平板探测器、其制作方法及X射线成像系统与流程

平板探测器、其制作方法及x射线成像系统
技术领域
1.本技术涉及x射线检测技术领域，具体而言，本技术涉及一种平板探测器、其制作方法及x射线成像系统。


背景技术：

2.平板探测器可应用于涵盖医疗射线检测领域与工业无损检测领域，无论是生命体特定部位的检测还是钢材缺陷检查，均可利用平板探测器来实现。尤其是平板探测器的x射线的辐射剂量较小，对操作者和待检测者的影响较小。
3.平板探测器可分为直接转换型平板探测器和间接转换型平板探测器。其中，间接转换型平板探测器是利用闪烁体涂层将x射线转换为可见光，再利用光电二极管对可见光进行感测以将光信号转换为电信号，再根据电信号生成x线数字影像。间接数字化x线成像的平板探测器对画质的要求尤为严格。
4.但本技术的发明人发现，目前平板探测器的显示区的边缘处容易出现亮度异常的现象，影响平板探测器的画质。


技术实现要素：

5.本技术针对现有方式的缺点，提出一种平板探测器、其制作方法及x射线成像系统，用于解决现有技术中平板探测器的显示区的边缘亮度异常的问题。
6.第一个方面，本技术实施例提供了一种平板探测器，包括显示区和包围所述显示区的边框区，所述显示区包括位于显示区边缘的待改善区域，所述平板探测器包括：
7.显示基板，包括衬底、位于所述衬底一侧的器件层以及位于所述器件层远离所述衬底一侧的平坦化层；
8.垫高结构，位于所述平坦化层远离所述衬底的一面上，所述垫高结构在所述衬底上的正投影覆盖所述待改善区域；
9.闪烁体层，覆盖所述垫高结构和所述平坦化层，且包括平坦部分和位于所述平坦部分周围的梯度部分，其中，所述梯度部分在所述衬底上的正投影与所述垫高结构在所述衬底上的正投影无交叠。
10.第二个方面，本技术实施例提供了一种x射线成像系统，该x射线成像系统包括上述的平板探测器。
11.第三个方面，本技术实施例提供了一种平板探测器的制作方法，所述平板探测器包括显示区和包围所述显示区的边框区，所述显示区包括位于显示区边缘的待改善区域，所述平板探测器的制作方法包括：
12.提供一衬底，在所述衬底上依次制作器件层以及平坦化层以形成显示基板；
13.在所述平坦化层上形成一垫高层并对所述垫高层进行图形化处理以形成垫高结构，所述垫高结构在所述衬底上的正投影覆盖所述待改善区域；
14.在形成所述垫高结构后的所述显示基板上形成闪烁体层，所述闪烁体层包括平坦
部分和位于所述平坦部分周围的梯度部分，其中，所述梯度部分在所述衬底上的正投影与所述垫高结构在所述衬底上的正投影无交叠。
15.本技术实施例提供的技术方案带来的有益技术效果是：
16.本技术实施例提供的平板探测器、其制作方法及x射线成像系统，在显示基板上设置垫高结构，利用垫高结构降低阴影效应对待改善区域内的影响，从而提升待改善区域内的闪烁体层的厚度的均一性，使得便于区域内的闪烁体层的厚度与除待改善区域外的显示区内的闪烁体层的厚度基本相同，进而提升使得平板探测器的整个显示区的亮度基本一致，提升了平板探测器的显示效果。
17.本技术附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出，这些将从下面的描述中变得明显，或通过本技术的实践了解到。
附图说明
18.本技术上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
19.图1为现有技术中的一种平板探测器的结构示意图；
20.图2为本技术实施例提供的一种平板探测器的结构示意图；
21.图3为本技术实施例提供的一种平板探测器的俯视结构示意图；
22.图4为本技术实施例提供的一种平板探测器中垫高结构的横截面的示意图；
23.图5为本技术实施例提供的一种平板探测器的膜层结构示意图；
24.图6为本技术实施例提供的另一种平板探测器的结构示意图；
25.图7为本技术实施例提供的另一种平板探测器的俯视结构示意图；
26.图8为本技术实施例提供的一种x射线成像系统的框架结构示意图；
27.图9为本技术实施例提供的一种平板探测器的制作方法的流程示意图；
28.图10为图9所示的平板探测器的制作方法中步骤s1的流程示意图。
29.附图标记：
