X射线照相成像装置的制作方法

专利名称:X射线照相成像装置的制作方法
技术领域：
本实用新型一般涉及数字X射线照相，具体来说，涉及在数字X射线照相平板成像 检测器阵列中使用双屏、非对称荧光屏来提高图像质量。
背景技术：
通常，由于荧光屏的横向光漫射，采用闪烁荧光屏来吸收X射线和产生光的医用X 射线侦测器会遭受到空间分辨率损失。为了减少横向光漫射和保持可接受的空间分辨率， 必须将荧光屏制作得足够薄。成像装置的空间分辨率和X射线检测能力往往分别以调制传 递函数(MTF)和X射线吸收效率为特征的。薄荧光屏以降低X射线吸收为代价产生较好的 MTF0通常，荧光屏的涂层密度和厚度用于空间分辨率和X射线吸收效率两者之间的折衷设 计。
为了提高X射线吸收并保持空间分辨率，已经知道结合数字计算机X射线照相 (CR)使用双屏来提高X射线吸收效益。在这样的CR装置中，采用存储体荧光屏来替代传统 的屏蔽胶片装置中使用的即时发光荧光屏。对于CR来说不需要任何胶片。一旦经过X射 线曝光，存储体荧光屏以受到俘获的电荷形式存储潜像，其随后通常由扫描激光束读出以 生成数字X射线图像。
近来，基于有源矩阵薄膜电子元器件的数字平板成像检测器阵列已经对诸如诊断 放射学和数字乳房X射线照相术的应用有希望。有两种用于数字X射线照相(DR)的X射 线能量变换方法，即直接方法和间接方法。在直接方法中，光电导体中吸收的X射线直接转 换为电荷信号，存储于有源矩阵阵列(AMA)的各像素电极，并用薄膜晶体管(TFT)读出以便 生成数字图像。通常采用非晶硒(a-Se)作为光电导体。对于直接方法来说不需要任何荧 光屏。在间接方法中，采用荧光屏来吸收X射线，由在每个像素具有单一光电二极管(PD) 和TFT开关的AMA检测该荧光屏所发出的光子。该光电二极管正比于所吸收的X射线能量 吸收荧光材料所发出的光。然后，如同直接方法那样，用TFT开关读出所存储的电荷。基于 薄膜晶体管的若干种类成像阵列可用于图像检测。上述成像阵列包括具有非晶硅TFT开关 的加氢的非晶硅(a_Si:H)光电检测器、具有低温多晶硅(LTPS)的非晶硅光电检测器、以及 具有有机TFT(OTFT)开关的有机光电检测器。
图1示出典型类型的公知的包括传感器阵列12的平板成像体10其电路的框图。 基于a-Si的传感器阵列包括m条数据线14和η条行选择或栅极线16。每个像素包括与 TFT20连接的a-Si光电二极管18。每个光电二极管18与公共偏压线22和其相关联的TFT 的漏极24连接。栅极线16与栅极驱动26连接。偏压线22带有加到光电二极管18和TFT 20上的偏置电压。TFT 20由其相关联的栅极线26控制，在被寻址时将所存储的电荷传送 给数据线14。读出期间，栅极线被导通有限时间(大约10至100微秒)，允许该行的TFT 20有足够时间将其像素电荷传送给全部m条数据线。数据线14与并行工作的电荷放大器 28连接。一般地，电荷放大器28被分为若干组，每一组通常具有32、64、或128个电荷放大 器。每一组中相关联的电荷放大器检测图像信号，并按照时钟将各信号送至多路复用器30， 由此上述各信号经过多路复用，随后由模拟数字变换器32数字化。接着将数字图像数据经过耦合传送至存储器。某些设计中，相关双采样(CDS)电路34可以设置于每一电荷放大器 28和多路复用器30之间以减小电子噪声。栅极线16被顺序导通，对要扫描的整个帧需要 大约若干秒。由计算机36执行另外的图像修正和图像处理，所生成的图像在显示器38上 显示或由打印机40打印。
图2示出单个典型种类的公知成像像素50的剖面(未按比例)，其中例如该公知 的成像像素50用于其中图像检测元件为PIN光电二极管的常规的基于a-Si的平板成像 体。每个成像像素50具有基底56上形成的PIN光电二极管52和TFT开关54。有一层X射 线变换体(例如闪烁荧光屏58)与光电二极管TFT阵列耦合。TFT开关54包括下列各层 形成TFT栅极电极和行选择线的第一金属层60 ；形成用于TFT的栅极绝缘体的绝缘层62 ； 形成TFT所用的沟道区的内在非晶硅层64 ；形成TFT所用的源极和漏极的组成η型掺杂层 66的非晶硅；形成TFT源极触点和漏极触点以及数据线的第二金属层68 ；以及绝缘层70。 PIN光电二极管52包括下列各层形成PIN光电二极管的背面触点以及TFT和PIN光电二 极管两者间互连的第三金属层72 ；包含ρ型掺杂的非晶硅膜74 ；内在非晶硅膜76 ；包含ρ 型掺杂的非晶硅膜78 ；诸如铟锡氧化物的透明接触电极80 ；绝缘层81，以及形成PIN光电 二极管的最上面的触点的第四金属层82。图2中也示出有X射线光子路径84和可见光光 子路径86。当单个X射线由屏58吸收时，各向同性地发出大量的光子。只有一部分的发出 光到达光电二极管并被检测。本领域技术人员可理解这种具有a-Si PIN电极的基于a-Si 的像素的工作。
图3示出另一种类的公知的图像传感器阵列92的两个相邻像素90的剖面。该结 构中，光电二极管94是以垂直方式在TFT开关96上面结合的，而非图2中所示的并排配置。 该垂直方式结合的传感器阵列包括基底98 ；形成TFT栅极电极和行选择线的第一金属层 100 ；形成TFT的栅极绝缘体的绝缘层102 ；形成TFT沟道的内在(即未掺杂的)非晶硅层 104 ；形成TFT源极区和漏极区的η掺杂非晶硅膜106 ；以及经过图案形成来形成源极触点 和漏极触点以及数据线的第二金属层108。绝缘层110用于将TFT平面112从PIN光电二 极管平面114分开。PIN光电二极管包括形成背面接触电极的第三金属层116 ；顺序沉积 的非晶硅的η掺杂层118 ；非晶硅的ρ掺杂层122和内在非晶硅层120 ；以及接着的透明接 触电极124。光电二极管层经过图案形成来形成各自的感光元件。绝缘层126和形成偏压 线的第五金属层128完成该像素。垂直方式结合的配置与并排的配置相比，由于感光面积 相对于像素面积的较高比例(称为占空因数)，提供改善的感光能力。
图4示出了在现有技术的基于a-Si的平板成像体中另一种类型的公知的成像像 素140的剖面(未按比例)，其中图像检测元件为金属绝缘半导体(MIS)光电传感器142。 每个成像像素140包括在基底146上形成的MIS光电传感器142和TFT开关144。TFT开 关144包括下列各层形成TFT栅极电极和行选择线的第一金属层148 ；形成TFT的栅极绝 缘体的绝缘层150 ；形成TFT的沟道区的内在非晶硅层152 ；形成TFT源极和漏极的包含η 型掺杂层154的非晶硅；绝缘层156 ；以及形成TFT源极触点和漏极触点以及数据线的第二 金属层158。MIS光电二极管142包括下列各层形成MIS光电传感器栅极电极的第一金 属层148 ；形成栅极绝缘体的绝缘层150 ；形成沟道区的非晶硅膜层152 ；形成漏极的非晶 硅膜154 ；与η型层154相接触的透明电极160 ；绝缘层156 ；以及形成最上面触点的第二金 属层158。本领域技术人员可理解这种具有MIS光电传感器的基于a-Si的非直接平板成像体的工作。
