CN109216391B - 一种探测面板、其制作方法及检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探测面板、其制作方法及检测装置，该探测面板包括：衬底基板和位于衬底基板上的光电转换结构，以及位于光电转换结构背离衬底基板一侧且与光电转换结构电连接的显示结构；其中，光电转换结构用于将光信号转换成电信号，显示结构用于根据电信号进行图像显示。本发明实施例中由于在光电转换结构背离衬底基板一侧设置了与光电转换结构电连接的显示结构，通过控制显示结构来实现探测面板直接显示的功能，因此不需要外接显示设备，实现了同步显示的功能。

Description

一种探测面板、其制作方法及检测装置
技术领域
本发明涉及探测面板技术领域，特别涉及一种探测面板、其制作方法及检测装置。
背景技术
基于薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)技术制作的传感器是数字影像技术中至关重要的元件，由于其具有成像速度快，良好的空间及密度分辨率、高信噪比、直接数字输出等优点，广泛应用于医学影像(如X光胸透)、工业检测(如金属探伤)、安保检测、航空运输等领域。
但是传统的基于TFT的传感器需要外接显示设备才能够显示画面，不能够实现同步显示的功能。
发明内容
本发明实施例提供一种探测面板、其制作方法及检测装置，用以解决现有技术中需要外接显示设备才能够显示画面，不能够实现同步显示功能的问题。
因此，本发明实施例提供了一种探测面板，包括：衬底基板和位于所述衬底基板上的光电转换结构，以及位于所述光电转换结构背离所述衬底基板一侧且与所述光电转换结构电连接的显示结构；其中，所述光电转换结构用于将光信号转换成电信号，所述显示结构用于根据所述电信号进行图像显示。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，所述光电转换结构包括在所述衬底基板上依次叠层设置的第一电极、光电二极管和第二电极，所述第二电极与所述显示结构电连接。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，所述显示结构包括在所述光电转换结构上依次叠层设置的第三电极和电子墨水层；其中所述第三电极与所述第二电极为一体结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，所述电子墨水层在所述衬底基板的正投影至少部分覆盖所述光电转换结构在所述衬底基板的正投影。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，所述电子墨水层包括微胶囊，所述微胶囊内具有电荷极性相反的黑色粒子和白色粒子。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，还包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极，所述第二电极与所述漏极为一体结构。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，还包括位于所述第一电极与所述薄膜晶体管之间且具有过孔的平坦化层，其中所述光电二极管位于所述平坦化层的过孔内，所述电子墨水层部分位于所述平坦化层的过孔内。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，还包括与所述第一电极电连接的第一电极引线，所述第一电极引线具有遮光部，所述遮光部在所述衬底基板的正投影覆盖所述有源层在所述衬底基板的正投影。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板中，还包括位于所述衬底基板背向所述显示结构一侧的闪烁层，所述闪烁层用于将辐射信号转换成所述光信号。
相应地，本发明实施例还提供了一种检测装置，包括本发明实施例提供的上述任一项所述的探测面板。
相应地，本发明实施例还提供了一种探测面板的制作方法，包括：
在衬底基板上形成光电转换结构；其中，所述光电转换结构用于将光信号转换成电信号；
在形成有所述光电转换结构的衬底基板上形成与所述光电转换结构电连接的显示结构；其中，所述显示结构用于根据所述电信号进行图像显示。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板的制作方法中，形成所述光电转换结构具体包括：
在所述衬底基板上形成第一电极；
在所述第一电极背离所述衬底基板一侧形成具有过孔的平坦化层；其中，所述过孔露出所述第一电极；
