CN113725309B - X射线装置及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种X射线装置，其包括感测面板以及设置在感测面板上的软性闪烁体结构。另提供一种X射线装置的制造方法。

Description

X射线装置及其制造方法

技术领域

本发明涉及一种X射线装置及其制造方法。

背景技术

X射线装置可通过闪烁体将X射线转换成可见光，再通过感测面板感测可见光来成像。闪烁体可直接形成在感测面板上或是通过接合工艺而形成在感测面板上。在后者的制造方法中，通常会先将闪烁体形成在硬质载板上，然后再将形成有闪烁体的硬质载板贴附至感测面板。由于此种接合工艺属于硬对硬的贴合，因此存在大面积贴合不易以及在贴合面易产生气泡等问题，导致X射线装置的良率低和/或成本高。

发明内容

本发明提供一种X射线装置及其制造方法，其有助于提升良率或降低成本。

根据本发明的实施例，X射线装置包括感测面板以及软性闪烁体结构。软性闪烁体结构设置在感测面板上。

根据本发明的实施例，X射线装置的制造方法包括以下步骤。提供载板。在载板上设置软性闪烁体结构。移除载板。将软性闪烁体结构设置在感测面板上。

基于上述，在本发明的实施例中，由于闪烁体结构是软性的，因此将软性闪烁体结构设置在感测面板上时可以不使用硬对硬贴合的真空贴合机，从而可改善大面积贴合不易或在贴合面易产生气泡等问题。因此，本公开的实施例的X射线装置及其制造方法有助于提升良率或降低成本。

为让本公开的上述特征和优点能更明显易懂，下文特举实施例，并配合附图详细说明如下。

附图说明

包含附图以便进一步理解本发明，且附图并入本说明书中并构成本说明书的一部分。附图说明本发明的实施例，并与描述一起用于解释本发明的原理。

图1是依照本公开的实施例的一种X射线装置的剖面示意图；

图2是图1中区域R1的放大图；

图3至图6是本公开的实施例的一种X射线装置的制造流程的剖面示意图。

具体实施方式

通过参考以下的详细描述并同时结合附图可以理解本公开。须注意的是，为了使读者能容易了解及附图的简洁，本公开中的多张附图只示出电子装置的部分，且附图中的特定元件并非依照实际比例绘图。此外，附图中各元件的数量及尺寸仅作为示意，并非用来限制本公开的范围。举例来说，为了清楚起见，各膜层、区域和/或结构的相对尺寸、厚度及位置可能缩小或放大。

本公开通篇说明书与后附的权利要求中会使用某些词汇来指称特定元件。本领域的技术人员应理解，电子设备制造商可能会以不同的名称来指称相同的元件。本文并不意在区分那些功能相同但名称不同的元件。在下文说明书与权利要求中，“具有”与“包括”等词为开放式词语，因此其应被解释为“包括但不限定为…”之意。

本文中所提到的方向用语，例如：“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”等，仅是参考附图的方向。因此，使用的方向用语是用来说明，而并非用来限制本公开。应了解到，当元件或膜层被称为设置在另一个元件或膜层“上”或“连接”另一个元件或膜层时，所述元件或膜层可以直接在所述另一元件或膜层上或直接连接到所述另一元件或膜层，或者两者之间存在有插入的元件或膜层(非直接情况)。相反地，当元件或膜层被称为“直接”在另一个元件或膜层“上”或“直接连接”另一个元件或膜层时，两者之间不存在有插入的元件或膜层。

本文中所提到的术语“大约”、“等于”、“相等”、“相同”、“实质上”或“大致上”通常代表落在给定数值或范围的10％范围内，或代表落在给定数值或范围的5％、3％、2％、1％或0.5％范围内。此外，用语“给定范围为第一数值至第二数值”、“给定范围落在第一数值至第二数值的范围内”表示所述给定范围包含第一数值、第二数值以及它们之间的其它数值。

在本公开一些实施例中，关于接合、连接的用语例如“连接”、“互连”等，除非特别定义，否则可指两个结构是直接接触，或者亦可指两个结构并非直接接触，其中有其它结构设于此两个结构之间。关于接合、连接的用语亦可包括两个结构都可移动，或者两个结构都固定的情况。此外，用语“电性连接”、“耦接”包含任何直接及间接的电性连接手段。

在下述实施例中，相同或相似的元件将采用相同或相似的标号，且将省略其赘述。此外，不同实施例中的特征只要不违背发明精神或相冲突，均可任意混合搭配使用，且依本说明书或权利要求所作的简单的等效变化与修饰，皆仍属本公开涵盖的范围内。另外，本说明书或权利要求中提及的“第一”、“第二”等用语仅用以命名不同的元件或区别不同实施例或范围，而并非用来限制元件数量上的上限或下限，也并非用以限定元件的制造顺序或设置顺序。

