CN110797364B - 一种探测基板、探测面板及光电检测装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探测基板、探测面板及光电检测装置，本发明通过在输入端子与偏置电压线之间设置电压补偿模块，在环境光照射下，该电压补偿模块与光电转换模块产生大小相反的电压，因此电压补偿模块在探测基板制作过程中可以抵消光电转换模块在环境光下产生的电压，避免偏置电压线上的电势积累，从而解决了存在电势的偏置电压线在显影液或剥离液的环境中容易发生电化学腐蚀的问题，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。

Description

一种探测基板、探测面板及光电检测装置
技术领域
本发明涉及光电探测技术领域，特别涉及一种探测基板、探测面板及光电检测装置。
背景技术
基于薄膜晶体管(Thin Film Transistor，TFT)技术制作的平板X射线探测器(Flat X-ray Panel Detector，FPXD)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。
FPXD包括直接式和间接式，间接式包含CCD、CMOS、非晶硅等类型。其中非晶硅平板探测器相比CMOS、CCD平板探测器具有更大的成像面积和低失真度。间接式平板探测器成像原理如下：X-ray照射至探测器内部，首先经过闪烁体(Scintillator)，闪烁体功能是将X-ray转化成可见光，接着可见光入射至玻璃背板，玻璃背板包含一光电二极管和一开关电路(如TFT)，由光电二极管接受可见光激发电子至电容存储，接着Gate侧驱动电路逐行打开开关电路扫描，由Data侧读取信号，芯片将模拟信号转换成数字信号，最后以影像方式呈现。
发明内容
本发明实施例提供一种探测基板、探测面板及光电检测装置，用以解决探测基板在制作过程中，偏置电压线容易发生电化学腐蚀的问题。
本发明实施例提供了一种探测基板，包括探测区域和包围所述探测区域的非探测区域，所述探测区域包括呈阵列分布的多个探测单元和多条偏置电压线；每一所述探测单元包括：驱动模块，以及与所述驱动模块电连接的光电转换模块；其中，所述偏置电压线与所述光电转换模块电连接；
所述非探测区域包括：与各所述偏置电压线电连接的输入端子，以及电连接于所述输入端子与所述偏置电压线之间的电压补偿模块；
所述电压补偿模块用于在所述探测基板制作过程中抵消所述光电转换模块在环境光下产生的电压。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，每一列所述探测单元对应电连接同一条所述偏置电压线，每一所述输入端子与对应的所述偏置电压线之间均电连接一个所述电压补偿模块。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述光电转换模块包括光电二极管，所述电压补偿模块包括补偿光电二极管；
所述光电二极管和所述补偿光电二极管的偏压极性相反。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述光电二极管的第一电极与所述补偿光电二极管的第一电极电连接，所述补偿光电二极管的第二电极与所述输入端子电连接，所述光电二极管的第二电极与所述驱动模块电连接；
所述偏置电压线用于向所述光电二极管的第一电极加载负电压。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述驱动模块包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与控制信号端电连接，所述驱动晶体管的第一极与所述光电二极管的第二电极电连接，所述驱动晶体管的第二极与数据信号端电连接。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述光电二极管的第二电极与所述补偿光电二极管的第二电极电连接，所述补偿光电二极管的第一电极与所述输入端子电连接，所述光电二极管的第一电极与所述驱动模块电连接；
