CN112002718A - X射线探测器及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种X射线探测器及其制备方法。探测器包括上下叠置的闪烁体层、第一可见光传感器层及第二可见光传感器层；第一可见光传感器层包括第一基板及多个第一像素单元，各第一像素单元包括第一薄膜晶体管及第一光电二极管；第二可见光传感器层包括第二基板及二维阵列排布于第二基板表面的多个第二像素单元，各第二像素单元包括第二薄膜晶体管及第二光电二极管；其中，第一可见光传感器层的有源区和第二可见光传感器层的有源区面积优选相同，多个第二像素单元的尺寸与多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系，第一光电二极管与第二光电二极管在纵向上非完全重叠设置。本发明可以有效提升探测器的动态范围、MTF和DQE，由此提升探测器的成像质量。
Description
技术领域
本发明涉及X射线探测技术领域，特别是涉及一种X射线探测器及其制备方法。
背景技术
平板数字X射线探测器通常应用于医疗辐射成像、工业检测、安检等领域。当前的平板数字X射线探测器，特别是其中的大尺寸图像传感器面积通常为数百平方厘米或一千平方厘米以上，包含数百万甚至上千万个像素。平板探测技术可分为直接型探测技术和间接型探测技术两大类。直接型是直接将X射线转为电子形成信号；间接型是将X射线转化为可见光，再由可见光转为电子形成信号。间接型X射线传感器通常为多层堆叠结构，包括上层的闪烁体和下层的可见光传感器，闪烁体将入射的X射线转换为可见光，可见光传感器将可见光转化为电子，并被驱动电路和外围电路读出形成数字信号。
Signal/Noise(信号噪声比值，简称信噪比)、MTF(调制传递函数)和DQE(量子检测效率)是用于评价X射线探测器将通过对象的X射线转换为图像的良好程度的几个重要指标。其中，MTF和DQE均随着Signal/Noise提升而提升。故为提升数字X射线探测器的成像质量，需要尽可能地提升探测器的信噪比，即提升X射线探测器的动态范围。现有的提升X射线探测器的动态范围的方法通常包括通过图像传感器的设计、制备工艺和读出集成电路以减小图像的电子噪声，或者通过提升闪烁体的灵敏度、提高闪烁体和面板二极管的光谱匹配度、提高面板二极管的电容和量子效率(Quantum Efficiency，简称QE)、读出集成电路(Read out Integrated Circuit，简称ROIC)的量程等方法提升信号大小，形成扩展的动态范围。不仅改进难度比较大，而且由于最终传感器感应的信号存储在面板二极管电容中，增加面板二极管电容会导致面板的电子噪声增加，导致读取速率、图像分辨率、MTF和DQE等性能下降，最终导致动态范围存在一定限度，无法继续提升。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种X射线探测器及其制备方法，用于解决现有技术中通过提升闪烁体的灵敏度、提高闪烁体和面板二极管的光谱匹配度、提高面板二极管的电容和量子效率(Quantum Efficiency，简称QE)、读出集成电路(Read out Integrated Circuit，简称ROIC)的量程等方法扩展探测器的动态范围，不仅难度比较大，而且由于最终传感器感应的信号存储在面板二极管电容中，增加面板二极管电容会导致面板的电子噪声增加，导致读取速率、图像分辨率、MTF和DQE等性能下降，最终导致动态范围存在一定限度，无法继续提升等问题。
