具有改进的空间增益均匀性和分辨率的X射线探测器以及制造这种X射线探测器的方法技术

提出了一种X射线探测器(1)，包括诸如CMOS光探测器的光探测装置(3)、诸如CsI：Tl层的闪烁体层(5)、反射体层(9)和介于闪烁体层(5)和反射体层(9)之间的发光层(7)。发光层(7)可以包括OLED，并且可以制成小于50μm的厚度。由此，可以改进X射线探测器的灵敏度和分辨率。

【技术实现步骤摘要】
具有改进的空间增益均匀性和分辨率的X射线探测器以及制造这种X射线探测器的方法本申请是2011年04月19日提交的申请号为201180020847.0、名称为“具有改进的空间增益均匀性和分辨率的X射线探测器以及制造这种X射线探测器的方法”的专利技术专利申请的分案申请。
本专利技术涉及一种空间增益均匀性和分辨率得到改进的X射线探测器。此外，本专利技术涉及一种生产这种X射线探测器的方法。
技术介绍
X射线探测器通常包括将入射的X射线转换成光的闪烁体层以及光探测布置，诸如CMOS光探测器，其用于探测在闪烁体层之内生成并入射在光探测布置的检测表面上的光。已经观察到，这样的X射线探测器可能有幻像的问题。因此，WO2008/126009提出使用次级辐射源利用波长不同于入射X射线波长的次级辐射辐照闪烁体层。通过辐照这样的次级辐射，所提出的X射线探测器可能能够产生闪烁体对入射X射线在空间上更均匀的响应。例如，可以使用发光片或LED侧光波导板来提供次级辐射。在“背发光”布置中，可以将次级辐射源放置在光探测装置后方。在这种情况下，光探测装置应当具有透明承载基底。或者，在“前发光”布置中，可以将次级辐射源放置在闪烁体层上方。在这种情况下，次级辐射源应当对X射线基本透明并对这种辐射而言是鲁棒的。
技术实现思路
可能有利的是提供一种空间增益均匀性和分辨率得到改进的X射线探测器。具体而言，可能有利的是提供一种具有高且均匀分辨率并防止幻像的X射线探测器。此外，可能有利的是提供制造简单且廉价的X射线探测器。此外，可能有利的是提供制造这种X射线探测器的方法。根据本专利技术的第一方面，描述了一种X射线探测器，其包括光探测装置、闪烁体层、反射体层和发光层。其中，光探测装置适于探测入射在其探测表面上的光并可以利用例如CMOS或CCD实现。闪烁体层适于将入射X射线转换成光。闪烁体层可以布置于光探测装置的探测表面的顶部。反射体层适于在朝向光探测装置的方向上反射闪烁体层之内生成的光。例如，反射体层可以是利用例如金属涂层的镜面层。发光层介于所述闪烁体层和所述反射体层之间。本专利技术第一方面的要点可以是，包括闪烁体层顶部发光层和反射体层组合的X射线探测器可以展现出增强的响应性，同时能够防止幻像。可以由反射体层朝着光探测装置的探测表面反射在闪烁体层内于X射线入射时生成的光。由此，可以提高探测器的响应性。此外，发光层发射的光可以到达与其相邻布置的闪烁体层。例如，可以在闪烁体层没被X射线辐照的期间内发射这样的次级光。利用这样的次级光辐照，可以减少幻像的形成。可以利用非常成熟的方法，诸如层沉积或层生长，来很容易地且有成本效率地制造包括闪烁体层、反射体层和中间发光层的层堆栈。根据实施例，闪烁体层与反射体层之间的距离小于50μm，优选小于20μm。换言之，在发光层直接在一个表面邻接闪烁体层，在相反表面邻接反射体层的情况下，发光层的厚度应当小于50μm或者优选小于20μm。已经发现，闪烁体层的顶表面与反射体层的底表面之间的大距离可能导致探测器的调制传递函数(MTF)性能或分辨率性能的劣化。因此，这样的距离应当尽可能小，并且已经观察到这种距离的上限50μm或优选20μm得到实际应用可接受的MTF或分辨率性能。根据本专利技术的实施例，发光层包括OLED(有机发光二极管)。OLED能够以低成本容易地生产。此外，可以修改常规的OLED结构，以便将OLED的厚度减小到小于50μm，由此满足结合先前实施例解释的要求。可以将OLED提供为包括层堆栈的顶发射OLED箔或者底发射OLED箔，所述层堆栈包括发光层、电极层、保护层和任选的支撑层。如下文进一步详细所述，可以针对层堆栈的布置和生产做出规定，以便保持层堆栈的厚度小于50μm。根据本专利技术的实施例，发光层被分成子块。换言之，并非在闪烁体层和反射体层之间介于一个大面积发光层，其中，这种大面积发光层基本与闪烁体层具有相同的表面面积，而是可以将发光层分成子块，每个子块具有仅为闪烁体层面积分数的面积。那么多个子块的组合可以覆盖闪烁体层的整个区域。与闪烁体层的整个面积相比单个子块的面积减小可以允许发光层在激活时有快速响应，因为这种OLED子块的电容C，因此RC时间保持很小。因此，这样的子块化OLED发光层可以适于脉冲工作，例如当仅在没有X射线入射到X射线探测器上时的时段中激活发光层时。可以串联连接各子块以受益于低工作电流，以及因此受益于减小的电阻损耗。或者，可以逐个对子块寻址。根据另一实施例，发光层包括金属分路线。分路线可以减小电阻损耗并改善来自OLED发光层的发射均匀性。可以将这样的分路线提供为具有例如矩形或六角形几何形状的金属线网格。金属线可以具有小于1μm的厚度，因此可能对X射线的探测性能没有可测量到的不利效应。根据本专利技术的第二方面，提出了一种制造X射线探测器的方法。该方法包括提供光探测装置、提供闪烁体层、提供反射体层以及提供介于闪烁体层和反射体层之间的发光层。其中，X射线探测器的部件可以具有上文结合本专利技术第一方面所述的特性。可以将光探测装置提供为具有二维分辨率的半导体光探测器，诸如CMOS或CCD光探测器，并可以利用常规半导体技术生产。可以利用各种层生成方法，诸如层沉积或层生长，包括例如CVD、PVD、外延等技术，来生产包括闪烁体层、反射体层和中间发光层的层堆栈。其中，如下文更详细所述，可以特定地调整层的布置、层的制备和层彼此之间或者到光探测装置的附着，以便实现X射线探测器的有利性质。具体而言，可以通过特定地调整插入的发光层及其与相邻的闪烁体层和反射体层的附着，将闪烁体层和反射体层之间的距离保持很小。尽管可以首先独立地生产发光层、反射体层和闪烁体层并随后将其彼此附着，但可能有利的是集成组合这样的层。例如，发光层可以包括集成于其中的反射体层。根据实施例，所述发光层具备OLED，其中，形成OLED的层直接沉积到闪烁体层的表面上。这样的技术可以有益地利用如下事实：可以在低于闪烁体典型工艺温度的温度下进行完整的OLED处理。因此，可以直接在闪烁体上沉积OLED堆栈，并可以获得诸如工艺简单，减少制造和操控步骤以及减小OLED发光层厚度的优点。根据本专利技术的备选实施例，闪烁体层直接生长到发光层的表面上。同样地，可以生产出包括发光层和闪烁体层，优选还包括反射体层的层堆栈，使其具有有利的操控和厚度特性。必须要指出，本专利技术的实施例在此是参考不同主题描述的。具体而言，一些实施例是参考设备型权利要求描述的，而其他实施例是参考方法型权利要求描述的。然而，本领域的技术人员将从以上和下面的描述中了解到，除非另行指出，除了属于一种主题的特征之外，涉及不同主题的特征之间，尤其是X射线探测器特征和生产X射线方法特征之间的任何组合，也被认为是本申请公开的。上述实施例的各方面和本专利技术的其他方面可以从下文描述的示范性实施例而显而易见，但本专利技术不限于此。附图说明图1示出了根据本专利技术实施例的X射线探测器的截面。图2示出了根据本专利技术实施例的X射线探测器子块阵列的前视图。图3示出了根据本专利技术备选实施例的X射线探测器子块阵列的前视图。图4示出了根据本专利技术实施例的X射线探测器的子块细节。图5示出了根据本专利技术实施例的用于X射线探测器的示范性顶发射OLED箔的截面。图6示出了根据本专利技术实施例的用于X射线本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种X射线探测器(1)，包括：光探测装置(3)，其用于探测入射在所述光探测装置的探测表面(12)上的光(R)；闪烁体层(5)，其用于将入射的X射线(X)转换成光；反射体层(9)，其用于朝着所述光探测装置反射在所述闪烁体层内生成的光(B)；以及发光层(7)，其介于所述闪烁体层和所述反射体层之间，其中，所述闪烁体层和所述反射体层之间的距离(d)小于50μm，以获得可接受的调制传递函数(MTF)或分辨率性能，并且其中，所述发光层包括OLED(8)。

