射线探测器基板、射线探测器及射线探测方法技术

本公开实施例公开了一种射线探测器基板、射线探测器及射线探测方法，涉及光电检测技术领域，用于提高射线探测器基板的集成度及DQE。射线探测器基板具有多个探测区。射线探测器基板包括：衬底；设置在衬底一侧、且位于每个探测区的第一叉指电极和第二叉指电极；设置在第一叉指电极和第二叉指电极远离衬底一侧的第一闪烁体层；及设置在第一闪烁体层远离衬底一侧的第二闪烁体层。第二闪烁体层被配置为，将射线中的一部分射线转换为可见光，并使另一部分射线透过第二闪烁体层射向第一闪烁体层。第一闪烁体层被配置为，将经第二闪烁体层转换的可见光以及透过第二闪烁体层的另一部分射线转换为光电流。本公开提供的射线探测器基板用于进行射线探测。

【技术实现步骤摘要】
射线探测器基板、射线探测器及射线探测方法
本公开涉及光电检测
，尤其涉及一种射线探测器基板、射线探测器及射线探测方法。
技术介绍
数字化摄影(DigitalRadiography，简称DR)，以其更快的成像速度、更便捷的操作、更高的成像分辨率等显著优点，成为数字化摄影技术的主要方向。数字化摄影的技术核心是射线探测器(例如为X射线探测器)，射线探测器是一种精密和贵重的设备，对成像质量起着决定性的作用。射线探测器在无损检测、医学检测以及安检等领域内得到了较为广泛的应用。
技术实现思路
本公开实施例的目的在于提供一种射线探测器基板、射线探测器及射线探测方法，用于提高射线探测器基板的集成度，降低暗电流，提高DQE和MTF值。为达到上述目的，本公开实施例提供了如下技术方案：本公开实施例的第一方面，提供一种射线探测器基板。所述射线探测器基板，具有多个探测区。所述射线探测器基板包括：衬底；设置在所述衬底的一侧、且位于每个探测区的第一叉指电极和第二叉指电极；设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极远离所述衬底一侧的第一闪烁体层；以及，设置在所述第一闪烁体层远离所述衬底一侧的第二闪烁体层。其中，所述第二闪烁体层被配置为，将入射至所述探测区的射线中的一部分射线转换为可见光，并使另一部分射线透过所述第二闪烁体层，射向所述第一闪烁体层。所述第一闪烁体层被配置为，将经所述第二闪烁体层转换的可见光以及透过所述第二闪烁体层的另一部分射线转换为光电流。本公开的一些实施例所提供的射线探测器基板，通过在每个探测区设置相互交叉的第一叉指电极和第二叉指电极，并在第一叉指电极和第二叉指电极远离衬底的一侧依次设置第一闪烁体层和第二闪烁体层，可以利用第一叉指电极和第二叉指电极产生非均匀的电场，并使得第二闪烁体层能够在较小电场强度的电场的作用下，将入射至探测区的射线中的一部分射线转换为可见光，使得第一闪烁体层能够在较大电场强度的电场的作用下，将该可见光以及透过第二闪烁体层的另一部分射线直接转换为光电流，也即，使得射线探测器基板能够同时实现射线的直接探测和间接探测。而且，在利用第二闪烁体层将入射至探测区的射线中的一部分射线转换为可见光的基础上，第二闪烁体层仅需将剩余的一部分射线转换为光电流，这样有利于降低传输至第一叉指电极和第二叉指电极上的电压的值，进而有利于降低暗电流。此外，本公开将第一闪烁体层和第二闪烁体层设置在第一叉指电极和第二叉指电极远离衬底的一侧，这样在制备形成射线探测器基板的过程中，在第一叉指电极和第二叉指电极远离衬底1的一侧直接制备形成第一闪烁体层和第二闪烁体层，即可得到射线探测器基板，而无需将第一闪烁体层和第二闪烁体层单独制备，这样有利于提高射线探测器基板的集成度，降低射线探测器基板的制备工艺较为复杂，提高生产效率。并且，在形成第一闪烁体层和第二闪烁体层的过程中，无需其他的掩膜工艺，无需制备形成过孔等结构，无需在第二闪烁体层远离衬底的一侧形成遮挡第二闪烁体层的薄膜，这样以利于降低制备形成射线探测器基板的成本，提高射线探测器基板的填充因子，提高射线探测器基板的DQE和MTF值。在一些实施例中，所述第一闪烁体层的材料包括第一钙钛矿材料，所述第二闪烁体层的材料包括第二钙钛矿材料。在一些实施例中，所述第一钙钛矿材料中的卤素和所述第二钙钛矿材料中的卤素不同。在一些实施例中，所述第一钙钛矿材料中的卤素包括氯元素、溴元素和碘元素中的至少一种。所述第二钙钛矿材料中的卤素包括氯元素、溴元素和碘元素中的至少一种。在一些实施例中，所述第一闪烁体层的禁带宽度小于或等于所述第二闪烁体层的禁带宽度。在一些实施例中，所述第一闪烁体层的厚度小于所述第二闪烁体层的厚度。