专利名称：闪烁体封装薄膜及封装方法
技术领域：
本发明涉及一种在X射线成像系统中，用于转换X射线的闪烁体的封装薄膜以及 封装方法。
背景技术：
在工业及医疗业，X射线探测器被广泛的应用，作为X射线探测器必不可少的闪烁 体部分也越来越重要，其中具有高亮度、高分辨率的碘化铯闪烁体更被越来越多的研究，而 碘化铯材料是吸湿性材料，吸收空气中的水分而潮解，使闪烁体的特性，特别是图像分辨率 大大降低，因此，如何保护闪烁体不受湿气影响，如何有效的封装闪烁体更尤为重要。目前，作为代表性的碘化铯的封装方式为浜松光子学株式会社的镀膜封装方法， 如专利号为W099/66348、W002/23219以及JP170092/1998等的专利所公布的封装方法。该 碘化铯闪烁体封装方式首先通过CVD法在碘化铯表面镀一层厚为IOum的聚对二甲苯层，然 后溅射一层200nm的Si02膜，最后CVD法形成一层IOum聚对二甲苯层。然而，利用CVD法蒸镀聚对二甲苯膜及溅射Si02层作为用来使闪烁体免受湿气影 响的防湿屏障。在这里，最少需要两种设备即CVD蒸镀设备和溅射设备来完成这种封装，因 此，这种封装技术存在生产成本很高的问题。同时，利用蒸镀的方法来封装，必需加工掩膜 板来保护不需要被覆盖的地方，如连接脚等，这样大大增加了工艺的复杂度。另外，通过CVD 方法形成聚对二甲苯的有机膜保护层的速度大约为100至2000埃/分钟，因此形成20um 的闪烁体保护层需要2000分钟至100分钟，这种现有的封装技术存在生产率较低的问题。
发明内容
为了解决上述问题，本发明的目的在于提供一种高效率的、工艺简单的、低生产成 本的闪烁体的封装薄膜以及封装方法。为了达到上述目的，本发明采用如下技术方案技术方案一一种闪烁体封装薄膜，它包括一层保护层，该保护层处于封装薄膜的最外层；一层防水层，该防水层的水蒸气透过率小于等于0. lg/m2 · day—1、X射线吸收率小 于等于5%，所述的防水层处于所述的保护层的内侧；一层吸光隔阻层，该层用于防止闪烁体和防水层发生化学反应，并且能吸收可见 光；一层非各向同性光学反射层，该反射层对可见光进行选择性的反射，让从闪烁体 背面射出的小角度可见光均勻反射回到闪烁体内，让从闪烁体背面射出的大角度可见光透 射到后面的吸光隔阻层并被吸光隔阻层所吸收；所述的小角度可见光为与表面法线方向的 角度小于45度的可见光，所述的大角度可见光为与表面法线方向的角度大于等于45度的 可见光。
优选地，所述的防水层为金属膜，其厚度为10 80um。优选地，所述的防水层为铝箔。优选地，所述的吸光隔阻层为黑色薄膜，材质为高分子材料或无机电介质材料。优选地，所述的高分子材料为PET或特氟龙。优选地，所述的无机电介质材料为SiOx、SiNx, SiNx0y。优选地，所述的非各项同性光学反射层中含有二氧化钛颗粒，所述的二氧化钛颗 粒的粒度值为0. 3um 0. 6um。优选地，所述的非各向同性光学反射层内侧还设置有一层粘接层。优选地，所述的非各向同性光学反射层中含有粘接剂，所述的二氧化钛颗粒掺杂 在所述的粘接剂中，所述的粘接剂中的胶含量与二氧化钛的重量比例在0. 1 10之间。优选地，所述的粘接剂为压敏胶，所述的粘接剂中采用油性溶剂。以上技术方案中，封装薄膜为多层结构的薄膜，其中的保护层具有一定的硬度和 防划性，处于封装薄膜最外层，保护封装薄膜不被划伤和损坏。防水层有很低的水蒸气透过 率，且很低的X射线吸收率，处于防划层的里侧，主要防止水气透过，保护闪烁体不被水解， 一般选择金属材料或无机材料，如铝、二氧化硅等。吸光隔阻层具有一定的可见光透过率和 机械强度，主要将闪烁体与防水层隔离开，防止闪烁体和防水层发生化学反应，影响闪烁体 的光学效应和封装薄膜的防水性能。非各向同性光学反射层，该反射层主要起到对可见光 的一个漫射并反射作用，，不会因为闪烁体表面的颗粒或封装产生折皱、气泡等异常影响其 X射线探测器的成像。第二技术方案一种闪烁体封装薄膜的封装方法，它包括如下步骤1)将待封装的闪烁体对准放置于一个密封腔内，并固定；2)将封装薄膜裁切成与待封装闪烁体尺寸相对应的尺寸，然后将封装薄膜对准放 置于待封装的闪烁体的上表面；3)将所述的密封腔抽为真空状态，将封装薄膜与闪烁体表面压合；4)边缘密装。优选地，在步骤(3)中，利用柔性表面将封装薄膜与闪烁体表面压合。优选地，在步骤(4)中，利用热熔胶绝缘防水窄条对闪烁体进行边缘热压密封，其 热熔胶绝缘防水窄条的水气透过率小于等于0. 15g/m2 · day"1该技术方案，封装简单、方便、成本低。
