用于輻射成像探測(cè)器的新型組合物和包含該組合物的輻射成像探測(cè)器的制造方法
【專利摘要】公開(kāi)了用于輻射成像探測(cè)器的新型組合物。該組合物包含：有機(jī)基質(zhì)，其包含電荷傳遞材料(CTM)；和用于吸收輻射的閃爍粒子，其被分散在有機(jī)基質(zhì)中，其中閃爍粒子與電荷產(chǎn)生材料(CGM)接觸。
【專利說(shuō)明】用于輻射成像探測(cè)器的新型組合物和包含該組合物的輻射成像探測(cè)器
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及用于輻射成像探測(cè)器的新型組合物和包含該組合物的輻射成像探測(cè)器。
【【背景技術(shù)】】
[0002]在X-射線輻射的數(shù)字成像中，間接轉(zhuǎn)換方法首先將空間分布的X-射線能量轉(zhuǎn)換成光，然后使用二維光傳感器捕獲光圖像，該方法具有至少如下所述的缺點(diǎn):光在到達(dá)光傳感器之前散射，從而導(dǎo)致?lián)p失圖像清晰度。在使用光半導(dǎo)體材料(如非晶硒)的直接轉(zhuǎn)換的情況下，直接轉(zhuǎn)換具有明顯更高的分辨率，因?yàn)椴淮嬖谥虚g光轉(zhuǎn)換，從而也不會(huì)出現(xiàn)散射光。但是，目前這些光導(dǎo)材料的生產(chǎn)復(fù)雜且成本高。此外，非晶硒這種目前商業(yè)上成功的材料的X-射線吸收系數(shù)對(duì)于超過(guò)40kev的X-射線能量相對(duì)較低。對(duì)于超過(guò)該能量的醫(yī)學(xué)成像，需要較厚的硒層，且再次增加了生產(chǎn)的復(fù)雜性和成本。近些年來(lái)，已開(kāi)發(fā)了許多有機(jī)光導(dǎo)體(OPC)材料，并將其成功地應(yīng)用于光學(xué)復(fù)印機(jī)和打印機(jī)。然而，由于OPC分子主要是由原子序數(shù)較低的元素(如碳、氧、氮、氫)和可能的小百分比的其他原子序數(shù)較高的元素組成，這些材料的X-射線吸收系數(shù)一般而言非常低，因而不適合用于X-射線成像。
[0003]因此，迫切需要一種X-射線直接轉(zhuǎn)換材料，其具有良好的X-射線吸收系數(shù)以及具有產(chǎn)生與X-射線能量成比例的電荷的能力。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0004]一個(gè)實(shí)施方案涉及用于輻射成像探測(cè)器的新型組合物以及包含該組合物的成像探測(cè)器。用于輻射成像探測(cè)器的組合物包含:有機(jī)基質(zhì)，其包含電荷傳遞材料(CTM);和用于吸收輻射的閃爍粒子，其被分散在有機(jī)基質(zhì)中，其中閃爍粒子與電荷產(chǎn)生材料(CGM)接觸。
[0005]與閃爍粒子接觸的電荷產(chǎn)生材料(CGM)可以以與有機(jī)基質(zhì)中的電荷傳遞材料(CTM)形成的混合物形式存在。
[0006]閃爍粒子在部分或全部表面可以涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM)。
[0007]涂覆到閃爍粒子上的電荷產(chǎn)生材料的厚度可以足以吸收超過(guò)約20%的由閃爍粒子發(fā)出的閃爍光。
[0008]閃爍粒子可以包括但不限于硫氧化釓(GOS)、碘化銫(CsI)、碘化鈉(NaI)、鍺酸鉍(BGO)、硫化鋅(ZnS)、鎢酸鎘(CdWO4 或 CW0)、LYSO(Lu1.8Y0.2SiO5(Ce))等及它們的組合。
[0009]閃爍粒子可以摻雜有摻雜物，所述摻雜物包括銪(Eu)、鋱(Tb)、鐠(Pr)和鋰(Li)等及它們的組合。
[0010]經(jīng)摻雜的閃爍粒子的發(fā)射光譜可以在CGM材料的吸收光譜范圍內(nèi)。
[0011]閃爍粒子的尺寸可以小于輻射成像探測(cè)器的像素尺寸。
[0012]電荷產(chǎn)生材料可以包括但不限于喹啉類(lèi)、葉啉類(lèi)、喹吖啶酮類(lèi)、二溴蒽嵌蒽醌(dibromo anthanthrone)顏料、方酸菁(squalilium)染料、二萘嵌苯二胺(perylenediamines)、紫環(huán)酮二胺(perinone diamines)、多核芳香醌、批喃鐵鹽、硫代批喃鐵鹽、偶氮顏料、三苯基甲烷類(lèi)染料、硒、氧釩酞菁、氯鋁酞菁、銅酞菁、氧鈦酞菁、氯鎵酞菁、羥基鎵酞菁、鎂酞菁、無(wú)金屬酞菁、靛藍(lán)類(lèi)顏料。這些電荷產(chǎn)生材料可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。
