具有上部透明电极的光电阵列装置的制作方法

通常，在间接x射线检测的情况中，闪烁体(CsI:Tl，或硫氧化钆或“Gadox”)通过粘附耦合薄膜来偶联板，所述板检测闪烁体发射的可见光子，此时后者被x射线光子辐射。

该板由包括多至数百万像素的活性矩阵阵列构成。各像素包含至少一个光电二极管和一个薄膜晶体管(TFT)。光电二极管包括2个电极，允许对其施加偏压：置于板的介质基片上的底部电极，以及在基质对面的顶部电极。各光电二极管的电极(通常是底部电极)通过薄膜晶体管连接列导体，其门由行导体驱动。随后连接列和行导体的网络接触再分布垫，所述垫位于矩阵阵列外部。这样，通过连接外部垫与以合适读取顺序(séquences)配置的电路板，可能单独读取各像素并因而重构二维(2D)图像。另一电极(通常是顶部电极)连接偏压，这对所有像素而言相同。

活性矩阵阵列可基于有机或无机光电二极管，但后者通常由硅构成。

一方面，有机光电二极管具有通过湿沉积技术能在大面积上产生的优势，另一方面，具有仅需要低热预算的优势，从而允许其与许多现有矩阵阵列技术结合(hybrider)(整合)：a-Si:H(非晶硅)、IGZO(氧化铟镓锌)、OTFT(有机TFT)、CMOS等，以及与刚性(玻璃)基底或柔性(塑料)基底结合(整合)。图1A显示有机光电二极管的活性矩阵阵列的一部分的剖视图。此图中，标记S标出基底，其是电介质(或覆盖有介电层)；标记EI和ES分别标出顶部和底部光电二极管电极；标记STA标出活性光电二极管结构(本案中，多层或层，其是有机的，或更通常地，其包含含有至少一种有机材料的至少一个层)；标记TFT标出薄膜晶体管。应注意，光电二极管不需彼此物理隔离，从而活性结构STA可以是连续的。同样，可使用单一顶部电极ES。

图1B显示无机光电二极管的活性矩阵阵列的一部分的剖视图，例如，所述无机光电二极管由硅构成。此时，光电二极管必须彼此物理隔离；因此，活性结构STA和顶部电极ES都不是连续的。为确保顶部电极的多个部分处于相同电势，其通过金属总线(bus)BS互连，BS一般平行于列导体。这些总线在至少一个末端连接在一起，随后通过一个或多个接触再分布垫连接外部电路(见图4A-4E，标记PRC)。

以下主要考虑有机光电二极管矩阵阵列的情况，但本发明也应用于无机光电二极管的情况。

为使空间分辨率最大化，入射光一般从顶部电极侧到达，因此，其必须在该光波长下透明或半透明。在无机光电二极管的情况中，总线BS不透明，但足够窄仅吸收小部分入射光。

多种半透明和导电的顶部电极配置已用于活性矩阵阵列背景，所述阵列与机光电二极管平面(un niveau de photodiodes organiques)偶联：

·金属层，薄到足以半透明(例如2nm Ca-10nm Ag)；然而，所得透射率不是很令人满意，通常低于60％；

·通过湿加工沉积的ITO(氧化铟锡)；然而，所得电阻率太高(约1MΩ/□)；

·有机导体PEDOT:PSS(聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸盐))；如果需要维持高透射率(80％或更高)，电阻率依然高(至少50Ω/□)。

在无机光电二极管的情况中，最常使用由ITO制成的顶部电极。再一次，电阻率太高，尽管其低于有机光电二极管的情况。

采用PEDOT:PSS的配置有利，特别是在有机光电二极管的情况中。特定地，顶部电极使用PEDOT:PSS允许产生具有逆结构的有机光电二极管堆，其中顶部电极起阳极作用。此类结构允许装置的稳定性/可靠性增加。此外，矩阵阵列上方具有阳极在x射线检测器背景中是有利的，只要现有x射线检测器的读取电子设备配置成收集来自底部电极(阴极)的电子和来自顶部电极(阳极)的空穴(trous)。

另一方面，PEDOT:PSS的电阻率高于金属，这可能引起在矩阵阵列读出期间于图像中产生人工制品。此外，此相对于金属更高的电阻率趋向于限制PEDOT:PSS仅用于小面积装置；然而，很需要大面积x射线检测器(100cm²或更多)。

为允许PEDOT:PSS用于大面积装置，一种解决方案(源自无机太阳能电池，并且也在有机太阳能电池装置(对于其而言，大面积装置是必要的)背景下开发)是使用导线的网GR，其电阻率低于PEDOT:PSS，所述网置于PEDOT:PSS层表面之上或之下(图2)。此情况中，流过PEDOT:PSS的电荷转至最近网点并最终流过后者，只要其电阻更低。除了其降低顶部电极电阻率的能力，显然是空间定位的网允许顶部电极连接外部电路，就像接触再分布垫。因此，网可具有双重功能，即减少顶部电极电阻率和连接顶部电极与外部电路。这些网一般本质上是金属。其可如下沉积：通过蒸发、溅射或电沉积，或微流动，或者通过印刷导电油墨，例如Ag油墨，通过丝网印刷。一般，此网用不透光的材料产生；然而，其具有许多空区(没有材料)的网结构允许顶部电极在其覆盖区域中平均保持良好透射率。网的导线通常宽度约数微米(μm)到数百微米。

