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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Röntgendetektors mit Antireflexschicht sowie einen Röntgendetektor mit Antireflexschicht. Dabei weist der Röntgendetektor eine Szintillatorschicht zur Konversion der einfallenden Röntgenstrahlung in niederenergetische Strahlung sowie eine Pixelmatrix zur räumlich hoch auflösenden Detektion der niederenergetischen Strahlung auf.
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Die niederenergetische Strahlung liegt dabei hauptsächlich im Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm und wird im Folgenden auch als Licht bezeichnet. Die Pixelmatrix weist zur Detektion des Lichts photosensitive Elemente auf, beispielsweise in Form von Photodioden. Die Szintillatorschicht wird mittels eines lichtdurchlässigen Klebers mit der Pixelmatrix verbunden, wobei die Klebeschicht typische Dicken zwischen 50 μm und 100 μm aufweist. Die Pixelmatrix verfügt dabei in der Regel über eine zusätzliche Passivierungsschicht auf ihrer äußeren, insbesondere der Klebeschicht sowie der Szintillatorschicht zugewandten Seite. Das aus der Szintillatorschicht austretende Licht wird an den optischen Übergängen zwischen Szintillatorschicht und Klebeschicht einerseits und zwischen Klebeschicht und Pixelmatrix bzw. Passivierungsschicht andererseits gebrochen und teilweise reflektiert. Der Grad der Reflexion ist umso höher je größer die Unterschiede der Brechungsindizes der einzelnen Schichten sind. Zudem verringert sich mit steigender Differenz der Brechungsindizes der kritische Winkel für das Auftreten von Totalreflexion. Damit gelangt einerseits nicht alles von der Szintillatorschicht emittierte Licht auf die Pixelmatrix, die effektive Lichtausbeute ist also reduziert. Andererseits kann in Richtung eines bestimmten Pixels von der Szintillatorschicht emittiertes Licht an den Grenzflächen derart reflektiert werden, dass es von einem anderen als dem bestimmten Pixel detektiert wird.
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Dieser Effekt ist auch als optisches Übersprechen bekannt und verringert die effektive räumliche Auflösung des Detektors.
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Daher ist eine möglichst gute optische Ankopplung der Szintillatorschicht an die Pixelmatrix, insbesondere durch Verminderung von Reflexion an den genannten Schichten, erstrebenswert.
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Der Ausgangspunkt der folgenden Überlegungen soll eine als festes Bauteil ausgebildete Szintillatorschicht sein, wie sie regelmäßig für Röntgendetektoren zur medizinischen Diagnostik zum Einsatz kommen. Lediglich beispielhaft sei an dieser Stelle auf die Schrift
DE 10 2004 056 999 A1 verwiesen, welche die Herstellung einer Szintillatorschicht für einen Röntgendetektor lehrt. Dabei wird eine Platte mit einer Vielzahl von nach Art eines Rasters angeordneten Durchbrüchen bereit gestellt, einer Füllmasse wird durch Mischen eines fließfähigen Polymers mit einem Leuchtstoffpulver hergestellt, die Durchbrüche werden mit der Füllmasse gefüllt, und das Polymer wird ausgehärtet.
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Für einen bestimmten Typ von Herstellungsverfahren für Röntgendetektoren, bei dem die Szintillatorschicht aufgedampft wird, ist eine verbesserte optische Ankopplung aus der Schrift
DE 199 14 701 B4 bekannt. Das in der genannten Schrift offenbarte Verfahren umfasst eine aus mehreren nebeneinander angeordneten Panels bestehende, mit einer Passivierungsschicht belegte Pixelmatrix aus einem Halbleitermaterial und eine Szintillatorschicht zum Konvertieren von auf die Szintillatorschicht einfallender Strahlung in von der Pixelmatrix verarbeitbare Strahlung. Bei diesem Verfahren wird auf die Passivierungsschicht eine für die von der Szintillatorschicht emittierte Strahlung transparente Schicht aufgebracht, wonach die Szintillatorschicht auf die Schicht aufgedampft wird. Dabei kann der Brechungsindex der aufgebrachten Schicht insbesondere mittig zwischen dem Brechungsindex der Szintillatorschicht und der Passivierungsschicht und/oder des Halbleitermaterials liegen.
