專利名稱：一種具有提高的亮度的x射線熒光屏及其方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總地涉及一種由熒光材料薄層構(gòu)成的熒光屏，特別涉及一種受x射線激發(fā)
產(chǎn)生熒光圖像的熒光屏。
背景技術(shù)：
目前，公知的受X射線激發(fā)產(chǎn)生熒光圖像的熒光屏分為兩類。 第一類是把熒光材料和透明樹脂混合后附著在基材上形成的一種發(fā)光屏，有時(shí)也稱增感屏，如美國柯達(dá)公司的增感屏。其中熒光材料為粒徑細(xì)小的粉末，與透明樹脂均勻混合后以薄層方式附著在基材表面，經(jīng)X射線激發(fā)后熒光材料發(fā)光，利用熒光層內(nèi)各點(diǎn)激發(fā)強(qiáng)度的差異導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度不同，進(jìn)而形成一幅明暗對(duì)比的熒光圖像。由于此類熒光層透光率有限，處于光輸出底層的熒光粉發(fā)出的光難以有效射出，故此類熒光屏的熒光層厚度很有限，對(duì)激發(fā)能量的截獲率較低，發(fā)光亮度亦較低，幾十年來提高此類熒光屏的亮度基本上依賴于發(fā)明更好的熒光材料。另外，熒光層內(nèi)細(xì)小的發(fā)光顆粒無序排列，熒光屏輸出光線指向性很差，用接收裝置感應(yīng)熒光屏產(chǎn)生的圖像時(shí)，偏離正面的散射光線不僅被白白浪費(fèi)，而且會(huì)降低圖像的分辨率和對(duì)比度。 第二類是把熒光材料做成細(xì)至幾微米、長(zhǎng)至數(shù)百微米的透明晶體細(xì)柱，把大量的
這種透明晶體細(xì)柱相互平行、緊密地排列在一起，形成一種類似光纖板的熒光屏，如日本濱
松光電的摻鉈碘化銫屏。組成這類熒光屏的每一根透明晶體細(xì)柱構(gòu)成了一個(gè)發(fā)光單元，利
用每個(gè)發(fā)光單元激發(fā)強(qiáng)度的差異導(dǎo)致發(fā)光強(qiáng)度不同，進(jìn)而形成一幅明暗對(duì)比的熒光圖像。
因透明晶體細(xì)柱的透光率較高，在一定的晶柱長(zhǎng)度范圍內(nèi)，晶柱內(nèi)各質(zhì)點(diǎn)受激后發(fā)出的光
多數(shù)能順利射出，從而可以使用適當(dāng)增加晶柱長(zhǎng)度、即適當(dāng)增加熒光層厚度的方法提高對(duì)
激發(fā)能量的截獲率，進(jìn)而提高熒光屏亮度。目前，在同等激發(fā)條件下，此類熒光屏的亮度明
顯高于第一類熒光屏。但第二類熒光屏生產(chǎn)工藝苛刻，生產(chǎn)成本很高；對(duì)熒光材料適用性
差，不能使用無法制成透明晶體細(xì)柱，但轉(zhuǎn)換效率更高的熒光材料；輸出光線的指向性也較
差，散射光線不僅浪費(fèi)，而且降低圖像分辨率和對(duì)比度的問題仍然存在。 因此，需要這樣的一種X射線熒光屏，其制造工藝相對(duì)簡(jiǎn)單、成本較低，并且能夠
以現(xiàn)有的熒光材料提供更高的亮度、更好的圖像分辨率和對(duì)比度。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述現(xiàn)有技術(shù)的問題和不足，本發(fā)明旨在提供一種亮度更高、散射光線較少、成本較低、能適用絕大多數(shù)熒光材料的熒光屏。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種X射線熒光屏，所述X射線熒光屏包括具有相對(duì)的第一面和第二面的第一層，所述第一層包括均勻分布在所述第一層中的熒光材料，所述第一面包括由多個(gè)向內(nèi)凹的微鏡單元構(gòu)成的微鏡陣列。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所述微鏡單元選自由倒多棱錐、倒圓錐、凹球面和凹拋物面及其組合組成的組，其中每個(gè)微鏡單元的俯視面積應(yīng)小于要描述圖像的像素的面積。特別地并且優(yōu)選地，所述微鏡單元為45°倒四棱錐，并且所述45°倒四棱錐的底邊長(zhǎng)度為約20至約200微米，所述第一層的厚度為約50至約500微米。 