[发明专利]多片式单层辐射探测器

说明书

本发明涉及一种辐射探测器(100)，包括：i)衬底(110)；ii)传感器，其被耦合到所述衬底，所述传感器包括传感器像素的第一阵列(120)、信号读出元件的第二阵列(130)和电子电路，所述电子电路被配置为基于从所述信号读出元件接收的信号来提供图像数据；iii)换能器，其被耦合到所述衬底和所述传感器，所述换能器包括子像素的第三阵列(140)，其中，至少两个子像素被分配给一个传感器像素；其中，所述信号读出元件的第二阵列和所述子像素的第三阵列彼此对应；其中，所述子像素中的每个包括辐射转换材料。

技术领域

本发明涉及大面积像素化辐射探测器，具体地，本发明涉及一种辐射探测器。

背景技术

近年来，新的先进的X射线和计算机断层摄影CT应用脱颖而出，它们需要先进的成像特征，如谱(也称为“多能量”)成像、更高的动态范围和更高的空间分辨率。范例包括例如谱CT、谱X射线、差分相位对比成像DPCI、暗场X射线DAX成像和所谓的多模态XSPECT成像，即，SPECT(单光子发射计算机断层摄影)和图像重建期间的CT数据的完整集成，以用于清晰的临床细节和疾病的准确测量。

目前的X射线和CT探测器性能有限，并且不能满足所要求的规范水平，以在可接受的成本水平上实现这些新应用。

US 2002/054954 A1描述了一种用于探测电磁辐射的多维探测器阵列，其中产生层复合材料，其具有载体层和对辐射敏感的材料的传感器层。

US 2010/0282972 A1描述了一种用于探测辐射的间接辐射探测器，所述探测器包括：像素阵列，每个像素被细分为至少第一子像素和第二子像素，每个子像素具有平行于像素阵列的表面平面的横截面面积。

发明内容

可能需要在间接或直接转换探测器中促进设计和制造辐射转换。

独立权利要求的主题满足这种需求。根据从属权利要求和以下说明书，其他范例性实施例是显而易见的。

本发明的第一方面涉及一种辐射探测器，包括衬底和传感器，所述传感器被耦合到所述衬底，所述传感器包括：-传感器像素的第一阵列；-信号读出元件的第二阵列；以及，-电子电路，其被配置为基于从所述信号读出元件接收的信号来提供图像数据。

辐射探测器还包括换能器，其被耦合到所述衬底和所述传感器，所述换能器包括：子像素的第三阵列，其中，至少两个子像素被分配给一个传感器像素。信号读出元件的第二阵列和子像素的第三阵列彼此对应，其中，子像素中的每个包括辐射转换材料。

信号读出元件的第二阵列与子像素的第三阵列彼此对应的限制可以被理解为阵列在阵列的尺寸上相对应，如由其包含的行和列的数量所定义的。

本发明有利地使用色彩显示技术的组合概念来实现(大面积)像素化辐射探测器，即，由针对X射线/γ射线探测的辐射转换材料代替例如由所谓的“微LED”实现的平板显示技术，并且由像素化的读出传感器代替接收衬底。

在未来几年中，大型显示器行业将迅速开发所需的工艺组装技术和设备，用于从供体衬底到接收衬底的LED模具(die)(取放)转移。

基于本发明，医学探测器供应商随后能够轻松地重复使用所开发的微LED技术，以实现具有成本效益的多片式辐射探测器的制造。对于源自相应的显示器、LCD、和半导体、CMOS图像传感器的当前的a-Si和CMOS平板探测器，在过去出现了关键使能技术的类似转变。

根据本发明的实施例，信号读出元件中的至少一个是光电二极管，并且子像素中的每个的辐射转换材料是闪烁体；其中，辐射转换材料的成分和/或辐射转换材料的厚度在被分配给一个传感器像素的至少两个子像素之间变化。

根据本发明的实施例，在被分配给一个传感器像素的至少两个子像素之间变化的辐射转换材料的成分为以下中的至少一种：i)辐射转换材料的掺杂水平，ii)掺杂材料，和/或iii)掺杂材料的组成。