在所述过孔内形成位于所述第一电极背离所述衬底基板一侧的光电二极管；
通过一次构图工艺形成位于所述过孔内且位于所述光电二极管背离所述衬底基板一侧的第二电极以及位于所述平坦化层背离所述衬底基板一侧的漏极。
在一种可能的实现方式中，在本发明实施例提供的上述探测面板的制作方法中，在形成所述第二电极之后，还包括：
在所述第二电极背离所述衬底基板的一侧形成部分位于所述过孔内的电子墨水层。
本发明的有益效果：
本发明实施例提供的探测面板、其制作方法及检测装置，该探测面板包括：衬底基板和位于衬底基板之上的光电转换结构，以及位于光电转换结构背离衬底基板一侧且与光电转换结构电连接的显示结构；其中，光电转换结构用于将光信号转换成电信号，显示结构用于根据电信号进行图像显示。本发明实施例中由于在光电转换结构背离衬底基板一侧设置了与光电转换结构电连接的显示结构，通过控制显示结构来实现探测面板直接显示的功能，因此不需要外接显示设备，实现了同步显示的功能。
附图说明
图1为现有的探测面板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的探测面板的结构示意图之一；
图3为本发明实施例提供的探测面板的结构示意图之二；
图4为图3所示的探测面板的俯视示意图；
图5为本发明实施例提供的探测面板的制作方法流程图之一；
图6为本发明实施例提供的探测面板的制作方法流程图之二；
图7为本发明实施例提供的探测面板的制作方法流程图之三；
图8a至图11b分别为本发明实施例提供的探测面板在执行各步骤后的剖面结构示意图以及对应的俯视示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的，技术方案和优点更加清楚，下面结合附图，对本发明实施例提供的探测面板、其制作方法及检测装置的具体实施方式进行详细地说明。
附图中各层薄膜厚度和形状不反映探测面板的真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
现有的探测面板的结构如图1所示，依次包括：衬底基板2、位于衬底基板2上的栅电极(gate)20、位于栅电极20上的栅绝缘层(gate insulator)21、位于栅绝缘层21上的有源层(active)22、位于有源22上且位于同一层的漏极(drain)23A、源极(source)23B和与源极23B连接的数据线(图中未示)、位于漏极23A和源极23B上的第一钝化层(passivation)24A、位于第一钝化层24A上且与漏极23A电连接的第一ITO(Indium-Tin Oxide，氧化铟锡)层25A、位于第一ITO层25A上的绝缘层(insulator)26、位于绝缘层26上的PIN光电二极管27，位于PIN光电二极管27上的第一树脂层28A、位于第一树脂层28A上的第二钝化层24B，位于第二钝化层24B上且通过贯穿第二钝化层24B和树脂层28的过孔与PIN光电二极管27电连接的第二ITO层25B，以及位于第二ITO层25B上的第三钝化层24C、位于第三钝化层24C上的第二树脂层28B、位于第二树脂层28B上的第三ITO层25C以及位于第三ITO层25C上的闪烁层29。
例如在X射线照射下，X射线经过闪烁层29转换为绿光，通过TFT向第一ITO层25A充1V的电压，向第二ITO层25B充-5～-10V的电压，使PIN光电二极管27工作在负偏压下，光照后PIN光电二极管27产生电子，第一ITO层25A电压变小(最小可到-5～-10V)，TFT读取第一ITO层25A电压的变化显示成不同的灰度。但是上述探测面板需要外接显示设备才能够显示画面，不能够实现同步显示的功能。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种探测面板，如图2所示，包括：衬底基板2和位于衬底基板2上的光电转换结构30，以及位于光电转换结构30背离衬底基板2一侧且与光电转换结构30电连接的显示结构31；其中，光电转换结构30用于将光信号转换成电信号，显示结构31用于根据电信号进行图像显示。