所述偏置电压线用于向所述光电二极管的第二电极加载正电压。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述驱动模块包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与控制信号端电连接，所述驱动晶体管的第一极与所述光电二极管的第一电极电连接，所述驱动晶体管的第二极与数据信号端电连接。
可选地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，所述光电二极管与所述补偿光电二极管中具有相同的膜层同层设置。
相应地，本发明实施例还提供了一种探测面板，包括本发明实施例提供的上述任一项所述的探测基板，以及位于所述探测基板入光侧的闪烁体层；所述闪烁体层仅覆盖所述探测区域。
相应地，本发明实施例还提供了一种光电检测装置，包括本发明实施例提供的上述探测面板。
本发明的有益效果如下：
本发明实施例提供的探测基板、探测面板及光电检测装置，在探测基板制作过程中(如加工、组装、运输等过程)，不可避免受环境光照射，而光电转换模块受环境光照射时产生电压，该电压传输至偏置电压线，使得偏置电压线存在电势；又由于探测基板的各膜层在制备过程中一般采用构图工艺，构图工艺需要用到显影、剥离等工艺，因此探测基板上不可避免的残留有显影液或剥离液；因此偏置电压线接触到显影液或剥离液时，偏置电压线上的电势为其电化学腐蚀提供动能，因此本发明通过在输入端子与偏置电压线之间设置电压补偿模块，在环境光照射下，该电压补偿模块与光电转换模块产生大小相反的电压，因此电压补偿模块在探测基板制作过程中可以抵消光电转换模块在环境光下产生的电压，避免偏置电压线上的电势积累，从而解决了存在电势的偏置电压线在显影液或剥离液的环境中容易发生电化学腐蚀的问题，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
附图说明
图1为相关技术中探测基板的结构示意图；
图2为本发明实施例提供的一种探测基板的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的又一种探测基板的结构示意图；
图4为本发明实施例提供的又一种探测基板的结构示意图；
图5为本发明实施例提供的又一种探测基板的结构示意图；
图6为本发明实施例提供的又一种探测基板的结构示意图。
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，下面将结合附图对本发明提供的探测基板、探测面板及光电检测装置作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例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它实施例，都属于本发明保护的范围。
附图中各部件的形状和大小不反映真实比例，目的只是示意说明本发明内容。
相关技术中，探测基板一般包括多个探测区域，如图1所示，每一探测区域包括：开关电路TFT，与开关电路TFT电连接的光电二极管PIN，以及与光电二极管PIN电连接的偏置电压线Bias，探测基板上的各结构制作完成后，在正常环境光光照下进行加工、组装、运输等工艺，而光电二极管PIN受环境光照射会产生电压，该电压传输至偏置电压线Bias，使得偏置电压线Bias存在电势，经万用表测试，暗态环境下的偏置电压线Bias上无电势，LED灯下的偏置电压线Bias上的电势为+0.2V，太阳光下的偏置电压线Bias上的电势为+0.7V，随着光照强度增强，偏置电压线Bias上的电势逐渐增大；而探测基板的各结构在制备过程中一般采用构图工艺，构图工艺需要用到显影、剥离等工艺，因此探测基板上不可避免的残留有显影液或剥离液；偏置电压线Bias的材料一般为金属Mo、Al等，显影液或剥离液中含有OH-，偏置电压线Bias接触到显影液或剥离液时，偏置电压线Bias上的电势为其发生电化学腐蚀提供动能，从而发生电化学反应，加速腐蚀的进行，因此存在电势的偏置电压线Bias在显影液或剥离液的环境中容易发生电化学腐蚀的问题，从而影响产品的使用寿命，以及降低产品的信赖性。
有鉴于此，本发明实施例提供了一种探测基板，如图2所示，包括探测区域AA和包围探测区域AA的非探测区域BB，探测区域AA包括呈阵列分布的多个探测单元和多条偏置电压线Bias；图1以3*3个探测单元为例进行说明，每一探测单元包括：驱动模块100，以及与驱动模块100电连接的光电转换模块200；其中，偏置电压线Bias与光电转换模块200电连接；