[0013]電荷傳遞材料可以包括但不限于4，4’ -TPD(三苯胺二聚體)、9_ 二氰基亞甲基_2，4，7-三硝基芴、N，N’ - 二(萘-1-基)-N，N’ - 二(4-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、N，N’ - 二(萘-2-基)-N，N’-二(3-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、4，4’-(1，2-乙二亞基)-雙(2，6-二甲基-2，5-環(huán)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-環(huán)己二烯-1-亞基]-6-甲基-2，5-環(huán)己二烯-1-酮、N，N’ - 二(萘-1-基)-N，N’ -二(3-甲基-苯基)_聯(lián)苯胺、聚(3-羊基噻吩-2，5- 二基)、聚(3-癸基噻吩_2，5- 二基)、N-聯(lián)苯基-N-苯基-N- (3-甲基苯基)-胺、4-N, N-雙(4-甲基苯基)-氨基-苯甲醛-N，N- 二苯基腙、對(duì)二苯基氨基苯甲醛-N-苯基-甲基-腙、N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-羥基苯基)_1，I’-聯(lián)苯 _4，4’-二胺、N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)_1，I’-聯(lián)苯-4，4’-二胺、N，N, N’ N’ -四(4-甲基苯基)-(I, I’ -聯(lián)苯)_4，4’ -二胺、4，4’ -(3，4-二甲基苯基氮烷二基)雙(4，1-亞苯基)二甲醇、N，N’-雙(3-甲基苯基)-N，N’-雙(4-正丁基苯基)-1，I’-三聯(lián)苯-4，4-二胺。這些電荷傳遞材料可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。
[0014]CGM與CTM的重量比可以為約1:99至約95:5。
[0015]閃爍粒子的平均 直徑可以在約I至約100 μ m的范圍內(nèi)。
[0016]閃爍粒子在有機(jī)基質(zhì)中的體積百分比可以為約10vol%至約95vol%。
[0017]輻射可以是選自X-射線、Y-射線和電離輻射中的至少一種。
[0018]組合物可以是厚度為約5 μ m至約2000 μ m的層的形式。
[0019]閃爍粒子可以被分散在有機(jī)基質(zhì)層中。
[0020]所述層可以被沉積在圖像電荷收集器件的頂部上。
[0021]另一實(shí)施方案涉及包含前述組合物的輻射成像探測(cè)器。
[0022]組合物可以帶有靜電荷。
[0023]靜電荷可以通過(guò)選自X-射線、Y-射線和電離輻射的輻射進(jìn)行放電。
[0024]靜電荷可以被記錄以形成輻射圖像。
[0025]另一實(shí)施方案涉及制備用于輻射成像探測(cè)器的組合物。在一個(gè)實(shí)施方案中，該方法包括將電荷產(chǎn)生材料(CGM)涂覆到閃爍粒子的表面上；以及將涂覆有電荷產(chǎn)生材料的閃爍粒子分散到包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)基質(zhì)中。
[0026]在另一實(shí)施方案中，該方法包括混合電荷產(chǎn)生材料(CGM)和電荷傳遞材料(CTM)以制備有機(jī)基質(zhì)；以及將閃爍粒子分散到有機(jī)基質(zhì)中。
【【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】】
[0027]根據(jù)結(jié)合附圖對(duì)以下實(shí)施方案進(jìn)行的詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的上述特征和其他特征將變得顯而易見(jiàn):
[0028]圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施方案的組合物的示意圖。[0029]圖2是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施方案的組合物的示意圖。
[0030]圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施方案的輻射成像探測(cè)器的剖視圖的示意圖。
[0031]圖4是實(shí)施例中所用的實(shí)驗(yàn)裝置的示意圖。
[0032]圖5是實(shí)施例中當(dāng)施加1，000伏特的正偏壓時(shí)的示波器信號(hào)。
[0033]圖6是實(shí)施例中當(dāng)施加1，000伏特的負(fù)偏壓時(shí)的示波器信號(hào)。
[0034]【最佳實(shí)施方式】
[0035]在下文在本發(fā)明的以下詳細(xì)說(shuō)明中將更全面地說(shuō)明本發(fā)明，其中描述了本發(fā)明的一些實(shí)施方案但不是所有的實(shí)施方案。事實(shí)上，本發(fā)明可以以許多不同的形式呈現(xiàn)，且不應(yīng)當(dāng)解釋為局限于本文所述的實(shí)施方案；而提供這些實(shí)施方案是為了使本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
