專利名稱：X射線探測器的制作方法
技術領域：
本發明涉及醫療X射線數字成像裝置，尤其是X射線探測器。
背景技術：
在工業及醫療行業中X射線探測器被廣泛的應用，作為X射線探測器必不可少的閃爍體部分也越來越重要。對于一些新型的醫用閃爍體，制備單晶時十分困難，發展多晶陶瓷閃爍體是目前最重要的研究方向，多晶陶瓷閃爍體具有成本低、加工性能好，易于進行性能裁剪等優點，是目前醫用閃爍體的首選。在新的X射線診斷用探測器中，人們正在研發采用有源矩陣的平面探測器。在這種平面探測器中，利用閃爍層將探測到的X射線變換為可見光或熒光，再通過非晶硅光電二極管等光電變換元件將這一熒光變換成信號電荷，進而將信號電荷轉換為數字信號而輸出圖像。作為閃爍層常用的材料通常有摻雜鈉的碘化銫(CsI:Na)、摻雜鉈的碘化銫 (CsI:TL)、碘化鈉(NaI)、硫氧化釓(Gd202S)等。通過利用切割等在閃爍層上形成溝槽或如同形成柱狀結構地堆積材料形成閃爍層，從而能提高圖像分辨率特性。例如日本東芝株式會社公布的申請號200780000935. 8的專利《閃爍屏及放射線探測器》中的內容。該專利所公布的探測器11的特點是，包括閃爍屏12，該閃爍屏具有能透過放射線的支持底板16、呈平面狀地設置在所述支持底板上、并使可見光反射的光反射材料粒子18分散的光反射材料分散膜17、以及設置在所述光反射材料分散膜17上，使所射入的放射線變換成可見光的閃爍層19 ；以及光電變換元件13，該光電變換元件13設置在和所述閃爍屏12的支持底板16相反一側的表面，并且將由所述閃爍層19變換的可見光變換成電信號。但是，上述的探測器結構也存在一些缺點1.光反射材料分散膜的反射率較低。2.閃爍層激發的可見光入射到光電變換元件的光線角度發散，影響到圖像的分辨率特性。鑒于此，實有必要設計一種新的X射線探測器以解決上述技術問題。
發明內容
本發明要解決的技術問題在于提供一種閃爍屏及采用該閃爍屏的放射線探測器， 用于提高圖像分辨率。為了解決上述問題，本發明采用如下技術方案X射線探測器，其包括閃爍屏以及光電轉換單元(8)，所述閃爍屏包括能透過X射線的基板(1)、附著在基板上的高反射率的反射層O)、附著在所述反射層(2)上用于保護將X射線轉換為可見光的閃爍層(4)的阻隔層(3)以及充盈于閃爍層中的防潮物(5)；所述閃爍層(4)和光電轉換單元之間設有至少一組縱橫垂直交錯的棱鏡膜(6、7)。
作為本發明的優選方案之一，所述棱鏡膜(6、7)下表面設有至少一層高透光率防反射膜(10)。作為本發明的優選方案之一，所述基板(1)材質為玻璃、碳纖維板、玻璃纖維板、 有機物薄膜中的一種，其對X射線吸收小于5%，該基板厚度為0. 2-3mm。作為本發明的優選方案之一，所述高反射率的反射層(2)材質為金屬膜層；該層對可見光的反射率大于90% ；該反射層厚度小于2微米。作為本發明的優選方案之一，所述阻隔層( 為無機物膜層，其對可見光的透射率大于92%。作為本發明的優選方案之一，所述閃爍層(4)為GOS閃爍體或柱狀結構的碘化銫晶體。作為本發明的優選方案之一，所述防潮物(5)為有機物薄膜，該層對可見光的透射率大于92%。作為本發明的優選方案之一，所述棱鏡膜上棱鏡的頂角角度θ為90度，平均間距 I為50微米，棱鏡膜底部的厚度T為5mil。作為本發明的優選方案之一，所述高透光率防反射膜(10)使用的膜料包括為 Ta2O5, TiO2, Ti3O5, ZrO2, SiO2 或 MgF2 膜。作為本發明的優選方案之一，所述棱鏡膜和防潮物( 之間、縱橫垂直交錯的棱鏡膜之間、棱鏡膜和光電轉換單元(8)之間采用光學級的高透明的硅膠粘結。本發明改良閃爍體探測器的結構，在閃爍體和TFT陣列之間加入2層縱橫垂直交錯的BEF(棱鏡膜)，使得閃爍體到光電轉換單元(包括TFT陣列)的入射光線更加準直，從而提高閃爍體探測器的圖像分辨率。另外，本發明中選用下表面光滑的棱鏡膜，并且在其光滑的下表面附著多層寬帶增透膜，提高棱鏡膜的可見光透射率。最后，本發明將現有的光反射材料分散膜替換為高反射率的反射層，可以充當BEF 的反射鏡，提高閃爍層的出光量從而提高探測器的亮度。