非探测区域BB包括：与各偏置电压线Bias电连接的输入端子300，以及电连接于输入端子300与偏置电压线Bias之间的电压补偿模块400；
电压补偿模块400用于在探测基板制作过程中抵消光电转换模块200在环境光下产生的电压。
本发明实施例提供的上述探测基板，在探测基板制作过程中(如加工、组装、运输等过程)，不可避免受环境光照射，而光电转换模块200受环境光照射时产生电压，该电压传输至偏置电压线Bias，使得偏置电压线Bias存在电势；又由于探测基板的各膜层在制备过程中一般采用构图工艺，构图工艺需要用到显影、剥离等工艺，因此探测基板上不可避免的残留有显影液或剥离液；因此偏置电压线Bias接触到显影液或剥离液时，偏置电压线Bias上的电势为其电化学腐蚀提供动能，因此本发明通过在输入端子300与偏置电压线Bias之间设置电压补偿模块400，在环境光照射下，该电压补偿模块400与光电转换模块200产生大小相反的电压，因此电压补偿模块400在探测基板制作过程中可以抵消光电转换模块200在环境光下产生的电压，避免偏置电压线Bias上的电势积累，从而解决了存在电势的偏置电压线Bias在显影液或剥离液的环境中容易发生电化学腐蚀的问题，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
另外，本发明的电压补偿模块是设置在非探测区域，因此不会电压补偿模块不会占用探测区域的空间，从而不会影响探测区域进行光电检测。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图1所示，每一列探测单元对应电连接同一条偏置电压线Bias，每一输入端子300与对应的偏置电压线Bias之间均电连接一个电压补偿模块400。这样同一条偏置电压线Bias上电连接的各光电转换模块200相当于并联，为了防止偏置电压线Bias发生电化学腐蚀，只需在该偏置电压线Bias电连接的输入端子300与该偏置电压线Bias之间电连接一个电压补偿模块400即可，由于每一列探测单元均对应一个电压补偿模块400，因此本发明的探测基板中所有偏置电压线Bias均不会发生电化学腐蚀，进一步增加产品的使用寿命，以及进一步提高产品的信赖性。
下面通过两个具体的实施例对本发明提供的探测基板的结构进行解释说明。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图3和图4所示，光电转换模块200包括光电二极管L1，电压补偿模块400包括补偿光电二极管L2；
光电二极管L1和补偿光电二极管L2的偏压极性相反。这样在环境光照射下，补偿光电二极管L2产生的电压与光电二极管L1产生的电压大小相反，从而相互抵消，因此偏置电压线Bias上不会存在电势，则不会发生电化学腐蚀，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图3所示，光电二极管L1的第一电极与补偿光电二极管L2的第一电极电连接，补偿光电二极管L2的第二电极与输入端子300电连接，光电二极管L1的第二电极与驱动模块100电连接；
光电二极管L1工作在反向偏压下，因此偏置电压线Bias用于向光电二极管L1的第一电极加载负电压。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图4所示，驱动模块100包括驱动晶体管T，驱动晶体管T的栅极与控制信号端Gate电连接，驱动晶体管T的第一极与光电二极管L1的第二电极电连接，驱动晶体管T的第二极与数据信号端Data电连接。
具体地，如图4所示，在环境光照射下，光电二极管L1中的空穴往光电二极管L1的第一电极累积，补偿光电二极管L2的空穴往补偿光电二极管L2的第一电极累积，由于光电二极管L1和补偿光电二极管L2的偏压极性相反，光电二极管L1和补偿光电二极管L2形成相反的电势，由于光电二极管L1和补偿光电二极管L2串联，补偿光电二极管L2的电势阻止光电二极管L1的电势传输至偏置电压线Bias，从而偏置电压线Bias上不会存在电势，则不会发生电化学腐蚀，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