在x射线检测器情况中在顶部电极上使用这类网是不利的。具体地，网导线的尺寸与像素尺寸具有相同数量级(～80-150μm)。因此，由网占据的区会(完全或部分)遮挡某些像素，具有使矩阵阵列区域某些区失活的无法接受的影响。这可参见图2的右侧。

本发明旨在克服现有技术的上述缺点。更具体地，旨在减轻由用于产生活性矩阵阵列的电极的透明导电材料(尤其是PEDOT:PSS、ITO)电阻率引起的缺点，同时保持最大透射率。目前为止，仅考虑x射线成像仪的情况，但所述问题也影响光学成像仪(不包括闪烁体)。根据本发明，通过使用由基底支撑而没有活性结构干涉的高导电(且可能不透明)的“网”实现此目的。此网可由基底直接支撑，或者完全或部分位于薄膜晶体管(其不直接参与检测光并因而形成“盲”区)上。其可位于活性结构下，或不存在活性结构的装置外周区域中。任何情况下，其通过垂直互连连接透明的顶部电极。

因此，本发明主题是矩阵阵列光电装置，包含：

-电绝缘基底，在其一个表面上携带底部电极的矩阵阵列；

-活性结构，设置在所述底部电极矩阵阵列上方，所述结构适于检测光；

-和至少一个顶部电极，位于所述活性结构上方，所述顶部电极对由活性结构发射或检测的光是透明的；

还包含至少一个导电元件，其由基底支撑而没有所述活性结构干涉，且其通过至少一个垂直互连连接所述顶部电极，所述导电元件的电阻率低于所述顶部电极；

其中从具有选定的功函数值的材料形成所述垂直互连或各所述垂直互连，由此穿过顶部电极和至少最接近所述垂直互连的底部电极施加势差可导致出现势垒，所述势差允许所述活性结构检测所述光，所述势垒防止寄生(parasites)电荷经活性结构注入所述底部电极。

通过阅读参考附图给出的描述，本发明的其它特征、细节和优势是明显的，所述附图分别通过举例和展示给出：

-图3和4A-4E，根据本发明第一实施方案的矩阵阵列光电装置的多个变体；

-图5A-5C，根据本发明第二实施方案的矩阵阵列光电装置的多个变体；

-图6A和6B，根据本发明第三实施方案的一个变体的装置；

-图6C，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；

-图7A和7B，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；

-图7C，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；

-图8，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；

-图9A-9B，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；

-图10，根据本发明所述第三实施方案的另一个变体的装置；和

-图11，基于图6A和6B装置的x射线成像仪。

图3显示根据本发明第一实施方案的矩阵阵列光电装置的剖视图。所述装置的结构类似如上所述的图1A所示结构：包括基底S，其为电绝缘的(或通过介电层使其绝缘)，其表面上沉积了形成矩阵阵列的底部电极EI；连接电极的薄膜晶体管TFT；覆盖底部电极矩阵阵列的有机光电二极管型的活性结构STA(光转换层或结构)；和透明顶部电极ES，其由例如PEDOT:PSS构成。其与图1A装置的区别在于，存在由基底S表面支撑的导电元件C2，所述导电元件C2通过由导电材料构成的垂直互连IV电性连接顶部电极ES。

导电元件C2的位置超出被底部电极矩阵阵列MEI占据的周界，并采用金属总线的形式，金属总线沿着(longe)此矩阵阵列的所有或一些周界。优选地，其可位于矩阵阵列MEI与接触再分布垫PRC之间(图4A-4E)。一般，矩阵阵列是矩形，但不必定。因此，在矩阵阵列是矩形的情况中，元件C2沿着矩阵阵列至少一边的全部或其中一些(图4A)。优选地，其沿着矩阵阵列的两边(图4B)。在某些情况中，其可沿着(longer)矩阵阵列的三边(图4C)或甚至完全包围矩阵阵列(图4D)。优选地，总线C2连续，尽管其可能局部间断(如果有特定需求要其如此)；此情况中，顶部电极确保不连续区C21,C22,C23的电连续性(图4E)。任何情况中，总线/导电元件C2与至少一个接触再分布垫形成电接触，从而使得可能在该处施加电压，所述电压传输到顶部电极。有利地，顶部电极与总线/导电元件C2之间的电阻低于或等于20Ω。

对于有284.16mm x 230.88mm面积活性矩阵阵列的x射线检测板，总线C2有利地是L型，即其沿着矩阵阵列两边，总线C2与PEDOT:PSS顶部电极之间的接触面积包括140mm²-600mm²。此面积优选是520mm²。