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Weiterhin ist in der Offenlegungsschrift
DE 102 005 029 196 A1 ein Röntgendetektor mit einem röntgenstrahlendurchlässigen und feuchtigkeitsundurchlässigen Substrat bekannt. Dabei ist auf dem Substrat eine Szintillatorschicht aufgebracht. Dieser Röntgendetektor weist einen Fotosensor auf, der der Szintillatorschicht nachgeordnet ist, wobei das Substrat als Szintillatorhülle ausgeführt ist und die Szintillatorschicht an den dem Fotosensor abgewandten Seiten umschließt. Ein derartiger Röntgendetektor weist einen guten Feuchtigkeitsschutz auf und ist mit einem geringen technischen Aufwand herstellbar und bei Bedarf einfach demontierbar.
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Aus der Offenlegungsschrift
GB 2 051 348 A ist ein Röntgendetektor mit einem strahlungssensitiven Szintillator zur Erzeugung von Lumineszenzlicht bekannt. Dabei hat der Szintillator einen hohen Brechungsindex. Dieser Röntgendetektor umfasst weiterhin einen Photomultiplier zur photoelektrischen Konversion des Lumineszenzlichts des Szintillators in ein elektrisches Signal. Weiterhin befindet sich zwischen dem Szintillator und dem Photomultiplier eine Schicht aus Silikonnitrid zur Anpassung der Brechungsindizes des Szintillators sowie des Photomultipliers.
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Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren anzugeben, welches die Herstellung eines flächigen Röntgendetektors, ausgehend von einer als festes Bauteil vorliegenden Szintillatorschicht, mit verbesserter optischer Ankopplung der Szintillatorschicht an die Pixelmatrix ermöglicht.
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Die Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie durch einen Röntgendetektor nach Anspruch 6.
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Die Erfindung beruht auf der Idee auf eine Szintillatorschicht für einen flächigen Röntgendetektor eine Antireflexschicht mittels eines Tauchverfahrens aufzutragen, die aufgetragene Antireflexschicht zu bearbeiten, umfassend das Härten der Antireflexschicht bei einer Temperatur T ≤ 80°C, so dass sie im bearbeiteten Zustand amorph ist, und die beschichtete Szintillatorschicht mit einer Pixelmatrix, ausgelegt zur Detektion des von der Szintillatorschicht emittierten Lichts, mittels einer Klebeschicht zu verbinden, wobei die Szintillatorschicht einen Brechungsindex n_SZ, die Antireflexschicht einen Brechungsindex n_AR und die Klebeschicht einen Brechungsindex n_KL mit n_SZ > n_AR > n_KL aufweist. Die Antireflexschicht reduziert die Reflektion an den Grenzflächen zwischen Szintillatorschicht und Pixelmatrix. Durch das erfindungsgemäße Verfahren wird also die optische Ankopplung der Szintillatorschicht an die Pixelmatrix in dem Röntgendetektor verbessert. Ein weiterer Vorteil ist, dass amorphe Schichten im Tauchverfahren einfach und kostengünstig aufgetragen werden können. Dies gilt insbesondere für solche Schichten, die den für die antireflektive Eigenschaft benötigten Brechungsindex aufweisen. Weiterhin lässt sich eine Antireflexschicht mittels des erfindungsgemäßen Verfahrens mit einer geringen, kontrollierbaren und über die Fläche der Szintillatorschicht regelmäßig ausgebildeten Dicke auftragen.