圖1是現有的放射線探測器的剖視圖； 圖2是本發明X射線探測器結構示意圖3是本發明X射線探測器中BEF下表面附加AR膜層結構示意圖； 圖4是本發明X射線探測器中BEF示意圖； 圖如是現有的X射線探測器中的光線發散示意圖； 圖恥是本發明X射線探測器中的光線發散示意圖； 圖6是本發明X射線探測器中縱橫棱鏡膜光線發射示意圖。 元件符號說明
4放射線探測器11閃爍屏12光電變換元件13支持底板16光反射材料分散膜17光反射材料粒子18閃爍層19溝槽部20防潮有機膜21光電二極管24TFT陣列底板25基板1反射層2阻隔層3閃爍層4防潮有機物5棱鏡膜(縱向)6棱鏡膜(橫向)7光電轉換單元8棱鏡膜8AR膜10
具體實施例方式以下參照附圖對本發明的實施方式進行說明。如圖2所示，X射線探測器，其包括 閃爍屏以及光電轉換單元8，所述閃爍屏包括能透過X射線的基板1、附著在基板上的高反射率的反射層2、附著在所述反射層2上用于保護將X射線轉換為可見光的閃爍層4的阻隔層3以及充盈于閃爍層4中的防潮物5 ；所述閃爍層4和光電轉換單元之間設有至少一組縱橫垂直交錯的棱鏡膜。基板1用于反射層的附著，其表面平整光滑。材質可以是玻璃、碳纖維板、玻璃纖維板、有機物薄膜等，對X射線無吸收或吸收很小(小于5% )，厚度優選為0. 2-3mm。反射層2的材質首選金屬膜層，如鋁、銀等。該層對可見光的反射率大于90%。膜層可以通過真空熱蒸發、磁控濺射、納米噴涂等方法施工，膜層厚度小于2微米。該反射層可以把閃爍層轉換的可見光反射回TFT陣列，也可以把BEF的反射光再次反射回BEF，起到 BEF結構中的反射板作用。阻隔層3首選無機物膜層，如Si02、MgF2等。在反射層和閃爍層之間起阻隔作用， 防止反射層和閃爍層發生化學反應，同時使得閃爍層和反射層之間具有很好的附著力。該層對可見光有很好的透射率(大于92% )，厚度IOOnm左右。閃爍層4附著在阻隔層表面，受到X射線的照射后把X射線轉換為可見光。該閃爍層首選GOS閃爍體，次之可以制備為柱狀結構的碘化銫晶體。防潮物5首選有機物，用于保護閃爍層免遭水汽的破壞。使用有機物薄膜，如聚對二甲苯、熱熔樹脂等。該層對可見光有很好的透射率(92%)。光電轉換單元8包括TFT陣列基板，所述TFT陣列基板為光電變換元件的基板，將閃爍層4轉換的可見光轉換為電信號進而輸出圖像。棱鏡膜和防潮有機物、兩層棱鏡膜之間、棱鏡膜和TFT陣列基板之間用光學級的高透明的硅膠粘結。
橫向放置的一片棱鏡膜6和縱向放置的一片棱鏡膜7構成一組縱橫垂直交錯的棱鏡膜。棱鏡膜(BEF，Brightness Enhancement Film)是一種利用精密的顯微復制技術，形成特殊的棱鏡結構，可以管理光的角度以到達增亮的效果。BEF利用其特殊的棱鏡結構管理，將光線集中在士35°的范圍內，以提高中心視角的輝度。本發明中的2層棱鏡膜垂直交錯堆疊。棱鏡膜的規格選擇90/50，5T的品種，如圖4所示，棱鏡的頂角角度90度，棱鏡的平均間距是50微米，棱鏡的厚度5mil (lmil = 25微米)，棱鏡的下表面光滑。每層棱鏡膜 9的下表面附著多層增透膜10，如圖3所示的那樣，提高棱鏡膜的可見光透射率。多層增透膜10使用的膜料包括Ta205 Τ 02 Τ 305 Zr02 Si02 MgF2等材料，薄膜的沉積方法有真空熱蒸發、磁控濺射、溶膠-凝膠法等。可以提高棱鏡膜的可見光透射率3%左右。如圖fe所示，在沒有采用棱鏡膜的情況下，出射光線非常發散。但是如圖恥所示， 采用棱鏡膜的光線發射較為集中，增加了中心士35°的范圍內的光線的射出。如圖6的示意圖所示，本發明中水平方向的BEF可以減少上下方向的傾斜光線的射出，垂直方向的BEF可以減少左右方向的傾斜光線的射出。兩層縱橫垂直交錯的棱鏡膜 BEF可以減少上下和左右方向的傾斜光線的射出，增加中心士35°的范圍內的光線的射出從而提高中心視角的輝度。