在图3的实施方案中，所述垂直互连IV延伸越过活性结构STA的边面，且如果未采取预防，会发生从垂直互连通过活性层进入附近的底部电极中的电荷的寄生注射。为避免此情况，对于构成垂直互连的材料，可以选择具有选定功函数的材料，即由此当装置偏置以确保其正常操作时(如果是光电二极管问题，则反向偏置，即在阳极上的负偏压并接地阴极)，在垂直互连与结构STA之间形成势垒，防止从垂直互连注入载体(porteurs)到所述结构STA。此势垒高度必须为至少0.3eV且优选至少0.5eV。更具体地：

-如果活性结构STA形成光电二极管且顶部电极ES是此光电二极管的阳极，垂直互连与活性结构之间的势垒必须大到足以在顶部电极为负偏压且在暗处时，防止电子从垂直互连注入到多层结构。

-如果活性结构STA形成光电二极管且顶部电极ES是此光电二极管的阴极，垂直互连与活性结构之间的势垒必须大到足以在顶部电极为正偏压且在暗处时，防止空穴从垂直互连注入到多层结构。

如果垂直互连由与顶部电极ES相同的材料(例如PEDOT:PSS)制成，这些条件自动符合，该解决方法从技术角度看也是最简单的实施方案。

作为一个变体或另外地，垂直互连可与活性结构物理隔离，例如通过沟槽或绝缘材料。

当然，以下条件也必须符合以避免短路：

-元件C2必须不与底部电极EI或与列和行导体直接电接触；和

-顶部电极ES必须不与底部电极EI或与列和行导体直接电接触。

这用于本发明的所有实施方案。

根据本发明的此实施方案的矩阵阵列检测器在(0.7x 311.4x 251.4mm)玻璃板上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由a-Si:H TFT构成，各a-Si:H TFT连接具有由ITO构成的表面的底部电极EI。矩阵阵列间距是148μm。在其表面上，以L型导电总线C2给矩阵阵列两边(行接触再分布垫的边和列接触再分布垫的边)为界(bordée)(见图4B)，C2由多层100nm Cr和20nm ITO构成。Cr确保总线的机械粘附和总线的导电性，而ITO确保与顶部电极电接触。总线的宽度是1mm，在列垫边上的L的臂长是231mm且行垫边上的L的臂长是290mm。总线连接矩阵阵列外部的接触再分布垫。总线与矩阵阵列边缘之间的距离是3mm。通过矩阵阵列底部电极表面上的阴极溅射沉积30nm的ZnO层，以减少ITO的功函数到适合阴极的水平。ZnO从矩阵阵列突出0.5mm。接着，在溶剂1,2-二氯苯中通过旋转涂覆沉积形成活性结构STA的光转换层，在加温退火后其干燥厚度为400nm。此层是电子供体材料(聚[2,1,3-苯并噻二唑-4,7-二基[4,4-双(2-乙基己基)-4H-环戊并[2,1-b:3,4-b']二噻吩-2,6-二基]]，称为PCPDTBT)和电子受体材料([6,6]-苯基-C61-丁酸-甲酯，称为[60]PCBM)的纳米结构混合物，质量比是1:1。光转换层覆盖所有矩阵阵列并在超过ZnO层处1mm停止。PEDOT:PSS层随后通过旋转涂覆在光转换层上沉积以形成顶部电极ES。此PEDOT:PSS层厚度为300nm，电阻率为240Ω/□，在520nm波长处的透射率为92％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成闪烁体的发射。由PEDOT:PSS构成的顶部电极ES与Cr-ITO总线在为此目的提供的(prévueàcet effet)所有表面接触。由屏障压敏粘合剂(PSA)和屏障膜构成且具有75μm总厚度的封装随后在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层STA和形成顶部电极ES的PEDOT:PSS层)遮盖的所有区域。(30μm厚的)双面粘合剂在屏障膜表面上层压。然后，CsI:Tl闪烁体在此粘合剂上层压，其纤维在铝基底上生长。基底边缘通过沉积含硅粘合剂的珠来钝化。板的两边上的接触再分布垫通过联合各向异性导电膜(ACF)粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许获取数字图像。

图5A-5C显示本发明第二实施方案的3个变体的矩阵阵列光电装置的剖视图。如图3的情况，垂直互连IV连接透明的顶部电极ES与导电元件C2，C2沉积在基底上并位于底部电极的矩阵阵列外部。然而，与图3的情况不同，活性结构STA覆盖导电元件C2，并因此被垂直互连IV穿过。

在此实施方案中，重要的是确保活性结构STA底部(接近基底)与导电元件C2(其处于顶部电极ES电势)之间直接接触不引起寄生电流经活性层流到附近底部电极。这可具体以三种方式完成，由图5A-5C阐明。