本领域技术人员会认识到，诸如连续PIN光电二极管、连续MIS光电传感器、光电 晶体管、以及光电导体这类的其他类型的光电传感器可由多种材料实现，其中该多种材料 包括非晶硅半导体、多晶硅半导体、或单晶硅半导体、以及非硅半导体。而且本领域技术人 员也会认识到，可使用诸如三晶体管工作像素电路、四晶体管工作像素电路、以及共用晶体 管工作像素电路这类的其他像素电路来形成χ射线照相成像阵列。
本领域技术人员会认识到，许多其他的读出阵列结构被普遍地使用。而且本领 域技术人员会认识到，可将诸如多晶硅半导体、有机半导体的非晶硅以外的半导体材料和 诸如锌氧化物的不同的合金半导体用于背部平面阵列和检测阵列。近来，已经在挠性基底 (由塑料、金属箔、或其他合适的有机材料和无机材料制成)而不是在常规的非挠性易碎玻 璃基底上制作薄膜晶体管阵列。挠性基底上的TFT阵列与挠性透射反射显示用的液晶相组 合，与用于发射显示的发射装置组合，与用于可视光成像和X射线照相成像应用的光电感 应器组合。
参照共同受让、待审查的(Et)VanMetter等人于2007年12月6日提交的名称为 “双能量成像用的心跳式控制(CARDIAC GATINGFOR DUAL-ENERGY IMAGING) ”的美国专利 申请No. 11/951,483 ； (WVanMetter于2007年2月6日提交的名称为“双能量分解重归 一化(DUAL ENERGY DECOMPOSITION RENORMALIZATION) ” 的美国专利申请 No. 60/889，356 ； 以及(c)Dhanantwari等人于2007年3月22日提交的名称为“双能量投影用的套准 方法(REGISTRATION METHOD FOR PROJECTIONS IN DUALENERGY) ” 的美国专禾U 申请 No. 60/896，322。上述申请所关注的发明关于称为双能量消减成像的另一种成像技术，该成 像技术可用于在数字胸腔X射线照相及血管成像(angiography)中减小解剖背景对疾病检 检测的影响。该技术基于骨骼和软组织具有不同能量依存的吸收特性。一般来说，产生两 幅原数字图像。一幅为低能量高对比度图像，另一幅为高能量低对比度图像。通过对上述 两幅图像采取非线性组合，便可获得纯粹的骨骼图像和软组织图像。这种成像技术会改善 采用图像的解剖图解和病理诊断。
美国专利申请No. 11/487, 539中，公开了若干双数字X射线照相阵列，分别成像 各自的荧光屏。在一个实施例中，传导X射线通过目标至数字X射线照相成像体来形成图 像。为了形成图像，数字X射线照相成像体使用两个平板(正平板和背平板)来捕捉和处 理X射线。较为理想的是，背平板的闪烁荧光层的厚度大于或等于前面板的闪烁荧光层的 厚度。有一滤光器放置于正平板和背平板两者间来使得某一屏中所发出的光至另一屏的光 穿透(crossover)最小。每个平板具有第一阵列的信号检测元件和读出器件以及第二阵列 的信号检测元件和读出器件。另外，有一第一钝化层设置于第一阵列的信号检测元件和读 出器件，有一第二钝化层设置于第二阵列的信号检测元件和读出器件。正平板和背平板同 时暴露于X射线的曝光。第一闪烁荧光层响应通过目标的X射线，产生照射第一阵列的信 号检测元件中的信号检测元件和读出器件的光，以提供表示第一 X射线图像的信号。第二 闪烁荧光层响应通过目标和正平板的X射线，产生照射第二阵列的信号检测元件中的信号 检测元件和读出器件的光，以提供表示第二 X射线图像的信号。组合第一和第二 X射线图 像的信号产生一具有较高质量的合成的X射线图像。
在美国专利申请No. 11/487，539公开的另一实施例中，在基底两侧中的每一侧制作各自的平板成像体来形成数字X射线照相成像阵列。第一成像体主要是对临近该第一成 像体放置的第一荧光屏所发出的光敏感。第二成像体主要对临近该第二成像体放置的第 二荧光屏所发出的光敏感。不同于使用两平板即板和背平板来捕捉X射线照相图像，数字 X射线照相成像体采用单个基底，在该基底的正面侧覆盖有第一荧光层，而在该基底的背面 侧覆盖有第二荧光层。该实施例的某一方面中，第二闪烁荧光层的厚度可以大于或等于第 一闪烁荧光层的厚度。基底的每一侧使用NIP光电二极管。基底的每一侧覆盖有一光阻挡 层或穿透减小层来使得基底某一侧的荧光屏所发出的光至基底另一侧的光电二极管的光 穿透为最小。第一和第二闪烁荧光层同时暴露于X射线的曝光，基底正面侧和背面侧的光 电二极管分别检测正面图像和背面图像。
需要将双闪烁屏(闪烁荧光层)的应用延伸至间接数字X射线照相(DR)装置。而 且，需要将双闪烁屏的应用延伸至用于单曝光双能量消减成像的间接DR装置中。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种改进的双屏数字X射线照相成像装置。
本实用新型的优点在于允许进行DR成像，以便将经过对调制传递函数(MTF)优化 的第一图像与经过对灵敏度优化的第二图像相组合，从而在DR成像系统中得到具有较高 质量的X射线图像。
本实用新型一个实施例中，X射线照相成像装置包括具有第一厚度的第一闪烁 荧光屏；具有第二厚度的第二闪烁荧光屏；设置于第一屏和第二屏之间的基底，该基底相 对于用于该装置的X射线基本上透明；以及设置于基底的第一侧面和一个屏之间的成像阵 列，其中该一个屏为第一屏和第二屏中的一个，该成像阵列包括多个像素，每个像素包括至 少一个光电传感器和至少一个读出元件。该读出元件可以为在该基底一侧形成的薄膜晶体 管。如说明书中所用的那样，“基本上透明”是指X射线以足以由光电传感器检测以产生X 射线照相图像的量或相当量通过该基底。
另一实施例中，X射线照相成像装置包括相对于用于该装置的X射线基本上透明 的基底；设置于基底第一侧的具有第一厚度的第一闪烁荧光屏；设置于基底第二侧的具有 第二厚度的第二闪烁荧光屏，从而该基底处于第一和第二闪烁荧光屏两者间；该基底相对 于第一屏和第二屏所发出的光透明；以及形成于该基底一侧的成像阵列，该成像阵列包括 主要对第一屏所发出的光敏感的第一组光电传感器；以及主要对第二屏所发出的光敏感的 第二组光电传感器。
