闪烁元件、闪烁阵列及其制备方法技术

本发明专利技术提供一种闪烁元件，其包含闪烁材料和反射层，其中所述反射层以所述闪烁材料的内在部分形成。优选地，可设置多个闪烁元件以形成闪烁阵列。本发明专利技术还提供闪烁元件的制备方法，其包括提供闪烁材料，通过将所述闪烁材料暴露于物理和／或化学条件下以使得由所述闪烁材料的一部分形成反射层而在闪烁材料上形成反射层。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及闪烁元件、闪烁阵列、闪烁元件的制备方法和闪烁阵列的制备方法，特别地，涉及可用于计算机X射线层析照相(CT)领域中的闪烁 元件和闪烁阵列。
技术介绍
在计算机X射线层析照相(CT)中，目前将荧光陶瓷Gd202S:Pr，Ce(GOS) 用作闪烁器材料以将x射线光子转换为可见光。GOS具有高光产率和吸收 效率的优点，但是一般地在辐射后会显示余辉信号。该余辉具有信号作用， 其非常高并且持续时间长以致于重构图象受严重的假相(artefacts)的影响。 陶瓷片的适当的后处理，例如，通过在空气中退火数小时，可以减少这样 的余辉。除了余辉之外，光产率的问题是对于CT应用最为重要的。在传 统的CT检测器中，使用反射涂布材料，其在五个侧面覆盖每个CT检测器 像素(pixel)，从而增加位于第六侧面的光敏光电二极管上的光碰撞的量。
技术实现思路
期望提供一种有效的，其中闪烁元 件和闪烁阵列可用于计算机X射线层析照相领域中。该需求可以通过根据独立权利要求的闪烁元件、闪烁阵列、闪烁元件 的制备方法和闪烁阵列的制备方法而实现。根据一个示例性实施方式，提供一种闪烁元件，其包含闪烁材料和反 射层，其中反射层以闪烁材料的内在部分形成。优选地，可设置多个闪烁 元件以形成闪烁阵列。根据一个示例性实施方式，提供闪烁元件的制备方法，其包括提供闪 烁材料，和通过将闪烁材料暴露于物理条件下以使得反射层由闪烁材料的 一部分形成而在闪烁材料上形成反射层。根据一个示例性实施方式，提供闪烁阵列的制备方法，其包括提供包 含闪烁材料的原料陶瓷片和通过在该原料陶瓷片的顶部表面中形成沟槽而构造(structure)该原料陶瓷片。而且，该方法包括通过将原料陶瓷片的闪烁 材料暴露于物理条件下以使得反射层由闪烁材料的一部分形成而在构造的 陶瓷片上形成反射层。本专利技术的基本构思是高反射涂布或者涂层可由闪烁材料本身形成。这 样，可以省略在闪烁材料上涂布反射层而形成反射层的步骤，这也是现有 技术中制备反射层的方法，从而实现了更为简单的制备方法。再者，根据 本专利技术的反射层的耐用性可以提高，因为其是由闪烁材料形成，而不是如 现有技术中被涂到闪烁材料上。根据本专利技术的反射层可以反射将会被损失 掉的大量的光。这使得增加各个闪烁元件的光输出，而不需要如根据现有 技术的方法中所必需的其它材料成本和进一步的高成本的处理步骤。根据 本专利技术的反射层可以呈现与传统的涂层非常相当的反射特性，同时其可以 通过简单得多的方法形成。换句话说，类似于传统涂层，根据本专利技术的反 射涂层可以改善光的收集效率。同时，当根据本专利技术的实施方式的反射层 由闪烁材料本身形成时，闪烁材料的所谓的余辉并不增加。优选地，反射涂层可以形成在各个闪烁元件的所有侧面上，除了耦合 有光电检测器例如光电二极管的侧面之外，也即在设置单个光电检测器到 闪烁元件的情形下，仅一个侧面不涂布反射层，即闪烁元件在其六个表面 中有五个表面上包含反射层。内在反射层可以与闪烁材料一体形成，即并不是在闪烁材料上涂布或 形成单独的层，而是由一部分闪烁材料本身形成。这样，反射层可通过物 理和/或化学方法由闪烁材料本身形成。反射层的形成可以与闪烁材料的退 火步骤一起完成，即反射层的制备步骤和退火步骤是一个单一的步骤。为 了降低闪烁材料的余辉，这样的退火过程是有利的。下面将描述闪烁元件的进一步示例性实施方式。这些实施方式同样适 于闪烁阵列、闪烁元件的制备方法和闪烁阵列的制备方法。根据闪烁元件的另一示例性实施方式，闪烁材料包含Gd202S。