CN111430391A - 柔性x射线探测器及其制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种柔性X射线探测器及其制备方法，在制备柔性X射线探测器时，先剥离第二基板，而后再进行柔性塑封层与感光器阵列的贴合，从而在进行贴合工艺中，可实现柔性对柔性的贴合，以在贴合面形成紧密贴合，从而提高柔性X射线探测器的质量。

Description

柔性X射线探测器及其制备方法

技术领域

本发明属于X射线探测器制造领域，涉及一种柔性X射线探测器及其制备方法。

背景技术

X射线辐射成像利用X射线短波长、易穿透的性质，不同原子序数、密度和厚度材料对X射线吸收不同的特点，通过探测透过物体的X射线的强度来成像。体积小、重量轻、移动便携的数字X射线探测器广泛应用于医疗诊断、工业检测和安全检查，逐渐取代了以胶片为记录介质的传统X射线成像系统。

现有的X射线探测器从能量转换的方式可以分为两种：间接转换型探测器和直接转换型探测器。其中，间接转换型探测器应用较为广泛，其主要包括闪烁体及感光器阵列。在制备过程中，通常采用将闪烁体先制备在第一基板上，形成闪烁体结构；在刚性的第二基板上制备薄膜晶体管TFT及光电二极管PD等，以形成感光结构，而后将闪烁体结构与感光结构进行贴合。但由于在制备闪烁体结构时，由于第一基板在进行闪烁体镀膜的过程中，易受热变形，产生一定的弯曲，从而会存在闪烁体结构与刚性的感光结构不能紧密贴合的问题，影响产品质量。

因此，提供一种柔性X射线探测器及其制备方法，实属必要。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种柔性X射线探测器及其制备方法，用于解决现有技术中闪烁体结构与刚性的感光结构不能紧密贴合的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种柔性X射线探测的制备方法，包括以下步骤：

提供第一基板，于所述第一基板上形成闪烁体层，并于所述闪烁体层上形成柔性塑封层；

提供第二基板，于所述第二基板上形成柔性基底，并于所述柔性基底上形成感光器阵列，且于所述感光器阵列外围区域接合柔性引出线路板，以实现所述感光器阵列的电性引出；

剥离所述第二基板；

将所述柔性塑封层与所述感光器阵列进行贴合；

于所述柔性基底下表面贴合保护层。

可选地，剥离所述第二基板的方法包括激光剥离法或机械剥离法。

可选地，将所述柔性塑封层与所述感光器阵列进行贴合的方法包括滚筒贴合法或真空压膜贴合法。

可选地，所述柔性塑封层包括Parylene塑封层，且所述Parylene塑封层采用蒸镀法形成于所述闪烁体层上。

可选地，所述闪烁体层包括CsI闪烁体层，且所述CsI闪烁体层采用蒸镀法形成于所述第一基板上。

可选地，所述柔性基底包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种，且所述柔性基底采用旋涂、烘干及固化工艺形成于所述第二基板上。

可选地，所述保护层包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种，且通过所述胶层将所述保护层与所述柔性基底进行贴合。

本发明还提供一种柔性X射线探测器，所述柔性X射线探测器包括：

柔性基底；

保护层，所述保护层位于所述柔性基底的下表面；

感光器阵列，所述感光器阵列位于所述柔性基底的上表面，且所述感光器阵列外围区域接合有柔性引出线路板，以实现所述感光器阵列的电性引出；

柔性塑封层，所述柔性塑封层位于所述感光器阵列的上表面；

闪烁体层，所述闪烁体层位于所述柔性塑封层的上表面；

第一基板，所述第一基板位于所述闪烁体层的上表面。

可选地，所述柔性塑封层包括Parylene塑封层；所述第一基板包括Al基板或Cu基板。

可选地，所述柔性基底包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种；所述保护层包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种。

如上所述，本发明的柔性X射线探测器及其制备方法，在制备柔性X射线探测器时，先剥离第二基板，而后再进行柔性塑封层与感光器阵列的贴合，从而在进行贴合工艺中，可实现柔性对柔性的贴合，以在贴合面形成紧密贴合，从而提高柔性X射线探测器的质量。

附图说明

图1显示为本发明中的制备柔性X射线探测器的工艺流程示意图。

图2～图6显示为本发明中的制备柔性X射线探测器各步骤所呈现的结构示意图，其中图6显示为本发明中的柔性X射线探测器的结构示意图。

元件标号说明

110 第一基板

120 闪烁体层

130 柔性塑封层

210 第二基板

220 柔性基底

230 感光器阵列

240 柔性引出线路板

310 保护层

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

请参阅图1～图6。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1，本实施例提供一种柔性X射线探测器的制备方法，具体参阅图2～图6，显示为制备所述柔性X射线探测器各步骤所呈现的结构示意图。