在一些实施例中，所述第一闪烁体层的厚度的范围为0.1μm～20μm，所述第二闪烁体层的厚度的范围为30μm～300μm。在一些实施例中，所述射线探测器基板，还包括：设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极靠近所述第一闪烁体层一侧的绝缘层。所述绝缘层的禁带宽度的范围为4eV～9eV。在一些实施例中，所述绝缘层的厚度的范围为1nm～10nm。在一些实施例中，所述绝缘层的材料包括氮化硅、铝的氧化物和含铅的化合物中的至少一种。在一些实施例中，所述射线探测器基板，还包括：设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极靠近所述第一闪烁体层一侧的介孔薄膜。在一些实施例中，所述介孔薄膜的厚度的范围为0.1μm～100μm。在一些实施例中，所述介孔薄膜的材料包括钛的氧化物、钼的氧化物、钴的氧化物、锌的氧化物、镁的氧化物、锡的氧化物、铬的氧化物和铈的氧化物中的至少一种。在一些实施例中，所述射线探测器基板，还包括：设置在所述第二闪烁体层远离所述衬底一侧的反射层。所述反射层被配置为，使射线透过所述反射层，射向所述第二闪烁体层，并对经所述第二闪烁体层转换、且射向所述反射层的可见光进行反射。在一些实施例中，所述射线探测器基板，还包括：设置在所述衬底靠近所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的一侧、且沿第一方向延伸的多条栅线；设置在所述衬底靠近所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的一侧、且沿第二方向延伸的多条数据线；所述多条栅线和所述多条数据线相互绝缘且交叉设置，限定出所述多个探测区；与所述多条数据线同层设置、且沿所述第二方向延伸的多条偏置电压信号线；以及，设置在所述衬底靠近所述第一叉指电极和所述第二叉指电极的一侧、且位于所述探测区的晶体管；所述晶体管的源极和漏极中的一者与一条数据线电连接。其中，所述第一叉指电极和所述晶体管的源极和漏极中的另一者电连接，所述第二叉指电极和一条偏置电压信号线电连接。在一些实施例中，所述射线探测器基板，还包括：设置在所述探测区的存储电容极板。所述存储电容极板和所述多条栅线同层设置。所述存储电容极板与所述第一叉指电极以及与所述第一叉指电极电连接的晶体管的源极或漏极形成存储电容。另一方面，提供一种射线探测器。所述射线探测器包括：如上述任一实施例所述的射线探测器基板；与所述射线探测器基板电连接的读取芯片；以及，与所述射线探测器基板电连接的偏置电压芯片。所述读取芯片被配置为，向所述射线探测器基板的第一叉指电极提供工作电压，并读取所述第一叉指电极中存储的电信号。所述偏置电压芯片被配置为，向所述射线探测器基板的第二叉指电极提供偏置电压。本公开实施例提供的射线探测器所能实现的有益效果，与上述技术方案提供的射线探测器基板所能达到的有益效果相同，在此不做赘述。又一方面，提供一种射线的探测方法。所述探测方法应用于如上述实施例所述的射线探测器。所述探测方法包括：所述射线探测器中的读取芯片提供工作电压至所述射线探测器中的第一叉指电极；所述射线探测器中的偏置电压芯片提供偏置电压至所述射线探测器中的第二叉指电极，在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极之间形成电场；所述读取芯片停止提供工作电压，并将射线照射至所述射线探测器中的第二闪烁体层；射线在所述射线探测器中的第二闪烁体层和第本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种射线探测器基板，具有多个探测区；所述射线探测器基板包括：/n衬底；/n设置在所述衬底的一侧、且位于每个探测区的第一叉指电极和第二叉指电极；/n设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极远离所述衬底一侧的第一闪烁体层；以及，/n设置在所述第一闪烁体层远离所述衬底一侧的第二闪烁体层；/n其中，所述第二闪烁体层被配置为，将入射至所述探测区的射线中的一部分射线转换为可见光，并使另一部分射线透过所述第二闪烁体层，射向所述第一闪烁体层；/n所述第一闪烁体层被配置为，将经所述第二闪烁体层转换的可见光以及透过所述第二闪烁体层的另一部分射线转换为光电流。/n