第一，垂直互连IV(其根据图3如上解释，具有选定功函数以防止任何寄生电荷注入)可宽于导电元件C2的未绝缘的上表面以使后者与活性结构STA物理隔离。图5A阐明此可能性。

第二，介电层CD2可覆盖导电元件C2上表面以使其对活性结构STA绝缘。此介电层被垂直互连IV穿过。图5B阐明此可能性。

第三，导电元件C2可由材料(例如：在顶部电极ES起阳极作用的情况中是Au)构成，该材料具有选定功函数以允许出现与活性结构STA的势垒，就像垂直互连的材料。图5C阐明此可能性。

在如图5A-5C所述的本发明第二实施方案的这3个变体中，导电元件C2的边缘覆盖有薄介电层CD1，其非必要但当水平C2不是在矩阵阵列最后制造步骤中产生时一般存在。

本发明此实施方案的矩阵阵列检测器，更精确地，如图5B的配置，在(0.7x 311.4x 251.4mm)玻璃板上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由IGZO TFT构成，各IGZO TFT连接具有由Cr构成的表面的底部电极EI。矩阵阵列间距是80μm。在其表面上，以L型导电总线C2给矩阵阵列的两边(行接触再分布垫的边和列接触再分布垫的边)做边，C2由100nm TiW和100nm ITO多层构成。TiW确保总线的机械粘附和其导电性；ITO确保与顶部电极电接触。总线的宽度是1mm，列垫边上L的臂长是231mm且行垫边上L的臂长是290mm。总线在10个位置中连接矩阵阵列外部的接触再分布垫。总线与矩阵阵列边缘之间的距离是2mm。在提供用于接触顶部电极的区中，总线覆盖有1μm厚度的有机介电层CD2(负型光刻抗蚀剂)。在溶剂均三甲苯中通过涂覆操作沉积光转换层，其在加温退火后的干燥厚度为200nm。此层是电子供体材料(区域规则性(régio-régulier)聚(3-己基噻吩)，称为RR-P3HT)和电子受体材料(二[1,4]亚甲基亚萘基[1,2:2',3'；56,60:2”,3”][5,6]富勒烯-C60-Ih(di[1,4]methanonaphthaleno[1,2:2',3'；56,60:2”,3”][5,6]fullerène-C60-Ih)，称为ICBA)的纳米结构混合物，质量比是1:2。光转换层覆盖所有矩阵阵列和外周总线表面。圆形通孔的直径为300μm且间隔也为300μm并且其通往总线C2的ITO层，通过光转换层和来自总线表面的SU8抗蚀剂的激光烧蚀(248nm准分子激光，450mJ脉冲)形成，旨在接触顶部电极。接着，PEDOT:PSS层通过旋转涂覆在光转换层上沉积以形成所述顶部电极ES。PEDOT:PSS层厚度为300nm，电阻率240Ω/□，在520nm波长处的透射率92％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成的闪烁体的发射。PEDOT:PSS通过提供给此末端的通孔与TiW-ITO总线接触。由屏障粘合剂和屏障膜构成且具有75μm总厚度的封装在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层STA和PEDOT:PSS层)遮盖的所有区域。(30μm厚)双面粘合剂层压到屏障膜表面上。然后，Gadox闪烁体层压到此粘合剂上。基底边缘通过沉积硅珠来钝化。板两边上的接触再分布垫通过联合ACF粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许获取数字图像。

图6A-10阐明本发明第三实施方案的多个变体，其中垂直互连IV穿过活性结构STA并与一个或多个导电元件C2接触，C2位于底部电极EI和晶体管TFT的活性矩阵阵列内部。如在上面考虑的实施方案中，所述总线/导电元件C2或各总线/导电元件C2与至少一个接触再分布垫电连接，从而允许对其施加电压，该电压传输到顶部电极。上述防护措施旨在防止从垂直互连寄生注入载体到活性结构中，对导电元件C2亦然。

有利地，此实施方案预备使用形成网的多个连接元件C2，所述网跟随矩阵阵列网，即行和/或列的网。优选地，接触垂直互连的导电元件C2通过与列平行的总线BI连接在一起。这些与列平行的总线随后在列末端电连接在一起，并在矩阵阵列周边连接一个或多个接触再分布垫。总线与矩阵阵列的列和行电分离。其围绕像素或行或列的数据包。数据包意味着约1、10、100、1000、10000、100000、1000000、10000000或更多像素或行或列的组。

图6A(顶视图)和6B(沿A-A切割的横截面)阐明以下情况：元件C2设置在晶体管TFT上方并由介电材料CD4与后者和活性结构STA分开，CD4可与用于产生绝缘层CD2的材料相同，或是不同材料。此实施方案具有以下优势：不减少活性矩阵阵列有用面积和因而不减少产生或检测光的有效性。此情况中，可以直到每个像素匹配一个元件C2，但优选地，每100、1000或甚至10,000像素或更多的数据包会有一个元件C2。

