一种探测面板及探测装置的制作方法

本发明涉及探测技术领域，尤其涉及一种探测面板及探测装置。

背景技术

探测技术，例如x射线探测技术广泛应用于医疗、安全、无损检测、科研等领域。x射线探测技术已经能够将待探测的x射线信号转换为能够直接显示在屏幕上的图像或照片。

目前，采用x射线探测技术的探测装置通常采用pin二极管作为感光元件，以实现光电转换。然而，上述pin二极管在制作过程中需要进行离子掺杂，例如p型离子掺杂，使得制作工艺复杂。

技术实现要素：

本发明的实施例提供一种探测面板及探测装置，用于解决探测装置制作工艺复杂的问题。

为达到上述目的，本发明的实施例采用如下技术方案：

本申请的一方面，提供一种探测面板，该探测面板包括衬底基板、依次位于所述衬底基板上的光电转换层、第一绝缘层；所述探测面板还包括多个叉指电极；所述叉指电极位于所述第一绝缘层远离所述衬底基板一侧的表面上。

在本申请的一些实施例中，所述探测面板还包括覆盖所述叉指电极的第二绝缘层，以及位于所述第二绝缘层远离所述衬底基板一侧表面的多个开关晶体管；每个所述开关晶体管的第一极与一个所述叉指电极电连接。

在本申请的一些实施例中，所述探测面板包括多条读取信号线和选通信号线，所述读取信号线与所述选通信号线交叉界定多个检测单元；每个所述检测单元内设置有一个所述叉指电极和一个所述开关晶体管；所述开关晶体管的栅极与所述选通信号线电连接，第二极与所述读取信号线电连接。

在本申请的一些实施例中，所述叉指电极包括梳状的感应子电极和梳妆的偏压子电极；所述感应子电极与所述偏压子电极交叉设置；所述开关晶体管的第一极与一个所述感应子电极电连接。

在本申请的一些实施例中，所述第二绝缘层上设置有第一过孔，所述开关晶体管的第一极通过所述第一过孔与所述感应子电极电连接。

在本申请的一些实施例中，所述开关晶体管为底栅型薄膜晶体管；所述开关晶体管的栅极与第一极之间设置有栅极绝缘层；所述栅极绝缘层上设置有第二过孔，所述开关晶体管的第一极依次通过所述第二过孔和所述第一过孔与所述感应子电极电连接。

在本申请的一些实施例中，所述衬底基板为光波导玻璃基板。

在本申请的一些实施例中，构成所述第一绝缘层的材料包括聚酰亚胺；构成所述第二绝缘层的材料为光阻材料。

在本申请的一些实施例中，所述探测面板还包括用于将非可见光转换为可见光的波长转换层；所述波长转换层位于所述衬底基板远离所述第一绝缘层的一侧表面。

本申请的另一方面，提供一种探测装置，包括如上所述的任意一种探测面板。

由上述可知，本申请实施例提供的探测面板中采用光电转化层作为实现光电转化的感光部件，因此在上述探测面板中无需设置pin二极管进行光电转化，从而可以在探测面板的制作过程中，无需在制作感光部件的过程中进行离子掺杂的工艺，从而可以简化制作工艺，降低制作成本。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请的一些实施例提供的一种探测面板的结构示意图；

图2为图1中叉指电极的结构示意图；

图3为图1所示的探测面板进行探测的示意图；

图4为本申请的一些实施例提供的一种探测面板的剖视结构示意图；

图5为本申请的一些实施例提供的另一种探测面板的剖视结构示意图；

图6为本申请的一些实施例提供的另一种探测面板的剖视结构示意图；

图7为本申请的一些实施例提供的一种探测面板中多个探测单元的结构示意图；

图8为本申请的一些实施例提供的另一种探测面板的剖视结构示意图。

附图标记：

01-探测面板；02-光源；03-待探测物体；10-衬底基板；20-光电转换层；30-第一绝缘层；31-第二绝缘层；32-栅极绝缘层；33-第三绝缘层；40-叉指电极；401-感应子电极；402-偏压子电极；4011-电极分支；50-波长转换层；60-存储电极；61-遮挡层；62-缓冲层；70-第一过孔；71-第二过孔；72-过孔；100-检测单元。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

以下，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本申请实施例的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