滿足適用的法律規(guī)定。
[0036]在下文參照附圖更全面地描述示例實(shí)施方案；然而，示例實(shí)施方案可以以不同形式呈現(xiàn)，且不應(yīng)當(dāng)被解釋為局限于本文所述的實(shí)施方案。而提供這些實(shí)施方案是為了使本發(fā)明的
【發(fā)明內(nèi)容】
透徹和完整，并向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分傳達(dá)本發(fā)明的范圍。
[0037]在附圖中，為了清楚說(shuō)明起見(jiàn)，可以將層和區(qū)域的尺寸放大。還將理解當(dāng)層或元件被稱為在另一層或基板“上”時(shí)，其可以直接位于另一層或基板上，或者也可以存在中間層。而且，將理解當(dāng)層被稱為在另一層“下”時(shí)，其可以直接位于下方，或者也可以存在一層或多層中間層。此外，還將理 解當(dāng)層被稱為在兩層“之間”時(shí)，其可以是位于兩層之間的唯一層，或者也可以存在一層或多層中間層。在整個(gè)附圖中，相同的參考數(shù)字表示相同的元件。
[0038]為了簡(jiǎn)明起見(jiàn)，對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是顯然的細(xì)節(jié)的描述將被省略。
[0039]一個(gè)實(shí)施方案涉及用于輻射成像探測(cè)器的組合物。該組合物包含用于吸收輻射的閃爍粒子；和包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)基質(zhì)。閃爍粒子被分散在有機(jī)基質(zhì)中。
[0040]閃爍粒子與電荷產(chǎn)生材料(CGM)接觸。例如，閃爍粒子在部分或全部表面可以涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM)。
[0041]本文所用術(shù)語(yǔ)〃接觸〃是指形成閃爍粒子和電荷產(chǎn)生材料(CGM)互相緊密接觸的狀態(tài)。在一個(gè)實(shí)施方案中，閃爍粒子的全部表面可以被電荷產(chǎn)生材料(CGM)包圍。在另一個(gè)實(shí)施方案中，閃爍粒子可以部分地涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM)。在另一個(gè)實(shí)施方案中，閃爍粒子可以與電荷產(chǎn)生材料(CGM)接觸，該電荷產(chǎn)生材料以與有機(jī)基質(zhì)中的電荷傳遞材料(CTM)形成的混合物形式存在。
[0042]閃爍粒子可以被分散在連續(xù)相的有機(jī)基質(zhì)中。
[0043]圖1是示出根據(jù)示例性實(shí)施方案的組合物的示意圖。如圖1中所示，閃爍粒子10可以被分散在有機(jī)基質(zhì)20中。
[0044]圖2是示出根據(jù)另一示例性實(shí)施方案的輻射轉(zhuǎn)換器層的示意圖。如圖2中所示，閃爍粒子10可以涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM) 21，并且涂覆后的閃爍粒子可以被分散在有機(jī)基質(zhì)20中。
[0045]閃爍粒子吸收輻射并產(chǎn)生強(qiáng)度與所吸收的能量成比例的光脈沖。具有高原子序數(shù)的閃爍粒子將更適合用于有效吸收較高能量的輻射。
[0046]閃爍粒子可以包括但不限于硫氧化釓(GOS)、碘化銫(CsI)、碘化鈉(NaI)、鍺酸鉍(BGO)、硫化鋅(ZnS)、鎢酸鎘(CdW)4 或 CTO)、LYSO (Lu1.8YQ.2Si O5 (Ce))。這些閃爍粒子可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。其中，硫氧化釓(GOS)是優(yōu)選的。[0047]閃爍粒子的尺寸可以小于輻射成像探測(cè)器的像素尺寸。例如，閃爍粒子的平均直徑可以在約I至約100 μ m的范圍內(nèi)，例如約3至約50 μ m。在該范圍內(nèi)，組合物可以為輻射成像探測(cè)器提供良好的分辨率和低噪聲。
[0048]在一種實(shí)施方式中，閃爍粒子可以摻雜有摻雜物。摻雜物可以包括但不限于銪(Eu)、鋱(Tb)、鐠(Pr)和鋰(Li)。這些摻雜物可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。每種閃爍粒子的閃爍光譜在不同摻雜下可以是不同的，可以選擇適當(dāng)類(lèi)型來(lái)匹配電荷產(chǎn)生材料的吸收光譜。例如，經(jīng)摻雜的閃爍粒子的發(fā)射光譜可以在電荷產(chǎn)生材料(CGM)的吸收光譜范圍內(nèi)。在一種實(shí)施方式中，當(dāng)閃爍粒子是硫氧化釓(GOS)且電荷產(chǎn)生材料(CGM)是基于酞菁的化合物時(shí)，摻雜物可以選自Eu，因?yàn)镋u摻雜的閃爍體的發(fā)射光譜與基于酞菁的電荷產(chǎn)生材料(CGM)的吸收光譜相匹配。
