折射率層,其作用是提供與纖芯110介質間的折射率差,從而實現光在光纖中全反射式傳輸,在某些時候也能夠作為重要傳光部分;中心處為光纖纖芯110,即高折射率芯,是主要的光傳輸通道。一般單模光纖的纖芯110直徑為8-10μm,多模光纖的纖芯110直徑范圍為50-100μm。
還需要說明的是,在上述方案中,如圖12所示,所述第一電極層210、所述發光層220及所述第二電極層230均可以是沿所述傳像束光纖100的周向由內至外依次包裹于所述傳像束光纖100的外表面,而所述第一引線240和所述第二引線250可以是沿所述傳像束光纖100的軸向方向相互平行設置,以與外部的信號加載裝置連接。
此外,在本發明所提供的光纖內窺鏡中,所述第一引線240連接在所述第一電極層210的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第二引線250連接在所述第二電極層230的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,為了使得第一電極層210和第二電極層230絕緣,在本發明所提供的光纖內窺鏡中,可以采用以下三種實施方式:
實施例1
如圖9所示,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210至少部分未被所述發光層220覆蓋,以使所述第一電極層210的邊界超出所述發光層220的邊界,且在所述第一電極層210未被所述發光層220所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層260,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發光光源200的遠離所述圖像采集端的一端,所述發光層220距離所述第一電極層210的邊界的距離為d,并采用絕緣層260來覆蓋住所述第一電極層210上未被所述發光層220所覆蓋住的部分,如此,可以防止在后續制作連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250時,第二引線250與有機發光二極管的第一電極層210之間連接發生短路。
優選的,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述絕緣層260完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并在所述第一電極層210的邊界位置處形成第一過渡斜坡結構。
采用上述方案,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述絕緣層260的邊界應略微長于所述第一電極層210的邊界,以完全覆蓋保護所述第一電極層210的邊界,并將所述絕緣層260在覆蓋所述第一電極層210的邊界的位置處制作出適當的坡度,以便后續制作的用于連接所述第二電極層230的第二引線250在經過所述第一電極層210的邊界斷層位置時,能由所述絕緣層260起到一緩沖作用,而使得所述第二引線250能更好地貼附在所述傳像束光纖100的表面。
需要說明的是,在上述方案中,在所述發光光源200的遠離所述圖像采集端的一端,所述發光層220的邊界與所述第一電極層210的邊界之間的上述距離d的大小根據需要設置,一般取10-50μm即可。
實施例2
在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發光層220完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并超出所述第一電極層210的邊界,用以使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發光光源200的遠離所述圖像采集端的一端,所述發光層220的邊界超出所述第一電極層210的邊界,從而,可以防止在后續制作連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250時,第二引線250與有機發光二極管的第一電極層210之間連接發生短路。
優選的,所述發光層220在所述第一電極層210的邊界位置處形成第二過渡斜坡結構。
采用上述方案,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發光層220在覆蓋所述第一電極層210的邊界的位置處制作出適當的坡度,以便后續制作的用于連接所述第二電極層230的第二引線250在經過所述第一電極層210的邊界斷層位置時,能由所述發光層220起到一緩沖作用,而使得所述第二引線250能更好地貼附在所述傳像束光纖100的表面。
實施例3
在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發光層220至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