本实用新型的非对称双屏数字X射线照相装置相对于单屏数字X射线照相装置具 有种种优点。本实用新型装置的更高的空间频率响应或者MTF产生的更明锐图像。X射线吸 收越高，产生的检测速度越高。本实用新型示范性装置的噪声水平越低，给出的量子斑纹效 应越小。本实用新型各实施例的检测量子效益(DQE)越高，所提供的总体图像质量越高。 此外，在非直接DR装置中使用一对非对称屏明显地化解了 X射线荧光屏设计中同时保持较 好水平的X射线吸收(通常需要所具有的厚度有所增加的屏)和较高的空间分辨率(通常 需要所具有的厚度有所减小的屏)的冲突。而且，对于平板成像装置使用挠性基底(例如 金属箔、塑料纸张、或者其组合)使得装置的机械强度和物理耐久性能有所提高，因为该基 底X射线吸收损耗有所降低。[0021]本实用新型全部上述实施例中，使用单个成像阵列来检测两屏。每个像素内用一 个或多个光电二极管来使第一屏成像，并用一个或多个光电二极管来使第二屏成像。使用 单个读出阵列保证两屏图像的精确配准(registration)，并且与使用多平板的情形相比提 供更薄和更为健全的平板组件，需要更少的支持电子器件，尤其是需要较少的行驱动器和 列放大器和数字转换器。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，该第一屏的调制传递函数(MTF)超过该第 二屏的MTF，使得对于该第一屏MTF为50%的空间频率(f1/2)高于该第二屏的空间频率至 少0. 5c/mm ；该第一屏设置于该基底的第二侧，其中该基底的第二侧与该基底的该第一侧 相反。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，该第二屏的X射线吸收效率超过该第一屏 的X射线吸收效率至少10%。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该第一屏比该第二屏薄，使用过程 中，该装置其方向朝向接收第一屏侧面方向所入射的X射线的曝光。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，进一步包括分开该第一组和该第二组光 电传感器的不透明材料。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，该第一组和该第二组光电传感器其中一 组的厚度超过电磁光谱其中至少一部分的光吸收长度。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，进一步包括与该第一组和该第二组光电 传感器连通的读出元件阵列。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该读出元件阵列制作于第一平面中， 该第一组光电传感器制作于该第一平面中，该第二组光电传感器设置于与该第一平面平行 并处于该第一平面以外的第二平面中。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该第一组和该第二组光电传感器彼 此堆叠于顶部，其中该读出元件设置于与该堆叠的光电传感器相邻的位置。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该第一组和该第二组光电传感器和 该读出元件形成于相同平面中。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该第一组和该第二组光电传感器形 成于第一平面中，该读出元件则形成于处于该第一平面以外的第二平面中。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，其中该基底形成于该第二闪烁荧光屏上。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，进一步包括在基底中本质上均勻扩散以 减少沿着该基底的光散射的光吸收着色剂或光散射粒子。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，进一步包括加到该基底表面上以减少沿 着该基底的光散射的光吸收着色剂层。
优选地，在上述X射线照相成像装置中，进一步包括扩散到该基底表面层中以减 少沿着该基底的光散射的光吸收着色剂。
通过阅读下面的具体说明并结合显示和描述本实用新型若干示范性实施例的附 图，本实用新型的上述和其他目的、特征、以及优点对于本领域技术人员来说会变得清楚。
7


说明书以具体给出和明确限定本实用新型主体的权利要求
结束时，相信本实用新 型通过下面说明并结合附图会变得更好理解。
图1是平板成像体中所用的现有成像平板的示意图。
图2是包含PIN光电二极管的一种公知类型的成像像素的剖视图。
图3是另一类型的公知的成像像素的剖视图，其中在TFT开关上垂直结合有PIN 光电二极管。
图4是另一类型的公知的成像像素的剖视图，其中MIS光电传感器与TFT开关按 平面形成、并排配置。
图5是根据本实用新型的成像像素的一个实施例的示意性剖视图。
图6示出图5中本实用新型成像像素的具体剖视图。
图7示出根据本实用新型的成像像素的另一个实施例的示意性剖视图，其中某些 光电传感器对来自组件一侧的光敏感而其他光电传感器对来自组件另一侧的光敏感。
图8是与图7类似的本实用新型的另一实施例的示意性剖视图，但是其中提供光 遮蔽组件来使得光传导至光电传感器。
图9示出图8的创造性的成像像素的具体剖视图。
图10示出按照图8的两个并列像素的示意性剖视图并说明光散射如何可以发生 在透明基底中。
图11示出如同图10的示意性剖视图，但在透明基底中包括用于减少光散射的特征。
图12示出本实用新型的另一实施例的示意性剖视图，其中成像装置的光电传感 器配置在两个分开的平板或者层内，光阻挡层在平板之间。
图13示出图12中创造性的成像像素的具体剖视图。
图14示出根据本实用新型用于各成像装置的电路的示意图。
图15示出图8的实施例的示意性剖视图，其中光吸收着色剂通过透明基底扩散以 减少光散射。
图16示出图8的实施例的示意性剖视图，其中光吸收着色剂应用到透明基底表面 以减少光散射。
图17示出图8的实施例的示意性剖视图，其中光吸收着色剂扩散到透明基底表面 处的层中以减少光散射。
具体实施方式
参照共同受让、待审查的(a)Yorkston等人于2006年7月14日提交的名称 为“非对称双屏数字X射线照相装置(APPARATUS FORASYMMETRIC DUAL SCREEN DIGITAL RADIOGRAPHY)，，的美国专利申请 No. 11/487，539 ；以及(b)Tredwell 于 2008 年 2 月 4 日提 交的名称为“数字X射线照相成像装置(DIGITAL RADIOGRAPHICIMAGING APPARATUS) ”的美 国专利申请No. 12/025,086。