首先，参阅图2，提供第一基板110，于所述第一基板110上形成闪烁体层120，并于所述闪烁体层120上形成柔性塑封层130。

作为示例，所述第一基板110包括Al基板或Cu基板；所述闪烁体层120包括CsI闪烁体层；所述柔性塑封层130包括Parylene塑封层。

具体的，形成所述闪烁体层120的方法包括蒸镀法，形成所述柔性塑封层130的方法包括蒸镀法。本实施例中采用Al基板作为所述第一基板110，采用CsI闪烁体层作为所述闪烁体层120，采用Parylene塑封层作为所述柔性塑封层130，以制备柔性的闪烁体塑封结构备用，但柔性的所述闪烁体塑封结构的材质、结构及制备方法并非局限于此。其中，所述Parylene塑封层的作用主要为保护所述CsI闪烁体层，以隔绝水汽和氧气渗透，其次是在后续进行所述柔性塑封层130与所述感光器阵列的贴合时，可起到缓冲作用，以避免所述CsI闪烁体层直接受力损伤。

接着，参阅图3，提供第二基板210，于所述第二基板210上形成柔性基底220，并于所述柔性基底220上形成感光器阵列230，且于所述感光器阵列230外围区域接合柔性引出线路板240，以实现所述感光器阵列230的电性引出。

作为示例，所述第二基板210包括玻璃基板；所述柔性基底220包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种；所述感光器阵列230包括薄膜晶体管，且所述薄膜晶体管包括底栅薄膜晶体管或顶栅薄膜晶体管。关于图3中的柔性感光结构的制备可包括以下步骤：

首先，提供所述第二基板210，以所述第二基板210作为支撑基板，以提供平整的表面，本实施例中，所述第二基板210采用玻璃基板，但并非局限于此，也可采用如半导体基板等，此处不作过分限制。

接着，于所述第二基板210的表面形成所述柔性基底220。本实施例中，所述柔性基底220采用所述PI基底，但并非局限于此，还可采用如PVA基底或PET基底。其中，制备所述柔性基底220的方法可包括旋涂、烘干及固化工艺，即将所述玻璃基板送入旋涂机，于所述玻璃基板的表面旋涂上厚度均匀的所述PI薄膜，而后进行烘干及固化，以制备所述柔性基底220。其中，所述PI基底的厚度可以根据需要进行选择，但所述PI基底不宜过厚，过厚的所述PI基底在较高的工艺温度下容易发生形变，致使后续制备的所述感光器阵列230，在进行光刻时容易出现对位不准的问题，如所述薄膜晶体管及光电二极管等；且所述PI基底亦不宜过薄，过薄的所述PI基底，在后续剥离所述第二基板210时，容易造成所述感光器阵列230的损伤。因此，优选所述柔性基底220的厚度范围为10μm～20μm中的任何固定值及界限值，如15μm、18μm等。

接着，于所述柔性基底220上形成所述感光器阵列230。其中，可于所述柔性基底层102上先制备缓冲层，如氮化物层或氧化物层，以作为水汽和氧的阻隔层，而后依次进行如栅极层、栅极介质层、有源层、源漏极层的沉积及刻蚀的步骤，以制备所述薄膜晶体管。其中，所述薄膜晶体管可为底栅结构或顶栅结构，此处不作过分限制，且所述薄膜晶体管的有源层可采用a-Si半导体，也可采用有机材料的有源层，此处不作过分限制。而后可沉积钝化层，以覆盖制备的所述薄膜晶体管，并进行光刻，以在所述钝化层中裸露所述漏极金属，作为所述光电二极管的下电极，再依次沉积N-I-P层，以制备所述光电二极管。其中，所述光电二极管可为有机光电二极管，具体种类此处不作限制。接着，在所述光电二极管上形成透明电极，如沉积ITO透明电极层等，并覆盖如氮化物的钝化层，以制备完成所述感光器阵列230。

最后，于所述感光器阵列230外围区域接合所述柔性引出线路板240，以实现所述感光器阵列230的电性引出。所述柔性引出线路板240可根据需要进行定制，且可通过胶合的方式，在一定温度和压力下，接合到所述感光器阵列230外围的焊盘区所对应的引出焊盘上，以实现所述感光器阵列230的电性引出。

接着，参阅图4，剥离所述第二基板210。

作为示例，剥离所述第二基板210的方法包括激光剥离法或机械剥离法。

具体的，当采用激光剥离法时，可采用高能激光(308nm，20hz)作用在所述玻璃基板和所述PI基底的接触面上，受到激光照射的所述PI基底将发生消融反应，由长链高分子化合物分解成为短链化合物，从而丧失粘性，进而使所述PI基底与所述玻璃基板分离。当采用机械剥离法时，优选在所述PI基底与所述玻璃基板之间形成一层分离层，以降低机械剥离难度，有关所述分离层的种类此处不作过分限制。

接着，参阅图5，将所述柔性塑封层130与所述感光器阵列230进行贴合。

作为示例，将所述柔性塑封层130与所述感光器阵列230进行贴合的方法包括滚筒贴合法或真空压膜贴合法，通过压力及粘结剂胶体的作用，使所述柔性塑封层130与所述感光器阵列230相贴合，以形成柔性对柔性的贴合，从而在贴合面形成紧密贴合，以提高产品质量。

