CN111261648A - 放射线图像探测器及其制作方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种放射线图像探测器及其制作方法。放射线图像探测器包括：基板；位于基板上的光学图像探测器包括光敏像素组成的阵列；光敏像素包括第一电极层，光电转换层，第二电极层；第一电极层包括和光电转换层直接接触的第一接触面，第二电极层包括和光电转换层直接接触的第二接触面；光电转换层包括中心区域和边墙区域，中心区域包括第一接触面和第二接触面在光电转换层的正投影的重叠部分，边墙区域为除中心区域以外的区域；相邻的光敏像素之间具有沟壑区；放射线转换层；像素化的聚光结构位于光敏像素和放射线转换层之间，将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到中心区域。本发明能够提升入射光的利用率，同时提升图像质量。

Description

放射线图像探测器及其制作方法
技术领域
本发明涉及探测器技术领域，尤其涉及一种放射线图像探测器及其制作方法。
背景技术
平板式X射线图像探测器已经被广泛应用于数字化医疗诊断和放射线治疗的实时监控。与传统的X光胶片相比，这种平板式图像探测器具有快捷、低成本、低曝光量、高图像质量等优点，并且便于数据的存储，发送和运算，能够融入数字化医疗系统中。
在现有技术的一种图像探测器中，设置有放射线转换层和可见光图像探测器。首先放射线通过放射线转换层的作用，将放射线转换成可见光；然后可见光图像探测器中的光电转换器件将可见光转换成电信号，并且输出给外部电路，最终实现图像的探测。目前的图像探测器仍然存在图像拖尾、图像不稳定、图像背景噪声等问题，影响探测图像质量。
发明内容
本发明实施例提供一种放射线图像探测器及其制作方法，能够提升图像探测器对光线的利用率，同时改善图像拖尾、图像不稳定、图像背景噪声等问题，提升图像质量。
第一方面，本发明实施例提供一种放射线图像探测器，包括：
基板；
位于基板上的光学图像探测器，光学图像探测器包括复数个周期性排列的光敏像素所组成的阵列；
其中，光敏像素包括第一电极层，光电转换层，第二电极层；
第一电极层包括和光电转换层直接接触的第一接触面，第二电极层包括和光电转换层直接接触的第二接触面；
光电转换层包括中心区域和边墙区域，中心区域包括第一接触面和第二接触面在光电转换层的正投影的重叠部分，边墙区域包括光电转换层的除了中心区域以外的区域；
阵列中，相邻的光敏像素之间具有一定宽度的不对光线敏感的沟壑区；
放射线转换层，位于光学图像探测器的远离基板一侧，将放射线转换成可见光；
像素化的聚光结构，位于光敏像素和放射线转换层之间，将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到中心区域。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，
基于同一发明构思，第二方面，本发明实施例提供一种放射线图像探测器的制作方法，用于制作本发明任意实施例提供的放射线图像探测器，制作方法包括：在光敏像素之上制作像素化的聚光结构，包括:
在光敏像素之上制作一定厚度的-胶状或者液状的有机材料层；
将有和聚光结构成反向结构的并且可以透过UV光的模具覆盖在上有机材料层上，并保持一定压力；
从模具的远离有机材料层的一侧照射UV光，将胶状或者液状的有机材料层做部分固化；
分离模具，在预设温度下对已经部分固化的聚光结构进一步硬化成型。
基于同一发明构思，第三方面，本发明实施例提供一种放射线图像探测器的制作方法，用于制作本发明任意实施例提供的放射线图像探测器，制作方法包括：在光敏像素之上制作像素化的聚光结构，包括：
在光敏像素之上制作一定厚度的有机材料层；
对有机材料层做预烘烤并部分固化；
采用刻蚀工艺对部分固化的有机材料层进行刻蚀，得到聚光结构前体；
在一个预设温度下对聚光结构前体进行烘烤和软化，形成像素化的表面呈曲面的聚光结构；
在另一个预设温度下，或者同时使用UV光照射的方法，将聚光结构硬化成型。