根據(jù)本發(fā)明所述的X射線熒光屏還包括結(jié)合到所述第二面的反射層，反射層的作用是把射向熒光屏背面的光反射回正面，增加熒光屏正面的亮度。以及結(jié)合到所述反射層的基層，用于支撐脆弱的熒光材料薄層。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方案，所述第一面上的微鏡單元內(nèi)的每一點(diǎn)在工作時(shí)既發(fā)射光線也反射光線。所述微鏡陣列的多個(gè)微鏡單元可以是俯視面積大小相等且整齊排列的。在更多的實(shí)施方案中，所述微鏡陣列的多個(gè)微鏡單元也可以是俯視面積大小略有差別且按各種規(guī)律排列的。特別地并且優(yōu)選地，所述微鏡陣列表面在熒光屏受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率較高。 更具體地，在一個(gè)優(yōu)選的實(shí)施方案中，把熒光材料和透明樹脂均勻混合的熒光薄層表面做成一個(gè)個(gè)向內(nèi)凹陷的、尺寸微小的45。倒四棱錐，45°倒四棱錐的底面為正方形，45°倒四棱錐的每個(gè)傾斜面與底面約45。相交，每個(gè)45。倒四棱錐構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的光輸出單元，在熒光薄層表面沿縱橫兩個(gè)方向緊密布滿這種微棱鏡發(fā)光單元，形成一個(gè)微棱鏡發(fā)光矩陣。 按本發(fā)明所提供的方法制成的微鏡矩陣式熒光屏受激發(fā)后輸出的光為直射光與
表面反射光之和。本發(fā)明使用的熒光層內(nèi)部結(jié)構(gòu)與第一類熒光屏近似，直射光部分類似現(xiàn)
有的第一類熒光屏，因第一類熒光屏輸出指向性不強(qiáng)，屏正面法線方向的發(fā)光亮度和與法
線成45°角方向的發(fā)光亮度近似，故微鏡矩陣式熒光屏與第一類熒光屏在熒光層材質(zhì)和平
均厚度相同、同等激發(fā)條件下正面直射發(fā)光亮度大約相等。從微鏡表面任一點(diǎn)發(fā)出的光總
會(huì)有一部份被處于同一微鏡單元的很多點(diǎn)反射向屏正面法線及其鄰近方向，反射向整個(gè)熒
光屏面的法線及其鄰近方向的光線總量在微棱鏡表面反射率較高時(shí)會(huì)大于直射光部份，故
微鏡矩陣式熒光屏在同等條件下正面的發(fā)光亮度比現(xiàn)有的第一類熒光屏高一倍以上。 雖然現(xiàn)有的第二類熒光屏比第一類熒光屏亮度高，但本發(fā)明提供的微鏡矩陣式熒
光屏在直射發(fā)光亮度低于第二類熒光屏的情況下，靠微鏡結(jié)構(gòu)的凹入表面反射光，加上使
用因不能制成透明規(guī)則晶體而導(dǎo)致第二類熒光屏無法使用的、能量轉(zhuǎn)換效率更高的熒光材
料，實(shí)現(xiàn)了在整個(gè)熒光屏面的法線及其鄰近方向發(fā)光亮度高于第二類熒光屏的目的。而且
根據(jù)本發(fā)明的微鏡矩陣式熒光屏采用過程相對(duì)簡(jiǎn)單，生產(chǎn)效率、成品率均較高的微復(fù)制工
藝，代替了第二類熒光屏采用的高難的針狀晶體屏生長(zhǎng)工藝，有生產(chǎn)成本低的優(yōu)勢(shì)。 本發(fā)明的有益效果是，使用現(xiàn)有的熒光材料，制造出一種亮度更高、散射光線較
少、成本較低的熒光屏。


為了理解實(shí)現(xiàn)本發(fā)明實(shí)施方案的方式，通過參考所附的附圖，將給出上面簡(jiǎn)述的
本發(fā)明各種不同實(shí)施方案更加具體的描述。應(yīng)該理解這些附圖描繪的僅僅是本發(fā)明典型的
實(shí)施方案，這些實(shí)施方案不一定是按比例繪制的，并因此不能認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明范圍的限制，
通過使用附圖，將以額外的特征以及細(xì)節(jié)描述和解釋本發(fā)明的實(shí)施方案，其中 圖1是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的X射線熒光屏的棱鏡矩陣的示意圖。
圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的熒光屏的剖視圖。
圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的棱鏡單元的俯視圖。 圖4是圖3的剖視圖，具體地圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的棱鏡單元內(nèi)的直射光和反射光。
具體實(shí)施例方式
下面的描述和附圖示出了本發(fā)明的詳細(xì)實(shí)施方案，足以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠?qū)嵺`它們。其他實(shí)施方案可以包括結(jié)構(gòu)、過程和其他改變。 一些實(shí)施方案的部分和特征可以被包括在其他實(shí)施方案的部分和特征中，或者可以被其他實(shí)施方案的部分和特征所替換。本發(fā)明的實(shí)施方案的范圍涵蓋權(quán)利要求書的范圍，以及這些權(quán)利要求所有的可用的等同物。在這里，用術(shù)語"發(fā)明"來表示本發(fā)明的這些實(shí)施方案的個(gè)別或全體，僅僅是為了方便，而非意圖要自動(dòng)地將本應(yīng)用的范圍限制到任何個(gè)別的發(fā)明或發(fā)明性的概念(如果事實(shí)上公開了多于一個(gè)的發(fā)明)。 在描述本方法、系統(tǒng)和材料之前，要理解本公開不限于所描述的特定方法、系統(tǒng)和材料，因?yàn)檫@些可以改變。還要理解，在本描述中使用的術(shù)語僅用于描述特定版本或?qū)嵤┓桨傅哪康模淮蛩阆拗品秶?首先參照?qǐng)D1，圖1為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的X射線熒光屏100的微鏡矩陣101的示意圖。如圖1所示，根據(jù)本發(fā)明的X射線熒光屏100的表面包括多個(gè)微鏡102組成的陣列101，每個(gè)微鏡102構(gòu)成一個(gè)相對(duì)獨(dú)立的光輸出單元。關(guān)于每個(gè)微鏡的結(jié)構(gòu)及其具體原理將在后面參照?qǐng)D3和4進(jìn)行具體的描述。在熒光屏100表面沿縱橫兩個(gè)方向緊密布滿這種微鏡光輸出單元，從而形成一個(gè)微鏡發(fā)光矩陣。 在一個(gè)實(shí)施方案中，可以將熒光材料和透明樹脂均勻混合來構(gòu)成本發(fā)明的熒光屏100的熒光層。為了提高熒光屏100的亮度，根據(jù)本發(fā)明，熒光材料應(yīng)選用能量截獲率高、熒光能量轉(zhuǎn)換率高、發(fā)光波長(zhǎng)與接收部份匹配好、在受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率高的材料，如摻雜銀的硫化鋅鎘，摻雜鑭系元素的硫氧化釓。透明樹脂應(yīng)選用耐X射線，且在熒光材料的受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)透光率和穩(wěn)定性高的材料，如UV固化的丙烯酸樹脂，加成型液體硅膠。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，本領(lǐng)域中已知或者未來發(fā)展的各種熒光材料及透明樹脂均可能適用于本發(fā)明，并且本發(fā)明在此方面不受限制。 如圖1所示出的，所述微鏡陣列101的多個(gè)微鏡單元102是沿縱橫兩個(gè)方向整齊排列的。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，本發(fā)明并不限于此。在其他實(shí)施方案中，所述微鏡陣列的多個(gè)微鏡單元也可以變換角度排列或錯(cuò)位排列。 在圖1中，各個(gè)微鏡單元被示出為具有相同的形狀和尺寸，然而，所述微鏡陣列還可以包括具有不同尺寸的微鏡單元。另外，所述微鏡陣列還可以包括不同幾何類型的微鏡單元。 