專利名稱：用于檢測(cè)輻射的輻射檢測(cè)器及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種能夠檢測(cè)輻射例如X射線并且能夠由此生成圖像數(shù)據(jù)的用于檢測(cè)輻射的裝置及方法。
背景技術(shù)：
數(shù)字輻射檢測(cè)裝置是如下設(shè)備:該設(shè)備通過X射線照射而在不需要膠片的情況下獲得人體內(nèi)部的信息，使用圖像檢測(cè)傳感器從所獲得的信息中檢測(cè)電圖像信號(hào)，并基于電圖像信號(hào)生成數(shù)字圖像。數(shù)字輻射檢測(cè)裝置主要分為直接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置和間接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置。直接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置通過使用非晶硒(a-Se)和薄膜晶體管(TFT)直接對(duì)通過照射人體而生成的電信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)。間接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置使用受光器例如電荷耦合器件(CCD)或光電二極管，由此從將輻射轉(zhuǎn)換成可見光的熒光體(例如，碘化銫)所發(fā)射的光中獲得輻射圖像。與直接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置相比，間接型數(shù)字輻射檢測(cè)裝置具有相對(duì)低的分辨率。使用TFT的傳統(tǒng)的輻射檢測(cè)裝置可能會(huì)導(dǎo)致相當(dāng)大的噪聲。輻射檢測(cè)裝置的尺寸越大，則生成的噪聲越大，且檢測(cè)量子效率越低。另外，由于面板中的每個(gè)像素都需要TFT，因此大規(guī)模制造輻射檢測(cè)裝置通常是困難且高成本的。技術(shù)問題需要一種能夠改進(jìn)輻射圖像的分辨率并且能夠有助于使裝置的制造簡(jiǎn)化的用于檢測(cè)輻射的裝置及方法。技術(shù)方案本發(fā)明提供一種能夠改進(jìn)輻射圖像的分辨率并且能夠有助于使裝置的制造簡(jiǎn)化的用于檢測(cè)輻射的裝置及方法。本發(fā)明的其他特點(diǎn)將在下述描述中闡明，并且將通過描述部分地變得明顯，或可以通過實(shí)施本發(fā)明來了解。有益效果根據(jù)示例性實(shí)施方式，本發(fā)明可以提供一種能夠改進(jìn)輻射圖像的分辨率并且能夠有助于使裝置的制造簡(jiǎn)化的用于檢測(cè)輻射的裝置及方法。


附圖示出了本發(fā)明的實(shí)施方式，并且與描述一起用于說明本發(fā)明的原理。附圖被包括以提供對(duì)本發(fā)明的進(jìn)一步理解，并且附圖結(jié)合在本說明書中且構(gòu)成本說明書的一部分。圖1是用于檢測(cè)輻射的示例性裝置的橫截面圖；圖2是用于說明圖1中示出的第一光電導(dǎo)層和第二光電導(dǎo)層的操作的電路圖；圖3是下述另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置的橫截面圖，該裝置使用等離子顯示面板(PDP)；
圖4A至圖4E是用于說明下述另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置的操作的橫截面圖，該裝置包括金屬層作為電荷俘獲層；圖5A至圖是用于說明下述另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置的操作的橫截面圖，該裝置包括介電層作為電荷俘獲層；圖6A至圖6D是用于說明下述另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置的操作的橫截面圖，該裝置包括金屬層和介電層的組合作為電荷俘獲層；以及圖7是檢測(cè)輻射的示例性方法的流程圖。最佳實(shí)施方式在一個(gè)一般性方面中，本發(fā)明公開了一種用于檢測(cè)輻射的裝置，該裝置包括:上電極層，該上電極層傳輸福射；第一光電導(dǎo)層，該第一光電導(dǎo)層在暴露于福射時(shí)變得有光電導(dǎo)性，并從而在該第一光電導(dǎo)層中生成電荷；電荷俘獲層，該電荷俘獲層將在第一光電導(dǎo)層中生成的電荷俘獲在該電荷俘獲層中并且該電荷俘獲層用作為浮動(dòng)電極；第二光電導(dǎo)層，該第二光電導(dǎo)層在暴露于后光時(shí)變得有光電導(dǎo)性，以用于讀出輻射圖像；下透明電極層，該下透明電極層被充以被俘獲在電荷俘獲層中的電荷；后光發(fā)射單元，該后光發(fā)射單元以像素為單位將后光經(jīng)由下透明電極層施加到第二光電導(dǎo)層；以及數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元從下透明電極層讀出對(duì)應(yīng)于被俘獲在電荷俘獲層中的電荷的信號(hào)，并基于所讀出的信號(hào)生成輻射圖像。在另一個(gè)一般性方面中，本發(fā)明還公開了一種用于檢測(cè)輻射的方法，該方法由用于檢測(cè)輻射的裝置執(zhí)行，該裝置包括:上電極層，該上電極層傳輸輻射；第一光電導(dǎo)層，該第一光電導(dǎo)層在暴露于福射時(shí)變得有光電導(dǎo)性，并從而在該第一光電導(dǎo)層中生成電荷；電荷俘獲層，該電荷俘獲層將在第一光電導(dǎo)層中生成的電荷俘獲在該電荷俘獲層中并且該電荷俘獲層用作為浮動(dòng)電極；第二光電導(dǎo)層，該第二光電導(dǎo)層在暴露于后光時(shí)變得有光電導(dǎo)性，以用于讀出輻射圖像；下透明電極層，該下透明電極層被充以被俘獲在電荷俘獲層中的電荷；以及后光發(fā)射單元，該后光發(fā)射單元以像素為單位將后光經(jīng)由下透明電極層施加到第二光電導(dǎo)層。