30.1-显示基板；11-衬底；12-器件层；121-控制电路层；1211-栅极；1212-有源岛；1213-源极；1214-漏极；1215-栅极绝缘层；122-二极管层；1221-第一电极；1222-pin结构；1223-第二电极；1224-偏压线；123-遮光部；124-第一绝缘层；125-树脂层；126-第二绝缘层；127-第三绝缘层；13-平坦化层；14-绑定结构；141-源极信号绑定结构；142-栅极信号绑定结构；
31.2-闪烁体层；
32.3-封装层；
33.4-封装胶；
34.5-垫高结构；
35.10-显示区；20-边框区；30-梯度部分所在区域；40-待改善区域。
具体实施方式
36.下面详细描述本技术，本技术的实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的部件或具有相同或类似功能的部件。此外，如果已知技术
的详细描述对于示出的本技术的特征是不必要的，则将其省略。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本技术，而不能解释为对本技术的限制。
37.本技术领域技术人员可以理解，除非另外定义，这里使用的所有术语(包括技术术语和科学术语)，具有与本技术所属领域中的普通技术人员的一般理解相同的意义。还应该理解的是，诸如通用字典中定义的那些术语，应该被理解为具有与现有技术的上下文中的意义一致的意义，并且除非像这里一样被特定定义，否则不会用理想化或过于正式的含义来解释。
38.本技术领域技术人员可以理解，除非特意声明，这里使用的单数形式“一”、“一个”、
“”
和“该”也可包括复数形式。应该进一步理解的是，本技术的说明书中使用的措辞“包括”是指存在特征、整数、步骤、操作、元件和/或组件，但是并不排除存在或添加一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、组件和/或它们的组。
39.本技术的发明人发现，现有技术平板探测器的显示区的边缘处容易出现亮度异常的问题。经本技术的发明人研究发现，出现上述亮度异常的现象并非是驱动系统导致的。
40.本技术的发明人进一步研究发现，如图1所示，由于闪烁体层2的制备工艺使得闪烁体层2的边缘的厚度呈现逐渐降低的现象，且闪烁体层2的覆盖区域有限，使得显示区10的边缘处的闪烁体层2的厚度呈现梯度变化而导致对x射线的感光量不同，从而使得显示图像的待改善区域的亮度不同。这降低了平板探测器的画质。
41.具体地，在闪烁体层蒸镀的过程中，由于蒸镀闪烁体材料的过程中所采用的掩膜板与显示基板1无法实现紧密贴合，而是存在空隙的，由此会导致蒸镀过程中的阴影效应，使得闪烁体层3的边缘向外扩散而智能形成闪烁体层2的边缘的厚度逐渐降低的现象。
42.本技术提供的平板探测器、其制作方法及x射线成像系统，旨在解决现有技术的如上技术问题。
43.下面以具体地实施例对本技术的技术方案以及本技术的技术方案如何解决上述技术问题进行详细说明。
44.本技术实施例提供了一种平板探测器，如图2和图3所示，本实施例提供的平板探测器包括显示区10和包围显示区10的边框区20，显示区10包括位于显示区10边缘的待改善区域40，该平板探测器包括显示基板1、垫高结构5和闪烁体层2。
45.显示基板1包括衬底11、位于衬底11一侧的器件层12以及位于器件层12远离衬底11一侧的平坦化层13；垫高结构5位于平坦化层13远离衬底11的一面上且垫高结构5垫高结构在衬底11上的正投影至少覆盖待改善区域40；闪烁体层2覆盖垫高结构5和平坦化层13且包括平坦部分和包围平坦部分的梯度部分，其中，梯度部分在衬底11上的正投影与垫高结构在衬底上的正投影无交叠。
46.需要说明的是，梯度部分是指闪烁体层2的边缘处厚度逐渐降低的部分，具体如1和图2所示，梯度部分所在区域30内的闪烁体层的厚度在由显示区10指向边框区20的方向上逐渐减小。
47.需要说明的是，本技术所说的“待改善区域40”是指显示区10与边框区20交界处的若干个像素所在的范围，在不增加垫高结构5时，待改善区域40则会出现与梯度部分所在区域30交叠的情况，从而引起待改善区域40亮度较低的现象。
48.具体地，平板探测器还包括位于闪烁体层2远离显示基板1一侧的封装层3以及用
于连接封装层3与显示基板1的封装胶4。