本发明实施例提供的放射线图像探测器及其制作方法，具有如下有益效果：在光敏像素和放射线转换层之间设置有像素化的聚光结构。聚光结构将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域。可见光汇聚到中心区域后，会在中心区域产生电子空穴对，进而在中心区域被电场分离后相应的被第一电极层或者第二电极层俘获，产生光生电流，从而本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光也能够产生光电流，提升了入射光的利用率。同时，将本来要进入边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域后，能够避免可见光进入边墙区域后在边墙区域内产生电子空穴对，降低电子或者空穴在边墙区域被俘获的概率，从而改善图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声的现象，提升探测图像质量。
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一简单地介绍。
图1为相关技术中放射线图像探测器的局部截面示意图；
图2为本发明实施例提供的放射线图像探测器的局部截面示意图；
图3为本发明实施例提供的放射线图像探测器中光敏像素阵列局部示意图；
图4为本发明实施例提供的放射线图像探测器的一种可选实施方示局部俯视示意图；
图5为图4中切线A-A＇位置处一种可选实施方式截面示意图；
图6为本发明实施例提供的放射线图像探测器中可见光射向聚光结构后的光路示意图；
图7为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图；
图8为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图；
图9为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图；
图10为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部俯视示意图；
图11为图10中切线B-B＇位置处一种可选实施方式截面示意图；
图12为本发明实施例提供的放射线图像探测器的制作方法的一种可选实施方式示意图；
图13为本发明实施例提供的放射线图像探测器的制作方法的另一种可选实施方式示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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，本领域技术人员在没有作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。
在本发明实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。
基于相关技术中放射线图像探测器存在的问题，本发明的发明人首先对相关技术中图像拖尾、图像不稳定、图像背景噪声等问题产生的原因进行分析。
图1为相关技术中放射线图像探测器的局部截面示意图。如图1所示，示出了两个光敏像素、以及两个光敏像素之间的间隔区域Q1＇。放射线经放射线转换层103＇后转换成可见光，可见光射向下方的图像探测器，由于在相邻的两个光敏像素之间具有间隔区域Q1＇，如图中示意的区域Z1＇中射向间隔区域Q1＇的可见光不能够被光电转换层G＇所利用，从而影响了入射可见光的利用率。另外，继续参考图1示意的，在光敏像素中包括边缘区域B＇，在靠近边缘区域B＇，光电转换层G＇的上方和下方都没有具有高导电性能的材料构成的电极(图中的上部电极J1＇和底部电极J2＇)，只能依靠半导体自身的掺杂层的横向导电率来维持一定的垂直电场，所以边缘区域B＇的垂直电场非常弱，边缘区域B＇内被可见光激发产生的电子-空穴对无法被电场分离，或者导致已经分离的电子和空穴很快再度复合，不能对光生电流产生任何贡献。如图中示意的，区域Z2＇中射向边缘区域B＇的光线，在边缘区域B＇产生的电子或空穴需要横向移动较长的距离才能被光敏像素的上部电极J1＇或底部电极J2＇俘获，电子或空穴(也即光生载流子)在移动途中有较高的概率被各种缺陷或者陷阱所俘获。而被俘获的光生载流子在晶格热振动的激发下又有一定的概率重新释放出来参与导电或者对后续的图像产生电荷贡献。由此导致了图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声，严重影响了图像质量，所以光敏像素的边缘区域B＇不仅对光生载流子的收集效率低而且会对图像质量产生不良影响。
