專利名稱：一種平板探測器件的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及X射線探測領域，特別是一種應用于X射線探測的平板探測器，尤 其涉及一種利用網格孔陣列板構成的平板裝置進行X射線探測。
背景技術：
X射線檢測是發(fā)展醫(yī)學影像、工業(yè)無損探傷、航空、航天以及工業(yè)設備制造技術中 不可缺少的檢測手段。自1987年Papin PJ首次報道可進行直接數字化攝影的平板探測 器的研究后，探索各種不同類型、不同種類、不同工作機制的平板探測器成為近年來數字化 X射線攝影技術的研究熱點。目前數字化X射線攝影技術采用的探測器主要有電荷耦合器 件探測器(Charge coupled device, CCD)系統(tǒng)、直接轉換式TFT平板探測器和間接轉換式 TFT平板探測器。就現行技術而言，CCD探測器僅僅是一項過渡技術，基于TFT的直接轉換 和間接轉換式平板探測器是具有明顯的優(yōu)勢。由于制作過程復雜，大面積使用非晶硒或非 晶硅材料造價昂貴使得只有極少數醫(yī)院能夠采用X射線數字攝影技術。與屏片系統(tǒng)相比， 基于平板探測器的DR系統(tǒng)具有更高的量子檢測效率。目前臨床應用的FPD主要有以非晶 硒(a:SE)平板探測器為代表的直接轉換型和以非晶硅(a:S i+Cs I)為代表的間接轉換型 兩種類型。前者X射線光子通過與非晶硒半導體作用直接產生正負離子對，后者X射線光 子通過與碘化銫(CsI)作用產生熒光，熒光光子再與硅光電二極管陣列轉換為可測量的電 荷信號。非晶硒直接轉化型平板探測器盡管分辨率高，但制作復雜，工作電壓高；而非晶硅 間接轉換型平板探測器由于熒光體的擴散降低了圖像的銳利度和空間分辨率。由于制作過 程復雜，大面積使用非晶硒或非晶硅材料造價昂貴使得只有極少數醫(yī)院能夠采用X射線數 字攝影技術。
發(fā)明內容本實用新型目的是提供一種成本低、對工作環(huán)境要求低的X射線平板探測器。本實用新型的技術方案是一種平板探測器件，包含前基板，后基板，及氣密封于前后基板之間的包含網格孔 陣列的網格孔陣列板，所述的前基板包括前襯底玻璃板、在前襯底玻璃板上表面制作的第 一電極組和在前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜，所述的后基板包括后襯底玻璃板、在后襯底 玻璃板下表面制作的第二電極組和在后襯底玻璃上表面蒸鍍的薄膜；在網格陣列板上涂覆 有一層閃爍體材料。網格孔陣列板的網格孔為錐臺形通孔，錐臺形通孔的大底面位于網格孔陣列板的 上表面，錐臺形通孔的小底面(10)位于絕網格孔陣列板的下表面，網格陣列板4的厚度為 50μπι-5πιπι，錐臺形通孔的大底面(9)的直徑在50 μ m-5mm，錐臺形通孔的小底面(10)的直 徑在 50 μ m-5mm0本實用新型所述的平板探測器包含，前基板，后基板，及置于前后基板之間的包含 網格孔陣列的金屬板或絕緣板。所述的前基板包括前襯底玻璃板，及在其上表面制作的第一電極組，和在前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜(氧化鎂，氧化鈣，或其它可提高二次電子發(fā) 射系數的材料)。所述的后基板包括后襯底玻璃板，及在其下表面制作的第二電極組，和在 后襯底玻璃上表面蒸鍍的薄膜。置于前后基板之間是包含網格孔陣列的金屬板或絕緣板， 其材料可以為鐵、含鐵合金、其他金屬合金或表面鍍有導電材料膜的非金屬材料，也可以是 各種絕緣材料加工而成的網格孔陣列板。