該方法包括:在將高電壓施加到上電極層的情況下，在暴露于福射時(shí)在第一光電導(dǎo)層中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷；將正電荷和負(fù)電荷彼此分離，并且使正電荷和負(fù)電荷分別朝向上電極層和電荷俘獲層移動(dòng)；將正電荷或負(fù)電荷俘獲在電荷俘獲層中；將上電極層連接至接地源，并在暴露于后光時(shí)在第二光電導(dǎo)層中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷；以及從下透明電極層讀出對(duì)應(yīng)于被俘獲在電荷俘獲層中的電荷的信號(hào)，被俘獲在電荷俘獲層中的電荷源于第二光電導(dǎo)層。應(yīng)該理解的是，前面的一般性描述和下面的詳細(xì)描述二者都是示例性的和說明性的，并且意在為所要求保護(hù)的本發(fā)明提供進(jìn)一步的說明。本發(fā)明的實(shí)施方式在下文中參照附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行更充分地描述，所述附圖中示出了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實(shí)施，而不應(yīng)理解為限于此處闡明的實(shí)施方式。而且，提供這些實(shí)施方式以使得本公開內(nèi)容是全面的且將本發(fā)明的范圍充分地傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在附圖中，為清楚起見會(huì)將層和區(qū)域的尺寸和相對(duì)尺寸放大。在附圖中，同樣的附圖標(biāo)記表示同樣的元件。圖1是用于檢測(cè)輻射的示例性裝置10的橫截面圖。參照?qǐng)D1，裝置10可以包括:上電極層101、第一光電導(dǎo)層102、電荷俘獲層103、第二光電導(dǎo)層104、下透明電極層105和數(shù)據(jù)處理單元200。上電極層101可以將從外部源入射在其上的輻射傳輸至第一光電導(dǎo)層102。輻射的示例包括但不限于X射線、阿爾法射線和伽瑪射線。第一光電導(dǎo)層102可以在暴露于由上電極層101傳輸至其的輻射時(shí)變得有光電導(dǎo)性。換言之，第一光電導(dǎo)層102可以在暴露于福射時(shí)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷(即，空穴和電子)。由第一光電導(dǎo)層102生成的電荷的量可以與被傳輸至第一光電導(dǎo)層102的輻射的強(qiáng)度成比例。如果在上電極層101上放置有對(duì)象(例如，人體)，則到達(dá)第一光電導(dǎo)層102的輻射的量會(huì)根據(jù)該對(duì)象的組成而變化。第一光電導(dǎo)層102可以由非晶硒(a-Se)、As2Se3或含石棉(As)的a-Se化合物形成。電荷俘獲層103可以將在第一光電導(dǎo)層102中生成的正電荷和負(fù)電荷俘獲在電荷俘獲層103中，并且電荷俘獲層103可以由此用作為浮動(dòng)電極。更具體地，電荷俘獲層103可以阻塞從第一光電導(dǎo)層102收集的并且積聚在第一光電導(dǎo)層102與電荷俘獲層103之間的電荷。電荷俘獲層103可以包括金屬層、介電層或其組合。第二光電導(dǎo)層104可以在暴露于后光時(shí)變得有光電導(dǎo)性，以用于讀出輻射圖像。第二光電導(dǎo)層104可以在暴露于后光時(shí)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。在第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷的量可以與傳輸至第二光電導(dǎo)層104的后光的強(qiáng)度成比例。第二光電導(dǎo)層124可以由a-Se、As2Se3或包含砷的a_Se化合物形成。這里使用的術(shù)語“后光”表示從裝置10的相對(duì)于輻射的方向來說的對(duì)側(cè)照射的光。后光源的示例包括但不限于能夠以像素為單位施加光的各種光源系統(tǒng)，例如液晶顯示器(IXD)、等離子體顯示面板(PDP)、發(fā)光二極管(LED)、場(chǎng)發(fā)射顯示器(FED)和激光光源。下透明電極層105可以被充以被俘獲在電荷俘獲層103中的電荷。下透明電極層105可以由透明材料形成，并且會(huì)由此能夠使后光穿過其被傳輸至第二光電導(dǎo)層104。更具體地，下透明電極層105可以由透明材料例如銦錫氧化物(ΙΤ0)或銦鋅氧化物(ΙΖ0)形成。當(dāng)在第二光電導(dǎo)層104中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷時(shí),下透明電極層105就可以被充以與被俘獲在電荷俘獲層103中的電荷的極性相反的極性的電荷。數(shù)據(jù)處理單元200可以讀出對(duì)應(yīng)于在下透明電極層105中的電荷的信號(hào)，并且可以由此生成輻射圖像。圖1示出了裝置10的對(duì)應(yīng)于像素的部分的結(jié)構(gòu)。由此，在裝置10中，數(shù)據(jù)處理單元200可以以像素陣列中的像素或像素行或像素列為單位讀出信號(hào)，并且可以由此獲得整個(gè)輻射圖像。圖2是用于說明以電荷俘獲層103置于其間的方式堆疊的第一光電導(dǎo)層102和第二光電導(dǎo)層104的操作的電路圖。