如图1中示意的，光敏像素包括底部电极J2＇、上部电极J1＇以及光电转换层G＇，第一绝缘层Y1＇覆盖了底部电极J2＇的边缘，能够避免底部电极J2＇的边缘上面的光电转换层G＇内的电场高度集中，产生漏电流或者导致光电转换层G＇被较强的边缘电场所击穿。同时为了防止光电转换层G＇的边缘漏电，在制作时上部电极J1＇的边缘也会内缩一定距离，也即上部电极J1＇的边缘不会与光电转换层G＇平齐。然后制作有第二绝缘层Y2＇填充了相邻两个光敏像素之间的间隔区域Q1＇，实现了对相邻两个光敏像素的隔绝同时能够减少光电转换层G＇边缘的漏电，防止像素之间的信号串扰和驱动脉冲的干涉噪声。由此，形成了光敏像素的边缘区域B＇，以及相邻的两个光敏像素之间间隔区域Q1＇。
目前光电转换层的成膜工艺中对光刻精度有一定的要求，导致了边缘区域尺寸的进一步减小受到了限制。当光敏像素内的光电转换层的面积较大时，边缘区域所占面积的比例也比较小。然而当图像探测器的分辨率提高后，每个光敏像素的面积、以及光敏像素之间的间距变得更小，而边缘区域的尺寸由于工艺的限制却不能相应的减小，导致边缘区域所占面积的比例就会大幅提高，从而边缘区域对整体的图像质量的不良影响会更加明显。所以对于高分辨率的放射线图像探测器，尤其是对于需要探测动态图像的图像探测器，比如探测心脏动态影像的X射线影像探测器来说，解决上述问题的需求尤为突出。
在相关技术中，有通过在放射线转换层和光敏像素阵列之间增加微透镜阵列，以提高光利用率的方案。方案设计在每个光敏像素的上方均制作一个和光敏像素尺寸大小基本相同的微型透镜，力图将光敏像素上方的所有光线都聚焦到对应的光敏像素的光电转换层中，从而降低光线在光敏像素的边缘区域的损失。而通常应用于医疗用途的X射线图像探测器中，考虑到影像的大面积和信号噪声比例，像素的尺寸通常都大于50微米。对于乳腺X光探测器像素一般设定在100微米，对于心血管，胸部和其他部位的放射线诊断和医疗用的图像探测器，通常的像素尺寸设定在200微米左右。根据光学透镜的基本原理和设计，无论是凸透镜还是凹透镜，透镜的高度应该和其直径在一个数量级或者基本相同，而透镜的尺寸越大，其工艺制作难度越大。然而想要在一个较大面积的基板上，比如200mm*200mm的基板上，制作高度为50微米甚至100微米的凸透镜，其工艺的复杂性和难度非常大，而且透镜制作工艺对光敏像素中光电转换层的不良影响也是不可预期的。
基于上述分析，发明人提出一种放射线图像探测器，在光敏像素阵列和放射线转换层之间设置像素化的聚光结构。其中，光敏像素阵列中包括多个光敏像素，在相邻的两个光敏像素之间具有沟壑区(相当于相关技术中间隔区域)，每个光敏像素包括中心区域和边墙区域(相当于相关技术中的边缘区域)。聚光结构能够将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到中心区域。光结构的设置能够提升光利用率，同时避免在边墙区域产生光生载流子后导致图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声等不良影响。
图2为本发明实施例提供的放射线图像探测器的局部截面示意图。图3为本发明实施例提供的放射线图像探测器中光敏像素阵列局部示意图。
如图2所示，放射线图像探测器，包括：
基板101，可选的，基板101可以为柔性基板，也可以为刚性基板。
位于基板101上的光学图像探测器102，光学图像探测器102包括复数个周期性排列的光敏像素P所组成的阵列；其中，复数个理解为多个，也即光敏像素所组成的阵列中包括多个光敏像素P。如图3的局部俯视图示意的，复数个周期性排列的光敏像素P组成阵列，在阵列中，相邻的光敏像素P之间具有一定宽度的不对光线敏感的沟壑区JQ(也可同时参考图2中示意出的沟壑区JQ)。其中，本发明实施例对于沟壑区JQ的具体的宽度大小不做限定，其宽度大小与制作工艺的精度要求、基板101的实际尺寸、以及放射线图像探测器的分辨率需求有关。
