TWM502243U - 閃爍晶體陣列結構 - Google Patents

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    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01T—MEASUREMENT OF NUCLEAR OR X-RADIATION
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Description

閃爍晶體陣列結構
本創作係有關於一種閃爍晶體陣列結構，尤指涉及一種可將高能量輻射能轉換成可見光或紫外光之閃爍晶體陣列，特別係指閃爍晶體陣列中每一閃爍晶體之表面形成有複數個反射層與複數個遮罩層，可使各閃爍晶體達到較高之全反射效果，而具有提高能量轉換率之結構者。
一個固態之閃爍偵檢器通常係以結晶之形式存在，以傳統核醫所使用之閃爍晶體而言，目前大多是作成大片之長方體，當輻射能(X-ray或γ-ray)照射到透明閃爍晶體時，通常僅有少部分之直射光或小角度之折射光(例如小於33°之折射光)可以射入與閃爍晶體連接之光電倍增管(Photomultiplier tubes,PMT)，其餘大部分之γ-ray則經由閃爍晶體之側面散射且無法達到光電倍增管之表面；因此，為了有效增加入射光至光電倍增管表面之效率，可在閃爍晶體之周圍覆蓋一層反射膜，用以降低閃爍晶體側面的光散射現象，進而使大部分之可見光或紫外光可射入光電倍增管內，增加訊號之數量。不過即使如此，大約也只有30%之可見光或紫外光能夠被光電倍增管接收到而已。
近年來由於提升解析度之需求，而有提出將前述一整個閃爍晶體塊改成由複數個小顆粒閃爍晶體所組成之晶陣塊(array)來取 代之做法。晶陣中每一個小顆粒閃爍晶體即為成像後之一個像素點(pixel)，因此在成像時務求各晶粒間能達到光學隔離(optical isolated)，即各晶粒能侷限各自產生之閃爍光，並由各自之導光面進入光電倍增管。為達此目的，在組成晶陣時，各晶粒表面必需進行阻光處理，使得閃爍光行進至晶粒表面時被散射(diffuse)或反射(reflect)而回行至原晶粒中，因而達到侷限閃爍光之目的。
晶粒表面處理方法，一般係以白色顏料塗佈或用鐵弗龍(Teflon)薄膜包裹。在晶陣製作代工廠商，則係以環氧樹脂(epoxy)混合白色金屬氧化物粉末(如MgO、TiO2、BaSO4等)，來填充晶陣間隙，例如：美國專利公告號US 5,227,634所揭露之偵測器即屬於此類。不過前述之技術所製作出來之偵檢器，其收光性能並不理想。
近年來在文獻中出現以鏡面膜加工做成網格矩陣來組裝之方法。此方法係將鏡面膜以雷射切割加工製成梳狀，再彼此交錯成網格狀矩陣，接著將晶粒一顆顆放入，最後固定即成一晶陣，此法具有組裝晶陣之同時亦達成表面隔光處理之優點。雖然網格組裝法有著上述種種優點，惟實作起來卻困難重重；首先是鏡面膜材料，又非常靠近光電倍增管內部之大梯度電場，通常鏡面材料是塑膠基材，非金屬基材；若以金屬基材鏡面膜組成晶陣，將會因緊臨之大電場而累積靜電，其形成之電場又將影響光電倍增管之電場梯度，進而削弱其信號。而市面上符合此要件的，僅有3M公司生產之高反射率反射片(Enhanced Specular Reflector,ESR)之VM系列產品，其中VM2000之反射波長頻寬較符合所需。然而 VM2000不但價格高昂，且屬管制材料，造成該鏡面膜材料來源取得非常不容易。
其次是雷射切割加工問題，由於是塑膠基材(如：mylar)，加上厚度很薄，即使用低功率雷射加工，也極易燒穿，因此在切梳狀溝時，溝之寬度無法太小，最細大多僅能至0.1mm；由於在組裝網格時，係以梳狀溝夾緊另一隔板，而上述規格之不配合，將導致網格結構在組裝時過於鬆散，在安裝新一隔板時，已完成組裝之隔板隨時可能掉落，因此組裝費時，不易於晶陣組裝工作。此外，在網格結構完成，晶體顆粒放入後，整個晶陣仍處於鬆散狀態，如何固定整體結構使之成為一陣列塊狀個體，工程技術上亦是一大挑戰。
綜合上述，故，一般習用者係無法符合使用者於實際使用時之所需。
本創作之主要目的係在於，克服習知技藝所遭遇之上述問題並提供一種透過在每個閃爍晶體之表面形成複數個反射層與複數個遮罩層，並將每個閃爍晶體連接成閃爍晶體陣列，可提供高能量輻射能入射進各閃爍晶體後，將中間之光損失降至最少，以使各閃爍晶體達到較高之全反射效果，藉此可使各閃爍晶體充分吸收高能量輻射能之能量後將其轉化為可見光或紫外光，以達到提高能量轉換率之閃爍晶體陣列結構。
為達以上之目的，本創作係一種閃爍晶體陣列結構，係包括：複數個閃爍晶體；複數個反射層(reflecting layer)，係設置於 每一閃爍晶體之表面；以及複數個遮罩層(shielding layer)，係設置於複數個反射層上。
於本創作上述實施例中，該反射層係利用噴霧、塗料、濺鍍或印刷方法形成。
於本創作上述實施例中，該反射層之材料係可選自銀、鋁、鎳、鉻或鎳鉻之合金。
於本創作上述實施例中，該遮罩層之材料係可選自黑膠或白膠(Epoxy)。
於本創作上述實施例中，該黑膠或白膠係可連接每一閃爍晶體以組成該閃爍晶體陣列。
於本創作上述實施例中，每一閃爍晶體之間係透過環氧樹脂或紫外光膠或其他工業膠連接而組成該閃爍晶體陣列。
