[发明专利]间接型平板探测器及其制备方法

说明书

本发明提供一种间接型平板探测器及其制备方法，包括：基底；下电极层；有机转光层，其制备原料包括P型有机光电材料、N型有机光电材料及用于溶于P型有机光电材料和N型有机光电材料的有机溶剂；上电极层；封装层，由第一封装层与第二封装层交替堆叠至少2组形成，第一封装层的材料包括派瑞林或聚酰亚胺，第二封装层的材料包括氧化铝、二氧化硅或氮化硅；闪烁体层，材料包括Ca_1‑xSr_xI₂或Ca_1‑xSr_xI₂:yEu²⁺，其中0≤x≤1，0.01％≤y≤5％。采用有机转光层并结合包括Ca_1‑xSr_xI₂或Ca_1‑xSr_xI₂:yEu²⁺材料的闪烁体层，有效提高间接型平板探测器的光响应，大幅提升平板探测器的灵敏度，可使平板探测器用于低剂量的应用场景；另外，通过设置封装层，可有效防止形成闪烁体层时对有机转光层的损伤。

技术领域

本发明属于射线探测技术领域，特别是涉及一种间接型平板探测器及其制备方法。

背景技术

X射线平板探测器(后续简称平板探测器)是对X射线敏感的一种成像设备，可应用于医疗成像(乳腺和胸部检查、放疗等)、工业无损探伤以及安检安防等领域，尺寸可达数十厘米，像素基板可由数百万乃至数千万个像素单元电路所组成，每个像素单元通常由薄膜晶体管(Thin-Film Transistors，TFT)和光敏二极管(Photodiode，PD)等器件所构成。

现有的X射线间接型平板探测器使用非晶Si(a-Si)作为感光材料并且使用CsI:Tl(铊掺杂碘化铯)或者Gd₂O₂S:Tb(铽掺杂硫氧化钆，简称GOS)作为X射线转换材料(即闪烁体)，使用此组合的主要原因在于：非晶Si的响应曲线峰值在550nm附近，与CsI或者GOS的发光有着很好的匹配，但是用此组合存在一些问题：首先非晶Si光电二极管阵列的外量子效率(简称EQE)已经达到约80％@550nm，大幅度提升的空间很小；另外，闪烁体使用CsI:Tl或者Gd₂O₂S:Tb单晶方案，其光产额约为50000光子/MeV，考虑到在平板探测器中，上述两种闪烁体是以粉晶即多晶形式存在，缺陷密度较单晶高，导致其光产额较单晶低，约为35000光子/MeV，而通过调节化学组分及工艺也很难将现有闪烁体的光产额大幅提升，因此，现有的a-Si+CsI或者Gd₂O₂S组合下的平板探测器的探测效率(也称为灵敏度)大幅提升的空间不大，限制了在低剂量场景下的应用。

近年来有机光电二极管(organic photodiode，OPD)的研究取得了长足的发展，OPD的加工方法简单，使用溶液法涂布工艺，无需像素化处理，并且全程可在大气环境中完成无需高真空及等离子设备，简化工艺、降低成本；另外，如图11所示，OPD的响应光谱远宽于非晶Si，这就为闪烁体材料的选择提供了很大的选择空间，以取代GOS或者CsI，这种OPD+其他闪烁体的组合可以进一步细分X射线平板探测器的应用、形成差异化竞争，例如使用这种OPD+其他闪烁体的组合可以使探测器灵敏度更高、适用于一些低剂量的应用。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种间接型平板探测器及其制备方法，用于解决现有技术中X射线间接型平板探测器的灵敏度无法实现大幅度提升，从而限制其的低剂量应用等的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种间接型平板探测器，所述间接型平板探测器包括：

基底；

下电极层，形成于所述基底上；

有机转光层，形成于所述下电极层上，所述有机转光层的制备原料包括P型有机光电材料、N型有机光电材料及用于溶于所述P型有机光电材料和所述N型有机光电材料的有机溶剂；