附图1为实施例一的闪烁体的封装薄膜截面图；附图2为实施例一的闪烁体的封装方法流程图；附图3为实施例一的闪烁体封装后的效果具体实施例方式下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述实施例一
封装薄膜如图1所示，该封装薄膜为多层结构，从外到内主要包括保护层1、防水 层2、吸光阻隔层3、非各向同性光学反射层4以及易剥离型纸层5。本实施例选择高分子材料聚酯薄膜作为防划防氧化的保护层1，来保护封装薄膜， 聚酯为无色透明，且耐高温、耐刮擦、耐老化、耐腐蚀，可以终身保护封装薄膜不被划伤和氧 化。其聚酯膜的厚度一般选取20um。防水层2，采用金属铝箔为制作材料，厚度为25um，具有很低的水蒸气透过率 (0. 08g/m2 · day"1)，而且铝箔的X射线吸收率很少(小于等于5% )，即有很高的X射线透 过率，选择铝箔作为金属材料，表面有一定的反射作用，可以将从闪烁体背面折射出来的可 见光反射回去，增强闪烁体的亮度。吸光阻隔层3，该层为全黑膜层，其材质可选用高分子材料(比如PET，特氟龙 (英文名=Teflon))或无机电介质材料(比如Si0x，SiNx，SiNxOy)，厚度为12um，其具有阻 隔闪烁体与铝箔的防水功能，防止闪烁体和铝箔因长期接触而发生化学反应，不但会腐蚀 铝泊，而且会影响闪烁体的性能。该层优选PET聚酯，其显著特点是具有极好的阻隔性和 极好加工性，另外具有优异的透明性、光泽性、机械强度、伸缩性、耐磨性、耐温性和表面强 度。非各向同性光学反射层4，该反射层4对可见光进行选择性的反射，让从闪烁体背 面射出的小角度(与表面法线方向的角度小于45度)可见光，均勻反射回到闪烁体内；让 从闪烁体背面射出的大角度(与表面法线方向的角度大于等于45度)可见光，透射到后面 的吸光阻隔层3并被吸光阻隔层3所吸收，从而不会因为闪烁体表面的颗粒或封装产生折 皱、气泡等异常影响其X射线探测器的成像。本实施例中，利用TiO2颗料的散射作用来实 现对可见光的漫反射。另外，本实施例中，该非各向同性光学反射层4中还掺杂粘接剂，起 到粘接作用(粘接剂也可单独设一层)，具体为选择油性亚克力压敏胶作为粘接层，油性 亚克力压敏胶为无色透明，而且不含有水溶剂，向亚克力压敏胶中掺杂TiO2颗粒作为光的 漫反射层，其TiO2的粒度中值为0.36um，掺杂的比例为1 2 (TiO2质量亚克力压敏胶固 含量)，其散射层作用是防止闪烁体表面的异常，颗粒等影响探测器成像。易撕离型层5为聚酯材料，聚酯层比起纸离型层具有表面平坦，易撕除，耐磨耐温 性和表面强度等特性，有利于保持散射粘接层的平坦性，和保护散射粘接层不易被外物污 染等作用。该封装薄膜，是将保护层1、防水层2、吸光阻隔层3通过薄膜复合技术将其合成一 种多层结构的复合薄膜，然后经过覆胶工艺将掺杂好Ti02颗粒的亚克力压敏胶覆涂在吸 光阻隔层3的表面形成非各向同性光学反射层4，最后覆上聚酯材料的易撕离型层5即可。下面详述一下利用上述的封装薄膜对生长在多晶硅X射线探测器平板表面的闪 烁体的封装过程。首先，确定生长在多晶硅X射线探测器平板表面的闪烁体的总尺寸，有效面积等 参数；其封装过程如图2所示，其具体步骤如下所述。步骤S201 裁切封装薄膜；步骤S202 对准放置生长闪烁体于一个密封腔内，并固定；步骤S203 对准放置裁切好的封装薄膜于载体上，并利用真空固定，然后撕下易
5撕离型层5 ； 步骤S204:对准反转放置载体于生长闪烁体上，关掉真空阀门，放置封装薄膜于 生长闪烁体上； 步骤S205 对密封腔进行抽真空；步骤S206 利用柔性硅胶，在密封腔内对封装薄膜下压，让封装薄膜与闪烁体很 好的粘接；步骤S207 关掉密封腔真空阀门，向其中放气，打开密封腔体，取出压合所述封装 薄膜的生长闪烁体；步骤S208 对压合封装薄膜的生长闪烁体进行边缘密封，采用防水气透过率为 0. 12g/m2 · day"1的绝缘的热熔胶窄条对生长闪烁体边缘进行热压密封；上述步骤208的热熔胶防水窄条的边缘密封作用，一方面，防止水气从封装薄膜 边缘渗透到闪烁体内，另一方面，起到一个绝缘作用，防止封装薄膜中金属防水层边缘在后 道邦定工艺发生短路。上述封装工艺实施的效果图如图3所示，可明显看出生长在多晶硅X射线探测器 平板表面的闪烁体已经被完全的密封，且X射线探测器平板四周的连接脚没有被覆盖，可 以容易顺利的进行下步邦定工艺。上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人 士能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明 精神实质所作的等效变化或修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
