CN106298828A - 一种电致发光x射线柔性成像板 - Google Patents
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Abstract
本发明一种电致发光X射线柔性成像板,它包括:柔性透明塑料薄膜、柔性透明导电层、电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极;其X射线改变光阻层电阻率,通过超薄电致发光器件直观显示出X图像。由于其具有可弯曲性,能够360度呈现目标物体的内部真实结构。
Description
技术领域
本发明属于X射线成像应用技术领域。
背景技术
X射线成像是现代医学、工业、安全检测等领域中重要组成部分之一。现有X射线成像荧光材料主要是利用背景增感、光存储、闪烁体、记忆成像等材料技术,经胶片或CCD数字处理,实现物体内部结构显示成像。
X射线增感屏技术多是用钨酸盐类荧光材料制作成增感屏,其使X光胶片在极短时间内获得更加清晰图像,如钨酸钙、硫氧钆铽、硫化锌银等荧光材料体系,但使用胶片成像时的缺点是不能及时提供图片、照射时间长。光激励存储技术多是用氟化物荧光记忆材料制作成存储板,其在X射线照射下数字存储图像,并可在红色激光扫描下释放图像,如氟氯化钡掺杂稀土等荧光材料体系,现已广泛应用,其缺点是数据读取设备体积庞大,价格昂贵。X射线及时成像是使用稀土发光材料与CCD或CMOS感光摄像器件配合使用,并与计算机相连后,形成X射线及时快速数字成像系统,其不足之处受制于平面CCD或CMOS感光期间面积或光学系统大小限制。X射线断层扫描技术(CT)使用闪烁体投影成像,常用的有碘化铯等材料,其缺点是设备复杂价格昂贵。这些技术均是在平面显示目标物体结构,或通过数字后处理技术模拟三维立体内部结构,它们在专利01144501.7、200810163492.0、200610027523.0、200510084364.3、200610155887.7、201110040912.8 中均有揭示。
本发明一种一种电致发光X射线柔性成像板,它包括:柔性透明塑料薄膜、柔性透明导电层、电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极;其X射线改变光阻层电阻率,通过超薄电致发光器件直观显示出X图像。由于其具有可弯曲性,能够360度呈现目标物体的内部真实结构。
本发明可以广泛用于现代医学、工业、安全检测等领域中,可以通过计算及数字图像合成处理,获得物体360度多级灰度立体图像。
发明内容
一种电致发光X射线柔性成像板,它包括:柔性透明塑料薄膜7、柔性透明导电层6、电致发光层5、绝缘层4、纳米隔光层3、光阻层2、金属电极1;其特征是:柔性透明塑料薄膜表面附有柔性透明导电层,透明导电层表面依次附着有电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极层,它们构成柔性成像板;当目标物体置于X射线光源与柔性成像板之间,或被柔性成像板包裹缠绕,X射线光源瞬间释放X射线后,电致发光层通电发光,并清晰360度显示出目标物体内部结构真实影像。
本发明中的柔性透明塑料薄膜7是PET、硅橡胶、PVC、PE塑料膜中的一种;柔性透明导电层6与金属电极层1,是ITO、导电聚合物、纳米银中的一种,它们分别与电致发光驱动器、电源连接;金属电极层1也可以是金属导电浆或金属导电膜,金属导电浆是铜、银、铝中的一种材料制备而成。柔性透明导电层6与金属电极层1分别连接电极引线,并与电致发光专用驱动器连接。
本发明中的电致发光层5使用电致发光材料制备而成;绝缘层4材料是钛酸钡,它们通过丝网印刷或喷涂形成,将它们的粉体与油墨混合,通过丝网印刷或喷涂等工艺制备。电致发光层5、绝缘层4可以通过红外加热、紫外光固化。电致发光材料颗粒度决定图像显示的清晰度。
本发明中的纳米隔光层3是黑色油墨印刷或喷涂形成,黑色油墨是由碳量子点材料与黑色绝缘油墨混合制备而成,纳米隔光层可以防止光透过,影响图案清晰度,纳米隔光层厚度0.1-3微米,碳量子点材料对于本器件具有特别效果,其具有荧光特性、导体特性,有效提高器件灵敏度与灰度效果20%以上。
本发明中的光阻层2是硒化镉光阻材料、硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物;以硒化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,高温烧结成硒化镉光阻材料;以硫化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,高温烧结成硫化镉光阻材料。本发明中的光阻材料在X射线照射下产生电阻变化,不同剂量的辐射强度与电阻成反比关系,辐射剂量越小电阻越大。目标物体质密度高,其接受的辐射剂量就小,此处电阻就大,通电时电致发光强度就弱,使得X射线形成灰度分布影像。