49.本实施例提供的平板探测器通过在显示基板1上设置垫高结构5，利用垫高结构5降低阴影效应对待改善区域40内的影响，有利于提升待改善区域40内的闪烁体层2的厚度的均一性，也就是利用垫高结构5将闪烁体层2的梯度部分的起始位置由显示区10向边框区20推移，使闪烁体层2的梯度部分的起始位置位于显示区10外，从而保证待改善区域40内的闪烁体层2的厚度与除待改善区域40外的显示区10内的闪烁体层2的厚度基本相同，进而提升使得平板探测器的整个显示区10的亮度基本一致，提升了平板探测器的显示效果。
50.具体地，请进一步参见图2和图3，本实施例提供的平板探测器中，垫高结构5在衬底1上的正投影还覆盖待部分边框区。如此设置能够进一步提升待改善区域40内的闪烁体层2的厚度的均一性。
51.具体地，请进一步参见图2和图3，本实施例提供的平板探测器中，闪烁体的材料包括碘化铯或硫氧化钆。
52.进一步地，如图4所示，本实施例提供的平板探测器中，垫高结构5的横截面为弧形。弧形的垫高结构5能够避免出现较陡的坡度，从而更利于位于垫高结构5上的闪烁体层2的厚度的均一性。
53.请进一步参见图4，本实施例提供的平板探测器中，垫高结构5宽度d为500μm～2000μm。具体地，根据平板探测器的尺寸以及其他参数的影响，待改善区域40的宽度略有不同，在具体应用中，可根据待改善区域40的宽度对垫高结构5的宽度进行调整。
54.请进一步参见图4，本实施例提供的平板探测器中，垫高结构5的厚度为d*tanθ，其中，θ为闪烁体层2的边缘处的坡度角。也就是根据闪烁体层2的边缘区的扩散情况对垫高结构5的厚度进行调整。需要说明的是，以横截面为弧形的垫高结构5为例，垫高结构5的厚度是指垫高结构5厚度最大的位置的厚度值。
55.请进一步参见4，本实施例提供的平板探测器中，垫高结构5的材料为树脂。具体地，可以采用感光类树脂，例如光刻胶来形成垫高结构5。
56.进一步地，如图5所示，本实施例提供的平板探测器中，器件层12包括控制电路层121和二极管层122。以下对控制电路层121和二极管层122进行详细说明。
57.如图5所示，控制电路层121包括多个呈阵列排布的薄膜晶体管、多条栅极线(图5中未显示)以及多条数据线(图5中未显示)，薄膜晶体管包括有源岛1212、栅极1211、源极1213和漏极1214，有源岛1212包括源极区、漏极区和位于源极区和漏极区之间的沟道区，栅极1211与栅极线电连接，源极1213分别与有源岛1212的源极区和数据线电连接，漏极1214与有源岛1212的漏极区电连接。
58.具体地，如图5所示，本技术提供的平板探测器的显示基板1中，控制电路层121包括在由衬底11指向闪烁体层2的方向上依次排布的栅极层、栅极绝缘层1215、有源层和源漏电极层，其中，栅极层包括栅极1211和与栅极1211电连接的栅极线，源漏电极层包括源极1213、漏极1214以及与源极1213电连接的数据线。
59.需要说明的是，虽然图5中示出的显示基板1中的薄膜晶体管为底栅结构，但在实际应用中，显示基板1中的薄膜晶体管也可以采用顶栅结构，或者显示基板1中的薄膜晶体管为顶栅结构和底栅结构混合。
60.如图5所示，二极管层122包括多个呈阵列排布的光电二极管以及多条偏压线
1224，光电二极管包括第一电极1221、第二电极1223以及位于第一电极1221和第二电极1223之间的pin结构1222，每个第一电极1221与一个漏极1214电连接，每个第二电极1223与一条偏压线1224电连接。
61.具体地，如图5所示，本技术提供的平板探测器的显示基板1中，控制电路层121和二极管层122之间设置有第一绝缘层124。
62.具体地，如图5所示，本技术提供的平板探测器的显示基板1中，光电二极管包括在由衬底11指向闪烁体层2的方向上依次排布的第一电极层、pin结构层、第二电极层和偏压线层，其中，第二电极层和偏压线层之间设置有第二绝缘层126和起到平坦化作用的树脂层125。
63.具体地，如图5所示，第一电极层包括多个第一电极1221，每个第一电极1221与相应的薄膜晶体管的漏极1214电连接。pin结构层可采用非晶硅材料进行制备且包括多个pin结构1222。第二电极层包括多个第二电极1223，每个第二电极1223与一条偏压线1224电连接，且第二电极层应采用透明导电材料制成，例如第二电极层可采用氧化铟锡(ito)材料制成。具体地，pin结构是指在p型半导体和n型半导体材料之间加入一薄层低掺杂的本征(intrinsic)半导体，以形成p-i-n层叠的结构。
