CN112928137B

CN112928137B - 有机光电平板探测器

Info

Publication number: CN112928137B
Application number: CN202110120262.1A
Authority: CN
Inventors: 罗宏德; 金利波
Original assignee: Iray Technology Co Ltd
Current assignee: Iray Technology Co Ltd
Priority date: 2021-01-28
Filing date: 2021-01-28
Publication date: 2023-10-10
Anticipated expiration: 2041-01-28
Also published as: CN112928137A; WO2022160708A1

Abstract

本发明提供一种有机光电平板探测器，包括基底、TFT元件、有机光电二极管及第二底电极；基底上交替定义有像素区域及非像素区域；TFT元件形成于非像素区域，包括栅极、栅绝缘层、源极、漏极及沟道层，且源极延伸至像素区域；有机光电二极管形成于像素区域，自下而上依次包括第一底电极层、第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层，第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层均自像素区域向外延伸到TFT元件上方，第一底电极层位于源极表面；第二底电极位于TFT元件上方且被第一界面层覆盖；有机光电平板探测器工作时，第二底电极的电位大于上电极层的电位，由此可以大幅度减小图像的拖影(lag)以及像素之间的信号串扰，有助于提高图像质量。

Description

有机光电平板探测器

技术领域

本发明属于X射线探测技术领域，特别是涉及一种有机光电平板探测器。

背景技术

近年来有机光电二极管(organic photodiode，简称OPD)的研究取得了长足的发展，其采用有机光电转换材料形成，目的是将光信号(光子)转变为载流子(电荷空穴对)用来探测光信号。使用有机光电转换材料制备的X射线平板探测器(以下简称平板探测器)是使用有机半导体材料取代现有平板探测器中的硅基感光材料(如非晶硅、单晶硅等)制备的新型平板探测器。基于有机光电材料的平板探测器有着结构与工艺简单、工艺兼容性强、成本低廉、灵敏度高等特点，可应用于医疗辐射成像、工业探伤、安检等领域。

目前，有机光电平板探测器的光电转换层(活性层)使用的是溶液法工艺，将有机半导体材料溶解于有机溶剂中，使用湿法涂布工艺加工完成，此涂布法工艺为整面涂布，涂布完光电转换层后无需做像素化处理。相比之下，传统的硅基探测器中的硅光电转换层必须做像素化处理，比如使用刻蚀工艺将相邻像素之间的区域刻蚀掉，以形成一个个独立的光电转换器件。这是由于有机光电平板探测器工作时，光生载流子在有机半导体中迁移距离较短，约10nm级别，而像素之间的间距在微米级别，故而电荷无法从一个像素串扰至另一个像素，不会造成图像的模糊(光生载流子在硅中的迁移距离在微米至10微米级别，如不做刻蚀处理，临近像素的电荷会发生串扰，导致图像模糊)。但是，有机光电平板探测器面临着严重的图像拖尾(lag)问题，导致探测器的响应速度降低。

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有机光电平板探测器，用于解决现有技术中有机光电平板探测器会发生严重的图像拖尾，导致探测器的响应速度降低等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种有机光电平板探测器，所述有机光电平板探测器包括基底、TFT元件、有机光电二极管及第二底电极；所述基底上交替定义有像素区域及非像素区域；所述TFT元件形成于所述非像素区域，包括栅极、栅绝缘层、源极、漏极及沟道层，且所述源极延伸至所述像素区域；所述有机光电二极管形成于所述像素区域，自下而上依次包括第一底电极层、第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层，所述第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层均自所述像素区域向外延伸到所述TFT元件上方，第一底电极层位于所述源极表面且与源极电连接；所述第二底电极位于所述TFT元件上方且被所述第一界面层覆盖；所述有机光电平板探测器工作时，所述第二底电极的电位大于所述上电极层的电位。

