[发明专利]用于辐射成像探测器的新型组合物和包含该组合物的辐射成像探测器

说明书

【技术领域】

本发明涉及用于辐射成像探测器的新型组合物和包含该组合物的辐射成像探测器。

【背景技术】

在x-射线辐射的数字成像中，间接转换方法首先将空间分布的x-射线能量转换成光，然后使用二维光传感器捕获光图像，该方法具有至少如下所述的缺点：光在到达光传感器之前散射，从而导致损失图像清晰度。在使用光半导体材料(如非晶硒)的直接转换的情况下，直接转换具有明显更高的分辨率，因为不存在中间光转换，从而也不会出现散射光。但是，目前这些光导材料的生产复杂且成本高。此外，非晶硒这种目前商业上成功的材料的x-射线吸收系数对于超过40kev的x-射线能量相对较低。对于超过该能量的医学成像，需要较厚的硒层，且再次增加了生产的复杂性和成本。近些年来，已开发了许多有机光导体(OPC)材料，并将其成功地应用于光学复印机和打印机。然而，由于OPC分子主要是由原子序数较低的元素(如碳、氧、氮、氢)和可能的小百分比的其他原子序数较高的元素组成，这些材料的x-射线吸收系数一般而言非常低，因而不适合用于x-射线成像。

因此，迫切需要一种x-射线直接转换材料，其具有良好的x-射线吸收系数以及具有产生与x-射线能量成比例的电荷的能力。

【发明内容】

一个实施方案涉及用于辐射成像探测器的新型组合物以及包含该组合物的成像探测器。用于辐射成像探测器的组合物包含：有机基质，其包含电荷传递材料(CTM)；和用于吸收辐射的闪烁粒子，其被分散在有机基质中，其中闪烁粒子与电荷产生材料(CGM)接触。

与闪烁粒子接触的电荷产生材料(CGM)可以以与有机基质中的电荷传递材料(CTM)形成的混合物形式存在。

闪烁粒子在部分或全部表面可以涂覆有电荷产生材料(CGM)。

涂覆到闪烁粒子上的电荷产生材料的厚度可以足以吸收超过约20%的由闪烁粒子发出的闪烁光。

闪烁粒子可以包括但不限于硫氧化钆(GOS)、碘化铯(CsI)、碘化钠(NaI)、锗酸铋(BGO)、硫化锌(ZnS)、钨酸镉(CdWO₄或CWO)、LYSO(Lu_1.8Y_0.2SiO₅(Ce))等及它们的组合。

闪烁粒子可以掺杂有掺杂物，所述掺杂物包括铕(Eu)、铽(Tb)、镨(Pr)和锂(Li)等及它们的组合。

经掺杂的闪烁粒子的发射光谱可以在CGM材料的吸收光谱范围内。

闪烁粒子的尺寸可以小于辐射成像探测器的像素尺寸。

电荷产生材料可以包括但不限于喹啉类、卟啉类、喹吖啶酮类、二溴蒽嵌蒽醌(dibromo anthanthrone)颜料、方酸菁(squalilium)染料、二萘嵌苯二胺(perylene diamines)、紫环酮二胺(perinone diamines)、多核芳香醌、吡喃鎓盐、硫代吡喃鎓盐、偶氮颜料、三苯基甲烷类染料、硒、氧钒酞菁、氯铝酞菁、铜酞菁、氧钛酞菁、氯镓酞菁、羟基镓酞菁、镁酞菁、无金属酞菁、靛蓝类颜料。这些电荷产生材料可以单独使用或者以其中的两种或更多种的组合使用。

电荷传递材料可以包括但不限于4,4’-TPD(三苯胺二聚体)、9-二氰基亚甲基-2,4,7-三硝基芴、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二(4-甲基-苯基)-联苯胺、N,N'-二(萘-2-基)-N,N'-二(3-甲基-苯基)-联苯胺、4,4'-(1,2-乙二亚基)-双(2,6-二甲基-2,5-环己二烯-1-酮)、2-(1,1-二甲基乙基)-4-[3-(1,1-二甲基乙基)-5-甲基-4-氧代-2,5-环己二烯-1-亚基]-6-甲基-2,5-环己二烯-1-酮、N,N'-二(萘-1-基)-N,N'-二(3-甲基-苯基)-联苯胺、聚(3-辛基噻吩-2,5-二基)、聚(3-癸基噻吩-2,5-二基)、N-联苯基-N-苯基-N-(3-甲基苯基)-胺、4-N,N-双(4-甲基苯基)-氨基-苯甲醛-N,N-二苯基腙、对二苯基氨基苯甲醛-N-苯基-甲基-腙、N,N'-二苯基-N,N'-双(3-羟基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N'-二苯基-N,N'-双(3-甲基苯基)-1,1'-联苯-4,4'-二胺、N,N,N'N'-四(4-甲基苯基)-(1,1'-联苯)-4,4'-二胺、4,4'-(3,4-二甲基苯基氮烷二基)双(4,1-亚苯基)二甲醇、N,N'-双(3-甲基苯基)-N,N'-双(4-正丁基苯基)-1,1'-三联苯-4,4-二胺。这些电荷传递材料可以单独使用或者以其中的两种或更多种的组合使用。