继续参考图2所示的，光敏像素P包括第一电极层C1，光电转换层G，第二电极层C2；第一电极层C1包括和光电转换层G直接接触的第一接触面M1，第二电极层C2包括和光电转换层G直接接触的第二接触面M2。图2中仅以第一电极层C1位于光电转换层G远离基板101的一侧，第二电极层C2位于光电转换层G靠近基板101的一侧进行示意。
光电转换层G包括中心区域ZQ和边墙区域BQ，中心区域ZQ包括第一接触面M1和第二接触面M2在光电转换层G的正投影的重叠部分。在光电转换层G的中心区域ZQ：第一电极层C1与光电转换层G直接接触，且第二电极层C2与光电转换层G直接接触。边墙区域BQ包括光电转换层G的除了中心区域ZQ以外的区域。其中，边墙区域BQ包围中心区域ZQ。在第一电极层C1和第二电极层C2上分别施加电压之后，在中心区域ZQ受光照后产生的电子空穴对会在电场的作用下被分离，在图中垂直基板101的方向上分别向着阳极或者阴极移动，进而分别被阳极或者阴极俘获后产生光电流信号。
光电转换层G包括非掺杂的或者轻微掺杂的半导体本征层，还包括掺杂层。半导体本征层位于p型掺杂层和n型掺杂层之间。。当第一电极层C1为阳极，第二电极层C2为阴极时，第一电极层C1与p型掺杂层接触，第二电极层C2与n型掺杂层接触。当第一电极层C1为阴极，第二电极层C2为阳极时，第一电极层C1与n型掺杂层接触，第二电极层C2与p型掺杂层接触。
放射线图像探测器还包括：放射线转换层103，位于光学图像探测器102的远离基板101一侧，将放射线转换成可见光；所述放射线根据其能量的分布，可以是1KeV到几百KeV的X射线或者超过1MeV的高能量辐射的γ(Gamma)射线。放射线转换层103包括闪烁体或荧光体的薄膜或者晶体，比如掺杂金属铊的碘化铯CsI(Tl)的薄膜或者晶体，或者是钨酸铬(CdWO4)或者GOS(Gd2O2S:Pr,硫氧化钆闪烁体)等能够将放射线转换成可见光的薄膜或晶体。
像素化的聚光结构104，位于光敏像素P和放射线转换层103之间，如图2中放大图示意的，将本来要进入沟壑区JQ和边墙区域BQ的可见光汇聚到中心区域ZQ。像素化的聚光结构即一个光敏像素P对应有一个聚光结构104。
本发明实施例提供的放射线图像探测器，在光敏像素和放射线转换层之间设置有像素化的聚光结构。在使用时，射入图像探测器的放射线被放射线转换层转换成可见光，由放射线转换层射出的可见光射向光学图像探测器中的光敏像素阵列。聚光结构将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域。可见光汇聚到中心区域后，会在中心区域产生相应的电子空穴对，进而在中心区域被电场分离后相应的被第一电极层或者第二电极层俘获，对光生电流，从而本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光也能够产生光电流，提升了入射光的利用率。同时，将本来要进入边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域后，能够避免可见光进入边墙区域后在边墙区域内产生电子空穴对，降低电子或者空穴在边墙区域被俘获的概率，从而改善图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声的现象，提升探测图像质量。
在每个光敏像素的面积、以及光敏像素之间的间距变得更小，而边墙区域的尺寸由于工艺的限制却不能相应的减小，导致边墙区域在光电转换层中所占面积的比例较大时，采用本发明实施例的设计，通过聚光结构能够将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域，实现对本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光的利用，提升入射光的利用率，同时能够避免可见光射入边墙区域后导致的图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声等不良影响，相应的提升探测图像质量。
需要说明的是，放射线图像探测器还包括外部电路，外部电路与光敏像素电连接，光电转换层产生的光生载流子被电极层俘获之后产生相应的电信号，输出给外部电路，外部电路再对电信号进行运算处理之后生成探测图像。