【技术特征摘要】
1.一种射线探测器基板，具有多个探测区；所述射线探测器基板包括：
衬底；
设置在所述衬底的一侧、且位于每个探测区的第一叉指电极和第二叉指电极；
设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极远离所述衬底一侧的第一闪烁体层；以及，
设置在所述第一闪烁体层远离所述衬底一侧的第二闪烁体层；
其中，所述第二闪烁体层被配置为，将入射至所述探测区的射线中的一部分射线转换为可见光，并使另一部分射线透过所述第二闪烁体层，射向所述第一闪烁体层；
所述第一闪烁体层被配置为，将经所述第二闪烁体层转换的可见光以及透过所述第二闪烁体层的另一部分射线转换为光电流。


2.根据权利要求1所述的射线探测器基板，其中，所述第一闪烁体层的材料包括第一钙钛矿材料，所述第二闪烁体层的材料包括第二钙钛矿材料。


3.根据权利要求2所述的射线探测器基板，其中，所述第一钙钛矿材料中的卤素和所述第二钙钛矿材料中的卤素不同。


4.根据权利要求2所述的射线探测器基板，其中，所述第一钙钛矿材料中的卤素包括氯元素、溴元素和碘元素中的至少一种；
所述第二钙钛矿材料中的卤素包括氯元素、溴元素和碘元素中的至少一种。


5.根据权利要求1所述的射线探测器基板，其中，所述第一闪烁体层的禁带宽度小于或等于所述第二闪烁体层的禁带宽度。


6.根据权利要求1所述的射线探测器基板，其中，所述第一闪烁体层的厚度小于所述第二闪烁体层的厚度。


7.根据权利要求6所述的射线探测器基板，其中，所述第一闪烁体层的厚度的范围为0.1μm～20μm，所述第二闪烁体层的厚度的范围为30μm～300μm。


8.根据权利要求1～7中任一项所述的射线探测器基板，还包括：设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极靠近所述第一闪烁体层一侧的绝缘层；
所述绝缘层的禁带宽度的范围为4eV～9eV。


9.根据权利要求8所述的射线探测器基板，其中，所述绝缘层的厚度的范围为1nm～10nm。


10.根据权利要求8所述的射线探测器基板，其中，所述绝缘层的材料包括氮化硅、铝的氧化物和含铅的化合物中的至少一种。


11.根据权利要求1～7中任一项所述的射线探测器基板，还包括：设置在所述第一叉指电极和所述第二叉指电极靠近所述第一闪烁体层一侧的介孔薄膜。


12.根据权利要求11所述的射线探测器基板，其中，所述介孔薄膜的厚度的范围为0.1μm～100μm。


13.根据权利要求11所述的射线探测器基板，其中，所述介孔薄膜的材料包...

【专利技术属性】
技术研发人员：周琳，
申请(专利权)人：京东方科技集团股份有限公司，北京京东方传感技术有限公司，
类型：发明
国别省市：北京;11