64.进一步地，如图5所示，本实施例提供的平板探测器中，器件层12还包括多个遮光部123，遮光部123位于控制电路层121远离衬底11的一侧，遮光部123在衬底11上的正投影覆盖有源岛1212在衬底11上的正投影，遮光部123与偏压线1224的材料相同。
65.具体地，如图5所示，遮光部123可以与偏压线1224连为一体，也可以与偏压线1224彼此分离设置，只要保证遮光部123能够阻挡光线照射到薄膜晶体管的有源层即可。遮光部123具有防止光线(自然光以及闪烁体层2转换的可见光等)照射到薄膜晶体管的有源层的功能，从而避免光线对有源层的性能产生影响以保证薄膜晶体管的性能。而将遮光层与偏压线1224在同一工序制成有利于减少工艺步骤，从而降低生产成本。
66.进一步地，如图5和图6所示，本实施例提供的平板探测器中，显示基板1还包括位于器件层12与平坦化层13之间的绑定结构14，绑定结构14位于边框区20。
67.具体地，绑定结构14分为栅极信号绑定结构142和数据信号绑定结构141，其中，栅极信号绑定结构142用于向显示基板1中相应的薄膜晶体管的栅极1211传输栅极信号，数据信号绑定结构141用于向显示基板1相应的薄膜晶体管的源极1213传输数据信号。
68.具体地，如图6和图7所示，为了保证绝缘性能，在绑定结构14和器件层12之间还设置有第三绝缘层127。
69.如图5和图6所示，平板探测器的工作原理为：闪烁体层2将透过人体后衰减的x射线转换为可见光，闪烁体层2下的非晶硅光电二极管阵列又将可见光转换为电信号，在光电二极管自身的电容上形成存储电荷，每个光电二极管的存储电荷量与入射x射线的强度成正比，在控制电路层121形成的控制电路的作用下，扫描读出各个光电二极管的存储电荷，经模数转换后输出数字信号，再经过图像处理从而形成x射线数字影像。
70.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种x射线成像系统，如图8所示，本实施例中的x射线成像系统包括x射线发射装置和上述实施例中的平板探测器，具有上述实施例中的平板探测器的有益效果，在此不再赘述。
71.基于同一发明构思，本技术实施例还提供了一种平板探测器的制作方法，如图2、
图3和图9所示，本实施例中的平板探测器包括显示区10和包围显示区10的边框区20，显示区10包括位于显示区10边缘的待改善区域40；本实施例中提供的平板探测器的制作方法包括：
72.s1：提供一衬底11，在衬底11上依次制作器件层12以及平坦化层13以形成显示基板1。
73.s2：在平坦化层13上形成一垫高层并对垫高层进行图形化处理以形成垫高结构5，垫高结构5在衬底11上的正投影覆盖待改善区域40。
74.具体地，在该步骤中，利用掩膜版，并可以采用树脂材料来形成垫高结构5，例如，选用光刻胶作为垫高结构5的形成材料，能够更为简单地实现图形化而形成垫高结构5。
75.s3：在形成垫高结构5后的显示基板1上形成闪烁体层2，闪烁体层2包括平坦部分和包围平坦部分的梯度部分，其中，梯度部分在衬底11上的正投影与垫高结构5在衬底11上的正投影无交叠。
76.具体地，在此步骤中，可将包括碘化铯或硫氧化钆的材料制作在形成垫高结构5后的显示基板1中以作为闪烁体层2，例如采用沉积法或者贴附法来形成闪烁体层2。
77.本实施例提供的平板探测器的制作方法，仅通过增加一道mask(掩膜)，在显示基板1上设置垫高结构5，利用垫高结构5降低阴影效应对待改善区域40内的影响，从而提升待改善区域40内的闪烁体层2的厚度的均一性，使得便于区域40内的闪烁体层2的厚度与除待改善区域40外的显示区10内的闪烁体层2的厚度基本相同，进而提升使得平板探测器的整个显示区10的亮度基本一致，提升了平板探测器的显示效果
78.具体地，请参照图5和图10，本实施例提供的平板探测器的制作方法中，步骤s1包括：
79.s101：在衬底11上形成栅极层，栅极层包括多个栅极1211和与栅极1211电连接的栅极线。
80.s102：在栅极层上形成栅极绝缘层。
81.s103：在栅极绝缘层上形成有源层，有源层包括多个有源岛1212，有源岛1212包括源极区、漏极区和位于源极区和漏极区之间的沟道区。
82.s104：在形成有源层上形成源漏电极层，源漏电极层包括多个源极1213、多个漏极1214和多条数据线(图5中未显示)，其中，每个源极1213与一条数据线电连接，且源极1213与有源岛1212的源极区电连接，漏极1214与有源岛1212的漏极区电连接。