【技术特征摘要】
2010.04.26 EP 10160988.11.一种X射线探测器(1)，包括：光探测装置(3)，其用于探测入射在所述光探测装置的探测表面(12)上的光(R)；闪烁体层(5)，其用于将入射的X射线(X)转换成光；反射体层(9)，其用于朝着所述光探测装置反射在所述闪烁体层内生成的光(B)；以及发光层(7)，其介于所述闪烁体层和所述反射体层之间，其中，所述闪烁体层和所述反射体层之间的距离(d)小于50μm，以获得可接受的调制传递函数(MTF)或分辨率性能，并且其中，所述发光层包括OLED(8)。2.根据权利要求1所述的X射线探测器，其中，所述OLED具备顶发射OLED箔(8')，并且其中，所述距离(d)小于20μm。3.根据权利要求2所述的X射线探测器，其中，所述顶发射OLED箔以其顶侧表面附着至所述闪烁体层。4.根据权利要求2或3所述的X射线探测器，其中，所述顶发射OLED箔包括机械稳定非金属基底(45)和涂布到所述基底上的金属层(43)。5.根据权利要求1所述的X射线探测器，其中，所述OLED具备底发射OLED箔(8”)。6.根据权利要求5所述的X射线...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·A·费许雷恩，H·施泰因豪泽，T·普尔特，H·J·科内利森，
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：荷兰,NL