本发明实施例提供的探测面板，包括：衬底基板和位于衬底基板上的光电转换结构，以及位于光电转换结构背离衬底基板一侧且与光电转换结构电连接的显示结构；其中，光电转换结构用于将光信号转换成电信号，显示结构用于根据电信号进行图像显示。本发明实施例中由于在光电转换结构背离衬底基板一侧设置了与光电转换结构电连接的显示结构，通过控制显示结构来实现探测面板直接显示的功能，因此不需要外接显示设备，实现了同步显示的功能。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，光电转换结构30包括在衬底基板2上依次叠层设置的第一电极01、光电二极管03和第二电极02，第二电极02与显示结构31电连接。工作时，例如向第一电极01施加-5～-10V的电压，向第二电极02施加1V的电压，使光电二极管03工作在负偏压下，在不同光照下，光电二极管03产生不同的电流信号，变化的电流信号使第二电极02产生不同的电压变化(最小可到-5～-10V)，以控制显示结构31进行显示。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，光电二极管为PIN光电二极管。具体地，PIN光电二极管包括在衬底基板上依次叠层设置的P型区域、N型区域以及介于P型区域和N型区域之间的本征区域。
具体实施时，PIN光电二极管的材料优选硅基材料，也可使用IGZO、石墨等半导体材料，厚度可以为800nm至1500nm。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，显示结构31包括在光电转换结构30上依次叠层设置的第三电极和电子墨水层311；其中第三电极与第二电极02为一体结构。这样直接利用光电转换结构30中的第二电极02作为控制电子墨水层311进行显示的电极，这样可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，电子墨水层311包括微胶囊，微胶囊内具有电荷极性相反的黑色粒子和白色粒子。具体地，一个微胶囊相当于一个小球，小球里面装有液体电荷，正电荷染白色，负电荷染黑色，即每个小球包括黑白两种颜色，不同颜色部分的表面的电势不同，根据同性相斥异性相吸的原理，只要在小球的一侧加上正负电荷，就能使小球内的电荷聚集在一段，从而显示白或者黑。具体通过控制上述第二电极02产生不同的电压变化控制小球旋转，显示黑白图像。
进一步地，为了提高显示效果，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，电子墨水层311在衬底基板2的正投影至少覆盖光电转换结构30在衬底基板2的正投影。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3和图4所示，图4为图3所示的探测面板的俯视示意图，还包括薄膜晶体管32，薄膜晶体管32包括栅极05、有源层10、源极06和漏极07，第二电极02与漏极07为一体结构。这样可以通过一次构图工艺形成第二电极02与漏极07的图形，相比于现有的图1所示的探测面板可以减少掩膜次数，从而可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。本发明实施例可以通过薄膜晶体管32将第二电极02上产生的电压信号传输至集成电路以保存图像数据。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，还包括位于第一电极01与薄膜晶体管32之间且具有过孔的平坦化层09，其中光电二极管03位于平坦化层09的过孔内，电子墨水层311部分位于平坦化层09的过孔内。
为了让光照照入PIN光电二极管，第一电极01为透明电极，但是由于透明电极的电阻值较大，因此第一电极01在衬底基板的正投影与PIN光电二极管的在衬底基板的正投影完全重叠，这样就需设置第一电极引线041将第一电极01连接至集成电路以输入信号。因此，具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3和图4所示，还包括将第一电极01连接至集成电路的第一电极引线041，由于照射到探测面板的X射线等辐射光，为了避免辐射光破坏有源层10的特性，第一电极引线041还具有遮光部001，遮光部001在衬底基板2的正投影覆盖有源层10在衬底基板的正投影。
具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图4所示，还包括将第二电极02连接至集成电路的第二电极引线042，薄膜晶体管32的栅极05与栅极信号线043相连，薄膜晶体管32的源极06与第二电极引线042相连。
具体实施时，栅极05的材料优选单层铝，也可采用单层钼、铝，钨、钛、铜等金属或者其合金，也可以是上述等金属的多层组合，厚度可以为100nm至500nm。
具体实施时，第一电极引线的材料优选单层铝，也可采用单层钼、铝，钨、钛、铜等金属或者其合金，也可以是上述等金属的多层组合，厚度可以为100nm至500nm。第一电极01优选透明ITO，也可以采用IZO等透明导电材料，厚度可以为50nm至500nm。