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Gemäß der Erfindung erfolgt das Härten der Antireflexschicht bei einer Temperatur T ≤ 80°C. Insbesondere erlaubt die geringe Temperatur erst das Tauchverfahren zum Auftragen einer Antireflexschicht bei besonders temperaturempfindlichen Szintillatorschichten anzuwenden. Denn eine solche Szintillatorschicht würde während des für Tauchverfahren gängigen Bearbeitungsschritt des Härtens (auch als ”Tempern” bekannt) bei Temperaturen von typischer Weise mehreren hundert °C beschädigt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst das Tauchverfahren das wenigstens teilweise Eintauchen der Szintillatorschicht in eine Lösung, beinhaltend hydrolisierte Alkoholate, so dass die gehärtete Antireflexschicht ein dem Alkoholat entsprechendes Metalloxid aufweist. Denn Metalloxide sind durch ihre Materialeigenschaften besonders gut dazu geeignet eine amorphe Antireflexschicht mit einem für die antireflektive Eigenschaft benötigten Brechungsindex n_AR auszubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei Alkoholat um ein Titanalkoholat und bei dem Metalloxid um ein Titanoxid. Denn Titanoxid ist durch seine Materialeigenschaften besonders gut dazu geeignet eine amorphe Antireflexschicht mit einem für die antireflektive Eigenschaft – bei typische Brechungsindizes von Szintillatorschichten n_SZ – benötigten Brechungsindex 1,6 < n_AR < 1,9 auszubilden.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird das Tauchverfahren derart ausgeführt, dass die Antireflexschicht genau eine λ/4-Schicht aufweist, wobei λ eine Wellenlänge aus dem Emissionsspektrum der Szintillatorschicht ist. Der Vorteil einer λ/4-Schicht liegt unter anderem in ihrer geringen Schichtdicke begründet, durch welche die Wahrscheinlichkeit eines Übersprechen reduziert wird.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Szintillatorschicht ein keramisches Material mit einem Brechungsindex n_SZ > 2 auf. Denn Szintillatoren auf Basis von keramischem Material weisen eine besonders geringe Abklingzeit auf. Weiterhin ist das Auftragen einer Antireflexschicht zwischen einer Szintillatorschicht mit einem hohen Brechungsindex von n_SZ > 2 und einer Klebeschicht, die in der Regel einen Brechungsindex von n_KL ≈ 1,5 aufweist, aufgrund der hohen Differenz der Brechungsindizes von besonderem Vorteil.
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Im Folgenden ist mit dem Brechungsindex der reale Anteil des Brechungsindex gemeint.
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Es zeigen:
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1 einen erfindungsgemäßen flächigen Röntgendetektor im Querschnitt,
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2 ein beispielhaftes Emissionsspektrum eines Szintillatormaterials,
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3 ein Blockdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens.
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1 zeigt einen erfindungsgemäßen flächigen Röntgendetektor im Querschnitt. Mit der Schichtdicke bzw. der Dicke einer Schicht ist im Folgenden sinngemäß die Ausdehnung entlang einer ersten Raumrichtung gemeint, entlang derer sich die verschiedenen Schichten abwechseln. In 1 entspricht diese erste Raumrichtung der Senkrechten. Die Breite bzw. Tiefe des Röntgendetektors 1 erstreckt sich entlang der zu der ersten Raumrichtung senkrecht orientierten Raumrichtungen. In 1 entspricht die Breite der horizontal dargestellten Ausdehnung sowie die Tiefe der Ausdehnung aus der Bildebene heraus (bzw. in sie hinein). Der Röntgendetektor 1 ist dahingehend flächig, dass er durch seine breite und seiner tiefe Ausdehnung eine Fläche ausbildet. In diesem Sinne sind auch die einzelnen Schichten des Röntgendetektors 1 flächig. Die Fläche des Röntgendetektors 1 bzw. seiner einzelnen Schichten kann verschiedene Formen annehmen, es kann sich beispielsweise um ein Rechteck, ein Polygon mit mehr als vier Ecken, ein Oval etc. handeln. Weiterhin kann der Röntgendetektor 1 einen anderen als den in 1 gezeigten rechteckigen Querschnitt aufweisen, beispielsweise kann er gebogen sein. Eine solche gebogene Form ist insbesondere bei Röntgendetektoren für Computertomographen üblich.
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Der Röntgendetektor 1 ist dazu ausgelegt Röntgenstrahlen mittels einer Szintillatorschicht 2 zu detektieren. Die Szintillatorschicht 2 ist dazu ausgelegt hochenergetische Röntgenstrahlung in niederenergetische Strahlung, insbesondere in sichtbares Licht, zu konvertieren. Der Röntgendetektor 1 weist eine im Tauchverfahren auf die Szintillatorschicht 2 aufgetragene, amorphe Antireflexschicht 3 auf. Weiterhin weist der Röntgendetektor 1 eine Klebeschicht 4 auf, welche die Szintillatorschicht 2 mit einer Pixelmatrix 5 verbindet. Die Pixelmatrix 5 dient der Detektion der von der Szintillatorschicht 2 konvertierten Strahlung und erzeugt ein auslesbares Signal, beispielsweise in Form eines Spannungswertes oder eines digitalen Signals. Ein solches auslesbares Signal kann dazu benutzt werden, ein Bild zu rekonstruieren. Bei der Pixelmatrix 5 handelt es sich um ein Array von photosensitiven Elementen, beispielsweise um ein Array von Photodioden.