參照?qǐng)D2，當(dāng)由上電極層101將輻射傳輸至第一光電導(dǎo)層102時(shí),會(huì)在第一光電導(dǎo)層102中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。響應(yīng)于施加到上電極層101的高電壓例如4kV，會(huì)在上電極層101中生成電場(chǎng)。然后，在第一光電導(dǎo)層102中的正電荷和負(fù)電荷可以朝向相反的方向移動(dòng)。因此，正電荷或負(fù)電荷可以被俘獲在電荷俘獲層103中。更具體地，如果將負(fù)電壓施加到上電極層101，那么第一光電導(dǎo)層102中的正電荷會(huì)朝向上電極層101移動(dòng)，而光電導(dǎo)層102中的負(fù)電荷會(huì)朝向電荷俘獲層103移動(dòng)。參照?qǐng)D2，以電荷俘獲層103置于其間的方式堆疊的第一光電導(dǎo)層102和第二光電導(dǎo)層104可以用作為串聯(lián)連接的電容器。電容C和能量W之間的關(guān)系可以由下面的公式來定義:妒= +Π/2。由于第一光電導(dǎo)層102的電荷量Q1與第二光電導(dǎo)層104的電荷量Q2
相同，因此.少Γ 二2^:"，其中，C1和C2分別表不第一光電導(dǎo)層102的電容和第二光電導(dǎo) LL
層104的電容,V1和V2分別表不第一光電導(dǎo)層102的電壓和第二光電導(dǎo)層104的電壓。另
夕卜，由于C = 與以及V = Ed,所以去= ]-s0AE；d2，其中，(I1和d2分別表示第一光a22
電導(dǎo)層102的厚度和第二光電導(dǎo)層104的厚度，E1和E2分別表不施加到第一光電導(dǎo)層102
的電場(chǎng)和施加到第二光電導(dǎo)層104的電場(chǎng)。第一光電導(dǎo)層102的厚度(I1可以比第二光電
導(dǎo)層104的厚度d2大很多。例如，第一光電導(dǎo)層102的厚度(I1可以是大約500 μ m,而第二
光電導(dǎo)層104的厚度d2可以是大約7μπι至12μπι。由此，施加到第二光電導(dǎo)層104的電場(chǎng)
E2的幅值可以大于施加到第一光電導(dǎo)層102的電場(chǎng)E1的幅值。在圖像記錄操作期間，可以
將高電壓施加到上電極層101，而在輻射圖像讀出操作期間，可以將接地電壓施加到上電極
層101。因此，裝置10中生成的電場(chǎng)的大部分可以施加到第二光電導(dǎo)層104。參照?qǐng)D2，在第一光電導(dǎo)層102中生成的電荷(不管是正電荷還是負(fù)電荷)可以被電荷俘獲層103與第一光電導(dǎo)層102之間的能魚阻塞。即使在被電荷俘獲層103阻塞的情況下，如果因?yàn)槔珉妶?chǎng)的變化或電荷俘獲層103外部的溫度的變化而導(dǎo)致能壘變低，那么電子仍然可以躍過能壘。然而，因?yàn)槭┘拥降谝还怆妼?dǎo)層102的電場(chǎng)比施加到第二光電導(dǎo)層104的電場(chǎng)弱得多，所以沒有足夠的外部能量使得第一光電導(dǎo)層102中生成的電荷躍過能壘。由此，第一光電導(dǎo)層102中生成的電荷可以被電荷俘獲層103高效地阻塞。如果在負(fù)電荷被電荷俘獲層103阻塞時(shí)將后光施加到第二光電導(dǎo)層104，則會(huì)在第二光電導(dǎo)層104中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。在這種情況下，第二光電導(dǎo)層104中的正電荷會(huì)朝向電荷俘獲層103移動(dòng)，由此可以使得電荷俘獲層103的表面被電中和。第二光電導(dǎo)層104中的負(fù)電荷可以朝向下透明電極層105移動(dòng)，且由此受到輻射圖像讀出操作。簡(jiǎn)而言之，在電荷俘獲層103中俘獲的負(fù)電荷可以被讀出，并且可以對(duì)讀出的負(fù)電荷進(jìn)行圖像處理，從而獲得輻射圖像。在電荷俘獲層103與第一光電導(dǎo)層102之間的界面處的能帶可以取決于電荷俘獲層103的傳導(dǎo)材料的功函數(shù)與第一光電導(dǎo)層102的功函數(shù)之間的差，并可以根據(jù)電荷俘獲層103的以及第一光電導(dǎo)層102的物理屬性例如厚度和電阻率來調(diào)整。為了在暴露于福射時(shí)將電荷完全俘獲在電荷俘獲層中，電荷俘獲層103可以形成為金屬層、介電層或其組合。更具體地，電荷俘獲層103可以通過使用銀(Ag)、銅(Cu)、金(Au)、鋁(Al)、鈣(Ca)、鎢(W)、鋅(Zn)、鎳(Ni)、鐵(Fe)、鉬(Pt)、錫(Sn)、鉛(Pb)、錳(Mn)、康銅、汞(Hg)、鎳鉻合金、碳(C)、鍺(Ge)、硅(Si)、玻璃、石英、聚對(duì)苯二甲酸乙二酯(PET)或聚四氟乙烯而被形成為金屬層?？商鎿Q地，電荷俘獲層123可以通過使用有機(jī)介電材料例如苯并環(huán)丁烯(BCB)、聚對(duì)二甲苯、a-C:H(F)、聚酰亞胺(PI)、聚芳醚(polyarylene ether)或氟化無定形碳(fluorinated amorphous carbon)、無機(jī)介電材料例如Si02、Si3N4、聚倍半娃氧燒(polysilsequioxane)或甲基娃燒(methyl silane)、或多孔介電材料例如干凝膠/氣凝膠(xetogel/aerogel)或聚己酸內(nèi)酯(PCL)而被形成為介電層。與電荷俘獲層103由摻雜半導(dǎo)體形成的情況相比，通過將電荷俘獲層103形成為金屬層、介電層或其組合，可以簡(jiǎn)化電荷俘獲層103的制造，將第一光電導(dǎo)層102中生成的電荷高效地俘獲在電荷俘獲層103中，并且降低了制造裝置10所需的時(shí)間和成本。由此，可以改進(jìn)輻射圖像的分辨率并且使裝置10的制造簡(jiǎn)化。