采用上述方案,在所述發光光源200的遠離所述圖像采集端的一端,所述發光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,也就是說,所述發光層220至少一部分未被所述第二電極層230覆蓋,由此,可以防止在后續制作連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250時,第二引線250與有機發光二極管的第一電極層210之間連接發生短路。
需要說明的是,在實際應用中,除了以上三種實施方式,還可以采用其他方式來使得在所述發光光源200的遠離所述圖像采集端的一端,所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
此外,在本發明所提供的實施例中,在所述發光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210、所述發光層220及所述第二電極層230的邊界齊平。
采用上述方案,由于所述第一引線240和第二引線250分別連接在所述第一電極層210和所述第二電極層230的遠離所述圖像采集端的一端,因此,在所述發光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210、所述發光層220及所述第二電極層230的邊界可以齊平,并與所述傳像束光纖100的圖像采集端的端面101齊平,有利于結構簡化。
需要說明的是,在本發明的其他實施例中,在所述發光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,還可以是:
所述發光層220的邊緣至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,或者,在所述發光光源200的靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述第一電極層210至少部分未被所述發光層220覆蓋,以使所述第一電極層210的邊界超出所述發光層220的邊界,且在所述第一電極層210未被所述發光層220所覆蓋的部分上覆蓋有絕緣層260,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣,以進一步減少所述第一電極層210和所述第二電極層230之間的短路的風險。
此外,在本發明所提供的優選實施例中,為了防止所述傳像束光纖100表面的有機發光二極管發出的光直接耦合進光纖,優選的,所述第一電極層210的反射率高于預設值,也就是說,所述第一電極層210具有較高的反射率,用以避免所述發光層220發出的光耦合進入所述傳像束光纖100內,從而干擾成像。
此外,在本發明所提供的優選實施例中,如圖11所示,在所述傳像束光纖100上還設置有封裝保護所述有機發光二極管、所述第一引線240和所述第二引線250的透光封裝保護膜層270。
在本發明的實施例中還提供了一種本發明實施例所提供的光纖內窺鏡的制作方法,所述方法包括:在所述傳像束的圖像采集端制作形成發光光源200。
其中,在所述方法中,優選的,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發光光源200,具體包括:在所述傳像束的每一根傳像束光纖100的圖像采集端均制作所述發光光源200,以制作形成單根光纖內窺鏡。
其中在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端制作發光光源200的步驟包括如下:
步驟s1、在所述傳像束光纖100的外周面上、靠近所述傳像束光纖100的圖像采集端的位置處形成第一電極層210;
步驟s2、在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第一引線240;
步驟s3、在所述第一電極層210上形成發光層220;
步驟s4、在所述發光層220上形成第二電極層230;
步驟s5、在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第二引線250。
其中,在本發明實施例所提供的方法中,步驟s1中,優選的,可以采用化學鍍膜或者磁控濺射的方式在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層210。
在本發明實施例所提供的方法中,所述方法還包括:在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成第一電極層的區域形成第一保護層;在所述傳像束光纖100上形成所述第一電極層之后,除去所述第一保護層。優選的,所述第一保護層是采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下說明分別說明采用化學鍍膜方式和采用磁控濺射鍍膜方式在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第一電極層210的具體步驟。