本申请实施例的一方面，提供一种探测面板01，如图1所示，该探测面板01可以包括透光的衬底基板10、依次位于上述衬底基板10上的光电转换层20、第一绝缘层30。

上述光电转换层20可以将光信号转换为电信号，构成上述光电转换层20的材料为半导体非晶硅材料，例如，无定形硅(a_si)。

构成上述第一绝缘层30的材料可以包括聚酰亚胺(polyimide，pi)、聚氨酯、聚对苯二酰对苯二胺、聚酰胺酰亚胺中的至少一种。

此外，上述探测面板01还包括多个叉指电极40。该叉指电极40位于第一绝缘层30远离衬底基板01一侧的表面上。

在本申请的一些实施例中，如图2所示，上述叉指电极40包括梳状的感应子电极401和梳状的偏压子电极402。感应子电极401与偏压子电极402交叉设置。

需要说明的是，上述感应子电极401与偏压子电极402交叉设置是指，梳状的感应子电极401中的一个电极分支4011与梳状的偏压子电极402的一个电极分支4011’交替设置。

基于此，在采用上述探测面板01对待探测物体进行探测时，如图3所示，光源02发出的探测光线(图3中的箭头所示)穿过待探测物体03后入射至上述探测面板01。上述该探测光线进入至探测面板01内后，穿过如图1所示的衬底基板10，照射至光电转换层20上。

在此情况下，上述光电转换层20接收入射光线，并在其内部产生电荷。此时，光电转换层20的电阻大幅度下降，从而可以通过光伏效应将接收到的光信号转换为电信号。与此同时，向叉指电极40中的偏压子电极402施加正向电压，偏压子电极402可以向第一绝缘层30提供较大的外置偏压，在偏压子电极402上施加的电压足够高时，第一绝缘层30可以通过电子的f-n(fowler-nordheim)隧穿效应导通，从而可以将光电转换层20产生的电信号传输至叉指电极40中的感应子电极401。

在本申请的一些实施例中，上述第一绝缘层30的厚度可以为1000～2000埃。

由上述可知，叉指电极40与光电转换层20之间具有第一绝缘层30，从而可以避免叉指电极40与光电转换层20直接接触，进而可以避免光电转换层20在未接受光信号的情况下，向感应子电极401输出暗电流噪声。

当图3中的光源02发出的探测光线为可见光时，上述光电转换层20可以直接将可见光的光信号转化为电信号。

或者，当图3中的光源02发出的探测光线为x射线(ray)时，为了使得探测面板01中的光电转换层20仍然能够实现光电转化，如图4所示，该探测面板01还包括用于将x射线转换为可见光的波长转换层50。

该波长转换层50位于衬底基板01远离第一绝缘层30的一侧表面。在此情况下，光源02发出的x-ray先入射至波长转换层50。在本申请的一些实施例中，上述波长转换层50能够将非可见光(例如x光线)转化成波长为550nm左右的可见光。在此情况下，经过波长转换层50的可见光再入射至光电转换层20进行光电转化。

在本申请的一些实施例中，构成上述波长转换层50的材料可以包括磷光体、碘化铯(csi)、硫氧化钆荧光粉(gd2o2s:tb，gos)、硫化锡(zns)、钨酸镉(cdwo4)中的至少一种构成。

需要说明的是，上述是以光源02发出的非可见光为x-ray为例进行的说明。当上述光源02还可以发出其他非可见光，例如，γ-ray时，只需要对构成波长转换层50的材料进行调整，使其能够将入射至波长转换层50的γ-ray转换为可见光即可。

综上所述，本申请实施例提供的探测面板01中采用光电转化层20作为实现光电转化的感光部件，因此在上述探测面板01中无需设置pin二极管进行光电转化，从而可以在探测面板01的制作过程中，无需在制作感光部件的过程中进行离子掺杂的工艺，从而可以简化制作工艺，降低制作成本。

此外，如图1所示，光电转换层20直接与衬底基板10的上表面相接触，因此光电转换层20具有良好的平坦性。另外，第一绝缘层30与光电转换层20的上表面相接触，因此，第一绝缘层30也具有良好的平坦性。在此情况下，第一绝缘层30的上表面可以为叉指电极40中的感应子电极401和偏压子电极402提供平坦度较高的金属沉积表面，从而降低了感应子电极401和偏压子电极402出现脱落的几率。

需要说明的是，本申请中，“上”和“下”等方位术语是相对于附图中的探测面板01示意置放的方位来定义的，应当理解到，这些方向性术语是相对的概念，它们用于相对于的描述和澄清，其可以根据探测面板01所放置的方位的变化而相应地发生变化。