优选地， 闪烁材料还包含镨和/或铈或者其它稀土元素例如Eu、 Tb、 Yb、 Dy、 Sm、 和/或Ho。Gd202S可以是合适的无机闪烁材料。特别地，原料Gd202S粉末可以用c浐掺杂以补偿铕效果，以及用镨作为与闪烁处理相关的离子。而且， 少量的例如碱金属和/或碱土金属的氟化物，例如氟化锂(LiF)或者氟化锗锂 (Li^GeF6)可用作烧结助剂。根据闪烁元件的另一示例性实施方式，反射层是通过闪烁材料的氧化 处理形成。提供具有通过氧化闪烁材料本身的一部分例如表面部分而形成的反射 层的闪烁元件，可以是提供反射层的有效方法以使得闪烁材料的光输出增 加。在下面，将描述闪烁阵列的进一步示例性实施方式。这些实施方式同 样适于闪烁元件、闪烁元件的制备方法和闪烁阵列的制备方法。根据另一示例性实施方式，闪烁阵列还包括至少一个光电检测器，其 中至少一个光电检测器耦合到多个闪烁元件的至少一个，其中所述至少一 个光电检测器适于检测多个闪烁元件的至少一个发出的光。优选地，光电 检测器可以是光电二极管。特别地，多个光电检测器可以耦合到多个闪烁 元件。例如，对于每个闪烁元件，可以耦合单独的光电检测器或者光电二 极管。优选地，光电检测器可以耦合到闪烁元件的未形成反射层的一侧。 通过提供多个闪烁元件，每个单一的闪烁元件耦合到光电二极管，可以提 供可用于计算机X射线层析照相领域中的检测器阵列，即提供分节检测器 阵列或者像素化检测器阵列。根据本专利技术的闪烁阵列可以特别适合用于计算机X射线层析照相装置 中，例如作为计算机X射线层析照相装置的检测器阵列。下面将描述闪烁元件制备方法的进一步示例性实施方式。这些实施方 式同样适于闪烁元件、闪烁阵列和闪烁阵列的制备方法。根据另一示例性实施方式，制备反射层的方法包括氧化闪烁材料的表 面部分。闪烁材料的表面部分的氧化可以是一种形成内在反射层的有效方法。 氧化层可以是适于作为反射与涂在闪烁材料的表面上或者以箔施加到闪烁 材料的传统的白层相当光量的反射层。根据另一示例性实施方式，制备反射层的方法包括将闪烁材料暴露于具有在ioooo百帕斯卡和o.ooi百帕斯卡之间的氧分压和8ocrc和140(rc之间的高温气氛，特别地，高温可以是在1000'C和1300'C之间，氧分压可以 是在1000百帕斯卡和0.01百帕斯卡之间。根据又一示例性实施方式，制备反射层的方法包括将闪烁材料暴露于二氧化碳流，升高温度至约120(TC，并提供约O.l百帕斯卡的氧分压。根据再一示例性实施方式，审d备反射层的方法包括将闪烁材料暴露于在2(TC增湿的氮气流，升高温度至约1200°C，并提供约0.01百帕斯卡的氧分压。根据再又一示例性实施方式，制备反射层的方法包括将闪烁材料暴露于空气流，升高温度至约IIOO'C，并提供约200百帕斯卡的氧分压。空气 流是指使用基本上包括80%的氮气和20%的氧气的大气来提供空气流。在所有上面的物理和/或化学条件下，可以由闪烁材料的表层形成反射 层。通过选择暴露于该物理条件的持续时间，可以确定反射层的厚度，即 包括氧化的闪烁材料的层的厚度。四个小时的持续时间是形成可呈现与涂 在闪烁材料上的传统的反射层所呈现的反射效果相当的反射效果的适当的 时间。根据又一示例性实施方式的方法还包括以每分钟5"C的步长升高温度 至高温。在反射层形成后，温度可以例如以每分钟5'C的速度降低。下面将描述闪烁阵列制备方法的进一步示例性实施方式。这些实施方 式同样适于闪烁元件、闪烁阵列和闪烁元件的制备方法。根据又一示例性实施方式提供原料陶瓷片的方法包括提供Gd202S粉 末和将Gd202S粉末暴露于热单轴压制处理(hot uniaxial p本文档来自技高网...

【技术保护点】
闪烁元件，其包含闪烁材料和反射层，其中所述反射层以所述闪烁材料的内在部分形成。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：G蔡特勒，H施赖讷马赫尔，CR龙达，N康拉茨，
申请(专利权)人：皇家飞利浦电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：NL[荷兰]