(一)化學鍍膜方式:
圖2和圖4所示為采用化學鍍膜方式形成第一電極層的結構示意圖。
以化學鍍銀膜為例,化學鍍銀膜層具有良好的均勻性,化學鍍銀的反應溶液由銀鹽、絡合物和強還原劑組成,由于化學鍍銀的不穩定、以及反應時間快,壽命短,所以在反應液中加入穩定劑,可以有效地防止鍍液的分解。以下以一種具體的實施例來說明采用化學鍍膜方式來形成所述第一電極層210的具體過程:
1)銀氨反應液的配置:取1.0~2.0g硝酸銀,攪拌溶解于100ml的去離子水中;配置氨水,緩緩地加入硝酸銀溶液中,同時攪拌,溶液發生反應生成沉淀,繼續添加氨水至沉淀消失;稱取0.5~0.9g氫氧化鉀(koh),攪拌溶解于50ml水中,將koh溶液緩緩加入反應液中,同時攪拌,溶液發生反應生成沉淀;繼續滴加氨水溶液,直至溶液基本澄清,若還有少量沉淀存在可以用過濾的方法濾清溶液,注意氨水不要過量;
2)還原劑溶液的配置:用電子天平稱量0.5~0.9g葡萄糖,攪拌溶解于95ml去離子水中;加入5ml乙醇作為穩定劑;
3)將傳像束光纖100置于培養皿中,銀氨反應液與還原劑溶液按3:1的體積比例倒入培養皿中,在室溫下反應一定時間后從培養皿中取出,并用去離子水輕輕的沖洗,置于高低溫箱中90±10℃環境下烘烤5~10min,可增強銀膜的附著力。
通過上述化學鍍膜方式制備的銀膜反射率高,膜質均勻,且與傳像束光纖100附著力良好,適合作為有機發光二極管的陰極,膜層厚度一般為10nm-200nm。
需要說明的是,在上述方案中,在進行化學鍍膜之前,需要在所述傳像束光纖100上形成第一保護層,以保護好所述傳像束光纖100的圖像采集端的端面101以及不需要鍍銀膜的部分。具體地,如圖2所示,在距離傳像束光纖100的圖像采集端端面101處長為l的傳像束光纖100表面區域鍍上銀膜作為有機發光二極管的第一電極層210(陰極),其中l的大小優選為0.1mm-2mm,在一具體實施例中,采用噴墨打印的方式在傳像束光纖100的端面101處以及光纖表面其他不需要鍍銀膜處打印光刻膠保護層(即所述第一保護層),以保護這些區域在化學鍍膜時不會被銀膜覆蓋;在化學鍍銀膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護層,以去除光刻膠保護層表面的銀膜,從而制備出距離傳像束光纖100端面101長為l區域的傳像束光纖100的外表面上的銀膜作為有機發光二極管的第一電極層210。
(二)磁控濺射鍍膜方式:
圖3所示為采用磁控濺射鍍膜方式形成第一電極層的結構示意圖。
在磁控濺射鍍膜方式制備有機發光二極管的第一電極層210時,將所述傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動機10的轉軸上;將所述微型電動機10固定在磁控濺射鍍膜腔室內,利用微型電動機10的轉軸旋轉,使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉,以使所述傳像束光纖100的表面生長出厚度均勻的膜層,即,所述第一電極層210。
其中,利用磁控濺射的方式在所述傳像束光纖100的表面制備出的第一電極層210,可以是功函數較低的有機發光二極管的陰極金屬膜層,例如:銀、鎂、鋰中的任意一種金屬膜層,或者,銀、鎂、鋰中任意兩種或三種金屬的合金膜層;優選的,所述第一電極層210可以是mg:ag(10:1)或者li:al(0.6%li)合金金屬膜層等。
需要說明的是,在磁控濺射制作傳像束光纖100表面上的有機發光二極管的第一電極層210之前,同樣需要采用噴墨打印等方式在傳像束光纖100的端面101處以及傳像束光纖100的表面其他不需要鍍膜處打印光刻膠保護層(即所述第一保護層),以保護這些區域在磁控濺射鍍膜時不會被銀膜覆蓋;在磁控濺射鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護層,以去除光刻膠保護層表面的金屬膜層,從而在距離傳像束光纖100的圖像采集端端面101處長為l的傳像束光纖100表面區域鍍上銀膜作為有機發光二極管的第一電極層210(陰極),其中l的大小優選為0.1mm-2mm。
需要說明的是,為了防止傳像束光纖100表面的有機發光二極管發出的光直接耦合進傳像束光纖100,優選的,采用化學鍍膜或者磁控濺射鍍膜方式制備出的有機發光二極管的第一電極層210具有較高的反射率,從而避免有機發光二極管的光直接耦合進光纖而干擾成像。
在本發明實施例所提供的方法中,步驟s2中,在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成所述第一引線240,具體可以包括如下步驟:
如圖5所示,在有機發光二極管的第一電極層210制備完成后,通過噴墨打印的方式,在傳像束光纖100的外表面打印出連接有機發光二極管的第一電極層210的納米銀線,作為所述第一引線240。