本说明尤其是针对形成一部分本实用新型装置的元件或与其更为直接协同工作 的元件。应理解为未特别图示或说明的各元件可以采取本领域技术人员公知的种种形式。 下面的说明中，诸如“上方”或“上部”这类术语和用语均以较宽意义使用，以给出各层彼此
8相对的配置。当然可以将X射线成像盘以任何方位取向曝光，其中堆叠的各层通常在水平、 垂直、或倾斜方向上延伸。
图5至图17示出根据本实用新型各种数字成像装置的示意图。图5中示出本实 用新型第一示范性实施例的示意性剖面。X射线照相成像装置170包括第一闪烁荧光屏 组件172、第二闪烁荧光屏组件174、以及成像阵列176。第一闪烁荧光屏组件172包括具有 厚度tl的第一闪烁体178和光控制包层180，并配置于成像阵列176的第一侧。第二闪烁 荧光屏组件174包括具有厚度t2的第二闪烁体182和光控制包层或光控制层180，并配置 于成像阵列176的第二侧。根据屏功能优化，光控制包层或光控制层可以为光吸收性或光 反射性。光吸收层会通过吸收要不然会相对于相邻像素散射的光以灵敏度为代价对高空间 分辨率进行优化。相反，光反射层会以空间分辨率为代价对高灵敏度进行优化。成像阵列 176包括在其上形成有像素188的薄的透明基底186，每个像素包括读出元件190 (举例来 说，诸如TFT)和光电传感器192。
该实施例中，光电传感器192对来自闪烁荧光屏组件172、174两者的光均敏感。X 射线194在第二荧光屏组件174中吸收并接着发出光196之后，所发出光196的其中一部 分被在光电传感器192中吸收。同样，X射线198在荧光屏172中吸收并接着发出光200之 后，所发出光200的其中一部分被在光电传感器192中吸收。如所公知的那样，在光电传感 器中对光的吸收产生称为光电生成的电荷的电子空穴对，其可存储于光电传感器上，随后 通过读出元件190读出。第一实施例不区分正面屏和背面屏。将检测器夹于两屏间与单一 厚屏相比允许较高的总体灵敏度和分辨率。
光电传感器192可以为若干种类器件中的某些。举例来说，某一实施例中，光电传 感器192为金属绝缘半导体(MIS)光电二极管、光电导体或光电晶体管。读出元件190也 可以由若干种类器件中的某些形成。举例来说，读出元件190可以由非晶硅薄膜晶体管、多 晶硅薄膜晶体管、有机薄膜晶体管、或晶体硅薄膜晶体管的任一个形成。透明基底186可以 选择性地为包含有机层和/或无机层的塑料、玻璃、陶瓷、或者多层膜，诸如包覆有氮化硅 薄膜的塑料。
图6示出图5中X射线照相成像阵列的特定实施例的具体剖视图，其中光电传感 器为非晶硅MIS光电二极管、读出元件为非晶硅TFT。图6中，X射线照相成像装置210包 括第一闪烁荧光屏组件212、第二闪烁荧光屏组件214、以及成像阵列216。第一闪烁荧光屏 组件212包括第一闪烁荧光体218和第一光吸收层220。第二闪烁荧光屏组件214包括第 二闪烁荧光体222和第二光吸收层224。成像阵列216包括在较薄的透明基底230上形成 的MIS光电传感器226和TFT读出元件228。TFT 228包括形成栅极电极并形成行地址用 的栅极线的第一金属层232 ；形成栅极绝缘体的绝缘层234 ；形成TFT沟道的内在非晶硅层 236 ；形成源极和漏极区域的具有η型掺杂的非晶硅层238 ；绝缘层240 ；以及形成与源极和 漏极的触点和与光电传感器互连的第四金属层242。光电传感器226包括相对于第一荧 光屏组件212所发出的光透明的第二金属层244 ；形成栅极绝缘体的绝缘层246 ；形成沟道 区域的内在非晶硅层248 ；形成漏极区域的η掺杂的非晶硅层250 ；形成与η掺杂区域的透 明电极触点的第三金属层252 ；绝缘层254 ；以及接触透明电极252并形成偏压线的第四金 属层256。透明金属的例子包括铟锡氧化物(ITO)、锌氧化物(ZO)、以及铟锌氧化物(IZO)。 TFT 28通常通过采用不透明金属相对于荧光屏遮光，其中该不透明金属例如为Al、Al:Nd、Cr、Mo或第一和第二金属层232、234所用的多层膜。上述遮光层也可通过采用具有较高光 反射率以便提高收集效率的金属来实现。
本实用新型第二示范性实施例的示意性剖面示于图7。该实施例中，光电传感器的 一部分对第一闪烁荧光屏所发出的光敏感，光电传感器的另一部分对第二闪烁荧光屏所发 出的光敏感。如图7所示，X射线照相成像装置270包括第一闪烁荧光屏组件272、第二闪 烁荧光屏组件274、以及成像阵列276。第一荧光屏组件272包括具有第一厚度Tl的闪烁 荧光屏278和第一光吸收层或光反射层280。第二荧光屏组件274包括具有厚度T2的第二 闪烁荧光屏282和第二光吸收层或光反射层284。光吸收层可以用于通过吸收该荧光体内 散射的光以总体光收集效率为代价提高空间分辨率(MTF)，从而防止光散射进入到相邻的 成像元件中。光反射层可以用于以空间分辨率为代价提高总体光收集效率。如果图7的第 一荧光屏组件272对于高信号噪声比(SNR)进行了优化，而第二荧光屏组件274对于高空 间分辨率进行了优化的话，厚度Tl会大于厚度T2，第一光吸收层或光反射层280会只是光 反射性，第二光吸收层或光反射层284会只是光吸收性。本领域技术人员会意识到，第一和 第二荧光屏也可以通过优化非厚度因素来对诸如变换效率和MTF这类特定成像特性进行 优化，其中该非厚度因素诸如为材料选择和屏的材料结构。
继续参考图7，成像阵列276包括薄的透明基底286、主要对第一荧光屏278所发 出的光敏感的第一光电检测元件288、以及主要对第二荧光屏282所发出的光敏感的第二 光电检测元件290。第一光电检测元件288包括第一光敏感元件292、第一读出元件294、 以及配置为降低光从第二荧光屏282透射至第一光敏感元件292的第一光阻挡层296。同 样，第二光电检测元件290包括第二光敏感元件298、第二光阻挡层300、以及第二读出元件 302。第一和第二光敏感元件292、298的例子包括PIN光电二极管、MIS光电传感器、光电 晶体管、光电导体、垂直和横向p-n结光电二极管、光电电容、pin结构的光电二极管、以及 雪崩光电二极管。光敏感元件292、298可以由诸如非晶硅、多晶硅、以及晶体硅这类非晶、 多晶或晶体形式在无机半导体中实现，光敏感元件292、298也可以按有机半导体或有机/ 无机组合实现。本领域技术人员公知的读出元件294、302的例子包括1晶体管无源像素电 路、2晶体管无源像素电路、3晶体管有源像素电路、4晶体管有源像素电路、共用晶体管有 源像素电路、光子计数像素电路、以及电荷耦合器件。