由上述可知，在向偏压子电极402施加正向电压，且光电转换层20接收到光信号后，光电转换层20产生的电信号能够传输至感应子电极401，为了根据需要将感应子电极401上的电信号作为探测信号输出至探测电路，如图5所示，上述探测面板01还包括覆盖叉指电极40(包括感应子电极401和偏压子电极402)的第二绝缘层31，以及位于第二绝缘层31远离衬底基板10一侧表面的多个开关晶体管t(图5中示意出了一个tft)。每个开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与一个叉指电极40电连接。

在本申请的一些实施例中，构成上述第二绝缘层31的材料为光阻材料。例如，光刻胶。

在叉指电极40包括上述感应子电极401和偏压子电极402的情况下，开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与一个叉指电极40电连接是指，开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与一个叉指电极40中的感应子电极401电连接。

为了使得开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与感应子电极401电连接。在本申请的一些实施例中，如图5所示，上述第二绝缘层31上可以设置有第一过孔70，该开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)通过第一过孔70与感应子电极401电连接。

此外，在开关晶体管t为底栅型薄膜晶体管(thinfilmtransistor，tft)的情况下，上述开关晶体管t的栅极g与第一极之间设置有栅极绝缘层32。

在此情况下，栅极绝缘层32上设置有第二过孔71，该开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)依次通过第二过孔71和上述第一过孔70与感应子电极401电连接。

如图5所示，第一过孔70中用于将该开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与感应子电极401电连接的导通材料，可以与开关晶体管t的栅极g同层同材料。此外，第二过孔71中用于将该开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)与感应子电极401电连接的导通材料，可以与开关晶体管t的源极s、漏极d同层同材料。

此外，为了避免开关晶体管t的源极s、漏极d裸露，如图5所示，上述探测面板01还包括覆盖开关晶体管t的源极s、漏极d的第三绝缘层33，该第三绝缘层33可以为钝化层(pvx)。

需要说明的是，上述感应子电极401、偏压子电极402的厚度可以为500～600埃；开关晶体管t的栅极g的厚度可以为4000埃左右。因此感应子电极401、偏压子电极402与绝缘层，例如上述第一绝缘层30之间具有较好的贴附性。基于此，为了提高开关晶体管t的栅极g与绝缘层，例如第二绝缘层31的贴附性，可以在开关晶体管t的栅极g与第二绝缘层31之间设置有氮化硅构成的缓冲层，从而可以减小开关晶体管t的栅极g脱离的几率。

上述是以开关晶体管t为底栅型tft为例进行的说明。此外，上述开关晶体管t还可以如图6所示为顶栅型tft。对于顶栅型tft而言，栅极绝缘层32相对于栅极g而言，更靠近衬底基板10。在此情况下，可以制作贯穿第三绝缘层33、栅极绝缘层32、以及第二绝缘层31的过孔72，以使得开关晶体管t的第一极(例如，漏极d)通过上述过孔72与感应子电极401电连接。

需要说明的是，构成上述感应子电极401和偏压子电极402的材料可以与开关晶体管t的栅极g，或者源极s、漏极d同层同材料。例如，构成上述感应子电极401和偏压子电极402的材料可以为金属钼(mo)或者金属铝(al)中的至少一种。

基于此，为了使得探测面板01在接收到穿过待探测物体03的光线后，能够生成显示在屏幕上的图像。该探测面板01，如图7所示，包括多个检测单元100，所有检测单元100检测的信息显示于显示屏幕后，会拼接成一检测图像。

在此情况下，上述探测面板01，如图7所示，包括多条读取信号线rl和选通信号线sl，读取信号线rl与选通信号线sl交叉界定上述多个检测单元100。

需要说明的是，在本申请的一些实施例中，读取信号线rl和选通信号线sl可以横纵交叉设置，在此情况下，由多条读取信号线rl与多条选通信号线sl交叉界定的多个检测单元100呈矩阵形式排列。

此外，为了对每个检测单元100采集到的检测信号进行选择性输出，每个检测单元100内设置有一个上述叉指电极40和一个开关晶体管t。

该开关晶体管t的栅极s与上述选通信号线sl电连接，第二极与读取信号线rl电连接。

需要说明的是，上述开关晶体管t可以为n型晶体管，或者p型晶体管，本申请对此不做限定。此外，上述开关晶体管t的第一极可以为源极s，第二极为漏极d；或者第一极为漏极d，第二极为源极s。为了方便说明，以下实施例是以，开关晶体管t的第一极为漏极d，第二极为源极s为例进行的说明。