图6C显示的装置类似图6A和6B的装置，但其中介电层CD3用于防止元件C2与活性结构STA之间的任何直接接触。此装置在(0.7x 311.4x251.4mm)玻璃板上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由a-Si:H TFT构成，各TFT连接表面由AI构成的底部电极EI。矩阵阵列间距是150μm。导电元件C2的次级网络整合入矩阵阵列内部。此网络不与行和列电连接，但连接矩阵阵列外部的10个接触再分布垫。其采用与列平行的总线BI形式。每10列有一个总线BI，各总线BI由100个垂直互连IV与顶部电极连接。网络C2是厚度为100nm/20nm的Cr/ITO双层。为产生导电元件C2，使用像素中被TFT占据的区域。专用于接触再分布区的各Cr/ITO像素段用厚度500nm的介电抗蚀剂SU8(图中的标记CD3)钝化，以防止与随后沉积的光转换层(活性结构STA)的任何直接接触。接着，在溶剂氯苯中通过旋转涂覆沉积光转换层STA，其在加温退火后的干燥厚度为600nm。此层是电子供体材料(PCDTBT)和电子受体材料([60]PCBM)的纳米结构混合物，质量比是1:1。通过激光烧蚀(248nm准分子激光，450mJ脉冲)形成穿过光转换层和SU8介电抗蚀剂的通孔，以使得可能形成各元件C2的ITO与顶部电极之间的电接触。接着，形成顶部电极ES的PEDOT:PSS层通过夹缝式涂覆沉积在光转换层上。PEDOT:PSS层厚度为1.1μm，电阻率为50Ω/□，在520nm波长处的透射率为73％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成的闪烁体的发射。PEDOT:PSS经通孔与元件C2接触。由屏障PSA和屏障膜构成且具有75μm总厚度的封装在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层和PEDOT:PSS层)遮盖的所有区域。(30μm厚)双面粘合剂在屏障膜表面上层压。然后，CsI:Tl闪烁体在此粘合剂上层压，其纤维在铝基底上生长。基底边缘通过沉积硅珠来钝化。板两边上的接触再分布垫通过联合ACF粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许能获取数字图像。图7A(顶视图)和7B(沿A-A切割的横截面)阐明以下情况：元件C2设置在底部电极EI中的孔O中。此孔优选占据的面积不大于底部电极面积的10％。图7B显示连接顶部电极ES与元件C2的垂直互连IV宽到足以防止此元件与活性结构STA之间的任何接触。埋入使元件C2连接在一起的互连总线BI：其直接沉积在基底S上，而底部电极EI、元件C2和活性结构STA在其上沉积的介电层CDI上方产生。垂直互连IV2穿过此介电层以连接元件C2与总线BI。如图6A-6C的情况，可以直到每个像素匹配一个元件C2，但优选地，每1000或甚至10,000像素或更多的数据包会有一个元件C2。顶部电极与接触再分布垫之间的电阻随着元件C2数目增加而减少，但各元件C2侵占底部电极区域并因此降低矩阵阵列装置产生或检测光的有效性。

图7C显示的装置类似图7A和7B，其中介电层CD3用于防止元件C2与活性结构STA之间的任何直接接触。

图8涉及以下情况：“牺牲”活性矩阵阵列的一个或多个底部电极EI以为导电元件C2留出空间。在图中所述示例中，一个电极EI被一个分离的导电元件C2取代；其它情况中，多个连续电极EI可以被多个导电元件取代。通常，每1000或甚至10,000像素或更多的数据包有一个接触区，由一个或多个连续元件C2形成。顶部电极与接触再分布垫之间的电阻随着元件C2数目增加而减少，但每个元件C2取代一个底部电极并因此降低矩阵阵列装置产生或检测光的有效性。软件校正可能会且有利地用于图像后续处理以防止矩阵阵列的这些“死”像素出现在图像中。这些校正类型为本领域技术人员已知。例如，牺牲的像素可由人工像素取代，所述人工像素具有的电流水平对应于其最近邻读取的平均电流水平。