在具体实施时，如图4所示，在进行光电检测时，通过偏置电压线Bias向补偿光电二极管L2的第二电极输入负电压，假设偏置电压线Bias输入-5V的电压，此时光电二极管L1的第一电极处于浮接状态，光电二极管L1的第一电极的电压可以大于-5V也可以小于-5V，假设光电二极管L1的第一电极的电压大于-5V，例如为0，由于补偿光电二极管L2具有单向导通特性，在通过偏置电压线Bias向补偿光电二极管L2的第二电极输入-5V的电压时，单向导通特性会使补偿光电二极管L2的第一电极即光电二极管L1的第一电极的电压为-5V，从而补偿光电二极管L2不会影响光电二极管L1的第一电极外加偏压。同理，当假设光电二极管L1的第一电极的电压小于-5V时，同样单向导通特性会使光电二极管L1的第一电极的电压为-5V，从而补偿光电二极管L2不会影响光电二极管L1的第一电极外加偏压。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图5所示，光电二极管L1的第二电极与补偿光电二极管L2的第二电极电连接，补偿光电二极管L2的第一电极与输入端子300电连接，光电二极管L1的第一电极与驱动模块100电连接；
光电二极管L1工作在反向偏压下，因此偏置电压线Bias用于向光电二极管L1的第二电极加载正电压。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，如图6所示，驱动模块100包括驱动晶体管T，驱动晶体管T的栅极与控制信号端Gate电连接，驱动晶体管T的第一极与光电二极管L1的第一电极电连接，驱动晶体管T的第二极与数据信号端Data电连接。
具体地，如图6所示，在环境光照射下，光电二极管L1中的空穴往光电二极管L1的第一电极累积，补偿光电二极管L2的空穴往补偿光电二极管L2的第一电极累积，由于光电二极管L1和补偿光电二极管L2的偏压极性相反，光电二极管L1和补偿光电二极管L2形成相反的电势，由于光电二极管L1和补偿光电二极管L2串联，补偿光电二极管L2的电势阻止光电二极管L1的电势传输至偏置电压线Bias，从而偏置电压线Bias上不会存在电势，则不会发生电化学腐蚀，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
在具体实施时，如图6所示，在进行光电检测时，通过偏置电压线Bias向补偿光电二极管L2的第一电极输入正电压，假设偏置电压线Bias输入+5V的电压，此时光电二极管L1的第二电极处于浮接状态，光电二极管L1的第二电极的电压可以大于+5V也可以小于+5V，假设光电二极管L1的第二电极的电压大于+5V，例如为+10V，由于补偿光电二极管L2具有单向导通特性，在通过偏置电压线Bias向补偿光电二极管L2的第一电极输入+5V的电压时，单向导通特性会使补偿光电二极管L2的第二电极即光电二极管L1的第二电极的电压为+5V，从而补偿光电二极管L2不会影响光电二极管L1的第二电极外加偏压。同理，当假设光电二极管L1的第二电极的电压小于+5V时，同样单向导通特性会使光电二极管L1的第二电极的电压为+5V，从而补偿光电二极管L2不会影响光电二极管L1的第二电极外加偏压。
进一步地，在具体实施时，在本发明实施例提供的上述探测基板中，光电二极管与补偿光电二极管中具有相同的膜层同层设置。例如可以将光电二极管的第一电极和补偿光电二极管的第一电极同层设置，将光电二极管的光电转换层和补偿光电二极管的光电转换层同层设置，以及将光电二极管的第二电极和补偿光电二极管的第二电极同层设置，具体制作过程与现有的相同，在此不作详述。这样可以通过一次构图工艺形成光电二极管和补偿光电二极管具有相同功能的膜层的图形，可以简化制备工艺流程，节省生产成本，提高生产效率。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种探测面板，包括本发明实施例提供的上述任一项的探测基板，以及位于探测基板入光侧的闪烁体层；闪烁体层仅覆盖探测区域。具体实施时，在进行光电检测时，由于闪烁体层仅覆盖探测区域，因此闪烁体层出射的可见光不会照射到非探测区域的补偿光电二极管，从而补偿光电二极管不会吸收烁体层出射的可见光，补偿光电二极管不会影响正常的光电检测，并且由于光电检测时是将探测面板置于黑暗环境下，外界的环境光也不会照射至光电二极管和补偿光电二极管，因此本发明提供的探测面板中的补偿光电二极管不会影响正常的光电检测。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供了一种光电检测装置，包括本发明实施例提供的上述探测面板。该光电检测装置解决问题的原理与前述探测基板相似，因此该光电检测装置的实施可以参见前述探测基板的实施，重复之处在此不再赘述。
