CN209878999U

CN209878999U - 一种高分辨率放射线检测元件

Info

Publication number: CN209878999U
Application number: CN201822211236.6U
Authority: CN
Inventors: 张超; 罗杰
Original assignee: Beijing Nano Weijing Technology Co Ltd
Current assignee: Beijing Nano Weijing Technology Co Ltd
Priority date: 2018-12-26
Filing date: 2018-12-26
Publication date: 2019-12-31
Anticipated expiration: 2028-12-26

Abstract

本实用新型公开了一种高分辨率放射线检测元件，包括可见光成像系统、闪烁体和具有高可见光吸收率的防水层，防水层涂敷在闪烁体表面及闪烁体边缘附近一定区域内的基板表面。本实用新型所提供的高分辨率放射线检测元件，通过将具有高可见光吸收率的防水层涂敷在闪烁体的表面，一次镀膜同时提供防水保护层和可见光吸收层，工艺简单，工时短；并且，通过防水层吸收可见光，减小可见光的散射，进一步提高放射线检测元件的分辨率。上述高分辨率放射线检测元件，可以用于对射线剂量不敏感的高精度探测应用。

Description

一种高分辨率放射线检测元件

技术领域

本实用新型涉及一种高分辨率放射线检测元件。

背景技术

柱状晶碘化铯闪烁体,包括CsI(Tl)和CsI(Na)，在X射线检测领域得到了广泛应用。现有的碘化铯X射线平板探测器可分为碘化铯屏耦合式和碘化铯直接蒸镀式两类。直接蒸镀的碘化铯由于避免了耦合过程中可能产生的光散射，具有更高的分辨率，但其远离光电转换基板一侧仍会存在可见光散射的问题，影响分辨率。另外，碘化铯易受潮，需在其表面制备一层防水层。

例如，在公开号为US6278118B1的专利中公开了一种CMOS X射线平板探测器的结构，其在CMOS芯片表面直接蒸镀CsI，后采用parylene/Al/parylene复合薄膜对其进行封装，实现防水层和反射层的作用，裁切后再进行边缘胶封，防水效果好，且可以通过反射层提高亮度。这种X射线平板探测器适用于高亮度检测，但制作工艺相对复杂，并且，分辨率有待进一步提高。

又如，在公开号为CN206400115U的实用新型中提供了一种闪烁屏封装结构，其在芯片表面直接蒸镀闪烁体层，并在闪烁体层的表面制备一层高反射率的反射胶层，实现防水层和反射层的作用，从而实现更高的反射率，提高产品的图像质量。这种闪烁体屏同样仅适用于高亮度检测，其分辨率无法满足更高精度要求。

发明内容

本实用新型所要解决的技术问题在于提供一种高分辨率放射线检测元件。

为了实现上述技术目的，本实用新型采用下述技术方案：

一种高分辨率放射线检测元件，包括可见光成像系统、闪烁体和具有高可见光吸收率的防水层，所述防水层覆盖所述闪烁体表面及所述闪烁体边缘附近一定区域内的基板表面。

其中较优地，所述闪烁体为直接蒸镀在所述可见光成像系统的感光芯片上的CsI(Tl)、CsI(Na)或其他掺杂柱状碘化铯晶体。

其中较优地，在所述可见光成像系统的感光芯片和蒸镀闪烁体之间设置有一层派瑞林膜。

其中较优地，在防水透明薄板上制备所述闪烁体形成闪烁体屏，并且所述闪烁体屏耦合到所述可见光成像系统的感光芯片。

其中较优地，所述防水层为黑色防水有机涂层或黑色防水有机-无机复合涂层。

其中较优地，用于制备所述防水层的有机溶液包括但不限于黑色的环氧树脂、黑色的丙烯酸、黑色的硅酮或掺黑色颗粒的非水基溶液。

其中较优地，所述防水层的可见光吸收率大于80％。

其中较优地，所述防水层由一层黑色吸光层和一层或几层防水层组合取代。

其中较优地，在所述防水层的表面增加有一层或几层致密保护层，所述致密保护层包括但不限于SiO、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Al、Ni、派瑞林。