可选地，所述有机光电平板探测器还包括遮光层，所述遮光层为金属层，位于所述TFT元件和所述第二底电极之间，且与所述第二底电极电连接。

可选地，所述遮光层和所述第二底电极之间填充有钝化层，所述钝化层的材质包含氮化硅和氧化硅中的一种或两种。

可选地，所述第一界面层、感光层及第二界面层的制备方法包括湿法涂布工艺。

可选地，第二底电极与第一底电极层之间的横向间距为1μm～5μm。

可选地，第二底电极通过导线接地。

可选地，第二底电极的横向尺寸大于第一底电极层的横向尺寸且小于相邻像素区域之间的间隔。

可选地，第二底电极与第一底电极层之间的绝缘材料的纵向尺寸为100nm～1500nm。

可选地，所述第一底电极层和第二底电极的材质均包括导电金属和透明导电氧化物中的任意一种或多种。

可选地，所述第二底电极的纵向尺寸为10nm～50nm。

如上所述，本发明的有机光电平板探测器经改善的结构设计，在TFT元件上方设置第二底电极，当有机光电平板探测器工作时，使第二底电极与顶电极层之间的电场高于像素区域内电场，从而使得在非像素区域内产生的载流子被迅速导出，由此可以大幅度减小图像的拖影(lag)以及横向电荷扩散导致的像素之间的信号串扰，有助于提高图像质量。

附图说明

图1至图3显示为现有的有机光电平板探测器制备过程中的结构示意图，其中，图2显示为现有的有机光电平板探测器的结构示意图，图3为图2的俯视结构示意图。

图4显示为本发明提供的有机光电平板探测器的结构示意图。

图5显示为图4的俯视结构示意图。

元件标号说明

10 基底

100 像素区域

101 非像素区域

102 像素孔

110 源极

111 漏极

112 栅极

113 栅绝缘层

114 沟道层

12 保护层

13 底电极

14 有机光电转换层

15 上电极层

16 第一界面层

17 第二界面层

20 基底

200 像素区域

201 非像素区域

210 源极

211 漏极

212 栅极

213 栅绝缘层

214 沟道层

22 钝化层

23 第一底电极层

24 第一界面层

25 感光层

26 第二界面层

27 上电极层

28 第二底电极

29 遮光层

30 通孔

31 data导线

32 栅极走线

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员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与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。

如在详述本发明实施例时，为便于说明，表示器件结构的剖面图会不依一般比例作局部放大，而且所述示意图只是示例，其在此不应限制本发明保护的范围。此外，在实际制作中应包含长度、宽度及深度的三维空间尺寸。

为了方便描述，此处可能使用诸如“之下”、“下方”、“低于”、“下面”、“上方”、“上”等的空间关系词语来描述附图中所示的一个元件或特征与其他元件或特征的关系。将理解到，这些空间关系词语意图包含使用中或操作中的器件的、除了附图中描绘的方向之外的其他方向。此外，当一层被称为在两层“之间”时，它可以是所述两层之间仅有的层，或者也可以存在一个或多个介于其间的层。

在本申请的上下文中，所描述的第一特征在第二特征“之上”的结构可以包括第一和第二特征形成为直接接触的实施例，也可以包括另外的特征形成在第一和第二特征之间的实施例，这样第一和第二特征可能不是直接接触。