图1是依照本公开的实施例的一种X射线装置的剖面示意图。请参照图1，X射线装置1可包括感测面板10以及软性闪烁体结构12。软性闪烁体结构12设置在感测面板10上。软性闪烁体结构12适于将入射X射线装置1的X射线X转换成可见光V。感测面板10适于感测可见光V并产生对应于可见光V的光强度分布的图像。

在一些实施例中，感测面板10可包括基板100以及感测阵列102，其中感测阵列102位于软性闪烁体结构12与基板100之间。基板100适于承载感测阵列102。依据不同的需求，基板100可为硬质基板、软性基板、弯曲式基板(curved substrate)、可挠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，也就是说，基板100可为透光基板、半透光基板或不透光基板。举例来说，基板100的材质可例如包括玻璃、塑料、陶瓷、不锈钢、石英、蓝宝石、聚酰亚胺(polyimide，PI)、聚碳酸(polycarbonate，PC)或聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)，或前述的组合，但不限于此。

在一实施例中，感测阵列102可适于感测可见光V。举例来说，感测阵列102可包括多个感测单元(未示出)以及与这些感测单元电连接的电路(未示出)。这些感测单元排列成阵列，以产生图像。至少一个感测单元可包括一个或多个开关元件以及与所述一个或多个开关元件电连接的一个或多个感光元件。开关元件例如可包括薄膜晶体管，例如包括非晶硅(amorphous silicon)、低温多晶硅(Low Temperature Poly-Silicon，LTPS)或金属氧化物(metal oxide)的顶栅极、底栅极或双栅极薄膜晶体管，但不限于此。感光元件例如可包括光电二极管(photodiode)。然而，感测单元的排列方式、每一个感测单元所包括的开关元件的数量、每一个感测单元所包括的感光元件的数量、开关元件的种类或感光元件的种类可依需求改变，而不以上述为限。

在一些实施例中，软性闪烁体结构12可包括第一软性层120以及闪烁体层122，其中闪烁体层122位于第一软性层120与感测面板10之间。在又一些实施例中，软性闪烁体结构12还可包括第二软性层124，且第二软性层124位于闪烁体层122与感测面板10之间。

第二软性层124可用于承载第一软性层120以及闪烁体层122。在一些实施例中，第二软性层124的材质可包括聚酰亚胺(Polyimide，PI)、玻璃、聚对苯二甲酸乙二酯(polyethylene terephthalate，PET)、聚二甲酸乙二酯(polyethylene naphthalate，PEN)或其他合适的材质。在一些实施例中，第二软性层124的厚度T124可大于或等于5μm(微米，micrometer)且小于或等于100μm，但不以此为限。在一些实施例中，第二软性层124对波长为530nm(奈米，nanometer)的光的穿透率可大于70％，但不以此为限。

闪烁体层122设置在第二软性层124上。在一些实施例中，闪烁体层122的材质可包括碘化铯(CsI)，但不以此为限。在其他实施例中，闪烁体层122的材质可包括其他种类的无机闪烁体或有机闪烁体。在一些实施例中，闪烁体层122可通过沉积工艺而形成在第二软性层124上。沉积工艺可包括蒸镀工艺，但不以此为限。

图2是图1中区域R1的放大图，可以例如是闪烁体层122与第二软性层124的局部结构示意图。请参照图2，通过沉积工艺形成在第二软性层124上的闪烁体层122可包括多晶部122A以及单晶部122B，其中多晶部122A邻近感测面板10(参照图1)，而单晶部122B远离感测面板10。在另一实施例中，单晶部122B邻近第一软性层120(参照图1)，即多晶部122A位于单晶部122B与第二软性层124之间。多晶部122A以及单晶部122B的形貌差异可通过扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope，SEM)观测出，于此不多加赘述。多晶部122A与单晶部122B为渐变结构，故并无明显的分界线。在本公开的一些实施例中，多晶部122A的高度H122A可大于0μm且例如小于或等于40μm。多晶部122A的高度H122A为多晶部122A的顶面至第二软性层124的上表面124A的距离。

请再参照图1，第一软性层120设置在闪烁体层122以及第二软性层124上。依据不同的需求，第一软性层120可为多层功能层的堆叠层。多层功能层的材质可包括金属箔(metal foil)、塑料、金属以及其他合适的材质中的至少两个，但不以此为限。塑料可包括PET、PEN、聚对二甲苯(parylene)，但不以此为限。