以图7所示的探测面板01为例，对该探测面板01的探测过程进行说明。首先，向所有检测单元100中的偏压子电极402提供一电压值相同的正电压v+。然后，逐行对选通信号线sl进行扫描。当一行选通信号线sl接收到扫描信号时，与该行选通信号线sl相连接的开关晶体管t导通，从而使得图5中的光电转换层20将接收的光线转换后的电信号传输至与导通的开关晶体管t位于同一检测单元100中的感应子电极401。接下来，感应子电极401上的检测信号可以通过导通的开关晶体管t传输至与该开关晶体管t相连接的读取信号线rl上，从而完成一行检测单元100检测信号的读取。

基于此，为了使得感应子电极401上的检测信号可以持续稳定的传输至读取信号线rl上，该探测面板01，如图5所示，还可以具有存储电极60。在本申请的一些实施例中，上述存储电极60可以与开关晶体管t的栅极同层同材料。

在此情况下，上述存储电极60能够与开关晶体管t的第一极，例如漏极d构成一存储电容，用于对感应子电极401上的检测信号进行存储，并持续稳定的传输至读取信号线rl上。

其他各行检测单元100检测信号的读取同上所述，此处不再赘述。

由上述可知，图5中的光电转换层20可以为覆盖衬底基板10的一整层结构。此外，光线由衬底基板10一侧入射至光电转换层20，该光电转换层20的受光面积不会收到开关晶体管t、选通信号线sl以及读取信号线rl等构成的电路结构的遮挡，所以每个检测单元100都具有很大的开口率。

此外，由于穿过待探测物体03后的光线从衬底基板10一侧入射至光电转换层20，因此，为了避免光线在衬底基板10中发生较大的扩散，使得光线的传输角度发生较大的改变，而影响到检测精度。在本申请的一些实施例中，上述衬底基板10可以为光波导玻璃基板。该光波导玻璃基板上设置有光波导图案，能够对光线进行导向，减小光线发生扩散的几率。

本申请的一些实施例，提供一种如图8所示的探测面板01。图8中，开关晶体管t靠近衬底基板10设置，光电转换层20远离衬底基板10设置，光线从上方入射，因此为了避免光线对开关晶体管t造成影响，该开关晶体管t的上方还需要设置遮挡层61。在此情况下，为了提高叉指电极40沉积表面的平坦度，图8中的结构需要设置两层树脂绝缘层，例如，两层第二绝缘层31。在此情况下，双层树脂绝缘层依次进行高温固化时，会由于温度差的存在出现热胀冷缩的现象，从而使得上述树脂绝缘层内部产生应力，造成树脂绝缘层出现剥离、发泡等现象。

然而，对于图8所示的探测面板01而言，本申请实施例提供的如图5所示的探测面板01，叉指电极40(包括感应子电极401和偏压子电极402)相对于开关晶体管t而言更靠近衬底基板10设置。此外，光电转换层20位于衬底基板10的表面，因此光线从衬底基板10所在的一侧入射，因此开关晶体管t对应的位置无需设置遮挡层61以及位于遮挡层61上、下的缓冲层62。这样一来，开关晶体管t与叉指电极40之间只需设置一层树脂绝缘层，例如图5中的第二绝缘层31，因此能够避免双层第二绝缘层31在制作过程中出现的弊端，提升探测面板01的稳定性。

此外，图8中，采用聚酰亚胺构成的第一绝缘层30覆盖感应子电极401和偏压子电极402。在此情况下，由于金属材料构成的感应子电极401和偏压子电极402呈柱状结构，在刻蚀之后，感应子电极401和偏压子电极402的边角具有很大的坡度，从而在上述边角处，出现后续薄膜，例如上述第一绝缘层30，覆盖性较差，降低第一绝缘层30的绝缘性能。

而图5所示的结构中，由于第一绝缘层30位于感应子电极401和偏压子电极402的下方，因此用于将光电转换层20与感应子电极401和偏压子电极402进行绝缘的第一绝缘层30具有很好的平坦度，克服了由于感应子电极401和偏压子电极402边角不良，导致第一绝缘层30绝缘性能降低的问题。

由上述可知，图5所示的探测面板01相对于图8的探测面板01而言，结构和制作工艺更加简单，能够有效提高生产效率。

本申请实施例提供一种探测装置，包括上述任意一种探测面板01。上述探测面板01为平板状，因此，该探测装置可以成为平板探测装置(flatpaneldetector)。上述探测装置具有与前述实施例提供的探测装置相同的技术效果，此处不再赘述。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。