为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种X射线探测器，包括上下叠置的闪烁体层、第一可见光传感器层及第二可见光传感器层；所述闪烁体层用于吸收X射线，并将X射线转化为可见光，所述第一可见光传感器层用于将所述闪烁体层转化的可见光转换为电荷并存储，所述第二可见光传感器层用于将所述闪烁体层发出且未被所述第一可见光传感器层吸收的可见光转换为电荷并存储；所述第一可见光传感器层包括第一基板及二维阵列排布于所述第一基板表面的多个第一像素单元，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管及与所述第一薄膜晶体管相连接的第一光电二极管；所述第二可见光传感器层包括第二基板及二维阵列排布于所述第二基板表面的多个第二像素单元，各所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管及与所述第二薄膜晶体管相连接的第二光电二极管；其中，所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系，所述第一光电二极管与所述第二光电二极管在纵向上非完全重叠设置。
在一可选方案中，所述第一可见光传感器层位于所述闪烁体层的下表面，所述第二可见光传感器层位于所述第一可见光传感器层的下表面，其中，所述第一像素单元内的1％～95％的区域为透光区，所述第二光电二极管对应位于所述第一像素单元的透光区的下方。
可选地，所述第一基板的材料包括聚酰亚胺，所述第二基板的材料包括玻璃，所述第一基板的厚度为5μm～50μm，所述第二基板的厚度为10μm～1000μm。
可选地，所述闪烁体层通过光学透明胶层粘附于所述第一可见光传感器层的上表面，所述光学透明胶层的厚度为15μm～500μm；或通过蒸镀工艺将所述闪烁体层沉积于所述第一可见光传感器层的上表面。
可选地，所述X射线探测器还包括表层膜层，位于所述闪烁体层的上表面，所述表层膜层包括反射膜、吸光膜和封装膜中的一种或多种。
在另一可选方案中，所述第一可见光传感器层和所述第二可见光传感器层位于所述闪烁体层的两个相对的表面。
可选地，所述第一薄膜晶体管及所述第一光电二极管在纵向上重叠或非重叠设置，所述第二薄膜晶体管及所述第二光电二极管在纵向上重叠或非重叠设置。
本发明还提供一种X射线探测器的制备方法，包括步骤：
制备第一可见光传感器层，所述第一可见光传感器层包括第一基板及二维阵列排布于所述第一基板表面的多个第一像素单元，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管及与所述第一薄膜晶体管相连接的第一光电二极管；
于所述第一可见光传感器层的上表面形成闪烁体层；
制备第二可见光传感器层，所述第二可见光传感器层包括第二基板及二维阵列排布于所述第二基板表面的多个第二像素单元，各所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管及与所述第二薄膜晶体管相连接的第二光电二极管；其中，所述第一可见光传感器层的有源区和所述第二可见光传感器层的有源区面积相同，所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系；
将所述第二可见光传感器层贴附于所述闪烁体层的上表面或所述第一可见光传感器层的下表面，其中，所述第一光电二极管与所述第二光电二极管在纵向上非完全重叠设置。
可选地，制备所述第一可见光传感器层的步骤包括提供一基底，所述基底包括载体和位于所述载体上表面的柔性膜，所述多个第一像素单元形成于所述柔性膜的上表面，将所述载体剥离后得到所述第一可见光传感器层，所述柔性膜构成所述第一基板。
可选地，将所述第二可见光传感器层通过光学透明胶层对位并贴附于所述闪烁体层的上表面或所述第一可见光传感器层的下表面，所述光学透明胶层的厚度为15μm～500μm。
如上所述，本发明的X射线探测器及其制备方法，具有以下有益效果：本发明经改善的结构设计，同一闪烁体层发出的可见光分别被第一可见光传感器层和第二可见光传感器层吸收，两者吸收的信号比值在一定的辐射剂量内为常数。当达到某一辐射剂量时，第一可见光传感器层饱和，第二可见光传感器层远未饱和，通过外围电路和系统将第一传感器和第二传感器层的信号整合在一台探测器内，等效扩展了探测器的动态范围。动态范围的提升不但扩展了探测器的使用范围和探测功能，而且MTF和DQE随着Signal/Noise提升而提升，由此可以显著提升探测器的成像质量。
