TWI734489B - X射線裝置及其製造方法 - Google Patents

Abstract

一種X射線裝置，其包括感測面板以及設置在感測面板上的軟性閃爍體結構。另提供一種X射線裝置的製造方法。

Description

X射線裝置及其製造方法

本揭露是有關於一種X射線裝置及其製造方法。

X射線裝置可透過閃爍體將X射線轉換成可見光，再透過感測面板感測可見光來成像。閃爍體可直接形成在感測面板上或是透過接合製程而形成在感測面板上。在後者的製造方法中，通常會先將閃爍體形成在硬質載板上，然後再將形成有閃爍體的硬質載板貼附至感測面板。由於此種接合製程屬於硬對硬的貼合，因此存在大面積貼合不易以及在貼合面易產生氣泡等問題，導致X射線裝置的良率低及/或成本高。

本揭露提供一種X射線裝置及其製造方法，其有助於提升良率或降低成本。

本揭露的實施例提供一種X射線裝置，其包括感測面板以及軟性閃爍體結構。軟性閃爍體結構設置在感測面板上。

本揭露的實施例提供一種X射線裝置的製造方法，其包括以下步驟。提供承載板。在承載板上設置軟性閃爍體結構。移除承載板。將軟性閃爍體結構設置在感測面板上。

基於上述，在本揭露的實施例中，由於閃爍體結構是軟性的，因此將軟性閃爍體結構設置在感測面板上時可以不使用硬對硬貼合的真空貼合機，從而可改善大面積貼合不易或在貼合面易產生氣泡等問題。因此，本揭露的實施例的X射線裝置及其製造方法有助於提升良率或降低成本。

為讓本揭露的上述特徵和優點能更明顯易懂，下文特舉實施例，並配合所附圖式作詳細說明如下。

通過參考以下的詳細描述並同時結合附圖可以理解本揭露。須注意的是，為了使讀者能容易瞭解及圖式的簡潔，本揭露中的多張圖式只繪出電子裝置的一部分，且圖式中的特定元件並非依照實際比例繪圖。此外，圖中各元件的數量及尺寸僅作為示意，並非用來限制本揭露的範圍。舉例來說，為了清楚起見，各膜層、區域及/或結構的相對尺寸、厚度及位置可能縮小或放大。

本揭露通篇說明書與後附的申請專利範圍中會使用某些詞彙來指稱特定元件。本領域具有通常知識者應理解，電子設備製造商可能會以不同的名稱來指稱相同的元件。本文並不意在區分那些功能相同但名稱不同的元件。在下文說明書與申請專利範圍中，“具有”與“包括”等詞為開放式詞語，因此其應被解釋為“包括但不限定為…”之意。

本文中所提到的方向用語，例如：“上”、“下”、“前”、“後”、“左”、“右”等，僅是參考附圖的方向。因此，使用的方向用語是用來說明，而並非用來限制本揭露。應了解到，當元件或膜層被稱為設置在另一個元件或膜層“上”或“連接”另一個元件或膜層時，所述元件或膜層可以直接在所述另一元件或膜層上或直接連接到所述另一元件或膜層，或者兩者之間存在有插入的元件或膜層(非直接情況)。相反地，當元件或膜層被稱為“直接”在另一個元件或膜層“上”或“直接連接”另一個元件或膜層時，兩者之間不存在有插入的元件或膜層。

本文中所提到的術語“大約”、“等於”、“相等”、“相同”、“實質上”或“大致上”通常代表落在給定數值或範圍的10%範圍內，或代表落在給定數值或範圍的5%、3%、2%、1%或0.5%範圍內。此外，用語“給定範圍為第一數值至第二數值”、“給定範圍落在第一數值至第二數值的範圍內”表示所述給定範圍包含第一數值、第二數值以及它們之間的其它數值。

在本揭露一些實施例中，關於接合、連接之用語例如“連接”、“互連”等，除非特別定義，否則可指兩個結構係直接接觸，或者亦可指兩個結構並非直接接觸，其中有其它結構設於此兩個結構之間。關於接合、連接之用語亦可包括兩個結構都可移動，或者兩個結構都固定的情況。此外，用語“電性連接”、“耦接”包含任何直接及間接的電性連接手段。