此类的矩阵阵列装置在(0.7x 311.4x 251.4mm)玻璃板上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由a-Si:H TFT构成，各TFT连接表面由FTO(氟掺杂氧化锡)组成的底部电极EI。矩阵阵列间距是150μm。从元件C2和互连总线BI形成的次级网络整合入矩阵阵列内部。所述总线与列平行，各总线通过垂直互连连接顶部电极。各元件C2取代活性矩阵阵列的一个电极，因此需要牺牲一个像素。元件C2和总线BI形成自厚度为100nm/20nm的Cr/ITO双层。其次，在溶剂氯苯中通过旋转涂覆沉积光转换层STA，其在加温退火后的干燥厚度为600nm。此层是电子供体材料(PCDTBT)和电子受体材料([60]PCBM)的纳米结构混合物，质量比是1:1。通孔在各牺牲的像素中打开以能在元件C2的ITO与顶部电极之间形成接触区。穿过光转换层和SU8介电抗蚀剂的通孔通过激光烧蚀(248nm准分子激光，450mJ脉冲)形成，以使得可能形成元件C2的ITO与顶部电极之间的接触区。通孔面积大于元件C2的未钝化面积，以避免寄生注入载体到活性结构中。通孔穿过光转换层。通孔通过光刻产生，使用Orthogonal销售的含氟抗蚀剂，货号OSCoR4000。通过在等离子体中蚀刻光转换层(80mT,100sccm O2,400W,1000s)，打开通孔。抗蚀剂随后在特定溶剂(剥离器)中移出。接着PEDOT:PSS层通过夹缝式涂覆沉积在光转换层上以形成顶部电极。PEDOT:PSS层厚度为1.1μm，电阻率为50Ω/□，在520nm波长处的透射率为73％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成的闪烁体的发射。PEDOT:PSS经通孔与导电元件C2接触。由屏障粘合剂和薄玻璃构成且具有65μm总厚度的封装在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层和PEDOT:PSS层)覆盖的所有区域。(30μm厚)双面粘合剂在屏障膜表面上层压。然后，CsI:Tl闪烁体在其上层压，闪烁体的纤维在铝基底上生长。基底边缘通过沉积硅珠来钝化。板两边上的接触再分布垫通过联合ACF粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许获取数字图像。图9A(顶视图)和9B(沿A-A切割的横截面)阐明以下情况：元件C2侵占底部电极区域部分，优选不大于该区域20％或甚至10％。更具体地，元件C2占据位于底部电极边缘上的孔O。

如图6A-6C和7A-7C的情况，可以直到每个像素匹配一个元件C2，但优选地，每1000或甚至10,000像素或更多的数据包一个元件C2。顶部电极与接触再分布垫之间的电阻随着元件C2数目增加而减少，但各元件C2侵占底部电极区域并因此降低矩阵阵列装置产生或检测光的有效性。

图9B显示埋入导电元件C2(和互连总线BI，后者未显示)：其直接在基底S上沉积，而在其上沉积的介电层CDI上产生底部电极EI和活性结构STA。晶体管TFT直接在基底上、在各电极EI下产生，从而不侵占其区域。

此类的矩阵阵列装置在(0.125x 311.4x 251.4mm)PET所构成的塑料基底上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由有机TFT(OTFT)构成，各自连接表面由AZO(铝掺杂氧化锌)构成的底部电极EI。矩阵阵列间距是150μm。元件C2和总线BI形成的次级网络整合入矩阵阵列内部。此网络不与行和列电连接，但连接矩阵阵列外部的4个接触再分布垫。总线BI与列平行：每100列有一个且各通过3个垂直互连IV连接顶部电极。元件C2和总线BI形成自100nm厚度的Au层。如上所解释，其位于低于光电二极管AZO底部电极的平面的平面，2个平面由缓冲层CDI分开，CDI由4μm厚度的SU8抗蚀剂构成。有利地，TFT的源漏电极(或栅电极)在相同平面产生。为在元件C2与PEDOT:PSS所构成顶部电极ES之间产生垂直互连，需要侵占光电二极管的AZO底部电极占据的板的部分区域。接着，在溶剂氯苯中通过旋转涂覆沉积光转换层STA，其在加温退火后的干燥厚度为800nm。此层是电子供体材料(聚[(4,8-双-(2-乙基己氧基)-苯并(1,2-b:4,5-b′)二噻吩)-2,6-二基-交替-(4-(2-乙基己酰基)-噻吩并[3,4-b]噻吩)-2-6-二基)](Poly[(4,8-bis-(2-ethylhexyloxy)-benzo(1,2-b:4,5-b')dithiophene)-2,6-diyl-alt-(4-(2-thylhexanoyl)-thieno[3,4-b]thiophene-)-2-6-diyl)])，称为PBDTTT-C)和电子受体材料([6,6]-苯基-C71-丁酸-甲酯，称为[70]PCBM)的纳米结构混合物，质量比是1:2。打开通孔以使得可能在元件C2的Au与顶部电极之间形成电接触。通孔穿过光转换层和SU8介电抗蚀剂。通孔经激光烧蚀制造，使用波长为24nm且能量为450mJ/脉冲的准分子激光。接着，混合Ag纳米线的PEDOT:PSS层用刮刀在光转换层上沉积以形成顶部电极。混合Ag纳米线的PEDOT:PSS层厚度为4μm，电阻率为230Ω/□，在520nm波长处的透射率为88％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成的闪烁体的发射。PEDOT:PSS经通孔与元件C2接触。由屏障PSA和屏障膜构成且具有50μm总厚度的封装随后在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层和PEDOT:PSS层)覆盖的所有区域。(30μm厚)双面粘合剂在屏障膜表面上层压。Gadox闪烁体随之在此粘合剂上层压。基底边缘通过沉积硅珠来钝化。板两边上的接触再分布垫通过联合ACF粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许获取数字图像。顶部电极也可以多层结构形式产生。图10显示图8类型的装置(导电元件C2取代底部像素电极)的剖视图，该装置具有顶部电极，由ES1和ES2两层构成。

