[发明专利]具有改善的量子效率的光电探测器

说明书

背景技术

在基于x射线的成像系统中，x射线源向诸如将要成像的病人或行李的受检者或对象典型地发射辐射(即，x射线)。在下文中，术语“受检者”和“对象”可以可交换地使用来描述能被成像的任何事物。在由受检者或对象衰减后的x射线束典型地冲击在探测器的辐射探测元件的阵列上，其响应冲击的辐射生成可读信号。到达探测器的辐射束的强度典型地取决于通过扫描的受检者或对象的x射线的衰减和吸收。在某些探测器中，闪烁器转换x射线辐射为撞击探测器元件的更低能量的光量子。探测器元件的每一个之后产生指示在元件特定位点的x射线辐射量的分离的电信号。这些电信号被收集、数字化并传送到数据处理系统供分析和进一步处理以重建图像。

由于图像基于传送的电信号(其基于由闪烁器发射的光量子的量而生成)重建，因此探测器系统的性能受到闪烁器的、辐射到光量子的转换的影响。具体地，探测器的量子效率，或探测器对由闪烁器发射的光子的灵敏度，影响了探测器在生成指示探测的光量子的电信号时的准确性。

按照惯例，基于闪烁器的探测器直接地在像素元素的阵列(例如，TFT阵列)上装配。例如，探测器的层可沉积(例如，旋涂、喷涂等等)在TFT阵列上，以及金属阴极可用来电连接探测器到闪烁器。然而，作为结果的配置，光电探测器由于阴极的光子吸收，可具有降低的量子效率(例如，降了大约20%)。在探测器光量子效率中这样的降低可导致在辐射探测器系统中的欠效率和/或在重建的图像中的不准确性。

发明内容

在一个实施例中，提供了辐射探测器模块。辐射探测器模块包括TFT阵列、部署在TFT阵列之下的光电探测器、和部署在光电探测器之下的闪烁器衬底。光电探测器包括部署在TFT阵列之下的阴极、部署在阴极之下的活性有机元件、和部署在活性有机元件之下的阳极。闪烁器衬底配置成吸收辐射，并且光电探测器配置成响应所吸收的辐射发射光量子。光电探测器配置成吸收由闪烁器发射的光量子以及响应所吸收的光量子生成电荷。

另外一个实施例涉及制造辐射探测器的方法。方法包括形成闪烁器衬底、在闪烁器衬底之上部署阳极、在阳极之上形成活性有机元件、在活性有机元件之上形成阴极、以及物理地结合像素元素的阵列到阴极。

在又一个实施例中，提供了辐射探测器和成像系统。辐射探测器和成像系统包括探测器模块，其包括配置成吸收由将要成像的对象衰减的辐射并响应所吸收的辐射发射光量子的闪烁器衬底。辐射通过像素元素阵列和光电探测器冲击到闪烁器。光电探测器部署在闪烁器衬底之上并配置成吸收由闪烁器发射的光量子以及响应所吸收的光量子生成电荷。像素元素阵列物理地结合和电耦合到光电探测器以及配置成产生对应于由光电探测器生成的电荷的电子信号。辐射探测器和成像系统还包括控制电路，其配置成处理由像素元素阵列产生的电子信号，以重建将要成像的对象的图像。

附图说明

本发明的这些和其他特征、方面、和优点将在参考附图阅读下文详细描述时更容易地被理解，贯穿附图相似附图标记表示相似部件，在附图中：

图1描绘了根据本公开的一个实施例的光电探测器系统，其包括光电探测器和与用于获得图像数据的其相关联的控制电路；

图2描绘了传统的光电探测器配置；

图3描绘了装配根据本公开的一个实施例的、部署在闪烁器之上的光电探测器的第一步骤；

图4描绘了装配根据本公开的一个实施例的、部署在闪烁器之上的光电探测器的第二步骤；

图5描绘了根据本公开的一个实施例的、部署在闪烁器之上的光电探测器的侧面图，其根据了图3和图4图示的装配技术；以及

图6描绘了根据本公开的一个实施例的、图5图示的光电探测器模块的像素元素阵列的部分的顶视图。

具体实施方式

本公开的实施涉及辐射探测器和具有X射线源的成像系统，X射线源向受检者或对象或能够被成像的任何事物发射辐射。X射线束在被受检者或对象衰减之后，冲击光电探测器，这在元件的具体位点处产生指示X射线辐射量的信号。信号被收集、数字化和传送到数据处理系统，供分析和进一步处理以产生图像。