在下述實施例中，相同或相似的元件將採用相同或相似的標號，且將省略其贅述。此外，不同實施例中的特徵只要不違背發明精神或相衝突，均可任意混合搭配使用，且依本說明書或申請專利範圍所作的簡單的等效變化與修飾，皆仍屬本揭露涵蓋的範圍內。另外，本說明書或申請專利範圍中提及的“第一”、“第二”等用語僅用以命名不同的元件或區別不同實施例或範圍，而並非用來限制元件數量上的上限或下限，也並非用以限定元件的製造順序或設置順序。

圖1是依照本揭露的實施例的一種X射線裝置的剖面示意圖。請參照圖1，X射線裝置1可包括感測面板10以及軟性閃爍體結構12。軟性閃爍體結構12設置在感測面板10上。軟性閃爍體結構12適於將入射X射線裝置1的X射線X轉換成可見光V。感測面板10適於感測可見光V並產生對應於可見光V的光強度分布的影像。

在一些實施例中，感測面板10可包括基板100以及感測陣列102，其中感測陣列102位於軟性閃爍體結構12與基板100之間。基板100適於承載感測陣列102。依據不同的需求，基板100可為硬質基板、軟性基板、彎曲式基板(curved substrate)、可撓性基板或任何型式的基板。此外，基板100的透光率不加以限制，也就是說，基板100可為透光基板、半透光基板或不透光基板。舉例來說，基板100的材質可例如包括玻璃、塑膠、陶瓷、不鏽鋼、石英、藍寶石、聚醯亞胺(polyimide，PI)、聚碳酸(polycarbonate，PC)或聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)，或前述的組合，但不限於此。

在一實施例中，感測陣列102可適於感測可見光V。舉例來說，感測陣列102可包括多個感測單元(未繪示)以及與這些感測單元電連接的線路(未繪示)。這些感測單元排列成陣列，以產生影像。至少一個感測單元可包括一個或多個開關元件以及與所述一個或多個開關元件電連接的一個或多個感光元件。開關元件例如可包括薄膜電晶體，例如包括非晶矽(amorphous silicon)、低溫多晶矽(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)或金屬氧化物(metal oxide)的頂閘極、底閘極或雙閘極薄膜電晶體，但不限於此。感光元件例如可包括光電二極體(photodiode)。然而，感測單元的排列方式、每一個感測單元所包括的開關元件的數量、每一個感測單元所包括的感光元件的數量、開關元件的種類或感光元件的種類可依需求改變，而不以上述為限。

在一些實施例中，軟性閃爍體結構12可包括第一軟性層120以及閃爍體層122，其中閃爍體層122位於第一軟性層120與感測面板10之間。在又一些實施例中，軟性閃爍體結構12還可包括第二軟性層124，且第二軟性層124位於閃爍體層122與感測面板10之間。

第二軟性層124可用於承載第一軟性層120以及閃爍體層122。在一些實施例中，第二軟性層124的材質可包括聚醯亞胺(Polyimide，PI)、玻璃、聚對苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)或其他合適的材質。在一些實施例中，第二軟性層124的厚度T124可大於或等於5μm(微米，micrometer)且小於或等於100μm，但不以此為限。在一些實施例中，第二軟性層124對波長為530nm(奈米，nanometer)的光的穿透率可大於70%，但不以此為限。

閃爍體層122設置在第二軟性層124上。在一些實施例中，閃爍體層122的材質可包括碘化銫(CsI)，但不以此為限。在其他實施例中，閃爍體層122的材質可包括其他種類的無機閃爍體或有機閃爍體。在一些實施例中，閃爍體層122可透過沉積製程而形成在第二軟性層124上。沉積製程可包括蒸鍍製程，但不以此為限。