附图说明
图1及图2显示为本发明实施例一的X射线探测器的结构示意图。
图3显示为本发明实施例二的X射线探测器的结构示意图。
元件标号说明
1 闪烁体层
2 第一可见光传感器层
21 第一基板
22 第一像素单元阵列层
221 第一薄膜晶体管
221a 栅电极
221b 有源层
221c 源漏电极
222 第一光电二极管
223 公共电极
3 第二可见光传感器层
31 第二基板
32 第二像素单元阵列层
321 第二薄膜晶体管
321a 栅电极
321b 有源层
321c 源漏电极
322 第二光电二极管
323 公共电极
4 光学透明胶层
5 表层膜层
6 封装膜
7 绝缘材料
具体实施方式
以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。
请参阅图1至图3。须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质技术内容的变更下，当亦视为本发明可实施的范畴。
实施例一
如图1及图2所示，本发明提供一种X射线探测器，包括上下叠置的闪烁体层1、第一可见光传感器层2及第二可见光传感器层3，且更具体地，所述第一可见光传感器层2位于所述闪烁体层1的下表面，所述第二可见光传感器层3位于所述第一可见光传感器层2的下表面；所述闪烁体层1用于吸收X射线，并将X射线转化为可见光，所述第一可见光传感器层2用于将所述闪烁体层1转化的可见光转换为电荷并存储，所述第二可见光传感器层3用于将所述闪烁体层1发出且未被所述第一可见光传感器层2吸收的可见光转换为电荷并存储；所述第一可见光传感器层2包括第一基板21及二维阵列排布于所述第一基板21表面的多个第一像素单元(即多个第一像素单元阵列排布构成第一像素单元阵列层22)，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管221及与所述第一薄膜晶体管221相连接的第一光电二极管222；所述第二可见光传感器层3包括第二基板31及二维阵列排布于所述第二基板31表面的多个第二像素单元(即多个第二像素单元阵列排布构成第二像素单元阵列层32)，各所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管321及与所述第二薄膜晶体管321相连接的第二光电二极管322；其中，所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系(比如所述多个第二像素单元的尺寸为所述多个第一像素单元的尺寸的1倍、2倍或2倍以上)以实现第一可见光传感器层2和第二可见光传感器层3像素的精确匹配，所述第一光电二极管222与所述第二光电二极管322在纵向上非完全重叠设置(包括不完全重叠或完全不重叠两种)以避免可见光被遮挡。本发明经改善的结构设计，同一闪烁体层发出的可见光分别被第一可见光传感器层和第二可见光传感器层吸收，两者吸收的信号比值在一定的辐射剂量内为常数。当达到某一辐射剂量时，第一可见光传感器层饱和，第二可见光传感器层远未饱和，通过外围电路和系统将第一传感器和第二传感器层的信号整合在一台探测器内，等效扩展了探测器的动态范围。动态范围的提升不但扩展了探测器的使用范围和探测功能，而且MTF和DQE随着Signal/Noise提升而提升，由此可以显著提升探测器的成像质量。
需要说明的是，“第一”和“第二”这样的定义只是出于描述的方便而并不具有实质上的限定意义，比如可以将图1中与所述闪烁体层1相连接的可见光传感器层定义为“第二可见光传感器层”而将另一可见光传感器层定义为“第一可见光传感器层”。所述第一可见光传感器层2和所述第二可见光传感器层3的像素单元结构和排布方式可以完全相同，且所述第一可见光传感器层2和/或第二可见光传感器层3实际可以为上下叠置的多个，比如为2个或2个以上(比如2个第二可见光传感器层3上下叠置)。