最后，参阅图6，于所述柔性基底220的下表面贴合保护层310。

作为示例，所述保护层310包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种，且通过所述胶层将所述保护层310与所述柔性基底220进行贴合。

具体的，所述保护层310可达到保护、支撑、防止水汽和氧气渗透所述柔性基底220的作用，从而可提高所述X射线探测器的可靠性。其中，所述保护层310可采用柔性的有机材料，如所述PET膜等，也可采用柔性的金属薄膜，如Al膜等，当采用柔性的金属薄膜时，金属薄膜可反射透过所述感光器阵列230的可见光，以增强所述光电二极管对光的吸收，提高所述X射线探测器的灵敏度，本实施例中优选所述Al膜作为所述保护层310。当然所述保护层310还可采用黑色吸光膜，以直接吸收透射光。有关所述保护层310的材质和厚度可根据应用进行选取，此处不作过分限制。

本实施例的所述柔性X射线探测器的制备方法，在制备所述柔性X射线探测器时，先剥离所述第二基板210，而后再进行所述柔性塑封层130与所述感光器阵列230的贴合，从而在进行贴合工艺中，可实现柔性对柔性的贴合，从而在贴合面形成紧密贴合，以提高所述柔性X射线探测器的质量。

如图6，本发明还提供一种柔性X射线探测器，所述柔性X射线探测器可采用上述制备方法获得，但并非局限于此。

具体的，所述柔性X射线探测器包括柔性基底220、保护层310、感光器阵列230、柔性引出线路板240、柔性塑封层130、闪烁体层120及第一基板110。其中，所述保护层310位于所述柔性基底220的下表面，所述感光器阵列230位于所述柔性基底220的上表面，且所述感光器阵列230外围区域接合有所述柔性引出线路板240，以实现所述感光器阵列230的电性引出；所述柔性塑封层130位于所述感光器阵列230的上表面，所述闪烁体层120位于所述柔性塑封层130的上表面，所述第一基板110位于所述闪烁体层120的上表面。

作为示例，所述柔性塑封层130包括Parylene塑封层；所述第一基板110包括Al基板或Cu基板。

作为示例，所述柔性基底220包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种；所述保护层310包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种。

有关所述柔性X射线探测器的具体结构、材质及制备方法，可参阅有关所述柔性X射线探测器的制备方法，此处不再赘述。

综上所述，本发明的柔性X射线探测器及其制备方法，在制备柔性X射线探测器时，先剥离第二基板，而后再进行柔性塑封层与感光器阵列的贴合，从而在进行贴合工艺中，可实现柔性对柔性的贴合，以在贴合面形成紧密贴合，从而提高柔性X射线探测器的质量。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

提供第一基板，于所述第一基板上形成闪烁体层，并于所述闪烁体层上形成柔性塑封层；

提供第二基板，于所述第二基板上形成柔性基底，并于所述柔性基底上形成感光器阵列，且于所述感光器阵列外围区域接合柔性引出线路板，以实现所述感光器阵列的电性引出；

剥离所述第二基板；

将所述柔性塑封层与所述感光器阵列进行贴合；

于所述柔性基底下表面贴合保护层。

2.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：剥离所述第二基板的方法包括激光剥离法或机械剥离法。

3.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：将所述柔性塑封层与所述感光器阵列进行贴合的方法包括滚筒贴合法或真空压膜贴合法。

4.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：所述柔性塑封层包括Parylene塑封层，且所述Parylene塑封层采用蒸镀法形成于所述闪烁体层上。

5.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：所述闪烁体层包括CsI闪烁体层，且所述CsI闪烁体层采用蒸镀法形成于所述第一基板上。

6.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：所述柔性基底包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种，且所述柔性基底采用旋涂、烘干及固化工艺形成于所述第二基板上。

7.根据权利要求1所述的柔性X射线探测器的制备方法，其特征在于：所述保护层包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种，且通过所述胶层将所述保护层与所述柔性基底进行贴合。

8.一种柔性X射线探测器，其特征在于，所述柔性X射线探测器包括：

柔性基底；

保护层，所述保护层位于所述柔性基底的下表面；

感光器阵列，所述感光器阵列位于所述柔性基底的上表面，且所述感光器阵列外围区域接合有柔性引出线路板，以实现所述感光器阵列的电性引出；

柔性塑封层，所述柔性塑封层位于所述感光器阵列的上表面；

闪烁体层，所述闪烁体层位于所述柔性塑封层的上表面；

第一基板，所述第一基板位于所述闪烁体层的上表面。

9.根据权利要求8所述的柔性X射线探测器，其特征在于：所述柔性塑封层包括Parylene塑封层；所述第一基板包括Al基板或Cu基板。

10.根据权利要求8所述的柔性X射线探测器，其特征在于：所述柔性基底包括PI基底、PVA基底及PET基底中的一种；所述保护层包括具有单面胶层的PET膜、Al膜及黑色吸光膜中的一种。

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