在后基板四周用用低熔點玻璃制作的封接框，并 將其與前基板、網格孔板一起放進真空腔體內進行抽氣，并充以一定氣壓的所需工作氣體 后進行氣密封接，這就形成了本實用新型所提供的平板探測器件。本實用新型還采用了以下技術措施(1)上述的平板探測器件中的前后玻璃板除了密封工作氣體作為探測器的外圍支 撐外，還作為氣體放電的介質阻擋。玻璃不易被放電擊穿，起到了很好的保護作用。為了降 低氣體放電的工作電壓和提高X射線的透過率，該玻璃的厚度不易過大，比較好的厚度范 圍在 30-2000 μ m。(2)電極制作在密封的探測器玻璃板之外，可以在玻璃板上制作Ag電極或Al電極 等金屬電極，也可采用ITO(銦錫氧化物半導體)薄膜或SiO(氧化鋅)薄膜等透明電極材 料與玻璃基板裝配形成平板探測器件。(3)前后基板間的網格孔板，可以為玻璃等絕緣材料制作，也可以為鐵、鐵合金或 其他導電材料制作。網格孔的排布，網格孔上開孔和下開孔的形狀和大小可以為各種幾何 形狀。比較好的是圓孔結構和各網格孔之間等間距分布。(4)該平板探測器件的抽氣、充氣及封接在真空腔體內完成。本實用新型提供的平板探測器件是利用氣體中電子雪崩放大原理實現X射線探 測的一種平板探測技術。該探測器的基本結構由前后兩塊平板玻璃構成，中間由網格孔陣 列板隔離形成小的單元，四周用低熔點玻璃密封，中間充以氣體，平板玻璃的外表面均有條 狀平行電極組，兩組電極相互正交，每一對應的交叉點于障壁之間形成放電單元空間。電極 間施加一定幅度的電壓，就會引起由X射線照射產生的初始電子的雪崩放大，這些電子被 陽極收集形成電流，該電流信息被讀出保存，形成與入射X射線劑量成正比的圖像。這種探測器的結構簡單，制作工藝簡單，對輻射和磁場不敏感，因此對工作環(huán)境的 要求不高，且成本低廉，是一種前景很好的X射線平板探測器。本實用新型具有以下優(yōu)點1、該探測器制造工藝簡單，對輻射和磁場不敏感，因此對工作環(huán)境的要求不高，且 成本低廉。2、該探測器與傳統(tǒng)的數字平板探測器相比，靈敏度更高，信噪比更高。3、該平板探測器電極制作在外，且可與探測器的玻璃基板分離裝配，制作更為靈 活，電極結構調整方便。

圖1為本實用新型結構的平視圖。圖2為本實用新型結構的俯視圖。圖3為本實用新型工作原理示意圖。
具體實施方式

以下結合附圖對本實用新型的技術方案進行詳細說明如圖1、2所示，本實用新型所述的平板探測器包含，前基板，后基板，及置于前后 基板之間的包含網格孔陣列的網格孔陣列板4。所述的前基板包括前襯底玻璃板7，及在其 上表面制作的第一電極組8，和在前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜6 (氧化鎂，氧化鈣，或其它 可提高二次電子發(fā)射系數的材料)。所述的后基板包括后襯底玻璃板2，及在其下表面制作 的第二電極組1，和在后襯底玻璃上表面蒸鍍的薄膜3。置于前后基板之間是包含網格孔陣 列的金屬板或絕緣板4，其材料可以為鐵、含鐵合金、其他金屬合金或表面鍍有導電材料膜 的非金屬材料，也可以是各種絕緣材料加工而成的網格孔陣列板。在后基板四周用用低熔 點玻璃制作的封接框，并將其與前基板、網格孔板一起放進真空腔體內進行抽氣，并充以一 定氣壓的所需工作氣體11后進行氣密封接，形成獨立的密封的平板探測器。工作氣體可以 是氦，氖，氬，氪，氙等多種惰性氣體或它們的混合氣體，甚至可加入二氧化碳等一些猝滅氣 體。網格孔陣列板4的大底面9和小底面10的形狀可以為圓形，矩形，菱形等任意的幾何 形狀，開孔的排列可以如圖2所示長條型排布，也可以品字型排布。該平板探測器的工作原 理如圖3所示，首先，第一電極組和電流讀出設備相連，第一電極組包含η根電極，則電流 讀出設備上包含η個電流讀出信號裝置。