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Erfindungsgemäße Röntgendetektoren 1 sind insbesondere für die medizinische Bildgebung, beispielsweise als Teil eines Computertomographen, geeignet; ihre Verwendung beschränkt sich aber nicht darauf. So können erfindungsgemäße Röntgendetektoren 1 beispielsweise auch bei der Materialuntersuchung oder der Gepäckkontrolle zum Einsatz kommen. Die einzelnen Bildpunkte eines mittels eines erfindungsgemäßen Röntgendetektors 1 aufgenommenen Bildes entsprechen dabei den Pixeln der Pixelmatrix 5.
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Eine Szintillatorschicht 2 ist eine flächige Struktur, die ein Szintillatormaterial, aufweist, also Material, welches Szintillation bewirken kann. Unter Szintillation ist die Konversion hochenergetischen Röntgenstrahlung in niederenergetische Strahlung, insbesondere in sichtbares Licht mit einem Wellenlängenbereich von 400 nm bis 800 nm, zu verstehen. Die Szintillatorschicht 2 weist ein Absorptionsspektrum sowie ein Emissionsspektrum auf, wobei das jeweilige Spektrum die Wahrscheinlichkeit der Absorption bzw. Emission von (Röntgen-)Strahlung in Abhängigkeit der Wellenlänge λ angibt. Ein Beispielhaftes Emissionsspektrum eines keramischen Szintillatormaterials ist in 2 gezeigt, wobei Int. die Intensität der emittierten Strahlung in willkürlichen Einheiten angibt.
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Das Szintillatormaterial der Szintillatorschicht 2 kann insbesondere keramische Anteile aufweisen. Denn moderne keramische Szintillatormaterialien weisen eine besonders geringe Abklingzeit auf. Bei der Abklingzeit handelt es sich um eine charakteristische Größe, welche angibt, wie schnell die Emission von konvertierter, niederenergetischer Strahlung abklingt, nachdem die Szintillatorschicht 2 mit Röntgenstrahlung bestrahlt wurde. Eine besonders geringe Abklingzeit erhöht die Bildqualität bei einer hohen Aufnahmefrequenz bzw. erlaubt eine besonders geringe Abklingzeit eine besonders hohe Aufnahmefrequenz bei gleichbleibender Bildqualität. Weiterhin weisen moderne keramische Szintillatormaterialien ein schmalbandiges Emissionsspektrum auf, so dass sich ein Großteil der Emissionswahrscheinlichkeit im Emissionsspektrum in einem engen Bereich um eine Wellenlänge maximaler Wahrscheinlichkeit λ_max herum verteilt (siehe 2). Eine solche Eigenschaft erlaubt es wiederum die nachfolgenden Schichten wie die Antireflexschicht 3 und die Klebeschicht 4 derart zu gestalten, dass sie eine möglichst hohe Transparenz für die Wellenlänge λ_max herum aufweisen.
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Um eine möglichst hohe Bildqualität des Röntgendetektors 1 zu erreichen, sollten mehrere Faktoren erfüllt werden. Zum einen sollte die Quantenteneffizient möglichst hoch sein, d. h., dass möglichst viele der auf die Szintillatorschicht 2 fallenden Röntgenquanten zu einem auslesbaren Signal des Röntgendetektors 1 beitragen sollten. Weiterhin sollte der Röntgendetektor 1 möglichst sensitiv und rauscharm sein. Außerdem sollte die räumliche Auflösung des Röntgendetektors 1 möglichst hoch sein, d. h. dass der Ort, der einem auslesbaren Signal des Röntgendetektors 1 zugeordnet wird, möglichst stark mit dem Ort korreliert sein sollte, an dem das das auslesbare Signal verursachende Röntgenquant die Szintillatorschicht 2 getroffen hat.