圖3是另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置20的橫截面圖，該裝置使用等離子顯示面板(PDP)。參照?qǐng)D3,裝置20可以包括上電極層101、第一光電導(dǎo)層102、電荷俘獲層103、第二光電導(dǎo)層104、下透明電極層105、中間基底106和roPlKLPDPllO、下透明電極層105、第二光電導(dǎo)層104、電荷俘獲層103、第一光電導(dǎo)層102和上電極層101可以順序地堆疊。中間基底106可以支承上電極層101、第一光電導(dǎo)層102、電荷俘獲層103、第二光電導(dǎo)層104和下透明電極層105，且中間基底106可以由例如玻璃形成。上電極層101、第一光電導(dǎo)層102、電荷俘獲層103、第二光電導(dǎo)層104和下透明電極層105與圖1示出的其各自對(duì)應(yīng)部分相同，由此將省略其詳細(xì)的描述。PDPllO可以提供等離子體光作為后光。ropiio可以包括第一基底111、多個(gè)障壁112、氣體層113、多個(gè)熒光體層114、絕緣層115、多個(gè)電極116和第二基底117。第一基底111和第二基底112可以彼此面對(duì)。障壁112可以將胞狀結(jié)構(gòu)限定在第一基底111與第二基底112之間。更具體地，障壁112可以形成在第一基底111與絕緣層115之間并且可以由此形成密封的胞狀結(jié)構(gòu)。障壁112可以限定TOPllO的多個(gè)像素。障壁112可以防止像素間的串?dāng)_?？梢愿鶕?jù)像素的形狀以各種形狀例如2方向形狀(2-directional shape)、6方向形狀以及8方向形狀形成障壁112。障壁112可以確定ropiio的分辨率?？梢允褂门c用于制造典型的rop的方法相同的方法形成障壁112。為了增加每個(gè)像素對(duì)輻射的反應(yīng)面積，可以適當(dāng)?shù)卣{(diào)整障壁112的面積和高度。氣體層113可以布置在由每個(gè)障壁112形成的胞狀結(jié)構(gòu)內(nèi)的內(nèi)腔中，并可以發(fā)生等離子體放電。可以將由氣體層113生成的等離子體光提供給下透明電極層105。熒光體層114可以反射由氣體層113生成的等離子體光，并且會(huì)由此使得高強(qiáng)度的等離子體光能夠被提供給下透明電極層105。熒光體層114可以形成在絕緣層115與障壁112之間。熒光體層114可以是可選的。絕緣層115可以形成在第二基底117上作為介電層。絕緣層115可以防止以像素為單位布置的電極116短路，并且還可以防止泄漏電流。電極116可以將用于生成等離子體的能量傳輸給氣體層113。圖4A至圖4E是用于說明另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置20的操作的橫截面圖，該裝置包括金屬層103-1作為電荷俘獲層。除了裝置30包括由金屬形成的金屬層103-1夕卜，裝置30可以與圖3示出的裝置20相同。在圖4A至圖4E中，加號(hào)“ + ”表示正電荷，負(fù)號(hào)表不負(fù)電荷。參照?qǐng)D4A，當(dāng)將輻射例如X射線施加到裝置30時(shí)，輻射可以通過上電極層101傳輸至第一光電導(dǎo)層102,在第一光電導(dǎo)層102中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。當(dāng)將高電壓HV施加到上電極層101時(shí)，正電荷和負(fù)電荷可以彼此分離并且會(huì)朝向相反的方向移動(dòng)。更具體地，如果將負(fù)電壓施加到第一光電導(dǎo)層102,那么第一光電導(dǎo)層102中的正電荷可以朝向上電極層101移動(dòng)，且第一光電導(dǎo)層102中的負(fù)電荷可以朝向金屬層103-1移動(dòng)。朝向金屬層103-1移動(dòng)的負(fù)電荷可以被俘獲在金屬層103-1中。換言之,在第一光電導(dǎo)層102中生成的負(fù)電荷可以朝向金屬層103-1移動(dòng)，并從而可以在第一光電導(dǎo)層102與金屬層103-1之間的界面處積聚。積聚在第一光電導(dǎo)層102和金屬層103-1之間的負(fù)電荷可以被施加到第一光電導(dǎo)層102的弱電場(chǎng)阻塞，如以上參照?qǐng)D2所描述的那樣。如果在裝置30上放置有對(duì)象(例如，人體)，由于通過該對(duì)象傳輸?shù)妮椛淞扛鶕?jù)對(duì)象的組成和形狀而變化，所以在第一光電導(dǎo)層102中生成的正電荷和負(fù)電荷的量和被俘獲在金屬層103-1中的負(fù)電荷的量也可以根據(jù)對(duì)象的組成和形狀而變化。因此，被俘獲在金屬層103-1中的負(fù)電荷的量可以對(duì)應(yīng)于由裝置30記錄的輻射圖像。當(dāng)負(fù)電荷被俘獲在金屬層103-1中時(shí),第二光電導(dǎo)層104可以用作為電容器。因此，參照?qǐng)D4B，下透明電極層105可以被充以正電荷。更具體地，下透明電極層105可以被充以一定數(shù)目的正電荷，其中，該數(shù)目對(duì)應(yīng)于被俘獲在金屬層103-1中的負(fù)電荷的數(shù)目。下文將詳細(xì)地描述輻射圖像讀出操作。如果ropiio的像素陣列中的第一行像素打開，則可以從第一行像素發(fā)射等離子體光。等離子體光可以通過下透明電極層105傳輸，并且可以由此到達(dá)第二光電導(dǎo)層104。由于等離子體光，所以在第二光電導(dǎo)層104中具體地在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第一行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。