如图2中示意的，放射线图像探测器还包括反射层105和盖板106。其中，反射层105位于放射线转换层103远离光学图像探测器102一侧的反射层105，盖板106位于反射层105远离放射线转换层103的一侧。盖板106的制作材料包括放射线容易穿透的材料，比如可以是碳纤维薄板或合金铝板。反射层105的制作材料包括放射线容易穿透且对可见光具有高反射作用的材料，比如可以包括金属铝或者金属银的薄膜或粉末。其中，盖板106可以为平面盖板，也可以为曲面盖板。
继续参考图2中示意的，为了防止光电转换层G边缘的漏电，沟壑区JQ被第二绝缘层Y2填充将相邻的光电转换层隔绝开。光敏像素的第二电极层C2被第一绝缘层Y1覆盖，且光敏像素的第一电极层C1相对于光电转换层G的边缘向中心区域ZQ内缩。
进一步的，在一种实施例中，图4为本发明实施例提供的放射线图像探测器的一种可选实施方示局部俯视示意图，图5为图4中切线A-A＇位置处一种可选实施方式截面示意图。
如图4所示的，仅示意出了光敏像素P组成的阵列的局部，以及局部的像素化的聚光结构104。同时参考图4和图5所示的，聚光结构104包括第一部分B1和第二部分B2。
如图5所示的，在垂直于基板101的方向e上，第一部分B1与中心区域ZQ交叠，第二部分B2与边墙区域BQ和沟壑区JQ交叠；由中心区域ZQ指向沟壑区JQ的方向上，第二部分B2的在垂直于基板的方向e上的厚度逐渐变小。其中，第二部分B2的表面可以为如图5中示意的曲面，也可以为坡面。第一部分B1在垂直于基板101的方向e上的厚度基本相同，也即第一部分B1的远离基板101一侧的表面基本为一个平坦的表面。
本发明实施例中，聚光结构的第二部分与边墙区域和沟壑区交叠，且第二部分的厚度在由中心区域指向沟壑区的方向上逐渐变小，由放射线转换层射向边墙区域和沟壑区的可见光能够在第二部分的表面发生折射，实现将可见光汇聚到光电转换层的中心区域。从而本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光也能够产生光电流，提升了入射光的利用率。同时，能够避免可见光进入边墙区域后在边墙区域内产生电子空穴对，降低电子或者空穴在边墙区域被俘获的概率，从而改善图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声的现象，提升探测图像质量。
另外，在相关技术中一个光敏像素对应一个透镜的设计，与光电转换层的中心区域交叠的透镜部分的表面也为曲面，则射向中心区域的可见光可能会在曲面上发生多角度折射，或在透镜与空气的界面上发生多重反射，而造成光损失。本发明实施例与相关技术相比，聚光结构的与中心区域交叠的第一部分的厚度基本相同，也即聚光结构中对可见光具有汇聚功能的结构仅对应沟壑区和光电转换层的边墙区域，从而避免了在不需要偏折或聚焦光线的区域发生光线的多角度折射或在空气界面上发生多重反射，本发明实施例能够避免造成光能量的损失。
继续参考图5中示意的，边墙区域BQ的宽度为W2，沟壑区JQ的宽度为W3，聚光结构104的第二部分B2的最大厚度为H，其中，H大于或等于0.5*(W2+W3)，且H小于或等于(W2+W3)。当聚光结构的第二部分的最大厚度太小时，可能会导致部分射向沟壑区和边墙区域的光线不能被汇聚到光电转换层的中心区域，而丧失聚光结构的聚光效果。当聚光结构的第二部分的最大厚度太大时，会增加聚光结构的工艺制作难度。而该实施例中设置聚光结构的第二部分的最大厚度与沟壑区的宽度以及边墙区域的宽度具有一定关系，能够根据具有聚光功能需求的沟壑区和边墙区域的尺寸，制作第二部分的最大厚度，以实现最佳的汇聚光线的效果。
进一步的，继续参考图4所示的，可以看出第二部分B2环绕第一部分B1设置。其中，第二部分B2为环形凸透镜，环形凸透镜的焦点位于中心区域内。如图6所示，图6为本发明实施例提供的放射线图像探测器中可见光射向聚光结构后的光路示意图。仅简化示意出了部分结构，以一束垂直于基板101方向的平行光进行示意，环形凸透镜的焦点O位于中心区域ZQ内，光线射向第二部分B2后会聚焦在焦点O。从而第二部分能够将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到光电转换层的中心区域，提升入射光的利用率，同时能够避免可见光射入边墙区域后导致的图像拖尾、图像不稳定或者背景噪声等不良影响，相应的提升探测图像质量。