图7实施例的替代结构示于图8。该实施例中，成像装置318进一步包括第一光 屏蔽组件320，该第一光屏蔽组件320具有允许光从第一荧光屏组件272传导至第一光敏感 元件292的第一透过孔322 ；以及第二光屏蔽组件324，该第二光屏蔽组件324具有允许光 从第二荧光屏组件274传导至第二光敏感元件298的第二透过孔326。各光屏蔽层可以在 各孔322、326以外吸收或反射，可以由诸如金属这类无机材料、或诸如有机结合剂中的吸 收染料这类有机材料、或诸如有机结合剂中所含的颜料或碳这类组合所形成。
第一屏蔽组件320包括具有第一透过孔322的第一光阻挡层328以及绝缘层330。 同样，第二屏蔽组件324包括具有第二透过孔326的光阻挡层332以及绝缘层334。本领域 技术人员会意识到，绝缘层330、340可以在诸如屏蔽层328、332本身为绝缘这类成像装置 318的某些实施方案中不需要，而在其他实施方案中则可需要第二绝缘层以防止电气短路 或阻挡诸如钠这类杂质从较薄的透明基底扩散进入到成像阵列。屏蔽组件320、324可以是 吸收或反射性的。吸收方式的屏蔽组件降低来自闪烁荧光屏的光散射，由此以总体光收集效率降低为代价减少附近光电检测元件间的光色度亮度干扰(crosstalk)。吸收方式的屏 蔽组件由此以信号噪声比为代价对高空间频率响应优化总体性能。对于第一屏蔽组件320， 反射屏蔽组件使得入射到组件上的光反射回到较薄的透明基底。反射进入到基底中的光的 其中一部分可以在通过屏蔽组件中的某一个第一孔322传导之前经过反复的内反射。另一 部分可以从透明基底被传导进入到第一荧光屏组件272，其可以在此部位被吸收或散射进 入到屏蔽组件中的某一孔322中。反射方式的屏蔽组件由此以空间频率响应为代价对信号 噪声比进行优化。
图9示出图8中所示的成像装置318的特定实施方案，其中光敏感元件使用MIS 光电传感器。如上所述，成像装置318包括第一荧光屏组件272、第二荧光屏组件274、以及 成像阵列276。成像阵列276包括薄的透明基底286、主要对第一荧光屏278所发出的光敏 感的第一光电检测元件288、以及主要对第二荧光屏284所发出的光敏感的第二光电检测 元件290。第二光电检测元件290包括第二 MIS光电传感器344和第二 TFT读出元件346， 其中该MIS光电传感器主要对来自第二荧光屏282的光敏感。第一光电检测元件342包括 第一 MIS光电传感器348和第一 TFT读出元件350。第一 MIS光电传感器主要对来自第一 荧光屏278的光敏感。
继续参考图9，每个TFT读出元件346、350包括形成TFT栅极电极和栅极线的第 一金属层352 ；形成栅极绝缘体的绝缘层354 ；形成TFT沟道的内在非晶硅膜356 ；形成TFT 源极和漏极区域的包含η型掺杂的非晶硅膜358 ；形成源极和漏极触点的第三金属层360 ； 绝缘层362 ；以及形成数据线和TFT 346,350与光电检测元件344、348两者间互连的第四 金属层364。
第一MIS光电传感器348包括形成透明栅极电极的第二金属层366、形成栅极绝缘 体的绝缘层368、内在的非晶硅膜370、η掺杂的非晶硅膜372、形成与η掺杂的非晶硅膜的 触点的第三金属层374、绝缘层376、以及形成偏压线的第四金属层378。第二金属层366可 以形成有诸如ITO或IZO这类透明导体。第一 MIS光电传感器348中的第四金属层378形 成图案以便在MIS光电传感器的光电检测区域上留有金属，由此阻挡来自第二荧光屏282 的光传导进入到光电传感器中。由此第一 MIS光电传感器348主要是响应来自第一荧光屏 278的光，其可通过较薄的透明基底286和透明栅极电极366传导。
第二 MIS光电传感器344其构成与第一 MIS光电传感器348类似，包括形成栅极 电极的第二金属层382、形成栅极绝缘体的绝缘层384、内在非晶硅膜386、η掺杂的非晶硅 膜388、形成与η掺杂的非晶硅膜388的触点的第三金属层390、绝缘层392、以及形成偏压 线的第四金属层394。第三金属层390为透明的，允许来自第二荧光屏282的光传导进入到 第二 MIS光电传感器344中，而第二金属层382是不透明的，由此防止来自第一荧光屏278 的光被传导至第二 MIS光电传感器344。由此第二 MIS光电传感器344主要是对第二荧光 屏282敏感。
图10示出图8中所示的成像装置的扩展实施例，并图示所发出的光如何能够沿着 基底286散射。X射线400在第一荧光屏278中吸收，由此所发出的光402通过第一孔322 来到达与吸收X射线400的部位相对应的第一光敏感元件292。但一些所发出的光404在最 终通过各第一孔322中某一相邻孔之前经过沿着基底286的多重内反射和散射。这种光散 射由于所吸收的光与非对应部位所吸收的X射线相对应，因而可能造成相邻的光敏感元件292有错误信号产生。图11示出一种用于降低这种光散射的技术。在基底286中提供光阻 挡区域410的图案。光阻挡区域410可以通过光吸收着色剂从基底表面某一表面或两表面 热扩散进入到较薄的透明基底中来形成。美国专利4，621，271描述了一种着色剂从含着色 剂的施主薄板(donor sheet)进入到基底中的带图案的热传递方法。美国专利4，772，582 ； 4，973，572以及5，578，416描述了着色剂利用图案形式的激光曝光所产生的热量从施主薄 板经过带图案的激光转印转移至受主薄板所用的方法。作为替代，如美国专利4，399，209 ； 4，416，966 ；以及4，440，846所描述的那样，光吸收基底可以包含当经过图案形式的热曝光 或光曝光时释放着色剂或漂白预先存在的着色剂的光电有效成分。作为替代，基底可以由 诸如可形成光电图案的聚酰亚胺这类可形成光电图案的聚合物所形成，其接着通过化学显 影来形成可随后填有光吸收材料或光反射材料(诸如含着色剂的聚合物)、或填有反射粒 子或散射粒子、或填有沉积金属或镀层金属的沟道。作为替代，可以通过从带有图案的金属 籽层起进行金属电镀来形成限定光阻挡区域的金属格栅。带图案的格栅层可以接着包覆诸 如聚酰亚胺这类基本上透明的材料。
如图10中的情形，X射线412在第一荧光屏278中吸收，由此所发出的光414通 过一个第一孔322到达与吸收X射线400的位置相对应的第一光敏感元件292。但是如果 任何所发出的光416沿着基底286经过多重内反射和散射的话，这种经过散射的光遇到光 阻挡区域410，其防止散射的光到达各第一孔322的相邻孔。由于光散射的降低，因而准确 性有所提高。