參照?qǐng)D4C,第二光電導(dǎo)層104中的正電荷可以被電吸引至被俘獲在金屬層103-1中的負(fù)電荷，第二光電導(dǎo)層104中的負(fù)電荷可以被電吸引至下透明電極層105中的正電荷。因此，第二光電導(dǎo)層104中的正電荷和負(fù)電荷可以彼此分離。此后，參照?qǐng)D4D，由于下透明電極層105中的正電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出由第二光電導(dǎo)層104根據(jù)第一行像素生成的負(fù)電荷。然后，所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。由于被俘獲在金屬層103-1中的負(fù)電荷，所以第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷可以朝向金屬層103-1移動(dòng)，并從而金屬層103-1可以被電中和。此后，參照?qǐng)D4E，第一行像素可以關(guān)閉，第二行像素可以打開。然后，第二行像素可以發(fā)射等離子體光。由于等離子體光，所以在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷可以分別被電吸引至金屬層103-1和下透明電極層105，并且可以由此而彼此分離。由于下透明電極層105中的正電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分來的負(fù)電荷。然后，所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。此后，也可以對(duì)第三行像素進(jìn)行與對(duì)第一行像素和第二行像素進(jìn)行的操作相同的操作。因此，可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第三行像素的部分來的負(fù)電荷。然后，所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。通過對(duì)ropiio中的所有行的像素進(jìn)行上述操作，如果在裝置30上放置有對(duì)象，那么就可以獲得該對(duì)象的輻射圖像。圖5A至圖是用于說明另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置40的操作的橫截面圖，該裝置包括介電層103-2作為電荷俘獲層。除了裝置40包括介電材料103-2作為電荷俘獲層外，裝置40與圖3示出的裝置20相同。參照?qǐng)D5A，當(dāng)將輻射例如X射線施加到裝置40時(shí)，輻射可以通過上電極層101傳輸至第一光電導(dǎo)層102,在第一光電導(dǎo)層102中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。當(dāng)將高電壓HV施加到上電極層101時(shí)，正電荷和負(fù)電荷可以彼此分離并且會(huì)朝向相反的方向移動(dòng)。更具體地，如果將負(fù)電壓施加到第一光電導(dǎo)層102,那么第一光電導(dǎo)層102中的正電荷可以朝向上電極層101移動(dòng)，且第一光電導(dǎo)層102中的負(fù)電荷可以朝向介電層103-2移動(dòng)。由于負(fù)電荷朝向介電層103-2移動(dòng)，所以介電層103-2會(huì)被極化，且在介電層103-2中會(huì)生成偶極子。介電層103-2中的偶極子可以以圖5B示出的方式排列。由于偶極子在介電層103-2中的排列的模式，所以下透明電極層105可以被充以正電荷，具體地被充以與介電層103-2中有的偶極子一樣多的正電荷。下文將詳細(xì)描述圖像讀出操作。可以將上電極層101連接至接地源。然后，如果I3DPllO中的第一行像素打開，則可以從第一行像素發(fā)射等離子體光。等離子體光可以通過下透明電極層105傳輸，并且可以由此到達(dá)第二光電導(dǎo)層104。參照?qǐng)D5C，在暴露于從第一行像素發(fā)射的等離子體光時(shí)，在第二光電導(dǎo)層104中具體地在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第一行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷可以分別被電吸引至介電層103-2和下透明電極層105，并且可以由此而彼此分離。參照?qǐng)D5D，由于下透明電極層105中的正電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第一行像素的部分來的負(fù)電荷。然后,所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。由于介電層103-2中的偶極子，所以第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷可以朝向介電層103-2移動(dòng)。此后，第一行像素可以關(guān)閉，第二行像素可以打開。然后，第二行像素可以發(fā)射等離子體光。由于等離子體光，所以在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。在第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷可以分別被電吸引至金屬層103-1和下透明電極層105，并且可以由此而彼此分離。由于下透明電極層105中的正電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分來的負(fù)電荷。然后，所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。