本实用新型所提供的高分辨率放射线检测元件，采用具有高可见光吸收率的防水层作为表面封装层，同时实现对闪烁体转换的可见光的吸收功能和防水功能。通过将用于制备防水层的有机溶液涂敷在闪烁体的表面并固化，一次镀膜同时提供防水保护层和可见光吸收层，工艺简单，工时短。并且，通过防水层吸收可见光，减小可见光的散射，进一步提高放射线检测元件的分辨率。本实用新型目的是提高放射线检测元件的分辨率，以用于对射线剂量不敏感的高精度探测应用，同时为该检测元件提供一种简单易行的封装方案。

附图说明

图1到图3分别为本实用新型所提供的高分辨率放射线检测元件的制备工艺流程示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体的实施例对本实用新型的技术方案进行进一步地详细描述。

本实用新型提供一种高分辨率的放射线检测元件结构，通过简单工艺实现分辨率的提升和闪烁体的封装。下面结合具体实施例进行详细说明。

第一实施例

本实用新型第一实施例所提供的高分辨率放射线检测元件的结构如图3所示。该高分辨率放射线检测元件，包括可见光成像系统、闪烁体和具有高可见光吸收率的防水层。

其中，可见光成像系统可以为CCD、CMOS、非晶硒、非晶硅检测系统中的一种。在该实施例中，以可见光成像系统的感光芯片1为基板，闪烁体2为直接蒸镀在可见光成像系统的感光芯片1上的CsI(Tl)、CsI(Na)或其他掺杂柱状碘化铯晶体。闪烁体2的厚度为10～800um。较优地，可以在可见光成像系统的感光芯片1和蒸镀闪烁体2之间设置有一层派瑞林膜以提高系统的稳定性和防水能力。

在闪烁体2表面及闪烁体边缘附近一定区域内的基板表面设置有防水层3，防水层3具有高的可见光吸收率。该实施例，通过在感光芯片1直接蒸镀闪烁体2的表面涂敷一层具有高可见光吸收率的防水层3，同时实现对闪烁体转换的可见光的吸收功能和防水功能。通过防水层吸收可见光，减小可见光的散射，进一步提高放射线检测元件的分辨率。

较优地，防水层3可以是黑色防水有机涂层或黑色防水有机-无机复合涂层。用于制备防水层3的有机溶液包括但不限于黑色的环氧树脂、黑色的丙烯酸、黑色的硅酮或掺黑色颗粒(例如石墨粉)的非水基溶液。

防水层3需有较小的固化收缩率，与闪烁体2的材料有相近的热膨胀系数，与基板(感光芯片1)材料有良好的结合力，且本身具有较低的水汽透过率和一定的强度。防水层3的可见光吸收率大于80％。

较优地，还可以在防水层3的表面增加一层或几层致密保护层以提高防水能力，致密保护层包括但不限于SiO、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Al、Ni、派瑞林。

此外，具有高可见光吸收率的防水层3也可以由一层黑色吸光层和一层或几层防水层组合取代，这种使用组合的方式需要增加封装工艺。

下面结合图1至图3，对该高分辨率放射线检测元件的制备方法进行介绍。包括如下步骤：

(1)如图1所示，提供一可见光成像系统，以其感光芯片1作为基板；

(2)如图2所示，在基板(感光芯片1)上直接制备闪烁体2，闪烁体厚度为10～800um，制备方法包括但不限于热蒸镀、激光蒸镀；

(3)将用于制备防水层3的有机溶液涂敷在闪烁体2表面及闪烁体2边缘附近一定区域内的基板表面。防水层具有高可见光吸收率。用于制备防水层的有机溶液包括但不限于黑色的环氧树脂、黑色的丙烯酸、黑色的硅酮或掺黑色颗粒(例如，石墨粉)的非水基溶液。有机溶剂应具有适当粘度，有机溶剂的涂敷厚度为1～5000um，涂敷方法可选流延法、提拉法、丝网印刷、喷涂等，涂敷过程中应注意非镀膜区域的防护；

(4)将上述有机溶液固化后形成防水层，从而获得如图3所示的结构。有机溶液的固化方式依有机溶液材料体系而定，可选常温固化、高温固化、紫外光固化等，固化方式优选不使闪烁体长时间暴露在含水汽环境下的方式为宜。

在该制备方法中，通过将具有高可见光吸收率的防水层3涂敷在闪烁体2的表面，一次镀膜同时提供防水保护层和可见光吸收层，工艺简单，工时短。并且，通过防水层3吸收可见光，减小可见光的散射，进一步提高放射线检测元件的分辨率。