请参阅图1至图5。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图示中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如背景技术中所述，现有的有机光电平板探测器面临着严重的图像拖尾(lag)问题，从而导致探测器的响应速度降低。如图1至图3所示，现有的有机光电平板探测器包括基底10以及形成于基底上的TFT元件和有机光电二极管。具体地，所述基底10上定义有形成TFT元件的非像素区域101及形成有机光电二极管的像素区域100；所述TFT元件包括源极110、漏极111、栅极112、栅绝缘层113及沟道层114，其中所述源极110延伸至所述像素区域100；所述有机光电二极管自下而上包括底电极13、第一界面层17(如电子传输层，简称ETL)，有机光电转换层14(通常为有机半导体层，也称为活性层、感光层)，第二界面层16(也即空穴传输层，简称HTL)，上电极层15等，TFT元件上方形成有保护层12。由于有机光电二极管的光电转换层14(活性层)通常使用溶液法工艺(比如将有机半导体材料，比如P3HT+PCBM溶解于有机溶剂中)，经湿法涂布工艺加工完成。而涂布工艺为整面涂布，覆盖像素区域和非像素区域，涂布形成光电转换层14后无需做像素化处理(传统硅基探测器中硅光电转换层必须做像素化处理，比如使用刻蚀工艺将相邻像素之间的区域刻蚀掉，以形成一个个独立的光电转换器件)。有机光电转换层14无需像素化的原因在于光生载流子在有机半导体材料中迁移距离较短，约为10nm级别，而像素之间间距在微米级别，故而电荷无法从一个像素串扰至另一个像素，不会造成图像的模糊(光生载流子在硅中的迁移距离在微米至10微米级别，如不做刻蚀处理，临近像素的电荷会发生串扰，导致图像模糊)。正是由于可采用涂布工艺整面涂布制备有机光电转换层以及无需做像素化处理，使得有机光电平板探测器相较于传统硅基探测器具有制备工艺简单、制作成本低等优点。但是，有机光电平板探测器面临着严重的问题就是图像拖尾。而其产生图像拖尾的原因在于，由于有机光电转换层14，也即活性层为整面涂布，活性层的厚度大于像素孔102深度，另外像素孔内壁角度较为平缓，其tap角θ为40～60度。在这种情况下，涂布有机半导体材料时，有机半导体材料会覆盖住像素孔内的所有地方.另外，有机半导体材料还会覆盖非像素区域(可参考图2及图3，其中，图3为图2的俯视结构示意图)，会引起图像拖尾。发明人进一步研究发现，这是因为只要涂布有有机感光材料的地方，都会对光有响应，曝光后产生光生载流子(即电子空穴对)，由于有机光电二极管底部涂布ETL，允许电子穿过，而顶部涂布HTL，允许空穴穿过，并且上下施加反偏电压，此时电子往底部传输、空穴往顶部传输；由于有机光电二极管存在寄生电容，其电子会被存在底电极上，由于底电极与TFT元件的源级相连接，最终暂存在TFT元件的源极上。在像素区域内，通过对TFT元件的栅极施加正电压，使TFT元件开启。在TFT元件开启后，电子从TFT元件的源级传输至漏极，再传输至读出芯片(readout IC)，最终在计算机屏幕上显示出对应的灰度值；但是，在非像素区域内，由于该区域内没有底电极，曝光时产生的光生载流子无法被读取出来。参考图3可以看到，在像素之间(图3中间的十字区域)，由于非像素区域没有底电极，在此区域内产生的光生载流子无法被及时读出。但是这种残留的电荷有很大的概率在下一帧图像被读取的时候通过ETL(备注：ETL的电导率通常远低于常用的底电极导体，例如，以ETL材料为ZnO为例，其电导率为ITO的1/10000至1/100000)传输至有机光电二极管的底电极并进一步传输至TFT元件的源级，在下一帧图像读取的时候叠加上一帧的信号，从而导致图像的重叠，也即图像的拖尾(lag)。另外，由于TFT元件也需占据一定的像素空间，而在有机光电二极管涂布时，膜层为连续整面涂布，也会覆盖在TFT元件的上方，而TFT元件的最上层为绝缘层，此处产生的光生载流子也无法被及时导出，导致了和前述相同的图像拖尾问题。