[0049]當(dāng)將電荷產(chǎn)生材料涂覆到閃爍粒子上時(shí)，涂覆到閃爍粒子上的電荷產(chǎn)生材料的厚度可以足以吸收超過(guò)約20%、優(yōu)選30%或更多的由閃爍粒子發(fā)出的閃爍光。
[0050]電荷產(chǎn)生材料可以包括但不限于喹啉類(lèi)、葉啉類(lèi)、喹吖啶酮類(lèi)、二溴蒽嵌蒽醌顏料、方酸菁染料、二萘嵌苯二胺、紫環(huán)酮二胺、多核芳香醌、吡喃鎗鹽、硫代吡喃鎗鹽、偶氮顏料、三苯基甲烷類(lèi)染料、硒、氧釩酞菁、氯鋁酞菁、銅酞菁、氧鈦酞菁、氯鎵酞菁、羥基鎵酞菁、鎂酞菁、無(wú)金屬酞菁、靛藍(lán)類(lèi)顏料。這些電荷產(chǎn)生材料可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。例如，2，9-二芐基-蒽并[2，l,9-def:6, 5, 10_d，e，f，]二異喹啉-1，3，8，10-四酮、酞菁鐵(II)復(fù)合物、8，9，18，19-四氯-雙苯并咪唑并(2，l-a:l，，2，-b，)蒽并(2，I, 9-def:6, 5，10，d’ e’ f') 二異喹啉-6，16-二酮(8，9，18，19-Tetrachloro-bisbenzimidazo (2，l_a:1’，2’ -b’)anthra (2, I, 9~def: 6, 5, 10, d' e' f')diisoquinoline-6, 16-dione)(與順式異構(gòu)體的混合物)、5，10, 15, 20-四苯基卟啉氧化鑰；(IV)、2，9-二(十三烷-7-基)-蒽并[2，l,9-def:6, 5, 10_d’ e’ f’] 二異喹啉_1，3，8，10-四酮、2，9-二 (戊烷-3-基)蒽并[2，l,9-def:6, 5, 10_d，e，f，] 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、2，9-二芐基-5，6，1 2，13-四氯-蒽并(2，I, 9-def:6, 5，10_d’ e’ f') 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、2，9- 二丙基-蒽并[2，1，9-def:6, 5，10_d’ e’ f’ ] 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、2，9-二甲基-蒽并[2，l,9-def:6, 5, 10_d，e，f，] 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、2，9-二芐基-5，6，12，13-四氯-蒽并(2，l,9-def:6, 5，10_d’ e’ f') 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、酞菁鉛復(fù)合物、氧化鈦(IV)酞菁、在96%1，3_ 二氧戊環(huán)中含有2%BM5(聚乙烯醇縮丁醛)粘合劑的2%分散液、1-(4- 二甲基氨基苯基)-3- (4- 二甲基亞銨環(huán)己-2，5- 二烯-1-亞基)-2-氧代環(huán)丁烯 ~4~ 酸酯(1-(4-Dimethylaminophenyl)-3-(4-dimethylimmoniumcyclohexa-2，5-dien-l-ylidene)-2-oxocyclobuten-4_olate)、銦(III)酞菁氯化物、1-(2，5_ 二甲基-吡咯-3-基)-3- (2，5- 二甲基-吡咯鎗-3-亞基)-環(huán)丁烯-2-酮-4-酸酯、1- (1-芐基-喹啉-4-亞基甲基)-3-(1-芐基-喹啉鎗-4-基-亞甲基)-2-氧代-環(huán)丁烯-4-酸酯、5，10，15，20-四苯基卟啉(無(wú)金屬)、1-(4_ 二甲基氨基-2-羥基-苯基)-3-(4-二甲基亞銨-2-羥基-環(huán)己-2，5- 二烯-1-亞基)-2-氧代-環(huán)丁烯-4-酸酯、雙苯并咪唑并[2，l-a:2’，l’-a’]蒽并[2，l,9-def:6, 5，10_d’ e’ f’] 二異喹啉-10，21-二酮(與順式異構(gòu)體的混合物)、氧化鈦(IV)酞菁、5，10，15，20-四苯基卟啉鈷(ΙΙ)、1-(3，5-二甲基-4-乙基-吡咯-2-基)-3-(3，5- 二甲基-4-乙基-吡咯鎗-2-亞基)-環(huán)丁烯-2-酮-4-酸酯、雙咪唑并[2，1-a: 2，，I，]蒽并[2，I, 9-def:6, 5，10_d’ e’ f’ ] 二異喹啉-二酮(與順式異構(gòu)體的混合物)、2，9-二 (2-甲氧基乙基)_蒽并[2，l,9-def:6, 5, 10_d’e’f’] 二異喹啉-1，3，8，10-四酮、氯化鐵(III)四苯基卟啉、甘菊環(huán)鐵(Azulenylium)、二氫-3-[2-輕基-3-(5-異丙基-3，8- 二甲基-1-甘菊環(huán)基)-4-氧代-2-環(huán)丁烯-1-亞基]-7-異丙基-1，4- 二甲基氫氧化物等。