图12中示出一替代的成像装置420。与图5中的实施例相同的特征由相同的参考 标号标注。该实施例中，成像阵列22所具有的各光电传感器按分开的基本上平 行的平面配 置。具体来说，第一平面428具有主要对第一荧光屏178所发出的光敏感的第一光敏感元 件(光电传感器)424，第二平面432具有的配置于第一平面428之上的主要对第二荧光屏 182所发出的光敏感的第二光敏感元件(光电传感器)426。成像阵列422包括薄的透明 基底186、基底186与第一荧光屏178的相反侧设置有第一光敏感元件424的第一平面428、 设置于第一平面428上的光阻挡层430、光阻挡层430与光敏感元件424的相反侧设置有第 二敏感元件426的第二平面432、以及分别用于第一和第二光敏感元件424、426的第一和第 二读出元件434、436。成像装置420中，读出元件434、436与第一光敏感元件424 —起设 置于第一平面428中。读出元件可作为替代处于第二平面432中或未图示的第三平面中。 第一光敏感元件424主要对来自第一荧光屏178的光敏感，而第二光敏感元件426主要对 来自第二荧光屏182的光敏感。如果光敏感元件424、426足以对来自其各自荧光屏的光进 行光吸收的话，则可以不需要光阻挡层430，因而只有小部分的来自第一荧光屏178的光通 过第一光敏感元件424传导至第二光敏感元件426，以及只有小部分的来自第二荧光屏182 的光通过第二光敏感元件426传导至第一光敏感元件424。
图13示出图12中所示的实施例的特定实施方案的部分分解剖视图。成像阵列 422包括透明基底186 ；第一平面428，该第一平面428包括设置于基底186与第一荧光 屏178的相反的侧的第一光敏感元件424(附图下面由括号标注)；光阻挡层430 ；第二平 面432，该第二平面432包括设置于光阻挡层430与第一光敏感元件424的相反的侧的的第 二光敏感元件426 (附图上面由括号标注)；以及分别用于光敏感元件424、426的读出元件 434、436(附图下面由括号标注)。[0073]继续参考图13，读出元件434、436优选为为TFT，光敏感元件424、426为MIS光 电传感器。每个TFT包括形成栅极电极和栅极线的第一金属层438 ；形成栅极绝缘体的 绝缘层440 ；形成沟道的内在非晶硅膜442 ；形成源极和漏极区域的包含η型掺杂的非晶硅 层444 ；形成源极触点和漏极触点的第三金属层446 ；绝缘层448 ；以及形成TFT至其各自的 MIS光电传感器424、426的互连并形成数据线的第四金属层450。主要是对来自第一荧光 屏178的光敏感的第一 MIS光电传感器424包括相对于第一屏178所发出的光透明的第 二金属层452 ；形成栅极绝缘体的绝缘层454 ；形成沟道区域的内在非晶硅层456 ；形成漏 极区域的含η型掺杂的非晶硅层458 ；形成漏极触点的第三金属层460 ；—部分绝缘层448 ； 形成TFT 436至MIS光电传感器424的互连并形成数据线的第四金属层450。绝缘层462 形成于读出元件和MIS光电传感器上。第二 MIS光电传感器426包括形成栅极电极的第 五金属层464 ；形成沟道区域的内在非晶硅膜466 ；含η型掺杂的非晶硅膜468 ；形成与第二 MIS光电传感器426的透明触点的第六金属层470 ；以及绝缘层472。在图13所示的实施 例中，层464至472在成像阵列的整个成像表面延展，由此允许几乎整个表面光电敏感。
图14示出适合读出图7至图13所示的成像阵列的成像阵列电路480的例子。每 个成像阵列包括按行484、486和列488、490配置的像素482 (由虚线框所示)；用于顺序 扫描行的电压源492、494;以及用于检测电荷的读出电路496。每个像素482包括第一光 敏感元件498和用以根据第一栅极线504的控制将光敏感元件与数据线502连接的相对应 的TFT开关500 ；以及第二光敏感元件506和用以根据第二栅极线510的控制将光敏感元件 与数据线502连接的相对应的TFT开关508。各行的第一和第二栅极线分别用电压源492、 494来偏压。光敏感元件曝光所产生的电荷由每条数据线上的读出电路496来检测。读出 电路496优选地包括运算放大器514、反馈电容516、以及开关518。X射线曝光期间，对栅 极线提供的偏压保持为负电压以使全部TFT开关截止。曝光之后，通过将偏压切换为正值， 在TFT源极和漏极两者间产生导通路径，由此将每列端部的电荷放大器与所选定的图像检 测元件连接，来对栅极线顺序寻址。电荷放大器检测光敏感元件上的电荷，随后栅极线返回 至负值，由此使之截止。可以使电荷放大器的输出经过数字化处理并得到存储。扫描全部 栅极线之后，可将表示第一和第二光敏感元件的图像平面组合来生成图像。
图7至图13的实施例中的闪烁荧光屏可以为常规的X射线像增强屏。增强 屏具有发光层，其中即时发光的荧光体在聚合物矩阵中作为颗粒散布，并具有诸如支持 层、保护外层、以及保持体这类的附加层。合适的即时发光荧光体是众所周知的，举例 来说为掺杂有稀土活化剂的稀土硫氧化物，例如Gd202S:Tb、钨酸钙、氧化钇、氟卤化钡 (bariumfluorohalide) > HfO2:Ti、HfGeO4:Ti、LuTa04、Gd2O3:Eu、La202S、LaOBr、CsI Tl、 YTaO4, Y2O2SiTb, CaffO4, BaFBr:Eu, LaOBr:Tm、或者其组合。也可使用不同荧光体的混合 物。所使用中值粒子尺寸(median particle size)通常在大约0. 5微米和大约40微 米之间。1微米和大约20微米之间的中值粒子尺寸，对于便于配方以及诸如速度、明 锐度、和噪声这类特性的优化来说较为理想。本实用新型实施例所用的闪烁荧光屏可 采用常规的涂层技术制备，其中荧光粉与树脂粘合剂材料溶液混合，利用诸如刮片涂 层这类方法涂覆到基底上。粘合剂可从对于X射线、激发、以及发光均透明的公知多 种的有机聚合物当中选择。