本发明实施例提供的探测基板、探测面板及光电检测装置，在探测基板制作过程中(如加工、组装、运输等过程)，不可避免受环境光照射，而光电转换模块受环境光照射时产生电压，该电压传输至偏置电压线，使得偏置电压线存在电势；又由于探测基板的各膜层在制备过程中一般采用构图工艺，构图工艺需要用到显影、剥离等工艺，因此探测基板上不可避免的残留有显影液或剥离液；因此偏置电压线接触到显影液或剥离液时，偏置电压线上的电势为其电化学腐蚀提供动能，因此本发明通过在输入端子与偏置电压线之间设置电压补偿模块，在环境光照射下，该电压补偿模块与光电转换模块产生大小相反的电压，因此电压补偿模块在探测基板制作过程中可以抵消光电转换模块在环境光下产生的电压，避免偏置电压线上的电势积累，从而解决了存在电势的偏置电压线在显影液或剥离液的环境中容易发生电化学腐蚀的问题，从而增加产品的使用寿命，以及提高产品的信赖性。
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 (10)

1.一种探测基板，其特征在于，包括探测区域和包围所述探测区域的非探测区域，所述探测区域包括呈阵列分布的多个探测单元和多条偏置电压线；每一所述探测单元包括：驱动模块，以及与所述驱动模块电连接的光电转换模块；其中，所述偏置电压线与所述光电转换模块电连接；
所述非探测区域包括：与各所述偏置电压线电连接的输入端子，以及电连接于所述输入端子与所述偏置电压线之间的电压补偿模块；
所述电压补偿模块用于在所述探测基板制作过程中抵消所述光电转换模块在环境光下产生的电压。
2.如权利要求1所述的探测基板，其特征在于，每一列所述探测单元对应电连接同一条所述偏置电压线，每一所述输入端子与对应的所述偏置电压线之间均电连接一个所述电压补偿模块。
3.如权利要求1所述的探测基板，其特征在于，所述光电转换模块包括光电二极管，所述电压补偿模块包括补偿光电二极管；
所述光电二极管和所述补偿光电二极管的偏压极性相反。
4.如权利要求3所述的探测基板，其特征在于，所述光电二极管的第一电极与所述补偿光电二极管的第一电极电连接，所述补偿光电二极管的第二电极与所述输入端子电连接，所述光电二极管的第二电极与所述驱动模块电连接；
所述偏置电压线用于向所述光电二极管的第一电极加载负电压。
5.如权利要求4所述的探测基板，其特征在于，所述驱动模块包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与控制信号端电连接，所述驱动晶体管的第一极与所述光电二极管的第二电极电连接，所述驱动晶体管的第二极与数据信号端电连接。
6.如权利要求3所述的探测基板，其特征在于，所述光电二极管的第二电极与所述补偿光电二极管的第二电极电连接，所述补偿光电二极管的第一电极与所述输入端子电连接，所述光电二极管的第一电极与所述驱动模块电连接；
所述偏置电压线用于向所述光电二极管的第二电极加载正电压。
7.如权利要求6所述的探测基板，其特征在于，所述驱动模块包括驱动晶体管，所述驱动晶体管的栅极与控制信号端电连接，所述驱动晶体管的第一极与所述光电二极管的第一电极电连接，所述驱动晶体管的第二极与数据信号端电连接。
8.如权利要求3所述的探测基板，其特征在于，所述光电二极管与所述补偿光电二极管中具有相同的膜层同层设置。
9.一种探测面板，其特征在于，包括如权利要求1-8任一项所述的探测基板，以及位于所述探测基板入光侧的闪烁体层；所述闪烁体层仅覆盖所述探测区域。
10.一种光电检测装置，其特征在于，包括如权利要求9所述的探测面板。
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