CN106252372A - 放射线图像传感器及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种放射线图像传感器及其制备方法,所述放射线图像传感器包括:基板,用于将可见光转化为电信号;闪烁体层,覆盖于所述基板的表面,用于将X射线转化为可见光;隔阻层,覆盖于所述闪烁体层表面及侧面;以及防水层,覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。本发明在光传感器(基板)上采用蒸镀的方式制备闪烁体层,减少了粘胶工序;闪烁体层的封装只需要沉积阻隔层以及防水层两层薄膜,简化了闪烁体的封装结构,并提高了闪烁体层的稳定性以及防水性;通过对基板表面进行等离子体处理,大大提高了闪烁体层与基板的附着力。

Description

放射线图像传感器及其制备方法
技术领域
本发明涉及X射线平板探测器领域,特别是涉及一种放射线图像传感器及其制备方法。
背景技术
从1995年RSNA上推出第一台平板探测器(Flat Panel Detector)设备以来,随着近年平板探测技术取得飞跃性的发展,在平板探测器的研发和生产过程中,平板探测技术可分为直接和间接两类,随着发展间接FPD逐渐占到主要市场。间接FPD的结构主要是由闪烁体或荧光体层和具有光电二极管作用的非晶硅层以及薄膜半导体阵列构成。其原理为闪烁体或荧光体层经过X射线曝光后,将X射线光子转换为可见光,而后由光电二极管作用的非晶硅层变为图像电信号,最后获得数字图像。目前,作为代表性的放射线图像传感器制造是将闪烁体面板和光传感器粘胶,闪烁体面板制造是在能够透过X射线的基板上蒸镀一层碘化铯,然后封装碘化铯层制成闪烁体面板,其闪烁体面板的封装过程非常复杂,而且增加了粘胶工序,这种现有技术存在生产率较低以及基板与膜层的附着力不够导致膜层脱落的问题。
基于以上所述,提供一种能够有效提高生产效率且提高基板与膜层的附着力的放射线图像传感器及其制备方法实属必要。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点,本发明的目的在于提供一种放射线图像传感器及其制备方法,以实现一种高效率的、工艺简单的放射线图像传感器以及增强膜层与基板附着力的方法。
为实现上述目的及其他相关目的,本发明提供一种放射线图像传感器,包括:基板,用于将可见光转化为电信号;闪烁体层,覆盖于所述基板的表面,用于将X射线转化为可见光;隔阻层,覆盖于所述闪烁体层表面及侧面;以及防水层,覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
作为本发明的放射线图像传感器的一种优选方案,所述基板与闪烁体层结合的表面为经过等离子体处理的基板表面。
作为本发明的放射线图像传感器的一种优选方案,所述基板为制作有TFT及光电二极管的玻璃。
作为本发明的放射线图像传感器的一种优选方案,所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种。
作为本发明的放射线图像传感器的一种优选方案,所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料。
进一步地,所述高分子材料为派瑞林,所述无机电介质材料为二氧化硅。
作为本发明的放射线图像传感器的一种优选方案,所述防水层为金属膜,其厚度范围为10~80um。
进一步地,所述防水层为铝膜。
本发明还提供一种放射线图像传感器的制备方法,包括步骤:步骤1),提供一基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层;步骤2),采用蒸镀或化学气相沉积的方式于所述闪烁体层表面及侧面沉积阻隔层;步骤3),采用磁控溅射或蒸镀的方式于所述隔阻层上沉积防水层,所述防水层覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
作为本发明的放射线图像传感器的制备方法的一种优选方案,步骤1)包括:步骤1-1),提供一基板,将所述基板放入射频等离子腔;步骤1-2),调节射频等离子设备的输出功率产生等离子体;步骤1-3),采用等离子体对基板表面进行处理;步骤1-4),取出基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层。
进一步地,步骤1-2)中,所述射频等离子设备的输出功率范围为30-200W,步骤1-3)中,等离子体对基板表面的处理时间为30-120s。
作为本发明的放射线图像传感器的制备方法的一种优选方案,所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种;所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料;所述防水层为金属膜,其厚度范围为10~80um。
如上所述,本发明的放射线图像传感器及其制备方法,具有以下有益效果:
1)本发明在光传感器(基板)上采用蒸镀的方式制备闪烁体层,如碘化铯等,减少了粘胶工序;
2)闪烁体层的封装只需要沉积阻隔层以及防水层两层薄膜,所述隔阻层用于防止闪烁体和防水层发生化学反应,所述防水层的水蒸气透过率低、X射线透过率高,从而简化了闪烁体的封装结构,并提高了闪烁体层的稳定性以及防水性;
3)通过对基板表面进行等离子体处理,大大提高了闪烁体层与基板的附着力。
附图说明
图1显示为本发明的放射线图像传感器的结构示意图。
图2~图6显示为本发明放射线图像传感器的制备方法各步骤所呈现的结构示意图。
图7显示为本发明实施例1中的放射线图像传感器的制备方法的步骤流程示意图。
图8显示为本发明实施例2中的放射线图像传感器的制备方法对基板进行处理的步骤流程示意图。