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Um dies zu erreichen, ist eine möglichst gute optische Ankopplung der Szintillatorschicht 2 an die Pixelmatrix 5 erwünscht, insbesondere durch Verminderung der Reflexion an den verschiedenen Grenzschichten. Nun weist die Szintillatorschicht 2 in der Regel einen relativ hohen Brechungsindex n_SZ > 1,5 auf. Insbesondere, wenn die Szintillatorschicht 2 keramisches Szintillatormaterial aufweist, kann für den Brechungsindex sogar n_SZ > 2 gelten. Der Brechungsindex n_KL geeigneter Materialien für eine Klebeschicht 4 ist aber regelmäßig nicht größer als 1,5 (n_KL ≤ 1,5). Beispielsweise soll die Klebeschicht 4 für Licht möglichst transparent, unempfindlich gegenüber Röntgenstrahlung und mechanisch stabil sein. Außerdem weist die Pixelmatrix 5 in der Regel einen Brechungsindex auf, der nahe an dem Brechungsindex gängiger Klebeschichten 4 liegt.
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Es gilt, dass der Grad der Reflexion R an zwei Grenzschichten, beispielsweise der Szintillatorschicht 2 mit dem Brechungsindex n_SZ und der Klebeschicht 4 mit dem Brechungsindex n_KL, bei senkrechtem Lichteinfall durch R = [(n_KL – n_SZ)/(n_KL + n_SZ)]2 gegeben ist. Bei einem Wert von n_SZ = 2,2 und n_KL = 1,5 folgt R = 0,1. Die optische Ankopplung der Szintillatorschicht 2 an die Pixelmatrix 5 kann also durch eine erfindungsgemäße Antireflexschicht 3 zwischen der Szintillatorschicht 2 und der Klebeschicht 4 verbessert werden. Weiterhin sollte die Antireflexschicht 3 möglichst dünn gestaltet sein, um ein Übersprechen weitestgehend zu verhindern. Denn umso dicker die Antireflexschicht 3 ausgebildet ist, umso wahrscheinlicher ist es, dass von der Szintillatorschicht 2 emittiertes Licht nicht von dem Pixel der Pixelmatrix 5 detektiert wird, der dem Ort der Emission entspricht. In anderen Worten wird durch Übersprechen die räumliche Auflösung erniedrigt.
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Eine Verbesserung der optische Ankopplung der Szintillatorschicht 2 an die Pixelmatrix 5 wird erfindungsgemäß dadurch erreicht, dass eine mittels eines Tauchverfahrens auf die Szintillatorschicht 2 aufgetragene und bei einer Temperatur T ≤ 80°C gehärtete Antireflexschicht 3 mit einem Brechungsindex n_AR für den Röntgendetektor 1 verwendet wird, wobei n_SZ > n_AR > n_KL. Denn mit dem Tauchverfahren lässt sich eine Antireflexschicht 3 mit einer geringen, kontrollierbaren und über die Fläche der Szintillatorschicht 2 regelmäßig ausgebildeten Dicke auftragen. Das Auftragen der Antireflexschicht 3 mittels eines Tauchverfahrens bewirkt weiterhin, dass die Antireflexschicht 3 und damit die Oberfläche der beschichten Szintillatorschicht 2 besonders homogen ausgebildet ist, so dass die Klebeschicht 4 besonders gut an der beschichteten Szintillatorschicht 2 haftet. Dadurch bewirkt die Erfindung auch eine erhöhte Stabilität des ganzen Röntgendetektors 1.
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Die erfindungsgemäße geringe Bearbeitungstemperatur erlaubt das Tauchverfahren zum Auftragen einer Antireflexschicht 3 bei einer besonders temperaturempfindlichen Szintillatorschicht 2 anzuwenden, welche beim für Tauchverfahren gängigen Bearbeitungsschritt des Härtens (bzw. Temperns) bei Temperaturen von typischer Weise mehreren hundert °C beschädigt würde. In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Röntgendetektors 1 ist die Antireflexschicht 3 bei einer Temperatur T ≤ 60°C, bzw. T ≤ 45°C, bzw. T ≤ 30°C bearbeitet, insbesondere getrocknet und gehärtet, worden.