具体地，如图2所示，所述第一像素单元阵列层22包括多个间隔排布的第一像素单元、公共电极223以及填充于所述第一像素单元和公共电极223之间以及表面上的绝缘材料7，所述绝缘材料7包括但不限于氧化硅、氮化硅和氮氧化硅等材料中的一种或多种，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管221和与所述第一薄膜晶体管221连接的第一光电二极管222，而所述公共电极223将所述多个第一像素单元电性引出(所述公共电极223优选透明电极)。更具体地，所述第一薄膜晶体管221由栅电极221a、有源层221b、源漏电极221c和中间的绝缘层(未标示)构成，起到开关的作用；所述第一光电二极管222一端与所述源漏电极221c相连接，另一端与所述公共电极223相连，工作在反向电压下；可见光被所述第一光电二极管222吸收后转为电荷，电荷通过所述第一薄膜晶体管221和数据线传输到外围电路。同样地，所述第二薄膜晶体管321同样由栅电极321a、有源层321b、源漏电极321c和中间的绝缘层构成，起到开关的作用；所述第二光电二极管322一端与所述源漏电极321c相连接，另一端与所述公共电极323相连，工作在反向电压下；可见光被所述第二光电二极管322吸收后转为电荷，电荷通过所述第二薄膜晶体管321和数据线传输到外围电路。探测系统的整合模块将所述第一可见光传感器层2和第二可见光传感器层3的信号整合，可以有效扩展探测器的动态范围，提升探测器的成像质量。
作为示例，所述第一可见光传感器层2的有源区和所述第二可见光传感器层3的有源区面积相同。通过将两者的面积设置为相同，以在将两者整合后即可以输出与有源区横宽相同的图像，由此实现整合探测器的动态范围提升。且两者面积相同的情况下，同一面板(panel)可分别用于所述第一可见光传感器层2和第二可见光传感器层3，这有利于降低panel成本。需要说明的是，此处的“有源区”是指有薄膜晶体管的区域，更确切地说是可以有工作信号的区域。
作为示例，所述第一像素单元内的1％～95％的区域为透光区(各结构层优选可透光材料以形成透光区)，所述第二光电二极管322对应位于所述第一像素单元的透光区的下方，以将所述闪烁体层1发出且未被所述第一可见光传感器层2吸收的可见光传至所述第二可见光传感器层3的第二光电二极管322中。为增强透光效果，所述第一基板21和所述第一光电二极管222的顶电极优选透明或半透光材质，且所述第一基板21优选柔性基板。所述第一基板21优选为密度不大于3g/cm3的材质。比如，所述第一基板21的材质包括但不限于聚酰亚胺和玻璃中的一种。在进一步的示例中，当所述第一基板21为聚酰亚胺时，所述第一基板21的厚度优选为5um～50um(包括端点值，本说明书中涉及数值范围时，均包括端点值，向后不再单独说明。)；当所述第一基板21为玻璃时，所述第一基板21的厚度优选为300～1000μm。本实施例中优选聚酰亚胺，不仅可以使器件厚度进一步缩小，同时因聚酰亚胺具有一定的柔性，有利于工艺制备及与其他结构更好地贴合。
在一示例中，所述第二基板31的材料为玻璃，以起到良好的支撑作用。在进一步的示例中，所述第二基板31的厚度为10μm～1000μm。
在另一示例中，所述第二基板31为硅基底，即所述第二可见光传感器层3是在硅基底上制备而成的CMOS传感器或CCD传感器。CMOS传感器的像素结构可以是如图2中所示的由薄膜晶体管和光电二极管构成的被动式像素结构，也可以是每一像素内都有自己的放大器的主动式像素结构，本实施例中不做严格限制。
作为示例，所述第二可见光传感器层3的第二像素单元与第一可见光传感器层2的第一像素单元具有在垂直于传感器表面的方向上像素尺度的精确对位，即第一像素单元与第二像素单元在纵向上一一对应，且所述第二可见光传感器层3的第二光电二极管322对应位于第一可见光传感器层2的透光区的下方，比如部分对应或上下完全对应位于所述第一可见光传感器层2的透光区的下方。
