具有隔層的有機x射線檢測器的制造方法
【專利說明】
【背景技術(shù)】
[0001]制造成具有連續(xù)光電二極管的數(shù)字X射線檢測器具有低成本數(shù)字射線照相和堅固、輕量和便攜式檢測器中的潛在應(yīng)用。具有連續(xù)光電二極管的數(shù)字X射線檢測器具有增大的填充系數(shù)和可能的較高量子效率。連續(xù)的光電二極管大體上包括有機光電二極管((PD)。將X射線轉(zhuǎn)換成可見光的閃爍體大體上設(shè)置在oro的頂部上。
[0002]在諸如設(shè)置閃爍體、封裝、激光修復(fù)過程或操作的后oro過程期間，(PD具有高機會暴露于空氣。大多數(shù)基于有機的光電二極管對氧和水分敏感，且因此需要免受含水分的空氣。因此，所需的是一種用于oro的隔層，其將保護(hù)oro在沉積過程和操作期間免受來自閃爍體的氧和水分含量。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明通過在oro層與來自閃爍體的水分和氧之間提供隔層來滿足這些和其它需要。有機X射線檢測器包括基底、薄膜晶體管(TFT)層、隔層和OPD。
[0004]因此，在一方面，本發(fā)明涉及有機X射線檢測器。X射線檢測器包括設(shè)置在基底上的TFT陣列、設(shè)置在TFT陣列上的有機光電二極管層、設(shè)置在光電二極管層上的隔層，以及設(shè)置在隔層上的閃爍體層，使得隔層包括至少一種無機材料。
[0005]在另一方面，本發(fā)明涉及一種有機X射線檢測器，其包括TFT陣列、有機光電二極管層、電極、平面化層、隔層、粘合層、閃爍體層和附加的隔層。TFT陣列設(shè)置在基底上，且有機光電二極管層設(shè)置在TFT陣列上。第一電極設(shè)置在TFT陣列與光電二極管層之間，且第二電極設(shè)置在光電二極管層上。平面化層設(shè)置在第二電極上，且隔層設(shè)置在平面化層上。粘合層設(shè)置在隔層與閃爍體層之間，且附加的隔層設(shè)置在閃爍體上。隔層和附加的隔層兩者包括至少一種無機材料。
[0006]在又一方面，本發(fā)明涉及一種制作有機X射線檢測器的方法。制作有機X射線檢測器的步驟包括將TFT陣列設(shè)置在基底上、將有機光電二極管層設(shè)置在TFT陣列上、將平面化層設(shè)置在光電二極管層上、將包括至少一種無機材料的隔層設(shè)置在平面化層上，以及將閃爍體層設(shè)置在隔層上。
【附圖說明】
[0007]圖1為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的有機X射線檢測器的簡圖；
圖2為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平面化層和隔層的簡圖；
圖3為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平面化層和隔層的簡圖；
圖4為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平面化層和隔層的簡圖；
圖5為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的平面化層和隔層的簡圖；
圖6為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陰極層和隔層的簡圖；
圖7為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陰極層和隔層的簡圖；
圖8為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陰極層和隔層的簡圖； 圖9為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陰極層和隔層的簡圖；以及圖10為根據(jù)本發(fā)明的一個實施例的陰極層和隔層的簡圖。
【具體實施方式】
[0008]在以下描述中，相似的參考標(biāo)號表示附圖中所示的若干視圖各處的相似或?qū)?yīng)的部分。還將理解的是，諸如〃頂部〃、〃上方〃、〃上面〃、〃上〃等用語是方便的詞語，且不看作是限制性用語。
[0009]諸如但不限于有機X射線檢測器的光電裝置包括電子或光學(xué)活性的部分，例如，常常設(shè)置在基底上的閃爍體和光電二極管。為了保護(hù)活性部分和基底免于暴露于水分、氧或腐蝕性化學(xué)侵蝕引起的退化，光電裝置一般包裝在密封件中。
[0010]本發(fā)明的一個方面在于提供一種光電裝置，諸如但不限于有機X射線檢測器。圖1中示出了此光電裝置的簡圖。有機X射線檢測器10包括閃爍體層20，其由沖擊X射線12激勵且產(chǎn)生可見光。閃爍體層20可為整體式閃爍體或像素化閃爍體陣列。GOS(Gd2O2S) —般用于低成本閃爍體，其為具有毫米范圍的厚度的薄膜形式。碘化銫(CsI)為另一閃爍體材料，其可用于高敏感性閃爍體，且可由熱蒸發(fā)來沉積?？墒褂玫牧硪婚W爍體為PIB(粘合劑中顆粒)閃爍體，其中閃爍顆?？山Y(jié)合到粘合劑基質(zhì)材料中，且在基底上變平。由閃爍體生成的可見光照射設(shè)置在薄膜晶體管(TFT)陣列32上的有機光電二極管層30。