如圖1所示出的，每個(gè)微鏡單元102被構(gòu)成為向內(nèi)凹入的，從而從微鏡單元102的凹入面所反射的光相互增強(qiáng)，使得熒光屏100的亮度得以提高。例如，每個(gè)微鏡單元102被構(gòu)成為向內(nèi)凹陷的、尺寸微小的倒四棱錐棱鏡，該倒四棱錐棱鏡的底面為正方形，倒四棱錐棱鏡的每個(gè)傾斜面與底面約45。相交。在一個(gè)實(shí)施方案中，該倒四棱錐棱鏡的底邊長(zhǎng)度可以為約20至約200微米。本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，在其他實(shí)施方案中，每個(gè)微鏡單元102可以為倒多棱錐、倒圓錐、凹球面和凹拋物面，或者為上述形狀的組合，只要微鏡單元102的表面呈向內(nèi)凹陷的形式，即可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的并落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。值得一提的是，單元102的表面呈向內(nèi)凹陷的形式并不是說組成內(nèi)凹陷的單元102的表面的每部分都是凹的或平坦的，不排除采用部分或全部凸的表面來組成所述向內(nèi)凹陷的形式。優(yōu)選地，每個(gè)微鏡單元102的俯視面積應(yīng)小于要描述圖像的像素的面積。 根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，微鏡單元102內(nèi)的每一點(diǎn)在工作時(shí)既可以由于熒光材料的存在而受激發(fā)射光線，還可以反射光線。這樣，每一個(gè)微鏡單元102的受激發(fā)射光線與反射光線相互增強(qiáng)，可以進(jìn)一步地提高熒光屏100的亮度，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。特別地并且優(yōu)選地，所述微鏡陣列101表面在熒光屏受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)的反射率較高，從而能夠更好地增加熒光屏100的輸出光強(qiáng)，提高亮度。 現(xiàn)在參照?qǐng)D2，圖2是根據(jù)本發(fā)明另一個(gè)實(shí)施方案的熒光屏200的剖視圖。如圖2所示出的，X射線熒光屏200包括分層的結(jié)構(gòu)。熒光屏200的第一層201可以為如上面所描述的結(jié)構(gòu)，即，第一層201具有相對(duì)的第一面211和第二面221，所述第一面211包括由多個(gè)沿縱橫兩個(gè)方向緊密排布的微鏡單元構(gòu)成的微鏡陣列。如上面注意到的，每個(gè)微鏡單元被構(gòu)成為向內(nèi)凹入的，使得從微鏡單元的凹入面所反射的光相互增強(qiáng)，從而熒光屏200的亮度得以提高。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，每個(gè)微鏡單元被構(gòu)成為向內(nèi)凹陷的、尺寸微小的倒四棱錐棱鏡，倒四棱錐棱鏡的每個(gè)傾斜面與底面約45°相交，并且底面構(gòu)成為正方形。為了達(dá)到更好的效果，一個(gè)倒四棱錐棱鏡單元的底面邊長(zhǎng)應(yīng)小于預(yù)期圖像需要分辨的一個(gè)像素的尺寸。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，倒四棱錐棱鏡單元的底面邊長(zhǎng)可以小于預(yù)期圖像需要分辨的一個(gè)像素尺寸的一半。 根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案，所述第一層201包括透明樹脂和均勻分布在所述透明樹脂中的熒光材料。在附圖中示意性地示出了分布在第一層中的熒光材料，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，該示意性圖示僅是為了方便闡述說明，而并不以任何方式限制熒光材料的尺寸、分布以及熒光材料與其他材料的結(jié)構(gòu)和體積關(guān)系。