在一示例中，所述第一薄膜晶体管221及所述第一光电二极管222在纵向上非重叠设置(即两者在同一表面的正投影不重合或至少不完全重合)，所述第二薄膜晶体管321及所述第二光电二极管322在纵向上非重叠设置(即两者在同一表面的正投影不重合或至少不完全重合)，以避免器件间的电性影响导致器件的IV特性下降，同时非重叠的设计也有利于在制备过程中避免表面形貌的制程干扰和便于在模组段激光修复坏点，有助于提高制备良率。比如所述第一薄膜晶体管221及所述第一光电二极管222可以平行设置或部分层叠设置，所述第二薄膜晶体管321及所述第二光电二极管322同样可以平行设置或部分层叠设置，本实施例中不做严格限制。当然，在其他示例中，所述第一薄膜晶体管221及所述第一光电二极管222在纵向上也可以重叠或者部分重叠设置，所述第二薄膜晶体管321及所述第二光电二极管322在纵向上重叠或者部分重叠设置，或者还可以是所述第一薄膜晶体管及所述第一光电二极管在纵向上重叠或部分重叠设置而所述第二薄膜晶体管及所述第二光电二极管在纵向上非重叠设置，又或者还可以是所述第一薄膜晶体管及所述第一光电二极管在纵向上非重叠设置而所述第二薄膜晶体管及所述第二光电二极管在纵向上重叠或部分重叠设置，但优选全部为非重叠设置。
作为示例，所述闪烁体层1的材料包括但不限于碘化铯和硫氧化钆中的一种或两种。
作为示例，所述闪烁体层1通过光学透明胶层4粘附于所述第一可见光传感器层2的上表面(即所述光学透明胶层4位于所述闪烁体层1和所述第一可见光传感器层2的中间)，比如为OCA光学胶层，且所述光学透明胶层4的厚度优选为15μm～500μm。当然，在其他示例中，所述闪烁体层1也可以直接放置于所述第一可见光传感器层2的上表面(即没有所述光学透明胶层4)，通过诸如压合等方式将两者紧密贴合，或者可以通过蒸镀等工艺将所述闪烁体层1直接沉积到所述第一可见光传感器层2的上表面，本实施例中不做严格限制。
作为示例，所述X射线探测器还包括表层膜层5，位于所述闪烁体层1的上表面(即位于未与所述第一可见光传感器层2相接触的表面)，所述表层膜层5包括反射膜、吸光膜和封装膜中的一种或多种，不同材质的膜层起到不同的效果，以提高探测器的性能。
作为示例，所述X射线探测器还包括封装膜6，所述封装膜6位于所述第二可见光传感器层3的下表面(即未与所述第一可见光传感器层2相接触的表面)，以保护整个探测器。
实施例二
如图3所示，本发明还提供另一种结构的X射线探测器，本实施例的X射线探测器与实施例一的主要区别在于，实施例一中，所述第一可见光传感器层2位于所述闪烁体层1的下表面，所述第二可见光传感器层3位于所述第一可见光传感器层2的下表面(即所述第一可见光传感器层2和所述第二可见光传感器上下层叠，两者均位于所述闪烁体层1的同一侧)。而本实施例中，所述第一可见光传感器层2和所述第二可见光传感器层3位于所述闪烁体层1的两个相对的表面，且更具体地，所述第一可见光传感器层2的下表面(即第一基板21未与所述第一像素单元阵列层22相连接的表面)与所述闪烁体层1的上表面相连接，所述第二可见光传感器层3的上表面(即第二像素单元阵列层32未与所述第二基板31相连接的表面)与所述闪烁体层1的下表面相连，且所述第一可见光传感器层2和/或所述第二可见光传感器层3可以通过光学透明胶层4和所述闪烁体层1相连接。除上述区别外，本实施例的X射线探测器的其他结构，包括各像素单元的结构等均与实施例一相同，具体请参考实施例一，出于简洁的目的不赘述。
实施例三
本发明还提供一种X射线探测器的制备方法，可以用于制备如实施例一或实施例二中任一方案所述的X射线探测器。所述制备方法包括步骤：
制备第一可见光传感器层2，所述第一可见光传感器层2包括第一基板21及二维阵列排布于所述第一基板21表面的多个第一像素单元，所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管221及与所述第一薄膜晶体管221相连接的第一光电二极管222；
于所述第一可见光传感器层2的上表面形成闪烁体层1，比如将已形成的闪烁体层1通过胶粘合到所述第一可见光传感器层2的上表面，或者采用蒸镀工艺将所述闪烁体层1直接沉积在所述第一可见光传感器层2的上表面；