具体实施时，第二电极02的材料优选单层铝，也可采用单层钼、铝，钨、钛、铜等金属或者其合金，也可以是上述等金属的多层组合，厚度可以为250nm至600nm。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，第一电极引线与第一电极同层设置，和/或第二电极引线与第二电极同层设置。
具体实施时，如图3所示，开关晶体管32还包括位于源极06、漏极07上方且与源极06、漏极07电连接的有源层10，有源层10的材料优选非晶硅，也可以是多晶硅，IGZO等半导体材料，厚度可以为100nm至300nm。
具体实施时，如图3所示，还包括位于第一电极01与平坦化层09之间的钝化层08，钝化层08的材料均优选树脂材料，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料，也可以是上述多种绝缘材料的多层组合，厚度可以为1000nm至3000nm。
具体实施时，平坦化层的材料均优选树脂材料，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料，也可以是上述多种绝缘材料的多层组合，厚度可以为1000nm至3000nm。
具体实施时，如图3所示，还包括位于开关晶体管32与电子墨水层31上方的保护层11，保护层11的材料优选树脂材料，也可使用氮化硅、氧化铪等绝缘材料，也可以是上述多种绝缘材料的多层组合，厚度可以为1000nm至3000nm。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板中，如图3所示，还包括位于衬底基板2背向显示结构(即电子墨水层31)一侧的闪烁层4，闪烁层4用于将辐射信号转换成光信号。本发明提供的上述探测面板通过将电子墨水层31和闪烁层4设置成分别位于衬底基板2的两侧，这样可以保证电子墨水层31不遮挡入射光，提高探测面板的探测效果。
具体实施时，可以使用任何适当的闪烁材料制备闪烁层。在一些实施例中，闪烁材料为将辐射(例如，X射线)转换成可见光的光波长转换材料。闪烁材料可以包括，但不限于，铊激活的碘化铯，钠激活的碘化铯，碘化铯是一种对光敏感的材料。可选地，闪烁层的厚度可以在400μm至1000μm的范围内。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种探测面板的制作方法，如图5所示，包括：
S501、在衬底基板上形成光电转换结构；其中，光电转换结构用于将光信号转换成电信号；
S502、在形成有光电转换结构的衬底基板上形成与光电转换结构电连接的显示结构；其中，显示结构用于根据电信号进行图像显示。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板的制作方法中，如图6所示，形成光电转换结构，具体可以包括：
S601、在衬底基板上形成第一电极；
S602、在第一电极背离衬底基板一侧形成具有过孔的平坦化层；其中，过孔露出第一电极；
S603、在过孔内形成位于第一电极背离衬底基板一侧的光电二极管；
S604、通过一次构图工艺形成位于过孔内且位于光电二极管背离衬底基板一侧的第二电极以及位于平坦化层背离所述衬底基板一侧的漏极。
进一步地，在本发明实施例提供的上述探测面板的制作方法中，如图7所示，在形成所述第二电极之后，还包括：
S605、在第二电极背离衬底基板的一侧形成部分位于过孔内的电子墨水层。
下面通过具体实施例对图3所示的探测面板的制作方法进行详细阐述。
(1)在衬底基板2上形成第一电极引线041、第一电极引线041具有遮光部001，遮光部001在衬底基板2的正投影覆盖后续制作的有源层10在衬底基板的正投影；在第一电极引线041上形成第一电极01，在第一电极01上方形成覆盖衬底基板2的钝化层08，在钝化层08上方形成平坦化层09，在钝化层08和平坦化层09上形成过孔以露出第一电极01，如图8a和图8b所示，图8b为对应图8a所示的第一电极引线041和第一电极01的俯视示意图；
(2)在形成有第一电极01的衬底基板2上形成光电二极管03，光电二极管03位于平坦化层09的过孔内，光电二极管03可以是PIN光电二极管，如图9a和图9b所示，图9b为对应图9a所示的PIN光电二极管的俯视示意图；
(4)在形成有光电二极管03的衬底基板2上形成第二电极02、源极06和漏极07，并且通过一次构图工艺形成位于过孔内且位于光电二极管03背离衬底基板2一侧的第二电极02以及位于平坦化层09背离衬底基板2一侧的漏极07的图形，即第二电极02和漏极07为一体结构，再形成位于源极06和漏极07上方且与源极06和漏极07电连接的有源层10，遮光部001在衬底基板2的正投影覆盖有源层10在衬底基板的正投影；如图10a和图10b所示，图10b为对应图10a所示的第二电极02和有源层10的俯视示意图；