基于此，本实施例提出一种有机光电平板探测器，以解决现有的有机光电平板探测器会会出现图像拖尾等不良。具体地，本实施例提供的有机光电平板探测器包括基底20、TFT元件、有机光电二极管及第二底电极28；所述基底20上交替定义有像素区域200及非像素区域201，或者说像素区域200及非像素区域201在所述基底20上交替分布(也即TFT元件和有机光电二极管呈交替分布)；所述TFT元件形成于所述非像素区域，包括栅极212、栅绝缘层213、源极210、漏极211及沟道层214(也即有源层)，且所述源极210延伸至所述像素区域200；所述有机光电二极管形成于所述像素区域200，自下而上依次包括第一底电极层23、第一界面层24、感光层25(也称活性层，active层，有机光电转换层)、第二界面层26及上电极层27，所述第一界面层24、感光层25、第二界面层26及上电极层27均自所述像素区域向外延伸到所述TFT元件上方(像素区域定义有像素孔，第一底电极层23形成于像素孔的底部，第一界面层24和感光层25填充整个像素孔并向外延伸到TFT元件上方，第二界面层26和上电极层27覆盖感光层25)，第一底电极层23位于所述源极210表面且与源极210电连接；所述第二底电极28位于所述TFT元件上方且被所述第一界面层24覆盖；所述有机光电平板探测器工作时，所述第二底电极28的电位大于所述上电极层27的电位。

本实施例的有机光电平板探测器的工作原理为：OPD(有机光电二极管)的上电极层27连接直流电源的负极、第一底电极层23连接电源正极；在没有外部光照情况下，电子与空穴在OPD的感光层25内耗尽，理论上无电流；当探测器接受到X射线曝光时，X射线被转为低能的可见光；OPD的感光层25被光照射后产生载流子(电子和空穴对)，此时，在像素区域200与非像素区域201均产生载流子；在反偏电场作用下，空穴往上电极层27方向漂移、而电子往第一底电极层23方向漂移；但是，也会有少量电子往上电极层27方向漂移、也有少量空穴往第一底电极层23方向漂移；由于上电极层27与感光层25之间有空穴传输层(即第二界面层26)，故只有空穴可以传输至上电极层27，电子全部在第二界面层26处被阻挡；同样，在第一底电极层23与感光层25之间有电子传输层(即第一界面层24)，故只有电子可以传输至第一底电极层23，而空穴被第一界面层24阻挡。此时，在像素区域200内电子传输至第一底电极层23后通过公共电极(Vcom)传输至TFT元件的源极210(source端)，并存储在TFT元件的源极210；而在非像素区域201内，由于第二底电极28为持续工作模式，感光层25所产生的光生载流子会在第一时间被导出，另外由于第二底电极28引线不接入data线，故被导出的电荷不参与成像，而在像素区域200内，当TFT元件打开后，电子从源极210传输至漏极211(drain)，并被外部电路读取。本申请通过在TFT元件上方设置第二底电极，当有机光电平板探测器工作时，使第二底电极与顶电极层之间的电场高于像素区域内电场，从而使得在非像素区域内产生的载流子被迅速导出，由此可以大幅度减小图像的拖影(lag)以及横向电荷扩散导致的像素之间的信号串扰，有助于提高图像质量。

作为示例，所述有机光电平板探测器还包括遮光层29，所述遮光层29为金属层，位于所述TFT元件和所述第二底电极28之间，且与所述第二底电极28电连接。所述遮光层29可以防止外界曝光时将TFT元件的沟道层214曝光。由于TFT元件上方覆盖有钝化层22，故为实现遮光层29和第二底电极28之间的电连接，可以采用光刻刻蚀工艺在钝化层22中形成通孔30，在通孔30内填充金属以形成互连。

本实施例中不限制所述基底20的材料，可以是任意适于制备平板探测器的材料，包括但不限于玻璃基底、柔性PI。所述TFT元件亦可以采用常见的半导体技术制作，比如于基底20上采用包括但不限于气相沉积工艺沉积相应的材料层，并经光刻刻蚀形成所述栅极212，然后采用类似的方法形成覆盖栅极212的栅绝缘层213，如此一步步形成所述TFT元件。所述沟道层214、源极210及漏极211的表面、以及所述遮光层29和所述第二底电极28之间均形成有钝化层22，所述钝化层22的材质包含氮化硅和氧化硅中的一种或两种，所述钝化层22可以对所述TFT元件形成良好的保护。