圖2是圖1中區域R1的放大圖，可以例如是閃爍體層122與第二軟性層124的局部結構示意圖。請參照圖2，透過沉積製程形成在第二軟性層124上的閃爍體層122可包括多晶部122A以及單晶部122B，其中多晶部122A鄰近感測面板10(參照圖1)，而單晶部122B遠離感測面板10。在另一實施例中，單晶部122B鄰近第一軟性層120(參照圖1)，即多晶部122A位於單晶部122B與第二軟性層124之間。多晶部122A以及單晶部122B的形貌差異可通過掃描式電子顯微鏡(Scanning Electron Microscope，SEM)觀測出，於此不多加贅述。多晶部122A與單晶部122B為漸變結構，故並無明顯的分界線。在本揭露的一些實施例中，多晶部122A的高度H122A可大於0μm且例如小於或等於40μm。多晶部122A的高度H122A為多晶部122A的頂面至第二軟性層124的上表面124A的距離。

請再參照圖1，第一軟性層120設置在閃爍體層122以及第二軟性層124上。依據不同的需求，第一軟性層120可為多層功能層的堆疊層。多層功能層的材質可包括金屬箔(metal foil)、塑膠、金屬以及其他合適的材質中的至少兩個，但不以此為限。塑膠可包括PET、PEN、聚對二甲苯(parylene)，但不以此為限。

在一些實施例中，第一軟性層120可包括黏著層(未繪示)。第一軟性層120可透過黏著層而貼附至閃爍體層122以及第二軟性層124上。第一軟性層120還可包括反射層(未繪示)。反射層可讓X射線通過且將可見光V(如可見光V1與可見光V2)反射。更精確來說，反射層可將外界環境光中的可見光V2反射，可降低外界環境光中的可見光V2對感測結果的干擾。此外，反射層還可將朝第一軟性層120傳遞的可見光V1回收，例如當X射線X通過閃爍體層122後，X射線會轉換成可見光V1，可見光V1打到反射層後，可見光V1可被反射層反射，並朝感測面板10的方向傳遞，可提升可見光V1的回收率。第一軟性層120還可包括阻水層(未繪示)。阻水層適於阻擋水氣滲入閃爍體層122，從而降低水氣對於閃爍體層122的負面影響或延長閃爍體層122的使用壽命。在一些實施例中，黏著層、反射層以及阻水層可依序堆疊在閃爍體層122上。然而，第一軟性層120中的功能層的種類、數量及其堆疊順序可依需求改變，而不以此為限。在一些實施例中，第一軟性層120的最大厚度T120可落在20μm至300μm的範圍內，即20μm≦T120≦300μm，但不以此為限。

雖然圖1繪示軟性閃爍體結構12由第一軟性層120、閃爍體層122以及第二軟性層124等三層結構所組成，然而，軟性閃爍體結構12的結構數量可依需求而增加或減少。舉例來說，在一些實施例中，軟性閃爍體結構12可省略第二軟性層124，但不以此為限。

在X射線裝置1中，由於閃爍體結構是軟性的，因此將軟性閃爍體結構12設置在感測面板10上時可以不使用硬對硬貼合的真空貼合機。舉例來說，可使用一般滾輪式貼合機取代真空貼合機來簡化貼合製程、改善大面積貼合不易或改善在貼合面易產生氣泡的問題。如此，有助於提升良率，或者可在相同的產量下降低成本。依據不同的需求，感測面板10也可為軟性感測面板或彎取式感測面板，對應地，X射線裝置1可為軟性X射線裝置或彎取式X射線裝置，但不以此為限。

依據不同的需求，X射線裝置1可進一步包括其他膜層或元件。舉例來說，X射線裝置1可進一步包括黏著層14。黏著層14位於感測面板10與軟性閃爍體結構12之間，以將兩者接合。在一些實施例中，黏著層14可包括UV解膠、熱解膠或冷解膠。在另一實施例中，黏著層14可採用在照射UV光、受熱或冷卻的情況下會降低或喪失黏性的材料，但不以此為限。

在一些實施例中，X射線裝置1還可包括電路板16。電路板16與感測陣列102中的線路(未繪示)電連接，且電路板16上可設置有與所述線路電連接的驅動晶片16A。在一些實施例中，電路板16可為軟性印刷電路板(Flexible Printed Circuit Board，FPCB)，其中電路板16的第一端E1可連接至感測陣列102中的線路，且電路板16的第二端E2可彎折至感測面板10的背面，以縮減電路板16佔據的空間，從而縮減X射線裝置1的體積。