在一些实施例中，第一软性层120可包括黏着层(未示出)。第一软性层120可通过黏着层而贴附至闪烁体层122以及第二软性层124上。第一软性层120还可包括反射层(未示出)。反射层可让X射线通过且将可见光V(如可见光V1与可见光V2)反射。更精确来说，反射层可将外界环境光中的可见光V2反射，可降低外界环境光中的可见光V2对感测结果的干扰。此外，反射层还可将朝第一软性层120传递的可见光V1回收，例如当X射线X通过闪烁体层122后，X射线会转换成可见光V1，可见光V1打到反射层后，可见光V1可被反射层反射，并朝感测面板10的方向传递，可提升可见光V1的回收率。第一软性层120还可包括阻水层(未示出)。阻水层适于阻挡水气渗入闪烁体层122，从而降低水气对于闪烁体层122的负面影响或延长闪烁体层122的使用寿命。在一些实施例中，黏着层、反射层以及阻水层可依序堆叠在闪烁体层122上。然而，第一软性层120中的功能层的种类、数量及其堆叠顺序可依需求改变，而不以此为限。在一些实施例中，第一软性层120的最大厚度T120可落在20μm至300μm的范围内，即20μm≦T120≦300μm，但不以此为限。

虽然图1示出软性闪烁体结构12由第一软性层120、闪烁体层122以及第二软性层124等三层结构所组成，然而，软性闪烁体结构12的结构数量可依需求而增加或减少。举例来说，在一些实施例中，软性闪烁体结构12可省略第二软性层124，但不以此为限。

在X射线装置1中，由于闪烁体结构是软性的，因此将软性闪烁体结构12设置在感测面板10上时可以不使用硬对硬贴合的真空贴合机。举例来说，可使用一般滚轮式贴合机取代真空贴合机来简化贴合工艺、改善大面积贴合不易或改善在贴合面易产生气泡的问题。如此，有助于提升良率，或者可在相同的产量下降低成本。依据不同的需求，感测面板10也可为软性感测面板或弯取式感测面板，对应地，X射线装置1可为软性X射线装置或弯取式X射线装置，但不以此为限。

依据不同的需求，X射线装置1可进一步包括其他膜层或元件。举例来说，X射线装置1可进一步包括黏着层14。黏着层14位于感测面板10与软性闪烁体结构12之间，以将两者接合。在一些实施例中，黏着层14可包括UV解胶、热解胶或冷解胶。在另一实施例中，黏着层14可采用在照射UV光、受热或冷却的情况下会降低或丧失黏性的材料，但不以此为限。

在一些实施例中，X射线装置1还可包括电路板16。电路板16与感测阵列102中的电路(未示出)电连接，且电路板16上可设置有与所述电路电连接的驱动芯片16A。在一些实施例中，电路板16可为软性印刷电路板(FlexiblePrinted Circuit Board，FPCB)，其中电路板16的第一端E1可连接至感测阵列102中的电路，且电路板16的第二端E2可弯折至感测面板10的背面，以缩减电路板16占据的空间，从而缩减X射线装置1的体积。

在一些实施例中，X射线装置1还可包括外壳18。举例来说，外壳18可包括入光部18A以及承载部18B。入光部18A设置在X射线装置1的入光侧SE，其中X射线X经由入光部18A进入X射线装置1。入光部18A的材质例如可包括碳纤维(carbon fiber)，但不以此为限。承载部18B与入光部18A连接，且承载部18B与入光部18A形成至少容纳感测面板10、软性闪烁体结构12、黏着层14以及电路板16的空间S。承载部18B的材质可以是适于承载感测面板10、软性闪烁体结构12、黏着层14以及电路板16的任何材质，于此不多加限制。

图3至图6是本公开的实施例的一种X射线装置的制造流程的剖面示意图。请参照图3，提供载板20。载板20为硬质载板。举例来说，载板20的材质可包括玻璃、陶瓷或不锈钢，但不以此为限。

在载板20上设置第二软性层124。举例来说，可通过黏着层(未示出)将第二软性层124贴附至载板20上，但不以此为限。

接着，在第二软性层124上设置闪烁体层122。举例来说，可通过沉积工艺(如蒸镀工艺)将闪烁体层122形成在第二软性层124上，但不以此为限。

请参照图4，在闪烁体层122上设置第一软性层120。在一些实施例中，第一软性层120可进一步设置在第二软性层124上，但不以此为限。在形成第一软性层120后，即初步完成在载板20上设置软性闪烁体结构12的步骤。

请参照图5，移除载板20。举例来说，可依据载板20与第二软性层124之间接合的方式采用激光剥离工艺、机械剥离工艺、UV光照射步骤、升温工艺以及降温工艺中的一种工艺来移除载板20。然后，将软性闪烁体结构12设置在感测面板10(参照图1)上。在一些实施例中，如图1所示，可通过黏着层14来接合软性闪烁体结构12与感测面板10，但不以此为限。

