闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用

本发明涉及辐射探测器，具体而言，涉及一种闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用。

背景技术：

1、当前，x射线图像传感器已经在医疗成像、无损检测等领域大规模应用，是成像系统整机的关键零部件。传统上，采用感光胶片与x射线相互作用，使胶片中的感光物质发生光化学反应，在显影后记录被检测物体的x射线强度信息，从而获得物体内部结构信息，这是一种纯模拟的图像记录方式。现在，人们利用平板探测器来获取物体的数字化图像信息。一般来讲，平板探测器是利用闪烁体层将入射x射线转化为可见光，再由矩阵式的光电二极管将可见光转化为电信号，再由与光电二极管连接的薄膜晶体管控制将信号逐一读出，最后经过计算机重建为数字图像。这种数字化的成像方式极大的方便了数字化整机系统的开发，可实现在线或实时检测结果分析、判读、传播。作为平板探测器的核心，闪烁体面板中x射线和可见光的转换效率直接决定了整个探测器的灵敏度、动态范围和分辨率等性能。

2、目前，制备闪烁体面板的方法主要有真空热蒸发法和聚合固化法，其中真空热蒸发法通过控制精细的工艺可以获得柱状晶的闪烁体层，但是该方法需要与基板尺寸相匹配的真空腔体，并且在高真空条件下沉积闪烁体层，需要耗费较高的成本。聚合固化法是将闪烁体颗粒与固化剂、分散剂、抗沉淀剂、稳定剂和粘结剂等辅料混合，由于辅料和闪烁体颗粒的结合能力较差，在闪烁体面板上容易出现闪烁体颗粒分层现象，同时粘结剂等辅料本身不具有发光特性，结构上会形成“颗粒—粘结剂—颗粒”的界面，光线在界面上传播时，由于闪烁体颗粒与粘结剂的光学性能差异，会导致光线在传播过程中发生散射、反射、折射等现象，严重时还会发生全反射，从而大大削弱闪烁体面板的整体发光效率。在实际使用的过程中，如果闪烁体面板的整体发光效率降低，平板探测器为了获得较强的信号或较为清晰的图像，势必会加大x射线照射剂量，从而对受检者造成伤害。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、本发明的目的在于提供一种闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用。闪烁体层材料和柔性闪烁体面板的结构可以共同提高柔性闪烁体面板的发光效率，提高了闪烁体面板中x射线和可见光的转换效率，进而提升了探测器的灵敏度、动态范围和分辨率等性能。

2、本发明是这样实现的：

3、第一方面，本发明提供一种闪烁体层材料，包括荧光体和粘结剂，荧光体包括稀有金属掺杂的无机化合物，且荧光体的二维结构包括多边形或圆的任一种，粘结剂包括树脂前驱体，树脂前驱体的折射率≥1.52。

4、第二方面，本发明提供一种柔性闪烁体面板，包括依次接触覆盖的反光层、闪烁体层和耦合层，其中闪烁体层的材料包括如前述实施方式任一项的闪烁体层材料。

5、第三方面，本发明提供一种如前述实施方式的柔性闪烁体面板的制备方法，包括将闪烁体层材料和反光层的材料分层凝固，在闪烁体层远离反光层的表面涂敷耦合层。

6、第四方面，本发明提供一种如前述实施方式任一项的闪烁体层材料或如前述实施方式的柔性闪烁体面板在柔性x射线图像传感器闪烁体材料的制备领域中的应用。

7、本发明具有以下有益效果：

8、本发明提供了一种闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用，通过控制荧光体的形状结构，使得荧光体在形成闪烁体层时，颗粒之间能够更为紧密的排列，从而减少界面间距，提高填充密度，避免出现闪烁体颗粒分层现象。此外，选择折射率较高的树脂前驱体作为粘结剂，能够降低因此粘结剂和荧光体的光学性质差异导致的“颗粒—粘结剂—颗粒”界面光散射问题，改善闪烁体层的整体发光强度。将具有上述效果的闪烁体层材料用于制备柔性闪烁体面板，其中的反光层可以反射闪烁体层向远离耦合层方向发射的可见光，将闪烁体层转换的可见光尽可能多地反射回去，使得耦合层的可见光出光率进一步提高。该柔性闪烁体面板的制备方法简单，能够制备出x射线和可见光之间转换效率较高的柔性闪烁体面板，可以应用于柔性x射线图像传感器。

技术特征：

1.一种闪烁体层材料，其特征在于，包括荧光体和粘结剂，所述荧光体包括稀有金属掺杂的无机化合物，且所述荧光体的二维结构包括多边形或圆的任一种，所述粘结剂包括树脂前驱体，所述树脂前驱体的折射率≥1.52。

2.根据权利要求1所述的闪烁体层材料，其特征在于，所述荧光体和粘结剂的质量比为1～10：1，优选为2～8：1，更优选为3～6：1。

3.根据权利要求1所述的闪烁体层材料，其特征在于，所述荧光体包括铊掺杂碘化铯、铈掺杂钆铝镓石榴石、铽掺杂硫氧化钆和铈掺杂钇铝石榴石的至少一种；

4.根据权利要求1所述的闪烁体层材料，其特征在于，所述粘结剂包括聚苯乙烯树脂前驱体、环氧树脂前驱体、聚甲基丙烯酸甲酯树脂前驱体、环烯烃共聚物树脂前驱体、有机聚硅氧烷树脂前驱体、聚乙烯醇缩丁醛树脂前驱体、聚碳酸酯树脂前驱体和丙烯酸树脂前驱体中的任一种；

5.一种柔性闪烁体面板，其特征在于，包括依次接触覆盖的反光层、闪烁体层和耦合层，所述闪烁体层的材料包括如权利要求1～4任一项所述的闪烁体层材料。

6.根据权利要求5所述的柔性闪烁体面板，其特征在于，所述反光层的材料包括纳米高漫反射材料、金属薄膜或无机氧化物中的至少一种；

7.一种如权利要求5或6所述的柔性闪烁体面板的制备方法，其特征在于，包括将所述闪烁体层材料和所述反光层的材料分层凝固，在所述闪烁体层远离所述反光层的表面涂敷耦合层。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将所述闪烁体层材料和所述反光层的材料分层凝固包括：

9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于，所述耦合层的涂覆方法包括：

10.一种如权利要求1～4任一项所述的闪烁体层材料或如权利要求5或6所述的柔性闪烁体面板在柔性x射线图像传感器闪烁体材料的制备领域中的应用。

技术总结
本发明公开了一种闪烁体层材料、柔性闪烁体面板及其制备方法、应用，涉及辐射探测器技术领域。闪烁体层材料包括荧光体和粘结剂，荧光体包括稀有金属掺杂的无机化合物，且荧光体的二维结构包括多边形或圆的任一种，粘结剂包括树脂前驱体，树脂前驱体的折射率≥1.52。通过控制荧光体的形状结构，使得荧光体在形成闪烁体层时，颗粒之间能够更为紧密的排列，从而减少界面间距，提高填充密度，避免出现闪烁体颗粒分层现象。此外，选择折射率较高的树脂前驱体作为粘结剂，能够降低因此粘结剂和荧光体的光学性质差异导致的“颗粒—粘结剂—颗粒”界面光散射问题，改善闪烁体层的整体发光强度。

技术研发人员：孙辉,王程,张闻,周世斌
受保护的技术使用者：成都信息工程大学
技术研发日：
技术公布日：2024/1/13