83.s105：在源漏电极层上形成第一绝缘层124。
84.s106：在第一绝缘层124上形成第一电极层，第一电极层包括多个第一电极1221，每个第一电极1221与一个漏极1214电连接。
85.s107：在第一电极层上形成pin结构层，pin结构层包括多个pin结构1222，每个pin结构1222在衬底11上的正投影位于一个第一电极1221在衬底11上的正投影内。
86.s108：在pin结构层上第二电极层，第二电极层包括多个第二电极1223，每个第二电极1223在衬底11上的正投影覆盖一个pin结构1222在衬底11上的正投影。
87.s109：在第二电极层上形成树脂层。树脂层125(resin层)起到平坦化的作用。
88.s110：在树脂层125上形成第二绝缘层126。
89.s111：在第二绝缘层126上形成偏压线层，偏压线层包括多条偏压线1224和多个遮
光部123，偏压线1224与相应的第二电极1223电连接，每个遮光部123在衬底11上的正投影覆盖一个有源岛在衬底11上的正投影。
90.s112：在偏压线层上形成第三绝缘层127。
91.s113：在形成第三绝缘层127上形成绑定结构14，绑定结构14位于边框区20。具体地，绑定结构14分为栅极信号绑定结构142和数据信号绑定结构141，其中，栅极信号绑定结构142用于向显示基板1中相应的薄膜晶体管的栅极1211传输栅极信号，数据信号绑定结构141用于向显示基板1相应的薄膜晶体管的源极1213传输数据信号。
92.s114：在绑定结构14上形成平坦化层13。
93.需要说明的是，按照上述步骤s1的流程制备的显示基板1中的薄膜晶体管为底栅结构的薄膜晶体管，当然，也可以调整步骤s1中的步骤的顺序使得显示基板1中的薄膜晶体管为顶栅结构，或者薄膜晶体管为顶栅结构和底栅结构混合。
94.应用本技术实施例，至少能够实现如下有益效果：
95.本技术实施例提供的平板探测器、其制作方法及x射线成像系统，在显示基板上设置垫高结构，利用垫高结构降低阴影效应对待改善区域内的影响，从而提升待改善区域内的闪烁体层的厚度的均一性，使得便于区域内的闪烁体层的厚度与除待改善区域外的显示区内的闪烁体层的厚度基本相同，进而提升使得平板探测器的整个显示区的亮度基本一致，提升了平板探测器的显示效果。
96.本技术领域技术人员可以理解，本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案可以被交替、更改、组合或删除。进一步地，具有本技术中已经讨论过的各种操作、方法、流程中的其他步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。进一步地，现有技术中的具有与本技术中公开的各种操作、方法、流程中的步骤、措施、方案也可以被交替、更改、重排、分解、组合或删除。
97.在本技术的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本技术的限制。
98.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。在本技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
99.在本技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本技术中的具体含义。
100.在本说明书的描述中，具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
101.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图的流程图中的至少一
部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
102.以上仅是本技术的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本技术原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本技术的保护范围。