此类的矩阵阵列装置在(0.7x 311.4x 251.4mm)玻璃板上产生，包括284.16mm x 230.88mm尺寸的活性矩阵阵列。此矩阵阵列由a-Si:H TFT构成，各TFT连接表面由FTO(氟掺杂氧化锡)组成的底部电极EI。矩阵阵列间距是150μm。从元件C2和互连总线BI形成的次级网络整合入矩阵阵列内部。此网络不与行和列电连接，但连接矩阵阵列外部的4个接触再分布垫。总线BI与列平行：每100列有一个且各通过3个垂直互连IV连接顶部电极。为产生垂直互连，必需要牺牲单一底部像素电极。元件C2和互连总线形成自100nm/20nm厚度的Cr/ITO双层。接着，在溶剂氯苯中通过旋转涂覆沉积光转换层，其在加温退火后的干燥厚度为600nm。此层是电子供体材料(PCDTBT)和电子受体材料([60]PCBM)的纳米结构混合物，质量比是1:1。100nm厚度PEDOT的第一层ES1通过旋转涂覆在光转换层上沉积。此层具有双重功能：一方面，其形成部分顶部电极，另一方面，其用作缓冲层以在通孔制造期间保护光转换层。这些通孔在各牺牲的像素中打开，以使得可能在元件C2的ITO与顶部电极第二层之间形成接触区。通孔的面积大于(Cr/ITO)元件C2的未钝化面积，以避免载体寄生注射到活性结构中。通孔穿过光转换层和第一PEDOT层。通孔通过光刻产生，使用Orthogonal销售的含氟抗蚀剂，货号OSCoR4000。通过在等离子体中蚀刻光转换层(80mT,100sccm O2,400W,1000s)，打开通孔。抗蚀剂随后在特定溶剂(剥离器)中移出。接着，第二导电平面ES2通过溅射ITO层来沉积，ITO层厚度为200nm，电阻率为20Ω/□，在520nm波长处的透射率为90％，对应于由CsI:Tl或Gadox所构成的闪烁体的发射。第二PEDOT:PSS层经通孔与元件C2接触。由屏障粘合剂和薄玻璃构成且具有65μm总厚度的封装在PEDOT:PSS表面上层压以覆盖有机层(光转换层STA和PEDOT:PSS层)覆盖的所有区域。(30μm厚)双面粘合剂在屏障膜表面上层压。然后，CsI:Tl闪烁体在此粘合剂上层压，其纤维在铝基底上生长。基底边缘通过沉积硅珠来钝化。板两边上的接触再分布垫通过联合ACF粘合剂的柔性连接器连接包括读取矩阵阵列的电子产品的印刷电路板(PCB)以允许获取数字图像。

图11仅以说明方式显示图6A和6B矩阵阵列装置类型的剖面图，向所述装置的顶部电极添加闪烁体SC，当被x射线RX辐射时，SC发射光，以产生x射线图像用于放射学。

多种本发明变体是可能的。

导电元件C2的数目和尺寸可变。当这些元件在活性矩阵阵列内部时，其单一面积通常包括20μm²-0.25mm²。如果这些元件取代底部像素电极，优选牺牲矩阵阵列的外周像素。

顶部电极(例如由PEDOT:PSS构成)与元件C2之间的接触电阻必须尽可能小，以使与此接触相关欧姆电压降最小。接触电阻优选低于100Ω·cm²且更优选低于5Ω·cm²。元件C2可用任意类型导体产生：金属(Al、Cu、Ni、Ag、Au、Pt、Cr、Ti、TiW等)、透明导电氧化物(ITO、IZO、GZO、AZO、FT等)、金属纳米线(Ag、Au等)、碳纳米管、石墨烯等。其可由这些材料的混合物或堆叠组成。

更特定涉及透明导电氧化物时，应注意一般避免用其产生顶部电极，因为有重大风险，即适合这些材料的沉积过程会降解有机活性结构，这是采用导电性较低的材料PEDOT:PSS的原因。相反，使用透明导电氧化物来产生元件C2没有缺点。此外，沉积在活性半导体结构上的导电氧化物极具电阻性，而当其沉积于绝缘基底上时其导电性更好。

在层堆叠的情况中，某些层可提供粘附特性(Ti、Cr等)、导电特性(Al、Cu、Au、Ag等等)或与顶部电极的界面(Au、ITO等)等。互连总线BI产生自相同材料。其厚度范围可从1nm到数十微米。总线优选具有6nm-20μm厚度。通常，当总线是真空沉积的金属时，其厚度包括20nm-300nm。

各元件C2与顶部电极的界面优选由与后者良好电接触的材料确保。良好接触意味着接触最低的可能的电阻。为此，在顶部电极由PEDOT:PSS构成的情况中，可良好选择界面物质金属如ITO、Au、Ag、Pt和Pd。优选地，界面层由Au构成。此界面层可能具有1nm-多个μm范围的厚度。可通过印刷、电沉积、真空蒸发、真空溅射等来沉积。