权利要求
一种闪烁体封装薄膜，其特征在于它包括一层保护层(1)，该保护层(1)处于封装薄膜的最外层；一层防水层(2)，该防水层(2)的水蒸气透过率小于等于0.1g/m2·day 1、X射线吸收率小于等于5％，所述的防水层处于所述的保护层的内侧；一层吸光隔阻层(3)，该层用于防止闪烁体和防水层发生化学反应，并且吸收可见光；一层非各向同性光学反射层(4)，该非各向同性光学反射层(4)对可见光进行选择性的反射，让从闪烁体背面射出的小角度可见光均匀反射回到闪烁体内，让从闪烁体背面射出的大角度可见光透射到后面的吸光隔阻层(3)并被吸光隔阻层(3)所吸收；所述的小角度可见光为与表面法线方向的角度小于45度的可见光，所述的大角度可见光为与表面法线方向的角度大于等于45度的可见光。
2.根据权利要求1所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的防水层(2)为金属膜， 其厚度为10 80um。
3.根据权利要求2所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的防水层(2)为铝箔。
4.根据权利要求1所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的吸光隔阻层(3)为黑 色薄膜，材质为高分子材料或无机电介质材料。
5.根据权利要求4所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的高分子材料为PET或 特氟龙。
6.根据权利要求4所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的无机电介质材料为 Si0x、SiNx、SiNx0y。
7.根据权利要求1所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的非各项同性光学反射 层(4)中含有二氧化钛颗粒，所述的二氧化钛颗粒的粒度值为0.3um 0.6um。
8.根据权利要求7所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的非各向同性光学反射 层(4)内侧还设置有一层粘接层。
9.根据权利要求7所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的非各向同性光学反射 层(4)中含有粘接剂，所述的二氧化钛颗粒掺杂在所述的粘接剂中，所述的粘接剂中的胶 含量与二氧化钛的重量比例在0. 1 10之间。
10.根据权利要求9所述的闪烁体封装薄膜，其特征在于所述的粘接剂为压敏胶，所 述的粘接剂中采用油性溶剂。
11.一种基于如权利要求1所述的闪烁体封装薄膜的封装方法，它包括如下步骤1)将待封装的闪烁体对准放置于一个密封腔内，并固定；2)将封装薄膜裁切成与待封装闪烁体尺寸相对应的尺寸，然后将封装薄膜对准放置于 待封装的闪烁体的上表面；3)将所述的密封腔抽为真空状态，将封装薄膜与闪烁体表面压合；4)边缘密封。
12.根据权利要求11所述的封装方法，其特征在于在步骤(3)中，利用柔性表面将封 装薄膜与闪烁体表面压合。
13.根据权利要求11所述的封装方法，其特征在于在步骤⑷中，利用热熔胶绝缘防 水窄条对闪烁体进行边缘热压密封，其热熔胶绝缘防水窄条的水气透过率小于等于0. 15g/ m2 · day 1O
全文摘要
本发明涉及一种闪烁体封装薄膜，它包括一层保护层，该保护层处于封装薄膜的最外层；一层防水层，该防水层的水蒸气透过率小于等于0.1g/m2·day-1、X射线吸收率小于等于5％，所述的防水层处于所述的保护层的内侧；一层吸光隔离层；一层非各向同性光学反射层，该反射层对可见光进行选择性的反射，从而使得不会因为闪烁体表面的颗粒或封装产生折皱、气泡等异常影响其X射线探测器的成像。
文档编号G01T1/20GK101900824SQ20101020859
公开日2010年12月1日 申请日期2010年6月24日 优先权日2010年6月24日
发明者刘建强, 焦启刚, 范波 申请人:江苏康众数字医疗设备有限公司