(5)在形成有有源层10的衬底基板2上形成栅极绝缘层12，在栅极绝缘层12上打过孔以露出漏极07和第二电极02，在露出的漏极07和第二电极02上封装电子墨水层311，电子墨水层311部分位于平坦化层09的过孔内。如图11a和图11b所示，图11b为对应图11a所示的电子墨水层311的俯视示意图；
(6)在形成有栅极绝缘层12和电子墨水层311的衬底基板2上形成栅极05，在栅极05的上方形成覆盖衬底基板2的保护层11，如图3和图4所示，图4为对应图3所示的栅极05的俯视示意图。
通过上述实施例一的步骤(1)至步骤(6)后可以得到本发明实施例提供的图3所示的探测面板。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种检测装置，包括本发明实施例提供的上述任一种探测面板。该检测装置解决问题的原理与前述探测面板相似，因此该检测装置的实施可以参见前述探测面板的实施，重复之处在此不再赘述。
本发明实施例提供的探测面板、其制作方法及检测装置，该探测面板包括：衬底基板和位于衬底基板上的光电转换结构，以及位于光电转换结构背离衬底基板一侧且与光电转换结构电连接的显示结构；其中，光电转换结构用于将光信号转换成电信号，显示结构用于根据电信号进行图像显示。本发明实施例中由于在光电转换结构背离衬底基板一侧设置了与光电转换结构电连接的显示结构，通过控制显示结构来实现探测面板直接显示的功能，因此不需要外接显示设备，实现了同步显示的功能。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种探测面板，其特征在于，包括：衬底基板和位于所述衬底基板上的光电转换结构，以及位于所述光电转换结构背离所述衬底基板一侧且与所述光电转换结构电连接的显示结构；其中，所述光电转换结构用于将光信号转换成电信号，所述显示结构用于根据所述电信号进行图像显示；
所述显示结构包括在所述光电转换结构上依次叠层设置的第三电极和电子墨水层；所述电子墨水层包括微胶囊，所述微胶囊内具有电荷极性相反的黑色粒子和白色粒子；
还包括位于所述衬底基板背向所述显示结构一侧的闪烁层，所述闪烁层用于将辐射信号转换成所述光信号；
所述光电转换结构包括在所述衬底基板上依次叠层设置的第一电极、光电二极管和第二电极，所述第二电极与所述显示结构电连接；
所述探测面板还包括薄膜晶体管，所述薄膜晶体管与所述光电转换结构叠层设置，且所述薄膜晶体管在所述衬底基板上的正投影与所述光电转换结构在所述衬底基板上的正投影不交叠；所述薄膜晶体管包括栅极、有源层、源极和漏极，所述第二电极与所述漏极为一体结构；所述电子墨水层覆盖所述第二电极以及覆盖所述第二电极与所述漏极之间区域；
所述探测面板还包括与所述第一电极电连接的第一电极引线，所述第一电极引线具有遮光部，所述遮光部在所述衬底基板的正投影覆盖所述有源层在所述衬底基板的正投影。
2.如权利要求1所述的探测面板，其特征在于，所述第三电极与所述第二电极为一体结构。
3.如权利要求1所述的探测面板，其特征在于，所述电子墨水层在所述衬底基板的正投影至少部分覆盖所述光电转换结构在所述衬底基板的正投影。
4.如权利要求1所述的探测面板，其特征在于，还包括位于所述第一电极与所述薄膜晶体管之间且具有过孔的平坦化层，其中所述光电二极管位于所述平坦化层的过孔内，所述电子墨水层部分位于所述平坦化层的过孔内。
5.一种检测装置，其特征在于，包括如权利要求1-4任一项所述的探测面板。
6.一种如权利要求1-4任一项所述的探测面板的制作方法，其特征在于，包括：
在衬底基板上形成光电转换结构；其中，所述光电转换结构用于将光信号转换成电信号；
在形成有所述光电转换结构的衬底基板上形成与所述光电转换结构电连接的显示结构；其中，所述显示结构用于根据所述电信号进行图像显示。
7.如权利要求6所述的制作方法，其特征在于，形成所述光电转换结构具体包括：
在所述衬底基板上形成第一电极；
在所述第一电极背离所述衬底基板一侧形成具有过孔的平坦化层；其中，所述过孔露出所述第一电极；
在所述过孔内形成位于所述第一电极背离所述衬底基板一侧的光电二极管；
通过一次构图工艺形成位于所述过孔内且位于所述光电二极管背离所述衬底基板一侧的第二电极以及位于所述平坦化层背离所述衬底基板一侧的漏极。
8.如权利要求7所述的制作方法，其特征在于，在形成所述第二电极之后，还包括：
在所述第二电极背离所述衬底基板的一侧形成部分位于所述过孔内的电子墨水层。
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