第二電極組包含m根電極，第二電極組在第一根 至第m根電極上依次加上高壓脈沖信號，則在第一電極組和第二電極組之間依次有電流通 過，該電流信息被電流讀出設備接收。并按照第二電極組高壓脈沖信號的加載順序，依次在 數據存儲設備上保存第一電極組第一根電極、第二根電極至第m根電極上的電流信息。則 數據存儲設備上保存了整個平板探測器上的電流信號的大小，該電流信號的大小是與入射 的X射線劑量大小成正比的，如該X射線透過檢測物體，則電流大小排成的陣列可成該檢測 物體的像。如圖1、圖2所示，本實用新型的網格孔陣列板4上分布單錐臺形通孔，單錐臺 形通孔的大底面9位于網格孔陣列板的上表面，單錐臺形通孔的小底面10位于絕網格 孔陣列板的下表面，網格陣列板4的厚度為50 μ m-5mm,單錐形通孔的大底面9的直徑在 50 μ m-5mm,單錐形通孔的小底面10的直徑在50 μ m-5mm。本實用新型的第一電極組1、第二電極組8由銀、銅或鋁材料通過蒸鍍光刻工藝構 成，也可由ITO(或aiO)薄膜或玻璃構成。如圖1、圖2所示，本實用新型的前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜6和后襯底玻璃上 表面蒸鍍的薄膜3，也可以蒸鍍閃爍體材料形成薄膜，或者為降低成本減少工藝流程也可不 蒸鍍該層材料。本實施例僅給出了部分具體的應用例子，但對于從事平板探測器的專利人員而 言，還可根據以上啟示設計出多種變形產品，這仍被認為涵蓋于本實用新型之中。
權利要求1.一種平板探測器件，其特征在于包含前基板，后基板，及氣密封于前后基板之間的 包含網格孔陣列的網格孔陣列板G)，所述的前基板包括前襯底玻璃板(7)、在前襯底玻璃 板上表面制作的第一電極組(8)和在前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜(6)，所述的后基板包 括后襯底玻璃板O)、在后襯底玻璃板下表面制作的第二電極組(1)和在后襯底玻璃上表 面蒸鍍的薄膜⑶；在網格陣列板⑷上涂覆有一層閃爍體(5)材料。
2.根據權利要求1所述的平板探測器件，其特征在于網格孔陣列板的網格孔為 錐臺形通孔，錐臺形通孔的大底面(9)位于網格孔陣列板的上表面，錐臺形通孔的小底面 (10)位于網格孔陣列板的下表面，網格陣列板⑷的厚度為50 μ m-5mm。
3.根據權利要求1所述的平板探測器件，其特征在于所述的錐臺為圓錐臺。
4.根據權利要求1所述的平板探測器件，其特征在于所述的網格孔陣列板(4)為金 屬板或絕緣板。
5.根據權利要求1所述的平板探測器件，其特征在于所述的第一電極組(1)由銀、銅 或鋁材料通過蒸鍍光刻工藝構成，或由銦錫氧化物半導體透明導電膜或氧化鋅透明導電薄 膜構成，所述的第二電極組(8)銀、銅或鋁材料通過蒸鍍光刻工藝構成，或由銦錫氧化物半 導體透明導電膜或氧化鋅透明導電薄膜構成。
專利摘要本實用新型公開了一種平板探測器件，包含前基板，后基板，及氣密封于前后基板之間的包含網格孔陣列的網格孔陣列板，所述的前基板包括前襯底玻璃板、在前襯底玻璃板上表面制作的第一電極組和在前襯底玻璃下表面蒸鍍的薄膜，所述的后基板包括后襯底玻璃板、在后襯底玻璃板下表面制作的第二電極組和在后襯底玻璃上表面蒸鍍的薄膜；在網格陣列板上涂覆有一層閃爍體材料。該探測器的結構和工藝簡單，對輻射和磁場不敏感，因此對工作環(huán)境的要求不高，且成本低廉，是一種前景很好的X射線平板探測器。
文檔編號G01N23/04GK201844983SQ200920283460
公開日2011年5月25日 申請日期2009年12月18日 優(yōu)先權日2009年12月18日
發(fā)明者屠彥, 張 雄, 李青, 楊蘭蘭, 王保平 申請人:東南大學