本领域中常用的粘合剂包括聚乙烯醇的邻磺基苯甲酸缩 酸钠(sodium o-sulfobenzaldehyde acetal of poly (vinyl alcohol))；氯石黄化聚乙烯(chloro-sulfonated poly (ethylene))；大分子双酚聚碳酸酉旨(macromo Iecu Iar bisphenol poly (carbonates))与包含双酚碳酸酯和聚亚烷基氧的共聚物(copolymers comprising bisphenol carbonates andpoly (alkylene oxides))白勺 t昆合物)；可溶于 含水乙醇的尼龙(aqueousethanol soluble nylons)；聚(丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸 烷基酯)以及聚(丙烯酸烷基酯和甲基丙烯酸烷基酯与丙烯酸和甲基丙烯酸)的共聚物 (poly (alkyl acrylates and methacrylates)and copolymers ofpoly (alkyl acrylates and methacrylates with acrylic and methacrylicacid))；聚乙烯酉享缩丁酸(poly (vinyl butyral))；和聚氨酯弹性体(poly (urethane) elastomers)。但可采用任何常规荧光体与 粘合剂之比。一般来说，采用较高的荧光体与粘合剂之重量比时实现较薄的荧光层和较明 锐的图像。荧光体与粘合剂之比处于大约7 1至25 1范围内较为理想。增强屏不限 于使用晶体荧光体用于X射线至光的变换。举例来说，可使用闪烁玻璃或有机闪烁体。
本实用新型若干实施例在DR成像装置中采用多重闪烁体层，从而使得提高的信 号噪声比(SNR)和提高的调制传递函数(MTF)多少有些冲突的要求为最大。举例来说，图 12实施例中，荧光屏182具有比荧光屏178的厚度tl薄的厚度t2。由于本身具有较低的散 射，荧光屏182对分辨率和MTF进行了优化，而较厚的荧光屏178则对SNR进行了优化。举 例来说，荧光屏182其厚度可以为97微米(具有Gd202S:Tb达45. 3毫克/厘米2的覆盖重 量)，而荧光屏178其厚度可以为186微米(具有6(12023:113达82.7毫克/厘米2的覆盖 重量)。荧光屏182可以具有黑色、吸收材料的光控制层184，而荧光屏178可以具有黑色 吸收材料的光控制覆盖层180。采用通常X射线照相技术所用的典型X射线束，MTF会等于 50%的空间频率(f1/2)对于荧光屏182和荧光屏178来说分别为3. 8c/mm和2. 4c/mm。同 时，荧光屏178其X射线吸收效率为47%，而荧光屏182为29%。实际设计中，荧光屏178 的MTF会超过荧光屏182的MTF，使得荧光屏178其MTF为50%的空间频率(f1/2)高于荧 光屏182情形至少0. 5c/mm。另外，荧光屏182的X射线吸收效率会超过荧光屏178情形至 少10%。成像阵列422能够读出各荧光屏178、182所生成的图像，从而合成图像所能提供 的质量高于具有单一荧光屏的现有DR系统可提供的。
用于本实用新型各实施例中的荧光屏其材料组分可包括Gd202S:Tb、Gd202S:Eu、 Gd2O3Eu、La2O2S Tb、La2O2S, Y2O2S Tb、CsI Tl、CsI Na、CsBr Tl、NaI Tl、CaWO4、CaffO4 Tb、 BaFBr Eu、BaFCl Eu、BaSO4: Eu、BaSrS04、BaPbS04、BaAl12O19:Mn、BaMgAl10O17: Eu、Zn2SiO4:Mn、 (Zn, Cd) S Ag、LaOBr> LaOBr Tm、Lu2O2SEu、Lu2O2S Tb、LuTaO4^ HfO2 Ti、HfGeO4 Ti、YTaO4、 YTaO4 Gd、YTaO4 Nb、Y2O3 Eu、YBO3 Eu、YBO3 Tb、或(Y、Gd) BO3 Eu，其中一种或多种或者其组 合。举例来说，荧光屏178和182可以有相同或不同的材料组分。例如，荧光屏178和182 可以具有相同的荧光体材料但具有不同的粒子大小分布。荧光屏182上的荧光材料其粒 子大小的中值可以为大约1微米至大约5微米范围，而荧光屏178上的荧光材料其粒子大 小的中值可以为大约6微米至大约15微米范围。举例来说，用于本实用新型各实施例中的 荧光屏其重元素的原子数可以有所不同。例如，对于较高的X射线能量吸收来说，荧光屏 182所具有的组分中具有的元素其原子数可以高于荧光屏178所具有的组分中具有的元素 其原子数。举例来说，荧光屏182可以包含Gd202S:Tb，而荧光屏178则可以包含Y202S:Tb。 钆(Gd)原子数为64，而钇(Y)原子数为39。
而且，用于本实用新型各实施例的荧光屏其空间频率可以与按不同结构使用不同荧光材料的情形有所不同。举例来说，荧光屏182可以包括诸如CsI:Tl的柱状结构 的荧光体，而荧光屏178则可以包括诸如Gd2O2S = Tb的粉末荧光体。当在合适条件下蒸 发时，将有一层CsI以较高的填充密度按针状、紧密填充的晶体形式凝聚。这种柱状或 针状荧光体在本技术领域：
中是公知的。举例来说，参照ALN Stevels等人的“气相沉积 CsI:Na层应用于X射线成像器件的屏幕(VaporD印osited CsI:Na Layers =Screens for Application in X-Ray ImagingDevices)，，飞利浦石if 究报告(Philips Research Reports) 29 :353_362 (1974)；以及Τ. Jing等人“利用基底图案形成的CsI层中的增强柱状 结构(Enhanced Columnar Structure in CsI Layers by SubstratePatterning" IEEE 核 科学导报(IEEE Trans. Nucl.Sci.) 39 :1195-1198 (1992)。按照此形式，空间频率响应(或 分辨率)相对于相同厚度的粉末荧光屏来说有所提高，可能是因为与粉末荧光屏相比柱状 晶体使得光的正面散射有所增强。上述柱可以认为是起到将使得入射X射线的吸收所产生 的光子导向至柱的另一端的这种光纤光导作用。与粉末屏类似，使用反射背衬来通过使得 光子重新传导至出射面来最大化层的光收集能力。举例来说，荧光屏182可以具有厚度为 89微米的CsI: Tl层，而荧光屏178则可以具有厚度为93微米的Gd2O2S = Tb层。荧光屏182 的空间频率响应可以高于荧光屏178的空间频率响应。MTF等于50%的空间频率数值(f1/2) 对于荧光屏182和178来说分别为4. 7c/mm和3. 3c/mm。通常，按照本实用新型X射线辐射 入射到成像器件170、210、270、318、420或者其他的这一侧，该侧具有较薄的荧光屏，其较 为靠近X射线源使得较薄屏的MTF得到优化。X射线辐照也可以选择地入射到荧光屏的较 厚侧，使得较厚屏的SNR得到优化。