在一些可选的实施方式中，图7为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图。图8为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图。
如图7和图8所示的，在沟壑区JQ和边墙区域BQ，相邻的两个聚光结构104和放射线转换层103之间形成间隙。射线图像探测器还包括填充单元107，如图6所示的放填充单元107填充间隙的部分区域。如图7所示的填充单元107填充间隙的全部区域。通过填充单元填充间隙的至少部分区域，则相邻的聚光结构之间的空间变得很小，甚至基本不存在，从而大幅降低间隙之间残留水分、灰尘或者其他杂质出现的概率，进而提高光学图像探测器件的可靠性，尤其提高放射线转换层的性能可靠性。
可选的，当填充单元填充间隙的全部区域，则填充单元和像素化的聚光结构能够共同形成一个较平坦的表面，有利于后续其他结构膜层的制作。
在一种实施例中，填充单元107的材料对于可见光的折射率为n1，聚光结构104的材料对于可见光的折射率为n2，其中，n1<n2。在填充单元所在区域，由放射线转换层出射的可见光，首先射入填充单元，然后由填充单元出射后射入聚光结构。设置填充单元的折射率小于聚光结构的折射率，则可见光由光疏介质射向光密介质，根据折射定律，光线在填充单元和聚光结构的界面上发生折射的折射角会小于入射角，从而可见光能够更加向中心区域方向汇聚，进一步保证了聚光结构对可见光的汇聚功能，确保本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光能够汇聚到中心区域。
在一种实施例中，填充单元包括不透过可见光的材料。如图9中的示意，图9为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部示意图。放射线转换层103可以划分为多个放射线转换单元103Y，如图9中示意的，一个放射线转换单元103Y对应一个光敏像素。放射线转换层103用于将放射线转换成可见光，实际产生的可见光的光子辐射是向360度各个方向均等概率发射，所以在一个放射线转换单元103Y内射出的可见光不仅能够射向与其对应的光敏像素中，对于大角度的可见光可能会射向相邻的光敏像素中导致光线串扰。如图中示意的垂直于基板101的方向为方向e，放射线转换单元103Y射出的与方向e平行或者与方向e之间夹角较小的可见光能够被相应的光敏像素接收，而与方向e之间夹角较大的可见光会射向相邻的光敏像素。本发明实施例中设置填充单元107包括不透过可见光的材料，填充单元107能够吸收部分的大角度可见光，从而能够减少光敏像素之间的光学串扰，提升图像质量。
可选的，填充单元的制作材料包括黑色有机材料、金属铬、氧化铬中任意一种或多种。
在一种实施例中，放射线图像探测器还包括反射单元，反射单元填充相邻的两个聚光结构和放射线转换层之间的部分间隙，反射单元能够对射向间隙的部分可见光进行反射，经反射单元的反射后，能够再次被放射线转换层远离光敏像素一侧的反射层再次反射，从而能够可见光能够再次射向光敏像素，被光敏像素接收利用。该实施方式能够在一定程度上提升光线的利用率。
在一种实施例中，图10为本发明实施例提供的放射线图像探测器的另一种可选实施方式局部俯视示意图。图11为图10中切线B-B＇位置处一种可选实施方式截面示意图。如图10所示的，放射线图像探测器还包括：多个导电部DD和多条相互电连接的电压母线DM，电压母线DM用于向第一电极层C1施加电压信号。图10中在相邻的两个光敏像素P之间都设置有电压母线DM的方式仅为示意，实际可以根据具体设计需求进行设置。
如图11所示的，导电部DD和电压母线DM均位于光学图像探测器靠近聚光结构104的一侧；在垂直于基板101的方向上，电压母线DM与沟壑区JQ交叠，光敏像素中的第一电极层C1通过导电部DD与电压母线DM电连接。通过电压母线能够向光敏像素阵列中的所有的第一电极层C1提供共同的电压信号，能够减少为第一电极层提供电压信号的信号线的条数，也能够相应的减少驱动芯片中引脚的个数。同时，多条电压母线相互电连接也能够降低电压母线整体的电阻值，有利于降低放射线图像探测器的功耗。