作为示例，所述感光层25优选采用湿法涂布工艺形成，这样有助于简化制备工艺，降低制作成本。由于采用湿法涂布工艺形成，故这些结构层均为连续的膜层，即自像素区域200一直向外延伸到非像素区域201并覆盖TFT元件。所述感光层25是一种使用有机半导体材料制备的器件层，可以将光信号(光子)转变为载流子(电荷空穴对)用来探测光信号。使用有机半导体材料取代现有平板探测器中的硅基感光材料(如非晶硅、单晶硅)制备的新型平板探测器有着结构与工艺简单、工艺兼容性强、成本低廉、灵敏度高等特点，可应用于医疗辐射成像、工业探伤、安检等领域。对于有机光电材料而言，光响应光谱覆盖范围广，特别是在300nm至450nm紫外-蓝光波段及675nm至750nm深红光-近红外波段的吸收较强，可以增加对闪烁体发射光子的吸收，有助于提升器件量子效率；感光材料可以溶于某些有机溶剂中，使溶液法在标准大气压环境下加工器件成为可能，而无需使用传统半导体工艺的高真空及等离子等设备；且其容易大面积成膜，有助于增加光电二极管对上述短波与长波的吸收，可以增加光电二极管的外量子效率。

作为示例，所述感光层25的材料可以由P型有机光电材料(施主材料)与N型有机光电材料(受主材料)组成，P型有机光电材料可以有：P3HT(名称为：聚(3-己基噻吩-2,5-二基))，以及：PCPDTBT(名称为：聚[2,6-(4,4-双-(2-乙基己基)-4H-环戊二烯并[2,1-b；3,4-b′]二噻吩)-alt-4,7(2,1,3-苯并噻二唑)])中的一种或两种及其以上的组合；N型有机光电材料可以为：PC61BM(名称为[6,6]-苯基C 61丁酸甲酯)，以及PC71BM(名称为[6,6]-苯基C 71丁酸甲酯)中的一种或两种及其以上的组合。另外，在一示例中，所述有机溶剂包括邻二甲苯、氯仿以及四氢萘中的至少一种。所述感光层25的厚度介于500nm～2000nm之间(包括端点值，如无特殊说明，本实施例中在涉及数值范围描述时，均包括端点值)，例如，可以是500nm、700nm、1000nm、1300nm、1500nm、1700nm等。

作为示例，所述第一界面层24的材料包括TiO₂、ZnO、AZO、MZO、SnO₂以及PEIE中的至少一种，所述第二界面层26的材料包括Se、MoO₃、WO₃、NiO、V₂O₅以及PEDOT:PSS中的至少一种；所述第一界面层24的厚度介于10nm～100nm之间，所述第二界面层26的厚度介于5nm～100nm之间。所述第二界面层26可作为器件工作时的空穴传输层，可以实现载流子空穴的传输，同时阻挡电子传输，所述空穴传输层将载流子在有机感光材料膜层(所述感光层25)内分离，使载流子能到达上电极层27处，避免了载流子在膜层内复合，提高量子效率，阻止电荷的反向注入，降低暗电流，提升器件灵敏度及图像对比度，所述空穴传输层的存在还可以降低所述感光层25界面处的功函数；所述第一界面层24可作为器件工作时的电子传输层，可以实现载流子电子的传输，同时阻挡空穴传输，所述电子传输层将载流子在有机感光材料膜层(所述感光层25)内分离，使载流子能到达电极处，避免载流子在膜层内复合，提高量子效率，阻止电荷的反向注入，降低暗电流，提升器件灵敏度及图像对比度，所述电子传输层的存在还可以降低所述感光层25界面处的功函数。

所述第一界面层24的制备方法可以根据第一界面层24的具体材料进行相应选择。基于上述第一界面层24的材料选择包括TiO₂、ZnO、AZO、MZO、SnO₂以及PEIE中的至少一种，本实施例中选择采用溶液法，经湿法涂布制备所述第一界面层24。