應當理解的是,在實際應用中,所述第一引線240還可以采用其他方式來形成,所述第一引線240的材料也可以采用其他金屬材料,對此不進行限定。
此外,在本發明實施例所提供的方法中,步驟s3中,在所述第一電極層210上形成發光層220,具體包括:采用蒸鍍方式在所述第一電極層210上形成所述發光層220。
并且,在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述發光層220之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成所述發光層220的區域形成第二保護層;在所述傳像束光纖100上形成所述發光層220之后,除去所述第二保護層。優選的,所述第二保護層采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下以一具體實施例來說明采用蒸鍍方式來形成所述發光層220的具體步驟:
采用噴墨打印的方式在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處以及傳像束光纖100的表面其他不需要蒸鍍有機發光層220處打印光刻膠保護層(即所述第二保護層),以保護這些區域在蒸鍍時不會被有機發光層220覆蓋;
將已經制作有有機發光二極管的第一電極層210和第一引線240的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動機的轉軸上,微型電動機固定在蒸鍍腔室中,利用微型電動機使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉,以使傳像束光纖100的表面生長出均勻的有機發光膜層;
在鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護層,以去除光刻膠膜層上的有機發光膜層,最終在有機發光二極管的第一電極層210的表面上制備出有機發光層220。
需要說明的是,當本發明所提供的方法應用于制作本發明實施例1中所提供的光纖內窺鏡時,如圖6所示,有機發光層220距離有機發光二極管的第一電極層210的遠離所述圖像采集端的一端的邊界的距離為d,以防止在后續打印制作連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250時,在遠離所述圖像采集端的一端的邊界處與有機發光二極管的第一電極層210短路,且保留上述距離d也可以在第一電極層210的邊界處制作出適當的坡度,以便后續打印制作的用于連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250時,使得第二引線250能更好地貼附在傳像束光纖100表面。上述距離d大小根據需要設置,一般取10-50μm即可;
當本發明所提供的方法應用于制作本發明實施例1中所提供的光纖內窺鏡時,所述方法還包括:在所述第一電極層210上形成所述發光層220之后,所述發光層220上形成第二電極層230之前,在所述第一電極層210未被所述發光層220所覆蓋的部分上形成絕緣層260。
優選的,可以采用噴墨打印的方式來形成所述絕緣層260。
具體地,通過噴墨打印的方式在有機發光二極管的第一電極層210上裸露出來的長度為d的未被所述發光層220所覆蓋的部分上表面打印一層絕緣層260(優選的,所述絕緣層260為pmma絕緣層260),以避免后續制作的用于連接有機發光二極管的第二電極層230的第二引線250與有機發光二極管的第一電極層210的邊緣短路。
在遠離所述圖像采集端的一端,所述絕緣層260的邊界略微超出有機發光二極管的第一電極層210的邊界,以完全覆蓋保護有機發光二極管的第一電極層210的邊界。
當本發明所提供的方法應用于制作本發明實施例2中所提供的光纖內窺鏡時,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發光層220完全覆蓋住所述第一電極層210的邊界,并超出所述第一電極層210的邊界,用以使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣,且所述發光層220在所述第一電極層210的邊界位置處形成第二過渡斜坡結構。
此外,在本發明實施例所提供的方法中,步驟s4中,在所述發光層220上形成所述第二電極層230,具體包括:采用磁控濺射鍍膜方式或者熱蒸鍍方式在所述發光層220上形成所述第二電極層230。
并且,在所述傳像束光纖100的外周面上形成所述第二電極層230之前,在所述傳像束光纖100上不需要形成所述第二電極層230的區域形成第三保護層;在所述傳像束光纖100上形成所述第二電極層230之后,除去所述第三保護層。優選的,所述第三保護層采用噴墨打印方式形成于所述傳像束光纖100上。
以下分別說明采用磁控濺射鍍膜方式或熱蒸發方式來形成所述發光層220的具體步驟:
