[发明专利]用于成像系统中的CE3+激活的发光组合物

说明书

本申请涉及包含由Ce³⁺激活的主体基质并且在紫外线范围内显示发射的发光组合物。典型的主体基质包括氟化物、硫酸盐和磷酸盐，特别是A(Y_1‑x‑yLu_xLa_y)F₄、A(Y_1‑x‑yLu_xLa_y)₃F₁₀、BaCa(Y_1‑x‑yLu_xLa_y)₂F₁₀以及Ba(Y_1‑x‑yLu_xLa_y)₂F₈，其中A＝Li、Na、K、Rb或Cs。一种或多种这些发光组合物可以作为CT、PET或SPECT扫描仪的陶瓷或单晶转换器，或者作为X射线增强屏的发光粉层来应用。

技术领域

本申请一般涉及成像领域，并且更具体地涉及在成像系统中使用的发光组合物。本申请的主题用于多种成像系统，包括例如计算机断层扫描(CT) 成像系统、正电子发射断层扫描(PET)成像系统以及单光子发射计算机断层扫描(SPECT)系统。它也可以与其它成像系统结合使用，例如作为X射线增感屏的一部分。

背景技术

发光组合物的作用是利用入射的高能辐射光子(例如：X射线或γ射线) 的能量，并且将这种能量转化成二次辐射光子(例如，紫外光)，其可以更容易地通过诸如光电二极管或光电倍增管的光电检测器来测量。每一次这样的转化被称为闪烁事件。光电检测器产生表示二次辐射强度的电信号。在典型的应用中，成像检测器阵列包括多个像素，每个像素由光学耦合到光电检测器的闪烁发光组合物的一个或多个块形成。

闪烁发光组合物材料的性能取决于所述材料的许多特性，包括例如其阻止本领(stopping power)、亮度以及衰减时间。自从威廉·康拉德·伦琴在 1895年发现X射线以来，一直都有寻找与开发有效地将高能光子转换成低能光子的材料的需求。已经对多种这类闪烁材料进行了研究和使用。X射线探测常用的闪烁发光组合物包括：例如Ce³⁺掺杂的无机主体基质，例如 Lu₂SiO₅、LuPO₄与Lu₂Si₂O₇，所有这些具有高密度，其提供相对于入射X 射线辐射有利的高阻止本领。

然而，新的发光组合物仍然被高度关注，尤其是如果它们的密度或光输出高，或者如果它们的增长和衰减时间很短。特别是关于衰减时间，发光组合物的衰减时间相应于二次闪烁光余辉下降回落到几乎为零或某个其它的最小值所花费的时间。一般而言，期望减少发光组合物的衰减时间。较短的衰减时间导致较短的成像时间以及成像数据的较高分辨率。同样地，具有较窄波长光谱的余辉优先于具有较宽的波长光谱的余辉。较小的余辉是有利的，因为它增加了可以在给定时间周期中检测到的闪烁事件的数量，并且还增加了检测器的时间分辨率。由于这些以及其它原因，衰减时间是各种发光组合物的必要性能数值，并且衰减时间的缩短产生了应用的优势。

发明内容

本公开涉及由Ce³⁺激活的发光组合物，并且特别涉及Ce³⁺在紫外线范围内显示发射的发光组合物。本文中定义的“紫外”线对应于大约280nm 与大约400nm之间的波长的光。这些发光组合物包括例如闪烁组合物，其中Ce³⁺位于施加低晶体场分裂并且与激活剂具有低共价相互作用的晶格位置上。典型的实例是氟化物、硫酸盐与磷酸盐，特别是以下氟化物：

A(Y_1-x-yLu_xLa_y)F₄，

A(Y_1-x-yLu_xLa_y)₃F₁₀，