元件C2的电阻率最多与用于顶部电极的PEDOT:PSS层的电阻率相等，优选比用于顶部电极的PEDOT:PSS层的电阻率低至少10倍，或甚至至少100倍。

在某些实施方案中(图5B、6C、7C)，介电层CD3用于防止载体寄生注入到活性结构。此层可形成自无机、有机或杂合(有机-无机)电介质或者这些类型材料的堆叠或混合物。通常，电介质可以是如下沉积的层：通过原子层沉积(ALD)(Al2O3、纳米层压物、ZrO2等)，通过溅射或蒸发(SiN、SiON、SiNx、SiOx、聚对二甲苯等)，或通过湿法工艺(S1818、SU8或BCB光刻抗蚀剂光刻、绝缘聚合物如、聚苯乙烯、环烯烃聚合物、PMMA等)。其也可以是元件C2表面上的自组装层(SAM)(如：十八烷基三氯硅烷)。介电层的厚度通常包括0.5nm-20μm。

在其它实施方案中(图5C)，通过在元件C2中使用材料来避免载体寄生注入到活性结构，该材料具有选定的功函数以防止寄生电荷注入活性层。当所述装置偏置以确保其正常操作(在经阳极电极偏置的光电二极管情况中，是负偏压)时，在元件C2与活性结构STA之间形成势垒，其防止载体从元件C2注入所述活性结构STA。此势垒的高度必须为至少0.3eV且优选至少0.5eV。更具体地：

-如果活性结构STA形成光电二极管且顶部电极ES是此光电二极管的阳极，元件C2与活性结构之间的势垒必须大到足以在顶部电极为负偏压和在暗处时，防止电子从互连注入多层结构。

-如果活性结构STA形成光电二极管且顶部电极ES是此光电二极管的阴极，元件C2与活性结构之间的势垒必须大到足以在顶部电极为正偏压和在暗处时，防止空穴从互连注入多层结构。

在顶部电极与元件C2之间的平面产生通孔，以使得可能建立接触区。这些通孔用微电子学领域所用技术制造，如光刻联合干法刻蚀(等离子刻蚀)或湿法刻蚀(溶解)技术，激光烧蚀(248nm准分子激光，准分子雷射308nm、532nm YAG激光、1064nm YAG激光)，机械穿孔，或这些不同技术的组合。其也可用文献FR2925222所述工艺或本领域技术人员已知的任何其它技术制造。通孔尺寸的范围从1μm²到多个mm²。通常，通孔面积是约100μm²-25000μm²。

活性结构STA可以是由有机或无机材料或有机-无机杂合的混合物的层，或者有机和/或无机和/或杂合层的堆叠构成。其具有20nm-3mm的厚度。在间接检测x射线的情况中，其具有约50nm-2μm的厚度。优选地，此结构是例如2种有机半导体即电子供体(RRP3HT、PCDTBT、PCPDTBT、PTAA等)和电子受体(C60、C70、60PCBM、70PCBM、80PCBM、ICBA、并苯二酰亚胺衍生物、P(NDI2HD-T)等)的纳米结构混合物。其可通过湿法加工或用印刷技术(喷墨印刷、丝网印刷、旋转涂覆、刮刀涂覆、夹缝式涂覆、轮转凹版印刷、柔性版印刷、喷涂等)沉积。这也是有机-无机卤化甲铵铅钙钛矿层的问题。其可通过湿法加工或用印刷技术(丝网印刷、旋转涂覆、刮刀涂覆、夹缝式涂覆、喷涂等)沉积。界面层如用于固定电极功函数的层或空穴阻断层和电子阻断层，可插入光转换层与所述2个(底部和顶部)电极之间。

有利地，顶部电极ES基于PEDOT:PSS，但还可由基于PEDOT的其它材料层或多层构成，差异在于性质如掺杂剂类型；掺杂剂比例；其摩尔质量；其大分子结构；其含有的添加剂、溶剂或填充剂；等。此层是约1nm-10μm厚，且可通过湿法加工或用印刷技术(喷墨印刷、丝网印刷、旋转涂覆、刮刀涂覆、夹缝式涂覆、轮转凹版印刷、柔性版印刷、喷涂等)沉积。有利地，所述层厚度为300nm，电导率为70Ω/□和在520nm波长处的透射率为83％。

当顶部电极由不基于PEDOT的一种或多种其它材料构成时，本发明也适用。这些材料可以是聚苯胺(PANI)，透明导电氧化物(ITO、AZO、GZO等)，基于金属氧化物的三层(MoOx/Ag/MoOx等)，纳米导线网络(Ag、Cu、Au等)，碳纳米管网络，石墨烯，薄金属如Ag、Au、Al(1nm-20nm)。

底部电极限定可具有多种尺寸和形状的像素，优选面积不大于0.25mm²。