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，該第一層201內(nèi)熒光材料與透明樹脂的體積之比應(yīng)盡可能大，并且該第一層201內(nèi)不允許有氣隙。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，在微鏡單元被構(gòu)成為倒四棱錐棱鏡的情況下，熒光材料的粒徑應(yīng)足夠小，以保證微棱鏡各三角形斜面的光潔度。優(yōu)選地，在微鏡單元被構(gòu)成為倒四棱錐棱鏡的實(shí)施方案中，所述微棱鏡的高度可以小于所述第一熒光層201最大厚度的20%，而所述第一層的厚度可以為約50至約500微米。當(dāng)然，本發(fā)明的層厚度可以為其他的值，并且微鏡單元高度與第一層厚度之比也可以根據(jù)不同應(yīng)用或要求而采用其他適當(dāng)?shù)闹怠?如圖2所示，所述X射線熒光屏200還可以包括反射層202。所述反射層202結(jié)合到所述第一層201的第二面221，所述反射層202又可以結(jié)合到基層203。根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案，所述反射層202要求在熒光層的受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率高，X射線穿透率高。優(yōu)選地，一般可以采用鍍鋁層來構(gòu)成所述反射層202。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以選擇其他材料來構(gòu)成該反射層202，并且本發(fā)明在此方面不受限制。所述基層203中包括基材。為了提高熒光屏200的可靠性，該基材應(yīng)選用X射線穿透率高、機(jī)械強(qiáng)度高的材料。優(yōu)選地，可以采用碳纖板。當(dāng)然，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該理解，可以選擇其他材料來構(gòu)成該基層203，并且本發(fā)明在此方面不受限制。 下面將參照?qǐng)D3和圖4詳細(xì)地描述根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的微鏡結(jié)構(gòu)及本發(fā)明提高X射線熒光屏亮度的具體原理。圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施方案的棱鏡單元的俯視圖，而圖4則是圖3的剖視圖，具體地圖示根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施方案的棱鏡單元的直射光和反射光。 如上面所提及的，每個(gè)微鏡單元被構(gòu)成為凹入式，微鏡單元的凹入面的任意點(diǎn)可
以由于熒光材料的存在而受激發(fā)射光線，還可以反射光線，從而使得熒光屏的亮度進(jìn)一步
被提高。如果使得所述微鏡單元在熒光屏受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率較高的話，每一個(gè)微
鏡單元的受激發(fā)射光線與反射光線相互增強(qiáng)，將有益于熒光屏的亮度增加。 通過以上描述可知，如果能夠使微鏡單元的直射光與反射光的復(fù)合光強(qiáng)最大化，
既可以實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。如圖3所示出的，根據(jù)本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的每個(gè)微鏡單元
300被構(gòu)成為倒四棱錐棱鏡，該四棱錐棱鏡具有四個(gè)傾斜面301、302、303、304，并且每個(gè)傾
