[發明專利]具有改善的量子效率的光電探測器

有效

• 申請號: 201210377179.3
• 申請日: 2012-10-08
• 公開（公告）號: CN103033839B
• 公開（公告）日: 2017-10-13
• 發明（設計）人: A.J.庫圖爾;S.J.杜克羅斯;J.J.項;G.帕塔薩拉蒂
• 申請（專利權）人: 通用電氣公司
• 主分類號: G01T1/20
• 分類號: G01T1/20
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司72001
• 代理人: 姜甜,李浩

背景技術

在基于x射線的成像系統中，x射線源向諸如將要成像的病人或行李的受檢者或對象典型地發射輻射(即，x射線)。在下文中，術語“受檢者”和“對象”可以可交換地使用來描述能被成像的任何事物。在由受檢者或對象衰減后的x射線束典型地沖擊在探測器的輻射探測元件的陣列上，其響應沖擊的輻射生成可讀信號。到達探測器的輻射束的強度典型地取決于通過掃描的受檢者或對象的x射線的衰減和吸收。在某些探測器中，閃爍器轉換x射線輻射為撞擊探測器元件的更低能量的光量子。探測器元件的每一個之后產生指示在元件特定位點的x射線輻射量的分離的電信號。這些電信號被收集、數字化并傳送到數據處理系統供分析和進一步處理以重建圖像。

由于圖像基于傳送的電信號(其基于由閃爍器發射的光量子的量而生成)重建，因此探測器系統的性能受到閃爍器的、輻射到光量子的轉換的影響。具體地，探測器的量子效率，或探測器對由閃爍器發射的光子的靈敏度，影響了探測器在生成指示探測的光量子的電信號時的準確性。

按照慣例，基于閃爍器的探測器直接地在像素元素的陣列(例如，TFT陣列)上裝配。例如，探測器的層可沉積(例如，旋涂、噴涂等等)在TFT陣列上，以及金屬陰極可用來電連接探測器到閃爍器。然而，作為結果的配置，光電探測器由于陰極的光子吸收，可具有降低的量子效率(例如，降了大約20%)。在探測器光量子效率中這樣的降低可導致在輻射探測器系統中的欠效率和/或在重建的圖像中的不準確性。

發明內容

在一個實施例中，提供了輻射探測器模塊。輻射探測器模塊包括TFT陣列、部署在TFT陣列之下的光電探測器、和部署在光電探測器之下的閃爍器襯底。光電探測器包括部署在TFT陣列之下的陰極、部署在陰極之下的活性有機元件、和部署在活性有機元件之下的陽極。閃爍器襯底配置成吸收輻射，并且光電探測器配置成響應所吸收的輻射發射光量子。光電探測器配置成吸收由閃爍器發射的光量子以及響應所吸收的光量子生成電荷。

另外一個實施例涉及制造輻射探測器的方法。方法包括形成閃爍器襯底、在閃爍器襯底之上部署陽極、在陽極之上形成活性有機元件、在活性有機元件之上形成陰極、以及物理地結合像素元素的陣列到陰極。

在又一個實施例中，提供了輻射探測器和成像系統。輻射探測器和成像系統包括探測器模塊，其包括配置成吸收由將要成像的對象衰減的輻射并響應所吸收的輻射發射光量子的閃爍器襯底。輻射通過像素元素陣列和光電探測器沖擊到閃爍器。光電探測器部署在閃爍器襯底之上并配置成吸收由閃爍器發射的光量子以及響應所吸收的光量子生成電荷。像素元素陣列物理地結合和電耦合到光電探測器以及配置成產生對應于由光電探測器生成的電荷的電子信號。輻射探測器和成像系統還包括控制電路，其配置成處理由像素元素陣列產生的電子信號，以重建將要成像的對象的圖像。

附圖說明

本發明的這些和其他特征、方面、和優點將在參考附圖閱讀下文詳細描述時更容易地被理解，貫穿附圖相似附圖標記表示相似部件，在附圖中：

圖1描繪了根據本公開的一個實施例的光電探測器系統，其包括光電探測器和與用于獲得圖像數據的其相關聯的控制電路；

圖2描繪了傳統的光電探測器配置；

圖3描繪了裝配根據本公開的一個實施例的、部署在閃爍器之上的光電探測器的第一步驟；

圖4描繪了裝配根據本公開的一個實施例的、部署在閃爍器之上的光電探測器的第二步驟；

圖5描繪了根據本公開的一個實施例的、部署在閃爍器之上的光電探測器的側面圖，其根據了圖3和圖4圖示的裝配技術；以及

圖6描繪了根據本公開的一個實施例的、圖5圖示的光電探測器模塊的像素元素陣列的部分的頂視圖。

具體實施方式

本公開的實施涉及輻射探測器和具有X射線源的成像系統，X射線源向受檢者或對象或能夠被成像的任何事物發射輻射。X射線束在被受檢者或對象衰減之后，沖擊光電探測器，這在元件的具體位點處產生指示X射線輻射量的信號。信號被收集、數字化和傳送到數據處理系統，供分析和進一步處理以產生圖像。