[0011]取決于應(yīng)用和設(shè)置變化，光電二極管層30可為單個有機層或可包括多個有機層。此外，光電二極管層30可直接地設(shè)置在TFT陣列32上，或設(shè)計可包括設(shè)置在光電二極管層30與TFT陣列32之間的一個或更多個層。
[0012]沖擊在光電二極管層上的可見光部分地排放二極管的電容。光電二極管排放的量與入射光的量成比例。TFT的各個像素結(jié)合用于控制電荷何時恢復(fù)至光電二極管的電容的開關(guān)場效應(yīng)晶體管(FET)。恢復(fù)電容所需的電荷由外部電荷測量電路提供和測量。與TFT陣列聯(lián)接的該電路允許陣列中的所有光電二極管的連續(xù)掃描和讀出。常規(guī)的A/D積分器/轉(zhuǎn)換器一般用于測量使光電二極管恢復(fù)至其初始未放電狀態(tài)所需的電荷。放電的大小與由閃爍體層20和光電二極管層30兩者在X射線暴露的長度期間集成的各個像素處的入射X射線劑量成比例。最終X射線圖像使用光電二極管層30放電水平來逐像素重建，以設(shè)置圖像像素強度。
[0013]TFT陣列32設(shè)置在基底40上。適合的基底40材料包括玻璃、陶瓷、塑料和金屬?；?0可呈現(xiàn)為剛性板，諸如厚玻璃、厚塑料板、厚塑料復(fù)合板和金屬板，或諸如薄玻璃板、薄塑料板、薄塑料復(fù)合板和金屬箔片的柔性板。如本文中所使用的，〃柔性基底〃為可彎曲成等于或小于大約I厘米的半徑的基底，而沒有影響基底40的性能的任何破裂。在一個特定實施例中，柔性基底包括聚碳酸酯。閃爍體20、光電二極管層30和TFT陣列32被包圍在密封件50內(nèi)，以免受從大氣引入的水分和氧60。
[0014]在本發(fā)明的一個實施例中，除免受外部水分和氧60之外，光電二極管層30還免受在形成期間或在操作期間可從閃爍體層20引入的水分和氧。隔層70設(shè)置光電二極管層30上以提供此保護(hù)。
[0015]在一個實施例中，裝置10還可包括平面化層72(圖1)，其夾在隔層與光電二極管層之間。平面化層提供用于隔層70的平滑表面，使得平面化層的頂部上的擴(kuò)散隔層70起作用而沒有任何針孔缺陷。平面化層72可由聚碳酸酯、環(huán)氧聚合物或丙烯酸基材料構(gòu)成。平面化層72還可包括光引發(fā)劑。平面化層可由不同方法設(shè)置，例如，溶液涂布、自旋涂布、狹縫涂布(slot die)或刀片涂布或絲網(wǎng)印刷。在一個實施例中，平面化層使用溶液涂布設(shè)置。平面化層72還可蝕刻來形成逐漸的邊緣輪廓來用于更好的密封。
[0016]本文使用的隔層70包括至少一種無機材料。無機材料可包括娃、金屬氧化物、金屬氮化物或它們的組合，其中金屬為銦、錫、鋅、鈦和鋁中的一種。在一個實施例中，隔層70的無機材料包括銦錫氧化物、氧化硅、氮化硅、氧化鋁或它們?nèi)魏谓M合。在另一個實施例中，隔層70可包括氧化銦鋅、氧氮化娃、氮化鋁、氧氮化鋁、氧化鋅、氧化銦、氧化錫、氧化鎘錫、氧化鎘或氧化鎂。
[0017]在一個實施例中，除至少一種無機材料外，隔層70包括至少一種有機材料。隔層70的有機材料可包括選自以下構(gòu)成的集合中的至少一種材料:聚對二甲苯、硅氧烷、二甲苯、烯烴、苯乙烯、有機硅烷、有機硅氮烷和有機硅酮。
[0018]在一個實施例中，隔層70包括多層，包括至少一層有機材料和一層無機材料。在另一個實施例中，具有一組交替的有機層和無機層(未示出)的多層可呈現(xiàn)為隔層70。隔層70可包括交錯地布置的多個無機層和有機層。作為備選，有機層可由多個連續(xù)地堆疊的無機層分開，或無機層可由多個連續(xù)地堆疊的有機層分開。此外，多層隔層70的有機層和無機層可以以其成分、密度或厚度分級，以適合各種設(shè)計要求和性能優(yōu)化。在一個實施例中，例如，隔層可具有混合無機/有機成分，包括具有分級的成分的單個隔層，分級成分從純無機層過渡到純有機層。
[0019]隔層70的無機層用作輻射吸收層、水分隔層、氧隔層、導(dǎo)電層、抗反射層或它們的組合。隔層70的有機層可包括粘合層、應(yīng)力消除層、共形層、耐化學(xué)制品層、耐磨層和它們的組合中的至少一個。
[0020]在一個實施例中，隔層70包括無機多層涂層和至少一個有機層。沉積在光滑的平面化層72上的第一無機層可具有良好的粘合性和將熱膨脹系數(shù)(CTE)與平面化層72匹配。沉積在第一無機層上的第二無機層可具有內(nèi)在良好的氧和水分阻隔性質(zhì)。第二無機層化學(xué)和物理上不同于第一無機層。第一無機層的粘合和CTE匹配性質(zhì)可用于提高第二無機層的阻隔性能。沉積在第二無機層的頂部上的聚合有機層可用作光滑層，且可保護(hù)第一無機層和第二無機層在處理期間免受化學(xué)侵蝕。第三無機層可具有良好的粘合性和與有機層匹配的CTE性質(zhì)，且第四無機層可具有內(nèi)在的良好氧和水分阻隔性質(zhì)。除同時地優(yōu)化隔層和粘