图5至图10、图12、以及图13的实施例的潜在的问题涉及在较薄的透明基底186、 230,286内的光散射。荧光屏往往具有1. 6或以上的光学折射率，而诸如塑料这类透明基底 具有通常在1. 46至1. 59范围内的较低折射率，非晶硅具有通常在2. 9至3. 7范围内的折 射率。结果是如同对图10和图11简要说明的那样，从荧光屏进入较薄的透明基底的光在 基底内经历多重内部反射，造成相邻像素之间的光交扰。由于荧光屏通常为扩散反射器，因 而反射角可能不等于屏-基底界面处的入射角。
该问题的一个解决方案在图11的实施例中有所披露。另一个解决方案示于图15 的实施例中，其中较薄的透明基底286由包含相当均勻密度的着色剂或光散射粒子的材料 所形成。举例来说，基底材料可以为聚酰亚胺，着色剂材料可以为炭粒子，或者光散射粒子 可以为二氧化钛。着色剂举例来说可在基底制造过程中添加。染料密度较好地是选择为获 得低吸收用于在闪烁体和光电传感器两者间直接跨基底进行传导的光，同时获得所需程度 的对经历全内部反射，由此从某一像素行进至相邻像素的光的交扰抑制。这至少是部分可 行，因为基底通常比像素间距薄。作为替代，可以使用光散射材料(诸如折射率不同于透明 基底的玻璃珠或聚合物珠)来替代着色剂来减小基底中的横向光通路。作为替代，可以在 基底中或基底上分散包含着色剂的微珠而非均勻的着色剂浓度。如图15所示，与就图10 图示和说明的散射体相比，光散射体404会有所减少。
图16中所示的另一个解决方案中，通过使用例如染料按图案加到基底某一侧或 两侧在基底286上形成光吸收表面边界530、532。染料浓度较好是调整为抑制光横向透射 通过边界区域，因而光散射体404有所减少。施主薄板至受主薄板的热染料转印为一个可 用于获得图案形式的吸收区域的工艺例子。举例来说，广泛用于数字打印校样和数字打印版的应用的激光热染料转印，可获得10微米或以下的线宽。着色剂的承接层例子包括聚 碳酸酯、聚氨酯、聚酯、聚氯乙烯、或其混合物。作为替代，可在诸如聚(醚砜)(poly (ether sulfone))或聚酰亚胺这类底衬的一侧或两侧包覆上述的着色剂承接材料。通过热能从施 主薄板转印的图案形式的着色剂可为可升华染料或无机着色剂。可升华染料的例子包括 诸如KTB黑146 (Nippon Kayaku有限公司产品)的蒽醌染料、诸如Sumickaron Diazo黑 5G(Sumit0m0化学有限公司产品)的偶氮染料。无机着色剂的例子则可为炭粒子。
图17所示的另一个解决方案中，着色剂分散进入到基底286的一个或者两个表面 形成分散层534、536。该实施例中，经历多重内部反射的光形成通过各分散层534、536的 多重通路，而从荧光屏278直接通过基底286透射至光电传感器292的光则仅形成一条通 路。该方式中，可在不至于对灵敏度造成不良影响的情况下降低各像素间的光散射。举例 来说，可以通过对与着色剂承接层相接触的含着色剂液体当中的着色剂的空间均勻性转印 或者通过从施主薄板热转印至承接层来形成基底中的着色剂图案。承接层、着色剂、以及染 料的例子如前一段落所述。作为替代，可利用包含诸如炭粒子的着色剂或诸如上面所述的 染料在内的诸如聚酰亚胺的结合剂在一个表面或两个表面上包覆诸如聚酰亚胺的基本上 光透明的基底材料。
本实用新型是具体参照其某些优选实施例而得到详细说明的，但会理解为对于本 领域普通技术人员来说可在不背离本实用新型范围的情况下在上面所述并在所附权利要 求书中表明的本实用新型保护范围内进行种种变化和修改。因而，所提供的是使用双闪烁 荧光屏的平板数字成像装置和方法。
权利要求
一种X射线照相成像装置，其特征在于包括具有第一厚度的第一闪烁荧光屏；具有第二厚度的第二闪烁荧光屏；设置于该第一屏和该第二屏之间的基底，该基底相对于用于该装置的X射线基本上透明；以及设置于该基底的第一侧面和该第一屏和第二屏中的一个之间的成像阵列，该成像阵列包括多个像素，每个像素包括至少一个光电传感器和至少一个读出元件。
2.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，该第一厚度和该第二厚度相同。
3.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，该基底具有小于该成像阵列的两个像素间 距的厚度，以减小该基底中的辐射散射和光管路透射。
4.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，每个像素包括至少第一光电传感器和第二 光电传感器，该第一光电传感器对来自该第一屏的光敏感，该第二光电传感器对来自该第 二屏的光敏感。
5.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，该基底对来自该第一屏和该第二屏其中之 一或两者的光透明。
6.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，该至少一个读出元件包括形成在该基底一 侧上的薄膜晶体管。
7.如权利要求
1所述的装置，其特征在于，其中该多个像素的至少一些光电传感器对来自该第一屏的光敏感，其他光电传感器对来自 该第二屏的光敏感；该第一屏包括具有第一原子数的元素的第一荧光材料； 该第二屏包括具有第二原子数的元素的第二荧光材料；该第一原子数超过该第二原子数，使得该第一荧光材料吸收X射线辐射的较高能量分量。
8.—种X射线照相成像装置，其特征在于包括 对用于该装置的X射线透明的基底；设置于该基底第一侧的具有第一厚度的第一闪烁荧光屏； 设置于该基底第二侧的具有第二厚度的第二闪烁荧光屏； 该基底对来自该第一屏和该第二屏的光基本上透明；以及 形成于该基底一侧的成像阵列，该成像阵列包括 主要对该第一屏所发出的光敏感的第一组光电传感器；以及 主要对该第二屏所发出的光敏感的第二组光电传感器。
9.如权利要求
8所述的装置，其特征在于，其中该第二组光电传感器和该第一组光电 传感器形成于分开的平面中。
10.如权利要求
8所述的装置，其特征在于，其中该第一组和该第二组光电传感器形成 于相同平面中。
专利摘要
一种X射线照相成像装置包括具有第一厚度的第一闪烁荧光屏和具有第二厚度的第二闪烁荧光屏。在第一屏和第二屏之间设置透明基底。基底一侧上形成的成像阵列包括多个光电传感器和读出元件阵列。
文档编号G21K4/00GKCN201662621 U发布类型授权 专利申请号CN 200920219252
公开日2010年12月1日 申请日期2009年9月28日
发明者J·约克斯顿, K·-L·叶, R·S·克尔, R·W·库尔平斯基, T·J·沃奇克, T·J·特雷威尔 申请人:卡尔斯特里姆保健公司导出引文BiBTeX, EndNote, RefMan