在一些实施例中，如图6所示，在移除载板20之后，可进一步移除第二软性层124，以形成不包括第二软性层124的软性闪烁体结构12’。然后将软性闪烁体结构12’设置在感测面板10(参照图1)上，例如可通过黏着层14(参照图1)来接合软性闪烁体结构12’与感测面板10，但不以此为限。

参照图1与图6，将软性闪烁体结构12或软性闪烁体结构12’设置在感测面板10(参照图1)上之后，可选择性地将电路板16连接至感测面板10，并将感测面板10、软性闪烁体结构12或软性闪烁体结构12’、黏着层14以及电路板16装进外壳18中。

在X射线装置的制造方法中，由于闪烁体结构是软性的，因此将软性闪烁体结构12或软性闪烁体结构12’设置在感测面板10上时可以不使用硬对硬贴合的真空贴合机。举例来说，可使用一般滚轮式贴合机取代真空贴合机来简化贴合工艺、改善大面积贴合不易或改善在贴合面易产生气泡的问题。此外，相较于将所有的元件(如软性闪烁体结构12、感测面板10以及电路板16)皆形成在载板之后再移除载板，通过将X射线装置中的多个元件分别制作然后再组装在一起有助于提升良率，或者可在相同的产量下降低成本。

综上所述，在本公开的实施例中，由于闪烁体结构是软性的，因此将软性闪烁体结构设置在感测面板上时可使用一般滚轮式贴合机取代真空贴合机来简化贴合工艺、改善大面积贴合不易或改善在贴合面易产生气泡的问题。因此，本公开的实施例的X射线装置及其制造方法有助于提升良率或降低成本。在一些实施例中，感测面板也可为软性感测面板或弯取式感测面板，对应地，X射线装置可为软性X射线装置或弯取式X射线装置。在一些实施例中，软性闪烁体结构可包括反射层，以提升可见光的回收率。在一些实施例中，软性闪烁体结构可包括阻水层，以降低水气对于闪烁体层的负面影响或延长闪烁体层的使用寿命。

以上各实施例仅用以说明本公开的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本公开进行了详细的说明，本领域的技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本公开各实施例技术方案的范围。

虽然本公开的实施例及其优点已公开如上，但应该了解的是，本领域的技术人员在不脱离本公开的精神和范围内，当可作更改、替代与润饰，且各实施例间的特征可任意互相混合替换而成其他新实施例。此外，本公开的保护范围并未局限于说明书内所述特定实施例中的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，本领域的技术人员可从本公开揭示内容中理解现有或未来所发展出的工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤，只要可以在此处所述实施例中实施大抵相同功能或获得大抵相同结果皆可根据本公开使用。因此，本公开的保护范围包括上述工艺、机器、制造、物质组成、装置、方法及步骤。另外，每一权利要求构成个别的实施例，且本公开的保护范围也包括各个权利要求及实施例的组合。本公开的保护范围当视随附的权利要求所界定的为准。

Claims (8)

1.一种X射线装置，其特征在于，包括：

感测面板；以及

软性闪烁体结构，设置在所述感测面板上，

其中所述软性闪烁体结构包括第一软性层以及闪烁体层，且所述闪烁体层位于所述第一软性层与所述感测面板之间，

其中所述闪烁体层包括多晶部以及单晶部，所述多晶部邻近所述感测面板，且所述单晶部远离所述感测面板。

2.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，所述软性闪烁体结构还包括第二软性层，且所述第二软性层位于所述闪烁体层与所述感测面板之间。

3.根据权利要求2所述的X射线装置，其特征在于，所述第二软性层的厚度大于或等于5微米且小于或等于100微米。

4.根据权利要求1所述的X射线装置，其特征在于，还包括：

黏着层，位于所述感测面板与所述软性闪烁体结构之间。

5.一种X射线装置的制造方法，其特征在于，包括：

提供载板；

在所述载板上设置软性闪烁体结构；

移除所述载板；以及

将所述软性闪烁体结构设置在感测面板上，其中将所述软性闪烁体结构设置在感测面板上的步骤包括：

在所述载板上设置闪烁体层；以及

将第一软性层设置在所述闪烁体层上，

其中所述闪烁体层包括多晶部以及单晶部，所述多晶部邻近所述感测面板，且所述单晶部远离所述感测面板。

6.根据权利要求5所述的X射线装置的制造方法，其特征在于，在所述载板上设置所述软性闪烁体结构还包括：

在所述载板上设置第二软性层，其中将所述闪烁体层设置于所述载板上的步骤，包括将所述闪烁体层设置在所述第二软性层上。

7.根据权利要求6所述的X射线装置的制造方法，其特征在于，还包括：

在移除所述载板之后，移除所述第二软性层。

8.根据权利要求5所述的X射线装置的制造方法，其特征在于，将所述软性闪烁体结构设置在所述感测面板上包括：

通过黏着层来接合所述软性闪烁体结构与所述感测面板。