此后，也可以對(duì)第三行像素進(jìn)行與對(duì)第一行像素和第二行像素進(jìn)行的操作相同的操作。因此，可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第三行像素的部分來的負(fù)電荷。然后，所讀出的負(fù)電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。通過對(duì)I3DPllO中的所有行的像素進(jìn)行上述的操作，如果在裝置40上放置有對(duì)象，那么就可以獲得該對(duì)象的輻射圖像。圖6A至圖6D是用于說明另一用于檢測(cè)輻射的示例性裝置50的操作的橫截面圖，該裝置包括一起用作為電荷俘獲層的金屬層103-2和介電層103-2 二者。除了裝置50包括金屬層103-1和介電材料103-2作為電荷俘獲層外，裝置50與圖3示出的裝置20相同。參照?qǐng)D6A，當(dāng)將輻射例如X射線施加到裝置50時(shí)，輻射可以通過上電極層101傳輸至第一光電導(dǎo)層102,在第一光電導(dǎo)層102中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。當(dāng)將高電壓HV施加到上電極層101時(shí)，正電荷和負(fù)電荷可以彼此分離并且會(huì)朝向相反的方向移動(dòng)。更具體地，如果將負(fù)電壓施加到第一光電導(dǎo)層102,那么第一光電導(dǎo)層102中的正電荷可以朝向上電極層101移動(dòng)，且第一光電導(dǎo)層102中的負(fù)電荷可以朝向介電層103-2移動(dòng)。
由于負(fù)電荷朝向介電層103-2移動(dòng)，所以介電層103-2會(huì)被極化，且在介電層103-2中會(huì)生成偶極子。介電層103-2中的偶極子可以以圖6B示出的方式排列。由于偶極子在介電層103-2中的排列的模式，所以金屬層103-1可以被充以正電荷。由于金屬層103-1中的正電荷，所以下透明電極層105可以被充以負(fù)電荷。更具體地，下透明電極層105可以被充以與介電層103-2中有的偶極子一樣多的負(fù)電荷。下文將詳細(xì)描述輻射圖像讀出操作?？梢詫⑸想姌O層101連接至接地源。然后，如果I3DPllO中的第一行像素打開，則可以從第一行像素發(fā)射等離子體光。等離子體光可以通過下透明電極層105傳輸，并且可以由此到達(dá)第二光電導(dǎo)層104。參照?qǐng)D6C，在暴露于從第一行像素發(fā)射的等離子體光時(shí)，在第二光電導(dǎo)層104中具體地在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第一行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。在第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷可以分別被電吸引至金屬層103-1和下透明電極層105，并且可以由此而彼此分離。參照?qǐng)D6D，由于在下透明電極層105中的負(fù)電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第一行像素的部分來的正電荷。然后，所讀出的正電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。此后，第一行像素可以關(guān)閉，第二行像素可以打開。然后，第二行像素可以發(fā)射等離子體光。由于等離子體光，所以在第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分中會(huì)生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷。在第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷和負(fù)電荷可以分別被電吸引至金屬層103-1和下透明電極層105，并且可以由此而彼此分離。由于下透明電極層105中的負(fù)電荷，所以可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第二行像素的部分來的正電荷。然后，所讀出的正電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。此后，也可以對(duì)第三行像素進(jìn)行與對(duì)第一行像素和第二行像素進(jìn)行的操作相同的操作。因此，可以由數(shù)據(jù)處理單元200讀出從第二光電導(dǎo)層104的對(duì)應(yīng)于第三行像素的部分來的正電荷。然后，所讀出的正電荷可以受到由數(shù)據(jù)處理單元200進(jìn)行的圖像處理。通過對(duì)I3DPllO中的所有行的像素進(jìn)行上述的操作，如果在裝置50上放置有對(duì)象，那么就可以獲得該對(duì)象的輻射圖像。圖7是檢測(cè)輻射的示例性方法的流程圖。參照?qǐng)D7，可以將高電壓施加到上電極層101 (710)，可以將輻射施加到上電極層101 (720)。可以在第一光電導(dǎo)層102中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷(730)。正電荷和負(fù)電荷可以彼此分離，且正電荷和負(fù)電荷可以分別朝向上電極層101和電荷俘獲層103移動(dòng)。因此，正電荷或者負(fù)電荷可以積聚在電荷俘獲層103中(740)。更具體地，如果將負(fù)電壓施加到上電極層101，則負(fù)電荷可以被俘獲在電荷俘獲層103中，并從而下透明電極層105可以被充以與被俘獲在電荷俘獲層103中的電荷的極性相反的極性的電荷?？梢酝Ｖ箤⒏唠妷菏┘拥缴想姌O層，并且可以將上電極層101連接至接地源(750)。