在一些實施例中，X射線裝置1還可包括外殼18。舉例來說，外殼18可包括入光部18A以及承載部18B。入光部18A設置在X射線裝置1的入光側SE，其中X射線X經由入光部18A進入X射線裝置1。入光部18A的材質例如可包括碳纖維(carbon fiber)，但不以此為限。承載部18B與入光部18A連接，且承載部18B與入光部18A形成至少容納感測面板10、軟性閃爍體結構12、黏著層14以及電路板16的空間S。承載部18B的材質可以是適於承載感測面板10、軟性閃爍體結構12、黏著層14以及電路板16的任何材質，於此不多加限制。

圖3至圖6是本揭露的實施例的一種X射線裝置的製造流程的剖面示意圖。請參照圖3，提供承載板20。承載板20為硬質載板。舉例來說，承載板20的材質可包括玻璃、陶瓷或不鏽鋼，但不以此為限。

在承載板20上設置第二軟性層124。舉例來說，可透過黏著層(未繪示)將第二軟性層124貼附至承載板20上，但不以此為限。

接著，在第二軟性層124上設置閃爍體層122。舉例來說，可透過沉積製程(如蒸鍍製程)將閃爍體層122形成在第二軟性層124上，但不以此為限。

請參照圖4，在閃爍體層122上設置第一軟性層120。在一些實施例中，第一軟性層120可進一步設置在第二軟性層124上，但不以此為限。在形成第一軟性層120後，即初步完成在承載板20上設置軟性閃爍體結構12的步驟。

請參照圖5，移除承載板20。舉例來說，可依據承載板20與第二軟性層124之間接合的方式採用雷射剝離製程、機械剝離製程、UV光照射步驟、升溫製程以及降溫製程中的一種製程來移除承載板20。然後，將軟性閃爍體結構12設置在感測面板10(參照圖1)上。在一些實施例中，如圖1所示，可透過黏著層14來接合軟性閃爍體結構12與感測面板10，但不以此為限。

在一些實施例中，如圖6所示，在移除承載板20之後，可進一步移除第二軟性層124，以形成不包括第二軟性層124的軟性閃爍體結構12’。然後將軟性閃爍體結構12’設置在感測面板10(參照圖1)上，例如可透過黏著層14(參照圖1)來接合軟性閃爍體結構12’與感測面板10，但不以此為限。

參照圖1與圖6，將軟性閃爍體結構12或軟性閃爍體結構12’設置在感測面板10(參照圖1)上之後，可選擇性地將電路板16連接至感測面板10，並將感測面板10、軟性閃爍體結構12或軟性閃爍體結構12’、黏著層14以及電路板16裝進外殼18中。

在X射線裝置的製造方法中，由於閃爍體結構是軟性的，因此將軟性閃爍體結構12或軟性閃爍體結構12’設置在感測面板10上時可以不使用硬對硬貼合的真空貼合機。舉例來說，可使用一般滾輪式貼合機取代真空貼合機來簡化貼合製程、改善大面積貼合不易或改善在貼合面易產生氣泡的問題。此外，相較於將所有的元件(如軟性閃爍體結構12、感測面板10以及電路板16)皆形成在承載板之後再移除承載板，藉由將X射線裝置中的多個元件分別製作然後再組裝在一起有助於提升良率，或者可在相同的產量下降低成本。

綜上所述，在本揭露的實施例中，由於閃爍體結構是軟性的，因此將軟性閃爍體結構設置在感測面板上時可使用一般滾輪式貼合機取代真空貼合機來簡化貼合製程、改善大面積貼合不易或改善在貼合面易產生氣泡的問題。因此，本揭露的實施例的X射線裝置及其製造方法有助於提升良率或降低成本。在一些實施例中，感測面板也可為軟性感測面板或彎取式感測面板，對應地，X射線裝置可為軟性X射線裝置或彎取式X射線裝置。在一些實施例中，軟性閃爍體結構可包括反射層，以提升可見光的回收率。在一些實施例中，軟性閃爍體結構可包括阻水層，以降低水氣對於閃爍體層的負面影響或延長閃爍體層的使用壽命。