斜面與底面形成一約45。的相交角度。該四個(gè)傾斜面共同形成一向內(nèi)凹陷的光發(fā)射和反射面。 再參照?qǐng)D4關(guān)于該微鏡單元的剖視圖。由于每個(gè)微鏡單元400可以包括均勻分布的熒光材料，因此由微鏡單元400可以輸出熒光材料受激勵(lì)所發(fā)出的直射光401。此外，由于被構(gòu)成倒四棱錐棱鏡的微鏡單元400具有四個(gè)傾斜面，因此，該微鏡單元400還可以輸出由各個(gè)傾斜面所反射的表面反射光402。本領(lǐng)域技術(shù)人員不難看出，按本發(fā)明所制成的微棱鏡矩陣式熒光屏受激發(fā)后輸出的光為直射光與表面反射光之和。 具體地參照?qǐng)D4，由于倒四棱錐棱鏡400的各個(gè)傾斜面的正面法線方向的發(fā)光亮度和與法線成45°角方向的發(fā)光亮度近似，故由微棱鏡400所構(gòu)成的矩陣式熒光屏在熒光層材質(zhì)和平均厚度相同、同等激發(fā)條件下與第一類熒光屏正面直射發(fā)光亮度大約相等。
進(jìn)一步地，由于熒光材料的發(fā)光是朝向各個(gè)方向的，而從微棱鏡400表面任一點(diǎn)發(fā)出的光總會(huì)有一部份被處于同一個(gè)微棱鏡單元的另外三個(gè)斜面反射向整個(gè)熒光屏面的法線及其鄰近方向，因此反射向整個(gè)熒光屏面的法線及其鄰近方向的光線總量在微棱鏡表面反射率較高時(shí)會(huì)大于直射光部份。例如，微棱鏡400的一個(gè)傾斜面403上一個(gè)工作點(diǎn)的熒光材料以與該表面403的法線成四十五度角的方向所發(fā)出的光線401'必然會(huì)被另一個(gè)傾斜面404反射向與該表面404法線成四十五度角的方向，換言之，光線401'被傾斜面404反射向整個(gè)熒光屏面的法線方向，形成有效的反射輸出光402'。類似地，微棱鏡400的傾斜面404上一個(gè)工作點(diǎn)的熒光材料以與該表面404的法線成四十五度角的方向所發(fā)出的光線也必然會(huì)被傾斜面403反射向熒光屏面的法線方向，形成反射輸出光。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解，微棱鏡400任何一表面上的任何一點(diǎn)均可以通過上面詳細(xì)描述的方式形成朝向整個(gè)熒光屏面的法線或其鄰近方向的反射光402。這樣，從微鏡單元的各個(gè)傾斜面所反射的光會(huì)有相互增強(qiáng)的效果，并且可以形成沿?zé)晒馄撩娣ň€方向的反射光，從而使得熒光屏的亮度得以提高。 試驗(yàn)研究表明，由如圖4所示的微棱鏡構(gòu)成的矩陣熒光屏在同等條件下正面的發(fā)光亮度比現(xiàn)有的第一類熒光屏高一倍以上。 另外，由于傾斜面的存在，熒光材料的發(fā)光顆粒無序排列造成的偏離正面的散射光線被大大減少，因而也減輕了現(xiàn)有技術(shù)中光的指向性差的問題，從另一個(gè)角度提高了圖像的分辨率和對(duì)比度。 雖然本發(fā)明的圖3和圖4是以45°倒四棱錐來圖示說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方案的實(shí)現(xiàn)方式的，但是，本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解，只要微鏡單元被形成為具有向內(nèi)凹陷的結(jié)構(gòu)，即可以通過以上所描述的光學(xué)原理實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的。因此，本發(fā)明的X射線熒光屏可以被實(shí)現(xiàn)為由其他角度的四棱錐構(gòu)成，或者，也可以被實(shí)現(xiàn)為由倒多棱錐、倒圓錐、凹球面和凹拋物面或其組合來構(gòu)成。另外，每個(gè)微鏡單元可以形成為具有相同形狀、相同的尺寸，或者，每個(gè)微鏡單元可以互相不同，例如一些微鏡單元為倒多棱錐而另一些微鏡單元為倒圓錐，這同樣落入本發(fā)明的范圍內(nèi)。 本發(fā)明提供的微鏡矩陣式熒光屏在直射發(fā)光亮度低于第二類熒光屏的情況下，靠微棱鏡結(jié)構(gòu)特有的凹入表面來反射光，因此僅以目前已知的熒光材料就可以提高熒光屏的亮度。另外，由于本發(fā)明無需如第二類熒光屏那樣將熒光材料做成細(xì)至幾微米、數(shù)百微米長(zhǎng)的透明晶體細(xì)柱，而僅僅需要使用粉狀的熒光材料，因此可以選用因不能制成透明規(guī)則晶體而導(dǎo)致第二類熒光屏無法使用的、能量轉(zhuǎn)換效率更高的熒光材料。