[0051]有機(jī)基質(zhì)可以是包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)光導(dǎo)體(OPC)材料。在一個(gè)實(shí)施方案中，有機(jī)基質(zhì)可以僅是電荷傳遞材料(CTM)。在另一實(shí)施方案中，有機(jī)基質(zhì)可以是電荷產(chǎn)生材料(CGM)和電荷傳遞材料(CTM)的混合物。
[0052]電荷產(chǎn)生材料(CGM)可以與有機(jī)基質(zhì)中的電荷傳遞材料(CTM)電接觸。
[0053]電荷傳遞材料可以包括但不限于4，4’ -TPD(三苯胺二聚體)、9_ 二氰基亞甲基_2，4，7-三硝基芴、N，N’ - 二(萘-1-基)-N，N’ - 二(4-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、N，N’ - 二(萘-2-基)-N，N’-二(3-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、4，4’-(1，2-乙二亞基)-雙(2，6-二甲基-2，5-環(huán)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-環(huán)己二烯-1-亞基]-6-甲基-2，5-環(huán)己二烯-1-酮、N，N’ - 二(萘-1-基)-N，N’ - 二(3-甲基-苯基)_聯(lián)苯胺、聚(3-羊基噻吩-2，5- 二基)、聚(3-癸基噻吩_2，5- 二基)、N-聯(lián)苯基-N-苯基-N- (3-甲基苯基)-胺、4-N, N-雙(4-甲基苯基)-氨基-苯甲醛-N，N- 二苯基腙、對(duì)二苯基氨基苯甲醛-N-苯基-甲基-腙、N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-羥基苯基)_1，I’-聯(lián)苯 _4，4’-二胺、N，N’-二苯基-N，N’-雙(3-甲基苯基)_1，I’-聯(lián)苯-4，4’-二胺、N，N, N’ N’ -四(4-甲基苯基)-(I, I’ -聯(lián)苯)_4，4’ -二胺、4，4’ -(3，4-二甲基苯基氮烷二基)雙(4，1-亞苯基)二甲醇、N，N’-雙(3-甲基苯基)-N，N’-雙(4-正丁基苯基)-1，I’-三聯(lián)苯-4，4-二胺。這些電荷傳遞材料可以單獨(dú)使用或者以其中的兩種或更多種的組合使用。
[0054]CGM與CTM的重量比可以為約1:99至約95:5，例如約10:90至約80:20。在該范圍內(nèi)，層可以為輻射成像探測(cè)器提供良好的分辨率和低噪聲。在一個(gè)實(shí)施方式中，CGM與CTM的重量比可以為約30:70至約70:30。`
[0055]閃爍粒子在有機(jī)基質(zhì)中的體積百分比可以為約10vol%至約95vol%,例如約15vol%至約80vol%。在該范圍內(nèi)，組合物可以為輻射成像探測(cè)器提供良好的分辨率和低噪聲。例如，閃爍粒子在有機(jī)基質(zhì)中的體積百分比可以為約20vol%至約65vol%。
[0056]另一實(shí)施方案涉及制備用于輻射成像探測(cè)器的組合物的方法。該方法包括將電荷產(chǎn)生材料(CGM)涂覆到閃爍粒子的表面上；以及將涂覆有電荷產(chǎn)生材料的閃爍粒子分散到包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)基質(zhì)中。
[0057]在另一實(shí)施方案中，該方法包括混合電荷產(chǎn)生材料(CGM)和電荷傳遞材料(CTM)以制備有機(jī)基質(zhì)；以及將閃爍粒子分散到有機(jī)基質(zhì)中。
[0058]可以向有機(jī)基質(zhì)中加入粘合劑樹(shù)脂。粘合劑樹(shù)脂的實(shí)例可以包括但不限于基于苯乙烯的樹(shù)脂、聚烯烴、基于丙烯酰基的樹(shù)脂、乙酸乙烯酯樹(shù)脂、環(huán)氧樹(shù)脂、聚氨酯樹(shù)脂、酚樹(shù)月旨、聚酯樹(shù)脂、醇酸樹(shù)脂、聚碳酸酯樹(shù)脂、硅酮樹(shù)脂、三聚氰胺樹(shù)脂等。
[0059]粘合劑樹(shù)脂可以被溶劑如芳香族溶劑、醇、二氯甲烷、1，2-二氯乙烷、甲基乙基酮、環(huán)己烷、乙酸乙酯、乙酸丁酯、甲基溶纖劑、乙基溶纖劑、四氫呋喃、1，4- 二氧雜環(huán)己烷、吡啶、二乙胺等溶解。
[0060]對(duì)于將閃爍粒子分散在有機(jī)基質(zhì)中，可以使用超聲分散裝置、球磨機(jī)、砂磨機(jī)和均質(zhì)混合機(jī)(homomixer)。
[0061]另一實(shí)施方案涉及包含前述組合物的輻射成像探測(cè)器。