此后，如果施加后光例如等離子體光(760)，則可以在第二光電導(dǎo)層104中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷(770)。此后，由于第二光電導(dǎo)層104中的正電荷或負(fù)電荷，所以可以從下透明電極層105讀出對(duì)應(yīng)于被俘獲在電荷俘獲層103中的電荷的信號(hào)(780)。此后,可以基于讀出的信號(hào)生成輻射圖像(790)。更具體地,如果電荷俘獲層103包括介電層,則電荷俘獲層103可以由于第一光電導(dǎo)層102中的正電荷或負(fù)電荷而被極化，并從而可以在電荷俘獲層103中生成并且排列偶極子。由于偶極子在電荷俘獲層103中的排列的模式，所以下透明電極層105可以被充以電荷，并從而第二光電導(dǎo)層104中的正電荷或負(fù)電荷可以被吸引至下透明電極層105。這樣，可以從下透明電極層105讀出反映了偶極子在電荷俘獲層103中的排列的信號(hào)。可替換地，如果電荷俘獲層103包括介電層和金屬層，且介電層和金屬層分別與第一光電導(dǎo)層102和第二光電導(dǎo)層104接觸,貝U介電層可以由于被俘獲在電荷俘獲層103中的正電荷或負(fù)電荷而被極化，并從而可以在介電層中均勻地生成并且排列偶極子。金屬層可以根據(jù)偶極子在介電層中的排列的模式而被充以電荷。因此，下透明電極層105可以被充以與金屬層中的電荷例如正電荷的極性相反的極性的電荷。在輻射圖像讀出操作期間，在暴露于后光時(shí)在第二光電導(dǎo)層104中生成的正電荷可以被吸引至下透明電極層105，并從而可以從下透明電極層105讀出反映了偶極子在介電層中的排列的信號(hào)或?qū)?yīng)于金屬層中的電荷的信號(hào)。上述方法和/或操作可以被記錄、存儲(chǔ)或安裝在一個(gè)或多個(gè)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)中，該計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)包含要由計(jì)算機(jī)實(shí)現(xiàn)的程序指令以使得處理器運(yùn)行或執(zhí)行程序指令。該介質(zhì)還可以單獨(dú)地或以與程序指令組合的方式包含數(shù)據(jù)文件、數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)等。計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)的示例包括:磁性介質(zhì)，例如硬盤、軟盤和磁帶；光學(xué)介質(zhì)，例如CD ROM盤和DVD ;磁光介質(zhì)，例如光盤；以及專門配置以存儲(chǔ)并執(zhí)行程序指令的硬件裝置，例如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)、閃存等。程序指令的示例包括:例如由編譯器產(chǎn)生的機(jī)器代碼，以及包含可以由計(jì)算機(jī)通過使用解釋器來運(yùn)行的較高級(jí)代碼的文件。所述硬件裝置可以被配置成作為一個(gè)或多個(gè)軟件模塊以執(zhí)行上述操作和方法，或反之亦然。另外，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)可以分布在通過網(wǎng)絡(luò)而連接的計(jì)算機(jī)系統(tǒng)中，并且計(jì)算機(jī)可讀代碼或程序指令可以以分散型方式被存儲(chǔ)和運(yùn)行。如以上所明顯地描述的，可以提供一種能夠改進(jìn)輻射圖像的分辨率并且能夠有助于使裝置的制造簡(jiǎn)化的用于檢測(cè)輻射的裝置及方法。對(duì)本領(lǐng)域普通技術(shù)人員而言明顯的是，在不偏離本發(fā)明的精神或范圍的情況下可以對(duì)本發(fā)明做出各種修改和變化。因此，意在于本發(fā)明涵蓋本發(fā)明的各種修改和變化，只要這些修改和變化在所附權(quán)利要求及其等價(jià)方案的范圍內(nèi)即可。
權(quán)利要求
1.一種用于檢測(cè)輻射的裝置，所述裝置包括: 上電極層，所述上電極層傳輸福射； 第一光電導(dǎo)層，所述第一光電導(dǎo)層在暴露于所述輻射時(shí)變得有光電導(dǎo)性，并從而在所述第一光電導(dǎo)層中生成電荷； 電荷俘獲層，所述電荷俘獲層將在所述第一光電導(dǎo)層中生成的所述電荷俘獲在所述電荷俘獲層中并且所述電荷俘獲層用作為浮動(dòng)電極； 第二光電導(dǎo)層，所述第二光電導(dǎo)層在暴露于后光時(shí)變得有光電導(dǎo)性，以用于讀出輻射圖像； 下透明電極層，所述下透明電極層被充以被俘獲在所述電荷俘獲層中的所述電荷；以及 后光發(fā)射單元，所述后光發(fā)射單元以像素為單位將所述后光經(jīng)由所述下透明電極層施加到所述第二光電導(dǎo)層。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，還包括:數(shù)據(jù)處理單元，所述數(shù)據(jù)處理單元從所述下透明電極層讀出對(duì)應(yīng)于被俘獲在所述電荷俘獲層中的所述電荷的信號(hào)，并基于所讀出的信號(hào)生成輻射圖像。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電荷俘獲層包括金屬層。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電荷俘獲層包括介電層。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述電荷俘獲層包括金屬層和介電層。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，所述后光發(fā)射單元包括:兩個(gè)基底，所述兩個(gè)基底彼此面對(duì)；多個(gè)障壁，所述障壁將胞狀結(jié)構(gòu)限定在所述兩個(gè)基底之間；氣體層，所述氣體層布置在所述胞狀結(jié)構(gòu)內(nèi)部的內(nèi)腔中并且發(fā)射等離子體光；以及等離子體顯示面板(PDP)，所述等離子體顯示面板將所述等離子體光提供給所述下透明電極層作為所述后光。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的裝置，其中，在將所述電荷俘獲在所述電荷俘獲層中期間，高電壓被施加到所述上電極層，以及在從所述下透明電極層讀出電荷期間，所述上電極連接至接地源。