所述第二界面层26的制备方法可以根据第二界面层26的具体材料进行相应选择。基于上述第二界面层26的材料选择包括Se、MoO₃、WO₃、NiO、V₂O₅以及PEDOT:PSS中的至少一种，本实施例中选择采用溶液法，经湿法涂布制备所述第二界面层26。

所述第二底电极28的纵向尺寸，或者称之为高度或厚度需精心设置，太大或太小均不妥。发明人经大量实验发现，所述第二底电极28的纵向尺寸较优地为10nm～50nm，比如为10nm，20nm，30nm，40nm，50nm或这区间的任意值。第二底电极28的材质包括但不限于金属(如Ag，Mo，Al等)或者透明导电物(如ITO，IZO，IWO等)中的任意一种或多种。

作为示例，第二底电极28与第一底电极层23之间的横向间距d1为1μm～5μm。

所述有机光电二极管的上电极层27所接电位为Vcom，即公共电位。所述有机光电二极管接反向偏压，即上电极层27所加偏压小于第一底电极层23偏压。较优地，上电极层27与第一底电极层23的电压差范围为-1～-10V，更优地，比如为-5V。

所述第二底电极28所接电位(称之为Vshield)大于上电极层27所接电位Vcom，即Vshield>Vcom，以实现对非像素区域201的光生载流子的充分导出。比如当Vcom为-5V时，Vshield取0V。

作为示例，第二底电极28和上电极层27之间的电压差大于第一底电极层23与上电极层27之间的电压差，即Vshield与Vcom的压差大于第一底电极层23(Vbe)与Vcom的压差，以确保非像素区域201的电荷能比OPD区域更快导出，以避免图像拖尾。比如在一示例中，Vshield＝+5V非0V,Vbe＝0V,Vcom＝-5V，这种情况下，Vshiled与Vcom压差为10V，而Vbe与Vcom压差为5V，保证非像素区域201的电荷比OPD区域更快导出。Vshiled电压相比Vbe更高可以避免电子从Vshield区域传输至第一底电极层23，其原因为，OPD感光层25下方有电子传输层ETL(即第一界面层24)，如果将第一底电极层23的电压Vbe设置为低于第二底电极28电压Vshiled，则在非像素区域201电子会被第一底电极层23“吸引”过去，导致图像噪声增大。

需要说明的是，有机光电二极管的第一底电极层23与TFT元件的源极210相连接，通过控制TFT元件打开去控制电荷的读取，从而转换为灰度值生成图像；而第二底电极28无需连接TFT元件，以避免因此部分电荷引起拖尾。较佳地，第二底电极28直接引线导出接地。

第二底电极28的横向尺寸，即走线的宽度必须小于相邻像素区域200之间的间隔，考虑到工艺兼容性问题，第二底电极28的横向尺寸较佳地为像素间隔的50％～70％，最佳地为60％，即，当像素间隔为10um时，第二底电极28的走线宽度为6um。而综合考虑工艺难度等因素，像素与像素间间隔一般为10～50um。由于像素间距内也需要设计栅极走线32与data导线31以分别控制TFT元件的开关及像素电荷读取，故第二底电极28与栅极走线32或者data导线31均使用垂直结构设计(具体可以参考图5)。第二底电极28与栅极走线32或者data导线31之间需要使用绝缘材料以避免短路，绝缘材料可选用氮化物或氧化物，更具体地，比如选用氮化硅或氧化硅，或两者的结合。

为了避免第一底电极层23与第二底电极28间形成过大的电容而引起的图像噪声，第二底电极28与第一底电极层23之间的绝缘材料(这个绝缘材料包括前述的钝化层22)的纵向尺寸h1，也即厚度需要做得足够大，但是如果太大又容易引起因应力不匹配导致的脱落，发明人经大量实验发现，第二底电极28与第一底电极层23之间的绝缘材料的纵向尺寸h1较佳地为100nm～1500nm，更优地为500nm～1000nm。