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Aus den Fresnel'schen Formeln folgt, dass der Brechungsindex n_AR der Antireflexschicht 3 ideal bei n_AR = sqrt(n_SZ·n_KL) ist, also im Fall von n_SZ = 2,2 und n_KL = 1,5 bei n_AR = 1,8. Dann gilt für den reflektierten Anteil des von der Szintillatorschicht 2 emittierten Lichts R_Grenz_1 an der Grenzschicht Szintillatorschicht 2/Antireflexschicht 3 bei senkrechtem Einfall des Lichts auf die Grenzschicht R_Grenz_1 = 0,01. Analog gilt für den reflektierten Anteil R_Grenz_2 an der Grenzschicht Antireflexschicht 3/Klebeschicht 4 bei senkrechtem Einfall R_Grenz_2 = 0,01. Der reflektierte Anteil des aus dem Szintillator austretenden Lichts wird durch die erfindungsgemäße Antireflexschicht 3 also deutlich verringert und die optische Ankopplung der Szintillatorschicht 2 an die Pixelmatrix 5 wird deutlich verbessert.
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Eine möglichst geringe Dicke der Antireflexschicht 3 wird erreicht, indem die Antireflexschicht 3 genau eine λ/4-Schicht aufweist, wobei λ eine Wellenlänge aus dem Emissionsspektrum der Szintillatorschicht 2 ist. Für die Dicke d_λ/4 einer λ/4-Schicht gilt, dass d_λ/4 = λ/(4·n_AR). Um eine möglichst hohe Transmission der Antireflexschicht 3 zu erreichen, sollte die Wellenlänge λ_max entsprechen. Für einen Wert von λ_max = 500 nm und n_AR = 1.8 folgt d_λ/4 = 70 nm. Dies ist nur ein beispielhafter Wert, und das Maximum der Transmission (bzw. Minimum der Reflexion) der Antireflexschicht 3 in Bezug auf das von der Szintillatorschicht 2 emittierte Licht kann durch experimentelles Variieren des Brechungsindex n_AR bzw. der Dicke der Antireflexschicht 3 ermittelt werden. Insbesondere kann die Dicke der Antireflexschicht 3 auch ein ungradzahliges Vielfaches des Wertes d_λ/4 betragen.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung weist die Antireflexschicht 3 ein Metalloxid auf, da Metalloxide durch ihre Materialeigenschaften besonders gut dazu geeignet sind mittels Tauchverfahren eine Antireflexschicht 3 auszubilden. So sollen Materialien für die Herstellung der Antireflexschicht 3 verwendet werden, die keiner nachgeschalteten Hochtemperaturbehandlung bedürfen. Bei dem Metalloxid kann es sich beispielsweise um Aluminiumoxid oder Zirkonoxid handeln. Die Antireflexschicht 3 kann auch mehrere Metalloxide aufweisen, deren Mischungsverhältnis den Brechungsindex n_AR maßgeblich mit bestimmt.
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Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung handelt es sich bei dem Metalloxid um ein Titanoxid, da Titanoxid besonders gut geeignet ist eine Antireflexschicht 3 mit einem Brechungsindex n_AR > 1.6 auszubilden. Das Titanoxid kann weiterhin in Form eines Titandioxid-Sols vorliegen, welches durch die Hydrolyse entsprechender Alkoholate (z. B. Titan-iso-propylat) hergestellt wird. Je nach gewünschtem Brechungsindex n_AR und zulässiger Härtungstempertatur bzw. Härtungszeit kann die Zusetzung von kristallinem Titanoxid zur Beschichtungslösung in nanopartikulärer Form sinnvoll sein.
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In jedem Fall ist die gehärtete Antireflexschicht 3 amorph und nicht als ganzes kristallin. Die gehärtete Antireflexschicht 3 weist also keine Fernordnung auf. Wenn die Antireflexschicht 3 ein Metalloxid aufweist, weist sie im gehärteten Zustand keine regelmäßige Struktur auf Größenordnungen auf, welche wesentlich über die Größe einzelner Nanopartikel bzw. einzelner Metalloxid-Moleküle hinaus gehen. Insbesondere kann die amorphe Antireflexschicht 3 isotrop ausgebildet sein.