這樣，就可以實(shí)現(xiàn)在整個(gè)熒光屏面的法線及其鄰近方向發(fā)光亮度高于第二類熒光屏的目的。換言之，本發(fā)明的微棱鏡矩陣式熒光屏的制造工藝比第二類熒光屏簡(jiǎn)單且生產(chǎn)效率較高，有較低的成本，卻能夠提供比第二類熒光屏更高的亮度。 本領(lǐng)與技術(shù)人員可以理解，本文所述的"凹入"或"向內(nèi)凹陷"是一個(gè)相對(duì)的概念，不排除采用部分和全部凸的微鏡單元來構(gòu)成微鏡陣列，從而在相鄰的凸的微鏡單元之間構(gòu)成等同或部分等同的"凹入"或"向內(nèi)凹陷"表面結(jié)構(gòu)，從而在一定程度上使受激發(fā)射光線與反射光線相互增強(qiáng)，提高熒光屏的亮度。另外，本領(lǐng)與技術(shù)人員可以理解，本文所述的熒光屏可以是平面的，也可以是曲面的。 盡管本發(fā)明已參照優(yōu)選實(shí)施方案來描述，那些本領(lǐng)域的熟練技術(shù)人員會(huì)理解，在沒有離開本發(fā)明范圍的情況下可以進(jìn)行各種變化，并且可以用等同物取代其中的元素。另外，可以進(jìn)行許多修改以使得特定情況或材料適合本發(fā)明的教導(dǎo)，而沒有離開其實(shí)質(zhì)范圍。因此，本發(fā)明應(yīng)該被視為沒有局限到作為執(zhí)行本發(fā)明預(yù)期的最佳方式而公開的特定實(shí)施方案，而是本發(fā)明將包括落入所附的權(quán)利要求書范圍內(nèi)的所有實(shí)施方案。以下實(shí)施例顯示本發(fā)明是怎樣被實(shí)施的，但是不應(yīng)該將它們解釋為限制性的。
權(quán)利要求
一種X射線熒光屏，包括具有相對(duì)的第一面和第二面的第一層，所述第一層包括均勻分布在所述第一層中的熒光材料，所述第一面包括由多個(gè)向內(nèi)凹的微鏡單元構(gòu)成的微鏡陣列。
2. 如權(quán)利要求1所述的X射線熒光屏，所述第一面上的微鏡單元內(nèi)的每一點(diǎn)在工作時(shí)既發(fā)射光線也反射光線。
3. 如權(quán)利要求1所述的X射線熒光屏，還包括結(jié)合到所述第二面的反射層，以及結(jié)合到所述反射層的基層。
4. 如權(quán)利要求1所述的X射線熒光屏，所述微鏡單元選自由倒多棱錐、倒圓錐、凹球面和凹拋物面及其組合組成的組，其中每個(gè)微鏡單元的俯視面積應(yīng)小于要描述圖像的像素的面積。
5. 如權(quán)利要求4所述的X射線熒光屏，其中所述微鏡單元為45。倒四棱錐。
6. 如權(quán)利要求5所述的X射線熒光屏，其中所述45。倒四棱錐的底邊長(zhǎng)度為約20至約200微米。
7. 如權(quán)利要求5所述的X射線熒光屏，其中所述第一層的厚度為約50至約500微米。
8. 如權(quán)利要求1所述的X射線熒光屏，所述微鏡陣列的多個(gè)微鏡單元是整齊排列的。
9. 如權(quán)利要求1所述的X射線熒光屏，所述微鏡陣列表面在熒光屏受激發(fā)光波長(zhǎng)范圍內(nèi)反射率較高。
10. —種提高X射線熒光屏亮度的方法，包括提供所述X射線熒光屏的第一層，所述第一層具有相對(duì)的第一面和第二面，所述第一層包括均勻分布在所述第一層中的熒光材料，所述第一面包括由多個(gè)向內(nèi)凹的微鏡單元構(gòu)成的微鏡陣列。
全文摘要
本發(fā)明涉及具有提高的亮度的X射線熒光屏及其方法。根據(jù)本發(fā)明的X射線熒光屏包括具有相對(duì)的第一面和第二面的第一層，所述第一層包括均勻分布在所述第一層中的熒光材料，所述第一面包括由多個(gè)向內(nèi)凹的微鏡單元構(gòu)成的微鏡陣列。通過采用本發(fā)明，可以使用現(xiàn)有的熒光材料，制造出一種亮度更高、散射光線較少、成本較低的熒光屏。
文檔編號(hào)H01J9/20GK101777480SQ20091000045
公開日2010年7月14日 申請(qǐng)日期2009年1月13日 優(yōu)先權(quán)日2009年1月13日
發(fā)明者陳醉 申請(qǐng)人:李騰