[0062]輻射可以是選自X-射線、Y-射線和電離輻射中的至少一種。電離輻射可以包括所有穿透材料并在閃爍材料中產(chǎn)生光的輻射。例如，電離輻射可以包括α -射線、β -射線、中子等。
[0063]有機(jī)基質(zhì)可以是層形式。涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM)的閃爍粒子可以被分散在有機(jī)基質(zhì)層中。該層的厚度可以為約5 μ m至約2000 μ m,例如約10 μ m至約1000 μ m。
[0064]其中分散有閃爍粒子的有機(jī)基質(zhì)層可以用于輻射成像探測(cè)器。該層可以被沉積在圖像電荷收集器件的頂部上。
[0065]當(dāng)閃爍粒子吸收輻射時(shí)，產(chǎn)生的閃爍光可以被緊鄰的CGM材料吸收并且可以局部地(locally)轉(zhuǎn)化成電荷。在偏壓施加電場(chǎng)下，這些電荷被基質(zhì)中的CTM材料分開(kāi)和傳遞到頂部和底部界面，并被如薄膜晶體管(TFT)陣列的成像系統(tǒng)的像素電極收集。
[0066]還可以對(duì)閃爍衰減時(shí)間和余輝性質(zhì)進(jìn)行選擇以匹配成像系統(tǒng)的要求，如成像幀速率、圖像積分時(shí)間等。在一個(gè)實(shí)施方案中，基于酞菁的CGM材料的光吸收系數(shù)可以匹配銪摻雜的GOS的閃爍光譜。閃爍光可以被周?chē)诜浅６叹嚯x(如0.01~10微米)內(nèi)的CGM材料吸收。CGM可以在輻射被吸收且緊鄰閃爍粒子的地方產(chǎn)生電荷。
[0067]常規(guī)閃爍成像探測(cè)器的閃爍光在光到達(dá)光電二極管的電荷裝置之前需要經(jīng)過(guò)通常為數(shù)百微米的長(zhǎng)距離。沿著這種長(zhǎng)光學(xué)路徑，常規(guī)閃爍成像探測(cè)器的閃爍光可以在閃爍材料內(nèi)部經(jīng)過(guò)多次散射，從而導(dǎo)致圖像清晰度降低。
[0068]另一方面，本發(fā)`明的組合物可以在光被大量散射之前局部地將閃爍光轉(zhuǎn)換成電荷。然后通過(guò)CTM材料中的電場(chǎng)將電荷引導(dǎo)至各自的圖像電荷電極，從而能夠保持高空間圖像分辨率。由本發(fā)明的輻射成像探測(cè)器獲得的圖像質(zhì)量可以與直接轉(zhuǎn)換半導(dǎo)體(如硒)產(chǎn)生的圖像質(zhì)量相當(dāng)。除了高圖像空間質(zhì)量之外，本發(fā)明的組合物的輻射吸收效率可以從具有不同原子序數(shù)和粒徑的大量閃爍材料進(jìn)行選擇。
[0069]可以將本發(fā)明的組合物涂覆到電荷讀出系統(tǒng)(如薄膜晶體管(TFT))上以形成輻射轉(zhuǎn)換器層，該輻射轉(zhuǎn)換器層類(lèi)似于1994年6月7日頒布給Lee等人的美國(guó)專利號(hào)5，319，206中描述的TFT陣列，通過(guò)引用將該專利以其全部?jī)?nèi)容并入本文。然后可以在輻射轉(zhuǎn)換器層上沉積上電極(頂部電極)?？梢栽谏想姌O和TFT電流返回平面之間施加偏壓，在輻射轉(zhuǎn)換器層中產(chǎn)生均勻電場(chǎng)。在成像過(guò)程中，穿過(guò)物體(如人體)的碰撞輻射可以被輻射轉(zhuǎn)換器層中的組合物吸收，產(chǎn)生強(qiáng)度與吸收的輻射能量的強(qiáng)度成比例的光。這種閃爍光的大多數(shù)被周?chē)腃GM吸收，反過(guò)來(lái)可以產(chǎn)生與閃爍強(qiáng)度成比例的電子-空穴對(duì)的電荷。在偏壓電極產(chǎn)生的電場(chǎng)下，一種極性的電荷被驅(qū)動(dòng)到TFT中的電荷收集器，而相反極性的電荷被驅(qū)動(dòng)到偏壓電極。這種結(jié)構(gòu)可以類(lèi)似于直接轉(zhuǎn)換輻射成像探測(cè)器如US5，319，206描述的具有電荷轉(zhuǎn)換硒層的硒探測(cè)器。因?yàn)榇蠖鄶?shù)光可以被CGM涂層吸收或在緊鄰閃爍材料的地方被吸收，在該過(guò)程中通過(guò)福射吸收產(chǎn)生的電荷可以就位于(very local to)福射吸收材料的位置。采用偏壓電場(chǎng)，這些電荷可以被直接驅(qū)動(dòng)到直接位于輻射與擴(kuò)散相互作用點(diǎn)下的電荷收集像素，該相互作用點(diǎn)不大于可以比TFT像素尺寸小得多的閃爍粒子的尺寸。與僅使用GOS或碘化銫閃爍材料的間接轉(zhuǎn)換探測(cè)器不同，極少量的閃爍光可以擴(kuò)散到輻射相互作用點(diǎn)之外，從而可以保持類(lèi)似于直接轉(zhuǎn)換探測(cè)器(如TFT上的硒)的空間分辨率。
[0070]圖3是示出根據(jù)示例性實(shí)施方案的輻射成像探測(cè)器的剖視圖的示意圖。