采用磁控濺射或者熱蒸發等鍍膜方式制作有機發光二極管的第二電極層230時,優選地,選擇透明ito(透明氧化銦錫)材質的有機發光二極管的第二電極層230,在鍍膜之前,通過噴墨打印的方式在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處以及傳像束光纖100表面其他不需要生長第二電極層230處打印光刻膠保護層(即第三保護層),以保護這些區域在鍍膜時不會被第二電極層230覆蓋;
將已經制作有有機發光二極管的第一電極層210、第一引線240(對于實施例1所提供的光纖內窺鏡來說,還有絕緣層260)的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動機的轉軸上,微型電動機固定在鍍膜腔室中,利用微型電動機使傳像束光纖100在鍍膜的過程中不停地繞傳像束光纖100中心軸勻速旋轉,以使傳像束光纖100的表面生長出均勻的有機發光二極管的第二電極層230;
在鍍膜完成后,剝離掉傳像束光纖100表面的光刻膠保護層,以去除光刻膠膜層上的有機發光二極管的第二電極層230,從而制備出所需要的有機發光二極管的第二電極層230。
需要說明的是,在上述方法中,當本發明所提供的方法應用于制作本發明實施例3中所提供的光纖內窺鏡時,在形成所述第二電極層230時,在所述發光光源200的遠離所述傳像束光纖100的圖像采集端的一端,所述發光層220至少部分未被所述第二電極層230覆蓋,以使所述發光層220的邊界超出所述第二電極層230的邊界,用于使所述第一電極層210和所述第二電極層230絕緣。
此外,在本發明實施例所提供的方法中,步驟s4中,在所述傳像束光纖100的外周面上沿徑向形成第二引線250,具體包括:通過噴墨打印方式打印出與有機發光二極管的第二電極層230電連接的第二引線250。
需要說明的是,當本發明所提供的方法應用于制作本發明實施例3中所提供的光纖內窺鏡時,所述第二引線250通過絕緣層260與有機發光二極管的第一電極層210絕緣隔離,在非有機發光二極管區域的第二引線250制作在傳像束光纖100的表面,并且與第一引線240平行,如圖9所示,第一引線240電連接有機發光二極管的第一電極層210,第二引線250電連接有機發光二極管的第二電極層230,第一引線240與第二引線250分別連接外部電源的正負極,以為有機發光二極管供電。
此外,在本發明實施例所提供的方法中,所述方法還包括:
在所述傳像束的每一根傳像束光纖100的圖像采集端均制作所述發光光源200之后,在所述傳像束光纖100上形成用于封裝保護所述有機發光二極管、所述第一引線240和所述第二引線250的透光封裝保護膜層270。
優選的,在所述方法中,采用噴墨打印方式形成所述透光封裝保護膜層270。
具體地,一實施例中,在有機發光二極管所在區域以及第一引線240和第二引線250上通過噴墨打印的方式覆蓋透光封裝保護膜層270,以保護有機發光二極管的各膜層及第一引線240和第二引線250,并且在傳像束光纖100的圖像采集端端面101處,除傳像束光纖100的纖芯110、包層120以及涂覆層130以外的區域截面處,也全部打印覆蓋所述透光封裝保護膜層270,以封裝保護有機發光二極管。所述透光封裝保護膜層270可以采用pmma材質,pmma俗稱亞克力,具有良好的透光率與絕緣性,能起到封裝保護有機發光二極管與布線的作用。
在另一個實施例中,可以利用蒸鍍或者pecvd(等離子體增強化學氣相沉積法)等鍍膜方式,在傳像束光纖100的整個外表面上均勻地生長一層透光封裝保護膜層270,透光封裝保護膜層270的材質可以為氮化硅或者氧化硅等高透光率材料。具體地,將已經制作有有機發光二極管的傳像束光纖100沿軸向固定在微型電動機的轉軸上,微型電動機固定在鍍膜腔室中,利用微型電動機使光纖在鍍膜的過程中不停地繞光纖中心軸勻速旋轉,以使傳像束光纖100的外表面(包括傳像束光纖100的圖像采集端端面101)生長出均勻的透光封裝保護膜層270。傳像束光纖100的圖像采集端端面101處的截面圖如圖所示,傳像束光纖100的圖像采集端端面101上同樣會生長有透光封裝保護膜層270,透光封裝保護膜層270完全覆蓋傳像束光纖100的圖像采集端端面101處的纖芯110、包層120和涂覆層130以及第一電極層210、發光層220和第二電極層230;覆蓋傳像束光纖100的圖像采集端端面101的透光封裝保護膜層270與傳像束光纖100表面的透光封裝保護膜層270是一體形成的,共同保護傳像束光纖100的外表面。
此外,在本發明實施例所提供的方法中,在所述傳像束的圖像采集端制作形成發光光源200,還包括:在每一根所述傳像束光纖100的圖像采集端制作發光光源200之后,將多根所述傳像束光纖100集成為所述傳像束。
具體地,將多根所述傳像束光纖100集成為所述傳像束,具體包括:將多根所述傳像束光纖100通過外部透明的外部保護層300進行保護與固定。
以上所述僅是本發明的優選實施方式,應當指出,對于本技術領域的普通技術人員來說,在不脫離本發明技術原理的前提下,還可以做出若干改進和替換,這些改進和替換也應視為本發明的保護范圍。