以上各實施例僅用以說明本揭露的技術方案，而非對其限制；儘管參照前述各實施例對本揭露進行了詳細的說明，本領域具有通常知識者應當理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分或者全部技術特徵進行等同替換；而這些修改或者替換，並不使相應技術方案的本質脫離本揭露各實施例技術方案的範圍。

雖然本揭露的實施例及其優點已揭露如上，但應該瞭解的是，任何所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離本揭露之精神和範圍內，當可作更動、替代與潤飾，且各實施例間的特徵可任意互相混合替換而成其他新實施例。此外，本揭露之保護範圍並未侷限於說明書內所述特定實施例中的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，任何所屬技術領域中具有通常知識者可從本揭露揭示內容中理解現行或未來所發展出的製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟，只要可以在此處所述實施例中實施大抵相同功能或獲得大抵相同結果皆可根據本揭露使用。因此，本揭露的保護範圍包括上述製程、機器、製造、物質組成、裝置、方法及步驟。另外，每一請求項構成個別的實施例，且本揭露之保護範圍也包括各個請求項及實施例的組合。本揭露之保護範圍當視隨附之申請專利範圍所界定者為準。

1:X射線裝置 10:感測面板 12、12’:軟性閃爍體結構 14:黏著層 16:電路板 16A:驅動晶片 18:外殼 18A:入光部 18B:承載部 20:承載板 100:基板 102:感測陣列 120:第一軟性層 122:閃爍體層 122A:多晶部 122B:單晶部 124:第二軟性層 124A:上表面 E1:第一端 E2:第二端 H122A:高度 R1:區域 S:空間 SE:入光側 T120、T124:厚度 V、V1、V2:可見光 X:X射線

圖1是依照本揭露的實施例的一種X射線裝置的剖面示意圖。 圖2是圖1中區域R1的放大圖。 圖3至圖6是本揭露的實施例的一種X射線裝置的製造流程的剖面示意圖。

1:X射線裝置

10:感測面板

12:軟性閃爍體結構

14:黏著層

16:電路板

16A:驅動晶片

18:外殼

18A:入光部

18B:承載部

100:基板

102:感測陣列

120:第一軟性層

122:閃爍體層

124:第二軟性層

E1:第一端

E2:第二端

R1:區域

S:空間

SE:入光側

T120、T124:厚度

V、V1、V2:可見光

X:X射線

Claims (9)

1. 一種X射線裝置，包括：感測面板；以及軟性閃爍體結構，設置在所述感測面板上，所述軟性閃爍體結構包括第一軟性層以及閃爍體層，且所述閃爍體層位於所述第一軟性層與所述感測面板之間。
2. 如請求項1所述的X射線裝置，其中所述軟性閃爍體結構還包括第二軟性層，且所述第二軟性層位於所述閃爍體層與所述感測面板之間。
3. 如請求項1所述的X射線裝置，其中所述閃爍體層包括多晶部以及單晶部，所述多晶部鄰近所述感測面板，且所述單晶部遠離所述感測面板。
4. 如請求項2所述的X射線裝置，其中所述第二軟性層的厚度大於或等於5微米且小於或等於100微米。
5. 如請求項1所述的X射線裝置，還包括：黏著層，位於所述感測面板與所述軟性閃爍體結構之間。
6. 一種X射線裝置的製造方法，包括：提供承載板；在所述承載板上設置軟性閃爍體結構；移除所述承載板；以及將所述軟性閃爍體結構設置在感測面板上。
7. 如請求項6所述的X射線裝置的製造方法，其中在所述承載板上設置所述軟性閃爍體結構包括：在所述承載板上設置第二軟性層；在所述第二軟性層上設置閃爍體層；以及在所述閃爍體層上設置第一軟性層。
8. 如請求項7所述的X射線裝置的製造方法，還包括：在移除所述承載板之後，移除所述第二軟性層。
9. 如請求項6所述的X射線裝置的製造方法，其中將所述軟性閃爍體結構設置在所述感測面板上包括：透過黏著層來接合所述軟性閃爍體結構與所述感測面板。

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