本发明中的光阻层是纳米硒化锌光阻材料、纳米硒化镉光阻材料、纳米硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物;使用水热法制备纳米硒化锌、纳米硒化镉、纳米硫化镉,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种。纳米光阻材料发光效率低,但分辨率较高。
本发明中的光阻层是硫化锌光阻材料,以硫化锌为基质材料,其中掺杂银、铊离子激活剂中的一种或多种混合物,高温烧结制备成硫化锌光阻材料。本发明中的光阻层是纳米硫化锌光阻材料,使用水热法制备纳米硫化锌,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种。
本发明同样可以应用在针对β射线、γ射线的探测及成像。 本发明通过调节电致发光驱动特别装置,控制电致发光图像亮度与对比度,本发明与CCD等视频数字系统连接,可以形成数字图像及时成像。
附图说明
图1为电致发光X射线柔性成像板结构示意图。
图中结构为:
金属电极1
光阻层2
纳米隔光层3
绝缘层4
电致发光层5
柔性透明导电层6
柔性透明塑料薄膜7。
具体实施方式
一种电致发光X射线柔性成像板,它包括:柔性透明塑料薄膜7、柔性透明导电层6、电致发光层5、绝缘层4、纳米隔光层3、光阻层2、金属电极1;其特征是:柔性透明塑料薄膜表面附有柔性透明导电层,透明导电层表面依次附着有电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极层,它们构成柔性成像板;当目标物体置于X射线光源与柔性成像板之间,或被柔性成像板包裹缠绕,X射线光源瞬间释放X射线后,电致发光层通电发光,并清晰360度显示出目标物体内部结构真实影像。
本发明中的柔性透明塑料薄膜7是PET、硅橡胶、PVC、PE塑料膜中的一种,它们平面光滑,可以对透明导电层有良好的依附。柔性透明导电层6与金属电极层1,是ITO、导电聚合物、纳米银中的一种,它们真空溅射或印刷、喷涂,并且它们分别与电致发光驱动器、电源连接。金属电极层1也可以是金属导电浆或金属导电膜,金属导电材料是铜、银、铝中的一种材料制备而成,可以真空溅射或印刷喷涂,其不需要透明。柔性透明导电层6与金属电极层1分别连接电极引线,并与电致发光专用驱动器连接。
本发明中的电致发光层5使用电致发光材料制备而成,电致发光材料可以是市售D502、D512C等,颜色绿、蓝、蓝绿均可,其通过印刷喷涂制备成,厚度30-80微米;绝缘层4材料是白色钛酸钡,厚度10-30微米。电致发光层5与绝缘层4通过丝网印刷或喷涂形成,将它们的粉体与油墨混合,通过丝网印刷或喷涂等工艺制备。电致发光层5、绝缘层4可以通过红外加热、紫外光固化。电致发光材料颗粒度决定图像显示的清晰度,使用5微米的D512S可以提高清晰度。
本发明中的纳米隔光层3是黑色油墨印刷或喷涂形成,黑色油墨是由碳量子点材料与黑色绝缘油墨混合制备而成,碳量子点或碳黑加入能够达到纳米隔光层防止光透过,影响图案清晰度,纳米隔光层厚度0.1-3微米。
本发明中的光阻层2是硒化镉光阻材料、硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物,光阻效率大,图像灰度、灵敏度好。硒化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,高温烧结成硒化镉光阻材料;以硫化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,在保护气氛下,高温800-1300度烧结成硫化镉光阻材料。本发明中的光阻材料在无X射线照射下产生较大电阻,不同剂量的辐射强度与电阻成反比关系,辐射剂量越大电阻越小。目标物体质量密度高,其接受的辐射剂量就小,此处电阻就大,通电时电致发光强度就弱,使得电致发光背景下X射线形成影像。
本发明中的光阻层可以是纳米硒化锌光阻材料、纳米硒化镉光阻材料、纳米硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物;使用水热法制备纳米硒化锌、纳米硒化镉、纳米硫化镉,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,纳米材料颗粒度30-500纳米。纳米光阻材料发光效率低,但分辨率较高。
本发明中的光阻层可以是硫化锌光阻材料,以硫化锌为基质材料,其中掺杂银、铊离子激活剂中的一种或多种混合物,高温烧结制备成硫化锌光阻材料。本发明中的光阻层是纳米硫化锌光阻材料,使用水热法制备纳米硫化锌,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种。
本发明同样可以应用在针对β射线、γ射线的探测及成像。 本发明通过调节电致发光驱动特别装置,控制电致发光图像亮度,本发明与CCD等视频数字系统连接,可以形成数字图像及时成像。本发明可以半绕于目标物体,一次多角度成像,减少X射线辐射。
本发明优点在于