制备第二可见光传感器层3，所述第二可见光传感器层3包括第二基板31及二维阵列排布于所述第二基板31表面的多个第二像素单元，所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管321及与所述第二薄膜晶体管321相连接的第二光电二极管322；其中，所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系；在一优选示例中，所述第一可见光传感器层2的有源区和所述第二可见光传感器层3的有源区面积相同；
将所述第二可见光传感器层3贴附于所述闪烁体层1的上表面或所述第一可见光传感器层2的下表面，其中，所述第一光电二极管222与所述第二光电二极管322在纵向上非完全重叠设置；当所述第二可见光传感器层3贴附于所述第一可见光传感器层2的下表面时，制备得到实施例一中所述的X射线探测器，当所述第二可见光传感器层3贴附于所述闪烁体层1的上表面时，制备得到实施例二中所述的X射线探测器。
需要特别说明的是，制备所述第一可见光传感器层和第二可见光传感器层并没有严格的先后顺序，两者可以先后进行或同时进行，本实施例中不做严格限制。形成各可见光传感器的方法可以为自下而上形成相应的膜层，经光刻刻蚀等工艺形成对应的薄膜晶体管、光电二极管及公共电极等材料，由于这部分内容为本领域技术人员所熟知，出于简洁的目的不赘述。对所述X射线探测器的详细介绍也请参考实施例一或二，出于简洁的目的不赘述。
在一示例中，制备所述第一可见光传感器层的步骤包括提供一基底，所述基底包括载体和位于所述载体上表面的柔性膜，所述多个第一像素单元形成于所述柔性膜的上表面，将所述载体剥离后得到所述第一可见光传感器层，所述柔性膜构成所述第一基板21，所述柔性膜包括但不限于聚酰亚胺。将所述载体剥离的方法包括但不限于LLO(激光剥离)和应力剥离中的一种。当然，在其他示例中，也可以提供一玻璃基底，在所述玻璃基底上形成所述多个第一像素单元，该玻璃基底和位于其表面的多个第一像素单元共同构成所述第一可见光传感器层，本实施例中不做严格限制，但优选采用聚酰亚胺基底的方案。
作为示例，将所述第二可见光传感器层3通过光学透明胶层4对位并贴附于所述闪烁体层1的上表面或所述第一可见光传感器层2的下表面，所述第一可见光传感器层2和第二可见光传感器层3的有源区上下对应(且优选在同一平面上的正投影相重叠，或者偏移量小于50μm)，所述光学透明胶层4的厚度为15μm～500μm，比如为25μm。当制备如实施例二所述的X射线探测器时，可以通过所述光学透明胶层4将所述第一可见光传感器层2和第二可见光传感器层3贴附到所述闪烁体层1的相应表面。
作为示例，在需要时(比如在制备如实施例一中所示的结构时)，可以在所述闪烁体层1的表面贴附表层膜层5，具体包括但不限于反射膜、吸光膜和封装膜中的一种或多种。同样地，在需要时，可以在所述第二可见光传感器层未与其他结构层相贴附的表面贴附封装膜以对探测器形成良好的保护。
本发明经改善的结构设计，同一闪烁体层发出的可见光分别被第一可见光传感器层和第二可见光传感器层吸收，两者吸收的信号比值在一定的辐射剂量内为常数。当达到某一辐射剂量时，第一可见光传感器层饱和，第二可见光传感器层远未饱和，通过外围电路和系统将第一传感器和第二传感器层的信号整合在一台探测器内，等效扩展了探测器的动态范围。动态范围的提升不但扩展了探测器的使用范围和探测功能，而且MTF和DQE随着Signal/Noise提升而提升，由此可以显著提升探测器的成像质量。相较于现有技术，本发明的提升方式简单有效。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。
上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。
Claims (10)