可选的，导电部和电压母线可以在同一个工艺制程中制作完成。导电部和电压母线的制作材料可以包括对可见光透光率高的导电材料，从而能够保证可见光的透过率，保证对可见光的利用率。可选的，导电部和电压母线的制作材料包括氧化铟锡。
基于同一发明构思，本发明实施例还提供一种放射线图像探测器的制作方法，能够用于制作上述任意实施例提供的放射线图像探测器，制作方法包括在光敏像素之上制作像素化的聚光结构，图12为本发明实施例提供的放射线图像探测器的制作方法的一种可选实施方式示意图。如图12所示，包括:
步骤S101：在光敏像素之上制作一定厚度的胶状或者液状的有机材料层200；如图中示意出部分的光敏像素P，光敏像素P包括第一电极层C1，光电转换层G，第二电极层C2。该步骤中有机材料层200的厚度可以根据最终制得的聚光结构的尺寸进行设定，在此不对具体数值进行限定。
步骤S102：将有和聚光结构成反向结构的并且可以透过UV光的模具300覆盖在上有机材料层200上，并保持一定压力；由于有机材料层200为胶状或者液状，将模组300按压在有机材料层200上，保持一定压力后，能够在有机材料层200上按压出聚光结构的大体形状。
步骤S103：从模具300的远离有机材料层200的一侧照射UV光，将胶状或者液状的有机材料层200做部分固化。在该步骤中通过UV光的照射能够蒸发掉有机材料层200中的部分溶剂，此时有机材料层200中仍保留有少量容易，所以称为有机材料层200的部分固化。
步骤S104：分离模具300，在预设温度下对已经部分固化的聚光结构104进一步硬化成型。将模具300分离后，会暴露出已经部分固化的聚光结构104，然后进一步蒸发掉聚光结构104中剩余的溶剂，最终硬化成型。对于预设温度的大小，可以根据有机材料层的具体材料进行设定，在此不做限定。
上述步骤S101至步骤S104提供了在光敏像素之上制作聚光结构的方式。在完成了聚光结构的制作后，可以依次制作放射线图像探测器其他结构层。
该实施方式提供的制作方法，根据聚光结构的形状制作出和聚光结构成反向结构的模具，采用类似压印的工艺制作聚光结构。首先通过模具在胶状或者液状的有机材料层上压印出聚光结构的形状，然后采用UV光的照射蒸发掉有机材料层中的部分溶剂，实现聚光结构的部分固化；然后分离模具，继续蒸发掉剩余的溶剂实现聚光结构的硬化成型，制作工艺简单。
基于同一发明构思，本发明实施例又提供一种放射线图像探测器的制作方法，能够用于制作上述任意实施例提供的放射线图像探测器，在光敏像素之上制作像素化的聚光结构，图13为本发明实施例提供的放射线图像探测器的制作方法的另一种可选实施方式示意图。如图13所示，包括：
步骤201：在光敏像素之上制作一定厚度的有机材料层400；如图中示意出部分的光敏像素P，光敏像素P包括第一电极层C1，光电转换层G，第二电极层C2。该步骤中有机材料层400的厚度可以根据最终制得的聚光结构的尺寸进行设定，在此不对具体数值进行限定。
步骤202：对有机材料层400做预烘烤并部分固化；在该步骤中蒸发掉有机材料层400中的部分溶剂，此时有机材料层400中仍保留有少量容易，所以称为有机材料层400的部分固化。
步骤203：采用刻蚀工艺对部分固化的有机材料层400进行刻蚀，得到聚光结构前体Q104。
步骤204：在一个预设温度下对聚光结构前体Q104进行烘烤和软化，形成像素化的表面呈曲面的聚光结构104；聚光结构前体Q104中仍保留有部分容易，所以在该步骤中通过受高温烘烤的有机材料具有流动性，依靠其内部张力能够使得聚光结构前体Q104的边缘处变得圆滑，最终实现边缘处的外表面呈曲面形状，而聚光结构104的中心区域仍然基本保持为平坦表面。
步骤205：在另一个预设温度下，或者同时使用UV光照射的方法，将聚光结构104硬化成型。在一种方式中，可以通过加热继续蒸发掉聚光结构104中剩余的溶剂，实现聚光结构104最终硬化成型。在另一种方式中也可以同时采用加热和UV光照射的方式来蒸发掉聚光结构104中剩余的溶剂。
上述步骤S201至步骤S205提供了在光敏像素之上制作聚光结构的方式。在完成了聚光结构的制作后，可以依次制作放射线图像探测器其他结构层。
该实施方式提供的制作方法，首先采用刻蚀工艺制作出聚光结构前体，然后通过高温烘烤，依靠有机材料在高温下的流动性，实现聚光结构前体的边缘自然流动形成曲面形状，最后再蒸发掉有机材料中的剩余溶剂，实现聚光结构最终硬化成型。