由于閃爍體尤其是GOS晶體內部光線散射較大，某個位置激發的可見光最好全部筆直的傳播到下方的TFT像素上，如果散射到相鄰的TFT像素，則會降低TFT的空間分辨率。采用本發明的方案可以把閃爍層激發的可見光更加準直的輸入到TFT陣列基板上，提高閃爍屏的圖像分辨率特性。上述對實施例的描述是為便于該技術領域的普通技術人員能理解和應用本發明。 熟悉本領域技術的人員顯然可以容易地對這些實施例做出各種修改，并把在此說明的一般原理應用到其它實施例中而不必經過創造性的勞動。因此，本發明不限于這里的實施例，本領域技術人員根據本發明的揭示，對于本發明做出的改進和修改都應該在本發明的保護范圍之內。
權利要求
1.X射線探測器，其特征在于所述X射線探測器包括閃爍屏以及光電轉換單元(8)， 所述閃爍屏包括能透過X射線的基板(1)、附著在基板上的高反射率的反射層O)、附著在所述反射層(2)上用于保護將X射線轉換為可見光的閃爍層(4)的阻隔層(3)以及充盈于閃爍層中的防潮物(5)；所述閃爍層(4)和光電轉換單元之間設有至少一組縱橫垂直交錯的棱鏡膜(6、7)。
2.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述棱鏡膜(6、7)下表面設有至少一層高透光率防反射膜(10)。
3.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述基板(1)材質為玻璃、碳纖維板、玻璃纖維板、有機物薄膜中的一種，其對X射線吸收小于5%，該基板厚度為0. 2-3mm。
4.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述高反射率的反射層(2)材質為金屬膜層；該層對可見光的反射率大于90% ；該反射層厚度小于2微米。
5.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述阻隔層(3)為無機物膜層，其對可見光的透射率大于92%。
6.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述閃爍層(4)為GOS閃爍體或柱狀結構的碘化銫晶體。
7.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述防潮物(5)為有機物薄膜，該層對可見光的透射率大于92%。
8.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述棱鏡膜上棱鏡的頂角角度θ 為90度，平均間距I為50微米，棱鏡膜底部的厚度T為5mil。
9.如權利要求2所述的X射線探測器，其特征在于所述高透光率防反射膜(10)使用的膜料包括為 Ta2O5, TiO2, Ti3O5, ZrO2, SiO2 或 MgF2 膜。
10.如權利要求1所述的X射線探測器，其特征在于所述棱鏡膜和防潮物(5)之間、 縱橫垂直交錯的棱鏡膜之間、棱鏡膜和光電轉換單元(8)之間采用光學級的高透明的硅膠粘結。
全文摘要
本發明公開一種X射線探測器，其包括閃爍屏以及光電轉換單元(8)，所述閃爍屏包括能透過X射線的基板(1)、附著在基板上的高反射率的反射層(2)、附著在所述反射層(2)上用于保護將X射線轉換為可見光的閃爍層(4)的阻隔層(3)以及充盈于閃爍層(4)中的防潮物(5)；所述閃爍層(4)和光電轉換單元之間設有至少一組縱橫垂直交錯的棱鏡膜(6、7)。本發明X射線探測器可以把閃爍層激發的可見光更加準直的輸入到TFT陣列基板上，提高閃爍屏的圖像分辨率特性。
文檔編號G02B1/11GK102354696SQ201110206150
公開日2012年2月15日 申請日期2011年7月22日 優先權日2011年7月22日
發明者張輝, 邱承彬 申請人:上海奕瑞光電子科技有限公司