元件标号说明
10 基板
20 闪烁体层
30 阻隔层
40 防水层
S11~S13 步骤1)~步骤3)
S111~S114 步骤1-1)~步骤1-4)
具体实施方式
以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式,本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用,本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用,在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。
请参阅图1~图8。需要说明的是,本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想,遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制,其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变,且其组件布局型态也可能更为复杂。
实施例1
如图1所示,本实施例提供一种放射线图像传感器,包括:基板,用于将可见光转化为电信号;闪烁体层,覆盖于所述基板的表面,用于将X射线转化为可见光;隔阻层,覆盖于所述闪烁体层表面及侧面;以及防水层,覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
作为示例,所述基板为制作有TFT及光电二极管的玻璃。
作为示例,所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种。
作为示例,所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料。进一步地,所述高分子材料为派瑞林,所述无机电介质材料为二氧化硅。
作为示例,所述防水层为金属膜,其厚度范围为10~80um。进一步地,所述防水层为铝膜。
具体地,如图1所示,图1显示为本实施例的放射线图像传感器的结构剖面图。如图所示,闪烁体层20直接沉积在光传感器玻璃基板10上。光传感器玻璃基板10可以是在玻璃基板上排列有光电二极管(PD)和薄膜晶体管(TFT)而成的TFT面板。
所述闪烁体层20为通过将例如掺杂Tl的碘化铯蒸镀在光传感器玻璃10上的柱状晶体。所述闪烁体层20的厚度为150um-650um。所述闪烁体层20的吸湿性高,若直接外露空气中的湿气会使其潮解,降低闪烁体层的性能,影响放射线图像传感器的图像质量。因此,对于闪烁体层20,需要有耐湿性的防水层40。
所述隔阻层30为高分子材料(比如,派瑞林)或无机电介质(比如,SiO2),其具有防止闪烁体层和防水层因长期接触而发生化学反应,同时具有防水性能。该层优选派瑞林,通过蒸镀或CVD法能够均匀地在闪烁体和基板边缘沉积一层厚度为12um的薄膜。另外其具有极好的防潮性能、高透明度、抵抗生锈、腐蚀、风化和极高的绝缘强度。
防水层40为在所述的隔阻层30上蒸镀厚度为80um的铝薄膜,铝薄膜具有很低的水蒸气透过率,而且铝薄膜的X射线吸收率很少;此外,表面有一定的反射作用,可以将从闪烁体背面折射出来的可见光反射回去,增强闪烁体的亮度。
如图2及图4~图7所示,本实施例还提供一种放射线图像传感器的制备方法,包括步骤:
如图2、图4以及图7所示,首先进行步骤1)S11,提供一基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层。
作为示例,所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种。在本实施例中,所述闪烁体层为CsI(Tl)层,即掺杂Tl的碘化铯。
如图5及图7所示,然后进行步骤2),采用蒸镀或化学气相沉积的方式于所述闪烁体层表面及侧面沉积阻隔层。
作为示例,所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料。在本实施例中没所述阻隔层为高分子材料,具体为派瑞林。
如图6及图7所示,最后进行步骤3),采用磁控溅射或蒸镀的方式于所述隔阻层上沉积防水层,所述防水层覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
作为示例,所述防水层为金属膜,具体为铝薄膜,其厚度范围为10~80um。
本实施例在光传感器(基板)上采用蒸镀的方式制备闪烁体层,如碘化铯等,减少了粘胶工序;且闪烁体层的封装只需要沉积阻隔层以及防水层两层薄膜,所述隔阻层用于防止闪烁体和防水层发生化学反应,所述防水层的水蒸气透过率低、X射线透过率高,从而简化了闪烁体的封装结构,并提高了闪烁体层的稳定性以及防水性。
实施例2
如图1所示,本实施例提供一种放射线图像传感器,其基本结构如实施例1,其中,与实施例1的不同之处在于,所述基板与闪烁体层结合的表面为经过等离子体处理的基板表面。
如图2~图8所示,本实施例还提供一种放射线图像传感器的制备方法,其基本步骤如实施例1,其中,与实施例1的不同之处在于,如图3及8所示,步骤1)包括:
步骤1-1)S111,提供一基板,将所述基板放入射频等离子腔;
步骤1-2)S112,调节射频等离子设备的输出功率产生等离子体,所述射频等离子设备的输出功率范围为30-200W;
步骤1-3)S113,采用等离子体对基板表面进行处理,等离子体对基板表面的处理时间为30-120s;
步骤1-4)S114,取出基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层。
本实施例的放射线图像传感器的制备方法通过对基板表面进行等离子体处理,大大提高了闪烁体层与基板的附着力。