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Damit unterscheidet sich die erfindungsgemäße Antireflexschicht 3 von anderen üblichen Antireflexschichten, welche regelmäßig kristallin sind und eine Fernordnung aufweisen. Eine solche Fernordnung wird insbesondere durch die Verfahren zum Auftragen einer Antireflexschicht bedingt. So verursacht beispielsweise das Auftragen durch Sputtern eine regelmäßige Struktur der aufgetragenen (gesputterten) Antireflexschicht. Weiterhin werden durch Tauchverfahren aufgetragene Antireflexschichten herkömmlicher Weise bei Temperaturen deutlich über T = 80°C gehärtet (getempert), wodurch die aufgetragene Antireflexschicht regelmäßig eine kristalline Struktur annimmt und darüber hinaus ihren Brechungsindex erhöht. So kann eine erfindungsgemäß aufgetragene, amorphe Antireflexschicht 3, aufweisend ein Metalloxid, insbesondere ein Titanoxid, einen Brechungsindex 1,6 < n_AR < 1,9 aufweisen, insbesondere n_AR ≈ 1,8.
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3 zeigt ein Blockdiagram des erfindungsgemäßen Verfahrens. Das erfindungsgemäße Verfahren umfasst das Auftragen A einer Antireflexschicht 3 mit einem Brechungsindex n_AR auf eine Szintillatorschicht 2 mit einem Brechungsindex n_SZ mittels eines Tauchverfahrens. Zu Beginn des erfindungsgemäßen Verfahrens liegt die Szintillatorschicht 2 bereits als festes Bauteil vor. Bei einem Tauchverfahren wird die Szintillatorschicht 2 wenigstens mit einer zu beschichtenden Seite in ein Bad einer Lösung oder Suspension getaucht. Die Lösung oder Suspension kann insbesondere wässrig sein. Diese Lösung oder Suspension beinhaltet die Materialien, welche die Antireflexschicht 3 bilden. Durch Herausziehen der Szintillatorschicht 2 aus dem Bad scheidet sich die Antireflexschicht 3 auf der Oberfläche der eingetauchten Seite der Szintillatorschicht 2 ab. Parameter wie die Ziehgeschwindigkeit, das Volumen des Bades, Strömungen in dem Bad, die Temperatur (der Lösung oder Suspension bzw. der Umgebung), und die Konzentration von Materialien, welche die Antireflexschicht 3 bilden – wie z. B. Metalloxide – beeinflussen die Dicke der aufgetragenen Antireflexschicht 3. Die Parameter sind beim Auftragen A entsprechend des gewünschten Ergebnisses einzustellen.
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Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Bearbeiten B, umfassend das Härten der aufgetragenen Antireflexschicht 3 bei einer Temperatur T ≤ 80°C. In anderen Worten wird die auf die Szintillatorschicht 2 aufgetragene Antireflexschicht 3 – sowie die Szintillatorschicht 2 selbst – in keinem dem Auftragen A folgenden Bearbeitungsschritt einer Temperatur von mehr als 80°C ausgesetzt. In weiteren Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahren erfolgt das Auftragen A sowie das Bearbeiten B bei Temperaturen, für die jeweils gilt T ≤ 60°C, bzw. T ≤ 45°C, bzw. T ≤ 30°C. Denn Szintillatorschichten 2 sind in der Regel temperaturempfindlich und werden durch die Bearbeitung bei hohen Temperaturen in ihrer Funktionalität beeinträchtig. Insbesondere sind Szintillatorschichten 2, die ein keramisches Szintillatormaterial aufweisen, temperaturempfindlich. Daher sind möglichst geringe Temperaturen für das Auftragen A sowie für das Bearbeiten B erstrebenswert.
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Ein weiterer Schritt des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Verbinden V der beschichteten Szintillatorschicht 2 mit einer Pixelmatrix 5 mittels einer Klebeschicht 4 mit einem Brechungsindex n_KL, wobei n_SZ > n_AR > n_KL. Die Klebeschicht 4 weist typischer Weise eine Dicke zwischen 50 μm und 100 μm auf, sie kann aber auch dicker oder weniger dick ausgebildet sein.