1.一种X射线探测器，其特征在于，包括上下叠置的闪烁体层、第一可见光传感器层及第二可见光传感器层；所述闪烁体层用于吸收X射线，并将X射线转化为可见光，所述第一可见光传感器层用于将所述闪烁体层转化的可见光转换为电荷并存储，所述第二可见光传感器层用于将所述闪烁体层发出且未被所述第一可见光传感器层吸收的可见光转换为电荷并存储；所述第一可见光传感器层包括第一基板及二维阵列排布于所述第一基板表面的多个第一像素单元，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管及与所述第一薄膜晶体管相连接的第一光电二极管；所述第二可见光传感器层包括第二基板及二维阵列排布于所述第二基板表面的多个第二像素单元，各所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管及与所述第二薄膜晶体管相连接的第二光电二极管；所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系，所述第一光电二极管与所述第二光电二极管在纵向上非完全重叠设置。
2.根据权利要求1所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一可见光传感器层位于所述闪烁体层的下表面，所述第二可见光传感器层位于所述第一可见光传感器层的下表面，其中，所述第一像素单元内的1％～95％的区域为透光区，所述第二光电二极管对应位于所述第一像素单元的透光区的下方。
3.根据权利要求2所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一基板的材料包括聚酰亚胺或玻璃；所述第二基板的材料包括玻璃，所述第二基板的厚度为10μm～1000μm。
4.根据权利要求2所述的X射线探测器，其特征在于：所述闪烁体层通过光学透明胶层粘附于所述第一可见光传感器层的上表面，所述光学透明胶层的厚度为15μm～500μm；或通过蒸镀工艺将所述闪烁体层沉积于所述第一可见光传感器层的上表面。
5.根据权利要求2所述的X射线探测器，其特征在于：所述X射线探测器还包括表层膜层，位于所述闪烁体层的上表面，所述表层膜层包括反射膜、吸光膜和封装膜中的一种或多种。
6.根据权利要求1所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一可见光传感器层和所述第二可见光传感器层位于所述闪烁体层的两个相对的表面。
7.根据权利要求1所述的X射线探测器，其特征在于：所述第一薄膜晶体管及所述第一光电二极管在纵向上重叠或非重叠设置，所述第二薄膜晶体管及所述第二光电二极管在纵向上重叠或非重叠设置。
8.一种X射线探测器的制备方法，其特征在于，包括步骤：
制备第一可见光传感器层，所述第一可见光传感器层包括第一基板及二维阵列排布于所述第一基板表面的多个第一像素单元，各所述第一像素单元包括第一薄膜晶体管及与所述第一薄膜晶体管相连接的第一光电二极管；
于所述第一可见光传感器层的上表面形成闪烁体层；
制备第二可见光传感器层，所述第二可见光传感器层包括第二基板及二维阵列排布于所述第二基板表面的多个第二像素单元，各所述第二像素单元包括第二薄膜晶体管及与所述第二薄膜晶体管相连接的第二光电二极管；其中，所述多个第二像素单元的尺寸与所述多个第一像素单元的尺寸成整数倍关系；
将所述第二可见光传感器层贴附于所述闪烁体层的上表面或所述第一可见光传感器层的下表面，其中，所述第一光电二极管与所述第二光电二极管在纵向上非完全重叠设置。
9.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：制备所述第一可见光传感器层的步骤包括提供一基底，所述基底包括载体和位于所述载体上表面的柔性膜，所述多个第一像素单元形成于所述柔性膜的上表面，将所述载体剥离后得到所述第一可见光传感器层，所述柔性膜构成所述第一基板。
10.根据权利要求8所述的制备方法，其特征在于：将所述第二可见光传感器层通过光学透明胶层对位并贴附于所述闪烁体层的上表面或所述第一可见光传感器层的下表面，所述光学透明胶层的厚度为15μm～500μm。
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