作为示例，第一底电极层23的横向尺寸略小于第二底电极28的横向尺寸，典型值为小2um，以避免第一底电极层23与第二底电极28之间的电容过大。所述第一底电极层23和第二底电极28的材质均包括导电金属和透明导电氧化物中的任意一种或多种。

所述有机光电平板探测器还包括闪烁体层和封装膜层等结构，由于此部分内容与本申请的发明点无关，且该部分内容为本领域技术人员所熟知，对此不做详细展开。

综上所述，本发明提供一种有机光电平板探测器，所述有机光电平板探测器包括基底、TFT元件、有机光电二极管及第二底电极；所述基底上交替定义有像素区域及非像素区域；所述TFT元件形成于所述非像素区域，包括栅极、栅绝缘层、源极、漏极及沟道层，且所述源极延伸至所述像素区域；所述有机光电二极管形成于所述像素区域，自下而上依次包括第一底电极层、第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层，所述第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层均自所述像素区域向外延伸到所述TFT元件上方，第一底电极层位于所述源极表面且与源极电连接；所述第二底电极位于所述TFT元件上方且被所述第一界面层覆盖；所述有机光电平板探测器工作时，所述第二底电极的电位大于所述上电极层的电位。本申请通过在TFT元件上方设置第二底电极，当有机光电平板探测器工作时，使第二底电极与顶电极层之间的电场高于像素区域内电场，从而使得在非像素区域内产生的载流子被迅速导出，由此可以大幅度减小图像的拖影(lag)以及横向电荷扩散导致的像素之间的信号串扰，有助于提高图像质量。同时，本发明的感光层等结构层可采用溶液法，采用整面涂覆的方法制备，不需要图形化，工艺容易控制，可以有效降低工艺难度及工艺复杂度，降低制造成本。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

1.一种有机光电平板探测器，其特征在于，所述有机光电平板探测器包括基底、TFT元件、遮光层、有机光电二极管及第二底电极；所述基底上交替定义有像素区域及非像素区域；

所述TFT元件形成于所述非像素区域，包括栅极、栅绝缘层、源极、漏极及沟道层，且所述源极延伸至所述像素区域；

所述有机光电二极管形成于所述像素区域，自下而上依次包括第一底电极层、第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层，所述第一界面层、感光层、第二界面层及上电极层均自所述像素区域向外延伸到所述TFT元件上方，第一底电极层位于所述源极表面且与源极电连接；

所述第二底电极位于所述TFT元件上方且被所述第一界面层覆盖；

所述遮光层位于所述TFT元件和所述第二底电极之间，且与所述第二底电极电连接；

所述有机光电平板探测器工作时，所述第二底电极的电位大于所述上电极层的电位且第二底电极和上电极层之间的电压差大于第一底电极层与上电极层之间的电压差。

2.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：所述遮光层为金属层。

3.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于，所述遮光层和所述第二底电极之间填充有钝化层，所述钝化层的材质包含氮化硅和氧化硅中的一种或两种。

4.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：所述第一界面层、感光层及第二界面层的制备方法包括湿法涂布工艺。

5.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：第二底电极通过导线接地。

6.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：第二底电极与第一底电极层之间的横向间距为1μm～5μm。

7.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：第二底电极的横向尺寸大于第一底电极层的横向尺寸且小于相邻像素区域之间的间隔。

8.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：第二底电极与第一底电极层之间的绝缘材料的纵向尺寸为100nm～1500nm。

9.根据权利要求1所述的有机光电平板探测器，其特征在于：所述第一底电极层和第二底电极的材质均包括导电金属和透明导电氧化物中的任意一种或多种。

10.根据权利要求1-9任一项所述的有机光电平板探测器，其特征在于：所述第二底电极的纵向尺寸为10nm～50nm。