如上所述,本发明的放射线图像传感器及其制备方法,具有以下有益效果:
1)本发明在光传感器(基板)上采用蒸镀的方式制备闪烁体层,如碘化铯等,减少了粘胶工序;
2)闪烁体层的封装只需要沉积阻隔层以及防水层两层薄膜,所述隔阻层用于防止闪烁体和防水层发生化学反应,所述防水层的水蒸气透过率低、X射线透过率高,从而简化了闪烁体的封装结构,并提高了闪烁体层的稳定性以及防水性;
3)通过对基板表面进行等离子体处理,大大提高了闪烁体层与基板的附着力。
所以,本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效,而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下,对上述实施例进行修饰或改变。因此,举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变,仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种放射线图像传感器,其特征在于,包括:
基板,用于将可见光转化为电信号;
闪烁体层,覆盖于所述基板的表面,用于将X射线转化为可见光;
隔阻层,覆盖于所述闪烁体层表面及侧面;
防水层,覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
2.根据权利要求1所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述基板与闪烁体层结合的表面为经过等离子体处理的基板表面。
3.根据权利要求1所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述基板为制作有TFT及光电二极管的玻璃。
4.根据权利要求1所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种。
5.根据权利要求1所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料。
6.根据权利要求5所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述高分子材料为派瑞林,所述无机电介质材料为二氧化硅。
7.根据权利要求1所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述防水层为金属膜,其厚度范围为10~80um。
8.根据权利要求7所述的放射线图像传感器,其特征在于:所述防水层为铝膜。
9.一种放射线图像传感器的制备方法,其特征在于:包括步骤:
步骤1),提供一基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层;
步骤2),采用蒸镀或化学气相沉积的方式于所述闪烁体层表面及侧面沉积阻隔层;
步骤3),采用磁控溅射或蒸镀的方式于所述隔阻层上沉积防水层,所述防水层覆盖于以覆盖所述隔阻层的表面及侧面,并延伸覆盖于所述基板的部分表面。
10.根据权利要求9所述的放射线图像传感器的制备方法,其特征在于:步骤1)包括:
步骤1-1),提供一基板,将所述基板放入射频等离子腔;
步骤1-2),调节射频等离子设备的输出功率产生等离子体;
步骤1-3),采用等离子体对基板表面进行处理;
步骤1-4),取出基板,采用蒸镀方式于所述基板具有光电感应元件的一面上沉积闪烁体层。
11.根据权利要求10所述的放射线图像传感器的制备方法,其特征在于:步骤1-2)中,所述射频等离子设备的输出功率范围为30-200W,步骤1-3)中,等离子体对基板表面的处理时间为30-120s。
12.根据权利要求10所述的放射线图像传感器的制备方法,其特征在于:所述闪烁体层包括CsI层、CsI(Tl)层、LaBr3层、LaBr3(CeBr3)层、NaI层及NaI(Tl)层中的一种;所述隔阻层为高分子材料或无机电介质材料;所述防水层为金属膜,其厚度范围为10~80um。
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CB02 Change of applicant information
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Address after: 201201 Shanghai City, Pudong New Area Pudong New Area Zhangjiang High tech Industrial District Ruiqinglu No. 590 9 2 storey 202 room

Applicant after: Shanghai Yi Ruiguang electronic Polytron Technologies Inc

Address before: 201201 Shanghai City, Pudong New Area Pudong New Area Zhangjiang High tech Industrial District Ruiqinglu No. 590 9 2 storey 202 room

Applicant before: Shanghai Yirui Optoelectronics Technology Co., Ltd.

RJ01 Rejection of invention patent application after publication
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Application publication date: 20161221