1)本发明优点在于其通过柔性360度发光层图像记录,一次性多角度成像,直观显示目标物体结构与多级灰度图像,也可以再经过与CCD设备结合形成数字化图像,形成物体的三维结构图像结构简单、读取设备简单,或者使用现有设备,成本较低。可能够广泛用于现代医学、工业、安全检测等领域中,可以通过计算及数字图像合成存储处理,获得同密度物质多级灰度立体图像。
2)本发明优点在X射线灵敏度高,X射线照射时间短、能量低,减少对人体的辐射量。整体形成的器件体积小,使用轻便,X光系统成像速度快,其可以广泛应用于精密加工中微小物体结构探测,也可以用于人体诊断,不需要其它显示器,如人体360度快速诊断成像,其只要配备简单的CCD摄像头、便携式计算机就可及时数字观察、存储图像。适合于野外医疗、野外工业、便携式电子器件、集成电路等X光结构检测,并保留图像数据。
3)使用本发明制造的X射线成像系统,荧光材料及整体器件成本低廉,易于更换,使用廉价普通笔记本电脑就可以完成图像处理。电致发光显示屏只有0.3毫米厚,可以折叠弯曲,抗冲击,亮度可以调节,使用、运输方便快捷,并直接自我成像,耗电量只有LED显示发光的50%。
本发明可以使用户卡膜密封保护,成品厚度小于0.5毫米。每平方米重量小于250克,可以弯曲折叠裁剪,工作条件DC3-36V或交流220V均可以。其面积可以达到10平方米以上,并可拼接组合100平方米以上的屏幕,方便悬挂。或带状50米以上,适合管道、电缆线检测,能够对超大型物体实施立体X射线结构成像检测。
4)本发明电致发光是柔性面光源,耗电量相对LED显示器节约30%以上,发光均匀,图像真实,其可以实现同质密度的物体内部真实结构立体成像,并可以动态实时记录,可以广泛用于医疗、安检、金属探伤等领域,其数字立体图片便于观察。
在上面针对本发明较好的实施方式作了举例说明后,对本领域的技术人员来说应明白的是,在不偏离本发明的精神和范围的情况下,对本发明所作的任何改变和改进都在本发明的范围内。
Claims (9)
1.一种电致发光X射线柔性成像板,它包括:柔性透明塑料薄膜、柔性透明导电层、电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极;其特征是:柔性透明塑料薄膜表面附有柔性透明导电层,透明导电层表面依次附着有电致发光层、绝缘层、纳米隔光层、光阻层、金属电极层,它们构成柔性成像板;当目标物体置于X射线光源与柔性成像板之间,X射线光源瞬间释放X射线后,电致发光层通电发光,并清晰显示出目标物体的真实立体影像。
2.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,柔性透明塑料薄膜是PET、硅橡胶、PVC、PE塑料膜中的一种;柔性透明导电层与金属电极层,是ITO、导电聚合物、纳米银中的一种,它们分别与电致发光驱动器、电源连接。
3.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,金属电极层是金属导电浆,金属导电浆是铜、银、铝中的一种材料制备而成。
4.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,电致发光层使用电致发光材料制备而成;绝缘层材料是钛酸钡,它们通过丝网印刷或喷涂形成。
5.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,纳米隔光层是黑色油墨印刷或喷涂形成,黑色油墨是由碳量子点材料与绝缘油墨混合制备而成,纳米隔光层厚度0.1-3微米。
6.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,光阻层是硒化镉光阻材料、硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物;以硒化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,高温烧结制备成硒化镉光阻材料;以硫化镉为基质材料,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种,高温烧结制备成硫化镉光阻材料。
7.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,光阻层是纳米硒化锌光阻材料、纳米硒化镉光阻材料、纳米硫化镉光阻材料中的一种或多种混合物;使用水热法制备纳米硒化锌、纳米硒化镉、纳米硫化镉,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种。
8.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,光阻层是硫化锌光阻材料,以硫化锌为基质材料,其中掺杂银、铊离子激活剂中的一种或多种混合物,高温烧结制备成硫化锌光阻材料。
9.如权利要求1所述一种电致发光X射线柔性成像板,光阻层是纳米硫化锌光阻材料,使用水热法制备纳米硫化锌,其中掺杂铜、银、铊离子激活剂中的一种或多种。
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