[0071]可以從可商購(gòu)獲得的薄膜晶體管面板(panel)開(kāi)始制備輻射成像探測(cè)器，該薄膜晶體管面板包含基板600、信號(hào)儲(chǔ)存電容器700、晶體管800和電荷放大器900?？缮藤?gòu)獲得的用于液晶顯示器的面板可以是構(gòu)建薄膜晶體管面板的便捷起始點(diǎn)。電荷收集電極500可以形成在薄膜晶體管面板上。在電荷收集電極500的表面上方，可以施加電子阻擋層400。電子阻擋層400可以優(yōu)選由氧化鋁提供?？梢栽陔娮幼钃鯇?00上方涂覆包含本發(fā)明組合物的輻射轉(zhuǎn)換器層100?？梢栽谳椛滢D(zhuǎn)換器層100上形成電荷注入阻擋層200和頂部電極300。
[0072]本發(fā)明的組合物不僅可以應(yīng)用于用于醫(yī)療診斷的輻射成像系統(tǒng)，而且可以應(yīng)用于用于工業(yè)用途、非破壞性檢查、自動(dòng)射線照相術(shù)等的其他類(lèi)型的輻射成像系統(tǒng)。
[0073]在一種實(shí)施方式中，在無(wú)頂部電極的情況下，也可以使用充電器件如電暈充電器將靜電荷沉積到本發(fā)明的組合物上。靜電荷可以通過(guò)如X-射線、Y-射線和電離輻射的輻射進(jìn)行放電。當(dāng)暴露于X-射線或電離輻射時(shí)，可以根據(jù)輻射的強(qiáng)度對(duì)表面靜電荷進(jìn)行放電。組合物表面上的剩余電荷可以與輻射的倒像成比例。靜電荷可以被記錄以形成輻射圖像。輻射圖像可以通過(guò)采用靜電探針、帶電的增色劑顆?；蛉魏味S電荷圖像傳感器件掃描表面而獲得。
[0074]參照以下實(shí)施例和制備實(shí)施例可以更詳細(xì)地說(shuō)明本發(fā)明的細(xì)節(jié)內(nèi)容。本領(lǐng)域技術(shù)人員可以很容易認(rèn)識(shí)到和了解未包括在本文中的實(shí)施方案，因此，省略了這些實(shí)施方案的說(shuō)明。
實(shí)施例
[0075]將二氯甲烷和甲苯以10:1的重量比混合以制備溶液。然后將2%重量的作為CGM的具有化學(xué)式I的氧鈦酞菁、2%重量的作為CTM的具有化學(xué)式2的4，4’-TPD (三苯胺二聚體)、2%重量的聚碳酸酯聚合物加入到溶液中以獲得混合物。CGM、CTM和聚碳酸酯的重量比% l:l:lo將20g直徑為4 μ m的銪摻雜的GOS粉末加入到4ml CGM/CTM混合物和0.54ml甲苯中以制備組合物。然后用厚度為500 μ m的刮片將組合物涂覆到銦錫氧化物(ITO)底部電極上。在50°C的溫度下固化48小時(shí)后，將導(dǎo)電頂部電極涂覆于組合物的頂面。向樣品的頂部電極施加偏壓，并將ITO底部電極連接至與高壓電源形成回路的負(fù)載電阻器R。如圖4中所示，將示波器探針連接于負(fù)載電阻器R。
[0076][化學(xué)式I]
[0077]
【權(quán)利要求】
1.用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其包含: 包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)基質(zhì)；和 用于吸收輻射的閃爍粒子，其被分散在有機(jī)基質(zhì)中， 其中閃爍粒子與電荷產(chǎn)生材料(CGM)接觸。
2.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中與閃爍粒子接觸的電荷產(chǎn)生材料(CGM)是以與有機(jī)基質(zhì)中的電荷傳遞材料(CTM)形成的混合物形式存在。
3.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中閃爍粒子在部分或全部表面涂覆有電荷產(chǎn)生材料(CGM)。
4.如權(quán)利要求3所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中涂覆到閃爍粒子上的電荷產(chǎn)生材料的厚度足以吸收超過(guò)約20%的由閃爍粒子發(fā)出的閃爍光。
5.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中閃爍粒子包括硫氧化釓(GOS)、碘化銫(CsI)、碘化鈉(NaI)、鍺酸鉍(BGO)、硫化鋅(ZnS)、鎢酸鎘(CdWO4或CW0)、LYSO (Lu1.8Y0.2Si05 (Ce))中的至少一種。
6.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中閃爍粒子摻雜有摻雜物，所述摻雜物包括銪、鋱(Tb)、鐠(Pr)和鋰(Li)中的至少一種。
7.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中經(jīng)摻雜的閃爍粒子的發(fā)射光譜在CGM材料的吸收光譜范圍內(nèi)。