本发明提供了在光敏像素之上制作聚光结构的两种制作方法，工艺简单，制作难度小。采用本发明实施例提供的制作方法，能够实现制作具有聚光结构的放射线图像探测器，聚光结构能够将本来要进入沟壑区和边墙区域的可见光汇聚到中心区域。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种放射线图像探测器，其特征在于，包括：
基板；
位于所述基板上的光学图像探测器，所述光学图像探测器包括复数个周期性排列的光敏像素所组成的阵列；
其中，所述光敏像素包括第一电极层，光电转换层，第二电极层；
所述第一电极层包括和所述光电转换层直接接触的第一接触面，所述第二电极层包括和所述光电转换层直接接触的第二接触面；
所述光电转换层包括中心区域和边墙区域，所述中心区域包括所述第一接触面和所述第二接触面在所述光电转换层的正投影的重叠部分，所述边墙区域包括所述光电转换层的除了所述中心区域以外的区域；
所述阵列中，相邻的所述光敏像素之间具有一定宽度的不对光线敏感的沟壑区；
放射线转换层，位于所述光学图像探测器的远离所述基板一侧，将放射线转换成可见光；
像素化的聚光结构，位于所述光敏像素和所述放射线转换层之间，将本来要进入所述沟壑区和所述边墙区域的所述可见光汇聚到所述中心区域。
2.根据权利要求1所述的放射线图像探测器，其特征在于，
所述聚光结构包括第一部分和第二部分，在垂直于所述基板的方向上，所述第一部分与所述中心区域交叠，所述第二部分与所述边墙区域和所述沟壑区交叠；
由所述中心区域指向所述沟壑区的方向上，所述第二部分的在垂直于所述基板的方向上的厚度逐渐变小，所述第一部分在垂直于所述基板的方向上的厚度基本相同。
3.根据权利要求2所述的放射线图像探测器，其特征在于，
所述聚光结构的第二部分的最大厚度为H，所述边墙区的宽度为W2，所述沟壑区的宽度为W3,其中，H大于或等于0.5*(W2+W3)，且H小于或等于(W2+W3)。
4.根据权利要求1所述的放射线图像探测器，其特征在于，
在所述沟壑区和所述边墙区域，相邻的两个所述聚光结构和所述放射线转换层之间形成间隙；
所述放射线图像探测器还包括：填充单元，所述填充单元用于填充所述间隙的至少部分区域。
5.根据权利要求4所述的放射线图像探测器，其特征在于
所述填充单元的材料对于所述可见光的折射率为n1，所述聚光结构的材料对于所述可见光的折射率为n2，其中，n1<n2。
6.根据权利要求4所述的放射线图像探测器，其特征在于，
所述填充单元包括不透过所述可见光的材料。
7.根据权利要求1所述的放射线图像探测器，其特征在于，
所述放射线图像探测器还包括：多个导电部和多条相互电连接的电压母线，所述电压母线用于向所述第一电极层施加电压信号，所述导电部和所述电压母线均位于所述光学图像探测器靠近所述聚光结构的一侧；
在垂直于所述基板的方向上，所述电压母线与所述沟壑区交叠，所述光敏像素中的所述第一电极层通过所述导电部与所述电压母线电连接。
8.根据权利要求2所述的放射线图像探测器，其特征在于，
所述第二部分为环形凸透镜，所述环形凸透镜的焦点位于所述中心区域内。
9.一种放射线图像探测器的制作方法，用于制作权利要求1至8任一项所述的放射线图像探测器，其特征在于，在所述光敏像素之上制作像素化的所述聚光结构，包括:
在所述光敏像素之上制作一定厚度的-胶状或者液状的有机材料层；
将有和所述聚光结构成反向结构的并且可以透过UV光的模具覆盖在上所述有机材料层上，并保持一定压力；
从所述模具的远离所述有机材料层的一侧照射UV光，将胶状或者液状的所述有机材料层做部分固化；
分离所述模具，在预设温度下对已经部分固化的所述聚光结构进一步硬化成型。
10.一种放射线图像探测器的制作方法，用于制作权利要求1至8任一项所述的放射线图像探测器，其特征在于，在所述光敏像素之上制作像素化的所述聚光结构，包括：
在所述光敏像素之上制作一定厚度的有机材料层；
对所述有机材料层做预烘烤并部分固化；
采用刻蚀工艺对所述部分固化的有机材料层进行刻蚀，得到聚光结构前体；
在一个预设温度下对所述聚光结构前体进行烘烤和软化，形成像素化的表面呈曲面的所述聚光结构；
在另一个预设温度下，或者同时使用UV光照射的方法，将所述聚光结构硬化成型。
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