此外，还可以包括步骤(5)，在防水层3的表面额外增加一层或几层致密保护层以提高防水能力，致密保护层包括但不限于SiO、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Al、Ni、派瑞林。

较优地，也可以在步骤(1)和步骤(2)之间，还包括在感光芯片的表面增镀一层派瑞林膜的步骤，以提高系统的稳定性和防水能力。

第二实施例

本实用新型第二实施例所提供的高分辨率放射线检测元件，同样包括可见光成像系统、闪烁体和具有高可见光吸收率的防水层。其中，可见光成像系统和防水层可以使用和第一实施例完全相同的结构。唯一的不同在于，在该实施例中，闪烁体制备在防水透明薄板上形成闪烁体屏，并且闪烁体屏耦合到可见光成像系统的感光芯片。

下面对该高分辨率放射线检测元件的制备方法进行介绍，包括如下步骤：

(1)提供一可见光成像系统；

(2)在防水透明薄板上蒸镀闪烁体形成闪烁体屏，并将闪烁体屏耦合到可见光成像系统的感光芯片；闪烁体厚度为10～800um；

(3)将用于制备防水层的有机溶液涂敷在闪烁体表面及闪烁体边缘附近一定区域内的基板表面；用于制备防水层的有机溶液包括但不限于黑色的环氧树脂、丙烯酸、硅酮或掺黑色颗粒(例如，石墨粉)的非水基溶液。有机溶剂应具有适当粘度，有机溶剂的涂敷厚度为1～5000um，涂敷方法可选流延法、提拉法、丝网印刷、喷涂等，涂敷过程中应注意非镀膜区域的防护；

(4)将上述有机溶液固化后形成防水层，防水层具有高可见光吸收性。有机溶液的固化方式依有机溶液材料体系而定，可选常温固化、高温固化、紫外光固化等，固化方式优选不使闪烁体长时间暴露在含水汽环境下的方式为宜。

综上所述，本实用新型所提供的高分辨率放射线检测元件，采用具有高可见光吸收率的防水层作为表面封装层，同时实现对闪烁体转换的可见光的吸收功能和防水功能；通过将防水层涂敷在闪烁体的表面，一次镀膜同时提供防水保护层和可见光吸收层，工艺简单，工时短。并且，通过防水层吸收可见光，减小可见光的散射，进一步提高放射线检测元件的分辨率。本实用新型目的是提高放射线检测元件的分辨率，以用于对射线剂量不敏感的高精度探测应用，同时为该检测元件提供一种简单易行的封装方案。

以上对本实用新型所提供的高分辨率放射线检测元件进行了详细的说明。对本领域的一般技术人员而言，在不背离本实用新型实质精神的前提下对它所做的任何显而易见的改动，都将构成对本实用新型专利权的侵犯，将承担相应的法律责任。

Claims

1.一种高分辨率放射线检测元件，其特征在于包括可见光成像系统、闪烁体和具有高可见光吸收率的防水层，其中，所述防水层涂敷在闪烁体表面及闪烁体边缘附近一定区域内的基板表面，所述防水层对闪烁体转换的可见光的吸收率大于80％。

2.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

所述闪烁体为直接蒸镀在所述可见光成像系统的感光芯片上的CsI(Tl)、CsI(Na)或其他掺杂柱状碘化铯晶体。

3.如权利要求2所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

在所述可见光成像系统的感光芯片和所述闪烁体之间设置有一层派瑞林膜。

4.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

在防水透明薄板上制备所述闪烁体形成闪烁体屏，并且所述闪烁体屏耦合到所述可见光成像系统的感光芯片。

5.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

所述防水层为黑色防水有机涂层或黑色防水有机-无机复合涂层。

6.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

用于制备所述防水层的有机溶液包括但不限于黑色的环氧树脂、黑色的丙烯酸、黑色的硅酮或掺黑色颗粒的非水基溶液。

7.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

所述防水层由一层黑色吸光层和一层或几层防水层组合取代。

8.如权利要求1所述的高分辨率放射线检测元件，其特征在于：

在所述防水层的表面增加有一层或几层致密保护层，所述致密保护层包括但不限于SiO、SiO₂、TiO₂、Al₂O₃、Al、Ni、派瑞林。