8.如權(quán)利要求1所述 的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中電荷產(chǎn)生材料是以下材料中的至少一種:喹啉類(lèi)、卟 啉類(lèi)、喹吖啶酮類(lèi)、二溴蒽嵌蒽醌顏料、方酸菁染料、二萘嵌苯二胺、紫環(huán)酮二胺、多核芳香醌、吡喃鎗鹽、硫代吡喃鎗鹽、偶氮顏料、三苯基甲烷類(lèi)染料、硒、氧釩酞菁、氯鋁酞菁、銅酞菁、氧鈦酞菁、氯鎵酞菁、羥基鎵酞菁、鎂酞菁、無(wú)金屬酞菁、靛藍(lán)類(lèi)顏料和它們的組合中。
9.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中電荷傳遞材料是以下材料中的至少一種:4，4’ -TPD (三苯胺二聚體)、9_ 二氰基亞甲基-2，4，7-三硝基芴、N，N’- 二(萘-1-基)-N，N’-二(4-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、N，N’-二(萘-2-基)-N，N’-二(3-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、4，4’ -(1，2-乙二亞基)_雙(2，6- 二甲基-2，5-環(huán)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-環(huán)己二烯-1-亞基]-6-甲基-2，5-環(huán)己二烯-1-酮、N，N’-二(萘-1-基)-N，N’-二(3-甲基-苯基)-聯(lián)苯胺、聚(3-羊基喔吩-2，5_ 二基)、聚(3_癸基喔吩_2，5_ 二基)、N-聯(lián)苯基-N-苯基-N-(3-甲基苯基)-胺、4-N，N-雙(4-甲基苯基)-氨基-苯甲醛-N，N-二苯基腙、對(duì)二苯基氨基苯甲醛-N-苯基-甲基-腙、N，N’- 二苯基-N，N’-雙(3-羥基苯基)-1，-聯(lián)苯-4，4’ - 二胺、N，N’ - 二苯基-N，N’ -雙(3-甲基苯基)-1，I’ -聯(lián)苯-4，4’ - 二胺、N, N, N’ N’ -四(4-甲基苯基)-(1，I’ -聯(lián)苯)-4，4’ -二胺、4，4’ -(3，4-二甲基苯基氮烷二基)雙(4，1-亞苯基)二甲醇、N，N’-雙(3-甲基苯基)-N，N’-雙(4-正丁基苯基1)_1，I’-三聯(lián)苯-4，4- 二胺及它們的組合。
10.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中CGM與CTM的重量比為約1:99 至約 95:5。
11.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中閃爍粒子的平均直徑在約I至約100 μ m的范圍內(nèi)。
12.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中閃爍粒子在組合物中的體積百分比為約10vol%至約95vol%。
13.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中輻射是選自X-射線、Y-射線和電離輻射中的至少一種。
14.如權(quán)利要求1所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中組合物是厚度為約5μπι至約2000 μ m的層的形式。
15.如權(quán)利要求14所述的用于輻射成像探測(cè)器的組合物，其中所述層被沉積在圖像電荷收集器件的頂部上。
16.輻射成像探測(cè)器，其包含權(quán)利要求15的組合物。
17.如權(quán)利要求16所述的輻射成像探測(cè)器，其中閃爍粒子的尺寸小于輻射成像探測(cè)器的像素尺寸。
18.如權(quán)利要求16所述的輻射成像探測(cè)器，其中所述組合物帶有靜電荷。
19.如權(quán)利要求18所述的輻射成像探測(cè)器，其中靜電荷通過(guò)選自X-射線、Y-射線和電離輻射的輻射進(jìn)行放電。
20.如權(quán)利要求18所述的輻射成像探測(cè)器，其中靜電荷被記錄以形成輻射圖像。
21.制備用于輻射成像探測(cè)器的組合物的方法，其包括: 將電荷產(chǎn)生材料(CGM)涂覆到閃爍粒子的表面上；以及 將涂覆有電荷產(chǎn)生材料的閃爍粒子分散到包含電荷傳遞材料(CTM)的有機(jī)基質(zhì)中。`
22.制備用于輻射成像探測(cè)器的組合物的方法，其包括: 混合電荷產(chǎn)生材料(CGM)和電荷傳遞材料(CTM)以制備有機(jī)基質(zhì)；以及 將閃爍粒子分散到有機(jī)基質(zhì)中。
【文檔編號(hào)】A61B6/12GK103827254SQ201280038352
【公開(kāi)日】2014年5月28日 申請(qǐng)日期:2012年8月2日 優(yōu)先權(quán)日:2011年8月2日
【發(fā)明者】張鉉晳 申請(qǐng)人:株式會(huì)社福微視