8.—種檢測(cè)輻射的方法，所述方法由用于檢測(cè)輻射的裝置執(zhí)行，所述裝置包括:上電極層，所述上電極層傳輸福射；第一光電導(dǎo)層，所述第一光電導(dǎo)層在暴露于所述福射時(shí)變得有光電導(dǎo)性，并從而在所述第一光電導(dǎo)層中生成電荷；電荷俘獲層，所述電荷俘獲層將在所述第一光電導(dǎo)層中生成的所述電荷俘獲在所述電荷俘獲層中并且所述電荷俘獲層用作為浮動(dòng)電極；第二光電導(dǎo)層，所述第二光電導(dǎo)層在暴露于后光時(shí)變得有光電導(dǎo)性，以用于讀出輻射圖像；下透明電極層，所述下透明電極層被充以被俘獲在所述電荷俘獲層中的所述電荷；以及后光發(fā)射單元，所述后光發(fā)射單元以像素為單位將所述后光經(jīng)由所述下透明電極層施加到所述第二光電導(dǎo)層，所述方法包括: 在將高電壓施加到所述上電極層的情況下，在暴露于福射時(shí)在所述第一光電導(dǎo)層中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷； 將所述正電荷和所述負(fù)電荷彼此分離，并且使所述正電荷和所述負(fù)電荷分別朝向所述上電極層和所述電荷俘獲層移動(dòng)； 將所述正電荷或所述負(fù)電荷俘獲在所述電荷俘獲層中； 將所述上電極層連接至接地源，并在暴露于所述后光時(shí)在所述第二光電導(dǎo)層中生成成對(duì)的正電荷和負(fù)電荷；以及 從所述下透明電極層讀出對(duì)應(yīng)于被俘獲在所述電荷俘獲層中的所述電荷的信號(hào)，被俘獲在所述電荷俘獲層中的所述電荷源于所述第二光電導(dǎo)層。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，還包括:基于所讀出的信號(hào)生成輻射圖像。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述電荷俘獲層包括金屬層。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述電荷俘獲層包括介電層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，所述讀出信號(hào)包括: 通過在正電荷或負(fù)電荷朝向所述電荷俘獲層移動(dòng)時(shí)使所述介電層極化來在所述介電層中生成并且排列偶極子；以及 使用從所述第二光電導(dǎo)層傳輸?shù)乃鲭姾蓙韽乃鱿峦该鲗幼x出對(duì)應(yīng)于所述偶極子在所述介電層中的排列的信號(hào)。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述電荷俘獲層包括金屬層和介電層。
14.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其中，所述讀出信號(hào)包括: 如果所述電荷俘獲層包括金屬層和介電層，并且所述介電層和所述金屬層分別與所述第一光電導(dǎo)層和所述第二光電導(dǎo)層接觸，則通過在正電荷或負(fù)電荷朝向所述電荷俘獲層移動(dòng)時(shí)使所述介電層極化來在所述介電層中生成并且排列偶極子； 給所述金屬層充以對(duì)應(yīng)于所述偶極子在所述電荷俘獲層中的排列的電荷； 給所述下透明層充以與給所述金屬層充的電荷的極性相反的極性的電荷；以及 從所述下透明層讀出對(duì)應(yīng)于所述偶極子在所述介電層中的排列或給所述金屬層充的電荷的信號(hào)。
全文摘要
公開了一種能夠提高圖像分辨率并且改進(jìn)復(fù)雜的制造過程的用于檢測(cè)輻射的輻射檢測(cè)器及方法。該輻射檢測(cè)器包括上電極層，該上電極層傳輸輻射；第一光電導(dǎo)層，該第一光電導(dǎo)層借助于輻射而呈現(xiàn)光電導(dǎo)性；電荷俘獲層，該電荷俘獲層使得由于第一光電導(dǎo)層處的光電導(dǎo)性而產(chǎn)生的電荷被俘獲，并且該電荷俘獲層作用為浮動(dòng)電極；第二光電導(dǎo)層，該第二光電導(dǎo)層通過讀取后光來呈現(xiàn)光電導(dǎo)性；下透明電極層，該下透明電極層被充以由電荷俘獲層俘獲的電荷；以及后光發(fā)射單元，該后光發(fā)射單元以像素為單位將后光通過下透明電極層施加到第二光電導(dǎo)層。其中，本發(fā)明包括數(shù)據(jù)處理單元，該數(shù)據(jù)處理單元根據(jù)后光的照射從下透明電極層讀取對(duì)應(yīng)于被俘獲在電荷俘獲層中的電荷的信號(hào)，并通過使用所讀取的信號(hào)生成輻射圖像。
文檔編號(hào)G01T1/24GK103140943SQ201080069395
公開日2013年6月5日 申請(qǐng)日期2010年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月30日
發(fā)明者金重奭, 高秉薰, 文范鎮(zhèn), 尹楨起 申請(qǐng)人:迪邇科技