於本創作上述實施例中，該環氧樹脂係可為二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)或硫酸鋇(BaSO4)。
於本創作上述實施例中，該閃爍晶體陣列之外圍更包覆有一薄膜。
100‧‧‧閃爍晶體陣列
10‧‧‧閃爍晶體
20‧‧‧反射層
30‧‧‧遮罩層
第1圖，係本創作採用5x5之閃爍晶體陣列結構示意圖。
第2圖，係本創作單個閃爍晶體之分解示意圖。
第3圖，係本創作單個閃爍晶體之結構示意圖。
請參閱『第1圖~第3圖』所示，係分別為本創作採用5x5之閃爍晶體陣列結構示意圖、本創作單個閃爍晶體之分解示意圖、及本創作單個閃爍晶體之結構示意圖。如圖所示：本創作係一種閃爍晶體陣列結構，係包括複數個閃爍晶體10，而每一閃爍晶體10之表面，係設置有複數個反射層(reflecting layer)20及複數個遮罩層(shielding layer)30。
於一具體實施例中，本創作以5x5之閃爍晶體陣列100為例。該閃爍晶體陣列100中每一閃爍晶體10之周圍表面形成複數個反射層20與複數個遮罩層30。其中該複數個反射層20係可利用噴霧、塗料、濺鍍或印刷等方法形成，其材料可選自銀、鋁、鎳、鉻或鎳鉻之合金。而該複數個遮罩層30之材料係可選自黑膠(Epoxy)或白膠；於本實施例中，該黑膠係可進一步連接每一閃爍晶體10以組成該閃爍晶體陣列100。
於另一具體實施例中，本創作係可利用一環氧樹脂(圖中未示)，例如二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)或硫酸鋇(BaSO4)或紫外光膠或工業膠連接每一閃爍晶體10以組成該閃爍晶體陣列100。
於再一具體實施例中，本創作係可於上述兩個實施例之閃爍晶體陣列100之外圍包覆一薄膜(圖中未示)以固結整體結構。其中，該薄膜為不透明且具自黏性之材料，如自黏式鋁箔。
因此，本創作在每個閃爍晶體之表面形成複數個反射層與複數個遮罩層，且各閃爍晶體之間可單獨以遮罩層(黑膠或白膠)本身就具有黏著之功能，或另外透過環氧樹脂或紫外光膠或工業膠連 接，或進一步於閃爍晶體陣列外圍包覆一薄膜之方式以固結整體結構；當運用時，本創作所提之閃爍晶體陣列結構，可提供高能量輻射能如X或γ射線入射進各閃爍晶體後，將中間之光損失降至最少，以使各閃爍晶體達到較高之全反射效果，藉此可使各閃爍晶體充分吸收X或γ射線將其轉化為可見光或紫外光之光量，進而達到提高能量轉換率之功效。
綜上所述，本創作係一種閃爍晶體陣列結構，可有效改善習用之種種缺點，透過在每個閃爍晶體之表面形成複數個反射層與複數個遮罩層，並將每個閃爍晶體連接成閃爍晶體陣列，可提供高能量輻射能入射進各閃爍晶體後，將中間之光損失降至最少，以使各閃爍晶體達到較高之全反射效果，藉此可使各閃爍晶體充分吸收高能量輻射能之能量後將其轉化為可見光或紫外線，以達到提高能量轉換率之功效，進而達到提高能量轉換率之功效，進而使本創作之產生能更進步、更實用、更符合使用者之所須，確已符合新型專利申請之要件，爰依法提出專利申請。
惟以上所述者，僅為本創作之較佳實施例而已，當不能以此限定本創作實施之範圍；故，凡依本創作申請專利範圍及新型說明書內容所作之簡單的等效變化與修飾，皆應仍屬本創作專利涵蓋之範圍內。
100‧‧‧閃爍晶體陣列
10‧‧‧閃爍晶體
20‧‧‧反射層
30‧‧‧遮罩層

Claims (8)

  1. 一種閃爍晶體陣列結構，係包括：複數個閃爍晶體；至少一個反射層(reflecting layer)，係設置於每一閃爍晶體之表面；以及至少一個遮罩層(shielding layer)，係設置於複數個反射層上。
  2. 依申請專利範圍第1項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該反射層係利用噴霧、塗料、濺鍍或印刷方法形成。
  3. 依申請專利範圍第1項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該反射層之材料係可選自銀、鋁、鎳、鉻或鎳鉻之合金。
  4. 依申請專利範圍第1項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該遮罩層之材料係可選自黑膠或白膠(Epoxy)。
  5. 依申請專利範圍第1或4項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該黑或白膠係可連接每一閃爍晶體以組成該閃爍晶體陣列。
  6. 依申請專利範圍第1項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，每一閃爍晶體之間係透過環氧樹脂或紫外光膠或其他工業膠連接而組成該閃爍晶體陣列。
  7. 依申請專利範圍第6項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該環氧樹脂係可為二氧化鈦(TiO2)、氧化鎂(MgO)或硫酸鋇(BaSO4)。
  8. 依申請專利範圍第1項所述之閃爍晶體陣列結構，其中，該閃爍 晶體陣列之外圍更包覆有一薄膜。
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